(57)【要約】本発明は、配線の寄生容量を増大させることなく、セルギャップムラの発生を抑制することができるアクティブマトリクス基板、液晶表示パネル、液晶表示素子、液晶表示装置、及び、液晶表示パネル用基板を提供することを目的とする。本発明のアクティブマトリクス基板は、基板上にスペーサを備えるアクティブマトリクス基板であって、上記スペーサは、下地層と、上記下地層を内部に埋設する層とから構成されるアクティブマトリクス基板である。
2008065818.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上にスペーサを備えるアクティブマトリクス基板であって、
該スペーサは、下地層と、該下地層を内部に埋設する被覆層とから構成されることを特徴とするアクティブマトリクス基板。
【請求項２】
前記下地層は、サブミクロンオーダの膜厚を有することを特徴とする請求項１記載のアクティブマトリクス基板。
【請求項３】
前記アクティブマトリクス基板は、基板上に走査線、信号線、スイッチング素子及び画素電極を備え、
前記下地層は、該アクティブマトリクス基板の部材を構成する材料から構成されることを特徴とする請求項１記載のアクティブマトリクス基板。
【請求項４】
前記下地層は、アクティブマトリクス基板の部材を構成する材料から構成される膜を積層してなることを特徴とする請求項３記載のアクティブマトリクス基板。
【請求項５】
前記下地層は、走査線、信号線、スイッチング素子の半導体層、及び、画素電極からなる群より選択された少なくとも一種の部材を構成する材料から構成されることを特徴とする請求項３記載のアクティブマトリクス基板。
【請求項６】
前記下地層は、走査線、信号線、スイッチング素子の半導体層、及び、画素電極からなる群より選択された少なくとも一種の部材を構成する材料から構成される膜を積層してなることを特徴とする請求項５記載のアクティブマトリクス基板。
【請求項７】
前記被覆層は、樹脂を含んで構成されることを特徴とする請求項１記載のアクティブマトリクス基板。
【請求項８】
前記被覆層は、ポジ型の感光性樹脂を含んで構成されることを特徴とする請求項７記載のアクティブマトリクス基板。
【請求項９】
前記被覆層は、ノボラック樹脂を含んで構成されることを特徴とする請求項８記載のアクティブマトリクス基板。
【請求項１０】
前記スペーサは、遮光性を有することを特徴とする請求項１記載のアクティブマトリクス基板。
【請求項１１】
前記アクティブマトリクス基板は、基板上に走査線及び保持容量配線を備え、
前記スペーサは、走査線及び／又は保持容量配線上にあり、かつ、平面視したときに走査線及び／又は保持容量配線の領域内にあることを特徴とする請求項１記載のアクティブマトリクス基板。
【請求項１２】
前記アクティブマトリクス基板は、更に、基板上にスペーサよりも高さが低い第二スペーサを備えることを特徴とする請求項１記載のアクティブマトリクス基板。
【請求項１３】
前記第二スペーサは、第二下地層と、該第二下地層を内部に埋設する第二被覆層とから構成されることを特徴とする請求項１２記載のアクティブマトリクス基板。
【請求項１４】
前記第二下地層は、サブミクロンオーダの膜厚を有することを特徴とする請求項１３記載のアクティブマトリクス基板。
【請求項１５】
前記第二下地層は、下地層よりも少ない層から構成されることを特徴とする請求項１３記載のアクティブマトリクス基板。
【請求項１６】
前記アクティブマトリクス基板は、基板上に走査線、信号線、スイッチング素子及び画素電極を備え、
前記第二下地層は、該アクティブマトリクス基板の部材を構成する材料から構成されることを特徴とする請求項１３記載のアクティブマトリクス基板。
【請求項１７】
前記第二下地層は、アクティブマトリクス基板の部材を構成する材料から構成される膜を積層してなることを特徴とする請求項１６記載のアクティブマトリクス基板。
【請求項１８】
前記第二下地層は、走査線、信号線、スイッチング素子の半導体層、及び、画素電極からなる群より選択された少なくとも一種の部材を構成する材料から構成されることを特徴とする請求項１６記載のアクティブマトリクス基板。
【請求項１９】
前記第二下地層は、走査線、信号線、スイッチング素子の半導体層、及び、画素電極からなる群より選択された少なくとも一種の部材を構成する材料から構成される膜を積層してなることを特徴とする請求項１８記載のアクティブマトリクス基板。
【請求項２０】
前記第二被覆層は、樹脂を含んで構成されることを特徴とする請求項１３記載のアクティブマトリクス基板。
【請求項２１】
前記第二被覆層は、ポジ型の感光性樹脂を含んで構成されることを特徴とする請求項２０記載のアクティブマトリクス基板。
【請求項２２】
前記第二被覆層は、ノボラック樹脂を含んで構成されることを特徴とする請求項２１記載のアクティブマトリクス基板。
【請求項２３】
前記第二被覆層は、被覆層を構成する材料から構成されることを特徴とする請求項１３記載のアクティブマトリクス基板。
【請求項２４】
前記第二スペーサは、樹脂を含んで構成されることを特徴とする請求項１２記載のアクティブマトリクス基板。
【請求項２５】
前記被覆層は、樹脂を含んで構成され、
前記第二スペーサは、被覆層を構成する樹脂を含んで構成されることを特徴とする請求項２４記載のアクティブマトリクス基板。
【請求項２６】
前記第二スペーサは、ポジ型の感光性樹脂を含んで構成されることを特徴とする請求項２４記載のアクティブマトリクス基板。
【請求項２７】
前記第二スペーサは、ノボラック樹脂を含んで構成されることを特徴とする請求項２６記載のアクティブマトリクス基板。
【請求項２８】
前記第二スペーサは、遮光性を有することを特徴とする請求項１２記載のアクティブマトリクス基板。
【請求項２９】
前記アクティブマトリクス基板は、基板上に走査線及び保持容量配線を備え、
前記第二スペーサは、走査線及び／又は保持容量配線上にあり、かつ、平面視したときに走査線及び／又は保持容量配線の領域内にあることを特徴とする請求項１２記載のアクティブマトリクス基板。
【請求項３０】
請求項１記載のアクティブマトリクス基板と対向基板との間に液晶層を挟持した構造を有することを特徴とする液晶表示パネル。
【請求項３１】
前記アクティブマトリクス基板は、液晶層を構成する液晶分子の配向を制御する構造物を有し、
前記スペーサは、被覆層が該構造物を構成する材料から構成されることを特徴とする請求項３０記載の液晶表示パネル。
【請求項３２】
前記対向基板は、液晶層側に突出する突起が、スペーサと対向する位置に設けられていることを特徴とする請求項３０記載の液晶表示パネル。
【請求項３３】
前記スペーサは、頂上部が対向基板に設けられた突起の頂上にある平坦部に接触し、かつ、平面視したときに突起の頂上にある平坦部の領域内にあることを特徴とする請求項３２記載の液晶表示パネル。
【請求項３４】
前記対向基板は、液晶層を構成する液晶分子の配向を制御する構造物を有し、
前記突起は、該構造物を構成する材料から構成されることを特徴とする請求項３２記載の液晶表示パネル。
【請求項３５】
前記対向基板は、遮光層を有し、
前記スペーサは、平面視したときに、遮光層と重なる位置に設けられることを特徴とする請求項３０記載の液晶表示パネル。
【請求項３６】
請求項３０記載の液晶表示パネルを備えることを特徴とする液晶表示素子。
【請求項３７】
請求項３０記載の液晶表示パネルを備えることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項３８】
前記液晶表示装置は、テレビジョン受像機であることを特徴とする請求項３７記載の液晶表示装置。
【請求項３９】
基板上に第三スペーサを備える液晶表示パネル用基板であって、
該第三スペーサは、サブミクロンオーダの膜厚を有する第三下地層と、該第三下地層を内部に埋設する第三被覆層とから構成されることを特徴とする液晶表示パネル用基板。
【請求項４０】
前記第三下地層は、液晶表示パネル用基板の部材を構成する材料から構成されることを特徴とする請求項３９記載の液晶表示パネル用基板。
【請求項４１】
前記第三下地層は、液晶表示パネル用基板の部材を構成する材料から構成される膜を積層してなることを特徴とする請求項４０記載の液晶表示パネル用基板。
【請求項４２】
前記第三下地層は、共通電極、金属性遮光膜及び有機遮光性膜からなる群より選択された少なくとも一種の部材を構成する材料から構成されることを特徴とする請求項４１記載の液晶表示パネル用基板。
【請求項４３】
前記第三下地層は、共通電極、金属性遮光膜及び有機遮光性膜からなる群より選択された少なくとも一種の部材を構成する材料から構成される膜を積層してなることを特徴とする請求項４２記載の液晶表示パネル用基板。
【請求項４４】
前記第三被覆層は、樹脂を含んで構成されることを特徴とする請求項３９記載の液晶表示パネル用基板。
【請求項４５】
前記第三被覆層は、ポジ型の感光性樹脂を含んで構成されることを特徴とする請求項４４記載の液晶表示パネル用基板。
【請求項４６】
前記第三被覆層は、ノボラック樹脂を含んで構成されることを特徴とする請求項４５記載の液晶表示パネル用基板。
【請求項４７】
前記第三スペーサは、遮光性を有することを特徴とする請求項３９記載の液晶表示パネル用基板。
【請求項４８】
前記液晶表示パネル用基板は、更に、基板上に第三スペーサよりも高さが低い第四スペーサを備えることを特徴とする請求項３９記載の液晶表示パネル用基板。
【請求項４９】
前記液晶表示パネル用基板は、カラーフィルタ基板であることを特徴とする請求項３９記載の液晶表示パネル用基板。
【請求項５０】
前記液晶表示パネル用基板は、パッシブマトリクス基板であることを特徴とする請求項３９記載の液晶表示パネル用基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アクティブマトリクス基板、液晶表示パネル、液晶表示素子、液晶表示装置、及び、液晶表示パネル用基板に関する。より詳しくは、基板上にスペーサを備えるアクティブマトリクス基板、液晶表示パネル、液晶表示素子、液晶表示装置、及び、液晶表示パネル用基板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在広く利用されているカラー液晶表示装置では、絵素（ドット）に対応してカラーフィルタが設けられている。典型的には、光の三原色である赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）のカラーフィルタが、絵素に対応して所定のパターンで配列されている。このようにカラー液晶表示装置は、Ｒ、Ｇ及びＢの三つの絵素から一つの画素（ピクセル）が構成され、画素を画面の最小構成単位としてカラー表示を行う。なお、カラーフィルタの色、すなわち絵素の色の組み合わせは、Ｒ、Ｇ及びＢの組み合わせに限定されず、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）及びイエロー（Ｙ）の組み合わせでもよいし、他の色の組み合わせでもよい。カラーフィルタの配列としては、ストライプ配列、デルタ配列及びモザイク配列が知られている。【０００３】
一般的なカラー液晶表示装置は、一対の基板間に液晶層が形成された構造を有し、複数のカラーフィルタ層は、いずれか一方の基板に形成される。例えば、アクティブマトリクス駆動方式の液晶表示装置においては、絵素電極や薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）等の回路要素が形成されたアクティブマトリクス基板（以下「ＴＦＴ基板」ともいう。）と、対向電極及びカラーフィルタ層等が形成された対向基板との間に液晶層が形成された構造を有する。なお、カラーフィルタ層が形成された対向基板は、しばしばカラーフィルタ基板と呼ばれる。【０００４】
