(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の電極を有する第１の基板と、
画素に対応する第２の電極を有する第２の基板と、
前記第１および第２の基板の間に封入された負の誘電率異方性を有する液晶と、
前記第１および第２の基板のそれぞれに設けられ、液晶の配向を制御する構造物とを備え、
前記第１の基板の前記構造物は前記画素に対して斜めに配置された線状の突起構造であり、前記突起構造と前記第２の基板の構造物で画定される領域の、前記突起構造と鈍角をなす前記第２の電極の端部の少なくとも一部が外側に延在し、前記第２の電極の延在している部分に対向して、前記突起構造より延出する補助突起構造が設けられていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記第２の電極の延在している部分は、絶縁膜を介して前記第２の基板に形成された配線と重なり合う部分を有することを特徴とする請求項１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、テレビやディスプレイ等の液晶表示装置及びその製造方法に関し、特に、本発明は視野角の広い垂直配向液晶を含む液晶表示装置及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置は一対の基板の間に挿入された液晶を含む。一対の基板はそれぞれ電極及び配向膜を有する。従来から広く用いられているＴＮ（ＴｗｉｓｔｅｄＮｅｍａｔｉｃ）モード液晶表示装置は水平配向膜及び正の誘電率異方性を有する液晶を含み、電圧が印加されていないときに液晶は水平配向膜に対してほぼ平行に配向する。電圧を印加すると、液晶は水平配向膜に対してほぼ垂直になる方向に立ち上がる。
【０００３】
ＴＮモード液晶表示装置は薄型化が可能である等の利点を有するが、第１に視野角が狭い、第２にコントラストが低いという欠点をもつ。この第１の欠点を改良し、広い視野角を図る方法として配向分割がある。配向分割は、１画素を２つの領域に分割し、一方の領域では液晶が一方の側に向かって立ち上がり及び倒れる、他方の領域では液晶が反対の側に向かって立ち上がり及び倒れるようにし、よって１画素内での視角特性の異なる領域を形成することで、全体として見た場合に視角特性を平均化して広い視野角を得る。
【０００４】
液晶の配向を制御するためには、通常、配向膜にラビングを行う。配向分割を行う場合には、マスクを使用して１画素の一方の領域を第１の方向にラビングし、それから補完的なマスクを使用して１画素の他方の領域を第１の方向とは反対の第２の方向にラビングする。あるいは、配向膜全体を第１の方向にラビングし、マスクを使用して１画素の一方の領域又は他方の領域に選択的に紫外線照射を行い、一方の領域と他方の領域とで液晶のプレチルトに差ができるようにする。
【０００５】
水平配向膜を用いた液晶表示装置では、ラビングを行う必要があり、ラビング時に発生する汚染や静電気による障害が歩留まり低下の要因となっている。
【０００６】
一方、垂直配向膜を使用したＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌｌｙ  Ａｌｉｇｎｅｄ）モード液晶表示装置では、電圧が印加されていないときに液晶は垂直配向膜に対してほぼ垂直に配向し、電圧を印加すると液晶は垂直配向膜に対して水平となる方向に倒れる。このようにすることで高いコントラストが得られ、前記ＴＮモード液晶表示装置の第２の欠点であるコントラストの低さは解消されるが、垂直配向膜を使用した一般的なＶＡモード液晶表示装置でも、液晶の配向を制御するためには通常配向膜にラビングを行う。
【０００７】
本願の出願人による特願平１０−１８５８３６号は、ラビングを行うことなしに液晶の配向を制御することのできる液晶表示装置を提案している。この液晶表示装置は、垂直配向膜及び負の誘電率異方性を有する液晶を有するＶＡモード液晶表示装置であり、液晶の配向を制御するために一対の基板の各々に設けられた線状の構造物（突起又はスリット）を備えている。
【０００８】
なお、本明細書内においては、以後この方式のＶＡモード液晶表示装置をＭＶＡ（Ｍｕｌｔｉ−ｄｏｍａｉｎ  Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）液晶表示装置という。
【０００９】
このＭＶＡ液晶表示装置では、ラビングが不要で、しかも線状の構造物の配置により配向分割を達成することができるという利点がある。従って、このＭＶＡ液晶表示装置は、広い視野角と高いコントラストを得ることが可能となる。ラビングを行う必要がないので、液晶表示装置の製造が簡単であり、ラビング時の配向膜の削りかす等による汚染がなく、液晶表示装置の信頼性が向上する。
【００１０】
図３２は、ＭＶＡ液晶表示装置の基本構成を示す図であり、一つの画素とその周辺部を示している。なお、全図面を通して、同じ参照符号を付したものは同様なものを示し、その繰り返しの説明は省略する。
【００１１】
ＭＶＡ液晶表示装置１３０は、各画素にスイッチング素子として薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴという）１４を備えたアクティブマトリクス型の液晶表示装置であり、画素には赤画素Ｒ，緑画素Ｇ，青画素Ｂがあり、カラー表示が行えるようになっている。
【００１２】
ＴＦＴ１４が設けられるＴＦＴ基板には、部分的にＴＦＴ１４のゲート電極を兼ねるゲートバスライン１０と、ドレインバスライン１２が形成され、ＴＦＴ１４はドレインバスライン１２から延びるドレイン電極１２Ｄと、ドレイン電極１２Ｄと対向配置されるソース電極１２Ｓと、ゲートバスライン１０のうち、ドレイン電極１２Ｄおよびソース電極１２Ｓとオーバーラップする部分からなる。また、図示しないが、ゲートバスライン上には、例えばアモルファスシリコン（α−Ｓｉ）膜からなるチャネル層が形成されている。さらに、ＴＦＴ基板にはソース電極１２Ｓに接続される画素電極１６が形成される。画素電極１６には、画素領域に対して斜めとなるようにスリット１８が設けられ、このスリット１８がＴＦＴ基板側の液晶の配向を制御する構造物となる。画素電極１６にはスリット１８によって電気的に分離されないように接続部１６ａが設けられ、これによって一画素内の画素電極１６は電気的に接続されている。
【００１３】
図示しないカラーフィルタが形成されるカラーフィルタ基板（以下、ＣＦ基板という）には、ＣＦ基板側の液晶の配向を制御する構造物となる突起２０が形成され、ＴＦＴ基板のスリット１８とともに液晶の配向を制御する。
【００１４】
例えば、対角１５インチのＸＧＡのＬＣＤパネル（液晶表示装置）の場合、１画素の大きさは９９μｍ×２９７μｍとなっており、スリット１８および突起２０の幅はそれぞれ１０μｍ、平面的に見たスリット１８と突起２０との間隔は２５μｍとなっている。また、画素電極１６の接続部１６ａの幅は４μｍとなっており、ドレインバスライン１２の端部と画素電極１６の端部の距離は７μｍとなっている。
【００１５】
図３３は、図３２におけるＩ−Ｉ線での簡略化した断面図であり、液晶の配向を制御する構造物であるスリット１８と突起２０の作用を示している。
【００１６】
図３３（ａ）は、一対の基板の電極間に電圧が印加されていない場合の液晶の状態を示している。ＴＦＴ基板側には、ガラス基板２４上に画素電極１６が形成され、画素電極１６にはスリット１８が形成されている。さらに、画素電極１６およびスリット１８を覆って配向膜（垂直配向膜）３２が形成されている。一方、ＣＦ基板側には、ガラス基板２２上に画素電極１６と対向して全面に共通電極２６が形成され、共通電極２６上にレジスト等の絶縁体（誘電体）からなる突起２０が形成されている。さらに、共通電極２６および突起２０を覆って配向膜（垂直配向膜）２８が形成されている。
【００１７】
また、ＴＦＴ基板とＣＦ基板との間には液晶層ＬＣがあり、液晶分子（図中、長円で示す）は配向膜３２および２８に対して垂直に配向している。したがって、突起２０表面に形成されている配向膜２８に対しても液晶分子は垂直に配向し、突起２０表面近傍の液晶分子はガラス基板２２に対して傾斜した状態となる。ただし、厳密に見ると、突起２０表面近傍の液晶分子は配向膜２８に対して垂直には配向していない。それは、突起２０が形成されていない領域では液晶分子は配向膜２８によりガラス基板２２に対して略垂直に配向しており、液晶の連続体性のために画素中の大部分を占める液晶分子に倣い、配向膜２８に垂直な方向からガラス基板の法線方向よりに傾斜した状態となっている。また、図示していないが、ガラス基板２２，２４の外側には一対の偏光板がクロスニコルの状態で配設され、よって、電圧無印加の状態では黒表示となる。
【００１８】
図３３（ｂ）は、一対の基板の電極間に電圧を印加した場合の等電位線を、図３３（ｃ）は、その場合の液晶の状態を示している。図３３（ｂ）中に点線で示す等電位線に示されるように、電極１６，２６間に電圧を印加すると、スリット１８や突起２０が形成された部分での電界の分布が他の部分とは異なるようになる。これは、スリット１８が形成された部分では、電極の端部より対向する電極へ向けて斜めの電界が形成されるためであり、突起２０が形成された部分では、突起２０が電極２６上に設けられた誘電体であることによって電界が歪められるためである。したがって、図３３（ｃ）に示されるように、液晶分子は図中矢印の方向に、すなわち電界の方向と垂直となる方向に電圧の大きさに応じて倒れていき、電圧印加の状態では白表示が得られることとなる。この時、突起２０近傍の液晶分子は、突起２０が図３２に示すように線状に設けられたものである場合、突起２０を境界として突起２０が設けられる方向に対して略垂直な２方向に倒れる。突起２０近傍の液晶分子は、電圧無印加の状態でも基板に対する垂直方向よりわずかに傾斜しているので、電界に素早く応答して倒れ込み、周りの液晶分子もその挙動に倣うようにして、さらに、電界の影響も受けながら素早く倒れていく。同様に、スリット１８近傍の液晶分子も、スリット１８が図３２に示されるように線状に設けられたものである場合、スリット１８を境界としてスリット１８が設けられる方向に対して略垂直な２方向に倒れる。
【００１９】
このようにして、図３３（ａ）の２つの一点鎖線の間の領域では、液晶分子が同じ方向に倒れる、すなわち同じ方向に配向する領域が形成される。図３２中の〔Ａ〕で示す領域である。そして、図３２に〔Ａ〕〜〔Ｄ〕で代表的に示すように、ＭＶＡ液晶表示装置１３０では、１つの画素中に４つの異なる配向方向の領域が形成されるため、広視野角という特性が得られる。なお、このような配向制御は、図３２および図３３に示すようなスリット１８と突起２０の組合せの場合のみではなく、配向制御の構造物として、突起と突起、スリットとスリットの場合でも、同様な配向制御を行うことができる。
【００２０】
