(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁基板上に設けられた複数の走査線と、この走査線と交差するよう設けられた複数の信号線と、上記走査線および信号線の各交点部近傍に設けられたスイッチング素子と、上記走査線、信号線、およびスイッチング素子を被覆した着色層と、それぞれ上記スイッチング素子に接続されているとともに上記着色層上に形成された複数の画素電極と、を有した表示領域と、上記表示領域周辺部に沿って設けられ遮光性を有した配線と、上記表示領域内の上記着色層上に配置された複数の柱状スペーサと、上記表示領域を囲んで設けられ、上記表示領域周縁の光漏れを防止する額縁パターンと、この額縁パターンの外側に形成された着色層と、を備えたアレイ基板と、
上記柱状スペーサにより上記アレイ基板と所定の隙間を置いて対向して配置された対向基板と、
上記額縁パターンの周囲を囲んで設けられ上記アレイ基板と上記対向基板との周縁部同志を接着しているとともに、液晶注入口を有したシール材と、
上記液晶注入口から上記アレイ基板と上記対向基板との間の間隙に注入された液晶層と、を備え、
上記柱状スペーサは、上記額縁パターンの外側に形成された上記着色層上に設けられ、かつ上記額縁パターンと隙間をおいて設けられた柱状スペーサを含み、
上記配線は、その一部が上記額縁パターンと重なって設けられているとともに、上記額縁パターンとこの額縁パターンの外側に設けられた柱状スペーサとの隙間と重なって設けられて、上記額縁パターンの外側部分を遮光した遮光体を形成していることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
上記柱状スペーサおよび額縁パターンは、同一の黒色の着色層により形成されてい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】
上記額縁パターンは、上記着色層の少なくとも２層を重ねることにより形成されることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は液晶表示装置に関し、特に、アレイ基板側に着色層が設けられた液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置は、配向膜を有する２枚の基板を配向膜が対向するように配置し、これら２枚の基板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、シール材および封止材によって周辺領域同士が貼り合わされ、この２枚の基板間には、基板間距離を所定の値に保持するために粒状スペーサ、またはフォトリソグラフィー法により形成された樹脂からなる柱状スペーサが配置されている。液晶表示装置によりカラー表示する場合、一般に、基板の一方に赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）からなる着色層が配置されている。
【０００３】
通常、基板の表示領域の外側には、バックライトからの光漏れを防止するために遮光性を有した額縁パターンが形成される。この額縁パターン材料としては、Ｃｒ、ＭｏＷ等の金属薄膜や、樹脂が使用されている。
【０００４】
また、アレイ基板側に着色層を形成する場合、Ｒ、Ｇ、Ｂの各着色層の他に黒の着色層で柱状スペーサと額縁パターンを同時に形成する。この際、黒着色層をＲＧＢ着色層上に形成することにより所望のセルギャップを得ることができる。セルギャッブを均一に保つためには柱状スペーサ柱をシール部にも配置するが、額縁パターンをシール部まで延ばして太くした場合、柱状スペーサと額縁パターンとの間隔が狭くなる。そのため、柱状スペーサと額縁パターンとが接触するといった加工不良が発生し、ギャップムラ発生の原因となる。これを防止するためには、柱状スペーサと額縁パターンとの間隔を空ける必要があり、液晶表示装置の額縁は広くなってしまう。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
液晶表示装置の額縁の幅を狭くするためには、額縁パターンの幅を狭くする方法が考えられるが、額縁パターンとベゼルとの重なり幅も狭くなるため光抜けが発生するといった問題が生じる。
【０００６】
