(57)【要約】    【課題】  コストが低く、液晶層の配向異常が発生しにくい液晶表示装置及びその製造方法を提供する。    【解決手段】  液晶パネル１において、カラーフィルタ基板２及びアレイ基板３を相互に平行に設け、それらの間に液晶層４を封入する。カラーフィルタ基板２においては、透明基板５上に樹脂からなるブラックマトリクス６及びカラーフィルタ７ａ及び７ｂ等を設ける。一方、アレイ基板３においては、透明基板８上に、ゲート配線９、ゲート絶縁膜１０、半導体領域１７、ドレイン配線１１、パッシベーション膜１２及び画素電極１３等からなる画素回路を設ける。このとき、カラーフィルタ基板２及びアレイ基板３における液晶層４側の表面の段差の高さの合計値は０．８３μｍである。そして、液晶層４のプレチルト角を４°以上とする。【選択図】  図１
2005201982.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
相互に平行に設けられた第１及び第２の基板並びに前記第１及び第２の基板間に封入された液晶層からなる液晶パネルを備え、前記第１及び第２の基板における前記液晶層側の面に形成された段差の合計が０．８μｍ以上である液晶表示装置において、前記第１の基板が、第１の透明基板と、この第１の透明基板における前記液晶層側の表面に設けられ前記液晶層に電圧を印加する画素回路と、を有し、前記第２の基板が、第２の透明基板と、この第２の透明基板上に設けられ樹脂からなるブラックマトリクスと、前記第２の基板上に設けられ透過光を着色するカラーフィルタと、を有し、前記液晶層のプレチルト角が４°以上であることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記段差の合計が１．２μｍ以上であり、前記液晶層のプレチルト角が５°以上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】
前記液晶層のプレチルト角が１０°以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
第１の透明基板上に画素回路を形成して第１の基板を作製する工程と、第２の透明基板上に樹脂からなるブラックマトリクス及び透過光を着色するカラーフィルタを形成して第２の基板を作製する工程と、前記第１及び第２の基板を相互に平行に配置して前記第１及び第２の基板間に液晶層を封入する工程と、を有し、前記第１の基板を作製する工程は、前記第１の透明基板上に第１の導電体層を成膜する工程と、フォトリソグラフィによりこの第１の導電体層をパターニングしてゲート配線を形成する第１のフォトリソグラフィ工程と、前記第１の透明基板上に前記ゲート配線を覆うようにゲート絶縁膜、半導体層及び第２の導電体層をこの順に成膜する工程と、フォトリソグラフィにより前記第２の導電体層及び前記半導体層をパターニングしてソース配線及びドレイン配線並びに半導体領域を形成する第２のフォトリソグラフィ工程と、フォトリソグラフィにより前記ゲート絶縁膜にコンタクトホールを形成する第３のフォトリソグラフィ工程と、前記ゲート絶縁膜上に前記ソース配線及び前記ドレイン配線並びに前記半導体領域を覆うように透明導電体層を成膜する工程と、フォトリソグラフィにより前記透明導電体層をパターニングして画素電極を形成する第４のフォトリソグラフィ工程と、を有し、前記第１の基板における前記画素回路による段差と、前記第２の基板における前記ブラックマトリクス及び前記カラーフィルタによる段差との合計が０．８μｍ以上になり、前記液晶層のプレチルト角を４°以上とすることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【請求項５】
前記段差の合計が１．２μｍ以上になり、前記液晶層のプレチルト角を５°以上と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。
【請求項６】
前記液晶層のプレチルト角を１０°以下とすることを特徴とする請求項４又は５に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項７】