しかしながら、ＭＶＡ液晶表示装置１３０においては広視野角は得られるものの、液晶分子の配向の安定しない領域が存在し、それにより輝度が低下するという問題が存在した。すなわち、電極間に電圧を印加した場合に、図３２において斜線で示すような配向不良領域４０が発生し、この配向不良領域４０は光の透過率が悪い領域であるため、白表示を行った場合に輝度を低下させる原因となっている。この配向不良領域４０は、平面的に見て、ＣＦ基板に設けられた構造物（突起あるいはスリット）が画素電極１６のエッジ部分と鈍角をなす側に発生する。これは、画素電極１６のエッジ部分でのドレインバスライン１２の影響により発生する横電界などが原因である。この配向不良領域４０が発生している領域では、液晶分子は一対の基板に設けられた構造物（図３２ではスリット１８および突起２０）によって制御される配向方向とは異なる配向方向となっている。すなわち、この領域では横電界の発生などの原因により液晶分子の配向が乱され、ＭＶＡ液晶表示装置１３０の表示特性を劣化させる原因となっていた。
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】
このＭＶＡ液晶表示装置に特有の問題（配向不良領域の発生）を解決するために、本願出願人は横電界などによる影響を低減する新たな構造を提案した。
【００２２】
図３４は、その提案によるＭＶＡ液晶表示装置１４０を示しており、この構造の特徴は、ＣＦ基板側に設けられた突起２０から、配向不良領域４０が発生していた部分の画素電極１６の端部に沿って延びる補助突起２０ｃが設けられている点である。もちろん、補助突起２０ｃは突起２０と同一の材料で同一工程にて形成しても良いし、別々に形成しても構わない。
【００２３】
図３５は、ＣＦ基板上に形成される補助突起２０ｃを説明する図である。ＣＦ基板の構成として、図３５（ａ）に示すように、ＣＦ基板上に形成するブラックマトリクスＢＭを、カラーフィルタを形成する色樹脂を重ね合わせることで形成する方法が提案されている。これは、ガラス基板２２上に赤樹脂Ｒ，緑樹脂Ｇ，青樹脂Ｂを形成するとともに、それぞれの端部で、青樹脂Ｂと緑樹脂Ｇ，青樹脂Ｂと赤樹脂Ｒ，および、赤樹脂Ｒと緑樹脂Ｇをそれぞれ重ね合わせ、その重ね合わせの部分をブラックマトリクスＢＭとするものである。そして、その上に共通電極２６等が形成される。
【００２４】
このような方法（以下、樹脂重ねＢＭ方式という）で形成されたＣＦ基板の場合、図３５（ａ）において丸印を付したような部分、すなわち、色樹脂が重ね合わされた部分で約０．２〜１．５μｍの段差が生じる。このような段差があると、その部分に電気力線が集中して液晶分子の配向不良の原因となる。
【００２５】
図３５（ｂ）は、このようなブラックマトリクスの段差の部分に補助突起２０ｃが形成された状態を示しており、段差部分を覆うように形成されている。このような状態で、段差の高さｄ１は上述のように約０．２〜１．５μｍであり、補助突起２０ｃの頂部からの高さは約１．０〜２．０μｍとなる。補助突起２０ｃの機能としては、段差部分の傾斜を緩くし液晶分子を安定して配向させることであり、また、段差部分の角部分に誘電率の低い材料を形成することで電気力線が集中しないようにすることである。例えば、液晶比誘電率εは６〜８程度であり、突起材料の比誘電率εは３〜４程度の大きさである。
【００２６】
しかしながら、図３５（ｂ）において丸印を付したような部分において、段差のばらつき、突起を形成する位置のばらつき、突起の形状のばらつきなどにより、段差の角部分を補助突起２０ｃが十分に覆わない場合がある。
【００２７】
図３６及び図３７は、従来の問題点を示す図である。図３６（ａ）では、樹脂重ねＢＭ方式のＣＦ基板に補助突起２０ｃを設けた場合を示しており、図３４のＩ−Ｉ線における断面を示している。ＴＦＴ基板では、ガラス基板２４上にドレインバスライン１２が形成され、その上を絶縁膜３０が覆い、さらにその上に画素電極１６が形成されている。絶縁膜３０はＴＦＴのゲート絶縁膜やＴＦＴを覆う保護膜などからなる。従来では、補助突起２０ｃの幅ｄ１は約１０μｍであり、補助突起２０ｃと画素電極１６の重なり幅ｄ２は約４μｍで設計されていた。
【００２８】
しかし、樹脂重ねＢＭ方式のＣＦ基板にこの設計値で補助突起２０ｃを形成すると、色樹脂の角部分、例えば緑樹脂Ｇの角部分での突起材料の厚みが薄くなり、この角部分の緑樹脂Ｇの表面には共通電極２６が形成されているので、表示領域から外に向かう電気力線が集中する。そして、この部分の電界により液晶分子は配向不良の状態となってしまい、その配向不良の領域は表示部内部に入り込んでいるため、図３２の配向不良領域４０と同様な暗い部分が形成されてしまう。
【００２９】
また、上述の樹脂重ねＢＭ方式の他に、黒の樹脂をブラックマトリクスとして用いる方法がある（以下、樹脂ＢＭ方式という）。この樹脂ＢＭ方式では、ブラックマトリクスを形成する領域に黒の樹脂が配置され、各樹脂は端部が黒の樹脂と重なるように開口部（表示部）に形成される。このため、樹脂重ねＢＭ方式と同様に段差が形成されるため、上述のような問題が同様に生じる。
【００３０】
図３６（ｂ）は、ＣＦ基板に他のカラーフィルタ形状を適用した場合であり、ブラックマトリクスとしてクロム遮光膜３４が形成され、その上に色樹脂がパターニングされてカラーフィルタが形成されている。この場合も同様に、補助突起２０ｃの幅ｄ１は約１０μｍ、補助突起２０ｃと画素電極１６の重なり幅ｄ２は４μｍで設計されていた。図３６（ｂ）に示されるように、設計値通りに形成されている場合には、表示領域の外へ向かう電気力線の集中も抑えられ、液晶分子の配向も安定し、表示も良好となる。しかし、実際に製品を製造する段階では、様々な製造上のばらつきが生じるため、所望の特性が得られない場合が多かった。
【００３１】
図３７は、製造上のばらつきとしての貼り合わせずれ、および、ショットむらの問題点を示す図である。図３７（ａ）では、ＣＦ基板とＴＦＴ基板を貼り合わせる際にずれが生じた場合を示し、補助突起２０ｃの幅ｄ１は図３６（ｂ）の場合と同様に約１０μｍとなっている。しかし、図３７（ａ）では、ＴＦＴ基板がＣＦ基板に対して図面上右方向にずれてしまっており、補助突起２０ｃと画素電極１６の重なり幅ｄ２は約３μｍとなってしまっている。したがって、液晶分子に対する規制力が弱くなり、画素電極１６の端部ではドレインバスラインによる横電界の影響が出てきて、図中、斜線部分で示すような配向不良領域が発生してしまう。しかし、図３７（ａ）の場合には、配向不良領域が補助突起２０ｃの下にあり、表示には影響を与えない。なお、貼り合わせのずれが有った場合には、画素電極の相対する端部の一方は対向する幅が広くなるが、他方はその幅が狭くなる。つまり、相対する端部で十分な対向幅を持つためには、貼り合わせのマージンが非常に小さくなり、製造上も困難なものになる。
【００３２】
ここで、図３７（ｃ）に示すように、液晶表示装置（液晶パネル）を製造する際には、１枚のパネルの表示領域を複数の分割領域ＳＡ〜ＳＤ・・・に分割して露光などを行っている。したがって、１つ１つの分割領域ＳＡ〜ＳＤ・・・内では同一の表示特性が得られるが、露光時のずれなどがあると、他の分割領域とは表示特性が異なる場合がある。
【００３３】
図３７（ｂ）は、図３７（ａ）と同じパネル内の他の分割領域を示しており、露光の際のショットのずれが生じた場合を示す。図３７（ｂ）では、画素電極１６をパターニングする際に露光のずれが生じ、本来の設計値では図３７（ａ）に示すように色樹脂Ｂの端面から画素電極１６の端面までの距離ｄ３は７μｍであるところが、図３７（ｂ）では距離ｄ５は７．５μｍとなってしまっている。そのために、補助突起２０ｃと画素電極１６の重なり幅ｄ４は２．５μｍとなってしまっており、図中、斜線部分で示すような配向不良領域が発生し、しかも、補助突起２０ｃに隠れずに表示部に現れてしまっている。したがって、図３７（ｂ）では、図３２に示すような配向不良領域４０が表示部に発生する。
【００３４】
図３７（ｃ）で、分割領域ＳＡが図３７（ａ）に示されるように画素電極１６が設計基準に合った位置に形成された領域であり、分割領域ＳＢが図３７（ｂ）に示されるような画素電極１６の位置がショットずれによって所定の位置よりずれてしまっている領域であるとすると、ある表示を行った場合に、分割領域ＳＡでは所望の明るい表示がされるが、分割領域ＳＢでは配向不良領域が発生して暗い表示となってしまう。つまり、ショットむらの現象が生じてしまう。
【００３５】
図３８は、補助突起と画素電極との重なり幅（対向幅）の設計値とショットむら発生率の関係を示す図である。ここで、横軸にとった重なり幅の設計値は、実際のパネル内での重なり幅ではないことに注意する必要がある。ある設計値でパネルを製造しても、実際に製造されたパネル内では、上下基板の貼り合わせずれや、基板上に形成される構造物（突起やカラーフィルタの色樹脂等）のパターン精度、あるいは、上述のような分割領域の影響により、数μｍのずれが生じるため、表示領域全体を見ると重なり幅の値がある範囲となる。この場合、重なり幅が小さい部分では配向不良領域が表示領域内に現れて、表示領域全体で部分的に明るさに違いがでる。このような場合に、その設計値ではショットむらが発生したと考える。
【００３６】
このようにして見ると、重なり幅の設計値、すなわち、設計中心を４μｍ程度にしていると、５０％近い確率でショットむらが発生する。この場合の実際の重なり幅の値の範囲は、約１〜７μｍ程度までのばらつきがあると考えられる。これが、設計中心を６μｍ程度にすると、ショットむらはほとんど無くなる。この場合の重なり幅は３〜９μｍ程度でばらついているものと思われる。
【００３７】
このように、従来のＭＶＡ液晶表示装置では、樹脂重ねＢＭ方式や樹脂ＢＭ方式のカラーフィルタを用いた場合のように、基板に大きな段差が存在する場合に輝度が低下する表示不良が多く発生するという問題があった。さらに、製造上のわずかなばらつきによっても、直ぐに表示不良が発生してしまうという、製造上のマージンが非常に小さく歩留まりが悪いという問題があった。
【００３８】
したがって、本発明の目的は、輝度の高く表示特性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である。
【００３９】
また、製造マージンが大きく歩留まりの高い、表示特性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である。
【００４０】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の観点によれば、上記課題は下記の特徴を持つ液晶表示装置によって解決される。
【００４１】
すなわち、第１の電極を有する第１の基板と、画素に対応する第２の電極を有する第２の基板と、第１および第２の基板の間に封入された負の誘電率異方性を有する液晶と、第１および第２の基板のそれぞれに設けられ、液晶の配向を制御する構造物とを備え、第１の基板の構造物は線状の突起構造であり、突起構造より延出し第２の電極の相対する端部のそれぞれと対向する補助突起構造をさらに備え、補助突起構造の幅が突起構造の幅よりも長いことを特徴とする液晶表示装置である。
【００４２】
