JP2000258775A - Production of liquid crystal display device and liquid crystal display device - Google Patents

Production of liquid crystal display device and liquid crystal display device

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JP2000258775A
JP2000258775A JP11061945A JP6194599A JP2000258775A JP 2000258775 A JP2000258775 A JP 2000258775A JP 11061945 A JP11061945 A JP 11061945A JP 6194599 A JP6194599 A JP 6194599A JP 2000258775 A JP2000258775 A JP 2000258775A
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JP
Japan
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spacer particles
resin
substrate
liquid crystal
crystal display
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Application number
JP11061945A
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Japanese (ja)
Inventor
Masahiko Sato
正彦 佐藤
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the picture quality by leaving a photosensitive resin only in the lower part of spacer particles by exposure and development and backing the resin to fix the spacer particles on the wiring part or black matrix part of a substrate. SOLUTION: A positive photosensitive resin 3a, for example, containing spherical spacer particles 4 having a uniform particle size is applied on a transparent substrate 1 having a wiring part 2 or a resin matrix part 2. Then the whole surface of the substrate is irradiated with and exposed to UV rays without using a pattern mask, and then developed with an organic alkali solution to remove all of the resin containing spacer particles on the pixel openings except for the specified part 2. Then after the substrate is irradiated with UV rays through the remaining resin layer side to expose the resin, the resin is also developed so as to firmly hold the spacer particles 4 with the resin 3a on the specified part 2. Then the remaining photosensitive resin 3a is completely cured by baking and the spacer particles 4 is stably fixed with the resin 3a on a predetermined part 2.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置に関
し、更に詳しくは、透明電極を設けた対向する2枚の基
板間に所定の間隙を持たせるスペーサー粒子を装着させ
るに当たり、球状で粒子径均一なスペーサー粒子を液晶
画素開口部以外の限られた所定の部位上のみに確実且つ
容易に選択させて固着している液晶表示装置の製造方法
及びこの方法によって得られる表示品質に優れた液晶表
示装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly, to a method of mounting spacer particles for providing a predetermined gap between two opposing substrates provided with transparent electrodes. A method of manufacturing a liquid crystal display device in which uniform spacer particles are securely and easily selected and fixed only on a limited predetermined portion other than a liquid crystal pixel opening portion, and a liquid crystal display excellent in display quality obtained by this method. Related to the device.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、液晶表示装置において、液晶
表示セル(以後、単にセルと記すこともある)を組立て
る補助材料として、セルの周辺シール材、液晶注入孔の
封止材及びセル厚を制御するスペーサー材を挙げること
ができる。なかでもこのセルの表示品質に大きく影響を
及ぼすスペーサーは特に重要な補助材料であり、液晶表
示装置は、このスペーサーによって対向する2枚の透明
基板間に一定の間隙を持たせ、表示デバイスとして適正
且つ均一厚の液晶層を維持させている。
2. Description of the Related Art Conventionally, in a liquid crystal display device, as a supplementary material for assembling a liquid crystal display cell (hereinafter sometimes simply referred to as a cell), a sealing material for a cell periphery, a sealing material for a liquid crystal injection hole, and a cell thickness are used. There may be mentioned a spacer material to be controlled. Among them, spacers, which greatly affect the display quality of the cell, are particularly important auxiliary materials. In a liquid crystal display device, a certain gap is provided between two opposing transparent substrates by the spacers, so that the liquid crystal display device is suitable for a display device. In addition, a liquid crystal layer having a uniform thickness is maintained.

【0003】また、このスペーサーは、液晶表示セルの
実用的な観点からすると、高速応答、高コントラス、広
視覚、高信頼性等の諸特性に係わっていると言える。こ
れらのうちでも、特に、応答やコントラス、視覚等は液
晶層の厚さと密接に関係し、例えば、ある種の表示モー
ドにおいて、液晶材料の光学特性に併せて、液晶層の厚
さを高度に設定しないと、良好なコントラスを得ること
ができない。また、一部の表示モードでは、特に液晶層
の厚みムラが、デバイスの表示ムラを発生させ、目視認
識を低下させる。従って、スペーサーを適材適所の観点
から適宜に選択して、液晶層を均一且つ所望する厚さに
設定させるスペーサーは、液晶表示装置には極めて重要
な部材である。
[0003] From the practical viewpoint of a liquid crystal display cell, it can be said that this spacer is concerned with various characteristics such as high-speed response, high contrast, wide vision, and high reliability. Among these, in particular, response, contrast, vision, and the like are closely related to the thickness of the liquid crystal layer.For example, in a certain display mode, the thickness of the liquid crystal layer is highly adjusted in accordance with the optical characteristics of the liquid crystal material. If not set, good contrast cannot be obtained. Further, in some display modes, in particular, the thickness unevenness of the liquid crystal layer causes display unevenness of the device, and reduces visual recognition. Therefore, the spacer for appropriately selecting the spacer from the viewpoint of the right material in the right place and setting the liquid crystal layer to a uniform and desired thickness is a very important member for the liquid crystal display device.

【0004】近年、この液晶表示装置は、軽量で、低消
費電力の特徴が生かされて、テレビ或いはパソコン等の
ディスプレイデバイスとして各分野で利用されている。
特に、カラー表示の液晶表示装置が質・量とも急速に進
展・拡大し、その液晶カラー表示も、モノカラー表示、
マルチカラー表示及びフルカラー表示と、それぞれの目
的、用途に応じて使われている。また、これらのカラー
液晶表示装置では、信号が画像を捜引する間、カラー画
像を保持させるため、ガラス基板の上のシリコン薄膜ト
ランジスター(TFT)をマトリックス状に配置し、そ
のスイッチング作用を利用する。また、この主構成が単
一な単純マットリックス駆動タイプと、また、カラー液
晶ディスプレイのように多数の各表示画素毎に信号電圧
の書込みを制御するスイッチング素子が設けられたアク
テイブマトリックス駆動タイプ等がある。
In recent years, this liquid crystal display device has been used in various fields as a display device such as a television or a personal computer, because of its light weight and low power consumption.
In particular, the quality and quantity of color display liquid crystal display devices have been rapidly developing and expanding.
Multi-color display and full-color display are used depending on the purpose and application. In these color liquid crystal display devices, silicon thin film transistors (TFTs) on a glass substrate are arranged in a matrix to maintain a color image while a signal searches for an image, and the switching action is used. . Further, there are a simple matrix drive type having a single main configuration and an active matrix drive type having a switching element for controlling writing of a signal voltage for each of a large number of display pixels such as a color liquid crystal display. is there.

【0005】このように多種多様の用途に使用される液
晶表示装置で、極めて重要な目的を持つスペーサー部材
は、従来から、基板上にスペーサー粒子をスプレーガン
等で散布する方法によって、塗布されるのが一般的であ
る。また、従来から、この散布方法には、スペーサー粒
子を基板上に均一な厚みで塗布させるには、極めて困難
であり、しかも、画素部上にも散布されることも事実で
ある。従って、既に上述するように、近年の液晶表示装
置の更なる高精細化及び高精彩化が進むに伴い、セルの
画素部にスペーサー粒子を存在させてしまうことは、画
像のコントラスト低下、輝点又は減点を発生させ、表示
の品質低下を来たす。また、液晶表示装置の用途とし
て、近年プロジェクターにも多く用いられており、特
に、画素部にスペーサー粒子が存在することは、上記理
由により致命的な欠陥となる。
As described above, in a liquid crystal display device used for various applications, a spacer member having a very important purpose is conventionally applied by a method of spraying spacer particles on a substrate by a spray gun or the like. It is common. Further, it has been extremely difficult to apply the spacer particles to the substrate with a uniform thickness by this spraying method, and it is also true that the spacer particles are sprayed on the pixel portion. Accordingly, as already described above, with the recent progress of higher definition and higher definition of the liquid crystal display device, the presence of the spacer particles in the pixel portion of the cell causes a decrease in the contrast of the image and a bright spot. Alternatively, a deduction may occur, resulting in a decrease in display quality. In addition, recently, the liquid crystal display device is often used in projectors as well, and in particular, the presence of spacer particles in the pixel portion is a fatal defect for the above reason.

