(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに交差して設けられた複数の走査配線および信号配線と、該走査配線から走査信号が与えられ該信号配線から入力信号が与えられるマトリクス状に設けられたスイッチング素子と、該スイッチング素子に対応して設けられた画素電極とを有するアクティブマトリクス基板と、
カラーフィルタ層とブラックマトリクスとを有し、該アクティブマトリクス基板と所定の間隙でシール材により貼り合わされたカラーフィルタ基板と、
該アクティブマトリクス基板と該カラーフィルタ基板との間に配された液晶層とを備え、
該配線と該画素電極との間に層間絶縁膜が設けられ、かつ、該層間絶縁膜が、該シール材が配された領域を含む領域に設けられており、
該シール材下部の前記層間絶縁膜に、３種類以上の異なる厚みを有する部分を有する流出防止部が設けられており、
該流出防止部の３種類以上の異なる厚みを有する部分が、画素電極に対応する領域に設けられた層間絶縁膜の厚みと同一の厚みを有する部分と、層間絶縁膜が除かれることにより規定される部分とを含む、液晶表示素子。
【請求項２】
互いに交差して設けられた複数の走査配線および信号配線と、該走査配線から走査信号が与えられ該信号配線から入力信号が与えられるマトリクス状に設けられたスイッチング素子と、該スイッチング素子に対応して設けられた画素電極とを有するアクティブマトリクス基板と、
カラーフィルタ層とブラックマトリクスとを有し、該アクティブマトリクス基板と所定の間隙でシール材により貼り合わされたカラーフィルタ基板と、
該アクティブマトリクス基板と該カラーフィルタ基板との間に配された液晶層とを備え、
該配線と該画素電極との間に層間絶縁膜が設けられ、かつ、該層間絶縁膜が、該シール材が配された領域を含む領域に設けられており、
前記シール材下部の前記層間絶縁膜に、該層間絶縁膜の膜厚を１．０μｍ以上、２．５μｍ以下の削減量で削減して形成された流出防止部が設けられて、該流出防止部の上部に、前記画素電極を構成する透明導電性膜が設けられている、液晶表示素子。
【請求項３】
前記透明導電性膜が、前記流出防止部全体を覆って設けられている、請求項２に記載の液晶表示素子。
【請求項４】
前記透明導電性膜が、前記流出防止部の下部に設けられた前記配線に対応する領域を除いて設けられている、請求項２に記載の液晶表示素子。
【請求項５】
前記透明導電性膜が、前記流出防止部の下部に設けられた前記配線に対応する領域に設けられ、該配線に対応する領域に設けられた透明導電性膜が、互いに電気的に分離している、請求項２に記載の液晶表示素子。
【請求項６】
前記透明性導電膜が互いに電気的に分離する部分に対応する前記流出防止部に、凸部が設けられている、請求項５に記載の液晶表示素子。
【請求項７】
前記透明性導電膜が互いに電気的に分離する部分に対応する前記流出防止部に、層間絶縁膜が除かれることにより規定される部分が設けられている、請求項５に記載の液晶表示素子。
【請求項８】
感光性樹脂材料を用いて層間絶縁膜を形成する工程と、
該層間絶縁膜の所定の位置を、累積的にｎ（ｎは３以上）種類の露光量で露光し、そして現像することにより、ｎ種類の異なる厚みを有する流出防止部を形成する工程と
を包含する、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、液晶表示素子およびその製造方法に関する。より詳細には、本発明は、シール材による表示不良がなく、シール性および信頼性に優れた液晶表示素子およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示素子は、一対の絶縁性基板（代表的には、ガラス基板）と、該基板間に配された表示媒体としての液晶層とを備える。一方のガラス基板には、液晶の電気光学特性を制御するアクティブ素子（スイッチング素子；代表的には、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ））と、このアクティブ素子にゲート信号を与える走査線およびソース信号を与える信号線とが設けられている。この基板をＴＦＴ基板（またはアクティブマトリクス基板）と称する。他方のガラス基板には、カラーフィルタを構成するカラー層と、遮光層（ブラックマトリクス（ＢＭ）とも称する）とが設けられている。この基板をカラーフィルタ基板と称する。
【０００３】
通常、ＴＦＴ基板とカラーフィルタ基板とが、シール材により貼り合わせられてセルを構成する。基板の貼り合わせに際しては、シール内スペーサと液晶層スペーサとを用いて、ＴＦＴ基板とカラーフィルタ基板とを一定の間隙（セルギャップ）で貼り合わせる。通常のＴＮ型液晶表示素子では、セルギャップは４μｍ〜６μｍ程度であり、そのばらつきは±１０％以内である。
【０００４】
シール内スペーサはシール材に含有される。通常、シール内スペーサの直径は約５μｍである。シール材としては、熱硬化性樹脂または紫外線硬化性樹脂が用いられる。シール材は、例えば、スクリーン印刷法、凸版印刷法またはディスペンサー塗布により、所定のパターンでＴＦＴ基板またはカラーフィルタ基板のいずれかに塗布される。いずれの塗布方法においても、シール材の粘度は、塗布に最適なように調整される。粘度調整は、通常、フィラー（例えば、粒径１μｍ〜３μｍの酸化シリコンまたはアルミナ）を添加することにより行われる。液晶層スペーサは、シール材が塗布されない基板に散布される。通常、液晶層スペーサの直径もまた約５μｍである。液晶層スペーサは、約１００個／ｍｍ２の量で散布される。
【０００５】
基板の貼り合わせの際には、ＴＦＴ基板とカラーフィルタ基板とをアラインメントし、次いで、所定のセルギャップが保たれるように十分な荷重を加え、その状態で加熱または紫外線照射を行う。加熱および紫外線照射条件はシール材の硬化特性などに依存して変化し得、加重は、基板サイズ、シール材面積、シール材の粘度などに依存して変化し得る。次いで、シール材の一部に設けた注入口からセルに液晶材料を例えば真空注入法で注入し、さらに、注入口を例えば紫外線硬化樹脂で封止する。このようにして、液晶表示素子が完成する。
