説明

液晶表示装置及びその製造方法

【課題】液晶分子の配向不良によるコントラストの低下を抑制する。
【解決手段】液晶表示装置100は、2枚の基板110,120のうち一方の基板110の液晶層130側表面に非発光領域に対応して他方の基板120に向かって突出するように形成された凸部Cvxと、他方の基板120の液晶層130側表面に凸部Cvxと重なる領域に対応して形成され、凸部Cvxの突出高さh1と同じまたはそれよりも小さい深さh2を有する凹部Ccvと、凹部Ccvに収容され、凹部Ccvの底面と凸部Cvxの突出端面で挟持されることにより両者間に固定され、2枚の基板間距離dが一定となるように保持するビーズスペーサ131と、を備える。

【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。
【背景技術】
【0002】
液晶表示装置は、薄型化が可能で低消費電力であるため、テレビ、パーソナルコンピュータ等のOA機器や携帯電話、PDA(Personal Digital Assistant)等の携帯情報機器のディスプレイとして広く用いられている。
【0003】
液晶表示パネルは、一般に、一対の基板が対向して配置され、その周縁部がシール材により貼り合わせれた構成を有する。両基板間のシール材により密封された領域には、液晶材料が封入されている。一方の基板は、例えば、各画素毎に薄膜トランジスタ(TFT;Thin Film Transistor)等のスイッチング素子を備えたアレイ基板である。他方の基板は、例えば、各画素毎にカラーフィルタが形成された対向基板である。そして、各画素毎に液晶分子の配向状態を変化させ、液晶表示パネルに入射する光の透過率を変化させることにより、液晶表示装置において任意の画像表示を得る。
【0004】
液晶分子を一定の方向に配列するために、アレイ基板や対向基板のそれぞれの表示領域全体にわたって、配向膜が設けられている。配向膜は、例えば、ポリイミド樹脂を所定の領域に塗布した後、焼成し、さらに配向処理する工程を経て形成される。配向膜の配向処理(ラビング処理)では、焼成工程において熱硬化した配向膜の表面をラビング布等で一定方向に擦ることにより、ポリイミド樹脂表面を一定方向に延伸させて配向させる。このとき、液晶分子の配向の均一性を高めるため、ラビング処理を均一に行うことが重要である。
【0005】
ところで、一般に、対向基板の非発光領域(ブラックマトリクスが形成された領域)には、アクリル樹脂等からなる柱状のフォトスペーサが形成され、これにより、アレイ基板と対向基板の基板間距離が一定に保持されている。対向基板の作製工程においては、フォトスペーサを形成した後に配向膜を成膜してラビング処理を行うこととなるが、ラビング処理を行うとき、フォトスペーサにおいて段差が存在するので、ラビング布がフォトスペーサに引っ掛かってラビング処理を均一に施すのが困難となる。そして、均一にラビング処理が施されないことにより液晶分子の配向力が弱まり、結果として、光漏れの発生によりコントラストが低下する虞がある。
【0006】
特許文献1には、一方の基板の非画素領域(遮光部)に設けられた凹部にビーズスペーサを固定した構成の液晶表示装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】特開2000−235188号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
しかしながら、特許文献1に記載のようにセル厚よりも大きい粒径のスペーサーを用いる場合、凹部のない領域にビーズスペーサが残ってしまうと、セル厚を目的の大きさとすることができず、表示ムラが発生する原因となる。
【0009】
本発明は、液晶分子の配向不良によるコントラストの低下を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0010】
上記の課題を解決するための本発明の液晶表示装置は、マトリクス状に設けられた複数の画素領域と、該複数の画素領域を区画するように設けられた非発光領域と、を有し、互いに対向配置された2枚の基板と、
上記2枚の基板間に設けられた液晶層と、
上記2枚の基板のうち一方の基板の上記液晶層側表面に上記非発光領域に対応して上記他方の基板に向かって突出するように形成された凸部と、
上記他方の基板の上記液晶層側表面に上記凸部と重なる領域に対応して形成され、該凸部の突出高さと同じまたはそれよりも小さい深さを有する凹部と、
上記凹部に収容され、該凹部の底面と上記凸部の突出端面で挟持されることにより両者間に固定され、上記2枚の基板間距離が一定となるように保持するビーズスペーサと、を備える。
【0011】
上記の構成によれば、2枚の基板間に固定されたビーズスペーサにより基板間距離の制御を行うので、基板間距離の制御のために柱状のフォトスペーサを形成する必要がない。そのため、2枚の基板のそれぞれの最外表面に配向膜を成膜して配向処理しても、フォトスペーサの段差のような大きな段差がないので、良好な配向規制力を有する配向膜を設けることができる。そして、結果として、光漏れを抑制することにより黒表示時の輝度上昇を抑え、優れたコントラスト性能を得ることができる。
【0012】
また、上記の構成によれば、2枚の基板は、凹部の底面と凸部の突出端面で挟持されることにより両者間に固定されたビーズスペーサにより基板間距離を一定にする制御が行われることとなる。このとき、凹部の深さが凸部の突出高さと同じまたはそれよりも小さいので、ビーズスペーサの径は、目的とする基板間距離と等しいまたはそれよりも小さいものを用いることとなる。そのため、ビーズスペーサが目的としない領域(つまり、画素領域等の凸部及び凹部で挟まれて固定される場所以外の領域)に入ってしまった場合でも、ビーズスペーサが基板間距離の制御を妨げることがなく、表示ムラが抑制される。
【0013】
本発明の液晶表示装置は、上記凸部が形成された一方の基板はアレイ基板であって、上記凹部が形成された他方の基板は対向基板であってもよい。また、上記凸部が形成された一方の基板は対向基板であって、上記凹部が形成された他方の基板はアレイ基板であってもよい。
【0014】
本発明の液晶表示装置のアレイ基板に凸部が形成され、対向基板に凹部が形成されている場合、上記アレイ基板は、基板本体と、該基板本体上に互いに並行して延びるように設けられた複数のゲート線と、該複数のゲート線と絶縁層を介して直交すると共に互いに並行して延びるように該基板本体上に設けられた複数のソース線と、を備え、
上記凸部は、上記ゲート線または該ゲート線と同一層に設けられた導電膜と、上記ソース線または該ソース線と同一層に設けられた導電膜と、が積層されて形成されていてもよい。
【0015】
また、上記対向基板は、基板本体と、上記各画素領域に対応する着色膜及び非発光領域に対応する遮光膜からなり該基板本体上に設けられたカラーフィルタ層と、該カラーフィルタ層上に設けられ上記凹部に対応する凹形状を有するオーバーコート層と、該オーバーコート層表面に沿うように設けられた配向膜と、を備えていてもよい。
【0016】
また、本発明の液晶表示装置の対向基板に凸部が形成され、アレイ基板に凹部が形成されている場合、上記アレイ基板は、基板本体と、該基板本体上に互いに並行して延びるように設けられた複数のゲート線と、該複数のゲート線と絶縁層を介して直交すると共に互いに並行して延びるように該基板本体上に設けられた複数のソース線と、該複数のゲート線及びソース線を覆って設けられ上記凹部に対応する凹形状を有する感光性樹脂膜と、基板の最外表面を被覆する配向膜と、を備えていてもよい。
