JP2001066606A

JP2001066606A - 液晶表示装置およびその製造方法

Info

Publication number: JP2001066606A
Application number: JP24335299A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Ueda; 博之上田
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1999-08-30
Filing date: 1999-08-30
Publication date: 2001-03-16

Abstract

(57)【要約】【課題】均一なセル厚と均一な配向状態を持つ表示品
位の高い液晶表示装置を得ること。【解決手段】ブラックマトリクス５（５ａ，５ｂ）が
形成された対向電極基板１０またはアクティブマトリク
ス基板２０の主面の配向処理された配向膜上に感光性樹
脂膜９を塗布し、乾燥させた後、遮光性スペーサ７ｂを
散布し、ＵＶ光１５ａを基板の裏面からブラックマトリ
クス５（５ａ，５ｂ）をフォトマスクとして照射、さら
にＵＶ光１５ｂを主面から全面に照射した後、前記感光
性樹脂膜９を現像し、硬化させることにより、感光性樹
脂膜９を固着層として、遮光性スペーサ７ｂをブラック
マトリクス５上のみに配置した後、この基板にもう一方
の基板２０または１０を互いの主面が対向するように貼
り合わせて接着し、これら両基板間の間隙に液晶１１を
充填する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置及び
その製造方法に関し、詳しくは、ブラックマトリクスを
有する液晶表示装置において、第１の基板と第２の基板
との間隔を制御するスペーサをブラックマトリクスのみ
に分散配置する技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、液晶表示素子では、高コントラ
スト化及びアクティブ素子のフォトコン対策のために、
ブラックマトリクスが形成されている。従来、前記ブラ
ックマトリクスは対向電極基板側に形成するのが一般的
であったが、最近では開口率の向上や反射電極としての
併用等を目的として、前記ブラックマトリクスをアクテ
ィブマトリクス基板側に形成した液晶表示素子も提案さ
れている。

【０００３】図４（ａ）はＴＦＴ（thin film transist
or）を用いたアクティブマトリクス型液晶表示装置の配
線構造を模式的に書いた平面図である。図４（ｂ），
（ｃ）は、図４（ａ）のＡ−Ａ’における断面図であ
り、図４（ｂ）が対向電極基板にＢＭを形成した液晶表
示装置の断面図を、図４（ｃ）がＴＦＴアレイ基板にブ
ラックマトリクスを形成した液晶表示装置の断面図を示
している。

【０００４】図４（ａ）において、信号配線１と走査配
線２からなるマトリクス配線の各交点にＴＦＴ３が設け
られ、ＴＦＴ３のソース電極、ゲート電極及びドレイン
電極のいずれか一つが画素電極４に接続されている。ま
た、ＢＭ５が画素部６以外（配線１，２及びＴＦＴ３及
び画素電極４の周囲を含む領域）を覆うように形成され
ている。

【０００５】図４（ｂ）において、ＴＦＴアレイ基板２
０の主面には信号配線１と画素電極４が形成され、対向
電極基板１０の主面には対向透明電極１２が形成され、
対向透明電極１２の下層膜として、画素部６以外の領域
を覆うためにＣｒなどの金属薄膜からなるブラックマト
リクス５ａ（５）が形成されている。これらＴＦＴアレ
イ基板２０と対向電極基板１０とが、配向膜８及びスペ
ーサ７ａを介して、互いの主面が対向するように貼り合
わされ、スペーサ７ａにより空けられた両基板間の間隙
に液晶１１が充填されている。

【０００６】図４（ｃ）において、図４（ｂ）と異なる
部分は、ブラックマトリクス５ｂ（５）が対向電極基板
１０側ではなく、ＴＦＴアレイ基板２０側の画素部６以
外の領域に形成されていることである。ブラックマトリ
クス５ｂは信号配線１と画素電極４の間の層に形成され
ているが、ブラックマトリクス５ｂの上層膜として平坦
化膜１４、下層膜として絶縁膜１３を形成することによ
って、互いが絶縁されている。

【０００７】液晶表示装置の駆動時には、画素電極４と
対向透明電極１２が重なる部分にしか電圧が印加されな
い。さらに、画素電極端部は横方向電界の影響を受けや
すいため、液晶分子を制御できる領域すなわち表示領域
である画素部６はこの部分に限られる。前記のように、
図４（ｂ）に示す液晶表示装置では、対向電極基板１０
側に設けられたブラックマトリクス５ａは、画素部６以
外の領域を遮蔽している。ところが、このように画素部
６以外の領域を遮蔽するためには、対向電極基板１０と
ＴＦＴアレイ基板２０とを高精度で貼り合わせることが
必要であり、貼り合わせ精度が低くなると、画素部６の
開口率が小さくなったり、制御不能である液晶領域の光
漏れを露出させる等の問題が発生する。

