(57)【要約】【課題】スペーサ粒子が絵素電極内に配置されても開口率の低下が抑えられた液晶表示装置を提供すること。【解決手段】液晶層４０を挟んで互いに対向する１対の基板１０，３０のうち、一方の基板３０上には、液晶分子４０の配向規制手段としての突起部３４が形成されると共に、この突起部３４には、１対の基板１０，３０の間隔（セルギャップ）を保持するためのスペーサー粒子３６が固着されている構成にすることにより、スペーサ粒子が絵素電極内に配置されても開口率の低下が抑えられる。【選択図】図２
2007065317.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶層を挟んで互いに対向する１対の基板のうち、少なくとも一方の基板上には、前記液晶分子の配向規制手段としての突起部が形成されると共に、この突起部には、前記１対の基板の間隔を保持するためのスペーサー粒子が固着されていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
液晶層を挟んで互いに対向する１対の基板のうち、少なくとも一方の基板上には、前記液晶分子の配向規制手段としての突起部が形成されると共に、この突起部には、前記１対の基板の間隔を保持するためのスペーサー粒子が固着されている液晶表示装置の製造方法であって、前記スペーサー粒子を散布する工程と、前記突起部を構成する樹脂材料を塗布する工程と、この樹脂材料を硬化させる工程とを備えることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【請求項３】
液晶層を挟んで互いに対向する１対の基板のうち、少なくとも一方の基板上には、前記液晶分子の配向規制手段としての突起部が形成されると共に、この突起部には、前記１対の基板の間隔を保持するためのスペーサー粒子が固着されている液晶表示装置の製造方法であって、前記スペーサ粒子と前記突起部を構成する樹脂材料との混合液を塗布する工程と、この樹脂材料を硬化させる工程とを備えることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【請求項４】
液晶層を挟んで互いに対向する１対の基板のうち、少なくとも一方の基板上には、前記液晶分子の配向規制手段としての突起部が形成されると共に、この突起部には、前記１対の基板の間隔を保持するためのスペーサー粒子が固着されている液晶表示装置の製造方法であって、インクジェット装置を用いて前記スペーサー粒子を含んだ溶液を前記突起部が形成される位置に塗布する工程と、前記突起部を構成する樹脂材料を塗布する工程と、この樹脂材料を硬化させる工程とを備えることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【請求項５】
前記樹脂材料は感光性樹脂材料であることを特徴とする請求項２から４のいずれか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、画像表示品位に優れた垂直配向モードの液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、コンピュータやテレビなどの家電製品の表示部として、液晶表示装置が広く用いられている。液晶表示装置には、２枚のガラス基板のシール材で区画された領域内に液晶が封入された液晶パネルが使われている。
【０００３】
このような液晶表示装置としては、負の誘電率異方性を有する液晶層を、一対の相互に対向するガラス基板間に配置して液晶分子を垂直に配向させるとともに、液晶層に電圧を印加した時に、液晶分子のガラス基板に対する傾斜方向を複数の方向に規制する垂直配向モードの液晶表示装置が実用化されている。
【０００４】
この垂直配向モードの液晶表示装置では、非駆動状態である電圧を印加しない状態において、液晶分子が一対の相互に対向するガラス基板面に対して垂直に配向するため、光は、その偏光面をほとんど変化することなく液晶層内を通過する。このため、垂直配向モードの液晶表示装置では、ガラス基板の上下に偏光板をクロスニコルに配置することにより、電圧を印加しない状態においてほぼ完全な黒色表示が可能になり、高コントラストな画像が得られる。