【０００６】
ここで、アクティブマトリクス型液晶表示素子についてさらに詳しく説明する。従来より、アクティブマトリクス型液晶表示素子においては、個々に独立した絵素電極がマトリクス状に配設され、この絵素電極のそれぞれにスイッチング素子（例えば、ＴＦＴ）が設けられている。各スイッチング素子は走査線によって選択され、信号線から電位が書き込まれる。この絵素電極と対向電極との間の電圧差により、基板間に配設された液晶層の光学的変調が行われ、表示パターンとして視認される。
【０００７】
アクティブマトリクス基板の構造の一例について説明する。図１８は、アクティブマトリクス基板の概略平面図であり、図１９はその概略断面図である。アクティブマトリクス基板は、透明絶縁性基板８上に、ゲート電極９、ゲート絶縁膜１０、半導体層１１、ソースおよびドレイン電極となるｎ＋−Ｓｉ層１２、ソース信号線となる金属層１３、層間絶縁膜７、および画素電極となる透明導電層３をこの順に有する。画素電極は、層間絶縁膜７を貫くコンタクトホール１４を介してＴＦＴのドレイン電極と電気的に接続される。図示例のアクティブマトリクス基板には、走査線および信号線と画素電極との間に層間絶縁膜が設けられているので、信号線に対して画素電極をオーバーラップさせて設けることが可能となる。
【０００８】
完成したアクティブマトリクス基板の有効表示部分にポリイミドなどからなる配向膜を設け、ラビングやＵＶ照射等の処理により、配向機能を付与する。対向基板にも、ＩＴＯなどで透明な対向共通電極を設けた後、有効表示部分に同様の処理を施す。パネルの周縁部には、パネルを囲むように印刷方式などによりシール材を塗布する。シール材の一部には、液晶注入口を設ける。さらに、アクティブマトリクス基板上の対向電極用信号入力端子の上に導電性物質を付着させた後、液晶層のセルギャップを一定にするためのスペーサを散布し、対向基板との位置を合わせた後貼り合わせ、熱を加えてシール材を硬化させる。その後、液晶注入口から液晶を注入し、封止材により液晶注入口をふさぎ、アクティブマトリクス型液晶表示素子のガラス部分が完成する。このようなアクティブマトリクス基板を用いる液晶表示素子によれば、平坦な表面が得られるので、表示領域内での液晶分子の配向乱れが抑えられるという利点がある。
【０００９】
しかし、上記のような液晶表示素子は、シール材による表示不良という問題を有している。以下に説明する。
【００１０】
シール材はフィラーおよびスペーサを含有するので、基板貼り合わせにおいて荷重を加える際に以下のような問題点を有する。荷重付与時の条件（例えば、所定荷重に達するまでの時間（荷重付与速度）、セルギャップなど）は、目的とする液晶表示素子の用途（機種）に応じて変化し得る。従って、例えば、シール材として紫外線硬化性樹脂を用いてフィラー径の２倍以下程度にまでシール材を圧縮するような大きな荷重付与を行う場合には、シール材に含まれる粘度の低い樹脂成分が添加物（例えば、フィラー、スペーサ）と分離して流動する分離現象が観測される。このような分離現象は、紫外線硬化性樹脂を用いる場合だけでなく、熱硬化性樹脂を用いる場合にも起こり得る。すなわち、熱硬化性樹脂は加熱により一旦軟化した後に硬化するので、軟化時の樹脂材料の急激な粘度低下により、樹脂成分と添加物との分離を引き起こし得る。分離現象自体は、液晶表示素子の特性に影響を及ぼさないが、分離した樹脂成分が表示部に流れ出した場合には、表示不良を引き起こす。
【００１１】
通常、分離した樹脂成分は、シール材に近接する凹凸部分の凹部を通って（すなわち、凹部を樋として）表示部に流れる。このような凹凸部分としては、ＴＦＴ基板の表面上に設けられた配線の凹凸（３０００Å〜５０００Åの段差）、カラーフィルタのＢＭとカラー層との凹凸（約１５０００Åの段差）が挙げられる。
【００１２】
このような問題点を改善するために、各々の基板の表面を絶縁膜等で平坦化して、樹脂が凹部を樋として流出しないようにする試みがなされている。しかし、樹脂がランダムに流れ出すので、表示不良は解消されない。
【００１３】
近年、コストダウンを目的として、カラーフィルターのＢＭ材料を金属材料（例えば、ＣｒまたはＡｌ）から樹脂材料へ変更しようとする試みがなされている。樹脂材料を用いる場合には、金属材料と同等の遮光性を得るためには、金属材料のＢＭの膜厚が約２０００Åであるに対して、樹脂材料のＢＭでは約１μｍ以上の膜厚が必要となる。この膜厚は、カラーフィルタ層の膜厚（約１．３μｍ）と同等である。金属製ＢＭを用いる液晶表示素子では、表示部のセルギャップとシール材部分のセルギャップとが異なるので、表示部に散布されるスペーサの径ｄＬＣとシール材部分のセルギャップ（すなわち、シール材樹脂の厚み）ｄＳとは、常にｄＬＣ＜ｄＳである。従って、基板の貼り合わせ時に、シール材はそれほど圧縮されない。これに対して、樹脂製ＢＭを用いる場合には、ｄＬＣ≒ｄＳとなる。一般に、ｄＬＣは約５μｍであるので、ｄＳは約６μｍがｄＬＣと同等になる。そのため、基板の貼り合わせ時に、約２０％シール材の圧縮比が高まる。その結果、シール材に含まれる低粘度樹脂成分と添加剤とが分離しやすくなってしまう。
【００１４】
荷重条件や加熱条件を最適化して上記問題点の解決を図ることが理論的には可能である。しかし、通常は同一の生産設備で多くの機種の液晶表示素子を製造するため、特に新規機種の導入に際して荷重条件や加熱条件の決定に大変な労力が必要となる。従って、この試みは実用的ではない。
【００１５】
アクティブマトリクス型液晶表示素子の問題点について、さらに詳しく説明する。
【００１６】
