(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のゲート配線２と複数のソース配線３とが直交して複数の画素電極４がマトリクス状に配置され、
これらのゲート配線２とソース配線３と各画素電極４とに接続される複数の薄膜トランジスタから成るスイッチング素子１が、ゲート配線２とソース配線３との交差部近傍に設けられるアクティブマトリクス基板と、
前記アクティブマトリクス基板と対向して貼り合わせられる対向基板と、
前記アクティブマトリクス基板と前記対向基板との隙間に封入される液晶とを有する液晶表示素子において、
前記ゲート配線２の軸線に垂直な断面は、概ねなだらかなテーパ形状をもつ凸形状であり、
感光性樹脂から成る柱状スペーサ５が、前記ゲート配線２上で、前記スイッチング素子１の近傍でかつ前記スイッチング素子１のゲートよりも前記ソース配線３から離れた位置に接着形成され、
前記柱状スペーサ５は、前記ゲート配線２のテーパ形状に応じた緩やかなテーパ角度を有しており、
前記ゲート配線２上に前記柱状スペーサ５が形成された前記アクティブマトリクス基板を覆う配向膜が形成され、
この配向膜には、前記柱状スペーサ５から前記スイッチング素子１を結ぶ方向が、ラビング方向６となるように、ラビング処理が施され、前記柱状スペーサ５からラビング方向６に沿ってラビング方向６の下手側に生じた配向乱れ領域７が、前記画素電極４とは重ならない状態となっていることを特徴とする液晶表示素子。
【請求項２】
複数のゲート配線２と複数のソース配線３とが直交して複数の画素電極４がマトリクス状に配置され、これらのゲート配線２とソース配線３と各画素電極４とに接続される複数の薄膜トランジスタから成るスイッチング素子１が、ゲート配線２とソース配線３との交差部近傍に設けられるアクティブマトリクス基板と、
前記アクティブマトリクス基板と対向して貼り合わせられる対向基板と、
前記アクティブマトリクス基板と前記対向基板との隙間に封入される液晶とを有する液晶表示素子において、
前記ゲート配線２の軸線に垂直な断面は、概ねなだらかなテーパ形状をもつ凸形状であり、
感光性樹脂から成る柱状スペーサ５が、前記ゲート配線２上で、前記スイッチング素子１のゲートに対応する位置に接着形成され、
前記柱状スペーサ５は、前記ゲート配線２のテーパ形状に応じた緩やかなテーパ角度を有しており、
前記ゲート配線２上に前記柱状スペーサ５が形成された前記アクティブマトリクス基板を覆う配向膜が形成され、
この配向膜には、前記ソース配線３と平行で前記柱状スペーサ５から前記スイッチング素子１に向かうラビング方向６においてラビング処理が施され、前記柱状スペーサ５からラビング方向６に沿ってラビング方向６の下手側に生じた配向乱れ領域７が、前記スイッチング素子１に重なるが、前記画素電極４とは重ならない状態となっていることを特徴とする液晶表示素子。
【請求項３】
複数のゲート配線２と複数のソース配線３とが直交して複数の画素電極４がマトリクス状に配置され、これらのゲート配線２とソース配線３と各画素電極４とに接続される複数の薄膜トランジスタから成るスイッチング素子１が、ゲート配線２とソース配線３との交差部近傍に設けられるアクティブマトリクス基板と、
前記アクティブマトリクス基板と対向して貼り合わせられる対向基板と、
前記アクティブマトリクス基板と前記対向基板との隙間に封入される液晶とを有する液晶表示素子において、
前記ソース配線３の軸線に垂直な断面は、概ねなだらかなテーパ形状をもつ凸形状であり、
感光性樹脂から成る柱状スペーサ５が、前記ソース配線３上で、前記スイッチング素子１のソースに対応する位置に接着形成され、
前記柱状スペーサ５は、前記ソース配線３のテーパ形状に応じた緩やかなテーパ角度を有しており、
前記ソース配線３上に前記柱状スペーサ５が形成された前記アクティブマトリクス基板を覆う配向膜が形成され、
この配向膜には、前記ゲート配線２と平行で前記柱状スペーサ５から前記スイッチング素子１に向かうラビング方向６においてラビング処理が施され、前記柱状スペーサ５からラビング方向６に沿ってラビング方向６の下手側に生じた配向乱れ領域７が、前記スイッチング素子１に重なるが、前記画素電極４とは重ならない状態となっていることを特徴とする液晶表示素子。
【請求項４】
前記アクティブマトリクス基板と前記対向基板とを周辺部で貼り合わせるシール部に相当する箇所においても、柱状スペーサが前記アクティブマトリクス基板に形成され、この周辺部の柱状スペーサを内在させた状態のシール部を介して前記両基板が貼り合わされていることを特徴とする請求項１〜３のうちの１つに記載の液晶表示素子。
【請求項５】
複数のゲート配線２と複数のソース配線３とが直交して複数の画素電極４がマトリクス状に配置されて構成され、
