(57)【要約】  【課題】表示むらの発生を防止できる液晶パネルを提供する。  【解決手段】アレイ基板上の各画素５の等価な位置にスペーサ27および突条電極31のいずれかを平面視で等しい形状に形成する。突条電極31およびスペーサ27の周囲の配向膜の厚さやラビング強度が平坦部38に比べて変化して配向不均一領域37が形成される。配向不均一領域37の形状および大きさが各画素５で同じになる。各画素５の表示が不均一にならない。液晶組成物の配向が不均一とならない。画面部に表示むらとして視認されない。配向膜に配向不均一領域37が形成されることに起因する画面部での表示むらの発生を防止できる。  【選択図】図１
2007058069.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一主面にマトリクス状に設けられた複数の画素、およびこれら複数の画素を含む一主面に設けられた配向膜を備えたアレイ基板と、
一主面に設けられた配向膜を備え、この配向膜を前記アレイ基板の配向膜に対向させて配設された対向基板と、
前記アレイ基板の配向膜および前記対向基板の配向膜の間に介在された液晶とを具備し、
前記アレイ基板および前記対向基板のいずれか一方の一主面に設けられた電極層と、
この電極層に対向して前記アレイ基板および前記対向電極のいずれか他方の一主面にこの一主面より突出して設けられ、前記電極層との間の距離の変化によって導通する複数の突条電極と、
前記アレイ基板の一主面および前記対向基板の一主面の間に設けられこれらアレイ基板の一主面および対向基板の一主面の間を保持するスペーサとを備え、
前記複数の画素のそれぞれには、前記突条電極および前記スペーサのいずれかが設けられている
ことを特徴とした液晶表示装置。
【請求項２】
突条電極およびスペーサは、等しい平面視形状に形成されている
ことを特徴とした請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項３】
アレイ基板の一主面に設けられたカラーフィルタ層を備え、
電極層は、対向基板の一主面に設けられた対向電極で、
突条電極は、前記カラーフィルタ層の一主面に設けられている
ことを特徴とした請求項１または２記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アレイ基板と対向基板との間に電極層および突条電極を有する液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の液晶表示装置としてのカラー型アクティブマトリクス駆動液晶表示装置は、絶縁基板上に走査線および信号線が格子状に設けられ、これら走査線および信号線の交点に対応してアモルファスシリコン(ａ−Ｓｉ)を半導体層とした薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor:ＴＦＴ)が設けられ、これら薄膜トランジスタに画素電極が電気的に接続されたアクティブマトリクス基板としてのアレイ基板を備えている。そして、このアレイ基板に対向して、対向電極が設けられた対向電極が配設されており、この対向基板上にカラーフィルタ層が設けられている。
【０００３】
また、これらアレイ基板と対向基板との間の画面周辺部には、アレイ基板から対向基板へ電圧を印加するトランスファである電極転移材が配置されている。この電極転移材としては、導電性の銀粒子をバインダにてペースト状にした銀ペーストなどが用いられる。そして、この電極転移材によって、アレイ基板と対向基板とが電気的に接続されている。また、これらアレイ基板と対向基板とのそれぞれは偏光板にて挟持されており、光シャッタとしてカラー画像が表示可能に構成されている。
【０００４】
さらに、タッチパネルと呼ばれるセンサ機能を有する液晶表示装置は、この液晶表示装置の外部にセンサ機能を有する構成が設けられている。例えば、この液晶表示装置の画面上にセンサ機能を有する別のシート状のパネルを対向させて配置することによって、この液晶表示装置をタッチパネルとして利用可能とさせた構成が知られている(例えば、特許文献１参照。)。
【０００５】
ところが、このセンサ機能を有する液晶表示装置では、液晶表示装置の外部にセンサ機能を有するシート状のパネルが対向させて配置されているため、このパネルの厚さほど液晶表示装置が厚くなってしまうから、この液晶表示装置の明るさを低下させてしまう。また、この液晶表示装置のほかにセンサ機能を有するパネルが別途必要となるため、この液晶表示装置の製造コストが高くなってしまう。
【０００６】
そこで、この種のセンサ機能を有する液晶表示装置としては、互いに対向する側の一主面に絶縁性の配向膜がそれぞれ積層されたアレイ基板と対向基板との間のセルギャップ内に、このセルギャップより小さな突条のセンサが設けられており、このセンサもまた配向膜にて積層されている。そして、これらアレイ基板あるいは対向基板の任意の位置を押すことによってセンサが導通してスイッチングする構成が知られている(例えば、特許文献２参照。)。
【特許文献１】特開２００４−３４８２０４号公報
【特許文献２】特開２００１−７５０７４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、上述したセンサ機能を有する液晶表示装置では、この液晶表示装置内にセンサを設けることが可能で、センサ機能を有するパネルが不要な分、厚さを小さくして明るさを向上できるが、これらセンサを設けたことにより、これらセンサの周囲の配向膜の厚さやラビング強度が変化してしまい、これらセンサの周囲の配向膜に配向不均一領域ができてしまう。したがって、これらセンサを設ける配置によって、配向不均一領域に起因する表示むらが発生してしまうおそれがあるという問題を有している。