前記第２のフォトリソグラフィ工程は、前記第２の導電体層上にフォトレジスト膜を成膜する工程と、グレートーンのマスクを使用してこのフォトレジスト膜を露光した後現像し、前記ソース配線及びドレイン配線を形成する予定の領域が相対的に厚く、前記ソース配線及びドレイン配線を形成せずに前記半導体領域を形成する予定の領域が相対的に薄いレジストパターンを形成する工程と、このレジストパターンをマスクとしてエッチングを行い前記第２の導電体層及び前記半導体層を選択的に除去して前記半導体領域を形成する工程と、前記レジストパターンをアッシングしてこのレジストパターンにおける前記相対的に薄い部分を除去して前記相対的に厚い部分を残留させる工程と、アッシング後の前記レジストパターンをマスクとしてエッチングを行い前記第２の導電体層を選択的に除去して前記ソース配線及びドレイン配線を形成する工程と、を有することを特徴とする請求項４乃至６のいずれか１項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】
本発明は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、光源と液晶パネルとを備え、液晶パネルは２枚の透明基板と、この透明基板間に充填された液晶層とを備えている。そして、光源に液晶パネルに対して光を照射させると共に、液晶パネルの液晶層に電圧を印加して光の透過率を制御することにより、画像を表示する。このため、液晶パネルにおける１枚の透明基板上には、液晶層に電圧を印加する画素回路が設けられており、他の透明基板上には、カラーフィルタが設けられている。画素回路は、例えば、複数のＴＦＴ（Thin Film Transistor：薄膜トランジスタ）がマトリクス状に配列された回路である。以下、画素回路が設けられた基板をアレイ基板、カラーフィルタが設けられた基板をカラーフィルタ基板という。
【０００３】
図５は、従来の液晶パネルを示す断面図である。図５に示すように、従来の液晶パネル１０１には、カラーフィルタ基板１０２及びアレイ基板１０３が相互に平行に設けられている。また、カラーフィルタ基板１０２とアレイ基板１０３との間には、液晶層１０４が封入されている。
【０００４】
カラーフィルタ基板１０２においては、ガラス基板１０５が設けられており、ガラス基板１０５におけるアレイ基板１０３に対向する側の表面には、Ｃｒからなるブラックマトリクス１０６が設けられている。そして、カラーフィルタ基板１０２の表面におけるブラックマトリクス１０６を挟む位置には、夫々カラーフィルタ１０７ａ及び１０７ｂが設けられている。カラーフィルタ１０７ａ及び１０７ｂの端部は、ブラックマトリクス１０６の端部に乗り上げるように形成されている。カラーフィルタ１０７ａは例えば赤色（Ｒ）のフィルタであり、カラーフィルタ１０７ｂは例えば緑色（Ｇ）のフィルタである。
【０００５】
一方、アレイ基板１０３においては、ガラス基板１０８が設けられており、ガラス基板１０８におけるカラーフィルタ基板１０２に対向する側の表面には、Ｃｒからなる２本のゲート配線１０９が設けられている。また、カラーフィルタ基板１０２の表面には、ゲート配線１０９を覆うように、ゲート絶縁膜１１０が設けられている。ゲート絶縁膜１１０におけるゲート配線１０９の直上域に相当する部分は、ゲート配線１０９の形状を反映して盛り上がっている。更に、ゲート絶縁膜１１０上におけるゲート配線１０９間の直上域の一部には、Ｃｒからなるドレイン配線１１１が設けられている。そして、ドレイン配線１１１を覆うように、パッシベーション膜（ＰＡ膜）１１２が設けられており、パッシベーション膜１１２上には、ＩＴＯ膜（Indium tin oxide film：インジウム錫酸化膜）からなる画素電極１１３が設けられている。画素電極１１３は、ゲート配線１０９間の領域の直上域を除く領域に設けられており、ガラス基板１０８の表面に垂直な方向から見て（以下、平面視で、という）、画素電極１１３の端部はゲート配線１０９の端部に重なっている。画素電極１１３の端部及びパッシベーション膜１１２の露出部は、ゲート配線１０９及びドレイン配線１１１の形状を反映して盛り上がっている。
【０００６】
そして、アレイ基板１０３の表面には、ゲート配線１０９、ドレイン配線１１１、ソース配線（図示せず）及び半導体層（図示せず）からなるＴＦＴ（Thin Film Transistor：薄膜トランジスタ）が形成されている。半導体層はアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）により形成されている。そして、このＴＦＴが複数個マトリクス状に配列されて画素回路が形成されている。また、平面視で、ドレイン配線１１１はブラックマトリクス１０６におけるカラーフィルタ１０７ａ及び１０７ｂに覆われていない領域と重なる位置に配置されている。液晶パネル１０１の各画素は、カラーフィルタ基板１０２に設けられた１つのカラーフィルタ及びアレイ基板１０３に設けられた１つのＴＦＴを備えている。
【０００７】