【0006】このような状況にあって、例えば、特開平
8−234211号公報には、基板間隙制御用スペーサ
ー粒子をセルの周辺シール材に含有させて、基板を貼り
合わせた後、加圧調整で間隙をコントロールする方法が
記載されている。このような提案では、基板に撓み等を
生じさせる傾向があり、基板間の間隙(ギャップ)に微
小バラツキを生じさせ、特に液晶プロジェクター等にお
いて、RGBの色合成を行う際には、このギャップバラ
ツキが、色ムラを起こす原因となり、製品の品質を著し
く低下させてしまう。
In such a situation, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-234211 discloses that a spacer particle for controlling the gap between substrates is contained in a sealing material around the cell, and after the substrates are bonded together, the pressure is adjusted. Describes a method of controlling the gap by using the method. In such a proposal, the substrates tend to bend, etc., and minute variations occur in the gaps (gaps) between the substrates. In particular, when performing RGB color synthesis in a liquid crystal projector or the like, the gap variations occur. However, this causes color unevenness, and significantly lowers product quality.

【0007】また、特開平3−146927号、特開平
4−37720号及び特開平4−93924号公報に
は、画素開口部以外の基板上に、フォトレジストや、カ
ラーレジスト等を用いて支柱を形成する方法も記載され
ている。明らかに、この提案では、通常のギャップであ
る4〜7μmを、これらの支柱でコントロールすること
は、極めて困難である。更には、手段としてのフォトレ
ジストを用いる以外の方法として、シリコーン膜(特開
平2−4227号公報)、シルクスクリーンやメタルマ
スクを用いる方法(特開平3−21921号公報)等の
提案がなされているが、何れも高度にギャップをコント
ロールできるものではない。
[0007] Also, JP-A-3-146927, JP-A-4-37720 and JP-A-4-93924 disclose a method of forming a support on a substrate other than a pixel opening by using a photoresist or a color resist. A method of forming is also described. Obviously, with this proposal, it is extremely difficult to control the normal gap of 4-7 μm with these struts. Further, as a method other than using a photoresist as a means, a method using a silicone film (Japanese Patent Laid-Open No. 2-4227), a method using a silk screen or a metal mask (Japanese Patent Laid-Open No. 3-21921), and the like have been proposed. However, none of them can control the gap to a high degree.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】上述するように、液晶
表示装置に用いられるスペーサーは、基板間に単に間隙
を維持させるだけでなく、液晶材料の光学特性に併せ
て、液晶層の厚みの制御に係わって生ずる液晶表示装置
の実用上の諸特性、例えば、その表示の応答速度、高コ
ントラス、広視覚、高信頼性等に密接に係わっている。
また、コントラスが良好であり、特に液晶層の厚みムラ
による表示ムラの発生防止、更には、目視認識度を向上
等に関しては、液晶層の厚さは、このスペーサーによっ
て、均一で、より薄く、より高度に安定して維持されて
いることが重要である。また、特に、近年の画像表示の
高精細化(又は高精彩化)や、多画素化に伴い、益々高
い精度でスペーサーを配置させることが必要となり、基
板間隙の僅かなムラ・変化でも、しきい値電圧や点灯状
態の変化や干渉現象に及んで画質の色調ムラを起こし
て、液晶表示装置の表示品質の安定化または均一性を著
しく損ねてしまう。
As described above, the spacer used in the liquid crystal display device not only maintains the gap between the substrates but also controls the thickness of the liquid crystal layer in accordance with the optical characteristics of the liquid crystal material. This is closely related to various practical characteristics of the liquid crystal display device, such as response speed of display, high contrast, wide vision, and high reliability.
In addition, the contrast is good, especially the prevention of the occurrence of display unevenness due to the unevenness of the thickness of the liquid crystal layer, and further, regarding the improvement of visual recognition, etc., the thickness of the liquid crystal layer is uniform and thinner by the spacer, It is important that it be maintained to a higher degree. Also, in particular, with the recent increase in definition (or high definition) of image display and the increase in the number of pixels, it is necessary to arrange spacers with increasingly higher precision. The variation in the threshold voltage, the lighting state, and the interference phenomenon cause color tone unevenness of the image quality, and significantly destabilize or stabilize the display quality of the liquid crystal display device.

【0009】このような状況にあって、これらの課題を
達成させるために、従来から、スペーサーの装着方法と
して、多くの提案がなされている。しかしながら、基板
上にスペーサー粒子を散布する方法とか、また、上記公
報に種々提案するように、これらのスペーサー粒子の散
布方法に代えてフォトレジスト等を利用する方法におい
ても、既に上述する如く、未だ多くの問題を有し、基板
間隙(以後、単にギャップと記すこともある)の均一化
とスペーサー粒子を装着・固定させる技術とには、未だ
十分満足されないのが実状である。
Under these circumstances, in order to achieve these objects, many proposals have conventionally been made as a method of mounting a spacer. However, a method of spraying spacer particles on a substrate, or a method of using a photoresist or the like instead of a method of spraying these spacer particles as variously proposed in the above-mentioned publications, as already described above, is still in use. There are many problems, and it is a reality that uniformity of a substrate gap (hereinafter, sometimes simply referred to as a gap) and a technique of mounting and fixing spacer particles are not yet sufficiently satisfied.

【0010】そこで、例えば、特開平7−270806
号公報に提案されている方法は、図5に示す如く、基板
上に配向膜31を形成させた後、樹脂ブラックマトリッ
クス層28b(樹脂BM28b)となる有機顔料やカー
ボンブラックを含有する熱溶融性樹脂28aを塗布さ
せ、図5(a)に示すようにマスク27を用いて、選択
的露光を行なった後に、図5(b)に示す如く、この熱
溶融性樹脂層28a上に、スプレ法でスペーサー粒子3
2を散布する。次いで、100℃程度の温度で加温処理
を行って樹脂を半溶融させて、スペーサー粒子32を樹
脂層28a上に密着させた後、有機アルカリ水溶液で現
像処理を行うことにより、図5(c)に示す如く、画素
電極29部位上のスペーサー粒子32及び熱溶融性樹脂
28aが除去される。次いで、200℃程度の温度下に
焼き付け(ベーク)させて、残留形成された樹脂BM2
8b層上のみに、スペーサー粒子を固定させる方法であ
る。
Therefore, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-270806 describes
As shown in FIG. 5, a method proposed in Japanese Patent Application Laid-Open Publication No. H10-260, pp. 1 to 3 shows that after forming an alignment film 31 on a substrate, a heat fusible material containing an organic pigment or carbon black serving as a resin black matrix layer 28b (resin BM28b). After applying a resin 28a and performing selective exposure using a mask 27 as shown in FIG. 5 (a), as shown in FIG. 5 (b), a spray method is performed on this hot-melt resin layer 28a. With spacer particles 3
Spray 2 Next, a heating treatment is performed at a temperature of about 100 ° C. to half-melt the resin, and the spacer particles 32 are brought into close contact with the resin layer 28a. As shown in (), the spacer particles 32 and the hot-melt resin 28a on the pixel electrode 29 are removed. Next, the resin BM2 is baked (baked) at a temperature of about 200 ° C.
This is a method in which spacer particles are fixed only on the 8b layer.

【0011】確かに、この公報提案によれば、以下に記
載するような従来法でよく見られる問題等を効果的に避
けることができるスペーサー粒子の装着方法である。そ
の問題例として、例えば、図6に示すように、基板33
上に感光性樹脂を被覆させたスペーサー粒子34aを散
布させた後、図6(a)に示すように基板表面からの露
光で画素部位36のみが選択露光される。次いで、現像
処理をすることによって図6(a)に示す画素部位36
上のスペーサー粒子は、その被覆樹脂が剥がされて(ま
たは、溶解されて)、スペーサ粒子は除去される。とこ
ろが、通常、この樹脂BM膜35と画素電極36は、セ
ルのコントラスト低下を抑えるため、ある程度両者が重
ね合う領域を設けて設置されているために、図6(a)
に示すような露光下では、図6(a)に示す34bのよ
うな部位にあるスペーサー粒子は、除去されずに画素電
極36上に残される傾向から〔(図6(b)参照〕、セ
ルの表示品質を低下させる要因となる場合がある。ま
た、スペーサー粒子が、通常、使用されているプラスチ
ックビーズの場合には、露光時のプラスチックビーズの
UV光の吸収、屈折等で、スペーサー粒子の下部が十分
に露光されず、ネガ型である樹脂が、図7(c)に示す
如く現像時に除去されて、図7(b)に示す樹脂BM4
4上のスペーサー粒子45も除去されてしまう場合があ
る。
Certainly, according to the proposal of this publication, there is provided a method of mounting spacer particles which can effectively avoid the problems often seen in the conventional method as described below. As an example of the problem, for example, as shown in FIG.
After the spacer particles 34a coated with the photosensitive resin are sprayed thereon, only the pixel portions 36 are selectively exposed by exposure from the substrate surface as shown in FIG. 6A. Next, the pixel portion 36 shown in FIG.
The upper spacer particles are stripped (or dissolved) of the coating resin, and the spacer particles are removed. However, since the resin BM film 35 and the pixel electrode 36 are usually provided with a region where the resin BM film 35 and the pixel electrode 36 overlap to some extent in order to suppress a decrease in cell contrast, FIG.
Under the exposure as shown in FIG. 6 (a), the spacer particles at the site such as 34b shown in FIG. 6 (a) tend to remain on the pixel electrode 36 without being removed [see FIG. 6 (b)]. In addition, when the spacer particles are generally used plastic beads, the absorption or refraction of the UV light of the plastic beads at the time of exposure may cause the spacer particles to be deteriorated. The lower part of the resin, which is not sufficiently exposed and is negative, is removed at the time of development as shown in FIG. 7C, and the resin BM4 shown in FIG.
The spacer particles 45 on 4 may also be removed.

