(57)【要約】【課題】貼り合わせ工程等において静電チャックにより基板を保持した際に基板に残留した電荷を額縁領域から放電させ、表示ムラを防止することができる液晶表示装置及びその製造方法を提供する。【解決手段】対向して配置された一対の基板と、該一対の基板間に挟持された液晶層とを有する液晶表示装置であって、上記一対の基板の少なくとも一方は、表示領域よりも外側に位置する額縁領域に、凸部と、該凸部上に形成された導電膜とを備える液晶表示装置である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向して配置された一対の基板と、該一対の基板間に挟持された液晶層とを有する液晶表示装置であって、
該一対の基板の少なくとも一方は、表示領域よりも外側に位置する額縁領域に、凸部と、該凸部上に形成された導電膜とを備えることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記一対の基板の一方は、凸部を備えるカラーフィルタ基板であり、
該凸部は、カラーフィルタを構成する材料及び遮光層を構成する材料の少なくともいずれか一つを含んで構成され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】
前記一対の基板の一方は、凸部を備えるカラーフィルタ基板であり、
前記導電膜は、表示領域及び額縁領域に形成された共通電極であることを特徴とする請求項１又は２記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記凸部は、基板法線方向から平面視したときに、角張った形状であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項５】
対向して配置された一対の基板と、該一対の基板間に挟持された液晶層とを有する液晶表示装置を製造する方法であって、
該製造方法は、一対の基板の少なくとも一方の非表示領域に凸部を形成する凸部形成工程と、
該凸部上に導電膜を形成する導電膜形成工程と、
静電チャックを用いて凸部が形成された基板を保持する保持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６】
前記凸部が形成された基板は、カラーフィルタ基板であり、
前記凸部形成工程は、カラーフィルタを構成する材料及び遮光層を構成する材料の少なくともいずれか一つを含んで構成される膜を表示領域及び非表示領域に配置する工程と、
カラーフィルタを構成する材料及び遮光層を構成する材料の少なくともいずれか一つを含んで構成される膜を、非表示領域に残してパターニングする工程とを含むことを特徴とする請求項５記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項７】
前記凸部が形成された基板は、カラーフィルタ基板であり、
前記導電膜は、表示領域及び額縁領域に形成された共通電極であることを特徴とする請求項５又は６記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項８】
前記製造方法は、保持工程にて保持した凸部が形成された基板と対向基板とを貼り合わせるものであり、
該対向基板に、導電ピンを当接する放電工程を含むことを特徴とする請求項５〜７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、液晶表示装置及びその製造方法に関する。より詳しくは、静電チャックにより基板を保持して貼り合わせを行う液晶表示装置に好適な液晶表示装置及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、薄型かつ低消費電力の表示装置であるため、パーソナルコンピュータ等のＯＡ機器、電子手帳や携帯電話機等の携帯情報端末機器、カメラ一体型ＶＴＲのモニタ等の製品に広く用いられ、その市場は年々拡大されている。また、市場の拡大に伴い、液晶表示装置は、画面の大型化が進んでおり、表示の均質化が求められるようになっている。
【０００３】
表示の均質化を図る方法としては、非表示領域の凸部上にスペーサを備えることによって、振動や衝撃等のストレスが加わった場合、ストレスを凸部のスペーサに集中させ、実際の表示領域における他のスペーサに異常が発生するのを防止し、スペーサの周辺の光抜け等の表示不良を防止する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
ところで、液晶表示装置は、基板間に液晶を配置することができるように間隔を空けて、２枚の基板を貼り合わせることによって作製される。基板同士の貼り合わせの際は、静電チャックにより基板を保持させることが知られている。
【特許文献１】特開平９−９６８２０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、静電チャックを用いて２枚の基板を貼り合わせた場合には、液晶表示装置で画像を表示させる際に表示ムラが生じることがあることが分かった。そして、静電チャックにより基板を保持する場合には、静電チャックに高電圧を印加して基板を帯電させるため、基板からの放電が不充分であると、基板内部に電荷が残留し、残留電荷により表示ムラの原因となる液晶配向の乱れが生じることが分かった。この表示ムラは、液晶表示装置を連続駆動させることによって次第に消失する性質のものであるが、製品出荷段階のみならず、製品の組立工程中の各検査工程において解消されていなければ、パネル不良と判定され、追加の処置、再検査等が必要となり、液晶表示装置の安定的な製造を妨げていた。
【０００６】
