(57)【要約】【課題】全体の製造工程を増加させることなく、複数種類の所望の形状のスペーサを形成することにより、液晶層のギャップを小さくできる液晶表示装置を提供する。【解決手段】カラーフィルタ基板２２０とＴＦＴ基板２３０との間には液晶組成物が封止された液晶層２７０が配置され、カラーフィルタ基板２２０は、絶縁基板であるガラス基板２２１と、画素間を遮光するためのブラックマトリクス２２２と、オーバーコート層２２６と、サブスペーサ３０２と、メインスペーサ３０４とを有している。ここで、サブスペーサ３０２は、赤のカラーレジスト２２３と、緑のカラーレジスト２２４と、青のカラーレジスト２２５とを含んでいる。また、オーバーコート層２２６は、ブラックマトリクス２２２と各カラーレジスト２２３〜２２５とを覆っており、メインスペーサ３０４は、オーバーコート層２２６上に形成されている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つの基板間のギャップに液晶組成物を封止する液晶表示装置であって、
前記２つの基板のうちの一方の基板に形成され、前記ギャップの距離を維持するためのメインスペーサと、
前記一方の基板に形成され、前記ギャップを形成する前記メインスペーサの長さよりも短い長さのサブスペーサと、を備え、
前記サブスペーサの少なくとも一部は、前記カラーフィルタを形成するためのカラーレジスト層により形成されている、ことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記サブスペーサの表示面に平行な面における断面の断面積は、前記メインスペーサの断面積より大きな断面積であり、
前記メインスペーサは、有機樹脂により一体的に形成されている、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】
前記メインスペーサは、先端に近づくにつれて断面積が小さくなる形状であり、
前記サブスペーサは、複数の前記カラーレジスト層が積層され、
前記サブスペーサの最上層のカラーレジスト層の断面積は、前記メインスペーサの先端部の断面積よりも大きい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４】
カラーフィルタ基板を有する液晶表示装置の製造方法であって、
前記カラーフィルタ基板上に、画素間の領域を遮光するためのブラックマトリクスを形成するブラックマトリクス形成工程と、
前記ブラックマトリクスに重なる位置にカラーレジストパターンを成膜し、サブスペーサを形成するサブスペーサ形成工程と、
前記サブスペーサ形成工程の後に、前記ブラックマトリクスに重なる位置で、前記サブスペーサが形成されていない位置に、フォトリソグラフィによりメインスペーサを形成するメインスペーサ形成工程と、を備え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】
本発明は液晶表示装置及び液晶表示装置の製造方法に関し、より詳しくは、２つの基板間のギャップに液晶組成物を封止する液晶表示装置、及びその液晶表示装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータ等の情報通信端末やテレビ受像機の表示デバイスとして、液晶表示装置が広く用いられている。液晶表示装置は、薄膜トランジスタ基板（以下、「ＴＦＴ基板」という。）と、カラーフィルタ基板との２つの基板の間に封じ込められた液晶組成物の配向を電界を変化させることにより変え、液晶組成物を通過する光の透過度合いを制御することにより画像を表示させる装置である。
【０００３】
この液晶組成物を封じ込めるにあたり、ＴＦＴ基板とカラーフィルタ基板との間の距離であるセルギャップを一定に維持するために、両基板間の液晶層にはスペーサが配置されている。
【０００４】
特許文献１には、従来のボールスペーサに代わり、接触むらを防止し対向基板との摩擦を軽減するために、柱状スペーサと、柱状スペーサに対応する位置に形成された突起との組み合わせによるスペーサが開示されている。特許文献２は、高さ及び断面積の異なる２種類の柱状スペーサを用いることについて開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２４２２９７号公報
【特許文献２】特許第３９２５１４２号公報
【特許文献３】特開２００５−００３８５４号公報
【特許文献４】特開２００６−０３９１５５号公報
【特許文献５】特開２００８−０３９８０２号公報
【特許文献６】特開２００９−１０９６５８号公報
【特許文献７】特開平２−２９８９１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に開示されているスペーサは従来の液晶表示装置において有効であった。しかしながら、近年の液晶表示装置はより高速に駆動されるようになっており、これに伴い、液晶層のセルギャップを狭くし液晶組成物の応答を速くすることが求められている。セルギャップを狭くするにあたり、特許文献１に記載のスペーサを用いた場合には、突起の高さが低くなるため、突起形成後に成膜される配向膜が突起を覆うこととなる。この場合に、突起を覆った配向膜は、基板接合後にスペーサとの間で剥がれ落ち、液晶層内で浮遊して、画質に影響を与える恐れがある。