この発明は以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、光抜けを生じることなく額縁を狭くすることが可能なアクティブマトリクス型の液晶表示装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明に係る液晶表示装置は、絶縁基板上に設けられた複数の走査線と、この走査線と交差するよう設けられた複数の信号線と、上記走査線および信号線の各交点部近傍に設けられたスイッチング素子と、上記走査線、信号線、およびスイッチング素子を被覆した着色層と、それぞれ上記スイッチング素子に接続されているとともに上記着色層上に形成された複数の画素電極と、を有した表示領域と、上記表示領域周辺部に沿って設けられ遮光性を有した配線と、上記表示領域内の上記着色層上に配置された複数の柱状スペーサと、上記表示領域を囲んで設けられ、上記表示領域周縁の光漏れを防止する額縁パターンと、この額縁パターンの外側に形成された着色層と、を備えたアレイ基板と、上記柱状スペーサにより上記アレイ基板と所定の隙間を置いて対向して配置された対向基板と、上記額縁パターンの周囲を囲んで設けられ上記アレイ基板と上記対向基板との周縁部同志を接着しているとともに、液晶注入口を有したシール材と、上記液晶注入口から上記アレイ基板と上記対向基板との間の間隙に注入された液晶層と、を備え、
上記柱状スペーサは、上記額縁パターンの外側に形成された上記着色層上に設けられ、かつ上記額縁パターンと隙間をおいて設けられた柱状スペーサを含み、上記配線は、その一部が上記額縁パターンと重なって設けられているとともに、上記額縁パターンとこの額縁パターンの外側に設けられた柱状スペーサとの隙間と重なって設けられて、上記額縁パターンの外側部分を遮光した遮光体を形成していることを特徴としている。
【０００９】
上記のように構成された液晶表示装置によれば、額縁パターンの外周に配線を重ねて配置して、額縁パターンの外側部分、すなわち、最外周の柱状スペーサと額縁パターンとの隙間を遮光している。そのため、額縁パターンの幅を狭くして最外周の柱状パターンから離した場合でも、額縁部の実効的な遮光幅は太くなる。従って、光漏れを生じることなく狭額縁化が可能な液晶表示装置を得ることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、この発明の実施の形態に係るアクティブマトリクス型液晶表示装置について詳細に説明する。
図１および図２に示すように、液晶表示装置１０は、カラーフィルタとしての着色層が設けられたアレイ基板１２と、このアレイ基板に所定のセルギャップを置いて対向配置された対向基板２０と、を備え、これらアレイ基板と対向基板との間に液晶層７０が挟持されている。
【００１１】
アレイ基板１２および対向基板２０は、液晶表示装置の表示領域４０の外周を囲むように配置されたシール材４により周縁部同士が接合されている。シール材４の一部には液晶注入口３５が形成され、この液晶注入口３５は、液晶注入後、封止材３３により封止されている。
【００１２】
対向基板２０は、ガラスからなる透明基板５上にＩＴＯからなる透明電極６、配向膜７を順に形成して構成されている。
【００１３】
図２ないし図４に示すように、カラーフィルタを有するアレイ基板１２は透明基板１１を備え、この透明基板上には、複数の走査線２４およびこれと平行に設けられた補助容量配線２６、および絶縁膜２３を介してこれらと直交する信号線８が配置されている。走査線２４と信号線８との交差部近傍には、スイッチング素子としてＮｃｈ型ＬＤＤ構造のＴＦＴ素子２８と、このＴＦＴ素子と電気的に接続されたソース電極３０と、このソース電極に接続された画素電極１３とが配置されている。
【００１４】
また、ＴＦＴ素子２８と同時に、表示領域４０周辺には液晶駆動回路が形成され、表示領域近傍には液晶駆動回路を動作させるために必要な配線１５が複数本設けられている。
【００１５】
そして、ＴＦＴ素子２８および液晶駆動回路を覆うように保護絶縁膜９が設けられ、更にその上部に緑色着色層２５Ｇ、青色着色層２５Ｂ、赤色着色層２５Ｒがストライプ状に配置されている。画素電極１３は、これらの着色層上に配置されており、着色層及び保護絶縁膜９に形成されたコンタクトホール３２を介してソース電極３０に接続されている。更に、画素電極１３及び着色層を覆うように、透明基板１１全面には配向膜１４が配置されている。
【００１６】
また、アレイ基板１２のガラス基板１１上には、表示領域４０の外周縁を囲むように、所定幅を持った黒色の着色層からなる矩形状の額縁パターン３２が形成されている。この額縁パターン３２は、他の着色層２５Ｇ、２５Ｂ、２５Ｒよりも厚く形成されている。更に、この額縁パターン１６と同時に、画素電極１３上には所望の密度で多数の柱状スペーサ３が形成されている。シール材４は、表示領域４０の外周縁部で額縁パターン１６の外側に設けられている。
【００１７】
そして、アレイ基板１２および対向基板２０は、シール材４により周縁部同士が接着されているとともに、これらの基板間のセルギャップは、多数の柱状スペーサ３によって所定の値に維持されている。柱状スペーサ３は、額縁パターン１６の外側にも所定の間隔で配置され、額縁パターンの外周縁から所定距離だけ離間している。
【００１８】