本発明の第１の観点によれば、補助突起が第２の電極と対向している幅が、第２の電極の相対する端部でともに６μｍ以上あるので、配向不良領域が表示部内に現れることが無く、輝度の低下の無い明るい良好な表示が可能となる。
【００４３】
また、本発明の第２の観点によれば、上記課題は以下の特徴を持つ液晶表示装置によって解決される。
【００４４】
すなわち、第１の電極を有する第１の基板と、画素に対応する第２の電極を有する第２の基板と、第１および第２の基板の間に封入された負の誘電率異方性を有する液晶と、第１および第２の基板のそれぞれに設けられ、液晶の配向を制御する構造物とを備え、第１の基板の構造物は画素に対して斜めに配置された線上の突起構造であり、突起構造と第２の基板の構造物で画定される領域の、突起構造と鈍角をなす第２の電極の端部の少なくとも一部が外側に延在していることを特徴とする液晶表示装置である。
【００４５】
本発明の第２の観点によれば、少なくとも配向不良が発生し易い領域において第２の電極が表示部の外側に延在しているので、配向不良領域の発生を抑えられる。また、配向不良領域が形成されたとしても、配向不良領域が表示部内に現れることを抑えられ、輝度の低下の無い明るい良好な表示が可能となる。
【００４６】
また、本発明の第３の観点によれば、上記課題は以下の特徴を持つ液晶表示装置によって解決される。
【００４７】
すなわち、カラーフィルタが形成されたＣＦ基板と、画素毎に画素電極が形成されたＴＦＴ基板と、ＣＦ基板およびＴＦＴ基板の間に封入された負の誘電率異方性を有する液晶と、ＣＦ基板およびＴＦＴ基板のそれぞれに設けられ、液晶の配向を制御する構造物とを備え、ＣＦ基板の構造物は線状の突起構造であり、突起構造より延出し画素電極の相対する端部と対向する補助突起構造をさらに備え、補助突起構造は、カラーフィルタによる段差が生じない平坦領域上に形成されていることを特徴とする液晶表示装置である。
【００４８】
また、本発明の第４の観点によれば、上記課題は以下の特徴を持つ液晶表示装置によって解決される。
【００４９】
すなわち、カラーフィルタが形成されたＣＦ基板と、画素毎に画素電極が形成されたＴＦＴ基板と、ＣＦ基板およびＴＦＴ基板の間に封入された負の誘電率異方性を有する液晶と、ＣＦ基板およびＴＦＴ基板のそれぞれに設けられ、液晶の配向を制御する構造物とを備え、ＣＦ基板の構造物は、ＣＦ基板の洗浄における洗浄液を残留させない線状の突起構造を有していることを特徴とする液晶表示装置である。
【００５０】
また、本発明の第５の観点によれば、上記課題は以下の特徴を持つ液晶表示装置によって解決される。
【００５１】
すなわち、カラーフィルタが形成されたＣＦ基板上に対向基板との間で所定のセルギャップを得るための柱状スペーサを形成し、ＣＦ基板上に柱状スペーサより低い高さを有し液晶の配向を制御する突起構造物を形成し、ＣＦ基板と画素毎に画素電極が形成されたＴＦＴ基板とを貼り合わせ、ＣＦ基板およびＴＦＴ基板の間に負の誘電率異方性を有する液晶を封止する液晶表示装置の製造方法において、柱状スペーサと突起構造物とを同時に形成することを特徴とする液晶表示装置の製造方法である。
【００５２】
また、本発明の第６の観点によれば、上記課題は以下の特徴を持つ液晶表示装置によって解決される。
【００５３】
すなわち、カラーフィルタが形成されたＣＦ基板と、画素毎に画素電極が形成されたＴＦＴ基板と、ＣＦ基板およびＴＦＴ基板の間に封入された負の誘電率異方性を有する液晶と、ＣＦ基板およびＴＦＴ基板のそれぞれに設けられ、液晶の配向を制御する構造物とを備え、ＣＦ基板の構造物は、カラーフィルタに形成された溝中に埋め込まれた絶縁層を有していることを特徴とする液晶表示装置である。
【００５４】
また、本発明の第７の観点によれば、上記課題は以下の特徴を持つ液晶表示装置によって解決される。
【００５５】
すなわち、カラーフィルタが形成されたＣＦ基板と、画素毎に画素電極が形成されたＴＦＴ基板と、ＣＦ基板およびＴＦＴ基板の間に封入された負の誘電率異方性を有する液晶と、ＣＦ基板およびＴＦＴ基板のそれぞれに設けられ、液晶の配向を制御する構造物と、ＴＦＴ基板側の構造物の下方に絶縁膜を介して配置された蓄積容量配線とを備え、蓄積容量配線と絶縁膜と画素電極とで蓄積容量を構成することを特徴とする液晶表示装置である。
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００５６】
図１は本発明の第１の実施の形態であり、本発明の第１の観点によるものである。
【００５７】
図１を参照して、ＭＶＡ液晶表示装置１００は、各画素にスイッチング素子として薄膜トランジスタ（以後、ＴＦＴという）１４を備えたアクティブマトリクス型の液晶表示装置であり、画素には赤画素Ｒ，緑画素Ｇ，青画素Ｂがあり、カラー表示が行えるようになっている。図１には、その内の１つの画素および周辺部分が示されている。
【００５８】
ＴＦＴ１４が設けられるＴＦＴ基板には、部分的にＴＦＴ１４のゲート電極を兼ねるゲートバスライン１０とドレインバスライン１２の配線が形成されている。ＴＦＴ１４はドレインバスライン１２から延びるドレイン電極１２Ｄと、ドレイン電極１２Ｄと対向配置されるソース電極１２Ｓと、ゲートバスライン１０のドレイン電極１２Ｄおよびソース電極１２Ｓとオーバーラップする部分からなる。また、図示しないが、ゲートバスライン上には、例えばα−Ｓｉ膜からなるチャネル層が形成されている。さらに、ＴＦＴ基板にはソース電極１２Ｓに接続される画素電極１６が形成される。画素電極１６には、画素に対して図中斜めにスリット１８が設けられ、このスリット１８がＴＦＴ基板側の液晶の配向を制御する構造物となる。画素電極１６には、スリット１８によって画素電極１６が電気的に分離されないように接続部１６ａが設けられ、これによって１画素内の画素電極は電気的に接続されている。
【００５９】
図示しないカラーフィルタが形成されるＣＦ基板には、ＣＦ基板側の液晶の配向を制御する構造物となる突起２０が、画素に対して斜めに設けられ、ＴＦＴ基板のスリット１８とともに液晶の配向を制御する。スリット１８と突起２０は、平面的に見て交互に配置されている。また、補助突起２０ａが突起２０より画素電極１６の端部に沿って延び出るように形成されている。補助突起２０ａは、突起２０が平面的に見て画素電極１６の端部と交差する部分において、突起２０と画素電極２０ａが鈍角をなす側で、突起２０から延出して形成されている。
【００６０】
例えば、ＭＶＡ液晶表示装置１００が対角１５インチのＸＧＡのＬＣＤパネルの場合、１画素の大きさは９９μｍ×２９７μｍとなっており、スリット１８および突起２０の幅はそれぞれ１０μｍ、平面的に見たスリット１８と突起２０との間隔は２５μｍとなっている。また、画素電極１６の接続部１６ａの幅は４μｍとなっており、ドレインバスライン１２の端部と画素電極１６の端部の距離は７μｍとなっている。
【００６１】
図１に示すＭＶＡ液晶表示装置１００が図３４のＭＶＡ液晶表示装置１４０と異なる点は、補助突起２０ａの配置である。ＭＶＡ液晶表示装置１００の補助突起２０ａは、ＭＶＡ液晶表示装置１４０の補助突起２０ｃと比べ表示部内部に入り込んで形成されている。ここで、表示部とは画素の開口部を意味し、実際に光が透過する領域である。図１には図示されてないが、突起２０を有するＣＦ基板には、ブラックマトリクスが形成され、ブラックマトリクスの端面と画素電極１６の端面は略一致するように形成されており、図１においては、画素電極１６の輪郭線（スリット１８がないと見なした場合の輪郭線をいう。以下、同様。）が表示部の外形線となる。図１においては、全ての補助突起２０ａが画素電極１６との対向幅ｌを約８μｍとなるように形成されている。
【００６２】
図２（ａ）は、図１のＩ−Ｉ線における断面図であり、図１の構成における作用を示している。ＣＦ基板には樹脂重ねＢＭ方式のカラーフィルタが形成されており、ガラス基板２２上に青樹脂Ｂが形成され、ブラックマトリクスが形成される部分には緑樹脂Ｇが青樹脂Ｂに重ね合わさせて形成されている。また、ブラックマトリクスの端面となる緑樹脂Ｇの端面は、ガラス基板２４上に形成された画素電極１６の端面と略一致している。よって、画素電極１６が形成される部分（スリット１８部分を含む）が表示部である。
【００６３】
補助突起２０ａの幅ｄ１は約１０μｍであり、補助突起２０ａと画素電極１６の対向幅ｄ２は８μｍとなっている。そして、補助突起２０ａは緑画素Ｇの角部の影響を避けるのに十分内側（表示部側）に形成されているので、電気力線の色樹脂の角部への集中が避けられ、配向不良領域は表示部内には現れない。よって、輝度の高い明るい良好な表示が得られる。なお、上記例では補助突起２０ｃの幅ｄ１は突起２０の幅１０μｍと同等にしてあるが、これに限定することなく、補助突起２０ｃの幅ｄ１を例えば１２μｍ程度にして突起２０の幅よりも長くしてももちろんよい。
【００６４】
図３は本発明の第２の実施の形態であり、本発明の第２の観点によるものである。
【００６５】
図３を参照して、ＭＶＡ液晶表示装置１１０が図１のＭＶＡ液晶表示装置１００と異なる点は、補助突起２０ｂの位置と補助突起２０ｂと対向する部分の画素電極１６の形状である。
【００６６】
ＭＶＡ液晶表示装置１１０においては、補助突起２０ｂは画素電極１６の輪郭線、すなわち、表示部の外形線より６μｍ内側に入り込むように形成されている。また、画素電極１６と補助突起２０ｂが対向する部分には、画素電極１６がその輪郭線よりも外側に延在する張り出し部１６ｃが形成されている。張り出し部１６ｃの張り出し量ｍは２μｍとなっている。したがって、補助突起２０ｂと画素電極１６との対向幅ｎは８μｍとなっており、十分な対向幅がとられている。第１の実施の形態と比較して、対向幅が８μｍである点は同一であるが、補助突起２０ｂが表示部に入り込んでいない分、補助突起２０ｂの表示部における占有面積は小さくなり、より開口率を上げることができる。これは、明るさの向上に寄与する。
【００６７】
また、ＭＶＡ液晶表示装置１１０では、スリットを短いスリット１８′の集合で構成している。スリット１８′間には画素電極１６の接続部１６ｂが形成されている。配向制御の構造物を、このように複数の単位構造物で形成するのは、構造物上の液晶分子の配向を安定させるためであり、このような構成にすることにより輝度の向上、および、応答速度の向上が図れる。
【００６８】
図２（ｂ）は、図３のＩ−Ｉ線における断面図であり、図３の構成における作用を示している。ＣＦ基板にはクロム遮光膜をブラックマトリクスに用いるカラーフィルタが形成されている。補助突起２０ｂの幅ｄ１と補助突起２０ｂと画素電極１６との対向幅ｄ２は、第１の実施の形態と同様にそれぞれ１０μｍおよび８μｍであるが、画素電極１６が表示部外に延在する張り出し部１６ｃを有しているため、補助突起２０ｂが表示部に入り込む幅は少なくなっている。
【００６９】