【０００８】これに対し、前記、図４（ｃ）に示す液晶
表示装置では、ＴＦＴアレイ基板２０側に直接ブラック
マトリクス５ｂを形成する方式、すなわち、ブラックマ
トリクス（ＢＭ）オンアレイ方式を用いているため、前
記のような対向電極基板１０とＴＦＴアレイ基板２０と
を高精度で貼り合わせることが不要であり、前記のよう
な問題が発生することがない。このことから、液晶表示
装置の構成として、ブラックマトリクス（ＢＭ）オンア
レイ方式を採用するケースが増えてきている。

【０００９】一方、液晶１１が充填してある一対の基板
間の間隙はきわめて狭く、例えば４μｍ程度であり、こ
の基板間の間隙を一定に保持するために、従来より基板
間にプラスチックビーズやシリカ球などからなるスペー
サ７ａを配置していた。

【００１０】ところが、このスペーサは、スペーサ散布
装置を用いて、一方の基板全面に均一に散布されるた
め、前記表示領域にも存在することになり、このため、
この領域におけるスペーサ７ａが原因で、光散乱や液晶
配向不良が発生し、光漏れが生じてコントラストを低下
させるという問題があった。

【００１１】このような問題を解決する手段として、一
対の基板間に、この基板間の間隔を制御するスペーサを
選択的に分散配置する技術が提案されている。画素部以
外の領域にのみスペーサを配置する具体的方法として
は、特開平６−１７５１３３号公報、特開平９−４３６
３４号公報に記載されているようなフォトリソ法を用い
る方法、特開平４−３２１０１３号公報に記載されてい
るような静電法を用いる方法等が既に提案されている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】上述した特開平６−
１７５１３３号公報に開示されている方法は、配向膜を
塗布した後にフォトリソ法によりスペーサを画素部以外
の領域に形成するという方法であるが、この方法では以
降の配向処理工程であるラビング工程において、電極基
板上のスペーサにラビング布が接触するため、ラビング
布の毛足が乱れてしまう。その結果、ラビング布の毛足
が乱れた部分でラビングされた配向膜領域は、ラビング
布の毛足が乱れていない部分でラビングされた配向膜領
域と異なった配向機能を持つため、液晶分子の配向が表
示領域全面で一様でなくなり、表示不良が発生するとい
う問題点を有している。

【００１３】さらに、画素部以外の領域に形成されたス
ペーサがラビング処理により剥離する場合があり、剥離
したスペーサにより配向膜に傷をつけ、表示不良となっ
たり、剥離したスペーサ部を中心として、セルギャップ
むら（色むら）が発生するという問題点も有している。

【００１４】特開平９−４３６３４号公報に開示されて
いる方法は、ＴＦＴアレイ基板の主面の全域にスペーサ
が分散した黒色の硬化樹脂膜を形成し、この樹脂を画素
部以外の領域のみが残るようにフォトリソ法によりパタ
ーニングして、スペーサが埋め込まれたブラックマトリ
クスを形成するという方法である。

【００１５】しかしながら、スペーサを固着した後に配
向膜を形成するため、配向膜をオフセット印刷法やフレ
キソ印刷法で塗布する場合、凸版を電極基板上に押圧し
た際に、電極基板上からスペーサが剥離し、凸版に付着
してしまうことがある。

【００１６】さらに、次の電極基板上に配向膜を塗布す
る際に、この凸版に付着されているスペーサが原因でこ
の領域には配向膜が塗布されていない状態、すなわち、
配向膜はじきが存在してしまい、表示不良が発生する。
また、上述の特開平６−１７５１３３号公報と同様に、
剥離したスペーサ部を中心として、セルギャップむら
（色むら）が発生するという問題点を有している。

【００１７】また、仮に配向膜を塗布し配向処理を行っ
た後、上記の方法により、スペーサが埋め込まれたＢＭ
を形成した場合においても、配向膜の露出面積が小さい
ため、液晶配向性を低下させるという問題点が発生して
しまう。