これらのゲート配線２とソース配線３と各画素電極４とに接続される複数の薄膜トランジスタから成るスイッチング素子１が、ゲート配線２とソース配線３との交差部近傍に設けられ、前記ゲート配線２の軸線に垂直な断面は、概ねなだらかなテーパ形状をもつ凸形状であるアクティブマトリクス基板に感光性樹脂を塗布し、
前記感光性樹脂を、露光・現像・焼成のプロセスによりパターニングして、ゲート配線２上の前記スイッチング素子１の近傍でかつ前記スイッチング素子１のゲートよりも前記ソース配線３から離れた位置に前記ゲート配線２のテーパ形状に応じた緩やかなテーパ角度を有する柱状スペーサ５を形成し、
前記ゲート配線２上に前記柱状スペーサ５が形成された前記アクティブマトリクス基板を覆う配向膜を塗布し、
この配向膜に対して、ラビング処理により生じた配向乱れ領域７が前記画素電極４とは重ならない状態となるように、前記柱状スペーサ５から前記スイッチング素子１を結ぶ方向をラビング方向６としてラビング処理を施し、
前記アクティブマトリクス基板と前記対向基板とをそれらの周辺部でシール部を介して貼り合わせることを特徴とする液晶表示素子の製造方法。
【請求項６】
複数のゲート配線２と複数のソース配線３とが直交して複数の画素電極４がマトリクス状に配置されて構成され、
これらのゲート配線２とソース配線３と各画素電極４とに接続される複数の薄膜トランジスタから成るスイッチング素子１が、ゲート配線２とソース配線３との交差部近傍に設けられ、前記ゲート配線２の軸線に垂直な断面は、概ねなだらかなテーパ形状をもつ凸形状であるアクティブマトリクス基板に感光性樹脂を塗布し、
前記感光性樹脂を、露光・現像・焼成のプロセスによりパターニングして、ゲート配線２上の前記スイッチング素子１のゲートに対応する位置に前記ゲート配線２のテーパ形状に応じた緩やかなテーパ角度を有する柱状スペーサ５を形成し、
前記ゲート配線２上に前記柱状スペーサ５が形成された前記アクティブマトリクス基板を覆う配向膜を塗布し、
この配向膜に対して、ラビング処理により生じた配向乱れ領域７がスイッチング素子１に重なるが、前記画素電極４とは重ならない状態となるように、前記ソース配線３と平行で前記柱状スペーサ５から前記スイッチング素子１に向かう方向をラビング方向６としてラビング処理を施し、
前記アクティブマトリクス基板と前記対向基板とをそれらの周辺部でシール部を介して貼り合わせることを特徴とする液晶表示素子の製造方法。
【請求項７】
複数のゲート配線２と複数のソース配線３とが直交して複数の画素電極４がマトリクス状に配置されて構成され、
これらのゲート配線２とソース配線３と各画素電極４とに接続される複数の薄膜トランジスタから成るスイッチング素子１が、ゲート配線２とソース配線３との交差部近傍に設けられ、前記ソース配線３の軸線に垂直な断面は、概ねなだらかなテーパ形状をもつ凸形状であるアクティブマトリクス基板に感光性樹脂を塗布し、
前記感光性樹脂を、露光・現像・焼成のプロセスによりパターニングして、ソース配線３上の前記スイッチング素子１のソースに対応する位置に前記ソース配線３のテーパ形状に応じた緩やかなテーパ角度を有する柱状スペーサ５を形成し、
前記ソース配線３上に前記柱状スペーサ５が形成された前記アクティブマトリクス基板を覆う配向膜を塗布し、
この配向膜に対して、ラビング処理により生じた配向乱れ領域７が前記スイッチング素子１に重なるが、前記画素電極４とは重ならない状態となるように、前記ゲート配線２と平行で前記柱状スペーサ５から前記スイッチング素子１に向かう方向を、ラビング方向６としてラビング処理を施し、
前記アクティブマトリクス基板と前記対向基板とをそれらの周辺部でシール部を介して貼り合わせることを特徴とする液晶表示素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Thin Film Transistor）をスイッチング素子とする液晶表示素子およびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
現在、一般的な液晶表示素子は、透明電極を有する２枚のガラス基板を対向させて、その２枚の基板間に液晶が封入された構成となっている。この２枚の基板間の距離を一定に保つために粒径の均一なプラスチックビーズ等のスペーサを基板間に散在させている。
【０００３】
このとき、一般的な問題として、２枚の基板間に散在させたスペーサの周辺の液晶の配向が乱れると、その配向の乱れたスペーサの周辺部から光が漏れ、コントラストが低下する傾向がある。
【０００４】
また、スペーサを基板面内に均一に分散させることは困難である。加えて、基板面内の配線やスイッチング素子、カラーフィルタなどによる凹凸があるため、スペーサの配置位置によって封入されている液晶層の厚みが不均一となり、これらが表示不良を引き起こし、製品の歩留まりの低下を招く。
