JP2000206541A - 液晶パネル、液晶パネルの製造方法および液晶表示装置 - Google Patents
液晶パネル、液晶パネルの製造方法および液晶表示装置Info
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Abstract
高精度かつ均一に調整された表示品質の良好な液晶パネ
ルを低コストで生産性良く製造可能とする。 【解決手段】 液晶パネル1は、所定の間隔をあけて対
向配置された第1基板2と第2基板3との間に液晶層4
が設けられ、第1基板2の液晶層4側にはこの液晶層4
側の表面が平坦な平坦化膜17が設けられたものからな
り、画素がマトリクス状に形成されているとともに、隣
合う画素の間がブラックマトリクス16および信号配線
11により遮光領域とされたものにおいて、平坦化膜1
7の表面でかつブラックマトリクス16の位置に、第2
基板3の液晶層4側の最表面に当接して第1基板2と第
2基板3との間に所定の間隔を形成する突起部18が、
平坦化膜17と同じ材料で形成された構成となってい
る。平坦化膜および突起部は、例えば有機材料で形成さ
れている。
Description
液晶表示装置および強誘電体液晶表示装置等に適用され
る液晶パネル、液晶パネルの製造方法および液晶表示装
置に関する。
ネルには、一対のガラス等からなる基板が所定の間隔
(ギャップ)をあけて対向配置され、これら基板間に液
晶層が設けられて、多数の画素がマトリックス状に設け
られた構造のものが知られている。一対の基板の一方に
は、その液晶層側に例えば薄膜トランジスタ(TFT)
等のスイッチング素子および画素電極が画素毎に形成さ
れており、他方にはその液晶層側に、上記画素電極に対
向して対向電極が形成されている。また他方の基板には
その他、カラーフィルターやマイクロレンズ等が設けら
れている場合もある。
ントラスト、視野角等の特性が、液晶層の厚みとなる上
記ギャップの寸法と密接な関係があるため、ギャップを
所要の寸法に厳密に制御することが高い表示品質を得る
うえで重要となっている。またギャップ寸法が不均一で
あると、表示ムラ等が生じて視認性の低下を招く。そこ
で従来では、一対の基板間に棒状や球状のガラスやプラ
スチック等からなるスペーサを分散してギャップ寸法の
調整を行っている。このスペーサの分散方法としては、
例えば一対の基板のいずれかに対して、基板全面にラン
ダムに塗布する方法が採用されている。
スペーサを用いたギャップ調整は、スイッチング素子を
構成する半導体層にアモルファスシリコン(a−Si)
や低温条件で成膜されるポリシリコン(Poly−Si)が
用いられて画素サイズが大きい液晶パネルにおいて有効
であっても、スイッチング素子の半導体層に高温条件で
成膜されるPoly−Siが用いられて画素サイズが小さい
(例えば、20μm×20μm程度以下のピッチ等)液
晶パネルでは、輝点等を発生させる等、表示品質を低下
させてしまう。
塗布され、したがってマトリクス状の多数の画素で構成
された有効画素部にも配置されるため、画素サイズが小
さい液晶パネルでは、スペーサによる液晶分子の配向秩
序の乱れが表示品質に大きな影響を与えることによる。
て塗布できないため、いずれの半導体層を用いた液晶パ
ネルにおいても、ギャップ寸法が不均一となり易く、表
示品質の低下を招き易いといった難点も生じている。
場合には、基板にスペーサを塗布する工程とともに、コ
モン電極部用の導電ペーストを塗布する工程が必要とな
る。このコモン電極部とは、スイッチング素子側と対向
電極との間でコモン電位を取るべく有効画素部を避けた
液晶パネルの周縁部に設けるものである。よって、この
ような独自の工程およびそれぞれの工程に用いる装置が
必要であるため、製造工程が煩雑となって生産性が悪
く、製造コストが高くついてしまう。
表示装置において、強誘電性液晶を用いた液晶パネルを
備えたものでは、強誘電性液晶が層構造を有しているも
ののため、配向不良を生じさせることなくスペーサの塗
布によるギャップ調整を行うことが困難である。また、
強誘電性液晶を用いた液晶パネルでは、極めて精度の高
いギャップ寸法の調整が要求されており、スペーサを用
いてもこの要求を満足する高精度なギャップ調整が難し
いのが現状となっている。
パネルの製造において、マイクロレンズ等が例えばガラ
スからなる一対の基板と熱膨張係数が異なる種類の材料
で形成されている場合には、液晶パネルの製造時に加わ
る熱による歪みが生じる等し、これが原因となってギャ
ップ寸法を高精度に設定することが難しいという不具合
が生じている。