アクティブマトリクス型液晶表示素子においては、アクティブマトリクス基板と対向基板との貼り合わせにおけるシール材の硬化の際、シール樹脂に含まれる溶剤の噴出現象が起こる場合がある。すなわち、シール材が完全に硬化する前に、熱分布やシール材の配合成分のばらつきに起因して、加えられた熱によるシール材の突沸が発生する。これにより、溶剤やシール材粘度を調整するフィラーと呼ばれる成分が、本来シール材が設けられるべき領域から大きく飛び出す。噴出現象は、シール部のセルギャップと大きく関係する。以下に詳しく説明する。基板を貼り合わせてシール材を硬化させる際には、熱と圧力とを同時に加え、シール材に含まれるスペーサと貼り合わせ前に基板上に散布されたスペーサとによって所望のセルギャップに制御する。シール部の基板間隔（セルギャップ）が狭い場合には、シール材に熱と共に大きな圧力が集中して噴出の主要因の一つとなり、ひどい場合には噴出したシール材が有効表示エリアまで到達する。表示エリアに到達しない場合でも、シール材の成分が噴出することによりシール材の配合が所望の配合とは異なってしまい、その結果、パネル完成後も硬化せずにセル内に残留し、これが使用中に表示領域内に浸み出して表示不良を引き起こすという信頼性の問題もある。そのため、シール材形成領域のセルギャップを大きくするために、アクティブマトリクス基板上において最も厚みの大きい層間絶縁膜のシール材下部に相当する部分を除去することが考えられる。しかし、この部分の層間絶縁膜をパターニングにより完全に除去する場合、パネル全体での基板間隔（セルギャップ）の均一性を確保するのが困難であるという問題がある。層間絶縁膜の製膜はスピン塗布法などにより行われるが、一般に３μｍ以上必要とされるこの膜を、大きな基板全体で一定の膜厚にすることはきわめて困難であるからである。従って、シール材下部には層間絶縁膜が設けられず表示領域には層間絶縁膜が設けられているという構造をとる場合、シール領域のセルギャップが同じであっても、層間絶縁膜の膜厚のばらつきに応じて表示部のセルギャップもばらついたものとなる。
【００１７】
そこで、シール材下部においては層間絶縁膜を完全には取り除かず、この部分の膜厚を薄くする構造が提案される。図２０は、このような基板の概略平面図であり、図２１は、この基板のＢ−Ｂ’線による断面図である。この構造によると、シール材下部において、層間絶縁膜は、通常の部分に対して所定量薄い膜厚を有するので、たとえ層間絶縁膜の膜厚がばらついても、シール材下部の層間絶縁膜の膜厚もこれに追従し、通常部７と膜厚の薄い部分４との膜厚差は一定となる。膜厚は、層間絶縁膜が感光性材料で形成される場合には露光時間および現像時間により、非感光性材料で形成される場合にはエッチング時間によりそれぞれ制御される。
【００１８】
層間絶縁膜の所定の部分に膜厚の薄い部分を形成する場合、この部分が他の部分と比べて耐薬品性に劣る場合がある。例えば、ポジ型の感光性樹脂を用いて露光現像により膜厚が薄い部分を形成する場合には、パターニングにより膜を除去する部分は十分に光を当てるのに対し、薄く形成する部分はこれより露光時間を短くして適当な露光時間を設定し、架橋構造が途中まで分解した時点で露光を中止し、そして現像する。従って、この途中まで露光した部分は非露光部分と比べると、化学的安定性が劣る場合がある。また、非感光性樹脂を用いてフォトリソグラフィーおよびエッチングを用いて形成する場合には、膜厚が薄い部分は途中までエッチャント等にさらされるため、他の部分と比べて構造的に不安定である場合がある。こうして形成された層間絶縁膜の上に画素電極を構成する透明導電膜が形成される際、透明導電膜のパターニングに用いられる現像液やエッチャントが層間絶縁膜の膜厚の薄い部分に接触することによって、層間絶縁膜に膜浮きやはがれといった不良が発生する場合がある。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、シール材による表示不良がなく、シール性および信頼性に優れた液晶表示素子およびその簡便な製造方法を提供することにある。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
本発明の液晶表示素子は、互いに交差して設けられた複数の走査配線および信号配線と、該走査配線から走査信号が与えられ該信号配線から入力信号が与えられるマトリクス状に設けられたスイッチング素子と、該スイッチング素子に対応して設けられた画素電極とを有するアクティブマトリクス基板と、カラーフィルタ層とブラックマトリクスとを有し、該アクティブマトリクス基板と所定の間隙でシール材により貼り合わされたカラーフィルタ基板と、該アクティブマトリクス基板と該カラーフィルタ基板との間に配された液晶層とを備え、該配線と該画素電極との間に層間絶縁膜が設けられ、かつ、該層間絶縁膜が、該シール材が配された領域を含む領域に設けられており、該シール材下部の前記層間絶縁膜に、３種類以上の異なる厚みを有する部分を有する流出防止部が設けられており、該流出防止部の３種類以上の異なる厚みを有する部分が、画素電極に対応する領域に設けられた層間絶縁膜の厚みと同一の厚みを有する部分と、層間絶縁膜が除かれることにより規定される部分とを含む。
【００２７】
また、本発明の液晶表示素子は、互いに交差して設けられた複数の走査配線および信号配線と、該走査配線から走査信号が与えられ該信号配線から入力信号が与えられるマトリクス状に設けられたスイッチング素子と、該スイッチング素子に対応して設けられた画素電極とを有するアクティブマトリクス基板と、カラーフィルタ層とブラックマトリクスとを有し、該アクティブマトリクス基板と所定の間隙でシール材により貼り合わされたカラーフィルタ基板と、該アクティブマトリクス基板と該カラーフィルタ基板との間に配された液晶層とを備え、該配線と該画素電極との間に層間絶縁膜が設けられ、かつ、該層間絶縁膜が、該シール材が配された領域を含む領域に設けられており、前記シール材下部の前記層間絶縁膜に、該層間絶縁膜の膜厚を１．０μｍ以上、２．５μｍ以下の削減量で削減して形成された流出防止部が設けられて、該流出防止部の上部に、前記画素電極を構成する透明導電性膜が設けられている。
【００２８】
好適な実施態様においては、上記透明導電性膜は、上記流出防止部全体を覆って設けられている。
【００２９】
好適な実施態様においては、上記透明導電性膜が、上記流出防止部の下部に設けられた前記配線に対応する領域を除いて設けられている。
【００３０】
好適な実施態様においては、上記透明導電性膜は、上記流出防止部の下部に設けられた上記配線に対応する領域に設けられ、該配線に対応する領域に設けられた透明導電性膜は、互いに電気的に分離している。