【０００５】
このような問題の対策として、フォトレジスト等で柱状のスペーサを形成することが提案されている。しかし、柱状のスペーサを形成した後に、配向膜を塗布し、ラビング布で配向膜をこすることにより配向膜に一方向に沿った多数の微細な溝を形成するラビング処理を行う場合には、スペーサの突起によりラビングされない部分が生じ、その部分が配向乱れ領域となるため、表示品位を低下させてしまうという問題があった。また、ラビング処理により柱状スペーサが基板から脱離してしまう不良が発生するという問題があった。
【０００６】
そこで、このような問題を鑑みて、特開平９−７３０８８号公報または特開平６−１７５１３３号公報には、以下のような手法が開示されている。
【０００７】
上記スペーサの突起による配向乱れに対しては、前記両公報において、スペーサを起点とした配向不良領域が画素内に達しない位置にスペーサを配置し、基板上の配線や遮光領域を活用して画素に影響しない部分内に配向不良を収める方法が開示されている。
【０００８】
また、これに加え、前記特開平９−７３０８８号公報においては、スペーサ形状をラビング布が当たる部分が頂部となり、かつ、なだらかなテーパ形状を有し、断面形状を楕円形、三角形、ひし型などになるような形状することによりラビング布の毛足が受ける抵抗を減少させ、配向不良を低減する方法が開示されている。
【０００９】
さらに、特開平９−７３０８８号公報においては、スペーサの基板から脱離する不具合に対し、スペーサの形状を楕円柱とし、かつ、その長径方向とラビング方向とを平行とすることによりスペーサの機械的強度を保ちつつ、スペーサへ加わる負荷を最小限に抑える方法が開示されている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記２つの公報による何れの手法においても、スペーサの基板側に対する接着強度が考慮されていないため、ラビング時のパイルの押圧によってはスペーサの脱離が問題となる場合がある。
【００１１】
特に、特開平９−７３０８８号公報では黒色樹脂からなる遮光層上にスペーサが設けられているため、スペーサの遮光層に対する接着強度が極めて弱く、ラビング工程においてスペーサが脱離しやすいという問題があった。これは、黒色樹脂からなる遮光層の上表面が一般に平坦でありスペーサの接着強度が弱いからである。また、スペーサをなだらかな形状とすることによって、スペーサへ加わるラビング布の負荷を最小限に抑える工夫はなされているものの、スペーサの基板面に対する接着性が改善されておらず、根本的な問題解決には至っていなかった。さらに、スペーサの断面形状を楕円形、三角形、ひし型などとするには、フォトリソ工程やエッチング工程などの緻密かつ複雑な作業を伴うために、コストアップや歩留りの低下が問題となっていた。
【００１２】
他方の特開平６−１７５１３３号公報では、スペーサが画素間やスイッチング素子上の平坦でない部分に形成されているため接着面積が増して接着強度が向上されるが、その一方でスペーサが配向膜上に形成されるため、実質的には接着強度の著しい向上は見られなかった。その上、スペーサが設けられた後にラビングが行なわれるため、ラビング布の押圧によるスペーサの脱離が問題となっていた。また、配向膜表面はスペーサ形成工程においてスペーサ形成用の薬液に晒されるため、液晶分子の配向規制力の低下や、焼き付け残像のような表示品位の低下等の深刻な問題が発生していた。尚、この公報においてはスペーサ形状に関し何ら措置が施されていないため、ラビング不良に伴う配向不良を避けることができなかった。本発明は、アクティブマトリクス基板に対して強固な接着力をもつとともに、その製造が簡単な柱状スペーサの導入により、従来の技術よりも液晶層の厚みを基板面内でむらなく精度良く制御しつつ、かつラビング処理において生じる配向の乱れをなくし、表示性能が低下することを防止することを目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、複数のゲート配線２と複数のソース配線３とが直交して複数の画素電極４がマトリクス状に配置され、
これらのゲート配線２とソース配線３と各画素電極４とに接続される複数の薄膜トランジスタから成るスイッチング素子１が、ゲート配線２とソース配線３との交差部近傍に設けられるアクティブマトリクス基板と、
前記アクティブマトリクス基板と対向して貼り合わせられる対向基板と、
前記アクティブマトリクス基板と前記対向基板との隙間に封入される液晶とを有する液晶表示素子において、
前記ゲート配線２の軸線に垂直な断面は、概ねなだらかなテーパ形状をもつ凸形状であり、
感光性樹脂から成る柱状スペーサ５が、前記ゲート配線２上で、前記スイッチング素子１の近傍でかつ前記スイッチング素子１のゲートよりも前記ソース配線３から離れた位置に接着形成され、
