JP2010160340A - Method for forming spacer, method for manufacturing substrate for display panel, spacer, and substrate for display panel - Google Patents
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Description
本発明は、スペーサの形成方法、表示パネル用基板の製造方法、スペーサ、表示パネル用の基板に関するものであり、詳しくは、セルギャップを所定の寸法に保持するためのスペーサの形成方法と、このスペーサを備える表示パネル用の基板の製造方法、セルギャップを規定するスペーサ、このスペーサを備える表示パネル用の基板に関するものである。 The present invention relates to a method for forming a spacer, a method for manufacturing a substrate for a display panel, a spacer, and a substrate for a display panel, and more specifically, a method for forming a spacer for maintaining a cell gap at a predetermined dimension, The present invention relates to a method for manufacturing a substrate for a display panel including a spacer, a spacer for defining a cell gap, and a substrate for a display panel including the spacer.
一般的な液晶表示パネルは、二枚の表示パネル用の基板を備える。たとえばアクティブマトリックスタイプの液晶表示パネルであれば、表示パネル用の基板として、TFTアレイ基板とカラーフィルタとを備える。そして、これらの二枚の表示パネル用の基板が所定の微小な間隔をおいて対向して貼り合わされ、その間に液晶が充填される(すなわち、二枚の表示パネル用の基板の間に、液晶の層が形成される)。 A general liquid crystal display panel includes two display panel substrates. For example, in the case of an active matrix type liquid crystal display panel, a TFT array substrate and a color filter are provided as substrates for the display panel. Then, these two display panel substrates are bonded to each other with a predetermined minute interval, and liquid crystal is filled therebetween (that is, the liquid crystal is interposed between the two display panel substrates). Layer is formed).
液晶の層の厚さ(または、二枚の表示パネル用の基板の間隔。以下、「セルギャップ」と称する)が不均一であると、画面上にムラが発生することがある。このため、液晶表示パネルの表示品位の維持または向上を図るためには、セルギャップを、表示パネルの全面にわたって均一に維持する必要がある。そこで一般的には、スペーサによって、セルギャップを均一に維持するという構成が採用されている。 If the thickness of the liquid crystal layer (or the distance between two display panel substrates, hereinafter referred to as “cell gap”) is not uniform, unevenness may occur on the screen. Therefore, in order to maintain or improve the display quality of the liquid crystal display panel, it is necessary to maintain the cell gap uniformly over the entire surface of the display panel. Therefore, in general, a configuration is adopted in which the cell gap is uniformly maintained by the spacer.
たとえば、スペーサが、液晶の配向を規制する構造物(以下、「配向規制構造物」と称する)と同じ材料により形成されるという構成が用いられることがある。ただし、スペーサの高さは配向規制構造物の高さよりも高い必要があるから、このような構成においては、スペーサが二段以上の積層構造にされることがある。すなわち、まず、スペーサの下段部分と配向規制構造物とが、同じ材料により同じ工程において形成される。次いで、スペーサの上段部分が、先に形成されたスペーサの下段部分に積み重ねられるように形成される。これにより、スペーサの高さを、配向規制構造物の高さよりも高くすることができる。 For example, a configuration in which the spacer is formed of the same material as a structure that regulates the alignment of liquid crystal (hereinafter referred to as “alignment regulating structure”) may be used. However, since the height of the spacer needs to be higher than the height of the alignment regulating structure, in such a configuration, the spacer may have a laminated structure of two or more stages. That is, first, the lower part of the spacer and the alignment control structure are formed of the same material in the same process. Next, the upper part of the spacer is formed so as to be stacked on the lower part of the previously formed spacer. Thereby, the height of a spacer can be made higher than the height of an orientation control structure.
このほかの構成として、スペーサが着色層と同じ材料により形成される構成も提案されている(特許文献1参照)。すなわち、表示パネル用の基板の表面に、着色層と同じ材料を積層させることにより、柱状のスペーサが形成される。 As another configuration, a configuration is also proposed in which the spacer is formed of the same material as the colored layer (see Patent Document 1). That is, a columnar spacer is formed by laminating the same material as the colored layer on the surface of the substrate for a display panel.
ところで、配向規制構造物と同じ材料を積層させることによりスペーサを形成する構成は、次のような問題を有することがある。スペーサや配向規制構造物は、一般的に感光性材料からなる。そして、フォトリソグラフィ法により所定の形状に形成される。このため、配向規制構造物およびスペーサの下段部分を形成するためのフォトマスクと、スペーサの上段部分を形成するためのフォトマスクとが必要となる。すなわち、スペーサを形成するために、複数枚のフォトマスクが必要となる。このため、設備コストの上昇を招いている。また、配向規制構造物およびスペーサの下段部分を形成する工程と、スペーサの上段部分を形成する工程とが必要となる。このため、工程数が増加し、製造コストの上昇を招いている。 By the way, the structure which forms a spacer by laminating | stacking the same material as an orientation control structure may have the following problems. The spacer and the alignment regulating structure are generally made of a photosensitive material. Then, it is formed into a predetermined shape by photolithography. For this reason, a photomask for forming the alignment regulating structure and the lower part of the spacer and a photomask for forming the upper part of the spacer are required. That is, in order to form the spacer, a plurality of photomasks are required. For this reason, the increase in equipment cost is invited. In addition, a process for forming the alignment regulating structure and the lower part of the spacer and a process for forming the upper part of the spacer are required. For this reason, the number of processes increases and the manufacturing cost rises.
また、セルギャップを表示パネルの全面にわたって均一に保持するためには、スペーサの高さや形状を均一に揃える必要がある。しかしながら、表示パネル用の基板の全面にわたって、スペーサの高さや形状を均一にすることが困難になってきている。すなわち、スペーサが感光性材料からなる場合、スペーサの高さや形状は、加熱処理における加熱温度などに応じて変化する。このため、スペーサの高さや形状を均一に揃えるためには、加熱処理において、マザー基板の全面にわたって温度が均一になるように加熱する必要がある。しかしながら、マザー基板の大面積化に伴い、マザー基板の全面にわたって均一な温度に加熱することが困難となってきている。 Further, in order to keep the cell gap uniformly over the entire surface of the display panel, it is necessary to make the height and shape of the spacers uniform. However, it has become difficult to make the height and shape of the spacers uniform over the entire surface of the display panel substrate. That is, when the spacer is made of a photosensitive material, the height and shape of the spacer change according to the heating temperature in the heat treatment. For this reason, in order to make the height and shape of the spacers uniform, it is necessary to heat the entire surface of the mother substrate so that the temperature is uniform in the heat treatment. However, with an increase in the area of the mother substrate, it has become difficult to heat the entire surface of the mother substrate to a uniform temperature.
また、感光性材料から形成されるスペーサは、加熱処理が施されると、先端部分が球面状または張り出した曲面状になる。スペーサの先端が球面状または張り出した曲面状であると、表示パネル用の基板どうしが貼り合わせられる際に、スペーサの先端が潰れやすくなる。スペーサの先端が潰れると、スペーサの高さが低くなるから、所定のセルギャップを維持することが困難となる。また、前記のようにスペーサの形状が不均一であると、スペーサの潰れ方も不均一となる。この結果、セルギャップを均一に維持することが困難となる。 In addition, the spacer formed of the photosensitive material becomes a spherical shape or a curved shape with a protruding end portion when subjected to heat treatment. When the tips of the spacers are spherical or projecting curved surfaces, the tips of the spacers are easily crushed when the display panel substrates are bonded to each other. When the tip of the spacer is crushed, the height of the spacer is lowered, and it becomes difficult to maintain a predetermined cell gap. Further, if the spacer shape is non-uniform as described above, the way the spacers are crushed also becomes non-uniform. As a result, it becomes difficult to keep the cell gap uniform.