図３のＩＩ−ＩＩ線における断面図である図４を見て詳細に説明する。ＴＦＴ基板側のガラス基板２４上には、図示しないアルミニウムなどからなるゲート電極が形成され、その上にゲート絶縁膜３６が厚さ約４００ｎｍで形成される。ゲート絶縁膜３６上には、ドレインバスライン１２が厚さ約１５０〜３５０ｎｍで形成され、その上にはＴＦＴを覆う保護膜３０が厚さ約３３０ｎｍで形成される。保護膜３０上に画素電極１６となるＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）が厚さ約５０〜１５０ｎｍで形成され、保護膜３０および画素電極１６を覆う配向膜３２が厚さ約３０〜１２０ｎｍで形成される。
【００７０】
また、ＣＦ基板側のガラス基板２２上には、クロム遮光膜３４が厚さ約１００〜２００ｎｍで形成され、色樹脂Ｒ，Ｇ，Ｂがそれぞれ厚さ約０．９〜２．５μｍで形成される。色樹脂Ｒ，Ｇ，Ｂ上には共通電極２６となるＩＴＯが厚さ約５０〜１５０ｎｍで形成され、その上に配向膜２８が厚さ約３０〜１２０ｎｍで形成される。なお、突起２０および補助突起２０ｂは、共通電極２６上に形成されて配向膜２８で覆われ、高さが約１．２〜１．８μｍで形成される。
【００７１】
画素電極１６の張り出し部１６ｃ以外の画素電極１６の端面はクロム遮光膜３４の端面と略一致し、ドレインバスライン１２と画素電極１６との距離ｄ１は７μｍである。また、画素電極１６の張り出し部１６ｃは表示部より２μｍだけ表示部より外側に延在している。よって、ドレインバスライン１２との距離ｄ２は５μｍとなり、クロム遮光膜３４とのオーバーラップ幅ｄ３も２μｍとなる。また、補助突起２０ｂが表示部に張り出している幅は６μｍであり、結果的に補助突起２０ｂと画素電極１６の対向幅は８μｍとなる。よって、輝度の高い明るい良好な表示が得られるとともに、補助突起２０ｂが表示部に入り込む幅が少なくなり、開口率を向上させることができる。
【００７２】
なお、本実施の形態において、張り出し部１６ｃの幅を大きく取れれば、ＣＦ基板側の補助突起２０ｂを形成しなくても良い。それは、配向不良領域は画素電極１６の端部より少し内側の領域に発生するため、張り出している幅が十分大きくなれば、もし配向不良領域が発生しても、配向不良領域が表示部に現れるのを抑えられるためである。
【００７３】
図５はＣＦ基板の構造の一例で、樹脂重ねＢＭ方式にさらに突起構造を重ねて、スペーサを兼ねようとする技術（以下、スペーサレスＣＦという）である。このスペーサレスＣＦを用いるＣＦ基板は、第１および第２の実施の形態、さらに後述する第３の実施の形態にも適用が可能である。図５（ａ）において、斜線を付した部分はそれぞれ色樹脂Ｒ，Ｇ，Ｂが形成されてカラーフィルタとして機能する部分である。そして、それ以外の部分は色樹脂が重ね合わされてブラックマトリクスとして機能する。その上に突起２０が形成される。図５（ｂ）は図５（ａ）のＡ−Ａ′線における断面図である。図５（ｂ）より、横方向の各画素間では２色の色樹脂が重ね合わされて、ブラックマトリクスＢＭが形成されている。また、図５（ｃ）は図５（ａ）のＢ−Ｂ′線における断面図である。格子点を除く部分は２色の樹脂が重ね合わされてブラックマトリクスＢＭとなっているが、格子点においては、３色の色樹脂が重ね合わされ、さらに、突起２０の一部である突起２０ｃが重ね合わされ、その部分がスペーサとして機能している。
【００７４】
図６は本発明の第３の実施の形態であり、本発明の第３の観点によるものである。
【００７５】
図６を参照して、ＭＶＡ液晶表示装置１２０が図３のＭＶＡ液晶表示装置１１０と異なる点は、補助突起が形成されていない点と、他の実施の形態で補助突起が形成されていた部分における画素電極１６の形状である。
【００７６】
ＭＶＡ液晶表示装置１２０においては、補助突起は形成されていない。その代わり、画素電極１６に表示部よりも外側に延在し、配線であるドレインバスライン１２上まで延びる張り出し部１６ｄが形成されている。張り出し部１６ｄは、略平行に配置されるスリット１８と突起２０および画素電極１６の端部で画定される領域において、画素電極１６と突起２０のなす角が鈍角となる端部を表示部の外部に延在して形成される。つまり、図３２のＭＶＡ液晶表示装置１３０において配向不良領域４０が発生する領域近傍の画素電極部分である。
【００７７】
図６のＩ−Ｉ線における断面図である図７を見て詳細に説明する。まず、本実施の形態においては、ＣＦ基板側に補助突起は形成されていない。ＴＦＴ基板側では、ガラス基板２４上にゲート絶縁膜３６が形成され、その上に配線となるドレインバスライン１２が形成されている。さらに、ＴＦＴの保護膜を兼ねたアクリル樹脂などからなる平坦化膜３８が形成される。平坦化膜３８の上に画素電極１６および配向膜３２が形成される。画素電極１６の張り出し部１６ｄ以外の画素電極１６の端面はクロム遮光膜３４の端面と略一致している。また、画素電極１６の張り出し部１６ｄは表示部より９μｍだけ表示部より外側に延在し（すなわち、クロム遮光膜３４と９μｍのオーバーラップがある）、ドレインバスライン１２と平坦化膜３８を介して２μｍのオーバーラップがある。このように構成することで、画素電極１６の端部を十分に表示部から離れた位置に配置できる。またドレインバスライン１２とは厚い平坦化膜３８を介しているので、ドレインバスライン１２の影響を小さくすることができる。よって、張り出し部１６ｄの端部付近で、もし配向不良領域が発生したとしても、表示部より十分離れた位置に発生することとなり表示に影響は与えない。よって、輝度の高い明るい良好な表示が得られるとともに、補助突起を設ける必要がないため開口率を向上させることができる。
【００７８】
なお、本実施の形態において、ＣＦ基板側に補助突起を形成しても良い。その場合、補助突起を形成する位置は、開口率に与える影響が少ないように考慮するとよい。
【００７９】
以上、本発明について詳述したが、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明を逸脱しない範囲で変形が可能である。
【００８０】
なお、本発明においては、以下のような構成を特徴とすることもできる。
【００８１】
（１）第１の基板がＣＦ基板であり、第１の電極が共通電極である。
【００８２】
（２）第２の基板がＴＦＴ基板であり、第２の電極が画素電極である。
【００８３】
（３）上記（２）の構成において、第２の基板の構造物が画素電極に形成されるスリットである。
【００８４】
（４）第１および第２の基板の液晶の配向を制御する構造物が、画素に対して傾斜して配設される。
【００８５】
（５）上記（４）の構成において、画素に対して傾斜する方向が、１つの画素内で少なくとも２方向である。
【００８６】
（６）補助突起の幅が約１０μｍであり、対向幅が約８μｍである。
【００８７】
（７）第２の電極が延在する幅が２μｍ以上である。
【００８８】
（８）上記（１）の構成において、樹脂が重ね合わされ段差が形成される形状であり、その段差部分に補助突起が形成される。
【００８９】
（９）上記（８）の構成において、各画素に設けられる色樹脂を重ね合わせてブラックマトリクスを形成する。
【００９０】
（１０）上記（８）の構成において、ブラックマトリクスとなる黒の樹脂が設けられ、各画素に設けられる色樹脂の端部が黒の樹脂と重ね合わされる。
【００９１】
（１１）上記（８）の構成において、段差部分の端面と補助突起の端部との距離が６μｍ以上である。
【００９２】
次に、本発明の第４の実施の形態による液晶表示装置について図８乃至図１５を用いて説明する。本実施の形態は、本発明の第３の観点によるものであり、第２の実施の形態で図５を用いて説明したＣＦ基板の構造をさらに改良した点に特徴を有している。
【００９３】
図５に示したＣＦ基板は、色樹脂Ｒ、Ｇ、Ｂを画素毎に形成し、画素間の遮光領域に色樹脂Ｒ、Ｇ、Ｂを２層又は３層重ね合わせてブラックマトリクスＢＭを形成している。そして、ＩＴＯを成膜して共通電極２６を形成した後、配向方向を規制するための突起２０を形成している。
【００９４】
図８（ａ）は、図５（ａ）に示したのと同様であるが、ＣＦ基板における色樹脂Ｒ、Ｇ、Ｂの遮光領域の重ね合わせをより明確に示している。図８（ｂ）は図８（ａ）のＣ−Ｃ´線で切断した断面を示している。図８（ａ）、（ｂ）に示すように、隣り合う画素の色樹脂層が画素間で重ね合わされてＢＭが形成され、ＢＭの延在方向に沿って形成された補助突起２０ａの幅は、ＢＭ上から画素開口部の色樹脂層上に延びている。
【００９５】
ところが、ＢＭと画素開口部の色樹脂層には段差が生じており、この段差を跨いで形成される補助突起２０ａは、その形成工程において、図８（ｂ）の範囲βに示すように段差部でのパターン厚さが細ったり、あるいはＢＭ上のみにパターンが残り画素開口部上にパターンが残らなかったりするという問題を生じ得る。
【００９６】
図９は、段差部で切断された補助突起２０ａを有するＣＦ基板とＴＦＴ基板とが貼り合わされた状態を示している。ＢＭから画素開口部にかかけてなだらかに形成されるべき補助突起２０ａが、図９に示すように膜厚が細ったり切断されてしまったりすると、段差部におけるＣＦ基板側の共通電極２６とＴＦＴ基板側の画素電極１６の間で生じる電界により配向不良領域が発生する。この配向不良領域が生じてしまうと表示が暗くなったり、あるいは表示ムラが生じたりして表示品位が低下してしまう。
【００９７】
この問題を解決するため、本実施の形態では、画素電極１６端辺に沿って配置される補助突起２０ａの形成領域にはＢＭ形成のための色樹脂重ねをせず、当該形成領域には色樹脂Ｒ、Ｇ、Ｂを１層のみあるいは色樹脂層を形成しないようにしている。
【００９８】
図１０乃至図１２を用いて本実施の形態による液晶表示装置の一実施例としての構造及びその製造方法について説明する。図１０は、図９と対応させて本実施形態の特徴を示している。図１０に示すように本実施例では補助突起２０ａ下方の色樹脂層を１層のみ（図では色樹脂層Ｂ）にして、補助突起２０ａの形成領域下層の段差をなくしている。これを実現するため、補助突起２０ａ形成領域下層のＢＭ端部、すなわち２つの色樹脂層の重ね合わせ端部を、ＴＦＴ基板の画素領域１６端部と一致させずにドレインバスライン１２と画素電極１６との間の領域まで後退させ、補助突起２０ａ形成領域下方には１色の色樹脂層だけを形成するようにしている。
【００９９】
図１１（ａ）は、図８（ａ）に示したブロックαに対応させて本実施例を示す拡大図である。図１１（ｂ）は、比較のため本実施形態適用前のブロックα内を示している。図１１（ａ）に示すように、色樹脂層Ｒ端部に沿った補助突起２０ａの形成領域下層には色樹脂層Ｒだけが形成された平坦領域２１Ｒが形成され、色樹脂層Ｇ端部に沿った補助突起２０ａの形成領域下層には色樹脂層Ｇだけが形成された平坦領域２１Ｇが形成されている。
【０１００】
これら段差をなくした平坦領域の存在により、図１０に示す補助突起２０ａは所定の膜厚で所定形状に形成することができる。従って、画素電極１６端部の液晶がドレインバスライン１２による横電界の影響を受けて配向不良を生じても、配向不良領域が表示部に表れるのを防止することができる。さらに、画素電極１６の端辺と平行に配置された補助突起２０ａが液晶分子の向きを光漏れが起こらない方向に支配するため、当該領域においては遮光の必要がない。また、図１０に示すように色樹脂重ねによる共通電極２６のＩＴＯ膜の段差はＴＦＴ基板の画素電極１６端部から離れるため、ＩＴＯ膜の段差に基づく異常電界による表示ドメインへの影響は無視できるようになる。