本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、基板に残留した電荷を額縁領域から放電させ、表示ムラを防止することができる液晶表示装置及びその製造方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は、基板の貼り合わせ工程後の検査工程等で発生する液晶表示装置の表示ムラについて種々検討したところ、基板の貼り合わせ工程等において静電チャックにより基板を保持した際に、基板内に液晶配向の乱れを引き起こす電荷の残留が生じており、その結果として表示ムラが生じていることを見いだした。更に鋭意検討した結果、表示ムラを消失させる方法として、額縁領域において基板間の抵抗を低減することに着目した。そして、額縁領域等の非表示領域に、凸部と、上記凸部上に形成された導電膜とを備えることにより、対向する一対の基板間隔が小さい領域を形成し、上記凸部が配置された基板に対向する基板側へ非表示領域から残留電荷を放電させる割合を増加させることができ、上記課題をみごとに解決することができることに想到し、本発明に到達したものである。
【０００８】
すなわち、本発明は、対向して配置された一対の基板と、上記一対の基板間に挟持された液晶層とを有する液晶表示装置であって、上記一対の基板の少なくとも一方は、表示領域よりも外側に位置する額縁領域に、凸部と、上記凸部上に形成された導電膜とを備える液晶表示装置である。
以下に本発明を詳述する。
【０００９】
本発明の液晶表示装置は、対向して配置された一対の基板と、上記一対の基板間に挟持された液晶層とを有するものである。上記一対の基板としては特に限定されないが、静電チャックにより保持できる基板が好適であり、例えば、ガラス基板等の絶縁基板上に液晶表示装置を構成する部材が配置された基板が挙げられる。更に、ガラス基板等の絶縁基板上に導電膜が備えられていることがより好ましく、基板が導電膜を備えることにより、静電チャックを行う際に、電極と基板との間に生じるクーロン力を大きくすることができ、より安定に基板を保持することができる。静電チャックにより基板を保持すれば、貼り合わせ等の工程において基板サイズが大きくなっても安定した基板保持を行うことができる。上記液晶層は、正の誘電率異方性を有する液晶分子を含んで構成されていてもよく、負の誘電率異方性を有する液晶分子を含んで構成されていてもよく、特に限定されない。通常、液晶層の材料としては、抵抗率が１×１０１５〜１×１０１６Ωｍの液晶材料が使用される。
【００１０】
上記一対の基板の少なくとも一方は、表示領域よりも外側に位置する額縁領域に、凸部と、上記凸部上に形成された導電膜とを備える。これによれば、額縁領域に凸部及び凸部上に形成された導電膜を備えることによって、額縁領域の基板間抵抗を減少させることができる。そのため、一対の基板の少なくとも一方に蓄積した電荷を、液晶層を介して対向する基板側に額縁領域から放電する割合を増加させることができる。なお、本明細書で「表示領域」とは、画像の表示に使用される領域のことであり、例えば、液晶表示装置を構成する基板を基板面の法線方向から平面視する場合、最も端の画素（画像を表示するための基本単位）をつなぐ線に囲まれた内側領域のことである。したがって、画素を構成するカラーフィルタ同士の間の領域は表示領域に含まれる。額縁領域は、基板面の法線方向から平面視した場合の表示領域よりも外側に位置する領域のことである。
【００１１】
上記一対の基板に電荷が蓄積される製造工程としては、例えば、一対の基板を貼り合わせる際に、静電チャックを用いて基板を保持する工程が挙げられる。静電チャックを用いて基板を保持するような場合は、基板を構成する絶縁膜、配向膜等に電荷が蓄積する。本発明によれば、このような製造工程で蓄積される基板内の電荷を額縁領域から放電することができる。
【００１２】
上記凸部は、導電体で形成されていてもよいし、絶縁体で形成されていてもよく特に限定されない。凸部は、複数の層が積層されることにより構成される積層体であることが好ましく、凸部が配置される基板を構成する材料を積層した積層体であることがより好ましい。これによれば、製造工程数を増加させることなく凸部を形成することができる。凸部は、額縁領域の少なくとも一部に配置されていればよく、配置形態、配置数等は特に限定されないが、額縁領域からの放電効率を向上させる観点からは、複数の凸部が額縁領域に配置されることが好ましい。また、一つの凸部が配置される面積は、特に限定されるものではない。表示領域内に、額縁領域内に形成する凸部と同じ工程でスペーサを形成する場合、一対の基板の間隔を保持する観点から、額縁領域の凸部と表示領域のスペーサとの高さを合わせることが好ましい。そのため、凸部の高さのばらつきを抑える観点からは、額縁領域の凸部は、１００〜２０００μｍ２の底面積で配置されることが好ましい。
【００１３】
上記凸部上に、すなわち、凸部の該凸部が配置される基板と対向する基板側に、導電膜が配置される。凸部が配置される基板の表示領域に導電膜が配置されている場合には、上記凸部上に配置される導電膜は、表示領域に配置される導電膜よりも、対向する基板に近い位置に配置されている領域を有することが好ましい。これにより、一対の基板間の抵抗を低くすることができ、額縁領域からの放電を促進させることができる。上記導電膜と上記凸部が配置される基板に対向する基板との間には間隔が設けられることが好ましい。間隔が設けられることによって、一対の基板の額縁領域同士が直接的に導通しないため、基板間での短絡を生じないようにすることができる。また、額縁領域における基板間の抵抗は、上記導電膜と上記対向する基板との間で小さくなるため、一対の基板間で抵抗は減少する。上記凸部上に配置される導電膜は、凸部の側面にも配置されることがより好ましい。凸部上のみに導電膜が設けられる場合には、基板に蓄積した電荷が、凸部を介して凸部上の導電膜まで移動することとなるため、電荷の移動効率が減少するおそれがある。凸部の側面にも導電膜が配置されている場合、基板に蓄積された電荷が、凸部の側面に配置された導電膜を介して凸部上まで移動することができるため、より放電効率を向上させることができる。凸部の形状としては、蓄積電荷の放電効率を向上させる観点からは、額縁領域に基板法線方向に対して傾斜を有し、凸部が形成された基板側の面積よりも対向基板側の面積が小さい錐状に配置することが好ましい。上記凸部と該凸部上に配置された導電膜との合計の高さは、３〜４μｍであることが好ましい。また、凸部が形成された領域の液晶層の厚さは、表示領域の液晶層厚の１０％以下であることがより好ましい。