前記柱状スペーサ５は、前記ゲート配線２のテーパ形状に応じた緩やかなテーパ角度を有しており、
前記ゲート配線２上に前記柱状スペーサ５が形成された前記アクティブマトリクス基板を覆う配向膜が形成され、
この配向膜には、前記柱状スペーサ５から前記スイッチング素子１を結ぶ方向が、ラビング方向６となるように、ラビング処理が施され、前記柱状スペーサ５からラビング方向６に沿ってラビング方向６の下手側に生じた配向乱れ領域７が、前記画素電極４とは重ならない状態となっていることを特徴とする液晶表示素子である。
【００１４】
また本発明は、複数のゲート配線２と複数のソース配線３とが直交して複数の画素電極４がマトリクス状に配置され、これらのゲート配線２とソース配線３と各画素電極４とに接続される複数の薄膜トランジスタから成るスイッチング素子１が、ゲート配線２とソース配線３との交差部近傍に設けられるアクティブマトリクス基板と、
前記アクティブマトリクス基板と対向して貼り合わせられる対向基板と、
前記アクティブマトリクス基板と前記対向基板との隙間に封入される液晶とを有する液晶表示素子において、
前記ゲート配線２の軸線に垂直な断面は、概ねなだらかなテーパ形状をもつ凸形状であり、
感光性樹脂から成る柱状スペーサ５が、前記ゲート配線２上で、前記スイッチング素子１のゲートに対応する位置に接着形成され、
前記柱状スペーサ５は、前記ゲート配線２のテーパ形状に応じた緩やかなテーパ角度を有しており、
前記ゲート配線２上に前記柱状スペーサ５が形成された前記アクティブマトリクス基板を覆う配向膜が形成され、
この配向膜には、前記ソース配線３と平行で前記柱状スペーサ５から前記スイッチング素子１に向かうラビング方向６においてラビング処理が施され、前記柱状スペーサ５からラビング方向６に沿ってラビング方向６の下手側に生じた配向乱れ領域７が、前記スイッチング素子１に重なるが、前記画素電極４とは重ならない状態となっていることを特徴とする液晶表示素子である。
【００１５】
また本発明は、複数のゲート配線２と複数のソース配線３とが直交して複数の画素電極４がマトリクス状に配置され、これらのゲート配線２とソース配線３と各画素電極４とに接続される複数の薄膜トランジスタから成るスイッチング素子１が、ゲート配線２とソース配線３との交差部近傍に設けられるアクティブマトリクス基板と、
前記アクティブマトリクス基板と対向して貼り合わせられる対向基板と、
前記アクティブマトリクス基板と前記対向基板との隙間に封入される液晶とを有する液晶表示素子において、
前記ソース配線３の軸線に垂直な断面は、概ねなだらかなテーパ形状をもつ凸形状であり、
感光性樹脂から成る柱状スペーサ５が、前記ソース配線３上で、前記スイッチング素子１のソースに対応する位置に接着形成され、
前記柱状スペーサ５は、前記ソース配線３のテーパ形状に応じた緩やかなテーパ角度を有しており、
前記ソース配線３上に前記柱状スペーサ５が形成された前記アクティブマトリクス基板を覆う配向膜が形成され、
この配向膜には、前記ゲート配線２と平行で前記柱状スペーサ５から前記スイッチング素子１に向かうラビング方向６においてラビング処理が施され、前記柱状スペーサ５からラビング方向６に沿ってラビング方向６の下手側に生じた配向乱れ領域７が、前記スイッチング素子１に重なるが、前記画素電極４とは重ならない状態となっていることを特徴とする液晶表示素子である。
【００１６】
また本発明は、前記アクティブマトリクス基板と前記対向基板とを周辺部で貼り合わせるシール部に相当する箇所においても、柱状スペーサが前記アクティブマトリクス基板に形成され、この周辺部の柱状スペーサを内在させた状態のシール部を介して前記両基板が貼り合わされていることを特徴とする。
【００１７】
また本発明は、複数のゲート配線２と複数のソース配線３とが直交して複数の画素電極４がマトリクス状に配置されて構成され、
これらのゲート配線２とソース配線３と各画素電極４とに接続される複数の薄膜トランジスタから成るスイッチング素子１が、ゲート配線２とソース配線３との交差部近傍に設けられ、前記ゲート配線２の軸線に垂直な断面は、概ねなだらかなテーパ形状をもつ凸形状であるアクティブマトリクス基板に感光性樹脂を塗布し、
前記感光性樹脂を、露光・現像・焼成のプロセスによりパターニングして、ゲート配線２上の前記スイッチング素子１の近傍でかつ前記スイッチング素子１のゲートよりも前記ソース配線３から離れた位置に前記ゲート配線２のテーパ形状に応じた緩やかなテーパ角度を有する柱状スペーサ５を形成し、
前記ゲート配線２上に前記柱状スペーサ５が形成された前記アクティブマトリクス基板を覆う配向膜を塗布し、
この配向膜に対して、ラビング処理により生じた配向乱れ領域７が前記画素電極４とは重ならない状態となるように、前記柱状スペーサ５から前記スイッチング素子１を結ぶ方向をラビング方向６としてラビング処理を施し、
