WO2013051215A1 - 液晶表示装置 - Google Patents

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WO2013051215A1
WO2013051215A1 PCT/JP2012/006088 JP2012006088W WO2013051215A1 WO 2013051215 A1 WO2013051215 A1 WO 2013051215A1 JP 2012006088 W JP2012006088 W JP 2012006088W WO 2013051215 A1 WO2013051215 A1 WO 2013051215A1
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WO
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liquid crystal
substrate
display device
crystal display
layer
Prior art date
Application number
PCT/JP2012/006088
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English (en)
French (fr)
Inventor
伊奈　恵一
田坂　泰俊
Original Assignee
シャープ株式会社
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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • 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
    • G02F1/13394—Gaskets; Spacers; Sealing of cells spacers regularly patterned on the cell subtrate, e.g. walls, pillars
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • 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
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    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133509—Filters, e.g. light shielding masks
    • G02F1/133514—Colour filters

Definitions

  • the present invention relates to a liquid crystal display device including a spacer for regulating the thickness of a liquid crystal layer.
  • liquid crystal display devices having the advantages of being thin and lightweight, being able to be driven at a low voltage, and consuming little power are widely used. in use.
  • a liquid crystal display device includes a pair of substrates disposed opposite to each other (that is, a TFT (Thin Film Transistor) substrate and a CF (Color Filter) substrate), a liquid crystal layer provided between the pair of substrates, A pair of substrates are bonded to each other, and a sealing material provided in a frame shape to enclose liquid crystal between the substrates, and a plurality of spacers (photos) for regulating the thickness of the liquid crystal layer (that is, the cell gap) Spacer).
  • TFT Thin Film Transistor
  • CF Color Filter
  • the CF substrate includes a colored layer of a red layer R, a green layer G, and a blue layer B provided for each pixel, and a black matrix provided between the colored layers and a black matrix that is a light shielding film. Has a filter.
  • the spacers are adjacent to each other. It is arranged at the boundary portion of the colored layer and overlapping with the black matrix.
  • the spacer is provided on the portion where the colored layer is raised.
  • it becomes difficult to regulate the thickness of the liquid crystal layer there is a problem that the thickness of the liquid crystal layer is partially different, the thickness of the liquid crystal layer becomes non-uniform, and display unevenness occurs.
  • an overcoat layer (flattening film) is provided on the surface of the color filter in order to avoid unevenness in the thickness of the liquid crystal layer and suppress the occurrence of display unevenness.
  • a liquid crystal display device in which a spacer is provided at a boundary portion between adjacent colored layers is disclosed (for example, see Patent Document 1).
  • the liquid crystal display device described in Patent Document 1 has a configuration in which an overcoat layer is provided as described above, the acrylic resin for forming the overcoat layer is irradiated with ultraviolet rays for controlling orientation.
  • gas residual solvent or low molecular component of acrylic resin
  • bubbles are generated inside the liquid crystal layer.
  • the display quality of the liquid crystal display device is reduced by the bubbles, and the yield of the liquid crystal display device is reduced. There was a problem.
  • the present invention has been made in view of the above-described problems, and provides a liquid crystal display device that can uniformly regulate the thickness of a liquid crystal layer and prevent a decrease in yield due to an overcoat layer. With the goal.
  • a liquid crystal display device of the present invention includes a first substrate and a color filter that is disposed to face the first substrate and in which a plurality of pixels each including a colored layer and a black matrix are arranged. Two substrates, a liquid crystal layer provided between the first substrate and the second substrate, and a spacer provided between the first substrate and the second substrate for regulating the thickness of the liquid crystal layer.
  • the first substrate is provided on the surface of the first substrate on the liquid crystal layer side, and is disposed between adjacent pixels and in a region where a colored layer is disposed.
  • the spacer since the spacer is disposed between the adjacent pixels and in the region where the colored layer is disposed, the colored layer is raised on the surface of the black matrix at the boundary portion of the adjacent colored layer. Therefore, it is not necessary to arrange a spacer in the formed part. Therefore, the thickness of the liquid crystal layer can be uniformly regulated by the spacer without providing an overcoat layer in which the spacer is formed at the boundary portion between the adjacent colored layers on the surface of the color filter. As a result, it is possible to prevent the generation of bubbles in the liquid crystal layer due to the generation of gas by the overcoat layer.
  • a spacer is arranged between adjacent pixels. Therefore, even when the spacer is provided on the first substrate side, the thickness of the liquid crystal layer can be uniformly regulated by the spacer without affecting the alignment control of the liquid crystal molecules in the pixel.
  • the thickness of the liquid crystal layer can be uniformly regulated by the spacer without providing an overcoat layer on the surface of the color filter, the amount of dripping can be easily adjusted when the liquid crystal material is dropped.
  • a plurality of spacers may be provided between adjacent pixels.
  • the thickness of the liquid crystal layer can be more uniformly regulated by the spacer.
  • the spacer may be formed by a photolithography method.
  • the spacer can be formed at an arbitrary position of the liquid crystal display device.
  • the spacer may be formed of a photosensitive resin material.
  • the spacer can be formed from an inexpensive and versatile resin material.
  • the first substrate is formed with the first electrode on the liquid crystal layer side
  • the second substrate is formed with the second electrode on the liquid crystal layer side
  • the spacer is attached to the first electrode. It may be provided on the surface.
  • a structure that regulates the orientation of the liquid crystal molecules constituting the liquid crystal layer may be disposed at the center of the pixel.
  • liquid crystal molecules may be in a radially axisymmetric orientation when a voltage is applied in a pixel.
  • the thickness of the liquid crystal layer can be uniformly regulated by the spacer without providing an overcoat layer, and the deterioration of the display quality and the yield of the liquid crystal display device due to the overcoat layer can be prevented. can do.
  • FIG. 1 is a plan view of a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention. It is sectional drawing of the liquid crystal display device which concerns on embodiment of this invention. It is a top view which shows the adjacent pixel in the liquid crystal display device which concerns on embodiment of this invention. It is sectional drawing which shows the TFT substrate which comprises the liquid crystal display device which concerns on embodiment of this invention. It is sectional drawing of the display part of the liquid crystal display device which concerns on embodiment of this invention. It is a figure which shows the structure of the color filter of the liquid crystal display device which concerns on embodiment of this invention. It is a figure which shows the structure of the color filter of the liquid crystal display device which concerns on embodiment of this invention. It is a figure which shows the structure of the color filter of the liquid crystal display device which concerns on the modification of this invention. It is a figure which shows the structure of the color filter of the liquid crystal display device which concerns on the modification of this invention.
  • FIG. 1 is a plan view of a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention
  • 3 is a plan view showing adjacent pixels in the liquid crystal display device according to the embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing a TFT substrate constituting the liquid crystal display device according to the embodiment of the present invention. It is.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of the display unit of the liquid crystal display device according to the embodiment of the present invention
  • FIG. 6 is a diagram illustrating the configuration of the color filter of the liquid crystal display device according to the embodiment of the present invention.
  • the liquid crystal display device 1 includes a TFT substrate 2 that is a first substrate, a CF substrate 3 that is a second substrate disposed opposite to the TFT substrate 2, a TFT substrate 2, And a liquid crystal layer 4 which is a display medium layer sandwiched between CF substrates 3.
  • the liquid crystal display device 1 is sandwiched between the TFT substrate 2 and the CF substrate 3, and a seal provided in a frame shape for adhering the TFT substrate 2 and the CF substrate 3 to each other and enclosing the liquid crystal layer 4.
  • the material 40 is provided.