【００１８】特開平４−３２１０１３号公報に開示され
ているような静電法を用いる方法は、スペーサを帯電さ
せて、画素部以外の領域をスペーサと逆極性に帯電させ
ることにより、画素部以外の領域のみにスペーサを付着
させようというような方法である。

【００１９】しかしながら、スペーサと画素部以外の領
域との電位差が小さいと、画素部にもスペーサが付着す
るため、このスペーサに起因する光散乱や液晶配向不良
が発生し、光漏れが生じてコントラストを低下させる。
逆に、スペーサと画素部以外の領域との電位差が大きい
と、スペーサや画素部以外の領域が帯電していることに
起因する表示不良やアクティブマトリクス型液晶表示装
置においては、ＴＦＴ等のアクティブ素子の破壊を引き
起こすという問題点を有している。

【００２０】また、スペーサが接着固定されていないの
で、液晶注入時やパネル化後の振動等により、スペーサ
が移動してしまい、セルギャップむら（色むら）が発生
したり、スペーサが移動する際に配向膜に傷をつけて、
表示不良が発生したりするという問題点も有している。

【００２１】本発明は、このような問題点を解決するた
めになされたものであり、その目的は、画素部にスペー
サが存在せず、かつ、セルギャップが均一に保たれた表
示品位の高い液晶表示装置及びその製造方法を提供する
ことにある。

【００２２】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、複数
の配線によって区画された複数領域の各々に画素部とス
イッチング素子部が形成されてなる第１の基板と、前記
配線及び素子部を覆うようにブラックマトリクスが形成
されてなる第２の基板とが、スペーサを介して貼り合わ
され、両基板間の間隙に液晶が充填された液晶表示装置
であって、前記スペーサがブラックマトリクス上のみに
感光性樹脂膜を固着層として配置されていることを特徴
としている。

【００２３】この場合、スペーサがブラックマトリクス
上のみに感光性樹脂膜を固着層として配置されているの
で、スペーサに起因する光漏れによるコントラスト低下
のない高品位な表示を得ることができる。また、前記感
光性樹脂膜で前記スペーサが固着されているので、パネ
ルの振動等によってもスペーサが移動することがない。

【００２４】また、請求項２の発明は、複数の配線によ
って区画された複数領域の各々に画素部とスイッチング
素子部とが形成されていると共に、前記配線及び素子部
を覆うようにブラックマトリクスが形成されてなる第１
の基板と、透明電極を備えた第２の基板とが、スペーサ
を介して貼り合わされ、両基板間の間隙に液晶が充填さ
れた液晶表示装置であって、前記スペーサがブラックマ
トリクス上のみに感光性樹脂膜を固着層として配置され
ていることを特徴としている。

【００２５】この場合、前記請求項１の発明と同様に、
スペーサがブラックマトリクス上のみに感光性樹脂膜を
固着層として配置されているので、スペーサに起因する
光漏れによるコントラスト低下のない高品位な表示を得
ることができる。また、前記請求項１の発明と同様に、
前記感光性樹脂膜で前記スペーサが固着されているの
で、パネルの振動等によってもスペーサが移動すること
がない。

【００２６】また、請求項３の発明は、請求項１又は請
求項２に記載の液晶表示装置において、前記スペーサが
遮光性を有することを特徴としている。

【００２７】この場合、仮に、幾つかのスペーサがブラ
ックマトリクス以外の領域（開口部）に配置されてしま
ったとしても、スペーサが遮光性を有するため、スペー
サによる光漏れを低減することができる。

【００２８】また、請求項４の発明は、請求項１に記載
の液晶表示装置を製造する方法であって、前記ブラック
マトリクスが形成された第２の基板の主面上に、配向処
理された配向膜を形成する工程と、この配向膜の上に感
光性樹脂膜を塗布し、乾燥させる工程と、前記感光性樹
脂膜の上にスペーサを散布する工程と、前記感光性樹脂
膜に光を前記第２の基板の裏面から前記ブラックマトリ
クスをフォトマスクとして照射することにより前記感光
性樹脂膜を感光させる工程と、前記感光性樹脂膜を現像
し、硬化させる工程を含むことを特徴としている。

【００２９】この場合、配向膜を配向処理した後に、ス
ペーサを配置するため、配向膜塗布や配向処理工程にお
けるスペーサの剥離を危惧する必要がない。また、前記
感光性樹脂膜でスペーサが固着されているので、パネル
の振動等によってもスペーサが移動することがない。ま
た、ブラックマトリクスをフォトマスクにして、フォト
リソ工程を行うので、新たに専用のフォトマスクを作製
する必要がないため、生産コスト面においても優れた表
示品位の高い液晶表示装置を製造することができる。