液晶パネル１０１における各部の寸法の一例を示す。図５に示す断面において、ブラックマトリクス１０６の幅は２０．０μｍであり、ブラックマトリクス１０６におけるカラーフィルタ１０７ａ及び１０７ｂに覆われていない部分、即ち、液晶層１０４に接触している部分の幅は約７．０μｍである。また、ゲート配線１０９の幅は５．５μｍであり、ゲート配線１０９間の距離は８．０μｍであり、ドレイン配線１１１の幅は５．０μｍであり、平面視で、ゲート配線１０９とドレイン配線１１１との間の距離は夫々１．５μｍである。更に、平面視で、画素電極１１３におけるゲート配線１０９と重なっている領域の幅は夫々３．０μｍである。更にまた、ゲート配線１０９及びドレイン配線１１１の厚さは夫々１４０ｎｍであり、画素電極１１３の厚さは４０ｎｍである。ブラックマトリクス１０６における液晶層１０４に露出している部分の表面と、パッシベーション膜１１２における液晶層１０４に露出している部分の表面との間の距離は、約５．３μｍである。
【０００８】
次に、このような従来の液晶パネルの製造方法について説明する。図６はこの従来の液晶パネルにおけるアレイ基板の製造方法を示すフローチャート図であり、図７（ａ）乃至（ｄ）及び図８（ａ）乃至（ｄ）は、この製造方法を工程順に示す断面図である。従来、液晶パネルのアレイ基板は、フォトリソグラフィ（ＰＲ）法を５回行う５ＰＲ方式により製造されている。
【０００９】
先ず、図６に示すステップＳ１１及び図７（ａ）に示すように、ガラス基板１０８上に、ゲート配線層として厚さが１４０ｎｍのＣｒ膜を成膜する。次に、ステップＳ１２に示すように、１回目のフォトリソグラフィ（ＰＲ）を行い、ゲート配線層をパターニングしてゲート配線１０９を形成する。次に、ステップＳ１３及び図７（ｂ）に示すように、ガラス基板１０８上にゲート配線１０９を覆うようにゲート絶縁膜１１０を成膜し、その後、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）からなる半導体層１１４を成膜する。次に、ステップＳ１４及び図７（ｃ）に示すように、２回目のＰＲを行い、半導体層１１４をパターニングしてＴＦＴの半導体層（図示せず）を形成する。次に、ステップＳ１５及び図７（ｄ）に示すように、ゲート絶縁膜１１０及び半導体層上に、ソース・ドレイン配線層１１５として、厚さが１４０ｎｍのＣｒ膜を成膜する。
【００１０】
次に、ステップＳ１６及び図８（ａ）に示すように、３回目のＰＲを行い、ソース・ドレイン配線層１１５をパターニングして、ドレイン配線１１１及びソース配線（図示せず）を成形する。次に、ステップＳ１７及び図８（ｂ）に示すように、ゲート絶縁膜１１０上にドレイン配線１１１及びソース配線を覆うようにパッシベーション膜１１２を成膜する。次に、ステップＳ１８に示すように、４回目のＰＲを行い、ゲート絶縁膜１１０及びパッシベーション膜１１２にコンタクトホール（図示せず）を形成する。次に、ステップＳ１９及び図８（ｃ）に示すように、パッシベーション膜１１２上にＩＴＯ膜１１６を成膜する。次に、ステップＳ２０及び図８（ｄ）に示すように、５回目のＰＲを行ってＩＴＯ膜１１６をパターニングし、画素電極１１３を形成する。これにより、アレイ基板１０３を形成する。
【００１１】
一方、図５に示すように、ガラス基板１０５上にＣｒ膜からなるブラックマトリクス１０６を形成し、このブラックマトリクス１０６の端部を覆うようにカラーフィルタ１０７ａ及び１０７ｂを形成する。これにより、カラーフィルタ基板１０２を形成する。その後、アレイ基板１０３とカラーフィルタ基板１１２とを、シール（図示せず）を介して相互に平行に重ね合わせ、カラーフィルタ基板１０２、アレイ基板１０３及びシールにより囲まれた空間に液晶を封入して液晶層１０４を形成する。これにより、液晶パネル１０１が製造される。
【００１２】
しかしながら、このような液晶表示装置には、以下に示すような問題点がある。即ち、アレイ基板及びカラーフィルタ基板における液晶層側の表面には、夫々画素回路及びカラーフィルタ等が設けられるため、不可避的に段差が発生する。このため、段差の部分で液晶層の配向異常が発生し、表示異常が発生する。具体的には、段差部分において、液晶分子の配向が段差に追従できず、且つ、ドレイン配線から生じる横方向の電界の影響を受けやすくなり、リバースチルトが発生する。この結果、この部分でディスクリネーションが発生し、画像に輝線が発生する。
【００１３】
