WO2007122891A1 - 液晶表示装置及びその製造方法 - Google Patents

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WO2007122891A1
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light shielding
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arrangement surface
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Inventor
Yukio Kurozumi
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Sharp Kabushiki Kaisha
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    • G—PHYSICS
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    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1339—Gaskets; Spacers; Sealing of cells
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    • G02—OPTICS
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    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133509—Filters, e.g. light shielding masks
    • G02F1/133512—Light shielding layers, e.g. black matrix

Definitions

  • Liquid crystal display device and manufacturing method thereof
  • the present invention relates to a liquid crystal display device that maintains a distance between transparent substrates by spacer particles and a method for manufacturing the same.
  • a liquid crystal display device includes a glass transparent substrate 100 on which a TFT (Thin Film Transistor) is formed, and one of RGB colored portions 102 is distributed to form a color filter.
  • a liquid crystal 103 is sandwiched between a transparent substrate 101 made of glass.
  • the thickness of the liquid crystal layer that is, the cell gap
  • the cell gap is required to be uniform over the entire area of the transparent substrates 100 and 101 in order to prevent display unevenness of the liquid crystal display device.
  • spherical spacer particles 104 are arranged between the transparent substrates, for example, as described in Patent Document 1, and the spacing is uniform over the entire surface of the transparent substrate. The thing of the structure hold
  • maintained in is manufactured.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 2005-10412
  • a grid-like light shielding region 106 is formed along the black light shielding film 105 that partitions the RGB colored portions 102, and the TFT-side transparent substrate 100 is narrower than the light shielding region 106.
  • the arrangement surface 108 is formed on the upper surface of the gate electrode line 107 formed along the light shielding region 106, and the spacer particles 104 are applied to the arrangement surface 108 as shown by the solid line in FIG.
  • a thin film-like display electrode 109 corresponding to the colored portion 102 is disposed on both sides of the gate electrode line 107.
  • a depression 110 larger than the diameter of the spacer particle 104 may be formed between the gate electrode line 107 and the display electrode 110.
  • the spacer particles 104 may be detached from the arrangement surface 108 and accommodated in the depressed portion 110. In this way, the spacer particles 104 If it is arranged at a position lower than the arrangement surface 108, the cell gap between the transparent substrates 100 and 101 cannot be secured to a predetermined dimension in this portion.
  • the present invention has been completed based on the above-described circumstances, and an object of the present invention is to reliably arrange the spacer particles in the arrangement region so as to surely exert the function of securing the cell gap.
  • a liquid crystal display device of the present invention is disposed in a pair of transparent substrates and a lattice-shaped light shielding region provided on the pair of transparent substrates, and the pair of transparent substrates is arranged in a predetermined manner. And a liquid crystal sealed between the pair of transparent substrates, and at least one transparent substrate of the pair of transparent substrates facing a counterpart transparent substrate.
  • the liquid crystal display device is provided with an arrangement surface for arranging the spacer particles, the arrangement surface extending over a range covering almost the entire width of the light shielding region, and substantially over the entire range. It is characterized by having a configuration that is flat and flat.
  • the arrangement surface is expanded to a range covering almost the entire width of the light shielding region, and the entire region is made to be substantially flush with the flat surface. Therefore, the spacer particles are placed in the arrangement region.
  • the predetermined cell gap can be ensured by reliably arranging.
  • one of the pair of transparent substrates is provided with a protruding portion that is narrower than the light shielding region and arranged along the light shielding region.
  • the raised surface adjacent to the side edge of the protruding portion is formed on the one transparent substrate, and the arrangement surface is disposed on the liquid crystal side surface formed over the protruding portion and the raised layer. Is configured and has features in various places.
  • one of the pair of transparent substrates is provided with a protruding portion arranged along the light shielding region, and the protruding portion has a width thereof. It is characterized in that a dimension includes a portion widened to almost the entire width of the light shielding region, and the arrangement surface is formed on the liquid crystal side surface of the widened portion. According to such an invention, even if the width of the protrusion is small, a wide arrangement surface can be secured by enlarging the width of the portion corresponding to the arrangement area of the spacer particles.
  • the liquid crystal display device of the present invention is characterized in that the protrusion is an electrode line connected to a drive element.
  • the spacer particles can be placed by using the electrode wire connected to the driving element.
  • a plurality of colored portions partitioned by a black light-shielding film along the light-shielding region are disposed on one of the pair of transparent substrates.
  • the color filter is formed, and the protruding portion is an electrode wire arranged on the other transparent substrate so as to cross the colored portion in plan view.
  • the spacer particles can be arranged using the electrode wires arranged on the other transparent substrate so as to cross the colored portion.
  • an auxiliary capacitance electrode line of an auxiliary capacitance is formed on one transparent substrate of the pair of transparent substrates, and the auxiliary capacitance electrode line is connected to the protruding portion and It has a characteristic everywhere.
  • the spacer particles can be placed by using the auxiliary capacitance electrode line of the auxiliary capacitance.
  • a plurality of the spacer particles are applied to the arrangement surface in a state of being contained in ink droplets, and the ink is dried on the arrangement surface.
  • a recess having a depth smaller than the diameter of the spacer particles is formed. Has characteristics.
  • one of the plurality of spacer particles applied to the arrangement surface becomes a core particle that is positioned by being fitted into the recess, As the ink dries, other spacer particles are adsorbed on the core particles. Therefore, the spacer particles can be prevented from moving out of the arrangement surface.
  • the shielding of at least one transparent substrate among a pair of transparent substrates that are stacked in parallel and have a lattice-shaped light shielding region is not limited.
  • an arrangement surface is formed that extends over the entire width of the light-shielding region and forms a substantially flat surface in the entire range, and the spacer particles are formed on the arrangement surface.
  • the pair of transparent substrates are overlapped with a predetermined interval by sandwiching the spacer particles, and a liquid crystal is dropped or sealed in a gap between the pair of transparent substrates.
  • a liquid crystal is dropped or sealed in a gap between the pair of transparent substrates.
