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JP2005084231A - Liquid crystal display and its manufacturing method - Google Patents

Liquid crystal display and its manufacturing method Download PDF

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JP2005084231A
JP2005084231A JP2003314168A JP2003314168A JP2005084231A JP 2005084231 A JP2005084231 A JP 2005084231A JP 2003314168 A JP2003314168 A JP 2003314168A JP 2003314168 A JP2003314168 A JP 2003314168A JP 2005084231 A JP2005084231 A JP 2005084231A
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JP
Japan
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liquid crystal
layer
substrate
color filter
crystal display
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Pending
Application number
JP2003314168A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshiteru Yamada
佳照 山田
Akio Murayama
昭夫 村山
Takeshi Yamamoto
武志 山本
Kiyoshi Shobara
潔 庄原
Norihiro Yoshida
典弘 吉田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Japan Display Central Inc
Original Assignee
Toshiba Matsushita Display Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Toshiba Matsushita Display Technology Co Ltd filed Critical Toshiba Matsushita Display Technology Co Ltd
Priority to JP2003314168A priority Critical patent/JP2005084231A/en
Publication of JP2005084231A publication Critical patent/JP2005084231A/en
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid crystal display which is inexpensive and has satisfactory display quality and to provide its manufacturing method, wherein increase of the number of manufacturing steps is suppressed. <P>SOLUTION: The liquid crystal display is so constituted that a liquid crystal layer 300 is interposed between an array substrate 100 and a counter substrate 200. The array substrate 100 is provided with a color filter layer 24(R, G, B) consisting of a plurality of colored resin layers respectively colored in a plurality of colors, an over coating layer 25 covering the surface of the color filter layer 24(R, G, B) and columnar spacers 31 disposed on the color filter layer 24(R, G, B), formed integrally with the over coating layer 25 and forming a gap for holding the liquid crystal layer 300 between the array substrate 100 and the counter substrate 200. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

この発明は、液晶表示装置及びその製造方法に係り、特に、カラーフィルタ層を備えたアクティブマトリクス型カラー液晶表示装置及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a liquid crystal display device and a manufacturing method thereof, and more particularly to an active matrix type color liquid crystal display device including a color filter layer and a manufacturing method thereof.

液晶表示装置は、軽量、薄型、低消費電力などの特徴を有するため、OA機器、情報端末、時計、テレビなど様々な分野に応用されている。特に、薄膜トランジスタすなわちTFTを有する液晶表示装置は、その高い応答性から、携帯テレビやコンピュータなどのように多量の情報を含むデータを表示するモニタとして適用されている。   Since the liquid crystal display device has features such as light weight, thinness, and low power consumption, it is applied to various fields such as OA equipment, information terminals, watches, and televisions. In particular, a liquid crystal display device having a thin film transistor, that is, a TFT, is applied as a monitor that displays data including a large amount of information, such as a portable television or a computer, because of its high responsiveness.

一般的に用いられている液晶表示装置は、電極を有する2枚のガラス基板の間に液晶層を挟持して構成されている。これら2枚の基板は、その周囲を液晶封入口を除いて塗布された接着剤によって固定されている。また、カラー表示用の液晶表示装置は、2枚のガラス基板のうちの一方の基板の画素毎に配置され赤(R)、緑(G)、青(B)それぞれ着色された着色樹脂層からなるカラーフィルタ層を備えている。   A generally used liquid crystal display device is configured by sandwiching a liquid crystal layer between two glass substrates having electrodes. These two substrates are fixed around the periphery with an adhesive applied except for the liquid crystal sealing port. In addition, the liquid crystal display device for color display is arranged from a colored resin layer arranged for each pixel of one of the two glass substrates and colored red (R), green (G), and blue (B). The color filter layer is provided.

最近では、液晶表示装置において、画面サイズの大型化や表示品位の向上といった要求が高まっている。こうしたさらなる性能向上が求められる中で、その妨げとなっている要因の一つに、カラーフィルタ層表面の平坦性の問題がある。すなわち、カラーフィルタ層を形成する各色の着色樹脂層は、それぞれの端部で重ね合わせられており、このような部分での膜厚が厚くなる。   Recently, in liquid crystal display devices, demands such as an increase in screen size and an improvement in display quality are increasing. In such a demand for further performance improvement, one of the factors hindering this is a problem of flatness of the surface of the color filter layer. That is, the colored resin layers of the respective colors forming the color filter layer are overlapped at the respective end portions, and the film thickness at such portions increases.

このように、カラーフィルタ層にはわずかではあるが段差が存在し、液晶層を挟持するためのギャップが変化してしまうとともに、この段差周辺においては液晶分子の配列に乱れが生じ、コントラストなどの表示性能を低下する要因となっている。しかしながら、カラーフィルタ層の表面を完全なフラットに形成することは困難である。   As described above, there is a slight step in the color filter layer, and the gap for sandwiching the liquid crystal layer changes, and the arrangement of liquid crystal molecules is disturbed around the step, and the contrast is increased. This is a factor that degrades display performance. However, it is difficult to form the surface of the color filter layer completely flat.

そこで、カラーフィルタ層上に透明なオーバコート層を配置してフラット化する方法が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。
特開平7−294720号公報
Therefore, a method of flattening by arranging a transparent overcoat layer on the color filter layer has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
JP 7-294720 A

しかしながら、上述したようなオーバコート層を配置する方法は、製造工程数が増加することに繋がり、製造コストの増大を招くといった課題を有する。   However, the method of disposing the overcoat layer as described above has a problem that the number of manufacturing steps is increased and the manufacturing cost is increased.

この発明は、上述した問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、製造工程数の増加を抑え、安価で表示品位の良好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。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an inexpensive liquid crystal display device having a good display quality and a method for manufacturing the same, suppressing an increase in the number of manufacturing steps.

この発明の第1の様態による液晶表示装置は、
第1基板と第2基板との間に液晶層を挟持して構成され、
前記第1基板は、
複数の色にそれぞれ着色された複数の着色樹脂層からなるカラーフィルタ層と、
前記カラーフィルタ層の表面を覆うオーバコート層と、
前記カラーフィルタ層上に配置され、前記オーバコート層と一体に形成されるとともに、前記第1基板と前記第2基板との間に液晶層を挟持するためのギャップを形成するスペーサと、
を備えたことを特徴とする。
A liquid crystal display device according to a first aspect of the present invention provides:
A liquid crystal layer is sandwiched between the first substrate and the second substrate,
The first substrate is
A color filter layer comprising a plurality of colored resin layers colored in a plurality of colors, and
An overcoat layer covering the surface of the color filter layer;
A spacer disposed on the color filter layer and formed integrally with the overcoat layer, and forming a gap for sandwiching a liquid crystal layer between the first substrate and the second substrate;
It is provided with.

この発明の第2の様態による液晶表示装置の製造方法は、
第1基板と第2基板との間に液晶層を挟持して構成された液晶表示装置の製造方法であって、
前記第1基板においては、
複数の色にそれぞれ着色された複数の着色樹脂層からなるカラーフィルタ層を形成し、
前記カラーフィルタ層の表面全体に光透過性を有する感光性樹脂材料を塗布し、
オーバコート層を形成する領域に対応して前記感光性樹脂材料を第1露光量で露光し、
スペーサを形成する領域に対応して前記感光性樹脂材料を前記第1露光量とは異なる第2露光量で露光し、
前記感光性樹脂材料を現像し、
前記カラーフィルタ層の表面を覆う第1膜厚を有する前記オーバコート層と、前記第1基板と前記第2基板との間に液晶層を挟持するためのギャップを形成する前記第1膜厚より厚い第2膜厚を有する前記スペーサと、を一体に形成することを特徴とする。
A method of manufacturing a liquid crystal display device according to the second aspect of the present invention includes:
A method of manufacturing a liquid crystal display device configured by sandwiching a liquid crystal layer between a first substrate and a second substrate,
In the first substrate,
Forming a color filter layer comprising a plurality of colored resin layers colored in a plurality of colors,
Applying a light-sensitive photosensitive resin material to the entire surface of the color filter layer,
Exposing the photosensitive resin material at a first exposure amount corresponding to a region for forming an overcoat layer;
Exposing the photosensitive resin material in a second exposure amount different from the first exposure amount corresponding to a region for forming a spacer;
Developing the photosensitive resin material;
From the first film thickness that forms a gap for sandwiching a liquid crystal layer between the first substrate and the second substrate, and the overcoat layer having a first film thickness covering the surface of the color filter layer. The spacer having the thick second film thickness is integrally formed.

