(57)【要約】【課題】製造工程数の増加を抑え、安価で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】液晶表示装置は、アレイ基板１００と対向基板２００との間に液晶層３００を挟持して構成される。アレイ基板１００は、複数の色にそれぞれ着色された複数の着色樹脂層からなるカラーフィルタ層２４（Ｒ、Ｇ、Ｂ）と、カラーフィルタ層２４（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の表面を覆うオーバコート層２５と、カラーフィルタ層２４（Ｒ、Ｇ、Ｂ）上に配置されオーバコート層２５と一体に形成されるとともにアレイ基板１００と対向基板２００との間に液晶層３００を挟持するためのギャップを形成する柱状スペーサ３１と、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】
第１基板と第２基板との間に液晶層を挟持して構成され、
前記第１基板は、
複数の色にそれぞれ着色された複数の着色樹脂層からなるカラーフィルタ層と、
前記カラーフィルタ層の表面を覆うオーバコート層と、
前記カラーフィルタ層上に配置され、前記オーバコート層と一体に形成されるとともに、前記第１基板と前記第２基板との間に液晶層を挟持するためのギャップを形成するスペーサと、
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１基板は、さらに、行方向に配列された走査線と、列方向に配列された信号線と、前記走査線と前記信号線との交差部近傍に配置されたスイッチング素子と、前記オーバコート層上に画素毎にマトリクス状に配置された画素電極と、を備え、
前記カラーフィルタ層は、前記スイッチング素子を覆うよう画素毎に割り当てられた各色の着色樹脂層を前記信号線の上で重ね合わせて配置され、
前記カラーフィルタ層及び前記オーバコート層は、前記画素電極と各スイッチング素子とを電気的に接続するためのコンタクトホール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】
前記第１基板は、さらに、前記オーバコート層上に配置された対向電極を備え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４】
第１基板と第２基板との間に液晶層を挟持して構成された液晶表示装置の製造方法において、
前記第１基板においては、
複数の色にそれぞれ着色された複数の着色樹脂層からなるカラーフィルタ層を形成し、
前記カラーフィルタ層の表面全体に光透過性を有する感光性樹脂材料を塗布し、
スペーサを形成する領域に対応して前記感光性樹脂材料を第１露光量で露光し、
オーバコート層を形成する領域に対応して前記感光性樹脂材料を前記第１露光量とは異なる第２露光量で露光し、
前記感光性樹脂材料を現像し、
前記カラーフィルタ層の表面を覆う第１膜厚を有する前記オーバコート層と、前記第１基板と前記第２基板との間に液晶層を挟持するためのギャップを形成する前記第１膜厚より厚い第２膜厚を有する前記スペーサと、を一体に形成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】
前記スペーサに対応するパターンで第１透過率を有する第１フォトマスクを用いて前記感光性樹脂材料を露光し、
前記オーバコート層に対応するパターンで第２透過率を有する第２フォトマスクを用いて前記感光性樹脂材料を露光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】
前記感光性樹脂材料全体を露光し、
前記オーバコート層または前記スペーサに対応するパターンを有するフォトマスクを用いて前記感光性樹脂材料を露光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７】
前記オーバコート層及び前記スペーサにそれぞれ対応するパターンでの透過率が異なるフォトマスクを用いて、前記感光性樹脂材料を一括して露光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、カラーフィルタ層を備えたアクティブマトリクス型カラー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、軽量、薄型、低消費電力などの特徴を有するため、ＯＡ機器、情報端末、時計、テレビなど様々な分野に応用されている。特に、薄膜トランジスタすなわちＴＦＴを有する液晶表示装置は、その高い応答性から、携帯テレビやコンピュータなどのように多量の情報を含むデータを表示するモニタとして適用されている。
