JP4143571B2

JP4143571B2 - 液晶表示装置

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Publication number: JP4143571B2
Application number: JP2004177528A
Authority: JP
Inventors: 大輔井上; 英毅伊藤; 大充田中; 貴志神野
Original assignee: NEC LCD Technologies Ltd
Current assignee: Tianma Japan Ltd
Priority date: 2004-06-15
Filing date: 2004-06-15
Publication date: 2008-09-03
Anticipated expiration: 2024-06-15
Also published as: US20050275787A1; CN1713044A; CN100397190C; JP2006003456A; US7369208B2

Description

本発明は、２枚の基板が柱状スペーサを介して相互に対向するように配置された液晶表示装置に関する。

液晶表示装置は、一定の距離（ギャップ）を隔てて２枚のガラス基板が相互に対向するように配置され、両基板間に液晶層が配置されることによって構成されている。そして、液晶表示装置においては、２枚のガラス基板間に一定のギャップを保持するために、ガラス基板間に複数個のスペーサが配置されている。スペーサには、パターニングにより一方の基板上に形成され他方の基板に向かって立設する柱状スペーサ及び液晶層内に分散された球状スペーサ等がある。

図３は従来の柱状スペーサを備えた液晶表示装置を示す断面図である。図３に示すように、この従来の液晶表示装置においては、ガラス基板１０１が設けられており、このガラス基板１０１上には走査線１０２が設けられている。また、走査線１０２を覆うように絶縁性の保護膜１０３が設けられており、保護膜１０３上には信号線（図示せず）及び画素電極（図示せず）等が設けられている。更に、保護膜１０３上には、信号線及び画素電極等を覆うように絶縁性の保護膜１０４が設けられている。そして、信号線がドレインに接続され、画素電極がソースに接続され、走査線１０２がゲートに接続されたＴＦＴ（Thin Film Transistor：薄膜トランジスタ、図示せず）が形成されている。これにより、アクティブマトリクス基板１０５が形成されている。

一方、他のガラス基板１０６がガラス基板１０１に対向するように配置されており、ガラス基板１０６におけるアクティブマトリクス基板１０５に対向する側の表面には、ブラックマトリクス（ＢＭ）１０７が形成されている。ブラックマトリクス１０７は、アクティブマトリクス基板１０５の走査線１０２に相当する領域を含む領域に配置されている。また、このブラックマトリクス１０７上にはカラーフィルタ（ＣＦ）１０８が形成されている。更に、ブラックマトリクス１０７及びカラーフィルタ１０８を覆うように保護膜１０９が形成されている。これにより、カラーフィルタ基板１１０が形成されている。

そして、カラーフィルタ基板１１０上におけるブラックマトリクス１０７とカラーフィルタ１０８とが重なる領域の一部には、アクリル樹脂等からなる複数の柱状スペーサ１１１がアクティブマトリクス基板１０５に向かって立設されている。柱状スペーサ１１１の先端は、アクティブマトリクス基板１０５の保護膜１０４における走査線１０２の直上域に相当する領域の一部に当接している。また、アクティブマトリクス基板１０５とカラーフィルタ基板１１０との間には液晶１１２が充填されており、液晶層が形成されている。

しかしながら、この従来の液晶表示装置においては、以下に示すような問題が発生する。ガラス基板１０１及び１０６に外力が印加され、アクティブマトリクス基板１０５とカラーフィルタ基板１１０とが基板に平行な方向に相互にずれた場合、柱状スペーサ１１１と保護膜１０４との間の摩擦力により、外力が消滅しても基板間のずれが元に戻らない。これにより、ガラス基板１０１及び１０６が複屈折性を持つようになり、液晶の配向に関係なく光が漏れるようになる。この光の漏洩は、黒表示を行ったときに特に目立ってしまい、表示ムラとして認識される。また、柱状スペーサの数を減らして、柱状スペーサ１１１と保護膜１０４との間の摩擦力を低減すると、柱状スペーサ１１１が塑性変形を起こして、ギャップムラが発生する。