【００３１】
好適な実施態様においては、上記透明性導電膜が互いに電気的に分離する部分に対応する上記流出防止部に、凸部が設けられている。
【００３２】
好適な実施態様においては、上記透明性導電膜が互いに電気的に分離する部分に対応する上記流出防止部に、層間絶縁膜が除かれることにより規定される部分が設けられている。
【００３３】
本発明の別の局面によれば、液晶表示素子の製造方法が提供される。この方法は、感光性樹脂材料を用いて層間絶縁膜を形成する工程と、該層間絶縁膜の所定の位置を、累積的にｎ（ｎは３以上）種類の露光量で露光し、そして現像することにより、ｎ種類の異なる厚みを有する流出防止部を形成する工程とを包含する。
【００３５】
以下、本発明の作用について説明する。
【００３６】
本発明によれば、配線と画素電極との間に設けられる層間絶縁膜が、シール材が配された領域を含む領域にも設けられている。さらに、好適な実施態様においては、シール材下部の層間絶縁膜には、流出防止部が設けられている。そのため、シール材部分のセルギャップを液晶層のセルギャップよりも大きくなる構造をアクティブマトリクスで実現することができ、基板貼り合わせ時にシール材が圧縮されることに起因するシール材の樹脂成分の流出および噴出を防止することができる。層間絶縁膜に感光性樹脂を用いることにより、コンタクトホールの形成と同時に流出防止部を形成することができるので、既存の製造ラインへの導入が容易である。その結果、製造工程を増加させることなく、シール材の樹脂成分の流出および噴出による表示不良を防止することができる。従って、製造工程のプロセスマージンが改善され、良品率を向上させることができる。
【００３７】
好適な実施態様においては、流出防止部の上部に、画素電極を構成する透明導電性膜が設けられる。これにより、仮に層間絶縁膜の一部に膜浮きが発生したとしても、その上部で画素電極を形成する透明導電膜がこれを抑え込むため不良に至らない。さらに好ましくは、透明導電膜は流出防止部全体を覆う。これにより、流出防止部がその後の製造工程で薬液（例えば、エッチャント）に接触することがない。その結果、膜浮きや膜剥がれがさらに防止される。
【００３８】
さらに、透明導電性膜を、流出防止部の下部に設けられた配線に対応する領域を除いて設けることにより、流出防止部の下部に設けられた配線が透明導電膜を介して容量カップリングを起こすことによる表示不良を防止することができる。あるいは、透明導電性膜を、流出防止部の下部に設けられた配線に対応する領域に設け、かつ、配線に対応する領域に設けられた透明導電性膜を互いに電気的に分離することによっても、容量カップリングによる表示不良を防止することができる。さらに、透明性導電膜が互いに電気的に分離する部分に対応する流出防止部に、凸部を、あるいは、層間絶縁膜が除かれることにより規定される部分を設けることにより、電気的に分離する部分（すなわち、透明導電膜が設けられていない部分）での膜浮きや膜剥がれが防止される。透明導電膜は画素電極形成時に流出防止部の上部に設ければよいので、工程数を増加させる必要はない。従って、生産効率を減少させることなく、不良品の発生を抑えることができる。
【００３９】
このように、本発明によれば、製造効率を減少させることなく、シール材による表示不良のない、シール性および信頼性に優れた液晶表示素子を得ることができる。
【００４０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照して説明するが、本発明はこれらの実施形態には限定されない。
【００４１】
（実施形態１）
図１は、本実施形態の液晶表示素子のシール材近傍を示す概略断面図である。図２は、この液晶表示素子に用いられるアクティブマトリクス基板の概略断面図であり、図３は、図２のアクティブマトリクス基板の概略平面図である。図２は、図３のＡ−Ａ’線による断面に対応する。
【００４２】
この液晶表示装置は、対向するアクティブマトリクス基板１０１およびカラーフィルタ基板１０２を有し、基板１０１と１０２との間の周縁部にはシール材１０３が設けられている。好ましくは、シール材１０３は、周縁部の４辺に連続して設けられている。基板１０１と１０２との間には、シール材１０３でシールされた状態で液晶層１１０が設けられる。液晶層は、任意の適切な液晶材料を含む。基板１０１と１０２とは、シール材に含まれるスペーサ（シール内スペーサ）１１２および表示部に散布されるスペーサ（液晶層スペーサ）１１６を用いて、所定のセルギャップで配置される。シール材１０３には、液晶層１１０を形成する液晶材料の注入後に塞がれる液晶注入口が設けられる。
【００４３】
アクティブマトリクス基板１０１には、カラーフィルタ基板１０２側の表面全体に層間絶縁膜１０４が設けられている。この層間絶縁膜１０４は、シール材１０３の外側にまで延びる。層間絶縁膜１０４は、例えば、感光性アクリル樹脂をスピンコートすることにより形成される。層間絶縁膜１０４上には、図２に示すように、透明導電膜からなる画素電極２０２がマトリクス状に設けられており、この画素電極２０２が設けられた領域が表示を行う表示部となる。画素電極２０２となる透明導電膜は、例えばスパッタ法により形成される。基板の周縁部には、表示部を囲んで上記シール材１０３が設けられている。層間絶縁膜１０４の下には、マトリクス状に配設された任意の適切なＴＦＴ２０１と、各ＴＦＴ２０１にゲート信号を送るための走査線２０３およびソース信号（表示信号）を送るための信号線２０４とが設けられている。走査線２０３と信号線２０４とは、互いに直交するように設けられる。この走査線２０３の一部がＴＦＴ２０１のゲート電極を構成し、信号線２０４の一部がソース電極を構成する。ＴＦＴ２０１のドレイン電極２０５には接続片の一方の端部が電気的に接続され、この接続片の他方の端部が、層間絶縁膜１０４を貫通して設けられたコンタクトホール２０７を介して画素電極２０２と電気的に接続されている。さらに、コンタクトホールの下部には寄生容量配線２０８が延びている。
【００４４】