更に、シール材４の下方には、遮光性を有する金属により形成された配線１５が設けられ、この配線の一部は、額縁パターン１６の外周縁部と重なって位置している。これにより、配線１５は、最外周の柱状スペーサ３と額縁パターン１６との隙間領域を遮光し、この発明における遮光体として機能する。
【００１９】
次に、上記アクティブマトリクス型の液晶表示装置の一層詳しい構成をその製造方法と併せて説明する。
まず、高歪点ガラス基板や石英基板などの透光性絶縁性基板１１上にＣＶＤ法などによりａ−Ｓｉ膜を５０ｎｍ程度被着する。これを４５０℃で１時間炉アニールを行った後、ＸｅＣｌエキシマレーザを照射し、ａ−Ｓｉ膜を多結晶化しポリシリコン膜とする。その後に、ポリシリコン膜をフォトエッチング法によりパターンニングして、表示領域内画素部のＴＦＴ素子２８（以下、画素ＴＦＴと称する）のチャネル層、および図示しない液晶駆動回路領域のＴＦＴ（以下、回路ＴＦＴと称する）のチャネル層を形成し、更に、補助容量素子の下部電極を形成する。
【００２０】
次に、ＣＶＤ法により絶縁基板１１の全面に図示しないゲート絶縁膜３４となるシリコン酸化膜を１００ｎｍ程度被着する。続いて、このシリコン酸化膜上全面にＴａ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃｕなどの単体又はその積層膜あるいは合金膜を４００ｎｍ程度被着し、フォトエッチング法により所定の形状にパターニングし、走査線２４と、走査線を延在して成る画素ＴＦＴのゲート電極２４ａ、補助容量配線２６、回路ＴＦＴのゲート電極、および駆動回路領域内の各種配線を形成する。この時、液晶駆動回路を駆動させるために必要となる配線も同時に形成する。
【００２１】
続いて、イオン注入やイオンドーピング法により、ゲート電極２４ａをマスクとして上述したチャネル層に不純物の注入を行い、図示しないＴＦＴ素子２８のソース電極およびドレイン電極、並びに図示しないＮｃｈ型の回路ＴＦＴのソース電極およびドレイン電極を形成する。不純物の注入は、例えば加速電圧８０ｋｅＶで５×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ２のドーズ量で、ＰＨ３／Ｈ２によりリンを高濃度注入した。
【００２２】
次に、図示しない画素ＴＦＴ、および駆動回路領域のＮｃｈ型の回路ＴＦＴには不純物が注入されないようにレジストで被覆した後、図示しないＰｃｈ型の回路ＴＦＴのゲート電極をそれぞれマスクとして、加速電圧加速電圧８０ｋｅＶで５×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ２のドーズ量で、Ｂ２ＰＨ６／Ｈ２によりボロンを高濃度注入し、Ｐｃｈ型の回路ＴＦＴのソース電極およびドレイン電極を形成する。
【００２３】
その後、図示しないＮｃｈ型ＬＤＤ（Light1y Doped Drain ）を形成するための不純物注入を行い、基板をアニールすることにより不純物を活性化する。更に、例えばＰＥＣＶＤ法を用いて絶縁基板１１の全面にシリコン酸化膜からなる層間絶縁膜２３を５００ｎｍ程度被着する。
【００２４】
続いて、フォトエッチング法により、ＴＦＴ素子２８のソース電極に至るコンタクトホール、ドレイン電極に至るコンタクトホール、図示しない回路ＴＦＴのソース電極およびドレイン電極に至るコンタクトホールをそれぞれ層間絶縁膜２３に形成する。
【００２５】
次に、層間絶縁膜２３上にＴａ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃｕなどの単体又はその積層膜あるいは合金膜を５００ｎｍ程度被着し、フォトエングレイビング法により所定の形状にパターニングして、ＴＦＴ素子２８のドレイン電極に接続された信号線８、ソース電極３０に接続された補助容量の上部電極３６、および図示しない液晶駆動回路領域内の回路ＴＦＴの各種の配線等を形成する。
【００２６】
このとき、液晶駆動回路を動作させるために必要となる配線１５は、ベゼル端の光漏れを防ぐため、図２に示すように、後工程で形成する額縁パターン１６の外周側に沿って配置した。
【００２７】
次に、ＰＥＣＶＤ法により絶縁基板１１の全面にＳｉＮｘからなる保護絶縁膜９を成膜し、フォトエングレイビング法により、それぞれ上部電極３６に至るコンタクトホールを形成する。
【００２８】
続いて、紫外線硬化型アクリル系緑色レジスト液を、絶縁基板１１上にスピンナ塗布により２μｍ程度の膜厚で塗布する。その後、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。ここで用いるフォトマスクパターンは、緑色着色層２５Ｇに対応するストライプ形状パターンと、画素電極１３と上部電極３６とを接続するためのコンタクトホール３２として直径１５μｍの円形パターンと、を有している。
【００２９】
