(57)【要約】      （修正有）【課題】アレイ基板上に着色層を有するＣＯＡ型液晶表示装置において、着色層上に形成するＩＴＯ画素電極のエッチングに際して、発生し易いＩＴＯのエッチング残渣を抑制する。【解決手段】着色層２４を有する表示領域２５の周縁領域に着色層２４の延長上に遮光層２７を形成し、着色層２４及び遮光層２７を覆う保護膜２８を形成する。このとき、遮光層２７の周縁端部を覆う保護膜２８の断面形状は、遮光層の端部から延在し、さらに周縁部に向かうテーパ形状とする。これにより、保護膜２８上に形成する画素電極３０は保護膜２８の急峻性に起因するレジストのエッチング残渣及びＩＴＯのエッチング残渣の発生を抑制することとなる。【選択図】図４
2011221319.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一基板と、
前記第一基板上に形成された複数の着色層と、
前記複数の着色層を覆う保護膜と、
前記保護膜上に形成され、表示領域を構成する画素電極と、
前記表示領域の周縁に形成された遮光層と、
前記第一基板に対向して配置された第二基板と、
前記第一基板と前記第二基板に挟持された液晶層と、を備える液晶表示装置であって、
前記保護膜は前記遮光層を覆い、かつ、前記遮光層の端部から延在したテーパー部を有することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記テーパー部は少なくとも１つの屈曲部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３】
前記テーパー部は前記遮光層の端部から５μm〜１０μm延在し形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
第一基板と、
前記第一基板上に形成された複数の着色層と、
前記複数の着色層を覆う保護膜と、
前記保護膜上に形成され、表示領域を構成する画素電極と、
前記表示領域の周縁に形成された遮光層と、
前記第一基板に対向して配置された第二基板と、
前記第一基板と前記第二基板に挟持された液晶層と、を備える液晶表示装置であって、
前記保護膜は前記遮光層の端部を覆うよう形成されていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項５】
第一基板と、
前記第一基板上に形成された複数の着色層と、
前記複数の着色層上に形成された保護膜と、
前記保護膜上に形成され、表示領域を構成する画素電極と、
前記表示領域の周縁に形成された遮光層と、
前記第一基板に対向して配置された第二基板と、
前記第一基板と前記第二基板に挟持された液晶層と、を備える液晶表示装置であって、
前記保護膜は前記遮光層の端部から離間して形成されていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項６】
前記保護膜は前記遮光層の端部から５μm〜１０μm離間していることを特徴とする請求項５に記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示領域周縁に遮光層を有するＣＯＡ型の液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、光抜け防止等の観点から、アレイ基板上に着色層を形成する、ＣＯＡ型液晶表示装置の製造技術が注目を浴びているが、かかる構造の場合、表示領域周縁に遮光を形成する必要がある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２４１２１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、ＣＯＡ構造において一般的に用いられる着色層上に保護膜を形成し、遮光層端とその保護膜端が面一となる構造の場合、遮光層端部に画素電極形成用レジストが残存する可能性がある。
【０００５】
