(57)【要約】【課題】  柱状スペーサを用いた液晶表示装置のラビング処理時において、柱状スペーサ近傍に配向異常が発生し、ラビング布にもダメージを与えていた。【解決手段】  画素電極が形成された絶縁性基板１と対向して配置された対向基板６と、絶縁性基板１と対向基板６におけるそれぞれ対向する面に塗布された配向膜５、１０と、基板間に所定の間隙を形成すべく、絶縁性基板１または対向基板６のいずれか一方に配置された柱状スペーサ９とを備える液晶表示装置であって、柱状スペーサ９は、頂部に角のないドーム形状であることを特徴とする。【選択図】  図１
2007240599.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画素電極が形成された絶縁性基板と、
前記絶縁性基板と対向して配置された対向基板と、
前記絶縁性基板と前記対向基板とにおけるそれぞれ対向する面に塗布された配向膜と、
前記絶縁性基板と前記対向基板との間に所定の間隙を形成すべく、前記絶縁性基板または前記対向基板のいずれか一方に配置された柱状スペーサとを備える液晶表示装置であって、
前記柱状スペーサは、頂部に角のないドーム形状であることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記柱状スペーサと前記絶縁性基板または前記対向基板との接続部においても角がない形状であることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項３】
画素電極が形成された絶縁性基板と、
前記絶縁性基板と対向して配置された対向基板と、
前記絶縁性基板と前記対向基板とにおけるそれぞれ対向する面に塗布された配向膜と、
前記絶縁性基板と前記対向基板との間に所定の間隙を形成すべく、前記絶縁性基板または前記対向基板のいずれか一方に配置される柱状スペーサとを備える液晶表示装置の製造方法であって、
前記絶縁性基板または対向基板のいずれか一方の基板上に有機膜を塗布する工程と、
前記有機膜上にレジストを塗布する工程と、
前記柱状スペーサが形成される部分において、前記柱状スペーサと前記絶縁性基板または対向基板のいずれか一方の基板との接続部分において、光を一部のみ透過するグレートーンマスクにより露光する工程と、
前記レジストを現像し、前記有機膜をエッチングする工程と、
前記レジストを除去する工程と、
を含むことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【請求項４】
画素電極が形成された絶縁性基板と、
前記絶縁性基板と対向して配置された対向基板と、
前記絶縁性基板と前記対向基板とにおけるそれぞれ対向する面に塗布された配向膜と、
前記絶縁性基板と前記対向基板との間に所定の間隙を形成すべく、前記絶縁性基板または前記対向基板のいずれか一方に配置された柱状スペーサとを備えた液晶表示装置の製造方法であって、
前記柱状スペーサが形成された前記絶縁性基板または前記対向基板のいずれか一方の基板上に有機膜材料を塗布する工程と、
前記柱状スペーサが形成された前記絶縁性基板または前記対向基板のいずれか一方の基板をスピンさせて前記有機膜材料の一部を除去する工程と、
を含むことを特徴とする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、スペーサとして柱状スペーサを用いた液晶表示装置のラビングを良好に行うことに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の液晶表示装置は、画素電極などが形成された絶縁性基板と、絶縁性基板と対向して配置された対向基板とを有し、基板間がスペーサによって一定に保持されており、その間隙に液晶が充填されている。前記絶縁性基板上には、画素電極などとともに薄膜トランジスタなどが形成されており、対向基板にはカラーフィルター、対向電極などが形成されている。なお、それぞれの基板において対向する面には配向膜が形成されており、コットン等の材質からなる一定の方向に毛並みが揃ったラビング布で配向膜表面を擦ることで液晶の配向制御が可能となる。２枚の基板間に使用されるスペーサには、一方の基板上に散布する粒子状のタイプ（球形状、ファイバー形状がある）や、基板上に形成された柱状のタイプ（円柱状）がある。前者の粒子タイプの場合、配向膜を形成しラビング処理をした後にスペーサを散布できるため、配向処理工程に影響を及ぼさないというメリットがある反面、散布工程が必要となり、製造コストや製造時間が増大するという問題がある。後者の柱状タイプでは、所定の位置にスペーサを配置できること、及びスペーサの散布工程が不要というメリットはあるが、柱を形成した基板上に配向膜を形成しラビングを行うため、柱状スペーサ形成部近傍の配向制御が困難であるという問題が生じていた。
