(57)【要約】【課題】２つの近接した凸部を形成することにより、塗りムラの発生する場所にレジストを集めることができ、表示品位の低下しない、かつ高歩留りの液晶表示装置を提供する。【解決手段】マスクパターンとスピニング塗布により第１着色層を形成し、さらに、別途作成したマスクパターンを用いて塗りムラの発生する方向に二つの凸部５０を形成する。その後、青色着色層２４ｃを同様な工程にて形成する際に、凸部５０の存在により塗りムラの発生する方向に色レジスト液６０を集中させる。【選択図】図１
2008058648.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁性基板の面上に、互いに交差して配置された複数の信号線及び複数の走査線と、前記信号線と前記走査線の各交差部にそれぞれ配置されたスイッチング素子と、前記信号線と前記走査線および前記スイッチング素子を覆うように配置された第１着色層、第２着色層、第３着色層と、前記着色層に形成されたスルーホールを介して前記スイッチング素子の各々に電気的に接続された透明導電膜との積層構造からなる複数の画素電極から構成される表示領域を有し、前記第１着色層が前記第２および第３着色層を包囲して格子状に配置された液晶表示装置において、
前記絶縁性基板上に形成された前記表示領域の最端辺に近接する位置に突設された凸部が配置されていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記凸部は、
前記絶縁性基板に平行する断面が長方形であ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】
前記凸部は、
前記断面の角部が削除または丸められていることを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記凸部は、
相互に離間したすくなくとも２箇所に配置され、該凸部の相対する面同士が成す角度が１０度以上１７０度以下であることを特徴とする請求項２または３に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記凸部は、
前記表示領域の最端辺に位置する前記第１着色層の端辺に近接して配置されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記凸部は、
前記第１着色層を形成するために用いるマスクパターンにおいて該凸部を形成するためのマスクを備え、前記第１着色層と同一材料で形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか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、絶縁性基板上にスイッチング素子および着色層を設けたアレイ基板に関し、このアレイ基板と液晶材料を組み合わせて作製された液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年において、携帯電話やノート型コンピュータなどの各種機器に表示装置として広く利用されている液晶表示装置は、複数の走査線と複数の信号線との各交差部に薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）、液晶容量、補助容量からなる液晶画素部が配列されたアレイ基板と走査線および信号線を駆動する駆動回路を有して構成されている。
【０００３】
また、近年の集積回路技術の発展およびプロセス技術の実用化により、駆動回路の一部もアレイ基板上に形成され得るようになり、液晶表示装置全体の軽薄短小化も図られている。
【０００４】
こうした液晶表示装置は、第１着色層、第２着色層、第３着色層の３色の着色層を有するアレイ基板と対向基板の間に液晶層を挟持し、これらの２枚の基板間距離は樹脂からなるスペーサ柱によって保持されている。このようなアレイ基板上の表示画素領域において、第１着色層〜第３着色層の３色の着色層のうち、第１着色層は縦縞模様のストライプ状で形成されている。
【０００５】
ところが、これらの第１着色層がストライプ状のパターンでは、アレイ基板の大型化に伴う多面付けおよび高精細化が進むにつれ、第２着色層の塗布時に第１着色層のパターンに起因する塗りムラが発生する可能性もあった。こうした塗りムラの原因としては、液晶表示装置の製造における最初の工程で第１着色層がストライプ状のパターンに形成され、次の工程で第２着色層をスピンコーター方式（回転塗布方式）によって塗布する際、硬化前の流動性を有する第２着色層の色レジストは遠心力によって塗り広げられるが、第１着色層で形成されたストライプ状のパターンの凹凸によって流れが変えられてしまうためである。
【０００６】
特にレジスト基板の周辺に配置されたチップでは第２着色層の色レジストが遠心力以外の方向へ流れて広がり、チップのコーナー部を基点とする第２着色層の塗りムラが発生する可能性がある。
