図面 (/)

技術 液晶表示装置及び液晶表示装置の製造方法

出願人 株式会社ジャパンディスプレイ
発明者 石井正
出願日 2009年9月3日 (11年3ヶ月経過) 出願番号 2009-203896
公開日 2011年3月17日 (9年9ヶ月経過) 公開番号 2011-053553
状態 特許登録済
技術分野 光学フィルタ 液晶1(応用、原理) 液晶4(光学部材との組合せ) 液晶4(光学部材との組合せ)
主要キーワード 略矩形平板状 樹脂製部材 逆テーパ状 垂れ落ち テーパ角 カラーフィルタオンアレイ SUB 現像面
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2011年3月17日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (12)

課題

配向膜段差を従来よりも更に軽減し、かつ、コンタクトホールに形成されるスペーサの変形を防いだ2色以上の着色部を有するカラーフィルタオンアレイ方式の液晶表示装置を提供することを目的とする。

解決手段

光透過性の第1の基板10と、第1の基板10の一主面と対向する光透過性の第2の基板20と、第1の基板10と第2の基板20との間隙に保持される液晶層30と、を備え、第1の基板10は、光透過性の絶縁基板SUBと、テーパ状の第1の端面13Gbを有する第1の着色部13Gと、逆テーパ状の第2の端面13Bgを有する第2の着色部13Bと、を備え、絶縁基板SUB上において、第1の基板10の厚さ方向に第1の端面13Gbと第2の端面13Bgとが重なるように配置されたことを特徴とする。

概要

背景

カラーフィルタオンアレイ方式の液晶表示装置は、アレイ基板上にカラーフィルタが設けられており、アレイ基板のカラーフィルタを保持する一主面と対向基板との間に液晶層を保持することによって構成される。カラーフィルタとしては、赤色、緑色、青色の3色の着色部からなるものが一般的である。

着色部はフォトリソグラフィー法で色ごとに別々に形成する。この着色部は所定の位置からずれて形成されると、着色部の隙間から光が透過してしまう虞がある。これを防ぐために、隣り合う着色部は外縁が重なり合うように配置されている。

しかしながら、着色部の重なり部分は、重なっていない部分に対して厚さが厚くなっているため、カラーフィルタの上層に設けられる配向膜段差ができる。この配向膜の段差によって、液晶層に含まれる液晶分子配向乱れる場合があった。

近年、カラーフィルタ層重ね合わせ部の段差や、スイッチング素子上の遮光層による段差等の各画素内の表面段差を小さくし、段差の傾斜部の基板表面となす角度を小さくした液晶パネルが開示されている(例えば、特許文献1参照。)。

また、カラーフィルタの上層に設けられた画素電極とカラーフィルタの下層に設けられた配線層を接続するコンタクトホールの上層にスペーサを形成する場合、焼成工程においてスペーサが変形し所望の高さよりも低くなる場合があった。その場合には、押圧力が加わったときの強度が低下するとともに、押圧力による基板の変形量が大きくなると液晶層に含まれる液晶分子の配向が乱れ、表示品位が低下することがあった。

概要

配向膜の段差を従来よりも更に軽減し、かつ、コンタクトホールに形成されるスペーサの変形を防いだ2色以上の着色部を有するカラーフィルタオンアレイ方式の液晶表示装置を提供することを目的とする。光透過性の第1の基板10と、第1の基板10の一主面と対向する光透過性の第2の基板20と、第1の基板10と第2の基板20との間隙に保持される液晶層30と、を備え、第1の基板10は、光透過性の絶縁基板SUBと、テーパ状の第1の端面13Gbを有する第1の着色部13Gと、逆テーパ状の第2の端面13Bgを有する第2の着色部13Bと、を備え、絶縁基板SUB上において、第1の基板10の厚さ方向に第1の端面13Gbと第2の端面13Bgとが重なるように配置されたことを特徴とする。

目的

本発明は、上記問題点を解決するために成されたもので、液晶層に含まれる液晶分子の配向が乱れることを回避し、表示品位の良好な液晶表示装置および液晶表示装置の製造方法を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
0件