【０１０１】
次に、図１２を用いて上述の平坦領域が形成された液晶表示装置の製造方法について説明する。図１２（ａ）は、ＣＦ基板の所定位置に形成する色樹脂Ｒ層のパターンＭＲの一部を示している。図中斜線部に色樹脂層Ｒが形成される。色樹脂層Ｒの図中上下方向の端辺には平坦領域を形成するために、平坦領域のパターン形状に切り欠いた切り欠き部２１Ｂ´、２１Ｇ´が所定位置にそれぞれ形成されている。
【０１０２】
また、図１２（ｂ）は、ＣＦ基板の所定位置に形成する色樹脂Ｇ層のパターンＭＧの一部を示し、図中斜線部に色樹脂層Ｇが形成される。図１２（ｃ）は、ＣＦ基板の所定位置に形成する色樹脂Ｂ層のパターンＭＢの一部を示し、図中斜線部に色樹脂層Ｂが形成される。色樹脂層Ｇ、Ｂの図中上下方向の端辺にも平坦領域を形成するために、平坦領域のパターン形状に切り欠いた切り欠き部２１Ｒ´、２１Ｇ´、２１Ｂ´が所定位置にそれぞれ形成されている。
【０１０３】
これらパターンＭＲ、ＭＧ、ＭＢに基づいて各色樹脂Ｒ、Ｇ、Ｂを位置合わせしてパターニングすることにより図１２（ｄ）に示すように、色樹脂Ｒ、Ｇ、Ｂが画素毎に交互に形成されると共に、所定位置に平坦領域２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂが形成されたカラーフィルタ及びＢＭが形成される。なお、各色樹脂の膜厚は、それぞれ１．５μｍ程度である。
【０１０４】
次に、共通電極２６をＩＴＯ膜を厚さ１００ｎｍにてマスクスパッタで形成し、次いで、配向規制用の突起２０及び補助突起２０ａを１．５μｍの厚さに形成する。補助突起２０ａは平坦領域２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂ上に形成するため膜厚が細くなったり分離してしまうことはない。
【０１０５】
このようにして主要部が形成されたＣＦ基板に垂直配向膜２８を８０ｎｍ程度の厚さに形成する。一方、ゲートバスライン１０、ドレインバスライン１２、ＴＦＴ１４、配向規制用のスリット１８が設けられた画素電極１６が形成されたＴＦＴ基板に、垂直配向膜３２を８０ｎｍの厚さに塗布する。ＴＦＴ基板とＣＦ基板とをシール剤を用いて貼り合わせる。この際２枚の基板のギャップは、ＲＧＢの色重ねと突起層の４層重ねされた支柱により得られ、４μｍの高さに保持される。このギャップにネガ型液晶を注入し、基板両面に偏光板をクロスニコルに配置して液晶表示装置が完成する。
【０１０６】
次に、図１３及び図１４を用いて本実施の形態による液晶表示装置の他の実施例について説明する。本実施例は、補助突起２０ａ下方の色樹脂層を１層のみにして補助突起２０ａの形成領域下層の段差をなくすだけでなく、さらに平坦領域を拡げて、ＢＭと交差する突起２０の下層にも平坦領域を形成している。
【０１０７】
図１３は、図８（ａ）に示したブロックαに対応させて本実施例を示す拡大図である。図１３に示すように、色樹脂層Ｒ端部に沿った補助突起２０ａの形成領域下層及びＢＭと突起２０の交差部には色樹脂層Ｒだけが形成された平坦領域２１Ｒが形成され、色樹脂層Ｇ端部に沿った補助突起２０ａの形成領域下層及びＢＭと突起２０の交差部には色樹脂層Ｇだけが形成された平坦領域２１Ｇが形成されている。
【０１０８】
これら段差をなくした平坦領域２１Ｒ、２１Ｇの存在により、ＢＭと交差する突起２０と補助突起２０ａは段差を生じることなく、所定の膜厚で所定形状に形成することができる。なお、本実施例における補助突起２０ａ近傍の断面は、図１０に示すものと同様になる。
【０１０９】
従って、画素電極１６端部の液晶がドレインバスライン１２による横電界の影響を受けて配向不良を生じても、配向不良領域が表示部に表れるのを防止することができる。さらに、画素電極１６の端辺と平行に配置された補助突起２０ａが液晶分子の向きを光漏れが起こらない方向に支配するため、当該領域においては遮光の必要がない。また、図１０に示したのと同様に、色樹脂重ねによる共通電極２６のＩＴＯ膜の段差はＴＦＴ基板の画素電極１６端部から離れるため、ＩＴＯ膜の段差に基づく異常電界による表示ドメインへの影響は無視できるようになる。また、突起２０と補助突起２０ａとの間に段差がなくなるので、当該位置での共通電極２６のＩＴＯ膜に段差がなくなるため配向規制をさらに安定して行うことができる。また、当該領域における遮光は、補助突起２０ａにより配向規制され、ドレインバスライン１２近傍での光モレが発生しないのでコントラスト低下などは生じない。
【０１１０】
図１４は上述の平坦領域が形成された液晶表示装置の製造方法を示している。図１４（ａ）は、ＣＦ基板の所定位置に形成する色樹脂Ｒ層のパターンＭＲの一部を示している。図中斜線部に色樹脂層Ｒが形成される。図１４（ｂ）は、ＣＦ基板の所定位置に形成する色樹脂Ｇ層のパターンＭＧの一部を示し、図中斜線部に色樹脂層Ｇが形成される。図１４（ｃ）は、ＣＦ基板の所定位置に形成する色樹脂Ｂ層のパターンＭＢの一部を示し、図中斜線部に色樹脂層Ｂが形成される。
【０１１１】
各色樹脂層Ｒ、Ｇ、Ｂの図中上下方向の端辺には平坦領域を形成するために、平坦領域のパターン形状に切り欠いた切り欠き部２１Ｒ´、２１Ｂ´、２１Ｇ´が所定位置にそれぞれ形成されている。
本実施例による液晶表示装置の製造方法は、図１２を用いて説明した製造方法と同様であるのでその説明は省略する。
【０１１２】
次に、図１５を用いて本実施の形態による液晶表示装置のさらに他の実施例について説明する。図１５はＣＦ基板の構造の一例で、図５に示したスペーサレスＣＦと同様であるが、各色樹脂のストライプパターンを形成して、共通電極２６のＩＴＯ膜を形成した後、ブラック（黒）樹脂により遮光領域と配向規制用の突起２０を同時に形成する点に特徴を有している。この構造によれば、ＩＴＯ膜の段差が発生せず、補助突起２０ａを形成しなくても良好な表示を得ることができるようになる。
【０１１３】
図１５（ａ）において、斜線を付した部分はそれぞれ色樹脂Ｒ、Ｇ、Ｂが形成されてカラーフィルタとして機能する部分である。それ以外の部分は色樹脂が重ね合わされてブラックマトリクスとして機能する。その上に共通電極２６のＩＴＯ膜が形成され、ＩＴＯ膜上にＢＭ及び突起２０が形成される。図１５（ｂ）は図１５（ａ）のＡ−Ａ′線における断面図である。各色樹脂層の上面に共通電極２６が形成され、共通電極２６上にブラック樹脂によるＢＭ及び突起２０が形成されている。また、図１５（ｃ）は図１５（ａ）のＢ−Ｂ′線における断面図である。格子点を除く部分は１つの色樹脂上部にブラック樹脂が重ね合わされてＢＭとなっているが、格子点においては、３色の色樹脂が重ね合わされ、さらに、ブラック樹脂による突起２０の一部である突起２０ｃが重ね合わされ、その部分がスペーサとして機能している。このような構成によれば、共通電極２６のＩＴＯ膜は基板全面で段差がなくなるため配向規制をさらに安定して行うことができる。
【０１１４】
次に、本発明の第５の実施の形態による液晶表示装置について図１６及び図１７を用いて説明する。本実施の形態は本発明の第４の観点によるものである。
ＣＦ基板やＴＦＴ基板に垂直配向膜を形成する方法は幾つかあるが、いずれの方法であっても一般に、配向膜形成前に基板の洗浄が行われる。これにより、基板に付着した不純物を除去し、配向膜形成時の異物不良を低減させている。洗浄方法には、枚葉式とバッチ式があるが、いずれの方式でも洗浄後、エアナイフまたは温水引き上げ等による基板乾燥を行っている。
【０１１５】
前記第４の実施の形態における図１５に示したように、カラーフィルタ形成用の色樹脂をストライプ状（またはアイランド状）に形成する場合には、図１５（ｂ）にｂＲＧ、ｂＧＢ、ｂＢＲで示すように隣り合う色樹脂間に１００ｎｍ〜１０μｍ程度の隙間が形成される。ＣＦ基板の平面度を向上させるにはオーバーコート樹脂をＣＦ基板に塗布して当該隙間を塞ぐ平坦化処理を施すが、その分コスト高になるため色樹脂間の隙間を埋めないこともある。
【０１１６】
ＭＶＡ方式の液晶表示装置において、色樹脂間に隙間が残っているＣＦ基板を用いた場合には配向規制用の突起は色樹脂の隙間を跨ぐように形成される。通常、配向膜形成前のＣＦ基板の洗浄では、エアナイフまたは温水引き上げ等の乾燥時に色樹脂の隙間に沿って洗浄液が流れる。このとき、隙間を跨ぐように突起が形成されていると、洗浄液は隙間に沿って流れることができず、隙間部分に洗浄液が残ってしまう。この状態でＣＦ基板に配向膜を形成すると、洗浄液の残留部分で配向膜が塗布されない領域が発生したり、垂直配向性が失われたりすることがある。このような領域では、液晶分子は正常な配向をすることができず、表示不良となる。
【０１１７】
そこで、本実施の形態では、以下に示す手段により上記問題を解決している。
第１は、隙間内の洗浄液の残留をなくす手段として、隙間を突起材料で完全に塞いでしまう方法である。オーバーコート樹脂の塗布は上述のようにコスト高を招くため、本実施の形態ではそれに代えて突起材料で隙間を塞ぐようにする。これにより、ＣＦ基板上に隙間がなくなるため、均一な乾燥を実現でき洗浄液の残留を防止できる。
【０１１８】
第２は、隙間上の突起材科を選択的に除去して、従来と同様の連続した隙間を確保する方法である。隙間上に洗浄液の流路が確保されるため、隙間上に突起材料を形成しなかった場合と同等の乾燥効果が得られる。
本実施の形態を用いることにより、工数の増加およびコスト高を抑えつつ、乾燥時の洗浄液の残留を低減できる。これにより、配向膜の塗布されない領域や配向膜の膜厚が薄くなってしまう領域の発生を低減でき、表示不良のない高品質の液晶表示装置を実現できる。
【０１１９】
以下、具体的に実施例を用いて説明する。
（実施例１）
図１６に示すように、ＣＦ基板２２上にストライプ状にカラーフィルタ樹脂Ｒ、Ｇ、Ｂを形成する。このとき、樹脂間には１０μｍの隙間ｂＲＧ、ｂＧＢを持たせる。ＣＦ基板２２上に共通電極２６を形成し、突起材料を１．５μｍの厚さで塗布する。フォトリソグラフィ工程を用いて突起２０を目的の形状にパターニングする。このとき、樹脂間の隙間ｂＲＧ、ｂＧＢ上にまたがる突起部分を選択的に除去するパターンが描画されたフォトマスクを用いる。これにより、隙間ｂＲＧ、ｂＧＢ上に突起材料のないＣＦ基板２２が得られる。こうして得られたＣＦ基板２２を洗浄し、エアナイフを用いて乾燥させる。その際、ＣＦ基板２２に付着した洗浄液は、樹脂の隙間ｂＲＧ、ｂＧＢを伝わって吹き飛ばされる。その後、配向膜を印刷法を用いて形成する。こうすることにより配向膜の塗布されていない領域や膜厚の薄い領域のないＣＦ基板２２を形成することができる。その後は通常のプロセスにより液晶表示装置を製造する。これにより、表示不良のない高品位の液晶表示装置を得ることができる。
【０１２０】
なお、本実施例において、隙間ｂＲＧ、ｂＧＢ上の突起材料を全て除去する必要はない。例えば、隙間ｂＲＧ、ｂＧＢの幅が１０μｍのとき突起材料を５μｍだけ除去し、残りの５μｍは残したままでもよい。すなわち、洗浄液が伝わるのに十分な連続した隙間が確保できればよい。
【０１２１】
（実施例２）
