JP5993548B2 - 液晶表示装置と切断領域を備えたマザー基板及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、液晶表示装置と切断領域を備えたマザー基板及びその製造方法に関する。

一般的に、液晶表示装置は、各画素領域を駆動するためのスイッチング素子が形成された第１基板と、第１基板と対向する第２基板と、第１、２基板に介されて形成された液晶層と、を備える。液晶表示装置は、液晶層に電圧を印加して光の透過率を制御する方式で画像を表示する。

ところで、ＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード液晶表示装置の一種であるＰＶＡ（Ｐａｔｔｅｒｎｅｄ Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード液晶表示装置は、パターニングされた透明電極を利用して、液晶分子を異なる方向に配列させて液晶ドメインを形成することによって、液晶表示装置の視野角を向上させる構造を有する。したがって、ＰＶＡモードの液晶表示装置を製造するためには、パターニングされた透明電極を形成する工程が伴わなくてはならない。

前記のように、液晶表示装置の液晶ドメインを形成するためには、透明電極をパターニングする工程をさらに行わなくてはならないので、液晶表示装置の製造工程数が増加する。また、第１基板及び第２基板のアセンブリ工程で第１、２基板のミスアラインは、第１基板の画素電極と第２基板の共通電極とのパターンのミスアラインにつながって、正常的な液晶ドメインを形成できなくなる原因となる。したがって、可能な限り電極にパターンを形成せずとも、液晶ドメインを形成できる方案が要求される。

また、最近は、このような液晶表示装置の生産性の向上のために、例えば、携帯電話画面一つのような製品セル単位で製造せず、複数個の製品セルが含まれたマザー基板単位で先に製造した後、後で各製品セル単位で切断する方式が好まれている。しかし、このように、複数個の製品セルが含まれたマザー基板単位で製造すれば、各製品セル間の切断領域でショートが発生する恐れがある。すなわち、この切断領域は、後で切断する領域であるので液晶層はないが、画素電極層と共通電極層は、セル領域と同様に形成されているため、もし、切断時に二つの電極が電界印加状態で接触すれば、ショートが発生する恐れがある。このように、いずれか一つの切断領域でショートが発生すれば、その周辺の製品セルは、いずれも不良品となりうるため、このような事象に対する対策も必要である。

本発明が解決しようとする課題は、電極にパターンを形成せずに液晶ドメインを形成できると同時に、切断領域でのショートの発生危険も抑制できるように改善された液晶表示装置と切断領域を備えたマザー基板及びその製造方法を提供することである。

前記課題を達成するために、本発明の実施形態による液晶表示装置と切断領域を備えたマザー基板は、画素電極が備えられるとともに前記画素電極を覆う導電体の第１配向膜が全面に備えられた第１基板、共通電極が全面に備えられた第２基板、前記第１、２基板に介された液晶層、及び前記第１、２基板の間に介されることにより前記第１、２基板の間隔を維持するセルスペーサを備えた複数のセル領域；前記複数のセル領域の間に位置し、そのセル領域から延びた前記第１基板と第２基板、及び前記第１基板と第２基板との間で、前記第１、２基板のいずれか一方に接し前記セルスペーサより長さの短い、少なくとも一つの周辺スペーサを備えた切断領域；を備え、前記セルスペーサと前記周辺スペーサとは、絶縁剤から形成される。

前記液晶層は、前記画素電極と前記共通電極との間に電圧差が発生した状態で紫外線処理されうる。

前記液晶層は、紫外線反応性物質またはその結合体を含み、前記紫外線反応性物質は、反応性メソゲンでありうる。

前記周辺スペーサは、前記第１基板及び前記第２基板のうち少なくとも一つに接しうる。

前記第２基板の前記第１基板と対向する面には、前記セル領域と前記切断領域とにわたって前記共通電極を覆う導電性の第２配向膜を有しうる。

前記第１基板は、前記画素電極に備えられた陥没パターンを含みうる。

前記液晶層は、液晶分子、及び反応性メソゲンポリマーを含みうる。

前記共通電極には、前記液晶ドメインの形成のためのパターンがない。

前記セル領域にセルスペーサを有する。

また、本発明の実施形態による液晶表示装置と切断領域を備えたマザー基板の製造方法は、画素電極を含むとともに前記画素電極を覆う導電体の第１配向膜を全面に有する第１基板を製造する工程と、前記画素電極と対向する共通電極を全面に有する第２基板を製造する工程と、前記第１基板と前記第２基板との間にシーラントで密封された複数のセル領域を設け、その内部に液晶層を形成する工程と、前記複数のセル領域に、前記第１基板と第２基板との間に介された前記第１、２基板の間隔を維持するセルスペーサを形成するとともに、前記複数のセル領域間の、前記セル領域を切り出す際に切断されるための切断領域に、前記第１基板と第２基板との間で、前記第１、２基板のいずれか一方に接し前記セルスペーサより長さの短い、少なくとも一つの周辺スペーサを形成する工程と、を含み、前記セルスペーサと前記周辺スペーサとは、絶縁剤から形成される。