【００３０】また、請求項５の発明は、請求項２に記載
の液晶表示装置を製造する方法であって、前記ブラック
マトリクスが形成された第１の基板の主面上に、配向処
理された配向膜を形成する工程と、この配向膜の上に感
光性樹脂膜を塗布し、乾燥させる工程と、前記感光性樹
脂膜の上にスペーサを散布する工程と、前記感光性樹脂
膜に光を前記第１の基板の裏面から前記ブラックマトリ
クスをフォトマスクとして照射することにより前記感光
性樹脂膜を感光させる工程と、前記感光性樹脂膜を現像
し、硬化させる工程を含むことを特徴としている。

【００３１】このようにブラックマトリクスがスイッチ
ング素子部を有する第１の基板側に形成された場合にお
いても同様に、配向膜を配向処理した後に、スペーサを
配置するため、配向膜塗布や配向処理工程におけるスペ
ーサの剥離を危惧する必要がない。また、前記感光性樹
脂膜でスペーサが固着されているので、パネルの振動等
によってもスペーサが移動することがない。また、ブラ
ックマトリクスをフォトマスクにして、フォトリソ工程
を行うので、新たに専用のフォトマスクを作製する必要
がないため、生産コスト面においても優れた表示品位の
高い液晶表示装置を製造することができる。

【００３２】また、請求項６の発明は、請求項４に記載
の発明において、前記スペーサが遮光性を有し、前記第
２の基板の主面側から前記スペーサをフォトマスクとし
て、光を照射する工程をさらに備えたことを特徴とす
る。

【００３３】この場合、第２の基板の主面において、遮
光性を有するスペーサの下部以外の感光性樹脂膜が除去
され、配向膜の露出面積がより広くなり、液晶の配向が
乱れることがなくなるため、さらに表示品位の高い液晶
表示装置を製造することができる。

【００３４】また、請求項７の発明は、請求項５に記載
の発明において、前記スペーサが遮光性を有し、前記第
１の基板の主面側から前記スペーサをフォトマスクとし
て、光を照射する工程をさらに備えたことを特徴とす
る。

【００３５】この場合、第１の基板の主面において、遮
光性を有するスペーサの下部以外の感光性樹脂膜が除去
され、配向膜の露出面積がより広くなり、液晶の配向が
乱れることがなくなるため、さらに表示品位の高い液晶
表示装置を製造することができる。

【００３６】

【発明の実施の形態】図１（ａ）は、本発明の一実施例
であるＴＦＴを用いたアクティブマトリクス型液晶表示
装置の構成を模式的に示した平面図である。また、図１
（ｂ），（ｃ）はこの図１（ａ）のＢ−Ｂ’線における
断面図であり、図１（ｂ）は、ブラックマトリクスが対
向電極基板に形成されている場合、図１（ｃ）はブラッ
クマトリクスがＴＦＴアレイ基板に形成されている場合
を示している。これらの図において、図４（ａ）〜
（ｃ）と同等の構成には、同じ符号を用いており、その
詳細な説明は省略する。

【００３７】ブラックマトリクス５（５ａ、５ｂ）は、
画素部６以外（配線１、２及びＴＦＴ３及び画素電極４
の周囲を含む領域）を覆うように形成されている。この
ブラックマトリクス５（５ａ、５ｂ）上のみに、スペー
サ７ｂが配置されており、このスペーサ７ｂにより、Ｔ
ＦＴアレイ基板２０と対向電極基板１０の間隙（セルギ
ャップ）が均一に保たれている。尚、ＴＦＴアレイ基板
２０が本発明における「第１の基板」に相当し、対向電
極基板１０が本発明における「第２の基板」に相当す
る。

【００３８】本発明において、スペーサ７ｂはシリカや
プラスチック等の電気絶縁性、耐熱性に優れ、径のばら
つきが少ない球形材料が使用され、特にＵＶ光を透過さ
せない遮光性スペーサである。遮光性スペーサは、例え
ば、カーボン等の黒色材料で染色またはコーティングし
た黒色スペーサが使用される。黒色スペーサは、ＵＶ光
を吸収するため、感光性樹脂膜を固着層としてパターニ
ングする工程において、スペーサで反射したＵＶ光がパ
ターニング精度を低下させることを防止できる。

