JP2011180259A - 液晶表示装置及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】生産性の低下を抑制することが可能な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。
【解決手段】第１スイッチング素子及び第２スイッチング素子と、第１スイッチング素子上に配置された第１カラーフィルタ層と、第２スイッチング素子上に配置されるとともに第１カラーフィルタ層の一部に重なった重畳部を形成する第２カラーフィルタ層と、第１カラーフィルタ層及び第２カラーフィルタ層を覆うとともに重畳部の直上に凹部が形成された絶縁膜と、第１カラーフィルタ層の上方に位置する絶縁膜上に配置され第１スイッチング素子に電気的に接続された第１画素電極と、第２カラーフィルタ層の上方に位置する絶縁膜上に配置され第２スイッチング素子に電気的に接続された第２画素電極と、を備えた第１基板と、第１基板に対向して配置された第２基板と、第１基板と第２基板とを貼り合わせる閉ループ状のシール材とを備えた液晶表示装置。
【選択図】 図３

Description

この発明は、液晶表示装置及びその製造方法に関する。

液晶表示装置は、軽量、薄型、低消費電力などの特徴を生かして、パーソナルコンピュータなどのＯＡ機器やテレビなどの表示装置として各種分野で利用されている。近年では、液晶表示装置は、携帯電話などの携帯端末機器や、カーナビゲーション装置、ゲーム機などの表示装置としても利用されている。

このような液晶表示装置において、一対の基板間に液晶層を形成する方法として、滴下注入法が知られている。この滴下注入法は、一方の基板にシール材を閉ループ状に塗布した後、ループ内に液晶材料を滴下し、他方の基板を重ね合わせ、液晶材料を広げて液晶層を形成し、シール材を硬化するものである。

例えば、特許文献１によれば、ディスペンサーでの描画し始めにシール材が出てきにくく、描画し終わり時には糸曳き状態となりやすいといった課題に対し、シール材を塗布する工程は、閉ループ状シールパターンの外部の箇所から描画し始め、且つ、閉ループ状シールパターンの外部の箇所で描画し終わる工程を有する液晶表示素子の製造方法が開示されている。

特開２００３−２２２８８３号公報

この発明の目的は、生産性の低下を抑制することが可能な液晶表示装置及びその製造方法を提供することにある。

この発明の一態様によれば、
第１スイッチング素子及び第２スイッチング素子と、前記第１スイッチング素子上に配置された第１カラーフィルタ層と、前記第２スイッチング素子上に配置されるとともに前記第１カラーフィルタ層の一部に重なった重畳部を形成する第２カラーフィルタ層と、前記第１カラーフィルタ層及び前記第２カラーフィルタ層を覆うとともに前記重畳部の直上に凹部が形成された絶縁膜と、前記第１カラーフィルタ層の上方に位置する前記絶縁膜上に配置され前記第１スイッチング素子に電気的に接続された第１画素電極と、前記第２カラーフィルタ層の上方に位置する前記絶縁膜上に配置され前記第２スイッチング素子に電気的に接続された第２画素電極と、を備えた第１基板と、前記第１基板に対向して配置された第２基板と、前記第１基板と前記第２基板とを貼り合わせる閉ループ状のシール材と、前記第１基板と前記第２基板との間であって前記シール材によって囲まれた内側に保持された液晶層と、を備えたことを特徴とする液晶表示装置が提供される。

この発明の他の態様によれば、
絶縁基板の上方に第１スイッチング素子及び第２スイッチング素子を形成し、前記第１スイッチング素子上に第１コンタクトホールが形成された第１カラーフィルタ層を形成し、前記第２スイッチング素子上に第２コンタクトホールが形成されるとともに前記第１カラーフィルタ層の一部に重なった重畳部を形成する第２カラーフィルタ層を形成し、前記第１カラーフィルタ層上及び前記第２カラーフィルタ層上にレジストを塗布し、第１コンタクトホールの直上及び前記第２コンタクトホールの直上に位置する前記レジストを第１露光量で露光するとともに前記重畳部の直上に位置する前記レジストを第１露光量とは異なる第２露光量で露光し、前記レジストにより前記第１コンタクトホール及び前記第２コンタクトホールに連通した貫通孔が形成された絶縁膜を形成し、前記第１カラーフィルタ層の上方に位置する前記絶縁膜上に前記第１スイッチング素子に電気的に接続された第１画素電極を形成するとともに、前記第２カラーフィルタ層の上方に位置する前記絶縁膜上に前記第２スイッチング素子に電気的に接続された第２画素電極を形成する第１基板の製造工程と、前記第１基板の前記第１画素電極及び前記第２画素電極が形成された面に閉ループ状のシール材を塗布する工程と、前記第１基板の前記シール材で囲まれた内側に液晶材料を滴下する工程と、前記第１基板に第２基板を貼り合わせる工程と、を備えたことを特徴とする液晶表示装置の製造方法が提供される。