ような種類のものでも、ギャップ寸法が高精度かつ均一
に調整された表示品質の良好な液晶パネルを低コストで
生産性良く製造可能な技術の開発が切望されている。
するために本発明に係る液晶パネルは、所定の間隔をあ
けて対向配置された第1基板と第2基板との間に液晶層
が設けられ、第1基板の液晶層側にはこの液晶層側の表
面が平坦な平坦化膜が設けられたものからなり、画素が
マトリクス状に形成されているとともに、隣合う画素の
間が遮光領域とされたものにおいて、上記平坦化膜の表
面でかつ遮光領域の位置に、第2基板の液晶層側の最表
面に当接して第1基板と第2基板との間に所定の間隔を
形成する突起部が、平坦化膜と同じ材料で形成された構
成となっている。
は、上記発明の液晶パネルを製造する方法であって、絶
縁基板の一面側に表面が平坦な平坦化膜を形成するとと
もに、平坦化膜と同じ材料を用いて平坦化膜の表面でか
つ遮光領域の位置に突起部を形成して上記第1基板を
得、次いで突起部を上記第2基板の最表面に当接して第
1基板と第2基板とを対向した状態に貼り合わせるよう
になっている。
明の液晶パネルを備えて構成されたものとなっている。
でかつ遮光領域の位置に、第2基板の液晶層側の最表面
に当接して第1基板と第2基板との間に所定の間隔を形
成する突起部が形成されているため、各画素の領域にて
突起部による液晶分子の配向秩序の乱れが生じない。よ
って画素サイズが小さいものであっても、表示品質の低
下が起きない。
と同じ材料で形成されていることから、平坦化膜の形成
に兼ねて突起部を形成することが可能となる。よって、
従来行っていたギャップ調整のためのスペーサの塗布工
程が不要となるため、その分だけ製造工程数が削減され
る。また上記突起部と同様に構成された他の突起部をコ
モン電極部として、多数の画素からなる有効画素部を避
けた位置の平坦化膜の表面に設ける構造とする場合に
も、コモン電極部の構成要素となる他の突起部を平坦化
膜の形成に兼ねて形成可能である。しかも、平坦化膜の
表面に形成する画素電極の形成に兼ねて他の突起部にも
画素電極用の導電膜を形成すれば、新たにコモン電極部
用の導電ペーストを塗布する工程を行う必要もなくな
る。この結果、更なる製造工程数の削減が図れる。
て形成されているものであるため、高精度に微細加工可
能な半導体装置製造プロセスを用いて、所要の高さおよ
び所要の形状に高精度に形成可能であるとともに所要の
密度で形成可能なものである。よって、本発明の液晶パ
ネルでは、スペーサを用いた場合に比較してより高精度
にギャップ寸法が調整され、かつギャップ寸法の均一性
が向上する。
成されていれば、例えば第2基板がガラスからなり、第
2基板にガラスとは熱膨張係数の大きく異なる有機材料
からなるマイクロレンズ等が設けられていた場合、液晶
パネルの製造工程により加わる熱に起因して発生する第
1基板側と第2基板側との歪み等差を小さく抑えられ
る。よって、ギャップ寸法の高精度な調整を容易に行え
る。
基板の液晶層側に表面が平坦な平坦化膜を形成するとと
もに、平坦化膜と同じ材料を用いて平坦化膜の表面でか
つ遮光領域の位置に突起部を形成するため、従来行って
いたギャップ調整のためのスペーサの塗布工程が不要で
あり、従来に比較して少ない工程数で液晶パネルが製造
される。また上記突起部と同様に構成される他の突起部
をコモン電極部として、多数の画素からなる有効画素部
を避けた位置の平坦化膜の表面に設ける工程も、平坦化
膜の形成に兼ねて行える。しかも、次工程にて平坦化膜
の表面に画素電極を形成する場合、この工程に兼ねて他
の突起部にも画素電極用の導電膜を形成することが可能
となり、新たにコモン電極部用の導電ペーストを塗布す
る工程を行う必要もない。結果として工程数が大幅に削
減して液晶パネルの製造が行える。
成するため、高精度に微細加工可能な半導体装置製造プ
ロセスを用いて、所要の高さおよび所要の形状に高精度
に形成可能であるとともに所要の密度に形成可能とな
る。さらに、突起部を遮光領域の位置に形成するため、
その後の工程にて、突起部を第2基板の最表面に当接し
て第1基板と第2基板とを対向した状態に貼り合わせ第
1基板と第2基板との間に液晶層を形成する際、各画素
の領域にて突起部による液晶分子の配向秩序の乱れを生
じさせることもない。したがって、ギャップ寸法が高精
度にかつ均一に調整された上記発明の液晶パネルが実現
される。
形成すれば、例えば第1基板や第2基板がガラス基板か
らなり、第2基板に有機材料からなるマイクロレンズ等
が設けられていても、液晶パネルの製造時に加わる熱に
起因して発生する第1基板側と第2基板側との歪み等差