【０００３】
柱状スペーサを形成した基板のラビング時に発生する配向膜異常（柱スペーサと基板との接続部は、ラビング布の毛先が到達し難いために配向処理が不十分となる）を抑制する従来の技術としては、柱状スペーサの形状を錘台形状とすることで配向異常を抑制していた（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−８２３３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した従来の液晶表示装置では、柱状スペーサを錘台形状にすることで、柱の先端形状が鋭利になり、角のある形状となってしまう。それによって、ラビング時にラビング布にダメージを与えてしまい、一定の方向に毛並みが揃っていない箇所が生じる。毛並みが揃っていない箇所でラビングを行うと、その領域が配向異常領域となる問題が発生する。しかもラビング布はローラーにとりつけて回転させながら基板表面に接するため、より広範囲に配向異常領域を形成してしまう。また、通常は連続して基板表面をラビングしていくため、後続の基板にも配向異常領域を形成してしまい、製造歩留まりを大きく低下させていた。
【０００６】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、ラビング処理時の柱状スペーサ近傍の配向異常発生を抑制し、ラビング布にダメージを与えることもない液晶表示装置を得ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、画素電極が形成された絶縁性基板と、該絶縁性基板と対向して配置された対向基板と、両基板のそれぞれ対向する面に塗布された配向膜と、両基板間に所定の間隙を形成すべく、絶縁性基板または対向基板のいずれか一方に配置された柱状スペーサとを備える液晶表示装置であって、前記柱状スペーサは頂部に角のないドーム形状であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ラビングを正常に行うことで、配向異常のない液晶表示装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
実施の形態１．
本発明の実施の形態１を図１〜図３により説明する。図１は本発明の実施の形態１における表示装置の断面図であり、図２は本発明の実施の形態１における表示装置の断面図、図３は本発明の実施の形態１における表示装置のラビング時の概略断面図である。
【００１０】
図１において、絶縁性基板１上に薄膜トランジスタ、配線などからなる回路層２を形成し、その後絶縁層３を形成する。さらに、透明導電膜などからなる画素電極４を形成する。図１では示していないが、画素電極４と回路層２の一部とは、絶縁層３に形成されたコンタクトホールなどにより接続されている。さらにその上に、液晶の配向を制御する配向膜５が積層されている。また、絶縁性基板１と対向して配置された対向基板６には、絶縁性基板１と対向する面に、色材からなるカラーフィルター７が形成されており、そのカラーフィルター７を覆うように透明導電膜からなる対向電極８が形成されている。さらに図１においては、対向基板の対向電極８上に柱状スペーサ９を形成している。この際、柱状スペーサ９はその頂部において角が無い滑らかな形状（ドーム形状）を有している。その後、該対向基板側にも、液晶を配向すべく配向膜１０が積層されている。図１において、絶縁性基板１と対向基板６との間隙を保持する柱状スペーサ９以外の部分には、液晶１１が充填されている。
【００１１】
上記ドーム型の柱状スペーサの製造方法としては、スピンコート法により樹脂を塗布した後、フォトリソグラフィー法によって柱スペーサーとなる部分を残し、残りの部分を現像によって取り除くことで得られる。このフォトリソグラフィー法の露光と現像の条件を変化させることによって、柱状スペーサの形状を変化させることができる。該フォトリソグラフィーの露光と現像の条件は、たとえば露光量を大幅に増加させ、オーバー露光およびオーバー現像させることが好ましい。他には、柱先端付近のマスクを、エッチング量を調整できるように光の透過量が半分程度透過する所謂グレートーンにして露光を行う。そしてレジストを現像し、エッチングを行う。このような製造方法によって、ドーム形状の柱状スペーサを形成することができる。また、該ドーム形状は、スペーサの先端部（頂部）に向けて曲面的に（連続的に）細くなるような形状が好ましい。
【００１２】