そこで、特許文献１には、基板間のギャップを保持しつつ柱状スペーサと基板との間の摩擦力を低減する技術が開示されている。図４及び図５は特許文献１に開示された従来の液晶表示装置を示す断面図である。図４に示す液晶表示装置においては、ガラス基板１２１が設けられており、このガラス基板１２１の表面には対向電圧信号線１２２が設けられている。また、対向電圧信号線１２２を覆うように絶縁膜１２３が設けられており、絶縁膜１２３上にはドレイン信号線１２４が設けられている。更に、ドレイン信号線１２４を覆うように、保護膜１２５が設けられており、保護膜１２５上には配向膜１２６が設けられている。これにより、アクティブマトリクス基板１２７が形成されている。アクティブマトリクス基板１２７の表面において、対向電圧信号線１２２が配置されている領域は他の領域よりも盛り上がっている。

また、ガラス基板１２１に対向するように配置されたガラス基板１２８におけるアクティブマトリクス基板１２７に対向する側の表面には、ブラックマトリクス１２９が設けられており、ブラックマトリクス１２９を覆うように保護膜１３０が設けられている。そして、保護膜１３０上に複数の柱状スペーサ１３１ａ及び１３１ｂが設けられている。更に、保護膜１３０並びに柱状スペーサ１３１ａ及び１３１ｂを覆うように、配向膜１３２が設けられている。これにより、カラーフィルタ基板１３３が形成されている。そして、アクティブマトリクス基板１２７とカラーフィルタ基板１３３との間には、液晶１３４が充填されており、液晶層を形成している。

図４に示す液晶表示装置においては、一部の柱状スペーサ１３１ａはアクティブマトリクス基板１２７における対向電圧信号線１２２に対向する位置に設けられており、その先端がアクティブマトリクス基板１２７における盛り上がった部分に当接している。また、残りの柱状スペーサ１３１ｂはアクティブマトリクス基板１２７における対向電圧信号線１２２に対向していない位置に設けられており、その先端はアクティブマトリクス基板１２７には接していない。

上述の如く、複数の柱状スペーサのうち一部の柱状スペーサ１３１ａのみをアクティブマトリクス基板１２７に当接させ、残りの柱状スペーサ１３１ｂを当接させないことにより、液晶表示装置に外力が印加されていないときには、柱状スペーサ１３１ａのみがアクティブマトリクス基板１２７に当接するため摩擦力が小さく、液晶表示装置を挟圧するような外力が印加されたときには、柱状スペーサ１３１ａが変形して、柱状スペーサ１３１ｂの先端もアクティブマトリクス基板１２７に当接するようになるため、基板間のギャップを保持することができる。

また、特許文献１には、図５に示すように、一部の柱状スペーサの直下域に台座パターンを設ける技術も開示されている。この液晶表示装置のカラーフィルタ基板１４１においては、ガラス基板１４２の表面にブラックマトリクス１４３及びカラーフィルタ１４４が設けられており、ブラックマトリクス１４３上の一部の領域に台座パターン１４５が設けられている。また、ブラックマトリクス１４３、カラーフィルタ１４４及び台座パターン１４５を覆うように、保護膜１４６が設けられている。更に、保護膜１４６上に複数の柱状スペーサ１４７ａ及び１４７ｂが設けられている。このとき、柱状スペーサ１４７ａは台座パターン１４５の直上域に設けられており、柱状スペーサ１４７ｂは台座パターン１４５の直上域を外れた領域に設けられている。

