JP2002214796A - 遮光パターン形成方法及び液晶表示装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】遮光性のスペーサを用いながらもセルギャップ
のばらつきが抑制された液晶表示装置の製造方法を提供
すること。 【解決手段】本発明の液晶表示装置１の製造方法は、対
向して配置された一対の基板７，１８と、それら基板
７，１８の一方の対向面上に形成され且つ基板７，１８
間の間隔を一定に保つスペーサ５と、基板７，１８間に
挟持された液晶層４とを具備する液晶表示装置１の製造
方法であって、基板７，１８の一方の対向面上に感光性
樹脂と色材とを含有し且つ波長が３６５ｎｍの光に対し
て１．６以上の光学濃度を有する有機膜を形成する工程
と、その有機膜から５０μｍ乃至１５０μｍ離間させて
露光マスクを配置し、この露光マスクを介して上記有機
膜を露光する工程と、露光後の有機膜を現像液で現像す
ることによりスペーサ５として使用される遮光パターン
を形成する工程とを含むことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、パターン形成方法
及び液晶表示装置の製造方法に係り、特には遮光パター
ンを形成するパターン形成方法及びそのようなパターン
形成方法を利用して遮光性のスペーサを形成する液晶表
示装置の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、一般的に用いられている液晶表示
装置は、画素電極が設けられたガラス基板と共通電極が
設けられたガラス基板とをそれらの電極が設けられた面
が対向するように配置し、これらガラス基板間に液晶層
を挟持させた構造を有している。このような液晶表示装
置では、通常、カラー表示を可能とするために、それら
ガラス基板のいずれかの対向面にカラーフィルタ層が設
けられている。このカラーフィルタ層は、ガラス基板上
に、それぞれ吸収色の異なる複数の着色層を並置した構
造を有するものである。

【０００３】上述した液晶表示装置では、基板間にスペ
ーサとして粒径の均一なプラスチックビーズなどの粒子
を散在させることにより、それら基板間の間隔が一定に
保たれている。しかしながら、この場合、粒子状のスペ
ーサは表示に直接的に寄与する画素領域にも存在するこ
ととなる。しかも、スペーサの周囲では液晶分子の配向
状態に乱れが生じるのは避けられない。そのため、粒子
状のスペーサが画素領域に存在した場合、スペーサの周
辺部で光漏れが起こり、その結果、コントラストが低下
するという問題を生ずる。

【０００４】また、上述した方法で基板間の間隔を一定
に保つには、粒子状のスペーサをガラス基板上に均一に
散布する必要があるが、実際には、粒子状のスペーサは
ガラス基板上に不均一に散布されることがある。このよ
うな場合、表示不良となり、製造歩留まりの低下を生ず
る。

【０００５】上記の問題に対して有効な方法として、粒
子状のスペーサを散布する代わりに、フォトリソグラフ
ィ技術を利用して一方の基板の対向面にスペーサを形成
することが知られている。この方法によれば、より簡略
化された製造プロセスで所望の位置にスペーサを設ける
ことができる。したがって、例えば、隣り合う画素電極
間の領域のように表示には直接的に寄与していない非画
素領域に規則的にスペーサを配列させることにより、上
述した問題を回避可能である。

【０００６】ところで、液晶表示装置は、通常、その一
方の基板の対向面周縁部に額縁と呼ばれる周縁遮光層を
有している。この周縁遮光層は、紫外線硬化樹脂と色材
とを含有する有機膜を基板上に形成し、フォトリソグラ
フィ技術を用いてこの有機膜をパターニングすることに
より形成されている。そこで、この周縁遮光層と上述し
たスペーサとを同時に形成することにより、製造工程を
削減することが検討されている。

【０００７】しかしながら、周縁遮光層とスペーサとを
同一工程で形成する場合、当然の如く、スペーサも遮光
性となる。換言すれば、スペーサを形成するために、遮
光性の有機膜に対して露光を行わなければならない。

【０００８】そのような場合、当然、露光光として利用
する紫外線の強度は有機膜の表面から深部に向けて大き
く減少するため、有機膜の深部では紫外線硬化樹脂の硬
化が不十分となる。その結果、スペーサの断面形状が逆
テーパ状となり、後で行うラビング処理などの際にスペ
ーサが基板から欠落することがある。このようなスペー
サの欠落を生じた場合、もはや均一なセルギャップを実
現することはできない。