【0017】
本発明の表示装置は、上記凹部は、隣接する2つの画素領域を跨ぐ方向の大きさは、小さすぎるとビーズスペーサを収容できない虞がある点から3μm以上であることが好ましく、大きすぎると凹部にビーズスペーサを収容してもビーズスペーサを凸部の突出端面と凹部の底面とで挟持することができなくなる虞や開口率の低下の虞等がある点から14μm以下であることが好ましい。また、凹部にビーズスペーサを容易に収容する点から、凹部の大きさは大きい方が好ましい。
【0018】
本発明の液晶表示装置の製造方法は、マトリクス状に設けられた複数の画素領域と、該複数の画素領域を区画するように設けられた非発光領域と、を有する2枚の基板のうち一方の基板の非発光領域に凸部を形成し、他方の基板の非発光領域に上記凸部の突出高さよりと同じまたは小さい深さを有する凹部を形成する基板作製工程と、
上記他方の基板の凹部にビーズスペーサを収容し、該ビーズスペーサを該凹部の底面と上記凸部の突出端面で挟持することにより両者間に固定して2枚の基板を基板間距離が一定となるように対向配置させる基板貼り合わせ工程と、
上記基板貼り合わせ工程の前または後に、上記2枚の基板間に液晶材料を導入して液晶層を形成する液晶層形成工程と、を備える。
【発明の効果】
【0019】
本発明によれば、2枚の基板間に固定されたビーズスペーサにより基板間距離の制御を行うので、基板間距離の制御のために柱状のフォトスペーサを形成する必要がない。そのため、2枚の基板のそれぞれの最外表面に配向膜を成膜して配向処理しても、フォトスペーサの段差のような大きな段差がないので、良好な配向規制力を有する配向膜を設けることができる。そして、結果として、光漏れを抑制することにより黒表示時の輝度上昇を抑え、優れたコントラスト性能を得ることができる。
【0020】
また、本発明によれば、2枚の基板は、凹部の底面と凸部の突出端面で挟持されることにより両者間に固定されたビーズスペーサにより基板間距離を一定にする制御が行われることとなる。このとき、凹部の深さが凸部の突出高さと同じまたはそれよりも小さいので、ビーズスペーサの径は、目的とする基板間距離と等しいまたはそれよりも小さいものを用いることとなる。そのため、ビーズスペーサが目的としない領域に入ってしまった場合でも、ビーズスペーサが基板間距離の制御を妨げることがなく、表示ムラが抑制される。
【図面の簡単な説明】
【0021】
【図1】液晶表示装置の概略平面図である。
【図2】図1のII−II線における断面図である。
【図3】実施形態1のアレイ基板の平面図である。
【図4】図3のIV−IV線における断面図である。
【図5】図3のV−V線における断面図である。
【図6】実施形態1の対向基板の平面図である。
【図7】実施形態1の液晶表示装置の断面図である。
【図8】実施形態1の変形例に係る液晶表示装置の拡大断面図である。
【図9】実施形態1の変形例に係るアレイ基板の平面図である。
【図10】実施形態1の変形例に係る対向基板の平面図である。
【図11】実施形態2のアレイ基板の平面図である。
【図12】図11のXII−XII線における断面図である。
【図13】図11のXIII−XIII線における断面図である。
【図14】実施形態2の液晶表示装置の断面図である。
【図15】実施形態2の変形例に係るアレイ基板の断面図である。
【図16】実施形態3のアレイ基板の平面図である。
【図17】実施形態3のアレイ基板の平面図である。
【図18】図16のXVIII−XVIII線における断面図である。
【図19】実施形態3の液晶表示装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0022】
以下、図面を用いて、本発明の例示的実施形態について詳細に説明する。
【0023】
《実施形態1》
まず、実施形態1にかかる液晶表示装置100について説明する。液晶表示装置100は、液晶パネルの基板間に横方向に電界を生じさせて液晶分子の配向を行うFFS(Fringe Field Switching)モードである。
【0024】
液晶表示装置100は、図1及び2に示すように、アレイ基板110と対向基板120とが基板間距離dが一定となるように対向配置された構成を有する。アレイ基板110の一部は対向基板120よりも外側に延出しており、端子領域を構成している。アレイ基板110と対向基板120との間には表示領域Dに液晶層130が設けられ、液晶層130を囲うように非表示領域にシール材140が枠状に配置されている。アレイ基板110と対向基板120とは、シール材140により貼り合わされている。アレイ基板110と対向基板120の基板間距離dは、例えば2.8〜4.5μmである。
【0025】
表示領域Dには、マトリクス状に複数の画素領域が配置され、複数の画素領域のそれぞれを区画する領域が非発光領域となっている。
【0026】
図3〜5は、アレイ基板110を示す。アレイ基板110は、基板本体111上に、ゲート線112GLを含む導電膜、ゲート絶縁膜113,半導体膜(不図示)、ソース線114SLを含む導電膜、層間絶縁膜115が順に積層された構成を有する。また、基板本体111とゲート絶縁膜113の間には、各画素領域に対応して共通電極116が設けられ、層間絶縁膜115の上層には各画素領域に対応して画素電極117が設けられている。そして、アレイ基板110の最外表面を覆うように配向膜118が設けられている。
【0027】
基板本体111は、例えば、ガラス基板等の透明基材で形成されている。
【0028】
ゲート線112GLを含む導電膜は、例えば、アルミニウム膜等で形成されている。ゲート線112GLを含む導電膜は、例えば、厚さが0.2〜0.5μmである。この導電膜により、ゲート線112GL、共通電極配線112CL、フローティングメタル112F等が構成されている。
【0029】
ゲート絶縁膜113は、例えば、窒化シリコン膜等で形成されている。ゲート絶縁膜113は、例えば厚さが0.3〜0.6μmである。
【0030】
半導体膜は、例えば、真性アモルファスシリコン膜(厚さ150nm程度)とリンがドープされたn+アモルファスシリコン膜(厚さ400nm程度)とが積層されて形成されている。
【0031】
ソース線114SLを含む導電膜は、例えば、チタン膜等で形成されている。ソース線114SLを含む導電膜は、例えば、厚さが0.2〜0.5μmである。この導電膜により、ソース線114SL、ソース電極114S、ドレイン電極114D等が構成されている。なお、ゲート線112GL,ゲート絶縁膜113、半導体膜、ソース電極114S及びドレイン電極114DでTFTが構成される。
【0032】
層間絶縁膜115は、例えば、SiOやSiN、SiON等の絶縁性無機膜で形成されている。層間絶縁膜115は、例えば厚さが0.2〜0.6μmである。
【0033】
共通電極116は、例えば、ITO(Indium Tin Oxide)膜等の透明導電膜で形成されている。共通電極116のそれぞれは、共通電極配線112CLに電気的に接続され、共通電位が与えられている。共通電極116は、例えば厚さが0.05〜0.15μmである。
【0034】