これにより、柱状スペーサ１４７ａの先端は台座パターン１４５の厚さの分だけ柱状スペーサ１４７ｂの先端よりも高い位置にある。このため、柱状スペーサ１４７ａはアクティブマトリクス基板（図示せず）に接するが、柱状スペーサ１４７ｂは両基板を挟圧するような外力が印加されない限り、アクティブマトリクス基板には接しない。この結果、柱状スペーサとアクティブマトリクス基板との間の摩擦力を低減しつつ、基板間のギャップを保持することができる。

特開２００２−１８２２２０号公報（図６、図８）

しかしながら、上述の従来の技術には以下に示すような問題点がある。液晶表示装置を製造する際に、カラーフィルタ基板上の柱状スペーサの高さを一定に揃えても、組立後の液晶表示装置において、アクティブマトリクス基板とカラーフィルタ基板との間のギャップがばらついてしまう。このため、１台の液晶表示装置内において、輝度、色度及びコントラストのばらつきが大きくなる。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、アクティブマトリクス基板とカラーフィルタ基板との間のギャップが均一である液晶表示装置を提供することを目的とする。

本発明に係る液晶表示装置は、カラーフィルタ基板と、このカラーフィルタ基板に対向するように配置されたアクティブマトリクス基板と、前記カラー基板と前記アクティブマトリクス基板との間に配置された液晶層と、を有し、前記カラーフィルタ基板は、第１の基板と、この第１の基板における前記アクティブマトリクス基板に対向する側の表面に立設されたスペーサと、を有し、前記アクティブマトリクス基板は、第２の基板と、この第２の基板における前記カラーフィルタ基板に対向する側の表面に形成された画素回路と、前記第２の基板上における前記スペーサに対向する領域のうち少なくとも１の領域に形成され前記第２の基板の表面に垂直な方向から見て前記スペーサの内側に配置された段差膜と、を有し、前記アクティブマトリクス基板における前記段差膜が形成された領域が前記スペーサに当接していることを特徴とする。

本発明においては、アクティブマトリクス基板に第２の基板の表面に垂直な方向から見てスペーサの内側に配置された段差膜を設け、この段差膜が形成された領域がスペーサに当接しているため、アクティブマトリクス基板と段差膜との間の接触面積を、段差膜の大きさにより決定することができる。そして、段差膜は、画素回路と同じ基板上に形成されるため、半導体プロセスを使用して高い形状精度で形成することができる。これにより、アクティブマトリクス基板と段差膜との間の接触面積が均一化され、アクティブマトリクス基板とカラーフィルタ基板との間のギャップが均一にすることができる。

また、前記画素回路は、走査線と、信号線と、前記走査線及び前記信号線に接続された薄膜トランジスタと、を有し、前記段差膜が前記信号線と同じ材料からなり前記信号線と同層に形成されたものであることが好ましく、前記段差膜が前記信号線と同じ工程で形成されたものであることがより好ましい。これにより、新たな工程を追加することなく、段差膜を形成することができる。

更に、前記スペーサが、前記第１の基板の表面に第１膜を形成し、この第１膜をプロキシミティ方式により露光し現像することによって形成されたものであり、前記段差膜が、前記第２の基板の表面に第２膜を形成し、この第２膜上にレジストを形成し、このレジストをレンズプロジェクション方式又はミラープロジェクション方式により露光した後現像してパターニングし、このパターニングされたレジストをマスクとして前記第２膜をエッチングすることによって形成されたものであることが好ましい。これにより、スペーサをプロキシミティ方式の露光により低コストで形成できると共に、段差膜をレンズプロジェクション方式又はミラープロジェクション方式で精度よく形成することができる。

更にまた、前記段差膜が、前記第２の基板上における前記スペーサに対向する領域のうち一部の領域のみに形成されていることが好ましい。これにより、通常は一部のスペーサのみがアクティブマトリクス基板に接するため、カラーフィルタ基板とアクティブマトリクス基板との間の摩擦力を低減することができる。一方、カラーフィルタ基板とアクティブマトリクス基板とが相互に近づく方向に外力が印加された場合は、残りのスペーサもアクティブマトリクス基板に接するため、ギャップがそれ以上小さくなることを抑制できる。