上記実情に鑑み、本発明が解決しようとする課題は、設備コストや製造コストの削減を図ることができるスペーサの形成方法、表示パネル用の基板の製造方法、スペーサ、表示パネル用の基板を提供すること、またはセルギャップの均一化を図ることができるスペーサの形成方法、表示パネル用の基板の製造方法、スペーサ、表示パネル用の基板を提供すること、または、所定のセルギャップを確保することができるスペーサの形成方法、表示パネル用の基板の製造方法、スペーサ、表示パネル用の基板を提供することである。 In view of the above circumstances, the problem to be solved by the present invention is to provide a spacer forming method, a display panel substrate manufacturing method, a spacer, and a display panel substrate capable of reducing equipment costs and manufacturing costs. Or providing a method for forming a spacer, a method for manufacturing a substrate for a display panel, a spacer, a substrate for a display panel, or securing a predetermined cell gap It is to provide a method for forming a spacer, a method for manufacturing a substrate for a display panel, a spacer, and a substrate for a display panel.
前記課題を解決するため、本発明は、表示パネル用の基板の間のセルギャップを規定するスペーサの形成方法であって、前記表示パネル用の基板の表面に感光性材料の膜を形成する段階と、前記感光性材料の膜の前記スペーサに対応する領域の略中心の領域にフォトマスクに形成される第一の半透過領域を通じて光エネルギを照射する段階と、前記感光性材料の膜を現像することによって前記フォトマスクの前記第一の半透過領域を通じて光エネルギを照射した領域に凹部を形成する段階と、を有することを要旨とするものである。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a method for forming a spacer for defining a cell gap between display panel substrates, wherein a film of a photosensitive material is formed on the surface of the display panel substrate. Irradiating the photosensitive material film with light energy through a first semi-transmissive region formed in a photomask on a region substantially in the center corresponding to the spacer of the photosensitive material film; and developing the photosensitive material film And forming a recess in a region irradiated with light energy through the first semi-transmissive region of the photomask.
この場合において、前記現像された感光性材料を加熱して軟化させることにより上面を略平面に形成する構成であることが好ましい。 In this case, it is preferable that the developed photosensitive material is heated and softened so that the upper surface is formed in a substantially flat surface.
前記感光性材料にはポジ型の感光性材料が適用でき、この場合には、前記フォトマスクは前記スペーサに対応する遮光領域と該遮光領域の略中心に形成される第一の半透過領域とを有し、前記感光性材料の膜のうち前記スペーサに対応する領域を遮光するとともに前記スペーサに対応する領域の略中心の領域に前記第一の半透過領域を通じて光エネルギを照射し、前記感光性材料の膜の現像においてスペーサに対応する領域に感光性材料を残すとともに前記第一の半透過領域を通じて光エネルギを照射した領域に凹部を形成することが好ましい。 As the photosensitive material, a positive photosensitive material can be applied. In this case, the photomask includes a light shielding region corresponding to the spacer and a first semi-transmissive region formed substantially at the center of the light shielding region. And shielding light from the region corresponding to the spacer in the film of the photosensitive material, and irradiating light energy through the first semi-transmissive region to a region substantially in the center corresponding to the spacer. In the development of the film of the photosensitive material, it is preferable to leave the photosensitive material in the region corresponding to the spacer and to form a recess in the region irradiated with light energy through the first semi-transmissive region.
セルギャップを規定するスペーサを有する表示パネル用の基板の製造方法であって、前記表示パネル用の基板の表面に感光性材料の膜を形成する段階と、前記感光性材料の膜の前記スペーサに対応する領域の略中心の領域にフォトマスクに形成される第一の半透過領域を通じて光エネルギを照射する段階と、前記感光性材料の膜を現像することによって前記フォトマスクの前記第一の半透過領域を通じて光エネルギを照射した領域に凹部を形成する段階と、を有することを要旨とするものである。 A method of manufacturing a substrate for a display panel having a spacer for defining a cell gap, comprising: forming a photosensitive material film on a surface of the display panel substrate; and forming the photosensitive material film on the spacer Irradiating light energy through a first semi-transmissive region formed in the photomask to a substantially central region of the corresponding region; and developing the film of the photosensitive material to develop the first half of the photomask. And forming a recess in a region irradiated with light energy through the transmission region.
この場合において、現像された感光性材料を加熱して軟化させることにより上面を略平面に形成することが好ましい。 In this case, it is preferable to form the upper surface in a substantially flat surface by heating and softening the developed photosensitive material.
前記感光性材料にはポジ型の感光性材料が適用でき、この場合には、前記フォトマスクは前記スペーサに対応する遮光領域と該遮光領域の略中心に形成される第一の半透過領域とを有し、前記感光性材料の膜のうち前記スペーサに対応する領域を遮光するとともに前記スペーサに対応する領域の略中心の領域に前記第一の半透過領域を通じて光エネルギを照射し、前記感光性材料の膜の現像においてスペーサに対応する領域に感光性材料を残すとともに前記第一の半透過領域を通じて光エネルギを照射した領域に凹部を形成する構成であることが好ましい。 As the photosensitive material, a positive photosensitive material can be applied. In this case, the photomask includes a light shielding region corresponding to the spacer and a first semi-transmissive region formed substantially at the center of the light shielding region. And shielding light from the region corresponding to the spacer in the film of the photosensitive material, and irradiating light energy through the first semi-transmissive region to a region substantially in the center corresponding to the spacer. In the development of the film of the photosensitive material, it is preferable that the photosensitive material is left in the region corresponding to the spacer and the concave portion is formed in the region irradiated with the light energy through the first semi-transmissive region.
前記フォトマスクは液晶の配向を制御する配向制御構造物のパターンに対応した第二の半透過領域をさらに有し、前記スペーサに対応する領域の略中心の領域に前記第一の半透過領域を通じて光エネルギを照射すると同時に前記配向制御構造物に対応する領域に前記第二の半透過領域を通じて光エネルギを照射することが好ましい。 The photomask further includes a second semi-transmissive region corresponding to the pattern of the alignment control structure that controls the alignment of the liquid crystal, and the first semi-transmissive region is passed through the region substantially at the center of the region corresponding to the spacer. It is preferable to irradiate light energy to the region corresponding to the alignment control structure through the second semi-transmissive region simultaneously with the light energy irradiation.
表示パネル用の基板の間のセルギャップを規定するスペーサの形成方法であって、前記表示パネル用の基板の表面に感光性材料の膜を形成する段階と、前記感光性材料の膜の所定の領域に第一の強さの光エネルギを照射するとともに前記感光性材料の膜の前記スペーサに対応する領域の略中心に前記第一の強さの光エネルギよりも弱い第二の強さの光エネルギを照射する段階と、前記感光性材料の膜を現像することによって前記感光性材料の膜の前記第二の強さの光エネルギを照射した領域に凹部を形成する段階と、を有することを要旨とするものである。 A method of forming a spacer for defining a cell gap between substrates for a display panel, comprising: forming a photosensitive material film on a surface of the display panel substrate; and a predetermined film of the photosensitive material film. Light having a second intensity that is weaker than the light energy of the first intensity is applied to the area of the photosensitive material film corresponding to the spacer and is irradiated with light energy of the first intensity on the area. Irradiating energy, and developing the photosensitive material film to form a recess in a region of the photosensitive material film irradiated with the second intensity of light energy. It is a summary.