この発明によれば、製造工程数の増加を抑え、安価で表示品位の良好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。   According to the present invention, an increase in the number of manufacturing steps can be suppressed, and an inexpensive liquid crystal display device with good display quality and a manufacturing method thereof can be provided.

以下、この発明の一実施の形態に係る液晶表示装置及びその製造方法について図面を参照して説明する。   A liquid crystal display device and a manufacturing method thereof according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1及び図2に示すように、この実施の形態に係る液晶表示装置、例えばアクティブマトリクス型液晶表示装置1は、透過型の液晶パネル10と、この液晶パネル10に駆動信号を供給する駆動回路基板500と、液晶パネル10を裏面側から照明するバックライトユニット800と、を備えている。液晶パネル100と駆動回路基板500とは、フレキシブル配線基板950を介して電気的に接続される。フレキシブル配線基板950は、異方性導電膜(ACF)などによって液晶パネル100及び駆動回路基板500に電気的に接続されている。   As shown in FIGS. 1 and 2, a liquid crystal display device according to this embodiment, for example, an active matrix liquid crystal display device 1, includes a transmissive liquid crystal panel 10 and a drive circuit that supplies a drive signal to the liquid crystal panel 10. A substrate 500 and a backlight unit 800 that illuminates the liquid crystal panel 10 from the back side are provided. The liquid crystal panel 100 and the drive circuit board 500 are electrically connected via a flexible wiring board 950. The flexible wiring board 950 is electrically connected to the liquid crystal panel 100 and the drive circuit board 500 by an anisotropic conductive film (ACF) or the like.

液晶パネル10は、アレイ基板(第1基板)100と、アレイ基板100に対向配置された対向基板(第2基板)200と、アレイ基板100と対向基板200との間に保持された液晶層300とを有している。これらアレイ基板100と対向基板200とは、液晶層300を挟持するための所定のギャップを形成しつつシール部材106によって貼り合わせられている。液晶層300は、アレイ基板100と対向基板200との間に封入された液晶組成物によって構成されている。   The liquid crystal panel 10 includes an array substrate (first substrate) 100, a counter substrate (second substrate) 200 disposed to face the array substrate 100, and a liquid crystal layer 300 held between the array substrate 100 and the counter substrate 200. And have. The array substrate 100 and the counter substrate 200 are bonded together by a seal member 106 while forming a predetermined gap for sandwiching the liquid crystal layer 300. The liquid crystal layer 300 is composed of a liquid crystal composition sealed between the array substrate 100 and the counter substrate 200.

このような液晶表示パネル10において、画像を表示する表示領域102は、m×nのマトリクス状に配置された複数の画素PX(R、G、B)によって構成されている。この表示領域102は、シール材106によって囲まれた内側に規定されている。   In such a liquid crystal display panel 10, a display area 102 for displaying an image is composed of a plurality of pixels PX (R, G, B) arranged in an m × n matrix. The display area 102 is defined on the inner side surrounded by the sealing material 106.

表示領域102において、アレイ基板100は、ガラス基板などの光透過性を有する絶縁性基板11上に、複数の走査線Y、複数の信号線X、複数のスイッチング素子121、カラーフィルタ層24(R、G、B)、オーバコート層25、複数の画素電極151、複数の柱状スペーサ31、配向膜13Aなどを備えている。また、表示領域102の周辺に規定された周辺領域104において、アレイ基板100は、遮光層SPなどを備えている。   In the display region 102, the array substrate 100 is formed on a light-transmissive insulating substrate 11 such as a glass substrate, a plurality of scanning lines Y, a plurality of signal lines X, a plurality of switching elements 121, and a color filter layer 24 (R , G, B), an overcoat layer 25, a plurality of pixel electrodes 151, a plurality of columnar spacers 31, an alignment film 13A, and the like. In the peripheral area 104 defined around the display area 102, the array substrate 100 includes a light shielding layer SP and the like.

すなわち、m本の走査線Yは、画素電極151の行方向に沿って配列されている。n本の信号線Xは、m本の走査線Yと互いに直交するように配置され、画素電極151の列方向に沿って配列されている。m×n個のスイッチング素子121は、走査線Yと信号線Xとの交差部近傍に配置され、ポリシリコン半導体層を有するnチャネル型の薄膜トランジスタすなわち画素TFTで構成されている。   That is, the m scanning lines Y are arranged along the row direction of the pixel electrodes 151. The n signal lines X are arranged so as to be orthogonal to the m scanning lines Y, and are arranged along the column direction of the pixel electrodes 151. The m × n switching elements 121 are arranged in the vicinity of the intersection of the scanning line Y and the signal line X, and are configured by an n-channel thin film transistor, that is, a pixel TFT having a polysilicon semiconductor layer.

カラーフィルタ層24(R、G、B)は、赤色(R)、緑色(G)、及び青色(B)にそれぞれ着色された複数の着色樹脂層からなり、それぞれ赤色、緑色、及び青色の各色成分の光を透過する。このカラーフィルタ層24(R、G、B)は、対応する色の画素PXR、PXG、PXB毎にスイッチング素子121を覆うように配置されている。   The color filter layer 24 (R, G, B) is composed of a plurality of colored resin layers colored red (R), green (G), and blue (B), and each color of red, green, and blue Transmits component light. The color filter layer 24 (R, G, B) is disposed so as to cover the switching element 121 for each of the corresponding color pixels PXR, PXG, PXB.

また、各着色樹脂層は、遮光性を有する配線部(例えば信号線X、走査線Y、補助容量素子など)の上において重ね合わせて配置されている。例えば、図4に示した例では、各着色樹脂層24(R、G、B)は、信号線Xの延出方向に沿ってストライプ状に形成されている。このようなレイアウトの場合には、カラーフィルタ層は、各色の着色樹脂層24(R、G、B)の端部を信号線X上で互いに重ね合わせて配置される。   Each colored resin layer is disposed so as to be superimposed on a light-shielding wiring portion (for example, signal line X, scanning line Y, auxiliary capacitance element). For example, in the example shown in FIG. 4, each colored resin layer 24 (R, G, B) is formed in a stripe shape along the extending direction of the signal line X. In the case of such a layout, the color filter layers are arranged such that the end portions of the colored resin layers 24 (R, G, B) of the respective colors are superimposed on each other on the signal line X.

なお、各着色樹脂層24(R、G、B)を、走査線Yの延出方向に沿ってストライプ状に形成したレイアウトの場合には、各色の着色樹脂層24(R、G、B)の端部を走査線Y上または走査線Yと平行な補助容量素子上で互いに重ね合わせて配置される。また、各着色樹脂層24(R、G、B)を画素毎にランダム配置または千鳥配置したレイアウトの場合には、信号線Xと、走査線Yまたは補助容量素子との上で各色の着色樹脂層24(R、G、B)の端部を互いに重ね合わせて配置される。   In the case of a layout in which the colored resin layers 24 (R, G, B) are formed in stripes along the extending direction of the scanning lines Y, the colored resin layers 24 (R, G, B) of the respective colors. Are arranged so as to overlap each other on the scanning line Y or on the auxiliary capacitive element parallel to the scanning line Y. In the case of a layout in which the colored resin layers 24 (R, G, and B) are randomly arranged or staggered for each pixel, the colored resin of each color on the signal line X and the scanning line Y or the auxiliary capacitance element. The ends of the layers 24 (R, G, B) are arranged so as to overlap each other.