さらに、層間絶縁膜１０４には、流出防止部１０９がシール材１０３の下部に設けられている。本実施形態においては、流出防止部１０９は、層間絶縁膜１０４の膜厚の薄い部分である。例えば、層間絶縁膜の厚みは３μｍであり、流出防止部９の厚みは１．８μｍである。流出防止部１０９は、２種類以上の異なる厚みを有する部分を有していてもよい。すなわち、流出防止部１０９の所定の位置に、厚みの異なる部分（例えば、凹部または凸部）が、目的に応じて設けられていてもよい。流出防止部１０９の厚みは、目的に応じて適宜（例えば、０〜層間絶縁膜の厚み）で変化し得る。
【００４５】
カラーフィルタ基板１０２には、ブラックマトリクス１０５で仕切られた赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）用のカラー層１０６、１０７、１０８を有するカラーフィルタが設けられる。カラー層１０６、１０７、１０８は、アクリル系樹脂またはゼラチンなどを用いて形成され、上記表示部の画素電極２０２に対応する箇所に設けられる。
【００４６】
上記のような構造によれば、表示領域内において液晶層に電界を印加する画素電極を金属によって形成された信号線等にオーバーラップさせて設けることができるので、信号線とＴＦＴパターンとを除いたすべてを表示開口部とすることができる。その結果、非常に明るい液晶表示素子が得られる。
【００４７】
層間絶縁膜の厚みは、画素電極を層間絶縁膜を介して信号線と重ねた場合、その重なり部分で発生する容量が表示品位に影響しない容量とするように設定される。層間絶縁膜の厚みは、層間絶縁膜材料の誘電率等に依存して変化し得る。例えば、本実施形態においては、使用される感光性アクリル樹脂の誘電率がε＝３．７であるため、層間絶縁膜の厚みは３μｍに設定される。
【００４８】
本実施形態では、感光性アクリル樹脂としてポジ型感光性樹脂を用い、流出防止部の厚みは１．８μｍである。すなわち、シール材下部の層間絶縁膜が、全体の膜厚３μｍに対し１．２μｍだけ除去されている。これは、図４に示すように、ポジ型感光性樹脂における露光エネルギーと樹脂の残膜量との関係を利用したものである。ここで、樹脂の残膜量とは、現像後に残る膜の厚みを意味する。露光部分の樹脂分子の分子結合が光エネルギーにより分解され、結合が分解された分子は現像液で溶解される。その結果、未露光部分（樹脂分子の分子結合が分解されていない部分）のみが膜として残る。実際には、露光エネルギーは、膜表面の樹脂分子から吸収されて膜表面に近い樹脂分子から順に分解するため、露光エネルギーを制御することにより残膜量を制御できる。
【００４９】
実際、本実施形態においては、層間絶縁膜を完全に除去するために必要なエネルギーＥ０と、１．２μｍだけ除去するのに必要なエネルギーＥ１とを求め、露光処理において、膜を完全に除去したい領域（例えば、コンタクトホールや端子部等）についてはＥ０の露光エネルギーで、膜を部分的に除去したい領域（すなわち、シール材下部の流出防止部）についてはＥ１の露光エネルギーで露光処理し、そして現像する。このような操作を行うことにより、両方の領域を同時にパターニングすることができる。
【００５０】
２種類以上の異なる厚みを有する部分を有する流出防止部を形成する場合にも、同様の露光手法が適用され得る。ｎ種類の異なる厚みを有する部分を有する流出防止部を形成する場合には、層間絶縁膜の所定の位置を、累積的にｎ種類の露光量で露光し、現像する。具体的には、以下の手順で露光が行われ得る。ｎ種類の残膜量（厚み）をＤ１＞Ｄ２＞・・・＞  Ｄｎ−１＞  Ｄｎ、その厚みを形成する露光エネルギー（露光量）をＥ１、Ｅ２、・・・、Ｅｎ−１、Ｅｎとすると、まず、露光すべき全領域をＥ１で露光する。次に、厚みＤ２の領域をＥ２−Ｅ１の露光量で、厚みＤ３の領域をＥ３−Ｅ２の露光量で順に露光し、最後に、厚みＤｎの領域をＥｎ−１−Ｅｎの露光量で露光する。その結果、ｎ種類の異なる厚みを有する部分を有する流出防止部が得られる。所定の位置に異なる厚みを有する流出防止部を形成することにより、シール材の流出または噴出が、さらに良好に防止され得る。
【００５１】
カラーフィルター基板については、ＢＭに樹脂材料を使用する。この樹脂材料は、カラーフィルター層と同様にアクリル系樹脂に顔料を分散したものである。樹脂材料を用いる場合には、金属材料を使用する場合のように大規模な装置（例えば、スパッタ装置）は必要ない。すなわち、カラーフィルタ層を形成する際に、所定の位置に黒の樹脂層を設けることによりＢＭとすることができる。従って、樹脂材料を用いると、コスト面で非常に有利である。
【００５２】
しかし、従来の液晶表示素子においてＢＭに樹脂材料を用いる場合には、金属製ＢＭでは０．３μｍの膜厚で遮光が可能であるのに対し、１．５μｍの膜厚が必要となる。これはカラーフィルタ層の膜厚１．５μｍと実質的に同一であるので、従来の液晶表示素子においては、図５に示すように、シール内スペーサ１１３の径ｄ１’と液晶層スペーサ１１６の径ｄ１とが同一となる。このような構造によれば、基板の貼り合わせ時にシール材の流出が顕著である。このため、従来は、図６に示すように、ＢＭに金属材料を用いて、シール内スペーサ１１４の径ｄ２と液晶層スペーサ１１６の径ｄ１とに、カラーフィルタ層と金属製ＢＭとの膜厚差（１．２μｍ）に相当する径の差を設けていた。そのため、大規模な装置（例えば、スパッタ装置）が必要とされ、コスト削減とシール材による表示不良の防止とは両立できなかった。
【００５３】
本発明によれば、流出防止部を形成することにより、樹脂製ＢＭを用いてカラーフィルタ層とＢＭとを平坦にしても、シール材の低粘度樹脂成分が分離し流動することを防止することができる。
【００５４】
本実施形態の液晶表示素子の効果を確認するための実験を実際に行った。以下、詳細を説明する。４６５×３６０×１．１ｍｍのガラス基板（コーニング社製、７０５９）に、図７に示す表示対角１０．４インチサイズの液晶表示素子を４つ設けた。シール材に熱硬化性樹脂（三井東圧社製、ＸＮ−２１Ｓ）を使用し、液晶層スペーサの径（すなわち、液晶層のセルギャップ）を４．５μｍに設定した。このときの、（１）シール材下部の層間絶縁膜の膜厚の削減量（層間絶縁膜の厚みと削減量との差が流出防止部の厚みとなる）、（２）プレス荷重、（３）シール材の硬化温度（１７０℃）までの加熱速度をそれぞれ変化させて、シール材の樹脂成分の分離現象を観察した。結果を表１に示す。