本発明によれば、アクティブマトリクス基板に第２の基板の表面に垂直な方向から見てスペーサの内側に配置された段差膜を設け、この段差膜が形成された領域をスペーサに当接させているため、アクティブマトリクス基板と段差膜との間の接触面積を、段差膜の大きさにより決定することができ、アクティブマトリクス基板とカラーフィルタ基板との間のギャップを均一化することができる。

本発明者等は、前述の従来の技術における問題点、即ち、柱状スペーサの高さを均一に揃えても基板間のギャップがばらついてしまうという問題点を解決すべく、鋭意実験研究を行った結果、以下に示す知見を得た。通常、液晶表示装置を製造する際に、アクティブマトリクス基板の作製は、ＴＦＴ等の微細な構造を形成する必要があるため、半導体プロセスに適用されるフォトリソグラフィ工程を利用して行っている。具体的には、露光工程をレンズプロジェクション方式又はミラープロジェクション方式によって行っている。レンズプロジェクション方式とは、レンズを使用して基板上に像を形成する方法である。レンズの大きさには限界があるため、通常、レンズプロジェクション方式は基板を分割露光するステッパ方式と組み合わせて実施される。また、ミラープロジェクション方式とは、ミラーを使用して基板上に像を形成する方法であり、通常、基板を一括露光するアライナ方式と組み合わせて実施される。レンズプロジェクション方式及びミラープロジェクション方式は基板上に像を形成するため、線幅を高精度で制御することができる。

これに対して、カラーフィルタ基板の作製工程においては、ＴＦＴ等の微細な構造を形成する必要がないため、プロキシミティ方式により露光を行っている。プロキシミティ方式とは、レンズ及びミラー等の集光手段を使用せずに、平行光を用いて露光を行う方法である。このため、上述のレンズプロジェクション方式及びミラープロジェクション方式と比較してコストが低いという利点がある反面、平行光を使用するため光の干渉が発生し、レンズプロジェクション方式及びミラープロジェクション方式と比較して露光の線幅制御の精度が劣るという欠点がある。このため、図３乃至図５に示すように、カラーフィルタ基板上に柱状スペーサを形成すると、柱状スペーサの形状精度が不十分なものとなり、アクティブマトリクス基板との間の接触面積が変動してしまう。

そして、本発明者等は、柱状スペーサとアクティブマトリクス基板との間の接触面積が変動すると、柱状スペーサの高さを一定に揃えたとしても、アクティブマトリクス基板とカラーフィルタ基板との間のギャップが変動してしまうことを見出した。即ち、表示パネルの単位面積当たりの柱状スペーサとアクティブマトリクス基板との間の接触面積が小さい場合は、前記接触面積が大きい場合と比較して、基板間のギャップが小さくなる。これは、液晶表示装置を組み立てる際に、大気圧等により両基板が挟圧され、これにより柱状スペーサに圧縮力が印加されるが、このとき前記接触面積が小さいと柱状スペーサが弾性変形しやすく、ギャップが縮みやすいためであると考えられる。これに対して、前記接触面積が大きいと、柱状スペーサが弾性変形しにくく、ギャップが大きいまま保持されやすい。なお、柱状スペーサをアクティブマトリクス基板上に形成することも考えられるが、これはプロセス上、困難である。本発明者等は上述の知見に基づいて、前記接触面積を一定とする方法を開発し、本発明を完成した。