  • the arrangement surface is expanded to a range covering almost the entire width of the light shielding region, and the entire region is made to be substantially flush and flat, so that the spacer particles are arranged in the arrangement region. It is possible to reliably secure a predetermined cell gap.
  • FIG. 1 is a plan view of a TFT substrate of Embodiment 1.
  • FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view taken along line XX of FIG.
  • FIG. 3 is a partially enlarged sectional view showing an arrangement surface of the second embodiment.
  • FIG. 4 is a plan view of the TF or the substrate of Embodiment 3.
  • FIG. 5 is an enlarged sectional view taken along line Y—Y in FIG.
  • FIG. 6 is a plan view of a TFT substrate of Embodiment 4.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing a plan view of a conventional example.
  • Embodiment 1 of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 and 2.
  • FIG. 1 In the liquid crystal display device of this embodiment, a pair of transparent substrates made of glass, that is, a TFT substrate 10 and a CF substrate 20 are overlapped in parallel, and spacer particles 31 are interposed between the substrates 10 and 20. Therefore, the gap (cell gap) between the substrates 10 and 20 is kept constant over the entire surface, and the gap between the substrates 10 and 20 is filled with the liquid crystal 32.
  • the colored portions 22 of the three primary colors of red (R), green (G), and blue (B) that form a rectangular thin plate shape are arranged in a grid pattern.
  • a color filter 21 is provided which is horizontally aligned and divided by a light shielding film 23 (black matrix).
  • a transparent thin plate common electrode 24 made of ITO (Indium Tin Oxide) is formed on the surface of the color filter 21 and the black light shielding film 23 (the surface facing the TFT substrate 10).
  • the alignment film 25 is formed.
  • the lattice-shaped region of the CF substrate 20 on which the black light-shielding film 23 is formed is a source electrode line 11 and a gate electrode line 12 (protrusions that are constituent elements of the present invention) on the TFT substrate 10 described later.
  • the grid area is not involved in the image display of the liquid crystal display device, and becomes the light shielding area 30.
  • a plurality of source electrode lines 11 are vertically arranged at regular intervals, and a plurality of gate electrode lines 12 are arranged. Are routed horizontally at regular intervals.
  • the source electrode line 11 and the gate electrode line 12 are routed along the lattice-shaped light shielding region 30 (within the light shielding region 30).
  • a large number of rectangular lattice frames composed of the source electrode line 11 and the gate electrode line 12 are each made of transparent ITO (Indium Tin Oxide).
  • Thin film A substantially square display electrode 13 having a shape is arranged.
  • a driving element 14 made of a TFT (Thin Film Transistor) connected to the source electrode line 11 and the gate electrode line 12 is provided at each corner of each lattice frame.
  • a gate electrode line 12 having a predetermined thickness is formed on the surface of the TFT substrate 10 (the surface facing the CF substrate 20) by a photolithography method.
  • the gate electrode line 12 whose width is narrower than the width of the light shielding region 30 is disposed substantially at the center of the light shielding region 30 in the width direction.
  • the surface of the TFT substrate 10 and the surface of the gate electrode line 12 are covered with an insulating film 15 such as a gate insulating film, for example, and the region corresponding to the gate electrode line 12 in the surface of the insulating film 15, that is, The region overlapping the gate electrode line 12 in plan view is locally raised in a stepped shape.
  • the above-described display electrode 13 is formed on the lower part of the surface of the insulating film 15 (the part not corresponding to the gate electrode line 12 (the part that does not overlap in plan view)). Since the outer peripheral edge of the display electrode 13 is positioned so as to substantially correspond to the side edge of the light shielding region 30, the light shielding region 30 between the side edge of the gate electrode line 12 and the outer peripheral edge of the display electrode 13 is provided. There is a gap of a dimension corresponding to approximately 1Z2 of the dimensional difference between the width of the gate electrode 12 and the width of the gate electrode line 12.
  • a raised layer 16 is formed on a portion of the surface of the insulating film 15 corresponding to a gap between the gate electrode line 12 and the display electrode 13 (a portion overlapping the gap in plan view).
  • the raised layer 16 is disposed along the side edge of the gate electrode line 12 and the outer peripheral edge of the display electrode 13, and is positioned approximately in the middle of the two adjacent source electrode lines 11 in the length direction of the gate electrode line 12. is doing. Further, the raised layer 16 is not connected to a force image display circuit formed in the same process by the same material as the source electrode line 11 by a photolithography method.
  • the height of the surface of the raised layer 16 is substantially the same as the surface of the insulating film 15 corresponding to the gate electrode line 12 (the part overlapping the gate electrode line 12 in plan view).
  • the region corresponding to the gate electrode line 12 on the surface of the insulating film 15 (the region overlapping the gate electrode line 12 in plan view), the surface of the display electrode 13, the surface of the raised layer 16, and the gap between them It is covered with a protective film 17 called (passivation film).
  • the surface of the protective film 17 has substantially the same height (substantially flush) at least in the light shielding region 30 and its vicinity.
  • the area corresponding to the gate electrode line 12 and the area corresponding to the raised layer 16 are Although the height is the same, the boundary between the region corresponding to the gate electrode line 12 (the region overlapping in plan view) and the region corresponding to the raised layer 16 (the region overlapping in plan view) is the outer diameter of the spacer particle 31 ( Diameter) It is a groove-like recess 18 which is shallower than the dimension.
  • the area including the corresponding area (area overlapping in plan view) is a substantially square arrangement surface 19 that is substantially flush.
  • a pair of recesses 18 is included in the arrangement surface 19.
  • the arrangement surface 19 extends within the range of the light shielding region 30 to V and extends over the entire width of the light shielding region 30! /.
  • a plurality of spacer particles 31 are arranged on the arrangement surface 19 to be applied.
  • the spacer particles 31 are spheres made of synthetic resin, and the surfaces thereof are coated with an adhesive material (not shown).
  • the spacer particles 31 are applied to the surface of the arrangement surface 19 by being discharged from an ink jet apparatus (not shown) in a state of being contained in ink (not shown).
  • the ink droplets are applied to the region including the recess 18 in the arrangement surface 19, and one droplet includes a plurality of spacer particles 31.