を小さく抑えられる。よって、ギャップ寸法の高精度な
調整を容易に行える。
明の液晶パネルを備えていることから、この発明の液晶
パネルと同様の作用が得られる。
基づいて説明する。図1は本発明の液晶表示装置に備え
られた液晶パネルの一実施形態を示す要部断面図であ
り、例えば透過型の液晶表示装置の液晶パネルの例を示
したものである。また図2は実施形態に係る液晶パネル
を構成する第1基板側を示した平面図である。
は、図1に示す液晶パネル1と、駆動用(LSI)ドラ
イバー(図示略)と、液晶パネル1の光が入射する側
(前面側)と反対の側(背面側)に設けられた照明(バ
ックライト)等を備えて構成され、背面側から液晶パネ
ル1に入射した光を出射して表示するものである。
間隔をあけて対向配置された一対の基板である第1基板
2および第2基板3と、これら第1基板2と第2基板3
との間に設けられた液晶層4とを備えて構成されてい
る。この液晶パネル1では、多数の画素がマトリクス状
に設けられて有効画素部が形成されており、有効画素部
にて隣合う画素の間が遮光領域とされている。
ガラス等の透光性を有する絶縁基板5の液晶層4側に、
複数のゲート配線10がそれぞれ間隔をあけて略平行に
配置され、また複数の信号配線11がゲート配線10と
は略直交する方向に間隔をあけて配置されている。ま
た、ゲート配線10と信号配線11とにより囲まれた矩
形の各領域内には、ゲート配線10と信号配線11とが
交差する付近に薄膜トランジスタ(TFT)等からなる
液晶駆動用のスイッチング素子6が形成されているとと
もに、矩形の各領域をほぼ覆うように画素電極19が設
けられている。
おいて多数の画素電極19が各々独立してマトリクス状
に配列され、各画素電極19の配置部分が概ね画素の領
域となっている。
層4側の面に形成された島状の半導体層7と、半導体層
7上にゲート絶縁膜8を介して形成されたゲート電極9
と、ソース電極13と、ドレイン電極14とを有して構
成される。半導体層7は、トランジスタのソース,ドレ
インを構成するもので、例えばa−SiやPoly−Siか
らなっている。またゲート電極9は、絶縁基板5の液晶
層4側の面に形成されたゲート配線10に接続する状態
で形成されている。
7,ゲート絶縁膜8,ゲート電極9およびゲート配線1
0を覆う状態で例えば無機材料からなる第1層間絶縁膜
12が形成されている。そして、ソース電極13,ドレ
イン電極14はそれぞれ、第1層間絶縁膜12に形成さ
れたコンタクト部(図示略)を介して半導体層7のソー
ス,ドレインに接続された状態で第1層間絶縁膜12上
に設けられている。また上記の信号配線11も第1層間
絶縁膜12上に形成されており、ソース電極13はこの
信号配線11と接続した状態に形成されている。
レイン電極14や上記したゲート電極9、ゲート配線1
0は、第2基板3の液晶層4と反対側、つまり液晶パネ
ル1の背面側に配置されている照明から第2基板3に入
射する光を遮光する例えばアルミニウム(Al)の材料
で形成されたものとなっている。本実施形態においてこ
れらゲート配線10や信号配線11等は、後述のブラッ
クマトリクス16に覆われる状態となるが、ブラックマ
トリクス16が設けられない場合には、隣合う画素間
(画素電極19間)を遮光する遮光領域を構成するもの
となる。
いは有機材料からなる第2層間絶縁膜15が、信号配線
11,ソース電極13およびドレイン電極14を覆う状
態で形成されており、第2層間絶縁膜15上にはスイッ
チング素子6への光の入射を遮断するためおよび蓄積容
量を構成するためのブラックマトリクス16が設けられ
ている。ブラックマトリクス16は、例えばチタン(T
i)、タングステン(W),モニブデン(Mo)等の遮
光材料で形成されており、各ゲート配線10に沿ってス
イッチング素子6,ゲート配線10等を覆う状態に設け
られている。
マトリクス16により、隣合う画素の間(画素電極19
間)を遮光する遮光領域が構成されている。またブラッ
クマトリクス15は、第2層間絶縁膜15に形成された
コンタクトホール(図示略)を介してドレイン電極14
に接続されている。
リクス16を覆うようにして、液晶層4側の表面が平坦
な絶縁性の平坦化膜17が形成されており、平坦化膜1
7の液晶層4側の表面には、有効画素部における遮光領
域の位置に柱状の突起部18が形成されている。本実施
形態では、平坦化膜17の表面でかつブラックマトリク
ス16の位置に突起部18が形成された状態となってい
る。また平坦化膜17には、ブラックマトリクス16に
達するコンタクトホール17aが形成されている。
最表面に当接して第1基板2と第2基板3との間に所定