  • the sealing material 40 is formed so as to go around the liquid crystal layer 4, and the TFT substrate 2 and the CF substrate 3 are bonded to each other via the sealing material 40.
  • the liquid crystal display device 1 is formed in a rectangular shape, and in the side direction of the liquid crystal display device 1, the TFT substrate 2 protrudes from the CF substrate 3.
  • a plurality of display wirings such as a gate bus line and a source bus line, which will be described later, are drawn out to form a terminal region T.
  • a display area D for displaying an image is defined in an area where the TFT substrate 2 and the CF substrate 3 overlap.
  • the display area D is configured by arranging a plurality of pixels, which are the minimum unit of an image, in a matrix.
  • the sealing material 40 is provided in a rectangular frame shape surrounding the entire periphery of the display area D.
  • the liquid crystal display device 1 includes a plurality of spacers 25 for restricting the thickness (that is, the cell gap) of the liquid crystal layer 4 to be uniform in the display region D.
  • the source bus line 14 and the gate bus line 11 are provided so as to intersect each other in each of the plurality of pixels E included in the liquid crystal display device 1.
  • the gate is connected to the gate bus line 11 near the intersection of the two signal lines, the source is connected to the source bus line 14 near the intersection, and the drain is connected to the pixel electrode 19 which is the first electrode.
  • a thin film transistor (TFT) 5 is provided as a connected switching element.
  • the TFT 5 is turned on when the gate bus line 11 is in a selected state, and is turned off when the gate bus line 11 is in a non-selected state.
  • the pixel electrode 19 provided in each of the plurality of pixels E is connected to the source bus line 14 via the TFT 5, and the CF substrate 3 is connected to the second electrode so as to face the pixel electrode 19.
  • a certain common electrode (counter electrode) 24 is disposed (see FIG. 5).
  • the common electrode 24 is provided with slits 24 a for regulating the orientation of the liquid crystal molecules constituting the liquid crystal layer 4 for each pixel E.
  • the slit 24 a is formed so as to be disposed at the center of each pixel E.
  • the liquid crystal layer 4 is sandwiched between the pixel electrode 19 and the common electrode 24 as a display medium layer.
  • the auxiliary capacitance line 29 is formed so as to extend in parallel with the plurality of gate bus lines 11.
  • a plurality of pixels E are arranged in a matrix corresponding to each intersection of the plurality of source bus lines 14 and the plurality of auxiliary capacitance lines 29. That is, each pixel E is provided in each region surrounded by the source bus line 14 and the auxiliary capacitance line 29.
  • the TFT substrate 2 includes an insulating substrate 6 such as a glass substrate, a plurality of gate bus lines 11 extending in parallel with each other on the insulating substrate 6, and each gate bus line 11 And a plurality of source bus lines 14 extending in parallel to each other in a direction perpendicular to the gate bus lines 11 on the gate insulating film 12.
  • the TFT substrate 2 includes a plurality of TFTs 5 provided at each intersection of the gate bus lines 11 and the source bus lines 14, and interlayer insulation provided in order so as to cover the source bus lines 14 and the TFTs 5.
  • a first interlayer insulating film 15 and a second interlayer insulating film 16 that are films 10 are provided.
  • the TFT substrate 2 is provided in a matrix on the second interlayer insulating film 16, a plurality of pixel electrodes 19 connected to each of the TFTs 5, and a spacer 25 provided in a columnar shape on the surface of the pixel electrode 19. And an alignment film 9 provided so as to cover the pixel electrode 19 and the spacer 25.
  • the pixel electrode 19 is formed on the liquid crystal layer 4 side.
  • the TFT 5 includes a gate electrode 17 in which each gate bus line 11 protrudes to the side, a gate insulating film 12 provided so as to cover the gate electrode 17, and a gate insulating film 12 on the gate insulating film 12.
  • a semiconductor layer 13 provided in an island shape at a position overlapping with the gate electrode 17, and a source electrode 18 and a drain electrode 20 provided to face each other on the semiconductor layer 13 are provided.
  • the source electrode 18 is a portion where each source bus line 14 protrudes to the side.
  • the drain electrode 20 is connected to the pixel electrode 19 through a contact hole 31 formed in the first interlayer insulating film 15 and the second interlayer insulating film 16.
  • the semiconductor layer 13 includes a lower intrinsic amorphous silicon layer 13 a and an upper n + amorphous silicon layer 13 b doped with phosphorus, and is exposed from the source electrode 18 and the drain electrode 20.
  • the intrinsic amorphous silicon layer 13a that constitutes the channel region.
  • liquid crystal display device 1 of the present embodiment is a transmissive device, and a transmissive region T is defined in the display unit of the liquid crystal display device 1 as shown in FIG.
  • the material constituting the first interlayer insulating film 15 is not particularly limited, and examples thereof include silicon oxide (SiO 2 ) and silicon nitride (SiNx (x is a positive number)).
  • the CF substrate 3 includes an insulating substrate 21 such as a glass substrate, a color filter 22 provided on the insulating substrate 21, and a common electrode 24 provided so as to cover the color filter 22. And an alignment film 26 provided so as to cover the common electrode 24.
  • the common electrode 24 is formed on the liquid crystal layer 4 side.
  • the color filter 22 includes a plurality of types of colored layers 28 (that is, a red layer R, a green layer G, and a blue layer B) provided for each pixel E, as shown in FIGS. And a black matrix 27 which is a light shielding film.
  • the black matrix 27 is provided between the adjacent colored layers 28 and has a role of partitioning the plurality of types of colored layers 28.
  • the black matrix 27 is made of a metal material such as Ta (tantalum), Cr (chromium), Mo (molybdenum), Ni (nickel), Ti (titanium), Cu (copper), Al (aluminum), or a black pigment such as carbon.
  • a metal material such as Ta (tantalum), Cr (chromium), Mo (molybdenum), Ni (nickel), Ti (titanium), Cu (copper), Al (aluminum), or a black pigment such as carbon.
  • a metal material such as Ta (tantalum), Cr (chromium), Mo (molybdenum), Ni (nickel), Ti (titanium), Cu (copper), Al (aluminum), or a black pigment such as carbon.
  • the spacer 25 is made of, for example, an acrylic photosensitive resin material and is formed by a photolithography method.
  • the liquid crystal layer 4 is made of, for example, a nematic liquid crystal material having electro-optical characteristics.
  • the liquid crystal layer 4 may be formed of ASV (Advanced Super View) liquid crystal from the viewpoint of realizing a wide viewing angle and high-speed response.
  • ASV Advanced Super View
  • the “ASV” liquid crystal in the present application refers to the liquid crystal layer 4 when a predetermined voltage is applied to the liquid crystal layer 4 in the unit pixel (each pixel E) when the liquid crystal display device 1 is viewed from above. It means a liquid crystal display system capable of realizing a wide viewing angle and a high-speed response when the liquid crystal molecules are radially axisymmetrically aligned and omnidirectionally aligned.
  • a structure such as a slit 24a shown in FIG. 3 or a projection (not shown) instead of the slit 24a shown in FIG.
  • the transmissive liquid crystal display device 1 configured as described above is configured to transmit light from a backlight (not shown) incident from the TFT substrate 2 side in the transmissive region T.
  • one pixel E is formed for each pixel electrode 19.
  • a gate signal is sent from the gate bus line 11 to turn on the TFT 5 in each pixel E
  • a source signal is sent from the bus line 14 and a predetermined charge is written to the pixel electrode 19 through the source electrode 18 and the drain electrode 20, and a potential difference is generated between the pixel electrode 19 and the common electrode 24, and the liquid crystal layer 4.
