(57)【要約】【課題】信頼性の低下を招くことなく表示品位の良好な液晶表示装置及びその製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】  配線部２５と、配線部２５に接続された画素電極２３と、を有するアレイ基板２０と、画素電極２３に対向するように配置された対向電極３４を有する対向基板３０と、アレイ基板２０と対向基板３０との間に保持された液晶層４０と、を備え他液晶表示装置であって、対向基板３０は、配線部２５と対向する対向電極３４上に配置された絶縁層３６を備えたことを特徴とする。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
配線部及びこの配線部に接続された画素電極を有する第１基板と、
前記画素電極に対向するように配置された対向電極を有する第２基板と、
前記第１基板と前記第２基板との間に保持された液晶層と、を備え、
前記第２基板は、前記配線部と対向する前記対向電極上に配置された絶縁層を備えたことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記第２基板は、前記第１基板との間に前記液晶層を保持するためのセルギャップを形成する柱状スペーサを備え、
前記絶縁層及び前記柱状スペーサは、同一材料によって形成されたことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記絶縁層の膜厚は、２μｍ以上を有することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
配線部及びこの配線部に接続された画素電極を有する第１基板を用意する工程と、
前記画素電極に対向するように配置された対向電極を有する第２基板を用意する工程と、
前記第１基板と前記第２基板との間に液晶層を形成する工程と、を備え、
前記第２基板を用意する工程は、前記対向電極を形成した後に、前記配線部と対向する前記対向電極上に絶縁層を形成する工程を含むことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【請求項５】
前記絶縁層を形成する工程では、前記第１基板との間に前記液晶層を保持するためのセルギャップを形成する柱状スペーサを同時に形成することを特徴とする請求項４に記載の液晶表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、液晶表示装置及びその製造方法に係り、特に、製造過程で一対の基板間に異物が混入したとしても表示不良の発生を抑制するための構造を備えた液晶表示装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、アレイ基板と対向基板との間に液晶層を保持して構成されている。近年、液晶分子の応答速度を向上するなどの目的で、これら一対の基板間に形成されるセルギャップが３μｍ以下の液晶表示装置が開発されている。このようなセルギャップの小さな液晶表示装置においては、製造過程において異物が混入した場合、表示不良を招くおそれがある。
【０００３】
すなわち、アレイ基板及び対向基板を製造する過程において、基板表面に異物が付着する場合がある。比較的大きなサイズの異物であれば判別が可能であり、一対の基板を貼り合せる前に除去可能である。しかしながら、比較的小さなサイズ、例えば２μｍ未満の異物は判別が困難であり、異物が付着した状態で一対の基板が貼り合せられる場合がある。このとき、３μｍ程度の小さなセルギャップを有する液晶表示装置においては、外部から僅かな応力が加わるなどの原因で基板が撓むと、一方の基板に付着した異物が他方の基板に接触するおそれがある。
【０００４】
異物が基板表面に付着した状態でその表面に導電膜として例えば対向電極が形成されると、例え絶縁性の異物であっても導電性を有する突起が形成されてしまう。このような導電性突起を備えた基板を他の基板と対向配置して貼り合せた場合、基板の撓みが生じた際に、一方の基板の対向電極と他方の基板の配線部とが突起を介してショートするおそれがあり、表示不良を招く原因となる。
【０００５】