【００１４】
上記導電膜は、表示領域に配置される共通電極又は画素電極と同じ成膜工程及びパターニング工程で形成された透明導電膜であることが好ましい。共通電極又は画素電極と同じ成膜工程及びパターニング工程で形成されることによって、製造工程数を増加させることなく、基板に蓄積した電荷を額縁領域から放電させる効率を向上させることができる。
【００１５】
本発明の液晶表示装置の構成としては、このような構成要素を必須として形成されるものである限り、その他の構成要素を含んでいても含んでいなくてもよく、特に限定されるものではない。例えば、一対の基板を接着するシール材を表示領域の外側に有することが好ましい。シール材を構成する材料としては、特に限定されないが、紫外線硬化型樹脂、熱硬化型樹脂等が挙げられる。
【００１６】
本発明の液晶表示装置における好ましい形態について以下に詳しく説明する。
上記一対の基板の一方は、凸部を備えるカラーフィルタ基板であり、上記凸部は、カラーフィルタを構成する材料及び遮光層を構成する材料の少なくともいずれか一つを含んで構成されることが好ましい。遮光層及びカラーフィルタを構成する材料の少なくともいずれか一つを含んで構成されることによって製造工程数の増加を抑制することができる。カラーフィルタを構成する材料としては、特に限定されるものではなく、赤、緑及び青等の有色透明の感光性樹脂、シアン、マゼンダ及びイエロー等の有色透明の感光性樹脂等が挙げられる。また、遮光層としては、クロム金属等からなる導電性材料、黒色顔料等を含有する感光性樹脂等が挙げられるが、これらの材料に限定されるものではない。また、上記凸部は、カラーフィルタを構成する材料及び遮光層を構成する材料の少なくともいずれか一つを含んで構成される膜を積層させることにより形成することが好ましい。複数の膜を積層させることによって、凸部を高くすることができ、高さを調整することもできるため、額縁領域における基板間抵抗をより低くなるように調整することができる。
また、カラーフィルタ、遮光層以外の材料が含まれていてもよく、カラーフィルタ基板の額縁領域に形成される導電膜よりも下層に形成される膜と同じ工程で形成される膜であれば同様に製造工程数削減の効果が得られる。例えば、配向分割型の液晶表示装置において、液晶の配向を制御するための突起（以下「液晶配向制御用突起」ともいう。）を表示領域に配置する場合、液晶配向制御用突起と同じ成膜工程及びパターニング工程で形成した膜を含んで凸部が形成されていてもよい。
【００１７】
上記一対の基板の一方は、凸部を備えるカラーフィルタ基板であり、上記導電膜は、表示領域及び額縁領域に形成された共通電極であることが好ましい。上記導電膜は、表示領域から額縁領域までつながっている共通電極であることによって、表示領域に帯電していた電荷が額縁領域に移動しやすくなるため、より額縁領域からの放電効率を向上させることができる。また、共通電極と凸部上に配置される導電膜とを同時に形成することができるため、製造工程数の増加を防止することができる。
【００１８】
上記凸部は、基板法線方向から平面視したときに、角張った形状であることが好ましい。角張った形状としては、三角形状、四角形状、五角形状等が挙げられる。凸部が、角張った形状を有することによって、角の部分の電束密度が増大するため、帯電している電荷が放電しやすくなる。なお、図１３は、凸部の設計パターンとパターニング後の形状を例示するものであるが、エッチング等によりパターニングを行う場合、図１３（ａ）に示すように、八角形状の設計パターンであるときには、パターニング後には、円形状となる場合があり、図１３（ｂ）及び（ｃ）に示すように、設計パターンが鋭角な角を有する三角形状、四角形状であるときには、パターニング後には角が丸くなった三角形状及び四角形状となる場合がある。そのため、本発明における三角形状、四角形状、五角形状等は、鋭角な角を有するものではなくてもよく、本発明の作用効果に鑑みて、それらと同一視できる形状を含むものとし、角が丸くなっているものも含めるものとする。凸部が三角形状である場合には、一辺が２０〜５０μｍであることが好ましく、四角形状である場合には一辺が２０〜５０μｍであることが好ましい。
【００１９】
本発明はまた、対向して配置された一対の基板と、上記一対の基板間に挟持された液晶層とを有する液晶表示装置を製造する方法であって、上記製造方法は、一対の基板の少なくとも一方の非表示領域に凸部を形成する凸部形成工程と、上記凸部上に導電膜を形成する導電膜形成工程と、静電チャックを用いて凸部が形成された基板を保持する保持工程とを含む液晶表示装置の製造方法でもある。本明細書で「非表示領域」とは、表示領域以外の領域のことであり、例えば、複数のカラーフィルタ基板を一つのマザーガラスを用いて形成する場合等には、複数形成されるカラーフィルタ基板同士の間の領域等も含まれる。非表示領域に凸部を形成する工程と、凸部上に導電膜を形成する工程とを含むことによって、基板に残留している電荷を額縁領域から放電する割合を増加させた液晶表示装置とすることができる。これによれば、表示領域に電荷が残留しにくく、液晶配向の乱れを抑制することができるため、液晶表示装置の点灯検査の際等で生じる表示ムラを抑制することができる。
【００２０】