【０００８】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、表示むらの発生を防止できる液晶表示装置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】
【０００９】
本発明は、一主面にマトリクス状に設けられた複数の画素、およびこれら複数の画素を含む一主面に設けられた配向膜を備えたアレイ基板と、一主面に設けられた配向膜を備え、この配向膜を前記アレイ基板の配向膜に対向させて配設された対向基板と、前記アレイ基板の配向膜および前記対向基板の配向膜の間に介在された液晶とを具備し、前記アレイ基板および前記対向基板のいずれか一方の一主面に設けられた電極層と、この電極層に対向して前記アレイ基板および前記対向電極のいずれか他方の一主面にこの一主面より突出して設けられ、前記電極層との間の距離の変化によって導通する複数の突条電極と、前記アレイ基板の一主面および前記対向基板の一主面の間に設けられこれらアレイ基板の一主面および対向基板の一主面の間を保持するスペーサとを備え、前記複数の画素のそれぞれには、前記突条電極および前記スペーサのいずれかが設けられているものである。
【００１０】
そして、アレイ基板の一主面に設けられている複数の画素のそれぞれに、アレイ基板および対向基板のいずれか一方の一主面に設けられている電極層との間の距離の変化によって導通する突条電極と、アレイ基板の一主面と対向基板の一主面との間を保持するスペーサとのいずれかを設けた。この結果、これら突条電極およびスペーサが設けられている周囲の配向膜の厚さやラビング強度が変化して配向不均一領域が形成されたとしても、この配向不均一領域が各画素のそれぞれに形成されるから、これら画素それぞれの表示が不均一になりにくいので、表示むらになりにくい。したがって、突条電極およびスペーサを設けたことに起因する表示むらの発生を防止できる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、アレイ基板の複数の画素のそれぞれに突条電極およびスペーサのいずれかを設けたことにより、これら突条電極およびスペーサを設けた周囲の配向膜に配向不均一領域が形成されても、この配向不均一領域が各画素のそれぞれに形成されるから、これら画素それぞれの表示が不均一になりにくいので、突条電極およびスペーサを設けたことに起因する表示むらの発生を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の液晶表示装置の第１の実施の形態の構成を図１ないし図３を参照して説明する。
【００１３】
図１ないし図３において、１は平面表示装置としての液晶パネルで、この液晶パネル１は、タッチパネルセンサが内蔵された座標入力機能付きの液晶表示装置としての液晶セルである。すなわち、この液晶パネル１は、センサ機能を兼ね備えた表示素子である。また、この液晶パネル１は、スイッチング素子として薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor:ＴＦＴ)を用いたアクティブマトリクス型の液晶表示素子である。そして、この液晶パネル１は、アクティブマトリクス基板としての略矩形平板状のアレイ基板２を備えている。このアレイ基板２は、ＸＧＡ(eXtended Graphics Array)型の薄膜トランジスタ(ＴＦＴ)基板であって、略透明な矩形平板状の絶縁基板としての透光性基板であるガラス基板３を有している。
【００１４】
このガラス基板３の一主面である表面上の中央部には、図２および図３に示すように、画像表示領域としてのアクティブエリア(Active Area)である画面部４が形成されている。そして、この画面部４には、複数の画素５がマトリクス状に設けられて配置されている。これら複数の画素５は、ガラス基板３の縦方向に沿ってｎ個形成されており、このガラス基板３の横方向に沿ってｍ個形成されている。したがって、これら複数の画素５は、ガラス基板３上にｎ×ｍ個形成されている。さらに、これら画素５のそれぞれには、表示電極としての画素電極６、蓄積容量としての画素補助容量である補助容量７、および薄膜トランジスタ８がそれぞれ１つずつ配置されている。
【００１５】
また、ガラス基板３の表面には、ゲート電極配線としての複数の走査線11が、このガラス基板３の幅方向に沿って配設されている。これら走査線11は、ガラス基板３の横方向に向けて等間隔に平行に離間されている。また、これら走査線11間のそれぞれには、電極配線としての画像信号配線である複数の信号線12が、ガラス基板３の縦方向に沿って配設されている。これら信号線12は、ガラス基板３の横方向に向けて等間隔に平行に離間されている。したがって、これら走査線11および信号線12は、ガラス基板３上に交差して格子状であるマトリクス状に配線されている。そして、これら走査線11および信号線12の各交点に対応して、画素電極６、補助容量７および薄膜トランジスタ８のそれぞれが各画素５毎に設けられている。
【００１６】
一方、ガラス基板３の周縁には、信号線駆動回路としての細長矩形平板状のＹドライバ回路14が配設されている。このＹドライバ回路14は、ガラス基板３の横方向に沿った一側縁に設けられている。さらに、このＹドライバ回路14は、ガラス基板３の縦方向に沿って設けられており、このガラス基板３上の各走査線11それぞれの一端部が電気的に接続されている。
【００１７】