【００３９】（第１の実施形態）本発明を具体化した第
１の実施形態を図面に基づいて説明する。図１（ａ）
（ｂ）に示す液晶表示装置は、図２に示すスペーサの配
置プロセスを経て製造される。まず、信号配線１（Ａｌ
製、厚さ７０００Å）、走査配線２（ＷＳｉ製、厚さ３
０００Å）、ＴＦＴ３、画素電極４（ＩＴＯ製、厚さ１
４００Å）等を形成したＴＦＴアレイ基板２０及び対向
透明電極１２（ＩＴＯ製、厚さ１４００Å）、ブラック
マトリクス５ａ（Ｃｒ製、厚さ１５００Å）を形成した
対向電極基板１０上に、それぞれフレキソ印刷によりポ
リイミド系の配向膜８を塗布し、焼成炉で焼成した後、
レーヨン製の布を用いたラビングにより配向処理を行う
（図２（ａ））。

【００４０】次に、対向電極基板１０の配向膜８上に、
ＵＶ光に感光するポジ型感光性樹脂膜９をスピンナーに
より塗布し、乾燥（９０℃−１０分）を行って、膜厚が
１μｍの塗膜を形成する（図２（ｂ））。

【００４１】次に、前記感光性樹脂膜９の上に、黒色ス
ペーサー７ｂ（シリカ：４．５μｍ）をドライ散布機を
用いて、約４０個／ｍｍ²となるように均一に散布する
（図２（ｃ））。

【００４２】次に、前記感光性樹脂膜９に、ＵＶ光１５
ａを裏面側より対向電極基板１０に形成されたブラック
マトリクス５ａをフォトマスクとして、塗膜である感光
性樹脂膜９が変性するのに最低限必要な光量の３倍の光
量、具体的には９００ｍＪ／ｃｍ²で照射することによ
り、背面露光を行う。ここで、感光性樹脂膜９が変性す
るのに必要な光量の３倍の光量で照射する理由は、画素
部５の黒色スペーサ７ｂが埋め込まれた感光性樹脂膜９
を完全に除去しやすくするため及び主面へのＵＶ光１５
ａの回りこみを増やし、主面に塗布した感光性樹脂膜９
のブラックマトリクス５ａに対するパターン変換差を大
きくし、一連のフォトリソ工程が終了した時の配向膜８
の露出面積を効果的に広くし、液晶の配向が乱れること
を防止するためである。

【００４３】次に、前記と同等の理由、すなわち一連の
フォトリソ工程が終了した時の配向膜８の露出面積をよ
り広くし、液晶の配向が乱れることを防止するため、Ｕ
Ｖ光１５ｂを主面側より、塗膜である感光性樹脂膜９が
変性するのに最低限必要な光量、具体的には３００ｍＪ
／ｃｍ²で照射する。黒色スペーサ７ｂ下部の感光性樹
脂膜９は、黒色スペーサ７ｂがフォトマスクとなって、
ＵＶ光１５ｂが遮光されるため変性しないが、黒色スペ
ーサ７ｂが配置されていない部分の感光性樹脂膜９は変
性する（図２（ｄ））。ここで、感光性樹脂膜９が変性
するのに最低限必要な光量で照射する理由は、前記と同
様に必要以上の光量を照射すると、ＵＶ光１５ｂが黒色
スペーサ７ｂ下部にも回りこみ、黒色スペーサ７ｂ下部
の感光性樹脂膜９まで変性してしまうことを防ぐためで
ある。この場合、たとえ、照射むら等の原因により、感
光性樹脂膜９が変性するのに最低限必要な光量に若干満
たない領域が生じたとしても、感光性樹脂膜９の下層部
以外は変性されているため、フォトリソ工程が終了した
時にセルギャップに影響を及ぼすほどの厚い膜残りとは
ならないし、以降のプロセスにおいて、膜剥がれも生じ
ない。

【００４４】また、一連のフォトリソ工程が終了した
時、対向電極基板１０主面のブラックマトリクス５ａ内
の配向膜８上に感光性樹脂膜９が広い範囲で残って、配
向膜８の露出面積が小さい状態でも、良好な液晶配向が
得られる場合は、前記ＵＶ光１５ｂを主面側より照射す
る工程は省略してもよい。但し、この場合、スペーサ７
ｂは黒色（遮光性）スペーサである必要はない。