静電チャックは、試料台の上に絶縁体を設け、試料ステージと試料との間に電圧を印加し、両者の間に発生した力によって試料を吸着する機構である。静電チャックを用いて基板を保持する場合、絶縁体を含む基板にクーロン力が生じ電荷が蓄積される。そのため、本発明の液晶表示装置の製造方法では、額縁領域に突起形成用膜の膜が配置されていない領域を形成することにより、静電チャックにより基板内に蓄積した電荷を放電させることを促進させることができる。静電チャックを用いることによって、基板を保持するステージの全面で基板保持を行うことができるため、機械的な保持方法と比較して、基板保持の安定性が向上する。これは、大きい基板同士を貼り合わせる場合に特に有効である。また、静電チャックを用いて基板を保持する場合には、基板に導電体が含まれていることが好ましく、導電膜を有することにより、基板と基板を保持するステージとの間に生じるクーロン力が強まり、より安定に基板を吸着することができる。静電チャックは、例えば、四角形状のステージのコーナー部に４つの電極が配置されたユニットで構成されており、４つの電極のうち、対角に位置する２つの電極で正電極を構成し、もう一方の対角に位置する２つの電極で負電極を構成する。正電極と負電極との境界には空隙が設けられており、このような構成の静電チャックに、導電膜が形成されたガラス基板を載せて電極と導電膜との間に電圧を印加すると、ガラスと導電膜との間にクーロン力が発生しガラス基板をより安定に吸着させることができる。
【００２１】
上記凸部が形成された基板は、カラーフィルタ基板であり、上記凸部形成工程は、カラーフィルタを構成する材料及び遮光層を構成する材料の少なくともいずれか一つを含んで構成される膜を表示領域及び非表示領域に配置する工程と、カラーフィルタを構成する材料及び遮光層を構成する材料の少なくともいずれか一つを含んで構成される膜を、非表示領域に残してパターニングする工程とを含むことが好ましい。凸部がカラーフィルタを構成する材料を含んで構成されることによって、カラーフィルタを形成する工程と凸部を形成する工程とを共通化することができるため、製造工程数の削減を図ることができる。カラーフィルタを構成する材料としては、赤、緑及び青等の顔料を分散させた有色透明の感光性樹脂、シアン、マゼンダ及びイエロー等の顔料を分散させ有色透明の感光性樹脂等が挙げられるが、その他、四色のカラーフィルタを形成する場合等においても同様である。遮光層を構成する材料としては、クロム金属膜、黒色顔料を含有する感光性樹脂等が挙げられるが本発明はそれらの材料に限定されるものではない。
【００２２】
上記凸部が形成された基板は、カラーフィルタ基板であり、上記導電膜は、表示領域及び額縁領域に形成された共通電極であることが好ましい。これによれば、凸部上に形成される導電膜を形成する工程を、共通電極を形成する工程と共通化することができるため、製造工程数の削減を図ることができる。更に、表示領域及び額縁領域に形成する導電膜をつなげて形成することができるため、表示領域に残留している電荷が、額縁領域に移動する効率を高めることもできる。
【００２３】
上記製造方法は、保持工程にて保持した凸部が形成された基板と対向基板とを貼り合わせるものであり、上記対向基板に、導電ピンを当接する放電工程を含むことが好ましい。導電ピンを当接することにより放電を行う場合、導電ピンが当接する位置から基板内の電荷が放電される。例えば、額縁領域に凸部及び凸部上に形成された導電膜が配置されていないと、表示領域の導電ピンが当接する位置から放電される割合が高くなり、導電ピンが当接する部分に基板に蓄積した電荷が集中するおそれがある。そして、充分に放電が行われないと、導電ピンが当接する位置に集中した電荷が残留しやすくなる。そのような場合は、導電ピンが当接した部分で液晶の配向に乱れが生じ、表示ムラが生じる。しかしながら、本発明のように、凸部と凸部上の導電膜とを額縁領域に形成することによって、額縁領域からの放電割合を増大させることができるため、表示領域に電荷が残留することを抑制し、表示ムラの防止を図ることができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の液晶表示装置によれば、一対の基板に帯電した電荷を、額縁領域で効率よく放電することができるため、基板に残留した電荷により液晶配向が乱れ、表示ムラを生じることを抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下に実施形態を掲げ、本発明を図面を参照して更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施形態のみに限定されるものではない。
【００２６】
（実施形態１）
図１は、実施形態１に係る液晶表示装置の断面模式図である。図２は、実施形態１に係るカラーフィルタ基板の額縁領域周辺の構成を示す平面模式図である。実施形態１に係る液晶表示装置は、カラーフィルタ（ＣＦ）基板１０、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）基板２０及びＣＦ基板１０とＴＦＴ基板２０とに挟持された液晶層３０を有する。
【００２７】
ＴＦＴ基板２０は、素子基板２１上に、画素電極２２、及び、垂直配向膜（図示せず）が配置されている。素子基板２１は、絶縁基板上に、相互に平行に伸びる複数のゲート信号線と、相互に平行に伸びる複数のソース信号線とが互いに直交するように配置され、ゲート信号線とソース信号線との各交差部には、ＴＦＴが設けられ、スイッチング素子上に層間絶縁膜が積層されている。また、ＴＦＴは、ゲート電極がゲート信号線に接続され、ソース電極がソース信号線に接続され、ドレイン電極が画素電極２２に接続されている。
【００２８】