オーバコート層25は、カラーフィルタ層24(R、G、B)の表面を覆うように配置されている。柱状スペーサ31は、遮光性を有する配線部上に位置するようカラーフィルタ層24(R、G、B)上に配置され、アレイ基板100と対向基板200との間に液晶層300を挟持するためのギャップを形成する。これらのオーバコート層25及び柱状スペーサ31は、光透過性を有する同一の樹脂材料によって同一工程にて一体に形成されている。   The overcoat layer 25 is disposed so as to cover the surface of the color filter layer 24 (R, G, B). The columnar spacer 31 is disposed on the color filter layer 24 (R, G, B) so as to be positioned on the light-shielding wiring portion, and sandwiches the liquid crystal layer 300 between the array substrate 100 and the counter substrate 200. Forming a gap. The overcoat layer 25 and the columnar spacer 31 are integrally formed in the same process by the same resin material having light transmittance.

遮光層SPは、有効表示領域102の周縁に沿って額縁状に配置されている。この遮光層SPは、光の透過を遮るために有色樹脂、例えば黒色の樹脂材料によって形成されている。配向膜13Aは、複数の画素電極151全体及びオーバコート層25を覆うように配置されている。この配向膜13Aは、液晶層300に含まれる液晶分子をアレイ基板100に対して所定方向に配向する。   The light shielding layer SP is arranged in a frame shape along the periphery of the effective display area 102. The light blocking layer SP is formed of a colored resin, for example, a black resin material, in order to block light transmission. The alignment film 13 </ b> A is disposed so as to cover the entire plurality of pixel electrodes 151 and the overcoat layer 25. The alignment film 13A aligns liquid crystal molecules contained in the liquid crystal layer 300 in a predetermined direction with respect to the array substrate 100.

m×n個の画素電極151は、オーバコート層25上に画素PX毎にマトリクス状に配置されている。これらの画素電極151は、ITO(インジウム・ティン・オキサイド)等の光透過性導電部材によって形成されている。各画素電極151は、カラーフィルタ層24(R、G、B)及びオーバコート層25を貫通するコンタクトホール26を介して対応する画素TFT121にそれぞれ電気的に接続されている。   The m × n pixel electrodes 151 are arranged in a matrix for each pixel PX on the overcoat layer 25. These pixel electrodes 151 are formed of a light-transmitting conductive member such as ITO (indium tin oxide). Each pixel electrode 151 is electrically connected to the corresponding pixel TFT 121 through a contact hole 26 penetrating the color filter layer 24 (R, G, B) and the overcoat layer 25.

各画素TFT121は、図3に、より詳細な構造を示すように、ポリシリコン膜によって形成された半導体層112を有している。この半導体層112は、ガラス基板11上に配置されたアンダーコーティング層60上に配置され、チャネル領域112Cの両側にそれぞれ不純物をドープすることによって形成されたドレイン領域112D及びソース領域112Sを有している。   Each pixel TFT 121 has a semiconductor layer 112 formed of a polysilicon film, as shown in FIG. 3 in more detail. The semiconductor layer 112 is disposed on the undercoating layer 60 disposed on the glass substrate 11, and has a drain region 112D and a source region 112S formed by doping impurities on both sides of the channel region 112C. Yes.

画素TFT121のゲート電極63は、例えば走査線Yと一体に形成され、ゲート絶縁膜62を介して半導体層112のチャネル領域112Cに対向して配置されている。画素TFT121のドレイン電極88は、例えば信号線Xと一体に形成され、ゲート絶縁膜62及び層間絶縁膜76を貫通するコンタクトホール77を介して半導体層112のドレイン領域112Dに電気的に接続されることによって形成されている。画素TFT121のソース電極89は、ゲート絶縁膜62及び層間絶縁膜76を貫通するコンタクトホール78を介して半導体層112のソース領域112Sに電気的に接続されることによって形成されている。   The gate electrode 63 of the pixel TFT 121 is formed integrally with the scanning line Y, for example, and is disposed to face the channel region 112 </ b> C of the semiconductor layer 112 with the gate insulating film 62 interposed therebetween. The drain electrode 88 of the pixel TFT 121 is formed integrally with the signal line X, for example, and is electrically connected to the drain region 112D of the semiconductor layer 112 through a contact hole 77 that penetrates the gate insulating film 62 and the interlayer insulating film 76. It is formed by. The source electrode 89 of the pixel TFT 121 is formed by being electrically connected to the source region 112 </ b> S of the semiconductor layer 112 through a contact hole 78 that penetrates the gate insulating film 62 and the interlayer insulating film 76.

このソース電極89は、層間絶縁膜76、ドレイン電極88、及び、ソース電極89を覆うカラーフィルタ層24(R、G、B)及びカラーフィルタ層24(R、G、B)上に配置されたオーバコート層25に形成されたコンタクトホール26を介して画素電極151に電気的に接続されている。これにより、画素TFT121は、走査線Y及び信号線Xに接続され、走査線Yからの駆動信号により導通し、信号線Xからの信号電圧を画素電極151に印加する。   The source electrode 89 is disposed on the color filter layer 24 (R, G, B) and the color filter layer 24 (R, G, B) covering the interlayer insulating film 76, the drain electrode 88, and the source electrode 89. The pixel electrode 151 is electrically connected through a contact hole 26 formed in the overcoat layer 25. Thereby, the pixel TFT 121 is connected to the scanning line Y and the signal line X, is turned on by the drive signal from the scanning line Y, and applies the signal voltage from the signal line X to the pixel electrode 151.

画素電極151は、液晶容量CLと電気的に並列な補助容量Cを形成する補助容量素子に電気的に接続されている。すなわち、補助容量電極61は、半導体層121と同層のポリシリコン膜によって形成されるとともに、画素電極151と同電位になるよう構成されている。補助容量線52は、その少なくとも一部がゲート絶縁膜62を介して補助容量電極61に対向配置され、所定電位に設定されている。   The pixel electrode 151 is electrically connected to an auxiliary capacitor element that forms an auxiliary capacitor C electrically parallel to the liquid crystal capacitor CL. That is, the auxiliary capacitance electrode 61 is formed of a polysilicon film in the same layer as the semiconductor layer 121 and is configured to have the same potential as the pixel electrode 151. At least a part of the auxiliary capacitance line 52 is disposed opposite to the auxiliary capacitance electrode 61 via the gate insulating film 62 and is set to a predetermined potential.

これら信号線X、走査線Y、及び補助容量線52等の配線部は、アルミニウムや、モリブデン−タングステンなどの遮光性を有する低抵抗材料によって形成されている。この実施の形態では、互いに略平行に配置された走査線Y及び補助容量線52は、モリブデン−タングステンによって形成されている。また、信号線X、ドレイン電極88、及び、ソース電極89は、主にアルミニウムによって形成されている。   Wiring portions such as the signal lines X, the scanning lines Y, and the auxiliary capacitance lines 52 are formed of a light-shielding low resistance material such as aluminum or molybdenum-tungsten. In this embodiment, the scanning lines Y and the auxiliary capacitance lines 52 arranged substantially parallel to each other are formed of molybdenum-tungsten. Further, the signal line X, the drain electrode 88, and the source electrode 89 are mainly formed of aluminum.

一方、表示領域102において、対向基板200は、ガラス基板などの光透過性を有する絶縁性基板21上に形成された対向電極204、この対向電極204を覆う配向膜13Bなどを有している。対向電極204は、ITO等の光透過性導電部材によって形成されている。この対向電極204は、すべての画素PX(R、G、B)に対して共通に配置されており、液晶層300を介してm×n個の画素電極151すべてに対向する。配向膜13Bは、液晶層300に含まれる液晶分子を対向基板200に対して所定方向に配向する。   On the other hand, in the display region 102, the counter substrate 200 includes a counter electrode 204 formed on a light-transmitting insulating substrate 21 such as a glass substrate, an alignment film 13B covering the counter electrode 204, and the like. The counter electrode 204 is formed of a light transmissive conductive member such as ITO. The counter electrode 204 is disposed in common for all the pixels PX (R, G, B) and faces all the m × n pixel electrodes 151 through the liquid crystal layer 300. The alignment film 13 </ b> B aligns liquid crystal molecules included in the liquid crystal layer 300 in a predetermined direction with respect to the counter substrate 200.