前記周辺スペーサは、前記切断領域で、前記第１基板と前記第２基板とのセルギャップを維持して、前記画素電極及び前記共通電極の電気的なショートを防止できる。

前記液晶層は、前記画素電極と前記共通電極との間に電圧差が発生した状態で紫外線処理されうる。

前記液晶層は、紫外線反応性物質またはその結合体を含みうる。

前記紫外線反応性物質は、反応性メソゲンでありうる。

前記周辺スペーサは、前記第１基板及び前記第２基板のうち少なくとも一つに接しうる。

前記第１基板と前記第２基板との相互対向する面に、前記セル領域と前記切断領域とにわたって配向膜を形成する工程をさらに含みうる。

前記第１基板は、液晶ドメインを形成するための陥没パターンを含みうる。

前記液晶層を形成する工程は、液晶分子と反応性メソゲンモノマーとを含む液晶組成物を前記セル領域に介在させる工程と、前記液晶組成物を紫外線露光させる露光工程とを含みうる。

前記露光工程時、前記メソゲンモノマーは、メソゲンポリマーで重合され、前記液晶分子は、前記陥没パターンによって液晶ドメインを形成して配列されうる。

前記露光工程は、前記画素電極と前記共通電極とに電圧を印加した状態で露光させる電界露光工程と、電圧を印加しない状態で露光させる無電界露光工程とを含みうる。

前記共通電極には、液晶ドメインを形成するためのパターンがない。

前記セル領域にセルスペーサを形成できる。

前記セルスペーサと前記周辺スペーサとを同時に形成できる。

本発明の液晶表示装置によれば、共通電極にパターンを形成せずに液晶ドメインを形成でき、また、製造過程中に切断領域でのショートの発生危険も防止できる。

本発明の実施形態による液晶表示装置の平面図である。 図１のＩ−Ｉ’線に沿って切り取った断面図である。 図１のＩＩ−ＩＩ’線に沿って切り取った断面図である。 図２Ｂに示された液晶表示装置に電圧が印加された状態の断面図である。 図２Ｂに示された液晶表示装置の製造過程を説明するための断面図である。 図３Ａに後続する断面図である。 図３Ｂに後続する断面図である。 図３Ｃに後続する断面図である。 図３Ｄに後続する断面図である。 図２Ａに示されたスペーサの変形可能な例を示す断面図である。

以下、添付した図面を参照して、本発明の望ましい実施形態を詳細に説明すれば、次の通りである。

まず、共通電極にパターンを形成せずとも液晶ドメインを形成できる液晶表示装置のセル領域構造について説明し、次いで、切断領域でショートを防止できる構造を説明する。

図１は、本発明の実施形態による液晶表示装置のセル領域の一部を示した平面図である。そして、図２Ａは、図１のＩ−Ｉ’線に沿って切り取った断面図であり、図２Ｂは、図１のＩＩ−ＩＩ’線に沿って切り取った断面図である。

図２Ａ及び図２Ｂにおける液晶層は、画素電極と共通電極との間に電圧が印加されていない無電界の液晶分子及び反応性メソゲン（Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｍｅｓｏｇｅｎ：ＲＭ）の状態を表す。反応性メソゲンは、紫外線反応性物質またはその結合体の一例であって、紫外線に露光されれば、重合反応を起こす。そして、図２Ａでは、画素を形成するセル領域１０及びそれに隣接した切断領域２０も共に図示したが、複数の製品セルが含まれたマザー基板では、各製品セルに当たるセル領域１０が複数個であり、その各セル領域１０の間ごとに切断領域２０があると見ればよい。図２Ａの点線で示した部分は、切断領域２０を挟んで前記セル領域１０と隣接したさらに他のセル領域を一つ例示したものである。後に最終的に製品セルを作る時には、この切断領域２０は切断し、これにより、複数の製品セル、すなわち、液晶表示装置がマザー基板から分離される。

まず、セル領域１０について説明し、切断領域２０は後に説明する。

図１、図２Ａ及び図２Ｂを参照すれば、本実施形態による液晶表示装置のセル領域１０は、第１基板１００と第２基板２００、及び液晶層３００を備える。

第１基板１００は、第１ベース基板１１０、第１及び第２ゲートラインＧＬ１，ＧＬ２、ストレージラインＳＴＬ、ゲート絶縁層１２０、第１及び第２データラインＤＬ１，ＤＬ２、スイッチング素子の薄膜トランジスタＳＷ、パッシベーション層１４０、ドメイン形成層１５０、画素電極ＰＥ及び第１配向膜ＡＬ１を備える。

第１及び第２ゲートラインＧＬ１，ＧＬ２は、第１ベース基板１１０上に第１方向Ｄ１に沿って延びうる。第１及び第２ゲートラインＧＬ１，ＧＬ２は、第１方向Ｄ１と異なる第２方向Ｄ２に平行に配列されうる。第２方向Ｄ２は、例えば、第１方向Ｄ１と垂直な方向でありうる。ストレージラインＳＴＬは、第１及び第２ゲートラインＧＬ１，ＧＬ２の間に配され、第１方向Ｄ１に沿って延びうる。ゲート絶縁層１２０は、第１及び第２ゲートラインＧＬ１，ＧＬ２と、ストレージラインＳＴＬとを覆うように、第１ベース基板１１０上に形成される。第１及び第２データラインＤＬ１，ＤＬ２は、ゲート絶縁層１２０上に第２方向Ｄ２に沿って延び、第１方向Ｄ１に相互平行に配列されうる。第１及び第２データラインＤＬ１，ＤＬ２は、それぞれ第１及び第２ゲートラインＧＬ１，ＧＬ２及びストレージラインＳＴＬと交差しうる。第１基板１００は、第１及び第２ゲートラインＧＬ１，ＧＬ２と、第１及び第２データラインＤＬ１，ＤＬ２とによって画素領域Ｐが区画され、画素領域Ｐに画素電極ＰＥが形成されうる。