また、このガラス基板３の縦方向に沿った一端には、走査線駆動回路としての細長矩形平板状のＸドライバ回路15が配設されている。このＸドライバ回路15は、ガラス基板３の横方向に沿って設けられており、このガラス基板３上の各信号線12それぞれの一端部が電気的に接続されている。なお、これらＹドライバ回路14およびＸドライバ回路15は、Ｙドライバ回路14から各走査線11に供給される走査信号によって、薄膜トランジスタ８をオンオフさせるタイミングに同期して、Ｘドライバ回路15から各信号線12に画素信号を供給させることによって、アレイ基板２の画面部４に所定の画像を表示させる。
【００１８】
次いで、図１に示すように、ガラス基板３の表面には、シリコン窒化膜や酸化シリコン膜などにて構成された図示しないアンダーコート層が積層されて成膜されている。このアンダーコート層上には、トップゲート型構造としてのトップゲートタイプである薄膜トランジスタ８が１画素構成要素として配設されている。この薄膜トランジスタ８は、スイッチング素子であるとともに半導体素子としてのＴＦＴ素子である。そして、これら薄膜トランジスタ８は、アンダーコート層上に積層されて形成されたソース電極21およびドレイン電極22を備えている。これらソース電極21およびドレイン電極22は、所定の間隙を介して電気的に絶縁された状態で設けられている。そして、このソース電極21は、信号線12に電気的に接続されており、ドレイン電極22は、補助容量７に電気的に接続されている。
【００１９】
さらに、これらソース電極21およびドレイン電極22の間には、半導体層としての活性層23が設けられている。この活性層23は、ソース電極21およびドレイン電極22を含むアンダーコート層上に設けられている。そして、この活性層23は、多結晶半導体としてのポリシリコン(ｐ−Ｓｉ)にて構成された多結晶半導体層としてのポリシリコン半導体層である。すなわち、この活性層23は、非晶質半導体としてのアモルファスシリコン(ａ−Ｓｉ)をエキシマレーザ溶解結晶化でアニールしてからパターニングして作成した島状のポリシリコン薄膜である。
【００２０】
また、この活性層23上には、導電性を有するゲート電極24が積層されて成膜されている。このゲート電極24は、図２に示すように、走査線11の一側縁に一体的に接続されて、この走査線11の一部を構成する。すなわち、このゲート電極24は、走査線11に電気的に接続されている。ここで、このゲート電極24は、活性層23の長手方向に直交する長手方向を有している。また、このゲート電極24は、活性層23の幅寸法より小さな幅寸法を有しており、この活性層23上の中央部に設けられている。
【００２１】
そして、これら薄膜トランジスタ８を含むアンダーコート層上には、絶縁性を有する絶縁層としての層間絶縁膜25が積層されて形成されている。この層間絶縁膜25は、感光性アクリル樹脂にて形成されており、アレイ基板２の少なくとも画面部４の略全域を覆っている。そして、この層間絶縁膜25には、各薄膜トランジスタ８のドレイン電極22を開口させる導通部としてのコンタクトホール26が形成されている。これらコンタクトホール26は、各薄膜トランジスタ８のドレイン電極22を層間絶縁膜25上に導通させている。さらに、これらコンタクトホール26は、走査線上に対向して設けられている。
【００２２】
さらに、これらコンタクトホール26を含む層間絶縁膜25上には、厚さ５００−１０ｍのＩＴＯ(Indium Tin Oxide)にて構成された透明な画素電極６が積層されて設けられている。この画素電極６は、各画素５に対応してアレイ基板２の画面部４にマトリクス状に設けられている。また、この画素電極６は、コンタクトホール26を介して薄膜トランジスタ８のドレイン電極22に導通されて電気的に接続されている。すなわち、この画素電極６は、この画素電極６にドレイン電極22が電気的に接続されている薄膜トランジスタ８によって制御される。
【００２３】
また、画素電極６上の対向基板41のカラーフィルタ層43の赤色フィルタ部44、緑色フィルタ部45および青色フィルタ部46のいずれかに対向する位置には、アレイ基板２と対向基板41との間の間隔を保持する細長角柱状のスペーサ27が設けられている。これらスペーサ27は、平面視矩形状に形成されており、走査線11と信号線の交点上に対向して設けられている。
【００２４】
具体的に、これらスペーサ27は、感光性アクリル樹脂、例えばＮＮ６００(ＪＳＲ株式会社製)にて形成されており、高さ５μｍで平面視１５μｍ×１５μｍの大きさに形成されている。そして、これらスペーサ27は、画面部４内のいくつかの画素５に対応して設けられており、この画面部４の縦方向および横方向のそれぞれに向けて所定個数の画素５を介して設けられている。すなわち、これらスペーサ27は、画面部４内の各画素５において９画素中２画素の割合でパターン化されて設けられている。言い換えると、これらスペーサ27は、２個／９画素の割合で設けられている。
【００２５】
さらに、これらスペーサ27は、絶縁性を有する材料にて形成されており、画素５内の周縁部に設けられている。すなわち、これらスペーサ27は、開口率の低下を防止するために平面視で薄膜トランジスタ８に対向した位置に設けられている。すなわち、これらスペーサ27は、各画素５内において平面視で薄膜トランジスタ８上に設けられている。さらに、これらスペーサ27は、画素電極６と対向基板41のカラーフィルタ層43との間のセルギャップとしてのセル厚Ａに等しい高さ寸法を有している。
【００２６】
さらに、この層間絶縁膜25上の対向基板41のカラーフィルタ層43に対向する位置には、センサ機能を有する圧力センサとしてのタッチセンサ30が設けられている。このタッチセンサ30は、画面部４内のスペーサ27が設けられていない他の画素５に対応して設けられており、走査線11と信号線12との交点上に対向して設けられている。
【００２７】