周辺領域104において、アレイ基板100は、走査線Yを駆動する駆動TFTを含む走査線駆動回路18、信号線Xを駆動する駆動TFTを含む信号線駆動回路19などを有している。これら走査線駆動回路18及び信号線駆動回路19に含まれる駆動TFTは、ポリシリコン半導体層を有するnチャネル型薄膜トランジスタ及びpチャネル型薄膜トランジスタによって構成されている。   In the peripheral region 104, the array substrate 100 has a scanning line driving circuit 18 including a driving TFT for driving the scanning line Y, a signal line driving circuit 19 including a driving TFT for driving the signal line X, and the like. The driving TFTs included in the scanning line driving circuit 18 and the signal line driving circuit 19 are composed of an n-channel thin film transistor and a p-channel thin film transistor having a polysilicon semiconductor layer.

液晶表示パネル10におけるアレイ基板100及び対向基板200のそれぞれの外面には、偏光板PL1及び偏光板PL2が設けられている。偏向板PL1及びPL2は、例えばそれぞれの偏光軸が互いに直交するように配置される。   A polarizing plate PL1 and a polarizing plate PL2 are provided on the outer surfaces of the array substrate 100 and the counter substrate 200 in the liquid crystal display panel 10, respectively. The deflecting plates PL1 and PL2 are arranged, for example, so that their polarization axes are orthogonal to each other.

次に、上述した構造の液晶表示パネル10の第1の製造方法について説明する。
アレイ基板100の製造工程では、まず、ガラス基板11上にアンダーコーティング層60を形成した後、画素TFT121などのポリシリコン半導体層112及び補助容量電極61を形成する。続いて、ゲート絶縁膜62を形成した後、走査線Y、補助容量線52、及び、走査線Yと一体のゲート電極63などの各種配線部を形成する。
Next, a first manufacturing method of the liquid crystal display panel 10 having the above-described structure will be described.
In the manufacturing process of the array substrate 100, first, after forming the undercoating layer 60 on the glass substrate 11, the polysilicon semiconductor layer 112 such as the pixel TFT 121 and the auxiliary capacitance electrode 61 are formed. Subsequently, after forming the gate insulating film 62, various wiring portions such as the scanning line Y, the auxiliary capacitance line 52, and the gate electrode 63 integrated with the scanning line Y are formed.

続いて、ゲート電極63をマスクとして、ポリシリコン半導体層112に不純物を注入し、チャネル領域112Cの両側にドレイン領域112D及びソース領域112Sを形成した後、基板全体をアニールすることにより不純物を活性化する。続いて、層間絶縁膜76を形成した後、信号線Xを形成するとともに、信号線Xと一体に画素TFT121のドレイン電極88、ソース電極89、及びコンタクト電極80を形成する。   Subsequently, using the gate electrode 63 as a mask, an impurity is implanted into the polysilicon semiconductor layer 112 to form a drain region 112D and a source region 112S on both sides of the channel region 112C, and then the entire substrate is annealed to activate the impurity. To do. Subsequently, after forming the interlayer insulating film 76, the signal line X is formed, and the drain electrode 88, the source electrode 89, and the contact electrode 80 of the pixel TFT 121 are formed integrally with the signal line X.

続いて、各色の画素毎に対応する色のカラーフィルタ層24(R、G、B)を形成する。すなわち、スピンナーにより、赤色の顔料を分散させた紫外線硬化型アクリル樹脂材料CR−2000(富士フィルムオーリン(株)製)を基板全面に塗布する。そして、この樹脂材料を、赤色画素に対応した部分に光が照射されるようなフォトマスクを介して365nmの波長で100mJ/cmの露光量で露光する。そして、この樹脂材料をKOHの1%水溶液で20秒間現像し、さらに水洗した後、焼成する。これにより、膜厚約3μmの赤色カラーフィルタ層24Rを形成する。 Subsequently, a color filter layer 24 (R, G, B) of a color corresponding to each color pixel is formed. That is, an ultraviolet curable acrylic resin material CR-2000 (manufactured by Fuji Film Ohlin Co., Ltd.) in which a red pigment is dispersed is applied to the entire surface of the substrate by a spinner. Then, this resin material is exposed at a wavelength of 365 nm and an exposure amount of 100 mJ / cm 2 through a photomask that irradiates light to a portion corresponding to the red pixel. The resin material is developed with a 1% aqueous solution of KOH for 20 seconds, further washed with water, and then baked. As a result, a red color filter layer 24R having a film thickness of about 3 μm is formed.

続いて、同様の工程を繰り返すことにより、緑色の顔料を分散させた紫外線硬化型アクリル樹脂材料CG−2000(富士フィルムオーリン(株)製)からなる膜厚約3μmの緑色カラーフィルタ層24G、青色の顔料を分散させた紫外線硬化型アクリル樹脂材料CB−2000(富士フィルムオーリン(株)製)からなる膜厚約3μmの青色カラーフィルタ層24Bを形成する。   Subsequently, by repeating the same process, a green color filter layer 24G having a film thickness of about 3 μm made of an ultraviolet curable acrylic resin material CG-2000 (Fuji Film Aurin Co., Ltd.) in which a green pigment is dispersed, blue A blue color filter layer 24B having a film thickness of about 3 μm made of an ultraviolet curable acrylic resin material CB-2000 (manufactured by Fuji Film Orin Co., Ltd.) in which the above pigment is dispersed is formed.

続いて、カラーフィルタ層24(R、G、B)上に、オーバコート層25及び柱状スペーサ31を一体に形成する。
すなわち、図5の(a)に示すように、まず、カラーフィルタ層24(R、G、B)の表面全体に光透過性を有する感光性樹脂材料を塗布する。ここでは、スピンナーにより、紫外線硬化型アクリル樹脂材料NN600(JSR(株)製)25Aを全面に塗布し、90℃の環境下で10分間乾燥する。この樹脂材料25Aは、光によって架橋反応して不溶化するネガタイプであり、図6に示すように、露光量が増大するのにしたがって現像後の膜厚が増加する傾向にある。
Subsequently, the overcoat layer 25 and the columnar spacer 31 are integrally formed on the color filter layer 24 (R, G, B).
That is, as shown in FIG. 5A, first, a photosensitive resin material having optical transparency is applied to the entire surface of the color filter layer 24 (R, G, B). Here, a UV curable acrylic resin material NN600 (manufactured by JSR Corporation) 25A is applied to the entire surface by a spinner and dried in an environment of 90 ° C. for 10 minutes. This resin material 25A is a negative type that crosslinks and insolubilizes with light, and as shown in FIG. 6, the film thickness after development tends to increase as the exposure dose increases.

続いて、図5の(b)に示すように、柱状スペーサを形成する領域25Bに対応して樹脂材料25Aを第1露光量で露光する。このとき、柱状スペーサに対応するパターンで第1透過率を有する第1フォトマスク410を用いて樹脂材料25Aを露光する。   Subsequently, as illustrated in FIG. 5B, the resin material 25 </ b> A is exposed with the first exposure amount corresponding to the region 25 </ b> B where the columnar spacer is formed. At this time, the resin material 25A is exposed using the first photomask 410 having the first transmittance in a pattern corresponding to the columnar spacer.

ここで適用される第1フォトマスク410は、光透過性を有する透明基板411にクロムなどの光遮光性を有するマスクパターン412を形成したものであり、柱状スペーサに対応するパターン413での第1透過率はほぼ100%であり、その他の部分412での透過率はほぼ0%である。この実施の形態では、第1フォトマスク410を介して、柱状スペーサを形成する領域25Bを365nmの波長で約40mJ/cmの第1露光量で露光する。 The first photomask 410 applied here is obtained by forming a light-shielding mask pattern 412 such as chromium on a light-transmitting transparent substrate 411. The first photomask 410 has a pattern 413 corresponding to a columnar spacer. The transmittance is almost 100%, and the transmittance in the other portion 412 is almost 0%. In this embodiment, the region 25B where the columnar spacer is formed is exposed through the first photomask 410 at a wavelength of 365 nm and a first exposure amount of about 40 mJ / cm 2 .

続いて、図5の(c)に示すように、オーバコート層を形成する領域25Cに対応して樹脂材料25Aを第1透過率とは異なる第2露光量で露光する。このとき、オーバコート層に対応するパターンで第2透過率を有する第2フォトマスク420を用いて樹脂材料25Aを露光する。   Subsequently, as shown in FIG. 5C, the resin material 25A is exposed at a second exposure amount different from the first transmittance corresponding to the region 25C where the overcoat layer is formed. At this time, the resin material 25A is exposed using the second photomask 420 having the second transmittance in a pattern corresponding to the overcoat layer.