図１７に示すように、ＣＦ基板２２上にストライプ状にカラーフィルタ樹脂Ｒ、Ｇ、Ｂを形成する。このとき、樹脂間には１０μｍの隙間ｂＲＧ、ｂＧＢを持たせる。ＣＦ基板２２上に共通電極２６を形成し、突起材料を１．５μｍの厚さで塗布する。フォトリソグラフィ工程を用いて突起２０を目的の形状にパターニングする。このとき、樹脂間の隙間ｂＲＧ、ｂＧＢ全てに突起材料を選択的に残すパターンが描画されたフォトマスクを用いる。これにより、隙間ｂＲＧ、ｂＧＢが完全に塞がれたＣＦ基板２２が得られる。こうして得られたＣＦ基板２２を洗浄し、エアナイフを用いて乾燥させる。その際、ＣＦ基板２２に付着した洗浄液は、ＣＦ基板２２表面を伝わって吹き飛ばされる。その後、配向膜を印刷法を用いて形成する。こうして得られたＣＦ基板２２には配向膜の塗布されていない領域や膜厚の薄い領域は発生しない。その後通常のプロセスでパネルを完成させる。これにより、表示不良のない高品位の液晶表示装置が得られる。
【０１２２】
なお、上記実施例１、２において、形成するカラーフィルタ樹脂の形状は、必ずしもストライプ状である必要はない。アイランド状、あるいは他の形状でもよい。
【０１２３】
本実施の形態によれば、製造工数およびコスト高を招くことなく、洗浄液の残留による配向膜の塗布されていない領域および膜厚の薄い領域の発生を低減でき、表示不良のない良好な配向状態の超高品質、超広視野の液晶表示装置を製造することができる。
【０１２４】
次に、本発明の第６の実施の形態による液晶表示装置の製造方法について図１８乃至図２０を用いて説明する。本実施の形態は本発明の第５の観点によるものである。本実施の形態は、ＣＦ基板の製造方法であって、スペーサパターンとＭＶＡの配向規制用の突起パターンとをカラーフィルタ上に感光用材料でフォトプロセスを用いて形成する方法に関する。
【０１２５】
従来、突起パターンとスペーサパターンとを感光材料を用いたフォトプロセスで形成する場合は、突起の膜厚とスペーサ膜厚の差が大きいため、フォトプロセスを２回に分けて用いる必要がある。
【０１２６】
具体的には、突起パターンを形成するために被処理基板上に感光材料（レジスト）を塗布、プリベーク、露光、現像、ポストベークを行った後、今度はスペーサパターンを形成するために再度、突起パターンの形成と同じフォトプロセスを繰り返している。
【０１２７】
このように突起とスペーサの膜厚が異なるため同様なプロセスを２回実施しているが、その分工程が長くなり歩留まり低下やコスト高の問題が生じる。従って、１回のフォトプロセスで膜厚の異なる２種類のパターンを被処理基板上に形成できるようになれば、製造歩留まりの向上とコストダウンを達成することができる。
【０１２８】
以下、本実施の形態を具体的に実施例に基づいて説明する。
（実施例１）
ポジ型感光剤を用いる場合について説明する。
図１８（ａ）は、ＣＦ基板２２断面を示している。ＣＦ基板２２上には各画素に対応して色樹脂Ｒ、Ｇ、Ｂのカラーフィルタが形成され、全面に共通電極２６が形成されている。なお、本例では、ＢＭとしてクロム膜が用いられ、クロム膜をＣＦ基板上にパターニングした後、カラーフィルタが形成されている。
【０１２９】
このＣＦ基板２２のカラーフィルタ上面に、プリベーク後の厚さが４．２μｍになるようにポジ型感光材料５０をスピンナーを用いて塗布する。ポジ型感光材料５０としては、ノボラック系のレジストを用いることができる。
【０１３０】
プリベーク後、プロキシミティ（近接）露光機の基板ステージにＣＦ基板２２を載置してＢＭパターンに基づいて第１のマスク（図示せず）とＣＦ基板２２とを位置決めして露光する。第１のマスクにはスペーサ部と突起部の形成位置を遮光するパターンが描画されている。但し、突起部の形成位置の遮光幅は設計値に対して約２μｍ程度拡げてある。露光は、露光箇所の感光剤５０が現像によって十分に除去される露光量ｈν（１）で行う（図１８（ｂ））。本例では、ｈν（１）＝２０ｍＪ／ｃｍ2である。
【０１３１】
さらに、プロキシミティ露光機を用いＢＭパターンに基づいて第２のマスク（図示せず）とＣＦ基板２２とを位置決めして露光する。第２のマスクには突起部の形成位置が遮光されていないパターンが描画されている。但し、突起部の形成位置の開口幅は第１のマスクの突起部の遮光パターン幅に対して片側３μｍずつ全体で約６μｍ広くしておく。露光は、露光箇所の感光剤５０の膜厚が現像によって約１．５μｍ程度残る露光量ｈν（２）で行う（図１８（ｃ））。本例では、ｈν（２）≒７ｍＪ／ｃｍ2である。
【０１３２】
次に、ＴＭＡＨ２．３８％の現像液にてＣＦ基板２２を現像する。現像後、スペーサ５２の膜厚は４．１μｍ、突起２０の膜厚は１．５μｍとなる。現像後、ポストベーク（キュア）を行い、スペーサ５２と突起２０が形成されたＭＶＡ用ＣＦ基板２２が完成する。ポストベーク後の膜厚（カラーフィルタ表面からの膜厚）はスペーサ４．０μｍ、突起部１．４μｍである（図１８（ｄ））。なお、第１のマスクと第２のマスクを用いた露光順序は逆にすることも可能である。
【０１３３】
（実施例２）
次に、ネガ型感光剤を用いる場合について説明する。
まず、上述のポジ型感光剤を用いる場合と同様の図１８（ａ）に示すＣＦ基板２２を用いる。
【０１３４】
このＣＦ基板２２のカラーフィルタ上面に、プリベーク後の厚さが４．２μｍになるようにネガ型感光材料５４をスピンナーを用いて塗布する。感光材料５４としては、ノボラック系のレジストを用いることができる。
【０１３５】
プリベーク後、プロキシミティ（近接）露光機の基板ステージにＣＦ基板２２を載置してＢＭパターンに基づいて第３のマスク（図示せず）とＣＦ基板２２とを位置決めして露光する。第３のマスクにはスペーサ部の形成位置が遮光されていないパターンが描画されている。露光は、露光箇所の感光剤５４が現像によって十分に残る露光量ｈν（３）で行う（図１８（ｅ））。本例では、ｈν（３）＝２０ｍＪ／ｃｍ2である。
【０１３６】
さらに、プロキシミティ露光機を用いＢＭパターンに基づいて第４のマスク（図示せず）とＣＦ基板２２とを位置決めして露光する。第４のマスクには突起部の形成位置が遮光されていないパターンが描画されている。但し、但し、突起部の形成位置の開口幅は設計値に対して約４μｍ程度拡げてある。露光は、露光箇所の感光剤５４の膜厚が現像によって約１．５μｍ程度残る露光量ｈν（４）で行う（図１８（ｆ））。本例では、ｈν（４）≒７ｍＪ／ｃｍ2である。
【０１３７】
次に、ＴＭＡＨ２．３８％の現像液にてＣＦ基板２２を現像する。現像後、スペーサ５２の膜厚は４．１μｍ、突起２０の膜厚は１．５μｍとなる。現像後、ポストベーク（キュア）を行い、スペーサ５２と突起２０が形成されたＭＶＡ用ＣＦ基板２２が完成する。ポストベーク後の膜厚（カラーフィルタ表面からの膜厚）はスペーサ４．０μｍ、突起部１．４μｍである（図１８（ｄ））。なお、第３のマスクと第４のマスクを用いた露光順序は逆にすることも可能である。
【０１３８】
（実施例３）
次に、ポジ型感光材料を用い、マスクを１枚だけ用い１回の露光でスペーサ５２と突起２０とを形成する方法について  図１８（ａ）に示すＣＦ基板２２を用いて説明する。
【０１３９】
実施例１と同様に、ＣＦ基板２２のカラーフィルタ上面にポジ型感光材料５０を塗布する。プリベーク後、プロキシミティ（近接）露光機の基板ステージにＣＦ基板２２を載置して、ＢＭパターンに基づいて第５のマスク（図示せず）とＣＦ基板２２とを位置決めして露光する。
【０１４０】
第５のマスクにはスペーサ部の形成位置を遮光するパターンが描画されている。それと共に突起部の形成位置には、遮光しない開口部に露光量ｈν（１）が得られるときｈν（２）程度の露光量が得られる半遮光状態のパターンが描画され、当該パターン幅は設計値に対して約２μｍ程度拡げてある。照射量は、露光箇所の感光剤５０が現像によって十分に除去される露光量ｈν（１）で行う（図１９）。
こうすることにより、１回の露光で図１８（ｄ）に示したような膜厚４．１μｍのスペーサ５２と膜厚１．５μｍの突起２０とを同時に形成することができる。
【０１４１】
（実施例４）
次に、ネガ型感光材料を用い、マスクを１枚だけ用い１回の露光でスペーサ５２と突起２０とを形成する方法について  図１８（ａ）に示すＣＦ基板２２を用いて説明する。
【０１４２】
実施例２と同様に、ＣＦ基板２２のカラーフィルタ上面にネガ型感光材料５４を塗布する。プリベーク後、プロキシミティ（近接）露光機の基板ステージにＣＦ基板２２を載置して、ＢＭパターンに基づいて第６のマスク（図示せず）とＣＦ基板２２とを位置決めして露光する。
【０１４３】
第６のマスクにはスペーサ部の形成位置に開口パターンが描画されている。それと共に突起部の形成位置には、遮光しない開口部に露光量ｈν（３）が得られるときｈν（４）程度の露光量が得られる半遮光状態のパターンが描画され、当該パターン幅は設計幅に対して約４μｍ程度拡げてある。照射量は、露光箇所の感光剤５４が現像によって十分残る露光量ｈν（３）で行う（図２０）。
こうすることにより、１回の露光で図１８（ｄ）に示したような膜厚４．１μｍのスペーサ５２と膜厚１．５μｍの突起２０とを同時に形成することができる。
【０１４４】
以上説明したように、本実施の形態によれば１サイクルのフォトプロセスを実施するだけでカラーフィルタ基板上にスペーサ用パターンとＭＶＡ用突起パターンを形成することが可能となる。そのため、スペーサ付のＭＶＡ用カラーフィルタ基板の製造歩留まりを向上させることができると共に装置のコストダウンに貢献することが可能である。
以上、本発明について詳述したが、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明を逸脱しない範囲で変形が可能である。
【０１４５】
なお、本発明においては、以下のような構成を特徴とすることもできる。
（１）ＭＶＡ液晶表示装置の製造に用いるＣＦ基板の製造工程において、カラーフィルタ上にフォトリソグラフィ工程を用いて感光用材料で突起用パターンを形成する際に、スペーサ用パターンも同一のフォトリソグラフィ工程を用いて同一の感光用材料で形成することを特徴とする。
【０１４６】
突起パターン形成時の感光材料（レジスト）を、突起膜厚より厚いスペーサパターン形成用の膜厚に塗布し、露光量を調節することによって１回のフォト工程で突起とスペーサパターンをＣＦ基板上に形成することができる。
【０１４７】
少なくとも１回のレジスト塗布、プリベーク、現像、ポストベークで突起とスペーサパターンを形成することができるため、ＣＦ基板の製造歩留まりを向上させると共にコストダウンを図ることができる。
【０１４８】
（２）突起用とスペーサ用のパターンを形成するために感光用材料に照射される露光量が突起部とスペーサ形成部の形成位置で異なることを特徴とする。
【０１４９】
突起パターンはスペーサパターンより薄いために同一露光量では望まれるパターンが形成できない。そのため突起形成部とスペーサ形成部ではレジストに照射される露光量を異なるものにする。塗布が同一のため突起とスペーサを形成する領域のレジスト膜厚はプリベーク時にはほぼ等しい膜厚となる。そのため、突起部とスペーサ部を形成するための露光量を調節することによって、突起部とスペーサ部の膜厚を同一現像によって選択的に変化させることが可能となる。