以下、本発明の実施形態について添付の図面を参照して具体的に説明する。図１は本実施形態に係る液晶表示装置を示す平面図であり、図２（ａ）は図１に示すＡ−Ａ’線による断面図であり、（ｂ）は図１に示すＣ−Ｃ’線による断面図である。図１並びに図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、本実施形態に係る液晶表示装置１においては、相互に対向するように配置されたアクティブマトリクス基板２及びカラーフィルタ基板３が設けられている。この液晶表示装置１は例えばＩＰＳ方式（In Plane Switching方式：面内スイッチング方式）の液晶表示装置である。なお、図１は液晶表示装置１をカラーフィルタ基板３側から見た図であるが、カラーフィルタ基板３におけるブラックマトリクス１０、カラーフィルタ１１、柱状スペーサ１３ａ及び１３ｂ、並びにアクティブマトリクス基板２における段差膜以外の構成要素は図示が省略されている。

アクティブマトリクス基板２においては、透明な絶縁性基板、例えばガラス基板４が設けられており、このガラス基板４におけるカラーフィルタ基板３に対向する側の表面に走査線５が設けられている。そして、走査線５を覆うように絶縁性の保護膜６が設けられている。保護膜６の厚さは例えば５００乃至６００ｎｍである。また、保護膜６上における走査線５の直上域の一部に、段差膜７が設けられている。保護膜６上には、段差膜７の他に信号線（図示せず）及び画素電極（図示せず）等が設けられており、信号線がドレインに接続され、画素電極がソースに接続され、走査線５がゲートに接続されたＴＦＴ（図示せず）が形成されている。段差膜７は信号線と同じ工程で同時にパターン化されて形成されたものである。従って、段差膜７は信号線と同じ材料、例えばクロム（Ｃｒ）からなり、信号線と同層に形成されている。段差膜７の厚さは例えば３００ｎｍである。そして、ガラス基板４の表面に垂直な方向から見て（以下、平面視で、という）、その形状は縦が７μｍ、横が１２μｍの矩形状である。更に、段差膜７、信号線及び画素電極等を覆うように、絶縁性の保護膜８が設けられている。保護膜８の厚さは例えば３００ｎｍである。この結果、保護膜８の表面には段差膜７の配置を反映した凹凸が形成されており、段差膜７の直上域は他の領域に比べて盛り上がっている。

また、カラーフィルタ基板３においては、透明な絶縁性基板、例えば、ガラス基板９が設けられており、ガラス基板９におけるアクティブマトリクス基板２に対向する側の表面には、ブラックマトリクス（ＢＭ）１０が形成されている。ブラックマトリクス１０は、アクティブマトリクス基板２の走査線５に相当する領域を含むように格子状に配置されている。即ち、ブラックマトリクス１０には、マトリクス状に矩形の開口部１０ａが形成されている。また、このブラックマトリクス１０を跨ぎ、１列に配列された複数の開口部１０ａに重なるように、帯状のカラーフィルタ（ＣＦ）１１が形成されている。カラーフィルタ１１には、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の３色のカラーフィルタがあり、繰返し配列されている。更に、カラーフィルタ１１を覆うように保護膜１２が設けられている。

そして、カラーフィルタ基板３の保護膜１２上におけるブラックマトリクス１０とカラーフィルタ１１とが重なった領域には、複数の柱状スペーサ１３ａ及び１３ｂ（総称して柱状スペーサ１３ともいう）が設けられている。柱状スペーサ１３は例えばアクリル樹脂からなり、高さが例えば２乃至５μｍであり、平面視で、その形状は例えば縦が１０μｍ、横が１５μｍの矩形状であり、アクティブマトリクス基板２に向かって立設されている。また、アクティブマトリクス基板２とカラーフィルタ基板３との間には、液晶１４が充填されており、液晶層を形成している。

以下、柱状スペーサ１３と段差膜７との位置関係について、詳細に説明する。柱状スペーサ１３は、カラーフィルタ基板３上におけるブラックマトリクス１０の直上域で且つ１色のカラーフィルタ１１が露出している開口部１０ａ間の領域のうちの一部、例えば、青色のカラーフィルタ１１が露出した開口部１０ａ間の領域の一部に設けられている。例えば、柱状スペーサ１３は、青色のカラーフィルタ１１が露出した開口部１０ａ間の領域のうち、４つの領域に１つの割合で設けられている。