  • an image is displayed by adjusting the transmittance of light incident from the backlight using the fact that the alignment state of the liquid crystal molecules changes according to the magnitude of the applied voltage. It becomes the composition which is done.
  • the spacer 25 is provided on the surface of the TFT substrate 2 on the liquid crystal layer 4 side (that is, the surface of the pixel electrode 19 of the TFT substrate 2).
  • a region provided between adjacent pixels E and in which the colored layer 28 is disposed that is, a region where the colored layer 28 is provided in the pixel E and the black matrix 27 is not provided. , Referred to as “colored layer region”).
  • the spacer 25 With such a configuration, as shown in FIG. 5, it is necessary to dispose the spacer 25 in a boundary portion between the adjacent colored layers 28 and in a portion where the colored layer 28 is raised on the surface of the black matrix 27. Disappears. Therefore, unlike the above prior art, the thickness of the liquid crystal layer 4 is made uniform by the spacer 25 without providing an overcoat layer in which a spacer is formed at the boundary portion of the adjacent colored layer 28 on the surface of the color filter 22. Can be regulated. Therefore, it is possible to prevent the generation of bubbles in the liquid crystal layer 4 due to the generation of gas by the overcoat layer.
  • the slit 24 a is formed in the common electrode 24 of the CF substrate 3 in order to regulate the alignment of the liquid crystal molecules. As described above, the slit 24 a is formed in the central portion of the pixel E. It is formed.
  • the spacer 25 is provided on the CF substrate 3 side as in the slit 24a, the liquid crystal molecules are aligned in the same direction by both the slit 24a and the spacer 25. Similarly, it can be arranged at the center of the pixel E.
  • the alignment direction of the liquid crystal molecules by the spacer 25 (that is, the direction of the alignment center) is opposite to the alignment direction of the liquid crystal molecules by the slit 24a. Therefore, when the spacer 25 is provided on the TFT substrate 2 side, the alignment of the liquid crystal molecules cannot be controlled, and as a result, there is a disadvantage that the display quality is deteriorated.
  • the spacer 25 is provided on the TFT substrate 2 side, the spacer 25 is provided between the adjacent pixels E that are positions that do not affect the alignment control of the liquid crystal molecules in the pixel E.
  • the configuration is arranged.
  • the alignment control of the liquid crystal molecules in the pixel E is affected even when the spacer 25 is provided on the TFT substrate 2 side.
  • the thickness of the liquid crystal layer 4 can be uniformly regulated by the spacer 25 without affecting.
  • the thickness of the liquid crystal layer 4 can be uniformly regulated by the spacer 25 without providing an overcoat layer on the surface of the color filter 22, it is easy to adjust the dropping amount when dropping the liquid crystal material. become.
  • the thickness of the liquid crystal layer becomes non-uniform because an overcoat layer in which spacers are formed is provided at the boundary portion between adjacent colored layers.
  • the liquid crystal material is dropped, it may be difficult to adjust the optimal drop amount.
  • the thickness of the liquid crystal layer 4 can be uniformly regulated by the spacer 25, a special measure for adjusting the dropping amount of the liquid crystal material becomes unnecessary, and as a result The amount of dripping can be easily adjusted.
  • the source bus line 14 is arranged in an area (hereinafter referred to as “black matrix area”) Eb in which the black matrix 27 of the pixel E is provided. 25 is arranged in the colored layer region Ea of the pixel E and is not provided in the black matrix region Eb. Therefore, in the cross region C (see FIG. 3) where the source bus line 14 and the auxiliary capacitance wiring 29 which are a part of the black matrix region Eb intersect, an area for providing the spacer 25 becomes unnecessary. Therefore, the area of the cross region C can be reduced.
  • the manufacturing method of the present embodiment includes a TFT substrate manufacturing process, a CF substrate manufacturing process, and a substrate bonding process.
  • ⁇ TFT substrate manufacturing process> First, for example, a titanium film, an aluminum film, a titanium film, and the like are sequentially formed on the entire insulating substrate 6 by sputtering, and then patterned by photolithography, so that the gate bus line 11 and the gate electrode 17 have a thickness. Form about 4000 mm.
  • a silicon nitride film or the like is formed on the entire substrate on which the gate bus line 11 and the gate electrode 17 are formed by a plasma CVD (Chemical Vapor Deposition) method, and the gate insulating film 12 has a thickness of about 4000 mm. Form.
  • an intrinsic amorphous silicon film (thickness of about 2000 mm) and phosphorus-doped n + amorphous silicon film (thickness of about 500 mm) are formed on the entire substrate on which the gate insulating film 12 is formed by plasma CVD, for example. Films are continuously formed. Thereafter, patterning in an island shape on the gate electrode 17 by photolithography is performed to form a semiconductor formation layer in which an intrinsic amorphous silicon layer and an n + amorphous silicon layer are stacked.
  • an aluminum film and a titanium film are sequentially formed on the entire substrate on which the semiconductor formation layer has been formed by sputtering, and then patterned by photolithography to form the source bus line 14, the source electrode 18 and The drain electrode 20 is formed to a thickness of about 2000 mm.
  • the n + amorphous silicon layer of the semiconductor formation layer is etched using the source electrode 18 and the drain electrode 20 as a mask to pattern the channel region, thereby forming the semiconductor layer 13 and the TFT 5 including the semiconductor layer 13.
  • a silicon nitride film is formed on the entire substrate on which the TFT 5 is formed by plasma CVD, and the first interlayer insulating film 15 and the second interlayer insulating film 16 are formed to a thickness of about 4000 mm.
  • first interlayer insulating film 15 and the second interlayer insulating film 16 are etched to form contact holes 31.
  • a transparent conductive film made of an ITO film or the like is formed on the entire substrate on the second interlayer insulating film 16 by a sputtering method, and then patterned by photolithography to form the pixel electrode 19 on the insulating substrate 6.
  • the spacer 25 is formed by a photolithography method. More specifically, an acrylic photosensitive resin is applied to the entire substrate on which the pixel electrode 19 is formed by spin coating, and the applied photosensitive resin is exposed through a photomask and then developed. As a result, the spacer 25 is formed to a thickness of about 4 ⁇ m. At this time, as described above, the spacer 25 is disposed between the adjacent pixels E and in the colored layer region Ea.
  • a polyimide resin is applied to the entire substrate on which the spacers 25 are formed by a printing method, and then a rubbing process is performed to form the alignment film 9 with a thickness of about 1000 mm.
  • the TFT substrate 2 can be manufactured as described above.
  • a positive photosensitive resin in which a black pigment such as carbon fine particles is dispersed is applied to the entire substrate of the insulating substrate 21 such as a glass substrate by a spin coating method, and the applied photosensitive resin is photo-coated. After the exposure through the mask, the black matrix 27 is formed to a thickness of about 2.0 ⁇ m by developing and heating.
  • an acrylic photosensitive resin colored in red, green, or blue is applied onto the substrate on which the black matrix 27 is formed, and the applied photosensitive resin is exposed through a photomask. Later, patterning is performed by developing to form a colored layer (for example, red layer R) 28 of a selected color with a thickness of about 1.0 ⁇ m, for example.
  • a colored layer for example, red layer R
  • the same process is repeated for the other two colors to form the other two colored layers 28 (for example, the green layer G and the blue layer B), and the red layer R, the green layer G, and the blue layer B.
  • the color filter 22 provided with is formed.
  • an ITO film is formed on the substrate on which the color filter 22 is formed by sputtering, and then patterned by photolithography to form the common electrode 24 with a thickness of about 1500 mm.
  • a polyimide resin is applied to the entire substrate on which the common electrode 24 is formed by a printing method, and then a rubbing process is performed to form the alignment film 26 with a thickness of about 1000 mm.