特に近時、液晶パネルのコスト低減及び環境負荷の低減を目的として、ブラックマトリクス（遮光層）を、金属ではなく樹脂により形成する技術が開発されている。この結果、ブラックマトリクスの厚さが増大している。例えば、ブラックマトリクスを金属により形成する場合は、膜厚を例えば０．１μｍとすれば十分な遮光性が得られたのに対し、ブラックマトリクスを樹脂により形成する場合は、膜厚を例えば１．５μｍとする必要がある。このため、カラーフィルタにおけるブラックマトリクスに乗り上げた部分の高さが高くなり、カラーフィルタ基板の段差が増大する。なお、従来、このような段差が大きいカラーフィルタ基板を使用する場合には、カラーフィルタ及びブラックマトリクスを覆うようにオーバーコート層を設け、段差を埋めることが行われてきた。しかし、オーバーコート層を設けると液晶パネルのコストが増大するため、コストの観点からはオーバーコート層は設けないほうが好ましい。また、近時、製造コストの低減を図るために、アレイ基板の製造工程において、ＰＲ工程を５回から４回に低減する技術が開発されている。この結果、ドレイン配線の直下に半導体層が残留することになり、アレイ基板の段差がより一層増大してしまう。
【００１４】
このように、製造コスト及び環境負荷を低減するために、ブラックマトリクスの樹脂化、オーバーコート層の省略、及びアレイ基板の製造工程における４ＰＲ化を図ろうとすると、必然的にカラーフィルタ基板及びアレイ基板の段差が増大し、液晶層の配向異常が発生しやすくなる。
【００１５】
このため、例えば特許文献１（特開平０９−９６８０６号公報）には、液晶層の配向異常を防止することを目的として、画素回路における電極の端部、配線及びスイッチング素子上に樹脂からなる保護膜を形成して側面が斜面状のブラックマトリクスを形成する技術が開示されている。
【００１６】
【特許文献１】特開平０９−９６８０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
しかしながら、上述の特許文献１に開示された技術においては、以下に示すような問題点がある。即ち、この技術においては、アレイ基板に画素回路及びブラックマトリクスの双方を設けることになるため、アレイ基板において画素回路の段差にブラックマトリクスの段差が重畳されてしまい、アレイ基板の段差が極めて大きくなる。この結果、却って配向異常が発生しやすくなる。また、ブラックマトリクスを形成する樹脂はカーボンを含むため、導電性が高い。このため、画素回路を覆うようにブラックマトリクスを形成すると、リーク電流が発生しやすくなり、画素回路の特性が低下するという問題点もある。
【００１８】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、コストが低く、液晶層の配向異常が発生しにくい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。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明に係る液晶表示装置は、相互に平行に設けられた第１及び第２の基板並びに前記第１及び第２の基板間に封入された液晶層からなる液晶パネルを備え、前記第１及び第２の基板における前記液晶層側の面に形成された段差の合計が０．８μｍ以上である液晶表示装置において、前記第１の基板が、第１の透明基板と、この第１の透明基板における前記液晶層側の表面に設けられ前記液晶層に電圧を印加する画素回路と、を有し、前記第２の基板が、第２の透明基板と、この第２の透明基板上に設けられ樹脂からなるブラックマトリクスと、前記第２の基板上に設けられ透過光を着色するカラーフィルタと、を有し、前記液晶層のプレチルト角が４°以上であることを特徴とする。
【００２０】
本発明においては、第１及び第２の基板の段差が０．８μｍ以上であっても、画素回路及びブラックマトリクスを相互に異なる基板に設けることにより段差を分散し、且つ、液晶層のプレチルト角を４°以上とすることにより、配向異常の発生を防止することができる。また、ブラックマトリクスを樹脂により形成することにより、液晶表示装置のコストを低減することができる。
【００２１】
また、前記段差の合計が１．２μｍ以上である場合は、液晶層のプレチルト角を５°以上とすることが好ましい。これにより、配向異常の発生をより確実に防止することができる。更に、プレチルト角は１０°以下であることが好ましい。これにより、液晶層の配向が安定化する。
【００２２】