【０００５】
このような垂直配向モードの液晶表示装置においても、従来のＴＮモードの液晶表示装置と同様の視野角依存性の問題があるが、これを解決する方法が提案されている。表示における視野角特性を良くするためには、垂直方向に配向される液晶分子を、１絵素内において、垂直方向に対してそれぞれ異なる方向に傾斜する複数の領域を作ることが有効であることから、このような領域を作るために、配向膜に突起部を設けたり、絵素電極に開口部を設けたりすることが行われている。
【０００６】
図３は、垂直配向モードの液晶表示装置の１絵素の概略を拡大して示す平面図、図４は、図３のＢ−Ｂ線における断面図である。先ず、図４に示すように、この液晶表示装置の液晶パネル１００には、一対の相互に対向するガラス基板（ＴＦＴアレイ基板）１０とガラス基板（カラーフィルター基板）３０の間に、垂直方向に配向された液晶分子を有する液晶層４０が形成されている。下側のガラス基板１０上には、開口部１８を有する絵素電極１７がマトリクス状に形成され、上側のガラス基板３０の下には共通電極３３が形成されている。
【０００７】
図３に示すように、各絵素電極１７の周囲には、ゲートバスライン１１とソースバスライン１２とが相互に直交するように形成されている。ゲートバスライン１１とソースバスライン１２とは、その交差部において、ソースバスライン１２が上側、ゲートバスライン１１が下側になるように交差しており、交差部の一カ所には、ゲートバスライン１１の一部であるゲート電極１１ａに接続されたＴＦＴ（薄膜トランジスタ）１３が形成されている。
【０００８】
図４に示すように、絵素電極１７が設けられたガラス基板１０には、この絵素電極１７を覆うように下側配向膜２１が形成されている。また、共通電極３３がほぼ全面にわたって設けられたガラス基板３０には、この共通電極３３を覆うように上側配向膜３５が形成されている。
【０００９】
図３に示すように、斜め方向に延びるスリット形状の開口部１８が、絵素電極１７に形成され、同じく斜め方向に延びるリブ状の突起部３４が、開口部１８の列間中央位置になるように共通電極３３の下側に形成されている。これらの液晶分子配向規制手段により、１絵素内において、液晶分子が垂直方向に対してそれぞれ異なる方向に傾斜する複数の領域が作られ、表示における視野角特性の向上が図られている。
【００１０】
このようなガラス基板１０，３０の間隔（セルギャップ）は、図４に示されるようなスペーサ３７を配することによって保持される。従来、セルギャップ用のスペーサとしては球形のスペーサ粒子が用いられ、これを基板上に散布して、基板上のあらゆる領域にランダムかつ均一に配置することが行われていた。しかしながら、このスペーサ粒子散布方式では、絵素電極１７上すなわち液晶表示装置の表示部（絵素領域）にもスペーサ粒子が配置されてしまい、開口率が低下する等の問題があった。
【００１１】
そこで、近年、図４に示されるような柱状のスペーサ３７が採用されてきている。この柱状スペーサ１７はフォトリソグラフィー工程や印刷、転写などにより形成できることから、１個あたりの大きさや配置する位置を任意に設定できる。通常、柱状スペーサ１７は、カラーフィルタ基板３０に設けられ、ブラックマトリックス３１などの遮光領域に配置されるため、スペーサ粒子を散布する場合と比べて、開口率の低下がない。
【００１２】
【特許文献１】特開平１０−４８６２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、カラーフィルタ基板３０に、このような柱状スペーサ１７を設ける製造コストは、従来のスペーサ粒子を散布する場合の製造コストと比べて高いという問題があり、特に近年、液晶テレビなどに用いられる液晶表示装置の大画面化に伴ってその問題が顕著になってきた。
【００１４】