この発明によれば、生産性の低下を抑制することが可能な液晶表示装置及びその製造方法を提供することができる。

図１は、この発明の一実施の形態における液晶表示装置の構成を概略的に示す図である。 図２は、図１に示した液晶表示パネルのアレイ基板の構造を概略的に示す平面図である。 図３は、図１に示した液晶表示パネルの構造を概略的に示す断面図である。 図４は、本実施形態の液晶表示装置の製造方法を説明するための図であり、第１絶縁基板上にスイッチング素子などを形成する工程を説明するための概略断面図である。 図５は、本実施形態の液晶表示装置の製造方法を説明するための図であり、第１絶縁基板上に第１乃至第３カラーフィルタ層を形成する工程を説明するための概略断面図である。 図６は、本実施形態の液晶表示装置の製造方法を説明するための図であり、第１乃至第３カラーフィルタ層の上にレジストを塗布する工程を説明するための概略断面図である。 図７は、本実施形態の液晶表示装置の製造方法を説明するための図であり、塗布されたレジストを露光する工程を説明するための概略断面図である。 図８は、本実施形態の液晶表示装置の製造方法を説明するための図であり、露光されたレジストにより上面に凹部を有するオーバーコート層を形成する工程を説明するための概略断面図である。 図９は、本実施形態の液晶表示装置の製造方法を説明するための図であり、露光されたレジストにより上面が平坦化されたオーバーコート層を形成する工程を説明するための概略断面図である。 図１０は、本実施形態の液晶表示装置の製造方法を説明するための図であり、アレイ基板にシール材を塗布する工程、及びその後に液晶材料を滴下する工程を説明するための概略断面図である。 図１１は、本実施形態の液晶表示装置の製造方法を説明するための図であり、アレイ基板と対向基板とを貼り合わせる工程を説明するための概略断面図である。 図１２は、本実施形態の変形例における第１乃至第３カラーフィルタ層が配置された各画素の概略平面図である。 図１３は、図１２に示した本実施形態の変形例における位置Ａでの第１乃至第３カラーフィルタ層及びオーバーコート層の概略断面図である。

以下、本発明の一態様について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において、同一又は類似した機能を発揮する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。

図１は、本実施形態における液晶表示装置の構成を模式的に示す図である。

すなわち、液晶表示装置１は、アクティブマトリクスタイプの液晶表示パネルＬＰＮ、液晶表示パネルＬＰＮに接続された駆動ＩＣチップ２及びフレキシブル配線基板３、液晶表示パネルＬＰＮを照明するバックライト４などを備えている。

液晶表示パネルＬＰＮは、第１基板としてのアレイ基板ＡＲと、アレイ基板ＡＲに対向して配置された第２基板としての対向基板ＣＴと、これらのアレイ基板ＡＲと対向基板ＣＴとの間に保持された図示しない液晶層と、を備えて構成されている。これらのアレイ基板ＡＲと対向基板ＣＴとは、シール材５によって貼り合わせられている。このシール材５は、アレイ基板ＡＲと対向基板ＣＴとの間において、略矩形枠状に形成されている。

このような液晶表示パネルＬＰＮは、シール材５によって囲まれた内側に、画像を表示する略矩形状のアクティブエリアＡＣＴを備えている。このアクティブエリアＡＣＴは、ｍ×ｎ個のマトリクス状に配置された複数の画素ＰＸによって構成されている（但し、ｍ及びｎは正の整数である）。

バックライト４は、図示した例では、アレイ基板ＡＲの背面側に配置されている。このようなバックライト４としては、種々の形態が適用可能であり、また、光源として発光ダイオード（ＬＥＤ）を利用したものや冷陰極管（ＣＣＦＬ）を利用したものなどのいずれでも適用可能であり、詳細な構造については説明を省略する。

図２は、図１に示したアレイ基板ＡＲを対向基板ＣＴの側から見た概略上面図である。なお、図２においては、説明に必要な主要部のみを図示している。

まず、アクティブエリアＡＣＴの一画素ＰＸの構成について説明する。アレイ基板ＡＲは、第１方向Ｘに沿ってそれぞれ延出したゲート線Ｇ及び補助容量線Ｃ、第１方向Ｘと交差する第２方向Ｙに沿って延出したソース線Ｓ、ゲート線Ｇとソース線Ｓとの交差部近傍に配置されたスイッチング素子ＳＷなどを備えている。

アクティブエリアＡＣＴにおいて、複数本のゲート線Ｇ及び補助容量線Ｃは、第２方向Ｙに沿って交互に並列配置されている。また、複数本のソース線Ｓは、第１方向に沿って並列配置されている。ゲート線Ｇ及び補助容量線Ｃとソース線Ｓとは略直交するため、これらは格子状に形成され、アクティブエリアＡＣＴにおいてブラックマトリクスを形成する。例えば、補助容量線Ｃとソース線Ｓとが成すマス目が画素ＰＸの開口部に相当する。

各スイッチング素子ＳＷは、例えば、ｎチャネル薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）によって構成されている。このスイッチング素子ＳＷは、半導体層ＳＣを備えている。この半導体層ＳＣは、例えば、ポリシリコンやアモルファスシリコンなどによって形成可能であり、ここではポリシリコンによって形成されている。

スイッチング素子ＳＷのゲート電極ＷＧは、ゲート線Ｇに電気的に接続されている。図示した例では、ゲート電極ＷＧはゲート線Ｇと一体的に形成されている。スイッチング素子ＳＷのソース電極ＷＳは、ソース線Ｓに電気的に接続されている。図示した例では、ソース電極ＷＳはソース線Ｓと一体に形成されている。スイッチング素子ＳＷのドレイン電極ＷＤは、画素電極ＰＥと電気的に接続されている。