【０００７】
この塗りムラを防ぐためには第１着色層が縦横方向に展開する格子状パターンにすることが有効である。これにより、第１着色層による第２着色層の色レジストの流れが一方向だけになることを防止でき、色レジストの塗りムラを発生しにくくしている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−３３７３４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、この格子状パターンが高密度（高精細）になるに従って、第２着色層を塗布する際に、第１着色層で形成された格子状パターンにより第２着色層の色レジストの遠心力方向への広がりを妨げる方向の抵抗が大きくなるため、特定の方向、たとえば図１５に示すような格子状パターンの対角線方向に塗りムラが発生する。
【０００９】
この塗りムラの発生する角度は格子状パターンの配列や画素ピッチによって大きく影響を受ける。これは単位距離あたりに乗り越える格子の数が増えるためであり、たとえば図１４に示すパターンの場合、概ね４５度方向に格子状パターンが整列していることが分かる。
【００１０】
スピンコーターにて色レジストを塗布する場合は、図１１に示すように色レジスト１００が遠心力によりアレイ基板を構成する透明絶縁基板１１上を全方位に向かって流れていくが、図１０に示すように第１着色層２４ａの格子状パターンがある一定角度方向に整列していると、その整列方向への抵抗が高くなり、色レジスト１００が流れにくくなる。このため第２着色層の塗布厚膜が薄くなり塗りムラとなって識別されてしまう。
【００１１】
本発明は、上記に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、着色層の塗りムラの発生を分散させることができ、表示品位の低下しない、かつ高歩留まりの液晶表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
請求項１に記載の本発明は、絶縁性基板の面上に、互いに交差して配置された複数の信号線及び複数の走査線と、前記信号線と前記走査線の各交差部にそれぞれ配置されたスイッチング素子と、前記信号線と前記走査線および前記スイッチング素子を覆うように配置された第１着色層、第２着色層、第３着色層と、前記着色層に形成されたスルーホールを介して前記スイッチング素子の各々に電気的に接続された透明導電膜との積層構造からなる複数の画素電極から構成される表示領域を有し、前記第１着色層が前記第２および第３着色層を包囲して格子状に配置された液晶表示装置において、前記絶縁性基板上に形成された前記表示領域の最端辺に近接する位置に突設された凸部が配置されている。
【００１３】
また、請求項２に記載の本発明は、請求項１において、前記凸部は、前記絶縁性基板に平行する断面が長方形である。
【００１４】
また、請求項３に記載の本発明は、請求項２において、前記凸部は、前記断面の角部が削除または丸められている。
【００１５】
また、請求項４に記載の本発明は、請求項２または３において、前記凸部は、相互に離間したすくなくとも２箇所に配置され、該凸部の相対する面同士が成す角度が１０度以上１７０度以下である。
【００１６】
また、請求項５に記載の本発明は、請求項１〜４のいずれかにおいて、前記凸部は、前記表示領域の最端辺に位置する前記第１着色層の端辺に近接して配置されている。
【００１７】
また、請求項６に記載の本発明は、請求項１〜５のいずれかにおいて、前記凸部は、前記第１着色層を形成するために用いるマスクパターンにおいて該凸部を形成するためのマスクを備え、前記第１着色層と同一材料で形成されている。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、着色層の塗りムラの発生を分散させることができ、表示品位の低下しない、かつ高歩留まりの液晶表示装置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】
【００１９】
最初に一般的な液晶表示装置の構成について詳細に説明し、本実施の形態の理解を容易にするための一助とする。
【００２０】
まず、図８および図９に示すように、本実施の形態における液晶表示装置の構成は、着色層２４ａ、２４ｂ、２４ｃを有するアレイ基板１１０と対向基板１２０の間に液晶層７０を挟持しており、これらの２枚の基板間距離は樹脂からなるスペーサ柱３１によって保持されている。そして、対向基板１２０とアレイ基板１１０は、液晶注入口３２を除く基板外周を囲むように配置されるシール２６によって接着され、液晶注入口３２には封止材３３が塗布されている。
【００２１】
アレイ基板１１０を構成する透明絶縁基板１１上にはスイッチング素子１４が形成され、その上に第１着色層２４ａ、第２着色層２４ｂ、第３着色層２４ｃが配置されている。これらの第１〜３着色層２４ａ、２４ｂ、２４ｃ上には透明画素電極３０が形成されており、スルーホール１５によってスイッチング素子１４と接続されている。さらにその上に配向膜（図示せず）が配置されている。このような構成により画面表示を行うための表示画素領域４０が形成されている。