そこで、本発明が解決する課題は、スペーサ粒子が絵素電極内に配置されても開口率の低下が抑えられた液晶表示装置及びその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決するため、本発明に係る液晶表示装置は、液晶層を挟んで互いに対向する１対の基板のうち、少なくとも一方の基板上には、前記液晶分子の配向規制手段としての突起部が形成されると共に、この突起部には、前記１対の基板の間隔を保持するためのスペーサー粒子が固着されていることを要旨とするものである。
【００１６】
この場合、上記構成を有する液晶表示装置の製造方法としては、前記スペーサー粒子を散布する工程と、前記突起部を構成する樹脂材料を塗布する工程と、この樹脂材料を硬化させる工程とを備える構成にすると良い。また、前記スペーサ粒子と前記突起部を構成する樹脂材料との混合液を塗布する工程と、この樹脂材料を硬化させる工程とを備える構成にすると良い。更には、インクジェット装置を用いて前記スペーサー粒子を含んだ溶液を前記突起部が形成される位置に塗布する工程と、前記突起部を構成する樹脂材料を塗布する工程と、この樹脂材料を硬化させる工程とを備える構成にしても良い。
【００１７】
そして、このような液晶表示装置の製造方法において、前記樹脂材料は感光性樹脂材料であると良い。
【発明の効果】
【００１８】
上記構成を有する液晶表示装置によれば、もともと開口率に寄与していない液晶分子の配向規制手段としての突起部に、スペーサ粒子を固着させた構成なので、スペーサ粒子が絵素電極内に配置されても開口率の低下が抑えられる。また、通常このような突起部は表示部全面にわたって形成されているので、スペーサ粒子を突起部に均一に配置すれば、表示部全面にわたって所望のセルギャップを得ることができる。そして、下記製造方法に示すようなスペーサ散布方式等を用いて製造することができる構成なので、従来技術のような柱状スペーサを設ける製造コストより安価である。
【００１９】
このような構成の液晶表示装置の製造方法として、前記スペーサー粒子を散布する工程と、前記突起部を構成する樹脂材料を塗布する工程と、この樹脂材料を硬化させる工程とを備える構成にすれば、従来用いられてきたスペーサ散布方式により安価に製造することができる。また、前記スペーサ粒子と前記突起部を構成する樹脂材料との混合液を塗布する工程と、この樹脂材料を硬化させる工程とを備える構成にすれば、スペーサ粒子という粉体を散布するという塵埃発生原因となる工程を無くすことができる。更に、インクジェット装置を用いて前記スペーサー粒子を含んだ溶液を前記突起部が形成される位置に塗布する工程と、前記突起部を構成する樹脂材料を塗布する工程と、この樹脂材料を硬化させる工程とを備える構成にすれば、必要な分だけのスペーサ粒子を突起部に均一に配置することができる。
【００２０】
そして、このような液晶表示装置の製造方法において、前記樹脂材料は感光性樹脂材料である構成にすれば、感光性樹脂材料への露光により突起部の形成とスペーサ粒子の固着とを簡便に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下に、本発明に係る液晶表示装置の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施形態である液晶表示装置の１絵素の概略を拡大して示す平面図、図２は図１のＡ−Ａ線における断面図である。
【００２２】
この液晶表示装置の液晶パネル１には、図２に示すように、一対の相互に対向するガラス基板（ＴＦＴアレイ基板）１０とガラス基板（カラーフィルタ基板）３０の間に、垂直方向に配向された液晶分子を有する液晶層４０が形成されており、下側のガラス基板１０上には、絵素電極１７がマトリクス状に形成されている。
【００２３】
先ず、ガラス基板（ＴＦＴアレイ基板）１０について説明する。図１に示すように、各絵素電極１７の周囲には、相互に平行となった各一対のアルミニウム等からなるゲートバスライン１１とソースバスライン１２とが相互に垂直になるように形成されている。ゲートバスライン１１とソースバスライン１２とは、その交差部において、ソースバスライン１２が上側、ゲートバスライン１１が下側となるように交差しており、交差部においてゲートバスライン１１とソースバスライン１１とが電気的に絶縁されている。
【００２４】