このようなゲート電極ＷＧは、ゲート線Ｇや補助容量線Ｃなどと同一の導電材料を用いて同一工程で形成可能である。また、ソース電極ＷＳ及びドレイン電極ＷＤは、ソース線Ｓなどと同一の導電材料を用いて同一工程で形成可能である。これらのゲート線Ｇやソース線Ｓなどは、例えばアルミニウム、モリブデン、タングステン、チタンなどの低抵抗な導電材料によって形成されている。ここに示した導電材料は、いずれも光の透過率が極めて低い（あるいはほとんど透過率がゼロである）遮光性の材料である。

カラーフィルタ層ＣＦは、スイッチング素子ＳＷの上に配置されている。このようなカラーフィルタ層ＣＦには、互いに異なる色に着色された複数種類のカラーフィルタ層が含まれる。ここに示した例では、カラーフィルタ層ＣＦとして、例えば赤色に着色された樹脂材料からなる第１カラーフィルタ層ＣＦ１、青色に着色された樹脂材料からなる第２カラーフィルタ層ＣＦ２、緑色に着色された樹脂材料からなる第３カラーフィルタ層ＣＦ３が配置されている。

これらの第１乃至第３カラーフィルタ層ＣＦ１乃至３は、アクティブエリアＡＣＴの第２方向Ｙに沿って延在している。また、これらの第１乃至第３カラーフィルタ層ＣＦ１乃至３は、第１方向Ｘに交互に配置され、図示した例では、アクティブエリアＡＣＴの左側から右側に向かって順に、第１カラーフィルタ層ＣＦ１、第２カラーフィルタ層ＣＦ２、第３カラーフィルタ層ＣＦ３、第１カラーフィルタ層ＣＦ１、…、第３カラーフィルタ層ＣＦ３と交互に配置されている。

また、これらの第１乃至第３カラーフィルタ層ＣＦ１乃至３は、互いに離間することなく、それぞれの周縁部が重なるように配置されている。つまり、第１カラーフィルタ層ＣＦ１の周縁部は、第１方向Ｘに隣接する第２カラーフィルタ層ＣＦ２の周縁部と重なって重畳部を形成している。同様に、第２カラーフィルタ層ＣＦ２の周縁部は第１方向Ｘに隣接する第３カラーフィルタ層ＣＦ３の周縁部と重なり、また、第３カラーフィルタ層ＣＦ３の周縁部は第１方向Ｘに隣接する第１カラーフィルタ層ＣＦ１の周縁部と重なり、それぞれ重畳部を形成している。これらの重畳部は、図示した例では、ソース線Ｓの略直上に位置している。このため、第１乃至第３カラーフィルタ層ＣＦ１乃至３の下層の導電層、例えばソース線Ｓやゲート線Ｇや補助容量線Ｃがむき出しとならず、第１乃至第３カラーフィルタ層ＣＦ１乃至３の上に画素電極ＰＥを形成した際のショートの発生を防止できる。

これらの第１乃至第３カラーフィルタ層ＣＦ１乃至３のそれぞれは、第２方向Ｙに並んだ画素ＰＸの各スイッチング素子ＳＷを覆うように配置されている。また、これらの第１乃至第３カラーフィルタ層ＣＦ１乃至３の上には、それぞれ第２方向Ｙに並んだ複数の画素電極ＰＥが配置されている。各画素電極ＰＥは、スイッチング素子ＳＷのドレイン電極ＷＤに電気的に接続されている。このような画素電極ＰＥは、各画素ＰＸの開口部に対応して配置されている。

上述したアレイ基板ＡＲにおいて、アクティブエリアＡＣＴの外側には、シール材５が配置されている。図示した例では、シール材５は、略矩形状のアクティブエリアＡＣＴの外周に沿って矩形枠状に形成されている。特に、このシール材５は、閉ループ状に形成されており、いわゆる注入口を確保するべく途中で途切れた形状とは異なる。なお、図示した例では、アレイ基板ＡＲの画素電極ＰＥなどが形成された面にシール材５を配置したが、図示しない対向基板ＣＴのアレイ基板ＡＲと向かい合う面にシール材を配置しても良い。

また、上述したアレイ基板ＡＲにおいて、アクティブエリアＡＣＴの外側であってシール材５よりも内側には、遮光層６が配置されている。図示した例では、遮光層６は、略矩形状のアクティブエリアＡＣＴの外周に沿って矩形枠状に形成されている。このような遮光層６は、例えば、黒色に着色された樹脂材料によって形成されている。

液晶表示パネルＬＰＮの構造について、以下により詳細に説明する。

図３は、図２に示したアレイ基板ＡＲを図中のＡ−Ｂ線で切断したときの液晶表示パネルＬＰＮの概略断面図である。

アレイ基板ＡＲは、ガラス板などの光透過性を有する第１絶縁基板１０を用いて形成されている。スイッチング素子ＳＷは、第１絶縁基板１０の上に形成された半導体層ＳＣを備えている。この半導体層ＳＣは、チャネル領域ＳＣＣを挟んだ両側にそれぞれソース領域ＳＣＳ及びドレイン領域ＳＣＤを有している。なお、第１絶縁基板１０と半導体層ＳＣとの間には、絶縁膜であるアンダーコート層が介在していても良い。半導体層ＳＣは、ゲート絶縁膜１１によって覆われている。また、ゲート絶縁膜１１は、第１絶縁基板１０の上にも配置されている。