寸法の間隔(ギャップ)を形成するためのものである。
したがって、第1基板2と第2基板3との間に所定寸法
のギャップを形成でき、かつそのギャップ寸法を維持で
きる強度を有する形状、寸法に形成されている。換言す
ると、形状については、このような条件を満たしていれ
ば、平面視した状態で略正方形や略長方形をなす角柱
や、平面視した状態で略円形をなす円柱等の様々な形状
を採用することができる。
第1基板2と第2基板3との間に形成するギャップの寸
法に等しい寸法であり、かつ縦横(または径)がそのギ
ャップ寸法を維持できる強度を保てる寸法であるととも
に、平面視した状態における面積が、突起部18を設け
た遮光領域(ブラックマトリクス16)の面積のほぼ半
分以下となるように設定されている。上限値をこのよう
に設定するのは、ドメイン・ディスクリネーションの影
響を無くすためである。
ラックマトリクス16の面積のほぼ半分となるのは、例
えばスイッチング素子6の半導体層7が高温条件のPoly
Siで形成され、ブラックマトリクス16が平面視略長
方形をなしてその短辺の寸法Ldarkが10μm〜20μ
m程度であると、突起部18が平面視略正方形の場合に
は、その一辺の寸法Ls がLdarkの1/2以下の約7μ
m以下となり、突起部18が平面視略円形の場合には、
その直径の寸法Ls が約9μm〜10μm以下となる。
層7が低温条件のPolySiあるいはa−Siで形成さ
れ、ブラックマトリクス16が平面視略長方形をなして
その短辺の寸法Ldarkが15μm〜60μm程度である
と、突起部18が平面視略正方形の場合には、その一辺
の寸法Ls がLdarkの1/2以下の約25μm以下とな
り、突起部18が平面視略円形の場合には、その直径の
寸法Ls が約30μm以下となる。
材料で形成されている。平坦化膜17および突起部18
を構成する材料としては、平坦化膜17の表面を容易に
平坦に形成可能であるとともに、その表面に突起部18
を容易にかつ一体的に形成可能な材料、例えば有機材料
が採用される。この有機材料の一例としては、感光性ま
たは非感光性のアクリル樹脂もしくはこのアクリル樹脂
を主成分とする材料が挙げられる。本実施形態では、そ
のような有機材料にネガティブ型の感光性のアクリル樹
脂を用いて平坦化膜17および突起部18が構成されて
いる。
置の平坦化膜17の表面には、上記突起部18と同様に
構成された他の突起部(図示略)が形成されている。こ
の他の突起部は、第1基板2のスイッチング素子6が第
2基板3の後述する対向電極との間でコモン電位をとる
ためのコモン電極部の構成要素となるものとなる。
形成された平坦化膜17の表面には、各画素の画素電極
19が、コンタクトホール17aの内面を覆う一方、突
起部18を覆うことなく形成されている。また有効画素
部を避けたパネル周縁部において平坦化膜17の表面に
は、他の突起部の上面および側面を覆う状態で画素電極
19と同様の材料からなる導電膜が形成され、他の突起
部とこの導電膜とから上述のコモン電極部が構成されて
いる。画素電極19およびコモン電極部の導電膜は、I
TO膜からなる透明導電膜で形成されている。さらに、
平坦化膜17の表面には、コモン電極部を除いて画素電
極19等を覆う状態に配向膜(図示略)が設けられてい
る。
透光性を有する絶縁基板20の液晶層4側に、絶縁基板
20のほぼ前面に対向電極21が形成され、さらに対向
電極21上に配向膜(図示略)が設けられている。対向
電極21は、例えばITO膜からなる透明導電膜で形成
されている。
第2基板3とが、第1基板2の突起部18を第2基板3
の液晶層4側の最表面である配向膜に当接させた状態で
液晶層4を挟んで対向配置されている。
1の製造に基づき、本発明に係る液晶パネルの製造方法
の一実施形態を説明する。図3(a)〜(d)および図
4(e),(f)は、実施形態の液晶パネル1の製造方
法を工程順に示す要部断面図である。
ず既知の技術によって、図3(a)に示すように、絶縁
基板5の液晶層4側となる一面側にスイッチング素子6
の半導体層7,ゲート絶縁膜8,ゲート電極9,ゲート
配線10(図2参照)を形成し、これらを覆う状態で絶
縁基板5の一面側に第1層間絶縁膜12を形成する。続
いて、第1層間絶縁膜12上にソース電極13,ドレイ
ン電極14,信号配線11(図2参照)を形成する。こ
のことにより、有効画素部の各画素の領域にスイッチン
グ素子6が設けられる。
絶縁膜12上にソース電極13,ドレイン電極14,信
号配線11を覆う状態で第2層間絶縁膜15を形成し、
第2層間絶縁膜15上に例えばスパッタリング,フォト
リソグラフィ,エッチングの技術によりブラックマトリ