一方、アクティブマトリクス基板２においては、柱状スペーサ１３に対向する領域のうち、例えば４つの領域に１つの割合で段差膜７が設けられている。即ち、段差膜７は、青色のカラーフィルタが露出した開口部１０ａ間の領域に対向する領域のうち、例えば１６の領域に１つの割合で設けられている。これにより、４個の柱状スペーサ１３のうち１個の柱状スペーサ１３ａは、図２（ａ）に示すように、アクティブマトリクス基板２における段差膜７により保護膜８が盛り上がっている部分に当接している。また、４個のうち３個の柱状スペーサ１３ｂは、図２（ｂ）に示すように、対向する位置に段差膜７がないため、アクティブマトリクス基板２の保護膜８に当接していない。即ち、柱状スペーサ１３ｂと保護膜８との間には隙間が形成されており、この隙間には液晶１４が入り込んでいる。

また、前述の如く、平面視で、柱状スペーサ１３の形状は縦が１０μｍ、横が１５μｍの矩形であり、段差膜７の形状は縦が７μｍ、横が１２μｍの矩形であり、保護膜８の盛り上がり部分の形状も段差膜７の形状とほぼ同じである。そして、平面視で、段差膜７は柱状スペーサ１３の内側に位置している。このため、柱状スペーサ１３とアクティブマトリクス基板２の保護膜８との間の接触領域は、段差膜７の上面とほぼ一致し、例えば、縦が７μｍ、横が１２μｍの矩形状領域である。

次に、柱状スペーサ１３及び段差膜７の形成方法について説明する。先ず、柱状スペーサ１３の形成方法について説明する。カラーフィルタ基板３を保護膜１２まで形成した後、このカラーフィルタ基板３上にアクリル樹脂からなるネガ型の感光性レジストをスピンコート法により塗布する。次に、プロキシミティ方式により露光を行い、塗布された感光性レジストにおける柱状スペーサ１３となる予定の部分を硬化させる。その後、現像液により、感光性レジストにおける未硬化の部分を除去する。これにより、感光性レジストの硬化部分が残留し、柱状スペーサ１３が形成される。

次に、段差膜７の形成方法について説明する。段差膜７は、通常のフォトリソグラフィ工程により形成する。即ち、先ず、ガラス基板４上に走査線５及び保護膜６を形成する。そして、スパッタリングにより、Ｃｒからなる膜（図示せず）を、保護膜６の全面に例えば３００ｎｍの厚さに成膜する。次に、ＴＦＴ形成用のレジスト（図示せず）を塗布し、プリベークを行う。次に、レンズプロジェクション方式又はミラープロジェクション方式により露光を行い、ＴＦＴ用のパターンを露光すると共に、レジストにおける段差膜７を形成する予定の領域上に相当する部分を硬化させる。次に、現像を行い、レジストの未硬化部分を除去し、レジストをパターニングする。次に、このパターニングしたレジストをマスクとしてエッチングを行い、Ｃｒからなる膜を選択的に除去し、パターニングする。そして、レジストを除去する。これにより、ＴＦＴ及び信号線等と共に、段差膜７が形成される。

本実施形態においては、平面視で、段差膜７の面積を柱状スペーサ１３の面積よりも小さくし、段差膜７を柱状スペーサ１３の内部に配置している。これにより、柱状スペーサ１３とアクティブマトリクス基板２との間の接触面積を、段差膜７の大きさにより決定することができる。そして、段差膜７を、半導体プロセスを使用して製造することにより、段差膜７の形状精度を柱状スペーサ１３の形状精度よりも高くすることができる。