第一の強さの光エネルギとは、表示パネル用の基板の表面に形成される感光性材料がポジ型である場合には、現像工程においてこの感光性材料を表示パネル用の基板の表面から完全に又はほぼ除去できる程度の強さの光エネルギをいう。また、表示パネル用の基板の表面に形成される感光性材料がネガ型である場合には、現像工程において、表示パネルの表面に加工性材料を完全に又はほぼそのまま残すことができる程度の光エネルギをいう。第二の強さの光エネルギとは、第一の強さの光エネルギよりも弱い強さの光エネルギであり、表示パネル用の基板の表面に形成される感光性樹脂材料がポジ型である場合であってもネガ型である場合であっても、現像工程において、表示パネル用の基板の表面に形成される感光性材料の一部を除去し一部を残すことができる(すなわち、現像工程において、表示パネル用の基板の表面に形成される感光性樹脂材料の厚さを薄くすることができるが完全には除去することができない)程度の強度の光エネルギをいう。 When the photosensitive material formed on the surface of the display panel substrate is a positive type, the light energy of the first intensity is determined from the surface of the display panel substrate in the development process. Light energy that is strong enough to be completely or almost completely removed. Further, when the photosensitive material formed on the surface of the display panel substrate is a negative type, light that can leave the workable material completely or almost intact on the surface of the display panel in the development process. It refers to energy. The second-strength light energy is light energy that is weaker than the first-strength light energy, and the photosensitive resin material formed on the surface of the display panel substrate is a positive type. Even if it is a case or a negative type, a part of the photosensitive material formed on the surface of the substrate for the display panel can be removed and a part can be left in the development process (that is, development) In the process, it means light energy with such a strength that the thickness of the photosensitive resin material formed on the surface of the substrate for the display panel can be reduced but cannot be completely removed.
前記感光性材料の膜の前記所定の領域にはフォトマスクに形成される透光領域を通じて第一の強さの光エネルギを照射し、前記感光性材料の膜の前記スペーサに対応する領域の略中心には前記フォトマスクに形成される第一の半透過領域を通じて第一の強さの光エネルギよりも弱い第二の強さの光エネルギを照射する構成であることが好ましい。 The predetermined region of the photosensitive material film is irradiated with light energy having a first intensity through a light-transmitting region formed on a photomask, and an abbreviation of a region corresponding to the spacer of the photosensitive material film. The center is preferably configured to irradiate light energy having a second intensity that is weaker than the light energy having the first intensity through the first semi-transmissive region formed in the photomask.
なお、フォトマスクに形成される透光領域は、この透光領域を通じて照射することができる光エネルギの強度が、半透過領域を通じて照射することができる光エネルギの強度よりも強くできる構成であればよい。すなわち、透光領域が、たとえば露光装置の光源が発する光をそのまま透過させる構成に限定されるものではなく、透過する光エネルギの強度を調整(たとえば弱める)ことができる構成であってもよい。 Note that the light-transmitting region formed on the photomask has a configuration in which the intensity of light energy that can be irradiated through the light-transmitting region can be higher than the intensity of light energy that can be irradiated through the semi-transmitting region. Good. That is, the light-transmitting region is not limited to a configuration that transmits light emitted from the light source of the exposure apparatus as it is, for example, and may have a configuration that can adjust (for example, weaken) the intensity of transmitted light energy.
前記感光性材料の膜はポジ型の感光性材料が適用できる。この場合には、前記感光性材料の膜の前記所定の領域が現像によって除去される領域である。前記フォトマスクは前記スペーサに対応する遮光領域と、該遮光領域の略中心に形成される第一の半透過領域と、前記遮光領域と前記第一の半透過領域以外の部分に形成される透光領域とを有する。そして、前記感光性材料の膜のうち前記スペーサに対応する領域には前記フォトマスクに形成される遮光領域により遮光し、前記感光性材料の膜の前記所定の領域(すなわち現像によって除去する領域)には前記フォトマスクに形成される透光領域を通じて第一の強さの光エネルギを照射し、前記感光性材料の膜のうち前記スペーサに対応する領域の略中心の領域には前記フォトマスクに形成される第一の半透過領域を通じて前記第一の強さの光エネルギよりも弱い第二の強さの光エネルギを照射する。そして、前記感光性材料の膜を現像してスペーサに対応する領域に感光性材料の膜を残すとともに前記第一の半透過領域を通じて第二の強さの光エネルギを照射した領域に凹部を形成するという構成が適用できる。 A positive photosensitive material can be applied to the photosensitive material film. In this case, the predetermined region of the photosensitive material film is a region to be removed by development. The photomask includes a light shielding region corresponding to the spacer, a first semi-transmissive region formed substantially at the center of the light shielding region, and a transparent portion formed in a portion other than the light shielding region and the first semi-transmissive region. Light region. Then, a region corresponding to the spacer in the photosensitive material film is shielded by a light shielding region formed on the photomask, and the predetermined region of the photosensitive material film (that is, a region removed by development). Is irradiated with light energy having a first intensity through a light-transmitting region formed on the photomask, and the photomask is applied to a region of the photosensitive material film at a substantially central region corresponding to the spacer. A second intensity of light energy that is weaker than the first intensity of light energy is irradiated through the formed first semi-transmissive region. Then, the photosensitive material film is developed to leave the photosensitive material film in a region corresponding to the spacer, and a recess is formed in the region irradiated with the second intensity light energy through the first semi-transmissive region. The configuration of performing is applicable.
前記現像された感光性材料の膜を加熱して軟化させることにより、前記現像された感光性材料の膜の上面を略平面に形成する構成であることが好ましい。 It is preferable that the developed photosensitive material film is softened by heating to form a substantially flat upper surface of the developed photosensitive material film.
本発明は、セルギャップを規定するスペーサを有する表示パネル用の基板の製造方法であって、前記表示パネル用の基板の表面に感光性材料の膜を形成する段階と、前記感光性材料の膜の所定の領域に第一の強さの光エネルギを照射するとともに前記感光性材料の膜の前記スペーサに対応する領域の略中心に前記第一の強さの光エネルギよりも弱い第二の強さの光エネルギを照射する段階と、前記感光性材料の膜を現像することによって前記感光性材料の膜の前記第二の強さの光エネルギを照射した領域に凹部を形成する段階と、を有することを要旨とするものである。 The present invention relates to a method for manufacturing a substrate for a display panel having a spacer for defining a cell gap, the step of forming a photosensitive material film on a surface of the display panel substrate, and the photosensitive material film. The second region is irradiated with light energy having a first intensity at a predetermined region and a second strength weaker than the light energy having the first strength at a substantially center of a region corresponding to the spacer of the film of the photosensitive material. Irradiating the light energy of the thickness; and developing a film of the photosensitive material to form a recess in the region of the photosensitive material film irradiated with the second intensity of light energy. It has a gist.
前記感光性材料の膜の前記所定の領域にはフォトマスクに形成される透光領域を通じて第一の強さの光エネルギを照射し、前記感光性材料の膜の前記スペーサに対応する領域の略中心には前記フォトマスクに形成される第一の半透過領域を通じて第一の強さの光エネルギよりも弱い第二の強さの光エネルギを照射する構成が適用できる。 The predetermined region of the photosensitive material film is irradiated with light energy having a first intensity through a light-transmitting region formed on a photomask, and an abbreviation of a region corresponding to the spacer of the photosensitive material film. A structure in which light energy having a second intensity that is weaker than the light energy having the first intensity is applied to the center through the first semi-transmissive region formed in the photomask can be applied.