ここで適用される第2フォトマスク420は、光透過性を有する透明基板421にクロムなどの光遮光性を有するマスクパターン422を形成したものであり、オーバコート層に対応するパターン423での第2透過率はほぼ100%であり、その他の部分422での透過率はほぼ0%である。   The second photomask 420 applied here is obtained by forming a light-shielding mask pattern 422 such as chromium on a light-transmitting transparent substrate 421. The second photomask 420 is a pattern 423 corresponding to an overcoat layer. 2 The transmittance is approximately 100%, and the transmittance in the other portion 422 is approximately 0%.

オーバコート層の第1膜厚より柱状スペーサの第2膜厚を厚くする必要があるため、露光する樹脂材料25Aが図6に示したような特性を有するネガタイプである場合には、第2露光量を第1露光量より少なく設定される。この実施の形態では、第2フォトマスク420を介して、オーバコート層を形成する領域25Cを365nmの波長で約10mJ/cmの第2露光量で露光する。 Since the second film thickness of the columnar spacer needs to be thicker than the first film thickness of the overcoat layer, the second exposure is performed when the resin material 25A to be exposed is a negative type having the characteristics shown in FIG. The amount is set smaller than the first exposure amount. In this embodiment, the region 25C where the overcoat layer is to be formed is exposed through the second photomask 420 at a wavelength of 365 nm with a second exposure amount of about 10 mJ / cm 2 .

続いて、図5の(d)に示すように、樹脂材料25AをpH11.5のアルカリ水溶液にて現像した後、さらに水洗し、200℃の環境下で60分間焼成する。これにより、約1μmの膜厚(第1膜厚)を有するオーバコート層25と、約4μmの高さ(第2膜厚)を有する柱状スペーサ31とを同時に一体的に形成する。なお、図5の(a)乃至(d)に示した例では、先にオーバコート層を形成する領域25Bを露光した後に柱状スペーサを形成する領域25Cを露光したが、(b)に示した工程と(c)に示した工程とが逆であっても良い。   Subsequently, as shown in FIG. 5D, the resin material 25A is developed with an alkaline aqueous solution having a pH of 11.5, then further washed with water and baked in an environment of 200 ° C. for 60 minutes. Thereby, the overcoat layer 25 having a film thickness of about 1 μm (first film thickness) and the columnar spacer 31 having a height of about 4 μm (second film thickness) are simultaneously formed integrally. In the example shown in FIGS. 5A to 5D, the region 25C for forming the columnar spacer is exposed after the region 25B for forming the overcoat layer is first exposed. The process and the process shown in (c) may be reversed.

続いて、スパッタ法などによりITOを1500オングストロームの膜厚で成膜し、パターニングすることによって画素電極151を形成する。続いて、スピンナーにより、例えば黒色の紫外線硬化性アクリル樹脂レジストNN700(JSR(株)製)を基板全面に塗布する。その後、このレジスト膜を90℃で10分間乾燥した後に、所定のパターン形状のフォトマスクを用いて365nmの波長で、300mJ/cmの露光量で露光する。そして、このレジスト膜をpH11.5のアルカリ水溶液にて現像し、200℃で60分間焼成する。これにより、表示領域102の周縁に沿って遮光層SPを形成する。 Subsequently, ITO is formed to a thickness of 1500 angstrom by sputtering or the like, and the pixel electrode 151 is formed by patterning. Subsequently, for example, a black ultraviolet curable acrylic resin resist NN700 (manufactured by JSR Corporation) is applied to the entire surface of the substrate by a spinner. Thereafter, the resist film is dried at 90 ° C. for 10 minutes, and then exposed using a photomask having a predetermined pattern shape at a wavelength of 365 nm and an exposure amount of 300 mJ / cm 2 . The resist film is developed with an alkaline aqueous solution having a pH of 11.5 and baked at 200 ° C. for 60 minutes. Thereby, the light shielding layer SP is formed along the periphery of the display region 102.

続いて、基板全面に、配向膜材料としてAL−3046(JSR(株)製)を800オングストロームの膜厚で塗布し、焼成し、配向膜13Aを形成する。
これにより、アレイ基板100が製造される。
Subsequently, AL-3046 (manufactured by JSR Co., Ltd.) as an alignment film material is applied to the entire surface of the substrate with a film thickness of 800 angstroms and baked to form an alignment film 13A.
Thereby, the array substrate 100 is manufactured.

一方、対向基板200の製造工程では、まず、ガラス基板21上にスパッタ法などによりITOを1500オングストロームの膜厚で成膜し、パターニングすることによって対向電極204を形成する。その後、基板全体にとしてAL−3046(JSR(株)製)を800オングストロームの膜厚で塗布し、焼成し、配向膜13Bを形成する。
これにより、対向基板200が製造される。
On the other hand, in the manufacturing process of the counter substrate 200, first, an ITO film is formed on the glass substrate 21 with a film thickness of 1500 Å by sputtering or the like, and the counter electrode 204 is formed by patterning. Thereafter, AL-3046 (manufactured by JSR Co., Ltd.) is applied over the entire substrate in a film thickness of 800 angstroms and baked to form the alignment film 13B.
Thereby, the counter substrate 200 is manufactured.

液晶表示パネル10の製造工程では、シール部材106を液晶注入口を残して対向基板200の外縁に沿って印刷塗布し、さらに、アレイ基板100から対向電極200に電圧を印加するための電極転移材をシール部材106の周辺の電極転移電極上に形成する。続いて、アレイ基板100の配向膜13Aと対向基板200の配向膜13Bとが互いに対向するようにアレイ基板100と対向基板200とを配置し、加熱してシール部材106を硬化させて両基板を貼り合わせる。続いて、正の誘電率異方性を有するZLI−1565(MERCK社製)などの液晶組成物を液晶注入口から注入し、さらに液晶注入口を紫外線硬化樹脂などで封止することによって液晶層300を形成する。さらに、アレイ基板100の外面に偏向板PL1を設けるとともに、対向基板200の外面に偏向板PL2を設ける。   In the manufacturing process of the liquid crystal display panel 10, the seal member 106 is printed and applied along the outer edge of the counter substrate 200 leaving the liquid crystal inlet, and further, an electrode transfer material for applying a voltage from the array substrate 100 to the counter electrode 200. Is formed on the electrode transition electrode around the seal member 106. Subsequently, the array substrate 100 and the counter substrate 200 are arranged so that the alignment film 13A of the array substrate 100 and the alignment film 13B of the counter substrate 200 face each other, and the sealing member 106 is cured by heating to cure the two substrates. to paste together. Subsequently, a liquid crystal composition such as ZLI-1565 (made by MERCK) having positive dielectric anisotropy is injected from a liquid crystal injection port, and the liquid crystal injection port is sealed with an ultraviolet curable resin or the like. 300 is formed. Further, the deflection plate PL1 is provided on the outer surface of the array substrate 100, and the deflection plate PL2 is provided on the outer surface of the counter substrate 200.

以上のような製造方法によってアクティブマトリクス型カラー液晶表示パネルが製造される。このようにして製造したカラー液晶表示装置を点灯表示したところ、液晶分子の配列乱れに起因した表示不良が発生せず、表示品位に優れていることを確認できた。   An active matrix type color liquid crystal display panel is manufactured by the manufacturing method as described above. When the color liquid crystal display device manufactured in this way was lit and displayed, it was confirmed that display defects due to the disorder of the alignment of liquid crystal molecules did not occur and the display quality was excellent.

上述した製造方法により製造した液晶表示装置によれば、カラーフィルタ層上にオーバコート層を配置したことにより、着色樹脂層の端部での重なりによる段差を吸収することができ、液晶層に接触する配向膜をフラット化することが可能となる。これにより、液晶層を挟持するためのギャップが均一化され、しかも液晶分子の配列の乱れを抑制することができ、表示性能を向上することが可能となる。   According to the liquid crystal display device manufactured by the above-described manufacturing method, by arranging the overcoat layer on the color filter layer, it is possible to absorb the step due to the overlap at the end of the colored resin layer and to contact the liquid crystal layer. It is possible to flatten the alignment film. Thereby, the gap for sandwiching the liquid crystal layer is made uniform, and the disorder of the arrangement of the liquid crystal molecules can be suppressed, and the display performance can be improved.