画素電極117は、例えば、IZO(Indium Zinc Oxide)膜等の透明導電膜で形成されている。画素電極117には、複数のスリット117Sが設けられ、複数のスリット117Sのそれぞれは互いに並ぶように配置されている。画素電極117は、例えばスリット117Sの幅が2.0〜8.0μm、電極幅が2.0〜8.0μmの組み合わせで構成される。画素電極117のそれぞれは、コンタクトホール114Dcを介してドレイン電極114Dに電気的に接続されている。画素電極117は、例えば厚さが0.05〜0.1μmである。
【0035】
なお、共通電極116と画素電極117の間には、ゲート絶縁膜113及び層間絶縁膜115を介して、保持容量が形成される。
【0036】
配向膜118は、例えば、ポリイミド樹脂等で形成されている。配向膜118は、例えば厚さが0.06〜0.15μmである。
【0037】
凸部Cvxは、ゲート線112GLを含む導電膜と、ソース線114SLを含む導電膜とが積層された領域に構成されている。すなわち、凸部Cvxは、図3の平面図において斜線で示す領域に構成される。凸部Cvxは、非発光領域に対応して形成されるが、非発光領域だけに存在するように形成されていてもよく、非発光領域とその周りの画素領域を一部含む領域に存在するように形成されていてもよい。具体的には、フローティングメタル112Fとソース線114SLとが交差する領域(図4参照)や、ゲート線112GLとソース線114SLとが交差する領域(図5参照)に凸部Cvxが構成される。図4においては凸部Cvxの突出高さh1はゲート線112GLとソース線114SLとの厚さの和に相当し、例えば、0.4〜1.0μmである。図5においてはソース線114SLの厚さに相当し、例えば0.2〜0.5μmである。
【0038】
図6は、対向基板120を示す。対向基板120は、基板本体121上に、着色膜122R,122G,122Bや遮光膜123を含むカラーフィルタ層、オーバーコート層124、及び配向膜125が順に積層された構成を有する(図7参照)。
【0039】
基板本体121は、例えば、ガラス基板等の透明基材で形成されている。
【0040】
着色膜122R,122G,122Bは、それぞれ、赤色樹脂、緑色樹脂、青色樹脂で形成されている。着色膜122R,122G,122Bは、各画素領域に対応するように配置されている。着色膜122R,122G,122Bは、例えば厚さが1.5〜2.5μmである。
【0041】
遮光膜(ブラックマトリクス)123は、例えば黒色樹脂で形成されている。遮光膜123は、各画素領域を区画するように配置され、非発光領域を構成している。遮光膜123は、例えば厚さが0.8〜1.5μmである。
【0042】
オーバーコート層124は、例えば熱硬化性のエポキシ系樹脂や光硬化性のアクリル系樹脂等で形成されている。オーバーコート層124は、例えば厚さが1.0〜3.0μmである。オーバーコート層124の表面には、非発光領域に対応する領域に凹形状124aが設けられている。この凹形状124aは、アレイ基板110上に設けられた凸部Cvxと重なる領域に対応するように位置付けられており、対向基板120の凹部Ccvを構成する。凹形状124aは、例えば深さが0.3〜0.8μmである。
【0043】
配向膜125は、例えば、ポリイミド樹脂等で形成されている。配向膜125は、例えば厚さが0.06〜0.15μmである。
【0044】
凹部Ccvは、オーバーコート層124の凹形状124a上に配向膜125が積層された構成であり、例えば、深さh2が0.2〜0.7μmである。凹部Ccvの深さh2は、アレイ基板110上に設けられた凸部Cvxの突出高さh1と同じまたはそれより小さくなるように設定されている。凹部Ccvの深さh2と凸部Cvxの突出高さh1との差(h1−h2)は、ビーズスペーサ131の径rのバラツキや凸部Cvxを構成する膜の厚さのバラツキ、凹部Ccvを構成するオーバーコート膜124のエッチング量のバラツキが存在することを鑑み、0.2〜0.6μmであることが好ましい。
【0045】
凹部Ccvは、隣接する2つの画素領域を跨ぐ方向を凹部Ccvの幅方向として凹部Ccvの幅方向の大きさが3〜14μmであることが好ましい。凹部Ccvの幅方向の大きさが3μmよりも小さい場合には、ビーズスペーサ131を収容できない虞がある。
【0046】
また、基板貼り合わせ工程のうち対向基板120の表面にビーズスペーサ131を散布する工程において、ビーズスペーサ131を凹部Ccvに容易に収容する観点からは、凹部Ccvの大きさは大きいことが好ましい。例えば、図7に示す他の例として、図8に示すように、凹部Ccvの幅方向の大きさ(図8におけるw2の大きさ)がソース線114SLの幅(w1)よりも大きくなるように設定されていてもよい。但し、凹部Ccvの幅方向の大きさが14μmよりも大きくなると、凹部Ccvにビーズスペーサ131を収容しても、ビーズスペーサ131を凸部Cvxの突出端面と凹部Ccvの底面とで挟持することができず、ビーズスペーサ131が画素領域等に転がり落ちる虞や、開口率の低下の虞等がある。
【0047】
液晶層130は、電気光学特性を有するネマチック液晶材料などにより構成されている。
【0048】
シール材140は、熱硬化性樹脂や紫外線硬化性樹脂等で構成されている。
【0049】
ビーズスペーサ131は、図7に示すように、アレイ基板110に設けられた凸部Cvxの突出端面と対向基板120に設けられた凹部Ccvの底面とで挟持されて、両者間に固定されている。ビーズスペーサ131は、例えば、ジビニルベンゼンやアルキルシリケートの架橋重合体で形成されている。ビーズスペーサ131は、径rが、アレイ基板110と対向基板120との基板間距離dよりも小さく、例えば2.2〜3.8μmである。
【0050】
上記構成の液晶表示装置100は、画素領域毎にゲート線112GLからゲート信号が送られてTFTがオン状態になったときに、ソース線114SLからソース信号が送られてソース電極114S及びドレイン電極114Dを介して、画素電極117に所定の電荷を書き込まれる。一方、共通電極116には共通電極配線112CLにより共通電位が与えられている。そして、画素電極117と共通電極116との間で横方向の電位差が生じることになり、液晶層130からなる液晶容量に所定の電圧が印加されるように構成されている。液晶表示装置100では、その印加電圧の大きさに応じて液晶分子の配向状態が変わることを利用して、外部から入射する光の透過率を調整することにより、画像が表示される。
【0051】
<液晶表示装置の製造方法>
次に、液晶表示装置100の製造方法について説明する。液晶表示装置100の製造方法は、基板作製工程、基板貼り合わせ工程、及び液晶層形成工程を備える。
【0052】
(基板作製工程)
−アレイ基板の作製−
まず、従来公知の方法により、基板本体111上に共通電極116、ゲート線112GLを含む導電膜、ゲート絶縁膜113,半導体膜、ソース線114SLを含む導電膜、層間絶縁膜115及び画素電極117を所定のレイアウトに形成する。そして、ポリイミド膜を塗布した後にラビング処理を行って、アレイ基板110の最外表面を構成する配向膜118を形成することにより、アレイ基板110を得る。
【0053】
−対向基板の作製−
一方、従来公知の方法により、基板本体121上に遮光膜123を形成した後着色膜122R,122G,122Bを成膜してカラーフィルタ層を形成し、さらに、カラーフィルタ層を覆うようにオーバーコート層124を形成する。オーバーコート層124には、ハーフトーンマスクやグレートーンマスクを用いてハーフエッチング処理を行い、凹部Ccvとなる領域に対応する凹形状124aを形成する。そして、ポリイミド膜を塗布した後にラビング処理を行って、対向基板120の最外表面を構成する配向膜125を形成することにより、対向基板120を得る。このとき、対向基板120上に柱状のフォトスペーサが形成されていないので、フォトスペーサの段差にラビングを妨げられることなく、ポリイミド膜を良好に配向させることができる。