【０１５０】
（３）描画パターンの異なる２枚のマスクを用い、各マスクでＣＦ基板上の感光材料を各々露光することを特徴とする。マスクを２枚用い、各マスクで１回ずつ露光することにより突起部とスペーサ部を形成するための露光量を変えることが可能となる。
【０１５１】
（４）露光領域（照射エネルギが伝わる領域）の感光材料が現像工程により除去されるポジ型感光材料の場合であって、露光に使用される２枚のマスクのうち、一方のマスクには突起とスペーサの両パターン（マスクにより遮光されたパターン）が形成され、他方のマスクには突起用のパターン（マスクにより遮光されないパターン）のみ形成されていることを特徴とする。こうすることによりそれぞれのパターン膜厚を容易に変えることができる。
【０１５２】
（５）突起とスペーサ用の両パターンが描画されたマスクの突起パターンよりも、突起用パターンだけが描画されたマスクの突起パターンの方が大きいことを特徴とする。１枚目のマスクで露光（ファースト露光）された領域に対する２枚目マスクを用いた露光（セカンド露光）でアライメト誤差が生じた場合に対処するため、突起用のパターンだけが描画されたマスクの突起パターンをファースト露光のマスクの突起部より大きく（広く）作製しておく。ファースト露光とセカンド露光での重ね合わせズレがどうしても生じてしまい、突起の短寸法、突起の位置精度、突起部の膜厚に影響が生じる可能性があるが、これは突起とスペーサ用の両方のパターンがあるマスク上の突起パターンよりも突起のパターンだけあるマスク上の突起パターンを大きくしておくことで対策が可能となる。
【０１５３】
（６）２重露光となり線幅が設計通りにならない場合がある（突起パターンエッジ周辺部が二重露光となる）のでその変動分を見越してファースト露光（１枚目のマスクでの露光）時のマスク上の突起パターン幅を設計値より広めにしておくことを特徴とするカラーフィルタ製造方法および使用するマスク。２枚のマスクを用いて露光して、且つ上記（５）のようなマスクにすると突起周辺部が二重露光となり突起幅が設計値通りとならない。よって、ファースト露光時に用いるマスク上の突起幅を周辺２重露光分だけ広くしておく。
【０１５４】
（７）露光されない領域（照射エネルギが伝わらない領域）の感光材料が現像工程で除去されるネガ型感光材料の場合、露光に使用される２枚のマスクは突起とスペーサそれぞれのパターンで各マスク上のパターンが形成されていることを特徴とする。突起とスペーサを形成する感光材料がネガ型の場合は、露光に使用される２枚のマスクは突起とスペーサそれぞれのパターンで各マスク上のパターンが形成されるようにする。すなわち、突起パターンだけのマスクとスペーサだけのマスクでＣＦ基板上にパターンを形成する。ネガ型感光材料でパターン形成する場合には、スペーサ部には１００％近く現像によって感光剤が残るように露光し、突起部には必要とする膜厚になる分だけの露光量を照射すればよいので、２回の露光で使用するマスクは突起パターンだけあるマスクとスペーサだけあるマスクを使用すればよい。
【０１５５】
（８）突起とスペーサ部のパターンが同一マスク上にパターンニングされており、そのマスク上の突起部のパターンは露光の際にある程度露光量が少なくなるように透過率を抑えてあるマスクを使用することにより１回の露光で突起とスペーサをＣＦ基板上に形成することを特徴とする。１枚のマスク（１回の露光）で突起とスペーサパターンを形成するためには、突起を形成するエリアの露光量が実際の露光量より低くなるように、突起部に該当するマスク部の透過率を低くしてあるマスクを使用する。マスク１枚（露光を１回）で露光する方法としては、マスク上の突起となる部分のパターンを露光量がある程度抑えることができるように透過率を変更する構造（たとえば遮光膜を薄くしておく）にすることによって可能となる。
【０１５６】
（９）透過率を抑えることによりＣＦ基板に形成されるパターン幅が狭くなるのを防ぐことを目的として、パターン幅を設計値よりも広く形成したマスクを使用することを特徴とする。露光量が十分でないために突起領域が狭くなるという問題に対し、マスク上の突起パターン幅を狭くなる分を考慮して広げることにより対応可能である。
【０１５７】
次に、本発明の第７の実施の形態による液晶表示装置の製造方法について図２１乃至図２５を用いて説明する。本実施の形態は本発明の第６の観点によるものである。
上述の実施形態では、所定のセルギャップを得るために柱状スペーサを用いる例を示してきたが、プラスチック製またはガラス製の球状のビーズをギャップ出しに用いることも行われている。通常これらのスペーサ材は、基板貼り合わせ前のスペーサ散布工程で、ＴＦＴ基板あるいはＣＦ基板のいずれか一方に散布される。その後、両基板を貼り合わせ、さらに基板間の間隔がスペーサ材の直径付近の厚さで保持されるようプレスされる。
【０１５８】
ところがＭＶＡ液晶表示装置では、図２１に示すように両基板２２、２４表面に突起２０が存在するため、スペーサ５５が突起２０に乗り上げてセルギャップを厚くしたり、突起２０外でセルギャップを決定したりするため安定したセルギャップを得られない場合が生じ得る。
【０１５９】
また、基板２２、２４張り合わせ後のスペーサ５５の移動により、セルギャップが面内で不均一になりやすく、セルギャップ変動による表示むらが発生することもある。特に、液晶パネルに振動や衝撃が加わりスペーサ５５が移動してしまうと表示品質が劣化してしまうという問題がある。
【０１６０】
また、ＭＶＡ方式では、配向膜塗布以前にＣＦ基板２２上に予め突起２０を形成しておく必要がある。しかし、この突起２０を形成することにより、図２２に示すように突起２０上および突起２０周辺の配向膜２８がはじかれる現象が発生することがある。これにより、はじき部分２９の配向規制力が著しく低下し、表示不良の原因となる。
【０１６１】
本実施の形態では以下に示す手段により上記問題を解決する。
図２３は本実施の形態による液晶表示装置の１画素内の構造を示している。図２３（ａ）は、本液晶表示装置の断面及び電圧無印加時の液晶ＬＣの状態を示している。図２３（ｂ）は、電圧印加時の電気力線及び液晶分子の配向状態を示している。本実施形態の液晶表示装置は、図２３に示すように、ＴＦＴ基板２４側は画素電極１６に配向規制用のスリット２０が形成された通常のＭＶＡ用のＴＦＴ基板であるが、ＣＦ基板２２は配向規制用のスリットや突起２０が形成されておらず、代わりに、配向規制用絶縁層２１が設けられている点に特徴を有している。
【０１６２】
ＣＦ基板２２上には各画素を画定するクロム膜のＢＭが形成され、各画素に対応して色樹脂Ｒ、Ｇ、Ｂのいずれかでカラーフィルタが形成されている。各カラーフィルタには、ＴＦＴ基板２４に設けられた配向規制用のスリット２０と平行に溝が形成されている。ＣＦ基板２２全面にはＩＴＯ膜からなる共通電極２６が形成され、当該溝内のＩＴＯ膜上に配向規制用絶縁層２１が形成されている。配向規制用絶縁層２１上面とカラーフィルタ上面には垂直配向膜２８が形成されている。配向規制用絶縁層２１は、ＣＦ基板２２の液晶側基板表面を基準とする基板表面からの高さがカラーフィルタの高さとほぼ同じかそれより低く形成される。
【０１６３】
こうすることにより基板表面がフラットなＣＦ基板２２を形成することが可能となり配向膜２８のハジキ２９はなくなり配向規制力の低下も防止することができる。また、ＣＦ基板２２表面の平面度が向上することにより配向規制用のパターンによるセルギャップの変動を防止し、安定したセルギャップを得ることができるようになる。
【０１６４】
図２４は、本実施の形態の変形例を示している。図２４に示す構造は、ＢＭと配向規制用絶縁層２１とを同一材料で一括形成したことに特徴を有している。カラーフィルタの形成及び共通電極２６の形成後に配向規制手絶縁層２１とＢＭとを同一材料で一括形成することにより、製造工程数の増加なしに配向規制用絶縁層２１を形成することができるようになる。
【０１６５】
また、図２５に示すように、ＴＦＴ基板２４側の画素電極１６の画素間に生じる斜め電界による配向不良β（破線の楕円で示す）も、ＢＭを絶縁性の厚膜で形成することにより斜め電界の発生を抑制することができるので、画素端部での配向不良を抑えて表示品質を向上させることができる。
【０１６６】
次に、図２３に示したＣＦ基板２２の具体的な製造方法について説明する。まずガラス基板上に金属膜（例えば、Ｃｒ（クロム））を形成しパターニングしてＢＭを形成する。次に、スピンコート法等の塗布方法を用い、感光性顔料分散型樹脂Ｒ（赤）を１．５μｍ程度の厚さに均一に塗布する。次いで、プリベーク、露光、現像、ポストベークを順次行って赤色のカラーフィルタを形成する。このパターニングの際に液晶の配向規制用の絶縁膜２１を埋め込む溝も形成される。この工程をＧ（緑）、Ｂ（青）についても同様に繰り返して３色のカラーフィルタを形成する。
【０１６７】
次に、スパッタリングによりＩＴＯ膜を厚さ１００ｎｍ程度成膜して共通電極２６を形成する。次に、スピンコート法等の塗布方式を用い、カラーフィルタとほぼ同じ膜厚でフォトレジストを基板表面に均一に塗布し、プリベーク、露光、現象、ポストベークを順次行って配向規制用絶縁膜２１を形成する。
【０１６８】
配向規制用絶縁膜２１と各カラーフィルタの膜厚差は、所望のセルギャップが４μｍである場合には０．３μｍ以下であることが望ましい。また、配向規制用絶縁膜２１の形成材料であるフォトレジストとしては、ポリイミド系やノボラック系、エポキシ系、アクリル系等の平坦性のよいレジストを用いるのが好ましい。
【０１６９】
また、上記製造方法ではＢＭにＣｒを用いたが、非感光性樹脂や感光性樹脂、染色法などの他の材料や方法を用いてパターンを形成してももちろんよい。また、カラーフィルタ形成にも感光性着色樹脂を用いたがもちろん非感光性着色樹脂や染色法等の他の材料や方法を用いてパターンを形成してもよい。また、液晶配向規制用絶縁膜２１のパターン形成にフォトレジストを用いたが他の材料や方法を用いてももちろんよい。
【０１７０】
次に、図２４に示したＣＦ基板２２の具体的な製造方法について説明する。まず、スピンコート法等の塗布方法を用い、ガラス基板上に感光性顔料分散型樹脂Ｂ（青）を１．５μｍ程度の厚さに均一に塗布し、プリベーク、露光、現象、ポストベークを行い青色のカラーフィルタを形成する。このパターニングの際に液晶の配向規制用の絶縁膜２１を埋め込む溝も形成される。この工程をＧ（緑）、Ｒ（赤）についても同様に繰り返して３色のカラーフィルタを形成する。
【０１７１】
次に、スパッタリングによりＣＦ基板２２上にＩＴＯ膜を厚さ１００ｎｍ程度成膜して共通電極２６を形成する。次に、スピンコート法等の塗布方式を用い、カラーフィルタとほぼ同じ膜厚でネガ型感光性顔料分散樹脂（黒）を基板表面に均一に塗布し、プリベーク、露光、現象、ポストベークを順次行って配向規制用絶縁膜２１及びＢＭを形成する。
【０１７２】
上記製造方法ではカラーフィルタ形成にも感光性着色樹脂を用いたがもちろん非感光性着色樹脂や染色法等の他の材料や方法を用いてパターンを形成してもよい。また、配向規制用絶縁膜２１及びＢＭのパターン形成にネガ型感光性顔料分散樹脂を用いたが他の材料やや方法を用いて形成することもできる。