【０００９】上述した有機膜の深部での露光量不足に基
づいて生ずる問題は、波長３６５ｎｍの紫外光に対する
有機膜の光学濃度が１．６未満であれば、例えば、露光
量を色材を含有していない通常のレジスト膜の露光に必
要な光量の４０倍程度とすることにより回避することが
できる。しかしながら、通常、周縁遮光層を形成するた
めに使用する有機膜は、波長３６５ｎｍの紫外光に対し
て１．６以上の光学濃度を有している。そのため、例
え、露光量を４０倍程度としても、有機膜の深部での露
光量不足は解消され得ない。また、有機膜深部での露光
量不足を解消するために露光光の光量を４０倍よりもさ
らに高い値とした場合には、有機膜表面での硬化が過剰
に広い領域にわたって進行するため、スペーサ上部から
基板面に平行な方向に延在するツノが発生してしまう。
このツノは、場合によっては画素領域内にも及ぶため、
表示性能に悪影響を与えることがある。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
に鑑みてなされたものであり、良好な断面形状を有する
遮光パターンを形成し得る遮光パターン形成方法及びス
ペーサを形成するのにそのような遮光パターン形成方法
を利用する液晶表示装置の製造方法を提供することを目
的とする。また、本発明は、遮光性のスペーサを用いな
がらもセルギャップのばらつきが抑制された液晶表示装
置の製造方法及びそのような液晶表示装置に製造に利用
可能な遮光パターン形成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】上記課題を解決するため
に、本発明は、基体の一表面上に感光性樹脂と色材とを
含有し且つ波長が３６５ｎｍの光に対して１．６以上の
光学濃度を有する有機膜を形成する工程と、前記有機膜
から５０μｍ乃至１５０μｍ離間させて露光マスクを配
置し、この露光マスクを介して前記有機膜を露光する工
程と、前記露光後の有機膜を現像液で現像することによ
り遮光パターンを形成する工程とを含むことを特徴とす
る遮光パターン形成方法を提供する。

【００１２】また、本発明は、対向して配置された一対
の基板と、前記一対の基板の一方の対向面上に形成され
且つ前記一対の基板間の間隔を一定に保つスペーサと、
前記一対の基板間に挟持された液晶層とを具備する液晶
表示装置の製造方法であって、前記一対の基板の一方の
対向面上に感光性樹脂と色材とを含有し且つ波長が３６
５ｎｍの光に対して１．６以上の光学濃度を有する有機
膜を形成する工程と、前記有機膜から５０μｍ乃至１５
０μｍ離間させて露光マスクを配置し、この露光マスク
を介して前記有機膜を露光する工程と、前記露光後の有
機膜を現像液で現像することにより前記スペーサとして
使用される遮光パターンを形成する工程とを含むことを
特徴とする液晶表示装置の製造方法を提供する。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明について、図面を参
照しながらより詳細に説明する。図１は、本発明の一実
施形態に係る液晶表示装置を概略的に示す断面図であ
る。図１に示す液晶表示装置１は、ＴＮ型のカラー表示
可能な液晶表示装置であって、アクティブマトリクス基
板２と対向基板３との間に液晶層４を挟持させた構造を
有している。これらアクティブマトリクス基板２と対向
基板３との間隔はアクティブマトリクス基板２に形成さ
れたスペーサ５により一定に維持されている。また、基
板２，３間の周縁部には基板２，３間に液晶材料を注入
するための注入口（図示せず）を除いて接着剤層６が設
けられており、その注入口は封止剤を用いて封止されて
いる。なお、図１に示す液晶表示装置１は、通常一対の
偏光板で挟持され、背面側には光源が配置される。

【００１４】アクティブマトリクス基板２は、ガラス基
板のような透明基板７の一方の主面上に、配線（図示せ
ず）、スイッチング素子９、カラーフィルタ層１０、画
素電極１１、スペーサ５、配向膜（図示せず）、及び周
縁遮光層１２が設けられた構造を有している。