【０００３】
一般的に用いられている液晶表示装置は、電極を有する２枚のガラス基板の間に液晶層を挟持して構成されている。これら２枚の基板は、その周囲を液晶封入口を除いて塗布された接着剤によって固定されている。また、カラー表示用の液晶表示装置は、２枚のガラス基板のうちの一方の基板の画素毎に配置され赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）それぞれ着色された着色樹脂層からなるカラーフィルタ層を備えている。
【０００４】
最近では、液晶表示装置において、画面サイズの大型化や表示品位の向上といった要求が高まっている。こうしたさらなる性能向上が求められる中で、その妨げとなっている要因の一つに、カラーフィルタ層表面の平坦性の問題がある。すなわち、カラーフィルタ層を形成する各色の着色樹脂層は、それぞれの端部で重ね合わせられており、このような部分での膜厚が厚くなる。
【０００５】
このように、カラーフィルタ層にはわずかではあるが段差が存在し、液晶層を挟持するためのギャップが変化してしまうとともに、この段差周辺においては液晶分子の配列に乱れが生じ、コントラストなどの表示性能を低下する要因となっている。しかしながら、カラーフィルタ層の表面を完全なフラットに形成することは困難である。
【０００６】
そこで、カラーフィルタ層上に透明なオーバコート層を配置してフラット化する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平７−２９４７２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述したようなオーバコート層を配置する方法は、製造工程数が増加することに繋がり、製造コストの増大を招くといった課題を有する。
【０００８】
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、製造工程数の増加を抑え、安価で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】
【０００９】
この発明の第１の様態による液晶表示装置は、
第１基板と第２基板との間に液晶層を挟持して構成され、
前記第１基板は、
複数の色にそれぞれ着色された複数の着色樹脂層からなるカラーフィルタ層と、
前記カラーフィルタ層の表面を覆うオーバコート層と、
前記カラーフィルタ層上に配置され、前記オーバコート層と一体に形成されるとともに、前記第１基板と前記第２基板との間に液晶層を挟持するためのギャップを形成するスペーサと、
を備えたことを特徴とする。
【００１０】
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、
第１基板と第２基板との間に液晶層を挟持して構成された液晶表示装置の製造方法であって、
前記第１基板においては、
複数の色にそれぞれ着色された複数の着色樹脂層からなるカラーフィルタ層を形成し、
前記カラーフィルタ層の表面全体に光透過性を有する感光性樹脂材料を塗布し、
オーバコート層を形成する領域に対応して前記感光性樹脂材料を第１露光量で露光し、
スペーサを形成する領域に対応して前記感光性樹脂材料を前記第１露光量とは異なる第２露光量で露光し、
前記感光性樹脂材料を現像し、
前記カラーフィルタ層の表面を覆う第１膜厚を有する前記オーバコート層と、前記第１基板と前記第２基板との間に液晶層を挟持するためのギャップを形成する前記第１膜厚より厚い第２膜厚を有する前記スペーサと、を一体に形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
この発明によれば、製造工程数の増加を抑え、安価で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】
【００１２】
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。
【００１３】
図１及び図２に示すように、この実施の形態に係る液晶表示装置、例えばアクティブマトリクス型液晶表示装置１は、透過型の液晶パネル１０と、この液晶パネル１０に駆動信号を供給する駆動回路基板５００と、液晶パネル１０を裏面側から照明するバックライトユニット８００と、を備えている。液晶パネル１００と駆動回路基板５００とは、フレキシブル配線基板９５０を介して電気的に接続される。フレキシブル配線基板９５０は、異方性導電膜（ＡＣＦ）などによって液晶パネル１００及び駆動回路基板５００に電気的に接続されている。