このようなカラー液晶表示装置の製造プロセスには、カラーフィルタ基板とＴＦＴ基板とを互いに貼り合わせ、固定する工程がある。この際、液晶層の厚さ（以下「セルギャップ」ともいう。）を均一に保つために、カラーフィルタ基板とＴＦＴ基板との間にはスペーサが設けられる。しかしながら、テレビジョン受像機等の分野では、液晶表示装置の表示品位が向上するにつれて、スペーサによる表示品位の低下が問題になってきている。【０００５】
従来は、カラーフィルタ基板又はＴＦＴ基板の表面に、所定の直径を有するビーズ状又はロッド状のスペーサを散布することにより、カラーフィルタ基板とＴＦＴ基板との間にスペーサを設けていた。しかしながら、この場合、スペーサを液晶表示装置の表示面の全体にわたって均一な密度で配置することが困難であったため、セルギャップにむらが生じたり、スペーサが凝集したりすることによる表示不良が発生することがあった。また、スペーサが絵素内に配置されることにより、実質的な開口率が低下したり、スペーサが輝点として観察されたりすることもあった。【０００６】
そこで、スペーサを絵素外の所定の領域、典型的にはブラックマトリクスやＴＦＴ基板の配線で遮光される領域に選択的に配置する方法が開発された。例えば、感光性樹脂（「フォトレジスト」とも呼ばれる。）を用いて、フォトリソグラフィプロセスによって、カラーフィルタ基板及び／又はＴＦＴ基板の所定の領域に柱状のスペーサを形成する方法が実用化されている。【０００７】
例えば、複数の有効画素の間の光不透過領域に対応させて、ＴＦＴ基板とカラーフィルタ基板との間隔を規制するための複数の柱状スペーサが、所定の基板の間隔に対応する高さに突設されており、これらの柱状スペーサが、その頂面において他方の基板の内面に当接している液晶表示装置が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。この液晶表示装置のカラーフィルタ基板には、感光性樹脂で構成される柱状スペーサ、すなわちフォトスペーサ（以下「ＰＳ」ともいう。）が設けられている。一方、ＴＦＴ基板には、ＰＳが当接する部分に、ゲート配線とデータ配線とが絶縁膜を挟んで重なってなる盛り上がりが形成されている。また、画面外にブラックマトリクス層及び三原色の着色層のうちの少なくとも一種以上により土台を形成し、その土台の上に更に樹脂の柱（ＰＳ）を設けたカラーフィルタ（カラーフィルタ基板）が開示されている（例えば、特許文献２参照。）。【０００８】
更に、表面に凹凸を有し断面が概ねテーパ形状の部分、例えばゲート配線上に柱状スペーサが接着形成され、その柱状スペーサがそのテーパ形状に応じたテーパ角度を有しているアクティブマトリクス基板が開示されている（例えば、特許文献３参照。）。そして、映像信号配線の上に、映像信号配線をつつみこむように形成された細長い絶縁体のバンプが、液晶セルを組み立てる時に液晶セルギャップを決定するスペーサの役割を果たしている横電界方式アクティブマトリクス液晶表示装置が開示されている（例えば、特許文献４参照。）。【０００９】
なお、低温における液晶層の発泡の抑制と、耐荷重特性の向上とを図る技術としては、高さの異なる二種類の柱状スペーサが設けられたカラーフィルタ基板が開示されている（例えば、特許文献５参照。）。
図１７（ａ）は、特許文献５に開示されているカラーフィルタ基板の構成を示す平面模式図であり、（ｂ）は、（ａ）のカラーフィルタ基板をＡ−Ｂ線で切断したときの断面模式図である。
このカラーフィルタ基板は、図１７（ａ）に示すように、絵素外の領域に設けられた柱状スペーサ７８及び７９を有している。カラーフィルタ基板７０の絵素外の領域では、図１７（ｂ）に示すように、透明基板７１上にブラックマトリクス７２、カラーフィルタ７３及び７４、並びに、共通電極７５が積層されており、これらの上に感光性樹脂層７６及び配向膜７７が形成されている。カラーフィルタ７３とそれに隣接するカラーフィルタ７４とは、互いに厚さが異なっており、その分だけ、柱状スペーサ７８の高さと柱状スペーサ７９の高さとが異なっている。
【特許文献１】特開２０００−２９８２８０号公報
【特許文献２】特開２００１−５１２６６号公報
【特許文献３】特開平１１−１７４４６７号公報
【特許文献４】特開２００４−３４１４６５号公報
【特許文献５】特開２００３−８４２８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
図１８（ａ）〜（ｃ）は、特許文献１及び２におけるＰＳの形成プロセスを示す断面模式図である。
まず、図１８（ａ）に示すように、基板、又は、着色層等からなる土台１１０上にフォトレジスト１１１を成膜した後、フォトマスク１１２を用いてフォトレジスト１１１を露光する。その後、図１８（ｂ）に示すように、露光したフォトレジスト１１１を現像した後、熱硬化することにより、図１８（ｃ）に示すように、ＰＳ５０が得られる。【００１１】
しかしながら、この方法によれば、図１８（ｃ）に示すように、ＰＳ５０の頂上部（上面、上底）は、熱硬化工程における内部応力により、エッジ部分が隆起するため、充分な平坦性を確保することができないことがあった。そのため、図１９に示すように、液晶層６１を有する液晶表示パネルにおいて、対向基板２０からＰＳ５０に局所的（部分的）に荷重が加わったときに、ＰＳ５０が潰れ、局所的かつ不可逆的にセルギャップが小さくなり、セルギャップムラが発生することがあった。したがって、ＰＳ５０を構成する材料として、熱硬化工程後にＰＳ５０の頂上部の平坦性を確保することができる材料を選択する必要があるが、このような材料は一般的に少ないため、材料選択の自由度が低く、製造工程及び製造設備の簡素化に支障を生ずるという点で改善の余地があった。【００１２】
なお、特許文献１のアクティブマトリクス基板では、ゲート配線とデータ配線とが絶縁膜を挟んで重なってなる盛り上がりをＰＳが当接する部分の一部として用いているところ、ゲート配線とソース配線との重なり面積が大きくなると、各配線の寄生容量は大きくなる。特に、ストライプ配列型のアクティブマトリクス基板では、ゲート配線とソース配線とで余分な重なりを設ける必要があるため、この寄生容量は更に増大する。このような配線の寄生容量の増大は、消費電力の増大や、動画視認性の改善のためにフレーム周波数を上げた場合に画素充電不足を招いてしまうという点で改善の余地があった。【００１３】
また、特許文献３の構成によれば、ゲート配線等がスペーサを構成する樹脂層からはみ出しているため、スペーサの頂上部のエッジ部分のうち、ゲート配線等と重なる部分が盛り上がってしまう。その結果、スペーサの頂上部が平坦とならないため、液晶表示パネルの表面に局所的（部分的）に荷重が加わったときに、特許文献１及び２と同様の理由により、セルギャップムラが発生するという点で改善の余地があった。【００１４】
更に、特許文献４の構成によれば、スペーサの役割を果たすバンプが壁状に設けられているため、バンプと走査線とが交差する場合には、バンプの頂上部のうち、走査線と重なる部分が盛り上がってしまい、バンプの頂上部が平坦とならない。そして、映像信号線と走査線とが交差する領域にバンプを設けない場合には、映像信号線がバンプからはみ出すこととなるため、バンプの頂上部のエッジ部のうち、走査線と重なる部分が盛り上がってしまい、バンプの頂上部が平坦とならず、特許文献３の構成と同様の点で改善の余地があった。【００１５】
なお、特許文献５の構成によると、異なる厚さのカラーフィルタ７３、７４を用いると、一部の絵素内の液晶層の厚さが他の絵素内の液晶層の厚さと異なってしまうため、一部の絵素では液晶層が光に対して与えるリタデーションの大きさが他の絵素と異なってしまい、黒表示時や中間調表示時に色付きが発生して表示品位が低下してしまうという点でも改善の余地があった。【００１６】
本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、配線の寄生容量を増大させることなく、セルギャップムラの発生を抑制することができるアクティブマトリクス基板、液晶表示パネル、液晶表示素子、液晶表示装置、及び、液晶表示パネル用基板を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明者らは、基板上にスペーサを備えるアクティブマトリクス基板について種々検討したところ、例えば図２０（ａ）〜（ｃ）に示す製造方法を用いることを見いだした。具体的にはまず、図２０（ａ）に示すように、土台１１０上に形成された下地層６２上にフォトレジスト１１１を成膜し、フォトマスク１１２を用いて下地層６２周辺のフォトレジスト１１１を露光する。その後、図２０（ｂ）に示すように、露光したフォトレジスト１１１を現像し、更に、熱硬化処理を行う。これにより、図２０（ｃ）に示すような、下地層６２と、下地層６２を内部に埋設する被覆層４０とから構成されるスペーサ４６を形成することができる。このようなスペーサ４６の構成によれば、被覆層４０のエッジ部が熱硬化工程等で隆起した際に形成される窪み部分を下地層６２によって押し上げることができるため、スペーサ４６の頂上部が平坦化され、その結果、セルギャップムラの発生を抑制することができる。【００１８】
また、本発明者らは、このようなスペーサ４６の構成によれば、被覆層４０を構成する材料として、熱硬化工程でエッジ部が隆起するような一般的な材料も用いることが可能となるため、材料選択の自由度を高めることができる結果、製造工程及び製造設備の簡素化を図ることができること、及び、下地層６２として、配線の重なり構造を用いる必要がなく、配線の重なり面積を大きくする必要もないため、アクティブマトリクス基板中の配線の寄生容量が増大するのを抑制することができることを見いだし、上記課題をみごとに解決することができることに想到し、本発明に到達したものである。【００１９】
すなわち、本発明は、基板上にスペーサ（以下「第一スペーサ」ともいう。）を備えるアクティブマトリクス基板であって、上記第一スペーサは、下地層（以下「第一下地層」ともいう。）と、上記第一下地層を内部に埋設する被覆層（以下「第一被覆層」ともいう。）とから構成されるアクティブマトリクス基板である。
以下に本発明を詳述する。【００２０】
本発明のアクティブマトリクス基板は、基板上に第一スペーサを備えるものである。アクティブマトリクス基板としては、通常のアレイ基板に限定されず、アレイとブラックマトリクスとの合わせ精度に依存した領域を小さくするために、ブラックマトリクスを設けたアレイ基板（ＢＭ  ｏｎ  Ａｒｒａｙ）、及び、カラーフィルタを配置したアレイ基板（カラーフィルタ  ｏｎ  Ａｒｒａｙ）等を含むものである。なお、カラーフィルタは、リードタイムの短縮、及び、調達の容易性等の観点から、液晶表示パネルにおいては、アクティブマトリクス基板に対向する基板（対向基板）内に配置されることが好ましい。基板としては、特に限定されず、絶縁基板、半導体基板等を用いることができる。【００２１】
本明細書で「第一スペーサ」とは、本発明のアクティブマトリクス基板を対向基板と貼り合わせたときに、対向基板に設けられた、第一スペーサの頂上部よりも大きな平面積を有する面に接触することでセルギャップを規定する部材のことである。本発明のアクティブマトリクス基板では、通常、基板上に複数の第一スペーサが設けられている。なお、第一スペーサの立体形状は特に限定されず、柱状であってもよく、壁状であってもよく、その他の形状であってもよい。液晶表示パネルに液晶を注入する際に液晶を液晶表示パネル内に滑らかに行き渡らせる観点、又は、配向膜を形成する際に配向膜の膜厚ムラの発生を抑制する観点からは、第一スペーサの立体形状は、柱状であることが好ましい。第一スペーサの平面形状は特に限定されず、三角形、四角形等の多角形、楕円形、円形等が挙げられる。【００２２】
