專利名稱：液晶顯示裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及液晶顯示裝置，尤其涉及對由于取向膜的剝落碎片而引起的亮點實施了對策的液晶顯示裝置。
背景技術：
在液晶顯示裝置中設有:像素電極及薄膜晶體管(TFT)等呈矩陣狀地形成的TFT基板；以及與TFT基板相對、并在與TFT基板的像素電極相對應的部位形成有濾色器等的對置基板，在TFT基板和對置基板之間夾持有液晶。并且通過按像素控制基于液晶分子的透光率而形成圖像。在液晶顯示裝置中，在對置基板和TFT基板中的與液晶層的界面形成取向膜，并通過對取向膜實施摩擦處理或光取向處理而使液晶分子具有初始取向。然后，借助電場使液晶分子從該初始取向扭轉、或者旋轉，由此控制透過液晶層的光的量。另一方面，為了控制液晶層的厚度，需要在對置基板和TFT基板之間形成間隔件。以往，作為間隔件而在液晶層內分散有珠子等，但近年來，為了 TFT基板和對置基板之間的更準確的間隙(液晶層)的控制，在對置基板上形成柱狀間隔件，借助柱狀間隔件來進行TFT基板和對置基板的間隙的控制。

另一方面，由于使用柱狀間隔件也會產生新的問題。即，在從外部按壓對置基板，或向液晶顯示面板施加溫度循環的情況下，存在于柱狀間隔件和TFT基板側之間的取向膜剝落，該剝落碎片成為亮點的原因。在“專利文獻I”中記載有如下結構:在TFT基板側形成小于柱狀間隔件的頂端面積的臺座，減薄臺座上的取向膜的厚度，由此減少由于柱狀間隔件引起的取向膜的剝落。在“專利文獻I”中特別記載了在使用基于所謂光取向的取向膜的情況下，減小臺座上的取向膜的厚度的材料及工藝。在“專利文獻2”中記載有如下結構:在對置基板上形成具有槽的柱狀間隔件，在一個柱狀間隔件上形成高度較高的部分和高度較低的部分。通常，高度較高的部分規定TFT基板和對置基板的間隔，在從外部按壓對置基板等的情況下，高度較高的部分發生彈性變形，高度較低的部分也與TFT基板接觸，由此使應力分散，防止柱狀間隔件的壓彎，并且加快按壓解除后的恢復。在“專利文獻3”中記載有如下結構:將球狀的間隔件固定在對置基板上，在TFT基板側在與球狀間隔件接觸的部分形成凹部，增大對置基板和TFT基板結合時的容限，并且防止由于重疊錯位而引起的露光。專利文獻1:日本特開2009-182262號公報專利文獻2:日本特開2002-182220號公報專利文獻3:日本特開2007-178652號公報
發明內容
在液晶顯示裝置中存在視場角特性的問題。視場角特性是指在從正面觀察畫面時和從斜方向觀察畫面時，亮度發生變化，或色度發生變化的現象。對于視場角特性，借助水平方向的電場使液晶分子動作的IPS (In Plane Switching,平面轉化)方式具有優異的特性。IPS方式也有很多種，作為減少層數從而減少工序數的方式，開發了圖12所示的結構的IPS方式。圖12是TFT基板的剖視圖。在圖12中，在TFT基板之上形成有像素電極，在像素電極之上形成有柵極絕緣膜，在柵極絕緣膜之上形成有無機鈍化膜。在無機鈍化膜之上形成有具有狹縫的公共電極。在圖12的左側形成由柵電極、柵極絕緣膜、半導體層、漏電極、及源電極構成的TFT，從該TFT的源電極經由形成在柵極絕緣膜上的通孔而向像素電極提供影像信號。借助形成在公共電極和像素電極之間的電場使液晶分子旋轉來控制液晶層的透過率從而形成圖像。在這種結構的液晶顯示裝置中也與以往的液晶顯示裝置相同，需要使用間隔件來控制對置基板和TFT基板的間隔。此外，若存在形成于對置基板側的間隔件和TFT基板側之間的取向膜的剝落，則產生亮點這一問題也相同。本發明的課題是，在這種IPS方式的液晶顯示裝置中，實現在使用柱狀間隔件而控制TFT基板和對置基板的間隔的結構中，不需要特別的工藝就能抑制取向膜的剝落的、高可靠性的液晶顯示裝置。