【００５５】
【表１】
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【００５６】
表１から理解されるように、シール材下部の層間絶縁膜の膜厚の削減量を１μｍ以上とすることにより、プレス荷重および加熱速度のいずれにも関係なく、良好な結果が得られた。
【００５７】
シール材下部の層間絶縁膜の膜厚の削減量に対する、シール材近傍（シールから表示領域側へ５ｍｍ入った場所で測定）のセルギャップのばらつきを測定した。結果を表２に示す。
【００５８】
【表２】
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【００５９】
表２から理解されるように、削減量を大きくするとセルギャップのばらつきが大きくなる。これは、通常の製膜プロセス（例えば、スピンコート、スパッタ、印刷）では膜厚の絶対値に対して一定のばらつき（通常、±１０％）が発生するためである。この場合は、削減量のばらつきに対応してセルギャップのばらつきが生じるので、削減量が大きくなるとセルギャップのばらつきも大きくなる。最終的には、セルギャップのばらつきは膜厚のばらつきに対応したものとなる。すなわち、シール材下部の層間絶縁膜を完全に除去してしまうと、セルギャップのばらつきが大きくなってしまう。
【００６０】
表１および表２から理解されるように、セルギャップのばらつきを小さくし、かつシール材の樹脂成分の分離現象を防止するには、本実施形態による、流出防止部が設けられた層間絶縁膜を有する液晶表示素子およびその製造プロセスが有効であることがわかる。
【００６１】
本発明が適用される層間絶縁膜は一層構造のものに限られず、二層またはそれ以上の多層構造を有していてもよい。さらに、流出防止部は層間絶縁膜以外にも設けることができる。例えば、アクティブマトリクス基板の表示領域とシール材との間に段差を設けて流出防止部とすることにより、同様の効果が得られる。
【００６２】
（実施形態２）
図８および図９を参照して、本発明の別の実施形態について説明する。液晶表示素子の概略の構造は実施形態１と同様であるので、実施形態１と同様の機能を有する構成要素については説明を省略し、本実施形態に特徴的な部分についてのみ説明する。
【００６３】
本実施形態においては、流出防止部１０９は、凹部１１１を有する（すなわち、２種類以上の異なる厚みを有する）。凹部１１１は、例えば、１つの直線に対して両側に交互に配される。直線に対して両側に配された隣接する凹部は、互いに少なくとも接するか、互いに少なくとも重なっている。直線に対して同じ側に配された凹部は、平坦部によって互いに分離されている。凹部１１１は、例えば、図９に示すような市松状のパターンで設けられる。流出防止部の凹部のピッチ（同じ側に配された矩形の間隔）は、例えば、画素ピッチに対応する。本実施形態においては、画素電極のコンタクトホールや端子部等と同様に層間絶縁膜が完全に除去されて凹部が設けられるが、凹部の深さは適宜調節され得る。基板の法線方向から見た凹部の形状は、例えば、矩形、正方形、多角形（例えば、台形、五角形、六角形）であり得る。
【００６４】
凹部１１１は、シール材１０３の幅（本実施形態においては、シール材の幅は１０００〜１２００μｍである）の中心より液晶層１１０側に設けられる。図１０（ａ）に示すように、カラーフィルタ基板１０２上に塗布された時点でのシール材１０３の幅は３００μｍであり、塗布時点では凹部１１１にシール材１０３が重ならないように設計される。次いで、図１０（ｂ）に示すように、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、所定のセルギャップになるまで荷重を付与してプレスする。プレスにより、シール材１０３は扁平に変形する。このとき、シール材は、凹部１１１の気泡を押し出しながら所定のシール幅にまで扁平に変形する。その結果、シール材に凹部の気泡が取り残されるのが防止される。図１０（ｃ）に示すように、シール材の硬化が完了して基板の貼り合わせが完了する。
【００６５】
本実施形態の液晶表示素子の効果を確認するための実験を実際に行った。以下、詳細を説明する。４６５×３６０×１．１ｍｍのガラス基板（コーニング社製、７０５９）に、図７に示す表示対角１０．４インチサイズの液晶表示素子を４つ設けた。シール材に熱硬化性樹脂（三井東圧社製、ＸＮ−２１Ｓ）を使用した。（１）シール材下部の層間絶縁膜の膜厚の削減量（層間絶縁膜の厚みと削減量との差が流出防止部の厚みとなる）、（２）液晶層スペーサの径（すなわち、液晶層のセルギャップ）をそれぞれ変化させて、シール材の樹脂成分の分離現象を観察した。結果を表３に示す。基板の貼り合わせ条件は、プレス荷重１２００ｋｇｆ、硬化温度（１７０℃）までの加熱速度１０℃／分であった。
【００６６】
【表３】
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【００６７】
表３から理解されるように、（１）シール領域の層間絶縁膜の膜厚の削減量が１μｍで、（２）表示領域（液晶層）のスペーサ径が２μｍまでは、シール材の樹脂成分の分離現象は認められなかった。
【００６８】
本実施形態では、図１１に示すように、信号線の断線検査用の検査パッドのコンタクトホールをシール材の下に設けて、流出防止部と兼用する場合がある。この場合には、基板の４辺でのセルギャップを均一化するために、シール材が設けられている層間絶縁膜の部分と凹部との面積の比率が、基板の４辺で出来るだけ均等となることが好ましい。そのため、検査パッドが設けられていない辺についても、検査パッド形状の凹部が設けられ得る。
【００６９】
本実施形態ではシール材の液晶層側に凹部を設けているが、流出防止部は、シール材の外側に設けることもできる。この場合も、同様に、シール材の樹脂成分の流出を防ぐことができる。なお、シール材の外側は、図８に示すように、カラーフィルタ基板とブラックマトリクスとの段差によってセルギャップが大きくなる。従って、通常、シール材の樹脂成分は、シール材内側の表示部に流出することはなく、シール材による表示不良が起こることはない。