【０００７】
一方、特許文献２に開示されている２種類以上の形状のスペーサを用いることは、突起を用いないスペーサに代わる方法として望ましいが、一度のフォトリソグラフィ工程で形成する場合には、図５のカラーフィルタ基板９００に示されるように、細いスペーサ９０２の方が短く形成され、太いスペーサ９０４の方が長く形成されてしまい、所望の異なる形状とすることが難しい。
【０００８】
本発明は上述の事情に鑑みてされたものであり、突起を用いることなく、少ない工程で、所望の異なる形状のスペーサを使用した液晶表示装置及びその液晶表示装置の製造方法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】
本発明の液晶表示装置は、２つの基板間のギャップに液晶組成物を封止する液晶表示装置であって、前記２つの基板のうちの一方の基板に形成され、前記ギャップの距離を維持するためのメインスペーサと、前記一方の基板に形成され、前記ギャップを形成する前記メインスペーサの長さよりも短い長さのサブスペーサと、を備え、前記サブスペーサの少なくとも一部は、前記カラーフィルタを形成するためのカラーレジスト層により形成されている、ことを特徴とする液晶表示装置である。
【００１０】
また、本発明の液晶表示装置においては、前記サブスペーサの表示面に平行な面における断面の断面積は、前記メインスペーサの断面積より大きな断面積であり、前記メインスペーサは、有機樹脂により一体的に形成されている、とすることができる。
【００１１】
また、本発明の液晶表示装置においては、前記メインスペーサは、先端に近づくにつれて断面積が小さくなる形状であり、前記サブスペーサは、複数の前記カラーレジスト層が積層され、前記サブスペーサの最上層のカラーレジスト層の断面積は、前記メインスペーサの先端部の断面積よりも大きい、とすることができる。
【００１２】
本発明の液晶表示装置の製造方法は、カラーフィルタ基板を有する液晶表示装置の製造方法であって、前記カラーフィルタ基板上に、画素間の領域を遮光するためのブラックマトリクスを形成するブラックマトリクス形成工程と、前記ブラックマトリクスに重なる位置にカラーレジストパターンを成膜し、サブスペーサを形成するサブスペーサ形成工程と、前記サブスペーサ形成工程の後に、前記ブラックマトリクスに重なる位置で、前記サブスペーサが形成されていない位置に、フォトリソグラフィによりメインスペーサを形成するメインスペーサ形成工程と、を備える液晶表示装置の製造方法である。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係る液晶表示装置を示す図である。
【図２】図１の液晶表示パネルの構成を示す図である。
【図３】図２のIII−III線における断面図である。
【図４】図３のカラーフィルタ基板の製造方法について概略的に示すフローチャートである。
【図５】一度のフォトリソグラフィ工程で作成された２種類の形状のスペーサについて概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、図面において、同一又は同等の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１５】
図１は、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置１００を示す図である。この図に示すように、液晶表示装置１００は、液晶表示パネル２００と、液晶表示パネル２００を挟むように固定する上フレーム１０１及び下フレーム１０２と、表示する情報を生成する回路素子を備える不図示の回路基板等により構成される。
【００１６】
図２には、図１の液晶表示パネル２００の構成が示されている。液晶表示パネル２００は、ＴＦＴ基板２３０とカラーフィルタ基板２２０の２枚の基板を有し、これらの基板の間には液晶組成物が封止されている。ＴＦＴ基板２３０には、走査信号駆動回路２４０により制御される走査信号線、及びデータ信号駆動回路２５０により制御されるデータ信号線が張り巡らされ、これらの信号線は、液晶表示装置１００の画素２６０を形成している。なお、液晶表示パネル２００は、その表示の解像度に対応する数の画素２６０を有するが、図が煩雑になるのを避けるため、図２では簡略化して示している。
【００１７】
図３は、図２のブラックマトリクス上のIII−III線における断面図である。図３に示されるように、カラーフィルタ基板２２０とＴＦＴ基板２３０との間には液晶組成物が封止された液晶層２７０が配置されている。カラーフィルタ基板２２０は、絶縁基板であるガラス基板２２１と、画素間を遮光するためのブラックマトリクス２２２と、オーバーコート層２２６と、サブスペーサ３０２と、メインスペーサ３０４とを有している。ここで、サブスペーサ３０２は、赤のカラーレジスト２２３と、緑のカラーレジスト２２４と、青のカラーレジスト２２５とを含んでいる。また、オーバーコート層２２６は、ブラックマトリクス２２２と各カラーレジスト２２３〜２２５とを覆っており、有機樹脂からなるメインスペーサ３０４は、オーバーコート層２２６上に形成されている。なお、図３には、配向膜は示されておらず、また、ＴＦＴ基板２３０にはトランジスタ等が形成されているが、ＴＦＴ基板２３０の構成についても示されていない。