そして、このタッチセンサ30は、層間絶縁膜25の一主面である表面より上方に突出した突条の第１の電極部としての突条電極31を備えている。この突条電極31は、スペーサ27の高さ寸法より小さな高さ寸法を有している。また、この突条電極31は、この突条電極31と対向基板41の対向電極47との間の距離の変化に基づく電気的な合成抵抗の変化や合成容量の変化、すなわちインピーダンスの変化で導通してスイッチングする。言い換えると、これらタッチセンサ30は、突条電極31と対向電極47とによって構成されており、図３に示すように、対向基板41の裏面を指などで押して、この対向基板41を変形させてたわませて、この対向基板41の対向電極47と突条電極31との電気的な接触によってオンするセンサ機能を発揮する。
【００２８】
そして、これら突条電極31は、アレイ基板２の画面部４上の画素５内の周縁部に設けられている。すなわち、これら突条電極31は、画素５内における平面視で薄膜トランジスタ８に対向した位置に設けられている。言い換えると、これら突条電極31は、平面視で薄膜トランジスタ８上に設けられている。また、これら突条電極31は、コンタクトホール26を介してスペーサ27の反対側に位置する画素５内に設けられている。
【００２９】
さらに、これら突条電極31は、スペーサ27が設けられていない各画素５のそれぞれに設けられている。すなわち、これら突条電極31は、スペーサ27が設けられていない各画素５のそれぞれに敷き詰められている。よって、これら複数の画素５のそれぞれには、スペーサ27および突条電極31のいずれか１つが設けられている。言い換えると、これらスペーサ27および突条電極31は、各画素５内の等価な位置に設けられており、これら画素５のそれぞれに均一に設けられている。具体的に、これら突条電極31は、スペーサ27が設けられていない残り画素５に設けられている。すなわち、これら突条電極31は、画面部４内の各画素５において９画素中７画素の割合でパターン化されて設けられている。言い換えると、これら突条電極31は、７個／９画素の割合で設けられている。
【００３０】
また、これら突条電極31は、アレイ基板２と対向基板41との間のセル厚Ａより小さな高さ寸法を有している。具体的に、これら突条電極31は、対向基板41の対向電極47との間に所定の間隙Ｂができるように形成されている。ここで、この間隔Ｂは、対向基板41を押して湾曲させない状態で、これら突条電極31と対向電極47とが電気的に導通してスイッチングされない程度の幅寸法を有している。よって、これら突条電極31は、スペーサ27より薄く形成されている。すなわち、これら突条電極31は、アレイ基板２の層間絶縁膜25と対向基板のカラーフィルタ層43との間のセル厚Ａより小さな高さ寸法を有している。
【００３１】
そして、これら突条電極31は、絶縁性を有する細長略角柱状の絶縁部としての突条のセンサ用突起32を備えている。このセンサ用突起32は、層間絶縁膜25上に下端面を当接させた状態で、この層間絶縁膜25上に積層されて設けられている。また、このセンサ用突起32は、スペーサ27と同じ材料で形成されている。さらに、このセンサ用突起32は、図１および図２に示すように、平面視の形状がスペーサ27と同じ形状である矩形状に形成されている。すなわち、これら突条電極31およびスペーサ27は、等しい平面視形状に形成されている。具体的に、これら突条電極31は、感光性アクリル樹脂、例えばＮＮ６００(ＪＳＲ株式会社製)にて、高さ３．５μｍで平面視１５μｍ×１５μｍの大きさに形成されている。
【００３２】
さらに、このセンサ用突起32の上端面および外周面のそれぞれである表面には、ＩＴＯにて構成された透明な導電性を有する電極層である表面電極33が積層されている。この表面電極33は、画素電極６と同じ材料で形成され、この画素電極６と同じ工程で同時に形成されている。すなわち、この表面電極33は、画素電極６に対して連続して設けられ、この画素電極６と一体的に設けられている。したがって、この表面電極33は、画素電極６の厚さ寸法に等しい厚さ寸法を有しており、センサ用突起32の表面を覆っている。
【００３３】
また、これら表面電極33のうち、センサ用突起32の上端面を覆う部分が電極部36として機能する。この電極部36は、突条電極31の先端部を構成しており、この突条電極31と対向電極47とを導通させてスイッチングさせてオンさせる際に、この対向電極47に電気的に接続される部分である。
【００３４】
さらに、これら突条電極31、スペーサ27および画素電極６を含む層間絶縁膜25上には、配向膜34が積層されて設けられている。この配向膜34は、各画素５を含むガラス基板３上に設けられている。具体的に、この配向膜34は、配向膜材料として、例えばＡＬ−３０４６(ＪＳＲ株式会社製)にて８００−１０ｍの膜厚に形成されている。具体的に、この配向膜34は、各画素電極６それぞれの表面と、各スペーサ27それぞれの表面、すなわちこれらスペーサ27それぞれの上側面および外側面をそれぞれ覆っている。さらに、この配向膜34は、各突条電極31の表面、すなわちこれら突条電極31の表面電極33の電極部36および外側面のそれぞれを覆っている。
【００３５】
また、各突条電極31およびスペーサ27の周囲に位置する配向膜34には、図１に示すように、平面視円形状の配向不均一領域37がそれぞれ形成されている。これら配向不均一領域37は、走査線11の幅寸法より大きな外径寸法を有する平面視円形状に形成されている。さらに、これら配向不均一領域37は、各突条電極31およびスペーサ27の外側面を覆っており、平面視で各突条電極31およびスペーサ27それぞれの同心状に形成されている。そして、これら配向不均一領域37は、各画素５のそれぞれに均一に形成されている。
【００３６】