本発明に係る液晶表示装置の製造方法は、第１の透明基板上に画素回路を形成して第１の基板を作製する工程と、第２の透明基板上に樹脂からなるブラックマトリクス及び透過光を着色するカラーフィルタを形成して第２の基板を作製する工程と、前記第１及び第２の基板を相互に平行に配置して前記第１及び第２の基板間に液晶層を封入する工程と、を有し、前記第１の基板を作製する工程は、前記第１の透明基板上に第１の導電体層を成膜する工程と、フォトリソグラフィによりこの第１の導電体層をパターニングしてゲート配線を形成する第１のフォトリソグラフィ工程と、前記第１の透明基板上に前記ゲート配線を覆うようにゲート絶縁膜、半導体層及び第２の導電体層をこの順に成膜する工程と、フォトリソグラフィにより前記第２の導電体層及び前記半導体層をパターニングしてソース配線及びドレイン配線並びに半導体領域を形成する第２のフォトリソグラフィ工程と、フォトリソグラフィにより前記ゲート絶縁膜にコンタクトホールを形成する第３のフォトリソグラフィ工程と、前記ゲート絶縁膜上に前記ソース配線及び前記ドレイン配線並びに前記半導体領域を覆うように透明導電体層を成膜する工程と、フォトリソグラフィにより前記透明導電体層をパターニングして画素電極を形成する第４のフォトリソグラフィ工程と、を有し、前記第１の基板における前記画素回路による段差と、前記第２の基板における前記ブラックマトリクス及び前記カラーフィルタによる段差との合計が０．８μｍ以上になり、前記液晶層のプレチルト角を４°以上とすることを特徴とする。
【００２３】
本発明においては、４回のフォトリソグラフィ工程により第１の基板を作製できるため、液晶表示装置のコストを低減することができる。また、第１及び第２の基板の段差が０．８μｍ以上になっても、画素回路及びブラックマトリクスを相互に異なる基板に設けることにより段差を分散し、且つ、液晶層のプレチルト角を４°以上とすることにより、配向異常の発生を防止できる。更に、ブラックマトリクスを樹脂により形成することにより、液晶表示装置のコストを低減することができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、ブラックマトリクスを樹脂により形成するためコストが低く、第２の基板にブラックマトリクスを設け、液晶層のプレチルト角を４°以上とするため液晶層の配向異常が発生しにくい液晶表示装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の実施形態について添付の図面を参照して具体的に説明する。図１は、本発明の実施形態に係る液晶表示装置の液晶パネルを示す断面図である。なお、図１には本実施形態の液晶パネルにおける各部の寸法の一例を示しているが、本実施形態の液晶パネルの寸法は、図１に示された寸法には限定されない。本実施形態に係る液晶表示装置においては、光源（図示せず）、液晶パネル、及びこれらを収納する枠体（図示せず）が設けられている。そして、図１に示すように、液晶パネル１には、カラーフィルタ基板２及びアレイ基板３が相互に平行に設けられている。また、カラーフィルタ基板２とアレイ基板３との間には、液晶層４が封入されている。
【００２６】
カラーフィルタ基板２においては、例えばガラスからなる透明基板５が設けられており、透明基板５におけるアレイ基板３に対向する側の表面には、樹脂からなるブラックマトリクス６が設けられている。そして、カラーフィルタ基板２の表面におけるブラックマトリクス６を挟む位置には、夫々カラーフィルタ７ａ及び７ｂが設けられている。カラーフィルタ７ａ及び７ｂの端部は、ブラックマトリクス６の端部に乗り上げるように形成されており、この乗り上げた部分はカラーフィルタ７ａ及び７ｂの他の部分に対して突出している。カラーフィルタ７ａは例えば赤色（Ｒ）のフィルタであり、カラーフィルタ７ｂは例えば緑色（Ｇ）のフィルタである。更に、カラーフィルタ基板２には青色（Ｂ）のフィルタも設けられている。
【００２７】
一方、アレイ基板３においては、例えばガラスからなる透明基板８が設けられており、透明基板８におけるカラーフィルタ基板２に対向する側の表面には、複数本のゲート配線９が設けられている。そして、図１に示す部分においては、２本のゲート配線９が対をなして設けられている。ゲート配線９は例えばＡｌからなる下層膜９ａ上に、例えばＭｏからなる上層膜９ｂが積層されて形成されている。また、アレイ基板３の表面には、ゲート配線９を覆うように、例えばシリコン窒化膜（ＳｉＮｘ）からなるゲート絶縁膜１０が設けられている。ゲート絶縁膜１０におけるゲート配線９の直上域に相当する部分は、ゲート配線９の形状を反映して盛り上がっている。更に、ゲート絶縁膜１０上におけるゲート配線９間の直上域の一部には、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）からなる半導体領域１７が設けられており、半導体領域１７上には例えばＣｒからなるドレイン配線１１が設けられている。そして、半導体領域１７及びドレイン配線１１を覆うように、例えばシリコン窒化膜（ＳｉＮｘ）からなるパッシベーション膜（ＰＡ膜）１２が設けられており、パッシベーション膜１２上には、ＩＴＯ膜からなる画素電極１３が設けられている。画素電極１３は、ゲート配線９間の領域の直上域を除く領域に形成されており、透明基板８の表面に垂直な方向から見て、即ち、平面視で、画素電極１３の端部はゲート配線９の端部に重なっている。画素電極１３の端部及びパッシベーション膜１２の露出部は、ゲート配線９及びドレイン配線１１の形状を反映して盛り上がっている。