しかも、オーバコート層と柱状スペーサとを一体的に形成することにより、オーバコート層を形成するための製造工程を別個に増加する必要がない。すなわち、柱状スペーサを形成する製造工程において同一の感光性樹脂材料を用いて同時にオーバコート層を形成することにより、製造工程数の増加を抑えることができ、製造コストを削減することが可能となる。したがって、安価で表示品位の優れた液晶表示装置を提供することができる。   In addition, by integrally forming the overcoat layer and the columnar spacer, it is not necessary to separately increase the manufacturing process for forming the overcoat layer. That is, by simultaneously forming the overcoat layer using the same photosensitive resin material in the manufacturing process for forming the columnar spacer, it is possible to suppress the increase in the number of manufacturing processes and to reduce the manufacturing cost. . Therefore, an inexpensive liquid crystal display device with excellent display quality can be provided.

このとき、オーバコート層及び柱状スペーサは、光透過性を有する感光性樹脂材料によって形成される。このような感光性樹脂材料の膜厚は、露光量を制御することで容易に制御可能である。このため、オーバコート層及び柱状スペーサを形成するそれぞれの領域に対応して感光性樹脂材料への露光量を制御することにより、膜厚の異なるオーバコート層及び柱状スペーサを同時に形成することが可能である。   At this time, the overcoat layer and the columnar spacer are formed of a light-sensitive photosensitive resin material. The film thickness of such a photosensitive resin material can be easily controlled by controlling the exposure amount. For this reason, it is possible to simultaneously form overcoat layers and columnar spacers having different thicknesses by controlling the exposure amount to the photosensitive resin material corresponding to the respective regions where the overcoat layer and the columnar spacers are formed. It is.

なお、オーバコート層25は、少なくとも開口部周縁での着色樹脂層がフラット化可能な膜厚であればよい。すなわち、オーバコート層25において、1μmを下回る膜厚の場合、十分なフラット化が不可能となる場合があり、また、1.5μmを上回る膜厚の場合、着色樹脂層を透過した光の透過率を低減してしまい、輝度あるいはコントラストを低下させてしまう場合がある。このため、オーバコート層25は、着色樹脂層の膜厚にもよるが1乃至1.5μm程度の膜厚に形成されることが望ましい。   In addition, the overcoat layer 25 should just be the film thickness in which the colored resin layer in the opening part periphery can be flattened. That is, when the overcoat layer 25 has a film thickness of less than 1 μm, it may not be possible to sufficiently flatten it. When the film thickness exceeds 1.5 μm, the light transmitted through the colored resin layer may not be transmitted. The rate may be reduced and the brightness or contrast may be reduced. For this reason, the overcoat layer 25 is desirably formed to a thickness of about 1 to 1.5 μm, although it depends on the thickness of the colored resin layer.

次に、上述した構造の液晶表示パネル10の第2の製造方法について説明する。なお、この第2の製造方法は、オーバコート層25及び柱状スペーサ31の製造工程が異なるのみで、他の工程は第1の製造方法と実質的に同一であるため説明を省略する。   Next, a second manufacturing method of the liquid crystal display panel 10 having the above structure will be described. Note that the second manufacturing method is different only in the manufacturing process of the overcoat layer 25 and the columnar spacer 31, and the other processes are substantially the same as the first manufacturing method, and thus the description thereof is omitted.

すなわち、図7の(a)に示すように、第1の製造方法と同様に、カラーフィルタ層24(R、G、B)の表面全体に光透過性を有する感光性樹脂材料を塗布する。   That is, as shown in FIG. 7A, a photosensitive resin material having optical transparency is applied to the entire surface of the color filter layer 24 (R, G, B) as in the first manufacturing method.

続いて、図7の(b)に示すように、樹脂材料25A全体を一括露光する。このとき、樹脂材料25Aは、薄い膜厚を形成するのに必要な露光量で露光される。この実施の形態では、樹脂材料25Aは、365nmの波長で、例えばオーバコート層を形成するのに必要な露光量(約10mJ/cm)で露光される。 Subsequently, as shown in FIG. 7B, the entire resin material 25A is collectively exposed. At this time, the resin material 25A is exposed at an exposure amount necessary to form a thin film thickness. In this embodiment, the resin material 25A is exposed at a wavelength of 365 nm, for example, with an exposure amount (about 10 mJ / cm 2 ) necessary for forming an overcoat layer.

続いて、オーバコート層または柱状スペーサを形成する領域に対応して樹脂材料25Aを所定の露光量で露光する。このとき、オーバコート層または柱状スペーサに対応するパターンを有するフォトマスク430を用いて樹脂材料25Aを露光する。   Subsequently, the resin material 25A is exposed at a predetermined exposure amount corresponding to the region where the overcoat layer or the columnar spacer is to be formed. At this time, the resin material 25A is exposed using a photomask 430 having a pattern corresponding to the overcoat layer or the columnar spacer.

この実施の形態では、図7の(c)に示すように、柱状スペーサを形成する領域25Bに対応して樹脂材料25Aを露光する。ここで適用されるフォトマスク430は、光透過性を有する透明基板431に光遮光性を有するマスクパターン432を形成したものであり、柱状スペーサに対応するパターン433での透過率はほぼ100%であり、その他の部分432での透過率はほぼ0%である。このようなフォトマスク430を介して、柱状スペーサを形成する領域25Bを365nmの波長で約30mJ/cmの露光量で露光する。 In this embodiment, as shown in FIG. 7C, the resin material 25A is exposed corresponding to the region 25B where the columnar spacer is formed. The photomask 430 applied here is obtained by forming a light-shielding mask pattern 432 on a light-transmitting transparent substrate 431. The transmittance of the pattern 433 corresponding to the columnar spacer is almost 100%. Yes, the transmittance in the other portion 432 is almost 0%. Through such a photomask 430, the region 25B where the columnar spacer is to be formed is exposed at a wavelength of 365 nm with an exposure amount of about 30 mJ / cm 2 .

続いて、図7の(d)に示すように、樹脂材料25AをpH11.5のアルカリ水溶液にて現像した後、さらに水洗し、200℃の環境下で60分間焼成する。これにより、約1μmの膜厚(第1膜厚)を有するオーバコート層25と、約4μmの高さ(第2膜厚)を有する柱状スペーサ31とを同時に一体的に形成する。なお、図7の(b)に示した工程と(c)に示した工程とが逆であっても良い。   Subsequently, as shown in FIG. 7D, the resin material 25A is developed with an alkaline aqueous solution having a pH of 11.5, further washed with water, and baked in an environment of 200 ° C. for 60 minutes. Thereby, the overcoat layer 25 having a film thickness of about 1 μm (first film thickness) and the columnar spacer 31 having a height of about 4 μm (second film thickness) are simultaneously formed integrally. Note that the process shown in FIG. 7B and the process shown in FIG. 7C may be reversed.

このような第2の製造方法でも、上述した第1の製造方法と同様に、製造工程数の増加を抑えることができ、しかも、安価で表示品位の優れた液晶表示装置を提供することができる。また、オーバコート層及び柱状スペーサを形成するためのフォトマスクを1種類用意すればよいため、製造コストをさらに低減することができる。   Even in such a second manufacturing method, like the first manufacturing method described above, an increase in the number of manufacturing steps can be suppressed, and a liquid crystal display device that is inexpensive and excellent in display quality can be provided. . In addition, since only one type of photomask for forming the overcoat layer and the columnar spacer is prepared, the manufacturing cost can be further reduced.

次に、上述した構造の液晶表示パネル10の第3の製造方法について説明する。なお、この第3の製造方法でも、オーバコート層25及び柱状スペーサ31の製造工程が異なるのみで、他の工程は第1の製造方法と実質的に同一であるため説明を省略する。   Next, a third manufacturing method of the liquid crystal display panel 10 having the above-described structure will be described. In the third manufacturing method, only the manufacturing process of the overcoat layer 25 and the columnar spacer 31 is different, and the other processes are substantially the same as those of the first manufacturing method, and thus the description thereof is omitted.