【０１７３】
上記実施例の形成方法を用いることにより、ＣＦ基板２２のＢＭ、配向規制用絶縁膜２１の形成において、従来はフォトマスクを２枚使用しフォトリソグラフィ工程を２回必要としたが、１枚のマスクとフォトリソグラフィ工程で済むので工程の簡略化を図ることができる。さらに、配向規制用絶縁層２１とＢＭの形成の材料にネガ型レジストを用いた場合はカラーフィルタパターンをマスクとして背面露光を行い自己整合により位置ずれのないパターンを形成できる。
【０１７４】
以上説明したように本実施の形態の配向規制用絶縁層２１によれば、セルギャップの安定化が図れ、ディスクリネーションを抑制でき、配向規制用突起上で生じる配向膜ハジキによる配向不良を防止でき、ＭＶＡ液晶表示装置の表示品質向上と製造プロセスの簡略化を達成できる。
【０１７５】
以上、本発明について詳述したが、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明を逸脱しない範囲で変形が可能である。
【０１７６】
なお、本発明においては、以下のような構成を特徴とすることもできる。
（１）ＢＭの膜厚が大きい場合、ＢＭ上に配向規制用絶縁膜を重複させないことを特徴とする。
（２）ＢＭ膜厚が０．５μｍ以上であることを特徴とする。
【０１７７】
次に、本発明の第８の実施の形態による液晶表示装置の製造方法について図２６乃至図３１を用いて説明する。本実施の形態は本発明の第７の観点によるものである。
本実施の形態は、ＭＶＡ液晶表示装置の蓄積容量電極構造に関する。上記実施の形態では説明の必要がなかったため各画素の蓄積容量電極の構造について何ら言及しなかったが、本実施の形態では蓄積容量電極の改良について説明する。
【０１７８】
図２６は、ＭＶＡ液晶表示装置のＴＦＴ基板に形成された一般的な蓄積容量電極構造を示している。また、図２７は、図２６のＡ−Ａ線で切断した断面を示している。図２６及び図２７において、ＴＦＴ基板２４上にゲートバスライン１０及びゲートバスライン１０と同時に形成される蓄積容量配線６０が形成されている。蓄積容量配線６０上にはゲート絶縁膜６４を介して蓄積容量電極６２が形成され、蓄積容量電極６２は保護膜６８に形成されたコンタクトホール６６を介して画素電極１６と接続されている。蓄積容量配線６０、ゲート絶縁膜６４、及び蓄積容量電極６２で蓄積容量が形成されている。画素電極１６には、液晶の配向規制用のスリット１６ａが設けられている。
【０１７９】
ところが、このような構成で蓄積容量電極６２を形成した場合、画素電極１６の電圧保持特性を向上させるために蓄積容量を大きくしようとすると、蓄積容量電極６２や蓄積容量配線６０の面積を大きくしなくてはならず、開口率の低下を招いてしまう。また、画素電極１６に液晶の配向規制用のスリット１６ａがあるが、スリット１６ａ領域は液晶の配向を利用した遮光されるべき領域となる。ところが液晶による遮光は完全ではないため、スリット１６ａから若干の光漏れがありコントラストの低下を招いている。
【０１８０】
本実施の形態では、上記の問題を解決するために、液晶の配向規制用のスリット（または突起）１６ａの真下に蓄積容量電極の一部を配置するとにしている。これにより蓄積容量がスリット１６ａ下方にも形成される。本実施の形態による蓄積容量電極では、開口率を低下させることなく蓄積容量を増加させることができる。また、蓄積容量電極とゲート電極を形成する際のエッチングにおいてもエッチング面積が減少するためにエッチング時間を短縮させることができる。
さらに、蓄積容量電極により、液晶の配向規制用スリット１６ａまたは画素電極１６上方に形成された配向規制用の突起（図示せず）の遮光が完全になるためコントラストも向上する。
【０１８１】
以下、具体的に実施例を用いて説明する。
図２８は、本実施例のＭＶＡ液晶表示装置のＴＦＴ基板に形成された蓄積容極構造を示している。また、図２９は、図２８のＢ−Ｂ線で切断した断面を示している。なお、図２８のＡ−Ａ線で切断した断面は図２７と同様である。図２６に示した蓄積容量との差異は、蓄積容量配線６０と電気的に接続されて蓄積容量配線６０から枝分かれした蓄積容量配線６０’がスリット１６ａの真下に形成されている。この蓄積容量配線６０’、ゲート絶縁膜６４、保護膜６８、画素電極１６で追加の蓄積容量が形成されている。
【０１８２】
図３０は、本実施例のＭＶＡ液晶表示装置のＴＦＴ基板に形成された蓄積容極構造の変形例を示している。また、図３１は、図３０のＣ−Ｃ線で切断した断面を示している。図２８に示した蓄積容量との差異は、スリット１６ａの真下に形成された蓄積容量配線６０’と画素電極１６との間の領域にあるゲート絶縁膜６４と保護膜６８との間に蓄積容量電極６２’が配線されている点にある。図３１に示す蓄積容量は、蓄積容量配線６０’、ゲート絶縁膜６４、蓄積容量電極６２’、保護膜６８、画素電極１６で形成される。図２８及び図２９の構成と比較して図３０及び図３１に示す構成の方がより大きな蓄積容量が得られる。
【０１８３】
図３０のように構成した場合には、例として、スリットの下の領域で容量の増加分は面積で１１００μｍ2となる。これにより、蓄積容量配線の幅を１２μｍから４μｍにしても容量は図２６に示す構造で約９３６μｍ2となるのに対し、図３０では２５１２μｍ2となる。また、開口率は図２６に示す構造で４６％であるのに対し、図３０の構造では４８％と向上させることができる。
また、上記実施例は画素電極１６にスリット１６ａが形成されている場合で説明しているが、画素電極１６上に配向規制用の突起２０が形成されている場合でも同様の効果を奏することが可能である。
【０１８４】
以上説明したように、本実施の形態によれば、開口率を低下させることなく蓄積容量を増加させることができる。また、エッチング面積が減少するため、蓄積容量電極６０とゲートバスライン１０を形成する際のエッチング時間を短縮できる。さらに、蓄積容量電極により、液晶の配向規制用のスリットまたは突起部分の遮光が完全になるためコントラストも向上する。
【０１８５】
以上、本発明について詳述したが、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明を逸脱しない範囲で変形が可能である。
【０１８６】
なお、本発明においては、以下のような構成を特徴とすることもできる。
（１）蓄積容量配線６０、６０’は、ゲートバスライン１０と同一材料で同時に形成されることを特徴とする。
（２）蓄積容量配線６０、６０’は遮光性を有する材料で形成されることを特徴とする。
【０１８７】
【発明の効果】
以上、詳述したように、本発明によれば、配向不良領域を発生させない、あるいは、発生しても表示部に現れないようにすることが可能であるため、輝度が高く明るい表示特性の良好な液晶表示装置となる。
【０１８８】
また、配向不良領域が発生するとしても、表示部から離れた部分に発生するような構成としているので、製造上の多少のずれに対しては表示不良が生じないため、製造マージンが大きく歩留まりの高い、表示特性の良好な液晶表示装置となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す図である。
【図２】本発明の作用を示す図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態を示す図である。
【図４】図３のＩＩ−ＩＩ線における断面を示す図である。
【図５】スペーサレスＣＦ構造を示す図である。
【図６】本発明の第３の実施の形態を示す図である。
【図７】図６のＩ−Ｉ線における断面を示す図である。
【図８】図５に示すスペーサレスＣＦ構造の問題点を示す図である。
【図９】図５に示すスペーサレスＣＦ構造の問題点を示す図である。
【図１０】本発明の第４の実施の形態による実施例を示す図である。
【図１１】図８のＣ−Ｃ´線における断面を示す図である。
【図１２】本発明の第４の実施の形態による実施例における液晶表示装置の製造方法を示す図である。
【図１３】本発明の第４の実施の形態による他の実施例を示す図である。
【図１４】本発明の第４の実施の形態による他の実施例における液晶表示装置の製造方法を示す図である。
【図１５】本発明の第４の実施の形態によるさらに他の実施例を示す図である。
【図１６】本発明の第５の実施の形態による実施例を示す図である。
【図１７】本発明の第５の実施の形態による他の実施例を示す図である。
【図１８】本発明の第６の実施の形態による液晶表示装置の製造方法を説明する工程断面図である。
【図１９】本発明の第６の実施の形態による液晶表示装置の製造方法を説明する工程断面図である。
【図２０】本発明の第６の実施の形態による液晶表示装置の製造方法を説明する工程断面図である。
【図２１】本発明の第７の実施の形態により解決すべき課題を説明する図である。
【図２２】本発明の第７の実施の形態により解決すべき課題を説明する図である。
【図２３】本発明の第７の実施の形態を示す図である。
【図２４】本発明の第７の実施の形態を示す図である。
【図２５】本発明の第７の実施の形態の効果の一例を示す図である。
【図２６】本発明の第８の実施の形態により解決すべき課題を説明する図である。
【図２７】図２６のＡ−Ａ線における断面を示す図である。
【図２８】本発明の第８の実施の形態を説明する図である。
【図２９】図２８のＢ−Ｂ線における断面を示す図である。
【図３０】本発明の第８の実施の形態を説明する図である。
【図３１】図３０のＣ−Ｃ線における断面を示す図である。
【図３２】ＭＶＡ液晶表示装置の基本構成を示す図である。
【図３３】ＭＶＡ液晶表示装置の原理を示す図である。
【図３４】従来の補助突起を備えるＭＶＡ液晶表示装置を示す図である。
【図３５】補助突起の作用を示す図である。
【図３６】従来の問題点を示す図（１）である。
【図３７】従来の問題点を示す図（２）である。
【図３８】ショットむらの発生率を示す図である。
【符号の説明】
１０  ゲートバスライン
１２  ドレインバスライン
１２Ｄ  ドレイン電極
１２Ｓ  ソース電極
１４  薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）
１６  画素電極
１６ａ，１６ｂ  接続部
１６ｃ，１６ｄ  張り出し部
１８，１８′  スリット
２０  突起
２０ａ，２０ｂ，２０ｃ  補助突起
２２  ガラス基板（ＣＦ基板側）
２４  ガラス基板（ＴＦＴ基板側）
２６  共通電極
２８  配向膜（ＣＦ基板側）
３０  絶縁膜（保護膜）
３２  配向膜（ＴＦＴ基板側）
３４  クロム遮光膜（ブラックマトリクス）
３６  ゲート絶縁膜
３８  平坦化膜
４０  配向不良領域
５０  ポジ型感光材料
５２  柱状スペーサ
５４  ネガ型感光材料
ＢＭ  ブラックマトリクス
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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