【００２８】
そして、アレイ基板３の表面には、ゲート配線９、ドレイン配線１１、ソース配線（図示せず）及び半導体領域１７からなる複数のＴＦＴ（図示せず）が、マトリクス状に配列されて画素回路をなしている。また、平面視で、ドレイン配線１１はブラックマトリクス６におけるカラーフィルタ７ａ及び７ｂに覆われていない領域と重なる位置に配置されている。液晶パネル１の各画素は、カラーフィルタ基板２に設けられた１つのカラーフィルタ及びアレイ基板３に設けられた１つのＴＦＴを備えている。
【００２９】
液晶パネル１における各部の寸法の一例を示す。図１に示す断面において、ブラックマトリクス６の幅は２１．５μｍである。また、ブラックマトリクス６の厚さは１．５μｍである。更に、平面視で、ブラックマトリクス６とカラーフィルタ７ａ及び７ｂが重なっている領域の長さは夫々３．０μｍであり、その高さは０．３０μｍである。即ち、カラーフィルタ基板２の段差の高さは０．３０μｍである。そして、ブラックマトリクス６におけるカラーフィルタ７ａ及び７ｂに覆われていない部分、即ち、液晶層４に接触している部分の幅は約１５．５μｍである。
【００３０】
また、ゲート配線９の幅は５．５μｍであり、Ａｌからなる下層膜９ａの膜厚は２００ｎｍであり、Ｍｏからなる上層膜９ｂの膜厚は７０ｎｍであり、従って、ゲート配線９の総膜厚は２７０ｎｍである。ゲート配線９間の距離は１０．５μｍである。また、半導体領域１７の幅は７．１μｍであり、膜厚は２３０ｎｍであり、ドレイン配線１１の幅は４．５μｍであり、膜厚は３００ｎｍである。そして、平面視で、ドレイン配線１１は半導体領域１７の中央に位置している。従って、平面視で、半導体領域１７の端縁とドレイン配線１１の端縁との間の距離は、両側で夫々１．３μｍである。また、平面視で、半導体領域１７とゲート配線９との間の距離は１．７μｍである。従って、平面視で、２本のゲート配線９及びその間の領域からなる領域２０の幅は２１．５μｍである。更に、平面視で、領域２０はカラーフィルタ基板２におけるブラックマトリクス６が設けられている領域と一致する。更にまた、ゲート絶縁膜１０の膜厚は３００ｎｍであり、パッシベーション膜の膜厚は１５０ｎｍであり、画素電極１３の膜厚は４０ｎｍである。
【００３１】
更に、カラーフィルタ７ａにおけるブラックマトリクス６に乗り上げていない部分と画素電極１３におけるゲート配線９に乗り上げていない部分との間の距離の設計値は４．０μｍであり、この距離が４．０μｍであるとき、パッシベーション膜１２における最も突出した部分、即ち、ドレイン配線１１の直上域に相当する部分の表面と、ブラックマトリクス６の表面との間の距離は３．４７μｍである。従って、アレイ基板３の段差の高さは０．５３μｍである。このため、液晶パネル１の図１に示す部分において、カラーフィルタ基板２及びアレイ基板３における段差の合計は０．８３μｍである。
【００３２】
更にまた、液晶層４を形成する液晶はＴＮ方式（Twisted Nematic方式）の液晶であり、そのプレチルト角は４°以上であり、例えば４乃至１０°であり、例えば４．５乃至５．５°である。
【００３３】
次に、本発明の数値限定理由について説明する。本発明においては、カラーフィルタ基板２及びアレイ基板３の段差の合計が０．８μｍ以上である場合に、液晶層のプレチルト角を４°以上としている。これは、プレチルト角が４°未満であると、液晶分子の配向が段差に追従できず、リバースチルト等の配向異常が発生するためである。配向異常が発生すると、この部分でディスクリネーションが発生し、画像に輝線等の表示欠陥が発生する。また、カラーフィルタ基板２及びアレイ基板３の段差の合計が１．２μｍ以上である場合は、プレチルト角を５°以上とすることが好ましい。更に、液晶層のプレチルト角は、１０°以下であることが好ましい。これは、プレチルト角が１０°より大きい液晶層を形成することが極めて困難であるため、及びプレチルト角が１０°を超えると液晶分子が望ましくない方向に倒れることがあり、配向が不安定になるからである。
【００３４】