  • the CF substrate 3 can be manufactured as described above.
  • the sealing material 40 made of ultraviolet curing and thermosetting resin or the like is drawn in a frame shape on the CF substrate 3 produced in the CF substrate production process.
  • a liquid crystal material is dropped onto a region inside the sealing material 40 on the CF substrate 3 on which the sealing material 40 is drawn.
  • the bonded body is released to atmospheric pressure.
  • the front and back surfaces of the bonded body are pressurized.
  • the sealing material 40 is cured by heating the bonded body.
  • the liquid crystal display device 1 shown in FIG. 1 can be manufactured.
  • the spacer 25 is arranged between the adjacent pixels E and in the colored layer region Ea. Therefore, it is not necessary to arrange the spacer 25 in the boundary portion between the adjacent colored layers 28 and the portion where the colored layer 28 is raised on the surface of the black matrix 27.
  • the spacer 25 can uniformly regulate the thickness of the liquid crystal layer 4 without providing an overcoat layer in which a spacer is formed at the boundary between adjacent colored layers. Therefore, it is possible to prevent the generation of bubbles in the liquid crystal layer 4 due to the generation of gas by the overcoat layer.
  • the spacer 25 is arranged between the adjacent pixels E. Therefore, even when the spacer 25 is provided on the TFT substrate 2 side, the thickness of the liquid crystal layer 4 can be uniformly regulated by the spacer 25 without affecting the alignment control of the liquid crystal molecules in the pixel E. it can.
  • the thickness of the liquid crystal layer 4 can be uniformly regulated by the spacer 25 without providing an overcoat layer on the surface of the color filter 22, when the liquid crystal material is dropped, the amount of dripping is reduced. Adjustment becomes easy.
  • the spacer 25 is disposed in the colored layer region Ea of the pixel E and is not provided in the black matrix region Eb, the source bus line 14 and the auxiliary capacitance wiring which are part of the black matrix region Eb In the cross region C where 29 intersects, the area for providing the spacer 25 becomes unnecessary. Accordingly, since the area of the cross region C can be reduced, the crosstalk phenomenon caused by the parasitic capacitance can be reduced, and the display quality can be improved. In addition, leakage defects can be reduced and yield can be improved.
  • the spacer is formed by a photolithography method. Therefore, the spacer 25 can be formed at an arbitrary position of the liquid crystal display device 1.
  • the spacer 25 is formed of a photosensitive resin material. Therefore, the spacer 25 can be formed of a cheap and versatile resin material.
  • a structure such as a slit 24a that regulates the orientation of the liquid crystal molecules constituting the liquid crystal layer 4 is disposed at the center of the pixel E. It is set as the structure which becomes a radial axisymmetric orientation. Therefore, in the liquid crystal display device 1 using the liquid crystal display method that can obtain a high viewing angle and a high-speed response, it is possible to prevent the display quality from being lowered and the yield of the liquid crystal display device from being lowered.
  • the colored layer 28 (green layer G in the case of FIG. 6) is arranged in the arrangement direction of the colored layer 28 in the pixel E (that is, the arrow in FIG. 6).
  • the spacer 25 is arranged at the center in the X direction
  • the color layer varies (that is, on the CF substrate 3 side, the colored layer 28 overlaps and rises in the region Eb where the black matrix 27 is arranged). It is not necessary to dispose a spacer in the above-described central portion as long as it can prevent the influence on the cell gap due to the height variation of the formed portion).