すなわち、これら配向不均一領域37は、配向膜34が厚くなってラビング強度が変化した部分であり、突条電極31およびスペーサ27の外側面にておびきされて形成されている。よって、これら配向不均一領域37は、図２に示すように、各突条電極31およびスペーサ27の上端側から下端側に向けてテーパ状に拡開した形状に形成されている。さらに、配向膜34の配向不均一領域37以外の領域は、平坦な平坦部38となっている。よって、これら配向不均一領域37は、配向膜34の平坦部38とは厚さおよびラビング強度が異なる。
【００３７】
また、この配向膜34が設けられている側とは反対側のガラス基板３の他主面である裏面には、矩形平板状の偏光板35が重ね合わされて取り付けられている。この偏光板35は、アレイ基板２のガラス基板４の裏面を略覆う程度の大きさの平面視矩形状に形成されている。
【００３８】
一方、アレイ基板２の表面には、矩形平板状の対向基板41が対向して配設されている。この対向基板41は、略透明な矩形平板状の絶縁基板としての透光性基板であるガラス基板42を備えている。このガラス基板42におけるアレイ基板２に対向した側の一主面である表面には、カラーフィルタ層43が積層されて設けられている。このカラーフィルタ層43は、ガラス基板42の表面より突出して設けられている。
【００３９】
具体的に、このカラーフィルタ層43は、少なくとも２色以上である１組の色単位、例えば赤(Red:Ｒ)色の着色層である赤色層としての赤色フィルタ部44と、緑(Green:Ｇ)色の着色層である緑色層としての緑色フィルタ部45と、青(Blue:Ｂ)色の着色層である青色層としての青色フィルタ部46との３つのドットがガラス基板42の縦方向および横方向のそれぞれに向けて繰り返し配置されて構成されている。
【００４０】
そして、これら赤色フィルタ部44、緑色フィルタ部45および青色フィルタ部46は、アレイ基板２の各画素５に対応するようにガラス基板３上にマトリクス状に形成されている。すなわち、これら赤色フィルタ部44、緑色フィルタ部45および青色フィルタ部46のそれぞれは、アレイ基板２の各画素５の大きさに略等しい平面視矩形状に形成されている。よって、これら複数の赤色フィルタ部44、緑色フィルタ部45および青色フィルタ部46は、アレイ基板２に対向基板41を対向させた際に、このアレイ基板２の各画素５に対応して対向するように設けられている。
【００４１】
ここで、赤色フィルタ部44は、赤色の顔料を分散させて赤色に着色された紫外線硬化型アクリル樹脂レジスト、例えばＣＲＹ−Ｓ６２３Ｃ(富士フィルムアーチ株式会社製)にて、例えば３．２μｍの膜厚に形成された赤色カラーフィルタである。また、緑色フィルタ部45は、緑色の顔料を分散させて緑色に着色された紫外線硬化型アクリル樹脂レジスト、例えばＣＧＹ−Ｓ６２４Ｄ(富士フィルムアーチ株式会社製)にて、例えば３．２μｍの膜厚に形成された緑色カラーフィルタである。さらに、青色フィルタ部46は、青色の顔料を分散させて青色に着色された紫外線硬化型アクリル樹脂レジスト、例えばＣＢＹ−Ｓ６２５Ｃ(富士フィルムアーチ株式会社製)にて、例えば３．２μｍの膜厚に形成された青色カラーフィルタである。よって、これら赤色フィルタ部44、緑色フィルタ部45および青色フィルタ部46のそれぞれは、等しい厚さに形成されている。
【００４２】
さらに、これら複数の赤色フィルタ部44、緑色フィルタ部45および青色フィルタ部46にて構成されたカラーフィルタ層43の一主面である表面上には、電極層としてのコモン電極である矩形平板状の対向電極47が積層されて設けられている。この対向電極47は、厚さ５００−１０ｍの透明電極であるＩＴＯにて構成された第２の電極部としての共通電極であって、突条電極31とともにタッチセンサ30を構成している。そして、この対向電極47は、赤色フィルタ部44、緑色フィルタ部45および青色フィルタ部46それぞれの上側面のそれぞれを覆っている。また、この対向電極47は、対向基板41とアレイ基板２とを対向させた際に、このアレイ基板２のガラス基板３の画面部４全体に亘って対向する平面視矩形状の大きな電極である。言い換えると、この対向電極47は、アレイ基板２に対向基板41を対向させた際に、このアレイ基板２の各画素５の画素電極６それぞれと相対するように配置されている。
【００４３】
また、この対向電極47の一主面である表面上には、配向膜48が積層されて設けられている。この配向膜48は、配向膜材料として、例えばＡＬ−３０４６(ＪＳＲ株式会社製)にて８００−１０ｍの膜厚に形成されている。
【００４４】
さらに、対向基板41のガラス基板42上のカラーフィルタ層43の周縁には、このカラーフィルタ層43の外周縁を周縁する遮光層としての額縁部50が積層されて設けられている。この額縁部50は、カラーフィルタ層43の外周縁に連続して設けられており、このカラーフィルタ層43の周方向に沿って、このカラーフィルタ層43の外周を覆っている。そして、この額縁部50は、額縁状の遮光領域であって、黒色顔料を添加した感光性アクリル樹脂などにて構成されている。さらに、この額縁部50は、カラーフィルタ層43の厚さ寸法より小さな厚さ寸法を有している。すなわち、この額縁部50は、カラーフィルタ層43より薄く形成されている。
【００４５】
さらに、対向基板41は、この対向基板41の配向膜48をアレイ基板２の配向膜34に対向させた状態で、アレイ基板２に取り付けられている。すなわち、この対向基板41は、アレイ基板２に設けられている各スペーサ27上の配向膜34を対向基板41の配向膜48に当接させて、これらアレイ基板２と対向基板41との間に所定の間隔であるセル厚Ａを有する液晶封止領域Ｄが形成されるように、平行に離間された状態で取り付けられている。
【００４６】