【００１８】
ここで、サブスペーサ３０２の表示面に平行な面における断面は、メインスペーサ３０４の同じ面における断面より大きく形成され、長さは、メインスペーサ３０４より短く形成されている。このようにすることにより、液晶表示パネル２００が押圧され、メインスペーサ３０４が変形した際には、サブスペーサ３０２がＴＦＴ基板２３０と接触し、液晶表示パネル２００の変形を抑えると共に、メインスペーサ３０４を塑性変形させることなく、弾性変形の領域で変形をおさえ、押圧が解除された際には元の形状に戻るようにし、液晶表示パネル２００の形状を維持するようにしている。
【００１９】
メインスペーサ３０４とサブスペーサ３０２とは共に、ＴＦＴ基板２３０と接触した際に、ＴＦＴ基板２３０の液晶層２７０側に形成された配向膜への影響を最小限にする必要があるため、先細の形状となっており、メインスペーサ３０４の先端は、特に細くなっている。また、メインスペーサ３０４自体はつぶされても弾性変形により元に戻るようになっている。メインスペーサ３０４とサブスペーサ３０２との組合わせをこのようにすることにより、突起を用いることなく、狭いギャップの液晶層２７０を実現することができる。
【００２０】
図４には、図３のカラーフィルタ基板２２０の製造方法が概略的に示されている。図４に示されるように、ステップＳ１０１において、既知のフォトリソグラフィ工程によりブラックマトリクス２２２を形成する。ブラックマトリクス２２２は画素を跨るような光が表示面から外に出ないようにするためのマスクとなる。次にステップＳ１０２において、赤画素に対応する部分のカラーフィルタ形成のための赤のカラーレジスト２２３の蒸着と同時に、ブラックマトリクス２２２上のサブスペーサ３０２形成部分に赤のカラーレジスト２２３を蒸着する。引き続きステップＳ１０３において、ブラックマトリクス上の赤のカラーレジスト２２３が蒸着された部分に、緑のカラーレジスト２２４及び青のカラーレジスト２２５を順に蒸着する。これらのカラーレジストについても、それぞれの画素に対応するカラーフィルタ形成のための蒸着と同時に行なう。ここで、各層のカラーレジスト２２３〜２２５は、ガラス基板２２１から離れるに従い、断面積を小さくしていき、結果として錐形状となるように形成される。次にステップＳ１０４において、表面を保護するためのオーバーコート層を、ブラックマトリクス２２２及び各カラーレジスト２２３〜２２５を覆うように形成する。これにより、サブスペーサ３０２が完成する。最後にステップＳ１０５において、既知のフォトリソグラフィ工程により、有機樹脂を用いてメインスペーサ３０４を形成する。
【００２１】
この後、完成されたカラーフィルタ基板２２０は、ＴＦＴ基板２３０と重ね合わせられ、液晶組成物が封止されることにより、液晶表示パネル２００となり、上フレーム１０１及び下フレーム１０２と組み合わされることにより、液晶表示装置１００が完成する。
【００２２】
以上説明したように、本実施形態においては、サブスペーサ３０２は、カラーレジストを積層することにより形成し、メインスペーサ３０４をフォトリソグラフィ工程により形成しているため、全体の製造工程を増加させることなく、複数種類の所望の形状のスペーサを形成することができる。
【００２３】
また、本実施形態においては、断面積が小さくて長いメインスペーサ３０４と、断面積が大きくて短いサブスペーサ３０２とを用いているため、突起を用いることなく、液晶層のギャップを小さくすることができ、液晶表示装置の高速駆動に対応することができる。
【００２４】
なお、本実施形態では、カラーレジスト層は、赤、緑及び青の３色のカラーレジストとしたが、これらの色に限られるものでもないし、２色以下又は４色以上の層としてもよい。
【００２５】
また、本実施形態では、カラーレジスト層の形成方法を蒸着としたが、この他の方法によりカラーレジスト層を形成してもよい。
【００２６】
また、上述の実施形態の液晶表示装置は、特に方式を指定していないが、いわゆるＩＰＳ（In-Plane Switching）方式、ＶＡ（Vertically Aligned）方式及びＴＮ（Twisted Nematic）方式その他の方式の液晶表示装置であっても適用することができる。
【符号の説明】
【００２７】
１００  液晶表示装置、１０１  上フレーム、１０２  下フレーム、２００  液晶表示パネル、２２０  カラーフィルタ基板、２２１  ガラス基板、２２２  ブラックマトリクス、２２３  赤のカラーレジスト、２２４  緑のカラーレジスト、２２５  青のカラーレジスト、２２６  オーバーコート層、２３０  ＴＦＴ基板、２４０  走査信号駆動回路、２５０  データ信号駆動回路、２６０  画素、２７０  液晶層、３０２  サブスペーサ、３０４  メインスペーサ。
【図１】
2012002975.tif 000003
【図２】
2012002975.tif 000004
【図３】
2012002975.tif 000005
【図４】
2012002975.tif 000006
【図５】
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