【0012】以上のように、この公報提案によれば、確
かに、基板上の所定部位にスペーサ粒子を選択的に装着
させられ、しかも、通常、一般的に起こる図6、図7に
見られるような問題を避けることができるが、スペーサ
ー粒子を基板上に装着させる方法が、従来と同様であっ
て、スペーサー粒子を圧縮流体(気体または溶媒)と共
にスプレノズル等で基板上に散布する方法で行われてい
る。
As described above, according to the proposal of this publication, the spacer particles can be selectively attached to a predetermined portion on the substrate, and can be seen in FIGS. Although such a problem can be avoided, the method of mounting the spacer particles on the substrate is the same as the conventional method, and the method is performed by spraying the spacer particles together with the compressed fluid (gas or solvent) on the substrate using a spray nozzle or the like. Have been done.

【0013】この散布が湿式法又は乾式法の何れであっ
ても、基板上にスペーサー粒子を散布させるに際して、
仮に図8(a)に示す如く、散布する基板53上に、マ
スク52を介したとしても、散布後、このマスクを取り
外した後の基板上には、図8(b)に示すような重なり
合う粒子や、基板上での再凝集粒子を起こす傾向があ
る。従って、このような基板間の間隙厚さのバラツキ
は、上記する課題を達成させる観点から、避けなければ
ならなく、散布方法を用いる限りにおいて、基板上にス
ペーサー粒子の均一層厚を形成させ難く、基板間隙をよ
り高度に均一にさせる点から、この提案は未だ満足され
るものではない。また、この散布法は、装置的にも、方
法自体も、極めて煩雑であり、よりコスト低減を図る観
点からも十分に満足されるものではない。
Regardless of whether the spraying is a wet method or a dry method, when the spacer particles are sprayed on the substrate,
As shown in FIG. 8A, even if a mask 52 is interposed on the substrate 53 to be sprayed, the substrate after the mask is removed after the spraying overlaps as shown in FIG. 8B. It tends to cause particles and reaggregated particles on the substrate. Therefore, such a variation in the thickness of the gap between the substrates must be avoided from the viewpoint of achieving the above-described problems, and as long as the spraying method is used, it is difficult to form a uniform layer thickness of the spacer particles on the substrate. In view of making the substrate gap more uniform, this proposal is not yet satisfactory. Further, this spraying method is extremely complicated in terms of equipment and method itself, and is not sufficiently satisfactory from the viewpoint of further reducing costs.

【0014】従って、本発明の目的は、粒子径の均一な
球状スペーサー粒子を用いて、上述するような問題を有
する散布法によらず、基板上の画素部位以外の特定部位
にのみ、確実に、且つ容易に、しかも、均一な厚みで、
このスペーサー粒子を選択固着させて、基板間に所定の
間隙を施すことができる液晶表示装置の製造方法及び基
板間隙のバラツキを低減させ、しかも、選択された部位
のみにスペーサ粒子を固着させて画像表示の品質向上さ
れる液晶表示装置を提供することである。
Accordingly, an object of the present invention is to use spherical spacer particles having a uniform particle diameter and to ensure that the spacer is provided only at a specific portion other than the pixel portion on the substrate, without using the dispersion method having the above-mentioned problem. , And easily, and with a uniform thickness,
A method for manufacturing a liquid crystal display device capable of selectively fixing the spacer particles to provide a predetermined gap between the substrates and reducing the variation in the substrate gap, and further, fixing the spacer particles only to selected portions to form an image. An object of the present invention is to provide a liquid crystal display device with improved display quality.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記課題に
鑑みて、これらの課題を解決すべく鋭意検討をし、ラビ
ング処理を済ませた透明ガラス基板上に、球状の定形ス
ペーサー粒子を含有する感光性樹脂(フォトレジスト)
を塗布させて、露光、現像処理を種々検討した結果、従
来のようにスペーサー粒子を基板上に散布する煩雑な方
法を用いずに、しかも、選択的に、基板上の所定部位に
のみスペーサー粒子を固着させる方法を見出して、本発
明を完成させるに至った。
Means for Solving the Problems In view of the above-mentioned problems, the present inventors have intensively studied to solve these problems, and contained spherical regular spacer particles on a rubbed transparent glass substrate. Photosensitive resin (photoresist)
Was applied, and the exposure and development treatments were examined in various ways. As a result, the spacer particles were selectively applied only to a predetermined portion of the substrate without using a complicated method of dispersing the spacer particles on the substrate as in the related art. The present inventors have found a method for fixing the present invention, and have completed the present invention.

【0016】すなわち、本発明は、透明電極を施した対
向する2枚の基板間に所定の間隙を有する液晶表示装置
を製造するにおいて、(1)前記基板の少なくとも片方
全面上にスペーサー粒子を含有する感光性樹脂を塗布す
る工程、(2)前記配線部位上又はブラックマトリック
ス部位上以外の前記感光性樹脂を除去する工程、(3)
露光及び現像処理により、前記スペーサー粒子下部のみ
に前記感光性樹脂を残留させる工程、(4)前記残留感
光性樹脂をベークさせて基板上の前記配線部位上又はブ
ラックマトリックス部位上に前記スペーサー粒子を固定
する工程とを有することを特徴とする液晶表示装置の製
造方法を提供する。
That is, according to the present invention, in manufacturing a liquid crystal display device having a predetermined gap between two opposing substrates provided with transparent electrodes, (1) spacer particles are contained on at least one entire surface of the substrate. (2) removing the photosensitive resin other than on the wiring portion or the black matrix portion, and (3) removing the photosensitive resin.
A step of leaving the photosensitive resin only under the spacer particles by exposure and development treatment; (4) baking the residual photosensitive resin to deposit the spacer particles on the wiring portion or the black matrix portion on the substrate; Fixing the liquid crystal display device.

【0017】また、上述する液晶表示装置の製造方法に
基づき、本発明は、透明電極を施した対向する2枚の基
板間が所定の間隙を有する液晶表示装置において、前記
所定の間隙が、前記基板間の少なくとも配線部位上又は
ブラックマトリックス部位上に選択的に固着されたスペ
ーサ粒子によって施されていることを特徴とする液晶表
示装置を提供する。
Further, based on the above-described method for manufacturing a liquid crystal display device, the present invention provides a liquid crystal display device having a predetermined gap between two opposing substrates provided with transparent electrodes, wherein the predetermined gap is A liquid crystal display device provided by spacer particles selectively fixed at least on a wiring portion or a black matrix portion between substrates.

【0018】本発明によれば、図1に示す製造工程に示
す如く、例えば、図1(a)に示す如く、配線部位2ま
たは樹脂ブラックマトリックス部位2(又は樹脂BM部
位2)を有する透明基板1上に、粒子径均一な球状スペ
ーサ粒子4を含有する、例えばポジ型感光性樹脂3a
を、例えばスピンコ−ト法等で塗布させる〔上記工程
(1)〕。
According to the present invention, as shown in the manufacturing process shown in FIG. 1, for example, as shown in FIG. 1A, a transparent substrate having a wiring portion 2 or a resin black matrix portion 2 (or a resin BM portion 2) 1 containing spherical spacer particles 4 having a uniform particle size, for example, a positive photosensitive resin 3a.
Is applied by, for example, a spin coating method or the like [Step (1) above].