すなわち、図8の(a)に示すように、第1の製造方法と同様に、カラーフィルタ層24(R、G、B)の表面全体に光透過性を有する感光性樹脂材料を塗布する。   That is, as shown in FIG. 8A, a photosensitive resin material having optical transparency is applied to the entire surface of the color filter layer 24 (R, G, B) as in the first manufacturing method.

続いて、図8の(b)に示すように、樹脂材料25A全体をフォトマスク440を用いて一括露光する。ここで適用されるフォトマスク440は、オーバコート層及び柱状スペーサにそれぞれ対応するパターンでの透過率が異なる。すなわち、フォトマスク440は、光透過性を有する透明基板441に、柱状スペーサに対応したマスクパターン442及びオーバコート層に対応したマスクパターン443を形成したものであり、マスクパターン442で第1透過率を有するとともにマスクパターン443で第2透過率を有する。   Subsequently, as illustrated in FIG. 8B, the entire resin material 25 </ b> A is collectively exposed using a photomask 440. The photomask 440 applied here has different transmittances in patterns corresponding to the overcoat layer and the columnar spacer, respectively. That is, the photomask 440 is obtained by forming a mask pattern 442 corresponding to a columnar spacer and a mask pattern 443 corresponding to an overcoat layer on a transparent substrate 441 having light transmittance. And the mask pattern 443 has the second transmittance.

このとき、樹脂材料25Aを一括露光するために、薄い膜厚に対応したマスクパターンは、厚い膜厚に対応したマスクパターンより低い透過率を有するように設定される。これにより、薄い膜厚を形成する領域は、厚い膜厚を形成する領域より低い露光量で露光されることになる。   At this time, in order to collectively expose the resin material 25A, the mask pattern corresponding to the thin film thickness is set to have a lower transmittance than the mask pattern corresponding to the thick film thickness. Thereby, the area | region which forms a thin film thickness is exposed by the exposure amount lower than the area | region which forms a thick film thickness.

この実施の形態では、第1透過率はほぼ100%であるのに対して、第2透過率はほぼ25%程度に設定されている。このようなフォトマスク440を介して、365nmの波長で樹脂材料25Aを一括露光した場合、柱状スペーサを形成する領域25Bを約40mJ/cmの露光量で露光するとともに、オーバコート層を形成する領域25Bを約10mJ/cmの露光量で露光する。 In this embodiment, the first transmittance is approximately 100%, while the second transmittance is set to approximately 25%. When the resin material 25A is collectively exposed through such a photomask 440 at a wavelength of 365 nm, the region 25B where the columnar spacer is to be formed is exposed with an exposure amount of about 40 mJ / cm 2 and an overcoat layer is formed. The region 25B is exposed with an exposure amount of about 10 mJ / cm 2 .

続いて、図8の(c)に示すように、樹脂材料25AをpH11.5のアルカリ水溶液にて現像した後、さらに水洗し、200℃の環境下で60分間焼成する。これにより、約1μmの膜厚(第1膜厚)を有するオーバコート層25と、約4μmの高さ(第2膜厚)を有する柱状スペーサ31とを同時に一体的に形成する。   Subsequently, as shown in FIG. 8C, the resin material 25A is developed with an alkaline aqueous solution having a pH of 11.5, further washed with water, and baked in an environment of 200 ° C. for 60 minutes. Thereby, the overcoat layer 25 having a film thickness of about 1 μm (first film thickness) and the columnar spacer 31 having a height of about 4 μm (second film thickness) are simultaneously formed integrally.

このような第3の製造方法でも、上述した第1の製造方法と同様に、製造工程数の増加を抑えることができ、しかも、安価で表示品位の優れた液晶表示装置を提供することができる。また、オーバコート層及び柱状スペーサを形成するためのフォトマスクを1種類用意すればよいため、製造コストをさらに低減することができる。さらに、オーバコート層及び柱状スペーサを形成するための露光工程が1回でよいため、製造工程数をさらに削減することができ、コストを低減することができる。   In such a third manufacturing method, as in the first manufacturing method described above, an increase in the number of manufacturing steps can be suppressed, and a liquid crystal display device that is inexpensive and excellent in display quality can be provided. . In addition, since only one type of photomask for forming the overcoat layer and the columnar spacer is prepared, the manufacturing cost can be further reduced. Furthermore, since the exposure process for forming the overcoat layer and the columnar spacers may be performed once, the number of manufacturing processes can be further reduced, and the cost can be reduced.

なお、上述した実施の形態では、カラーフィルタ層24(R、G、B)をアレイ基板100側に設けたいわゆるCOA(カラーフィルタ・オン・アレイ)構造について説明したが、カラーフィルタ層24(R、G、B)は対向基板200側に設けても良い。   In the above-described embodiment, a so-called COA (color filter on array) structure in which the color filter layer 24 (R, G, B) is provided on the array substrate 100 side has been described. However, the color filter layer 24 (R , G, B) may be provided on the counter substrate 200 side.

すなわち、図9に示すように、表示領域102において、アレイ基板100は、絶縁性基板11上に、走査線及び信号線の交差部近傍に配置されたスイッチング素子121、スイッチング素子121を覆うように配置された絶縁層23、絶縁層23上に配置された画素電極151、画素電極151を覆うように配置された配向膜13Aなどを備えている。   That is, as shown in FIG. 9, in the display area 102, the array substrate 100 covers the switching element 121 and the switching element 121 arranged on the insulating substrate 11 in the vicinity of the intersection of the scanning line and the signal line. The insulating layer 23 disposed, the pixel electrode 151 disposed on the insulating layer 23, the alignment film 13A disposed so as to cover the pixel electrode 151, and the like are provided.

また、対向基板200は、カラーフィルタ層24(R、G、B)、カラーフィルタ層24(R、G、B)上に配置されたオーバコート層25、カラーフィルタ層24(R、G、B)上に配置されオーバコート層25と一体に形成された柱状スペーサ31、オーバコート層25上に配置された対向電極204、対向電極204を覆うように配置された配向膜13B、表示領域102の外周に沿って額縁状に配置された遮光層SPなどを備えている。   The counter substrate 200 includes a color filter layer 24 (R, G, B), an overcoat layer 25 disposed on the color filter layer 24 (R, G, B), and a color filter layer 24 (R, G, B). The columnar spacer 31 disposed on the overcoat layer 25 and the counter electrode 204 disposed on the overcoat layer 25, the alignment film 13B disposed so as to cover the counter electrode 204, and the display region 102 The light shielding layer SP etc. which were arrange | positioned in frame shape along the outer periphery are provided.

このような構造の液晶表示パネルにおいても、カラーフィルタ層、オーバコート層及び柱状スペーサを形成するためには、第1乃至第3の製造方法を適用することができ、それぞれ説明した同様の効果が得られることは言うまでもない。
また、上述した実施の形態では、オーバコート層及び柱状スペーサを形成する感光性樹脂材料は、ネガタイプのものを適用した例で説明したが、光によって分解して溶媒に溶けるようになるポジタイプのものを適用しても良い。このポジタイプの樹脂材料は、ネガタイプとは逆に、露光量が増大するのにしたがって現像後の膜厚が減少する傾向にある。このため、柱状スペーサを形成するための第1露光量は、オーバコート層を形成するための第2露光量より少なく設定されることは勿論のことである。
Even in the liquid crystal display panel having such a structure, the first to third manufacturing methods can be applied to form the color filter layer, the overcoat layer, and the columnar spacer, and the same effects as described above can be obtained. It goes without saying that it is obtained.
Further, in the above-described embodiment, the photosensitive resin material for forming the overcoat layer and the columnar spacer has been described as an example in which a negative type is applied. However, a positive type that is decomposed by light and becomes soluble in a solvent. May be applied. In contrast to the negative type resin material, the positive type resin material tends to decrease the film thickness after development as the exposure amount increases. Therefore, it goes without saying that the first exposure amount for forming the columnar spacer is set to be smaller than the second exposure amount for forming the overcoat layer.