ゲート電極ＷＧは、ゲート絶縁膜１１の上に形成され、半導体層ＳＣのチャネル領域ＳＣＣの直上に位置している。ゲート電極ＷＧは、層間絶縁膜１２によって覆われている。また、この層間絶縁膜１２は、ゲート絶縁膜１１の上にも配置されている。これらのゲート絶縁膜１１及び層間絶縁膜１２は、例えば、酸化シリコン及び窒化シリコンなどの無機系材料によって形成されている。

スイッチング素子ＳＷのソース電極ＷＳ及びドレイン電極ＷＤは、層間絶縁膜１２の上に形成されている。ソース電極ＷＳは、ゲート絶縁膜１１及び層間絶縁膜１２を貫通するコンタクトホールを通して半導体層ＳＣのソース領域ＳＣＳにコンタクトしている。同様に、ドレイン電極ＷＤは、ゲート絶縁膜１１及び層間絶縁膜１２を貫通するコンタクトホールを通して半導体層ＳＣのドレイン領域ＳＣＤにコンタクトしている。

このような構成のスイッチング素子ＳＷの上にはカラーフィルタ層が配置されている。すなわち、画素ＰＸ１において、第１カラーフィルタ層ＣＦ１は、ソース電極ＷＳ及びドレイン電極ＷＤを覆うとともに、層間絶縁膜１２の上にも配置され、さらに、第１方向Ｘに隣接する２本のソース線Ｓの上にもそれぞれ延在している。この第１カラーフィルタ層ＣＦ１は、概略テーパ状の断面を有している。第１カラーフィルタ層ＣＦ１が延在した２本のソース線Ｓのうちの一方のソース線Ｓの直上近傍では、第１カラーフィルタ層ＣＦ１の上に第３カラーフィルタ層ＣＦ３が重なり、重畳部ＯＬを形成している。このような第１カラーフィルタ層ＣＦ１には、画素ＰＸ１に配置されたスイッチング素子ＳＷのドレイン電極ＷＤに到達するコンタクトホールＣＨ１が形成されている。

画素ＰＸ２においても同様に第２カラーフィルタ層ＣＦ２が配置されている。この第２カラーフィルタ層ＣＦ２は、画素ＰＸ１と画素ＰＸ２との間のソース線Ｓの直上近傍で第１カラーフィルタ層ＣＦ１の上に重なり、重畳部ＯＬを形成している。この第２カラーフィルタ層ＣＦ２には、画素ＰＸ２に配置されたスイッチング素子ＳＷのドレイン電極ＷＤに到達するコンタクトホールＣＨ２が形成されている。

また、画素ＰＸ３においても同様に第３カラーフィルタ層ＣＦ３が配置されている。この第３カラーフィルタ層ＣＦ３は、画素ＰＸ２と画素ＰＸ３との間のソース線Ｓの直上近傍で第２カラーフィルタ層ＣＦ２の上に重なり、重畳部ＯＬを形成している。この第３カラーフィルタ層ＣＦ３には、画素ＰＸ３に配置されたスイッチング素子ＳＷのドレイン電極ＷＤに到達するコンタクトホールＣＨ３が形成されている。

図示した重畳部ＯＬは、いずれもソース線Ｓの直上付近において、第１カラーフィルタ層ＣＦ１と第２カラーフィルタ層ＣＦ２、第２カラーフィルタ層ＣＦ２と第３カラーフィルタ層ＣＦ３、第３カラーフィルタ層ＣＦ３と第１カラーフィルタ層ＣＦ１といった２種類のカラーフィルタ層が積層された２層構造であるが、第１乃至第３カラーフィルタ層ＣＦ１乃至３が積層された３層構造であっても良い。また、重畳部ＯＬは、ソース線Ｓの直上付近に限らず、ゲート線Ｇの直上付近や、補助容量線Ｃの直上付近に形成されても良い。

これらの第１乃至第３カラーフィルタ層ＣＦ１乃至３は、重畳部ＯＬを含む略全体が絶縁膜であるオーバーコート層１３によって覆われている。つまり、オーバーコート層１３は、第１乃至第３カラーフィルタ層ＣＦ１乃至３のうち、第１カラーフィルタ層ＣＦ１のみが配置された部分、第１カラーフィルタ層ＣＦ１と第２カラーフィルタ層ＣＦ２との重畳部ＯＬ、第２カラーフィルタ層ＣＦ２のみが配置された部分、第２カラーフィルタ層ＣＦ２と第３カラーフィルタ層ＣＦ３との重畳部ＯＬ、第３カラーフィルタ層ＣＦ３のみが配置された部分、さらには、第３カラーフィルタ層ＣＦ３と第１カラーフィルタ層ＣＦ１との重畳部ＯＬのそれぞれの上面に配置されている。

