JP2000019503A - 液晶表示素子およびその製造方法 - Google Patents
液晶表示素子およびその製造方法Info
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- JP2000019503A JP2000019503A JP18952498A JP18952498A JP2000019503A JP 2000019503 A JP2000019503 A JP 2000019503A JP 18952498 A JP18952498 A JP 18952498A JP 18952498 A JP18952498 A JP 18952498A JP 2000019503 A JP2000019503 A JP 2000019503A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 表面段差の小さいカラーフィルタ層を形成
し、その上に形成されたブラックマトリクスをスペーサ
ーとして用いる。 【解決手段】 透明基板1上に、複数色のカラーフィル
タ層2、3、4のうち、カラーフィルタ層4を除く他の
色のカラーフィルタ層2、3を感光性レジストを用いて
順次形成する。そして、感光性レジスト4aを基板側か
ら背面露光して、カラーフィルタ層4を形成すると共に
各カラーフィルタ層の隙間を埋めるようにカラーフィル
タ層4bを形成して表面を平坦化する。その上にブラッ
クマトリクス7を形成してカラーフィルタ基板と対向基
板の間隔を規定する。
し、その上に形成されたブラックマトリクスをスペーサ
ーとして用いる。 【解決手段】 透明基板1上に、複数色のカラーフィル
タ層2、3、4のうち、カラーフィルタ層4を除く他の
色のカラーフィルタ層2、3を感光性レジストを用いて
順次形成する。そして、感光性レジスト4aを基板側か
ら背面露光して、カラーフィルタ層4を形成すると共に
各カラーフィルタ層の隙間を埋めるようにカラーフィル
タ層4bを形成して表面を平坦化する。その上にブラッ
クマトリクス7を形成してカラーフィルタ基板と対向基
板の間隔を規定する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、テレビジ
ョンセット、パーソナルコンピュータ、ワードプロセッ
サ、OA(Office Automation)機器
などの表示装置に用いられる、カラー表示が可能な液晶
表示素子およびその製造方法に関する。
ョンセット、パーソナルコンピュータ、ワードプロセッ
サ、OA(Office Automation)機器
などの表示装置に用いられる、カラー表示が可能な液晶
表示素子およびその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】液晶表示素子においてカラー表示を行う
ためには、液晶層を挟んで対向配置される一対の基板の
うちの一方をカラーフィルタ基板とするのが一般的であ
る。このカラーフィルタ基板は、通常、ガラスや透明樹
脂等からなる透明基板上に赤、青、緑の3色からなるス
トライプ状またはドット状の着色層(カラーフィルタ
層)を画素領域に対応させて配置し、それらの境界を黒
色材料からなるブラックマトリクスで遮光したものであ
る。
ためには、液晶層を挟んで対向配置される一対の基板の
うちの一方をカラーフィルタ基板とするのが一般的であ
る。このカラーフィルタ基板は、通常、ガラスや透明樹
脂等からなる透明基板上に赤、青、緑の3色からなるス
トライプ状またはドット状の着色層(カラーフィルタ
層)を画素領域に対応させて配置し、それらの境界を黒
色材料からなるブラックマトリクスで遮光したものであ
る。
【0003】これらのカラーフィルタ層の製造方法とし
ては、染色法、印刷法、電着法、着色レジスト法などが
知られている。また、ブラックマトリクスの形成方法と
しては、(1)スパッタリング法等により基板上にCr
等の金属薄膜を成膜し、これをフォトリソグラフィ技術
を用いてパターニングする方法や、(2)基板上に黒色
樹脂を塗布し、これをエッチングまたはリフトオフ法な
どによりパターニングする方法等が知られている。
ては、染色法、印刷法、電着法、着色レジスト法などが
知られている。また、ブラックマトリクスの形成方法と
しては、(1)スパッタリング法等により基板上にCr
等の金属薄膜を成膜し、これをフォトリソグラフィ技術
を用いてパターニングする方法や、(2)基板上に黒色
樹脂を塗布し、これをエッチングまたはリフトオフ法な
どによりパターニングする方法等が知られている。
【0004】このうち、金属薄膜を用いる方法は、高価
で大掛かりな真空成膜設備が必要であるというコスト面
でのデメリットに加え、有害なエッチング廃液(例えば
Cr廃液)の処理施設を必要とするなどの問題を抱えて
いる。
で大掛かりな真空成膜設備が必要であるというコスト面
でのデメリットに加え、有害なエッチング廃液(例えば
Cr廃液)の処理施設を必要とするなどの問題を抱えて
いる。
【0005】これに対して、黒色樹脂を用いる方法で
は、有機廃液処理の問題は有るものの、成膜設備や廃液
処理設備ともに、金属薄膜を用いる方法ほどに大掛かり
なものを必要としないため、コスト的に有利である。
は、有機廃液処理の問題は有るものの、成膜設備や廃液
処理設備ともに、金属薄膜を用いる方法ほどに大掛かり
なものを必要としないため、コスト的に有利である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
黒色感光性樹脂を用いたブラックマトリクスの製造方法
においては、光漏れを防止するために画素部分(カラー
フィルタ層形成部)に黒色樹脂層を一部重ねて形成する