【0054】
(基板貼り合わせ工程)
次に、アレイ基板110と対向基板120とを対向配置させて非表示領域をシール材140で封止する工程について説明する。
【0055】
まず、凹部Ccvが形成された対向基板120の表面にビーズスペーサ131を散布する。このとき、純水やイソプロピルアルコール等の溶媒を用いた湿式散布法によりスペーサ散布を行って、表面張力を利用して凹部Ccvにビーズスペーサ131を収容する。なお、スペーサ散布は乾式散布法により行ってもよい。また、表面張力を利用する他、振動を与えたり静電気力を利用したりすることによって凹部Ccvにビーズスペーサ131を収容してもよい。
【0056】
続いて、凹部Ccvにビーズスペーサ131が収容された対向基板120に、シール材140で封止パターンを描画しておいたアレイ基板110を重ね合わせ、ビーズスペーサ131を凹部Ccvの底面と上記凸部Cvxの突出端面で挟持する。これにより、ビーズスペーサ131が凸部Cvx及び凹部Ccv間に固定され、アレイ基板110と対向基板120の基板間距離dが一定となるように位置付けられる。
【0057】
(液晶層形成工程)
続いて、貼り合わせたアレイ基板110と対向基板120との間に、従来公知の方法で液晶材料を注入して液晶層130を形成する。なお、基板貼り合わせ工程の前にアレイ基板110と対向基板120のうちいずれかの基板上に液晶材料を滴下してから基板の貼り合わせを行ってもよい。
【0058】
以上の工程を経て、液晶表示装置100が得られる。
【0059】
<実施形態1の効果>
実施形態1の構成によれば、アレイ基板110と対向基板120との間に固定されたビーズスペーサ131により基板間距離dの制御を行うので、基板間距離dの制御のために柱状のフォトスペーサを形成する必要がない。そのため、アレイ基板110と対向基板120のそれぞれの最外表面に配向膜118,125を成膜して配向処理しても、フォトスペーサの段差のような大きな段差がないので、配向膜118,125の配向が乱れることがなく、良好な配向規制力を有する配向膜を設けることができる。そして、結果として、光漏れを抑制することにより黒表示時の輝度上昇を抑え、優れたコントラスト性能を得ることができる。
【0060】
また、実施形態1の構成によれば、アレイ基板110と対向基板120は、凹部Ccvの底面と凸部Cvxの突出端面で挟持されることにより両者間に固定されたビーズスペーサ131により基板間距離dを一定にする制御が行われることとなる。このとき、凹部の深さh2が凸部の突出高さh1と同じまたはそれよりも小さいので、ビーズスペーサ131としては、径rが基板間距離dと等しいまたはそれよりも小さいものを用いることとなる。そのため、ビーズスペーサ131が目的としない領域(つまり、画素領域等の凸部及び凹部で挟まれて固定される場所以外の領域)に入ってしまった場合(図3のビーズスペーサ131a参照)でも、ビーズスペーサ131aが基板間距離dの制御を妨げることがなく、表示ムラが抑制される。
【0061】
<実施形態1の変形例>
実施形態1では、アレイ基板110上のフローティングメタル112Fが、ソース線114SLに沿って島状に設けられた場合を示したが、他の構成から電気的に独立したフローティング状態となっておれば特にこれに限られない。例えば、図9や10に示すように、フローディングメタル112Fがソース線114SLに沿って延びるように形成されていてもよい。
【0062】
《実施形態2》
次に、実施形態2にかかる液晶表示装置200について説明する。液晶表示装置200は、液晶パネルの基板間に縦方向に電界を生じさせて液晶分子の配向を行うTN(Twisted Nematic)モードである。
【0063】
液晶表示装置200は、アレイ基板210と対向基板220とが基板間距離dが一定となるように対向配置された構成を有する。アレイ基板210の一部は対向基板220よりも外側に延出しており、端子領域を構成している。アレイ基板210と対向基板220との間には表示領域Dに液晶層230が設けられ、液晶層230を囲うように非表示領域にシール材240が枠状に配置されている。アレイ基板210と対向基板220とは、シール材240により貼り合わされている。アレイ基板210と対向基板220の基板間距離dは、例えば3.8〜5.0μmである。
【0064】
表示領域Dには、マトリクス状に複数の画素領域が配置され、複数の画素領域のそれぞれを区画する領域が非発光領域となっている。
【0065】
図11〜13は、アレイ基板210を示す。アレイ基板210は、基板本体211上に、ゲート線212GLを含む導電膜、ゲート絶縁膜213,半導体膜(不図示)、ソース線214SLを含む導電膜、層間絶縁膜215、画素電極217が順に積層された構成を有する。そして、アレイ基板210の最外表面を覆うように配向膜218が設けられている。
【0066】
基板本体211は、例えば、ガラス基板等の透明基材で形成されている。
【0067】
ゲート線212GLを含む導電膜は、例えば、アルミニウム膜等で形成されている。ゲート線212GLを含む導電膜は、例えば、厚さが0.2〜0.5μmである。この導電膜により、ゲート線212GL、フローティングメタル212F、保持容量配線212CsL、ゲート電極212G等が構成されている。
【0068】
ゲート絶縁膜213は、例えば、窒化シリコン膜等で形成されている。ゲート絶縁膜213は、例えば厚さが0.3〜0.6μmである。
【0069】
半導体膜は、例えば、真性アモルファスシリコン膜(厚さ150nm程度)とリンがドープされたn+アモルファスシリコン膜(厚さ400nm程度)とが積層されて形成されている。
【0070】
ソース線214SLを含む導電膜は、例えば、チタン膜等で形成されている。ソース線214SLを含む導電膜は、例えば、厚さが0.2〜0.5μmである。この導電膜により、ソース線214SL、ソース電極214S、ドレイン電極214D等が構成されている。なお、ゲート電極212G,ゲート絶縁膜213、半導体膜、ソース電極214S及びドレイン電極214DでTFTが構成される。
【0071】
層間絶縁膜215は、例えば、SiOやSiN、SiON等の絶縁性無機膜で形成されている。層間絶縁膜215は、例えば厚さが0.2〜0.6μmである。
【0072】
画素電極217は、例えば、ITO膜やIZO膜等の透明導電膜で形成されている。画素電極217のそれぞれは、コンタクトホール217cを介してドレイン電極214Dに電気的に接続されている。画素電極217は、例えば厚さが0.05〜0.15μmである。
【0073】
なお、保持容量配線212CsLとドレイン電極214Dとの間には、ゲート絶縁膜213を介して保持容量が形成される。
【0074】
配向膜218は、例えば、ポリイミド樹脂等で形成されている。配向膜218は、例えば厚さが0.06〜0.15μmである。
【0075】