クス16を形成する。
うに、平坦化膜17および突起部18を形成する工程を
行う。本実施形態では、例えば平坦化膜17および突起
部18の材料にネガティブ型の感光性を有するアクリル
樹脂を用い、スピンコート技術によって、ブラックマト
リクス16を覆うようにして第2層間絶縁膜15上に表
面が平坦となる膜厚、例えば5μm程度の膜みの樹脂材
料膜22を形成する。
膜17のコンタクトホール17aを形成する箇所に遮光
パターン31を有するとともに、突起部18を形成する
ブラックマトリクス16の直上位置に開口パターン32
を有し、その他の平坦な面を形成する箇所がハーフトー
ンのパターン33からなるマスク30を用い、フォトリ
ソグラフィによって、樹脂材料膜22からなる平坦化膜
17と、ブラックマトリクス16に達するコンタクトホ
ール17aと、樹脂材料膜22からなる突起部18とを
同時に形成する。
えば紫外線による多重露光を行った後、現像、ポストベ
ークを経て平坦化膜17,コンタクトホール17aおよ
び突起部18を得る。その際、ギャップ寸法となる突起
部18の高さを、例えば3μm〜4μm程度に形成す
る。
成は、これらの材料に非感光性のアクリル樹脂を用い、
エッチングの技術によって行ってもよい。その場合に
は、例えば、上記と同様に樹脂材料膜22を形成した
後、樹脂材料膜22上にレジストパターンを形成する。
そして、レジストパターンをマスクとしたドライエッチ
ングを行うことにより、平坦化膜17,コンタクトホー
ル17aおよび突起部18を形成可能である。このドラ
イエッチングで用いるエッチングガスとしては、例えば
テトラフロロメタン(CF4 )および酸素(O2 )の混
合ガスが挙げられる。
パッタリング技術によって、コンタクトホール17aの
内面と、コモン電極部を構成する他の突起部の上面およ
び側面を覆う一方、突起部18を覆うことなくITO膜
を形成する。そして、フォトフォトリソグラフィおよび
エッチングの技術によってITO膜をパターニングして
画素電極19を形成する。さらに、平坦化膜17の表面
に、コモン電極部を除いて画素電極19等を覆う状態に
配向膜(図示略)を形成する。以上の工程によって、画
素電極19がマトリクス状に配置された第1基板2が作
製される。
既知の技術によって、絶縁基板20の液晶層4側となる
一面側に対向電極21と、配向膜(図示略)とが設けら
れて作製された第2基板3を用意し、この第2基板3と
上記のごとく作製された第1基板2とを、第1基板2の
突起部18を第2基板3の液晶層4側の最表面である配
向膜に当接させた状態で対向配置し、液晶の注入口をあ
けて第1基板2および第2基板3の周縁部を貼り合わせ
る。そして、突起部18により形成されたギャップに、
注入口から液晶を注入して液晶層4を形成し、注入口を
封止することにより液晶パネル1が製造される。
は、第1基板2の液晶層4側に平坦化膜17を形成する
とともに、平坦化膜17と同じ材料を用いて突起部18
を形成するので、従来行っていたギャップ調整のための
スペーサの塗布工程が不要である。また、突起部18と
同様に構成されてコモン電極部となる他の突起部も、平
坦化膜17および突起部18の形成に兼ねて行うことが
できる。しかも、平坦化膜17の表面への画素電極19
の形成に兼ねて、他の突起部19を覆う導電膜を形成で
きるため、コモン電極部用の導電ペーストを塗布する工
程を行う必要もない。したがって、従来に比較して製造
工程数を大幅に削減でき、低コストで液晶パネル1を製
造することができる。
の材料に平坦化膜17と同様の材料を用いることから、
高精度に微細加工可能な半導体装置製造プロセスを用い
て、突起部18を所要の高さおよび所要の形状に高精度
に形成可能できる。また所要の密度に形成することがで
きる。さらに、平坦性に優れた平坦膜17も形成可能で
ある。
にてブラックマトリクス16の直上に形成するので、そ
の後の工程にて、突起部18を第2基板3の最表面に当
接して第1基板2と第2基板3とを対向した状態に貼り
合わせ、これらのギャップに液晶層4を形成する際、各
画素の領域にて突起部18による液晶分子の配向秩序の
乱れが生じることもない。よって、液晶層4における液
晶分子の配向性の向上を図ることができる。
突起部18を形成するため、画素サイズを小さく形成す
る場合にも、表示品質の低下を回避することができる。
よって、いかなる画素サイズであっても、ギャップ寸法
が高精度にかつ均一に調整されて表示品質の高い液晶パ
ネル1を製造できる。
坦化膜17の表面でかつブラックマトリクス16の直上
位置に、第2基板3の液晶層4側の最表面に当接して第