【００１５】このアクティブマトリクス基板２におい
て、配線は、透明基板７の一方の主面上で格子状に配列
された走査線及び信号線などで構成されている。また、
スイッチング素子９は、例えば、アモルファスシリコン
（ａ−Ｓｉ）を半導体層とした薄膜トランジスタ（以
下、ＴＦＴという）である。このＴＦＴ９は、走査線及
び信号線並びに画素電極１１と接続されており、それに
より、所望の画素電極１１に対して選択的に電圧を印加
することが可能とされている。なお、配向膜は画素電極
１１を覆うように設けられている。

【００１６】カラーフィルタ層１０は、画素電極１１に
対応して設けられた青色の着色層１３と緑色の着色層１
４と赤色の着色層１５とで構成されている。着色層１３
〜１５は、感光性樹脂とそれぞれの色に対応した着色顔
料或いは着色染料とを含有する混合物を用い、フォトリ
ソグラフィ技術を利用して形成することができる。

【００１７】周縁遮光層１２は、透明基板７の画素電極
１１等が形成された面の周縁部に表示領域を取り囲むよ
うに設けられている。また、スペーサ５は、各画素電極
１１間の非画素領域内に設けられている。これらスペー
サ５及び周縁遮光層１２は、感光性樹脂とカーボン微粒
子のような黒色顔料或いは黒色染料等の混合物若しくは
感光性樹脂と複数種の着色顔料或いは着色染料等の混合
物を用い、フォトリソグラフィ技術を利用して同時に形
成され得る。なお、スペーサ５の最小幅は、通常、９μ
ｍ乃至２０μｍ程度であり、典型的には１２μｍ程度で
ある。

【００１８】図１に示す液晶表示装置１の対向基板３
は、透明基板１８のアクティブマトリクス基板２と対向
する面に共通電極１９及び図示しない配向膜が順次形成
された構造を有している。この共通電極１９には、画面
周囲部に設けられた銀ペースト等からなる電極転移材
（トランスファ：図示せず）を介して、アクティブマト
リクス基板２から電圧を印加することが可能である。

【００１９】上述した液晶表示装置１は、例えば、以下
の方法により製造することができる。まず、一方の主面
に配線８及びスイッチング素子９が形成された透明基板
２を準備する。次に、透明基板２のスイッチング素子９
等が形成された面に、フォトリソグラフィ技術を用い
て、赤色の着色層１５、緑色の着色層１４、及び青色の
着色層１３を順次形成する。これにより、カラーフィル
タ層１０を得る。次いで、透明基板２のカラーフィルタ
層１０を形成した面に、スパッタリング法などにより透
明導電膜を形成する。さらに、この透明導電膜をパター
ニングすることにより画素電極１１を得る。

【００２０】その後、透明基板２の画素電極１１を形成
した面に、スペーサ５及び周縁遮光層１２を形成するた
めの塗工液を塗布する。なお、この塗工液としては、例
えば、光硬化性樹脂のような感光性樹脂と、黒色の顔料
或いは染料のような色材と、溶剤とを含有する混合物を
用いることができる。次に、透明基板２に塗布した塗工
液を乾燥させることにより得られた有機膜を所定の露光
マスクを介して露光し、さらに現像することによってパ
ターニングする。なお、この有機膜は、波長が３６５ｎ
ｍの光に対して１．６以上の光学濃度を有する有機膜を
有するものである。また、この有機膜の露光の際に使用
する露光マスクは、有機膜から５０μｍ乃至１５０μｍ
離間させて配置する。その後、パターニングした有機膜
をベークすることにより、遮光パターンとして、スペー
サ５及び周縁遮光層１２を得る。

【００２１】さらに、透明基板２の感光性樹脂層１２を
形成した面に、例えばポリイミド等の透明樹脂からなる
薄膜を形成し、これにラビング処理のような配向処理を
施すことにより配向膜を得る。以上のようにして、アク
ティブマトリクス基板２を完成する。

【００２２】上述した方法でアクティブマトリクス基板
２を作製する一方で、透明基板１８の一方の主面に共通
電極１９を形成してなる対向基板３を準備する。この共
通電極１９上にも、上述したのと同様の方法により配向
膜を形成する。