  • the applied ink gradually evaporates while maintaining the state of a single droplet due to surface tension, and the drying proceeds. Therefore, the diameter of the ink droplet gradually decreases.
  • the plurality of spacer particles 31 contained in the ink move toward each other while moving on the arrangement surface 19 and, at the same time, shift to one spacer.
  • the spacer particles 31 fall into the recesses 18.
  • the spacer particles 31 accommodated in the recesses 18 become the core particles 31a whose upper part protrudes upward from the arrangement surface 19, and are in a direction parallel to the arrangement surface 19 (a direction parallel to the TFT substrate 10). Restricted to move.
  • the other spacer particles 31 remaining on the arrangement surface 19 approach the core particles 31a as the ink droplets become smaller. Eventually, it is positioned in contact with (or adjacent to) the core particle 31a.
  • the core particles 31a are fixed in the recesses 18 by the adhesive on the surface, and the spacer particles 31 are also fixed on the arrangement surface 19 by the adhesive on the surface.
  • the ink droplets applied toward the arrangement surface 19 are partially outside the arrangement surface 19 (outside the light shielding region 30 and corresponding to the display electrode 13 (overlapping in plan view). Even if it protrudes into the area)), the protruding spacer particles 31 move within the recess 18 as the ink droplets shrink. Since the bow I is attracted to the regulated nuclear particle 3 la, it will eventually be fixed within the range of the arrangement surface 19.
  • the spacer particles 31 are arranged (fixed) on the surface of the TFT substrate 10 in this manner, the TFT substrate 10 and the CF substrate 20 are overlapped (bonded) so as to sandwich the spacer particles 31. Let's go. Then, the gap (cell gap) between the substrates 10 and 20 is kept constant over the entire area of the substrates 10 and 20 by the spacer particles 31 fixed to the plurality of arrangement surfaces 19. The two substrates 10 and 20 are kept parallel with high accuracy. Thereafter, a liquid crystal dropping device or a liquid crystal sealing device (not shown) or the like is used to perform a process such as dropping or sealing the liquid crystal 32 in the gap between the substrates 10 and 20, thereby providing a liquid crystal display. The production of the device proceeds.
  • the arrangement surface 1 9 force for arranging the spacer particles 31 extends to a range over almost the entire width of the light shielding region 30, and is substantially flush with the entire range. Since it is planar, the spacer particles 31 can be reliably arranged in the arrangement region to ensure a predetermined cell gap.
  • the gate electrode line 12 constituting a part of the arrangement surface 19 is narrower than the light shielding region 30.
  • the raised layer 16 is formed so as to be close to the side edge of the gate electrode line 12, and the raised layer 16 Since the arrangement surface 19 is configured together with the gate electrode line 12, even if the width of the gate electrode line 12 is narrow, a wide arrangement surface 19 can be secured.
  • the arrangement surface 19 is formed by using the gate electrode line 12 connected to the driving element 14 and the spacer particles 31 can be arranged.
  • the plurality of spacer particles 31 are applied to the arrangement surface 19 in a state of being contained in the ink droplets, and fixed on the arrangement surface 19 by drying of the ink.
  • a recess 18 having a shallower depth than the diameter of the spacer particles 31 is formed.
  • the displaced spacer particle 31 force The core particle 3 la brought into the positioning state by being fitted into the recess 18 As the ink dries, the other spacer particles 31 are adsorbed on the core particles 31a. Therefore, the spacer particles 31 can be prevented from moving out of the arrangement surface 19.
  • the raised layer 40 is different from the first embodiment. Since other configurations are the same as those of the first embodiment, the same components are denoted by the same reference numerals, and descriptions of the structure, operation, and effect are omitted.
  • the raised layer 40 of the second embodiment is made of the same material as the insulating layer provided on the TFT substrate 10 or the CF substrate 20.
  • insulating layers include the i layer (a-Si: amorphous silicon) and the n + layer (C-Si: micro 'crystal' silicon).
  • the width of the raised layer 40 is larger than the raised layer 16 of the first embodiment, and the edge of the raised layer 40 opposite to the gate electrode line 12 protrudes from the light shielding region 30.
  • the outer peripheral edge portion of the display electrode 13 is overlapped on the surface of the protruding portion of the raised layer 40 outside the light shielding region 30 with the protective film 17 interposed therebetween.
  • the area where the spacer particles 31 are arranged is an area that overlaps in plan view.
  • the raised layer is a conductor
  • the distance between the raised layer and the gate electrode line 12 is shortened, electric capacity is generated between the gate electrode line 12 and the display electrode 13 through the raised layer.
  • the raised layer 40 is made of an insulating material, the raised layer 40 can be brought closer to the gate electrode line 12 while avoiding the generation of capacitance between the gate electrode line 12 and the display electrode 13. ing.
  • the recess 18 formed at the boundary between the gate electrode wire 12 and the raised layer 16 in the first embodiment is not formed in the second embodiment, and the arrangement surface 42 is flat over the entire area.
  • Embodiment 3 embodying the present invention will be described with reference to FIG. 4 and FIG.
  • the arrangement surface 50 is different from the first embodiment. Since other configurations are the same as those of the first embodiment, the same configurations are denoted by the same reference numerals, and descriptions of the structures, operations, and effects are omitted.
  • a part in the length direction of the gate electrode line 12 is a wide portion 12W in a form in which both side edges are projected outward (projected) in a substantially square shape.
  • Game The width dimension of the portion 12N of the electrode electrode 12 other than the wide portion 12W is narrower than the light shielding region 30 as in the first embodiment, but the width dimension of the wide portion 12W is substantially the same as the light shielding region 30 ( The dimension is slightly smaller than the width of the light shielding region 30).
  • a region corresponding to the wide portion 12 ⁇ / b> W region overlapping in plan view
  • the wide (large area) arrangement surface 50 is secured by locally expanding the width of the gate electrode line 12. Is realized.
  • the raised layers 16 and 40 as in the first and second embodiments are not provided, and the arrangement surface 50 is formed so as to correspond to the concave portion 18 in the first embodiment! Nah ...