【００１４】
液晶パネル１０は、アレイ基板（第１基板）１００と、アレイ基板１００に対向配置された対向基板（第２基板）２００と、アレイ基板１００と対向基板２００との間に保持された液晶層３００とを有している。これらアレイ基板１００と対向基板２００とは、液晶層３００を挟持するための所定のギャップを形成しつつシール部材１０６によって貼り合わせられている。液晶層３００は、アレイ基板１００と対向基板２００との間に封入された液晶組成物によって構成されている。
【００１５】
このような液晶表示パネル１０において、画像を表示する表示領域１０２は、ｍ×ｎのマトリクス状に配置された複数の画素ＰＸ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）によって構成されている。この表示領域１０２は、シール材１０６によって囲まれた内側に規定されている。
【００１６】
表示領域１０２において、アレイ基板１００は、ガラス基板などの光透過性を有する絶縁性基板１１上に、複数の走査線Ｙ、複数の信号線Ｘ、複数のスイッチング素子１２１、カラーフィルタ層２４（Ｒ、Ｇ、Ｂ）、オーバコート層２５、複数の画素電極１５１、複数の柱状スペーサ３１、配向膜１３Ａなどを備えている。また、表示領域１０２の周辺に規定された周辺領域１０４において、アレイ基板１００は、遮光層ＳＰなどを備えている。
【００１７】
すなわち、ｍ本の走査線Ｙは、画素電極１５１の行方向に沿って配列されている。ｎ本の信号線Ｘは、ｍ本の走査線Ｙと互いに直交するように配置され、画素電極１５１の列方向に沿って配列されている。ｍ×ｎ個のスイッチング素子１２１は、走査線Ｙと信号線Ｘとの交差部近傍に配置され、ポリシリコン半導体層を有するｎチャネル型の薄膜トランジスタすなわち画素ＴＦＴで構成されている。
【００１８】
カラーフィルタ層２４（Ｒ、Ｇ、Ｂ）は、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、及び青色（Ｂ）にそれぞれ着色された複数の着色樹脂層からなり、それぞれ赤色、緑色、及び青色の各色成分の光を透過する。このカラーフィルタ層２４（Ｒ、Ｇ、Ｂ）は、対応する色の画素ＰＸＲ、ＰＸＧ、ＰＸＢ毎にスイッチング素子１２１を覆うように配置されている。
【００１９】
また、各着色樹脂層は、遮光性を有する配線部（例えば信号線Ｘ、走査線Ｙ、補助容量素子など）の上において重ね合わせて配置されている。例えば、図４に示した例では、各着色樹脂層２４（Ｒ、Ｇ、Ｂ）は、信号線Ｘの延出方向に沿ってストライプ状に形成されている。このようなレイアウトの場合には、カラーフィルタ層は、各色の着色樹脂層２４（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の端部を信号線Ｘ上で互いに重ね合わせて配置される。
【００２０】
なお、各着色樹脂層２４（Ｒ、Ｇ、Ｂ）を、走査線Ｙの延出方向に沿ってストライプ状に形成したレイアウトの場合には、各色の着色樹脂層２４（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の端部を走査線Ｙ上または走査線Ｙと平行な補助容量素子上で互いに重ね合わせて配置される。また、各着色樹脂層２４（Ｒ、Ｇ、Ｂ）を画素毎にランダム配置または千鳥配置したレイアウトの場合には、信号線Ｘと、走査線Ｙまたは補助容量素子との上で各色の着色樹脂層２４（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の端部を互いに重ね合わせて配置される。
【００２１】
オーバコート層２５は、カラーフィルタ層２４（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の表面を覆うように配置されている。柱状スペーサ３１は、遮光性を有する配線部上に位置するようカラーフィルタ層２４（Ｒ、Ｇ、Ｂ）上に配置され、アレイ基板１００と対向基板２００との間に液晶層３００を挟持するためのギャップを形成する。これらのオーバコート層２５及び柱状スペーサ３１は、光透過性を有する同一の樹脂材料によって同一工程にて一体に形成されている。
【００２２】
遮光層ＳＰは、有効表示領域１０２の周縁に沿って額縁状に配置されている。この遮光層ＳＰは、光の透過を遮るために有色樹脂、例えば黒色の樹脂材料によって形成されている。配向膜１３Ａは、複数の画素電極１５１全体及びオーバコート層２５を覆うように配置されている。この配向膜１３Ａは、液晶層３００に含まれる液晶分子をアレイ基板１００に対して所定方向に配向する。