必要があるため、カラーフィルタ層の表面に大きな突起
を生じるという問題がある。この突起は、その上の透明
電極の断線等の原因となるため、研磨などの処置を行っ
ているが、これによりコストアップや歩留り低下を生じ
るという問題がある。
黒色感光性樹脂を用いたブラックマトリクスの製造方法
においては、光漏れを防止するために画素部分(カラー
フィルタ層形成部)に黒色樹脂層を一部重ねて形成する
必要があるため、カラーフィルタ層の表面に大きな突起
を生じるという問題がある。この突起は、その上の透明
電極の断線等の原因となるため、研磨などの処置を行っ
ているが、これによりコストアップや歩留り低下を生じ
るという問題がある。
【0007】また、液晶表示素子の視角依存性を改善す
る方法として、特開平6−301015号公報や特開平
7−120728号公報等に、画素領域を基板間隔の少
なくとも一部を占める高さの高分子壁によって包囲され
た1乃至複数の液晶領域に分割し、各液晶領域内の液晶
を基板表面に垂直な軸に対して軸対称状に配向させる
(軸対称配向:Axially Symmetrica
lly AlignedMicrocell:ASM)
方法が非常に有効であることが知られている。しかし、
この場合に上記従来のカラーフィルタ基板を用いると、
上記突起によって高分子壁の形状が不均一になり、液晶
領域内の液晶分子の軸対称配向が乱れる原因となるとい
う問題がある。また、ここで使用される高分子材料は各
種フォトレジスト等、良好な形状保持性と耐液晶性を有
する材料であれば特に限定されないが、通常のフォトレ
ジストのように着色透明材料を液晶層の分割のために用
いると、バックライト及び外部光を反射、屈折してコン
トラストの減少を招くおそれがある。
る方法として、特開平6−301015号公報や特開平
7−120728号公報等に、画素領域を基板間隔の少
なくとも一部を占める高さの高分子壁によって包囲され
た1乃至複数の液晶領域に分割し、各液晶領域内の液晶
を基板表面に垂直な軸に対して軸対称状に配向させる
(軸対称配向:Axially Symmetrica
lly AlignedMicrocell:ASM)
方法が非常に有効であることが知られている。しかし、
この場合に上記従来のカラーフィルタ基板を用いると、
上記突起によって高分子壁の形状が不均一になり、液晶
領域内の液晶分子の軸対称配向が乱れる原因となるとい
う問題がある。また、ここで使用される高分子材料は各
種フォトレジスト等、良好な形状保持性と耐液晶性を有
する材料であれば特に限定されないが、通常のフォトレ
ジストのように着色透明材料を液晶層の分割のために用
いると、バックライト及び外部光を反射、屈折してコン
トラストの減少を招くおそれがある。
【0008】さらに、液晶層を挟持して対向配置される
一対の基板の間隔を規定するためには、従来、シリカビ
ーズなどのスペーサーを基板上に散布する方法が用いら
れてきたが、この方法では画素領域上にスペーサーが散
布されることにより表示品位が低下するという問題があ
る。加えて、近年の液晶表示装置の大型化に伴い、大型
基板全体に均等にスペーサーを散布することが困難にな
りつつある。
一対の基板の間隔を規定するためには、従来、シリカビ
ーズなどのスペーサーを基板上に散布する方法が用いら
れてきたが、この方法では画素領域上にスペーサーが散
布されることにより表示品位が低下するという問題があ
る。加えて、近年の液晶表示装置の大型化に伴い、大型
基板全体に均等にスペーサーを散布することが困難にな
りつつある。
【0009】そこで、特開昭61−173221号公報
や特開平2−223922号公報等に開示されているよ
うに、配向膜に配向処理を行った後で、感光性樹脂材料
を基板に塗布し、露光工程及び現像工程を行うことによ
りスペーサーとしての高分子壁を形成する方法が提案さ
れている。しかしながら、この方法では、工程数の増加
によるコストアップや歩留まりの低下という欠点があ
る。さらに、配向膜上に感光性樹脂材料を用いてスペー
サーを形成するので、感光性樹脂材料の塗布、露光及び
現像工程によって配向膜の劣化や破壊が起こり、液晶分
子の配向乱れの原因となる等の問題がある。
や特開平2−223922号公報等に開示されているよ
うに、配向膜に配向処理を行った後で、感光性樹脂材料
を基板に塗布し、露光工程及び現像工程を行うことによ
りスペーサーとしての高分子壁を形成する方法が提案さ
れている。しかしながら、この方法では、工程数の増加
によるコストアップや歩留まりの低下という欠点があ
る。さらに、配向膜上に感光性樹脂材料を用いてスペー
サーを形成するので、感光性樹脂材料の塗布、露光及び
現像工程によって配向膜の劣化や破壊が起こり、液晶分
子の配向乱れの原因となる等の問題がある。
【0010】本発明は、このような従来技術の課題を解
決すべくなされたものであり、表面段差の小さいカラー
フィルタ層を有する液晶表示素子およびその製造方法を
提供することを目的とする。さらに、カラーフィルタ基
板のブラックマトリクスがスペーサの機能を有する液晶
表示素子およびその製造方法を提供することを目的とす
る。
決すべくなされたものであり、表面段差の小さいカラー
フィルタ層を有する液晶表示素子およびその製造方法を
提供することを目的とする。さらに、カラーフィルタ基
板のブラックマトリクスがスペーサの機能を有する液晶
表示素子およびその製造方法を提供することを目的とす
る。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明の液晶表示素子
は、液晶層を間に挟んでカラーフィルタ基板と対向基板
とが対向配置されている液晶表示素子において、該カラ
ーフィルタ基板は、透明基板上に感光性レジストからな