このオーバーコート層１３には、貫通孔ＴＨが形成されている。貫通孔ＴＨは、第１乃至第３カラーフィルタ層ＣＦ１乃至３のそれぞれに形成されたコンタクトホールＣＨ１乃至３に連通している。このようなオーバーコート層１３は、例えば、ポジ型レジストなどの光透過性を有するフォトレジストによって形成されている。

このようなオーバーコート層１３は、概ね上方（つまり対向基板ＣＴの側）に突出することなく、略平坦に形成されている、もしくは、一部に凹部が形成されている。図示した例では、オーバーコート層１３において、重畳部ＯＬの直上には凹部１３Ｃが形成されている。換言すると、重畳部ＯＬの直上に位置するオーバーコート層１３の上面Ｔ１は、画素電極ＰＥが配置される下地となるオーバーコート層１３の上面Ｔ２よりも窪んでいる。このような凹部１３Ｃは、ソース線Ｓの直上付近に位置している。第１乃至第３カラーフィルタ層ＣＦ１乃至３が図２に示したようなパターンで形成された場合、凹部１３Ｃは、アクティブエリアＡＣＴにおいて第２方向Ｙに延在し、ストライプ状に形成されている。オーバーコート層１３の上面が略平坦が形成された例については後述する。

画素電極ＰＥは、アクティブエリアＡＣＴにおいて各画素ＰＸに配置されている。すなわち、この画素電極ＰＥは、オーバーコート層１３の上に配置されている。このような画素電極ＰＥは、インジウム・ティン・オキサイド（ＩＴＯ）やインジウム・ジンク・オキサイド（ＩＺＯ）などの光透過性を有する導電材料によって形成されている。

画素ＰＸ１に配置された画素電極ＰＥは、オーバーコート層１３に形成された貫通孔ＴＨ及び第１カラーフィルタ層ＣＦ１に形成されたコンタクトホールＣＨ１を通してドレイン電極ＷＤと電気的に接続されている。同様に、画素ＰＸ２に配置された画素電極は貫通孔ＴＨ及びコンタクトホールＣＨ２を通してドレイン電極と電気的に接続されている。同様に、画素ＰＸ３に配置された画素電極は貫通孔ＴＨ及びコンタクトホールＣＨ３を通してドレイン電極と電気的に接続されている。

これらの画素電極ＰＥの表面は、第１配向膜１４によって覆われている。すなわち、第１配向膜１４は、アレイ基板ＡＲの対向基板ＣＴと向かい合う側の表面、つまり、液晶層ＬＱに接する面に配置されている。

アレイ基板ＡＲのアクティブエリアＡＣＴの外側においては、遮光層６が配置され、さらにその外側にはシール材５が配置されている。

一方、液晶表示パネルＬＰＮの対向基板ＣＴは、ガラス板などの光透過性を有する第２絶縁基板３０を用いて形成されている。この対向基板ＣＴは、第２絶縁基板３０に対向電極ＣＥなどを備えている。

対向電極ＣＥは連続膜であり、アクティブエリアＡＣＴにおいては、液晶層ＬＱを介して各画素電極ＰＥと対向している。また、この対向電極ＣＥは、アクティブエリアＡＣＴの外側にも延在し、シール材５よりも外側において図示しない導電部材を介してアレイ基板ＡＲの側から所定の電圧が印加される。このような対向電極ＣＥは、ＩＴＯやＩＺＯなどの光透過性を有する導電材料によって形成されている。

対向電極ＣＥの表面は、第２配向膜３１によって覆われている。すなわち、第２配向膜３１は、対向基板ＣＴのアレイ基板ＡＲと向かい合う側の表面、つまり液晶層ＬＱに接する面に配置されている。

上述したようなアレイ基板ＡＲと対向基板ＣＴとは、それぞれの第１配向膜１４及び第２配向膜３１が対向するように配置されている。このとき、アレイ基板ＡＲの第１配向膜１４と対向基板ＣＴの第２配向膜３１との間には、例えば、樹脂材料によって一方の基板に一体的に形成された柱状スペーサが配置され、これにより、所定のギャップ、例えば３〜７μｍのギャップが形成される。アレイ基板ＡＲと対向基板ＣＴとは、所定のギャップが形成された状態でシール材５によって貼り合わせられている。

液晶層ＬＱは、上述したセルギャップに封入されている。すなわち、液晶層ＬＱは、アレイ基板ＡＲの画素電極ＰＥと対向基板ＣＴの対向電極ＣＥとの間に保持された液晶材料によって構成されている。液晶層ＬＱと画素電極ＰＥとの間には、第１配向膜１４が介在している。液晶層ＬＱと対向電極ＣＥとの間には、第２配向膜３１が介在している。

液晶表示パネルＬＰＮの一方の外面、つまり、アレイ基板ＡＲを構成する第１絶縁基板１０の外面には、第１偏光板ＰＬ１が接着剤などにより貼付されている。また、液晶表示パネルＬＰＮの他方の外面、つまり、対向基板ＣＴを構成する第２絶縁基板３０の外面には、第２偏光板ＰＬ２が接着剤などにより貼付されている。

