專利名稱：液晶顯示裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及液晶顯示裝置，特別是涉及具有用于夾持液晶層的間隙隨各象素而異的多間隙構造的液晶顯示裝置。
背景技術：
現(xiàn)在，一般用的液晶顯示裝置通過在具有電極的兩個玻璃基板之間夾持液晶層構成。用于夾持液晶層的基板之間的間隙通過塑料珠等墊片保持。
彩色顯示用的液晶顯示裝置在一個基板的每一個象素上裝備有分別染有紅、綠(G)、藍(B)色的濾色器層。也就是說，紅色象素裝備紅色濾色器層。綠色象素裝備綠色濾色器層。藍色象素裝備藍色濾色器層。
然而液晶顯示裝置的視角特性與夾持液晶層的基板間的間隙關系很大。也就是說，如果設基板間的間隙為d，構成液晶層的液晶組成物的折射率各向異性為Δn、透過液晶層的波長為λ、u＝2·d·Δn/λ，那么，透光率T一般由T＝sin2[((1+u2)1/2·π/2)/(1+u2)]的公式給出。也就是說，使透過液晶層的透射光的透射率為最大的有效的液晶層的厚度(d·Δn)隨著透射光的波長的不同而不同。
因此有人建議夾持液晶層的基板間的間隙隨每個有色象素而不同的多間隙構造的液晶顯示裝置。在該多間隙構造中，濾色器層的膜厚隨其顏色而不同。例如，根據(jù)特開平6-347802號公報，公開了一種把塑料制的多種球狀或圓柱狀的墊片散布在一個基板上的技術。
然而，在過去的多間隙構造的液晶顯示裝置中，必需對照各個間隙準備直徑不同的多種墊片，或準備密度不同的多種墊片。另外在制造工序中，在同一工序中同時散布適合各個間隙的多種墊片是困難的，這將使工序數(shù)增加。這樣一來存在因準備多種墊片，增加制造工序數(shù)而使制造成本增加，使制造成品率下降這樣的問題。
另外，即使通過暫時使墊片分散在液晶組成物中而使墊片的散布與液晶注入同時進行，可以減少工序數(shù)，但不能精密地控制按每一象素散布的墊片的密度。因此，由于墊片的局部凝集(例如球狀體的墊片在液晶層的厚度方向的重疊等)而不能得到所希望的間隙。存在引起顯示不良的危險。另外，有在球狀或圓柱狀的墊片的周圍引起液晶物的取向不良的危險，形成顯示不良的原因。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述的問題而提出的，其目的在于提供成本低、制造成品率高并且顯示品質(zhì)優(yōu)良的液晶顯示裝置。
按照本發(fā)明實施方式的液晶顯示裝置，其特征在于在第一基板與第二基板之間夾持液晶層構成的液晶顯示裝置中，具有在顯示圖像的顯示區(qū)域配置成矩陣狀的多個象素，上述多個象素包括具有用于在上述第一基板與第二基板之間夾持上述液晶層的第一間隙的第一象素、具有比上述第一間隙小的第二間隙的第二象素，并具有不配置在上述第一象素上而配置在上述的第二象素上的用于形成上述第二間隙的柱狀墊片。
在隨后的說明中將進一步描述本發(fā)明的其他目的和優(yōu)點，根據(jù)該說明，這些目的和優(yōu)點的一部分將變得很明顯，或者是可以根據(jù)本發(fā)明的實踐得到教導的。本發(fā)明的目的和優(yōu)點可以借助于下面具體指出的手段和組合來實現(xiàn)和獲得。


圖1是概略表示適用于本發(fā)明的液晶顯示裝置的液晶顯示板構造的圖。
圖2是概略表示在圖1中所示的液晶顯示板的構成的電路方框圖。
圖3是概略表示本發(fā)明的一個實施方式的液晶顯示裝置的構造的剖面圖。
圖4是概略地表示構成圖3中所示的液晶顯示裝置的陣列基板的構造的剖面圖。
圖5是用于說明面對黑色樹脂的膜厚的顯影工序的加工余度的圖。
圖6A是表示根據(jù)本實施方式形成的柱狀墊片形狀的圖。
圖6B和圖6C是表示根據(jù)比較例形成的柱狀墊片形狀的圖。
圖7是概略表示本發(fā)明的其他實施方式的液晶顯示裝置的構造的剖面圖。
圖8是概略表示本發(fā)明的其他實施方式的液晶顯示裝置的構造的剖面圖。
圖9是概略表示本發(fā)明的其他實施方式的液晶顯示裝置的構造的剖面圖。
包含在說明書中構成說明書的一部分的附圖例示了本發(fā)明的實施例，并且與上述的一般描述和在下面給出的實施例的詳細描述一起用于闡明本發(fā)明的原理。