  • the spacer 25 may be arranged on the left side of the colored layer 28 in the colored region Ea with respect to the center of the colored layer 28 in the arrangement direction X of the colored layer 28 in the pixel E. Also in this case, since the spacer 25 is disposed between the adjacent pixels E and in the colored layer region Ea, the same effects as the above (1) to (7) can be obtained. Also in this case, the same effect as in the above (8) can be obtained by using the liquid crystal layer 4 formed of ASV liquid crystal.
  • a plurality of spacers 25 may be provided between adjacent pixels E.
  • the spacer 25 can regulate the thickness of the liquid crystal layer 4 more uniformly.
  • the method of the liquid crystal display device 1 of the above embodiment includes TN (Twisted Nematic), VA (Vertical Alignment), MVA (Multi-domain Vertical Alignment), ASV (Advanced Super View), IPS (In-Plane-Switching), etc. Any method may be used.
  • the present invention is useful for a liquid crystal display device including a spacer for regulating the thickness of a liquid crystal layer.
  • Liquid crystal display device TFT substrate (first substrate) 3 CF substrate (second substrate) 4 Liquid crystal layer 19 Pixel electrode (first electrode) 22 Color filter 24 Common electrode (second electrode) 24a Slit 25 Spacer 27 Black matrix 28 Colored layer E Pixel Ea Area where the colored layer is arranged Eb Area where the black matrix is arranged

Abstract

　液晶表示装置（１）は、ＴＦＴ基板（２）とＴＦＴ基板（２）に対向して配置され、着色層（２８）とブラックマトリクス（２７）とからなる画素（Ｅ）が複数配列されたＣＦ基板（３）と、ＴＦＴ基板（２）及びＣＦ基板（３）の間に設けられた液晶層（４）と、ＴＦＴ基板（２）及びＣＦ基板（３）との間に設けられ、液晶層（４）の厚みを規制するためのスペーサ（２５）とを備えている。そして、スペーサ（２５）は、ＴＦＴ基板（２）の液晶層（４）側の表面に設けられ、隣接する画素（Ｅ）間であって、着色層（２８）が配置された領域に配置されている。

Description

液晶表示装置
　本発明は、液晶層の厚みを規制するためのスペーサを備える液晶表示装置に関する。
　近年、携帯電話等のモバイル型端末やノート型パソコン等の各種電子機器の表示装置として、薄くて軽量であるとともに、低電圧で駆動でき、かつ消費電力が少ないという長所を有する液晶表示装置が広く使用されている。
　一般に、液晶表示装置は、互いに対向して配置された一対の基板（即ち、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）基板とＣＦ（Color Filter）基板）と、一対の基板の間に設けられた液晶層と、一対の基板を互いに接着するとともに、両基板の間に液晶を封入するために枠状に設けられたシール材と、液晶層の厚み（即ち、セルギャップ）を規制するための複数のスペーサ（フォトスペーサ）とを備えている。
　また、上記ＣＦ基板は、各画素に対して設けられた赤色層Ｒ、緑色層Ｇ、および青色層Ｂの着色層と、着色層の間に設けられ、遮光膜であるブラックマトリクスとを備えるカラーフィルターを備えている。
　また、高精細の透過型の液晶表示装置においては、高精細構造の検討を半透過型（反射型と透過型が共存するタイプ）の画素構造をベースに行ってきたため、上記スペーサを、隣接する着色層の境界部分であって、ブラックマトリクスと重なる部分に配置している。
　ここで、隣接する着色層の境界部分では、ブラックマトリクスの表面上に、当該ブラックマトリクスに隣接する着色層が盛り上がって形成されるため、着色層が盛り上がった部分にスペーサを設けた場合であっても、液晶層の厚みを規制することが困難になる。その結果、液晶層の厚みが部分的に異なって、液晶層の厚みが不均一になってしまい、表示ムラが生じるという問題があった。
　そこで、液晶層の厚みの不均一性を回避して、表示ムラの発生を抑制すべく、カラーフィルターの表面上にオーバーコート層（平坦化膜）を設け、このオーバーコート層の表面上であって、隣接する着色層の境界部分にスペーサを設けた液晶表示装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２０００－１９５２７号公報
　しかし、上記特許文献１に記載の液晶表示装置では、上述のごとく、オーバーコート層を設ける構成としているため、オーバーコート層を形成するアクリル樹脂に配向を制御するための紫外線が照射される処理により、当該オーバーコート層からガス（残存溶剤もしくはアクリル樹脂の低分子成分）が発生する場合がある。そして、オーバーコート層からガスが発生すると、液晶層の内部に気泡が発生してしまうため、結果として、この気泡により、液晶表示装置の表示品質が低下して、液晶表示装置の歩留まりが低下するという問題があった。
　また、平坦化のためにオーバーコート層を設けた場合であっても、十分に平坦化できていない場合があるため、隣接する着色層の境界部分の高さにバラツキが生じる場合がある。従って、隣接する着色層の境界部分にスペーサを設けると、液晶層の厚みが不均一になってしまうという問題があった。
　そこで、本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、液晶層の厚みを均一に規制し、オーバーコート層に起因する歩留まりの低下を防止することができる液晶表示装置を提供することを目的とする。
　上記目的を達成するために、本発明の液晶表示装置は、第１基板と、第１基板に対向して配置され、着色層とブラックマトリクスとからなる画素が複数配列されたカラーフィルターを有する第２基板と、第１基板及び第２基板の間に設けられた液晶層と、第１基板及び第２基板の間に設けられ、液晶層の厚みを規制するためのスペーサとを備え、スペーサが、第１基板の液晶層側の表面に設けられ、隣接する画素間であって、着色層が配置された領域に配置されていることを特徴とする。
　同構成によれば、スペーサを、隣接する画素間であって、着色層が配置された領域に配置するため、隣接する着色層の境界部分であって、ブラックマトリクスの表面上に着色層が盛り上がって形成された部分に、スペーサを配置する必要がなくなる。従って、カラーフィルターの表面上に、隣接する着色層の境界部分にスペーサが形成されたオーバーコート層を設けることなく、スペーサにより、液晶層の厚みを均一に規制することができる。その結果、オーバーコート層によるガスの発生に起因して、液晶層の内部における気泡の発生を防止することができる。
　また、隣接する画素間にスペーサを配置する構成としている。従って、スペーサを第１基板側に設けた場合であっても、画素内の液晶分子の配向制御に影響を及ぼすことなく、スペーサにより、液晶層の厚みを均一に規制することができる。
　また、カラーフィルターの表面上にオーバーコート層を設けることなく、スペーサにより、液晶層の厚みを均一に規制することができるため、液晶材料を滴下する際に、滴下量の調整が容易になる。
　更に、オーバーコート層を設ける必要がなくなるため、コストダウンを図ることが可能になる。
　本発明の液晶表示装置においては、隣接する画素間において、複数のスペーサを設けてもよい。
　同構成によれば、スペーサにより、液晶層の厚みをより一層均一に規制することができる。