【００２２】
そして、表示画素領域４０の外周にはＢＭ層２７が形成されている。対向基板１２０は、透明絶縁基板２１上にＩＴＯ（スズドープ酸化インジウム：透明導電膜）からなる透明電極２２、配向膜（図示せず）が順次配置されている。
【００２３】
こうした液晶表示装置を構成するアレイ基板上の表示画素領域４０において、第１着色層２４ａ〜第３着色層２４ｃの３色の着色層のうち、第１着色層２４ａは図１２に参照される縦縞模様のストライプ状で形成されている。
【００２４】
＜実施の形態＞
液晶表示装置の実施の形態に係る、製造工程について説明する。
【００２５】
透明絶縁基板１１上にスイッチング素子を形成し、その上に赤色レジスト液をスピンナ塗布し、約９０℃で約５分間プリベークし、所定のマスクパターンを用いて、１５０ｍＪ／ｃｍ２の強度の紫外線により露光する。
【００２６】
なお、スピンナ塗布による色レジスト液の塗布においては、透明絶縁基板１１の大きさとして概ね４００ｍｍ四方程度のものが良好な塗布結果が得られる。また、液晶表示装置の用途によってはさらに大型の透明絶縁基板１１を用いる場合もあり、この場合の透明絶縁基板１１の大きさは概ね８００〜９００ｍｍ四方程度以下のものが好ましい。
【００２７】
続いて、約０．１重量％のＴＭＡＨ（テトラメチルアンモニウムハイドライド）水溶液を用いて約４０秒間現像し、さらに水洗い後、約２００℃で１時間ほどポストベークをすることによって、赤色着色層２４ａを形成する。
【００２８】
さらに、図１に示すように、別途作成したマスクパターンを用いて塗りムラ（図１５参照）の発生する方向に二つの凸部５０を形成した。その後、青色着色層２４ｃを同様な工程にて形成するが、図１に示すように凸部５０の存在により、塗りムラの発生する方向に色レジスト液６０が集められ、もって塗りムラの発生を抑制できる。
【００２９】
しかしながら、凸部５０を俯瞰した面積が大きいと塗りムラ発生部分周縁への色レジスト液６０の供給が阻害され、新たな塗りムラの発生が懸念される。そこで、図２に示すように凸部５１の俯瞰方向の形状を長方形にすることで、塗りムラ発生部近縁への影響を最小限にすることができる。しかしながら、凸部５０は小さければ小さいほどその他の部分への影響が小さくなるが、色レジスト液６０の塗りムラの発生を抑制する効果は減少してしまうので、塗りムラの程度や発生場所により適宜に調整して変更することが好ましい。
【００３０】
また図３に示すように、各角部を切り欠きにした凸部５２を設けることで、より多くの色レジスト液６０を塗りムラ発生部分へ集めることができ、もって塗りムラ発生部分近縁への影響を減らすことができる。具体的には凸部５２の厚さは１５μｍ〜１００μｍ程度として、長手方向の辺部長さは１００μｍ〜５００μｍ程度の範囲内で形成するのが好ましい。
【００３１】
また、図１〜３にそれぞれ示した凸部５０、５１、５２は、２つの凸部の側面がなす相対角を９０°に設定しているが、この角度に限定するものではなく、たとえば１０度〜１７０度程度であることが好ましい。この範囲の角度においては色レジスト６０の塗りムラの程度や発生状況に応じて、もっとも効果的に塗りムラを防止可能な角度に設定することができる。なお、２つの凸部５０、５１、５２の側面がなす相対角度が１０度未満または１７０度以上に設定されると、逆に色レジスト６０の流れを集中する効果は減少してしまう。
【００３２】
また、凸部５０、５１、５２は表示領域の最端辺に位置する赤色着色層２４ａの端辺（額縁部）に近接して形成されることが好ましく、この位置に配置することにより表示特性を損ねることなく容易に凸部５０、５１、５２を形成することができる。
【００３３】
また、赤色着色層２４ａを形成するために用いるマスクパターンにおいて該凸部を形成するためのマスクを備え、赤色着色層２４ａと同一材料で形成することにより、１工程削減することもできる。
【００３４】
その後、青色着色層２４ｃ、緑色着色層２４ｂも同様な工程にて形成する。
【００３５】
その後、着色層２４上にスパッタリング法によりＩＴＯ（スズドープ酸化インジウム：透明導電膜）を堆積し、パターニングすることにより透明画素電極３０を形成する。
【００３６】
さらに前記着色層形成と同様な手法により、黒色樹脂を用いて遮光体（ＢＭ層）を、透明樹脂を用いて柱状のスペーサ柱３１を形成する。その後ポリイミドからなる配向膜材料を基板全面に塗布し、配向処理を施して配向膜を形成し、アレイ基板１１０を得る。
【００３７】
次に、対向基板１２０の製造工程について説明する。
【００３８】
透明絶縁基板上２１にスパッタリング法によりＩＴＯを堆積し、透明電極２２を形成する。その後ポリイミドからなる配向膜材料を基板全面に塗布、配向処理を施して配向膜を形成し、対向基板１２０を得る。