  • the arrangement surface 60 is different from the first embodiment. Since other configurations are the same as those of the first embodiment, the same configurations are denoted by the same reference numerals, and descriptions of the structure, operation, and effects are omitted.
  • the color filter 21 is configured on the CF substrate 20 by partitioning the plurality of colored portions 22 by the grid-like black light-shielding film 23 (black 'matrix).
  • the auxiliary capacity electrode line 61 of the auxiliary capacity (storage capacity or additional capacity) is arranged so as to cross the colored portion 22, and the area corresponding to this auxiliary capacity electrode line 61 (area overlapping in plan view) is also
  • the light shielding area 30 is provided.
  • a pair of raised layers 62 along the side edge of the auxiliary capacitance electrode line 61 is formed in the light shielding region 30.
  • the pair of raised layers 62 and the two raised layers 62 of the auxiliary capacitance electrode line 61 A substantially square arrangement surface 60 is formed by the sandwiched area.
  • the arrangement surface 60 is configured by using the auxiliary capacitance electrode wire 61 arranged so as to cross the coloring portion 22.
  • the auxiliary capacity in a form not crossing the coloring portion 22 is used.
  • the arrangement surface may be configured using a quantity electrode line.
  • the arrangement surface may be configured by forming the auxiliary capacitance electrode wire 61 locally wider as in the third embodiment without forming the raised layer 62.
  • the raised layer is formed by the same process as that of the source electrode line.
  • the raised layer may be formed by, for example, an i layer, an n + layer, a gate electrode line, or the like.
  • the electrode line connected to the drive element is a gate electrode line, but it may be a source electrode line instead.
  • the spacer particles are arranged on either the TFT substrate or the CF substrate, but the spacer particles may be arranged on both the TFT substrate and the CF substrate. In this case, the spacer particles arranged on the TFT substrate and the spacer particles arranged on the CF substrate overlap so that they do not interfere with each other.
  • the present invention can also be applied to a case where the driving element is other than a TFT such as MIM (Metal Insulator Metal).
  • MIM Metal Insulator Metal
  • the concave portion is formed on the arrangement surface.
  • the concave portion may not be formed on the arrangement surface.

Abstract

平行に重ねた一対の透明基板１０，２０はスペーサ粒子３１によって所定の間隔に保持される。スペーサ粒子３１は、ＴＦＴ基板１０におけるＣＦ基板２０との対向面のうち格子状の遮光領域３０内に形成した配置面１９に配置されている。配置面１９は、遮光領域３０のほぼ全幅に亘る範囲に広がるとともに、その全範囲において概ね面一状の平面状としたので、スペーサ粒子３１を配置領域３０内に確実に配置して所定のセルギャップを確実に確保することができる。

Description

明 細 書
液晶表示装置及びその製造方法
技術分野
[0001] 本発明は、スぺーサ粒子によって透明基板の間隔を保持する液晶表示装置及び その製造方法に関する。
背景技術