本發明能夠克服上述課題，代表性的方法如下所述。(I) 一種液晶顯示裝置，其配置有:具有像素電極、公共電極及TFT的像素呈矩陣狀地形成的TFT基板；以及與所述TFT基板夾著液晶層的對置基板，并且借助形成在所述對置基板上的柱狀間隔件規定所述TFT基板和所述對置基板的間隔，該液晶顯示裝置的特征在于，在TFT基板之上形成有所述像素電極，在所述像素電極之上按順序形成有柵極絕緣膜和無機鈍化膜，在所述無機鈍化膜之上形成有具有狹縫的所述公共電極，在所述公共電極之上形成有取向膜，所述TFT的源電極和所述像素電極借助形成在柵極絕緣膜上的第一通孔而連接，在所述柱狀間隔件與所述TFT基板側接觸的部分，在所述柵極絕緣膜上形成有第二通孔，所述柱狀間隔件的前端以將借助所述第二通孔而在所述TFT基板側形成的凹部覆蓋的方式配置。(2)在(I)記載的顯示裝置中，在所述第二通孔周邊的柵極絕緣膜之下不存在電極。(3)在⑵記載的顯示裝置中，所述柱狀間隔件的所述前端的直徑為在所述TFT基板側形成的所述凹部的底部直徑的1.5倍以上。(4)在(3)記載的顯示裝置中，在所述第二通孔處存在有所述源電極和所述無機鈍化膜。(5)在(3)記載的顯示裝置中，在所述第二通孔的內部不存在所述源電極，在所述通孔的上側端部周邊存在有所述源電極。(6) 一種液晶顯示裝置，其配置有:具有像素電極、公共電極及TFT的像素呈矩陣狀地形成的TFT基板；以及與所述TFT基板夾著液晶層的對置基板，并且借助形成在所述對置基板上的柱狀間隔件規定所述TFT基板和所述對置基板的間隔，該液晶顯示裝置的特征在于，在TFT基板之上形成有所述像素電極，在所述像素電極之上按順序形成有柵極絕緣膜和無機鈍化膜，在所述無機鈍化膜之上形成有具有狹縫的所述公共電極，在所述公共電極之上形成有取向膜，所述TFT的源電極和所述像素電極借助形成在柵極絕緣膜上的通孔而連接，所述柱狀間隔件以將借助所述通孔而在所述TFT基板側形成的凹部覆蓋的方式配置。(7)在(6)記載的顯示裝置中，所述柱狀間隔件的所述前端的直徑為在所述TFT基板側形成的所述凹部的底部直徑的1.5倍以上。(8)在(6)記載的顯示裝置中，在所述柱狀間隔件與所述TFT基板側接觸的部分及其周邊除去了公共電極。根據本發明，能夠減小柱狀間隔件與TFT基板側接觸的面積，因此能夠抑制取向膜的剝落，能夠防止亮點的產生。此外，根據本發 明，能夠不減小柱狀間隔件的直徑地減小柱狀間隔件與TFT基板側的接觸面積，因此能夠防止柱狀間隔件的壓彎。另外，本發明能夠不改變制造工藝地實施上述結構，因此能夠抑制制造成本的上升。


圖1是實施例1的像素部的俯視圖。圖2是圖1的A-A剖視圖。圖3是圖1的B-B剖視圖。圖4是實施例2的像素部的俯視圖。圖5是圖4的C-C剖視圖。圖6是實施例3的像素部的俯視圖。圖7是圖6的D-D剖視圖。圖8是實施例4的像素部的俯視圖。圖9是圖8的E-E剖視圖。圖10是實施例5的像素部的俯視圖。圖11是圖10的F-F剖視圖。圖12是表示IPS方式的動作的剖視圖。附圖標記說明10...掃描線、20...影像信號線、100. TFT基板、101. 像素電極、102...柵電極、103...柵極絕緣膜、104...半導體層、105...漏電極、106...源電極、107...接觸孔、108...通孔、109...無機鈍化膜、110...公共電極、111...取向膜、120...凹部、150. 柱狀間隔件、200...對置基板、201...黑色矩陣、202...濾色器、203...保護膜、300.. 液晶層、301...液晶分子、1101...狹縫、1102...公共電極除去部。