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６０秒間現像し、更に水洗い後、約２０℃で１時間ほどポストベークすることによって、コンタクトホール３２を有する緑色着色層２５Ｇを形成した。
【００３０】
次に、青色着色層２５Ｂ、赤色着色層２５Ｒを同様の工程にて形成する。この際、緑色着色層２５Ｇのパターン端が青色着色層２５Ｂや赤色着色層２５Ｒによって覆われる構成とした。これは、上記のように、各着色層を加工する際に用いる露光マスクを適合するように作製することで達成される。
【００３１】
続いて、着色層２５Ｒ、２５Ｇ、２５Ｂ上にスパッタリング法によりインジウム・すず酸化物（ＩＴＯ）を堆積し、これををパターニングすることにより、それぞれ着色層上に位置した画素電極１３を形成する。
【００３２】
次に、３〜６μｍ程度の黒色着色層により表示領域４０の外周を囲んで位置した額縁パターン１６、および複数の柱状スペーサ３を形成する。額縁パターン１６は、その外周縁部が配線１５の一部と重なるように形成する。また、後述のシール材４が塗布される場所、つまり、額縁パターン１６の外側にも、所定の間隔で柱状スペーサ３を配置した。その際、額縁パターン１６の外側で柱状スペーサ３の下に着色層２５Ｒまたは着色層２５Ｇ、２５Ｒのいずれか１色を形成し、柱状スペーサ３の高さを調整する。
【００３３】
その後、ポリイミドからなる配向膜材料を基板１１全面に塗布、配向処理を施すことにより配向膜１４を形成し、カラーフィルタを有するアレイ基板１２を得た。
【００３４】
一方、透明絶縁基板５上にスパッタ法によりＩＴＯを約１００ｎｍの厚さに堆積して対向電極６を形成し、続いて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７を形成することにより、対向基板２０を得る。
【００３５】
このようにして形成された対向基板２０の外周縁部に、液晶注入口３５を除いてシール材４を塗布する。この対向基板２０、およびカラーフィルタの設けられたアレイ基板１２を額縁パターン１６の外周側でシール材４により貼り合わせることにより、空状態のセルが完成する。
【００３６】
次に、カイラル材が添加されたネマティック液晶材料を、液晶注入口３５からセル内に真空注入し、注入後、液晶注入口３５を封止材３３としての紫外線硬化樹脂を用いて封止する。その後、セルの両側にそれぞれ偏光板４１、４２を貼付することにより、液晶表示装置１０が完成する。
【００３７】
以上のように構成された液晶表示装置によれば、額縁パターン１６の幅を狭くして最外周の柱状スペーサ３との間に隙間を設けることにより、柱状スペーサと額縁パターンとが接触するといった加工不良の発生を防止し、ギャップムラを無くすことができる。同時に、従来構造と比較して、額縁幅を１ｍｍ程度狭くすることができる。そして、額縁パターン１６と最外周の柱状スペーサ３との間の隙間を配線１５によって遮光することにより、額縁部の光抜けもみられなかった。
【００３８】
なお、この発明は上述した実施の形態に限定されることなく、この発明の範囲内で種々変形可能である。例えば、上記実施の形態においては、額縁パターン１６を表示領域内の柱状スペーサ３と同時にかつ同一材料で形成した場合について説明をしたが、図５に示すように、着色層を２色または３色重ねて額縁パターン１６を形成してもよく、この場合、着色層のかわりに透明絶縁層を用いても、同様の作用効果を得ることができる。
【００３９】
【発明の効果】
以上詳述したように、この発明によれば、額縁パターンの外周縁部に遮光性を有した配線を重ねて配置し、額縁パターンと最外周の柱状スペーサとの隙間を遮光することにより、実効的な額縁パターンの幅が広がり、光抜けが発生することなく額縁の狭いアクティブマトリクス型の液晶表示装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態に係るアクティブマトリクス型の液晶表示装置を示す平面図。
【図２】図１の線Ａ−Ａに沿った断面図。
【図３】上記液晶表示装置のアレイ基板の一部を拡大して示す平面図。
【図４】図３の線Ｂ−Ｂに沿った断面図。
【図５】この発明の他の実施の形態に係る液晶表示装置の断面図。
【符号の説明】
３…柱状スペーサ
４…シール材
５…対向基板側ガラス基板
８…信号線
１０…液晶表示装置
１１…アレイ基板側ガラス基板
１２…アレイ基板
１３…画素電極
１５…配線
１６…額縁パターン
２４…走査線
２６…補助容量配線
２８…ＴＦＴ素子
２５Ｒ、２５Ｇ、２５Ｂ…着色層
３３…封止材
４０…表示領域
７０…液晶層
【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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