ＣＦ基板１０は、基板１１上の表示領域５０には、膜厚が１〜２μｍの赤、緑及び青のカラーフィルタ（ＣＦ）層１３Ｒ、ＣＦ層１３Ｇ及びＣＦ層１３Ｂが、ＴＦＴ基板２００の画素電極２２に対向する位置に配置されており、ＣＦ層１３の間には、膜厚が１〜２μｍの遮光層（ブラックマトリクス：ＢＭ）１２が配置されている。また、ＢＭ１２は、表示領域５０及び額縁領域６０の全面に設けられている。実施形態１では、赤、緑及び青のカラーフィルタ層の膜厚を同様のものとしているが、各色で膜厚が異なっていてもよい。それらの上には、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）等からなる膜厚が１００〜２００ｎｍの共通電極１４が表示領域５０及び額縁領域６０の全面に配置されており、その上には液晶配向制御用突起及び液晶配向制御用突起と同じ成膜工程及びパターニング工程で形成した膜が局所的に配列配置されている。また、額縁領域６０の共通電極１４と基板１１との間には、基板１１側から凸部構成層１６ａ、１６ｂ、１６ｃ及び１６ｄが積層された凸部１６が配置されている。凸部構成層１６ａ、１６ｂ、１６ｃ及び１６ｄはそれぞれ、ＢＭ１２、ＣＦ層１３Ｒ、ＣＦ層１３Ｇ及びＣＦ層１３Ｂと同じ成膜工程及びパターニング工程により形成されており、図２に示すように、基板法線方向から平面視したときの凸部１６の形状は、円形である。凸部１６上には共通電極１４が配置されている。実施形態１では、共通電極１４の膜厚と、凸部１６の基板１１からの高さとの合計は一対の基板間距離より短く設定されているが、共通電極１４とＴＦＴ基板２０とは接していてもよい。また、凸部１６の上には、液晶配向制御用突起と同じ工程で形成された膜を配置してもよい。このときの一対の基板間の距離は、表示領域５０の共通電極１４と画素電極２２との間が２〜３μｍであり、凸部上の共通電極１４からＴＦＴ基板２０までの距離が０．５μｍ以下である。なお、ＣＦ基板１０とＴＦＴ基板２０との間の表示領域５０では、ブラックマトリクス１２が配置された領域にスペーサ３３が配置されており、一対の基板間距離を一定にしている。
【００２９】
次に、液晶表示装置の製造方法について説明する。
実施形態１に係る液晶表示装置は、一つのマザーガラスから４つのＣＦ基板を同時に形成する。また、ＣＦ基板と同様に、一つのマザーガラスに４つのＴＦＴ基板を同時に形成する。そのため、ＴＦＴ基板とＣＦ基板とを貼り合わせ、個々のパネルに分断するまでは、マザーガラス基板上に形成した４つのＴＦＴ基板を同時に形成することになる。以下では、分断される前の複数のＣＦ基板を含んだ基板をＣＦマザー基板といい、分断される前の複数のＴＦＴ基板を含んだ基板をＴＦＴマザー基板という。このように、一つのマザーガラスに複数のＣＦ基板又はＴＦＴ基板を形成することによって、製造コスト削減を図ることができる。また、複数のＣＦ基板又はＴＦＴ基板を形成するための素の基板をマザーガラスという。
【００３０】
まず、ＣＦマザー基板の製造方法について説明する。図３にＣＦマザー基板とＴＦＴマザー基板とを貼り合わせたときの断面模式図を示す。マザーガラス１１１上に、黒色顔料を含有する感光性樹脂等のＢＭ材料を塗布し、フォトリソグラフィ法等によってパターニングすることにより、表示領域にはＢＭ１１２、非表示領域６５０に、凸部構成層１１６ａを形成する。ここで、非表示領域は、マザーガラス基板の平面上で表示領域を除いた領域を指す。次に、ＢＭ１１２及び凸部構成層１１６ａを形成したマザー基板１１１上に、感光性樹脂組成物に顔料を分散させた、赤、緑及び青に対応する有色透明の感光性着色樹脂膜を、スピンコート法等の塗布方法により成膜し、フォトリソグラフィ法等によって、感光性着色樹脂膜を所定形状にパターニングする。これを各色それぞれに行い、表示領域には赤、緑及び青に対応するカラーフィルタ（ＣＦ）層１１３を、表示領域の外側に三色のカラーフィルタ層のそれぞれと同一の成膜工程及びパターニング工程で形成した、凸部構成層１１６ｂ、凸部構成層１１６ｃ及び凸部構成層１１６ｄを形成する。凸部構成層１１６ａ、凸部構成層１１６ｂ、凸部構成層１１６ｃ及び凸部構成層１１６ｄを積層させることにより、凸部１１６が形成される。凸部１１６は、額縁領域以外に設けられていてもよく、図３に示すように、非表示領域６５０の液晶材料が注入されていない部分に形成してもよい。そうすることによって、額縁領域６００より外側の非表示領域６５０からの放電効率も高めることができる。実施形態１において凸部の形状は、基板法線方向から平面視したときに円形状であり、基板を断面視したときに基板法線方向から傾斜した形状としている。なお、凸部の形状としては、基板を断面視したときに側面が基板面から垂直方向に伸びた円柱状であってもよいし、側面が傾斜した円錐状であってもよい。側面が傾斜した円錐状である場合には、凸部の先端でより電束密度が高まるため、より額縁領域からの放電を促進させることができる。カラーフィルタのパターニング工程では、膜厚１０００〜２０００ｎｍで成膜した感光性樹脂膜を真空下で１０秒間の減圧乾燥をさせた後、露光装置により、強度５０ｍＪ／ｃｍ２の紫外線を照射する。露光時には、所望の形状が得られるように露光用のマスクを基板上にセットしている。その後、アルカリ性現像液を用いて、１分間のエッチングを行うことによって形成される。これによって、非表示領域６５０には凸部１１６が形成される。このとき、四角形状の孔は角が丸くなった曲線になっている。
【００３１】
続いて、スパッタリング法等を用いることによって、ＩＴＯ等の透明導電膜を成膜し、共通電極１１４を形成する。次に、感光性樹脂膜等をスピンコート等によって成膜し、フォトリソグラフィ法等を用いてパターニングを行う。これによって、表示領域５００には配向制御用突起１１５が形成される。
以上の工程により、ＣＦマザー基板１１０は完成する。
【００３２】
ＴＦＴ基板を製造する工程については、一般的な製造方法を用いることができる。なお、実施形態１では、ＴＦＴ基板上には凸部を形成していないが、ＴＦＴ基板側に凸部を形成してもよい。その場合、凸部は、ＴＦＴマザー基板を構成する部材とともに形成し、画素電極を形成する工程で凸部上に導電膜を形成することが好ましい。
【００３３】
図１２は、実施形態１に係る液晶表示装置の貼り合わせ工程についての製造フローを示している。以下では、ＣＦマザー基板及びＴＦＴマザー基板の貼り合わせ工程について図１２に沿って製造工程を説明する。