前記アクティブマトリクス基板と前記対向基板とをそれらの周辺部でシール部を介して貼り合わせることを特徴とする液晶表示素子の製造方法である。
【００１８】
また本発明は、複数のゲート配線２と複数のソース配線３とが直交して複数の画素電極４がマトリクス状に配置されて構成され、
これらのゲート配線２とソース配線３と各画素電極４とに接続される複数の薄膜トランジスタから成るスイッチング素子１が、ゲート配線２とソース配線３との交差部近傍に設けられ、前記ゲート配線２の軸線に垂直な断面は、概ねなだらかなテーパ形状をもつ凸形状であるアクティブマトリクス基板に感光性樹脂を塗布し、
前記感光性樹脂を、露光・現像・焼成のプロセスによりパターニングして、ゲート配線２上の前記スイッチング素子１のゲートに対応する位置に前記ゲート配線２のテーパ形状に応じた緩やかなテーパ角度を有する柱状スペーサ５を形成し、
前記ゲート配線２上に前記柱状スペーサ５が形成された前記アクティブマトリクス基板を覆う配向膜を塗布し、
この配向膜に対して、ラビング処理により生じた配向乱れ領域７がスイッチング素子１に重なるが、前記画素電極４とは重ならない状態となるように、前記ソース配線３と平行で前記柱状スペーサ５から前記スイッチング素子１に向かう方向をラビング方向６としてラビング処理を施し、
前記アクティブマトリクス基板と前記対向基板とをそれらの周辺部でシール部を介して貼り合わせることを特徴とする液晶表示素子の製造方法である。
【００１９】
また本発明は、複数のゲート配線２と複数のソース配線３とが直交して複数の画素電極４がマトリクス状に配置されて構成され、
これらのゲート配線２とソース配線３と各画素電極４とに接続される複数の薄膜トランジスタから成るスイッチング素子１が、ゲート配線２とソース配線３との交差部近傍に設けられ、前記ソース配線３の軸線に垂直な断面は、概ねなだらかなテーパ形状をもつ凸形状であるアクティブマトリクス基板に感光性樹脂を塗布し、
前記感光性樹脂を、露光・現像・焼成のプロセスによりパターニングして、ソース配線３上の前記スイッチング素子１のソースに対応する位置に前記ソース配線３のテーパ形状に応じた緩やかなテーパ角度を有する柱状スペーサ５を形成し、
前記ソース配線３上に前記柱状スペーサ５が形成された前記アクティブマトリクス基板を覆う配向膜を塗布し、
この配向膜に対して、ラビング処理により生じた配向乱れ領域７が前記スイッチング素子１に重なるが、前記画素電極４とは重ならない状態となるように、前記ゲート配線２と平行で前記柱状スペーサ５から前記スイッチング素子１に向かう方向を、ラビング方向６としてラビング処理を施し、
前記アクティブマトリクス基板と前記対向基板とをそれらの周辺部でシール部を介して貼り合わせることを特徴とする液晶表示素子の製造方法である。
【００２０】
【００２１】
【００２２】
ゲート配線またはソース配線の軸線に垂直な断面形状がたとえば図２（ａ）のように凸状になってテーパを有しているので、柱状スペーサの断面積以上の接着面積を有することになり、柱状スペーサがラビング工程において離脱しにくくなるとともに、凸状の部分で形成される柱状スペーサのテーパーは下地形状のテーパを反映してなだらかになり、ラビングによる配向乱れが低減される。さらには、柱状スペーサが一定の高さのところ、すなわちゲート配線上またはソース配線上に限定されて形成されることにより、液晶層の厚みが精度良く制御される。
【００２３】
また、配向膜上で柱状スペーサの背後に生じる配向乱れ領域が画素電極とは実質的に重ならないので、配向乱れ領域は液晶表示素子の表示品位にまったく影響せず、品位の高い表示を可能とする。
【００２４】
【００２５】
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る液晶表示素子の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
まず、一般的に知られているように、マトリクス状に配置した薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）から成るスイッチング素子１や、このスイッチング素子１に結線されるゲート配線２、ソース配線３、画素電極４が形成されたアクティブマトリクス基板を成膜とパターニングの繰り返しなどにより形成した。
【００２７】