1基板2と第2基板3との間に所定のギャップを形成す
る突起部19が設けられているので、各画素の領域にて
突起部18による液晶分子の配向秩序の乱れが生じるこ
となく、画素サイズが小さくても突起部18による表示
品質の低下が抑えられたものとなる。
コモン電極部を構成する他の突起部が、平坦化膜17の
表面に平坦化膜17と同じ材料で形成されていることか
ら、上記実施形態の製造方法のように平坦化膜17の形
成に兼ねて突起部18および他の突起部を形成すること
ができる。また画素電極19と同じ材料によりコモン電
極部の導電部が形成されているので、画素電極19の形
成に兼ねてこの導電部の形成も行うことができる。した
がって、従来に比較して生産性を向上でき、低コストで
製造できるものとなる。
の材料にて形成されて、上記実施形態の製造方法のよう
に、高精度に微細加工可能な半導体装置製造プロセスを
用いて、所要の高さおよび所要の形状に高精度に形成可
能であるとともに所要の密度で形成可能なものである。
よって、スペーサを用いた場合に比較してより高精度に
ギャップ寸法が調整され、かつギャップ寸法の均一性が
向上した高表示品質でかつ低コストで製造される液晶パ
ネル1を実現できる。
よれば、このような液晶パネル1を備えていることによ
り、表示品質の向上とともに製造コストの低減を図るこ
とができる。
示装置に備えられる液晶パネルについて述べたが、本発
明はこの例に限定されない。例えば反射型の液晶表示装
置や強誘電性液晶を用いた液晶表示装置にも本発明を適
用可能であるのもちろんである。このうち例えば反射型
の液晶表示装置は、バックライト方式の照明を用いず、
外光のみを利用するものであり、例えば上記実施形態の
画素電極が反射板を兼ねて例えばAl等で形成され、第
2基板の液晶層と反対の側から入射した光を画素電極に
より反射させて表示するものである。
ことから、反射型の液晶表示装置に本発明を適用する場
合には、平坦化膜17の表面でかつ有効画素部にてブラ
ックマトリクス以外の遮光領域、例えば図5に示すよう
に平坦化膜17の表面でかつAl等の遮光材料からなる
ゲート配線10と信号配線11とが交差する位置等に突
起部18が形成されることになる。そして、突起部18
を避けた状態に反射板を兼ねた画素電極23が形成され
る。
層4側に対向電極21および配向膜が設けられている例
を述べたが、その他に、カラーフィルターおよびマイク
ロレンズのうちの少なくとも一方が設けられた構成とし
てもよい。例えば図6(a),(b)に示すごとく第2
基板3の絶縁膜20の液晶層4側に、平面視略四角形状
のマイクロレンズ24が各画素の領域毎に設けられてい
る場合には、マイクロレンズ24のコーナー位置となる
ブラックマトリクス16と信号配線11との交差する位
置に突起部18(図6(b)にてハッチングで示す)を
設けることができる。
膜20の液晶層4側に、平面視略六角形状のマイクロレ
ンズ24が各画素の領域毎に設けられている場合には、
マイクロレンズ24の頂点位置でかつブラックマトリク
ス16の直上に突起部18(図7にてハッチングで示
す)を設けることができる。
成では、マイクロレンズ24による集光機能が突起部1
8により妨げられないため、集光率が向上し、しかも突
起部18によりギャップ寸法が高精度にかつ均一に調整
された液晶パネル1を得ることができる。
ズ24やカラーフィルターが設けられた液晶パネル1で
は、通常、第1基板2の絶縁基板5や第2基板3の絶縁
基板20と熱膨張係数の異なる種類の例えば有機材料で
マイクロレンズ24やカラーフィルターが形成されるこ
とが多い。しかしながら、平坦化膜17および突起部1
8等を有機材料で形成すれば、液晶パネル1の製造時に
加わる熱に起因して発生する第1基板2側と第2基板3
側との歪み等差を小さく抑えることができる。
を容易に行うことができるので、本発明は、第1基板や
第2基板の絶縁基板と異種材料からなるマイクロレンズ
やカラーフィルター等を備えた第2基板を有する液晶パ
ネルに特に有効となる。
状の柱状の突起部を設けた例を述べたが、例えば強誘電
性液晶を用いて大型の液晶パネルを構成した液晶表示装
置のようなものの場合には、図8に示すように平坦化膜
17の表面にてブラックマトリクス16の直上位置に細
長いライン状の突起部18を、例えば隣合う信号配線1
1に亘って設けてもよい。なお、図8では画素電極の図
示を省略してある。
いることにより、第1基板2と第2基板3との間のギャ
ップ寸法が、長期間に亘って所望の寸法に確実に維持さ
れる液晶パネル1を実現できるので、このような大型の
液晶パネルにも本発明は特に有効である。また、突起部