ＣＦマザー基板１１０では、一つのＣＦ基板となる額縁領域６００にシール材３１１を描画し（Ｓ１．シール描画）、その後、ＣＦマザー基板１１０のシール材に囲まれた領域にディスペンサ塗布等によって液晶材料３０２を滴下する（Ｓ２．液晶滴下）。液晶材料は、負の誘電率異方性を有する液晶材料を用い、液晶材料３０２の抵抗率は、５×１０１５Ωｍである。シール材３１１に囲まれた領域に滴下される液晶材料の量は、ＣＦマザー基板１１０とＴＦＴマザー基板２１０とが貼り合わされた後のセル厚を考慮して決定される。
【００３４】
ＴＦＴマザー基板では、スペーサを散布し（Ｓ３．スペーサ散布）、ＣＦマザー基板との導通をとるためのコモンペーストをＴＦＴマザー基板２１０上に配置する（Ｓ４．コモンペースト塗布）。コモンペーストは、シール材によって、密閉される領域の内側に塗布される。
【００３５】
図４（ａ）〜（ｄ）を用いて本実施の形態による基板貼り合わせ工程（Ｓ５．貼り合わせ工程）について説明する。図４は、基板貼り合わせ工程を示す断面模式図である。図４（ａ）は、チャンバ内にＣＦマザー基板及びＴＦＴマザー基板を配置したときの断面模式図である。図４（ｂ）は、チャンバ内でＣＦマザー基板及びＴＦＴマザー基板を接着したときの断面模式図である。図４（ｃ）は、チャンバ内でＣＦマザー基板を上側貼り合わせステージから切り離したときの一対の基板を示す断面模式図である。図４（ｄ）は、チャンバ内から一対の基板を搬送するため、下側ステージ内に仕込まれた導電ピンにより一対の基板を押し上げたときの断面模式図である。図４（ａ）に示すように、真空ポンプ７０４が接続された真空チャンバ７０３内にＣＦマザー基板１１０及びＴＦＴマザー基板２１０を挿入する。本実施形態では、図４（ａ）〜（ｄ）に示すように、下側貼り合わせステージ７０１にＴＦＴマザー基板２１０を配置し、上側貼り合わせステージ７０２にＣＦマザー基板１１０を配置してそれぞれのマザー基板を保持している。ＣＦマザー基板１１０の保持は静電チャックにより行う。
【００３６】
まず、真空ポンプ７０４を有するチャンバ７０３内に下側貼り合わせステージ７０１及び上側貼り合わせステージ７０２が設置されている。ＴＦＴマザー基板２１０は、下側貼り合わせステージ７０１上に配置され、上側貼り合わせステージ（静電チャック）７０２の下面に、ＣＦマザー基板１１０を保持する。その後、チャンバ７０３内を略２０Ｐａまで減圧し、上側貼り合わせステージ７０２に２０００Ｖの電圧を印加することによって、ＣＦマザー基板１１０を吸着させる。このとき、ＣＦマザー基板１１０は、カラーフィルタ等が形成されている面が下の方向を向いて保持され、ＴＦＴマザー基板２１０は、画素電極が形成されている面が上の方向を向いて保持されている。なお、静電チャックで基板を保持するときに印加される電圧は、２０００Ｖに限らず、基板保持の安定性から決定されるが、基板を安定に保持するためには、１８００Ｖ以上の電圧を印加することが好ましい。
【００３７】
その後、下側貼り合わせステージ７０１を動かすことによって貼り合わせ位置を決定し、下側貼り合わせステージ７０１を上昇させ、図４（ｂ）に示すように、ＣＦマザー基板１１０とＴＦＴマザー基板１１０との接着を行う。次に、静電チャック電圧をオフにして、チャンバ７０３内に窒素等を流入させることによりチャンバ内を大気圧とする。続いて、下側貼り合わせステージ７０１を降下させて、ＣＦマザー基板１１０を上側貼り合わせステージ７０２から取り外す。その後、チャンバ７０３内から貼り合わされたＣＦマザー基板１１０及びＴＦＴマザー基板２１０を取り出すため、図４（ｄ）に示すように、導電ピン４１０により、貼り合わされた基板を押し上げる。導電ピン４１０は、下側貼り合わせステージ７０１に備えられており、導電ピンと導電ピンとの間に基板取り出し用の器具を差し込み、貼り合わされた基板をチャンバ７０３内から取り出す。図５は、チャンバ内における貼り合わされた一対のマザー基板と導電ピンとの配置関係を示す平面模式図である。図５の左側から取り出し用の器具を導電ピン４１０の間に差し込みチャンバ７０３内から貼り合わされたマザー基板を取り出す。導電ピン４１０は、有機材料で被覆された金属からなるピンである。また、導電ピンによりマザー基板か押し上げられてから、チャンバ外に取り出されるまでの、導電ピンが基板と接触している時間は５秒程度である。導電ピンは、上側に平面を有する円錐状の形状を有している。基板同士の貼り合わせの際に静電チャックを用いることにより、基板を貼り合わせステージ全面で保持することができるため、機械的な保持方法と比較して、基板サイズが大きくなっても基板保持の安定性が向上する。
【００３８】
次に、紫外線（ＵＶ）照射機を用いてシール材３１１の硬化を行う（Ｓ６．ＵＶ照射）。露光用のマスクを貼り合わされた基板上に配置し、シール材３１１が配置された位置に紫外線照射を行う。その後、点灯検査を行う。本発明では、額縁領域に凸部が配置されており、凸部上に配置された電極と対向する基板との距離が短くなっている。そのため、ＣＦマザー基板１１０に蓄積されていた電荷を額縁領域から放電する割合を向上させることができる。そのため、基板内に蓄積した電荷に起因する表示ムラを防止することができる。
【００３９】
その後、貼り合わされたマザー基板を個々の液晶表示パネルに分断し、その液晶表示パネルに、偏光板、位相差板、ドライバ等を実装することにより、実施形態１に係る液晶表示装置が完成する。本発明の液晶表示装置の製造方法を用いることによって、液晶表示パネルの点灯検査時に静電チャックを行うことによって蓄積した電荷による液晶配向の乱れを防止し、表示ムラを減少させることができる。
【００４０】
（実施形態２）