【００４５】次に、配向膜８の配向能力を低下させない
ような現像液を用いて現像し、純水でリンス後、本硬化
（１５０℃−３０分）を行う。これで、感光性樹脂膜９
を固着層として、黒色スペーサ７ｂを画素部６以外（ブ
ラックマトリクス５ａの上方）に配置することができる
（図２（ｅ））。

【００４６】そして、前記対向電極基板１０にシール樹
脂を塗布し、ＴＦＴアレイ基板２０を貼り合せて約１ｋ
ｇ／ｃｍ²の圧力で均一に押圧し、加熱処理することで
シール樹脂を硬化し、両基板を接着する。

【００４７】このように作製した空セル（液晶が充填さ
れていない状態のセル）は、本発明者が測定したとこ
ろ、ほぼ均一なセル厚（４．７μｍ±０．２μｍ）を有
していた。そして、カイラル剤の添加されたネマチック
液晶１１を空セルの間隙に真空注入方式で注入し、液晶
パネルを作製した後、今度は顕微鏡観察を行ったとこ
ろ、画素部６にはスペーサ７ｂが殆どないことを確認し
た。

【００４８】さらに、本発明者は、液晶パネルに通常の
方法でドライバー等を接続し、駆動電圧を印加して表示
検査を行った。その結果、本発明の液晶表示装置は、画
素部にスペーサ７ａがある従来の液晶表示装置に比べ
て、表示面内の均一性が高く、コントラストが２０％〜
５０％向上した。

【００４９】また、黒色スペーサ７ｂを散布した後、こ
の黒色スペーサ７ｂを平坦な基板で、０．５ｋｇ／ｃｍ
²の圧力で均一に押圧し、感光性樹脂膜９内に均一に埋
め込む工程を追加することにより、以降前記と同じ工程
を行って作製した空セルのセル厚がさらに均一（４．６
μｍ±０．１５μｍ）にすることができる。

【００５０】（第２の実施形態）本発明を具体化した第
２の実施形態を図面に基づいて説明する。本発明におけ
る第２の実施形態は、第１の実施形態がブラックマトリ
クス５ａを対向電極基板１０に形成しているのに対し、
ブラックマトリクス５ｂをＴＦＴアレイ基板２０に形成
している、所謂ブラックマトリクス（ＢＭ）オンアレイ
の場合の実施形態である。この場合においても、第１の
実施形態と同様の工程を行うことにより、画素部にスペ
ーサ７ａがある従来の液晶表示装置に比べて、表示品位
が向上したことを示すものである。

【００５１】第１の実施形態と同じく図面に基づいて説
明する。図１（ａ）（ｃ）に示す液晶表示装置は、図３
に示すスペーサの配置プロセスを経て製造される。ＴＦ
Ｔアレイ基板２０、対向電極基板１０にそれぞれ配向処
理された配向膜８を形成する工程は、第１の実施形態と
全く同じである。（図３（ａ））。

【００５２】次に、ＴＦＴアレイ基板２０の配向膜８上
に、ＵＶ光に感光するポジ型感光性樹脂膜９をスピンナ
ーにより塗布し、乾燥（９０℃−１０分）を行って、膜
厚が１μｍの塗膜を形成する（図３（ｂ））。

【００５３】次に、前記感光性樹脂膜９の上に、黒色ス
ペーサー７ｂ（シリカ：４．５μｍ）をドライ散布機を
用いて、約４０個／ｍｍ²となるように均一に散布する
（図３（ｃ））。

【００５４】次に、前記感光性樹脂膜９に、ＵＶ光１５
ａを裏面側よりＴＦＴアレイ基板２０に形成されたブラ
ックマトリクス５ｂをフォトマスクとして、塗膜である
感光性樹脂膜９が変性するのに最低限必要な光量の３倍
の光量、具体的には９００ｍＪ／ｃｍ²で照射すること
により、背面露光を行う。ここで、感光性樹脂膜９が変
性するのに必要な光量の３倍の光量で照射する理由は、
第１の実施形態において記載した内容と同等である。