具體實施例方式
以下使用實施例來詳細說明本發明的內容。實施例1圖1是適用本發明的液晶顯示裝置的像素部的俯視圖，圖2是圖1的A-A剖視圖，圖3是圖1的B-B剖視圖。在圖1中，掃描線10沿橫向延伸，沿縱向排列。影像信號線20沿縱向延伸，沿橫向排列。在被掃描線10和影像信號線20所包圍的區域內形成有像素電極101。像素電極101由整平面形成，在像素電極101之上層疊有圖1中未圖示的柵極絕緣膜及無機鈍化膜，在柵極絕緣膜及無機鈍化膜之上形成有具有狹縫1101的對置電極110。對置電極110形成為在各像素共用。圖3是表示該情況的、圖1的B-B剖視圖。在圖3中，在TFT基板100之上由整平面形成有像素電極101。在像素電極101之上層疊有柵極絕緣膜103及無機鈍化膜109。在無機鈍化膜109之上配置有具有狹縫1101的公共電極110。在圖3中，夾著液晶層300地配置有對置基板200。在對置基板200上形成有濾色器202，在濾色器202之上形成有保護膜203。由于圖3表示IPS的動作，因此省略取向膜及柱狀間隔件。在圖3中，若對像素電極101施加影像信號，則在像素電極101和具有狹縫1101的公共電極110之間生成如圖所示的電力線，從而使液晶分子301旋轉，控制透過液晶層300的光從而形成圖像。回到圖1，在像素的掃描線側形成有:TFT ;將TFT的源電極106和像素電極101連接的第一通孔107 (接觸孔107);以及作為本發明特征的、與柱狀間隔件150相對應的、柵極絕緣膜103中的第二通孔108(通孔108)。此外，以后在本說明書中，只要沒有特別地事先說明，便將第一通孔稱為接觸孔107，將第二通孔簡單地稱為通孔108。在圖1中，從掃描線10分支而形成柵電極102，在柵電極102之上隔著柵極絕緣膜103形成有半導體層104。影像信號線20在半導體層104之上延伸。半導體層104之上的影像信號線20兼作TFT的漏電極105。在半導體層104之上與漏電極105相對地形成有源電極106。源電極106超過半導體層104及柵電極102而向右方延伸，與從像素區域延伸而來的像素電極101重疊。在源電極106和像素電極101重疊的部分，在柵極絕緣膜103上形成接觸孔107，從而源電極106和像素電極101導通。在圖1中，在不存在像素電極101及源電極106的部分，在柵極絕緣膜103上形成有通孔108。在柵極絕緣膜103上形成了通孔108的部分成為凹部120。即，若柵極絕緣膜103為300nm左右，則形成深度為300nm左右的凹部120。覆蓋TFT、接觸孔107、通孔108等地形成有無機鈍化膜109。在圖1中，覆蓋借助在柵極絕緣膜103上形成的通孔108形成的凹部120地配置有形成在對置基板200上的柱狀間隔件150。即，柱狀間隔件150的頂端不是整個面與形成在TFT基板100上的取向膜111接觸，而是只有頂端的周邊部與取向膜111接觸。因此，柱狀間隔件150與TFT基板100側的取向膜111的接觸面積變小，因此能夠減小由于與柱狀間隔件150接觸而導致的取向膜剝落的量。圖2是圖1的A-A剖視圖。在圖2中，在TFT基板100之上形成有從掃描線10分支的柵電極102。此外，在與柵電極同一層形成有從像素區域延伸而來的像素電極101。覆蓋柵電極102及像素電極101而形成有柵極絕緣膜103。夾著柵極絕緣膜103在柵電極102之上形成有半導體層104。在半導體層104之上相對配置有漏電極105和源電極106。源電極106延伸至與像素電極101重疊的區域。在源電極106與像素電極101的重疊部，在柵極絕緣膜103上形成接觸孔107，從而連接源電極106和像素電極101。覆蓋這樣形成的TFT而由SiN形成無機鈍化膜109。