当該レジストが残存した場合、その後のＩＴＯのエッチングの際に、レジストの下部にあるＩＴＯが除去されきらず、基板上にＩＴＯが残り、近傍に形成される引き出し電極との間でショートが発生する問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、第一基板と、前記第一基板上に形成された複数の着色層と、前記複数の着色層を覆う保護膜と、前記保護膜上に形成され、表示領域を構成する画素電極と、前記表示領域の周縁に形成された遮光層と、前記第一基板に対向して配置された第二基板と、前記第一基板と前記第二基板に挟持された液晶層と、を備える液晶表示装置であって、前記保護膜は前記遮光層を覆い、かつ、前記遮光層の端部から延在したテーパー部を有することを特徴とする液晶表示装置を提供することで上記課題を解決する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は、レジスト残りによるＩＴＯ残渣の発生を抑えたＣＯＡ型構造の液晶表示装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明による実施の形態の液晶表示装置を示す斜視図である。
【図２】本発明による実施の形態の液晶表示装置を示す拡大平面図である。
【図３】図１のＡ‐Ａ線近傍の拡大平面図である。
【図４】図１のＡ‐Ａ線に沿い切断した拡大断面図である。
【図５（ａ）】本発明による実施の形態の液晶表示装置の第一の製造プロセスを示す説明図である。
【図５（ｂ）】本発明による実施の形態の液晶表示装置の第二の製造プロセスを示す説明図である。
【図５（ｃ）】本発明による実施の形態の液晶表示装置の第三の製造プロセスを示す説明図である。
【図５（ｄ）】本発明による実施の形態の液晶表示装置の第四の製造プロセスを示す説明図である。
【図５（ｅ）】本発明による実施の形態の液晶表示装置の第五の製造プロセスを示す説明図である。
【図５（ｆ）】本発明による実施の形態の液晶表示装置の第六の製造プロセスを示す説明図である。
【図５（ｇ）】本発明による実施の形態の液晶表示装置の第七の製造プロセスを示す説明図である。
【図５（ｈ）】本発明による実施の形態の液晶表示装置の第八の製造プロセスを示す説明図である。
【図６】本発明による他の実施の形態を示す（実施例２）を示す平面図拡大断面図である。
【図７】本発明による他の実施の形態を示す（実施例３）を示す平面図拡大断面図である。
【図８】一般的なＣＯＡ構造の端部近傍を示す拡大断面図である。
【図９】一般的なＣＯＡ構造の場合のＩＴＯ残渣を説明する拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明による液晶表示装置の実施の形態を図面を参照し説明する。
【００１０】
本発明による液晶表示装置の実施の形態を図１から図４を参照して説明する。また同一部分は同一符号で示す。
【００１１】
図１は本発明による液晶表示装置（実施例１）を示す斜視図であり、図２は図１の拡大平面図である。図３は図１の液晶表示装置のＡ−Ａ線近傍の拡大平面図であり、図４は図１のＡ−Ａ線に沿い切断した拡大断面図である。
【００１２】
液晶表示装置は表示領域２５を有するアレイ基板１１０と、このアレイ基板１１０に所定の隙間を保持して対向配置された対向基板１２０と、表示領域２５を駆動する図示しない駆動LSIとを備え、アレイ基板１１０下面には光源となるLED等からなるバックライトユニット１３が配置されている。
【００１３】
アレイ基板１１０はガラス等からなる第一基板１０と、この基板１０上に形成された多層薄膜と図示しない配向膜を備えている。基板１０上には複数本の信号線１２及び走査線１１が多層薄膜を介して格子状に配置されている。また各走査線１１に沿って補助容量線１６が配列され、補助容量線１６と信号線１２がなすマス目上の画素開口にほぼ対応するようIndium-Tin-Oxide（以下ＩＴＯという）等の透明導電材料からなり表示領域２５を構成する画素電極３０が配設されている。
【００１４】
走査線１１及び信号線１２の各交点部分には、画素電極３０を制御するためのスイッチング素子が形成され、スイッチング素子上に多層薄膜の一部である有機絶縁膜からなる着色層２４と透明有機絶縁膜からなる保護膜２８が皮膜されている。本実施の形態では保護膜２８の膜厚は１μm〜３μmである。
【００１５】