前記感光性材料の膜にはポジ型の感光性材料が適用できる。この場合には、前記感光性材料の膜の前記所定の領域は、現像によって除去される領域となる。前記フォトマスクは前記スペーサに対応する遮光領域と、該遮光領域の略中心に形成される第一の半透過領域と、前記遮光領域と前記第一の半透過領域以外の部分に形成される透光領域とを有する。そして、前記感光性材料の膜のうち前記スペーサに対応する領域には前記フォトマスクに形成される遮光領域により遮光し、前記感光性材料の膜の前記所定の領域(すなわち現像によって除去する領域)には前記フォトマスクに形成される透光領域を通じて第一の強さの光エネルギを照射し、前記感光性材料の膜のうち前記スペーサに対応する領域の略中心の領域には前記フォトマスクに形成される第一の半透過領域を通じて前記第一の強さの光エネルギよりも弱い第二の強さの光エネルギを照射する。そして、前記感光性材料の膜を現像してスペーサに対応する領域に感光性材料の膜を残すとともに前記第一の半透過領域を通じて第二の強さの光エネルギを照射した領域に凹部を形成するという構成が適用できる。 A positive photosensitive material can be applied to the photosensitive material film. In this case, the predetermined region of the photosensitive material film is a region to be removed by development. The photomask includes a light shielding region corresponding to the spacer, a first semi-transmissive region formed substantially at the center of the light shielding region, and a transparent portion formed in a portion other than the light shielding region and the first semi-transmissive region. Light region. Then, a region corresponding to the spacer in the photosensitive material film is shielded by a light shielding region formed on the photomask, and the predetermined region of the photosensitive material film (that is, a region removed by development). Is irradiated with light energy having a first intensity through a light-transmitting region formed on the photomask, and the photomask is applied to a region of the photosensitive material film at a substantially central region corresponding to the spacer. A second intensity of light energy that is weaker than the first intensity of light energy is irradiated through the formed first semi-transmissive region. Then, the photosensitive material film is developed to leave the photosensitive material film in a region corresponding to the spacer, and a recess is formed in the region irradiated with the second intensity light energy through the first semi-transmissive region. The configuration of performing is applicable.
前記現像された感光性材料を加熱して軟化させることにより前記現像された感光性材料の上面を略平面に形成する構成が適用できる。 A configuration in which the developed photosensitive material is heated and softened to form an upper surface of the developed photosensitive material in a substantially flat surface can be applied.
前記フォトマスクは配向規制構造物のパターンに対応した第二の半透過領域をさらに有し、前記スペーサに対応する領域の略中心の領域に前記第一の半透過領域を通じて第二の強さの光エネルギを照射すると同時に前記配向制御構造物に対応する領域に前記第二の半透過領域を通じて光エネルギを照射する構成が適用できる。 The photomask further includes a second transflective region corresponding to the pattern of the alignment control structure, and has a second strength through the first transflective region at a substantially central region of the region corresponding to the spacer. A structure in which light energy is irradiated through the second semi-transmissive region to the region corresponding to the alignment control structure at the same time as light energy is applied can be applied.
本発明は、表示パネル用の基板の間のセルギャップを規定するスペーサであり、上面が略平面に形成されるかまたは上面の略中心に凹部が形成されることを要旨とするものである。 The gist of the present invention is a spacer that defines a cell gap between substrates for a display panel. The gist of the present invention is that the upper surface is formed in a substantially flat surface or a recess is formed in the approximate center of the upper surface.
このスペーサは、感光性材料の単層構造を有し略柱状に形成される構成であることが好ましい。 This spacer preferably has a single-layer structure of a photosensitive material and is formed in a substantially columnar shape.
本発明は、表示パネル用の基板であり、上面が略平面に形成されるかまたは上面の略中心には凹部が形成されるスペーサを有することを要旨とするものである。このスペーサは、感光性材料の単層構造を有し略柱状に形成される構成であることが好ましい。 The gist of the present invention is a substrate for a display panel, and has a spacer having a top surface formed in a substantially flat surface or a recess formed in a substantially center of the top surface. This spacer preferably has a single-layer structure of a photosensitive material and is formed in a substantially columnar shape.
ここで、前記スペーサは、配向制御構造物と同じ材料により形成される構成が適用できる。 Here, the spacer may be formed of the same material as the orientation control structure.
本発明によれば、最終的に形成されるスペーサの上面を、略平面状または中心部が窪んだ曲面状にすることができる。このような形状のスペーサは、上面が略球面状または張り出した曲面状に形成されるスペーサに比較して、圧縮力が加わっても潰れにくい。すなわち、上面が略球面状または張り出した曲面状に形成されるスペーサは、換言すると先細り形状であるから、細くなっている部分の強度が低い。このため、スペーサに圧縮力が加わると、先端部が潰れて高さが低くなりやすい。これに対して、上面が略平面状または上面の中心部が窪んだ曲面状のスペーサは、全長にわたってほぼ同じ太さであるから(すなわち、細い部分がないから)、圧縮力が加わっても潰れにくい。このため、スペーサの変形が防止または抑制されるから、所定の寸法のセルギャップを確保することができる。 According to the present invention, the upper surface of the finally formed spacer can be formed into a substantially planar shape or a curved shape with a depressed central portion. The spacer having such a shape is less likely to be crushed even when a compressive force is applied, as compared to a spacer formed with a substantially spherical surface or a curved surface with a protruding upper surface. That is, the spacer formed on the upper surface having a substantially spherical shape or a protruding curved surface has a tapered shape, so that the strength of the narrowed portion is low. For this reason, when a compressive force is applied to the spacer, the tip end portion is crushed and the height tends to be lowered. On the other hand, a curved spacer whose upper surface is substantially flat or whose central portion of the upper surface is depressed has almost the same thickness over the entire length (that is, there is no thin portion), and therefore it is crushed even if a compressive force is applied. Hateful. For this reason, since a deformation | transformation of a spacer is prevented or suppressed, the cell gap of a predetermined dimension is securable.
また、本発明によれば、スペーサの上面が略平面状または上面の中心部が窪んだ曲面状であるから、スペーサの形状や高さが均一となる。すなわち、上面が略球面状または張り出した曲面状のスペーサは、加熱温度などの加工条件が相違すると、上面の曲率半径や高さが変化する。このため、加工条件が不均一となると、スペーサの高さや形状も不均一となる。これに対して、これに対してスペーサの上面が略平面状または上面の中心部が窪んだ曲面状であれば、加工条件が相違しても高さが変化することが少ない。したがって、スペーサの高さを均一に揃えることができ、セルギャップを均一に維持することができる。 In addition, according to the present invention, since the upper surface of the spacer is substantially flat or has a curved shape with the central portion of the upper surface recessed, the shape and height of the spacer are uniform. In other words, the curvature radius and height of the upper surface of a spacer having a substantially spherical surface or a protruding curved surface changes depending on processing conditions such as heating temperature. For this reason, if the processing conditions are not uniform, the height and shape of the spacers are also not uniform. On the other hand, if the upper surface of the spacer is substantially planar or a curved surface with a depressed central portion of the upper surface, the height hardly changes even if the processing conditions are different. Therefore, the height of the spacer can be made uniform, and the cell gap can be kept uniform.
本発明によれば、液晶の配向を規制する構造物(配向規制構造物)とスペーサとが、同じ工程で同時に形成される。したがって、別々に形成する構成に比較して工程数を削減することができ、生産コストの削減を図ることができる。 According to the present invention, the structure that regulates the alignment of the liquid crystal (alignment regulating structure) and the spacer are simultaneously formed in the same process. Therefore, the number of steps can be reduced as compared with a structure formed separately, and the production cost can be reduced.
また、本発明によれば、スペーサは単層構造を有するから、積層構造を有するスペーサに比較して、形成の際に必要となるフォトマスクの枚数を削減することができる。すなわち、一枚のフォトマスクを用いて一回の露光および一回の現像によりスペーサを形成することができるから、積層構造を有するスペーサを形成する構成に比較して、フォトマスクの枚数の削減および工程の削減を図ることができる。したがって、設備コストの削減および製造コストの削減を図ることができる。 In addition, according to the present invention, since the spacer has a single layer structure, the number of photomasks required for formation can be reduced as compared with the spacer having a stacked structure. That is, since a spacer can be formed by one exposure and one development using a single photomask, the number of photomasks can be reduced as compared with a configuration in which a spacer having a stacked structure is formed. The number of processes can be reduced. Therefore, it is possible to reduce the equipment cost and the manufacturing cost.