以下、柱状スペーサ１３及び段差膜７の形状精度について説明する。上述の如く、柱状スペーサ１３はプロキシミティ方式によって露光し、段差膜７は例えばレンズプロジェクション方式によって露光する。各方式によりＴＦＴ用のレジストを露光した場合の線幅のばらつき（３σ）は、プロキシミティ方式の場合は０．７μｍであり、レンズプロジェクション方式の場合は０．４μｍである。そして、柱状スペーサを形成する場合は、使用する材料がＴＦＴ用のレジストではなく柱状スペーサ用に最適化されたレジスト材料であること、及び、一般にＴＦＴの形成工程では現像液は使い捨てにするが柱状スペーサの形成工程では現像液を循環させることにより、線幅のばらつきは更に大きくなり、２．０μｍになる。一方、段差膜を形成する場合は、エッチング工程で僅かに０．１μｍ程度ばらつきが増大するのみであり、線幅のばらつきは０．５μｍに抑えられる。この結果、柱状スペーサを形成する際の線幅のばらつきは２．０μｍとなるのに対し、段差膜を形成する際の線幅のばらつきは０．５μｍに抑えることができ、段差膜の形状精度を柱状スペーサの形状精度よりも高くすることができる。

このため、柱状スペーサ１３とアクティブマトリクス基板２との間の接触面積を精度よく制御することができ、均一化することができる。このため、アクティブマトリクス基板２とカラーフィルタ基板３との間のギャップを均一化することができる。この結果、輝度、色度及びコントラストのばらつきが小さくなる。

また、本実施形態においては、柱状スペーサ１３のうち、柱状スペーサ１３ａを常時アクティブマトリクス基板２に当接させると共に、柱状スペーサ１３ｂと保護膜８との間には隙間を設けている。これにより、液晶表示装置に外力が印加されていない状態では、柱状スペーサ１３ａのみがアクティブマトリクス基板２に当接するため、アクティブマトリクス基板２とカラーフィルタ基板３との間の摩擦力が低く、外力が印加されることによりアクティブマトリクス基板２とカラーフィルタ基板３との間にずれが生じた場合においても、外力が消滅すれば、ずれが解消される。このため、基板間のずれに起因する表示ムラの発生を防止することができる。一方、アクティブマトリクス基板２とカラーフィルタ基板３とを相互に近づける方向に力が働いた場合には、柱状スペーサ１３ａに圧縮力が印加され、柱状スペーサ１３ａが弾性変形することにより柱状スペーサ１３ｂの先端がカラーフィルタ基板２に当接し、柱状スペーサ１３ａ及び１３ｂの双方で基板間のギャップを支えることになる。この結果、柱状スペーサ１３ａ及び１３ｂの塑性変形が抑制され、ギャップムラの発生が防止される。

更に、本実施形態においては、段差膜７をＴＦＴ及び信号線等と同じ工程により形成することができるため、段差膜７を設けることにより、液晶表示装置の製造コストが増加することがない。更にまた、柱状スペーサ１３をブラックマトリクス１０とカラーフィルタ１１とが重なる領域に設けているため、柱状スペーサ１３が開口部１０ａ内に位置して液晶表示装置の開口率を低下させることがなく、また、柱状スペーサ１３をブラックマトリクス１０及びカラーフィルタ１１上に乗せているため、柱状スペーサ１３の高さを低くすることができる。

なお、本実施形態においては、４個の柱状スペーサのうちの１個をアクティブマトリクス基板に当接させる例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、全ての柱状スペーサをアクティブマトリクス基板に当接させてもよい。この場合は、全ての柱状スペーサについて、その対向する位置に段差膜を設ければよい。これにより、柱状スペーサの本数に対して基板間のギャップを支持する力を最大にすることができる。

また、本実施形態においては、段差膜をＣｒにより形成する例を示したが、本発明はこれに限定されず、アルミニウム（Ａｌ）等の他の金属により形成してもよく、合金により形成してもよい。また、複数の金属又は合金層が積層された多層膜により形成してもよい。但し、新たな工程を追加しないために、信号線と同じ材料により形成することが好ましい。