【００２３】
ｍ×ｎ個の画素電極１５１は、オーバコート層２５上に画素ＰＸ毎にマトリクス状に配置されている。これらの画素電極１５１は、ＩＴＯ（インジウム・ティン・オキサイド）等の光透過性導電部材によって形成されている。各画素電極１５１は、カラーフィルタ層２４（Ｒ、Ｇ、Ｂ）及びオーバコート層２５を貫通するコンタクトホール２６を介して対応する画素ＴＦＴ１２１にそれぞれ電気的に接続されている。
【００２４】
各画素ＴＦＴ１２１は、図３に、より詳細な構造を示すように、ポリシリコン膜によって形成された半導体層１１２を有している。この半導体層１１２は、ガラス基板１１上に配置されたアンダーコーティング層６０上に配置され、チャネル領域１１２Ｃの両側にそれぞれ不純物をドープすることによって形成されたドレイン領域１１２Ｄ及びソース領域１１２Ｓを有している。
【００２５】
画素ＴＦＴ１２１のゲート電極６３は、例えば走査線Ｙと一体に形成され、ゲート絶縁膜６２を介して半導体層１１２のチャネル領域１１２Ｃに対向して配置されている。画素ＴＦＴ１２１のドレイン電極８８は、例えば信号線Ｘと一体に形成され、ゲート絶縁膜６２及び層間絶縁膜７６を貫通するコンタクトホール７７を介して半導体層１１２のドレイン領域１１２Ｄに電気的に接続されることによって形成されている。画素ＴＦＴ１２１のソース電極８９は、ゲート絶縁膜６２及び層間絶縁膜７６を貫通するコンタクトホール７８を介して半導体層１１２のソース領域１１２Ｓに電気的に接続されることによって形成されている。
【００２６】
このソース電極８９は、層間絶縁膜７６、ドレイン電極８８、及び、ソース電極８９を覆うカラーフィルタ層２４（Ｒ、Ｇ、Ｂ）及びカラーフィルタ層２４（Ｒ、Ｇ、Ｂ）上に配置されたオーバコート層２５に形成されたコンタクトホール２６を介して画素電極１５１に電気的に接続されている。これにより、画素ＴＦＴ１２１は、走査線Ｙ及び信号線Ｘに接続され、走査線Ｙからの駆動信号により導通し、信号線Ｘからの信号電圧を画素電極１５１に印加する。
【００２７】
画素電極１５１は、液晶容量ＣＬと電気的に並列な補助容量Ｃを形成する補助容量素子に電気的に接続されている。すなわち、補助容量電極６１は、半導体層１２１と同層のポリシリコン膜によって形成されるとともに、画素電極１５１と同電位になるよう構成されている。補助容量線５２は、その少なくとも一部がゲート絶縁膜６２を介して補助容量電極６１に対向配置され、所定電位に設定されている。
【００２８】
これら信号線Ｘ、走査線Ｙ、及び補助容量線５２等の配線部は、アルミニウムや、モリブデン−タングステンなどの遮光性を有する低抵抗材料によって形成されている。この実施の形態では、互いに略平行に配置された走査線Ｙ及び補助容量線５２は、モリブデン−タングステンによって形成されている。また、信号線Ｘ、ドレイン電極８８、及び、ソース電極８９は、主にアルミニウムによって形成されている。
【００２９】
一方、表示領域１０２において、対向基板２００は、ガラス基板などの光透過性を有する絶縁性基板２１上に形成された対向電極２０４、この対向電極２０４を覆う配向膜１３Ｂなどを有している。対向電極２０４は、ＩＴＯ等の光透過性導電部材によって形成されている。この対向電極２０４は、すべての画素ＰＸ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）に対して共通に配置されており、液晶層３００を介してｍ×ｎ個の画素電極１５１すべてに対向する。配向膜１３Ｂは、液晶層３００に含まれる液晶分子を対向基板２００に対して所定方向に配向する。
【００３０】
周辺領域１０４において、アレイ基板１００は、走査線Ｙを駆動する駆動ＴＦＴを含む走査線駆動回路１８、信号線Ｘを駆動する駆動ＴＦＴを含む信号線駆動回路１９などを有している。これら走査線駆動回路１８及び信号線駆動回路１９に含まれる駆動ＴＦＴは、ポリシリコン半導体層を有するｎチャネル型薄膜トランジスタ及びｐチャネル型薄膜トランジスタによって構成されている。
【００３１】
液晶表示パネル１０におけるアレイ基板１００及び対向基板２００のそれぞれの外面には、偏光板ＰＬ１及び偏光板ＰＬ２が設けられている。偏向板ＰＬ１及びＰＬ２は、例えばそれぞれの偏光軸が互いに直交するように配置される。
【００３２】
次に、上述した構造の液晶表示パネル１０の第１の製造方法について説明する。  