凸部Cvxは、ゲート線212GLを含む導電膜と、ソース線214SLを含む導電膜とが積層された領域に構成されている。すなわち、凸部Cvxは図11の平面図において斜線で示す領域に構成される。凸部Cvxは、非発光領域に対応して形成されるが、非発光領域だけに存在するように形成されていてもよく、非発光領域とその周りの画素領域を一部含む領域に存在するように形成されていてもよい。具体的には、フローティングメタル212Fとソース線214SLとが交差する領域(図12参照)や、ゲート線212GLとソース線214SLとが交差する領域(図13参照)に凸部Cvxが構成される。図11において、凸部Cvxの突出高さh1はゲート線212GLとソース線214SLとの厚さの和に相当し、0.4〜1.0μmである。図11においてはソース線214SLの厚さに相当し、例えば0.2〜1.0μmである。
【0076】
対向基板220は、基板本体221上に、着色膜222R,222G,222Bや遮光膜223を含むカラーフィルタ層、共通電極226及び配向膜225が順に積層された構成を有する。
【0077】
基板本体221は、例えば、ガラス基板等の透明基材で形成されている。
【0078】
着色膜222R,222G,222Bは、それぞれ、赤色樹脂、緑色樹脂、青色樹脂で形成されている。着色膜222R,222G,222Bは、各画素領域に対応するように配置されている。着色膜222R,222G,222Bは、例えば厚さが1.5〜2.5μmである。着色膜222R,222G,222Bは、非発光領域(つまり、遮光膜223が設けられる領域)とは重なり合わないように配置されている。
【0079】
遮光膜(ブラックマトリクス)223は、例えば黒色樹脂で形成されている。遮光膜223は、各画素領域を区画するように配置され、非発光領域を構成している。遮光膜223は、着色膜222R,222G,222Bよりも厚さが薄く、例えば0.8〜1.5μmである。
【0080】
共通電極226は、例えばITO膜等で形成されている。共通電極226は、例えば厚さが0.1〜0.2μmである。
【0081】
配向膜225は、例えば、ポリイミド樹脂等で形成されている。配向膜225は、例えば厚さが0.06〜0.15μmである。
【0082】
凹部Ccvは、図14に示すように、カラーフィルタ層において、着色膜222R,222G,222Bと遮光膜223の膜厚差により遮光膜223の領域に対応して形成されている。凹部Ccvは、着色膜222R,222G,222Bと遮光膜223の境界にできた段差上に共通電極226及び配向膜225が設けられてできたものであり、例えば、深さh2が0.2〜0.7μmである。凹部Ccvの深さh2は、アレイ基板210上に設けられた凸部Cvxの突出高さh1と同じまたはそれより小さくなるように設定されている。凹部Ccvの深さh2と凸部Cvxの突出高さh1との差(h1−h2)は、ビーズスペーサ231の径rのバラツキや凸部Cvxを構成する膜の厚さのバラツキ、凹部Ccvを構成する着色膜222の膜厚や遮光膜223の膜厚のバラツキが存在することを鑑み、0.2〜0.6μmであることが好ましい。
【0083】
液晶層230は、電気光学特性を有するネマチック液晶材料などにより構成されている。
【0084】
シール材240は、熱硬化性樹脂や紫外線硬化性樹脂等で構成されている。
【0085】
ビーズスペーサ231は、図14に示すように、アレイ基板210に設けられた凸部Cvxの突出端面と対向基板220に設けられた凹部Ccvの底面とで挟持されて、両者間に固定されている。ビーズスペーサ231は、例えば、ジビニルベンゼンやアルキルシリケートの架橋重合体で形成されている。ビーズスペーサ231は、径rが、アレイ基板210と対向基板220との基板間距離dよりも小さく、例えば3.2〜4.8μmである。
【0086】
上記構成の液晶表示装置200は、各画素領域毎にゲート線212GLからゲート電極212Gを介してゲート信号が送られてTFTがオン状態になったときに、ソース線214SLからソース信号が送られてソース電極214S及びドレイン電極214Dを介して、画素電極217に所定の電荷が書き込まれる。そして、画素電極217と対向基板220の共通電極226との間で電位差が生じることになり、液晶層230からなる液晶容量に所定の電圧が印加されるように構成されている。液晶表示装置200では、その印加電圧の大きさに応じて液晶分子の配向状態が変わることを利用して、外部から入射する光の透過率を調整することにより、画像が表示される。
【0087】
<液晶表示装置の製造方法>
次に、液晶表示装置200の製造方法について説明する。液晶表示装置200の製造方法は、基板作製工程、基板貼り合わせ工程、及び液晶層形成工程を備える。
【0088】
(基板作製工程)
−アレイ基板の作製−
まず、従来公知の方法により、基板本体211上にゲート線212GLを含む導電膜、ゲート絶縁膜213,半導体膜、ソース線214SLを含む導電膜、層間絶縁膜215及び画素電極217を所定のレイアウトに形成する。そして、ポリイミド膜を塗布した後にラビング処理を行って、アレイ基板210の最外表面を構成する配向膜218を形成することにより、アレイ基板210を得る。
【0089】
−対向基板の作製−
一方、従来公知の方法により、基板本体221上に遮光膜223を形成した後着色膜222R,222G,222Bを成膜してカラーフィルタ層を形成し、さらに、カラーフィルタ層を覆うように共通電極226を形成する。そして、共通電極226上にポリイミド膜を塗布した後にラビング処理を行って、対向基板220の最外表面を構成する配向膜225を形成することにより、対向基板220を得る。このとき、対向基板220上に柱状のフォトスペーサが形成されていないので、フォトスペーサの段差にラビングを妨げられることなく、ポリイミド膜を良好に配向させることができる。
【0090】
(基板貼り合わせ工程)
次に、アレイ基板210と対向基板220とを対向配置させて非表示領域をシール材240で封止する工程について説明する。
【0091】
まず、凹部Ccvが形成された対向基板220の表面にビーズスペーサ231を散布する。このとき、純水やイソプロピルアルコール等の溶媒を用いた湿式散布法によりスペーサ散布を行って、表面張力を利用して凹部Ccvにビーズスペーサ231を収容する。
【0092】
続いて、凹部Ccvにビーズスペーサ231が収容された対向基板220にシール材240で封止パターンを描画しておいたアレイ基板210を重ね合わせ、ビーズスペーサ231を凹部Ccvの底面と上記凸部Cvxの突出端面で挟持する。これにより、ビーズスペーサ231が凸部Cvx及び凹部Ccv間に固定され、アレイ基板210と対向基板220の基板間距離dが一定となるように位置付けられる。
【0093】
(液晶層形成工程)
続いて、貼り合わせたアレイ基板210と対向基板220との間に、従来公知の方法で液晶材料を注入して液晶層230を形成する。なお、基板貼り合わせ工程の前にアレイ基板210と対向基板220のうちいずれかの基板上に液晶材料を滴下してから基板の貼り合わせを行ってもよい。
【0094】
以上の工程を経て、液晶表示装置200が得られる。
【0095】
<実施形態2の効果>
実施形態2の構成によれば、アレイ基板210と対向基板220との間に固定されたビーズスペーサ231により基板間距離dの制御を行うので、基板間距離dの制御のために柱状のフォトスペーサを形成する必要がない。そのため、アレイ基板210と対向基板220のそれぞれの最外表面に配向膜218,225を成膜して配向処理しても、フォトスペーサの段差のような大きな段差がないので、配向膜218,225の配向が乱れることがなく、良好な配向規制力を有する配向膜を設けることができる。そして、結果として、光漏れを抑制することにより黒表示時の輝度上昇を抑え、優れたコントラスト性能を得ることができる。