一方で、基板表面に付着した異物により基板間のセルギャップが不均一となる課題に着目し、貼り合せる前の基板の表面全体を加圧機で加圧することにより、基板表面に付着している異物を圧漬する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平６−３３７３８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
導電性を有する突起を備えた基板に対して、上述したような加圧機で加圧する技術を適用したとしても、基板表面に圧漬された突起の一部が導電体として残る。このため、小さなセルギャップを有する液晶表示装置においては、上述した技術により導電性を有する突起を介した一対の基板間のショートといった課題を回避することは困難である。したがって、表示装置としての信頼性の低下を招くおそれがある。
【０００７】
この発明は、上述した問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、信頼性の低下を招くことなく表示品位の良好な液晶表示装置及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明の第１の様態による液晶表示装置は、
配線部及びこの配線部に接続された画素電極を有する第１基板と、
前記画素電極に対向するように配置された対向電極を有する第２基板と、
前記第１基板と前記第２基板との間に保持された液晶層と、を備え、
前記第２基板は、前記配線部と対向する前記対向電極上に配置された絶縁層を備えたことを特徴とする。
【０００９】
この発明の第２の様態による液晶表示装置の製造方法は、
配線部及びこの配線部に接続された画素電極を有する第１基板を用意する工程と、
前記画素電極に対向するように配置された対向電極を有する第２基板を用意する工程と、
前記第１基板と前記第２基板との間に液晶層を形成する工程と、を備え、
前記第２基板を用意する工程は、前記対向電極を形成した後に、前記配線部と対向する前記対向電極上に絶縁層を形成する工程を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
この発明によれば、信頼性の低下を招くことなく表示品位の良好な液晶表示装置及びその製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、この発明の一実施の形態に係る液晶表示装置及びその製造方法について図面を参照して説明する。
【００１２】
図１及び図２に示すように、液晶表示装置１は、略矩形平板状の液晶表示パネル１０を備えている。この液晶表示パネル１０は、一対の基板すなわちアレイ基板（第１基板）２０と、対向基板（第２基板）３０と、アレイ基板２０と対向基板３０との間に保持された液晶層４０と、を備えて構成されている。この液晶表示パネル１０は、画像を表示する有効表示部１１を有している。この有効表示部１１は、マトリクス状に配置された複数の表示画素ＰＸによって構成されている。
【００１３】
アレイ基板２０は、ガラスなどの絶縁基板２１を用いて形成されている。すなわち、このアレイ基板２０は、有効表示部１１において、絶縁基板２１の一方の主面（表面）上に、スイッチ素子２２、画素電極２３、配向膜２４などを備えている。
【００１４】
スイッチ素子２２は、信号線Ｘと走査線Ｙとの交差部近傍において表示画素ＰＸ毎に配置された薄膜トランジスタなどで構成されている。画素電極２３は、各表示画素ＰＸのスイッチ素子２２にそれぞれ接続された導電性部材によって形成されている。配向膜２４は、有効表示部１１の全面を覆うように配置され、液晶層４０に含まれる液晶分子を所定方向に配向する機能を有している。信号線Ｘ、走査線Ｙ、及び、スイッチ素子２２は、配線部２５を構成している。この配線部２５は、有効表示部１１において、格子状に配置されている。
【００１５】
対向基板３０は、ガラスなどの光透過性の絶縁基板３１を用いて形成されている。すなわち、この対向基板３０は、有効表示部１１において、絶縁基板３１の一方の主面（表面）上に、遮光層３２、カラーフィルタ層３３、対向電極３４、配向膜３５などを備えている。
【００１６】
遮光層３２は、アレイ基板２０の配線部２５と対向するように格子状に配置され、遮光性を有する樹脂や金属などによって形成されている。カラーフィルタ層３３は、例えば、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）にそれぞれ着色されたネガタイプのカラーレジストによって形成されており、それぞれ赤色、緑色、及び青色の各色成分の光を透過する。各色のカラーフィルタ層３３は、対応する色の表示画素ＰＸ毎に割り当てられている。対向電極３４は、全画素電極２３に対向して配置され、光透過性を有する導電性部材によって形成されている。配向膜３５は、有効表示部１１の全面を覆うように配置され、液晶層４０に含まれる液晶分子を所定方向に配向する機能を有している。