薄膜トランジスタＳＷは、第１ゲートラインＧＬ１と連結されたゲート電極ＧＥ、ゲート電極ＧＥと対応するようにゲート絶縁層１２０上に形成されたアクティブパターンＡＰ、第１データラインＤＬ１と連結され、アクティブパターンＡＰと重畳するソース電極ＳＥ、ソース電極ＳＥと離隔され、アクティブパターンＡＰと重畳するドレイン電極ＤＥ、及びドレイン電極ＤＥから延びて、画素領域Ｐに延びたコンタクト電極ＣＮＴを含みうる。アクティブパターンＡＰは、ゲート絶縁層１２０上に順次形成された半導体層１３０ａ、及びオーミックコンタクト層１３０ｂを備えうる。コンタクト電極ＣＮＴは、ドレイン電極ＤＥから延びてストレージラインＳＴＬまで延び、そのストレージラインＳＴＬと重畳するように配される。

パッシベーション層１４０は、第１及び第２データラインＤＬ１，ＤＬ２、ソース電極ＳＥ、ドレイン電極ＤＥ及びコンタクト電極ＣＮＴを覆うように、ゲート絶縁層１２０上に形成されうる。

ドメイン形成層１５０は、パッシベーション層１４０上に形成されうる。ドメイン形成層１５０は、第１基板１００を平坦化させうる。また、ドメイン形成層１５０は、ドメイン形成層１５０の表面から下部方向に嵌め込まれて形成された陥没パターン１５２を含む。陥没パターン１５２は、画素領域Ｐに形成され、画素領域Ｐの液晶ドメインを形成できる。陥没パターン１５２は、ドット型にドメイン形成層１５０に形成されうる。陥没パターン１５２は、コンタクト電極ＣＮＴと対応するように、コンタクト電極ＣＮＴ上に形成されうる。陥没パターン１５２は、コンタクト電極ＣＮＴの一部を露出させるドット型のホールに形成されうる。陥没パターン１５２がホール形状に形成されても、陥没パターン１５２の下部に形成されたストレージラインＳＴＬ及びコンタクト電極ＣＮＴによって、陥没パターン１５２が形成された領域の光漏れを防止できる。ドメイン形成層１５０は、有機物質または無機物質から形成されうる。または、ドメイン形成層が有機層及び無機層をいずれも含み、有機層または無機層に陥没パターン１５２が形成されることもある。

画素電極ＰＥは、画素領域Ｐのドメイン形成層１５０上に形成される。画素電極ＰＥは、透明で導電性のある物質から形成されうる。画素電極ＰＥは、陥没パターン１５２を全体的に覆うように形成されうる。画素電極ＰＥは、陥没パターン１５２を通じて、コンタクト電極ＣＮＴと接触することによって、薄膜トランジスタＳＷと電気的に連結されうる。平面的に同じ面積を有する領域において、陥没パターン１５２上の画素電極ＰＥの面積が、ドメイン形成層１５０の平坦な領域上に形成された画素電極ＰＥの面積に比べて、相対的に広い。これにより、第１基板１００と第２基板２００との間に電界が形成される場合、陥没パターン１５２を含むその近傍領域の電界の強度が、陥没パターン１５２が形成されていない平坦な領域の電界の強度に比べて、相対的に大きい。

第１配向膜ＡＬ１は、画素電極ＰＥを含む第１基板１００の前面に形成されうる。

第２基板２００は、第１基板１００と対向する第２ベース基板２１０、ブラックマトリックス２２０、第１、第２及び第３カラーフィルタ２３２，２３４，２３６、オーバーコーティング層２４０、共通電極２５０及び第２配向膜ＡＬ２を備える。第２基板２００は、オーバーコーティング層２４０を備えないこともある。

ブラックマトリックス２２０は、第１及び第２ゲートラインＧＬ１，ＧＬ２、第１及び第２データラインＤＬ１，ＤＬ２及び薄膜トランジスタＳＷが形成された非画素領域と対応して第２ベース基板２１０上に形成されうる。第１、第２及び第３カラーフィルタ２３２，２３４，２３６は、ブラックマトリックス２２０によって区画される第２ベース基板２１０の領域に形成されうる。例えば、画素電極ＰＥが形成された画素領域Ｐと対応する第２ベース基板２１０上の領域に、第１カラーフィルタ２３２が形成されうる。第１カラーフィルタ２３２の第１方向Ｄ１に第２カラーフィルタ２３４が形成され、第１カラーフィルタ２３２の第１方向Ｄ１と反対方向に第３カラーフィルタ２３６が形成されうる。オーバーコーティング層２４０は、ブラックマトリックス２２０、及び第１、第２及び第３カラーフィルタ２３２，２３４，２３６が形成された第２ベース基板２１０の上に形成され、第２基板２００を平坦化させうる。