次に、柱状スペーサのもとになる感光性樹脂をスピナーによりアクティブマトリクス基板上に塗布した。本実施の形態では、ポジ型アクリル系感光性樹脂を用いた。感光性樹脂としてはほかにポリイミド系などを用いることができる。柱状スペーサは表示領域外に形成するので、樹脂の色を考慮する必要がなく、露光により硬化することのみが主たる樹脂の選定の条件となる。配向膜形成工程が柱状スペーサ形成工程の前にある場合には、柱状スペーサのパターニングのための露光が配向膜に影響を与えるために感光性樹脂としてネガ型しか使用できないが、本実施の形態の場合には、柱状スペーサ形成工程の後に配向膜形成工程があるので、感光性樹脂としてポジ型、ネガ型を問わないですみ、樹脂の選択の幅が広がる。
【００２８】
感光性樹脂の塗布量ひいては感光性樹脂の膜厚は柱状スペーサの高さを決定する。したがって、樹脂の濃度やスピナーの回転数を制御することが重要である。本実施の形態では、液晶層の厚みとして４．５μｍが必要であり、ゲート配線が０．９μｍの厚みをもっていたので、３．６μｍの樹脂厚となるようにスピンコートした。そのためには、スピンの回転数が５８０回転毎秒で１２秒間のスピンコートが適切であることが分かった。
【００２９】
次に、紫外線による露光により、ゲート配線２の上に柱状スペーサ５の元になる形状をパターニングした（図１（ａ）の黒丸を参照）。柱状スペーサ５の形成位置は、ゲート配線２上で、スイッチング素子１のゲートよりもソース配線３から少し離れた位置である。その後、現像液により不要な樹脂を取り除き、アクティブマトリクス基板を加熱することにより、樹脂により形成された柱状スペーサ５を硬化させた。
【００３０】
焼成温度、焼成時間の制御により、樹脂の溶媒の揮発速度や樹脂の硬化速度を調整できるので、これらを適当とすることによって柱状スペーサ５のテーパー形状を制御した。本実施の形態では、４０℃において４０分間の前焼成を行い、その後、２００℃で６７分間にわたり本焼成を行った。
【００３１】
このようにゲート配線２の上に柱状スペーサ５を形成したアクティブマトリクス基板に対して、ポリイミドタイプの配向膜を一般的によく知られた印刷法により塗布した。尚、このように突起状のスペーサが形成された基板上に印刷法で配向膜を塗布したとしても、本発明のスペーサは十分になだらかなテーパ形状を有しているので、スペーサ周囲に配向膜の印刷ムラやそれに起因する配向不良は全く観察されなかった。
【００３２】
続いて、配向膜を１８０℃で焼成し、その配向膜をラビングした。この場合に、図１（ｂ）において矢印で示すように、柱状スペーサ５からスイッチング素子１を結ぶ方向がラビング方向６となるようにした。一般的なツイストネマチック型液晶表示素子のラビング方向がゲート配線方向に対して４５°の角度をもつ方向にあるため、ラビング方向６としてその４５°の方向を選んだ。このとき柱状スペーサ５の存在のためにラビング布の毛当たりが弱くなるところに配向乱れ領域７が生じるが（図中の斜線部参照）、この配向乱れ領域７は画素電極４とは実質的に全く重なっておらず、表示には関係のない領域であるので、表示品位の低下は招かなかった。したがって、新たに遮光部を設ける必要はなく、開口率の低下も招かなかった。
【００３３】
このことは、言い換えると、柱状スペーサ５の形成位置は、液晶の配向を決めるラビング方向６によって決定されるということになる。すなわち、スイッチング素子１の位置を通って４５°のラビング方向６に沿って引いた直線がゲート配線２と交わる点を柱状スペーサ５の形成位置としているわけである。
【００３４】
ゲート配線２上に形成された柱状スペーサ５がラビング工程においてアクティブマトリクス基板から離脱したり使用環境によって柱状スペーサ５が離脱し、表示領域に移動することにより表示品位の低下を及ぼすことが懸念されたが、本実施の形態においては実際にはそのようなことはなかった。これは、図２の（ａ）と（ｂ）の比較から、本実施の形態における柱状スペーサ５のアクティブマトリクス基板への接着強度が、柱状スペーサを対向基板の遮光部の平坦部に設けるよりも強固であったと理解できる。図２の（ｂ）は平坦な部分８に柱状スペーサ５′を形成した場合を示し、図２の（ａ）はゲート配線２の上に柱状スペーサ５を形成した場合を示す。配線の部分は、その軸線に垂直な断面がテーパー形状をもち、また多層構造になっており、結果的に配線の部分の断面はおおむねなだらかなテーパー形状をもつ凸形状をしている。図２の（ａ）の場合は、ゲート配線２のこのような凸形状が反映される結果、図２の（ｂ）の場合に比べて柱状スペーサ５の基部の接着面積が増え、また、柱状スペーサ５のテーパーがより緩やかになっているのが分かる。
上記従来技術として説明したように、対向基板に設けられている遮光膜は表面形状が平坦であるため、その遮光膜上に柱状スペーサを形成した場合には、接着強度を向上したり、テーパー角度を緩やかにしたりすることはできない。本実施の形態の場合は、柱状スペーサ５の基部の接着面積を大きくしているので、強固な接合が可能となっているのである。
【００３５】