そして、この液晶封止領域Ｄには、液晶材料としての誘電異方性が正である液晶組成物51が注入されて挟持されて光変調層としての液晶層52が形成されている。ここで、この液晶層52の液晶組成物51としては、例えばＺＬＩ−１５６５(メルク(ＭＥＲＣＫ)株式会社製)が用いられている。また、この液晶層52は、対向基板41の配向膜48とアレイ基板２の配向膜34との間に液晶組成物51が介挿されて封止されて構成されている。さらに、この液晶層52は、アレイ基板２の画素電極６と対向基板41の対向電極47との間に液晶容量を形成させる。
【００４７】
また、アレイ基板２と対向基板41との間の周縁部は、これらアレイ基板２と対向基板41との間の液晶封止領域Ｄに液晶層52を封止させる液晶封止部としての接着剤であるシール材53が取り付けられて封止されている。このシール材53は、アレイ基板２と対向基板41との間に接着されて、これらアレイ基板２と対向基板41との間をシールしている。また、このシール材53は、アレイ基板２の画面部４の周縁を覆うように設けられており、このアレイ基板２の画面部４と対向基板41との間に液晶封止領域Ｄを形成させる。そして、このシール部43は、対向基板41の額縁部50の外側部とアレイ基板２のガラス基板３の画面部４より外側の部分と間に設けられている。
【００４８】
さらに、このシール材53の周辺には、アレイ基板２から対向電極３に電圧を印加するための図示しない電極転移材が形成されている。この電極転移材は、アレイ基板２と対向基板41との間の図示しない画面周辺部に設けられている図示しない電極転移電極上に形成されている。また、対向基板41のガラス基板42の裏面には、略矩形平板状の偏光板54が重ね合わされて取り付けられている。この偏光板54は、対向基板41のガラス基板42の裏面の略全面を覆う程度の大きさの平面視矩形状に形成されている。
【００４９】
次に、上記第１の実施の形態の液晶表示装置の製造方法を説明する。
【００５０】
まず、アレイ基板２は、成膜工程とパターニング工程とを繰り返してガラス基板３上の画面部４に、薄膜トランジスタ８、走査線11および信号線12のそれぞれを形成してから、これら薄膜トランジスタ８、走査線11および信号線12を含むアンダーコート層上に、感光性アクリル樹脂で層間絶縁膜25を形成する。
【００５１】
次いで、この層間絶縁膜25にコンタクトホール26を設けて、各薄膜トランジスタ８それぞれのドレイン電極22を開口させる。
【００５２】
そして、この層間絶縁膜25上に、後に形成するスペーサ27よりも薄い３．５μｍの厚さとなるように、感光性アクリル性透明樹脂、例えばＮＮ６００(ＪＳＲ株式会社製)をスピンナ塗布してから、９０℃で１０分乾燥させた後、図示しないフォトマスクを介して３６５ｎｍの波長であり１００ｍＪ／ｃｍ２の露光量で露光する。
【００５３】
この後、この露光された感光性アクリル性透明樹脂をｐＨ１１．５のアルカリ水溶液にて現像して、平面視１５μｍ×１５μｍの大きさのセンサ用突起32を７個／９画素の割合で形成する。
【００５４】
次いで、コンタクトホール26およびセンサ用突起32を含む層間絶縁膜25上に、ＩＴＯを厚さ５００−１０ｍほどスパッタ法にて成膜した後に、このＩＴＯがセンサ用突起32および層間絶縁膜25上に残るように各画素５に対応させて、所定の画素パターンとセンサ用突起パターンを形成してパターニングして、画素電極６および表面電極33を形成する。
【００５５】
この後、これら画素電極６および表面電極33上に、感光性アクリル性透明樹脂、例えばＮＮ６００(ＪＳＲ株式会社製)を厚さが５．０μｍとなるようにスピンナ塗布してから、上述したセンサ用突起32と同様にして、平面視１５μｍ×１５μｍの大きさのスペーサ27を２個／９画素の割合で形成する。
【００５６】
このとき、セル厚Ａの均一性および低温泡防止などの観点から２個／９画素の割合の密度でスペーサ27を形成するとともに、これらスペーサ27をセンサ用突起32と等価な位置に形成する。これらスペーサ27およびセンサ用突起32のいずれかが各画素５に配置される。
【００５７】
ここで、低温泡防止とは、スペーサ27の個数が多い液晶パネル１を低温環境下に曝すと、この液晶パネル１の各スペーサ27が温度低下に伴って体積収縮するが、この液晶パネル１のアレイ基板２と対向基板41との間のセル厚Ａが縮まず、これらアレイ基板２と対向基板41との間に隙間ができて発生する低温泡を防止することである。
【００５８】
次いで、これら画素電極６、スペーサ27および表面電極33を含む層間絶縁膜25上の全面に、配向膜材料として、例えばＡＬ−３０４６(ＪＳＲ株式会社製)を厚さ８００−１０ｍほど塗布して配向膜34を形成してアレイ基板２とする。
【００５９】
一方、対向基板41は、ガラス基板42上に、赤色の顔料を分散させた紫外線硬化型アクリル樹脂レジスト、例えばＣＲＹ−Ｓ６２３Ｃ(富士フィルムアーチ株式会社製)を図示しないスピンナにて塗布してから、このガラス基板42上の赤色を着色したい部分に光が照射されるような図示しないレジストマスクを形成する。
【００６０】
この後、このガラス基板42上に、レジストマスクを介して例えば３６５ｎｍの波長で１００ｍＪ／ｃｍ２のレーザを照射してフォトリソグラフィして画素パターンを形成してから、水酸化カリウム(ＫＯＨ)の１％水溶液で２０秒間現像して、膜厚３．２μｍの赤色フィルタ部44を形成する。
【００６１】
さらに、この赤色フィルタ部44を形成する場合と同様にフォトリソグラフィして、例えばＣＧＹ−Ｓ６２４Ｄ(富士フィルムアーチ株式会社製)を用いて、膜厚３．２μｍの緑色フィルタ部45を形成するとともに、例えばＣＢＹ−Ｓ６２５Ｃ(富士フィルムアーチ株式会社製)を用いて、膜厚３．２μｍの青色フィルタ部46を形成して、ガラス基板42の表示領域にカラーフィルタ層43を形成する。
【００６２】