具體實施例方式
下面參照

本發(fā)明的一實施方式的液晶顯示裝置。
如圖1和2所示，該實施方式的液晶顯示裝置例如有源矩陣型液晶顯示裝置裝備有液晶顯示板10。該液晶顯示板10裝備有陣列基板100，與該陣列基板100對置配置的對置基板200，和夾持在該陣列基板100與對置基板200之間的液晶層300。所述陣列基板100和對置基板200形成用于夾持液晶層300的預定間隙并通過密封材料106貼合起來。液晶層300由封入在陣列基板100與對置基板200之間的間隙中的液晶組成物構成。
在這樣的液晶顯示板10中，顯示圖像的顯示區(qū)102由配置成矩陣狀的多個象素PX構成。顯示區(qū)102的周緣被形成為框狀的遮光層SP遮光。
在顯示區(qū)102中，陣列基板100如圖2所示，具有m×n個象素電極151，m根掃描線Y1-Ym，n根信號線X1-Xn，m×n個開關元件121。另外在顯示區(qū)102中，對置基板200裝配對置電極204。
象素電極151在顯示區(qū)102中配置成矩陣狀。掃描線Y沿著這些象素電極151的行方向配列。信號線X沿著這些象素電極151的列方向配列。開關元件121由具有多晶硅半導體層的薄膜晶體管即象素TFT構成。該開關元件121分別與多個象素PX對應并配置在掃描線Y和信號線X的交叉部附近。對置電極204對著所有的象素PX共同配置，通過液晶層300對著全部m×n個象素電極151。
在顯示區(qū)102的周邊的周邊區(qū)104中，陣列基板100具有包含驅(qū)動掃描線Y1-Ym的驅(qū)動TFT的掃描線驅(qū)動電路18、包含驅(qū)動信號線的X1-Xn的驅(qū)動TFT的信號線驅(qū)動電路19等。包含在這些掃描線驅(qū)動電路18和信號線驅(qū)動電路19中的驅(qū)動TFT由具有多晶硅半導體層的n溝道型薄膜晶體管和p溝道型薄膜晶體管構成。
在圖1和圖2所示的液晶顯示板10是例如從陣列基板100向?qū)χ没?00層選擇地透射光的透射型的。因此液晶顯示裝置如圖3所示，包括透射型液晶顯示板10、從背面?zhèn)?陣列基板100的外面?zhèn)?照明該液晶顯示板10的背照光組件400。
在圖3所示的液晶顯示裝置的顯示區(qū)102中，陣列基板100包括在玻璃基板等的透明的絕緣基板11上按每個象素PX配置的象素TFT 121、為了覆蓋各象素TFT 121而形成的濾色器層24(R、G、B)、在濾色器層24上按每個象素電極PX配置的象素電極151、形成在濾色器層24上的柱狀墊片31、和為了覆蓋多個象素電極151而形成的取向膜13A等。另外，陣列基板100在周邊區(qū)104中具有為了包圍顯示區(qū)102的外周而配置的遮光層SP。
紅色象素PXR具有紅色濾色器層24R。綠色象素PXG具有綠色濾色器層24G。藍色象素PXB具有藍色濾色器層24B。
這些濾色器層(R、G、B)由染有紅色(R)、綠色(G)和藍色(B)的染色樹脂構成。這些濾色器層24(R、G、B)分別主要透過紅色、綠色和藍色成分的光。
象素電極151由ITO(銦錫氧化物)等透光性導電材料形成。各象素電極151通過貫通各濾色器層(R、G、B)的通孔26分別連接在對應的象素TFT121上。
各象素電極TFT 121如在圖中更詳細構造所示的那樣，具有由多晶硅膜形成的半導體層112。該半導體層112配置在絕緣基板11上的底涂層60上，在溝道區(qū)112C的兩側具有分別通過摻雜有雜質(zhì)形成的漏極區(qū)112D和源極區(qū)112S。
象素TFT121的柵極63與掃描線一體形成，通過柵極絕緣膜62與半導體層112相對配置。漏極88與信號線X一體形成，并通過貫通柵極絕緣膜62和層間絕緣膜76的接觸孔77電連接在半導體層112的漏極區(qū)112D上源極89通過貫通柵極絕緣膜62和層間絕緣膜76的接觸孔78電連接在半導體層112的源極區(qū)112S上。源極89還通過形成在濾色器層24(R、G、B)上的通孔26電連接在象素電極151上。因此象素TFT 121連接在掃描線Y和信號線X上，利用來自掃描線的驅(qū)動電壓導通，將來自信號線X的信號電壓施加在象素電極151上。