【0096】
また、実施形態2の構成によれば、アレイ基板210と対向基板220は、凹部Ccvの底面と凸部Cvxの突出端面で挟持されることにより両者間に固定されたビーズスペーサ231により基板間距離dを一定にする制御が行われることとなる。このとき、凹部の深さh2が凸部の突出高さh1と同じまたはそれよりも小さいので、ビーズスペーサ231としては、径rが基板間距離dと等しいまたはそれよりも小さいものを用いることとなる。そのため、ビーズスペーサ231が目的としない領域(つまり、画素領域等の凸部及び凹部で挟まれて固定される場所以外の領域)に入ってしまった場合でも、基板間距離dの制御が妨げられることがなく、表示ムラが抑制される。
【0097】
<実施形態2の変形例>
実施形態2では、対向基板220上に設けられたカラーフィルタ層の着色膜222と遮光膜223の厚さの差による段差を利用して凹部Ccvを形成するとして説明したが、特にこれに限られない。例えば、実施形態1と同じように、カラーフィルタ層を覆うようにオーバーコート層を設け、凹部Ccvとする領域に対応するようにオーバーコート層に凹形状を形成し、さらに共通電極226及び配向膜225を積層して凹部Ccvを形成してもよい。
【0098】
また、凸部Cvxは、フローティングメタル212F等のゲート線212GLと同一層の導電膜及びソース線214SLとを積層させて構成する他、図15に示すように、画素電極217と同一層に設けられた導電膜217Fが積層されて構成されていてもよい。
【0099】
《実施形態3》
次に、実施形態3にかかる液晶表示装置300について説明する。液晶表示装置300は、液晶パネルの基板間に横方向に電界を生じさせて液晶分子の配向を行うFFS(Fringe Field Switching)モードである。実施形態1ではアレイ基板110側に凸部Cvx、及び対向基板120側に凹部Ccvが形成されているのに対し、実施形態3では、アレイ基板310側に凹部Ccv、及び対向基板320側に凸部Cvxが形成されている。
【0100】
液晶表示装置300は、アレイ基板310と対向基板320とが基板間距離dが一定となるように対向配置された構成を有する。アレイ基板310の一部は対向基板320よりも外側に延出しており、端子領域を構成している。アレイ基板310と対向基板320との間には表示領域Dに液晶層330が設けられ、液晶層330を囲うように非表示領域にシール材340が枠状に配置されている。アレイ基板310と対向基板320とは、シール材340により貼り合わされている。アレイ基板310と対向基板320の基板間距離dは、例えば2.8〜4.0μmである。
【0101】
表示領域Dには、マトリクス状に複数の画素領域が配置され、複数の画素領域のそれぞれを区画する領域が非発光領域となっている。
【0102】
図16〜18は、アレイ基板310を示す。アレイ基板310は、基板本体311上に、ベースコート膜313A,半導体膜(不図示)、ゲート絶縁膜313B、ゲート線312GLを含む導電膜、層間絶縁膜313C,ソース線314SLを含む導電膜、感光性樹脂膜313D、共通電極316、層間絶縁膜315,画素電極317が順に積層された構成を有する。そして、アレイ基板310の最外表面を覆うように配向膜318が設けられている。なお、図17は、アレイ基板310のうち共通電極316のレイアウトを示すために画素電極317を省略して示した平面図である。
【0103】
基板本体311は、例えば、ガラス基板等の透明基材で形成されている。
【0104】
ベースコート膜313Aやゲート絶縁膜313B、層間絶縁膜313Cは、例えば、窒化シリコン膜等で形成されている。ベースコート膜313Aは、例えば厚さが0.1〜0.25μmである。ゲート絶縁膜313Bは、例えば厚さが0.05〜0.15μmである。層間絶縁膜313Cは、例えば厚さが0.5〜1.3μmである。
【0105】
半導体膜は、例えば、連続粒界結晶シリコン(CGS:Continuous Grain Silicon)で形成されている。
【0106】
ゲート線312GLを含む導電膜は、例えば、アルミニウム膜やタングステン膜等で形成されている。ゲート線312GLを含む導電膜は、例えば、厚さが0.2〜0.5μmである。この導電膜により、ゲート線312GL、ゲート電極312G等が構成されている。なお、ソース電極314S,ドレイン電極314D、半導体膜、層間絶縁膜313C、及びゲート電極312Gでトップゲート型のTFTが構成される。
【0107】
ソース線314SLを含む導電膜は、例えば、アルミニウム膜等で形成されている。ソース線314SLを含む導電膜は、例えば、厚さが0.2〜0.5μmである。この導電膜により、ソース線314SL、ソース電極314S、ドレイン電極314D等が構成されている。
【0108】
感光性樹脂膜313Dは、例えばアクリル樹脂等の有機感光性樹脂で形成されている。感光性樹脂膜313Dは、例えば厚さが2.0〜3.0μmである。感光性樹脂膜313Dの表面には、非発光領域に対応する領域に、凹形状313Daが設けられている。凹形状313Daは、アレイ基板310の凹部Ccvを構成する。
【0109】
共通電極316は、例えば、ITO膜等の透明導電膜で形成されている。共通電極316は、隣接する画素領域にわたって設けられ(図17の網掛け領域参照)、共通電位が与えられている。共通電極316は、例えば厚さが0.05〜0.15μmである。
【0110】
層間絶縁膜315は、例えば、SiOやSiN、SiON等の絶縁性無機膜で形成されている。層間絶縁膜315は、例えば厚さが1.0〜3.0μmである。
【0111】
画素電極317は、例えば、IZO膜等の透明導電膜で形成されている。画素電極317には、ソース線314SLと平行に延伸する複数のスリット317Sが設けられ、複数のスリット317Sのそれぞれは互いに並ぶように配置されている。画素電極317は、例えばスリット317Sの幅が2.0〜8.0μm、電極幅が2.0〜8.0μmの組み合わせで構成される。画素電極317のそれぞれは、コンタクトホール314Dcを介してドレイン電極314Dに電気的に接続されている。画素電極317は、例えば厚さが0.3〜1.0μmである。
【0112】
なお、感光性樹脂膜313Dの上層には、共通電極316と画素電極317の間に層間絶縁膜315を介して、保持容量が形成される。
【0113】
配向膜318は、例えば、ポリイミド樹脂等で形成されている。配向膜318は、例えば厚さが0.06〜0.15μmである。
【0114】
凹部Ccvは、非発光領域において感光性樹脂膜313Dの凹形状313Da上に共通電極316、層間絶縁膜315及び配向膜325が積層された構成であり、例えば、深さh2が0.2〜0.7μmである。凹部Ccvは、例えば、ソース線314SLに沿った領域に形成される(図16の斜線領域参照)。
【0115】
凹部Ccvは、隣接する2つの画素領域を跨ぐ方向を凹部Ccvの幅方向として凹部Ccvの幅方向の大きさが3〜14μmであることが好ましい。凹部Ccvの幅方向の大きさが3μmよりも小さい場合には、ビーズスペーサ331を収容できない虞がある。また、凹部Ccvの幅方向の大きさが14μmよりも大きくなると、凹部Ccvにビーズスペーサ331を収容しても、ビーズスペーサ331を凸部Cvxの突出端面と凹部Ccvの底面とで挟持することができず、ビーズスペーサ331が画素領域等に転がり落ちる虞や、開口率の低下の虞等がある。なお、基板貼り合わせ工程のうちアレイ基板310の表面にビーズスペーサ331を散布する工程において、ビーズスペーサ331を凹部Ccvに容易に収容する観点からは、凹部Ccvの大きさは大きいことが好ましい。