共通電極２５０は、オーバーコーティング層２４０上に形成されうる。共通電極２５０は、透明で導電性のある物質から形成されうる。共通電極２５０は、別途のパターンなしに、第２基板２００の前面に形成されうる。すなわち、陥没パターン１５２によって電界の強度を変更できる画素電極ＰＥと、パターンのない共通電極２５０とによって、液晶層３００の液晶ドメインを形成できる。

図２Ａの２６０ａは、有機膜絶縁剤からなるセルスペーサを表し、共通電極２５０上にフォトリソグラフィ工程を通じて形成されうる。ここで、セルスペーサ２６０ａは、共通電極２５０上に直接位置してもよく、セルスペーサ２６０ａと共通電極２５０との間に他の部材が介在されてもよい。このセルスペーサ２６０ａは、二枚の基板１００，２００間の間隔を維持する役割を行う。２６０ｂは、有機膜絶縁剤からなる、切断領域２０に形成された周辺スペーサを表し、セル領域１０のセルスペーサ２６０ａと共に、フォトリソグラフィ工程を通じて同時に形成されうる。セルスペーサ２６０ａと周辺スペーサ２６０ｂとは、実質的に同じ形態でありうる。この切断領域２０の周辺スペーサ２６０ｂは、特に、製造過程中に切断領域２０でのショートを防止する機能を行うが、これについては後述する。

第２配向膜ＡＬ２は、共通電極２５０が形成された第２ベース基板２１０上に形成され、第２基板２００の第１基板１００側である前面に形成されうる。

液晶層３００は、第１基板１００と第２基板２００との間のシーラント３５０（図２Ａ）で密封された空間内に介され、液晶分子３１０及び反応性メソゲン（ＲＭ）ポリマー３２０（以下、ＲＭポリマーという）を含む液晶組成物から形成される。

液晶分子３１０は、画素電極ＰＥと共通電極２５０との間に形成される電界によって配列が変更されることによって、光の透過率を調節できる。液晶分子３１０は、例えば、負の誘電率異方性を有しうる。

画素電極ＰＥと共通電極２５０との間に電圧が印加されていない場合、第１基板１００及び／または第２基板２００に接した液晶分子３１０は、液晶分子３１０の長軸が、第１ベース基板１１０及び／または第２ベース基板２１０の表面を基準に垂直な状態で配列されうる。陥没パターン１５２と隣接した液晶分子３１０の長軸は、陥没パターン１５２を形成するドメイン形成層１５０の側壁の表面を基準に、当該側壁の表面と垂直な方向に配列されうる。

ＲＭポリマー３２０は、液晶分子３１０をその間に介在するように形成されうる。ＲＭポリマー３２０は、画素電極ＰＥ及び／または共通電極２５０と接した液晶分子３１０を間に介在させうる。さらに具体的には、ＲＭポリマー３２０は、第１配向膜ＡＬ１に接した液晶分子３１０を間に介在させうる。また、ＲＭポリマー３２０は、第２配向膜ＡＬ２に接した液晶分子３１０を間に介在させうる。

ＲＭポリマー３２０は、画素電極ＰＥと共通電極２５０との間に電界が印加されていない場合でも、第１基板１００及び／または第２基板２００と接した液晶分子３１０が、第１ベース基板１１０及び／または第２ベース基板２１０の表面を基準にプレチルトされた状態を維持させうる。ＲＭポリマー３２０は、液晶表示装置を製造する工程中に紫外線露光によってＲＭモノマー３３０（図３Ｅを参照）がＲＭポリマーに重合されて形成されうる。

すなわち、紫外線を照射すれば、ＲＭモノマー３３０がＲＭポリマー３２０に重合されつつ、液晶分子３１０と共に画素電極ＰＥ側と共通電極２５０側とに付き、これにより、液晶分子３１０がプレチルトされた状態を維持する。このような紫外線照射は、前記二つの電極ＰＥと共通電極２５０に電圧差が発生した状態で照射する電界露光工程と、電圧を印加していない状態でさらに高いエネルギーの紫外線を照射する無電界露光工程とにより進められる。しかし、電界露光工程では、二つの電極ＰＥ２５０に電圧が印加された状態であるので、この時、二つの電極ＰＥと共通電極２５０が接触すれば、ショートが発生する恐れがある。特に、セル領域１０は、後で最終製品の液晶表示装置に作られる領域であるので、二枚の基板１００，２００間の間隔を安定的に維持するためのセルスペーサ２６０ａを一般的に設置するが、切断領域２０の場合には、後で切断する領域であるので、周辺スペーサ２６０ｂを設置しなくてもよいと考えられる。しかし、前記のように、マザー基板単位で製造される場合には、最終的に切断領域２０を切り出す前までは、切断領域２０とセル領域１０とが隣接しているため、この切断領域２０でショートが発生すれば、隣接したセル領域１０までも損傷される恐れがある。したがって、切断領域２０にも周辺スペーサ２６０ｂを設置して、製造過程中の不意なショート事故を防止する。セルスペーサ２６０ａと周辺スペーサ２６０ｂとの効果については、後で説明する。

図２Ｃは、図２Ｂに示された表示装置に電圧が印加された状態の断面図である。

図２Ｃを参照すれば、画素電極ＰＥと共通電極２５０との間に電界が形成された場合、画素領域Ｐの内部での電界の方向は、第１基板１００及び／または第２基板２００の表面と垂直な方向である。