象素電極151電連接在形成有與液晶電容CL電并聯(lián)的輔助電容Cs的輔助電容元件上。也就是說，輔助電容電極61由摻雜有雜質(zhì)的多晶硅膜形成。該輔助電容電極61與半導體層112同樣地配置在底涂層60上。另外接觸電極80通過貫通柵極絕緣膜62和層間絕緣膜76的接觸孔79電連接在輔助電容電極61上。象素電極151通過貫通濾色器層24的接觸孔81電連接在接觸電極80上。因此象素電極TFT 121的源極89、象素電極30和輔助電容電極61變成同電位。另外輔助電容線52其至少一部分通過柵極絕緣膜62與輔助電容電極61對向配置，設定為規(guī)定的電位。
這些信號線X、掃描線Y和輔助電容線52等的配線部由鋁、鉬-鎢等具有遮光性能的低電阻材料形成。在該實施方式中，大致互相平行配置的掃描線Y和輔助電容線52由鉬鎢形成。另外，通過層間絕緣膜76與掃描線Y相對并大致正交配置的信號X主要由鋁形成。另外與信號線X一體的漏極88、源極89和接觸電極80也與信號線同樣主要由鋁形成。
另外，如圖3所示，遮光層SP由為了遮擋光的透過而具有遮光性能的感光樹脂材料例如黑色樹脂等有色樹脂形成。柱狀墊片31由黑色樹脂等有色樹脂形成。該柱狀墊片31以定位在具有遮光性的配線部上的方式配置在藍色濾色器層24B上。取向膜13A使包含在液晶層300中的液晶分子沿規(guī)定方向取向。
對置基板200具有形成在玻璃基板等透明的絕緣基板21上的對置電極204、和覆蓋該對置電極204的取向膜13B等。對置電極204由ITO等透光的導電材料形成。取向膜13B使包含在液晶層300中的液晶分子沿規(guī)定的方向取向。在陣列基板100的外面設置偏振片PL1。在對置基板200的外面設置偏振片PL2。
在這樣的液晶顯示裝置中，從背照光組件400射出的光從陣列基板100的外面照明液晶顯示板10。通過偏振片PL1入射到液晶顯示板10內(nèi)部的光在通過液晶層300時被調(diào)制，選擇地透過對置基板200側的偏光板PL2。借此在液晶顯示板10的顯示區(qū)102顯示圖像。
可是，上述的液晶顯示板10具有夾持液晶層的基板之間的間隙按每個象素不同的多間隙的構造。也就是說，在各象素PX上的基板之間的間隙(即，對應被陣列基板100的取向膜13A與對置基板200的取向膜13B夾持的液晶層300的厚度d)根據(jù)是否滿足透過配置在各象素PX上的濾色器層24(R、G、B)的光的主波長來決定。也就是說，設定考慮液晶層300的折射率各向異性Δn的有效的液晶層300的厚度(d·Δn)，以使透過液晶層300的透射光(透過配置在各象素PX上的濾色器層24(R、G、B)的光的主波長)的透射率T達到最大。
在圖3所示的實施方式中，互相平行地配置陣列基板100和對置基板200的場合，紅色濾色器層24R的膜厚最小，藍色濾色器層24B的膜厚最大，也就是說，紅色濾色器層的膜厚＜綠色濾色器層的膜厚＜藍色濾色器層的膜厚的關系成立。
因此，在顯示區(qū)102上形成間隙不同的兩種以上的象素。也就是說，構成在具有紅色濾色器層24R的紅色象素PXR上的間隙最大而在具有藍色濾色器層24B的藍色象素PXB的間隙最小的多間隙的構造。也就是說，紅色象素的間隙＞綠色象素的間隙＞藍色象素的間隙的關系成立。柱狀墊片31至少不配置在最大間隙的象素上，最好配置在最小間隙的象素上。在本實施方式中，柱狀墊片31配置在藍色象素PXB上的藍色濾色器層24B上。
也就是說，在上述那樣的多間隙構造中，柱狀墊片31最好配置在某一色的濾色器層24上。其理由如下。在濾色器層24(R、G、B)的膜厚按色象素不同的多間隙的結構中，在配置同一形狀的柱狀墊片的場合，配置在任何的濾色器層24(R、G、B)上的柱狀墊片也變?yōu)橥桓叨?。在這個場合下，雖然柱狀墊片能支持最小間隙，但不能支持比其大的間隙。并且與按象素不同的間隙相對應，為了配置不同高度的柱狀墊片，而必需分別地形成各自的柱狀墊片。因此必需多次重復同樣的墊片形成工序。因此使制造工序數(shù)大幅度增加，引起制造成本的增加。