この技術が所属する分野

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

光透過性の第1の基板と、前記第1の基板の一主面と対向する光透過性の第2の基板と、前記第1の基板と前記第2の基板との間隙に保持される液晶層と、を備え、前記第1の基板は、光透過性の絶縁基板と、テーパ状の第1の端面を有する第1の着色部と、逆テーパ状の第2の端面を有する第2の着色部と、を備え、前記絶縁基板の上層において、前記第1の基板の厚さ方向に前記第1の端面と前記第2の端面とが重なるように配置されたことを特徴とする液晶表示装置

請求項2

前記第1の基板は、前記第1の着色部及び前記第2着色部の下層に配置された配線層と、前記第1の着色部及び前記第2の着色部を覆う画素電極と、前記画素電極を覆う配向膜と、前記第1の着色部及び前記第2の着色部をそれぞれ貫通するように設けられ、前記画素電極と前記配線層とを接触させるコンタクトホールと、前記コンタクトホールが設けられた位置において前記配向膜上に設けられたスペーサと、を備え、前記コンタクトホールを縁取る前記第1の着色部の端部及び前記第2の着色部の端部はテーパ状であり、前記スペーサは、一部が、前記着色部の端部上に配置された前記配向膜の一部を覆うようにして設けられたことを特徴とする液晶表示装置。

請求項3

前記第1の着色部及び前記第2の着色部のテーパ状の端部は、前記一主面に平行な高さが変化する方向における長さが15 μm以上であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の液晶表示装置。

請求項4

配線層を有する光透過性の絶縁基板の上層に第1の顔料を塗布する工程と、前記第1の顔料を、パターン露光する工程と、前記第1の顔料のパターン形成に不要な部分をパドル現像によって取り除き、パターン形成に必要な部分の端面が15 μm以上になるように現像液浸食させるパドル現像工程と、前記第1の顔料を焼成して第1の着色部を形成する工程と、前記第2の顔料を前記第1の着色部及び前記絶縁基板の上層に塗布する工程と、前記第2の顔料を、一部が前記第1の着色部の前記現像液に浸食された前記端面に重なるようなパターン露光する工程と、前記第2の顔料のパターン形成に不要な部分をパドル現像によって取り除く工程と、前記第2の顔料を焼成して第2の着色部を形成する工程と、第2の基板を前記配向膜に間隙を持って対向させる工程と、前記第1の基板と前記第2の基板との間隙に液晶層を注入する工程と、を具備することを特徴とする液晶表示装置の製造方法。

請求項5

前記第2の着色層を形成する工程の後、前記パドル現像工程の前に、前記第1の着色部及び前記第2の着色部の上に画素電極を形成する工程と、前記画素電極の上に配向膜を設ける工程と、前記第1の着色部及び前記第2の着色部のそれぞれに、前記配線層と前記画素電極とを接続するためのコンタクトホールを形成する工程と、前記コンタクトホールおよび前記コンタクトホールを縁取る前記第1の着色部あるいは前記第2の着色部の端部の一部の上層に配置された前記配向膜上に、スペーサを形成する工程と、を具備することを特徴とする請求項4に記載の液晶表示装置の製造方法。

技術分野

0001

本発明は、2色以上の着色部を有するカラーフィルタオンアレイ方式の液晶表示装置及び液晶表示装置の製造方法に関する。

背景技術

0002

カラーフィルタオンアレイ方式の液晶表示装置は、アレイ基板上にカラーフィルタが設けられており、アレイ基板のカラーフィルタを保持する一主面と対向基板との間に液晶層を保持することによって構成される。カラーフィルタとしては、赤色、緑色、青色の3色の着色部からなるものが一般的である。

0003

着色部はフォトリソグラフィー法で色ごとに別々に形成する。この着色部は所定の位置からずれて形成されると、着色部の隙間から光が透過してしまう虞がある。これを防ぐために、隣り合う着色部は外縁が重なり合うように配置されている。

0004

しかしながら、着色部の重なり部分は、重なっていない部分に対して厚さが厚くなっているため、カラーフィルタの上層に設けられる配向膜段差ができる。この配向膜の段差によって、液晶層に含まれる液晶分子配向乱れる場合があった。

0005

近年、カラーフィルタ層重ね合わせ部の段差や、スイッチング素子上の遮光層による段差等の各画素内の表面段差を小さくし、段差の傾斜部の基板表面となす角度を小さくした液晶パネルが開示されている(例えば、特許文献1参照。)。