画素電極ＰＥの端部と共通電極２５０との間では、電界の方向が曲がる。画素電極ＰＥと隣接した他の画素電極の端部と共通電極２５０との間でも、電界の方向が曲がる。これにより、相互隣接した画素電極ＰＥ間では、液晶分子３１０が共通電極２５０の異なる地点に向かって発散されるように配列されることによって、相互隣接した画素領域Ｐ間を境界として液晶ドメインが分割されうる。

陥没パターン１５２と隣接した領域の電界の様子は、陥没パターン１５２の側壁によるプレチルトによって、共通電極２５０の一地点、例えば、陥没パターン１５２と対応する共通電極２５０の領域に向かって収斂する形状を有する。これにより、共通電極２５０にパターンを形成せずとも、液晶ドメインを形成したセル領域１０が作られる。

次いで、切断領域２０について説明する。当該切断領域２０は、前述したように、液晶表示装置を製品セル単位で作らず、複数の製品セルを含むマザー基板単位で作るので、各セル領域１０の間ごとに位置する臨時連結領域を称す。後に製品セル別に分離する時、当該切断領域２０は切断される。しかし、問題は、製造過程中に、前述したように、電界露光工程のために画素電極ＰＥと共通電極２５０とに電圧を印加する時、不意に当該切断領域２０でショートが発生して、セル領域１０まで損傷されることもあるという点である。すなわち、図２Ａに示したように、切断領域２０にもセル領域１０と同様に、第１、２基板１００，２００が延びており、第２基板２００には共通電極２５０が、第１基板１００には画素電極ＰＥが備えられている。もちろん、画素電極ＰＥは、セル領域１０内の画素領域に形成されているが、その上に形成された配向膜ＡＬ１が導電性部材であるため、電圧が印加される時、切断領域２０で画素電極ＰＥ側と共通電極２５０側とが直接接触しうる。しかも、セル領域１０では、二枚の基板１００，２００間に液晶層３００があって、互いに直接接触する可能性は低いが、切断領域２０では、二枚の基板１００，２００の間が空いているため、画素電極ＰＥ側と共通電極２５０側との直接接触によるショートの発生可能性が非常に高い。もし、ショートが発生すれば、そのショート発生部位に隣接したすべてのセル領域１０の電気的構造に損傷を与える恐れがあり、損傷されたセル領域１０は、後で切り出しても、製品セルとして使用できない不良品となってしまう。

したがって、このような問題を防止するために、図２Ａに示したように、第１、２基板１００，２００の間に、絶縁剤であるセルスペーサ２６０ａと周辺スペーサ２６０ｂとを介在させる。当該セルスペーサ２６０ａと周辺スペーサ２６０ｂとは、共通電極２５０上にフォトリソグラフィ工程を通じて形成されうる。

当該セルスペーサ２６０ａと周辺スペーサ２６０ｂとは、セル領域１０と切断領域２０とのいずれにも形成され、二つの基板１００，２００間のセルギャップを維持し、また、切断領域２０でのショートも防止できる。

したがって、切断領域２０に絶縁剤の周辺スペーサ２６０ｂを配置すれば、製造過程中のショートが防止され、結果的に、製品の不良率も減少する。

図３Ａないし図３Ｅは、図２Ｂに示された液晶表示装置の製造過程を説明するための断面図である。

図３Ａないし図３Ｅでは、表示装置の各製造工程での図１のＩＩ−ＩＩ’線に沿って切り取った断面図を示したが、図３Ａないし図３Ｅを説明する時、それぞれ図１ないし図２Ｃを共に参照して説明する。

図３Ａないし図３Ｃは、図２Ｂに示された第１基板１００の製造方法を説明するための断面図である。

図３Ａを参照すれば、第１ベース基板１１０上にゲート金属層（図示せず）を形成し、ゲート金属層を写真エッチング工程を通じてパターニングして、第１及び第２ゲートラインＧＬ１，ＧＬ２、ゲート電極ＧＥ及びストレージラインＳＴＬを含むゲートパターンを形成する。

ゲートパターンが形成された第１ベース基板１１０上に、ゲート絶縁層１２０を形成する。ゲート絶縁層１２０を形成する物質の例としては、酸化シリコン、窒化シリコンが挙げられる。

ゲート絶縁層１２０が形成された第１ベース基板１１０上に、アクティブパターンＡＰを形成する。ゲート絶縁層１２０上に、半導体層１３０ａ及びオーミックコンタクト層１３０ｂを順次に形成できる。半導体層１３０ａは、例えば、非晶質シリコンを含み、オーミックコンタクト層１３０ｂは、ｎ型不純物が高濃度にドーピングされた非晶質シリコンを含みうる。

アクティブパターンＡＰが形成された第１ベース基板１１０上に、データ金属層（図示せず）を形成し、当該データ金属層を写真エッチング工程を通じてパターニングして、第１及び第２データラインＤＬ１，ＤＬ２、ソース電極ＳＥ、ドレイン電極ＤＥ及びコンタクト電極ＣＮＴを含むソースパターンを形成できる。

ソースパターンが形成された第１ベース基板１１０上に、パッシベーション層１４０及びドメイン形成層１５０を順次に形成する。パッシベーション層１４０を形成する物質の例としては、酸化シリコン、窒化シリコンが挙げられる。ドメイン形成層１５０を形成する物質の例としては、ポジティブ型フォトレジスト組成物またはネガティブ型フォトレジスト組成物などの有機物質や、酸化シリコン、窒化シリコンなどの無機物質が挙げられる。