なお、この発明は、上記実施形態そのまま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。   Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the spirit of the invention in the stage of implementation. Further, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, you may combine suitably the component covering different embodiment.

図1は、この発明の一実施の形態に係る液晶表示装置の構成を概略的に示す図である。FIG. 1 schematically shows a configuration of a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention. 図2は、図1に示した液晶表示装置に適用可能な液晶表示パネルの構造を概略的に示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing the structure of a liquid crystal display panel applicable to the liquid crystal display device shown in FIG. 図3は、図2に示した液晶表示パネルにおけるアレイ基板の構造を概略的に示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing the structure of the array substrate in the liquid crystal display panel shown in FIG. 図4は、カラーフィルタ層を構成する着色樹脂層の重なり状態を説明するための概略的な断面図である。FIG. 4 is a schematic cross-sectional view for explaining the overlapping state of the colored resin layers constituting the color filter layer. 図5の(a)乃至(d)は、オーバコート層及び柱状スペーサを形成するための第1の製造方法を説明するための図である。FIGS. 5A to 5D are views for explaining a first manufacturing method for forming an overcoat layer and a columnar spacer. 図6は、ネガタイプの樹脂材料における露光量と現像後の膜厚との関係を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the exposure amount and the film thickness after development in a negative type resin material. 図7の(a)乃至(d)は、オーバコート層及び柱状スペーサを形成するための第2の製造方法を説明するための図である。FIGS. 7A to 7D are views for explaining the second manufacturing method for forming the overcoat layer and the columnar spacers. 図8の(a)乃至(c)は、オーバコート層及び柱状スペーサを形成するための第3の製造方法を説明するための図である。FIGS. 8A to 8C are views for explaining a third manufacturing method for forming the overcoat layer and the columnar spacer. 図9は、図1に示した液晶表示装置に適用可能な他の液晶表示パネルの構造を概略的に示す断面図である。FIG. 9 is a cross-sectional view schematically showing the structure of another liquid crystal display panel applicable to the liquid crystal display device shown in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1…液晶表示装置、10…液晶表示パネル、23…絶縁層、24(R、G、B)…カラーフィルタ層、25…オーバコート層、31…柱状スペーサ、100…アレイ基板、121…薄膜トランジスタ(スイッチング素子)、151…画素電極、200…対向基板、204…対向電極、300…液晶層、PX(R、G、B)…(赤色、緑色、青色)画素、X…信号線、Y…走査線   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Liquid crystal display device, 10 ... Liquid crystal display panel, 23 ... Insulating layer, 24 (R, G, B) ... Color filter layer, 25 ... Overcoat layer, 31 ... Columnar spacer, 100 ... Array substrate, 121 ... Thin-film transistor ( Switching element), 151 ... pixel electrode, 200 ... counter substrate, 204 ... counter electrode, 300 ... liquid crystal layer, PX (R, G, B) ... (red, green, blue) pixel, X ... signal line, Y ... scanning line

Claims (7)

第1基板と第2基板との間に液晶層を挟持して構成され、
前記第1基板は、
複数の色にそれぞれ着色された複数の着色樹脂層からなるカラーフィルタ層と、
前記カラーフィルタ層の表面を覆うオーバコート層と、
前記カラーフィルタ層上に配置され、前記オーバコート層と一体に形成されるとともに、前記第1基板と前記第2基板との間に液晶層を挟持するためのギャップを形成するスペーサと、
を備えたことを特徴とする液晶表示装置。
A liquid crystal layer is sandwiched between the first substrate and the second substrate,
The first substrate is
A color filter layer comprising a plurality of colored resin layers colored in a plurality of colors, and
An overcoat layer covering the surface of the color filter layer;
A spacer disposed on the color filter layer and formed integrally with the overcoat layer, and forming a gap for sandwiching a liquid crystal layer between the first substrate and the second substrate;
A liquid crystal display device comprising:
前記第1基板は、さらに、行方向に配列された走査線と、列方向に配列された信号線と、前記走査線と前記信号線との交差部近傍に配置されたスイッチング素子と、前記オーバコート層上に画素毎にマトリクス状に配置された画素電極と、を備え、
前記カラーフィルタ層は、前記スイッチング素子を覆うよう画素毎に割り当てられた各色の着色樹脂層を前記信号線の上で重ね合わせて配置され、
前記カラーフィルタ層及び前記オーバコート層は、前記画素電極と各スイッチング素子とを電気的に接続するためのコンタクトホールを有することを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。
The first substrate further includes a scanning line arranged in a row direction, a signal line arranged in a column direction, a switching element disposed in the vicinity of an intersection of the scanning line and the signal line, and the over substrate. A pixel electrode arranged in a matrix for each pixel on the coat layer,
The color filter layer is disposed by overlapping a colored resin layer of each color assigned to each pixel so as to cover the switching element on the signal line,
2. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the color filter layer and the overcoat layer have a contact hole for electrically connecting the pixel electrode and each switching element.
前記第1基板は、さらに、前記オーバコート層上に配置された対向電極を備えたことを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。   The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the first substrate further includes a counter electrode disposed on the overcoat layer. 第1基板と第2基板との間に液晶層を挟持して構成された液晶表示装置の製造方法において、
前記第1基板においては、
複数の色にそれぞれ着色された複数の着色樹脂層からなるカラーフィルタ層を形成し、
前記カラーフィルタ層の表面全体に光透過性を有する感光性樹脂材料を塗布し、
スペーサを形成する領域に対応して前記感光性樹脂材料を第1露光量で露光し、
オーバコート層を形成する領域に対応して前記感光性樹脂材料を前記第1露光量とは異なる第2露光量で露光し、
前記感光性樹脂材料を現像し、
前記カラーフィルタ層の表面を覆う第1膜厚を有する前記オーバコート層と、前記第1基板と前記第2基板との間に液晶層を挟持するためのギャップを形成する前記第1膜厚より厚い第2膜厚を有する前記スペーサと、を一体に形成することを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
In a method for manufacturing a liquid crystal display device configured by sandwiching a liquid crystal layer between a first substrate and a second substrate,
In the first substrate,
Forming a color filter layer comprising a plurality of colored resin layers colored in a plurality of colors,
Applying a light-sensitive photosensitive resin material to the entire surface of the color filter layer,
Exposing the photosensitive resin material at a first exposure amount corresponding to a region for forming a spacer;
Exposing the photosensitive resin material at a second exposure amount different from the first exposure amount corresponding to a region for forming an overcoat layer;
Developing the photosensitive resin material;
From the first film thickness that forms a gap for sandwiching a liquid crystal layer between the first substrate and the second substrate, and the overcoat layer having a first film thickness covering the surface of the color filter layer. A manufacturing method of a liquid crystal display device, wherein the spacer having a thick second film thickness is integrally formed.
前記スペーサに対応するパターンで第1透過率を有する第1フォトマスクを用いて前記感光性樹脂材料を露光し、
前記オーバコート層に対応するパターンで第2透過率を有する第2フォトマスクを用いて前記感光性樹脂材料を露光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。
Exposing the photosensitive resin material using a first photomask having a first transmittance in a pattern corresponding to the spacer;
5. The method for manufacturing a liquid crystal display device according to claim 4, wherein the photosensitive resin material is exposed using a second photomask having a second transmittance in a pattern corresponding to the overcoat layer.
前記感光性樹脂材料全体を露光し、
前記オーバコート層または前記スペーサに対応するパターンを有するフォトマスクを用いて前記感光性樹脂材料を露光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。
Exposing the entire photosensitive resin material;
5. The method of manufacturing a liquid crystal display device according to claim 4, wherein the photosensitive resin material is exposed using a photomask having a pattern corresponding to the overcoat layer or the spacer.
前記オーバコート層及び前記スペーサにそれぞれ対応するパターンでの透過率が異なるフォトマスクを用いて、前記感光性樹脂材料を一括して露光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。   5. The liquid crystal display device according to claim 4, wherein the photosensitive resin material is collectively exposed using a photomask having different transmittances in patterns corresponding to the overcoat layer and the spacer, respectively. Production method.
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