次に、上述した液晶表示パネルＬＰＮの製造方法について説明する。

まず、図４に示すように、第１絶縁基板１０の上方にソース線Ｓや図示しないゲート線及び補助容量線を形成するとともにスイッチング素子ＳＷを形成する。なお、ここでは、説明に必要な構成のみを図示しており、スイッチング素子ＳＷを簡略化して図示するとともに、ゲート絶縁膜や層間絶縁膜は省略している。スイッチング素子ＳＷは、画素ＰＸ１乃至ＰＸ３にそれぞれ形成される。

続いて、図５に示すように、画素ＰＸ１に第１カラーフィルタ層ＣＦ１を形成する。この第１カラーフィルタ層ＣＦ１は、例えば、第１絶縁基板１０の上面全体に着色された樹脂材料を成膜した後に、フォトリソグラフィプロセスを経て所望の形状にパターン化されることによって形成される。このような樹脂材料のパターニングの際に、画素ＰＸ１に配置されたスイッチング素子ＳＷに到達するコンタクトホールＣＨ１も同時に形成される。その後、同様にして、画素ＰＸ２にコンタクトホールＣＨ２が形成された第２カラーフィルタ層ＣＦ２を形成する。さらにその後、同様にして、画素ＰＸ３にコンタクトホールＣＨ３が形成された第３カラーフィルタ層ＣＦ３を形成する。

これらの第１乃至第３カラーフィルタ層ＣＦ１乃至３は、それらの周縁部で互いに重なるように配置される。このため、図示したように、第１カラーフィルタ層ＣＦ１の上に第２カラーフィルタ層ＣＦ２が重なった重畳部ＯＬでは、第２カラーフィルタ層ＣＦ２が上方に向かって盛り上がっている。同様に、第２カラーフィルタ層ＣＦ２の上に第３カラーフィルタ層ＣＦ３が重なった重畳部ＯＬでは、第３カラーフィルタ層ＣＦ３が上方に向かって盛り上がっている。図示していないが、第１カラーフィルタ層ＣＦ１の上に第３カラーフィルタ層ＣＦ３が重なった重畳部ＯＬでも同様に、第３カラーフィルタ層ＣＦ３が上方に向かって盛り上がっている。

重畳部ＯＬにおける盛り上がりの高さは、カラーフィルタ層の材料特性や厚さ、カラーフィルタ同士の重なり量、加工プロセスなどの条件によって変わるが、一例として、塗布したレジストＲの厚さが約２μｍである場合に、重畳部ＯＬの直上付近でレジストＲが０．２〜１．０μｍ程度盛り上がることがある。

続いて、図６に示すように、第１乃至第３カラーフィルタ層ＣＦ１乃至３の上にレジストＲを塗布する。ここでは、レジストＲとして、光照射により分解が促進され現像液に溶解するポジ型レジストを適用している。このレジストＲは、塗布された際に下地の凹凸を吸収する傾向にあるが、重畳部ＯＬの直上付近ではその上面は依然として上方に向かって盛り上がっている。

続いて、図７に示すように、レジストＲのうち、コンタクトホールＣＨ１乃至３の直上に位置するレジストＲを第１露光量で露光するとともに、重畳部ＯＬの直上に位置するレジストＲを第１露光量とは異なる第２露光量で露光する。このような位置に応じて露光量が異なる露光工程は、たとえば、第１露光量で露光する工程と第２露光量で露光する工程とを分けて行っても良いが、コンタクトホールＣＨ１乃至３に対向する領域が第１透過率（高透過率）であり且つ重畳部ＯＬに対向する領域が第１透過率より低い第２透過率である露光マスクを用いて一括して行っても良い。また、露光マスクとして、重畳部ＯＬに対向する領域にグラデーションが形成されたハーフトーンマスクを用いても良い。

ここでは、ポジ型レジストを適用しているため、露光量が大きいほどレジストＲの分解が促進される。このため、コンタクトホールＣＨ１乃至３の直上においては、レジストＲを完全に除去し、コンタクトホールＣＨ１乃至３に連通した貫通孔ＴＨを形成する必要があるため、第１露光量は高露光量に設定される。一方で、重畳部ＯＬの直上においては、レジストＲの盛り上がりを除去することが目的であり、レジストＲを完全に除去することはないため、第２露光量は第１露光量よりも低露光量に設定される。

続いて、図８に示すように、上述したレジストＲに対して現像処理などを施すことにより、コンタクトホールＣＨ１乃至３に連通した貫通孔ＴＨが形成されたオーバーコート層１３が形成される。また、このオーバーコート層１３においては、重畳部ＯＬの直上における盛り上がりが除去される。図８に示した例では、重畳部ＯＬの直上におけるオーバーコート層１３には凹部１３Ｃが形成されている。このような凹部１３Ｃは、重畳部ＯＬまで貫通していない。

なお、図９に示したように、オーバーコート層１３において、重畳部ＯＬの直上が略平坦に形成されても良い。この場合、重畳部ＯＬの直上に位置するオーバーコート層１３の上面Ｔ１は、画素電極ＰＥが配置される下地となるオーバーコート層の上面Ｔ２と同一平面を形成している。図８及び図９のいずれに示した例についても、重畳部ＯＬはオーバーコート層１３によって覆われている。