【００１７】
また、対向基板３０は、アレイ基板２０の配線部２５と対向するように対向電極３４上に配置された絶縁層３６を備えている。
【００１８】
すなわち、対向基板３０の表面、特に、アレイ基板２０と貼り合せた際に配線部２５と対向する位置に異物Ｂが付着したことによる導電性を有する突起Ｐが形成された場合、外部から応力が加わるなどで基板が撓む（局所的にセルギャップが著しく縮む）と、配線部２５と対向電極３４とがショートするおそれがある。アレイ基板２０及び対向基板３０の表面は、それぞれ配向膜２４及び３５によって覆われているが、これらの膜厚は数十ｎｍであり、絶縁性を確保するのに十分な膜厚を有しているとは言い難い。
【００１９】
そこで、図２及び図３に示すように、絶縁層３６は、有効表示部１１において、配線部２５のパターンに対応して格子状に配置されている。このため、対向基板３０の表面に導電性を有する突起Ｐが形成されたとしても、この突起Ｐは、絶縁層３６によって覆われている。したがって、アレイ基板２０と、突起Ｐを有する対向基板３０とを比較的小さなセルギャップを確保した状態で貼り合せた液晶表示パネルにおいて、基板が撓んだ（局所的にセルギャップが著しく縮んだ）としても、配線部２５と対向電極３４との間にμｍオーダの膜厚を有する絶縁層３６が介在しているため、突起Ｐを介した配線部２５と対向電極３４とのショートを防止することができる。
【００２０】
さらに、対向基板３０は、アレイ基板２０との間に液晶層４０を保持するためのセルギャップを形成する柱状スペーサ３７を備えている。この柱状スペーサ３７は、絶縁層３６と同一材料によって形成されている。つまり、これら絶縁層３６及び柱状スペーサ３７は、一体構造であり、同一工程にて形成可能である。したがって、有効表示部１１に絶縁層３６を追加するにあたり、別途製造工程を増やす必要がない。
【００２１】
なお、柱状スペーサ３７の高さは、アレイ基板２０と対向基板３０との間に形成すべきセルギャップによって決定されるが、絶縁層３６の高さ（膜厚）は、必ずしもセルギャップと同等にする必要はなく、突起Ｐの高さより高くなるように設定されればよい。すなわち、導電性を有する突起Ｐは、判別が困難な小さなサイズ例えば２μｍ未満のサイズの異物が付着した状態で対向電極３４が形成されたことによって形成される。このため、絶縁層３６は、異物のサイズより大きい膜厚、すなわち２μｍ以上の膜厚を有することが望ましい。このような膜厚を有する絶縁層３６によれば、２μｍ未満の高さを有した突起Ｐを完全に覆うことができるため、３μｍ程度の小さなセルギャップの液晶表示パネルであっても突起Ｐを介したショートを抑制することが可能となる。
【００２２】
次に、上述した液晶表示パネル１０の製造方法について説明する。
【００２３】
まず、アレイ基板２０を用意する。すなわち、絶縁基板２１上において、金属膜及び絶縁膜の成膜とエッチングとを繰り返し行うことにより、走査線Ｙや信号線Ｘの他に、各表示画素ＰＸに対応したスイッチ素子２２などの格子状の配線部２５を形成する。そして、絶縁基板２１の表面にスパッタ法などにより金属膜を成膜した後、この金属膜を表示画素ＰＸに対応した所望形状にパターニングすることにより、スイッチ素子２２と電気的に接続された画素電極２３を形成する。そして、配向膜材料を成膜した後に、必要に応じて所定の方向にラビング処理を行うことにより、配向膜２４を形成する。
【００２４】
一方で、対向基板３０を用意する。すなわち、絶縁基板３１上において、遮光性を有する部材を成膜した後に配線部２５に対応するよう所望形状にパターニングすることにより格子状の遮光層３２を形成する。そして、絶縁基板３１の全面にスピンナーなどによりカラーレジストを成膜した後に、表示画素ＰＸに対応した形状にパターニングすることにより、カラーフィルタ層３３を形成する。そして、カラーフィルタ層３３の表面にスパッタ法などにより光透過性を有する金属膜を成膜した後に所望形状にパターニングすることにより、対向電極３４を形成する。
【００２５】