【００２３】次に、アクティブマトリクス基板２のスペ
ーサ５が形成された面の周縁部或いは対向基板３の共通
電極１９が形成された面の周縁部のいずれかに、液晶材
料を注入するための注入口が残されるように接着剤６を
塗布する。さらに、それら基板２，３を貼り合わせるこ
とにより液晶セルを形成する。その後、この液晶セルに
注入口から液晶材料を注入し、封止剤を用いて注入口を
封止する。以上のようにして、図１に示す液晶表示装置
１を得る。

【００２４】なお、以上説明した方法では、スペーサ５
と周縁遮光層１２とを同時に形成したが、それらを別々
の工程で形成することもできる。また、図１に示す液晶
表示装置１では、スペーサ５、カラーフィルタ層１０、
及び周縁遮光層１２などは全てアクティブマトリクス基
板２に形成されているが、これらは対向基板３に形成さ
れても良い。

【００２５】さて、上述した方法によると、スペーサ５
の断面を容易に所望の形状とすることができるため、配
向膜をラビングする際にスペーサ５が欠落するのを防止
することが可能である。以下に、その理由を説明する。

【００２６】上記の通り、スペーサ５を形成するのに用
いる有機膜は、光硬化性樹脂のような透明な感光性樹脂
に色材を混合することにより遮光性を付与されている。
本発明者らは、遮光性の有機膜について検討するのに先
立って、まず、色材を含有していない透明な光硬化性樹
脂を用いて有機膜を形成し、この有機膜について露光量
と残膜率との関係を調べた。その結果、露光量が増加す
るのに応じて残膜率も増加すること、例えば、露光量が
５ｍＪの場合に残膜率は５０％となり、露光量が２０ｍ
Ｊを超えると残膜率は９０％を超えることが判明した。
なお、残膜率５０％はその有機膜が半硬化状態にあるこ
とを意味し、残膜率１００％はその有機膜が全硬化状態
にあることを意味している。

【００２７】ところで、先に述べたように、遮光性の有
機膜を露光した場合、露光量は有機膜の表面から深部に
向けて減少する。したがって、有機膜の露光部表面近傍
には全硬化部が形成され、深部には半硬化部が形成され
ていると考えることができる。本発明者らは、この半硬
化部を利用することによりスペーサ５の断面形状を制御
可能となると考え、露光条件等とスペーサ５の断面形状
について調べた。その結果、遮光性の有機膜と露光マス
クとの間の距離に応じて、スペーサ５の断面形状は大き
く変化することを見出した。

【００２８】図２は、遮光性の有機膜と露光マスクとの
間の距離を通常よりも広くした場合にその現像工程で観
測される有機膜の形状変化を概略的に示す図である。図
３は、遮光性の有機膜と露光マスクとの間の距離を図２
よりもさらに広くした場合にその現像工程で観測される
有機膜の形状変化を概略的に示す図である。なお、図２
及び図３において、曲線２５は、現像の進行に応じて変
化する有機膜２１の断面（或いは表面）形状を示してい
る。

【００２９】半硬化部２３は未露光部２４と比較すると
現像液に対する溶解速度が遅いので、現像の初期では半
硬化部２３の上面は殆ど除去されず、未露光部２４が優
先的に除去される。そのため、現像の進行に応じて表面
２５が未露光部２４の下方に回り込むことがある。しか
しながら、図２及び図３に示すように、遮光性の有機膜
２１と露光マスクとの間の距離が広い場合、露光光の回
折や散乱によって、有機膜２１の表面に露出する半硬化
部２３の幅はより広くなる。そのため、図２に示すよう
に、現像の進行に応じて表面２５が未露光部２４の下方
に回り込むことがあっても、全硬化部２２の下方にまで
回り込むことは容易に防止することができる。

【００３０】また、未露光部２４と比較すると現像液に
対する溶解速度は遅いものの、半硬化部２３も現像液に
対して溶解する。加えて、図２及び図３に示すように、
半硬化部２３の周縁部は非常に薄い。したがって、半硬
化部２３の周縁部は現像によって容易に除去される。す
なわち、殆どの場合、現像後の有機膜２１の断面を容易
に矩形状または順テーパ状とすることができる。