【0019】次いで、特に、パターンマスクを用いるこ
となく、基板表面の全面にUV光を照射させて露光す
る。次いで、有機アルカリ水溶液で現像処理することに
よって、図1(b)に示す如く、所定の部位上2を除く
画素開口部位上のスペーサー粒子を含む樹脂の全てが除
去されて、工程(1)で樹脂と共に塗布されたスペーサ
粒子は、図1(b)に示されるように、本発明で選択し
た所定部位2上のみに樹脂3aと共に残留する〔上記工
程(2)〕。
Next, the entire surface of the substrate is exposed to UV light for exposure without using a pattern mask. Next, as shown in FIG. 1 (b), all of the resin including the spacer particles on the pixel opening portion except for the predetermined portion 2 is removed by developing with an organic alkali aqueous solution. As shown in FIG. 1 (b), the spacer particles applied together with the resin remain together with the resin 3a only on the predetermined site 2 selected in the present invention [the above step (2)].

【0020】次いで、この残留する樹脂層面側からUV
光を照射させて露光させた後、同様にして現像処理をす
ると、図1(c)に示す如くこの所定部位2上にはスペ
ーサ粒子4が、その下部に僅かに粒子4に接着した状態
で残る樹脂3aで所定部位2上に確実に支持される〔上
記工程(3)〕。
Next, UV light is applied from the remaining resin layer surface side.
After light irradiation and exposure, development is performed in the same manner. As shown in FIG. 1C, the spacer particles 4 are formed on the predetermined portion 2 and slightly adhered to the particles 4 below the predetermined portion 2. The remaining resin 3a is securely supported on the predetermined portion 2 (the above step (3)).

【0021】次いで、温度200℃程度でベークするこ
とにより、図1(d)に示す如くこの残留する感光性樹
脂3aは完全に硬化した樹脂3bとなってスペーサー粒
子4は、所定部位2上に固着させて、安定に固定される
〔上記工程(4)〕。
Then, by baking at a temperature of about 200 ° C., the remaining photosensitive resin 3a becomes a completely cured resin 3b as shown in FIG. It is fixed and stably fixed [Step (4) above].

【0022】以上のようにして得られるスペサーサ粒子
を設けた片方の液晶セル用の基板は、本発明による液晶
表示装置製造工程を説明する図4において、工程15か
ら工程22に相当し、次いで、この基板に一方の基板を
貼り合わる工程23を経て、液晶注入工程24、液晶注
入孔封止工程25を経ることにより、例えば、図3に示
すようにスペーサ粒子4が、例えば、基板上の配線部上
の限られた部位であって、且つ選択された部位上に的
確、且つ安定に装着され、配線膜厚とこの上に固着され
たスペ−サ粒子径を合わせた高さが、液晶表示セルの間
隙として付与される本発明による液晶表示装置が得られ
る。
The substrate for one liquid crystal cell provided with the spacer particles obtained as described above corresponds to Steps 15 to 22 in FIG. 4 for explaining the liquid crystal display device manufacturing process according to the present invention. By passing through a liquid crystal injection step 24 and a liquid crystal injection hole sealing step 25 through a step 23 of attaching one substrate to this substrate, for example, as shown in FIG. The liquid crystal is a limited part on the wiring part and is precisely and stably mounted on the selected part, and the height of the wiring film thickness and the spacer particle diameter fixed on this is the liquid crystal. A liquid crystal display device according to the present invention, which is provided as a gap between display cells, is obtained.

【0023】これにより、本発明の製造方法では、従来
法とは著しく異なるスペ−サ粒子含有フォトレジストを
用いることによって、上述するような図6、図7に示す
ような問題を起こすこともなく、また、スペーサ粒子を
装着するに従来のような散布法を用いないことから、特
に図8に示すような問題もなく、しかも、確実に、容易
に、スペーサー粒子を遮光部(樹脂BM部位2)に固定
することができて、画素開口部に対してスペーサ周囲か
らの光漏れを防止され、さらに、画素開口部には、スペ
ーサ粒子が存在しないことが、コントラストを向上さ
せ、画質の品質を向上させることができる。
As a result, the manufacturing method of the present invention does not cause the above-described problems shown in FIGS. 6 and 7 by using a photoresist containing spacer particles which is significantly different from the conventional method. In addition, since the conventional spraying method is not used for mounting the spacer particles, the spacer particles can be reliably and easily applied to the light shielding portion (resin BM portion 2) without any problem as shown in FIG. ) To prevent light leakage from around the spacer to the pixel opening, and the absence of spacer particles in the pixel opening improves contrast and improves image quality. Can be improved.

【0024】また、感光性樹脂中に含有させるスペーサ
粒子の粒子径の均斉度は、予め分級処理をすることで、
容易にコントロールされ、このような粒子をスペーサー
に使用すれば、基板上に塗布するこの塗布樹脂膜の膜厚
を厳密にコントロールする必要が全くない。しかも、確
実に所定する部位だけに選択させてスペーサ粒子を固着
させることができるものである。
The uniformity of the particle size of the spacer particles contained in the photosensitive resin can be determined by performing a classification process in advance.
It is easily controlled, and if such particles are used for the spacer, there is no need to strictly control the thickness of the coating resin film applied on the substrate. In addition, the spacer particles can be securely fixed only at a predetermined site.

【0025】また、上述する如く、本発明によれば、特
に、図4に示す工程23において、この処理をするに際
して、マスクを要しないことから、通常、基板を貼り合
わせるに必要とするアライメン装置(又は、アライメン
ト作業)が不要となり、また、煩雑なスペーサ散布装置
も使用しないことから、生産コスト低減化と共に、液晶
表示装置の生産性を向上させることができる。
Further, as described above, according to the present invention, particularly in the step 23 shown in FIG. 4, since this processing does not require a mask, the alignment apparatus usually required for bonding substrates is usually used. This eliminates the need for (or alignment work) and eliminates the use of a complicated spacer spraying device, so that the production cost can be reduced and the productivity of the liquid crystal display device can be improved.

【0026】[0026]

【発明の実施の形態】既に上述したように、本発明によ
れば、スペーサ粒子を基板上に装着させるに際して、従
来の散布法に代えて、粒子径が均一で、球状のスペーサ
粒子を含有するフォトレジストを用いて、スペーサ粒子
を基板上の画素部位以外の特定部位のみに、安定に支持
させれていることが特徴である。
As described above, according to the present invention, when spacer particles are mounted on a substrate, spherical spacer particles having a uniform particle diameter and containing spherical spacer particles are used instead of the conventional spraying method. The feature is that the spacer particles are stably supported only at specific portions other than the pixel portions on the substrate by using a photoresist.

【0027】以下に、図1〜図4を参照しながら、本発
明による液晶表示装置及びその製造方法の実施の形態に
ついて詳細に説明する。
Hereinafter, embodiments of a liquid crystal display device and a method of manufacturing the same according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS.

【0028】本発明において、スペーサ粒子としては、
従来から公知のものであれば特に限定することなく使用
され、好ましくは、絶縁性であって、例えば、ポリスチ
レン等のプラスチックスペーサーや、非晶質又は結晶質
シルカ球状粒子、ガラスビーズ等の無機製スペーサー等
が挙げられ、粒子サイズ、その粒子の形状及び粒子径の
均斎度、分散密度、弾性率、熱膨張率又は液晶材料の光
学特性との係わり等の観点から、適宜これらを選択して
使用される。
In the present invention, the spacer particles include
Any known materials can be used without any particular limitation, and are preferably insulative, for example, plastic spacers such as polystyrene, amorphous or crystalline silica particles, and inorganic materials such as glass beads. Spacer and the like, particle size, particle shape and particle size uniformity, dispersion density, elastic modulus, coefficient of thermal expansion or from the viewpoint of the relationship with the optical properties of the liquid crystal material, from the viewpoint of appropriately selecting these. used.

【0029】また、その粒子形状は、球状又は円柱状等
の定形粒子であって、好ましくは、その厚さの制御の容
易さから、球状で真球であるものが好適である。また、
必要に応じて、これらの2種の定形粒子を混ぜて使用す
ることもできる。その粒子径は、その液晶セルに必要と
される基板間隙との係わりで、適宜選ぶことができる
が、通常3〜5μmの範囲にあるものが好適に使用され
る。本発明においては、好ましくは、その粒子径が2μ
m以上で、8μm以下の範囲にある球状粒子で、しか
も、熱的及び機械的変形が少ない点からして、好ましく
は、シリカ系粒子及びガラス系の球状粒子が好適に使用
される。
Further, the particle shape is a regular particle such as a sphere or a column, and preferably a spherical and true sphere from the viewpoint of easy control of the thickness. Also,
If necessary, these two types of regular particles can be used in combination. The particle size can be appropriately selected depending on the substrate gap required for the liquid crystal cell, but usually a particle size in the range of 3 to 5 μm is suitably used. In the present invention, preferably, the particle diameter is 2 μm.
From the viewpoint of spherical particles having a size of not less than m and not more than 8 μm and having little thermal and mechanical deformation, preferably, silica-based particles and glass-based spherical particles are suitably used.