その後、図示を省略するが、画素ＰＸ１乃至画素ＰＸ３のそれぞれにおいて、オーバーコート層１３の上に画素電極ＰＥが形成され、さらにその後、画素電極ＰＥの上に第１配向膜１４が形成される。以上のような工程を経てアレイ基板ＡＲが製造される。

続いて、図１０に示すように、アレイ基板ＡＲの画素電極ＰＥが形成された面にシール材５を塗布する。このとき、シール材５は、図２などに示した通り、閉ループ状に形成される。その後、アレイ基板ＡＲのシール材５で囲まれた内側に液晶材料Ｌを滴下する。このとき、液晶材料Ｌは、アレイ基板ＡＲのシール材５が形成された面に滴下され、配向膜１４の上に位置している。

続いて、図１１に示すように、アレイ基板ＡＲと対向基板ＣＴとを貼り合わせる。なお、ここで用意した対向基板ＣＴは、第２絶縁基板３０の上に対向電極ＣＥを形成した後、この対向電極ＣＥの上に第２配向膜３１を形成したものである。この貼り合わせ工程では、例えば、真空にした組立チャンバー内に、液晶材料Ｌが滴下されたアレイ基板ＡＲ及び別個に用意した対向基板ＣＴを挿入し、アレイ基板ＡＲの上の液晶材料Ｌと対向基板ＣＴの第２配向膜３１とが向かい合うように配置される。そして、アレイ基板ＡＲと対向基板ＣＴとの間隔が小さくなるに従い、滴下した液晶材料Ｌがアレイ基板ＡＲの第１配向膜１４と対向基板ＣＴの第２配向膜３１との間で周囲に向かって広がり、これらの基板間を満たすことによって液晶注入が行われる。そして、シール材５の硬化処理がなされ、貼り合わせられたアレイ基板ＡＲと対向基板ＣＴとの間に液晶層ＬＱを保持した液晶表示パネルが製造される。

上述した本実施形態によれば、アレイ基板ＡＲに形成されたカラーフィルタ層ＣＦの段差、つまり対向基板ＣＴに向かって突出した盛り上がり（凸部）が低減されている。このため、アレイ基板ＡＲに滴下した液晶材料Ｌは、アレイ基板ＡＲと対向基板ＣＴとの間で周囲に向かって広がる際、アレイ基板ＡＲの表面（つまり第１配向膜１４の上面）及び対向基板ＣＴの表面（つまり第２配向膜３１の上面）に沿ってスムースに進み、短時間で均一な液晶層ＬＱを形成することが可能となる。したがって、効率よく液晶注入を行うことが可能となり、歩留りを改善できる。

また、本実施形態によれば、重畳部ＯＬの直上における不所望な盛り上がりが低減されたため、液晶分子の配向不良またはセルギャップ変化を抑制することが可能となる。このため、重畳部ＯＬの直上付近での画質低下、例えば透過率やコントラストや視野角の変化がなく、表示品位の改善に貢献できる。

一方、カラーフィルタ層ＣＦの盛り上がりが残っている場合、例えば、図２に示したようなパターンの第１乃至第３カラーフィルタ層ＣＦ１乃至３を形成した場合、第２方向Ｙに沿って延びた盛り上がりが形成されるため、液晶材料Ｌの第１方向Ｘへの広がりに対する抵抗となり、均一な液晶層を形成するまでに要する時間が本実施形態よりも長く、場合によってはアクティブエリアＡＣＴの周辺、特にコーナー部に僅かに気泡が残る場合もあった。

上述した実施の形態では、第１乃至第３カラーフィルタ層ＣＦ１乃至３のいずれもが第２方向Ｙに沿って直線的に延在していた例について説明したが、この例に限らない。

例えば、図１２に示した例は、図２などに示した例と比較して、第２カラーフィルタ層ＣＦ２及び第３カラーフィルタ層ＣＦ３が画素ＰＸの開口部に配置される一方で、第１カラーフィルタ層ＣＦ１が画素ＰＸの開口部のみならずコンタクトホールＣＨ１乃至３が形成される補助容量線Ｃの上にも延在している点で相違している。

このような例の場合にも、第１乃至第３カラーフィルタ層ＣＦ１乃至３は、それぞれの周縁部が重なるように配置され、重畳部ＯＬが形成されている。このような重畳部ＯＬのうち、特に図中のＡで示した位置では、第１乃至第３カラーフィルタ層ＣＦ１乃至３の３層が積層されている。このため、位置Ａに形成された重畳部ＯＬは、２層のカラーフィルタ層が積層されて形成された他の位置の重畳部ＯＬよりも高く盛り上がる。

これらの第１乃至第３カラーフィルタ層ＣＦ１乃至３の上にオーバーコート層１３を配置した場合、重畳部ＯＬの直上付近で盛り上がり、特に、位置Ａでは高く盛り上がる。このため、位置Ａ付近で液晶材料の広がりに対する抵抗が大きくなる。

そこで、上述した例と同様に、オーバーコート層１３を形成する際に、露光量を調整することにより、図１３の概略断面図に示すように、位置Ａを含む重畳部ＯＬの直上に位置するオーバーコート層１３の盛り上がりを低減することができる。これにより、液晶材料をよりスムースに広げることができ、短時間で均一な液晶層ＬＱを形成することが可能となる。

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。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。