ラビング工程の後は、一般的な液晶表示素子の製造方法の場合と同様に、表示部の周辺にセル厚を保持するためのガラス繊維が混入されたエポキシ接着剤からなるシール部を介してアクティブマトリクス基板と対向基板とを貼り合わせた。そして、アクティブマトリクス基板と対向基板との隙間に液晶を封入し、液晶表示素子とした。
【００３６】
柱状スペーサ５のパターニングの位置としては、ほかに図３、図４に示すような位置であってもよい。図３において、１は薄膜トランジスタであるスイッチング素子、２はゲート配線、３はソース配線、４は画素電極、５は柱状スペーサ、６はラビング方向、７は配向乱れ領域である。
【００３７】
図３の場合は、その（ａ）に示すように、ゲート配線２上で、スイッチング素子１のゲートに対応する位置に柱状スペーサ５を形成し、その後にアクティブマトリクス基板上に配向膜を形成し、図３の（ｂ）に示すようにその配向膜に対して矢印のようにソース配線３と平行で柱状スペーサ５からスイッチング素子１に向かうラビング方向６においてラビング処理を施した。柱状スペーサ５よりラビング方向６の下手側に配向乱れ領域７が生じたが、この配向乱れ領域７はスイッチング素子１に重なるもので、画素電極４とは実質的に全く重なることはなく、表示には関係しない領域であるので表示品位の低下は招かなかった。
【００３８】
図４の場合は、その（ａ）に示すように、ソース配線３上で、スイッチング素子１のソースに対応する位置に柱状スペーサ５を形成し、その後にアクティブマトリクス基板上に配向膜を形成し、図４の（ｂ）に示すようにその配向膜に対して矢印のようにゲート配線２と平行で柱状スペーサ５からスイッチング素子１に向かうラビング方向６においてラビング処理を施した。柱状スペーサ５よりラビング方向６の下手側に配向乱れ領域７が生じたが、この配向乱れ領域７はスイッチング素子１に重なるもので、画素電極４とは実質的に全く重なることはなく、表示には関係しない領域であるので表示品位の低下は招かなかった。
【００３９】
【００４０】
【００４１】
【００４２】
【００４３】
【００４４】
【００４５】
【００４６】
【００４７】
【００４８】
【００４９】
【００５０】
以上の図３、図４の場合、すなわち、ゲート配線２上またはソース配線３上に形成された柱状スペーサ５は、ラビング工程においてアクティブマトリクス基板から離脱することはなかった。
ゲート配線２、ソース配線３の配線上であっても、配線の軸線に垂直な断面が凸の概ねなだらかなテーパ形状であり、この形状を反映して接着面積が増え、平坦部に設ける場合よりも接着強度が強化されている。スペーサにおいては、ラビング方向の上手に相当する部分がなだらかなテーパを有していればラビング処理においてスペーサが脱離する不具合を低減することが可能である。
【００５１】
ラビング工程の後は、一般的な液晶表示素子の製造方法の場合と同様に、表示部の周辺にセル厚を保持するためのガラス繊維が混入されたエポキシ接着剤からなるシール部を介してアクティブマトリクス基板と対向基板とを貼り合わせた。そして、アクティブマトリクス基板と対向基板との隙間に液晶を封入し、液晶表示素子とした。
【００５２】
次に、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に当たり柱状スペーサの頂部においても接着する方式の実施の形態について説明する。
【００５３】
図５の（ａ）に示すように、柱状スペーサ５が設けられラビング処理が施されたアクティブマトリクス基板１０と、素ガラス１１に接着剤１２を塗布したものを用意した。アクティブマトリクス基板１０は、図１、図３または図４のものである。図５では、理解を容易にするため、柱状スペーサ５を強調して大きく図示してある（その結果、柱状スペーサ５の隣接間隔が極端に小さくなっている）。接着剤１２としては、２液タイプのエポキシ系接着剤をブチルセルソルブで希釈したものを用意した。アクティブマトリクス基板１０と同じサイズの素ガラス１１に希釈した接着剤１２をスピンキャスト法により塗布した。次に、図５の（ｂ）に示すように、接着剤１２が塗布された面が柱状スペーサ５のある面と向き合う状態にして素ガラス１１をアクティブマトリクス基板１０に重ね合わせ、次いで素ガラス１１を取り除いた。その結果、図５の（ｃ）に示すように、各柱状スペーサ５の頂部に接着剤１２が転写された。
【００５４】
一方で、図５の（ｄ）に示すように、透明電極を有する透明な対向基板１３の周辺部に対してスクリーン印刷法によりセル厚を保持するためのガラス繊維１４（ハッチング参照）が混入されたエポキシ系の接着剤１５を塗布した。そして、図５の（ｅ）に示すように、前述の柱状スペーサ５の頂部に接着剤１２が転写されたアクティブマトリクス基板１０と周辺部に接着剤１５が塗布された対向基板１３とを貼り合わせ、接着剤１５を加熱により硬化させてガラス繊維混入のシール部１６となし、このシール部１６においてアクティブマトリクス基板１０と対向基板１３とを接着した。このとき、各柱状スペーサ５の頂部の接着剤１２を介して各柱状スペーサ５と対向基板１３とが接着された。次に、アクティブマトリクス基板１０と対向基板１３との間の隙間に液晶を封入し、液晶表示素子とした。