【0030】この粒子径が、2μm未満では、間隙とし
ては用途的に不十分であり、また、粒子自体も比較的に
凝集粗大粒子になりやすく、特に、本発明においては、
レジスト中において、単一粒子としての分散が不可能と
なり、塗布膜中に凝集粒が見られて均一性を著しく損ね
る。また、その粒子径が、8μmを超えると、最近にあ
っては、4〜7μm前後が一般的とされている間隙を、
必要以上に大きくすることから、用途的に満足されな
い。
When the particle diameter is less than 2 μm, the gap is insufficient for applications, and the particles themselves tend to be relatively agglomerated and coarse particles.
Dispersion as a single particle in the resist becomes impossible, and agglomerated particles are observed in the coating film, and the uniformity is significantly impaired. Further, when the particle diameter exceeds 8 μm, recently, a gap generally considered to be about 4 to 7 μm is formed,
Since it is larger than necessary, it is not satisfactory in terms of use.

【0031】また、感光性樹脂(フォトレジスト)とし
ては、通常、光照射された部分が光変性して、現像液に
溶解しやすくなるポジ型と、また、照射により光架橋し
て不溶化するネガ型があり、本発明においては、特に限
定することなく、適宜使用することができ、例えば、ポ
ジ型フォトレジストとしては、ο−ナフトキノンジアジ
ドスルホン酸をノボラック樹脂、2,3,4−トリヒド
ロキシベンゾフェノン、或いはテトラヒドロキシベンゾ
フェノン等でエステル化した感光剤と、クレゾール型ノ
ボラック樹脂とを混合したものがある。これらのフォト
レジストは、光照射部分のアルカリ水溶液に対する溶解
性が増大するので、露光部分のみが溶解除去され、ポジ
型のパターンが形成される。また、特に、耐熱性のポジ
型フォトレジストとしては、ポリイミド前駆体に光反応
性基としてο−ニトロベンジル基、又はο−ナフトキノ
ンジアジドを導入したポジ型フォトレジストは、光照射
によりο−ニトロベンジル基又はο−ナフトキノンジア
ジドが、アルデヒドとカルボキシル基を生成して、アル
カリ現像液に可溶化する。
As the photosensitive resin (photoresist), a positive type in which a light-irradiated portion is easily denatured and easily dissolved in a developing solution, and a negative type which is photocrosslinked and insolubilized by irradiation. There is a type, and in the present invention, it can be used as appropriate without any particular limitation. For example, as a positive type photoresist, o-naphthoquinonediazidesulfonic acid is a novolak resin, 2,3,4-trihydroxybenzophenone Alternatively, there is a mixture of a photosensitive agent esterified with tetrahydroxybenzophenone or the like and a cresol-type novolak resin. In these photoresists, the solubility of the light-irradiated portion in an alkaline aqueous solution increases, so that only the exposed portion is dissolved and removed, and a positive pattern is formed. Particularly, as a heat-resistant positive type photoresist, a positive type photoresist in which an o-nitrobenzyl group or o-naphthoquinonediazide is introduced as a photoreactive group into a polyimide precursor, is obtained by irradiation of light with o-nitrobenzyl. The group or o-naphthoquinonediazide forms an aldehyde and a carboxyl group and is solubilized in an alkaline developer.

【0032】また、ネガ型フォトレジストとしては、メ
タクリロイル基を感光基とし、ポリアミック酸(ポリイ
ミド前駆体)のカルボキシル基にエステル結合されてい
て、感光基同士が架橋して、現像液に不溶性となり、例
えば、現像後、250℃、400℃で各ポストベークを
行うとイミド環を生成して、ポリイミド膜が形成され、
感光基を持つアミン化合物のイオン結合によりポリアミ
ック酸を導入したものは、ポストベーク時に感光基が完
全脱離して高い耐熱性となる。また、ポリマーの一次構
造の分子設計により、溶剤可溶性の感光性ポリイミドが
得られ、前駆体での高温熱処理が不要となる。
Further, as a negative type photoresist, a methacryloyl group is used as a photosensitive group, and is ester-bonded to a carboxyl group of a polyamic acid (polyimide precursor). For example, after development, each post-baking at 250 ° C. and 400 ° C. generates an imide ring, forming a polyimide film,
In the case where a polyamic acid is introduced by ionic bonding of an amine compound having a photosensitive group, the photosensitive group is completely eliminated at the time of post-baking, resulting in high heat resistance. In addition, a solvent-soluble photosensitive polyimide can be obtained by the molecular design of the primary structure of the polymer, and high-temperature heat treatment with the precursor is not required.

【0033】また、本発明においては、既に上述する如
く、スペーサー粒子を基板上に固定させるに、これらの
スペーサー粒子を含有する感光性樹脂(フォトレジス
ト)を基板上に塗布させることが特徴である。ここで、
球状のスペーサ粒子の所定量を含有させた感光性樹脂を
塗布するに際しては、好ましくは、予め配向処理を施し
た後の基板に塗布することが好適である。
In the present invention, as described above, a photosensitive resin (photoresist) containing these spacer particles is coated on the substrate in order to fix the spacer particles on the substrate. . here,
When applying a photosensitive resin containing a predetermined amount of spherical spacer particles, it is preferable to apply the photosensitive resin to a substrate that has been subjected to an orientation treatment in advance.

【0034】また、この配向処理の方法としては、特に
限定されるものではなく、水平配向、垂直配向、傾斜配
向処理等の方法が使用され、通常、液晶材と表示モード
により、これらの処理方法を適宜選択、または2種類以
上を組み合わせて処理をすることができる。さらに、こ
の配向処理も有機物配向膜を形成させた後、ラビング処
理を行う方法が、一般的に使用されている。この有機物
配向膜の形成も、基板をこの配向剤中に浸漬させるか、
又はロール塗布等で簡単に形成されるものである。ま
た、アミノ基、カルボン酸基を有するものとか、また、
ポリイミド樹脂による配向処理では、液晶材に対して優
れた配向性を発揮される傾向がある。特に、水平配向さ
せる場合には、通常、配向剤を塗布しただけでは、液晶
分子を配向させることができなく、配向膜の表面を一定
方向にラビングして、液晶分子をラビングした方向に配
列させることが必要である。従って、本発明において
は、好ましくは、基板上にスペーサー粒子を設ける(固
着させる)前に、ラビング処理を施しておくことが、よ
り好適である。
The method of the alignment treatment is not particularly limited, and a method such as a horizontal alignment, a vertical alignment, and a tilt alignment treatment is used. Can be appropriately selected, or the processing can be performed by combining two or more types. Further, a method of performing a rubbing treatment after forming an organic alignment film is also generally used for the orientation treatment. The formation of the organic alignment film is also performed by immersing the substrate in the alignment agent,
Alternatively, it is easily formed by roll coating or the like. Also, those having an amino group, a carboxylic acid group,
In an alignment treatment using a polyimide resin, there is a tendency that excellent alignment properties are exhibited for a liquid crystal material. In particular, in the case of horizontal alignment, liquid crystal molecules cannot usually be aligned simply by applying an alignment agent, and the surface of the alignment film is rubbed in a certain direction to align the liquid crystal molecules in the rubbed direction. It is necessary. Therefore, in the present invention, it is more preferable to perform a rubbing treatment before providing (fixing) the spacer particles on the substrate.