在此最好在某一色的濾色器層24配置柱狀墊片31。因此既可以可靠地支持多間隙構造的間隙，又不會大幅度地增加制造工序，并可以降低制造成本。并且因為同時形成遮光層SP和柱狀墊片31，可以進一步減少制造工序數(shù)目。
然而在用適用于遮光層SP那樣的有色樹脂，特別是黑色感光樹脂的場合，在光刻工藝中的曝光工序中往往不能曝光到感光樹脂的深部。也就是說，通過光的照射交聯(lián)的不溶化的負型感光樹脂材料形成柱狀墊片的場合，存在光交聯(lián)反應不能進行到深部的情況。這時深部在顯影液中溶解，結果使柱狀墊片容易形成倒錐臺狀(柱狀墊片的前端側比深部側粗的形狀)。這樣的形狀的柱狀墊片不僅支持強度低，稍微受到?jīng)_擊就容易脫落。因此損害間隙的均勻性，有引起顯示不良的危險。
在本實施方式中，在多間隙構造中，因為在同一工序用同一材料形成遮光層SP和柱狀墊片31，所以可以減少制造工序數(shù)目，并通過將柱狀墊片31配置在間隙比較小的象素例如最小間隙的藍色象素(藍色濾色器層24B上)PXB，抑制倒錐臺形狀的形成。
以下就該原理把用黑色感光樹脂材料的光刻工藝作為例子進行說明。圖5是用于說明黑色樹脂材料的加工余度的圖，(a)是對應黑色樹脂材料的膜厚比較厚的場合，(b)是對應黑色樹脂材料的膜厚比較薄的場合。
也就是說，如圖5(a)所示，在用膜厚厚的黑色樹脂材料形成柱狀墊片的場合，因顯影工藝而使到完全消滅柱狀墊片周邊的殘渣所需要的時間變長。當然在這期間黑色樹脂的深部即柱狀墊片的底部附近的顯影也在進行，從而容易形成為倒錐臺形狀。因此到殘渣完全消滅的時間與到由于倒錐臺形狀而作為柱狀墊片變得不能得到足夠的支持強度的時間的間隔很短。這意味著在顯影工序中的加工余度窄。
另外，如圖5(b)所示，在用膜厚薄的黑色樹脂材料形成柱狀墊片的場合，因顯影工藝而使柱狀墊片周邊的殘渣完全消滅所需要的時間變短。因此使到殘渣完全消滅時間與因倒錐臺形狀而到作為柱狀墊片變得不能得到足夠的支持強度的時間的間隔很長。這意味著在顯影工序中的加工余度寬。也就是說，因為倒錐臺形狀的柱狀墊片不容易形成，所以可以解決起因于上述倒錐臺形狀的柱狀墊片的問題。
另外，不難看出，在利用黑色樹脂材料形成柱狀墊片的場合，黑色樹脂材料的顯影工序中的溶解速度從生產(chǎn)率的觀點上看其期望值是0.1μm左右。就用黑色樹脂材料形成的柱狀墊片而言，因為當高度達到0.1μm時，到柱狀墊片周邊的殘渣完全消滅的時間變長為約1秒，結果加工余度縮短約1秒。
另外，業(yè)已確認，在考慮一般的光刻工藝的變動時，顯影工序的加工余度必需為10秒以上。根據(jù)這樣的觀點，為了能確保足夠的加工余度而調(diào)整黑色樹脂材料、顯影條件等各種條件。
這時通過與柱狀墊片31在相同的工序中用同一材料形成遮光層SP。因此達到與柱狀墊片31的高度同等的膜厚。即使是在選擇下限值作為柱狀墊片31的高度的場合，以與其同等的膜厚形成的遮光層SP當然也具有足夠的遮光性。
因此，對于多間隙構造而言，把由與遮光層SP同樣的材料構成的柱狀墊片31配置在具有比較小的間隙的象素上是有效的，在上述的實施方式中，柱狀墊片31最好配置在具有最小間隙的藍色象素PXB中的藍色濾色器層24B上。根據(jù)需要，在盡量形成具有與具有最大間隙象素對應的高度的柱狀墊片時，形成該柱狀墊片時的加工余度小，從而容易形成倒錐臺狀的墊片。因此即使在具有最大間隙的象素上配置柱狀墊片，也存在不能得到足夠的支持強度。因此在具有最大間隙的象素上不配置柱狀墊片，而在具有比較小的間隙最好是最小間隙的象素上配置柱狀墊片。因此可以在各象素中確實形成使透射液晶層300的光的透射率T能變?yōu)樽畲竽菢拥拈g隙。另外，在象素上配置柱狀墊片的場合，所謂“象素”是指相當于被掃描線、信號線、輔助電容線等各種配線包圍的部分，也包含在所述各種配線上所包括的部件。
下面進一步具體說明上述的多間隙構造。例如在圖3所示的構造中，著眼于紅色象素PXR和藍色象素PXB。