上記第一スペーサは、第一下地層と、上記第一下地層を内部に埋設する第一被覆層とから構成される。このように、第一下地層を第一被覆層の内部に埋設させることにより、第一被覆層のエッジ部が熱硬化工程等で隆起した際に形成される窪み部分を第一下地層によって押し上げることができるため、対向基板と接触する第一スペーサの頂上部を平坦化することができる。その結果、本発明のアクティブマトリクス基板を対向基板と貼り合わせてなる液晶表示パネルの荷重による部分的なセルギャップムラの発生を抑制することができる。また、これにより、第一被覆層を構成する材料として、熱硬化工程等でエッジ部が隆起するような一般的な材料も用いることができるため、材料選択の自由度を高めることができる。更に、このような第一スペーサの構成によれば、第一下地層は、第一被覆層によって平面的に取り囲まれており、他の層から独立して配置されることから、第一下地層として配線の重なり構造を用いることがなく、配線の重なり面積を大きくする必要もないため、アクティブマトリクス基板中の配線の寄生容量が増大するのを抑制することができる。【００２３】
上記第一下地層の上面及び側面は、第一被覆層によって被覆されており、第一被覆層が完全な遮光性を有する場合には、第一下地層は、第一被覆層によって観察することができない状態となる。第一下地層は、第一被覆層の内部に埋設されている限り、その平面形状は特に限定されず、線形、三角形、四角形等の多角形、楕円形、円形等が挙げられるが、盛り上がりのある第一被覆層のエッジ部との重なりを避けつつ、最小面積で形成するという観点から、円形又は円形に近い形状（例えば正八角形等）が好ましい。【００２４】
上記第一下地層の頂上部は、第一被覆層の内部に埋設されており、第一下地層の頂上部のエッジ（外周）と第一被覆層の頂上部のエッジとの距離は、５μｍ以上であることがより好ましい。第一下地層の頂上部のエッジと第一被覆層の頂上部のエッジとの距離が５μｍ未満であると、第一下地層によって第一被覆層の頂上部のエッジ部も押し上げられ、第一スペーサの頂上部が充分に平坦にならなくなるおそれがある。
なお、第一スペーサの頂上部における高低差は、０．１μｍ以下であることが好ましく、０．０５μｍ以下であることがより好ましい。【００２５】
上記第一下地層の平面形状が円形である場合には、底面の直径は１０μｍ以上であることが好ましい。直径が１０μｍ未満であると、第一スペーサの頂上部が尖ってしまい、平坦化することができなくなるおそれがある。また、第一下地層が円形でない場合には、同様の理由により、最小線幅部の幅が１０μｍ以上であることが好ましい。【００２６】
上記第一下地層の構造は、単層構造でもよく、積層構造でもよいが、製造過程で第一下地層を成膜する膜の膜厚の基板面内における均一性を向上させる観点からは、単層構造であることが好ましく、第一下地層の高さが単層では充分に得られない場合には、積層構造であることが好ましい。第一被覆層の構造もまた、単層構造でもよく、積層構造でもよいが、製造工程の簡略化の観点からは、単層構造であることが好ましい。本発明では、第一被覆層は、積層構造を有する場合、構成する層の少なくとも一層が第一下地層を被覆すればよいが、第一スペーサの頂上部を平坦化する観点からは、構成する全ての層が第一下地層を被覆することが好ましい。【００２７】
上記第一下地層は、一つの第一スペーサにつき、複数あってもよい。なお、第一下地層を構成する材料としては、特に限定されず、導電材料、半導体材料、絶縁材料等が挙げられる。【００２８】
本発明のアクティブマトリクス基板は、上記基板及び第一スペーサを構成要素として備えるものである限り、その他の構成要素を備えていても備えていなくてもよく、特に限定されるものではない。【００２９】
本発明のアクティブマトリクス基板の好ましい形態を以下に詳しく説明する。
上記第一下地層は、サブミクロンオーダの膜厚を有することが好ましい。本明細書で「サブミクロンオーダ」とは、１μｍ（１／１０００ｍｍ）未満のことを意味する。第一スペーサは、通常、ミクロンオーダの高さを有しているため、第一被覆層を第一下地層なしで基板上に形成したときに該第一被覆層の頂上部に生じる高低差は、サブミクロンオーダで発生することが多い。したがって、第一下地層がサブミクロンオーダの膜厚を有することにより、第一スペーサの頂上部の平坦性をより向上させることができる。また、これによれば、第一スペーサの高さをサブミクロンオーダで略連続的に変化させることができるため、高低差がサブミクロンオーダのスペーサを同一基板上に形成するのに好適である。【００３０】
上記第一下地層の膜厚は、第一被覆層を第一下地層なしで基板上に形成したときに該第一被覆層の頂上部のエッジ部と中央部との間に生じる高低差よりも大きいことが好ましく、その高低差よりも０．２μｍ以上大きいことがより好ましい。０．２μｍ未満であると、第一被覆層の塗布時の平坦化効果により、第一下地層の膜厚が第一被覆層の膜厚に対して過小となり、第一スペーサの頂上部の平坦性が充分に得られなくなるおそれがある。なお、第一スペーサと第二スペーサとの高さ調整の観点から、第一下地層の膜厚は、第一被覆層の膜厚よりも小さいことが好ましい。【００３１】
上記アクティブマトリクス基板は、基板上に走査線、信号線、スイッチング素子及び画素電極を備え、上記第一下地層は、上記アクティブマトリクス基板の部材を構成する材料から構成されることが好ましい。また、第一下地層は、アクティブマトリクス基板の部材を構成する材料から構成される膜を積層してなることが好ましい。これらによれば、第一下地層を形成するための工程を別途設ける必要がなく、第一下地層とアクティブマトリクス基板の部材とを同一の工程で形成することができる。また、アクティブマトリクス基板の部材には、膜厚がサブミクロンオーダの薄膜が多いため、上記第一下地層は、第一スペーサの頂上部の平坦性を向上させるのに好適である。【００３２】
上記アクティブマトリクス基板の部材としては特に限定されず、走査線、信号線、スイッチング素子を構成するゲート電極、ソース電極、ドレイン電極及び半導体層、層間絶縁膜、並びに、画素電極等が挙げられる。なお、走査線と信号線とは、通常は、互いに直交するように配置され、走査線と信号線とが交差する箇所にスイッチング素子が設けられる。画素電極は、開口率の向上の観点から、走査線、信号線及びスイッチング素子を被覆する絶縁膜上に設けられていることが好ましく、この場合、絶縁膜に形成されたコンタクトホールを介してスイッチング素子に接続される。スイッチング素子としては、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）、薄膜ダイオード（ＴＦＤ）、ＭＩＭ（Ｍｅｔａｌ−Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ−Ｍｅｔａｌ）等が挙げられる。【００３３】
上記第一下地層は、走査線、信号線、スイッチング素子の半導体層、及び、画素電極からなる群より選択された少なくとも一種の部材を構成する材料から構成されることが好ましい。また、第一下地層は、走査線、信号線、スイッチング素子の半導体層、及び、画素電極からなる群より選択された少なくとも一種の部材を構成する材料から構成される膜を積層してなることが好ましい。走査線、信号線、スイッチング素子の半導体層、及び、画素電極は、通常は、サブミクロンオーダの膜厚を有するとともに、アクティブマトリクス基板の部材である。したがって、第一下地層がこれらの部材を構成する材料から構成される又はこれらの部材を構成する材料から構成される膜を積層してなることにより、工程を増やすことなく、第一スペーサの頂上部を平坦化することができる。【００３４】
上記第一被覆層は、樹脂を含んで構成されることが好ましい。これによれば、スピンコート法やダイコート法等を用いて第一被覆層を形成することができるため、ミクロンオーダの高さを有する第一スペーサを比較的容易に形成することができる。第一被覆層を構成する樹脂は、感光性樹脂であることが好ましい。これによれば、フォトリソプロセス法を用いて第一被覆層を形成することが可能となるため、第一被覆層の形成をより容易化することができる。【００３５】
上記第一被覆層は、ポジ型の感光性樹脂を含んで構成されることが好ましい。すなわち、第一被覆層は、光照射部が溶剤（現像液）に可溶化する感光性樹脂を含んで構成されることが好ましい。アクティブマトリクス基板、中でも薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）等の形成には、歩留まりやパターンの微細化に有利であるという観点から、通常、ポジ型の感光性樹脂が用いられる。したがって、これによれば、第一被覆層の形成とアクティブマトリクス基板の形成とで、露光・現像システム等のフォトリソグラフィシステムを共用することができるため、第一被覆層を形成するためのフォトリソグラフィシステムを別途準備する必要がない。【００３６】
上記ポジ型の感光性樹脂としては、特に限定されないが、中でも、ノボラック樹脂が好適である。すなわち、上記第一被覆層は、ノボラック樹脂を含んで構成されることが好ましい。この場合、例えば、現像液として水酸化テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＨ）を共用することができる。また、マルチドメイン垂直配向（Ｍｕｌｔｉ−ｄｏｍａｉｎ  Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ：ＭＶＡ）方式の液晶表示装置等では、アクティブマトリクス基板の画素電極上に、液晶層を構成する液晶分子の配向を制御する構造物（以下「配向制御用構造物」ともいう。）を設けることがあるが、配向制御用構造物を構成する材料には、コスト及び入手の容易性の観点から、ノボラック樹脂を用いることが主流である。したがって、配向制御用構造物を画素電極上に設ける場合には、配向制御用構造物と第一被覆層とで材料及び形成工程を共用することができる。
なお、本明細書で「ノボラック樹脂」とは、ノボラック、及び、現像液としてＴＭＡＨ等を共用することができる範囲でノボラックに類似した化合物を含んでなるものである。【００３７】
上記第一被覆層もまた、アクティブマトリクス基板の部材を構成する材料から構成されることが好ましく、例えば、層間絶縁膜を構成する材料と同一の材料から構成されることが好ましい。層間絶縁膜を構成する材料には、ポジ型のアクリル系樹脂等を一般的に用いることができる。【００３８】
上記第一スペーサは、遮光性を有することが好ましい場合がある。これによれば、第一スペーサ及びその近傍を遮光する層（遮光層）の領域が狭い場合や、そのような遮光層がない場合にも、第一スペーサの近傍に位置する液晶分子の配向乱れによる光漏れを目立たなくすることができる。【００３９】
本明細書で「遮光性」とは、光学濃度（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｄｅｎｓｉｔｙ：ＯＤ）が０．５以上であることを意味する。第一スペーサが遮光性を有する形態としては、（１）第一被覆層が遮光性を有する形態、（２）第一下地層、及び、第一被覆層の両方が遮光性を有する形態、（３）第一被覆層が赤、緑及び青等の複数色の層を積層した構造を有することで遮光性を獲得した形態等が挙げられる。【００４０】