【0116】
対向基板320は、基板本体321上に、着色膜322R,322G,322Bや遮光膜323を含むカラーフィルタ層、及び配向膜325が順に積層された構成を有する。
【0117】
基板本体321は、例えば、ガラス基板等の透明基材で形成されている。
【0118】
着色膜322R,322G,322Bは、それぞれ、赤色樹脂、緑色樹脂、青色樹脂で形成されている。着色膜322R,322G,322Bは、各画素領域に対応するように配置されている。着色膜322R,322G,322Bのそれぞれは、当該画素領域を区画する遮光膜323をほぼ覆うように設けられている。従って、遮光膜323上には、2種類の着色膜が積層されることとなる。着色膜322R,322G,322Bは、例えば厚さが1.5〜2.5μmである。
【0119】
遮光膜(ブラックマトリクス)323は、例えば黒色樹脂で形成されている。遮光膜323は、各画素領域を区画するように配置され、非発光領域を構成している。遮光膜323は、例えば厚さが0.8〜1.5μmである。
【0120】
配向膜325は、例えば、ポリイミド樹脂等で形成されている。配向膜325は、例えば厚さが0.06〜0.15μmである。
【0121】
凸部Cvxは、図19に示すように、着色膜322R,322G,322Bのそれぞれと遮光膜323が非発光領域において重なることにより形成される。例えば、赤色画素領域と緑色画素領域の境界部分では、凸部Cvxは、基板本体321上に遮光膜323,緑色着色膜322G、及び赤色着色膜322Rが積層されて構成されている。凸部Cvxの突出高さh1は、アレイ基板310上に設けられた凹部Ccvの深さh2と同じまたはそれより大きくなるように設定されている。凹部Ccvの深さh2と凸部Cvxの突出高さh1との差(h1−h2)は、ビーズスペーサ331の径rのバラツキや凸部Cvxを構成する膜の厚さのバラツキ、凹部Ccvを構成する感光性樹脂膜313Dのエッチング量のバラツキが存在することを鑑み、0.2〜0.6μmであることが好ましい。
【0122】
液晶層330は、電気光学特性を有するネマチック液晶材料などにより構成されている。
【0123】
シール材340は、熱硬化性樹脂や紫外線硬化性樹脂等で構成されている。
【0124】
ビーズスペーサ331は、図19に示すように、アレイ基板310に設けられた凹部Ccvの底面と対向基板320に設けられた凸部Cvxの突出端面とで挟持されて、両者間に固定されている。ビーズスペーサ331は、例えば、ジビニルベンゼンやアルキルシリケートの架橋重合体で形成されている。ビーズスペーサ331は、径rが、アレイ基板310と対向基板320との基板間距離dよりも小さく、例えば2.2〜3.8μmである。
【0125】
上記構成の液晶表示装置300は、画素領域毎にゲート線312GLからゲート信号が送られてTFTがオン状態になったときに、ソース線314SLからソース信号が送られてソース電極314S及びドレイン電極314Dを介して、画素電極317に所定の電荷を書き込まれる。一方、共通電極316には共通電位が与えられている。そして、画素電極317と共通電極316との間で横方向の電位差が生じることになり、液晶層330からなる液晶容量に所定の電圧が印加されるように構成されている。液晶表示装置300では、その印加電圧の大きさに応じて液晶分子の配向状態が変わることを利用して、外部から入射する光の透過率を調整することにより、画像が表示される。
【0126】
<液晶表示装置の製造方法>
次に、液晶表示装置300の製造方法について説明する。液晶表示装置300の製造方法は、基板作製工程、基板貼り合わせ工程、及び液晶層形成工程を備える。
【0127】
(基板作製工程)
−アレイ基板の作製−
まず、従来公知の方法により、基板本体311上にベースコート膜313A,半導体膜、ゲート絶縁膜313B,ゲート線312GLを含む導電膜、層間絶縁膜313C,ソース線314SLを含む導電膜、感光性樹脂膜313Dを所定のレイアウトに形成する。そして、ハーフトーンマスクやグレートーンマスクを用いて感光性樹脂膜313Dにハーフエッチング処理を行い、凹部Ccvとなる領域に対応する凹形状313Daを形成する。さらに、従来公知の方法により、共通電極316、層間絶縁膜315及び画素電極317を所定のレイアウトに形成する。最後に、ポリイミド膜を塗布した後にラビング処理を行って、アレイ基板310の最外表面を構成する配向膜318を形成することにより、アレイ基板310を得る。
【0128】
−対向基板の作製−
一方、従来公知の方法により、基板本体321上に着色膜322R,322G,322B及び遮光膜323を成膜してカラーフィルタ層を形成する。そして、ポリイミド膜を塗布した後にラビング処理を行って、対向基板320の最外表面を構成する配向膜325を形成することにより、対向基板320を得る。このとき、対向基板320上に柱状のフォトスペーサが形成されていないので、フォトスペーサの段差にラビングを妨げられることなく、ポリイミド膜を良好に配向させることができる。なお、対向基板320上には凸部Cvxが形成されているが、その突出高さh1がフォトスペーサのように大きくなく、また、段差がフォトスペーサの段差のように急峻ではないので、ポリイミド膜を良好に配向させることができる。
【0129】
(基板貼り合わせ工程)
次に、アレイ基板310と対向基板320とを対向配置させて非表示領域をシール材340で封止する工程について説明する。
【0130】
まず、凹部Ccvが形成されたアレイ基板310の表面にビーズスペーサ331を散布する。このとき、純水やイソプロピルアルコール等の溶媒を用いた湿式散布法によりスペーサ散布を行って、表面張力を利用して凹部Ccvにビーズスペーサ331を収容する。
【0131】
続いて、凹部Ccvにビーズスペーサ331が収容されたアレイ基板310に対向基板320を重ね合わせ、ビーズスペーサ331を凹部Ccvの底面と上記凸部Cvxの突出端面で挟持する。これにより、ビーズスペーサ331が凸部Cvx及び凹部Ccv間に固定され、アレイ基板310と対向基板320の基板間距離dが一定となるように位置付けられる。
【0132】
(液晶層形成工程)
続いて、貼り合わせたアレイ基板310と対向基板320との間に、従来公知の方法で液晶材料を注入して液晶層330を形成する。なお、基板貼り合わせ工程の前にアレイ基板310と対向基板320のうちいずれかの基板上に液晶材料を滴下してから基板の貼り合わせを行ってもよい。
【0133】
以上の工程を経て、液晶表示装置300が得られる。
【0134】
<実施形態3の効果>
実施形態3の構成によれば、アレイ基板310と対向基板320との間に固定されたビーズスペーサ331により基板間距離dの制御を行うので、基板間距離dの制御のために柱状のフォトスペーサを形成する必要がない。そのため、アレイ基板310と対向基板320のそれぞれの最外表面に配向膜318,325を成膜して配向処理しても、フォトスペーサの段差のような大きな段差がないので、配向膜318,325の配向が乱れることがなく、良好な配向規制力を有する配向膜を設けることができる。そして、結果として、光漏れを抑制することにより黒表示時の輝度上昇を抑え、優れたコントラスト性能を得ることができる。
【0135】