[0002] 液晶表示装置は、図 7に示すように、 TFT (Thin Film Transistor)が形成されたガラ ス製の透明基板 100と、 RGBいずれかの着色部 102が分布されてカラーフィルター を構成するガラス製の透明基板 101との間に液晶 103を挟持して構成される。このよ うな液晶表示装置において、液晶層の厚みいわゆるセルギャップは、液晶表示装置 の表示むら等を防ぐためにも透明基板 100, 101の全領域に亘つて均一であること が要求される。そして、このセルギャップを均一にする手段として、例えば特許文献 1 に記載のもののように、球状のスぺーサ粒子 104を透明基板の間に配してその間隔 を透明基板の全面に亘つて均一に保持する構成のものが製造されている。
特許文献 1 :特開 2005— 10412公報
発明の開示
[0003] (発明が解決しょうとする課題）
上記の液晶表示装置には、 RGBの着色部 102間を仕切る黒色遮光膜 105に沿つ た格子状の遮光領域 106が形成され、 TFT側の透明基板 100には、遮光領域 106 よりも幅狭であって遮光領域 106に沿って形成したゲート電極線 107の上面に配置 面 108が形成されており、図 7に実線で示すように、この配置面 108にスぺーサ粒子 104が塗着される。
ところが、ゲート電極線 107の両側には、着色部 102と対応する薄膜状の表示電極 109が配置されているのである力 図 7に示すように、ゲート電極線 107と表示電極 1 09との間にスぺーサ粒子 104の直径よりも大きな陥没部 110が形成される場合があ る。このような形態の場合、図 7に 2点鎖線で示すように、スぺーサ粒子 104が配置面 108から外れて陥没部 110内に収容される虞がある。このようにスぺーサ粒子 104が 配置面 108よりも低い位置に配置されてしまうと、この部分では透明基板 100, 101 間のセルギャップを所定寸法に確保することができない。
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、スぺーサ粒子を配 置領域内に確実に配置してセルギャップ確保の機能を確実に発揮させるようにする ことを目的とする。
[0004] (課題を解決するための手段）
上記の目的を達成するための手段として、本発明の液晶表示装置は、一対の透明 基板と、前記一対の透明基板に設けた格子状の遮光領域内に配置され、前記一対 の透明基板を所定の間隔に保持するスぺーサ粒子と、前記一対の透明基板同士の 間に封入された液晶とを備え、前記一対の透明基板のうち少なくとも一方の透明基 板における相手側透明基板との対向面に、前記スぺーサ粒子を配置するための配 置面が形成された液晶表示装置であって、前記配置面が、前記遮光領域のほぼ全 幅に亘る範囲に広がり、且つその全範囲において概ね面一状の平面状とされている 構成としたところに特徴を有する。
このような本発明によれば、配置面を、遮光領域のほぼ全幅に亘る範囲に広げると ともに、その全範囲において概ね面一状の平面状としたので、スぺーサ粒子を配置 領域内に確実に配置して所定のセルギャップを確実に確保することができる。
[0005] また、本発明の液晶表示装置は、前記一対の透明基板のうち一方の透明基板には 、前記遮光領域よりも幅狭で且つ前記遮光領域に沿って配索された突出部が設けら れ、前記一方の透明基板に、前記突出部の側縁に近接する嵩上げ層が形成され、 前記突出部上と前記嵩上げ層上とに跨って形成される前記液晶側の面に前記配置 面が構成されて 、るところに特徴を有する。
このような発明によれば、突出部の幅が狭くても、嵩上げ層を形成することによって 、幅の広い配置面を確保することができる。
[0006] また、本発明の液晶表示装置は、前記一対の透明基板のうち一方の透明基板には 、前記遮光領域に沿って配索された突出部が設けられ、前記突出部は、その幅寸法 が前記遮光領域のほぼ全幅まで拡幅された部分を含み、その拡幅された部分の前 記液晶側の面に前記配置面が構成されているところに特徴を有する。 このような発明によれば、突出部の幅が狭くても、スぺーサ粒子の配置領域と対応 する部分の幅を拡大することにより、幅の広い配置面を確保することができる。
[0007] また、本発明の液晶表示装置は、前記突出部が、駆動素子に接続される電極線で あるところに特徴を有する。
このような発明によれば、駆動素子に接続された電極線を利用してスぺーサ粒子を 酉己置することができる。
[0008] また、本発明の液晶表示装置は、前記一対の透明基板のうち一方の透明基板上に は、前記遮光領域に沿う黒色遮光膜によって区画された複数の着色部を配設した形 態のカラーフィルターが形成され、前記突出部が、他方の前記透明基板に前記着色 部を平面視において横切るように配置された電極線であるところに特徴を有する。 このような発明によれば、他方の前記透明基板に前記着色部を横切るように配置さ れた電極線を利用してスぺーサ粒子を配置することができる。
[0009] また、本発明の液晶表示装置は、前記一対の透明基板のうちの一方の透明基板上 には、補助容量の補助容量電極線が形成され、前記補助容量電極線が前記突出部 とされて 、るところに特徴を有する。
このような発明によれば、補助容量の補助容量電極線を利用してスぺーサ粒子を 酉己置することができる。
[0010] また、本発明の液晶表示装置は、複数の前記スぺーサ粒子が、インクの液滴に含 有された状態で前記配置面に塗着され、インクの乾燥によって前記配置面上に固着 されるようになっているものであって、前記配置面におけるインクの液滴の塗着領域 には、前記スぺーサ粒子の直径寸法よりも深さの浅い凹部が形成されているところに 特徴を有する。
このような発明によれば、配置面に塗着された複数のスぺーサ粒子のうちいずれか のスぺーサ粒子が、凹部に嵌まり込むことによって位置決め状態とされた核粒子とな り、インクの乾燥に伴って他のスぺーサ粒子が核粒子に吸着される。したがって、ス ぺーサ粒子が配置面の外へ移動することを防止できる。
[0011] 一方、本発明の液晶表示装置の製造方法は、平行に重ねられるとともに格子状の 遮光領域を有する一対の透明基板のうち少なくとも一方の透明基板における前記遮
O
光領域内に、前記遮光領域のほぼ全幅に亘る範囲に広がり、且つその全範囲にお V、て概ね面一状の平面状をなす配置面を形成し、前記配置面に前記スぺーサ粒子
〇
を塗着させ、前記一対の透明基板を、前記スぺーサ粒子を挟むことにより所定の間 隔を空けて重ね合わせ、前記重ね合わせた一対の透明基板の隙間に液晶を滴下ま たは封入するところに特徴を有する。
このような発明によれば、配置面を、遮光領域のほぼ全幅に亘る範囲に広げるとと もに、その全範囲において概ね面一状の平面状としたので、スぺーサ粒子を配置領 域内に確実に配置して所定のセルギャップを確実に確保することができる。
図面の簡単な説明
012] [図 1]図 1は実施形態 1の TFT基板の平面図である。