により高精度なギャップ寸法の設定を行える本発明は、
非常に厳しいギャップ調整が要求される強誘電性液晶を
用いた液晶パネルに特に有効となる。
ネルによれば、平坦化膜の表面でかつ遮光領域の位置
に、第2基板の液晶層側の最表面に当接して第1基板と
第2基板との間に所定の間隔を形成する突起部が形成さ
れた構成としたので、液晶分子の配向性を向上でき、画
素サイズが小さくても表示品質の向上を図れる。また突
起部が平坦化膜の表面にこの平坦化膜と同じ材料で形成
されていることにより、平坦化膜の形成に兼ねてスペー
サとしての突起部が形成可能であり、またコモン電極部
となる他の突起部も形成可能であるので、大幅な製造工
程数の削減を図ることができ、低コストで製造できる。
て形成され、これにより高精度に微細加工可能な半導体
装置製造プロセスを用いて所要の形状に高精度にしかも
要の密度に形成できるため、高精度にギャップ寸法が調
整され、かつギャップ寸法の均一性が向上した液晶パネ
ルが実現することになる。また平坦化膜および突起部が
有機材料で形成されていれば、例えば第2基板にガラス
とは熱膨張係数の大きく異なる有機材料からなるマイク
ロレンズ等が設けられていた場合にも、ギャップ寸法の
高精度な調整を容易に行うとができる。
ば、第1基板の液晶層側に表面が平坦な平坦化膜を形成
すると同時に、平坦化膜と同じ材料を用いて平坦化膜の
表面でかつ遮光領域の位置に突起部を形成するので、従
来に比較して生産性良く、低コストで液晶パネルを製造
できる。また突起部を平坦化膜と同様の材料で形成する
ので、高精度に微細加工可能な半導体装置製造プロセス
を用いて、所要の高さ、所要の形状、所要の密度に突起
部を形成できるとともに、突起部を遮光領域の位置に形
成するため、各画素の領域にて突起部による液晶分子の
配向性を向上できる。したがって、ギャップ寸法が高精
度にかつ均一に調整された上記発明の液晶パネルを実現
できる。
起部を有機材料で形成すれば、第2基板にガラスとは熱
膨張係数の大きく異なる有機材料からなるマイクロレン
ズ等が設けられていた場合にも、ギャップ寸法の高精度
な調整を容易に行える効果も得られる。
発明の液晶パネルを備えていることから、この発明の液
晶パネルと同様、透過型や反射型等、どのような種類の
ものでも、ギャップ寸法が高精度かつ均一に調整された
表示品質の良好な液晶パネルを低コストで生産性良く製
造できる効果を得ることができる。
の一実施形態を示す要部断面図である。
側を示した平面図である。
製造方法の一実施形態を工程順に示す要部断面図(その
1)である。
製造方法の一実施形態を工程順に示す要部断面図(その
2)である。
の他の実施形態を示す要部平面図である。
の第2基板がマイクロレンズを有した場合の突起部形成
例を示す図であり、(a)は第2基板側の要部断面図、
(b)は要部平面図である。
場合の突起部形成例を示す要部平面図である。
を示す要部平面図である。
晶層、5,20…絶縁基板、10…ゲート配線、11…
信号配線、16…ブラックマトリクス、17…平坦化
膜、18…突起部、23…画素電極、24…マイクロレ
ンズ
Claims (20)
- 【請求項1】 所定の間隔をあけて対向配置された第1
基板と第2基板との間に液晶層が設けられ、前記第1基
板の液晶層側には該液晶層側の表面が平坦な平坦化膜が
設けられたものからなり、画素がマトリクス状に形成さ
れているとともに、隣合う画素の間が遮光領域とされた
液晶パネルにおいて、 前記平坦化膜の表面には、前記遮光領域の位置に、前記
第2基板の液晶層側の最表面に当接して第1基板と第2
基板との間に所定の間隔を形成する突起部が、平坦化膜
と同じ材料で形成されてなることを特徴とする液晶パネ
ル。 - 【請求項2】 前記平坦化膜の表面には、各画素の領域
に、前記突起部を覆うことなく画素電極が形成されてい
ることを特徴とする請求項1記載の液晶パネル。 - 【請求項3】 前記突起部は、これを平面視したときの
面積が前記遮光領域のほぼ半分以下となるように形成さ
れていることを特徴とする請求項1記載の液晶パネル。 - 【請求項4】 前記第2基板の液晶層側には、カラーフ
ィルターおよびマイクロレンズのうち少なくとも一方が
設けられていることを特徴とする請求項1記載の液晶パ
ネル。 - 【請求項5】 前記画素がマトリクス状に形成されてな
る有効画素部を避けた位置の前記平坦化膜の表面には、
前記突起部と同様に構成された他の突起部と、前記他の
突起部を覆うように形成された導電膜とからなって、前
記第1基板が前記第2基板との間でコモン電位を取るコ
モン電極部が形成されていることを特徴とする請求項1