例えば、上述した実施の形態では、オーバーコート層を形成するレジストとしてポジ型レジストを適用した例について説明したが、ネガ型レジストを適用することも可能である。

また、本実施形態では、第１乃至第３カラーフィルタ層ＣＦ１乃至３をアレイ基板ＡＲに形成するいわゆるカラーフィルタ・オン・アレイ（ＣＯＡ）構造について説明したが、これらの第１乃至第３カラーフィルタ層ＣＦ１乃至３は、対向基板ＣＴに形成されても良い。この場合、第１乃至第３カラーフィルタ層ＣＦ１乃至３は、第２絶縁基板３０と対向電極ＣＥとの間に配置され、さらに、これらの第１乃至第３カラーフィルタ層ＣＦ１乃至３と対向電極ＣＥとの間にオーバーコート層１３が配置される。このような構成においても、重畳部ＯＬの直上に位置するオーバーコート層１３の盛り上がりを低減することにより、本実施形態と同様の効果が得られる。

さらに、本実施形態では、液晶層ＬＱに印加する電界をアレイ基板ＡＲに形成した画素電極ＰＥと対向基板ＣＴに形成した対向電極ＣＥとの間で形成した場合について説明したが、一方の基板に画素電極ＰＥと対向電極ＣＥとを形成したいわゆる横電界モードを適用しても良い。

さらに、本実施形態では、液晶注入を滴下注入方式にて説明したが、シールによって注入口を設け、真空排気後に注入口に液晶を付けた後に大気圧に戻す従来の注入方式でも同様な効果が期待できる。

ＬＰＮ…液晶表示パネル ＡＲ…アレイ基板 ＣＴ…対向基板 ＬＱ…液晶層
ＡＣＴ…アクティブエリア ＰＸ…画素
Ｇ…ゲート線 Ｃ…補助容量線 Ｓ…ソース線 ＳＷ…スイッチング素子
ＰＥ…画素電極 ＣＥ…対向電極
ＣＦ…カラーフィルタ層 ＯＬ…重畳部 ＣＨ…コンタクトホール
１３…オーバーコート層 １３Ｃ…凹部 ＴＨ…貫通孔

Claims (5)

1. 第１スイッチング素子及び第２スイッチング素子と、前記第１スイッチング素子上に配置された第１カラーフィルタ層と、前記第２スイッチング素子上に配置されるとともに前記第１カラーフィルタ層の一部に重なった重畳部を形成する第２カラーフィルタ層と、前記第１カラーフィルタ層及び前記第２カラーフィルタ層を覆うとともに前記重畳部の直上に凹部が形成された絶縁膜と、前記第１カラーフィルタ層の上方に位置する前記絶縁膜上に配置され前記第１スイッチング素子に電気的に接続された第１画素電極と、前記第２カラーフィルタ層の上方に位置する前記絶縁膜上に配置され前記第２スイッチング素子に電気的に接続された第２画素電極と、を備えた第１基板と、
   前記第１基板に対向して配置された第２基板と、
   前記第１基板と前記第２基板とを貼り合わせる閉ループ状のシール材と、
   前記第１基板と前記第２基板との間であって前記シール材によって囲まれた内側に保持された液晶層と、
   を備えたことを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記絶縁膜は、ポジ型レジストによって形成されたことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 絶縁基板の上方に第１スイッチング素子及び第２スイッチング素子を形成し、
   前記第１スイッチング素子上に第１コンタクトホールが形成された第１カラーフィルタ層を形成し、
   前記第２スイッチング素子上に第２コンタクトホールが形成されるとともに前記第１カラーフィルタ層の一部に重なった重畳部を形成する第２カラーフィルタ層を形成し、
   前記第１カラーフィルタ層上及び前記第２カラーフィルタ層上にレジストを塗布し、
   第１コンタクトホールの直上及び前記第２コンタクトホールの直上に位置する前記レジストを第１露光量で露光するとともに前記重畳部の直上に位置する前記レジストを第１露光量とは異なる第２露光量で露光し、
   前記レジストにより前記第１コンタクトホール及び前記第２コンタクトホールに連通した貫通孔が形成された絶縁膜を形成し、
   前記第１カラーフィルタ層の上方に位置する前記絶縁膜上に前記第１スイッチング素子に電気的に接続された第１画素電極を形成するとともに、前記第２カラーフィルタ層の上方に位置する前記絶縁膜上に前記第２スイッチング素子に電気的に接続された第２画素電極を形成する第１基板の製造工程と、
   前記第１基板の前記第１画素電極及び前記第２画素電極が形成された面に閉ループ状のシール材を塗布する工程と、
   前記第１基板の前記シール材で囲まれた内側に液晶材料を滴下する工程と、
   前記第１基板に第２基板を貼り合わせる工程と、
   を備えたことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
4. 前記レジストはポジ型レジストであり、前記第２露光量は前記第１露光量よりも低露光量であることを特徴とする請求項３に記載の液晶表示装置の製造方法。
5. 前記重畳部の直上に位置する前記絶縁膜の上面は、前記第１画素電極及び前記第２画素電極が形成される前記絶縁膜の上面よりも窪んでいることを特徴とする請求項３に記載の液晶表示装置の製造方法。

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