上記のように、柱状スペーサの頂部を角がないドーム形状とすることで、ラビング時にラビング布にダメージを与えることもなく、正常にラビングを行うことが可能となり、後続のラビングにも悪影響を与えることもない。
【００１３】
図２は、柱状スペーサ９が形成された対向基板６側のみを抜粋したものである。図２においては、柱状スペーサ９の頂部に角がない形状に加えて、柱状スペーサ９と対向基板との接続部分Ａも角がない滑らかな形状となっている。通常ラビング毛の直径は１０〜２０μｍ程度であり、絶縁性基板または対向基板の凹凸は、配線パターンまたは色材（カラーフィルター）の段差レベルで０．４μｍ以下程度であり、ラビング毛と比較して極端に小さく、ラビング毛はダメージを受けることはない。しかしながら、柱状スペーサを用いた場合、柱状スペーサは基板間の間隙（４μｍ程度）とほぼ同程度であり、ラビング毛と比較して無視出来ない大きさの突起物となるため、その柱状スペーサと対向基板との接続部分に角があると、その部分で毛先が引っかかり折れ曲がるまたは向きが一様でなくなるなどのダメージを受けることとなってしまうが、図２のように柱状スペーサの頂部に角がない形状に加えて、柱状スペーサと対向基板との接続部分においても角がない滑らかな形状とすることによって、より信頼性の高いラビングを行うことが可能となる。
【００１４】
次に、図２の柱状スペーサと対向基板との接続部分Ａにも角がない滑らかな形状とする製造方法について説明する。まず第１の方法としては、例えば対向基板上に有機膜を塗布し、その上にレジストを形成する。その後、柱状スペーサが形成される部分において、柱状スペーサと対向基板との接続部分Ａ付近のマスクを、エッチング量を調整できるように光の透過量が半分程度透過する所謂グレートーンにして露光を行う。そしてレジストを現像し、エッチングを行う。このような方法により、柱状スペーサと対向基板との接続部分Ａ付近を角がない滑らかな形状とすることができる。
【００１５】
また、第２の方法としては、例えば対向基板上にまず通常の柱状スペーサを有機膜塗布後、レジスト塗布、露光、現像、エッチングによって形成する。次に粘度の小さい有機膜材料を対向基板全面に塗布した後、対向基板をスピンさせて余分な有機膜材料を除去することで、柱状スペーサと対向基板との接続部分Ａ付近の有機膜材料は表面張力により残留させる。このような方法により、柱状スペーサと対向基板との接続部分Ａ付近を角がない滑らかな形状とすることができる。この際、該滑らかな部分の形状は、スピンの回転数を調整することで、制御可能である。
【００１６】
以上のように、柱状スペーサと対向基板との接続部についても角がなく滑らかな形状とすることで、ラビング時にラビング布にダメージを与えることもなく、ラビングをさらに良好に行うことができ、後続のラビングにも悪影響を与えることもない。
【００１７】
次に、図３において本実施の形態の実際のラビング時の断面図について説明を行う。ラビングローラー１２はその周辺にラビング布１３が貼付されており、さらにラビング布１３にはラビング毛１４が形成されている。該ラビング毛１４は、一様な方向を向いており、対向基板６に形成されたドーム形状の柱状スペーサ９が、該ラビング毛と接触した場合も、上述のように該柱状スペーサ９はその頂部において角のない形状であるため、ラビング毛１４の毛先が柱状スペーサ９と接触してもどこかに引っかかることなく滑るように動作するため、ラビング毛１４にダメージを与えることがない。さらに、図３においては、図２と同様に、柱状スペーサ９と対向基板６との接続部Ａについても角がなく滑らかな形状とすることで、さらにラビング時にラビング布にダメージを与えることもなく、ラビングをさらに良好に行うことができ、後続のラビングにも悪影響を与えない。
【００１８】
以上、上記実施の形態においては、柱状スペーサを対向基板上に形成した場合について説明しているが、絶縁性基板上に形成しても同様の効果を奏することは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態１における表示装置の断面図である。
【図２】本発明の実施の形態１における表示装置のその他の断面図である。
【図３】本発明の実施の形態１における表示装置のラビング時の概略断面図である。
【符号の説明】
【００２０】
１  絶縁性基板、２  回路層、３  絶縁層、４  画素電極、５  配向膜、６  対向基板、７  カラーフィルター、８  対向電極、９  柱状スペーサ、１０  配向膜、１１  液晶、１２  ラビングローラー、１３  ラビング布、１４  ラビング毛
【図１】
2007240599.tif 000003
【図２】
2007240599.tif 000004
【図３】
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