【0035】このように配向処理された基板上に、本発
明では、好ましくは、前記感光性樹脂100重量部当た
り、前記スペーサー粒子が3重量部以上、50重量部以
下含有する樹脂液を、回転する基板上に滴下させて、ス
ピンコート法でレジスト膜として形成させることができ
る。また、この場合には、樹脂の粘度、基板ディスクの
回転数で塗布膜の厚さを、適宜にコントロールされるこ
とから、所定の部位に固着させるスペーサ粒子の数濃度
(個数/mm2 )を、予め設定しておくことにより、使
用前のこの樹脂粘度、スピンコート時の基板ディスクの
回転数に係わって、上記する感光樹脂中のスペーサ粒子
の含有量も上記する範囲で適宜使用される。その含有量
が下限値未満では、粒子の塗布効率が低く、また、上限
値を超える含有量では、粒子の塗布量が必要以上に高く
なり、何れも本発明において、その目的を満たすに支障
を来すことになる。
In the present invention, preferably, a resin solution containing the spacer particles in an amount of 3 to 50 parts by weight per 100 parts by weight of the photosensitive resin is rotated on the substrate subjected to the alignment treatment. On a substrate to be formed, and can be formed as a resist film by a spin coating method. In this case, since the thickness of the coating film is appropriately controlled by the viscosity of the resin and the number of rotations of the substrate disk, the number concentration (number / mm 2 ) of the spacer particles to be fixed to a predetermined portion is determined. By setting in advance, the content of the spacer particles in the above-mentioned photosensitive resin is appropriately used within the above-mentioned range, irrespective of the resin viscosity before use and the rotation speed of the substrate disk during spin coating. If the content is less than the lower limit, the coating efficiency of the particles is low, and if the content exceeds the upper limit, the coating amount of the particles becomes unnecessarily high. Will come.

【0036】そこで、本発明においては、既に上述する
如く、この塗布層は、最終的には、基板上の所定の部位
上のスペーサー粒子とその粒子の下部僅かに残す感光性
樹脂〔工程(4)でベークされる樹脂である〕以外は、
全て除去されることが特徴である。従って、例えば、ス
ピンコート時に、この塗布層は、既に説明した図1
(a)に示されるように樹脂膜厚が含有するスペーサー
粒子を完全に覆われるように実施してもよく、更には、
図2に示すように、含有するスペーサ粒子が顔出しする
ような樹脂膜厚で実施しても、何ら問題にないことも本
発明の特徴である。
Therefore, in the present invention, as described above, this coating layer is finally formed of a spacer resin on a predetermined portion of the substrate and a photosensitive resin left slightly below the particle [step (4). ) Is a resin baked in
The feature is that all are removed. Therefore, for example, at the time of spin coating, this coating layer
As shown in (a), it may be carried out so as to completely cover the spacer particles contained in the resin film thickness.
As shown in FIG. 2, it is a feature of the present invention that there is no problem even when the resin film thickness is such that the spacer particles contained therein are exposed.

【0037】また、このように塗布された、スペーサー
粒子を含有する感光性樹脂層を既に上述したように、図
1(a)及び(b)に示す露光−現像等のUV光照射に
よる露光処理−有機アルカリ水溶液による現像処理にお
いて、使用する露光用のUV光は、通常使用される、波
長光[436nm(g線)、365nm(gi線)、エ
キシマーレーザ光(KrF:248nm)]で、照射す
ればよい。また、本発明においては、前記処理工程
(2)が、必要に応じて、より選択的露光を確実に行う
観点から、好ましくは、所定のパターンマスクを介し
て、基板表面からUV光を照射させて露光することがで
きる。次いで、通常の現像処理を施すものである。
Further, as described above, the photosensitive resin layer containing the spacer particles coated as described above is exposed to UV light such as exposure-development shown in FIGS. 1A and 1B. In the development treatment with an organic alkali aqueous solution, the UV light for exposure used is irradiated with wavelength light [436 nm (g line), 365 nm (gi line), excimer laser light (KrF: 248 nm)] which is usually used. do it. In the present invention, the processing step (2) is preferably performed by irradiating UV light from the substrate surface via a predetermined pattern mask from the viewpoint of performing more selective exposure as required. Exposure. Next, normal development processing is performed.

【0038】また、本発明では、必要に応じて、図1
(a)及び図1(b)に示す工程におおける基板表面露
光及び樹脂層表面露光処理は、同時に実施してもよく、
また、その順序を逆に実施させても、上述すると同様に
スペーサー粒子を基板上に形成されるものである。
In the present invention, if necessary, FIG.
The exposure of the substrate surface and the exposure of the resin layer surface in the steps shown in FIG. 1A and FIG.
Even if the order is reversed, the spacer particles are formed on the substrate in the same manner as described above.

【0039】また、既に上述した配向処理において、必
要に応じて、ラビング方向を選ぶことにより、これらの
スペーサー形成をラビング前に行うこともできるが、液
晶材の種類等に何ら影響されずに液晶注入されること等
から、より好ましくは、既に上述するようにラビング後
にスペーサー形成を実施するこが好適である。
In the above-described alignment treatment, the spacers can be formed before the rubbing by selecting the rubbing direction, if necessary. However, the liquid crystal can be formed without being affected by the kind of the liquid crystal material. From the viewpoint of implantation, it is more preferable to form a spacer after rubbing as described above.

【0040】また、以上のように本発明によれば、図1
(d)に示す如く、所定部位2上に固着させるスペーサ
ー粒子は、予め高度に分級して、その粒子径がより均一
な球状粒子を適宜に使用することができる。しかも、同
時に塗布される樹脂が、このスペーサー粒子の下部に残
る樹脂以外は、全てが除去されてしまうことから、従来
のように塗布されたある樹脂膜上にスペーサー粒子を散
布する方法とは、著しく異なり、この樹脂膜厚を厳密に
コントロールする必要がない。従って、本発明では、間
隙を一定に保持させるのがこのスペーサー粒子径の均一
さに容易に依存させることができることから、このスペ
ーサー粒子による間隙お支柱として一方の基板を貼り合
わせるに、特に、アライナー装置を使って行うアライナ
ー操作が不要となり、これにより本発明は、液晶表示装
置の生産性を著しく向上させると言える。
According to the present invention as described above, FIG.
As shown in (d), the spacer particles to be fixed on the predetermined portion 2 are classified in advance to a high degree, and spherical particles having a more uniform particle diameter can be appropriately used. Moreover, since the resin applied at the same time, except for the resin remaining at the lower part of the spacer particles, is completely removed, the method of spraying the spacer particles on a certain resin film applied as in the related art is: Notably, there is no need to strictly control the resin film thickness. Therefore, in the present invention, since maintaining the gap constant can easily depend on the uniformity of the spacer particle diameter, when one of the substrates is bonded as a gap support by the spacer particles, particularly, an aligner is used. This eliminates the need for an aligner operation using the device, and thus it can be said that the present invention significantly improves the productivity of the liquid crystal display device.

【0041】また、本発明に使用される基板材として
は、従来から公知である、透明性のガラス基板や、ポリ
カーボネート(PC)、非晶質ポリオレフィン、ポリメ
チルメタクリレートル(PMMA)等のプラスチック基
板を適宜に選んで使用することができる。
The substrate material used in the present invention may be a conventionally known transparent glass substrate or a plastic substrate such as polycarbonate (PC), amorphous polyolefin, or polymethyl methacrylate (PMMA). Can be appropriately selected and used.

【0042】[0042]

【実施例】以下に、本発明について、実施例でさらに説
明するが、本発明は、この実施例にいささかも限定され
るものではない。 (実施例1)図3は、本発明による実施例の1例であ
る。図3において、ガラス基板にTFT素子16及び透
明画素電極ITO10を形成されたTFT基板5にポリ
アミック酸をオフセット印刷法で塗布した後、約200
℃の温度で焼成してポリイミドの配向膜7を形成させ
た。なお、保護膜13上にITO膜をスパッタ法で製膜
し、フォオリソグラフィ及びエッチング法によりパター
ニングを行って画素電極ITO10を形成させた。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be further described with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. (Embodiment 1) FIG. 3 is an example of an embodiment according to the present invention. In FIG. 3, after applying a polyamic acid by an offset printing method to a TFT substrate 5 on which a TFT element 16 and a transparent pixel electrode ITO10 are formed on a glass substrate, about 200
It was baked at a temperature of ℃ to form a polyimide alignment film 7. In addition, an ITO film was formed on the protective film 13 by a sputtering method, and was patterned by photolithography and etching to form a pixel electrode ITO10.

【0043】次いで、ラビング処理を施した後、この基
板上に日本合成ゴム製のポジ型感光性樹脂100重量部
当たり、数平均径4μm(その均斉度:4±0.1μ
m)の宇部日東化成製のシリカビーズを15重量部含有
する樹脂液をスピンコートさせて、約5μm層厚に塗布
した[図1の(a)図参照]。
Next, after a rubbing treatment, a number average diameter of 4 μm (the uniformity: 4 ± 0.1 μm) per 100 parts by weight of the positive type photosensitive resin made of Nippon Synthetic Rubber on this substrate.
m) A resin solution containing 15 parts by weight of silica beads manufactured by Ube Nitto Kasei was spin-coated and applied to a thickness of about 5 μm [see FIG. 1 (a)].