0006

また、カラーフィルタの上層に設けられた画素電極とカラーフィルタの下層に設けられた配線層を接続するコンタクトホールの上層にスペーサを形成する場合、焼成工程においてスペーサが変形し所望の高さよりも低くなる場合があった。その場合には、押圧力が加わったときの強度が低下するとともに、押圧力による基板の変形量が大きくなると液晶層に含まれる液晶分子の配向が乱れ、表示品位が低下することがあった。

先行技術

0007

特開2002−357828号公報

発明が解決しようとする課題

0008

従って本発明は、上記問題点を解決するために成されたもので、液晶層に含まれる液晶分子の配向が乱れることを回避し、表示品位の良好な液晶表示装置および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

この発明の態様による液晶表示装置は、光透過性の第1の基板と、前記第1の基板の一主面と対向する光透過性の第2の基板と、前記第1の基板と前記第2の基板との間隙に保持される液晶層と、を備え、前記第1の基板は、光透過性の絶縁基板と、テーパ状の第1の端面を有する第1の着色部と、逆テーパ状の第2の端面を有する第2の着色部と、を備え、前記絶縁基板の上層において、前記第1の基板の厚さ方向に前記第1の端面と前記第2の端面とが重なるように配置されたことを特徴としている。

0010

また、この発明の態様による液晶表示装置の製造方法は、配線層を有する光透過性の絶縁基板の上層に第1の顔料を塗布する工程と、前記第1の顔料を、パターン露光する工程と、前記第1の顔料のパターン形成に不要な部分をパドル現像によって取り除き、パターン形成に必要な部分の端面が15 μm以上になるように現像液浸食させるパドル現像工程と、前記第1の顔料を焼成して第1の着色部を形成する工程と、前記第2の顔料を前記第1の着色部及び前記絶縁基板の上層に塗布する工程と、前記第2の顔料を、一部が前記第1の着色部の前記現像液に浸食された前記端面に重なるようなパターン露光する工程と、前記第2の顔料のパターン形成に不要な部分をパドル現像によって取り除く工程と、前記第2の顔料を焼成して第2の着色部を形成する工程と、第2の基板を前記配向膜に間隙を持って対向させる工程と、前記第1の基板と前記第2の基板との間隙に液晶層を注入する工程と、を具備することを特徴としている。

発明の効果

0011

本発明によれば、液晶層に含まれる液晶分子の配向が乱れることを回避し、表示品位の良好な液晶表示装置および液晶表示装置の製造方法を得ることができる。

図面の簡単な説明

0012

図1は本発明の一実施形態に係かる液晶表示装置の斜視図である。
図2図1に示すII−II線に沿って切断した断面の一例の拡大図である。
図3は、図1に示す破線円III内のアレイ基板の一構成例を示す拡大図である。
画素電極の一構成例を示す拡大図である。
着色部形成後の様子の一例を示す一部断面拡大図である。
緑色着色部の焼成前の様子の一例を示す拡大図である。
緑色着色部の焼成後の様子の一例を示す拡大図である。
青色着色部の焼成前の様子の一例を示す拡大図である。
青色着色部の焼成後の様子の一例を示す拡大図である。
緑色着色部のコンタクトホールに形成されたスペーサの様子の一例を示す断面拡大図である。
従来の緑色着色部のコンタクトホールに形成された加熱前のスペーサの様子の一例を示す断面拡大図である。

実施例

0013

以下、この発明の一実施の形態に係る液晶表示装置及び液晶表示装置の製造方法について図面を参照して説明する。図1は本実施の形態に係る液晶表示装置を示す斜視図である。

0014

図1に示すように、液晶表示装置1は略矩形平板状のアレイ基板10(第1の基板)と、このアレイ基板10の一主面と対向する対向基板20(第2の基板)と、アレイ基板10と対向基板20との間に保持された液晶層30とを有している。アレイ基板10の一辺には回路基板60が設けられている。

0015

図2図1のII−II線に沿って切断した断面の一例の拡大図である。

0016

図2に示すように、アレイ基板10と対向基板20とは、対向面の周辺部に配置したシール材31によって貼り合わせられている。シール材31の内側には、シール材31に沿って遮光層40が設けられている。アレイ基板10と対向基板20との間には柱状のスペーサ16a、16bが介在しており、このスペーサ16a、16bによって形成されるギャップに液晶層30が収納される。