本発明は、柱状スペーサを備えた液晶表示装置に好適に利用することができる。

本発明の実施形態に係る液晶表示装置を示す平面図である。（ａ）は図１に示すＡ−Ａ’線による断面図であり、（ｂ）は図１に示すＣ−Ｃ’線による断面図である。従来の柱状スペーサを備えた液晶表示装置を示す断面図である。特許文献１に開示された従来の液晶表示装置を示す断面図である。特許文献１に開示された他の従来の液晶表示装置を示す断面図である。

符号の説明

１；液晶表示装置
２；アクティブマトリクス基板
３；カラーフィルタ基板
４、９；ガラス基板
５；走査線
６、８、１２；保護膜
７；段差膜
１０；ブラックマトリクス
１０ａ；開口部
１１；カラーフィルタ
１３、１３ａ、１３ｂ；柱状スペーサ
１４；液晶
１０１、１０６；ガラス基板
１０２；走査線
１０３、１０４、１０９；保護膜
１０５；アクティブマトリクス基板
１０７；ブラックマトリクス
１０８；カラーフィルタ
１１０；カラーフィルタ基板
１１１；柱状スペーサ
１１２；液晶
１２１、１２８；ガラス基板
１２２；対向電圧信号線
１２３；絶縁膜
１２４；ドレイン信号線
１２５、１３０；保護膜
１２６、１３２；配向膜
１２７；アクティブマトリクス基板
１２９；ブラックマトリクス
１３１ａ、１３１ｂ；柱状スペーサ
１３３；カラーフィルタ基板
１３４；液晶
１４１；カラーフィルタ基板
１４２；ガラス基板
１４３；ブラックマトリクス
１４４；カラーフィルタ
１４５；台座パターン
１４６；保護膜
１４７ａ、１４７ｂ；柱状スペーサ

Claims

カラーフィルタ基板と、このカラーフィルタ基板に対向するように配置されたアクティブマトリクス基板と、前記カラー基板と前記アクティブマトリクス基板との間に配置された液晶層と、を有し、前記カラーフィルタ基板は、第１の基板と、この第１の基板における前記アクティブマトリクス基板に対向する側の表面に立設されたスペーサと、を有し、前記アクティブマトリクス基板は、第２の基板と、この第２の基板における前記カラーフィルタ基板に対向する側の表面に形成された画素回路と、前記第２の基板上における前記スペーサに対向する領域のうち少なくとも１の領域に形成され前記第２の基板の表面に垂直な方向から見て前記スペーサの内側に配置された段差膜と、を有し、前記アクティブマトリクス基板における前記段差膜が形成された領域が前記スペーサに当接していることを特徴とする液晶表示装置。
前記画素回路は、走査線と、信号線と、前記走査線及び前記信号線に接続された薄膜トランジスタと、を有し、前記段差膜が前記信号線と同じ材料からなり前記信号線と同層に形成されたものであることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
前記段差膜が前記信号線と同じ工程で形成されたものであることを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
前記スペーサが、前記第１の基板の表面に第１膜を形成し、この第１膜をプロキシミティ方式により露光し現像することによって形成されたものであり、前記段差膜が、前記第２の基板の表面に第２膜を形成し、この第２膜上にレジストを形成し、このレジストをレンズプロジェクション方式又はミラープロジェクション方式により露光した後現像してパターニングし、このパターニングされたレジストをマスクとして前記第２膜をエッチングすることによって形成されたものであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
前記段差膜が、前記第２の基板上における前記スペーサに対向する領域のうち一部の領域のみに形成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
前記カラーフィルタ基板が、前記第１の基板上に形成されたブラックマトリクス及びカラーフィルタを有し、前記スペーサが前記ブラックマトリクスと前記カラーフィルタとが重なった領域に形成されており、前記段差膜が前記走査線上に形成されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の液晶表示装置。