上記アクティブマトリクス基板は、基板上に走査線及び保持容量配線を備え、上記第一スペーサは、走査線及び／又は保持容量配線上にあり、かつ、平面視したときに走査線及び／又は保持容量配線の領域内にあることが好ましい。すなわち、第一下地層が設けられる位置の走査線及び保持容量配線は、その配線幅の方向で、第一下地層及び第一被覆層よりも広いことが好ましい。アクティブマトリクス基板に設けられる走査線及び保持容量配線は、通常は、遮光性を有する。したがって、第一スペーサ及びその近傍がアクティブマトリクス基板に設けられた遮光性を有する配線により遮光されるため、第一スペーサの近傍に位置する液晶分子の配向乱れが視認されなくなる結果、液晶分子の配向乱れによる表示品位の低下を抑制することができる。また、走査線や保持容量配線は、信号線よりも配線幅が大きいため、第一スペーサを形成しやすい。更に、第一スペーサを走査線及び／又は保持容量配線上に配置することにより、アクティブマトリクス基板側の走査線や保持容量配線と対向基板側の共通電極等との短絡を防止することができる。【００４１】
上記アクティブマトリクス基板は、更に基板上に第一スペーサよりも高さが低い第二スペーサを備えることが好ましい。一般に、セルギャップの保持にフォトスペーサ等のスペーサを用いる液晶表示装置では、耐荷重特性を向上するべくスペーサの密度を高くする、すなわち単位面積当たりのスペーサの数を多くすると、低温において液晶層が収縮したときに、セルギャップが液晶層の収縮に追従しにくく、液晶層内で発泡が生じることがある。このような現象は、低温発泡と呼ばれる。これに対しては、高さの異なる二種類のスペーサを設けることが好ましい。本発明では、第一スペーサとともに、第一スペーサよりも高さが低い第二スペーサを設けることにより、実効的なスペーサ密度が第一スペーサのみで規定され、セルギャップが液晶層の収縮に追従しやすくなるため、低温発泡を抑制することができる。また、液晶表示パネルに荷重が加わってセルギャップが小さくなったときには、第一スペーサ及び第二スペーサの両方で両基板を支持することができる。すなわち、このときの実効的なスペーサ密度は第一スペーサ及び第二スペーサの両方で規定されるため、高い耐荷重特性を実現することができる。【００４２】
本明細書で「第二スペーサ」とは、サブスペーサ、すなわち本発明のアクティブマトリクス基板を対向基板と貼り合わせてなる液晶表示パネルにおいて、液晶表示パネルに荷重が加わっていないときは、対向基板に接触せず、液晶表示パネルに荷重が加わってセルギャップが小さくなったときに対向基板に接触する部材のことである。第一スペーサと第二スペーサとの高さの差は、高い耐荷重特性を実現する観点からは、サブミクロンオーダであることが好ましく、０．２μｍ以上０．８μｍ以下であることがより好ましい。【００４３】
上記第二スペーサは、より高い耐荷重特性を実現する観点からは、第一スペーサよりも高密度で設けられることが好ましく、第一スペーサの１０〜２０倍以上の密度で設けられることが好ましい。また、第二スペーサの頂上部の面積は、第一スペーサの１０〜２０倍以上の密度を確保することができる構造であれば面積は問わないが、高い密度を確保する観点から、第一スペーサの頂上部の面積よりも大きいことがより好ましい。【００４４】
上記第二スペーサは、第二下地層と、上記第二下地層を内部に埋設する第二被覆層とから構成されることが好ましい。これによれば、第一スペーサと同様に、第二スペーサの頂上部を平坦化することができるため、液晶表示パネルに荷重が加わってセルギャップが小さくなり第二スペーサが対向基板に接触したときにも、高い耐荷重特性を得ることができる。なお、第二スペーサが、第二下地層と、上記第二下地層を内部に埋設する第二被覆層とから構成される場合には、第二スペーサが第一スペーサよりも高さが低い限り、第二スペーサ、第二下地層、及び、第二被覆層の好ましい構成、膜厚及び形状等は、それぞれ第一スペーサ、第一下地層、及び、第一被覆層の好ましい構成、膜厚及び形状等と同様である。また、第二下地層と、第二被覆層との間の好ましい膜厚関係及び形状の関係等は、第一下地層と、第一被覆層との間の好ましい膜厚関係及び形状の関係等と同様である。【００４５】
上記第二下地層は、サブミクロンオーダの膜厚を有することが好ましい。第二スペーサもまた、通常、ミクロンオーダの高さを有しているため、第一スペーサと同様、第二スペーサの頂上部の平坦性をより向上させることができる。また、これによれば、第二スペーサの高さをサブミクロンオーダで略連続的に変化させることができるため、第一スペーサと第二スペーサとでサブミクロンオーダの高低差を設けるのに好適である。【００４６】
上記第二下地層は、第一下地層よりも少ない層から構成されることが好ましい。このように、第一下地層及び第二下地層の積層数を調整することにより、第一スペーサと第二スペーサとの高さの差を容易に調整することができるため、耐荷重特性を更に向上させることができる。本発明のより好ましい形態としては、第二下地層が第一下地層を構成する層から選択された少なくとも一種の層から構成される形態等が挙げられる。【００４７】
上記アクティブマトリクス基板は、基板上に走査線、信号線、スイッチング素子及び画素電極を備え、上記第二下地層は、上記アクティブマトリクス基板の部材を構成する材料から構成されることが好ましい。また、上記第二下地層は、アクティブマトリクス基板の部材を構成する材料から構成される膜を積層してなることが好ましい。これらによれば、第二下地層を形成するための工程を別途設ける必要がなく、第二下地層とアクティブマトリクス基板の部材とを同一の工程で形成することができる。なお、このとき、第一下地層もまた、アクティブマトリクス基板の部材を構成する材料から構成される、又は、アクティブマトリクス基板の部材を構成する材料から構成される膜を積層してなることが好ましい。これによれば、別途工程を増やすことなく、異なる高さの第一スペーサ及び第二スペーサを形成することができる。【００４８】
上記第二下地層は、走査線、信号線、スイッチング素子の半導体層、及び、画素電極からなる群より選択された少なくとも一種の部材を構成する材料から構成されることが好ましい。また、第二下地層は、走査線、信号線、スイッチング素子の半導体層、及び、画素電極からなる群より選択された少なくとも一種の部材を構成する材料から構成される膜を積層してなることが好ましい。走査線、信号線、スイッチング素子の半導体層、及び、画素電極は、通常は、サブミクロンオーダの膜厚を有し、また、アクティブマトリクス基板の部材でもある。したがって、これらによれば、工程を増やすことなく、第二スペーサの頂上部を平坦化することができる。【００４９】
上記第二被覆層は、樹脂を含んで構成されることが好ましく、ポジ型の感光性樹脂を含んで構成されることがより好ましく、ノボラック樹脂を含んで構成されることが更に好ましい。これらによれば、第一被覆層が樹脂を含んで構成される場合、ポジ型の感光性樹脂を含んで構成される場合、及び、ノボラック樹脂を含んで構成される場合と同様の作用効果を得ることができる。【００５０】
上記第二被覆層は、第一被覆層を構成する材料から構成されることが好ましい。これによれば、第一被覆層と第二被覆層とを同一の工程で形成することができることから、工程を短縮化することができる。また、第一被覆層と第二被覆層とを同一の塗布、露光及び現像条件等で形成することにより、第一スペーサと第二スペーサとの高低差の精度を高めることができる。なお、第一被覆層及び第二被覆層の両方が積層構造を有する場合には、第二被覆層が第一被覆層と同一の構造を有することにより、これらの作用効果を得ることができる。【００５１】
上記第二スペーサは、樹脂を含んで構成されることが好ましい。これによれば、スピンコート法及びダイコート法等を用いて第二スペーサを形成することができるため、ミクロンオーダの高さを有する第二スペーサを比較的容易に形成することができる。【００５２】
上記第一被覆層は、樹脂を含んで構成され、上記第二スペーサは、第一被覆層を構成する樹脂を含んで構成されることが好ましい。これによれば、第一被覆層と第二スペーサとを同一の工程で形成することができることから、工程を短縮化することができる。また、第一スペーサを構成する第一下地層により、第一スペーサと第二スペーサとの高低差を容易に設けることができる。更に、第一被覆層と第二スペーサとを同一の塗布、露光及び現像条件等で形成することにより、第一スペーサと第二スペーサとの高低差の精度を高めることができる。【００５３】
上記第二スペーサは、ポジ型の感光性樹脂を含んで構成されることが好ましい。これによれば、第二スペーサの形成とアクティブマトリクス基板の形成とで、露光・現像システム等のフォトリソグラフィシステムを共用することができるため、第二スペーサを形成するためのフォトリソグラフィシステムを別途準備する必要がない点で好適である。【００５４】
上記第二スペーサは、遮光性を有することが好ましい場合がある。これによれば、第二スペーサ及びその近傍を遮光する層（遮光層）の領域が狭い場合や、そのような遮光層がない場合にも、第二スペーサの近傍に位置する液晶分子の配向乱れによる表示品位の低下（黒表示時における光漏れ等）を目立たなくすることができる。【００５５】
上記アクティブマトリクス基板は、基板上に走査線及び保持容量配線を備え、上記第二スペーサは、走査線及び／又は保持容量配線上にあり、かつ、平面視したときに走査線及び／又は保持容量配線の領域内にあることが好ましい。すなわち、第二スペーサが設けられる位置の走査線及び保持容量配線は、その配線幅の方向で、第二スペーサよりも広いことが好ましい。これによれば、第二スペーサ及びその近傍がアクティブマトリクス基板に設けられた遮光性を有する配線により遮光されるため、第二スペーサの近傍に位置する液晶分子の配向乱れが視認されなくなる結果、液晶分子の配向乱れによる表示品位の低下を抑制することができる。また、走査線や保持容量配線は、信号線よりも配線幅が大きいため、第二スペーサを形成しやすい。更に、第二スペーサを走査線及び／又は保持容量配線上に配置することにより、アクティブマトリクス基板側のこれらの配線と対向基板側の共通電極等との短絡を防止することができる。【００５６】
本発明はまた、上記アクティブマトリクス基板と対向基板との間に液晶層を挟持した構造を有する液晶表示パネルでもある。本発明のアクティブマトリクス基板によれば、各配線の寄生容量を増大させることなく、セルギャップムラの発生を抑制することができることから、高表示品位の液晶表示パネルを提供することができる。なお、液晶表示パネルの表示方式としては、特に限定されず、ツイステッド・ネマチック（ＴＮ）方式、スーパー・ツイステッド・ネマチック（ＳＴＮ）方式、垂直配向（ＶＡ）方式、マルチドメイン垂直配向（ＭＶＡ）方式、横電界スイッチング方式（ＩＰＳ）、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ  Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）方式等が挙げられるが、垂直配向（ＶＡ）方式、マルチドメイン垂直配向（ＭＶＡ）方式が好適である。【００５７】
上記アクティブマトリクス基板は、液晶層を構成する液晶分子の配向を制御する構造物（配向制御用構造物）を有し、上記第一スペーサは、第一被覆層が該構造物を構成する材料から構成されることが好ましい。ＭＶＡ方式の液晶表示パネル等では、通常は、アクティブマトリクス基板に配向制御用構造物が設けられる。したがって、このような配向制御用構造物と同一の材料で第一被覆層を構成することにより、アクティブマトリクス基板のスループット（生産性）の低下を抑制することができる。同様の観点から、第二スペーサ、又は、第二被覆層もまた、配向制御用構造物を構成する材料から構成されることが好ましい。【００５８】