アレイ基板１００の製造工程では、まず、ガラス基板１１上にアンダーコーティング層６０を形成した後、画素ＴＦＴ１２１などのポリシリコン半導体層１１２及び補助容量電極６１を形成する。続いて、ゲート絶縁膜６２を形成した後、走査線Ｙ、補助容量線５２、及び、走査線Ｙと一体のゲート電極６３などの各種配線部を形成する。
【００３３】
続いて、ゲート電極６３をマスクとして、ポリシリコン半導体層１１２に不純物を注入し、チャネル領域１１２Ｃの両側にドレイン領域１１２Ｄ及びソース領域１１２Ｓを形成した後、基板全体をアニールすることにより不純物を活性化する。続いて、層間絶縁膜７６を形成した後、信号線Ｘを形成するとともに、信号線Ｘと一体に画素ＴＦＴ１２１のドレイン電極８８、ソース電極８９、及びコンタクト電極８０を形成する。
【００３４】
続いて、各色の画素毎に対応する色のカラーフィルタ層２４（Ｒ、Ｇ、Ｂ）を形成する。すなわち、スピンナーにより、赤色の顔料を分散させた紫外線硬化型アクリル樹脂材料ＣＲ−２０００（富士フィルムオーリン（株）製）を基板全面に塗布する。そして、この樹脂材料を、赤色画素に対応した部分に光が照射されるようなフォトマスクを介して３６５ｎｍの波長で１００ｍＪ／ｃｍ２の露光量で露光する。そして、この樹脂材料をＫＯＨの１％水溶液で２０秒間現像し、さらに水洗した後、焼成する。これにより、膜厚約３μｍの赤色カラーフィルタ層２４Ｒを形成する。
【００３５】
続いて、同様の工程を繰り返すことにより、緑色の顔料を分散させた紫外線硬化型アクリル樹脂材料ＣＧ−２０００（富士フィルムオーリン（株）製）からなる膜厚約３μｍの緑色カラーフィルタ層２４Ｇ、青色の顔料を分散させた紫外線硬化型アクリル樹脂材料ＣＢ−２０００（富士フィルムオーリン（株）製）からなる膜厚約３μｍの青色カラーフィルタ層２４Ｂを形成する。
【００３６】
続いて、カラーフィルタ層２４（Ｒ、Ｇ、Ｂ）上に、オーバコート層２５及び柱状スペーサ３１を一体に形成する。  
すなわち、図５の（ａ）に示すように、まず、カラーフィルタ層２４（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の表面全体に光透過性を有する感光性樹脂材料を塗布する。ここでは、スピンナーにより、紫外線硬化型アクリル樹脂材料ＮＮ６００（ＪＳＲ（株）製）２５Ａを全面に塗布し、９０℃の環境下で１０分間乾燥する。この樹脂材料２５Ａは、光によって架橋反応して不溶化するネガタイプであり、図６に示すように、露光量が増大するのにしたがって現像後の膜厚が増加する傾向にある。
【００３７】
続いて、図５の（ｂ）に示すように、柱状スペーサを形成する領域２５Ｂに対応して樹脂材料２５Ａを第１露光量で露光する。このとき、柱状スペーサに対応するパターンで第１透過率を有する第１フォトマスク４１０を用いて樹脂材料２５Ａを露光する。
【００３８】
ここで適用される第１フォトマスク４１０は、光透過性を有する透明基板４１１にクロムなどの光遮光性を有するマスクパターン４１２を形成したものであり、柱状スペーサに対応するパターン４１３での第１透過率はほぼ１００％であり、その他の部分４１２での透過率はほぼ０％である。この実施の形態では、第１フォトマスク４１０を介して、柱状スペーサを形成する領域２５Ｂを３６５ｎｍの波長で約４０ｍＪ／ｃｍ２の第１露光量で露光する。
【００３９】
続いて、図５の（ｃ）に示すように、オーバコート層を形成する領域２５Ｃに対応して樹脂材料２５Ａを第１透過率とは異なる第２露光量で露光する。このとき、オーバコート層に対応するパターンで第２透過率を有する第２フォトマスク４２０を用いて樹脂材料２５Ａを露光する。
【００４０】
ここで適用される第２フォトマスク４２０は、光透過性を有する透明基板４２１にクロムなどの光遮光性を有するマスクパターン４２２を形成したものであり、オーバコート層に対応するパターン４２３での第２透過率はほぼ１００％であり、その他の部分４２２での透過率はほぼ０％である。
【００４１】
オーバコート層の第１膜厚より柱状スペーサの第２膜厚を厚くする必要があるため、露光する樹脂材料２５Ａが図６に示したような特性を有するネガタイプである場合には、第２露光量を第１露光量より少なく設定される。この実施の形態では、第２フォトマスク４２０を介して、オーバコート層を形成する領域２５Ｃを３６５ｎｍの波長で約１０ｍＪ／ｃｍ２の第２露光量で露光する。
【００４２】
続いて、図５の（ｄ）に示すように、樹脂材料２５ＡをｐＨ１１．５のアルカリ水溶液にて現像した後、さらに水洗し、２００℃の環境下で６０分間焼成する。これにより、約１μｍの膜厚（第１膜厚）を有するオーバコート層２５と、約４μｍの高さ（第２膜厚）を有する柱状スペーサ３１とを同時に一体的に形成する。なお、図５の（ａ）乃至（ｄ）に示した例では、先にオーバコート層を形成する領域２５Ｂを露光した後に柱状スペーサを形成する領域２５Ｃを露光したが、（ｂ）に示した工程と（ｃ）に示した工程とが逆であっても良い。