着色層２４はR、G、Bのうちのいずれかのレジストによって着色され、第一着色層２４a、第二着色層２４b、第三着色層２４cを形成している。
【００１６】
各着色層２４a、２４b、２４c上の保護膜２８の上には画素電極３０が配されている。画素電極３０は保護膜２８と各着色層２４a、２４b、２４cに形成されたスルーホール１５を介し、スイッチング素子と電気的に接続される。
【００１７】
ここで、スイッチング素子はゲート電極１４b、ソース電極１４a、ドレイン電極１４cから構成される薄膜トランジスタ１４（以下ＴＦＴという）を用いる。ゲート電極１４bは走査線１１と、またソース電極１４aは信号線１２と夫々電気的に接続される。
【００１８】
走査線１１と接続されたゲート電極１４bに電圧が印加されると、ソース電極１４aとドレイン電極１４c間が導通し、ＴＦＴ１４が一定期間オン状態になる。この期間に画像表示に必要な信号が信号線１２から供給され所定のタイミングで書き込まれる。
【００１９】
ドレイン電極１４cは画素電極３０と保護膜２８及び各着色層２４a、２４b、２４cに形成されたスルーホール１５を介し電気的に接続される。
【００２０】
また、画素電極３０はスルーホール１５を介し、第一基板上１０に形成された引き出し電極４０とも電気的に接続されている。
【００２１】
アレイ基板１１０と対向基板１２０間の距離は柱状スペーサ３１によって保持される。
【００２２】
対向基板１２０はガラス等からなる透明な第二基板２１を有し、アレイ基板１１０と対向に配置されている。また対向基板１２０はＩＴＯからなる透明電極２２と配向膜を備えている。
【００２３】
アレイ基板１１０と対向基板１２０とは表示領域２５の周縁である額縁領域においてシール材２６を用いて接合され、アレイ基板１１０と対向基板１２０とシール材２６とで囲まれた領域に液晶層７０が形成されている。
【００２４】
シール材２６は液晶層７０を封止し、シール材２６内側で、かつ表示領域２５周縁には黒色等のレジストにより遮光層２７が形成される。なお、遮光層２７の厚みは、例えば３μmから７μmである。
【００２５】
アレイ基板１１０及び対向基板１２０の夫々液晶層７０側と反対に位置する面には図示しない偏光板が夫々配設されている。
【００２６】
以下、本実施の形態の特徴である保護膜２８の配置及び遮光層２７の構造について図３と図４を参照し、また保護膜２８及び遮光層２７の製造プロセスについて図５(a)から(h)を参照し詳細に説明する。なお同一部分は同一符号で示す。
【００２７】
保護膜２８は上記着色層２４、遮光層２７、及び遮光層２７端部を覆うように形成されている。換言すると、保護膜２８は、図３及び図４に示すよう、遮光層２７の端部から延在したテーパー部４４を有している。本実施の形態では、テーパー部４４は遮光層２７端部から５μmから１０μm延在している。
【００２８】
また、テーパー部４４は後述する屈曲部４５を有してもよい。
【００２９】
以下、製造プロセスについて説明する。
【００３０】
はじめに、図５(a)で示すように、第一基板１０上に、引き出し電極４０、有機絶縁膜からなる各着色層２４、黒色系有機絶縁膜遮光層２７、を順に形成する。
【００３１】
次に、図５(b)に示すように、各着色層２４及び遮光層２７を覆うよう保護膜２８用レジストを塗布し、その後、露光マスク４１を用い露光を行う。本実施例では、保護膜２８用レジストはポジ型レジストを用いている。また、露光マスク４１は遮光部４１b及びハーフトーン部４１aを備えたものを使用している。これにより、保護膜２８及びテーパー部４４を形成し、また、ハーフトーン部４１aにより弱められた露光によって、屈曲部４５を形成する。
【００３２】
その後、現像を行い、焼成し、図５(c)に示すような保護膜２８、テーパー部４４の形状を得る。
【００３３】
次に、図５(d)に示すようＩＴＯの成膜を行う。
【００３４】
その後、かかるＩＴＯ上に、例えばポジレジストからなるＩＴＯ形成用レジスト４２を塗布する。そして、図５(e)に示すよう、露光し、現像し、焼成し、
図５(f)に示すよう、ＩＴＯ形成用レジスト４２を成形する。
【００３５】
その後、図５(g)に示すよう、成膜したＩＴＯに対し、エッチングを行い、最後に、当該レジスト４２を剥離除去し、図５(h)に示すような画素電極３０を得る。