図６は、実施形態２に係るＣＦ基板の平面模式図である。実施形態２に係るＣＦ基板は、図６に示すように、額縁領域に配置された凸部１２６が平面視したときに四角形状であること以外は実施形態１と同様の構成である。基板１２１上の表示領域にはＣＦ層１２３Ｒ、ＣＦ層１２３Ｇ及びＣＦ層１２３Ｂが配置されており、ＣＦ層同士の間と表示領域の外側とにはＢＭ１２２が配置されている。額縁領域には、ＢＭ１２２、ＣＦ層１２３Ｒ、ＣＦ層１２３Ｇ及びＣＦ層１２３Ｂを形成する膜が積層されて形成された凸部が配置されている。ＢＭ１２２、ＣＦ層１２３Ｒ、ＣＦ層１２３Ｇ、ＣＦ層１２３Ｂ及び凸部１２６の上には共通電極が基板１２１全面に配置されている。なお、図６ではＣＦ基板を構成する部材の配置関係を明確に示すため、共通電極は図示していない。表示領域の共通電極上には、液晶配向制御用突起が配置されており、額縁領域の外側にはシール材３２１が配置されている。このとき、凸部は基板法線方向から平面視したときに、一辺の長さが２０〜５０μｍの四角形状である。
【００４１】
（実施形態３）
図７は、実施形態３に係る液晶表示装置の平面模式図である。実施形態３に係る液晶表示装置は、図７に示すように、額縁領域に配置された凸部が平面視したときに三角形状であること以外は実施形態１と同様の構成である。基板１３１上の表示領域にはＣＦ層１３３Ｒ、ＣＦ層１３３Ｇ及びＣＦ層１３３Ｂが配置されており、ＣＦ層同士の間と表示領域の外側とにはＢＭ１３２が配置されている。額縁領域には、ＢＭ１３２、ＣＦ層１３３Ｒ、ＣＦ層１３３Ｇ及びＣＦ層１３３Ｂと同じ成膜工程及びパターニング工程で形成された膜が積層され、凸部１３６が形成されている。ＢＭ１３２、ＣＦ層１３３Ｒ、ＣＦ層１３３Ｇ、ＣＦ層１３３Ｂ及び凸部１３６の上には共通電極が基板１３１全面に配置されている。なお、図６ではＣＦ基板を構成する部材の配置関係を明確に示すため、共通電極は図示していない。表示領域の共通電極上には、液晶配向制御用突起が配置されており、額縁領域の外側にはシール材３３１が配置されている。このとき、凸部は基板法線方向から平面視したときに、一辺の長さが２０〜５０μｍの三角形状である。
【００４２】
（実施形態４）
図８は、実施形態４に係る液晶表示装置の平面模式図である。実施形態３に係る液晶表示装置は、図８に示すように、額縁領域に配置された凸部１４６が平面視したときに額縁領域のシール材３４１より内側の全面に配置されていること以外は実施形態１と同様の構成である。基板１４１上の表示領域にはＣＦ層１４３Ｒ、ＣＦ層１４３Ｇ及びＣＦ層１４３Ｂが配置されており、ＣＦ層同士の間と表示領域の外側とにはＢＭ１４２が配置されている。額縁領域には、ＢＭ１４２、ＣＦ層１４３Ｒ、ＣＦ層１４３Ｇ及びＣＦ層１４３Ｂと同じ成膜工程及びパターニング工程で形成された膜が積層され、図８中の斜線で示す凸部１４６が形成されている。ＢＭ１４２、ＣＦ層１４３Ｒ、ＣＦ層１４３Ｇ、ＣＦ層１４３Ｂ及び凸部１４６の上には共通電極が基板１４１全面に配置されている。なお、図６ではＣＦ基板を構成する部材の配置関係を明確に示すため、共通電極は図示していない。表示領域の共通電極上には、液晶配向制御用突起が配置されており、額縁領域のシール材３４１が配置されている。
【００４３】
（比較例１）
図９は、比較例１に係る液晶表示装置の平面模式図である。比較例１に係る液晶表示装置は、図９に示すように、額縁領域に凸部が配置されていないこと以外は実施形態１と同様の構成である。基板１０１上の表示領域にはＣＦ層１０３Ｒ、ＣＦ層１０３Ｇ及びＣＦ層１０３Ｂが配置されており、ＣＦ層同士の間と表示領域の外側とにはＢＭ１０２が配置されている。ＢＭ１０２、ＣＦ層１０３Ｒ、ＣＦ層１０３Ｇ、ＣＦ層１０３Ｂ及び凸部１０６の上には共通電極が基板１０１全面に配置されている。なお、図６ではＣＦ基板を構成する部材の配置関係を明確に示すため、共通電極は図示していない。表示領域の共通電極上には、液晶配向制御用突起が配置されており、額縁領域の外側にはシール材３０１が配置されている。なお、ＣＦ基板１００とＴＦＴ基板２００との間の表示領域５００では、ブラックマトリクス１０２が配置された領域にスペーサ３０３が配置されており、一対の基板間距離を一定にしている。
【００４４】
（基板内の残留電荷を放電させる工程についての説明）
ここで、図１０（ａ）〜（ｃ）及び図１１を用いて、導電ピンを当接することにより放電を行う工程について説明する。図１０（ａ）〜（ｃ）は、比較例１に係る液晶表示装置で放電過程を説明する断面模式図であり、図１１は、実施形態１に係る液晶表示装置で放電過程を説明する断面模式図である。図１０（ａ）は、静電チャックによりＣＦ基板を保持してＴＦＴ基板と貼り合わせた後、基板に印加している電圧を消去してステージから取り外した後の一対の基板を示す断面模式図である。図１０（ｂ）は、一対の基板をステージから搬送するために、導電ピンを用いて下側貼り合わせステージから一対の基板を押し上げたときの断面模式図である。図中の「＋」は正の電荷を示しており、「−」は負の電荷を示しており、矢印は、電荷の流れを模式的に示している。図１０（ｃ）は、一対の基板をステージから搬送した後の基板に残留する電荷の状態を示す一対の基板の断面模式図であり、点線の丸で囲んだ部分は基板内に電荷が残留している部分を示している。図１１は、実施形態１に係る液晶表示装置において、額縁領域６０に凸部１６が配置された基板と対向する基板に、導電ピンを当接して放電を行う工程を示しており、一対の基板を下側貼り合わせステージから搬送するために、導電ピンを用いて下側貼り合わせステージから一対の基板を押し上げたときの断面模式図である。図１０（ａ）に示すように、静電チャックを用いて保持したカラーフィルタ基板１００には電圧が印加されているため、基板１０１又はカラーフィルタ１０３内に電荷が蓄積し、カラーフィルタ基板１００内部に蓄積された正の電荷によって、薄膜トランジスタ基板２００内に負の電荷が誘起されている。図１０（ｂ）に示すように、貼り合わせた一対の基板を搬送するため、一対の基板が配置されたステージに仕込まれた導電ピン７０４で一対の基板を押し上げる。このとき、比較例１に係る液晶表示装置では、額縁領域に凸部が配置されておらず、額縁領域の基板間距離が広くなっており、額縁領域における基板間の抵抗が凸部を設けた場合よりも高くなっている。