この対向基板３０を用意する工程では、対向電極３４を形成した後に、アレイ基板２０の配線部２５と対向する対向電極３４上に絶縁層３６を形成する。このとき、絶縁層３６とともに柱状スペーサ３７も同時に形成する。すなわち、まず、感光性樹脂レジストを、スピンナーなどにより、対向電極３４の表面に塗布する。その後に、この感光性樹脂レジストを絶縁層３６及び柱状スペーサ３７に対応したパターンを有するフォトマスクを介して所定波長の光源を用いて所定の露光量で露光する。そして、露光された感光性樹脂レジストを所定の現像条件で現像した後、乾燥する。これにより、格子状の絶縁層３６とともに所定高さを有する柱状スペーサ３７を形成する。
【００２６】
そして、配向膜材料を成膜した後に、必要に応じて所定の方向にラビング処理を行うことにより、配向膜３５を形成する。
【００２７】
続いて、アレイ基板２０の配線部２５と対向基板３０の絶縁層３６とが互いに対向するように位置合わせする。そして、これらアレイ基板２０と対向基板３０とを貼り合せる。このとき、これらアレイ基板２０と対向基板３０との間には、柱状スペーサ３７によって規定されたセルギャップが形成される。
【００２８】
続いて、アレイ基板２０と対向基板３０との間に液晶層４０を形成する。すなわち、アレイ基板２０と対向基板３０との間のセルギャップに液晶組成物を封入することにより、一対の配向膜２４及び３５によって配向制御された液晶分子を含む液晶層４０を形成する。
【００２９】
さらに、必要に応じて、アレイ基板２０の外面すなわち絶縁基板２１の他方の主面（裏面）上、及び、対向基板３０の外面すなわち絶縁基板３１の他方の主面（裏面）上に、液晶層４０の特性に合わせて偏光方向を設定した偏光板を配置する。
【００３０】
以上の製造方法により製造した液晶表示パネル１０を用いて画像を表示したところ、外部から応力を加えても配線部と対向電極との間のショートが発生せず、画素欠陥などの表示不良のない良好な表示品位を実現することができた。
【００３１】
以上説明したように、この実施の形態によれば、一対の基板間に３μｍ程度の小さなセルギャップを有するような液晶表示装置において、微小な導電性を有する突起が一方の基板に形成された場合であっても、この突起は対向基板上の絶縁層によって覆われる。このため、突起を介した一対の基板間のショートを抑制することが可能となる。したがって、信頼性の低下を招くことなく、画素欠陥などの表示不良のない表示品位の良好な液晶表示装置を提供することができる。
【００３２】
また、液晶表示装置の製造過程において、２μｍ未満の微小な異物が混入したとしても、この異物に起因した表示不良の発生を抑制することができ、製造歩留まりを改善することが可能となる。
【００３３】
さらに、突起を覆う絶縁層は、一対の基板間に所定のセルギャップを形成するための柱状スペーサと同時に形成可能である。このため、製造工程数が増加せず、しかも、材料の使用量も増加しないため、製造コストの増加を招くことはない。
【００３４】
またさらに、有効表示部内に絶縁層を配置したことにより、液晶組成物を封入する空間の体積が減少し、液晶組成物の使用量を低減できる。このため、液晶組成物を封入するための時間が短縮できるとともに、コストを低減することができる。
【００３５】
なお、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、その実施の段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】図１は、この発明の一実施の形態に係る液晶表示パネルの構造を概略的に示す斜視図である。
【図２】図２は、図１に示した液晶表示パネルの構造を概略的に示す断面図である。
【図３】図３は、図１に示した液晶表示パネルを構成する対向基板の構造を概略的に示す平面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１…液晶表示装置、１０…液晶表示パネル、２０…アレイ基板、２３…画素電極、２５…配線部、２４…配向膜、３０…対向基板、３４…対向電極、３５…配向膜、３６…絶縁層、３７…柱状スペーサ、４０…液晶層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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