上記対向基板は、液晶層側に突出する突起（凸状構造物）が、第一スペーサと対向する位置に設けられていることが好ましい。第一スペーサを構成する樹脂層等の膜厚が大きい場合には、樹脂層等を形成するための露光及び現像に要する時間が長くなり、露光量も多くなるため、アクティブマトリクス基板のスループットを低下させてしまうことがある。したがって、このような場合に、対向基板の第一スペーサと対向する位置に突起を設けることにより、第一スペーサを構成する樹脂層等の膜厚を小さくすることができるため、アクティブマトリクス基板のスループットの低下を抑制することができる。突起の形状は特に限定されず、柱状であってもよく、壁状であってもよく、その他の形状であってもよい。【００５９】
上記第一スペーサは、頂上部が対向基板に設けられた突起の頂上にある平坦部に接触し、かつ、平面視したときに突起の頂上にある平坦部の領域内にあることが好ましい。このように配置することにより、アクティブマトリクス基板と対向基板とを貼り合わせる際のアライメントズレに対するマージンを確保することができる。【００６０】
上記第一スペーサの頂上部のエッジ（外周）すなわち第一下地層のエッジと突起の頂上にある平坦部のエッジとの距離は、５．０μｍ以上であることが好ましい。５．０μｍ未満であると、アクティブマトリクス基板と対向基板とを貼り合わせる際のアライメントズレに充分に対応することができなくなるおそれがある。【００６１】
上記対向基板は、液晶層側に突出する突起（凸状構造物）が、第二スペーサと対向する位置にも設けられてもよく、第一スペーサと対向する位置に設けられる突起と、第二スペーサと対向する位置に設けられる突起とは、同一の構造を有することが好ましい。これによれば、液晶層側に突出する突起が、第二スペーサと対向する位置にも設けることより、第一スペーサと第二スペーサとの高低差をミクロンオーダで調整することが可能となる。また、セルギャップがミクロンオーダで異なる設計がなされた製品を製造工程の条件設定を変えることなく生産することができるので、スループット（生産性）の低下を抑制することができる。【００６２】
対向基板の第二スペーサと対向する位置に突起が設けられている場合、第一スペーサのときと同様の観点から、第二スペーサは、平面視したときに、頂上部が突起の頂上にある平坦部の領域内にあることが好ましい。また、第二スペーサの頂上部のエッジ（第二スペーサが第二下地層と第二被覆層とから構成される場合には、第二下地層のエッジ）と突起の頂上にある平坦部のエッジとの距離は、５．０μｍ以上であることが好ましい。【００６３】
上記対向基板は、液晶層を構成する液晶分子の配向を制御する構造物（配向制御構造物）を有し、上記突起は、上記配向制御構造物を構成する材料から構成されることが好ましい。このように、対向基板に設けられる配向制御構造物と同じ層で突起を設けることにより、対向基板のスループットの低下を抑制することができる。【００６４】
上記対向基板は、遮光層を有し、上記第一スペーサは、平面視したときに、遮光層と重なる位置に設けられることが好ましい。これによれば、第一スペーサ及びその近傍が対向基板に設けられた遮光層により遮光されるため、第一スペーサの近傍に位置する液晶分子の配向乱れが視認されなくなる結果、液晶分子の配向乱れによる表示品位の低下（黒表示時における光漏れ等）を抑制することができる。
なお、同様の観点から、第二スペーサもまた、平面視したときに、対向基板内の遮光層と重なる位置に設けられることが好ましい。【００６５】
本発明は更に、上記液晶表示パネルを備える液晶表示素子又は液晶表示装置でもある。本発明の液晶表示パネルによれば、各配線の寄生容量を増大させることなく、セルギャップムラの発生を抑制することができることから、高表示品位の液晶表示素子又は液晶表示装置を提供することができる。なお、液晶表示素子は、上記液晶表示パネル、偏光板、ゲートドライバ及びソースドライバを構成要素として有するものである限り、その他の構成要素を有していても有していなくてもよく、特に限定されるものではない。また、液晶表示装置は、上記液晶表示素子、バックライト及び表示制御回路を構成要素として有するものである限り、その他の構成要素を有していても有していなくてもよく、特に限定されるものではない。【００６６】
上記液晶表示装置は、テレビジョン受像機であることが好ましい。近年、テレビジョン受像機の分野では、ハイビジョン放送の増加や大画面化に伴い、高画質がより一層要求されている。本発明の液晶表示装置によれば、高表示品位を実現することができることから、高画質なテレビジョン受像機を提供することができる。本明細書で「テレビジョン受像機」とは、テレビジョン放送を受信し、映像を表示（視聴）するための受信機のことである。テレビジョン受像機には、通常は、チューナが内蔵されているが、本発明の液晶表示装置は、チューナが内蔵されていないモニターであってもよい。【００６７】
本発明はそして、基板上に第三スペーサを備える液晶表示パネル用基板であって、上記第三スペーサは、サブミクロンオーダの膜厚を有する第三下地層と、上記第三下地層を内部に埋設する層とから構成される液晶表示パネル用基板でもある。これによれば、第三被覆層のエッジ部が熱硬化工程等で隆起した際に形成される窪み部分を第三下地層によって押し上げることができるため、第三スペーサの頂上部を平坦化することができる。また、第三スペーサは、通常、ミクロンオーダの高さを有しているため、頂上部の凹凸は、サブミクロンオーダで発生することが多い。したがって、第三下地層がサブミクロンオーダの膜厚を有することにより、第三スペーサの頂上部の平坦性をより向上させることができる。更に、第三下地層を設けることにより、第三被覆層を構成する材料として、熱硬化工程等でエッジ部が隆起するような一般的な材料も用いることができるため、材料選択の自由度を高めることができる。そして、このような第三スペーサの構成によれば、第三下地層として配線の重なり構造を用いることがなく、配線の重なり面積を大きくする必要もないため、液晶表示パネル用基板の配線の寄生容量が増大するのを抑制することができる。【００６８】
本明細書で「第三スペーサ」とは、第一スペーサのように、本発明の液晶表示パネル用基板を対向基板と貼り合わせたときに、対向基板に設けられた第三スペーサよりも大きな平面積を有する面に接触することでセルギャップを規定する部材のことである。【００６９】
本発明の液晶表示パネル用基板は、上記基板及び第三スペーサを構成要素として備えるものである限り、その他の構成要素を備えていても備えていなくてもよく、特に限定されるものではない。なお、上記液晶表示パネル用基板は、液晶表示パネルに用いられる基板である限り、特に限定されるものではなく、アクティブマトリクス基板、カラーフィルタ基板、パッシブマトリクス基板等が挙げられるが、アクティブマトリクス基板は除いてもよい。【００７０】
本発明の液晶表示パネル用基板の好ましい形態を説明する。
上記第三下地層は、液晶表示パネル用基板の部材を構成する材料から構成される膜を積層してなることが好ましい。
上記第三下地層は、液晶表示パネル用基板の部材を構成する材料から構成される膜を積層してなることが好ましい。
上記第三下地層は、共通電極、金属性遮光膜及び有機遮光性膜からなる群より選択された少なくとも一種の部材を構成する材料から構成されることが好ましい。
上記第三下地層は、共通電極、金属性遮光膜及び有機遮光性膜からなる群より選択された少なくとも一種の部材を構成する材料から構成される膜を積層してなることが好ましい。
上記第三被覆層は、樹脂を含んで構成されることが好ましい。
上記第三被覆層は、ポジ型の感光性樹脂を含んで構成されることが好ましい。
上記第三被覆層は、ノボラック樹脂を含んで構成されることが好ましい。
上記第三スペーサは、遮光性を有することが好ましい。
上記液晶表示パネル用基板は、更に、基板上に第三スペーサよりも高さが低い第四スペーサを備えることが好ましい。
上記第四スペーサは、第四下地層と、上記第四下地層を内部に埋設する第四被覆層とから構成されることが好ましい。
上記第四下地層は、サブミクロンオーダの膜厚を有することが好ましい。
上記第四下地層は、第三下地層よりも少ない層から構成されることが好ましい。
上記第四下地層は、液晶表示パネル用基板の部材を構成する材料から構成されることが好ましい。
上記第四下地層は、液晶表示パネル用基板の部材を構成する材料から構成される膜を積層してなることが好ましい。
上記第四下地層は、共通電極、金属性遮光膜及び有機遮光性膜からなる群より選択された少なくとも一種の部材を構成する材料から構成されることが好ましい。
上記第四下地層は、共通電極、金属性遮光膜及び有機遮光性膜からなる群より選択された少なくとも一種の部材を構成する材料から構成される膜を積層してなることが好ましい。
上記第四被覆層は、樹脂を含んで構成されることが好ましい。
上記第四被覆層は、ポジ型の感光性樹脂を含んで構成されることが好ましい。
上記第四被覆層は、ノボラック樹脂を含んで構成されることが好ましい。
上記第四被覆層は、第三被覆層を構成する材料から構成されることが好ましい。
上記第四スペーサは、樹脂を含んで構成されることが好ましい。
上記第三被覆層は、樹脂を含んで構成され、上記第四スペーサは、第三被覆層を構成する樹脂を含んで構成されることが好ましい。
上記第四スペーサは、ポジ型の感光性樹脂を含んで構成されることが好ましい。
上記第四スペーサは、ノボラック樹脂を含んで構成されることが好ましい。
上記第四スペーサは、遮光性を有することが好ましい場合がある。
上記液晶表示パネル用基板は、カラーフィルタ基板であることが好ましい。
上記液晶表示パネル用基板は、パッシブマトリクス基板であることが好ましい。これらの液晶表示パネル用基板によれば、本発明のアクティブマトリクス基板と同様の作用効果を得ることができる。
なお、本明細書で「第四スペーサ」とは、第二スペーサのように、サブスペーサ、すなわち本発明の液晶表示パネル用基板を対向基板と貼り合わせてなる液晶表示パネルにおいて、液晶表示パネルに荷重が加わっていないときは、対向基板に接触せず、液晶表示パネルに荷重が加わってセルギャップが小さくなったときに対向基板に接触する部材のことである。【００７１】
本発明は更には、上記液晶表示パネル用基板と対向基板との間に液晶層を挟持した構造を有する液晶表示パネル、上記液晶表示パネルを備える液晶表示素子又は液晶表示装置でもある。これらの液晶表示パネル、液晶表示素子及び液晶表示装置によれば、それぞれ本発明のアクティブマトリクス基板と対向基板との間に液晶層を挟持した構造を有する液晶表示パネル、上記液晶表示パネルを備える液晶表示素子及び液晶表示装置と同様の作用効果を得ることができる。
【発明の効果】
【００７２】
本発明のアクティブマトリクス基板によれば、上述した構成を有することから、配線の寄生容量を増大させることなく、セルギャップムラの発生を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００７３】
以下に実施形態を揚げ、本発明を図面を参照して更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施形態のみに限定されるものではない。【００７４】
＜実施形態１＞
図１は、実施形態１の液晶表示装置の構成を示す平面模式図である。
本実施形態の液晶表示装置は、図１に示すように、液晶表示素子８４、表示制御回路１６及びバックライト光源（図示せず）を含んで構成される。このうち、液晶表示素子８４は、液晶表示パネル１００、ゲートドライバ１１、ソースドライバ１２、ゲート端子部１３、ソース端子部１４、及び、プリント配線基板（Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｗｉｒｅ  Ｂｏａｒｄ：ＰＷＢ）１５を含んで構成される。また、液晶表示パネル１００は、アクティブマトリクス基板及びカラーフィルタ基板を備え、その背面側及び観察面側には偏光板が貼り合わされている。【００７５】