そして、基板内に蓄積している電荷は、表示領域５００の放電ピン４００が当接する部分から液晶層３００を介して放電される割合が高くなる。そのため、額縁領域６００からは放電されにくい。その結果、基板内に蓄積した電荷は完全には放電されず、図１０（ｃ）に示すように、表示領域の導電ピンが当接した部分に電荷が残留するおそれがある。このような場合、電荷が残留した表示領域において液晶配向に乱れが生じ、液晶表示装置を点灯させたときに表示ムラが生じることとなる。実施形態１に係る液晶表示装置では、図１１に示すように、額縁領域６０に凸部１６が配置され、凸部１６上には共通電極が配置されているため、対向する基板と共通電極との距離が短くなっており、額縁領域６０の一部で一対の基板間の抵抗を減少させることができる。そのため、凸部１６が配置されている部分に基板に蓄積した電荷が集中し、放電が行われる。これによれば、図１１内の矢印で示しているように、図１０（ｂ）に示す場合と比較して、基板内に蓄積された電荷が額縁領域から放電されることを促進することができる。そのため、表示領域に電荷が残留することを抑制することができる。また、実施形態２及び３のように、凸部の形状が角張った形状である場合には、角張った部分に電界が集中するため、より額縁領域からの放電を促進することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】実施形態１に係る液晶表示装置の断面模式図である。
【図２】実施形態１に係る液晶表示装置の額縁領域周辺の構成を示す平面模式図である。
【図３】実施形態１に係るＣＦマザー基板とＴＦＴマザー基板とを貼り合わせたときの断面模式図である。
【図４】基板貼り合わせ工程を示す断面模式図である。（ａ）チャンバ内にＣＦマザー基板及びＴＦＴマザー基板を配置したときの断面模式図である。（ｂ）チャンバ内でＣＦマザー基板及びＴＦＴマザー基板を接着したときの断面模式図である。（ｃ）チャンバ内でＣＦマザー基板を上側貼り合わせステージから切り離したときの一対の基板を示す断面模式図である。（ｄ）チャンバ内から一対の基板を搬送するため、下側ステージ内に仕込まれた導電ピンにより一対の基板を押し上げたときの断面模式図である。
【図５】基板貼り合わせ工程において、チャンバ内における貼り合わされた一対のマザー基板と導電ピンとの配置関係を示す平面模式図である。
【図６】実施形態２に係る液晶表示装置を構成するＣＦ基板の額縁領域周辺の構成を示す平面模式図である。
【図７】実施形態３に係る液晶表示装置を構成するＣＦ基板の額縁領域周辺の構成を示す平面模式図である。
【図８】実施形態４に係る液晶表示装置を構成するＣＦ基板の額縁領域周辺の構成を示す平面模式図である。
【図９】比較例１に係る液晶表示装置を構成するＣＦ基板の額縁領域周辺の構成を示す平面模式図である。
【図１０】比較例１に係る液晶表示装置において、液晶配向制御用突起が形成された基板に対して対向する基板に、導電ピンを当接することにより放電を行う工程を示す断面模式図である。（ａ）静電チャックの際に基板に印加している電圧を消去して上側貼り合わせステージから切り離した後の一対の基板を示す断面模式図である。（ｂ）一対の基板を下側貼り合わせステージから搬送するために、導電ピンを用いて下側貼り合わせステージから一対の基板を押し上げたときの断面模式図である。（ｃ）一対の基板を下側貼り合わせステージからの搬送した後の基板に残留する電荷の状態を示す一対の基板の断面模式図である。
【図１１】実施形態１に係る液晶表示装置において、液晶配向制御用突起が形成された基板に対して対向する基板に、導電ピンを当接することにより放電を行う工程を示しており、一対の基板を下側貼り合わせステージから搬送するために、導電ピンを用いて下側貼り合わせステージから一対の基板を押し上げたときの断面模式図である。
【図１２】実施形態１に係る液晶表示装置において、貼り合わせ工程を示す製造フロー図である。
【図１３】凸部の設計パターンと、パターニング後の凸部の形状を示す平面模式図である。（ａ）基板法線方向から平面視した凸部が丸形状であるときの平面模式図である。（ｂ）基板法線方向から平面視した凸部が三角形状であるときの平面模式図である。（ｃ）基板法線方向から平面視した凸部が四角形状であるときの平面模式図である。
【符号の説明】
【００４６】
１０、１００：カラーフィルタ（ＣＦ）基板
１１、１０１、１２１、１３１、１４１：基板
１２、１０２、１１２、１２２、１３２、１４２：ブラックマトリクス（ＢＭ）
１３、１１３：カラーフィルタ（ＣＦ）層
１３Ｒ、１０３Ｒ、１２３Ｒ、１３３Ｒ、１４３Ｒ：赤色カラーフィルタ（ＣＦ）層
１３Ｇ、１０３Ｇ、１２３Ｇ、１３３Ｇ、１４３Ｇ：緑色カラーフィルタ（ＣＦ）層
１３Ｂ、１０３Ｂ、１２３Ｂ、１３３Ｂ、１４３Ｂ：青色カラーフィルタ（ＣＦ）層
１４、１０４、１１４：共通電極
１５、１０５、１１５：液晶配向制御用突起
１６、１１６、１２６、１３６、１４６：凸部
１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄ、１１７ａ、１１７ｂ、１１７ｃ、１１７ｄ：凸部構成層
２０、２００、２１０：薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）基板
２１、２０１、２１１：素子基板
２２、２０２、２１２：画素電極
３０、３００、３１０：液晶層
３１、３０１、３１１、３２１、３３１、３４１：シール材
３３、３０３：スペーサ
４０、４００、４１０：導電ピン
５０、５００、５１０：表示領域
６０、６００、６１０：額縁領域
１１１：マザーガラス
３０２：液晶材料
６５０：非表示領域
７０１：下側貼り合わせステージ
７０２：上側貼り合わせステージ
７０３：チャンバ
７０４：真空ポンプ
【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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