　本発明の液晶表示装置においては、スペーサを、フォトリソグラフィー法により形成してもよい。
　同構成によれば、液晶表示装置の任意の位置にスペーサを形成することが可能になる。
　本発明の液晶表示装置においては、スペーサを、感光性樹脂材料により形成してもよい。
　同構成によれば、安価かつ汎用性のある樹脂材料によりスペーサを形成することができる。
　本発明の液晶表示装置においては、第１基板には、液晶層側に第１電極が形成され、第２基板には、液晶層側に第２電極が形成され、スペーサを、第１電極の表面に設けてもよい。
　本発明の液晶表示装置においては、画素の中心部に、液晶層を構成する液晶分子の配向を規制する構造体が配置されていてもよい。
　本発明の液晶表示装置においては、画素内において、電圧印加時に液晶分子が放射状軸対称配向となってもよい。
　同構成によれば、高視野角と高速応答を得られる液晶表示方式を用いた液晶表示装置において、表示品質の低下を防止でき、液晶表示装置の歩留まりの低下を防止することができる。
　本発明によれば、オーバーコート層を設けることなく、スペーサにより、液晶層の厚みを均一に規制することができ、オーバーコート層に起因する液晶表示装置の表示品質の低下と歩留まりの低下を防止することができる。
本発明の実施形態に係る液晶表示装置の平面図である。 本発明の実施形態に係る液晶表示装置の断面図である。 本発明の実施形態に係る液晶表示装置における隣接する画素を示す平面図である。 本発明の実施形態に係る液晶表示装置を構成するＴＦＴ基板を示す断面図である。 本発明の実施形態に係る液晶表示装置の表示部の断面図である。 本発明の実施形態に係る液晶表示装置のカラーフィルターの構成を示す図である。 本発明の変形例に係る液晶表示装置のカラーフィルターの構成を示す図である。 本発明の変形例に係る液晶表示装置のカラーフィルターの構成を示す図である。
　以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。
　図１は、本発明の実施形態に係る液晶表示装置の平面図であり、図２は、本発明の実施形態に係る液晶表示装置の断面図である。また、図３は、本発明の実施形態に係る液晶表示装置における隣接する画素を示す平面図であり、図４は、本発明の実施形態に係る液晶表示装置を構成するＴＦＴ基板を示す断面図である。また、図５は、本発明の実施形態に係る液晶表示装置の表示部の断面図であり、図６は、本発明の実施形態に係る液晶表示装置のカラーフィルターの構成を示す図である。
　図１、図２に示す様に、液晶表示装置１は、第１基板であるＴＦＴ基板２と、ＴＦＴ基板２に対向して配置された第２基板であるＣＦ基板３と、ＴＦＴ基板２及びＣＦ基板３の間に挟持して設けられた表示媒体層である液晶層４とを備えている。また、液晶表示装置１は、ＴＦＴ基板２とＣＦ基板３との間に狭持され、ＴＦＴ基板２及びＣＦ基板３を互いに接着するとともに液晶層４を封入するために枠状に設けられたシール材４０とを備えている。
　このシール材４０は、液晶層４を周回するように形成されており、ＴＦＴ基板２とＣＦ基板３は、このシール材４０を介して相互に貼り合わされている。
　また、図１に示すように、液晶表示装置１は、矩形状に形成されており、液晶表示装置１の辺方向において、ＴＦＴ基板２がＣＦ基板３よりも突出し、その突出した領域には、後述するゲートバスラインやソースバスライン等の複数の表示用配線が引き出され、端子領域Ｔが構成されている。
　また、液晶表示装置１では、ＴＦＴ基板２及びＣＦ基板３が重なる領域に画像表示を行う表示領域Ｄが規定されている。ここで、表示領域Ｄは、画像の最小単位である画素がマトリクス状に複数配列されることにより構成されている。
　また、シール材４０は、図１に示すように、表示領域Ｄの周囲全体を囲む矩形枠状に設けられている。
　また、液晶表示装置１は、表示領域Ｄにおいて、液晶層４の厚み（即ち、セルギャップ）が均一になるように規制するための複数のスペーサ２５を備えている。
　また、図３に示すように、液晶表示装置１が備える複数の画素Ｅの各々には、ソースバスライン１４とゲートバスライン１１とが互いに交差して設けられている。
　そして、両信号線の交差部近傍のゲートバスライン１１にゲートが接続されるとともに、その交差部近傍のソースバスライン１４にソースが接続され、更に、ドレインが第１電極である画素電極１９に接続されたスイッチング素子としての薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）５が設けられている。
　このＴＦＴ５は、ゲートバスライン１１が選択状態であるときにオン状態となり、ゲートバスライン１１が非選択状態であるときにオフ状態となる。
　また、複数の画素Ｅの各々に設けられた画素電極１９は、ＴＦＴ５を介してソースバスライン１４に接続されており、ＣＦ基板３には、この画素電極１９と対向するように第２電極である共通電極（対向電極）２４が配置されている（図５参照）。
　また、図３に示すように、共通電極２４には、液晶層４を構成する液晶分子の配向を規制するためのスリット２４ａが、各画素Ｅ毎に形成されている。このスリット２４ａは、図３に示すように、各画素Ｅの中心部に配置されるように形成されている。
　また、画素電極１９と共通電極２４との間に表示媒体層として液晶層４が挟持されている。また、複数のゲートバスライン１１と平行に延在するように補助容量配線２９が形成されている。そして、複数のソースバスライン１４と複数の補助容量配線２９との交差点の各々に対応して、複数の画素Ｅがマトリクス状に配置されている。即ち、ソースバスライン１４と補助容量配線２９とで囲まれた領域毎に各画素Ｅが各々設けられている。
　ＴＦＴ基板２は、図３～図５に示すように、ガラス基板等の絶縁基板６と、当該絶縁基板６上に互いに平行に延設された複数のゲートバスライン１１と、各ゲートバスライン１１を覆うように設けられたゲート絶縁膜１２と、ゲート絶縁膜１２上に各ゲートバスライン１１と直交する方向に互いに平行に延設された複数のソースバスライン１４とを備えている。また、ＴＦＴ基板２は、各ゲートバスライン１１及び各ソースバスライン１４の交差部分毎にそれぞれ設けられた複数のＴＦＴ５と、各ソースバスライン１４及び各ＴＦＴ５を覆うように順に設けられた層間絶縁膜１０である第１層間絶縁膜１５及び第２層間絶縁膜１６とを備えている。更に、ＴＦＴ基板２は、第２層間絶縁膜１６上にマトリクス状に設けられ、各ＴＦＴ５の各々に接続された複数の画素電極１９と、画素電極１９の表面上に柱状に設けられたスペーサ２５と、画素電極１９及びスペーサ２５を覆うように設けられた配向膜９とを有している。
　なお、図５に示すように、ＴＦＴ基板２において、画素電極１９は、液晶層４側に形成されている。
　また、ＴＦＴ５は、図４に示すように、各ゲートバスライン１１が側方に突出したゲート電極１７と、ゲート電極１７を覆うように設けられたゲート絶縁膜１２と、ゲート絶縁膜１２上でゲート電極１７に重なる位置において島状に設けられた半導体層１３と、半導体層１３上で互いに対峙するように設けられたソース電極１８及びドレイン電極２０とを備えている。
　ここで、ソース電極１８は、各ソースバスライン１４が側方に突出した部分である。また、ドレイン電極２０は、図４に示すように、第１層間絶縁膜１５及び第２層間絶縁膜１６に形成されたコンタクトホール３１を介して画素電極１９に接続されている。
　また、半導体層１３は、図４に示すように、下層の真性アモルファスシリコン層１３ａと、その上層のリンがドープされたｎ＋アモルファスシリコン層１３ｂとを備え、ソース電極１８及びドレイン電極２０から露出する真性アモルファスシリコン層１３ａがチャネル領域を構成している。
　また、本実施形態の液晶表示装置１は透過型の装置であり、液晶表示装置１の表示部では、図５に示すように、透過領域Ｔが規定されている。
　なお、第１層間絶縁膜１５を構成する材料としては、特に限定されず、例えば、酸化シリコン（ＳｉＯ２）、窒化シリコン（ＳｉＮｘ（ｘは正数））等が挙げられる。
　また、ＣＦ基板３は、図５に示すように、ガラス基板等の絶縁基板２１と、絶縁基板２１上に設けられたカラーフィルター２２と、カラーフィルター２２を覆うように設けられた共通電極２４と、共通電極２４を覆うように設けられた配向膜２６とを有している。なお、図５に示すように、ＣＦ基板３において、共通電極２４は、液晶層４側に形成されている。
　また、カラーフィルター２２には、図５、図６に示すように、各画素Ｅに対して設けられた複数種の着色層２８（即ち、赤色層Ｒ、緑色層Ｇ、および青色層Ｂ）と、遮光膜であるブラックマトリクス２７とが含まれる。
　ブラックマトリクス２７は、隣接する着色層２８の間に設けられ、これら複数種の着色層２８を区画する役割を有するものである。
　このブラックマトリクス２７は、Ｔａ（タンタル）、Ｃｒ（クロム）、Ｍｏ（モリブデン）、Ｎｉ（ニッケル）、Ｔｉ（チタン）、Ｃｕ（銅）、Ａｌ（アルミニウム）などの金属材料、カーボンなどの黒色顔料が分散された樹脂材料、または、各々、光透過性を有する複数色の着色層が積層された樹脂材料などにより形成される。