【００７０】
（実施形態３）
図１２、図１８および図１９を参照して、本発明のさらに別の実施形態の液晶表示素子の構造および製造方法について説明する。
【００７１】
本実施形態の液晶表示素子は、アクティブマトリクス基板６と、周縁部に配されたシール材２を介して該アクティブマトリクス基板に貼り合わせられ対向基板（カラーフィルタ基板）１と、基板間に配された液晶層とを有する。
【００７２】
アクティブマトリクス基板６は、透明絶縁性基板８上に、ゲート電極９、ゲート絶縁膜１０、半導体層１１、ソースおよびドレイン電極となるｎ＋−Ｓｉ層１２、ソース信号線となる金属層１３、層間絶縁膜７、および画素電極となる透明導電層（例えば、ＩＴＯ膜）３をこの順に有する。画素電極は、層間絶縁膜７を貫くコンタクトホール１４を介してＴＦＴのドレイン電極に接続されている金属層１３と電気的に接続される。図１２に示すように、本実施形態においては、シール材下部の領域の層間絶縁膜７に、流出防止部４が設けられている。流出防止部は、層間絶縁膜７の膜厚の薄い部分である。本実施形態では、層間絶縁膜の厚みは３μｍであり、流出防止部の厚みは１．０μｍである。さらに、流出防止部４とシール材２との間には、透明導電層３が設けられている。流出防止部４とシール材２との間に透明導電層３を設けることにより、例えば、透明導電層３のエッチング時における層間絶縁膜の膜浮きが防止される。
【００７３】
このようなアクティブマトリクス基板は、例えば、以下の手順により作製される。例えば、透明絶縁性基板８上に、ゲート電極９、ゲート絶縁膜１０、半導体層１１、ソースおよびドレイン電極となるｎ＋−Ｓｉ層１２をこの順に、任意の適切な方法で形成する。さらに、金属層１３を、スパッタ法により任意の適切な金属を堆積し、そしてパターニングすることにより形成する。次いで、層間絶縁膜７を、感光性樹脂（例えば、感光性アクリル樹脂）をスピン塗布法により所定の厚み（例えば、３μｍ）で塗布し、所定のパターンで露光および現像することによりコンタクトホール１４と共に形成する。本実施形態においては、層間絶縁膜およびコンタクトホールの形成と同時に、流出防止部が形成される。流出防止部は、層間絶縁膜を所定の露光時間で露光し、そして現像することにより形成される。例えば、層間絶縁膜が感光性アクリル樹脂からなる場合には、図４に示すＥ０の露光エネルギーで露光しそして現像することにより層間絶縁膜が完全に除去されてコンタクトホールが形成され、図４に示すＥＡの露光エネルギーで露光しそして現像することにより層間絶縁膜が所定の厚み（ここでは、２μｍ）だけ除去されて流出防止部が形成される（すなわち、厚み１μｍを有する流出防止部が形成される）。現像は、任意の適切な現像液（例えば、アルカリ性水溶液）および任意の適切な条件を用いて行われる。さらに、画素電極となる透明導電層３をスパッタ法により形成し、そしてパターニングする。この画素電極は、層間絶縁膜７を貫くコンタクトホール１４を介してＴＦＴのドレイン電極と電気的に接続される。本実施形態においては、図１２に示すように、流出防止部４とシール材２との間に透明導電層（ＩＴＯ膜）３が配されるようにして、パターニングを行う。流出防止部４とシール材２との間に透明導電層３を設けることにより、例えば、透明導電層のエッチング時における層間絶縁膜の膜浮きが防止される。
【００７４】
さらに好ましい実施形態によれば、流出防止部４とシール材２との間の透明導電層３は、図１３に示すように、流出防止部４全体を覆うようにして設けられる。このような構造によれば、ＩＴＯ膜３のパターニング時に、層間絶縁膜４がエッチャント等に触れることがない。その結果、上記の膜浮き防止効果がさらに改善される。なお、図１２および図１３は、シール材に直交する方向の断面図である。
【００７５】
流出防止部４の下部に配線５が設けられている場合には、図１４に示すように、この配線５の上だけＩＴＯ膜３を設けないようにすることが好ましい。これは、ＩＴＯ膜３を介して配線５がカップリング容量を有することを防ぐためである。ＩＴＯ膜３を介して配線５がカップリング容量を有することを防ぐために、図１５に示すように、配線５と配線５’との間に相当する部分のＩＴＯ膜３にスリット状のパターンを形成してもよい。
【００７６】
流出防止部４の上にＩＴＯ膜３を設けることで膜浮きや膜はがれが防止されるが、さらに信頼性の高い液晶表示素子を得るために、ＩＴＯ膜が設けられていない部分の膜浮きや膜はがれを防止することが好ましい。そのために、膜剥がれ防止部４ａを設けることが好ましい。膜剥がれ防止部４ａは、例えば、図１６に示すように、配線５と配線５’との間に相当する部分の流出防止部４に設けられた凸部であり得る。流出防止部４は層間絶縁膜の膜厚を薄くすることにより形成されるので、流出防止部を形成する際に層間絶縁膜の所定の位置の膜厚を初期の厚みで維持することにより、凸部４ａが形成される。具体的には、流出防止部形成時に、配線５と配線５’との間に相当する部分を露光しないようにする。その結果、非露光部分は初期の厚みを維持し、露光部分は所定の厚みの流出防止部となるので、凸部４ａが形成される。凸部４ａは露光されていないので、樹脂の架橋構造が崩れておらず、薬品などに対して比較的安定である。こうして形成された流出防止部の上にＩＴＯ膜３を成膜する。そして、通常のフォトリソグラフィーによりパターニングする。その際、流出防止部４の凸部４ａの部分で、ＩＴＯ膜３をエッチングにより取り除くようにする。このようにして、さらに信頼性の高いアクティブマトリクス基板（結果的に、液晶表示素子）が得られる。
【００７７】