在無機鈍化膜109之上形成公共電極110。公共電極110在像素區域如圖1所示形成有狹縫1101，在圖2所示的區域成為連續的整膜。在圖2右方的不存在像素電極101的部分，在柵極絕緣膜103上形成有通孔108。在通孔108處形成有無機鈍化膜109，在無機鈍化膜109之上形成有公共電極110，并且在公共電極110之上形成有取向膜111。由于在柵極絕緣膜103上形成的通孔108，從而在形成有取向膜111的面上形成有凹部120。在圖2中，夾著液晶層300而形成有對置基板200。在對置基板200上形成有黑色矩陣201，在黑色矩陣201之上形成有保護膜203。此外，如圖3所示在像素區域形成有濾色器202，在圖2的區域形成有用于遮光的黑色矩陣201。在保護膜203之上形成有柱狀間隔件150。柱狀間隔件150是在保護膜203之上涂布例如丙烯酸樹脂，并通過光刻該丙烯酸樹脂來圖案化而形成。覆蓋保護膜203及柱狀間隔件150地形成有取向膜111。如圖2所示，借助柱狀間隔件150而規定TFT基板100和對置基板200的間隔。如圖2所示，柱狀間隔件150以覆蓋借助TFT基板100側的柵極絕緣膜103的通孔108而形成的凹部120的方式與TFT基板100接觸。即，柱狀間隔件150覆蓋形成在TFT基板100上的凹部120，只在凹部的周邊部分與TFT基板100接觸。因此，柱狀間隔件150與TFT基板100接觸的面積變小，取向膜111剝落的概率也相應的變小。即，抑制由于取向膜剝落引起的亮點的產生。圖2中的凹部120及柱狀間隔件150頂端的尺寸例如如下所述。凹部120的底面直徑dh為4 μm 10 μm,柱狀間隔件150的前端直徑ds為6 μm 20 μm,凹部120的深度dd為200nm 550nm。此外，需要使柱狀間隔件150的前端尺寸ds形成得大于凹部120的底面直徑dh，優選是ds ≥1.5dh。這是出于考慮將TFT基板100和對置基板200貼合在一起時的貼合精度。圖2所示那樣的本發明的其他優點為能夠使凹部120周邊的取向膜111的厚度小于其他部分。即，取向膜材料在最初以液體的狀態通過柔性印刷等而涂布。這樣，凹部120周邊的液體流入凹部120，凹部120周邊具有變薄的傾向。即，在柱狀間隔件150接觸的部分，能夠比其他部分薄地形成取向膜111，相應地，能夠減少取向膜剝落的量。本發明能夠在形成用于將源電極106和像素電極101連接的接觸孔107的同時在柵極絕緣膜103上形成凹部120形成用的通孔108，因此制造工序不會增加。因此，能夠不使制造成本上升地抑制亮點的產生。此外，本發明在特征在于，通過減小柱狀間隔件150與TFT基板100的接觸面積，從而抑制取向膜剝落。雖然通過單純地減小柱狀間隔件150的直徑也能夠減小柱狀間隔件150與TFT基板100的接觸面積，但在該情況下，柱狀間隔件150的強度變小，因此柱狀間隔件150壓彎的危險較大，在可靠性方面產生問題。與此相對地，本發明無需減小柱狀間隔件150的直徑就能夠減小柱狀間隔件150與TFT基板100的接觸面積，因此能夠不使可靠性降低地抑制亮點的產生。實施例2圖4是表示本發明第二實施例的俯視圖。在圖4中，與實施例1的圖1相比，源電極106形成為向右方較長地延伸至與柱狀間隔件150相對應地形成的柵極絕緣膜103的通孔108。圖4中的其他結構與圖1相同。