也就是說，顯示區(qū)102具有配置成矩陣狀的且間隙不同的至少兩種象素。紅色象素(第一象素)PXR具有用于夾持液晶層300的第一間隙。藍色象素(第二象素)PXB具有比第一間隙小的第二間隙。柱狀墊片31不配置在紅色象素PXR上，而配置在藍色象素PXB上，并形成第二間隙。
這樣的第一間隙和第二間隙可以通過配置在各自的濾色器層的膜厚控制。也就是說，陣列基板(第一基板)100與紅色象素(第一象素)PXR相對應具有紅色濾色器層(第一濾色器層)24R，同時與藍色象素(第二象素)PXB相對應具有藍色濾色器層24B。紅色濾色器層24R具有例如3.0μm的第一膜厚，與此相比，藍色濾色器層24B具有比第一膜厚厚的第二膜厚，例如具有4.0μm的膜厚。
柱狀墊片31配置在作為具有比較小的間隙的象素的藍色象素PXB的濾色器層24B上，通過接觸對置基板200而形成用于將液晶層300夾持在基板與對置基板200之間的間隙。在本實施方式中，柱狀墊片31與濾色器層24(R、G、B)同時一體形成在陣列基板100上。該柱狀墊片31具有例如約5.0μm的高度。因此就藍色象素PXB而言，形成約5.0μm的第二間隙。并且就紅色象素PXR而言，形成約6.0μm的第一間隙。因此形成所期望的多間隙。
接著說明上述的液晶顯示裝置的制造方法。
在陣列基板100的制造工序中，首先在絕緣基板11上形成底涂層60，之后形成象素TFT121等的多晶硅半導體層112和輔助電容電極61。接著在形成柵極絕緣膜62后，形成掃描線Y、輔助電容線52、和與掃描線Y一體的柵極63等各種配線。
接著把柵極63作為掩模，在多晶硅半導體層112中注入雜質(zhì)，形成漏極區(qū)112D和源極區(qū)112S后，通過退火整個基板活化雜質(zhì)。接著在形成層間絕緣膜76后，形成信號線X，同時與信號線X一體形成象素TFT 121的漏極88、源極89和接觸電極80。這時，漏極88通過接觸孔77接觸在漏極區(qū)112D上，源極89通過接觸孔78接觸在源極區(qū)112S上，接觸電極80通過接觸孔79接觸在輔助電容電極61上。
接著在各色象素上形成對應色的濾色器層24(R、G、B)。也就是說，通過旋涂機把已分散紅色顏料的紫外線固化型丙烯酸樹脂抗蝕劑膜CR膜CR-2000(富士film aurine(株)制)涂敷在基本整個面上。然后用具有對應于紅色象素的圖形的光掩模用365nm的波長并以100mJ/cm2的曝光量曝光該抗蝕膜。然后，在1％KOH的水溶液中顯影該抗蝕膜20秒種，再進行水沖洗后，燒制。借此形成具有3.0μm膜厚的紅色濾色器層24R。
接著通過重復同樣的工序形成由已分散綠色顏料的紫外線固化型丙烯酸樹脂抗蝕膜CG-2000(富士film aurine(株)制)制成的具有3.4μm膜厚的綠色濾色器層24G、和由已分散藍色顏料的紫外線固化型丙烯酸樹脂抗蝕膜CB-2000(富士film aurine(株)制)制成的并有4.0μm膜厚的藍色濾色器層24B。在這些濾色器層24(R、G、B)的形成工序中，也同時形成通孔26和接觸孔81。
接著在形成象素電極151后，在藍色象素PXB上形成用于形成所希望的間隙的柱狀墊片31的同時形成遮光層SP。也就是說，通過旋涂機在基板的整個面上以預定的膜厚涂敷例如添加有20wt％黑色顏料的紫外線固化型丙烯酸樹脂抗蝕膜NN600(JSR(株)制)。然后使該抗蝕膜在90℃下干燥10分鐘后，用具有預定圖形的光掩模用365nm的波長以100mJ/cm2的曝光量曝光。然后將該抗蝕膜在PH11.5堿性水溶液中顯影，在200℃下燒制60分鐘。
借此，在形成遮光層SP的同時，在作為膜厚比較大的濾色器層的藍色濾色器層24B上形成具有20μm×20μm大小的底面同時具有約5.0μm高度的柱狀墊片31。當用掃描型電子顯微鏡確認在這時已經(jīng)形成的柱狀墊片31時，如圖6A所示，已變成良好的正錐臺形狀(柱狀墊片的前端側比深部側細的形狀)。并且其周邊的殘渣已完全消除。
考慮到生產(chǎn)率，將這時適用的黑色抗蝕膜的顯影溶解速度設定為每秒0.1μm。并且不難確認，這時的顯影工序的加工余度是10秒。