【0044】次いで、パタンマスクを用いることなく、
基板5の裏面からUV光(g線436nm)を照射して
露光させた[図1の(a)図参照]。次いで、テトラメ
チルアンモニウムハイドロオキサイドの0.5%有機ア
ルカリ水溶液で現像処理をして、配線2上部以外のスペ
ーサ粒子を含有する樹脂層を除去させて[図1の(b)
図参照]、次いで、同様のUV光をこの残留する樹脂層
に表面露光させた後、同様の有機アルカリ水溶液で現像
処理を行なって、基板5上の配線2上にスペーサー粒子
4がその下部の樹脂3aに支持された状態で配線2上に
固定された[図1の(c)図参照]。
Next, without using a pattern mask,
The substrate 5 was exposed to UV light (g-line 436 nm) from the rear surface [see FIG. 1 (a)]. Next, development processing is performed with a 0.5% organic alkali aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide to remove the resin layer containing spacer particles other than the upper part of the wiring 2 [FIG.
Next, after the same UV light is exposed to the surface of the remaining resin layer, development processing is performed with the same organic alkali aqueous solution, and the spacer particles 4 are formed on the wiring 2 on the substrate 5 under the lower surface. It was fixed on the wiring 2 while being supported by the resin 3a [see FIG. 1 (c)].

【0045】次いで、約180℃の温度でベークさせて
上記のスペーサー粒子4を配線2上に樹脂3bで固着さ
せた[図1の(d)図参照]。このようにして作製した
TFT基板5に一方のCF基板6を貼り合わせて、基板
周辺部を封止後、基板間内を真空脱気させた後、ネマチ
ック液晶14を注入し、TN配向させて注入孔を封止
し、図3に示すような液晶表示装置を作製した。得られ
たセルの間隙は約4.5μm±0.1μmで、その間隙
幅のバラツキは極めて小さくて、その均一度は極めて良
好な液晶表示装置であった。
Then, the spacer particles 4 were fixed on the wiring 2 with a resin 3b by baking at a temperature of about 180 ° C. [see FIG. 1 (d)]. After bonding one of the CF substrates 6 to the TFT substrate 5 thus manufactured, sealing the peripheral portion of the substrate, vacuum-evacuating the space between the substrates, injecting a nematic liquid crystal 14, and aligning the TN. The injection hole was sealed to produce a liquid crystal display device as shown in FIG. The gap between the obtained cells was about 4.5 μm ± 0.1 μm, the variation in the gap width was extremely small, and the uniformity was very good.

【0046】(実施例2)図3に示す透明画素電極IT
O10と樹脂BM2とが形成されているCF基板を用い
て、この基板上の樹脂BM2上に実施例1と同様にし
て、スペーサー粒子4を固着させた。次いで、画素電極
10に対応している樹脂BM2上に形成されたスペーサ
ー粒子4間に、顔料分散フォトレジストを用いて、通常
のフォトリソグラフィ法によって、赤(R)、緑
(G)、青(B)のカラーフィルターを順次繰返して形
成させた。特に、図示していないが、これらの赤、緑、
青のカラーフィルターは、垂直方向に延びるストライブ
状に形成され、なお、各フィルター間には、フォトリソ
グラフィ法で黒色のブラックマスクを被覆させてある。
(Embodiment 2) The transparent pixel electrode IT shown in FIG.
Using a CF substrate on which O10 and resin BM2 were formed, spacer particles 4 were fixed on resin BM2 on this substrate in the same manner as in Example 1. Next, between the spacer particles 4 formed on the resin BM2 corresponding to the pixel electrodes 10, red (R), green (G), and blue ( The color filter of B) was sequentially and repeatedly formed. In particular, although not shown, these red, green,
The blue color filter is formed in a stripe shape extending in the vertical direction, and a black mask is coated between the filters by a photolithography method.

【0047】この上にアクリル樹脂の保護膜を形成させ
てある。次いで、実施例1と同様にして、このようにし
て作製したCF基板6に実施例1で用いたもの同様の一
方のTFT基板5を貼り合わせて、基板周辺部を封止
後、基板間内を真空脱気させ後、ネマチック液晶を注入
し、TN配向させて完全封止させて、カラーモードの液
晶表示装置を作製した。得られたセルの間隙は、実施例
1と同様に、その間隙幅のバラツキは極めて小さくて、
その均一度は極めて良好で、有効画素の開口率が増加さ
れ、カラー表示の品質も良好な液晶表示装置であった。
On this, a protective film of an acrylic resin is formed. Next, in the same manner as in Example 1, one of the TFT substrates 5 similar to that used in Example 1 was bonded to the CF substrate 6 thus manufactured, and the peripheral portion of the substrate was sealed. After vacuum degassing, nematic liquid crystal was injected, TN aligned, and completely sealed to produce a color mode liquid crystal display device. As in Example 1, the gap of the obtained cells has a very small variation in the gap width.
The uniformity was extremely good, the aperture ratio of effective pixels was increased, and the quality of color display was good.

【0048】[0048]

【発明の効果】本発明によれば、液晶表示セルに所定の
間隙を設けるスペーサー粒子を基板上に固定させるに、
従来の散布法に代えて、粒子径が均一な球状スペーサー
粒子を含有する感光性樹脂(フォトレジスト)を基板上
に塗布させることにより、基板上の画素電極以外の予め
選択された所定部位上に、例えば、配線部位又は樹脂B
M部位上に、スペーサー粒子を、容易に、確実に、しか
も、安定に固定させることができる。
According to the present invention, spacer particles for providing a predetermined gap in a liquid crystal display cell are fixed on a substrate.
Instead of the conventional spraying method, a photosensitive resin (photoresist) containing spherical spacer particles having a uniform particle diameter is applied on a substrate, so that a predetermined portion of the substrate other than the pixel electrode is selected. , For example, a wiring portion or resin B
The spacer particles can be easily, reliably, and stably fixed on the M site.

【0049】また、従来の散布法に代えて、塗布法で、
基板上にフォトレジスト中に分散されているスペーサー
粒子含有フォトレジストを用いることにより、従来の散
布法において、通常、散布スペーサー粒子中に、接着剤
や融着剤を被覆させたスペーサー粒子を混ぜる必要もな
く、基板上にスペーサー粒子を容易に、安定に固定され
る。
Also, instead of the conventional spraying method, a coating method is used,
By using a photoresist containing spacer particles dispersed in a photoresist on a substrate, in the conventional spraying method, it is usually necessary to mix spacer particles coated with an adhesive or a bonding agent into the spray spacer particles. In addition, the spacer particles are easily and stably fixed on the substrate.

【0050】また、液晶表示セルに設ける所定の間隙
が、このスペーサー粒子の均一な粒子径に依存されるこ
とから、この間隙の均斎度は良好であり、しかも、この
均斉なセル間隙は、容易に施され、且つ画素電極以外の
限られた、例えば配線部位上のスペーサー粒子によるこ
とから、画素開口部が広められて、透過率を向上させ、
画質の表示品質を向上させることができる。
Further, since the predetermined gap provided in the liquid crystal display cell depends on the uniform particle diameter of the spacer particles, the uniformity of the gap is good, and the uniform cell gap is Easily applied, and limited by the other than the pixel electrode, for example, due to spacer particles on the wiring site, the pixel opening is widened, improving the transmittance,
The display quality of image quality can be improved.