0017

シール材31には例えば光硬化性熱硬化性などの樹脂が用いられる。また遮光層40には例えば黒色の樹脂が用いられる。

0018

アレイ基板10は、ガラスなど透明な絶縁基板SUBを有する。絶縁基板SUBの対向基板20と対向する一主面には、絶縁基板SUBに近い側から順に、第1層間膜11と配線層12と着色層13と第2層間膜14と画素電極17と配向膜18とが積層されている。

0019

第1層間膜11は絶縁基板SUBを覆うように設けられている。第1層間膜11は、透明な絶縁性酸化膜が用いられる。

0020

配線層12上の遮光層40に囲まれた内側の領域には、着色層13が設けられている。着色層13は、3色の略矩形状の着色部(赤色着色部13R、緑色着色部13G、青色着色部13B)が周期的に並べられることによって構成されている。着色層13上には第2層間膜14が設けられている。本実施の形態では第2層間膜14にも、第1層間膜11と同じ透明な絶縁性の材料が用いられる。

0021

着色層13及び第2層間膜14には、着色層13及び第2層間膜14を貫通するコンタクトホール15が形成されている。コンタクトホール15は、一つの着色部13R、13G、13Bにつき一つずつ設けられている。

0022

第2層間膜14上には複数の画素電極17が間隔を持って配置されている。画素電極17は下層の着色層13の一つの着色部13R、13G、13Bにつき一つずつ配置されている。画素電極17はコンタクトホール15を覆っており、コンタクトホール15によって配線層12のゲート線12Gと接触し、電気的に接続されている。

0023

図3図1の液晶表示装置の破線円III内のアレイ基板を示す拡大図である。

0024

図3に示すように、絶縁基板SUBの内側に配向膜18が設けられている。配向膜18の下層にある配線層12は、複数のゲート線12Gと複数のソース線12Sとを含む。ゲート線12Gは絶縁基板SUBの一辺沿ったY方向と略平行である。ソース線12Sは、Y方向と略垂直な絶縁基板SUBの一辺に沿ったX方向と略平行である。

0025

つまり、ゲート線12Gとソース線12Sとは互いに直交するように格子状に形成されている。ゲート線12G及びソース線12Sには、例えばアルミニウムモリブデンなどの金属が用いられる。

0026

ゲート線12Gとソース線12Sとで区切られた一区画には、画素電極17が一つずつ配置されている。画素電極17の一部はゲート線12Gの一部に重なっている。配線層12の上層に設けられた画素電極17と、第2層間膜14に形成されたコンタクトホール15と、は略矩形状である。ゲート線12Gの一部に重なる画素電極17とコンタクトホール15とは、ゲート線12Gの上層であって、2本のソース線12Sの間の領域の中央に、その中心が位置するように配置されている。

0027

図4は画素電極を示す拡大図である。

0028

図4に示すように、画素電極17は、コンタクトホール15を覆う小さな略矩形状の部分であるコンタクト部17Aと、ゲート線12G及びソース線12Sで囲まれた光が透過する領域を覆う大きな略矩形状の部分である光透過部17Bとが組み合わせられた凸字型の形状である。画素電極17は、インジウムティン−オキサイド(ITO:Indium Tin Oxide)などの透明電極で形成されている。

0029

一方、対向基板20には、図3に示すように、アレイ基板10と対向する一主面に透明電極で形成された対向電極27が設けられている。対向電極27は、画素電極と同様に、ITOなどの透明電極で形成されている。

0030

アレイ基板10の液晶層30を保持する一主面に対する他主面側には、偏光板50aが配置されている。また、対向基板20の液晶層30を保持する一主面に対する他主面側には偏光板50bが配置されている。

0031

アレイ基板10の配向膜18上にはフォトリソグラフィー法により透明な樹脂で形成された、2種類の柱状のスペーサ(第1のスペーサ16a、第2のスペーサ16b)が一定の間隔を持って均一に配置されている。

0032

第1のスペーサ16aは、ゲート線12Gの上層で、かつ、画素電極17同士の隙間上にある配向膜18上に設けられている。つまり、第1のスペーサ16aは、下層にある画素電極17のコンタクト部17A同士の隙間の上層に配置されている。第1のスペーサ16aの天面16aTは対向基板20の対向電極27と接しており、この第1のスペーサ16aによってアレイ基板10と対向基板20が均一の間隔を持って保持されている。第1のスペーサ16aの配向膜18からの高さ(アレイ基板10の厚さ方向における、第1のスペーサ16aが配置された位置の配向膜18の表面から天面16aTまでの幅)は4 μmである。