図２は、液晶表示パネル、及び、それに貼り合わされた二枚の偏光板の配置関係を示す斜視模式図である。なお、偏光板２１及び２２中の両矢印は、各偏光板の偏光軸の軸方向を示し、白抜きの矢印は、バックライト光源からの入射光を示す。
図２に示すように、液晶表示パネル１００には、二枚の偏光板２１及び２２が貼り合わせられており、偏光板２１及び２２の偏光軸は互いに直交している。【００７６】
本実施形態の液晶表示装置の画像表示方式は、マルチドメイン垂直配向（ＭＶＡ）方式である。したがって、液晶表示パネル１００において画素電極に閾値電圧未満の電圧を印加した場合、又は、電圧を印加しない場合には、液晶は、基板ひいては偏光板２１及び２２に対して垂直に配向しており、偏光板２１で偏光化された入射光は、その振動方向が液晶表示パネル１００中の液晶層を通過する過程で回転しないため、偏光板２２から出射されず、黒表示となる。一方、液晶表示パネル１００において画素電極に閾値電圧以上の電圧を印加した場合には、液晶は、基板ひいては偏光板２１及び２２に対して傾斜して配向しており、偏光板２１で偏光化された光は、その振動方向が液晶層を通過する過程で回転するため、偏光板２２から出射される。【００７７】
なお、本実施形態では、液晶表示パネル１００において画素電極に閾値電圧以上の電圧を印加した場合に液晶が傾斜して配向する方位は、偏光板２１及び２２の偏光軸の軸方位に対して４５度の角度をなす四つの方位に設定している。このように、液晶の倒れる方向を４つに分割する、すなわちマルチドメイン（Ｍｕｌｔｉ−ｄｏｍａｉｎ）化することにより、広視野角を実現することができる。【００７８】
（液晶表示パネル等の構成）
図３は、実施形態１に係る液晶表示パネルに備えられるアクティブマトリクス基板の構成を示す平面模式図である。
図４は、実施形態１に係る液晶表示パネルに備えられるカラーフィルタ基板の構成を示す平面模式図である。
図５は、実施形態１に係る液晶表示パネルの構成を示す断面模式図である。
なお、図５中のアクティブマトリクス基板１の断面模式図は、図３のアクティブマトリクス基板をＡ−Ｂ線で切断したときの断面模式図に対応している。また、図５中のカラーフィルタ基板２の断面模式図は、図４のカラーフィルタ基板をＡ−Ｂ線で切断したときの断面模式図に対応している。【００７９】
アクティブマトリクス基板１は、図３及び５に示すように、透明基板６０ａ上に、走査線（走査信号線、ゲート配線、ゲートバスライン）４１、信号線（データ信号線、ソース配線、ソースバスライン）４２、保持容量配線（補助容量配線）４３、スイッチング素子４４、配向制御用スリット４８を備えた画素電極４５、垂直配向膜（図示せず）、柱状の第一スペーサ４６、及び、柱状の第二スペーサ４７を備える。なお、ゲート絶縁膜、パッシベーション膜等は、透明基板６０ａの全面に形成されるため、図示を省略している。【００８０】
第一スペーサ４６は、図５に示すように、ドット状の第一下地層６２と、第一下地層６２を内部に埋設する樹脂層（第一被覆層）４０とから構成され、頂上部が平坦である。なお、第一スペーサ４６の高さｈ１は、略１．８μｍである。第一下地層６２は、下層部６２ａ及び上層部６２ｂから構成される。第一下地層６２の下層部６２ａは、スイッチング素子４４の活性半導体層及び低抵抗半導体層と同一の材料からなる層を積層した構造を有し、第一下地層６２の上層部６２ｂは、信号線４２及びドレイン引き出し配線５６と同一の材料から構成される。したがって、第一下地層６２は、活性半導体層、低抵抗半導体層及び信号線４２等と同一の工程で形成することができるため、製造工程を簡略化することができる。【００８１】
また、第一下地層６２の下層部６２ａの膜厚は、略０．１５μｍであり、第一下地層６２の上層部６２ａの膜厚は、略０．３μｍである。したがって、第一下地層６２の膜厚は、略０．４５μｍである。また、第一下地層６２の下底の形状は直径が３０μｍの円形である。樹脂層４０は、ポジ型レジストであるフェノールノボラック樹脂から構成される。樹脂層４０の下底の形状は直径が４５μｍの円形であり、膜厚は、略１．３５μｍである。【００８２】
第二スペーサ４７は、第一スペーサ４６の樹脂層４０と同一のフェノールノボラック樹脂から構成され、図５に示すように、頂上部のエッジ部が盛り上がっている。なお、第二スペーサ４７の底面から頂上部の平坦部までの高さｈ２は、略１．３５μｍであり、底面から頂上部のエッジ部までの高さｈ３は、略１．５５μｍである。このように第一スペーサ４６とともに、第一スペーサ４６よりも高さがサブミクロンオーダで低い第二スペーサ４７を設けることにより、実効的なスペーサ密度が第一スペーサ４６のみで規定され、セルギャップが液晶層６１の収縮に追従しやすくなるため、低温発泡を抑制することができる。また、液晶表示パネル１００に荷重が加わってセルギャップが小さくなったときには、第一スペーサ４６及び第二スペーサ４７の両方で両基板を支持することができる。すなわち、このときの実効的なスペーサ密度は第一スペーサ４６及び第二スペーサ４７の両方で規定されるため、高い耐荷重特性を実現することができる。なお、本実施形態では、第二スペーサ４７は、第一スペーサ４６の１０〜２０倍の密度で設けられているため、より高い耐荷重特性を実現することができる。【００８３】
また、第二スペーサ４７が第一スペーサ４６の樹脂層４０と同一のフェノールノボラック樹脂から構成されることにより、第二スペーサ４７と樹脂層４０とを同一の工程で形成することができることから、工程を短縮化することができる。また、第二スペーサ４７と樹脂層４０とを同一の塗布、露光及び現像条件等で形成することにより、第一スペーサ４６と第二スペーサ４７との高低差の精度を高めることができる。更に、フェノールノボラック樹脂は、スイッチング素子４４の形成にも用いられるため、第一スペーサ４６の樹脂層４０の形成と、第二スペーサ４７の形成と、スイッチング素子４４の形成とで、露光・現像システム等のフォトリソグラフィシステムを共用することができる。【００８４】
カラーフィルタ基板２は、図４及び５に示すように、透明基板６０ｂ上に、三原色（赤、緑及び青）のカラーフィルタ等からなる着色層５１、ブラックマトリクス（ＢＭ）等からなる遮光層５２、対向電極（図示せず）、垂直配向膜（図示せず）、配向制御構造物５３、及び、突起５４を備える。なお、突起５４の上底の形状は、半径が６５μｍの円形であり、膜厚は１．２μｍである。突起５４は、配向制御構造物５３を構成する樹脂と同一の樹脂から構成され、図５に示すように、頂上部のエッジ部が盛り上がっている。このように、突起５４が配向制御構造物５３と同一の材料で構成される場合、突起５４と配向制御構造物５３とを同一の工程で形成することができるため、カラーフィルタ基板２のスループットの低下を抑制することができる。【００８５】
液晶表示パネル１００は、図５に示すように、アクティブマトリクス基板１とカラーフィルタ基板２との間に液晶層６１が形成された構造を有する。本実施形態では、アクティブマトリクス基板１及びカラーフィルタ基板２との間は、第一スペーサ４６を突起５４の平坦部に接触させることによって保持されており、セルギャップＤは、略３．５μｍである。また、液晶層６１の周囲にはシール（図示せず）が設けられている。【００８６】
本実施形態では、液晶表示パネル１００のセルギャップＤが、第一スペーサ４６の平坦な頂上部を突起５４の頂上にある平坦部に接触させることによって保持されているため、セルギャップムラの発生を抑制することができる。また、第一スペーサ４６及びその近傍、並びに、第二スペーサ４７及びその近傍が、遮光性を有する走査線４１及びＢＭ５２により遮光されるため、第一スペーサ４６及び第二スペーサ４７の近傍に位置する液晶分子の配向乱れが視認されなくなる結果、液晶分子の配向乱れによる表示品位の低下を抑制することができる。【００８７】
また、本実施形態では、図５に示すように、突起５４が第一スペーサ４６及び第二スペーサ４７と対向するように、アクティブマトリクス基板１とカラーフィルタ基板２とが貼り合わされている。したがって、これによれば、第一スペーサ４６を構成する樹脂層４０の膜厚を小さくすることができるため、アクティブマトリクス基板１のスループットの低下を抑制することができる。更に、突起５４の頂上部の面積を、第一スペーサ４６の頂上部の面積よりも大きくしているため、第一スペーサ４６が突起５４の頂上部のエッジ部と重ならないようにすることができる。また、突起５４の頂上部の面積を、第二スペーサ４７の頂上部の面積よりも大きくしているため、第二スペーサ４７と突起５４とが、頂上部のエッジ部同士で重ならないようにすることができる。すなわち、突起５４のサイズと第一スペーサ４６及び第二スペーサ４７のサイズとを異ならせているため、アライメントズレ（嵌合ズレ）に対するマージンを確保することができる。【００８８】
（アクティブマトリクス基板の製造方法）
以下、アクティブマトリクス基板１の製造方法について説明する。
まず、スパッタリング法を用いて、透明基板６０ａ上に、チタン（Ｔｉ）／アルミニウム（Ａｌ）／Ｔｉ積層膜等の金属膜を成膜する。この金属膜の膜厚は略０．３μｍとする。続いて、フォトリソグラフィ法を用いて、金属膜上にレジストパターンを形成し、塩素系ガス等のエッチングガスを用いてドライエッチングを行った後、レジストパターンを剥離することにより、走査線４１及び保持容量配線４３を同時に形成する。【００８９】
次に、化学的気相成長（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：ＣＶＤ）法を用いて、膜厚が略０．４μｍの窒化シリコン（ＳｉＮｘ）等からなるゲート絶縁膜（図示せず）、膜厚が略０．１μｍのアモルファスシリコン等からなる活性半導体層（図示せず）、及び、リン等をドープした膜厚が略０．０５μｍのアモルファスシリコン等からなる低抵抗半導体層（図示せず）をそれぞれ成膜する。なお、活性半導体層及び低抵抗半導体層を形成するときに、図５に示すように、第一下地層６２の下層部６２ａを走査線４１の線幅領域に収まるようにドット状に形成する。【００９０】
次に、スパッタリング法を用いて、Ａｌ／Ｔｉ積層膜等の金属膜を成膜する。この金属膜の膜厚は略０．３μｍとする。続いて、フォトリソグラフィ法を用いて、金属膜上にレジストパターンを形成し、塩素系ガス等のエッチングガスを用いてドライエッチングした後、レジストパターンを剥離することにより、信号線４２及びドレイン引き出し配線５６等を同時に形成する。このとき、信号線４２及びドレイン引き出し配線５６等とともに、第一下地層６２の下層部６２ａ上には、図５に示すように、第一下地層６２の上層部６２ｂをドット状に形成する。これにより、ドット状の第一下地層６２を完成させる。なお、ドット状の第一下地層６２の下底の直径は、略３０μｍとする。【００９１】
次に、ＣＶＤ法を用いて、膜厚が略０．３μｍの窒化シリコン（ＳｉＮｘ）等からなる層間絶縁膜（図示せず）を成膜する。続いて、フォトリソグラフィ法を用いて、層間絶縁膜上にレジストパターンを形成し、フッ素系ガス等のエッチングガスを用いてドライエッチングし、レジストパターンを剥離することで、ドレイン引き出し配線５６と画素電極４５とを電気的に接続するためのコンタクトホール５７を形成する。【００９２】
次に、スパッタリング法を用いて、膜厚が略０．１μｍの酸化インジウム錫（ＩＴＯ）等からなる膜を成膜する。続いて、フォトリソグラフィ法を用いてＩＴＯ膜上にレジストパターンを形成し、塩化第二鉄等のエッチング液を用いてエッチングすることにより、画素電極４５を形成する。なお、アクティブマトリクス基板１は、ＭＶＡ方式の液晶表示装置に用いられるため、エッチングの際に、画素電極４５には配向制御用スリット４８を設ける。【００９３】