以下に、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。本発明の実施形態にかかる表示パネル用の基板は、液晶表示パネル用のカラーフィルタである。 Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. A substrate for a display panel according to an embodiment of the present invention is a color filter for a liquid crystal display panel.
図1(a)は、本発明の実施形態にかかる表示パネル用の基板1の全体構造を模式的に示した平面図、図1(b)は、本発明の実施形態にかかる表示パネル用の基板1に形成される絵素の一つを抜き出して示した平面図、図1(c)は、図1(b)のA−A線断面図であって、絵素の断面構造を示した図である。
FIG. 1A is a plan view schematically showing the entire structure of a
図1(a)、(b)、(c)に示すように、本発明の実施形態にかかる表示パネル用の基板1は、透明基板11の表面に、ブラックマトリックス12と、所定の色の着色層13と、共通電極14と、配向規制構造物16と、スペーサ15とが形成されるという構成を有する。
As shown in FIGS. 1A, 1B, and 1C, a
図1(a)、(b)に示すように、ブラックマトリックス12は、格子状の構造物であり、たとえば黒色着色剤が含有された感光性材料(たとえば感光性樹脂組成物)により形成される。このブラックマトリックス12は、公知の各種カラーフィルタのブラックマトリックスと同じ構成が適用できる。したがって、詳細な説明は省略する。
As shown in FIGS. 1A and 1B, the
ブラックマトリックス12により区画される領域(すなわち、ブラックマトリックス12により形成される各格子の内側)には、赤色、緑色、青色の各色の着色層13が形成される。着色層13は、赤色、緑色、青色の着色剤を含有する樹脂組成物により形成される。
In a region partitioned by the black matrix 12 (that is, inside each lattice formed by the black matrix 12),
ブラックマトリックス12および着色層13の表面には、共通電極14が形成される(特に図1(c)参照)。共通電極14は、透明な導電性材料により形成される。透明な導電性材料には、たとえば、インジウム酸化スズ(ITO:Indium Tin Oxide)が適用できる。
A
共通電極14の表面には、図1(b)、(c)に示すように、配向規制構造物16が形成される。配向規制構造物16は、液晶の配向を規制するための凸状の構造物である。この配向規制構造物16は、感光性材料(すなわちレジスト材料。たとえば感光性樹脂組成物)により形成される。
As shown in FIGS. 1B and 1C, an
共通電極14の表面のブラックマトリックス12に重畳する位置には、スペーサ15が形成される。スペーサ15は、セルギャップを規定するための柱状の構造物である。図1(b)は、スペーサ15が略円柱形状に形成される構成を示すが、スペーサ15の形状は特に限定されるものではない。たとえば、スペーサ15が四角柱状や八角柱状に形成される構成であってもよい。
図2は、本発明の実施形態にかかるスペーサ15の構成を、模式的に示した断面図である。図2(a)は、上面が略平面に形成されるスペーサ15を示す。図2(b)は、上面に凹部が形成されるスペーサ15を示す。図2(a)、(b)に示すように、本発明の実施形態にかかるスペーサ15は、表示パネル用の基板1に形成される柱状の構造物である。このスペーサ15は、感光性材料(たとえば、アクリル系樹脂などからなる感光性樹脂組成物)の単層構造を有する。すなわち、このスペーサ15は、複数の感光性材料の膜を積層させて形成されるものではなく、単一の感光性材料により一体的に形成される。そして図2(a)に示すように、スペーサ15の上面が略平面に形成されるか、または図2(b)に示すように、スペーサ15の上面の略中心が窪んだ形状に形成される。
FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of the
本発明の実施形態にかかるスペーサ15は、上面が略球面状または張り出した曲面状に形成されるスペーサに比較して、圧縮力が加わっても潰れにくい。すなわち、上面が略球面状または張り出した曲面状に形成されるスペーサは、先細り形状であるから、圧縮力が加わると、細くなっている部分が潰れて高さが低くなりやすい。これに対して、上面が略平面状または上面の中心部が窪んだ曲面状のスペーサ15は、全長にわたってほぼ同じ太さであるから(すなわち、細い部分がないから)、圧縮力が加わっても潰れにくい。このため、スペーサ15の変形が防止または抑制されるから、所定の寸法のセルギャップを確保することができる。
The
このような構成を有するスペーサ15の形成方法は、次のとおりである。図3、図5、図6は、スペーサ15の形成方法の各工程を、模式的に示した断面図である。
A method of forming the
まず、図3に示すように、ブラックマトリックス12、着色層13、共通電極14が形成された透明基板11(すなわち、本発明の実施形態にかかる表示パネル用の基板1)の表面に、感光性材料(たとえば、アクリル系樹脂からなる感光性樹脂組成物)の膜17が形成される。この感光性材料の膜17は、単一の材料からなる単層構造を有する。感光性材料の膜17の形成には、たとえばスリットコータなどが用いられる。なお、感光性材料は、ポジ型でもネガ型でもよいが、本発明の実施形態においてはポジ型であるものとする。
First, as shown in FIG. 3, the surface of the transparent substrate 11 (that is, the
次いで、形成された感光性材料の膜17に、露光処理が施される。図4は、露光処理において用いられるフォトマスク9から、スペーサ15を形成するために必要な部分を抜き出して示した図であり、図4(a)は平面図、図4(b)は断面図である。
Next, the formed
図4(a)、(b)に示すように、フォトマスク9には、光エネルギが透過できる透光領域91と、光エネルギを遮断する遮光領域92と、光エネルギの一部が透過できる(すなわち、透過する光エネルギの強度を弱めることができる)第一の半透過領域93aが形成される。具体的には、スペーサ15を形成する位置に対応する位置に、スペーサ15の形状に略等しい形状の遮光領域92が形成される。たとえば円柱状のスペーサを形成する場合には、図4(a)に示すように、略円形の遮光領域92が形成される。そして、遮光領域92の略中心には、第一の半透過領域93aが形成される。また、スペーサ15が形成されない領域(すなわち、現像によって感光性材料の膜17が除去される領域)に対応する領域には、透光領域91が形成される。
As shown in FIGS. 4A and 4B, the
なお、フォトマスク9に形成される透光領域91は、この透光領域91を通じて照射することができる光エネルギの強度が、第一の半透過領域93aを通じて照射することができる光エネルギの強度よりも強くできる構成であればよい。すなわち、透光領域91が、たとえば露光装置の光源が発する光をそのまま透過させる構成に限定されるものではなく、透過する光エネルギの強度を調整(たとえば弱める)ことができる構成であってもよい。
Note that the
図5は、露光工程を模式的に示した断面図である。図5に示すように、感光性材料の膜17が形成された透明基板11に、フォトマスク9が重ねられる。そして、フォトマスク9を通じて感光性材料の膜17に露光処理が施される(図中の矢印は、照射される光エネルギを模式的に示す)。フォトマスク9を通じて露光処理が施されると、図5に示すように、感光性材料の膜17のうち、透光領域91に対応する領域は、第一の強さの光エネルギが照射される。遮光領域92に対応する領域には、光エネルギが照射されない。また、第一の半透過領域93aに対応する領域には、第二の強さの光エネルギが照射される。
FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing the exposure process. As shown in FIG. 5, a
第一の強さの光エネルギは、感光性材料の膜17がポジ型の感光性材料(すなわち、ポジ型レジスト)からなるものである場合には、後の現像工程において、感光性材料の膜17を完全にまたはほぼ除去するのに必要充分な露光量を与えることができる強さの光エネルギである。第二の強さの光エネルギは、第一の強さの光エネルギよりも弱い強さの光エネルギであって、後の現像工程において、感光性材料の膜17の一部を除去でき一部を残すことができる(すなわち、現像工程において、感光性材料の膜17の厚さを薄くすることができる)強さの光エネルギである。露光機の光源から発せられた光エネルギは、フォトマスク9の第一の半透過領域93aを透過することにより、強さが弱められて第二の強さの光エネルギとなる。
When the
フォトマスク9の透光領域を透過した光エネルギは、第一の強さの光エネルギとして感光性材料の膜17に照射される。またフォトマスク9の第一の半透過領域93aを透過した光エネルギは、弱められて第二の強さの光エネルギとして感光性材料の膜17に照射される。
The light energy transmitted through the light transmitting region of the