る複数色のカラーフィルタ層が各画素領域に対応して設
けられていると共に、該複数色のうちの1色のカラーフ
ィルタ層が各カラーフィルタ層の隙間を埋めて設けら
れ、該カラーフィルタ層の上にブラックマトリクスが設
けられており、そのことにより上記目的が達成される。
は、液晶層を間に挟んでカラーフィルタ基板と対向基板
とが対向配置されている液晶表示素子において、該カラ
ーフィルタ基板は、透明基板上に感光性レジストからな
る複数色のカラーフィルタ層が各画素領域に対応して設
けられていると共に、該複数色のうちの1色のカラーフ
ィルタ層が各カラーフィルタ層の隙間を埋めて設けら
れ、該カラーフィルタ層の上にブラックマトリクスが設
けられており、そのことにより上記目的が達成される。
【0012】前記ブラックマトリクスの少なくとも一部
によって、前記カラーフィルタ基板と対向基板との間隔
が規定されていてもよい。
によって、前記カラーフィルタ基板と対向基板との間隔
が規定されていてもよい。
【0013】前記ブラックマトリクスは、黒色の樹脂材
料からなる高分子壁からなっていてもよい。
料からなる高分子壁からなっていてもよい。
【0014】前記液晶層は、前記高分子壁によって分割
された複数の液晶領域を有し、該複数の液晶領域内の液
晶分子は、前記基板の表面に垂直な軸を中心に軸対称配
向していてもよい。
された複数の液晶領域を有し、該複数の液晶領域内の液
晶分子は、前記基板の表面に垂直な軸を中心に軸対称配
向していてもよい。
【0015】前記液晶領域は画素領域毎に少なくとも1
つ設けられていてもよい。
つ設けられていてもよい。
【0016】前記高分子壁の少なくとも一部の上に、さ
らに凸部が設けられ、該高分子壁と該凸部とによって、
前記カラーフィルタ基板と前記対向基板との間隔が規定
されていてもよい。
らに凸部が設けられ、該高分子壁と該凸部とによって、
前記カラーフィルタ基板と前記対向基板との間隔が規定
されていてもよい。
【0017】前記対向基板上に凸部が設けられ、前記高
分子壁と該凸部とによって、前記カラーフィルタ基板と
該対向基板との間隔が規定されていてもよい。
分子壁と該凸部とによって、前記カラーフィルタ基板と
該対向基板との間隔が規定されていてもよい。
【0018】本発明の液晶表示素子の製造方法は、液晶
層を間に挟んでカラーフィルタ基板と対向基板とが対向
配置され、該カラーフィルタ基板上に複数色のカラーフ
ィルタ層とブラックマトリクスとが設けられている液晶
表示素子の製造方法であって、透明基板上に、感光性レ
ジストを用いて該複数色のうちの1色を除くカラーフィ
ルタ層を画素領域に対応させて順次形成する工程と、該
透明基板上に、該1色の感光性レジストを配置して基板
側から背面露光を行うことにより該1色のカラーフィル
タ層を画素領域に対応させて形成すると共に各カラーフ
ィルタ層の隙間を埋めるように形成する工程と、該カラ
ーフィルタ層上にブラックマトリクスを形成する工程と
を含み、そのことにより上記目的が達成される。
層を間に挟んでカラーフィルタ基板と対向基板とが対向
配置され、該カラーフィルタ基板上に複数色のカラーフ
ィルタ層とブラックマトリクスとが設けられている液晶
表示素子の製造方法であって、透明基板上に、感光性レ
ジストを用いて該複数色のうちの1色を除くカラーフィ
ルタ層を画素領域に対応させて順次形成する工程と、該
透明基板上に、該1色の感光性レジストを配置して基板
側から背面露光を行うことにより該1色のカラーフィル
タ層を画素領域に対応させて形成すると共に各カラーフ
ィルタ層の隙間を埋めるように形成する工程と、該カラ
ーフィルタ層上にブラックマトリクスを形成する工程と
を含み、そのことにより上記目的が達成される。
【0019】前記感光性レジストとして、あらかじめフ
ィルム状に加工してあるカラーレジストを用いてもよ
い。
ィルム状に加工してあるカラーレジストを用いてもよ
い。
【0020】以下、本発明の作用について説明する。
【0021】本発明にあっては、複数色のカラーフィル
タ層のうち、1色のカラーフィルタ層が各カラーフィル
タ層の隙間を埋めて設けてあるので、カラーフィルタ層
の表面段差が小さい。よって、カラーフィルタ層の表面
段差に起因する液晶の配向不良や透明電極の細りや断
線、欠け等は生じず、また、表面の研磨などの工程が不
要である。
タ層のうち、1色のカラーフィルタ層が各カラーフィル
タ層の隙間を埋めて設けてあるので、カラーフィルタ層
の表面段差が小さい。よって、カラーフィルタ層の表面
段差に起因する液晶の配向不良や透明電極の細りや断
線、欠け等は生じず、また、表面の研磨などの工程が不
要である。
【0022】各カラーフィルタ層は、1色を除くカラー
フィルタ層を画素領域に対応させて順次形成した後、最
後の1色の感光性レジストを基板上に設けて基板側から
背面露光を行うことにより形成することができる。これ
により、1色のカラーフィルタ層を画素領域に対応させ
て形成すると共に各カラーフィルタ層の隙間を埋めるよ
うに形成することができる。
フィルタ層を画素領域に対応させて順次形成した後、最
後の1色の感光性レジストを基板上に設けて基板側から
背面露光を行うことにより形成することができる。これ
により、1色のカラーフィルタ層を画素領域に対応させ
て形成すると共に各カラーフィルタ層の隙間を埋めるよ
うに形成することができる。
【0023】この感光性レジストは、塗布等により基板
上に設けることもできるが、あらかじめフィルム状に加
工してあるカラーレジスト(DFR)を用いると、さら
に表面段差を小さくすることができる。
上に設けることもできるが、あらかじめフィルム状に加
工してあるカラーレジスト(DFR)を用いると、さら
に表面段差を小さくすることができる。
【0024】さらに、本発明にあっては、カラーフィル