また、実施形態3の構成によれば、アレイ基板310と対向基板320は、凹部Ccvの底面と凸部Cvxの突出端面で挟持されることにより両者間に固定されたビーズスペーサ331により基板間距離dを一定にする制御が行われることとなる。このとき、凹部の深さh2が凸部の突出高さh1と同じまたはそれよりも小さいので、ビーズスペーサ331としては、径rが基板間距離dと等しいまたはそれよりも小さいものを用いることとなる。そのため、ビーズスペーサ331が目的としない領域(つまり、画素領域等の凸部及び凹部で挟まれて固定される場所以外の領域)に入ってしまった場合でも、基板間距離dの制御が妨げられることがなく、表示ムラが抑制される。
【産業上の利用可能性】
【0136】
本発明は、液晶表示装置及びその製造方法について有用である。
【符号の説明】
【0137】
Ccv 凹部
Cvx 凸部
100,200,300 液晶表示装置
110,210,310 アレイ基板
111,211,311 基板本体
112F,212F フローティングメタル(ゲート線と同一層の導電膜)
112GL,212GL,312GL ゲート線
113,213,313B ゲート絶縁膜(絶縁膜)
313D 感光性樹脂膜
313Da 凹形状
114SL,214SL,314SL ソース線
118,218,318 配向膜
120,220,320 対向基板
121,221,321 基板本体
122R,122G,122B 着色膜
222R,222G,222B 着色膜
322R,322G,322B 着色膜
123,223,323 遮光膜
124 オーバーコート層
124a 凹形状
125,225,325 配向膜
130,230,330 液晶層
131,231,331 ビーズスペーサ

【特許請求の範囲】
【請求項1】
マトリクス状に設けられた複数の画素領域と、該複数の画素領域を区画するように設けられた非発光領域と、を有し、互いに対向配置された2枚の基板と、
上記2枚の基板間に設けられた液晶層と、
上記2枚の基板のうち一方の基板の上記液晶層側表面に上記非発光領域に対応して上記他方の基板に向かって突出するように形成された凸部と、
上記他方の基板の上記液晶層側表面に上記凸部と重なる領域に対応して形成され、該凸部の突出高さと同じまたはそれよりも小さい深さを有する凹部と、
上記凹部に収容され、該凹部の底面と上記凸部の突出端面で挟持されることにより両者間に固定され、上記2枚の基板間距離が一定となるように保持するビーズスペーサと、
を備えたことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項2】
請求項1に記載された液晶表示装置において、
上記凸部が形成された一方の基板はアレイ基板であり、
上記凹部が形成された他方の基板は対向基板である
ことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項3】
請求項2に記載された液晶表示装置において、
上記アレイ基板は、基板本体と、該基板本体上に互いに並行して延びるように設けられた複数のゲート線と、該複数のゲート線と絶縁層を介して直交すると共に互いに並行して延びるように該基板本体上に設けられた複数のソース線と、を備え、
上記凸部は、上記ゲート線または該ゲート線と同一層に設けられた導電膜と、上記ソース線または該ソース線と同一層に設けられた導電膜と、が積層されて形成されている
ことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項4】
請求項2または3に記載された液晶表示装置において、
上記対向基板は、基板本体と、上記各画素領域に対応する着色膜及び非発光領域に対応する遮光膜からなり該基板本体上に設けられたカラーフィルタ層と、該カラーフィルタ層上に設けられ上記凹部に対応する凹形状を有するオーバーコート層と、該オーバーコート層表面に沿うように設けられた配向膜と、を備えたことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項5】
請求項1に記載された液晶表示装置において、
上記凸部が形成された一方の基板は対向基板であり、
上記凹部が形成された他方の基板はアレイ基板である
ことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項6】
請求項5に記載された液晶表示装置において、
上記アレイ基板は、基板本体と、該基板本体上に互いに並行して延びるように設けられた複数のゲート線と、該複数のゲート線と絶縁層を介して直交すると共に互いに並行して延びるように該基板本体上に設けられた複数のソース線と、該複数のゲート線及びソース線を覆って設けられ上記凹部に対応する凹形状を有する感光性樹脂膜と、基板の最外表面を被覆する配向膜と、を備えたことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項7】
請求項1〜6のいずれか1項に記載された液晶表示装置において、
上記凹部は、隣接する2つの画素領域を跨ぐ方向の大きさが3〜14μmであることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項8】
マトリクス状に設けられた複数の画素領域と、該複数の画素領域を区画するように設けられた非発光領域と、を有する2枚の基板のうち一方の基板の非発光領域に対応する凸部を形成し、他方の基板の非発光領域に対応し且つ上記凸部の突出高さよりと同じまたは小さい深さを有する凹部を形成する基板作製工程と、
上記他方の基板の凹部にビーズスペーサを収容し、該ビーズスペーサを該凹部の底面と上記凸部の突出端面で挟持することにより両者間に固定して2枚の基板を基板間距離が一定となるように対向配置させる基板貼り合わせ工程と、
上記基板貼り合わせ工程の前または後に、上記2枚の基板間に液晶材料を導入して液晶層を形成する液晶層形成工程と、
を備えたことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。

【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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【図14】
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【図15】
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【図16】
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【図17】
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【図18】
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【図19】
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【公開番号】特開2013−20157(P2013−20157A)
【公開日】平成25年1月31日(2013.1.31)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−154436(P2011−154436)
【出願日】平成23年7月13日(2011.7.13)
【出願人】(000005049)シャープ株式会社 (33,933)
【Fターム(参考)】