【００３１】また、例え、現像後の有機膜２１の断面が
逆テーパ状となったとしても、表面２５が全硬化部２２
の下方にまで回り込むことはないため、後で行うベーク
の際に残留する半硬化部２３をメルトさせて、順テーパ
状或いはそれに近い断面形状のスペーサ５を得ることが
できる。すなわち、ラビングによる配向処理の際にスペ
ーサ５が欠落するのを防止することができる。

【００３２】なお、上述したラビングによる配向処理の
際にスペーサ５が欠落するのを防止するためには、完全
に硬化させた後のスペーサ５の幅または径を、その底面
から上面までのいずれの位置においても上面の幅または
径の８０％以上とすればよい。すなわち、現像直後のス
ペーサ５がその底面から上面までのいずれの位置におい
てもその上面の幅の７０％以上の幅を有するように有機
膜２１のパターニングを行えばよい。これは、遮光性の
有機膜２１と露光マスクとの間の距離を５０μｍ以上と
すること、好ましくは７０μｍ以上とすることにより実
現され得る。なお、このように露光マスクと有機膜２１
とを離間させた場合、それら接触も防止されるため、不
良の発生率が低下する。

【００３３】ところで、図２及び図３に示すように、遮
光性の有機膜２１と露光マスクとの間の距離を広くする
のに応じて、全硬化部２２の面積は減少し、それによ
り、スペーサ５の上面の面積も減少する。スペーサ５の
上面の面積が過剰に狭い場合、十分な機械的強度が得ら
れないため、セルギャップムラを生ずることがある。有
機膜２１と露光マスクとの間の距離を１５０μｍ以下と
すれば、十分な機械的強度を有するスペーサ５を得るこ
とができる。

【００３４】以上、本発明を液晶表示装置１の製造に適
用した場合について説明したが、本発明は、遮光パター
ンを形成する他の方法にも適用可能である。

【００３５】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。

【００３６】（実施例１）図１に示す液晶表示装置１を
以下に示す方法により製造した。まず、通常のＴＦＴ形
成プロセスと同様に成膜とパターニングとを繰返し、ガ
ラス基板７上に走査線及び信号線等の配線並びにＴＦＴ
９を形成した。なお、ＴＦＴ９の半導体層はアモルファ
スシリコンで構成し、画素数は縦方向が１００画素及び
横方向が１００画素の計１００００画素とした。

【００３７】次に、ガラス基板７のＴＦＴ９等を形成し
た面の全面に、フォトリソグラフィ技術を用いて、赤色
の着色層１５、緑色の着色層１４、及び青色の着色層１
３を順次形成した。以上のようにして、カラーフィルタ
層１０を形成した。次いで、ガラス基板７のカラーフィ
ルタ層１０を形成した面に、スパッタリング法を用いて
厚さ１５００ÅのＩＴＯ膜を形成した。これをフォトリ
ソグラフィ技術とエッチング技術とを用いてパターニン
グすることにより画素電極１１を得た。

【００３８】その後、ガラス基板７の画素電極１１を形
成した面の全面に、スピナーを用いて黒色の塗工液を塗
布して塗膜を形成し、この塗膜を９０℃で１０分間乾燥
させることにより厚さ５．９μｍの有機膜を得た。な
お、この塗工液は、ＪＳＲ社製の感光性アクリル系透明
樹脂ＮＮ６００に赤、緑、及び青の顔料をそれぞれ１．
５質量％の濃度で添加することにより調製したものであ
る。また、波長３６５ｎｍの紫外光に対する有機膜の光
学濃度は３．２であった（０．５４μｍ^-1）。

【００３９】次に、所定のパターンの開口部を有する露
光マスクを有機膜から７０μｍ離間させて配置し、この
露光マスクを介して有機膜を露光量が５００ｍＪ／ｃｍ
²となるように波長３６５ｎｍの紫外光で露光した。そ
の後、有機膜をｐＨ１２．１のアルカリ水溶液で現像す
ることにより遮光パターンを形成し、さらに２００℃で
６０分間の焼成を行うことによりスペーサ５及び周縁遮
光層１２を得た。なお、スペーサ５は補助容量線上に形
成し、スペーサ５の寸法は、縦１２μｍ、横１２μｍ、
高さ５．２μｍとした。