次いで、露光処理が施された感光性材料の膜17に、現像処理が施される。図6は、現像処理が施された感光性材料の膜17を示した断面図である。図6に示すように、現像処理が施されると、感光性材料の膜17のうち、フォトマスク9の透光領域91を通じて第一の強さの光エネルギが照射された部分が除去される。遮光領域92により光エネルギが遮断された部分(すなわち、光エネルギが照射されなかった部分)には、感光性材料の膜17が残る。また、第一の半透過領域93aを通じて露光された部分は、感光性材料の膜17が残るが、その厚さは、遮光領域92により遮光された部分よりも低くなる。この結果、図6に示すように、表示パネル用の基板1の表面には、柱状の感光性材料が残る。この残った柱状の感光性材料がスペーサ15となる。そしてスペーサ15の上面の略中心は、フォトマスク9の第一の半透過領域93a通じて第二の強さの光エネルギが照射されたから、遮光された部分に比較して厚さが薄くなる。したがって結果として、上面に凹部が形成される。
Next, development processing is performed on the
次に、現像処理が施された感光性材料に、加熱処理が施される。感光性材料は、加熱されてガラス転移点以上の温度になると軟化し、表面張力により変形する。ここで、表示パネル用の基板1の表面に残された感光性材料(すなわち、スペーサ15)の上面が略平面であると(すなわち、上面の略中心に凹部が形成されないと)、表面張力によって、上面が半球状または張り出した曲面状になる。しかしながら、上面の中心部に凹部が形成されると、上面が上方に向かって張り出すことを防止または抑制することができる。
Next, the photosensitive material that has been subjected to development processing is subjected to heat treatment. The photosensitive material is softened when heated to a temperature equal to or higher than the glass transition point, and is deformed by surface tension. Here, when the upper surface of the photosensitive material (that is, the spacer 15) left on the surface of the
このため、加熱後の柱状の感光性材料(すなわちスペーサ15)の上面は、図2(a)に示すように略平面となるか、図2(b)に示すように中心部が少し窪んだ曲面となる。最終的なスペーサ15の上面の形状は、現像処理によって残された柱状の感光性材料(スペーサ15)の中心部の厚さ、加熱処理における加熱温度や加熱時間などに依存する。したがって、これらを適宜調整することによって、スペーサ15の最終的な形状を設定することができる。
For this reason, the upper surface of the columnar photosensitive material after heating (that is, the spacer 15) is substantially flat as shown in FIG. 2 (a), or the central part is slightly depressed as shown in FIG. 2 (b). It becomes a curved surface. The final shape of the upper surface of the
このような構成によれば、スペーサ15の形状や高さを均一にすることができる。すなわち、上面が略球面状または張り出した曲面状のスペーサは、加熱温度などの加工条件が相違すると、上面の曲率半径や高さが変化する。このため、加工条件が不均一となると、スペーサの高さや形状も不均一となる。これに対して、スペーサ15の上面が略平面状または上面の中心部が窪んだ曲面状であれば、加工条件が相違しても高さが変化することが少ない。したがって、スペーサ15の高さを均一に揃えることができ、セルギャップを均一に維持することができる。
According to such a configuration, the shape and height of the
また、スペーサ15は感光性材料の単層構造を有するから、積層構造を有するスペーサに比較して、形成の際に必要となるフォトマスクの枚数を削減することができる。すなわち、一枚のフォトマスク9を用いて一回の露光および一回の現像によりスペーサ15を形成することができる。このため、感光性材料の積層構造を有するスペーサを形成する場合に比較して、フォトマスクの枚数の削減および工程の削減を図ることができる。したがって、設備コストの削減および製造コストの削減を図ることができる。
Further, since the
なお、前記実施形態においては、ポジ型の感光性材料が適用される構成を示したが、ネガ型の感光性材料(すなわち、ネガ型レジスト)が適用される構成であってもよい。感光性材料の膜17がネガ型の感光性材料からなるものである場合には、第一の強さの光エネルギは、後の現像工程において、感光性材料の膜17を硬化させて完全にまたはほぼそのまま残すために必要充分な露光量を与えることができる強さの光エネルギである。第二の強さの光エネルギは、第一の強さの光エネルギよりも弱い強さの光エネルギであって、後の現像工程において、感光性材料の膜17の一部を除去でき一部を残すことができる(すなわち、現像工程において、感光性材料の膜17の厚さを薄くすることができる)強さの光エネルギである。露光機の光源から発せられた光エネルギは、フォトマスクの第一の半透過領域を透過することにより、強さが弱められて第二の強さの光エネルギとなる。
In the above-described embodiment, a configuration in which a positive photosensitive material is applied is shown, but a configuration in which a negative photosensitive material (that is, a negative resist) may be applied. In the case where the
感光性材料の膜17がネガ型の感光性材料からなる場合には、露光工程において使用するフォトマスクは、感光性材料の膜17がポジ型の感光性材料からなる場合に使用するフォトマスクと、透光領域と遮光領域が入れ替わった構成を有するフォトマスクが使用される。第一の半透過領域のパターンは、感光性材料の膜17がネガ型の感光性材料からなる場合であっても、ポジ型の感光性材料からなる場合であっても、同じパターンを有する。露光機の光源から発せられた光エネルギは、フォトマスクの第一の半透過領域を透過することにより、強さが弱められて第二の強さの光エネルギとなる。
When the
図4を参照して説明すると、スペーサ15を形成する位置に対応する位置に、スペーサ15の形状に略等しい形状の透光領域が形成される(図4に示す遮光領域92が、透光領域に置き換わる)。この透光領域の略中心には、第一の半透過領域(図4に示す第一の半透過領域93aが、そのまま第一の半透過領域となる。)また、スペーサ15が形成されない領域(すなわち、現像によって感光性材料の膜17が除去される領域)に対応する領域には、遮光領域が形成される(図4に示す透光領域91が遮光領域に置き換わる)。
Referring to FIG. 4, a light-transmitting region having a shape substantially equal to the shape of the
そして、表示パネル用の基板の表面に形成された感光性材料の膜17のうち、現像工程において残す部分(すなわち、スペーサとなる部分)には、フォトマスクに形成される透光領域を通じて第一の強さの光エネルギを照射する。また、現像工程において除去する部分には、フォトマスクに形成される透光領域により遮光して光エネルギを照射しない。スペーサ15の中心の高さの低い箇所(すなわち凹部)には、第一の半透過領域を通じて第一の強さの光エネルギよりも弱い強さの第二の強さの光エネルギを照射する。
Of the
このような構成とすると、図6に示すような構成のスペーサ15が得られる。
With such a configuration, a
次に、本発明の実施形態にかかる表示パネル用の基板1の製造方法について説明する。図7から図13は、本発明の実施形態にかかる表示パネル用の基板1の製造方法の各工程を、模式的に示した断面図である。本発明の実施形態にかかる表示パネル用の基板1の製造工程には、ブラックマトリックス形成工程と、着色層形成工程と、透明電極(共通電極)形成工程とが含まれる。なお、これらの図は説明のための模式的なものであり、特定の切断線に沿って切断したものではない。
Next, a manufacturing method of the
図7に示すように、ガラスなどからなる透明基板11の表面に、ブラックマトリックス12が形成される。ブラックマトリックス12の形成方法は、たとえば樹脂BM法であれば次のとおりである。まず、透明基板11の表面に、黒色着色剤を含有する感光性樹脂組成物(「BMレジスト」とも称する)の層が形成される。次いで、形成されたBMレジストが、フォトリソグラフィ法などにより所定のパターンにパターニングされる。これにより、格子状のブラックマトリックス12が形成される。
As shown in FIG. 7, a
図8に示すように、着色層形成工程では、カラー表示用の赤色、緑色、青色の各色の着色層13が形成される。着色層13の形成には、インクジェット印刷機が用いられる。すなわち、インクジェット印刷機を用いて、ブラックマトリックス12により区画される各領域(すなわち、ブラックマトリックス12の各格子の内側)に、所定の色の着色剤を含有する樹脂材料が滴下される。そして滴下された樹脂材料が固化される。これにより、各色の着色層13が形成される。
As shown in FIG. 8, in the colored layer forming step,