【００４３】
続いて、スパッタ法などによりＩＴＯを１５００オングストロームの膜厚で成膜し、パターニングすることによって画素電極１５１を形成する。続いて、スピンナーにより、例えば黒色の紫外線硬化性アクリル樹脂レジストＮＮ７００（ＪＳＲ（株）製）を基板全面に塗布する。その後、このレジスト膜を９０℃で１０分間乾燥した後に、所定のパターン形状のフォトマスクを用いて３６５ｎｍの波長で、３００ｍＪ／ｃｍ２の露光量で露光する。そして、このレジスト膜をｐＨ１１．５のアルカリ水溶液にて現像し、２００℃で６０分間焼成する。これにより、表示領域１０２の周縁に沿って遮光層ＳＰを形成する。
【００４４】
続いて、基板全面に、配向膜材料としてＡＬ−３０４６（ＪＳＲ（株）製）を８００オングストロームの膜厚で塗布し、焼成し、配向膜１３Ａを形成する。  
これにより、アレイ基板１００が製造される。
【００４５】
一方、対向基板２００の製造工程では、まず、ガラス基板２１上にスパッタ法などによりＩＴＯを１５００オングストロームの膜厚で成膜し、パターニングすることによって対向電極２０４を形成する。その後、基板全体にとしてＡＬ−３０４６（ＪＳＲ（株）製）を８００オングストロームの膜厚で塗布し、焼成し、配向膜１３Ｂを形成する。  
これにより、対向基板２００が製造される。
【００４６】
液晶表示パネル１０の製造工程では、シール部材１０６を液晶注入口を残して対向基板２００の外縁に沿って印刷塗布し、さらに、アレイ基板１００から対向電極２００に電圧を印加するための電極転移材をシール部材１０６の周辺の電極転移電極上に形成する。続いて、アレイ基板１００の配向膜１３Ａと対向基板２００の配向膜１３Ｂとが互いに対向するようにアレイ基板１００と対向基板２００とを配置し、加熱してシール部材１０６を硬化させて両基板を貼り合わせる。続いて、正の誘電率異方性を有するＺＬＩ−１５６５（ＭＥＲＣＫ社製）などの液晶組成物を液晶注入口から注入し、さらに液晶注入口を紫外線硬化樹脂などで封止することによって液晶層３００を形成する。さらに、アレイ基板１００の外面に偏向板ＰＬ１を設けるとともに、対向基板２００の外面に偏向板ＰＬ２を設ける。
【００４７】
以上のような製造方法によってアクティブマトリクス型カラー液晶表示パネルが製造される。このようにして製造したカラー液晶表示装置を点灯表示したところ、液晶分子の配列乱れに起因した表示不良が発生せず、表示品位に優れていることを確認できた。
【００４８】
上述した製造方法により製造した液晶表示装置によれば、カラーフィルタ層上にオーバコート層を配置したことにより、着色樹脂層の端部での重なりによる段差を吸収することができ、液晶層に接触する配向膜をフラット化することが可能となる。これにより、液晶層を挟持するためのギャップが均一化され、しかも液晶分子の配列の乱れを抑制することができ、表示性能を向上することが可能となる。
【００４９】
しかも、オーバコート層と柱状スペーサとを一体的に形成することにより、オーバコート層を形成するための製造工程を別個に増加する必要がない。すなわち、柱状スペーサを形成する製造工程において同一の感光性樹脂材料を用いて同時にオーバコート層を形成することにより、製造工程数の増加を抑えることができ、製造コストを削減することが可能となる。したがって、安価で表示品位の優れた液晶表示装置を提供することができる。
【００５０】
このとき、オーバコート層及び柱状スペーサは、光透過性を有する感光性樹脂材料によって形成される。このような感光性樹脂材料の膜厚は、露光量を制御することで容易に制御可能である。このため、オーバコート層及び柱状スペーサを形成するそれぞれの領域に対応して感光性樹脂材料への露光量を制御することにより、膜厚の異なるオーバコート層及び柱状スペーサを同時に形成することが可能である。
【００５１】
なお、オーバコート層２５は、少なくとも開口部周縁での着色樹脂層がフラット化可能な膜厚であればよい。すなわち、オーバコート層２５において、１μｍを下回る膜厚の場合、十分なフラット化が不可能となる場合があり、また、１．５μｍを上回る膜厚の場合、着色樹脂層を透過した光の透過率を低減してしまい、輝度あるいはコントラストを低下させてしまう場合がある。このため、オーバコート層２５は、着色樹脂層の膜厚にもよるが１乃至１．５μｍ程度の膜厚に形成されることが望ましい。
【００５２】