接著在基本整個面上涂敷垂直取向膜材料SE-7511L(日產(chǎn)化學工業(yè)(株)制)后經(jīng)燒制，形成取向膜13A。借此制造陣列基板100。
另外，在對置基板200的制造工序中，首先在絕緣基板21上形成對置電極22。然后在基本整個面上涂敷垂直取向膜材料SE-7511L(日產(chǎn)化學工業(yè)(株)制)后經(jīng)燒制，形成取向膜13B。借此制造對置基板200。
在形成液晶顯示板10的制造工序中，沿著陣列基板100的外緣印刷涂敷密封材料106。這時以確保液晶涂敷入口32的方式涂敷密封材料106。然后在密封材料106的周邊的電極轉(zhuǎn)移電極上形成用于從陣列基板100向?qū)χ秒姌O204上施加電壓的電極轉(zhuǎn)移部件。接著配置陣列基板100和對置基板200，以使陣列基板100的取向膜13A與對置基板200的取向膜13B互相對置。然后一邊加壓兩基板，一邊加熱，使密封材料106固化。借此使兩基板互相貼合。接著從液晶注入口32注入例如液晶組成物MLC-2093(MERCK社制)。然后用密封材料33封住液晶注入口32。借此形成液晶層300。
用以上的制造方法制造液晶顯示板。作為在液晶顯示裝置中的顯示模式，除本實施方式之外，還可以適用例如TN(扭曲向列)型、ST(超扭曲向列)型、CH(賓主)型、ECB(電場控制雙折射)型、強電感應液晶等。
按照這樣制造的彩色液晶顯示裝置可以構成具有能根據(jù)透過液晶層300的光的主波長得到最大透射率那樣的所希望的間隙的多間隙構造，并且可以得到視角特性優(yōu)良、良好顯示品位。
并且為了支持多間隙構造，可以通過在間隙比較小的象素上配置柱狀墊片，將要形成柱狀墊片的高度抑制得較低。因此，在柱狀墊片即使用與遮光層具有相同遮光性的感光樹脂材料形成的場合，也能用比較薄的膜厚的感光樹脂材料形成。因此，由于交聯(lián)反應進行到感光樹脂材料的深部并不熔化，所以不容易形成為倒錐臺形狀。也就是說，可以充分確保在該感光樹脂材料的顯影工序中的加工余量。
因為可以用同一材料在同一工序中形成柱狀墊片和遮光層，所以在能降低制造成本的同時，可以提高制造的成品率。并且可以抑制因柱狀墊片的倒錐臺形狀引起的強度不足和柱狀墊片的脫落，并可以防止起因于間隙不良的顯示不良的發(fā)生。還可以通過在一個基板側一體形成濾色器層和柱狀墊片來解決在用球狀或圓柱狀的墊片時所引起的問題，從而可以提高顯示品位。
另外，本發(fā)明不限于上述實施方式，可以有各種變更。下面說明本發(fā)明的其他實施方式。另外，就與上述實施方式同樣的構成而言，附加同一參考符號，并省略其詳細說明。
也就是說，如圖7所示，與其他實施方式有關的液晶顯示板10的陣列基板100包括在顯示區(qū)102的透明絕緣基板11上分別對應配置成矩陣狀的多個象素形成的象素TFT 12、為覆蓋象素TFT 121而配置的絕緣層25、通過配置在絕緣層25上的通孔26連接在象素TFT 121上的象素電極151、和為了覆蓋多個象素電極151的全部而配置的取向膜13A等。
對置基板200包括在透明的絕緣基板21的顯示區(qū)內(nèi)按每個象素形成的濾色器層24(R、G、B)。另外對置基板200具有在濾色器層24(R、G、B)上形成并為一切象素共用的對向電極204、和為了覆蓋該對置電極204而配置的取向膜13B等。另外對置基板200在周邊區(qū)104中具有沿著顯示區(qū)102的周緣配置的遮光層SP。并且對置基板200包括能對應配置在比較小的間隙象素上的多間隙的構造的柱狀墊片31，該柱狀墊片31在最大間隙的象素上不配置。
下面就上述的多間隙構造進一步具體地說明。例如在如圖7所示的構造中，著眼于紅色象素PXR和藍色象素PXB。
也就是說，紅色象素(第一象素)PXR具有用于夾持液晶層300的第一間隙。藍色象素(第二象素)PXB具有比第一間隙小的第二間隙。柱狀墊片31不配置在紅色象素PXR上，而配置在藍色象素PXB上，并形成第二間隙。