【0051】また、感光性樹脂中に含有させるスペーサ
粒子径の均斉度は、予め容易にコントロールされ、従来
のようにスペーサー粒子を散布させる基板上の塗布樹脂
膜の膜厚を厳密にコントロールする必要がないことか
ら、基板を貼り合わせにアライメント作業が不要とな
り、また、煩雑で、設置スペースを要する散布装置も使
用しないことから、生産コストの低減化と共に、液晶表
示装置の生産性を向上させることができる。
Further, the uniformity of the diameter of the spacer particles contained in the photosensitive resin is easily controlled in advance, and it is necessary to strictly control the thickness of the coating resin film on the substrate on which the spacer particles are dispersed as in the conventional case. Since there is no need to perform alignment work for bonding substrates, and because there is no need to use a complicated and space-consuming spraying device, the production cost can be reduced and the productivity of the liquid crystal display device can be improved. Can be.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明による透明基板上の所定の部位に選択的
にスペーサー粒子を装着・固定させる製造工程を表す概
略断面図である。図(a)は、工程(1)後、工程
(2)の露光処理の一例を示し、図(b)は、工程
(2)によって、配線部位上及びブラックマトリック部
位上以外のスペーサー粒子含有の塗布樹脂を除去した
後、工程(3)の露光処理を示し、図(c)は、工程
(3)の露光後の現像処理により配線部位上及びブラッ
クマトリック部位上に残留したスペーサー粒子を示し、
また、図(d)は、工程(4)のベークにより基板上に
スペーサー粒子が固定された状態を示している。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view illustrating a manufacturing process for selectively attaching and fixing spacer particles to a predetermined portion on a transparent substrate according to the present invention. FIG. 1A shows an example of an exposure process in a step (2) after the step (1), and FIG. 2B shows a step (2) in which a spacer particle-containing portion other than on a wiring portion and a black matrix portion is exposed. After the application resin is removed, the exposure treatment in the step (3) is shown. FIG. (C) shows spacer particles remaining on the wiring part and the black matrix part by the development treatment after the exposure in the step (3),
FIG. 4D shows a state in which the spacer particles are fixed on the substrate by the baking in the step (4).

【図2】本発明の別の実施例における、工程(1)にお
けるスペーサー粒子含有の感光性樹脂を塗布した、スペ
ーサー粒子が、感光性樹脂層から顔出ししている工程
(1)の別の実施例を表す概略断面図である。
FIG. 2 shows another embodiment of the step (1) in which the spacer particles are coated with the photosensitive resin containing the spacer particles in the step (1) and the spacer particles are exposed from the photosensitive resin layer in another embodiment of the present invention. It is a schematic sectional drawing showing an example.

【図3】本発明による液晶セルの所定の部位にのみスペ
ーサー粒子を装着・固定されたカラー液晶表示素子の一
例を表す図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a color liquid crystal display device in which spacer particles are mounted and fixed only at predetermined portions of a liquid crystal cell according to the present invention.

【図4】本発明による液晶表示素子の製造工程を説明す
るブロック工程図である。
FIG. 4 is a block process diagram illustrating a manufacturing process of a liquid crystal display device according to the present invention.

【図5】比較例の一例による基板上に、スペーサー粒子
を装着させる工程を示す概略断面図である。
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing a step of mounting spacer particles on a substrate according to an example of a comparative example.

【図6】従来法による基板上にスペーサー粒子を装着さ
せる時に起こる問題例を説明する概略断面図である。
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view illustrating an example of a problem that occurs when spacer particles are mounted on a substrate according to a conventional method.

【図7】従来法による基板上にスペーサー粒子を装着さ
せる時に起こる別の問題例を説明する概略断面図であ
る。
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view illustrating another example of a problem that occurs when spacer particles are mounted on a substrate according to a conventional method.

【図8】基板上に散布法(スプレ法)によってスペーサ
ー粒子を散布させた時に起こる基板上の代表的スペーサ
ー粒子の状態例〔(b)図はその拡大図)を概念的に表
した概略断面図である。
FIG. 8 is a schematic cross-sectional view conceptually showing an example of a state of a representative spacer particle on a substrate when the spacer particles are sprayed on the substrate by a spraying method (spray method) ((b) is an enlarged view thereof). FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,15,33,41,53 ガラス基板(又は透明基板) 2 配線 3a 感光性樹脂(フォトレジスト) 3b ベーク後の感光性樹脂(フォトレジスト) 4,32,45,51 スペーサー粒子 5,30 TFT基板 6 カラーフィルター基板 7,8,17,31,35,43 配向膜 9 対向電極 10,29,36,42 画素電極(透明電極) 11,13 絶縁膜 12,37 保護膜 14 液晶 16 TFT素子 18 ラビング処理 19 スペーサー粒子含有レジスト塗布 20 露光 22 ベーク処理 27,46,52 マスク 28,44 樹脂BM 34a ,34b 感光性樹脂被覆スペーサー粒子 50 スプレノズル 1,15,33,41,53 Glass substrate (or transparent substrate) 2 Wiring 3a Photosensitive resin (photoresist) 3b Photosensitive resin after baking (photoresist) 4,32,45,51 Spacer particles 5,30 TFT Substrate 6 Color filter substrate 7, 8, 17, 31, 35, 43 Alignment film 9 Counter electrode 10, 29, 36, 42 Pixel electrode (transparent electrode) 11, 13 Insulating film 12, 37 Protective film 14 Liquid crystal 16 TFT element 18 Rubbing treatment 19 Coating of resist containing spacer particles 20 Exposure 22 Baking treatment 27, 46, 52 Mask 28, 44 Resin BM 34a, 34b Photosensitive resin-coated spacer particles 50 Spray nozzle

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 透明電極を施した対向する2枚の基板間
に所定の間隙を有する液晶表示装置を製造するにおい
て、 (1)前記基板の少なくとも片方全面上にスペーサー粒
子を含有する感光性樹脂を塗布する工程、 (2)前記配線部位上又はブラックマトリックス部位上
以外の前記感光性樹脂を除去する工程、 (3)露光及び現像処理により、前記スペーサー粒子の
下部のみに前記感光性樹脂を残留させる工程、 (4)前記残留感光性樹脂をベークさせて基板上の前記
配線部位上又はブラックマトリックス部位上に前記スペ
ーサー粒子を固定する工程とを有することを特徴とする
液晶表示装置の製造方法。
In manufacturing a liquid crystal display device having a predetermined gap between two opposing substrates provided with a transparent electrode, (1) a photosensitive resin containing spacer particles on at least one entire surface of the substrate. (2) a step of removing the photosensitive resin other than on the wiring portion or the black matrix portion; (3) the photosensitive resin remains only under the spacer particles by exposure and development. (4) a step of fixing the spacer particles on the wiring portion or the black matrix portion on the substrate by baking the residual photosensitive resin.
【請求項2】 前記処理工程(2)が、パターンマスク
を介した前記基板表面から露光させた後、現像処理をす
ることを特徴とする請求項1に記載する液晶表示装置の
製造方法。
2. The method for manufacturing a liquid crystal display device according to claim 1, wherein in the processing step (2), a developing process is performed after exposing the substrate surface through a pattern mask.
【請求項3】 前記感光性樹脂が、ポジ型のアクリル系
樹脂及びポリイミド系樹脂の何れか1種であることを特
徴とする請求項請求項1に記載の液晶表示装置の製造方
法。
3. The method according to claim 1, wherein the photosensitive resin is one of a positive acrylic resin and a polyimide resin.
【請求項4】 前記工程(1)を、ラビング処理後に行
うことを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置の製
造方法。
4. The method according to claim 1, wherein the step (1) is performed after a rubbing process.
【請求項5】 前記スペーサー粒子が、粒子径2μm以
上、8μm以下の球状シリカであることを特徴とする請
求項1に記載の液晶表示装置の製造方法。
5. The method according to claim 1, wherein the spacer particles are spherical silica having a particle diameter of 2 μm or more and 8 μm or less.
【請求項6】 前記感光性樹脂100重量部当たり、前
記スペーサー粒子が3重量部以上、50重量部以下含有
することを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置の
製造方法。
6. The method according to claim 1, wherein the spacer particles are contained in an amount of 3 to 50 parts by weight per 100 parts by weight of the photosensitive resin.
【請求項7】 前記工程(4)の後に、前記基板を貼り
合せる工程を有することを特徴とする請求項1に記載の
液晶表示装置の製造方法。
7. The method according to claim 1, further comprising a step of bonding the substrate after the step (4).
【請求項8】 透明電極を施した対向する2枚の基板間
が所定の間隙を有する液晶表示装置において、前記所定
の間隙が、前記基板間の少なくとも配線部位上又はブラ
ックマトリックス部位上に選択的に固着されたスペーサ
ー粒子によって施されていることを特徴とする液晶表示
装置。
8. In a liquid crystal display device having a predetermined gap between two opposing substrates provided with transparent electrodes, the predetermined gap is selectively formed at least on a wiring portion or a black matrix portion between the substrates. A liquid crystal display device, wherein the liquid crystal display device is provided with spacer particles fixed to the substrate.
【請求項9】 前記スペーサー粒子が、粒子径2μm以
上、8μm以下の球状シリカであることを特徴とする請
求項8に記載の液晶表示装置。
9. The liquid crystal display device according to claim 8, wherein the spacer particles are spherical silica having a particle diameter of 2 μm or more and 8 μm or less.
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