圖5是圖4的C-C剖視圖。圖4與實施例1的圖2的不同之處為，源電極106以將與柱狀間隔件150相對應地形成的柵極絕緣膜103的通孔108的部分覆蓋的方式延伸。圖5的結構為，在形成于柵極絕緣膜103上的通孔108內存在有源電極106和無機鈍化膜109。是否在通孔部108形成源電極106能夠用作調整所形成的凹部120的深度。圖5中的凹部120的尺寸也與圖2中例示的尺寸相同。此外，在本實施例中，在形成于柵極絕緣膜103上的通孔108周邊的柵極絕緣膜103的下部也未形成像素電極101等電極。實施例3圖6是表示本發明第三實施例的俯視圖。在圖6中，與實施例1的圖1相比，源電極106形成為向右方延伸至與柱狀間隔件150相對應地形成的柵極絕緣膜103的通孔108的端部，并且在通孔108的與源電極106相反一側也形成有與源電極106同時形成的金屬膜。但是，在通孔108的內部未形成源電極106。圖7是圖6的D-D剖視圖。圖7與實施例1的圖2的不同點為，圖7中的源電極106形成為直至通孔108的端部，并且，在通孔108的與源電極106相反一側的柵極絕緣膜103的面上形成有與源電極106同時形成的金屬膜。如圖7所示，源電極106未在通孔108的內部形成。圖7所示的結構具有如下特征:能夠使借助在柵極絕緣膜103上形成的通孔108而形成的凹部120的深度比實施例1或實施例2的結構深了相當于源電極106的膜厚的量。在圖7中的形成于柵極絕緣膜103上的通孔108的兩側留下源電極106的結構能夠與源電極106、漏電極105等的形成同時進行，因此不會使制造成本上升。這樣，根據本實施例，能夠減小柱狀間隔件150與TFT基板100側的接觸面積，并且能夠加深借助柵 極絕緣膜103的通孔108而形成的凹部120的深度，因此能夠以更明確的形式實現本申請發明的優點。實施例4圖8是本發明第四實施例。本實施例與實施例1 3的不同點為，將TFT的源電極106和像素電極101連結的接觸孔107兼作用于減小柱狀間隔件150與TFT基板100的接觸面積的、形成在柵極絕緣膜103上的通孔。在圖8中，TFT的源電極106向右方延伸并與像素電極101重疊。在該部分形成有用于將源電極106和像素電極101連接的接觸孔107。接觸孔107形成得大于實施例1 3的接觸孔107，成為與圖2等中的通孔108相同程度的直徑。圖9是圖8的E-E剖視圖。在圖9中，TFT的源電極106向右方延伸至形成在柵極絕緣膜103上的接觸孔107的下部而存在，并與像素電極101連接。圖9的接觸孔107的大小大于圖2等的接觸孔107的大小。借助形成在柵極絕緣膜103上的接觸孔107而形成凹部120，柱狀間隔件150只在凹部120的周邊與TFT基板100接觸。因此，能夠減小柱狀間隔件150與TFT基板100的接觸面積，能夠抑制由于取向膜剝落導致的亮點的產生。本實施例的結構無需設置接觸孔107和通孔二者，因此像素較小，適用于高清晰度畫面的結構。實施例5實施例4的結構為，在形成于柵極絕緣膜103上的接觸孔107處，在接觸孔107的底部形成有源電極106，在接觸孔107部，在無機鈍化膜109之上形成有公共電極110。公共電極110和源電極106借助無機鈍化膜109而絕緣，但在按壓對置基板200等的情況下，存在由于柱狀間隔件150而破壞無機鈍化膜109的危險。在無機鈍化膜109被破壞了的情況下，公共電極110和源電極106、即和像素電極101導通，該部分的像素產生不良情況。圖10是對該問題實施了對策的本實施例的俯視圖。圖10與實施例4的圖8的不同點為，在TFT基板100中，除去與柱狀間隔件150接觸的周邊部的公共電極110。S卩，圖10中用虛線表示的部分的內側是不存在公共電極110的公共電極除去部1102。但是，公共電極110除狹縫部1101以外形成為整面，因此在公共電極110的導通中不會產生問題。圖11是圖10的F-F剖視圖。在圖11中，從柱狀間隔件150的周邊除去了公共電極110。根據該結構，假設由于來自外部的按壓、或者沖擊等在柱狀間隔件150中產生應力，從而破壞了無機鈍化膜109，也能夠防止公共電極110和源電極106或像素電極101導通。因此，能夠具有更高可靠性地實現本發明的效果。此外，關于存在由于來自外部的按壓或沖擊而破壞了無機鈍化膜109從而公共電極110和源電極106導通的危險這一點，實施例2的通孔108中的結構也相同。為了防止這樣的危險，在實施例2中也形成從柱狀間隔件150的周邊除去公共電極110的結構，由此能夠防止公共電極110和源電極106導通的危險。