對置基板(第一基板)200與紅色象素(第一象素)PXR相對應具有紅色濾色器層(第一濾色器層24R)，并且與藍色象素(第二象素)PXB相對應具有藍色濾色器層(第二濾色器層)24B。紅色濾色器層24R具有第一膜厚。藍色濾色器層24B具有比第一膜厚厚的第二膜厚。柱狀墊片31配置在作為具有比較小的間隙的象素的藍色象素PXB的濾色器濾色器層24B上，并接觸陣列基板100以形成用于在陣列基板100與對置基板200之間夾持液晶層300的間隙。在該實施方式中，柱狀墊片31與濾色器層24(R、G、B)一起一體形成在對置基板200上。借此形成所希望的多間隙。
因為該柱狀墊片31可在與遮光層SP同一工序中用同一材料形成，所以可以減少制造工序數(shù)。因此即使在這樣構成的液晶顯示裝置中也能得到與上述實施方式同樣的效果。
另外，如圖8所示，與另一實施方式有關的液晶顯示板10的陣列基板100在顯示區(qū)102中裝備有分別與在透明的絕緣基板11上配置成矩陣狀的多個象素上對形成的象素TFT121；按每個象素形成的濾色器層24(R、G、B)；配置在濾色器層層24(R、G、B)上并通過通孔26連接在象素TFT 121上的象素電極151；和為了覆蓋多個象素電極151全部而配置的取向膜13A等。
對置基板200在透明絕緣基板21上的顯示區(qū)102內(nèi)裝備有為所有的象素共用的對置電極204；為了覆蓋該對置電極204而配置的取向膜13B等。另外對置基板200裝備有以配置在陣列基板100側的濾色器層24B上的方式能與多間隙構造對應的柱狀墊片31。
下面進一步具體說明上述的多間隙構造。例如在圖8所示的構造中，著眼于紅色象素PXR和藍色象素PXB。
也就是說，紅色象素(第一象素)PXR具有用于夾持液晶層300的第一間隙。藍色象素(第二象素)PXB具有比第一間隙小的第二間隙。柱狀墊片31不配置在紅色象素PXR上，而配置在藍色象素PXB上，并形成第二間隙。
陣列基板(第一基板)100對應紅色象素(第一象素)具有紅色濾色器層(第一濾色器層)24R，并且對應藍色象素(第二象素)PXB具有藍色濾色器層(第二濾色器層)24B。對置基板(第二基板)200對應藍色象素PXB裝備柱狀墊片31。
紅色濾色器層24R具有第一膜厚。藍色濾色器層24B具有比第一膜厚厚的第二膜厚。柱狀墊片31接觸在作為具有小的間隙的象素的藍色象素PXB的濾色器層24B上并用于在陣列基板100與對置基板之間形成堅持液晶層300的間隙。借此形成所希望的多間隙。
因為該柱狀墊片31可以在與遮光層SP同一工序用同一材料形成，所以可以減少制造工序。因此在這樣構成的液晶顯示裝置中，也能得到與上述實施方式同樣的效果。
另外，在圖8中所示的實施方式中，雖然是在陣列基板100上形成濾色器層24(R、G、B)，在對置基板200上形成柱狀墊片31和遮光層SP，但是也可以在對置基板200上形成濾色器層24(R、G、B)，在陣列基板100上形成墊片31和遮光層SP。
此外，在上述各實施方式中，雖然是著眼于具有第一間隙的紅色象素(第一象素)和具有比第一間隙小的第二間隙的藍色象素(第二象素)，柱狀墊片31是就配置在具有較小間隙的象素(即藍色象素)上的例子說明的，但墊片31不受這個例子的限定。
例如設顯示區(qū)102包括具有第一間隙的綠色象素(第一象素)、具有比第一間隙小的第二間隙的藍色象素(第二象素)、具有比第一間隙大的第三間隙的紅色象素(第三象素)。也就是說，也可以在紅色象素的間隙＞綠色象素的間隙＞藍色象素的間隙的間隙關系成立的情況下，將柱狀墊片31配置在具有最小間隙的象素(藍色象素PXB)上。
另外柱狀墊片31可以配置在具有相對小的間隙的象素上。例如如圖9所示，設顯示區(qū)102包括具有第一間隙的紅色象素(第一象素)、具有比第一間隙小的第二間隙的綠色象素(第二象素)和具有比第二間隙小的第三間隙的藍色象素(第三象素)。這時柱狀墊片31也可以不配置在紅色象素PXR和藍色象素PXB上，而配置在綠色象素PXG上。
另外，在上述各實施方式中，是就透射型液晶板為例說明的，但即使是適用于反射型液晶板的場合，也能得到與上述實施方式同樣的效果。