図３Ｂを参照すれば、ドメイン形成層１５０をパターニングして、陥没パターン１５２を形成する。陥没パターン１５２は、コンタクト電極ＣＮＴ上に形成されうる。コンタクト電極ＣＮＴは、ストレージラインＳＴＬと重畳されうる。陥没パターン１５２は、コンタクト電極ＣＮＴ上のパッシベーション層１４０を露出させるホール形状に形成されうる。

次いで、陥没パターン１５２を通じて露出されるパッシベーション層１４０を除去して、パッシベーションホール１４２を形成する。パッシベーションホール１４２は、コンタクト電極ＣＮＴ上に形成される。パッシベーションホール１４２及び陥没パターン１５２を通じて、コンタクト電極ＣＮＴの一部が露出されうる。

図３Ｃを参照すれば、陥没パターン１５２が形成されたドメイン形成層１５０を備える第１ベース基板１１０上に透明電極層（図示せず）を形成し、透明電極層をパターニングして、画素電極ＰＥを形成する。透明電極層を形成する物質の例としては、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）が挙げられる。

画素電極ＰＥが形成された第１ベース基板１１０上に、第１配向膜ＡＬ１を形成する。第１配向膜ＡＬ１は、液晶分子３１０を垂直配向できる垂直配向物質を含みうる。

これにより、ゲートパターン、ゲート絶縁層１２０、アクティブパターンＡＰ、ソースパターン、パッシベーション層１４０、陥没パターン１５２を備えるドメイン形成層１５０、画素電極ＰＥ及び第１配向膜ＡＬ１を備える本実施形態による第１基板１００を製造できる。

図３Ｄは、図２Ｂに示された第２基板２００の製造方法を説明するための断面図である。

図３Ｄを参照すれば、第２ベース基板２１０上に、ブラックマトリックス２２０を形成する。ブラックマトリックス２２０は、有機インクを噴射して形成するか、または金属層を写真エッチング工程を通じてパターニングして形成できる。ブラックマトリックス２２０は、後述されるカラーフィルタ２３２，２３４，２３６間と、画面のエッジに相当する枠部に形成される。

ブラックマトリックス２２０が形成された第２ベース基板２１０上に、第１、第２及び第３カラーフィルタ２３２，２３４，２３６を形成する。例えば、第１カラーフィルタ２３２を形成し、第２カラーフィルタ２３４を第１カラーフィルタ２３２を備える第２ベース基板２１０上に形成し、第３カラーフィルタ２３６を、第１及び第２カラーフィルタ２３２，２３４を備える第２ベース基板２１０上に形成できる。第１ないし第３カラーフィルタ２３２，２３４，２３６は、カラーフォトレジスト層を写真エッチング工程を通じてパターニングして形成するか、またはカラーインクを噴射して形成できる。

ブラックマトリックス２２０及び第１ないし第３カラーフィルタ２３２，２３４，２３６を備える第２ベース基板２１０上に、オーバーコーティング層２４０を形成できる。オーバーコーティング層２４０を形成する物質の例としては、アクリル樹脂が挙げられる。

オーバーコーティング層２４０が形成された第２ベース基板２１０上に透明電極層（図示せず）を形成することによって、共通電極２５０を形成できる。共通電極２５０は、透明電極層をパターニングする工程なしに、第２ベース基板２１０の全面をカバーするように形成されうる。共通電極２５０を形成する物質の例としては、ＩＴＯ、ＩＺＯが挙げられる。

共通電極２５０上には、前述した絶縁剤のセルスペーサ２６０ａをフォトリソグラフィ工程を通じて形成できる。この時、切断領域２０の周辺スペーサ２６０ｂも、同じ物質から同じ形状に同時に形成できる。

共通電極２５０が形成された第２ベース基板２１０上に、第２配向膜ＡＬ２を形成できる。第２配向膜ＡＬ２は、共通電極２５０が形成された第２ベース基板２１０の全面をカバーできる。

これにより、ブラックマトリックス２２０、第１ないし第３カラーフィルタ２３２，２３４，２３６、オーバーコーティング層２４０、共通電極２５０及び第２配向膜ＡＬ２を備える本実施形態による第２基板２００を製造できる。

図３Ｅは、図２Ｂに示された液晶層を形成する露光工程を説明するための断面図である。

図３Ｅを参照すれば、第１基板１００及び第２基板２００をアセンブリする。第１基板１００と第２基板２００との間には、液晶分子３１０及びＲＭモノマー３３０を介在させうる。液晶分子３１０及びＲＭモノマー３３０は、第１基板１００と第２基板２００との間にランダムに配置されうる。

次いで、共通電極２５０に第１電圧Ｖｃｏｍを印加し、画素電極ＰＥに第１電圧Ｖｃｏｍと異なる第２電圧Ｖｄａｔａを印加する。この場合、画素電極ＰＥと共通電極２５０との間に電界が形成される。電界が形成されれば、液晶分子３１０は、その長軸が電界の方向であり垂直な方向に配向される。

第１電圧Ｖｃｏｍは、第２電圧Ｖｄａｔａより高いレベルを有しうる。具体的に、第１電圧Ｖｃｏｍは約０Ｖであり、第２電圧Ｖｄａｔａは負の値を有しうる。第２電圧Ｖｄａｔａは、例えば、約−５Ｖでありうる。