[図 2]図 2は図 1の X— X線拡大断面図である。
[図 3]図 3は実施形態 2の配置面をあらわす部分拡大断面図である。
[図 4]図 4は実施形態 3の TFか基板の平面図である。
[図 5]図 5は図 4の Y— Y線拡大断面図である。
[図 6]図 6は実施形態 4の TFT基板の平面図である。
[図 7]図 7は従来例の平面図をあらわす断面図である。
符号の説明
..TFT基板 (透明基板）
12.. ..ゲート電極線 (突出部)
14.. ..駆動素子
18.. ..凹部
19.. .J己置面
20.. ..CF基板 (透明基板）
21..カラーフィルター
22.. ..着色部
23.. ..黒色遮光膜
30.. ..遮光領域
31..スぺーサ粒子 32...液晶
42, 50, 60…配置面
61...補助容量電極線 (突出部）
発明を実施するための最良の形態
[0014] <実施形態 1 >
以下、本発明を具体化した実施形態 1を図 1及び図 2を参照して説明する。本実施 形態の液晶表示装置は、一対のガラス製の透明基板、即ち TFT基板 10と CF基板 2 0を平行に重ね合わせ、両基板 10, 20の間にスぺーサ粒子 31を介在させることによ つて、両基板 10, 20の間隔（セルギャップ）を全面に亘つて一定に保つようにするとと もに、両基板 10, 20の隙間に液晶 32を充填した構造とされている。
[0015] CF基板 20における TFT基板 10との対向面には、方形の薄板状をなす赤 (R)緑（ G)青 (B)の三原色の着色部 22を、格子状に配置された黒色遮光膜 23 (ブラック ·マ トリックス）により、横に整列して区画してなるカラーフィルター 21が設けられている。 尚、カラーフィルター 21と黒色遮光膜 23の表面 (TFT基板 10との対向面）には ITO (Indium Tin Oxide)からなる透明な薄板状をなす共通電極 24が形成され、共通電極 24の表面には配向膜 25が形成されて 、る。
[0016] CF基板 20のうち黒色遮光膜 23が形成されている格子状の領域は、後述する TFT 基板 10におけるソース電極線 11とゲート電極線 12 (本発明の構成要件である突出 部）の格子状の配線領域 (格子枠)と対応しており（平面視で重なっており）、 TFT基 板 10及び CF基板 20における黒色遮光膜 23の形成領域と対応する（平面視で重な る）格子状領域は、液晶表示装置の画像表示に関与しな 、遮光領域 30となって 、る
[0017] TFT基板 10における CF基板 20との対向面には、図 1に示すように、複数のソース 電極線 11が一定間隔で縦方向に配索されているとともに、複数のゲート電極線 12が 一定間隔で横方向に配索されている。このソース電極線 11とゲート電極線 12は、上 記した格子状の遮光領域 30に沿って (遮光領域 30の範囲内に）配索されている。ソ ース電極線 11とゲート電極線 12とによって構成された多数（図 1には 1箇所のみ記 載）の方形の格子枠の中には、夫々、 ITO (Indium Tin Oxide)からなる透明な薄膜 状をなす略方形の表示電極 13が配置されている。また、各格子枠の角隅部には、夫 々、ソース電極線 11とゲート電極線 12とに接続された TFT(Thin Film Transistor)か らなる駆動素子 14が設けられている。
[0018] 図 2に示すように、 TFT基板 10の表面（CF基板 20との対向面）には所定厚さのゲ ート電極線 12がフォトリソグラフィ一法によって形成されている。ゲート電極線 12の幅 は遮光領域 30の幅よりも狭ぐゲート電極線 12は、幅方向において遮光領域 30の ほぼ中央に配置されている。また、 TFT基板 10の表面とゲート電極線 12の表面は 例えばゲート絶縁膜等の絶縁膜 15で覆われており、この絶縁膜 15の表面のうちゲ ート電極線 12との対応領域、つまりゲート電極線 12と平面視重なる領域は、局部的 に段差状に高くなつている。そして、上記した表示電極 13は、絶縁膜 15の表面のう ち低 ヽ部分 (ゲート電極線 12と非対応の部分 (平面視重ならな!/ヽ部分) )に形成され ている。この表示電極 13の外周縁は遮光領域 30の側縁とほぼ対応するように位置し ているため、ゲート電極線 12の側縁と表示電極 13の外周縁との間には、遮光領域 3 0の幅とゲート電極線 12の幅の寸法差のほぼ 1Z2に相当する寸法の間隙が空いて いる。
[0019] そして、絶縁膜 15の表面のうちゲート電極線 12と表示電極 13との間隙と対応する 部分 (間隙と平面視重なる部分）には、嵩上げ層 16が形成されている。この嵩上げ層 16は、ゲート電極線 12の側縁及び表示電極 13の外周縁に沿って配置され、ゲート 電極線 12の長さ方向においては隣り合う 2本のソース電極線 11のほぼ中間に位置し ている。また、嵩上げ層 16は、フォトリソグラフィ一法により、ソース電極線 11と同じ材 質により同じ工程で形成されている力 画像表示用の回路には接続されていない。ま た、嵩上げ層 16の表面の高さは、絶縁膜 15のうちゲート電極線 12と対応する部分（ ゲート電極線 12と平面視重なる部分)の表面とほぼ同じ高さとなっている。
[0020] さらに、絶縁膜 15の表面におけるゲート電極線 12との対応領域 (ゲート電極線 12 と平面視重なる領域）、表示電極 13の表面、嵩上げ層 16の表面、及びこれらの隙間 は、 Pas (パッシベーシヨン膜)と称される保護膜 17で覆われている。保護膜 17の表 面は、少なくとも遮光領域 30及びその近傍においては、ほぼ同じ高さ（ほぼ面一）と なっている。詳細には、ゲート電極線 12との対応領域と嵩上げ層 16との対応領域は 同じ高さであるが、ゲート電極線 12との対応領域 (平面視重なる領域)と嵩上げ層 16 との対応領域 (平面視重なる領域)との境界部分は、スぺーサ粒子 31の外径 (直径） 寸法よりも深さの浅い溝状の凹部 18となっている。この保護膜 17の表面 (CF基板 20 との対向面)のうち、一対の嵩上げ層 16との対応領域 (平面視重なる領域)と、ゲート 電極線 12における両嵩上げ層 16で挟まれた部分との対応領域 (平面視重なる領域 )とをあわせた領域は、ほぼ面一をなす略方形の配置面 19となっている。この配置面 19内には一対の凹部 18が含まれる。この配置面 19は、遮光領域 30の範囲内にお V、て遮光領域 30のほぼ全幅に亘る範囲に広がって!/、る。