タ層を形成した後でブラックマトリクスを形成してある
ので、カラーフィルタ層上に形成されるブラックマトリ
クスの厚さに制限がない。よって、このブラックマトリ
クスの一部または全部をスペーサとして機能するように
作製することができる。
タ層を形成した後でブラックマトリクスを形成してある
ので、カラーフィルタ層上に形成されるブラックマトリ
クスの厚さに制限がない。よって、このブラックマトリ
クスの一部または全部をスペーサとして機能するように
作製することができる。
【0025】本発明にあっては、ブラックマトリクスを
黒色の樹脂材料で形成し、ASMモード液晶表示素子の
高分子壁として用いることによって、製造工程数の増加
を防ぐことができる。さらに、カラーフィルタ層表面の
段差に起因する高分子壁の形状不良などの問題を解消す
ることができる。また、ブラックマトリクスがスペーサ
や液晶領域を包囲する高分子壁を兼用するので、従来ブ
ラックマトリクスとスペーサ等を重ねて作製する際に必
要とされていた露光アライメント等のマージンが不要と
なる。よって、より高開口率の液晶表示素子を製造する
ことができる。さらに、高分子壁を壁黒色樹脂材料で形
成することにより、着色透明材料を用いた場合のように
バックライト及び外部光が高分子壁で反射、屈折される
ことはなく、コントラストの減少を防ぐことができる。
黒色の樹脂材料で形成し、ASMモード液晶表示素子の
高分子壁として用いることによって、製造工程数の増加
を防ぐことができる。さらに、カラーフィルタ層表面の
段差に起因する高分子壁の形状不良などの問題を解消す
ることができる。また、ブラックマトリクスがスペーサ
や液晶領域を包囲する高分子壁を兼用するので、従来ブ
ラックマトリクスとスペーサ等を重ねて作製する際に必
要とされていた露光アライメント等のマージンが不要と
なる。よって、より高開口率の液晶表示素子を製造する
ことができる。さらに、高分子壁を壁黒色樹脂材料で形
成することにより、着色透明材料を用いた場合のように
バックライト及び外部光が高分子壁で反射、屈折される
ことはなく、コントラストの減少を防ぐことができる。
【0026】なお、液晶領域は画素領域毎に少なくとも
1つ設けられていれば、2つ以上であってもよい。
1つ設けられていれば、2つ以上であってもよい。
【0027】高分子壁(ブラックマトリクス)の少なく
とも一部の上に凸部をさらに設けて、高分子壁と凸部と
によってカラーフィルタ基板と対向基板の間隔を規定す
るようにすると、両基板を貼り合わせて液晶を注入する
際に注入ルートが確保されるので、液晶の注入をスムー
ズに行うことができる。
とも一部の上に凸部をさらに設けて、高分子壁と凸部と
によってカラーフィルタ基板と対向基板の間隔を規定す
るようにすると、両基板を貼り合わせて液晶を注入する
際に注入ルートが確保されるので、液晶の注入をスムー
ズに行うことができる。
【0028】または、対向基板上に凸部を設けて、高分
子壁(ブラックマトリクス)と凸部とによって両基板の
間隔を規定するようにしても、液晶の注入ルートを確保
することができる。
子壁(ブラックマトリクス)と凸部とによって両基板の
間隔を規定するようにしても、液晶の注入ルートを確保
することができる。
【0029】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態につ
いて図面を参照しながら説明する。
いて図面を参照しながら説明する。
【0030】(実施形態1)図1は本実施形態の液晶表
示素子におけるカラーフィルタ基板の断面図である。
示素子におけるカラーフィルタ基板の断面図である。
【0031】このカラーフィルタ基板は、液晶層を挟ん
で対向配置される一対の基板のうちの一方の基板であ
り、透明基板1上に緑、赤、青の各色のカラーフィルタ
層2、3、4が画素領域に対応して設けられていると共
に、各カラーフィルタ層2、3、4の隙間に青のカラー
フィルタ層4bが設けられている。カラーフィルタ層の
上には、必要に応じてオーバーコート層(平坦化膜)5
が設けられている。その上にはストライプ状の透明電極
層6が設けられ、画素以外の部分にブラックマトリクス
7が設けられている。さらにその上には配向膜(図示せ
ず)が設けられている。このカラーフィルタ基板は、ス
トライプ状の透明電極及び配向膜が設けられた対向基板
と貼り合わせられ、両基板の間隙に液晶層が挟持されて
液晶表示素子を構成している。
で対向配置される一対の基板のうちの一方の基板であ
り、透明基板1上に緑、赤、青の各色のカラーフィルタ
層2、3、4が画素領域に対応して設けられていると共
に、各カラーフィルタ層2、3、4の隙間に青のカラー
フィルタ層4bが設けられている。カラーフィルタ層の
上には、必要に応じてオーバーコート層(平坦化膜)5
が設けられている。その上にはストライプ状の透明電極
層6が設けられ、画素以外の部分にブラックマトリクス
7が設けられている。さらにその上には配向膜(図示せ
ず)が設けられている。このカラーフィルタ基板は、ス
トライプ状の透明電極及び配向膜が設けられた対向基板
と貼り合わせられ、両基板の間隙に液晶層が挟持されて
液晶表示素子を構成している。
【0032】この液晶表示素子は、例えば以下のように
して作製することができる。
して作製することができる。
【0033】まず、図1(a)及び図1(b)に示すよ
うに、ガラス基板等の透明基板1上に緑色の感光性レジ
スト(DFR)2aを貼り付け、図1(c)に示すよう
にマスクによる露光、現像及び焼成を行って緑色のカラ
ーフィルタ層2を緑色の画素領域に対応して形成する。
うに、ガラス基板等の透明基板1上に緑色の感光性レジ
スト(DFR)2aを貼り付け、図1(c)に示すよう