図9に示すように、共通電極形成工程においては、ブラックマトリックス12および着色層13の表面に、共通電極14が形成される。たとえばマスキング法であれば、前記工程を経た透明基板11の表面にマスクが配置され、スパッタリングなどによって透明な導電性材料が蒸着させられる。これにより、透明基板11の所定の位置に、所定のパターンの共通電極14が形成される。また、フォトリソグラフィ法によれば、前記工程を経た透明基板11の表面に導電性材料の膜が形成され、形成された導電性材料の膜が、エッチングによって所定のパターンにパターニングされる。このパターニングには、塩化第二鉄を用いたウェットエッチングが適用できる。透明な導電性材料には、インジウム酸化スズ(ITO:Indium Tin Oxide)が適用できる。
As shown in FIG. 9, in the common electrode forming step, the
次いで、スペーサ15と配向規制構造物16が、同じ工程において同時に形成される。具体的には次のとおりである。
Next, the
まず図10に示すように、共通電極14の表面に、感光性材料(たとえばアクリル系樹脂からなる感光性樹脂組成物)の膜17が形成される。感光性材料の膜17の形成には、たとえば、スリットコータによって感光性材料を塗布する方法が適用できる。ここでは、感光性材料の膜17がポジ型の感光性材料からなる構成を例に説明する。
First, as shown in FIG. 10, a
そして、図11に示すように、形成された感光性材料の膜17に、所定のフォトマスク9を用いて露光処理が施される。このフォトマスク9には、透光領域91と、スペーサ15を形成するための遮光領域92および第一の半透過領域93aと、配向規制構造物16を形成するための第二の半透過領域93bとが形成される。透光領域91は、光エネルギを透過させることができる。遮光領域92は、光エネルギを遮断することができる。第一の半透過領域93aおよび第二の半透過領域93bは、透過する光エネルギの強度を弱めることができる。
Then, as shown in FIG. 11, the formed
そして、感光性材料の膜17のうち、後の現像工程において除去される部分には、フォトマスク9の透光領域91を通じて第一の強さの光エネルギが照射される。また、感光性材料の膜17のうち、スペーサ15となる部分はフォトマスク9の遮光領域92により遮光されるとともに、スペーサ15となる領域の略中心には第一の半透過領域93aを通じて第二の強さの光エネルギが照射される。配向規制構造物16となる部分は、フォトマスク9の第二の半透過領域93bを通じて光エネルギが照射される。
A portion of the
フォトマスク9の第二の半透過領域93bを通じて照射される光エネルギの強さは、第一の強さの光エネルギよりも弱い強さの光エネルギであって、後の現像工程において、感光性材料の膜17の一部を除去でき一部を残すことができる(すなわち、現像工程において、感光性材料の膜17の厚さを薄くすることができる)強さの光エネルギである。具体的な強さは、形成される配向規制構造物16の高さに応じて設定される。
The intensity of light energy irradiated through the second
次いで、露光処理が施された感光性材料の膜17に、現像処理が施される。図12に示すように、現像処理が施されると、感光性材料の膜17のうち、フォトマスク9の透光領域91を通じて第一の強さの光エネルギが照射された部分が除去され、フォトマスク9の遮光領域92により遮光された部分(すなわち、光エネルギが照射されなかった部分)が残る。また、フォトマスク9の第一の半透過領域93aを通じて第二の強さの光エネルギが照射された部分と、フォトマスク9の第二の半透過領域93bを通じて第一の強さの光エネルギよりも弱い強さの光エネルギが照射された部分も残る。このため、表示パネル用の基板1の表面には、柱状のスペーサ15と、所定のパターンの配向規制構造物16が残る。
Next, development processing is performed on the
感光性材料の膜17のうち、フォトマスク9の第一の半透過領域93aを通じて第二の強さの光エネルギが照射された部分は、遮光領域92により遮光された部分に比較して厚さが薄くなる。このため、柱状のスペーサ15の上面の略中心は厚さが薄くなり、上面の略中心に凹部が形成される。同様に、フォトマスク9の第二の半透過領域93bを通じて第一の強さの光エネルギよりも弱いエネルギが照射された部分も、遮光領域92により遮光された部分に比較して厚さが薄くなる。このため、配向規制構造物16の高さは、スペーサ15の高さよりも低くなる。
In the
なお、感光性材料の膜17がネガ型の感光性材料からなる場合であっても、前記構成を有するスペーサ15および配向規制構造物16を形成することができる。感光性材料の膜17がネガ型の感光性材料からなる場合において、露光工程で使用するフォトマスクは、感光性材料の膜17がポジ型の感光性材料からなる場合において使用するフォトマスクと、透光領域と遮光領域とが入れ替わった構成を有する。スペーサ15の中心に凹部を形成するための第一の半透過領域のパターンと、配向規制構造物16を形成するための第二の半透過領域のパターンは、感光性材料の膜17がネガ型の感光性材料からなる場合であっても、ポジ型の感光性材料からなる場合であっても、同じパターンを有する。
Even when the
すなわち、図11を参照して説明すると、図11に示すフォトマスク9の遮光領域92が、感光性材料の膜がネガ型の感光性材料により形成される場合に使用するフォトマスクでは、透光領域となる。図11に示すフォトマスク9の透光領域91が、感光性材料の膜がネガ型の感光性材料により形成される場合に使用するフォトマスクでは、遮光領域となる。スペーサ15の中心に凹部を形成するための第一の半透過領域のパターンと、配向規制構造物16を形成するための第二の半透過領域のパターンは、感光性材料の膜17がネガ型の感光性材料からなる場合であっても、ポジ型の感光性材料からなる場合であっても、同じパターンを有する。
That is, with reference to FIG. 11, the
そして、感光性材料の膜17のうち、後の現像工程において除去される部分は、フォトマスクの遮光領域により遮光されて光エネルギが照射されない。後の現像工程において、そのまま残る部分(すなわち、スペーサ15となる部分)には、透光領域を通じて第一の強さの光エネルギが照射される。スペーサ15となる領域の略中心には、第一の半透過領域を通じて第二の強さの光エネルギが照射される。配向規制構造物16となる部分には、フォトマスクの第二の半透過領域を通じて光エネルギが照射される。
The portion of the
フォトマスクの第二の半透過領域を通じて照射される光エネルギの強さは、第一の強さの光エネルギよりも弱い強さの光エネルギであって、後の現像工程において、感光性材料の膜17の一部を除去でき一部を残すことができる(すなわち、現像工程において、感光性材料の膜17の厚さを薄くすることができる)強さの光エネルギである。具体的な強さは、形成される配向規制構造物16の高さに応じて設定される。
The intensity of the light energy irradiated through the second translucent region of the photomask is light energy having a weaker intensity than the light intensity of the first intensity. The light energy is strong enough to remove a part of the
次いで、露光処理が施された感光性材料の膜17に、現像処理が施される。図12に示すように、現像処理が施されると、感光性材料の膜17のうち、フォトマスクの透光領域を通じて第一の強さの光エネルギが照射された部分が残り、フォトマスクの遮光領域により遮光された部分(すなわち、光エネルギが照射されなかった部分)が除去される。また、フォトマスクの第一の半透過領域を通じて第二の強さの光エネルギが照射された部分と、フォトマスクの第二の半透過領域を通じて第一の強さの光エネルギよりも弱い強さの光エネルギが照射された部分も残る。このため、表示パネル用の基板1の表面には、柱状のスペーサ15と、所定のパターンの配向規制構造物16が残る。
Next, development processing is performed on the
感光性材料の膜17のうち、フォトマスクの第一の半透過領域を通じて第二の強さの光エネルギが照射された部分は、透光領域を通じて光エネルギが照射された部分に比較して厚さが薄くなる。このため、柱状のスペーサ15の上面の略中心は厚さが薄くなり、上面の略中心に凹部が形成される。同様に、フォトマスクの第二の半透過領域を通じて第一の強さの光エネルギよりも弱いエネルギが照射された部分も、透光領域を通じて光エネルギが照射された部分に比較して厚さが薄くなる。このため、配向規制構造物16の高さは、スペーサ15の高さよりも低くなる。
Of the
このように、感光性材料の膜17がネガ型の感光性材料からなる場合であっても、ポジ型の感光性材料からなる場合と同様な構成のスペーサ15および配向規制構造物16を形成することができる。
As described above, even when the
次いで、現像処理が施された感光性材料の膜17(すなわち、スペーサ15および配向規制構造物16)に、加熱処理が施される。図13は、加熱処理が施されたスペーサ15および配向規制構造物16の構造を模式的に示した断面図である。感光性材料がガラス転移点温度以上に加熱されると、形成されたスペーサ15および配向規制構造物16は軟化し、表面張力によって変形する。前記の通りスペーサ15の上面の中心の領域には凹部が形成されるから、その上面が略平面となるかまたは上面の略中心が窪んだ形状になる。一方、配向規制構造物16は、その断面が略半円状または上側に張り出した曲線状になる。
Next, the
以上の工程を経て、本発明の実施形態にかかる表示パネル用の基板1が製造される。
Through the above steps, the