【００３９】
次に、対向基板１２０の外周周辺部にシール２６を、液晶注入用の注入口３２（図８参照）を除いて塗布する。このアレイ基板１１０、対向基板１２０とをシール２６により貼り合わせ、枚葉方式の封着治具に入れて排気を行い、約１７０度の硬化温度にて３０分焼成することにより空状態のセルが完成する。
【００４０】
次に、カイラル材が添加されたネマティック液晶材料を、注入口３２からセル内に真空注入し、注入後、注入口３２を封止材３３としての紫外線硬化樹脂を用いて封止したあと、セルの両側にそれぞれ偏光板を配置することにより液晶表示装置が完成する。
【００４１】
こうして作製した液晶表示装置は、すでに示した図１３のような塗りムラ不良の発生もなく、また図１５のような表示ムラの発生もなく、均一で良好な画面表示が得られた。またムラ発生による歩留まり低下もなかった。
【００４２】
＜他の実施の形態＞
前述の実施の形態において図１〜３に示すように形成された凸部５０、５１、５２の形状に限定されることなく、たとえば図４〜６に示すような形状の凸部を形成してもよい。
【００４３】
図４には俯瞰から観察した形状が丸形の凸部５３が示されている。丸形の凸部５３の間に色レジスト液６０が集中して流れる。
【００４４】
また、図５には俯瞰から観察した形状が三角形の凸部５４が示されている。この三角形の凸部５４により色レジスト液６０の流れを集中させることができ、かつ、凸部５４の面積自体も少なくすることができる。
【００４５】
さらに、図６には俯瞰から観察した形状は図１に示した凸部５０と同様に四角形であるものの、その凸部５５の頭頂部は対角線上で半分を斜め方向に削除してある。この削除された形状を凸部５５の側面から観察した形状を図７に示す。図７に示すように、凸部５５の頭頂部の半分は角度をもって下がっており、この下がった頭頂部の形状によってさらに色レジスト液６０を集中させることができる。
【００４６】
以上説明したように、これらの凸部を形成することにより、色レジスト液６０を塗りムラが生じていた付近に集中させることができ、図１５に示すような塗りムラの発生を防止または軽減させることが可能となる。また第１着色層（赤色着色層２４ａ）を形成するためのマスクパターンに凸部を形成するパターンを追加する変更のみで形成可能なため、工程数を増やすこともなく、コストの増加もない。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】液晶表示装置の実施の形態に係る、凸部の形状の一例を示す。
【図２】液晶表示装置の実施の形態に係る、凸部の形状の一例を示す。
【図３】液晶表示装置の実施の形態に係る、凸部の形状の一例を示す。
【図４】液晶表示装置の実施の形態に係る、凸部の形状の一例を示す。
【図５】液晶表示装置の実施の形態に係る、凸部の形状の一例を示す。
【図６】液晶表示装置の実施の形態に係る、凸部の形状の一例を示す。
【図７】液晶表示装置の実施の形態に係る、凸部の側面の形状例を示す。
【図８】液晶表示装置の表示画素領域と全体構成の外観図を示す。
【図９】液晶表示装置の構成図を示す。
【図１０】マスクパターンに色レジスト液をスピニング塗布する工程を説明するための説明図を示す。
【図１１】マスクパターンに色レジスト液をスピニング塗布する工程を説明するための説明図を示す。
【図１２】従来におけるマスクパターンの一例を示す。
【図１３】従来におけるマスクパターンによる塗りムラの一例を示す。
【図１４】従来におけるマスクパターンの別の一例を示す。
【図１５】従来におけるマスクパターンによる表示ムラの一例を示す。
【符号の説明】
【００４８】
１１、２１…透明絶縁基板
１４…スイッチング素子
１５…スルーホール
２２…透明電極
２４ａ…第１着色層
２４ｂ…第２着色層
２４ｃ…第３着色層
２６…シール
２７…ブラックマトリクス（ＢＭ）層
３１…スペーサ柱
３２…注入口
３３…封止材
４０…表示画素領域
５０、５１、５２、５３、５４、５５…凸部
７０…液晶層
１１０…アレイ基板
１２０…対向基板
【図１】
2008058648.tif 000003
【図２】
2008058648.tif 000004
【図３】
2008058648.tif 000005
【図４】
2008058648.tif 000006
【図５】
2008058648.tif 000007
【図６】
2008058648.tif 000008
【図７】
2008058648.tif 000009
【図８】
2008058648.tif 000010
【図９】
2008058648.tif 000011
【図１０】
2008058648.tif 000012
【図１１】
2008058648.tif 000013
【図１２】
2008058648.tif 000014
【図１３】
2008058648.tif 000015
【図１４】
2008058648.tif 000016
【図１５】
2008058648.tif 000017