にマスクによる露光、現像及び焼成を行って緑色のカラ
ーフィルタ層2を緑色の画素領域に対応して形成する。
【0034】次に、図1(d)に示すように、赤色の感
光性レジスト(DFR)3aを貼り付け、図1(e)に
示すようにマスクによる露光、現像及び焼成を行って赤
色のカラーフィルタ層3を赤色の画素領域に対応して形
成する。
光性レジスト(DFR)3aを貼り付け、図1(e)に
示すようにマスクによる露光、現像及び焼成を行って赤
色のカラーフィルタ層3を赤色の画素領域に対応して形
成する。
【0035】続いて、図1(f)に示すように、青色の
感光性レジスト(DFR)4aを貼り付け、図1(g)
に示すように背面露光、現像及び焼成を行うことによ
り、青色のカラーフィルタ層4を青色の画素領域に対応
して形成すると共に、各色のカラーフィルタ層の隙間を
埋めるように青色のカラーフィルタ層4bが形成する。
これにより、カラーフィルタ層表面の平坦化が可能とな
る。本実施形態では、DFRとして富士フィルム社製D
FR(商品名トランサー)を用いて各色のカラーフィル
タ層を形成し、焼成後の膜厚は1.5μmとした。な
お、このときの各色の形成順序は、他の順番であっても
よい。
感光性レジスト(DFR)4aを貼り付け、図1(g)
に示すように背面露光、現像及び焼成を行うことによ
り、青色のカラーフィルタ層4を青色の画素領域に対応
して形成すると共に、各色のカラーフィルタ層の隙間を
埋めるように青色のカラーフィルタ層4bが形成する。
これにより、カラーフィルタ層表面の平坦化が可能とな
る。本実施形態では、DFRとして富士フィルム社製D
FR(商品名トランサー)を用いて各色のカラーフィル
タ層を形成し、焼成後の膜厚は1.5μmとした。な
お、このときの各色の形成順序は、他の順番であっても
よい。
【0036】その後、図1(h)に示すように、樹脂材
料(例えば、新日鐵化学社製V259−PA)をスピン
ナーで2μm厚みに塗布し、焼成することによりオーバ
ーコート層5を形成する。
料(例えば、新日鐵化学社製V259−PA)をスピン
ナーで2μm厚みに塗布し、焼成することによりオーバ
ーコート層5を形成する。
【0037】次に、図1(i)に示すように、スパッタ
リング法により、ITO(インジウム錫酸化物)層を形
成し、フォトレジストを塗布してマスクによる露光及び
現像、エッチングを経て、ストライプ状の透明電極6を
形成した。このとき、ストライプ状の透明電極6には、
カラーフィルタ層表面の凹凸に起因する欠陥は生じなか
った。
リング法により、ITO(インジウム錫酸化物)層を形
成し、フォトレジストを塗布してマスクによる露光及び
現像、エッチングを経て、ストライプ状の透明電極6を
形成した。このとき、ストライプ状の透明電極6には、
カラーフィルタ層表面の凹凸に起因する欠陥は生じなか
った。
【0038】続いて、図1(j)に示すように、5μm
の黒色感光性樹脂(例えば、新日鐵化学社製のV259
−BKO)を塗布し、マスクによる露光及び現像を経て
ブラックマトリクス7を形成した。このブラックマトリ
クス7は、スペーサーとしても機能するものである。な
お、図示した例では、カラーフィルタ層4bの間隔と一
致する幅のブラックマトリクス7を形成したが、ブラッ
クマトリクス7の幅はこれに限られず、遮光特性、コン
トラスト比や開口率との関係で最適化すればよい。例え
ば、遮光特性を向上するためには、ブラックマトリクス
7の幅をカラーフィルタ層4bの間隔よりも広くして、
ブラックマトリクス7の一部が、カラーフィルタ層4b
の一部に重なる構成としてもよい。
の黒色感光性樹脂(例えば、新日鐵化学社製のV259
−BKO)を塗布し、マスクによる露光及び現像を経て
ブラックマトリクス7を形成した。このブラックマトリ
クス7は、スペーサーとしても機能するものである。な
お、図示した例では、カラーフィルタ層4bの間隔と一
致する幅のブラックマトリクス7を形成したが、ブラッ
クマトリクス7の幅はこれに限られず、遮光特性、コン
トラスト比や開口率との関係で最適化すればよい。例え
ば、遮光特性を向上するためには、ブラックマトリクス
7の幅をカラーフィルタ層4bの間隔よりも広くして、
ブラックマトリクス7の一部が、カラーフィルタ層4b
の一部に重なる構成としてもよい。
【0039】その後、配向膜(図示せず)の塗布及び配
向処理を行うことによりカラーフィルタ基板が完成す
る。
向処理を行うことによりカラーフィルタ基板が完成す
る。
【0040】対向基板は、公知の方法で作製することが
でき、透明基板上にストライプ状の透明電極を形成、そ
の後、配向膜を形成して配向処理を行った。この対向基
板の作製と上記カラーフィルタ基板の作製とは、いずれ
を先に行っても良い。
でき、透明基板上にストライプ状の透明電極を形成、そ
の後、配向膜を形成して配向処理を行った。この対向基
板の作製と上記カラーフィルタ基板の作製とは、いずれ
を先に行っても良い。
【0041】次に、上記カラーフィルタ基板と対向基板
とを各ストライプ電極が交差(直交)するように貼り合
わせて液晶セルを作製する。このとき、カラーフィルタ
基板に形成したブラックマトリクス7がスペーサーとし
て機能して、対向基板とカラーフィルタ基板との間隔が
規定される。
とを各ストライプ電極が交差(直交)するように貼り合
わせて液晶セルを作製する。このとき、カラーフィルタ
基板に形成したブラックマトリクス7がスペーサーとし
て機能して、対向基板とカラーフィルタ基板との間隔が
規定される。
【0042】続いて、両基板の間隙に液晶を注入して液
晶パネルを作製する。このとき、各ストライプ電極が交
差する部分(交差部)が画素領域となる。
晶パネルを作製する。このとき、各ストライプ電極が交
差する部分(交差部)が画素領域となる。