0033

第2のスペーサ16bは、コンタクトホール15の上層に配置された配向膜18の上に配置されている。第2のスペーサ16bは、アレイ基板10もしくは対向基板20が押圧された際に、アレイ基板10と対向基板20との間隔が狭くなるのを防止するものであり、第2のスペーサ16bの天面16bTと対向基板20の対向電極27との間には間隔がある。第2のスペーサ16bについては後で詳しく説明する。

0034

着色層13の着色部13R、13G、13Bの様子を、図5を使って説明する。図5は、着色部形成後の様子を示す一部断面拡大図である。アレイ基板10の配線層12上に、赤色着色部13R、緑色着色部13G、青色着色部13Bが、この順に並べられている。

0035

緑色着色部13G(第1の着色部)は赤色着色部13Rと接する端面13Grも青色着色部13B(第2の着色部)と接する端面13Gb(第1の端面)もテーパ状になっている。すなわち、緑色着色部13Gは、配線層12からの距離が離れるに従って、W方向の幅が小さくなるように形成されている。

0036

青色着色部13Bは、緑色着色部13Gと接する端面13Bg(第2の端面)が逆テーパ状で、赤色着色部13Rと接する端面13Brはテーパ状になっている。そして、赤色着色部13Rは、緑色着色部13Gと接する端面13Rgも青色着色部13Bと接する端面13Rbも逆テーパ状になっている。すなわち、赤色着色部13Rは、配線層12からの距離が離れるに従って、W方向の幅が大きくなるように形成されている。

0037

着色部13R、13G、13B同士の境界がアレイ基板10の絶縁基板SUB面と成す角(テーパ角)の角度θはどれも13度である。

0038

アレイ基板10の厚さ方向(長さHと略平行な方向)における着色部13R、13G、13B同士の重なり部分は、単一の着色部13R、13G、13Bよりも厚さが厚くなっている。この実施の形態においては、着色部13R、13G、13Bの厚さは3.5 μmであり、着色部13R、13G、13Bの重なり部分の厚さ(2色の着色部の厚さの和)は4.0 μmである。また、着色部13R、13G、13Bの重なり部分のアレイ基板10の一主面に平行な方向の長さ(図5において示すW方向の長さW2)は18 μmである。

0039

このような着色部13R、13G、13Bを形成する方法を図6A図6Bを使って説明する。図6Aは、緑色着色部の焼成前の様子を示す拡大図である。図6Bは、緑色着色部の焼成後の様子を示す拡大図である。

0040

まず、アレイ基板10の絶縁基板SUSの上層において、配線層12上に緑色着色部13Gの材料である緑色顔料(第1の顔料)を塗布する。次に、緑色着色部13Gのパターンが施されたマスクを用いて露光する。その後パドル現像によって、パターン形成に不要な緑色顔料を除去する。

0041

なお、パドル現像とは、緑色顔料が塗布されたアレイ基板10表面に現像液を塗布し、アレイ基板10全体に薄い現像液の膜が均一に張った状態にして現像する方法である。パドル現像においては現像液がアレイ基板10上に留められたまま流れないので、一定時間以上現像液をアレイ基板10上に留めておくと、緑色顔料のパターン形成に不要な部分が除去されるだけでなく、パターンに必要な部分の端面も侵食されてゆく。この浸食は、緑色着色部の高さの中間付近において最も進行が早い。従って、図6Aに示すように、凹型の端面を有する緑色着色部13Gが形成される。

0042

その後、現像液をリンス液で洗い流し、リンス液を蒸発させるためにアレイ基板を焼成する。焼成は100度〜150度で行う。この熱によって、緑色着色部13Gの端面がアレイ基板10に垂れ落ちて、図6Bに示すようなテーパ状の緑色着色部13Gが形成される。

0043

続いて、青色着色部13Bを緑色着色部13Gと同様の手順で形成する。図7Aは、青色着色部の焼成前の様子を示す拡大図である。図7Bは、青色着色部の焼成後の様子を示す拡大図である。