次に、フェノールノボラック樹脂を塗布し、仮硬化させた後、フォトリソグラフィ法を用いて、露光、現像、及び、略２４０℃の熱硬化を行うことにより、膜厚が略１．３５μｍの樹脂層４０、及び、柱状の第二スペーサ４７を形成する。これにより、柱状の第一スペーサ４６及び第二スペーサ４７が得られる。第一スペーサ４６及び第二スペーサ４７は、ともに下底の直径を４５μｍφとし、走査線４１の線幅領域内に収まるように形成する。なお、現像液には、他のフォトリソグラフィ工程と同様に、２．５体積％の水酸化テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＨ）水溶液を用いる。
以上により、アクティブマトリクス基板１を得る。【００９４】
図６は、実施形態１に係る第一スペーサの構成を示す平面模式図である。図７は、図６中の第一スペーサをＣ−Ｄ線で切断したときの断面模式図である。
本実施形態では、図６及び７に示すように、第一スペーサ４６は、樹脂層４０がドット状の第一下地層６２を完全に被覆した状態になっているため、第一スペーサ４６の頂上部を平坦化することができ、具体的には、頂上部の高低差を０．１μｍ以下にすることができる。【００９５】
なお、本実施形態では、第一スペーサ４６と柱状の第二スペーサ４７との高低差を略０．４５μｍとするために、第一スペーサ４６を構成する第一下地層６２として、膜厚が略０．１μｍの活性半導体層と同様にアモルファスシリコン等からなる層、膜厚が略０．０５μｍの低抵抗半導体層と同様にリン等をドープしたアモルファスシリコン等からなる層、及び、膜厚が略０．３μｍの信号線と同一の材料から層をドット状に積層したものを用いた。第一下地層６２の積層数や積層に用いる層は、特に限定されず、活性半導体層、信号線及び画素電極と同一の材料から構成される層の積層構造としてもよく、それらのいずれかと同一の材料から構成される層の単層構造でもよい。また、走査線、スイッチング素子を構成する半導体層、信号線、及び、画素電極のうちいずれか、１又は２種類以上の積層構造であってもよい。【００９６】
また、第一スペーサ４６の樹脂層４０、及び、第二スペーサ４７を構成する樹脂材料としては、ノボラック系樹脂に限られず、ポリイミド系樹脂、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂等の感光性又は非感光性の材料を用いてもよい。また、着色した樹脂を用いてもよい。この場合、樹脂中に着色剤を分散又は溶解させたものを用いることができ、着色剤としては、有機顔料、無機顔料、染料等を好適に用いることができる。一方、遮光性が要求される場合には、カーボンブラック、酸化チタン、四酸化鉄等の金属酸化物粉、金属硫化物粉及び金属粉等の遮光剤の他に、赤色、青色及び緑色等の顔料の混合物等を用いることもできる。着色剤の中でも特に、カーボンブラックは、遮光性に優れている。第一スペーサ４６の樹脂層４０として、着色された樹脂層を用いることにより、遮光性を有し、配向乱れを目立たなくする効果も期待することができる。なお、第二スペーサ４７もまた、第一スペーサ４６と同様に、下地層（第二下地層）を備えていてもよい。すなわち、各スペーサの構成は、所望の高さの差を得るために、適宜選択することが好ましい。【００９７】
（カラーフィルタ基板の製造）
次に、カラーフィルタ基板２の製造方法について説明する。
まず、透明基板６０ｂ上に、スピンコートにより、カーボンの微粒子を分散したネガ型のアクリル系感光性樹脂液を塗布した後、乾燥を行い、黒色感光性樹脂層を形成する。続いて、フォトマスクを介して黒色感光性樹脂層を露光した後、現像を行うことにより、膜厚が略２．０μｍのブラックマトリクス（ＢＭ）５２を形成する。このとき、第一着色層（例えば赤色層）、第二着色層（例えば緑色層）及び第三着色層（例えば青色層）が形成される領域には、第一着色層、第二着色層及び第三着色層を形成するための開口部（各開口部は各画素電極に対応）がそれぞれ形成されるように、ＢＭ５２を形成する。【００９８】
次に、第一着色層を形成するための開口部に、スピンコートにより顔料を分散したネガ型のアクリル系感光性樹脂液を塗布した後、乾燥を行い、フォトマスクを用いて露光し、現像を行うことにより、膜厚が略１．８μｍの第一着色層（赤色層）を形成する。続いて、膜厚が略１．８μｍの第二着色層（例えば緑色層）、及び、第三着色層（例えば青色層）についても同様に形成することにより、着色層５１が完成する。【００９９】
次に、ＩＴＯ等からなる透明電極（対向電極、図示せず）をスパッタリング法により形成する。続いて、スピンコート法により、ポジ型のフェノールノボラック系感光性樹脂液を塗布した後、乾燥を行い、フォトマスクを用いて露光した後、現像を行うことにより、膜厚が略１．２μｍの配向制御用の突起（配向制御構造物）としてのリブ及び補助リブ５３、並びに、突起５４を形成する。なお、突起５４の上底の半径は、６５μｍφとする。
以上により、カラーフィルタ基板を得る。【０１００】
なお、本実施形態では、ＢＭ５２が樹脂から構成される場合を示したが、ＢＭ５２は、金属から構成されてもよい。また、着色層の色の組み合わせは、赤、緑及び青に限定されず、シアン、マゼンタ及びイエロー等の組み合わせであってもよく、ホワイト層が含まれていてもよい。【０１０１】
（液晶表示パネルの製造）
次に、液晶表示パネル１００の製造方法について説明する。
まず、インクジェット法を用いて、アクティブマトリクス基板１及びカラーフィルタ基板２の液晶層６１と接する面にそれぞれ、液晶の配向方向を規定する垂直配向膜を形成する。具体的には、脱ガス処理のために焼成を行い、基板洗浄を行った後、垂直配向膜の塗布を行う。その後、配向膜の焼成及び洗浄を行い、続いて、脱ガス処理のための焼成を行う。【０１０２】
次に、アクティブマトリクス基板１とカラーフィルタ基板２との間に液晶を封入する。具体的には、まず、アクティブマトリクス基板１の液晶層６１と接する面の周囲に、紫外線（ＵＶ）硬化型シール樹脂（図示せず）を塗布する。続いて、液晶滴下（Ｏｎｅ  Ｄｒｏｐ  Ｆｉｌｌｉｎｇ：ＯＤＦ）法を用いて、カラーフィルタ基板２の液晶層６１と接する面上でかつシールの内側の部分に液晶を規則的に滴下する。液晶の最適な滴下量は、セルギャップ値、及び、セル内に充填されるべき液晶の容積値により決定される。【０１０３】
次に、シールの描画を行ったアクティブマトリクス基板１と、液晶の滴下を行ったカラーフィルタ基板２とを貼り合わせ装置内に導入した後、装置内の雰囲気を１Ｐａまで減圧し、減圧下においてアクティブマトリクス基板１とカラーフィルタ基板２とを貼り合わせる。本実施形態では、アクティブマトリクス基板１の第一スペーサ４６及び第二スペーサ４７が、カラーフィルタ基板２のＢＭ５２及び突起５４と対向するように貼り合わせる。続いて、装置内の雰囲気を大気圧にすることにより、第一スペーサ４６の頂上部が突起５４の頂上にある平坦部に接触し、所望のセルギャップが得られる。なお、これにより、第一スペーサ４６の頂上部は、突起５４の頂上にある平坦部に接触するものの、第二スペーサ４７は、第一スペーサ４６よりも低いため、第二スペーサ４７の頂上部は、突起５４の頂上にある平坦部に接触されない。【０１０４】
次に、所望のシール部のセルギャップを得た構造体について、ＵＶ硬化装置を用いて、ＵＶ照射を行い、シール樹脂の仮硬化を行う。続いて、ベークを行うことにより、シール樹脂の最終硬化を行う。ベーク完了後、この構造体を液晶表示パネルの単位に分断することにより、複数の液晶表示パネル１００が得られる。【０１０５】
なお、本実施形態では、液晶の封入方法として、液晶滴下貼り合わせ法を説明したが、真空注入法を用いてもよい。真空注入法では、まず、液晶注入のための注入口を設けた熱硬化型シール樹脂等を基板の周辺に塗布する。続いて、アクティブマトリクス基板とカラーフィルタ基板とを貼り合わせた後、真空中において注入口を液晶に浸す。その後、大気開放することにより、アクティブマトリクス基板とカラーフィルタ基板との間に液晶を注入し、続いて、ＵＶ硬化樹脂等で注入口の封止を行う。しかしながら、本実施形態のような垂直配向型の液晶表示パネルでは、水平配向型の液晶表示パネルに比べて、液晶の注入時間が長くなる。したがって、スループットの向上の観点から、液晶滴下貼り合わせ法を用いる方が好ましい。【０１０６】
（液晶表示素子の製造）
次に、液晶表示素子８４の製造方法について説明する。
まず、液晶表示パネル１００を洗浄する。続いて、アクティブマトリクス基板１及びカラーフィルタ基板２のそれぞれに偏光板２１及び２２を貼り付ける。なお、偏光板２１及び２２中には、必要に応じて、光学補償シート等を積層してもよい。【０１０７】
次に、テープキャリアパッケージ（Ｔａｐｅ  Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｐａｃｋａｇｅ：ＴＣＰ）方式によって、ゲートドライバ１１及びソースドライバ１２を接続する。具体的には、まず、液晶表示パネル１００のゲート端子部１３及びソース端子部１４に異方性導電フィルム（Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ  Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｆｉｌｍ：ＡＣＦ）を仮圧着する。続いて、ゲートドライバ１１及びソースドライバ１２を乗せたＴＣＰをキャリアテープから打ち抜き、ゲート端子部１３及びソース端子部１４内の電極に位置合せし、加熱することにより、本圧着する。【０１０８】
次に、ゲートドライバ１１及びソースドライバ１２を乗せたＴＣＰの入力端子とＰＷＢ１５とをＡＣＦで接続した後、ＰＷＢ１５を介してゲートドライバ１１及びソースドライバ１２を乗せたＴＣＰ同士を互いに連結する。このようにして、液晶表示素子８４が得られる。【０１０９】
（液晶表示装置の製造）
液晶表示素子８４のドライバに表示制御回路１６を接続する。最後に、ドライバに表示制御回路１６を接続した液晶表示素子８４と照明装置（バックライト光源）とを一体化する。これにより、液晶表示装置８００を得る。【０１１０】
（テレビジョン受像機への適用）
次に、本実施形態で作製した液晶表示装置８００をテレビジョン受信機に用いた例について説明する。
図８は、テレビジョン受信機用の液晶表示装置８００の構成を示すブロック図である。
液晶表示装置８００は、Ｙ／Ｃ分離回路８０、ビデオクロマ回路８１、Ａ／Ｄコンバータ８２、液晶コントローラ８３、液晶表示素子８４、バックライト駆動回路８５、バックライト８６、マイコン（マイクロコンピュータ）８７、及び、階調回路８８を備える。【０１１１】
液晶表示装置８００の画像表示方法について説明する。
テレビジョン信号としての複合カラー映像信号Ｓｃｖが、外部からＹ／Ｃ分離回路８０に入力され、輝度信号と色信号とに分離される。これらの輝度信号及び色信号は、ビデオクロマ回路８１において、光の３原色に対応するアナログＲＧＢ信号に変換される。また、このアナログＲＧＢ信号は、Ａ／Ｄコンバータ８２において、デジタルＲＧＢ信号に変換される。このデジタルＲＧＢ信号は、液晶コントローラ８３に入力される。また、Ｙ／Ｃ分離回路８０では、外部から入力された複合カラー映像信号Ｓｃｖから水平及び垂直同期信号も分離され、これらの同期信号もマイコン８７を介して液晶コントローラ８３に入力される。【０１１２】