【0043】このようにして得られる本実施形態の液晶
表示素子は、液晶の配向乱れや基板間隔のむらが生じ
ず、良好な表示特性が得られる。また、ブラックマトリ
クスをスペーサーとして兼用することができるので、こ
れらを個別に形成していた従来技術に比べて製造工程を
簡略化することができる。
表示素子は、液晶の配向乱れや基板間隔のむらが生じ
ず、良好な表示特性が得られる。また、ブラックマトリ
クスをスペーサーとして兼用することができるので、こ
れらを個別に形成していた従来技術に比べて製造工程を
簡略化することができる。
【0044】(実施形態2)本実施形態では、軸対称状
配向(ASM)モードの液晶表示素子に本発明を適用し
た例について説明する。
配向(ASM)モードの液晶表示素子に本発明を適用し
た例について説明する。
【0045】基本的には実施形態1と同様であるが、
(1)ブラックマトリクスをストライプ上ではなく井型
としてその厚さを3μmとし、対向基板に2μmのスト
ライプ状壁またはドット状の柱からなる凸部を形成し
て、ブラックマトリクスと凸部とをスペーサーとして機
能させる点、および(2)ネマティック液晶内に0.5
wt%の光硬化性樹脂を混合し、電界印加および露光を
行って液晶分子を軸対称状に配向させる点が実施形態1
とは異なっている。
(1)ブラックマトリクスをストライプ上ではなく井型
としてその厚さを3μmとし、対向基板に2μmのスト
ライプ状壁またはドット状の柱からなる凸部を形成し
て、ブラックマトリクスと凸部とをスペーサーとして機
能させる点、および(2)ネマティック液晶内に0.5
wt%の光硬化性樹脂を混合し、電界印加および露光を
行って液晶分子を軸対称状に配向させる点が実施形態1
とは異なっている。
【0046】まず、実施形態1と同様にして、図2
(a)に示すように、透明基板1上に、ストライプ状の
カラーフィルタ層2、3、4、4bを形成し、その上に
オーバーコート層(図示せず)及び透明電極(図示せ
ず)を形成する。
(a)に示すように、透明基板1上に、ストライプ状の
カラーフィルタ層2、3、4、4bを形成し、その上に
オーバーコート層(図示せず)及び透明電極(図示せ
ず)を形成する。
【0047】その上に、実施形態1と同様の黒色感光性
樹脂を塗布し、所定のマスクを用いて露光、現像するこ
とによって、厚さ約3μmのブラックマトリクス17を
井型に形成する。
樹脂を塗布し、所定のマスクを用いて露光、現像するこ
とによって、厚さ約3μmのブラックマトリクス17を
井型に形成する。
【0048】そして、この基板表面に配向膜(図示せ
ず)を形成して配向処理を行い、カラーフィルタ基板を
完成する。
ず)を形成して配向処理を行い、カラーフィルタ基板を
完成する。
【0049】対向基板は、図3(a)に示すようなガラ
ス基板等からなる透明基板11上に、透明電極(図示せ
ず)を形成し、その上に、新日鐵化学社製V259−P
A(樹脂材料)からなる凸部を厚み2μmに形成する。
この凸部としては、例えば図3(b)に示すようなスト
ライプ状壁からなる凸部12aや、ドット状の柱からな
る凸部12b等とすることができる。その上に配向膜
(図示せず)を形成して配向処理を行う。
ス基板等からなる透明基板11上に、透明電極(図示せ
ず)を形成し、その上に、新日鐵化学社製V259−P
A(樹脂材料)からなる凸部を厚み2μmに形成する。
この凸部としては、例えば図3(b)に示すようなスト
ライプ状壁からなる凸部12aや、ドット状の柱からな
る凸部12b等とすることができる。その上に配向膜
(図示せず)を形成して配向処理を行う。
【0050】そして、このカラーフィルタ基板と対向基
板とを貼り合わせて作製した液晶セルに、ネマティック
液晶に光硬化性樹脂を混合した混合物を注入する。この
液晶セルに対して、両透明電極の間に電圧を印加して軸
対称状配向を形成し、さらに、電圧を印加しながら露光
を行うことによって混合物中の光硬化性樹脂を硬化させ
ることにより軸対称状配向の規制要素(プレチルト)を
形成する。
板とを貼り合わせて作製した液晶セルに、ネマティック
液晶に光硬化性樹脂を混合した混合物を注入する。この
液晶セルに対して、両透明電極の間に電圧を印加して軸
対称状配向を形成し、さらに、電圧を印加しながら露光
を行うことによって混合物中の光硬化性樹脂を硬化させ
ることにより軸対称状配向の規制要素(プレチルト)を
形成する。
【0051】このようにして得られる本実施形態の液晶
表示素子においては、液晶分子の配向乱れや基板間隔の
むらも見られず、広視野角なASM液晶表示素子が得ら
れる。また、本実施形態によれば、ブラックマトリクス
をスペーサーとして兼用すると共に、液晶層を複数の液
晶領域に分割する高分子壁としても機能させることがで
きるので、これらを個別に形成していた従来技術に比べ
て製造工程を簡略化することができる。また、ブラック
マトリクス、スペーサー、高分子壁等を重ねて作製する
場合に必要となる露光マージンを省くことができるの
で、液晶表示素子の高開口率化を図ることができる。さ
らに、本実施形態においては、カラーフィルタ基板上の
ブラックマトリクス17と、対向基板上の凸部12aま
たは凸部12bとによって基板間隔が規定されているの
で、液晶材料を注入するルートが確保され、容易に注入
を行うことができる。
表示素子においては、液晶分子の配向乱れや基板間隔の
むらも見られず、広視野角なASM液晶表示素子が得ら
れる。また、本実施形態によれば、ブラックマトリクス
をスペーサーとして兼用すると共に、液晶層を複数の液
晶領域に分割する高分子壁としても機能させることがで
きるので、これらを個別に形成していた従来技術に比べ
て製造工程を簡略化することができる。また、ブラック