次いで、このカラーフィルタ層43の周縁のガラス基板42上に、黒色顔料を添加した感光性アクリル樹脂を塗布して額縁部50を形成してから、このカラーフィルタ層43上に膜厚５００−１０ｍのＩＴＯをスパッタ法にて成膜してからパターニングして対向電極47を形成する。
【００６３】
さらに、この対向電極47の全面に、配向膜材料として、例えばＡＬ−３０４６(ＪＳＲ株式会社製)を厚さ８００−１０ｍほど塗布して配向膜48を形成して対向基板41とする。
【００６４】
そして、液晶組成物51を注入する部分を除く対向基板41の配向膜48の周縁に沿ってシール材53となる接着剤を印刷してから、アレイ基板２から対向電極３に電圧を印加するための図示しない電極転移材を接着剤の周辺の図示しない電極転移電極上に形成する。
【００６５】
次いで、アレイ基板２の配向膜34と対向基板41の配向膜48とを対向させてから加熱して接着剤を硬化させてシール材53とし、これらアレイ基板２と対向基板41とをシール材53にて貼り合わせる。
【００６６】
この後、これらアレイ基板２と対向基板41との間のシール材53にてシールされていない部分が注入口となり、この注入口から、例えばＺＬＩ−１５６５(メルク(ＭＥＲＣＫ)株式会社製)を誘電異方性が正である液晶組成物51として注入して、この液晶組成物51をアレイ基板２と対向基板41との間の液晶封止領域Ｄに介在させる。
【００６７】
この状態で、アレイ基板２と対向基板41との間の注入口を、図示しない封止剤として紫外線硬化樹脂を用いて封止して、カラー表示が可能でタッチパネル機能を有する液晶パネル１を作製する。このとき、この封止剤としては、例えば熱にて効果する熱硬化型や紫外線の照射にて硬化する紫外線硬化型のアクリル系またはエポキシ系の接着剤などを用いることができる。
【００６８】
この結果、この液晶パネル１は、高い表示品位を有しており、タッチパネルとして十分な機能を有していた。同時に、この液晶パネル１は、スペーサ27および突条電極31周辺の配向不均一領域37の形成に起因する表示むらのない優れた表示品位を有していた。
【００６９】
上述したように、上記第１の実施の形態によれば、アレイ基板２上の画素５に４個／９画素の割合で突条電極31をパターン化するとともに、このアレイ基板２上の画素５に２個／９画素の割合でスペーサ27をパターン化した従来の液晶パネルの場合には、この液晶パネルの突条電極31あるいはスペーサ27が設けられている画素５と、これら突条電極31およびスペーサ27のいずれもが設けられていない画素５との間では、配向均一性が異なり、表示むらが生じてしまう。
【００７０】
そこで、アレイ基板２の画面部４に設けられている各画素５それぞれの等価な位置に、スペーサ27および突条電極31のいずれかを平面視で等しい形状に形成し、７個／９画素の割合で突条電極31をパターン化するとともに、２個／９画素の割合でスペーサ27をパターン化した。この結果、これらスペーサ27と突条電極31のセンサ用突起32とが同じ材料で形成されているとともに、これらスペーサ27および突条電極31のそれぞれを覆う配向膜34が同一工程で同じ材料で形成されており、これら突条電極31の表面電極33の厚さが薄く、この表面電極33が表示むらには影響しにくい。
【００７１】
したがって、これら突条電極31およびスペーサ27の周囲の配向膜34の厚さやラビング強度が平坦部38に比べて変化して配向不均一領域37が形成されたとしても、この配向不均一領域37の形状および大きさのそれぞれが各画素５のそれぞれにおいて同じになる。
【００７２】
したがって、これら画素５それぞれの表示が不均一になりにくいので、液晶組成物51の配向が不均一となりにくく、画面部４に表示むらが形成されにくい。よって、この画面部４に表示むらとして視認されにくいので、これら突条電極31およびスペーサ27をアレイ基板２と対向基板41との間に設けたことによって配向膜34に配向不均一領域37が形成されることに起因する、液晶パネル１の画面部４での表示むらの発生を防止できる。
【００７３】
また、アレイ基板２の全画素５にスペーサ27および突条電極31のいずれかを配置させたことにより、これらスペーサ27および突条電極31周辺の配向不均一領域37の形状が同じになるので、設計上好ましい。これらの結果、薄型で高い表示品位を維持できるタッチセンサ内蔵型の液晶パネル１にできる。
【００７４】
さらに、図４に示す第２の実施の形態のように、アレイ基板２側にカラーフィルタ層43を設けて、このカラーフィルタ層43上にスペーサ27および突条電極31を設けることもできる。このアレイ基板２は、薄膜トランジスタ８、走査線11および信号線12を含むアンダーコート層上にカラーフィルタ層43が積層されている。このカラーフィルタ層43の赤色フィルタ部44、緑色フィルタ部45および青色フィルタ部46のそれぞれは、各画素５に対応して設けられている。そして、これら赤色フィルタ部44、緑色フィルタ部45および青色フィルタ部46のそれぞれには、平面視２０μｍ×２０μｍの大きさのコンタクトホール26が設けられている。これらコンタクトホール26は、赤色フィルタ部44、緑色フィルタ部45および青色フィルタ部46それぞれの下に設けられている薄膜トランジスタ８のドレイン電極22を開口させている。
【００７５】
さらに、カラーフィルタ層43上にセンサ用突起32が積層されて設けられており、このセンサ用突起32を含むカラーフィルタ層43上にＩＴＯが積層されて画素電極６および表面電極33が形成されている。また、カラーフィルタ層43を覆う画素電極６上にスペーサ27が設けられている。
【００７６】
そして、各突条電極31、スペーサ27および画素電極６を含んだカラーフィルタ層43上に配向膜34が積層されている。さらに、ガラス基板３上には、カラーフィルタ層43の外周を覆うように額縁部50が設けられている。この額縁部50は、カラーフィルタ層43の厚さ寸法より大きな厚さ寸法を有している。