[0021] 力かる配置面 19には複数のスぺーサ粒子 31が配置されるようになっている。スぺ ーサ粒子 31は、合成樹脂製の球体であり、その表面は粘着材（図示せず)でコーテ イングされている。製造工程において、スぺーサ粒子 31は、インク（図示せず）内に含 有された状態でインクジェット装置（図示せず)から吐出されることによって配置面 19 の表面に塗着される。このとき、インクの液滴は、配置面 19のうち凹部 18を含む領域 に塗着され、 1つの液滴には複数のスぺーサ粒子 31が含まれる。
[0022] 塗着されたインクは、表面張力によって単一の液滴の状態を保ったまま次第に蒸発 して乾燥が進むので、インクの液滴の径は次第に小さくなる。インクの液滴径が縮小 するのに伴い、インク内に含有されている複数のスぺーサ粒子 31が、配置面 19上を 移動しつつ互!、に接近するとともに、 、ずれか 1つのスぺーサ粒子 31が凹部 18に落 ち込む。この凹部 18に収容されたスぺーサ粒子 31は、上側部分を配置面 19よりも 上方へ突出させた核粒子 31aとなり、配置面 19と平行な方向 (TFT基板 10と平行な 方向）への移動を規制される。そして、核粒子 31aが凹部 18に収容された後は、イン クの液滴が小さくなるのに伴い、配置面 19上に残留している他のスぺーサ粒子 31が 核粒子 31 aに接近し、やがて核粒子 31 aに当接 (または隣接)して位置決めされる。 インクが完全に蒸発すると、核粒子 31aは、その表面の粘着剤により凹部 18内に固 定され、スぺーサ粒子 31も、その表面の粘着剤によって配置面 19に固定される。
[0023] 尚、配置面 19に向けて塗着されたインクの液滴が部分的に配置面 19の外 (遮光領 域 30の外側であって、表示電極 13との対応領域 (平面視重なる領域)）へはみ出し ても、はみ出したスぺーサ粒子 31は、インクの液滴の縮小に伴い、凹部 18内で移動 規制された核粒子 3 laに弓 Iき寄せられるので、最終的には配置面 19の範囲内に固 定されること〖こなる。
[0024] このようにして TFT基板 10の表面にスぺーサ粒子 31が配置（固着）された後は、ス ぺーサ粒子 31を挟むようにして TFT基板 10と CF基板 20とを重ね合わせ (貼り合わ せ)る。すると、両基板 10, 20の隙間（セルギャップ）は、複数の配置面 19に固定さ れているスぺーサ粒子 31により両基板 10, 20の全領域に亘つて一定に保たれ、ひ いては、両基板 10, 20が高い精度で平行に保たれる。この後は、液晶滴下装置又 は液晶封入装置（図示せず)等を用いて、両基板 10, 20の隙間に液晶 32を滴下ま たは封入する等の工程が行われることにより、液晶表示装置の製造が進められる。
[0025] 上述のように本実施形態においては、スぺーサ粒子 31を配置するための配置面 1 9力 遮光領域 30のほぼ全幅に亘る範囲に広がり、且つその全範囲において概ね 面一状の平面状とされているので、スぺーサ粒子 31を配置領域内に確実に配置し て所定のセルギャップを確実に確保することができる。
また、配置面 19の一部を構成するゲート電極線 12は遮光領域 30よりも幅狭である 力 このゲート電極線 12の側縁に近接するように嵩上げ層 16を形成し、この嵩上げ 層 16もゲート電極線 12とともに配置面 19を構成するようにして ヽるので、ゲート電極 線 12の幅が狭くても、幅の広い配置面 19を確保することができる。
[0026] また、本実施形態では、駆動素子 14に接続されるゲート電極線 12を利用して配置 面 19を形成するとともにスぺーサ粒子 31を配置できるようになつている。
また、本実施形態では、複数のスぺーサ粒子 31が、インクの液滴に含有された状 態で配置面 19に塗着され、インクの乾燥によって配置面 19上に固着されるようにな つているのである力 配置面 19におけるインクの液滴の塗着領域には、スぺーサ粒 子 31の直径寸法よりも深さの浅い凹部 18を形成している。これにより、配置面 19に 塗着された複数のスぺーサ粒子 31のうち!/、ずれかのスぺーサ粒子 31力 凹部 18に 嵌まり込むことによって位置決め状態とされた核粒子 3 laとなり、インクの乾燥に伴つ て他のスぺーサ粒子 31が核粒子 31aに吸着される。したがって、スぺーサ粒子 31が 配置面 19の外へ移動することを防止できる。
[0027] <実施形態 2 > 次に、本発明を具体化した実施形態 2を図 3を参照して説明する。本実施形態 2は 、嵩上げ層 40を上記実施形態 1とは異なる形態としたものである。その他の構成につ いては上記実施形態 1と同じであるため、同じ構成については、同一符号を付し、構 造、作用及び効果の説明は省略する。
本実施形態 2の嵩上げ層 40は、 TFT基板 10や CF基板 20に設けられる絶縁層と 同じ材料からなる。絶縁層の例としては、 i層（a- Si:アモルファス.シリコン）や、 n+層 ( C-Si:マイクロ 'クリスタル 'シリコン）がある。嵩上げ層 40の幅寸法は、実施形態 1 の嵩上げ層 16よりも大きぐ嵩上げ層 40のゲート電極線 12とは反対側の縁部が遮光 領域 30の外へはみ出している。そして、この嵩上げ層 40の遮光領域 30外へのはみ 出し部分の表面には、保護膜 17を介して表示電極 13の外周縁部が重ねられている 。そして、保護膜 17の表面のうち左右の表示電極 13の間に挟まれた領域、即ち、ゲ ート電極線 12と対応する領域と、嵩上げ層 40における遮光領域 30内の部分と対応 する領域 (平面視重なる領域）とが、スぺーサ粒子 31を配置するための配置面 42と なっている。
嵩上げ層が導体である場合は、嵩上げ層とゲート電極線 12との距離を短くすると、 嵩上げ層を介してゲート電極線 12と表示電極 13との間で電気容量が発生してしまう のであるが、本実施形態では嵩上げ層 40を絶縁材料としているので、ゲート電極線 12と表示電極 13との間における容量発生の回避を図りつつ、嵩上げ層 40をゲート 電極線 12に接近させることを実現している。これにより、実施形態 1においてゲート電 極線 12と嵩上げ層 16との境界に形成されていた凹部 18は、本実施形態 2では形成 されておらず、配置面 42がその全域に亘つてフラットとなって!/、る。
<実施形態 3 >
次に、本発明を具体化した実施形態 3を図 4及び図 5を参照して説明する。本実施 形態 3は、配置面 50を上記実施形態 1とは異なる形態としたものである。その他の構 成については上記実施形態 1と同じであるため、同じ構成については、同一符号を 付し、構造、作用及び効果の説明は省略する。