(比較例)在用圖3說明的實施方式的液晶顯示裝置中，除了在紅色象素的濾色器層24R上配置黑色柱狀墊片，在形成為6.0μm的高度以外，制作完全相同的液晶顯示裝置。用于形成這樣的柱狀墊片的顯影工序的加工余度與上述實施方式相比隨著柱狀墊片的高度達到1.0μm只為2秒。當用掃描電子顯微鏡確認在這時形成的柱狀墊片時，已確認起因于如圖6(b)所示的倒錐臺形狀的脫落，和如圖6(c)中所示那樣的倒錐臺形狀。當評價這樣制作的液晶顯示裝置時，發(fā)現(xiàn)在局部發(fā)生間隙不正確，因此發(fā)生顯示不良。
如以上說明的那樣，按照本發(fā)明的液晶顯示裝置，可以在各象素中，按每色形成預定膜厚的濾色器層，利用濾色器層的膜厚差，實現(xiàn)具有透過液晶層的光的透射率達到最大那樣的所希望的間隙的多間隙構造，借此可以提高色別的視角特性，并可以提高顯示品位。
另外，在間隙不同的多種的象素中，在具有最大的間隙象素中不配置柱狀墊片，而在具有比較小的間隙的象素上配置柱狀墊片，因此即使在與遮光層一起用同一材料形成的場合，也可以形成良好的正錐臺形狀的柱狀墊片，并可以確保足夠的支持強度。并且可以在同一工序中用同一材料形成遮光層和柱狀墊片，在能減少制造成本的同時，可以提高制造成品率。
因此而能提供低成本且制造成品率高并且顯示品位優(yōu)良的液晶顯示裝置。
其他優(yōu)點和改型對本技術領域的普通技術人員將是顯而易見的。因此本發(fā)明在其廣義的方面不受在說明書所圖示和描述的具體細節(jié)和代表性實施例限定。因此在不背離按照權利要求書及其等同物所限定的一般發(fā)明的精神和原理的條件下，可以進行各種改型。
權利要求
1.一種液晶顯示裝置，其特征在于在第一基板與第二基板之間夾持液晶層構成的液晶顯示裝置中，在顯示圖像的顯示區(qū)中具有配置成矩陣狀的多個象素，上述多個象素包括具有用于在上述第一基板與第二基板之間夾持上述液晶層的第一象素，和具有比上述第一間隙小的第二間隙的第二象素，用于形成不配置在上述第一象素上而配置在上述第二象素上的第二間隙的柱狀墊片。
2.如權利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于上述柱狀墊片由感光樹脂材料形成。
3.如權利要求2所述的液晶顯示裝置，其特征在于上述柱狀墊片具有遮光性能。
4.如權利要求2所述的液晶顯示裝置，其特征在于具有沿著上述顯示區(qū)周緣配置成框狀的遮光層，上述柱狀墊片和前述遮光層用同一材料形成。
5.如權利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于上述第一象素包括具有第一膜厚并主要透過第一色的第一濾色器層，上述第二象素包括具有比第一膜厚厚的第二膜厚并主要透過第二色的第二濾色器層，上述柱狀墊片配置在上述第二濾色器層上。
6.如權利要求5所述的液晶顯示裝置，其特征在于上述第一基板包括上述第一濾色器層、上述第二濾色器層和上述柱狀墊片上述第一基板還包括在行方向配列的掃描線、在列方向配列的信號線、在與上述掃描線與上述信號線的交叉部分附近配置的開關元件、與上述開關元件相連并配置成矩陣狀的象素電極。
7.如權利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于上述多個象素還包括具有比上述第二間隙小的第三間隙的第三象素。
8.如權利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于上述多個象素還包括具有比上述第一間隙大的第三間隙的第三象素。
9.如權利要求5所述的液晶顯示裝置，其特征在于上述第一色的波長是比上述第二色的波長長的波長。
全文摘要
顯示圖像的顯示區(qū)具有配置成矩陣狀的多個象素。這些象素包括具有用于在陣列基板與對置基板之間夾持液晶層的第一間隙的第一象素、和具有比第一間隙小的第二間隙的第二象素。用于在陣列基板與對置基板之間形成間隙的柱狀墊片不配置在第一象素上而配置在第二象素上，并形成第二間隙。
文檔編號G02F1/1335GK1517755SQ20041000251
公開日2004年8月4日 申請日期2004年1月9日 優(yōu)先權日2003年1月10日
發(fā)明者山本武志 申請人:東芝松下顯示技術有限公司