【００５５】
このようにして製造された液晶表示素子は、一般的な周辺部のシール部においてのみアクティブマトリクス基板と対向基板とが貼り合わされている液晶表示素子に比べて、各柱状スペーサ５の頂部が接着剤１２を介して接着されている分だけ強固にアクティブマトリクス基板１０と対向基板１３とが接着され、結果として、液晶層の厚みが均一になり、表示むらがなくなり、表示品位が向上した。また、歩留まりも改善された。
【００５６】
次のような実施の形態もある。図６の（ａ）に示すように、柱状スペーサ５が各画素電極４について１つずつ設けられているとともにシール部１８（図６（ｅ）参照）に相当する箇所にも設けられラビング処理が施されたアクティブマトリクス基板１０と、素ガラス１１に接着剤１２を塗布したものを用意した。アクティブマトリクス基板１０は、図１または図３のものである。次に、図６の（ｂ）に示すように、素ガラス１１をアクティブマトリクス基板１０に重ね合わせ、次いで素ガラス１１を取り除くと、図６の（ｃ）に示すように、周辺部を含め各柱状スペーサ５の頂部に接着剤１２が転写された。
【００５７】
一方で、図６の（ｄ）に示すように、透明電極を有する透明な対向基板１３の周辺部に対してスクリーン印刷法によりエポキシ系の接着剤１７を塗布した。この接着剤１７にはガラス繊維は混入されていない。そして、図６の（ｅ）に示すように、前述の周辺部のものを含めて各柱状スペーサ５の頂部に接着剤１２が転写されたアクティブマトリクス基板１０と周辺部に接着剤１７が塗布された対向基板１３とを貼り合わせ、接着剤１７を加熱により硬化させてシール部１８となし、このシール部１８においてアクティブマトリクス基板１０と対向基板１３とを接着した。このとき、各柱状スペーサ５の頂部の接着剤１２を介して各柱状スペーサ５と対向基板１３とが接着された。また、シール部１８には周辺部の柱状スペーサ５が内在される状態となった。次に、アクティブマトリクス基板１０と対向基板１３との間の隙間に液晶を封入し、液晶表示素子とした。
【００５８】
このようにして製造された液晶表示素子は、一般的な周辺部のシール部においてのみアクティブマトリクス基板と対向基板とが貼り合わされている液晶表示素子に比べて、各柱状スペーサ５の頂部が接着剤１２を介して接着されている上に、周辺部のシール部１８においても柱状スペーサ５が存在してアクティブマトリクス基板１０と対向基板１３との間隔規制を行っているので、液晶層の厚みが一層均一になり、表示むらがなくなり、表示品位がより向上し、歩留まりもさらに改善された。
【００５９】
【００６０】
【発明の効果】
本発明によれば、ラビング処理時に脱離しない強固な接着力と、ラビング処理時にラビング布が当たらない部分が極めて微小になるような緩やかなテーパ角度を有する柱状スペーサを得ることができる。
【００６１】
また、所定の高さに限定されて柱状スペーサが形成されるため、液晶層の厚みを均一に制御することができる。
【００６２】
また、配向膜上で柱状スペーサの背後に生じる配向乱れ領域が画素電極とは実質的に重ならないので、配向乱れ領域は液晶表示素子の表示品位にまったく影響せず、開口率も損なわずに、品位の高い表示を可能とする液晶表示素子およびその製造方法を得ることができる。
【００６３】
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態に係る液晶表示素子の製造方法および構造を示す図。
【図２】  柱状スペーサの形状を示す側面図。
【図３】  本発明の別の実施の形態に係る液晶表示素子の製造方法および構造を示す図。
【図４】  本発明のさらに別の実施の形態に係る液晶表示素子の製造方法および構造を示す図。
【図５】  本発明のさらに別の実施の形態に係る液晶表示素子の製造方法および構造を示す図。
【図６】  本発明のさらに別の実施の形態に係る液晶表示素子の製造方法および構造を示す図。
【符号の説明】
１  スイッチング素子（ＴＦＴ）
２  ゲート配線
３  ソース配線
４  画素電極
５  柱状スペーサ
６  ラビング方向
７  配向乱れ領域
１０  アクティブマトリクス基板
１２  接着剤
１３  対向基板
１４  ガラス繊維
１５  接着剤
１６  シール部
１７  接着剤
１８  シール部
２０  補助容量配線
２１  パターン抜き部
２２  ダミーパターン
【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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