絵素電極１７を取り囲む横方向に延びる一対のゲートバスライン１１の下側と、縦方向に延びる一対のソースバスライン１２の左側との交差部には、ゲートバスライン１１の一部であるゲート電極１１ａに接続されたスイッチング素子としてのＴＦＴ（薄膜トランジスタ）部１３が形成されている。
【００２５】
このゲートバスライン１１及びゲート電極１１ａは、同じ配線層（第１の配線層）に形成されている。つまり、ゲートバスライン１１及びゲート電極１１ａは同一の導電膜をパターニングすることにより形成されたものである。そして、ゲートバスライン１１及びゲート電極１１ａは、窒化シリコン等からなるゲート絶縁膜１４に覆われている（図２参照）。
【００２６】
ＴＦＴ１３位置のゲート絶縁膜１４の上には、アモルファスシリコン等からなる図示しない半導体層が、ゲート電極１１ａに重畳するように形成されている。そのゲート絶縁膜１４の上には、ＴＦＴ１３のソース電極１３ａ及びドレイン電極１３ｂが形成されている。ソース電極１３ａ及びドレイン電極１３ｂは、ゲート電極１１ａ上の半導体層の両側に相互に離隔して形成されている。ソース電極１３ａはソースバスライン１２に接続され、ドレイン電極１３ｂはコンタクトホール１５を介して絵素電極１７に接続されている。これらソースバスライン１２、ソース電極１３ａ及びドレイン電極１３ｂは、図２には示されないが、ゲート絶縁膜１４上の同じ配線層（第２の配線層）に形成されている。
【００２７】
そして、ソースバスライン１２及びＴＦＴ１３は、ゲート絶縁膜１４の上に形成された層間保護膜１６に覆われている。この層間絶縁膜１６は感光性アクリル樹脂（感光性有機膜）材料からなり、ＴＦＴ１３や前述した第１及び第２の配線層（ゲートバスライン１１，ソースバスライン１２等）と絵素電極１７との間に配置されて、両導電体間を絶縁するものである（図２参照）。
【００２８】
層間絶縁膜１６の上には、各絵素領域毎に、絵素電極１７が形成されている。この絵素電極１７は例えばＩＴＯ（indium-tin oxide：インジウム酸化スズ）材料等の透明導電体により形成される。絵素電極１７は、層間絶縁膜１６に形成されたコンタクトホール１５を介してＴＦＴ１３のドレイン電極１３ｂに電気的に接続されている。
【００２９】
この絵素電極１７には、斜め方向に延びるスリット形状の開口部１８が開口形成されている。この開口部１８は前述したとおり視野角特性を向上させるためのものである。この実施の形態では、開口部１８が一つの絵素電極１７内で上下対称形となるように配置されている。
【００３０】
次に、ガラス基板（カラーフィルタ基板）３０について説明する。図２に示すように、ガラス基板３０の下にはブラックマトリクス３１が形成されている。このブラックマトリクス３１により、ガラス基板１０側のゲートバスライン１１、ソースバスライン１２及びＴＦＴ１３が形成された領域の外側の領域を遮光するようになっている。また、ガラス基板３０の下には、各絵素毎に赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）のうちのいずれか１色のカラーフィルタ３２が形成されている。この実施の形態では、水平方向に赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）のカラーフィルタが順番に繰り返し並び、垂直方向には同色のカラーフィルタ並んでいる。
【００３１】
このカラーフィルタ３２の下には、各絵素共通の共通電極３３が形成されている。この共通電極３３も、ＩＴＯ材料等の透明導電体により形成されている。共通電極３３の下には、突起部３４が形成されている。突起部３４は、図１に示すように、ガラス基板（ＴＦＴアレイ基板）１０側の絵素電極１７に設けられた開口部１８の列間の中央の位置になるように配置されている。この突起部３４は、液晶分子を垂直方向に対して所定の傾斜方向となるように配向させて視野角特性を向上させるためのものである。
【００３２】
そして、この共通電極３３の下側には上側配向膜３５が形成されている。この上側配向膜３５により共通電極３３、突起部３４の表面が覆われている。上側配向膜３５は、例えばポリイミド材料により形成されている。
【００３３】