次に、上述の本実施形態における液晶パネルの製造方法について説明する。図２はこの液晶パネルにおけるアレイ基板の製造方法を示すフローチャート図であり、図３（ａ）乃至（ｃ）及び図４（ａ）乃至（ｃ）は、この製造方法を工程順に示す断面図である。本実施形態においては、液晶パネル１のアレイ基板３を、フォトリソグラフィ（ＰＲ）法を４回行う４ＰＲ方式により製造する。
【００３５】
先ず、図２に示すステップＳ１及び図３（ａ）に示すように、透明基板８上に、厚さが例えば２００ｎｍのＡｌ膜を成膜し、その後、厚さが例えば７０ｎｍのＭｏ膜を成膜する。次に、ステップＳ２に示すように、１回目のフォトリソグラフィ（ＰＲ）を行い、Ａｌ膜及びＭｏ膜をパターニングしてゲート配線９を形成する。このとき、ゲート配線９は、Ａｌからなる下層膜９ａにＭｏからなる上層膜９ｂが積層された２層膜となる。次に、ステップＳ３及び図３（ｂ）に示すように、透明基板８上にゲート配線９を覆うように、シリコン窒化物からなり厚さが例えば３００ｎｍであるゲート絶縁膜１０を成膜し、その後、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）からなり厚さが例えば２３０ｎｍである半導体層１４を成膜し、その後、Ｃｒからなり厚さが例えば３００ｎｍのソース・ドレイン配線層１５を成膜する。
【００３６】
次に、ステップＳ４及び図３（ｃ）に示すように、２回目のＰＲを行い、ソース・ドレイン配線層１５及び半導体層１４をパターニングして、ドレイン配線１１及びソース配線（図示せず）並びに半導体領域１７を形成する。以下、この２回目のＰＲ工程について詳述する。先ず、ソース・ドレイン配線層１５上に、フォトレジスト膜を成膜する。次に、このフォトレジスト膜を、グレートーンのマスクを使用して露光し、現像して、レジストパターンを形成する。これにより、ドレイン配線１１及びソース配線を形成する予定の領域が厚く、ドレイン配線１１及びソース配線は形成せずに半導体領域１７のみを形成する予定の領域が薄い２段構成のレジストパターンを形成する。そして、このレジストパターンをマスクとしてソース・ドレイン配線層１５及び半導体層１４をエッチングして選択的に除去し、半導体領域１７を形成する。次に、アッシングを行ってレジストパターンを部分的に除去し、レジストパターンのうち薄く形成した部分を除去し、厚く形成した部分のみを残留させる。そして、このアッシング後のレジストパターンをマスクとしてソース・ドレイン配線層１５をエッチングして選択的に除去し、ドレイン配線１１及びソース配線を形成する。
【００３７】
次に、ステップＳ５及び図４（ａ）に示すように、ゲート絶縁膜１０上にドレイン配線１１及びソース配線を覆うように、シリコン窒化物からなり厚さが例えば１５０ｎｍであるパッシベーション膜１２を成膜する。次に、ステップＳ６に示すように、３回目のＰＲを行い、パッシベーション膜１２及びゲート絶縁膜１０を選択的に除去し、コンタクトホール（図示せず）を形成する。
【００３８】
次に、ステップＳ７及び図４（ｂ）に示すように、パッシベーション膜１２上に膜厚が例えば４０ｎｍのＩＴＯ膜１６を成膜する。次に、ステップＳ８及び図４（ｃ）に示すように、４回目のＰＲを行い、ＩＴＯ膜１６をパターニングして画素電極１３を形成する。
【００３９】
その後、パッシベーション膜１２及び画素電極１３上に配向膜（図示せず）を形成する。そして、この配向膜の表面にラビング処理を施す。このラビング処理は、後の工程で形成する液晶層４（図１参照）のプレチルト角が４°以上となるような条件で行う。これにより、アレイ基板３を形成する。
【００４０】
一方、図１に示すように、ガラス基板５上にＣｒ膜からなるブラックマトリクス６を形成し、このブラックマトリクス６の端部を覆うようにカラーフィルタ７ａ及び７ｂを形成する。これにより、カラーフィルタ基板２を形成する。その後、アレイ基板３とカラーフィルタ基板２とを、シール（図示せず）を介して相互に平行に重ね合わせ、カラーフィルタ基板２、アレイ基板３及びシールにより囲まれた空間に液晶を封入して液晶層４を形成する。このとき、この液晶層４のプレチルト角は４°以上、例えば４乃至１０°、例えば４．５乃至５．５°となる。これにより、液晶パネル１が製造される。そして、この液晶パネル１及び光源を枠体に収納することにより、本実施形態に係る液晶表示装置が製造される。
【００４１】
本実施形態においては、ブラックマトリクスをカラーフィルタ基板に設けているため、画素回路においてブラックマトリクスに起因するリーク電流が発生しない。このため、画素回路の特性が優れている。また、ブラックマトリクスを樹脂により形成しているため、コストが低いと共に、Ｃｒを使用していないため環境負荷が小さい。更に、カラーフィルタ基板にオーバーコート層を設けていないため、コストが低い。更にまた、アレイ基板を４回のフォトリソグラフィ（ＰＲ）により製造しているため、製造コストが低い。