次に、上述した構造の液晶表示パネル１０の第２の製造方法について説明する。なお、この第２の製造方法は、オーバコート層２５及び柱状スペーサ３１の製造工程が異なるのみで、他の工程は第１の製造方法と実質的に同一であるため説明を省略する。
【００５３】
すなわち、図７の（ａ）に示すように、第１の製造方法と同様に、カラーフィルタ層２４（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の表面全体に光透過性を有する感光性樹脂材料を塗布する。
【００５４】
続いて、図７の（ｂ）に示すように、樹脂材料２５Ａ全体を一括露光する。このとき、樹脂材料２５Ａは、薄い膜厚を形成するのに必要な露光量で露光される。この実施の形態では、樹脂材料２５Ａは、３６５ｎｍの波長で、例えばオーバコート層を形成するのに必要な露光量（約１０ｍＪ／ｃｍ２）で露光される。
【００５５】
続いて、オーバコート層または柱状スペーサを形成する領域に対応して樹脂材料２５Ａを所定の露光量で露光する。このとき、オーバコート層または柱状スペーサに対応するパターンを有するフォトマスク４３０を用いて樹脂材料２５Ａを露光する。
【００５６】
この実施の形態では、図７の（ｃ）に示すように、柱状スペーサを形成する領域２５Ｂに対応して樹脂材料２５Ａを露光する。ここで適用されるフォトマスク４３０は、光透過性を有する透明基板４３１に光遮光性を有するマスクパターン４３２を形成したものであり、柱状スペーサに対応するパターン４３３での透過率はほぼ１００％であり、その他の部分４３２での透過率はほぼ０％である。このようなフォトマスク４３０を介して、柱状スペーサを形成する領域２５Ｂを３６５ｎｍの波長で約３０ｍＪ／ｃｍ２の露光量で露光する。
【００５７】
続いて、図７の（ｄ）に示すように、樹脂材料２５ＡをｐＨ１１．５のアルカリ水溶液にて現像した後、さらに水洗し、２００℃の環境下で６０分間焼成する。これにより、約１μｍの膜厚（第１膜厚）を有するオーバコート層２５と、約４μｍの高さ（第２膜厚）を有する柱状スペーサ３１とを同時に一体的に形成する。なお、図７の（ｂ）に示した工程と（ｃ）に示した工程とが逆であっても良い。
【００５８】
このような第２の製造方法でも、上述した第１の製造方法と同様に、製造工程数の増加を抑えることができ、しかも、安価で表示品位の優れた液晶表示装置を提供することができる。また、オーバコート層及び柱状スペーサを形成するためのフォトマスクを１種類用意すればよいため、製造コストをさらに低減することができる。
【００５９】
次に、上述した構造の液晶表示パネル１０の第３の製造方法について説明する。なお、この第３の製造方法でも、オーバコート層２５及び柱状スペーサ３１の製造工程が異なるのみで、他の工程は第１の製造方法と実質的に同一であるため説明を省略する。
【００６０】
すなわち、図８の（ａ）に示すように、第１の製造方法と同様に、カラーフィルタ層２４（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の表面全体に光透過性を有する感光性樹脂材料を塗布する。
【００６１】
続いて、図８の（ｂ）に示すように、樹脂材料２５Ａ全体をフォトマスク４４０を用いて一括露光する。ここで適用されるフォトマスク４４０は、オーバコート層及び柱状スペーサにそれぞれ対応するパターンでの透過率が異なる。すなわち、フォトマスク４４０は、光透過性を有する透明基板４４１に、柱状スペーサに対応したマスクパターン４４２及びオーバコート層に対応したマスクパターン４４３を形成したものであり、マスクパターン４４２で第１透過率を有するとともにマスクパターン４４３で第２透過率を有する。
【００６２】
このとき、樹脂材料２５Ａを一括露光するために、薄い膜厚に対応したマスクパターンは、厚い膜厚に対応したマスクパターンより低い透過率を有するように設定される。これにより、薄い膜厚を形成する領域は、厚い膜厚を形成する領域より低い露光量で露光されることになる。
【００６３】
この実施の形態では、第１透過率はほぼ１００％であるのに対して、第２透過率はほぼ２５％程度に設定されている。このようなフォトマスク４４０を介して、３６５ｎｍの波長で樹脂材料２５Ａを一括露光した場合、柱状スペーサを形成する領域２５Ｂを約４０ｍＪ／ｃｍ２の露光量で露光するとともに、オーバコート層を形成する領域２５Ｂを約１０ｍＪ／ｃｍ２の露光量で露光する。
【００６４】
続いて、図８の（ｃ）に示すように、樹脂材料２５ＡをｐＨ１１．５のアルカリ水溶液にて現像した後、さらに水洗し、２００℃の環境下で６０分間焼成する。これにより、約１μｍの膜厚（第１膜厚）を有するオーバコート層２５と、約４μｍの高さ（第２膜厚）を有する柱状スペーサ３１とを同時に一体的に形成する。