0044

青色着色部13Bの材料となる青色顔料(第2の顔料)を、アレイ基板10の絶縁基板SUSの上層において、配線層12及び緑色着色部13Gを覆うようにして塗布する。このとき、配線層12上の青色顔料の方が、緑色着色部13G上の青色顔料よりも厚く塗布される。これは、緑色着色部13G上の青色顔料が配線層12上に垂れ落ちるからである。青色顔料は粘性を持つため、全ての青色顔料が配線層12上に流れるわけではなく、緑色着色部13G上に残る青色顔料もある。

0045

続いて、露光及びパドル現像によって、緑色着色部13Gの隣に青色着色部13Bを形成する。青色着色部13Bの緑色着色部13G側の端面13Bgは、図7Aのように緑色着色部13Gの端面13Gbにアレイ基板10の厚さ方向において重なっている。青色着色部13Bの端面13Bgと緑色着色部13Gの端面13Gbとの重なり部分の絶縁基板SUBの一主面からの高さは、重なり部分以外の緑色着色部13Gのみの部分の高さよりも少し高くなっている。

0046

青色着色部13Bの緑色着色部13Gと重なる端面13Bgと反対側の端面13Brとは、パドル現像の後には凹型になっている。このような青色着色部13Bを焼成すると、加えられた熱によって端面13Brは垂れ落ちて、図7Bのようなテーパ状になる。

0047

赤色着色部13Rも同様にして、緑色着色部13Gと青色着色部13Bとの間に設ける。赤色着色部13Rを形成した後の様子は図5のようになる。赤色着色部13Rについては、アレイ基板10の厚さ方向において、その端面13Rgが緑色着色部13Gの端面13Grに重なるとともに、反対側の端面13Rbが青色着色部13Bの端面13Brに重なる。

0048

パドル現像によると、現像液は現像時間に応じて着色部13G、13Bの中心部に向かって浸食してゆく。現像時間を長く設けると、現像液の浸食が進んで緑色着色部13Gの端面13Gr、13Gb及び青色着色部13Bの端面13Brのテーパ状の部分を長くすることができる。

0049

従って、現像時間を長く設けると、焼成後の緑色着色部13Gの端面13Gr、13Gb及び青色着色部13Bの端面13Brを、角度θが小さな緩やかな傾斜に形成することができるので、着色部13R、13G、13B同士の重なり部分の盛り上がりの高さを小さくすることができる。

0050

このようにパドル現像によると、現像時間を調節することにより現像液の浸食具合を調節することができるので、従来のシャワー現像と違って、着色部13Bの浸食される長さ、つまり、第1の基板の一主面と略平行な方向におけるテーパ状の端部13BTの長さを15μm以上とすることができる。テーパ状の端部13BTの長さを15 μm以上とすることによって、テーパ角の角度θを十分小さくすることができる。なお、テーパ状の端部13BTの長さは、着色部の厚さに応じて、適切な長さに調節することが望ましい。

0051

この実施の態様においては、着色部の厚さは3.5μmであるので、角度θはおよそ13度である。

0052

例えば緑色着色部13Gの端面13Gbについて、角度θが小さければ小さいほどこの上に重ねて塗布される青色着色部13Bの盛り上がりの高さは低くなる。これは、青色着色部13Bを形成する青色顔料が粘性の低い液体であるためである。

0053

また、青色顔料は粘性を持つために、緑色着色部13Gの上に留まろうとする性質も持つ。したがって、アレイ基板10の厚さ方向において緑色着色部13Gと青色着色部13Bとが重なり、緑色着色部13Gと青色着色部13Bとの間に隙間が生じることが回避される。

0054

ここで、緑色着色部13Gの端面13Gbの傾斜が緩やか(角度θが小さい)な場合、青色顔料は緑色着色部13Gの高さが高いところであるテーパ状になっていない平らな部分(図5で示す部分W1)から端面13Gbの斜面を伝って配線層12に流れやすい。逆に緑色着色部13Gの端面13Gbの傾斜が急(角度θが大きい)場合、着色部13Gの高さが高いところと端面13Gbの斜面との境界で表面張力が働くので、青色顔料は配線層12に流れにくい。従って、角度θが小さいほど青色顔料は配線層12に流れやすいので、緑色着色部13G上の青色顔料は薄くなり、結果として、緑色着色部13Gと青色着色部13Bとの重なり部分の盛り上がりは小さくなる。