記載の液晶パネル。 - 【請求項6】 前記平坦化膜および突起部は、有機材料
で形成されてなることを特徴とする請求項1記載の液晶
パネル。 - 【請求項7】 前記有機材料は、感光性または非感光性
のアクリル樹脂もしくはこのアクリル樹脂を主成分とす
る材料からなることを特徴とする請求項6記載の液晶パ
ネル。 - 【請求項8】 第1基板と第2基板とを所定の間隔をあ
けて対向配置してこの第1基板と第2基板との間に液晶
層を設けてなり、画素をマトリクス状に形成しかつ隣合
う画素の間を遮光領域とした液晶パネルを製造する方法
であって、 絶縁基板の一面側に、表面が平坦な平坦化膜を形成する
とともに、該平坦化膜と同じ材料を用いて平坦化膜の表
面でかつ遮光領域の位置に突起部を形成して前記第1基
板を得る工程と、 前記突起部を前記第2基板の最表面に当接して前記第1
基板と前記第2基板とを対向した状態に貼り合わせる工
程とを有することを特徴とする液晶パネルの製造方法。 - 【請求項9】 前記平坦化膜および突起部の形成工程の
後でかつ前記第1基板と前記第2基板とを貼り合わせる
工程の前に、前記平坦化膜の表面でかつ各画素を形成す
る領域に、前記突起部を避けた状態に画素電極を形成す
る工程を行うことを特徴とする請求項8記載の液晶パネ
ルの製造方法。 - 【請求項10】 前記第2基板には、その液晶層側とな
る面側に、カラーフィルターおよびマイクロレンズのう
ち少なくとも一方が設けられたものを用いることを特徴
とする請求項8記載の液晶パネルの製造方法。 - 【請求項11】 前記平坦化膜および突起部の形成工程
の際には、前記画素がマトリクス状に形成されてなる有
効画素部を避けた位置の前記平坦化膜の表面に、前記突
起部と同様に構成される他の突起部を形成し、 前記画素電極を形成する工程の際には、該画素電極用の
導電膜の形成とともに該導電膜で前記他の突起部を覆
い、これにより前記他の突起部と該他の突起部を覆う導
電膜とからなって前記第1基板が前記第2基板との間で
コモン電位を取るためのコモン電極部を形成することを
特徴とする請求項9記載の液晶パネルの製造方法。 - 【請求項12】 前記平坦化膜および突起部の形成工程
の際には、有機材料を用いることを特徴とする請求項8
記載の液晶パネルの製造方法。 - 【請求項13】 前記有機材料には、感光性または非感
光性のアクリル樹脂もしくはこのアクリル樹脂を主成分
とする材料を用いることを特徴とする請求項12記載の
液晶パネルの製造方法。 - 【請求項14】 所定の間隔をあけて対向配置された第
1基板と第2基板との間に液晶層が設けられ、前記第1
基板の液晶層側には該液晶層側の表面が平坦な平坦化膜
が設けられたものからなり、画素がマトリクス状に形成
されているとともに、隣合う画素の間が遮光領域とされ
たもので、前記平坦化膜の表面でかつ前記遮光領域の位
置に、前記第2基板の液晶層側の最表面に当接して第1
基板と第2基板との間に所定の間隔を形成する突起部
が、平坦化膜と同じ材料で形成された液晶パネルを備え
ていることを特徴とする液晶表示装置。 - 【請求項15】 前記液晶パネルには、前記平坦化膜の
表面でかつ各画素の領域に、前記突起部を覆うことなく
画素電極が形成されていることを特徴とする請求項14
記載の液晶表示装置。 - 【請求項16】 前記液晶パネルの突起部は、これを平
面視したときの面積が前記遮光領域のほぼ半分以下とな
るように形成されていることを特徴とする請求項14記
載の液晶表示装置。 - 【請求項17】 前記液晶パネルにおける前記第2基板
の液晶層側には、カラーフィルターおよびマイクロレン
ズのうち少なくとも一方が設けられていることを特徴と
する請求項14記載の液晶表示装置。 - 【請求項18】 前記液晶パネルには、前記画素がマト
リクス状に形成されてなる有効画素部を避けた位置の前
記平坦化膜の表面に、前記突起部と同様に構成された他
の突起部と、前記画素電極と同じ材料で前記他の突起部
を覆うように形成された導電膜とからなって、前記第1
基板が前記第2基板との間でコモン電位を取るコモン電
極部が形成されていることを特徴とする請求項15記載
の液晶表示装置。 - 【請求項19】 前記液晶パネルの前記平坦化膜および
前記突起部は、有機材料からなることを特徴とする請求
項14記載の液晶表示装置。 - 【請求項20】 前記有機材料は、感光性または非感光
性のアクリル樹脂もしくはこのアクリル樹脂を主成分と
する材料からなることを特徴とする請求項19記載の液
晶表示装置。
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