【００６５】
このような第３の製造方法でも、上述した第１の製造方法と同様に、製造工程数の増加を抑えることができ、しかも、安価で表示品位の優れた液晶表示装置を提供することができる。また、オーバコート層及び柱状スペーサを形成するためのフォトマスクを１種類用意すればよいため、製造コストをさらに低減することができる。さらに、オーバコート層及び柱状スペーサを形成するための露光工程が１回でよいため、製造工程数をさらに削減することができ、コストを低減することができる。
【００６６】
なお、上述した実施の形態では、カラーフィルタ層２４（Ｒ、Ｇ、Ｂ）をアレイ基板１００側に設けたいわゆるＣＯＡ（カラーフィルタ・オン・アレイ）構造について説明したが、カラーフィルタ層２４（Ｒ、Ｇ、Ｂ）は対向基板２００側に設けても良い。
【００６７】
すなわち、図９に示すように、表示領域１０２において、アレイ基板１００は、絶縁性基板１１上に、走査線及び信号線の交差部近傍に配置されたスイッチング素子１２１、スイッチング素子１２１を覆うように配置された絶縁層２３、絶縁層２３上に配置された画素電極１５１、画素電極１５１を覆うように配置された配向膜１３Ａなどを備えている。
【００６８】
また、対向基板２００は、カラーフィルタ層２４（Ｒ、Ｇ、Ｂ）、カラーフィルタ層２４（Ｒ、Ｇ、Ｂ）上に配置されたオーバコート層２５、カラーフィルタ層２４（Ｒ、Ｇ、Ｂ）上に配置されオーバコート層２５と一体に形成された柱状スペーサ３１、オーバコート層２５上に配置された対向電極２０４、対向電極２０４を覆うように配置された配向膜１３Ｂ、表示領域１０２の外周に沿って額縁状に配置された遮光層ＳＰなどを備えている。
【００６９】
このような構造の液晶表示パネルにおいても、カラーフィルタ層、オーバコート層及び柱状スペーサを形成するためには、第１乃至第３の製造方法を適用することができ、それぞれ説明した同様の効果が得られることは言うまでもない。
また、上述した実施の形態では、オーバコート層及び柱状スペーサを形成する感光性樹脂材料は、ネガタイプのものを適用した例で説明したが、光によって分解して溶媒に溶けるようになるポジタイプのものを適用しても良い。このポジタイプの樹脂材料は、ネガタイプとは逆に、露光量が増大するのにしたがって現像後の膜厚が減少する傾向にある。このため、柱状スペーサを形成するための第１露光量は、オーバコート層を形成するための第２露光量より少なく設定されることは勿論のことである。
【００７０】
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】
【００７１】
【図１】図１は、この発明の一実施の形態に係る液晶表示装置の構成を概略的に示す図である。
【図２】図２は、図１に示した液晶表示装置に適用可能な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２に示した液晶表示パネルにおけるアレイ基板の構造を概略的に示す断面図である。
【図４】図４は、カラーフィルタ層を構成する着色樹脂層の重なり状態を説明するための概略的な断面図である。
【図５】図５の（ａ）乃至（ｄ）は、オーバコート層及び柱状スペーサを形成するための第１の製造方法を説明するための図である。
【図６】図６は、ネガタイプの樹脂材料における露光量と現像後の膜厚との関係を示す図である。
【図７】図７の（ａ）乃至（ｄ）は、オーバコート層及び柱状スペーサを形成するための第２の製造方法を説明するための図である。
【図８】図８の（ａ）乃至（ｃ）は、オーバコート層及び柱状スペーサを形成するための第３の製造方法を説明するための図である。
【図９】図９は、図１に示した液晶表示装置に適用可能な他の液晶表示パネルの構造を概略的に示す断面図である。
【符号の説明】
【００７２】
１…液晶表示装置、１０…液晶表示パネル、２３…絶縁層、２４（Ｒ、Ｇ、Ｂ）…カラーフィルタ層、２５…オーバコート層、３１…柱状スペーサ、１００…アレイ基板、１２１…薄膜トランジスタ（スイッチング素子）、１５１…画素電極、２００…対向基板、２０４…対向電極、３００…液晶層、ＰＸ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）…（赤色、緑色、青色）画素、Ｘ…信号線、Ｙ…走査線
【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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