【００７７】
一方、対向基板41は、ガラス基板42上に対向電極47が積層されて設けられており、この対向電極47上に配向膜48が積層されている。また、対向基板41の配向膜48をアレイ基板２の配向膜34に対向させた状態で、これらアレイ基板２と対向基板41とがシール材53にてシールされており、これらアレイ基板２と対向基板41との間に液晶組成物51が封止されて液晶層52が形成されている。
【００７８】
次に、上記第２の実施の形態の液晶表示装置の製造方法を説明する。
【００７９】
上述した第１の実施の形態と同様に、ガラス基板３上に薄膜トランジスタ８、走査線11および信号線12を形成する。
【００８０】
この状態で、これら薄膜トランジスタ８、走査線11および信号線12のそれぞれが形成されたガラス基板３上の画面部４上にカラーフィルタ層43を形成してから、このカラーフィルタ層43の外周に額縁部50を形成する。
【００８１】
この後、このカラーフィルタ層43を構成する赤色フィルタ部44、緑色フィルタ部45および青色フィルタ部46のそれぞれに平面視２０μｍ×２０μｍの大きさのコンタクトホール26を形成する。
【００８２】
この状態で、このカラーフィルタ層43上にセンサ用突起32を形成してから、このセンサ用突起32を含むカラーフィルタ層43上にＩＴＯを積層させて画素電極６および表面電極33を形成する。
【００８３】
次いで、カラーフィルタ層43を覆う画素電極６上にスペーサ27を形成してから、突条電極31、スペーサ27および画素電極６を含むカラーフィルタ層43上に配向膜34を形成する。
【００８４】
この後、ガラス基板42上に対向電極47および配向膜48が順次積層された対向基板41を作製した後、これらアレイ基板２と対向基板41との間に液晶組成物51を介在させて液晶パネル１を作製する。
【００８５】
この結果、上述した第１の実施の形態と同様に、アレイ基板２の各画素５それぞれの等価な位置にスペーサ27および突条電極31のいずれかが平面視で等しい形状に形成されているので、上記第１の実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。さらに、カラーフィルタ層43をアレイ基板２側に形成したことにより、液晶パネル１の画素開口率を約６０％まで向上できた。そして、このアレイ基板２側にカラーフィルタ層43を設けた液晶パネル１を点灯評価したところ、上記第１の実施の形態と同様に、高い表示品位を得ることができ、開口率が約１０％ほど向上した分、明るくなり、視認性を向上できた。
【００８６】
なお、上記各実施の形態では、突条電極31の表面電極33の電極部36と対向電極47とを電気的に接触させてスイッチングするタッチセンサ30としたが、このタッチセンサ30の突条電極31の電極部36をスイッチングさせるための電極層を対向電極47とは別個に対向基板41のガラス基板42上に積層させて設けることもできる。
【００８７】
さらに、液晶パネル１の表示方式を、ＴＮ(Twisted Nematic)モード以外の、ＶＡ(Vertically Aligned)モードや、ＩＰＳ(In-Plane Switching)モード、ＯＣＢ(Optically Compensated Bend)モード、ＳＴＮ(Super Twisted Nematic)モード、ＦＬＣ(Ferroelectric Liquid Crystal)モード、ＳＴ(Stock Time)モード、ＧＨ(Guest Host)モード、あるいはＥＣＢ(Electrically Controlled Birefringence)モードなどにしても対応させて用いることができる。
【００８８】
また、カラーフィルタ層43をアレイ基板２上に形成し、このカラーフィルタ層43を形成する際のフォトリソグラフィ工程で、センサ用突起32およびスペーサ27のそれぞれを同じ材料で同時に同一工程で形成することもできる。さらに、これらセンサ用突起32およびスペーサ27は、アレイ基板２および対向基板41のいずれかまたは、これらアレイ基板２および対向基板41のそれぞれに形成することもできる。
【００８９】
また、トップゲートタイプの薄膜トランジスタ８について説明したが、ボトムゲート型構造であるボトムゲートタイプの薄膜トランジスタ８であっても対応させて用いることができる。
【００９０】
さらに、アレイ基板２のガラス基板３の画面部４の周縁にＹドライバ回路14やＸドライバ回路15などの周辺駆動回路を作り込んだが、これらＹドライバ回路14やＸドライバ回路15などの周辺駆動回路をアレイ基板２と別個に形成して、このアレイ基板２に接続させてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】本発明の液晶表示装置の第１の実施の形態を示す説明平面図である。
【図２】同上液晶表示装置を示す説明断面図である。
【図３】同上液晶表示装置を示す説明回路構成図である。
【図４】本発明の液晶表示装置の第２の実施の形態を示す説明断面図である。
【符号の説明】
【００９２】
１    液晶表示装置としての液晶パネル
２    アレイ基板
５    画素
27    スペーサ
31    突条電極
34    配向膜
41    対向基板
43    カラーフィルタ層
47    電極層としての対向電極
48    配向膜
51    液晶としての液晶組成物
【図１】
2007058069.tif 000003
【図２】
2007058069.tif 000004
【図３】
2007058069.tif 000005
【図４】
2007058069.tif 000006