【００５５】次に、第１の実施形態において記載した内
容と同等の理由により、ＵＶ光１５ｂを主面側より、塗
膜である感光性樹脂膜９が変性するのに最低限必要な光
量、具体的には３００ｍＪ／ｃｍ²で照射する。黒色ス
ペーサ７ｂ下部の感光性樹脂膜９は、黒色スペーサ７ｂ
がフォトマスクとなって、ＵＶ光１５ｂが遮光されるた
め変性しないが、黒色スペーサ７ａが配置されていない
部分の感光性樹脂膜９は変性する（図３（ｄ））。ここ
で、感光性樹脂膜９が変性するのに最低限必要な光量で
照射する理由についても、第１の実施形態において記載
した内容と同等である。

【００５６】また、第１の実施形態において記載した内
容と同等の理由、すなわち一連のフォトリソ工程が終了
した時、ＴＦＴアレイ基板２０主面のブラックマトリク
ス５ｂ内の配向膜８上に感光性樹脂膜９が広い範囲で残
って、配向膜８の露出面積が小さい状態でも、良好な液
晶配向が得られる場合は、前記ＵＶ光１５ｂを主面側よ
り照射する工程は省略してもよい。但し、この場合、ス
ペーサ７ｂは黒色（遮光性）スペーサである必要はな
い。

【００５７】次に、配向膜８の配向能力を低下させない
ような現像液を用いて現像し、純水でリンス後、本硬化
（１５０℃−３０分）を行う。これで、感光性樹脂膜９
を固着層として、スペーサ７ｂを画素部６以外（ブラッ
クマトリクス５ｂの上方）に配置することができる（図
３（ｅ））。

【００５８】次に、対向電極基板１０にシール樹脂を塗
布し、前記ＴＦＴアレイ基板２０を貼り合せて約１ｋｇ
／ｃｍ²の圧力で均一に押圧し、加熱処理することでシ
ール樹脂を硬化し、両基板を接着する。

【００５９】このように作製した空セルは、本発明者が
測定したところ、ほぼ均一なセル厚（４．８μｍ±０．
２μｍ）を有していた。そして、カイラル剤の添加され
たネマチック液晶１１を空セルの間隙に真空注入方式で
注入し、液晶パネルを作製した後、第１の実施形態と同
様に顕微鏡観察を行ったところ、画素部６にはスペーサ
７ｂが殆どないことを確認した。

【００６０】さらに、本発明者は、液晶パネルに通常の
方法でドライバー等を接続し、駆動電圧を印加して表示
検査を行った。その結果、本発明の液晶表示装置は、画
素部にスペーサ７ａがある従来の液晶表示装置に比べ
て、表示面内の均一性が高く、コントラストが２０％〜
５０％向上した。

【００６１】また、黒色スペーサ７ｂを散布した後、こ
の黒色スペーサ７ｂを平坦な基板で、０．５ｋｇ／ｃｍ
²の圧力で均一に押圧し、感光性樹脂膜９内に均一に埋
め込む工程を追加することにより、以降前記と同じ工程
を行って作製した空セルのセル厚がさらに均一（４．７
μｍ±０．１５μｍ）にすることができる。

【００６２】尚、本発明は以上の実施形態に限定される
ものではなく、例えば、アクティブ素子としてＴＦＤ
（thin film diode）を用いたアクティブ型液晶表示
装置に対しても十分に適用できるものである。

【００６３】

【発明の効果】本発明によれば、ブラックマトリクスを
フォトマスクとしてフォトリソ工程を行い、ブラックマ
トリクス上に感光性樹脂膜を固着層としてスペーサを固
着させているため、専用のフォトマスクを作製する必要
がなく、かつスペーサの移動に起因する表示不良をなく
すことができる。さらに、この固着層はスペーサ下部に
しか残らないので、配向膜の露出面積が広く、液晶の配
向を乱すことがない。

【００６４】また、本発明によれば、セル厚の均一性を
低下させることなく、高品位な表示を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１（ａ）は本発明の実施形態におけるＴＦＴ
を用いたアクティブマトリクス型液晶表示装置の構成を
模式的に示した平面図、図１（ｂ）はブラックマトリク
スを対向電極基板に形成した液晶表示装置の図１（ａ）
のＢ−Ｂ’線における断面図、図１（ｃ）はブラックマ
トリクスをＴＦＴアレイ基板に形成した液晶表示装置の
図１（ａ）のＢ−Ｂ’線における断面図である。

【図２】本発明の第１の実施形態におけるブラックマト
リクスを対向電極基板に形成した図１（ｂ）の液晶表示
装置のスペーサの配置プロセスを順次示す断面図であ
る。

【図３】本発明の第２の実施形態におけるブラックマト
リクスをＴＦＴアレイ基板に形成した図１（ｃ）の液晶
表示装置のスペーサの配置プロセスを順次示す断面図で
ある。