液晶表示素子８４には、液晶コントローラ８３からデジタルＲＧＢ信号が、上記同期信号に基づくタイミング信号と共に所定のタイミングで入力される。また、階調回路８８では、カラー表示の３原色Ｒ、Ｇ及びＢそれぞれの階調電圧が生成され、それらの階調電圧も液晶表示素子８４に供給される。液晶表示素子８４では、これらのＲＧＢ信号、タイミング信号及び階調電圧に基づき内部のソースドライバやゲートドライバ等により駆動用信号（データ信号、走査信号等）が生成され、それらの駆動用信号に基づき内部の表示部にカラー画像が表示される。なお、この液晶表示素子８４によって画像を表示するには、液晶表示素子８４の後方から光を照射する必要があり、この液晶表示装置８００では、マイコン８７の制御の下にバックライト駆動回路８５がバックライト８６を駆動することにより、液晶表示素子８４の裏面に光が照射される。【０１１３】
上記の処理を含め、システム全体の制御はマイコン８７が行う。なお、外部から入力される映像信号（複合カラー映像信号）としては、テレビジョン放送に基づく映像信号のみならず、カメラにより撮像された映像信号、並びに、インターネット回線を介して供給される映像信号等も使用可能であり、この液晶表示装置８００では、様々な映像信号に基づいた画像表示が可能である。【０１１４】
図９は、チューナ部と表示装置との接続関係を示すブロック図である。
上記構成の液晶表示装置８００でテレビジョン放送に基づく画像を表示する場合には、図９に示すように、液晶表示装置８００にチューナ部９０が接続される。このチューナ部９０は、アンテナ（図示せず）で受信した受信波（高周波信号）の中から受信すべきチャンネルの信号を抜き出して中間周波信号に変換し、この中間周波数信号を検波することによってテレビジョン信号としての複合カラー映像信号Ｓｃｖを取り出す。この複合カラー映像信号Ｓｃｖは、前記のように液晶表示装置８００に入力され、この複合カラー映像信号Ｓｃｖに基づく画像が、液晶表示装置８００によって表示される。【０１１５】
図１０は、上記構成の液晶表示装置をテレビジョン受信機とするときの、機械的構成の一例を示す分解斜視図である。
図１０に示した例では、テレビジョン受信機は、その構成要素として、上記液晶表示装置８００の他に、第１筐体８０１及び第２筐体８０６を有しており、液晶表示装置８００を第１筐体８０１と第２筐体８０６とで包み込むようにして挟持した構成となっている。第１筐体８０１には、液晶表示装置８００で表示される画像を透過させる開口部８０１ａが形成されている。また、第２筐体８０６は、液晶表示装置８００の背面側を覆うものであり、当該液晶表示装置８００を操作するための操作用回路８０５が設けられるとともに、下方に支持用部材８０８が取り付けられている。【０１１６】
＜比較例１＞
図１１は、比較例１の液晶表示装置の構成を示す断面模式図である。
図１２は、比較例１の液晶表示装置において、セルギャップを制御するスペーサの構成を示す断面模式図である。
本比較例の液晶表示装置は、液晶表示パネルのセルギャップを制御するスペーサの構成以外は、実施形態１の液晶表示装置と同様の構成である。具体的には、実施形態１では、図６に示すように、第一スペーサ４６が第一下地層６２を有するのに対し、本比較例では、図１１及び１２に示すように、スペーサ５０は下地層を有していない。したがって、本比較例では、スペーサ５０は、図１２に示すように、その作製工程における熱硬化工程でエッジ部が盛り上がり、上底が平坦にならない場合がある。【０１１７】
このような現象は、特にフェノールノボラック型ポジレジストを用いてスペーサ５０を形成した場合に顕著であり、膜厚が略１．３５μｍのスペーサ５０を実施形態１に係る樹脂層４０と同一の条件で作製した場合には、スペーサ５０の頂上部で、エッジ部と中央の平坦部との間に０．２５〜０．３３μｍの高低差が発生していた。そのため、液晶表示パネルの状態では、エッジ部でのみセルギャップを保持することになり、パネルの製造プロセスにおいて支持ピン（搬送時等で基板を受けるピン）等で部分的に力がかかった場合に、エッジ部が潰れ、セルギャップ（セル厚）不良を生じることになる。【０１１８】
これに対し、本発明に係る実施形態１においては、図６に示すように、第一下地層６２を設けることによって、第一スペーサ４６の頂上部の中央は平坦になっており、かつエッジ部の盛り上がりも生じない。そのため、エッジ部が潰れることに起因したセル厚不良は生じることはない。【０１１９】
＜実施形態２＞
図１３は、実施形態２に係る液晶表示装置に備えられるアクティブマトリクス基板の構成を示す平面模式図である。
本実施形態に係る液晶表示装置は、アクティブマトリクス基板の構成以外は、実施形態１に係る液晶表示装置と同様の構成である。具体的には、実施形態１では、図３に示すように、液晶の配向を制御するために、画素電極４５に配向制御用スリット４８を設けていたのに対し、実施形態２では、図１３に示すように、画素電極４５上に配向制御用突起４９を設ける。なお、配向制御用突起４９は、第一スペーサ４６の樹脂層６３及び第二スペーサ４７と同時に形成されるため、製造工程が増加することはない。
なお、アクティブマトリクス基板の構成及び製造方法以外の形態は、実施形態１と同様の形態をとるため、説明を省略する。【０１２０】
＜実施形態３＞
図１４は、実施形態３に係る液晶表示パネルに備えられるアクティブマトリクス基板の構成を示す平面模式図である。
図１５は、実施形態３に係る液晶表示パネルに備えられるカラーフィルタ基板の構成を示す平面模式図である。
図１６は、図１５のカラーフィルタ基板をＡ−Ｂ線で切断したときの断面模式図である。【０１２１】
本実施形態に係る液晶表示パネルでは、図１４〜１６に示すように、柱状のスペーサ９６及び９７が、アクティブマトリクス基板１ではなく、カラーフィルタ基板（液晶表示パネル用基板）２に設けられている。
第三スペーサ９６は、図１６に示すように、ドット状の第三下地層９１と、第三下地層９１を内部に埋設する樹脂層（第三被覆層）９８とから構成され、頂上部が平坦である。第三下地層９１は、製造工程を簡略化する観点から、ブラックマトリクス９２と同一の金属材料から構成され、下底の形状は直径が３０μｍの円形であり、第三下地層９１の膜厚は、略０．３μｍである。樹脂層９８は、ポジ型レジストであるフェノールノボラック樹脂から構成され、下底の形状は直径が４５μｍの円形であり、膜厚は、略３．２μｍである。
本実施形態では、液晶表示パネルのセルギャップが、第三スペーサ９６の平坦な頂上部をアクティブマトリクス基板に接触させることによって保持されるため、セルギャップムラの発生を抑制することができる。【０１２２】
また、第四スペーサ９７は、製造工程を簡略化する観点から、第三スペーサ９６の樹脂層９８と同一のフェノールノボラック樹脂から構成されるため、図１６に示すように、頂上部のエッジ部が盛り上がっており、高さが第三下地層９１の膜厚分だけ第三スペーサ９６よりも低い。このように第三スペーサ９６とともに、第三スペーサ９６よりも高さがサブミクロンオーダで低い第四スペーサ９７を設けることにより、実効的なスペーサ密度が第三スペーサ９６のみで規定され、セルギャップが液晶層の収縮に追従しやすくなるため、低温発泡を抑制することができる。【０１２３】
更に、図１４及び１５から分かるとおり、第三スペーサ９６及びその近傍、並びに、第四スペーサ９７及びその近傍が、遮光性を有する保持容量配線４３により遮光されるため、第三スペーサ９６及び第四スペーサ９７の近傍に位置する液晶分子の配向乱れが視認されなくなる結果、液晶分子の配向乱れによる表示品位の低下（黒表示時における光漏れ等）を抑制することができる。【０１２４】
なお、本願は、２００６年１１月３０日に出願された日本国特許出願２００６−３２４６５９号を基礎として、パリ条約ないし移行する国における法規に基づく優先権を主張するものである。該出願の内容は、その全体が本願中に参照として組み込まれている。【０１２５】
また、本願明細書における「以上」及び「以下」は、当該数値（境界値）を含む。
【図面の簡単な説明】
【０１２６】
【図１】実施形態１の液晶表示装置の構成を示す平面模式図である。
【図２】実施形態１に係る液晶表示パネル、及び、それに貼り合わされた二枚の偏光板の配置関係を示す斜視模式図である。
【図３】実施形態１に係る液晶表示パネルに備えられるアクティブマトリクス基板の構成を示す平面模式図である。
【図４】実施形態１に係る液晶表示パネルに備えられるカラーフィルタ基板の構成を示す平面模式図である。
【図５】実施形態１に係る液晶表示パネルの構成を示す断面模式図である。
【図６】実施形態１に係る第一スペーサの構成を示す平面模式図である。
【図７】図６に示す第一スペーサをＣ−Ｄ線で切断したときの断面模式図である。
【図８】テレビジョン受信機用の液晶表示装置の構成を示すブロック図である。
【図９】チューナ部と液晶表示装置との接続関係を示すブロック図である。
【図１０】液晶表示装置をテレビジョン受信機とするときの、機械的構成の一例を示す分解斜視図である。
【図１１】比較例１に係る液晶表示パネルの構成を示す断面模式図である。
【図１２】比較例１に係るスペーサの構成を示す断面模式図である。
【図１３】実施形態２の液晶表示装置に備えられるアクティブマトリクス基板の構成を示す平面模式図である。
【図１４】実施形態３に係る液晶表示パネルに備えられるアクティブマトリクス基板の構成を示す平面模式図である。
【図１５】実施形態３に係る液晶表示パネルに備えられるカラーフィルタ基板の構成を示す平面模式図である。
【図１６】図１５のカラーフィルタ基板をＡ−Ｂ線で切断したときの断面模式図である。
【図１７】（ａ）は、特許文献５に開示されているカラーフィルタ基板の構成を示す平面模式図であり、（ｂ）は、（ａ）のカラーフィルタ基板をＡ−Ｂ線で切断したとの断面模式図である。
【図１８】（ａ）〜（ｃ）は、特許文献１及び２に係るＰＳの形成プロセスを示す断面模式図である。
【図１９】特許文献１及び２に係るＰＳのエッジ部が対向基板に押さえつけられる様子を示す断面模式図である。なお、白矢印は、対向基板に加えられる応力を表す。
【図２０】（ａ）〜（ｃ）は、本発明に係る第一スペーサの製造工程を示す断面模式図である。
【符号の説明】
【０１２７】
１：アクティブマトリクス基板
２：カラーフィルタ基板
１１：ゲートドライバ
１２：ソースドライバ
１３：ゲート端子
１４：ソース端子
１５：プリント配線基板
１６：表示制御回路
２０：対向基板
２１、２２：偏光板
４０：樹脂層（第一被覆層）
４１：走査線
４２：信号線
４３：保持容量配線
４４：スイッチング素子
４５：画素電極
４６：柱状の第一スペーサ
４７：柱状の第二スペーサ
４８：配向制御用スリット
４９、５３：配向制御用突起
５０：下地層を設けない柱状のスペーサ（ＰＳ）
５１：着色層
５２：遮光層
５４：突起
５５：シール
５６：ドレイン引き出し配線
５７：コンタクトホール
６０ａ、６０ｂ：透明基板
６１：液晶層
６２：下地層（第一下地層）
６２ａ：下地層の下層部（第一下地層の下層部）
６２ｂ：下地層の上層部（第一下地層の上層部）
７０：カラーフィルタ基板
７１：透明基板
７２：ブラックマトリクス
７３、７４：カラーフィルタ
７５：共通電極
７６：感光性樹脂層
７７：配向膜
７８、７９：柱状スペーサ
８０：Ｙ／Ｃ分離回路
８１：ビデオクロマ回路
８２：Ａ／Ｄコンバータ
８３：液晶コントローラ
８４：液晶表示素子
８５：バックライト駆動回路
８６：バックライト
８７：マイコン（マイクロコンピュータ）
８８：階調回路
９０：チューナ部
９１：下地層（第三下地層）
９２：ブラックマトリクス（金属層）
９６：柱状の第三スペーサ
９７：柱状の第四スペーサ
９８：樹脂層（第三被覆層）
１００：液晶表示パネル
１１０：土台
１１１：フォトレジスト
１１２：フォトマスク
８００：液晶表示装置
８０１：第１筐体
８０１ａ：開口部
８０５：操作用回路
８０６：第２筐体
８０８：支持用部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【国際調査報告】
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