このような構成のガラス基板（ＴＦＴアレイ基板）１０とガラス基板（カラーフィルタ基板）３０との間には、負の誘電率異方性を有する液晶層４０が形成されている。また、ガラス基板１０の下側及びガラス基板３０の上側にはそれぞれ偏光板（図示せず）が配置されている。
【００３４】
そして、図示されるようにカラーフィルタ基板３０側に設けられた突起部３４の一部には、球形のスペーサ粒子３６が固着されている。このスペーサ粒子３６は基板１０，３０間の間隔を規制し、適正な液晶層４０の厚み（セルギャップ）を保持する目的で使用されるものである。
【００３５】
従来技術で説明したように、通常、スペーサ粒子３６が絵素電極１７上すなわち液晶表示装置の表示部（絵素領域）にも配置されると、開口率が低下する等の問題があったが、本発明では、もともと開口率に寄与していない液晶分子の配向規制手段としての突起部３４上に、スペーサ粒子３６を固着させた構成なので、従来技術の図３及び図４の構成の場合の開口率と等しく、スペーサ粒子３６が絵素電極１７上に配置されても開口率の低下が抑制されている。
【００３６】
また、通常、突起部３４は表示部全面にわたって形成されているので、スペーサ粒子３６を突起部３４に均一に配置すれば、表示部全面にわたって所望のセルギャップを得ることができる。
【００３７】
このような液晶分子の配向規制手段としての突起部３４上に、スペーサ粒子３６を固着させた構成の製造方法としては、突起部３４をフォトリソグラフィー工程によって樹脂材料から形成する際の、樹脂材料中に散在させておくのが簡便な方法である。例えば、スペーサー粒子３６を散布する工程と、突起部３４を構成する樹脂材料を塗布する工程と、この樹脂材料を硬化させる工程とを行うことで、突起部３４上にスペーサ粒子３６を固着させることができる。これは、従来用いられてきたスペーサ散布方式を用いることができ、安価に製造することができる。
【００３８】
その他に、スペーサ粒子３６と突起部３４を構成する樹脂材料との混合液を塗布する工程と、この樹脂材料を硬化させる工程とを行うことでも安価に製造することができる上に、スペーサ粒子３６という粉体を散布するという塵埃発生原因となる工程を無くすことができる。
【００３９】
更に、インクジェット装置を用いてスペーサー粒子３６を含んだ溶液を突起部３４が形成される位置に塗布する工程と、突起部３４を構成する樹脂材料を塗布する工程と、この樹脂材料を硬化させる工程とを行うことでも製造することができる。インクジェット装置を用いれば、突起部３４の所望の位置に必要な分だけのスペーサ粒子をに配置することができる。
【００４０】
尚、上述した突起部３４を構成する樹脂材料が感光性樹脂材料である構成にすれば、感光性樹脂材料への露光により突起部の形成とスペーサ粒子の固着とを簡便に行うことができる。
【００４１】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施できることは勿論である。例えば、液晶分子配向規制手段としての突起部をリブ状のものとして説明したが、種々なる形状の突起部に適用できることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の一実施形態である液晶表示装置の１絵素の概略を拡大して示す平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線における断面図である。
【図３】従来用いられてきた液晶表示装置の１絵素の概略を拡大して示す平面図である。
【図４】図３のＢ−Ｂ線における断面図である。
【符号の説明】
【００４３】
１  液晶パネル
１０  ガラス基板（ＴＦＴアレイ基板）
１７  絵素電極
１８  開口部
３０  ガラス基板（カラーフィルター基板）
３１  ブラックマトリックス
３２  カラーフィルタ
３３  共通電極
３４  突起部
３６  スペーサ粒子
４０  液晶層
【図１】
2007065317.tif 000003
【図２】
2007065317.tif 000004
【図３】
2007065317.tif 000005
【図４】
2007065317.tif 000006