マトリクス、スペーサー、高分子壁等を重ねて作製する
場合に必要となる露光マージンを省くことができるの
で、液晶表示素子の高開口率化を図ることができる。さ
らに、本実施形態においては、カラーフィルタ基板上の
ブラックマトリクス17と、対向基板上の凸部12aま
たは凸部12bとによって基板間隔が規定されているの
で、液晶材料を注入するルートが確保され、容易に注入
を行うことができる。
【0052】なお、本実施形態2では、対向基板上に凸
部12a、12bを形成してスペーサーの一部とした
が、カラーフィルタ基板上のブラックマトリクス17上
に部分的に凸部(ストライプ状壁やドット状柱)を形成
しても液晶の注入ルートを確保することが可能である。
このカラーフィルタ基板上に設けられる凸部(ストライ
プ状壁やドット状柱)、及び対向基板上に設けられる凸
部12a、12bは、透明樹脂であってもよい。
部12a、12bを形成してスペーサーの一部とした
が、カラーフィルタ基板上のブラックマトリクス17上
に部分的に凸部(ストライプ状壁やドット状柱)を形成
しても液晶の注入ルートを確保することが可能である。
このカラーフィルタ基板上に設けられる凸部(ストライ
プ状壁やドット状柱)、及び対向基板上に設けられる凸
部12a、12bは、透明樹脂であってもよい。
【0053】上記実施形態1および実施形態2において
は、単純マトリクス型の液晶表示素子について説明した
が、アクティブマトリクス型の液晶表示素子についても
本発明は適用可能であり、さらに、プラズマアドレス型
液晶表示素子(PALC)に本発明を適用することも可
能である。
は、単純マトリクス型の液晶表示素子について説明した
が、アクティブマトリクス型の液晶表示素子についても
本発明は適用可能であり、さらに、プラズマアドレス型
液晶表示素子(PALC)に本発明を適用することも可
能である。
【0054】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明による場合
には、DFR等の感光性レジストを用いて、複数色のカ
ラーフィルタ層のうち、1色のカラーフィルタ層を基板
側からの背面露光によって、各カラーフィルタ層の隙間
を埋めるように形成することにより、カラーフィルタ層
の表面の突起や段差を無くすことができる。よって、表
示不良の少ない液晶表示素子を少ない製造工程で作製す
ることが可能である。
には、DFR等の感光性レジストを用いて、複数色のカ
ラーフィルタ層のうち、1色のカラーフィルタ層を基板
側からの背面露光によって、各カラーフィルタ層の隙間
を埋めるように形成することにより、カラーフィルタ層
の表面の突起や段差を無くすことができる。よって、表
示不良の少ない液晶表示素子を少ない製造工程で作製す
ることが可能である。
【0055】さらに、カラーフィルタ層を形成した後で
ブラックマトリクスを形成することにより、カラーフィ
ルタ層上に形成されるブラックマトリクスの厚さに制限
がなく、ブラックマトリクスの一部または全部をスペー
サとして機能させることができる。よって、表示品位が
高く、開口率が高い表示装置を比較的容易に製造するこ
とができる。
ブラックマトリクスを形成することにより、カラーフィ
ルタ層上に形成されるブラックマトリクスの厚さに制限
がなく、ブラックマトリクスの一部または全部をスペー
サとして機能させることができる。よって、表示品位が
高く、開口率が高い表示装置を比較的容易に製造するこ
とができる。
【0056】本発明による場合には、視角依存性の改善
に極めて有効な、ASMモードの液晶表示素子を比較的
容易に形成することができ、さらに、高開口率化を図る
と共に高分子壁の形状を安定して作製することができ
る。また、このASMモードの液晶表示素子において、
高分子壁の材料として黒色樹脂材料を用いることによっ
て、明時のコントラスト比を向上させてコントラストの
高い表示を実現することができる。
に極めて有効な、ASMモードの液晶表示素子を比較的
容易に形成することができ、さらに、高開口率化を図る
と共に高分子壁の形状を安定して作製することができ
る。また、このASMモードの液晶表示素子において、
高分子壁の材料として黒色樹脂材料を用いることによっ
て、明時のコントラスト比を向上させてコントラストの
高い表示を実現することができる。
【0057】さらに、高分子壁の少なくとも一部の上に
凸部を設け、または対向基板上に凸部を設けることによ
り、液晶の注入ルートを確保してさらに製造工程を簡略
化することができる。
凸部を設け、または対向基板上に凸部を設けることによ
り、液晶の注入ルートを確保してさらに製造工程を簡略
化することができる。
【図1】実施形態1の液晶表示素子におけるカラーフィ
ルタ基板の製造工程を説明するための断面図である。
ルタ基板の製造工程を説明するための断面図である。
【図2】実施形態2の液晶表示素子におけるカラーフィ
ルタ基板の製造工程を説明するための斜視図である。
ルタ基板の製造工程を説明するための斜視図である。
【図3】実施形態2の液晶表示素子における対向基板の
製造工程を説明するための斜視図である。
製造工程を説明するための斜視図である。
1、11 透明基板 2、3、4、4b カラーフィルタ層 2a、3a、4a 感光性レジスト 5 オーバーコート層(平坦化層) 6 透明電極(ITO膜) 7、17 ブラックマトリクス 12a、12b 凸部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2H048 BA45 BA47 BB02 BB07 BB08 BB28 BB44 2H091 FA02Y FA35Y FA50X FB02 FB12 FB13 FC10 FD01 FD04 FD06 GA08 GA13 JA02 LA12 LA13 LA19 5C094 AA03 AA06 AA10 AA43 AA55 BA43 CA19 DA13 EB02 ED03 ED15 FA02 FB01