0055

このように角度θを小さくするほど着色部13R、13G、13B同士の重なり部分の盛り上がりを少なくすることができる。よって、本実施の形態に係る液晶表示装置および液晶表示装置の製造方法によれば、着色層13の段差を小さくして従来よりも着色層13の表面を滑らかにすることができるので、着色層13の上層にある配向膜18の段差を減らすことができる。その結果、配向膜18の段差によって生じる液晶層30の液晶分子の配向の乱れを抑制して表示品位を改善することができる。また段差がある場合には着色層13を研磨する工程が必要であるが、本実施の形態においては着色層13の段差が小さいので研磨は不要である。

0056

続いて、コンタクトホール15の上層に形成する第2のスペーサ16bについて、図8を使って詳しく説明する。図8は、緑色着色部のコンタクトホールに形成された第2のスペーサの様子を示す断面拡大図である。コンタクトホール15を囲む緑色着色部13Gの端面13GEも、現像工程において現像液に浸食されるので、赤色着色部13Rや青色着色部13Bと重なる端面13Gr、13Gbと同様にテーパ状になっている。

0057

緑色着色部13Gのコンタクトホール15を囲む端面13GEがアレイ基板10と成す角(テーパ角)の大きさはおよそ13度である。また緑色着色部13Gの端面13GEの基板に平行な方向の長さは18μmである。テーパ状の端部13BTの長さを15μm以上とすると、テーパ角の角度θを十分に小さくすることができ、着色部13R、13G,13B同士の重なり部分の盛り上がりの高さを小さくすることができる。

0058

このようなコンタクトホール15上に設けられている画素電極17及び配向膜18はテーパ状の側面とこの側面に囲まれた底部を有する。すなわち、配向膜18は、コンタクトホール15の上層に配置された底部18B、及び、コンタクトホール15を縁取る着色部13R、13G,13Bの端部上に配置された端面18Eを備えている。配向膜18の底部18B及び端面18Eの一部の上には第2のスペーサ16bが設けられている。

0059

コンタクトホール15上の配向膜18の底部18Bの絶縁基板SUBの一主面からの高さは、コンタクトホール15以外の部分の上層に配置された配向膜18の高さよりも低くなっているが、この高さの差(図8において示す長さh)は0.3 μmである。

0060

また、コンタクトホール15上の配向膜18の底部18Bからの第2のスペーサ16bの高さ(図8において示す長さH)は6.7 μmである。第1のスペーサ16aの配向膜18からの高さが4 μmであるので、第1のスペーサ16aと第2のスペーサ16bとの高さの差は0.3 μmである。

0061

第2のスペーサ16bはフォトリソグラフィー法で第1のスペーサ16aと同じ透明の樹脂によって形成するが、形成の際には加熱の工程を経るために、第2のスペーサ16bを形成する樹脂が溶けて、第2のスペーサ16bの形状が崩れてしまう場合がある。しかし、この実施の形態においては、第2のスペーサ16bが配向膜18の端面18Eと一部重なるように形成されるので、第2のスペーサ16bの下地の外縁がかさあげされるため、第2のスペーサ16bの樹脂が溶けて配向膜18に垂れ落ちたとしても、溶けた樹脂が配向膜18の端面18Eによってき止められる。従って、溶けた樹脂が配向膜18に広がりにくい。

0062

従来の液晶表示装置は、着色部113の現像をパドル現像ではなくシャワー現像により行っていた。そのため、コンタクトホールを囲む緑色着色部113Gの端面113GTはテーパ状ではなく、アレイ基板110の絶縁基板SUBに対して略直角である。このような緑色着色部113Gの端部113Gbと青色着色部113Bの端部113Bgと重ね合わせると、重なり部の厚さが、青色着色部113Bと重なっていない緑色着色部113Gよりも厚くなる場合がある。

0063

また、コンタクトホール上の画素電極117及び配向膜118の側面は、図8で示す画素電極17及び配向膜18の側面よりもアレイ基板110の絶縁基板SUBに対する傾斜が急である。そして、配向膜118の端面118Eに囲まれる底部118B上に第2のスペーサ116bが設けられている。このような第2のスペーサ116bを形成する樹脂が加熱によって溶ける場合、樹脂は配向膜118の底部118Bに広がる。そのため、第2のスペーサ116bの高さが低くなったり、第2のスペーサ116bの天面116bTの面積が減少したりする場合がある。