權利要求
1.一種液晶顯示裝置，其配置有:具有像素電極、公共電極及TFT的像素呈矩陣狀地形成的TFT基板；以及與所述TFT基板夾著液晶層的對置基板，并且借助形成在所述對置基板上的柱狀間隔件規定所述TFT基板和所述對置基板的間隔，該液晶顯示裝置的特征在于， 在TFT基板之上形成有所述像素電極，在所述像素電極之上按順序形成有柵極絕緣膜和無機鈍化膜，在所述無機鈍化膜之上形成有具有狹縫的所述公共電極，在所述公共電極之上形成有取向膜， 所述TFT的源電極和所述像素電極借助形成在柵極絕緣膜上的第一通孔而連接， 在所述柱狀間隔件與所述TFT基板側接觸的部分，在所述柵極絕緣膜上形成有第二通孔， 所述柱狀間隔件的前端以將借助所述第二通孔在所述TFT基板側形成的凹部覆蓋的方式配置。
2.根據權利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于， 在所述第二通孔周邊的柵極絕緣膜之下不存在電極。
3.根據權利要求2所述的液晶顯示裝置，其特征在于， 所述柱狀間隔件的所述前端的直徑為在所述TFT基板側形成的所述凹部的底部直徑的1.5倍以上。
4.根據權利要求3所述的液晶顯示裝置，其特征在于， 在所述第二通孔處存在有所述源電極和所述無機鈍化膜。
5.根據權利要求3所述的液晶顯示裝置，其特征在于， 在所述第二通孔的內部不存在所述源電極，在所述通孔的上側端部周邊存在有所述源電極。
6.一種液晶顯示裝置，其配置有:具有像素電極、公共電極及TFT的像素呈矩陣狀地形成的TFT基板；以及與所述TFT基板夾著液晶層的對置基板，并且借助形成在所述對置基板上的柱狀間隔件規定所述TFT基板和所述對置基板的間隔，該液晶顯示裝置的特征在于， 在TFT基板之上形成有所述像素電極，在所述像素電極之上按順序形成有柵極絕緣膜和無機鈍化膜，在所述無機鈍化膜之上形成有具有狹縫的所述公共電極，在所述公共電極之上形成有取向膜， 所述TFT的源電極和所述像素電極借助形成在柵極絕緣膜上的通孔而連接， 所述柱狀間隔件以將借助所述通孔在所述TFT基板側形成的凹部覆蓋的方式配置。
7.根據權利要求6所述的液晶顯示裝置，其特征在于， 所述柱狀間隔件的所述前端的直徑為在所述TFT基板側形成的所述凹部的底部直徑的1.5倍以上。
8.根據權利要求7所述的液晶顯示裝置，其特征在于， 在所述柱狀間隔件與所述TFT基板側接觸的部分及其周邊除去了公共電極。
全文摘要
本發明提供一種液晶顯示裝置。在TFT基板之上形成有像素電極，在像素電極之上按順序形成有柵極絕緣膜、無機鈍化膜、公共電極、取向膜。在對置基板上形成有柱狀間隔件，借助柱狀間隔件規定TFT基板和對置基板的間隔。在TFT基板的柵極絕緣膜上形成有通孔，以覆蓋借助通孔而形成的凹部的方式配置柱狀間隔件。柱狀間隔件與TFT基板的接觸面積變小，因此能夠抑制取向膜剝落，防止亮點的產生。根據本發明，能夠在使用柱狀間隔件規定TFT基板和對置基板的間隔的液晶顯示裝置中防止由于柱狀間隔件和取向膜的摩擦導致取向膜剝落而產生亮點。
文檔編號G02F1/1339GK103176314SQ20121058576
公開日2013年6月26日 申請日期2012年12月20日 優先權日2011年12月22日
發明者長三幸弘 申請人:株式會社日本顯示器東