【図４】図４（ａ）は従来のＴＦＴを用いたアクティブ
マトリクス型液晶表示装置の構成を模式的に示した平面
図、図４（ｂ）はブラックマトリクスを対向電極基板に
形成した液晶表示装置の図４（ａ）のＡ−Ａ’線におけ
る断面図、図４（ｃ）はブラックマトリクスをＴＦＴア
レイ基板に形成した液晶表示装置の図４（ａ）のＡ−
Ａ’線における断面図である。

【符号の説明】

１信号配線２走査配線３ＴＦＴ４画素電極５，５ａ，５ｂブラックマトリクス（ＢＭ）６画素部７ａスペーサ７ｂ遮光性スペーサ（黒色スペーサ）８配向膜９感光性樹脂膜１０対向電極基板１１液晶１２対向透明電極１３層間絶縁膜１４平坦化膜１５ａ，１５ｂＵＶ光２０アクティブマトリクス基板（ＴＦＴアレイ基板）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2H048 BA11 BA45 BA48 2H089 LA07 LA16 LA19 NA12 PA02 QA14 TA06 TA09 2H091 FA35Y LA03 LA17 2H092 HA04 JA24 MA14 MA15 MA16 MA17 NA25 NA27 PA03 PA06 PA07 5C094 AA03 AA10 AA36 AA43 AA47 AA48 BA03 BA43 CA19 DA13 DB04 EA04 EA05 EA07 EB02 EC03 ED15 FA01 FA02 FB01 FB15 GB10

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の配線によって区画された複数領域
の各々に画素部とスイッチング素子部が形成されてなる
第１の基板と、前記配線及び素子部を覆うようにブラッ
クマトリクスが形成されてなる第２の基板とが、スペー
サを介して貼り合わされ、両基板間の間隙に液晶が充填
された液晶表示装置であって、前記スペーサが前記ブラ
ックマトリクス上のみに感光性樹脂膜を固着層として、
配置されていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】複数の配線によって区画された複数領域
の各々に画素部とスイッチング素子部とが形成されてい
ると共に、前記配線及び素子部を覆うようにブラックマ
トリクスが形成されてなる第１の基板と、透明電極を備
えた第２の基板とが、スペーサを介して貼り合わされ、
両基板間の間隙に液晶が充填された液晶表示装置であっ
て、前記スペーサが前記ブラックマトリクス上のみに感
光性樹脂膜を固着層として、配置されていることを特徴
とする液晶表示装置。
【請求項３】前記スペーサが遮光性を有することを特
徴とする請求項１又は請求項２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】請求項１に記載の液晶表示装置を製造す
る方法であって、前記ブラックマトリクスが形成された
第２の基板の主面上に、配向処理された配向膜を形成す
る工程と、この配向膜の上に感光性樹脂膜を塗布し、乾
燥させる工程と、前記感光性樹脂膜の上にスペーサを散
布する工程と、前記感光性樹脂膜に光を前記第２の基板
の裏面から前記ブラックマトリクスをフォトマスクとし
て照射することにより前記感光性樹脂膜を感光させる工
程と、前記感光性樹脂膜を現像し、硬化させる工程を含
むことを特徴とした液晶表示装置の製造方法。
【請求項５】請求項２に記載の液晶表示装置を製造す
る方法であって、前記ブラックマトリクスが形成された
第１の基板の主面上に、配向処理された配向膜を形成す
る工程と、この配向膜の上に感光性樹脂膜を塗布し、乾
燥させる工程と、前記感光性樹脂膜の上にスペーサを散
布する工程と、前記感光性樹脂膜に光を前記第１の基板
の裏面から前記ブラックマトリクスをフォトマスクとし
て照射することにより前記感光性樹脂膜を感光させる工
程と、前記感光性樹脂膜を現像し、硬化させる工程を含
むことを特徴とした液晶表示装置の製造方法。
【請求項６】前記スペーサが遮光性を有し、前記第２
の基板の主面側から前記スペーサをフォトマスクとし
て、光を照射する工程をさらに備えたことを特徴とする
請求項４に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項７】前記スペーサが遮光性を有し、前記第１
の基板の主面側から前記スペーサをフォトマスクとし
て、光を照射する工程をさらに備えたことを特徴とする
請求項５に記載の液晶表示装置の製造方法。