【００４０】次いで、ガラス基板７のスペーサ５等を形
成した面の全面に、配向膜材料であるＡＬ−１０５１
（日本合成ゴム社製）を用いて厚さ５００Åの薄膜を形
成した。さらに、この薄膜にラビング処理を施すことに
より配向膜を得た。以上のようにして、アクティブマト
リクス基板２を作製した。

【００４１】次に、別途用意したガラス基板１８の一方
の主面上に、共通電極１９として、スパッタリング法を
用いて厚さ１５００ÅのＩＴＯ膜を形成した。この共通
電極１９上にも、上述したのと同様の方法により配向膜
を形成した。以上のようにして、対向基板３を作製し
た。

【００４２】次に、対向基板３の配向膜を形成した面の
周縁部に、液晶材料を注入するための注入口が残される
ように接着剤６を印刷した。さらに、アクティブマトリ
クス基板２から対向基板３の共通電極１９に電圧を印加
するための電極転移材を接着剤６の周辺部に設けた電極
転移電極（図示せず）上に配置した。

【００４３】その後、基板２，３をそれらの配向膜が対
向し且つそれぞれのラビング方向が直交するように貼り
合せた。これを加熱して接着剤６を硬化させることによ
り液晶セルを形成した。

【００４４】次に、この液晶セル中に液晶材料として
Ｅ．メルク社製のＺＬＩ−１５６５にＳ８１１を０．１
重量％添加した組成物を通常の方法により注入して液晶
層４を形成した。さらに、液晶注入口を紫外線硬化樹脂
で封止することにより液晶表示装置１を得た。

【００４５】上述した方法により製造した液晶表示装置
１のセルギャップは５．１±０．２μｍであった。すな
わち、本実施例によると、均一なセルギャップを実現す
ることができた。また、本実施例に係る液晶表示装置１
は、表示コントラストが高く、優れた表示品位を実現す
ることができた。さらに、この液晶表示装置１に対して
低温衝撃試験を行ったところ、真空泡の発生は皆無であ
った。

【００４６】なお、本実施例では、スペーサ５を形成す
るための現像時間が３６秒以上であれば有機膜の残渣を
生ずることはなかった。また、その現像時間を５７秒以
上とした場合、スペーサ５の断面はラビングの際に欠落
する程度に逆テーパ状となった。

【００４７】（実施例２）露光マスクと有機膜との距離
を１００μｍとしたこと以外は実施例１で説明したのと
同様の方法により液晶表示装置１を作製した。この液晶
表示装置１でもセルギャップは５．１±０．２μｍであ
った。すなわち、本実施例においても、均一なセルギャ
ップを実現することができた。また、本実施例に係る液
晶表示装置１は、表示コントラストが高く、優れた表示
品位を実現することができた。さらに、この液晶表示装
置１に対して低温衝撃試験を行ったところ、真空泡の発
生は皆無であった。

【００４８】なお、本実施例では、実施例１と同様に、
スペーサ５を形成するための現像時間が３６秒以上であ
れば有機膜の残渣を生ずることはなかった。また、本実
施例では、その現像時間を６２秒以上とした場合、スペ
ーサ５の断面はラビングの際に欠落する程度に逆テーパ
状となった。

【００４９】（実施例３）露光マスクと有機膜との距離
を１２０μｍとしたこと以外は実施例１で説明したのと
同様の方法により液晶表示装置１を作製した。この液晶
表示装置１でもセルギャップは５．１±０．２μｍであ
った。すなわち、本実施例においても、均一なセルギャ
ップを実現することができた。また、本実施例に係る液
晶表示装置１は、表示コントラストが高く、優れた表示
品位を実現することができた。さらに、この液晶表示装
置１に対して低温衝撃試験を行ったところ、真空泡の発
生は皆無であった。

【００５０】なお、本実施例では、実施例１と同様に、
スペーサ５を形成するための現像時間が３６秒以上であ
れば有機膜の残渣を生ずることはなかった。また、本実
施例では、その現像時間を６７秒以上とした場合、スペ
ーサ５の断面はラビングの際に欠落する程度に逆テーパ
状となった。