【００４２】
本実施形態の液晶パネルにおいては、ブラックマトリクスを樹脂により形成していること、オーバーコート層を設けていないこと、アレイ基板を４回のＰＲにより形成していることから、カラーフィルタ基板及びアレイ基板の段差が従来の液晶パネルよりも大きくなり、カラーフィルタ基板及びアレイ基板の段差の合計が０．８μｍ以上となっている。しかしながら、本実施形態においては、液晶層のプレチルト角を４°以上としているため、液晶層においてリバースチルト等の配向異常が発生することがない。このため、配向異常に起因する表示欠陥が発生することがなく、表示品質が良好である。
【実施例１】
【００４３】
以下、本発明の実施例の効果について、その特許請求の範囲から外れる比較例と比較して具体的に説明する。上述の本発明の実施形態に係る液晶表示装置の製造方法、即ち、図２（ａ）乃至（ｃ）及び図３（ａ）乃至（ｃ）に示す方法により、図１に示すような液晶表示装置を複数個作製した。このとき、液晶表示装置間で、カラーフィルタ基板及びアレイ基板における段差の合計値及び液晶層のプレチルト角を相互に異ならせた。プレチルト角の制御はラビング条件を調整することにより行った。なお、段差の合計値は０．２乃至０．８μｍとし、プレチルト角は２乃至６°とした。そして、これらの液晶表示装置に画像を表示させ、ディスクリネーションの発生の有無を確認した。また、コンピュータによるシミュレーションを行い、段差の合計値が１．０乃至１．２μｍ、プレチルト角が０乃至６°の液晶表示装置について、ディスクリネーションの発生の有無を確認した。これらの結果を表１に示す。なお、表１において、「段差の合計値」とは、カラーフィルタ基板における段差及びアレイ基板における段差の合計値を示す。また、「○」はディスクリネーションが発生しなかったことを示し、「△」はディスクリネーションが僅かに発生したが、実用上問題ない程度であったことを示し、「×」はディスクリネーションが発生したことを示し、「−」は評価を行っていないことを示す。更に、「○」又は「×」が括弧内に表記されている例はシミュレーションによる評価結果を示し、括弧なしで表記されている例は実パネルによる評価結果を示す。
【００４４】
【表１】
2005201982.tif 000003
【００４５】
表１に示すように、段差の合計値が０．８μｍ以上であっても、プレチルト角を４°以上とすれば、ディスクリネーションが発生せず、良好な表示品質を実現することができた。また、段差の合計値が１．２μｍ以上である場合は、プレチルト角を５°以上とすることにより、より一層良好な表示を行うことができた。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の実施形態に係る液晶表示装置の液晶パネルを示す断面図である。
【図２】本実施形態の液晶パネルにおけるアレイ基板の製造方法を示すフローチャート図である。
【図３】（ａ）乃至（ｃ）は、この製造方法を工程順に示す断面図である。
【図４】（ａ）乃至（ｃ）は、この製造方法を工程順に示す断面図であり、図３（ｃ）の次の工程を示す。
【図５】従来の液晶パネルを示す断面図である。
【図６】この従来の液晶パネルにおけるアレイ基板の製造方法を示すフローチャート図である。
【図７】（ａ）乃至（ｄ）は、この製造方法を工程順に示す断面図である。
【図８】（ａ）乃至（ｄ）は、この製造方法を工程順に示す断面図であり、図７（ｄ）の次の工程を示す。
【符号の説明】
【００４７】
１、１０１；液晶パネル
２、１０２；カラーフィルタ基板
３、１０３；アレイ基板
４、１０４；液晶層
５；透明基板
６、１０６；ブラックマトリクス
７ａ、７ｂ、１０７ａ、１０７ｂ；カラーフィルタ
８；透明基板
９、１０９；ゲート配線
１０、１１０；ゲート絶縁膜
１１、１１１；ドレイン配線
１２、１１２；パッシベーション膜
１３、１１３；画素電極
１４、１１４；半導体層
１５、１１５；ソース・ドレイン配線層
１６、１１６；ＩＴＯ膜
１７；半導体領域
２０；領域
１０５、１０８；ガラス基板
【図１】
2005201982.tif 000004
【図２】
2005201982.tif 000005
【図３】
2005201982.tif 000006
【図４】
2005201982.tif 000007
【図５】
2005201982.tif 000008
【図６】
2005201982.tif 000009
【図７】
2005201982.tif 000010
【図８】
2005201982.tif 000011