あるいは、膜剥がれ防止部４ａは、例えば、図１７に示すように、配線５と配線５’との間に相当する部分の流出防止部４に設けられた凹部であり得る。凹部４ａは、配線５と配線５’との間に相当する部分の層間絶縁膜を取り除くことにより形成される。具体的には、層間絶縁膜のコンタクトホール１４の形成時に、膜剥がれ防止部を形成する部分も３０００ｍｓｅｃ露光し、次いで、流出防止部が形成される部分全体を１８００ｍｓｅｃ露光して、流出防止部４と凹部４ａとを形成する。こうして形成された流出防止部の上にＩＴＯ膜３を成膜する。そして、通常のフォトリソグラフィーによりパターニングする。その際、流出防止部４の凹部４ａの部分で、ＩＴＯ膜３をエッチングにより取り除くようにする。このようにして、さらに信頼性の高いアクティブマトリクス基板（結果的に、液晶表示素子）が得られる。なお、図１４〜図１７は、シール材に平行な方向の断面図である。
【００７８】
このようにして作製されたアクティブマトリクス基板６の有効表示部分にポリイミドなどからなる配向膜を設け、ラビングやＵＶ照射等の処理により、配向機能を付与する。対向基板１にも、ＩＴＯなどで透明な対向共通電極を設けた後、有効表示部分に同様の処理を施す。パネルの周縁部には、パネルを囲むように印刷方式などによりシール材２を塗布する。シール材の一部には、液晶注入口を設ける。さらに、アクティブマトリクス基板上の対向電極用信号入力端子の上に導電性物質を付着させた後、液晶層のセルギャップを一定にするためのスペーサを散布し、対向基板１との位置を合わせた後に貼り合わせ、熱を加えてシール材２を硬化させる。その後、液晶注入口から液晶を注入し、封止材により液晶注入口をふさぎ、液晶表示素子のガラス部分が完成する。図１３は、このようにして作製された液晶表示素子のシール材近傍のシール材２に沿った断面図である。図１３に示されるように、シール材２に加わる圧力を緩和すべく、ガラス基板間の間隙が広い部分（すなわち、流出防止部）が形成されており、これによってシール材２の噴出が防止される。
【００７９】
【発明の効果】
本発明によれば、配線と画素電極との間に設けられる層間絶縁膜が、シール材が配された領域を含む領域にも設けられている。さらに、好適な実施態様においては、シール材下部の層間絶縁膜には、流出防止部が設けられている。そのため、シール材部分のセルギャップを液晶層のセルギャップよりも大きくなる構造をアクティブマトリクスで実現することができ、基板貼り合わせ時にシール材が圧縮されることに起因するシール材の樹脂成分の流出および噴出を防止することができる。層間絶縁膜に感光性樹脂を用いることにより、コンタクトホールの形成と同時に流出防止部を形成することができるので、既存の製造ラインへの導入が容易である。その結果、製造工程を増加させることなく、シール材の樹脂成分の流出および噴出による表示不良を防止することができる。従って、製造工程のプロセスマージンが改善され、良品率を向上させることができる。
【００８０】
その結果、本発明によれば、製造効率を減少させることなく、シール材による表示不良のない、シール性および信頼性に優れた液晶表示素子を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好ましい実施形態の液晶表示素子のシール材近傍を示す概略断面図である。
【図２】図１の液晶表示素子に用いられるＴＦＴ基板の概略断面図である。
【図３】図２のＴＦＴ基板の概略平面図である。
【図４】ポジ型感光性樹脂における露光エネルギーと樹脂の残膜量との関係を示すグラフである。
【図５】比較のための従来の液晶表示素子の概略断面図である。
【図６】比較のための従来の液晶表示素子の概略断面図である。
【図７】本発明の効果を示す試験に用いた液晶表示素子の表示画面サイズを説明するための概略図であり、１０．４”サイズの表示画面を示す。
【図８】本発明の別の実施形態の液晶表示素子のシール材近傍を示す概略断面図である。
【図９】図８の液晶表示素子の概略平面図である。
【図１０】本発明の好ましい実施形態による液晶表示素子の製造プロセスを示す概略断面図である。
【図１１】本発明の好ましい実施形態において、信号線の断線検査パッドのコンタクトホールを流出防止部に兼用する場合を説明するための概略平面図である。
【図１２】本発明のさらに別の実施形態の液晶表示素子のシール材近傍を示す、シール材に直交する方向の概略断面図である。
【図１３】本発明のさらに別の実施形態の液晶表示素子のシール材近傍を示す、シール材に直交する方向の概略断面図である。
【図１４】本発明のさらに別の実施形態の液晶表示素子のシール材近傍を示す、シール材に平行な方向の概略断面図である。
【図１５】本発明のさらに別の実施形態の液晶表示素子のシール材近傍を示す、シール材に平行な方向の概略断面図である。
【図１６】本発明のさらに別の実施形態の液晶表示素子のシール材近傍を示す、シール材に平行な方向の概略断面図である。
【図１７】本発明のさらに別の実施形態の液晶表示素子のシール材近傍を示す、シール材に平行な方向の概略断面図である。
【図１８】従来のアクティブマトリクス基板の概略平面図である。
【図１９】図１８のアクティブマトリクス基板のＡ−Ａ’線による概略断面図である。
【図２０】従来のアクティブマトリクス基板の概略平面図である。
【図２１】図２０のアクティブマトリクス基板のＢ−Ｂ’線による概略断面図である。
【符号の説明】
１  対向基板（カラーフィルタ基板）
２  シール材
３  透明導電膜
４  流出防止部
４ａ  膜剥がれ防止部
５、５’  配線
６  アクティブマトリクス基板
７  層間絶縁膜
１４  コンタクトホール
１０１  アクティブマトリクス基板
１０２  カラーフィルタ基板
１０３  シール材
１０４  層間絶縁膜
１０５  樹脂製ブラックマトリクス
１０６、１０７、１０８  カラーフィルタ層
１０９  流出防止部
１１１  凹部
１１２、１１３、１１４、１１５、３０２  シール内スペーサ
１１６、３０３  液晶層スペーサ
２０２  画素電極
２０３、２０４  配線（ゲート信号線およびソース信号線）
２０７  コンタクトホール
【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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【図２１】
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