【００５１】（比較例１）露光マスクと有機膜との距離
を２００μｍとしたこと以外は実施例１で説明したのと
同様の方法により液晶表示装置１を作製した。この液晶
表示装置１ではセルギャップは５．０±０．４μｍであ
った。すなわち、本比較例においては、均一なセルギャ
ップを実現することができず、表示品位にムラを生じ
た。

【００５２】さらに、対向基板３上に直径１６ｍｍの円
柱形の治具を配置して２ｋｇｆの力で押圧することによ
り耐荷重試験を行った。その結果、押圧部でスペーサ５
が潰れて不可逆的にギャップムラを生じ、表示不良とな
った。すなわち、本比較例の液晶表示装置１は外圧に対
して弱いことが判明した。

【００５３】（比較例２）露光マスクと有機膜との距離
を４０μｍとしたこと以外は実施例１で説明したのと同
様の方法により液晶表示装置１を作製した。しかしなが
ら、この場合、スペーサ５の断面は逆テーパ状となり、
しかも、露光マスクと有機膜との接触が頻繁に生じた。
そのため、露光マスクが汚れるのとともに、このように
して得られた液晶表示装置１ではスペーサ５の一部が欠
落し、ギャップムラに起因する表示不良を生じた。

【００５４】以上説明した実施例１〜実施例３並びに比
較例１及び比較例２で得られた結果を図４に示す。図４
（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、露光マスクと有機膜との
間の距離である露光ギャップが現像時間のマージン、セ
ルギャップのばらつき、及びスペーサ５の機械的強度に
与える影響を示すグラフである。

【００５５】図４（ａ）〜（ｃ）において、横軸は露光
ギャップを示している。なお、図４（ａ）において、縦
軸は現像時間を示し、曲線４１は有機膜の残渣を防止し
得る現像時間の最短値を、及び曲線４２はラビングの際
にスペーサ５が欠落し始める現像時間をそれぞれ示して
いる。すなわち、図４（ａ）において、曲線４１上また
はそれよりも上側であり且つ曲線４２よりも下側の領域
が現像時間のマージンに相当する。また、図４（ｂ）に
おいて、縦軸はセルギャップ及びそのばらつきを示して
おり、図４（ｃ）において、縦軸は上述した耐荷重試験
でスペーサ５が潰壊する荷重である耐荷重を示してい
る。

【００５６】図４（ｂ）から明らかなように、露光ギャ
ップを５０μｍ乃至１５０μｍとした場合、セルギャッ
プのばらつきを十分に小さな値とすることができた。ま
た、図４（ｃ）から明らかなように、露光ギャップを５
０μｍ乃至１５０μｍとした場合、十分な機械的強度を
有するスペーサ５を形成することができた。さらに、図
４（ａ）から明らかなように、露光ギャップをより広く
することにより現像時間のマージンを広めることができ
た。

【００５７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、光学
濃度の高い有機膜を露光するに当たり、有機膜と露光マ
スクとの間の距離を所定の範囲内とするという極めて簡
便な方法で、良好な断面形状を有する遮光パターンを形
成可能としている。

【００５８】そのため、本発明では、例えば、そのよう
な遮光パターンとして液晶表示装置のスペーサを形成す
る場合、配向膜をラビングする際にスペーサが欠落する
のを防止することができ、したがって、セルギャップの
ばらつきを抑制することができる。すなわち、本発明に
よると、良好な断面形状を有する遮光パターンを形成し
得る遮光パターン形成方法及びスペーサを形成するのに
そのような遮光パターン形成方法を利用する液晶表示装
置の製造方法が提供される。また、本発明によると、遮
光性のスペーサを用いながらもセルギャップのばらつき
が抑制された液晶表示装置の製造方法及びそのような液
晶表示装置に製造に利用可能な遮光パターン形成方法が
提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る液晶表示装置を概略
的に示す断面図。

【図２】遮光性の有機膜と露光マスクとの間の距離を通
常よりも広くした場合にその現像工程で観測される有機
膜の形状変化を概略的に示す図。

【図３】遮光性の有機膜と露光マスクとの間の距離を図
２よりもさらに広くした場合にその現像工程で観測され
る有機膜の形状変化を概略的に示す図。

【図４】（ａ）は露光ギャップが現像時間のマージンに
与える影響を示すグラフ、（ｂ）は露光ギャップがセル
ギャップのばらつきに与える影響を示すグラフ、及び
（ｃ）は露光ギャップがスペーサの機械的強度に与える
影響を示すグラフ。