　また、スペーサ２５は、例えば、アクリル系の感光性樹脂材料からなり、フォトリソグラフィー法により形成される。
　また、液晶層４は、例えば、電気光学特性を有するネマチックの液晶材料等により構成されている。なお、この液晶層４を、広視野角と高速応答を実現するとの観点から、ＡＳＶ（Advanced Super View）液晶により形成しても良い。
　なお、本願における「ＡＳＶ」液晶とは、液晶表示装置１を上面から見た場合、単位画素（各画素Ｅ）内で、液晶層４に所定の電圧を印加した時に、液晶層４を構成する液晶分子が放射状軸対称配向となり、全方位配向となることによって、広視野角かつ高速応答を実現することができる液晶表示方式を意味する。
　より具体的には、複数の各画素Ｅの中心部に、図３に示すスリット２４ａや、このスリット２４ａに代わる突起物（不図示）等の構造体（配向規制構造体）を配置し、電圧印加時における液晶分子の傾斜方向（配向）を規制することにより、広視野角かつ高速応答を実現する。
　上記構成の透過型の液晶表示装置１は、透過領域ＴにおいてＴＦＴ基板２側から入射するバックライト（不図示）からの光を透過するように構成されている。
　そして、液晶表示装置１は、各画素電極１９毎に１つの画素Ｅが構成されており、各画素Ｅにおいて、ゲートバスライン１１からゲート信号が送られてＴＦＴ５をオン状態にした場合に、ソースバスライン１４からソース信号が送られてソース電極１８及びドレイン電極２０を介して、画素電極１９に所定の電荷が書き込まれ、画素電極１９と共通電極２４との間で電位差が生じ、液晶層４に所定の電圧が印加されるように構成されている。そして、液晶表示装置１では、印加された電圧の大きさに応じて、液晶分子の配向状態が変わることを利用して、バックライトから入射する光の透過率を調整することにより、画像が表示される構成となっている。
　ここで、本実施形態においては、図３、図５、図６に示すように、スペーサ２５が、ＴＦＴ基板２の液晶層４側の表面（即ち、ＴＦＴ基板２の画素電極１９の表面）に設けられ、隣接する画素Ｅ間であって、着色層２８が配置された領域（即ち、画素Ｅにおいて、着色層２８が設けられた領域であって、ブラックマトリクス２７が設けられていない領域。以下、「着色層領域」という。）Ｅａに配置されている点に特徴がある。
　このような構成により、図５に示すように、隣接する着色層２８の境界部分であって、ブラックマトリクス２７の表面上に着色層２８が盛り上がって形成された部分に、スペーサ２５を配置する必要がなくなる。従って、上記従来技術とは異なり、カラーフィルター２２の表面上に、隣接する着色層２８の境界部分にスペーサが形成されたオーバーコート層を設けることなく、スペーサ２５により、液晶層４の厚みを均一に規制することができる。従って、オーバーコート層によるガスの発生に起因して、液晶層４の内部における気泡の発生を防止することができる。
　また、一般に、液晶表示装置１においては、液晶分子の配向を規制するために、ＣＦ基板３の共通電極２４にスリット２４ａを形成するが、上述のごとく、このスリット２４ａは画素Ｅの中央部に形成される。
　従って、スペーサ２５を、スリット２４ａと同様に、ＣＦ基板３側に設けた場合は、液晶分子は、スリット２４ａ及びスペーサ２５の双方により、同方向に配向されるため、スペーサ２５を、スリット２４ａと同様に、画素Ｅの中央部に配置することが可能になる。
　しかし、本実施形態のごとく、スペーサ２５をＴＦＴ基板２側に設けた場合、スペーサ２５による液晶分子の配向方向（即ち、配向中心の方向）が、スリット２４ａによる液晶分子の配向方向と逆になるため、スペーサ２５をＴＦＴ基板２側に設けた場合、液晶分子の配向を制御することができなくなり、結果として、表示品位が低下するという不都合が生じる。
　そこで、本実施形態においては、スペーサ２５をＴＦＴ基板２側に設けた場合であっても、画素Ｅ内の液晶分子の配向制御に影響を及ぼさない位置である隣接する画素Ｅ間にスペーサ２５を配置する構成としている。
　即ち、本実施形態においては、隣接する画素Ｅ間にスペーサ２５を配置することにより、スペーサ２５をＴＦＴ基板２側に設けた場合であっても、画素Ｅ内の液晶分子の配向制御に影響を及ぼすことなく、スペーサ２５により、液晶層４の厚みを均一に規制することができる。
　また、カラーフィルター２２の表面上にオーバーコート層を設けることなく、スペーサ２５により、液晶層４の厚みを均一に規制することができるため、液晶材料を滴下する際に、滴下量の調整が容易になる。
　より具体的には、上述のごとく、上記従来技術においては、隣接する着色層の境界部分にスペーサが形成されたオーバーコート層を設けるため液晶層の厚みが不均一になってしまい、結果として、液晶材料を滴下する際に、最適な滴下量の調整が困難になる場合があった。
　一方、本実施形態においては、上述のごとく、スペーサ２５により、液晶層４の厚みを均一に規制することができるため、液晶材料の滴下量を調整するための特別な対応が不要となり、結果として、滴下量の調整が容易になる。
　また、オーバーコート層を設ける必要がなくなるため、コストダウンを図ることが可能になる。
　また、図５に示すように、ソースバスライン１４は、画素Ｅのブラックマトリクス２７が設けられた領域（以下、「ブラックマトリクス領域」という。）Ｅｂに配置されているが、上述のごとく、スペーサ２５が、画素Ｅの着色層領域Ｅａに配置されており、ブラックマトリクス領域Ｅｂに設けられていない。従って、ブラックマトリクス領域Ｅｂの一部であるソースバスライン１４と補助容量配線２９とが交差するクロス領域Ｃ（図３参照）において、スペーサ２５を設けるための面積が不要になる。従って、クロス領域Ｃの面積を低減することが可能になる。
　次に、本実施形態の液晶表示装置の製造方法について一例を挙げて説明する。なお、本実施形態の製造方法は、ＴＦＴ基板作製工程、ＣＦ基板作製工程、及び基板貼り合わせ工程を備える。
　＜ＴＦＴ基板作製工程＞
　まず、絶縁基板６の全体に、スパッタリング法により、例えば、チタン膜、アルミニウム膜及びチタン膜などを順に成膜し、その後、フォトリソグラフィによりパターニングして、ゲートバスライン１１及びゲート電極１７を厚さ４０００Å程度に形成する。
　続いて、ゲートバスライン１１及びゲート電極１７が形成された基板全体に、プラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法により、例えば、窒化シリコン膜などを成膜し、ゲート絶縁膜１２を厚さ４０００Å程度に形成する。
　さらに、ゲート絶縁膜１２が形成された基板全体に、プラズマＣＶＤ法により、例えば、真性アモルファスシリコン膜（厚さ２０００Å程度）、及びリンがドープされたｎ＋アモルファスシリコン膜（厚さ５００Å程度）を連続して成膜する。その後、フォトリソグラフィによりゲート電極１７上に島状にパターニングして、真性アモルファスシリコン層及びｎ＋アモルファスシリコン層が積層された半導体形成層を形成する。
　そして、上記半導体形成層が形成された基板全体に、スパッタリング法により、例えば、アルミニウム膜及びチタン膜などを順に成膜し、その後、フォトリソグラフィによりパターニングして、ソースバスライン１４、ソース電極１８及びドレイン電極２０を厚さ２０００Å程度に形成する。
　続いて、ソース電極１８及びドレイン電極２０をマスクとして上記半導体形成層のｎ＋アモルファスシリコン層をエッチングすることにより、チャネル領域をパターニングして、半導体層１３及びそれを備えたＴＦＴ５を形成する。
　さらに、ＴＦＴ５が形成された基板全体に、プラズマＣＶＤ法により、例えば、窒化シリコン膜などを成膜し、第１層間絶縁膜１５及び第２層間絶縁膜１６を厚さ４０００Å程度に形成する。
　その後、第１層間絶縁膜１５、及び第２層間絶縁膜１６をエッチングして、コンタクトホール３１を形成する。
　次いで、第２層間絶縁膜１６上の基板全体に、ＩＴＯ膜などからなる透明導電膜をスパッタリング法により成膜し、その後、フォトリソグラフィによりパターニングして、絶縁基板６に画素電極１９を形成する。
　次いで、フォトリソグラフィー法によりスペーサ２５を形成する。より具体的には、画素電極１９が形成された基板全体に、スピンコート法により、アクリル系の感光性樹脂を塗布し、その塗布された感光性樹脂をフォトマスクを介して露光した後に、現像することにより、スペーサ２５を厚さ４μｍ程度に形成する。この際、上述のごとく、スペーサ２５は、隣接する画素Ｅ間であって、着色層領域Ｅａに配置される。
　次いで、スペーサ２５が形成された基板全体に、印刷法によりポリイミド樹脂を塗布し、その後、ラビング処理を行って、配向膜９を厚さ１０００Å程度に形成する。
　以上のようにして、ＴＦＴ基板２を作製することができる。
　＜ＣＦ基板作製工程＞
　まず、ガラス基板などの絶縁基板２１の基板全体に、スピンコート法により、例えば、カーボン微粒子などの黒色顔料が分散されたポジ型の感光性樹脂を塗布し、その塗布された感光性樹脂をフォトマスクを介して露光した後に、現像及び加熱することにより、ブラックマトリクス２７を厚さ２．０μｍ程度に形成する。