本実施形態 3では、ゲート電極線 12の長さ方向における一部分が、その両側縁を 外側方へ略方形に張り出させた (突出させた)形態の幅広部 12Wとなって 、る。ゲー ト電極線 12のうち幅広部 12W以外の部分 12Nの幅寸法は、実施形態 1と同じく遮光 領域 30よりも幅狭であるが、幅広部 12Wの幅寸法は、遮光領域 30とほぼ同じ寸法（ 遮光領域 30の幅よりも僅かに小さい寸法)とされている。そして、保護膜 17の表面の うち幅広部 12Wと対応する領域 (平面視重なる領域）が、略方形であって、全域にわ たってフラットな（平坦状の）配置面 50となっている。本実施形態では、ゲート電極線 12が遮光領域 30よりも幅狭であっても、ゲート電極線 12の幅を局部的に拡げること によって幅広の（面積の大き ヽ)配置面 50を確保することが実現されて 、る。本実施 形態 3では、実施形態 1, 2のような嵩上げ層 16, 40は設けられておらず、また、配置 面 50には、実施形態 1の凹部 18に相当するものは形成されて!ヽな 、。
[0029] <実施形態 4>
次に、本発明を具体化した実施形態 4を図 6を参照して説明する。本実施形態 4は 、配置面 60を上記実施形態 1とは異なる形態としたものである。その他の構成につい ては上記実施形態 1と同じであるため、同じ構成については、同一符号を付し、構造 、作用及び効果の説明は省略する。
上述したように CF基板 20には、格子状の黒色遮光膜 23 (ブラック 'マトリックス）に よって複数の着色部 22を区画することによりカラーフィルター 21が構成されているが 、 TFT基板 10には、補助容量 (蓄積容量又は付加容量)の補助容量電極線 61が着 色部 22を横切るような配置で設けられており、この補助容量電極線 61と対応する領 域 (平面視重なる領域)も、遮光領域 30となっている。そして、この遮光領域 30内に は、補助容量電極線 61の側縁に沿った一対の嵩上げ層 62が形成され、この一対の 嵩上げ層 62と、補助容量電極線 61のうち両嵩上げ層 62で挟まれた領域とによって 、略方形の配置面 60が形成されている。
尚、本実施形態 4では、着色部 22を横切るように配置した補助容量電極線 61を利 用して配置面 60を構成したが、これに替えて、着色部 22を横切らない形態の補助容 量電極線を利用して配置面を構成してもよい。また、嵩上げ層 62を形成せずに、実 施形態 3のように補助容量電極線 61を局部的に幅広とすることによって配置面を構 成してちょい。
[0030] <他の実施形態 > 本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく 、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
(1)上記実施形態 1では嵩上げ層をソース電極線と同じ工程で形成したが、これに 限らず例えば、 i層、 n+層、ゲート電極線等によって嵩上げ層を形成してもよい。
(2)上記実施形態では駆動素子に接続される電極線をゲート電極線としたが、これ に替えて、ソース電極線としてもよい。
(3)上記実施形態ではスぺーサ粒子を TFT基板と CF基板の 、ずれか一方に配置 したが、 TFT基板と CF基板との双方にスぺーサ粒子を配置してもよい。この場合、 T FT基板上に配設したスぺーサ粒子と CF基板上に配設したスぺーサ粒子とが重なり あって干渉しな 、ように配置する。
(4)上記実施形態では駆動素子が TFTである場合について説明したが、本発明は 、駆動素子が MIM (Metal Insulator Metal)等、 TFT以外のものである場合にも適用 できる。
(5)上記実施形態 1では配置面に凹部を形成したが、配置面に凹部を形成しない 形態としてもよい。

Claims

請求の範囲
[1] 一対の透明基板と、
前記一対の透明基板に設けた格子状の遮光領域内に配置され、前記一対の透明 基板を所定の間隔に保持するスぺーサ粒子と、
前記一対の透明基板同士の間に封入された液晶とを備え、
前記一対の透明基板のうち少なくとも一方の透明基板における相手側透明基板と の対向面に、前記スぺーサ粒子を配置するための配置面が形成された液晶表示装 置であって、
前記配置面が、前記遮光領域のほぼ全幅に亘る範囲に広がり、且つその全範囲に お!ヽて概ね面一状の平面状とされて!/ヽることを特徴とする液晶表示装置。
[2] 前記一対の透明基板のうち一方の透明基板には、前記遮光領域よりも幅狭で且つ 前記遮光領域に沿って配索された突出部が設けられ、
前記一方の透明基板に、前記突出部の側縁に近接する嵩上げ層が形成され、 前記突出部上と前記嵩上げ層上とに跨って形成される前記液晶側の面に前記配 置面が構成されていることを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の液晶表示装置。
[3] 前記一対の透明基板のうち一方の透明基板には、前記遮光領域に沿って配索さ れた突出部が設けられ、
前記突出部は、その幅寸法が前記遮光領域のほぼ全幅まで拡幅された部分を含 み、その拡幅された部分の前記液晶側の面に前記配置面が構成されて 、ることを特 徴とする請求の範囲第 1項に記載の液晶表示装置。
[4] 前記突出部が、駆動素子に接続される電極線であることを特徴とする請求の範囲 第 2項又は請求の範囲第 3項に記載の液晶表示装置。
[5] 前記一対の透明基板のうち一方の透明基板上には、前記遮光領域に沿う黒色遮 光膜によって区画された複数の着色部を配設した形態のカラーフィルターが形成さ れ、
前記突出部が、他方の前記透明基板に前記着色部を平面視において横切るよう に配置された電極線であることを特徴とする請求の範囲第 2項又は請求の範囲第 3 項に記載の液晶表示装置。
[6] 前記一対の透明基板のうちの一方の透明基板上には、補助容量の補助容量電極 線が形成され、
前記補助容量電極線が前記突出部とされていることを特徴とする請求の範囲第 2 項又は請求の範囲第 3項に記載の液晶表示装置。
[7] 複数の前記スぺーサ粒子が、インクの液滴に含有された状態で前記配置面に塗着 され、インクの乾燥によって前記配置面上に固着されるようになって!/、るものであって 前記配置面におけるインクの液滴の塗着領域には、前記スぺーサ粒子の直径寸法 よりも深さの浅い凹部が形成されていることを特徴とする請求の範囲第 1項ないし請 求の範囲第 6項のいずれかに記載の液晶表示装置。
[8] 平行に重ねられるとともに格子状の遮光領域を有する一対の透明基板のうち少なく とも一方の透明基板における前記遮光領域内に、前記遮光領域のほぼ全幅に亘る 範囲に広がり、且つその全範囲において概ね面一状の平面状をなす配置面を形成 し、
前記配置面に前記スぺーサ粒子を塗着させ、
前記一対の透明基板を、前記スぺーサ粒子を挟むことにより所定の間隔を空けて 重ね合わせ、
前記重ね合わせた一対の透明基板の隙間に液晶を滴下または封入することを特 徴とする液晶表示装置の製造方法。
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