【符号の説明】

１…液晶表示装置 ２…アクティブマトリクス基板 ３…対向基板 ４…液晶層 ５…スペーサ ６…接着剤層 ７，１８…透明基板 ９…スイッチング素子 １０…カラーフィルタ層 １１…画素電極 １２…周縁遮光層 １３〜１５…着色層 １９…共通電極 ２１…有機膜 ２２…全硬化部 ２３…半硬化部 ２４…未露光部 ２５，４１，４２…曲線

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山口 剛史 埼玉県深谷市幡羅町一丁目９番地２号 株 式会社東芝深谷工場内 (72)発明者 長谷川 誠 埼玉県深谷市幡羅町一丁目９番地２号 株 式会社東芝深谷工場内 (72)発明者 春原 一之 埼玉県深谷市幡羅町一丁目９番地２号 株 式会社東芝深谷工場内 (72)発明者 山本 武志 埼玉県深谷市幡羅町一丁目９番地２号 株 式会社東芝深谷工場内 Ｆターム(参考） 2H089 LA10 LA11 LA12 LA16 MA03X MA07X NA14 2H090 LA02 LA05 MB01 2H091 FA34Y FA35Y FB04 FC10 FC22 FD04 GA06 GA08 LA13 LA16 2H097 BB01 CA12 FA02 GA45 JA04 LA12

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基体の一表面上に感光性樹脂と色材とを
   含有し且つ波長が３６５ｎｍの光に対して１．６以上の
   光学濃度を有する有機膜を形成する工程と、 前記有機膜から５０μｍ乃至１５０μｍ離間させて露光
   マスクを配置し、この露光マスクを介して前記有機膜を
   露光する工程と、 前記露光後の有機膜を現像液で現像することにより遮光
   パターンを形成する工程とを含むことを特徴とする遮光
   パターン形成方法。
2. 【請求項２】 前記感光性樹脂は光硬化性樹脂であるこ
   とを特徴とする請求項１に記載の遮光パターン形成方
   法。
3. 【請求項３】 対向して配置された一対の基板と、前記
   一対の基板の一方の対向面上に形成され且つ前記一対の
   基板間の間隔を一定に保つスペーサと、前記一対の基板
   間に挟持された液晶層とを具備する液晶表示装置の製造
   方法であって、 前記一対の基板の一方の対向面上に感光性樹脂と色材と
   を含有し且つ波長が３６５ｎｍの光に対して１．６以上
   の光学濃度を有する有機膜を形成する工程と、 前記有機膜から５０μｍ乃至１５０μｍ離間させて露光
   マスクを配置し、この露光マスクを介して前記有機膜を
   露光する工程と、 前記露光後の有機膜を現像液で現像することにより前記
   スペーサとして使用される遮光パターンを形成する工程
   とを含むことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
4. 【請求項４】 前記感光性樹脂は光硬化性樹脂であるこ
   とを特徴とする請求項３に記載の液晶表示装置の製造方
   法。
5. 【請求項５】 前記遮光パターンを形成する工程は、前
   記現像直後の前記遮光パターンがその底面から上面まで
   のいずれの位置においても前記遮光パターンの上面の幅
   の７０％以上の幅を有するように行われることを特徴と
   する請求項３に記載の液晶表示装置の製造方法。
6. 【請求項６】 前記遮光パターンを加熱して完全に硬化
   させる工程と、 前記一対の基板の一方の前記完全に硬化させた遮光パタ
   ーンが設けられた面に有機薄膜を形成する工程と、 前記有機薄膜にラビングによって配向処理を施す工程と
   をさらに含むことを特徴とする請求項３に記載の液晶表
   示装置の製造方法。
7. 【請求項７】 前記液晶表示装置は前記一対の基板の一
   方の周縁部に黒色の周縁遮光層をさらに具備し、前記遮
   光パターンは前記スペーサ及び前記周縁遮光層として使
   用されることを特徴とする請求項３に記載の液晶表示装
   置の製造方法。