第１基板１００と第２基板２００との間に電界が形成されて、液晶分子３１０がプレチルトされた状態で、第１基板１００及び第２基板２００に光を照射する。すなわち、電界露光を進める。前記光は、例えば、紫外線（ＵＶ：Ｕｌｔｒａ Ｖｉｏｌｅｔｒａｙ）でありうる。前記光によって、ＲＭモノマー３３０が光反応し、ＲＭモノマー３３０が重合されることによって、液晶分子３１０が間に介されたＲＭポリマー３２０を形成できる。そして、重合されたＲＭポリマー３２０が液晶分子３１０と共に画素電極ＰＥ側と共通電極２５０側とに付き、これにより、液晶分子３１０がプレチルトされた状態を維持する。この時、二つの電極ＰＥ２５０に電圧が印加された状態であるので、もし、二つの電極ＰＥ２５０側が相互接触すれば、ショートが発生するが、セルスペーサ２６０ａと周辺スペーサ２６０ｂとが、セル領域１０及び切断領域２０においていずれも二枚の基板１００，２００間の間隔を維持しているため、ショートは完全に防止される。次いで、電界を印加しない無電界露光を進めて、液晶ドメインが完全に定着するようにする。これにより、第１基板１００と第２基板２００との間に介された、本実施形態による液晶層３００を形成できる。

前述したように、電圧を電極に印加する間に、セルスペーサ２６０ａと周辺スペーサ２６０ｂとによって二枚の基板１００，２００間のギャップが維持されているので、従来特に切断領域２０において頻発しうるショート事故が防止され、したがって、製品の不良も減少する。

したがって、本実施形態によれば、共通電極２５０に別途のパターンを形成することなく、ドメイン形成層１５０の陥没パターン１５２によって液晶ドメインを形成できる。したがって、共通電極２５０に別途のパターンがないので、第１基板１００と第２基板２００とのミスアラインの原因を根本的に除去でき、共通電極２５０をパターニングするための別途のパターニング工程を省略することによって、製造工程を単純化させうる。

また、切断領域２０にも周辺スペーサ２６０ｂを設置してショートを防止することによって、製品の不良率を減らせる。

一方、前記実施形態では、切断領域２０の周辺スペーサ２６０ｂがセル領域１０のセルスペーサ２６０ａと全く同じ形状に形成されて、両端が二枚の基板１００，２００にいずれも接している構造を例示したが、これと異なり、図４のように、第２基板２００側にのみ達している形態に周辺スペーサ２６０ｃを構成することもできる。すなわち、切断領域２０の周辺スペーサ２６０ｃは、電界露光工程で二枚の基板１００，２００間の接触を防止する機能のみ行えばよく、後で最終製品を作る時に切断する領域であるので、セル領域１０のセルスペーサ２６０ａのように、二枚の基板１００，２００間に一定の間隔を維持させなくてもよい。したがって、図４のように、セル領域１０のセルスペーサ２６０ａよりは長さが短くても、切断領域２０で二枚の基板１００，２００間の接触のみ防止できるように作ればよい。

本発明は、表示装置関連の技術分野に好適に適用可能である。

１０ セル領域、
２０ 切断領域、
１００ 第１基板、
１１０ 第１ベース基板、
１２０ ゲート絶縁層、
１３０ａ 半導体層、
１３０ｂ オーミックコンタクト層、
１４０ パッシベーション層、
１５０ ドメイン形成層、
１５２ 陥没パターン、
２００ 第２基板、
２１０ 第２ベース基板、
２２０ ブラックマトリックス、
２３２，２３４，２３６ 第１、第２及び第３カラーフィルタ、
２４０ オーバーコーティング層、
２５０ 共通電極、
２６０ａ セルスペーサ、
２６０ｂ，２６０ｃ 周辺スペーサ、
３００ 液晶層、
３１０ 液晶分子、
３２０ メソゲンポリマー、
３５０ シーラント、
ＡＬ１，ＡＬ２ 第１及び第２配向膜、
ＰＥ 画素電極、
Ｐ 画素電極、
Ｄ１，Ｄ２ 第１及び第２方向、
ＧＬ１，ＧＬ２ 第１及び第２ゲートライン、
ＤＬ１，ＤＬ２ 第１及び第２データライン、
ＡＰ アクティブパターン、
ＧＥ ゲート電極、
ＳＥ ソース電極、
ＤＥ ドレイン電極、
ＳＷ 薄膜トランジスタ、
ＣＮＴ コンタクト電極、
ＳＴＬ ストレージライン。

Claims (23)