0064

しかし、この実施の形態においては、緑色着色部13Gの端面13GTがテーパ上になっているので、緑色着色部13Gの端部13Gbと青色着色部13Bの端部13Bgとの重なり部の厚さを減少させることができる。

0065

また、コンタクトホール15上の配向膜18の端面18Eがテーパ状になっているので、焼成の際に第2のスペーサ16bの樹脂が広がるのが妨げられるので、第2のスペーサ16bの高さが低くなったり、第2のスペーサ16bの天面16bTの面積が小さくなったりするのを防止することができる。

0066

このように、この実施の形態によれば、アレイ基板10もしくは対向基板20が押圧されたとしても、液晶層30の間隔が第2のスペーサ16bの高さよりも狭くならない。従って、押圧により表示領域に波紋が生じて見栄えを悪くするなどの心配がない。

0067

また、パドル現像を採用すれば、シャワー現像と違って、現像面内を均一に現像させることができるため、現像むらが生じにくい。

0068

この実施の形態においては、着色層13を緑色着色部13G、青色着色部13B、赤色着色部13Rの順に形成したが、着色部13R、13G、13Bの形成順はこれに限られない。しかし、緑色着色部13Gを形成する材料には液晶層30の液晶分子の挙動などに悪影響を与える成分が含まれる場合がある。このような場合には、緑色着色部13Gを一番目に形成して、緑色着色部13Gの端面13Gr、13Gbが赤色着色部13Rや青色着色部13Bに覆われるようにし、赤色着色部13R、青色着色部13Bよりも液晶層30側の面積を小さくすると液晶層30に悪影響を与える心配が少なくなる。

0069

上述の構成及び製造方法により、この実施の形態によれば、配向膜の段差を従来よりも更に軽減し、かつ、コンタクトホールに形成されるスペーサの変形を防ぐことができるので、表示品位が良好な、2色以上の着色部を有するカラーフィルタオンアレイ方式の液晶表示装置を得ることができる。

0070

すなわち、この実施の形態に係る液晶表示装置および液晶表示装置の製造方法によれば、液晶層に含まれる液晶分子の配向が乱れることを回避し、表示品位の良好な液晶表示装置および液晶表示装置の製造方法を得ることができる。

0071

なお、この発明は、上記実施形態そのものに限定されるものではなく、その実施の段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。

0072

また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。

0073

1液晶表示装置
10アレイ基板
11 第1層間膜
12配線層
13着色層
13R 赤色着色部
13G 緑色着色部
13GT緑色着色部の天面
13B 青色着色部
14 第2層間膜
15コンタクトホール
16a 第1のスペーサ
16b 第2のスペーサ
17画素電極
18配向膜
20対向基板
27対向電極
30液晶層
31シール材
40遮光層
41 層状の樹脂製部材
42 柱状の樹脂製部材
50偏光板
60回路基板
SUB絶縁基板

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

関連する公募課題

該当するデータがありません

ページトップへ

技術視点だけで見ていませんか?

この技術の活用可能性がある分野

分野別動向を把握したい方- 事業化視点で見る -

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

  • 日東電工株式会社の「 光学的表示装置を製造する方法」が 公開されました。( 2020/10/29)

    【課題】粘着剤層の筋状変形、先端部の貼りズレまたは浮き等が生じない、光学的表示装置を製造する方法を提供する。【解決手段】パネル貼合位置100に、帯状の光学フィルム積層体1のキャリアフィルム2から粘着剤... 詳細

  • 信越エンジニアリング株式会社の「 貼合デバイスの貼り合わせ装置及び貼り合わせ方法並びに貼合デバイス」が 公開されました。( 2020/10/29)

    【課題】封入空間に対するフィル材の供給量を多くしても、フィル材の伸展圧力でシールが決壊せず、複数の素子の有効封止領域をフィル材より無気泡で封止する貼り合わせ装置を提供する。【解決手段】複数の素子Eが配... 詳細

  • 凸版印刷株式会社の「 調光ユニット」が 公開されました。( 2020/10/29)

    【課題】調光シートと可撓性給電手段(FPC)の接合構造を改良することで、FPCに応力が掛かった場合であっても接続箇所の損傷を防止することができ、接合の信頼性を向上可能な調光ユニットの構成を提示する。【... 詳細

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

関連する挑戦したい社会課題一覧

この 技術と関連する公募課題

該当するデータがありません

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