Claims (9)
- 【請求項1】 液晶層を間に挟んでカラーフィルタ基板
と対向基板とが対向配置されている液晶表示素子におい
て、 該カラーフィルタ基板は、透明基板上に感光性レジスト
からなる複数色のカラーフィルタ層が各画素領域に対応
して設けられていると共に、該複数色のうちの1色のカ
ラーフィルタ層が各カラーフィルタ層の隙間を埋めて設
けられ、該カラーフィルタ層の上にブラックマトリクス
が設けられている液晶表示素子。 - 【請求項2】 前記ブラックマトリクスの少なくとも一
部によって、前記カラーフィルタ基板と対向基板との間
隔が規定されている請求項1に記載の液晶表示素子。 - 【請求項3】 前記ブラックマトリクスは、黒色の樹脂
材料からなる高分子壁からなる請求項1または請求項2
に記載の液晶表示素子。 - 【請求項4】 前記液晶層は、前記高分子壁によって分
割された複数の液晶領域を有し、該複数の液晶領域内の
液晶分子は、前記基板の表面に垂直な軸を中心に軸対称
配向している請求項3に記載の液晶表示素子。 - 【請求項5】 前記液晶領域は画素領域毎に少なくとも
1つ設けられている請求項4に記載の液晶表示素子。 - 【請求項6】 前記高分子壁の少なくとも一部の上に、
さらに凸部が設けられ、該高分子壁と該凸部とによっ
て、前記カラーフィルタ基板と前記対向基板との間隔が
規定されている請求項3乃至請求項5のいずれかに記載
の液晶表示素子。 - 【請求項7】 前記対向基板上に凸部が設けられ、前記
高分子壁と該凸部とによって、前記カラーフィルタ基板
と該対向基板との間隔が規定されている請求項3乃至請
求項5のいずれかに記載の液晶表示素子。 - 【請求項8】 液晶層を間に挟んでカラーフィルタ基板
と対向基板とが対向配置され、該カラーフィルタ基板上
に複数色のカラーフィルタ層とブラックマトリクスとが
設けられている液晶表示素子の製造方法であって、 透明基板上に、感光性レジストを用いて該複数色のうち
の1色を除くカラーフィルタ層を画素領域に対応させて
順次形成する工程と、 該透明基板上に、該1色の感光性レジストを配置して基
板側から背面露光を行うことにより該1色のカラーフィ
ルタ層を画素領域に対応させて形成すると共に各カラー
フィルタ層の隙間を埋めるように形成する工程と、 該カラーフィルタ層上にブラックマトリクスを形成する
工程とを含む液晶表示素子の製造方法。 - 【請求項9】 前記感光性レジストとして、あらかじめ
フィルム状に加工してあるカラーレジストを用いる請求
項9に記載の液晶表示素子の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18952498A JP2000019503A (ja) | 1998-07-03 | 1998-07-03 | 液晶表示素子およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18952498A JP2000019503A (ja) | 1998-07-03 | 1998-07-03 | 液晶表示素子およびその製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000019503A true JP2000019503A (ja) | 2000-01-21 |
Family
ID=16242740
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP18952498A Withdrawn JP2000019503A (ja) | 1998-07-03 | 1998-07-03 | 液晶表示素子およびその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2000019503A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005173092A (ja) * | 2003-12-10 | 2005-06-30 | Dainippon Printing Co Ltd | カラーフィルター基板およびこれを用いたディスプレイ、並びにカラーフィルター基板の製造方法 |
JP2013011646A (ja) * | 2011-06-28 | 2013-01-17 | Toppan Printing Co Ltd | カラーフィルタおよびカラーフィルタの製造方法 |
-
1998
- 1998-07-03 JP JP18952498A patent/JP2000019503A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005173092A (ja) * | 2003-12-10 | 2005-06-30 | Dainippon Printing Co Ltd | カラーフィルター基板およびこれを用いたディスプレイ、並びにカラーフィルター基板の製造方法 |
JP4549664B2 (ja) * | 2003-12-10 | 2010-09-22 | 大日本印刷株式会社 | カラーフィルター基板の製造方法およびディスプレイの製造方法 |
JP2013011646A (ja) * | 2011-06-28 | 2013-01-17 | Toppan Printing Co Ltd | カラーフィルタおよびカラーフィルタの製造方法 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20050906 |