1. 画素電極が備えられるとともに前記画素電極を覆う導電体の第１配向膜が全面に備えられた第１基板、共通電極が全面に備えられた第２基板、前記第１、２基板に介された液晶層、及び前記第１、２基板の間に介されることにより前記第１、２基板の間隔を維持するセルスペーサを備えた複数のセル領域と、
   前記複数のセル領域の間に位置し、そのセル領域から延びた前記第１基板と第２基板、及び前記第１基板と第２基板との間で、前記第１、２基板のいずれか一方に接し前記セルスペーサより長さの短い、少なくとも一つの周辺スペーサを備えた切断領域と、を備え、
   前記セルスペーサと前記周辺スペーサとは、絶縁剤から形成された、液晶表示装置と切断領域を備えたマザー基板。
2. 前記液晶層は、紫外線反応性物質またはその結合体を含むことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置と切断領域を備えたマザー基板。
3. 前記紫外線反応性物質は、反応性メソゲンであることを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置と切断領域を備えたマザー基板。
4. 前記周辺スペーサは、前記第１基板及び前記第２基板のうち少なくとも一つに接することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の液晶表示装置と切断領域を備えたマザー基板。
5. 前記第２基板の前記第１基板と対向する面には、前記セル領域と前記切断領域とにわたって前記共通電極を覆う導電性の第２配向膜を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の液晶表示装置と切断領域を備えたマザー基板。
6. 前記第１基板は、前記画素電極に備えられた陥没パターンを含むことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の液晶表示装置と切断領域を備えたマザー基板。
7. 前記液晶層は、液晶分子及び反応性メソゲンポリマーを含むことを特徴とする請求項６に記載の液晶表示装置と切断領域を備えたマザー基板。
8. 前記共通電極には、液晶ドメイン形成のためのパターンがないことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の液晶表示装置と切断領域を備えたマザー基板。
9. 前記セル領域にセルスペーサを有することを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の液晶表示装置と切断領域を備えたマザー基板。
10. 画素電極を含むとともに前記画素電極を覆う導電体の第１配向膜を全面に有する第１基板を製造する工程と、
    前記画素電極と対向する共通電極を全面に有する第２基板を製造する工程と、
    前記第１基板と前記第２基板との間に、シーラントで密封された複数のセル領域を設け、その内部に液晶層を形成する工程と、
    前記複数のセル領域に、前記第１、２基板との間に介された前記第１、２基板の間隔を維持するセルスペーサを形成するとともに、前記複数のセル領域間の、前記セル領域を切り出す際に切断されるための切断領域に、前記第１基板と第２基板との間で、前記第１、２基板のいずれか一方に接し前記セルスペーサより長さの短い、少なくとも一つの周辺スペーサを形成する工程と、を含み、
    前記セルスペーサと前記周辺スペーサとは、絶縁剤から形成される、液晶表示装置と切断領域を備えたマザー基板の製造方法。
11. 前記周辺スペーサは、前記切断領域において前記第１基板と前記第２基板とのセルギャップを維持して、前記画素電極及び前記共通電極の電気的ショートを防止することを特徴とする請求項１０に記載の液晶表示装置と切断領域を備えたマザー基板の製造方法。
12. 前記液晶層は、前記画素電極と前記共通電極との間に電圧差が発生した状態で、紫外線処理されることを特徴とする請求項１０または１１に記載の液晶表示装置と切断領域を備えたマザー基板の製造方法。
13. 前記液晶層は、紫外線反応性物質またはその結合体を含むことを特徴とする請求項１０〜１２のいずれか一項に記載の液晶表示装置と切断領域を備えたマザー基板の製造方法。
14. 前記紫外線反応性物質は、反応性メソゲンであることを特徴とする請求項１３に記載の液晶表示装置と切断領域を備えたマザー基板の製造方法。
15. 前記周辺スペーサは、前記第１基板及び前記第２基板のうち少なくとも一つに接することを特徴とする請求項１０〜１４のいずれか一項に記載の液晶表示装置と切断領域を備えたマザー基板の製造方法。
16. 前記第１基板と前記第２基板との相互対向する面に、前記セル領域と前記切断領域とにわたって第２配向膜を形成する工程をさらに含むことを特徴とする請求項１０〜１５のいずれか一項に記載の液晶表示装置と切断領域を備えたマザー基板の製造方法。
17. 前記第１基板は、液晶ドメインを形成するための陥没パターンを含むことを特徴とする請求項１０〜１６のいずれか一項に記載の液晶表示装置と切断領域を備えたマザー基板の製造方法。
18. 前記液晶層を形成する工程は、液晶分子と反応性メソゲンモノマーとを含む液晶組成物を前記セル領域に介在させる工程と、前記液晶組成物を紫外線露光させる露光工程とを含むことを特徴とする請求項１７に記載の液晶表示装置と切断領域を備えたマザー基板の製造方法。
19. 前記露光工程時、前記メソゲンモノマーはメソゲンポリマーに重合され、前記液晶分子は、前記陥没パターンによって液晶ドメインを形成して配列されることを特徴とする請求項１８に記載の液晶表示装置と切断領域を備えたマザー基板の製造方法。
20. 前記露光工程は、前記画素電極と前記共通電極とに電圧を印加した状態で露光させる電界露光工程と、電圧を印加していない状態で露光させる無電界露光工程とを含むことを特徴とする請求項１８または１９に記載の液晶表示装置と切断領域を備えたマザー基板の製造方法。
21. 前記共通電極には、液晶ドメインを形成するためのパターンがないことを特徴とする請求項１０〜２０のいずれか一項に記載の液晶表示装置と切断領域を備えたマザー基板の製造方法。
22. 前記セル領域にセルスペーサを形成することを特徴とする請求項１０〜２１のいずれか一項に記載の液晶表示装置と切断領域を備えたマザー基板の製造方法。
23. 前記セルスペーサと前記周辺スペーサとを同時に形成することを特徴とする請求項２２に記載の液晶表示装置と切断領域を備えたマザー基板の製造方法。

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