　続いて、ブラックマトリクス２７が形成された基板上に、例えば、赤、緑又は青に着色されたアクリル系の感光性樹脂を塗布し、その塗布された感光性樹脂をフォトマスクを介して露光した後に、現像することによりパターニングして、選択した色の着色層（例えば、赤色層Ｒ）２８を、例えば、厚さ１．０μｍ程度に形成する。
　さらに、他の２色についても同様な工程を繰り返して、他の２色の着色層（例えば、緑色層Ｇ及び青色層Ｂ）２８を形成して、赤色層Ｒ、緑色層Ｇ及び青色層Ｂを備えたカラーフィルター２２を形成する。
　次いで、カラーフィルター２２が形成された基板上に、スパッタリング法により、例えば、ＩＴＯ膜を成膜し、その後、フォトリソグラフィによりパターニングして、共通電極２４を厚さ１５００Å程度に形成する。
　最後に、共通電極２４が形成された基板全体に、印刷法によりポリイミド系樹脂を塗布し、その後、ラビング処理を行って、配向膜２６を厚さ１０００Å程度に形成する。
　以上のようにして、ＣＦ基板３を作製することができる。
　＜貼り合わせ工程＞
　まず、例えば、ディスペンサを用いて、上記ＣＦ基板作製工程で作製されたＣＦ基板３に、紫外線硬化及び熱硬化併用型樹脂などにより構成されたシール材４０を枠状に描画する。
　次いで、上記シール材４０が描画されたＣＦ基板３におけるシール材４０の内側の領域に液晶材料を滴下する。
　さらに、上記液晶材料が滴下されたＣＦ基板３と、上記ＴＦＴ基板作製工程で作製されたＴＦＴ基板２とを、減圧下で貼り合わせた後に、その貼り合わせた貼合体を大気圧に開放することにより、その貼合体の表面及び裏面を加圧する。
　次いで、上記貼合体に挟持されたシール材４０にＵＶ光を照射した後に、その貼合体を加熱することによりシール材４０を硬化させる。
　以上のようにして、図１に示す液晶表示装置１を作製することができる。
　以上に説明した本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
　（１）本実施形態においては、スペーサ２５を、隣接する画素Ｅ間であって、着色層領域Ｅａに配置する構成としている。従って、隣接する着色層２８の境界部分であって、ブラックマトリクス２７の表面上に着色層２８が盛り上がって形成された部分に、スペーサ２５を配置する必要がなくなるため、カラーフィルター２２の表面上に、隣接する着色層の境界部分にスペーサが形成されたオーバーコート層を設けることなく、スペーサ２５により、液晶層４の厚みを均一に規制することができる。従って、オーバーコート層によるガスの発生に起因して、液晶層４の内部における気泡の発生を防止することができる。
　（２）また、隣接する画素Ｅ間にスペーサ２５を配置する構成としている。従って、スペーサ２５をＴＦＴ基板２側に設けた場合であっても、画素Ｅ内の液晶分子の配向制御に影響を及ぼすことなく、スペーサ２５により、液晶層４の厚みを均一に規制することができる。
　（３）また、カラーフィルター２２の表面上にオーバーコート層を設けることなく、スペーサ２５により、液晶層４の厚みを均一に規制することができるため、液晶材料を滴下する際に、滴下量の調整が容易になる。
　（４）また、オーバーコート層を設ける必要がなくなるため、コストダウンを図ることが可能になる。
　（５）また、スペーサ２５が、画素Ｅの着色層領域Ｅａに配置されており、ブラックマトリクス領域Ｅｂに設けられていないため、ブラックマトリクス領域Ｅｂの一部であるソースバスライン１４と補助容量配線２９とが交差するクロス領域Ｃにおいて、スペーサ２５を設けるための面積が不要になる。従って、クロス領域Ｃの面積を低減することが可能になるため、寄生容量に起因するクロストーク現象を低減することができ、表示品位を向上させることができる。また、リーク不良を低減して、歩留まりを向上させることができる。
　（６）本実施形態においては、スペーサを、フォトリソグラフィー法により形成する構成としている。従って、液晶表示装置１の任意の位置にスペーサ２５を形成することが可能になる。
　（７）本実施形態においては、スペーサ２５を、感光性樹脂材料により形成する構成としている。従って、安価かつ汎用性のある樹脂材料によりスペーサ２５を形成することができる。
　（８）本実施形態においては、画素Ｅの中心部に、液晶層４を構成する液晶分子の配向を規制するスリット２４ａ等の構造体が配置され、画素Ｅ内において、電圧印加時に液晶分子が放射状軸対称配向となる構成としている。従って、高視野角と高速応答を得られる液晶表示方式を用いた液晶表示装置１において、表示品質の低下を防止でき、液晶表示装置の歩留まりの低下を防止することができる。
　なお、上記実施形態は以下のように変更しても良い。
　上記実施形態においては、図６に示すように、着色領域Ｅａにおいて、着色層２８（図６の場合は、緑色層Ｇ）の、画素Ｅにおける着色層２８の配列方向（即ち、図６における矢印Ｘの方向）の中心部にスペーサ２５を配置する構成としたが、色段差のバラツキ（即ち、ＣＦ基板３側において、ブラックマトリクス２７が配置された領域Ｅｂにおける、着色層２８が重なって盛り上がって形成される部分の高さのバラツキ）によるセルギャップへの影響を防止することができる位置であれば、上述の中心部にスペーサを配置する必要はない。
　例えば、図７に示すように、着色領域Ｅａにおいて、着色層２８の、画素Ｅにおける着色層２８の配列方向Ｘの中心部よりも左側にスペーサ２５を配置する構成としてもよい。この場合も、スペーサ２５が、隣接する画素Ｅ間であって、着色層領域Ｅａに配置されているため、上述の（１）～（７）と同様の効果を得ることができる。また、この場合も、ＡＳＶ液晶により形成された液晶層４を使用することにより、上述の（８）と同様の効果を得ることできる。
　また、図８に示すように、隣接する画素Ｅ間において、複数のスペーサ２５を設ける構成としてもよい。この場合、スペーサ２５により、液晶層４の厚みをより一層均一に規制することができる。
　上記実施形態の液晶表示装置１の方式は、ＴＮ（Twisted Nematic）、ＶＡ（Vertical Alignment）、ＭＶＡ（Multi-domain Vertical Alignment）、ＡＳＶ（Advanced Super View）、ＩＰＳ（In-Plane-Switching）など、どのような方式であってもよい。
　以上説明したように、本発明は、液晶層の厚みを規制するためのスペーサを備える液晶表示装置に有用である。
　１　　液晶表示装置
　２　　ＴＦＴ基板（第１基板）
　３　　ＣＦ基板（第２基板）
　４　　液晶層
　１９　　画素電極（第１電極）
　２２　　カラーフィルタ
　２４　　共通電極（第２電極）
　２４ａ　　スリット
　２５　　スペーサ
　２７　　ブラックマトリクス
　２８　　着色層
　Ｅ　　画素
　Ｅａ　　着色層が配置された領域
　Ｅｂ　　ブラックマトリクスが配置された領域

Claims (7)

  1. 　第１基板と、
    　前記第１基板に対向して配置され、着色層とブラックマトリクスとからなる画素が複数配列されたカラーフィルターを有する第２基板と、
    　前記第１基板及び前記第２基板の間に設けられた液晶層と、
    　前記第１基板及び前記第２基板の間に設けられ、前記液晶層の厚みを規制するためのスペーサと
    　を備えた液晶表示装置であって、
    　前記スペーサが、前記第１基板の前記液晶層側の表面に設けられ、隣接する前記画素間であって、前記着色層が配置された領域に配置されていることを特徴とする液晶表示装置。
  2. 　隣接する前記画素間において、複数の前記スペーサが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
  3. 　前記スペーサは、フォトリソグラフィー法により形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の液晶表示装置。
  4. 　前記スペーサは、感光性樹脂材料により形成されていることを特徴とする請求項１～請求項３のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
  5. 　前記第１基板には、前記液晶層側に第１電極が形成され、前記第２基板には、前記液晶層側に第２電極が形成され、前記スペーサは、前記第１電極の表面に設けられていることを特徴とする請求項１～請求項４のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
  6. 　前記画素の中心部に、前記液晶層を構成する液晶分子の配向を規制する構造体が配置されていることを特徴とする請求項１～請求項５のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
  7. 　前記画素内において、電圧印加時に前記液晶分子が放射状軸対称配向となることを特徴とする請求項６に記載の液晶表示装置。
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