【００３６】
ここで、従来構造の場合の問題点を図８及び図９を用い、説明する。
【００３７】
図８は一般的なＣＯＡ構造の端部近傍を示す拡大断面図であり、図９は当該部分に発生する可能性のあるＩＴＯの残渣を説明する図である。
【００３８】
図８のように、遮光層２７及び保護膜２８の端部が面一の場合、図９で示す箇所に残渣が生じる。これは、ＩＴＯ形成プロセスの際、ＩＴＯ形成レジストが残り（本実施例の図５(e)のプロセス時にあたる。）、その後のＩＴＯエッチングプロセスの際(本実施例の図５(g)にあたる。）、当該ＩＴＯ形成レジスト直下のＩＴＯが残るためである。
【００３９】
これに対し、本発明におけるテーパー部４４及び屈曲部４５は、遮光層２７及び保護膜２８の端部上の保護膜２８及びテーパー部４４によってなだらかな面を作ることになり、レジスト４２の残渣を防ぐことができる。
【００４０】
より詳しくは、テーパー部４４及び屈曲部４５により、遮光層２７と保護膜２８の膜厚を合わせた４μm〜１０μmの高さの段差を分割し、図４のα周辺をなだらかな面とする。
【００４１】
上記のように、本発明の構造を用いることにより、ＩＴＯ残渣を抑制し、引き出し電極４０との間でのショートを防止することができる。
【００４２】
以下、他の実施の形態について説明する。
【００４３】
図６は本発明による他の実施の形態（実施例２）を示す、拡大断面図である。実施例１と比較すると、実施例1と同様に、保護膜２８は遮光層２７端部を覆うよう形成されているが、図６のβに示すよう、テーパー部４４は屈曲部４５を有していない。
【００４４】
なお、実施例１と同様に遮光層２７と保護膜２８の高さを緩和し、ＩＴＯの残渣発生を抑えることができる。
【００４５】
図７は本発明による他の実施の形態（実施例３）を示す、拡大断面図である。実施例１と比較すると、図７のγに示すよう、保護膜２８は遮光層２７の端部を覆っていない。これにより、保護膜２８と遮光層２７の厚さを分割し、同様ＩＴＯ残渣の発生を抑える。
【００４６】
なお、保護膜２８は遮光層２７端部から５μmから１０μm程度離間され形成されている場合、より有効的にＩＴＯ残渣の発生を抑えることができる。
【００４７】
なお、この発明は、上記実施形態そのもの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。
【符号の説明】
【００４８】
１０…第一基板
１１…走査線
１２…信号線
１３…バックライト
１４…スイッチング素子（薄膜トランジスタ）
１５…スルーホール
１６…補助容量線
２１…第二基板
２２…透明電極（ＩＴＯ電極）
２４…着色層
２４ａ…第一着色層、２４ｂ…第二着色層、２４ｃ…第三着色層
２５…表示領域
２６…シール材
２７…遮光層
２８…保護膜
３０…画素電極
３１…柱状スペーサ
３４…配向膜
４０…引き出し電極
４１…第一のマスク
４１a…ハーフトーン部
４１b…遮光部
４２…ＩＴＯ形成用レジスト
４３…第二のマスク
４３a…遮光部
４４…テーパー部
４５…屈曲部
７０…液晶層
１１０…アレイ基板
１２０…対向基板
【図１】
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【図２】
2011221319.tif 000004
【図３】
2011221319.tif 000005
【図４】
2011221319.tif 000006
【図５（ａ）】
2011221319.tif 000007
【図５（ｂ）】
2011221319.tif 000008
【図５（ｃ）】
2011221319.tif 000009
【図５（ｄ）】
2011221319.tif 000010
【図５（ｅ）】
2011221319.tif 000011
【図５（ｆ）】
2011221319.tif 000012
【図５（ｇ）】
2011221319.tif 000013
【図５（ｈ）】
2011221319.tif 000014
【図６】
2011221319.tif 000015
【図７】
2011221319.tif 000016
【図８】
2011221319.tif 000017
【図９】
2011221319.tif 000018