本発明の実施形態によれば、液晶の配向を規制する配向規制構造物16とスペーサ15とが、同じ工程で同時に形成される。したがって、別々に形成する構成に比較して工程数を削減することができ、生産コストの削減を図ることができる。
According to the embodiment of the present invention, the
以上、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明したが、本発明は前記各実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において種々の改変が可能であることはいうまでもない。 The embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. It goes without saying that it is possible.
1 表示パネル用の基板
11 透明基板
12 ブラックマトリックス
13 着色層
14 共通電極
15 スペーサ
16 配向規制構造物
17 感光性樹脂組成物の層
9 フォトマスク
91 透光領域
92 遮光領域
93a 第一の半透過領域
93b 第二の半透過領域
DESCRIPTION OF
Claims (21)
前記表示パネル用の基板の表面に感光性材料の膜を形成する段階と、
前記感光性材料の膜の前記スペーサに対応する領域の略中心の領域にフォトマスクに形成される第一の半透過領域を通じて光エネルギを照射する段階と、
前記感光性材料の膜を現像することによって前記フォトマスクの前記第一の半透過領域を通じて光エネルギを照射した領域に凹部を形成する段階と、
を有することを特徴とするスペーサの形成方法。 A method of forming a spacer for defining a cell gap between substrates for a display panel,
Forming a photosensitive material film on the surface of the display panel substrate;
Irradiating light energy through a first semi-transmissive region formed in a photomask on a region substantially in the center corresponding to the spacer of the film of the photosensitive material; and
Forming a recess in a region irradiated with light energy through the first translucent region of the photomask by developing the film of photosensitive material;
A method for forming a spacer, comprising:
前記フォトマスクは前記スペーサに対応する遮光領域と該遮光領域の略中心に形成される第一の半透過領域とを有し、
前記感光性材料の膜のうち前記スペーサに対応する領域を遮光するとともに前記スペーサに対応する領域の略中心の領域に前記第一の半透過領域を通じて光エネルギを照射し、
前記感光性材料の膜の現像においてスペーサに対応する領域に感光性材料を残すとともに前記第一の半透過領域を通じて光エネルギを照射した領域に凹部を形成することを特徴とする請求項1または請求項2に記載のスペーサの形成方法。 The photosensitive material is a positive photosensitive material,
The photomask has a light shielding region corresponding to the spacer and a first semi-transmissive region formed substantially at the center of the light shielding region,
The region corresponding to the spacer is shielded from the film of the photosensitive material, and light energy is irradiated through the first semi-transmissive region to a region substantially in the center corresponding to the spacer,
The photosensitive material is left in a region corresponding to a spacer in development of the film of the photosensitive material, and a concave portion is formed in a region irradiated with light energy through the first semi-transmissive region. Item 3. A method for forming a spacer according to Item 2.
前記表示パネル用の基板の表面に感光性材料の膜を形成する段階と、
前記感光性材料の膜の前記スペーサに対応する領域の略中心の領域にフォトマスクに形成される第一の半透過領域を通じて光エネルギを照射する段階と、
前記感光性材料の膜を現像することによって前記フォトマスクの前記第一の半透過領域を通じて光エネルギを照射した領域に凹部を形成する段階と、
を有することを特徴とする表示パネル用の基板の製造方法。 A method of manufacturing a substrate for a display panel having a spacer that defines a cell gap,
Forming a photosensitive material film on the surface of the display panel substrate;
Irradiating light energy through a first semi-transmissive region formed in a photomask on a region substantially in the center corresponding to the spacer of the film of the photosensitive material; and
Forming a recess in a region irradiated with light energy through the first transflective region of the photomask by developing the film of photosensitive material;
A method for manufacturing a substrate for a display panel, comprising:
前記フォトマスクは前記スペーサに対応する遮光領域と該遮光領域の略中心に形成される第一の半透過領域とを有し、
前記感光性材料の膜のうち前記スペーサに対応する領域を遮光するとともに前記スペーサに対応する領域の略中心の領域に前記第一の半透過領域を通じて光エネルギを照射し、
前記感光性材料の膜の現像においてスペーサに対応する領域に感光性材料を残すとともに前記第一の半透過領域を通じて光エネルギを照射した領域に凹部を形成することを特徴とする請求項4または請求項5に記載の表示パネル用の基板の製造方法。 The photosensitive material is a positive photosensitive material,
The photomask has a light shielding region corresponding to the spacer and a first semi-transmissive region formed substantially at the center of the light shielding region,
The region corresponding to the spacer is shielded from the film of the photosensitive material, and light energy is irradiated through the first semi-transmissive region to a region substantially in the center corresponding to the spacer,
5. The photosensitive material is left in a region corresponding to a spacer in the development of the photosensitive material film, and a concave portion is formed in a region irradiated with light energy through the first semi-transmissive region. Item 6. A method for producing a substrate for a display panel according to Item 5.
前記表示パネル用の基板の表面に感光性材料の膜を形成する段階と、
前記感光性材料の膜の所定の領域に第一の強さの光エネルギを照射するとともに前記感光性材料の膜の前記スペーサに対応する領域の略中心に前記第一の強さの光エネルギよりも弱い第二の強さの光エネルギを照射する段階と、
前記感光性材料の膜を現像することによって前記感光性材料の膜の前記第二の強さの光エネルギを照射した領域に凹部を形成する段階と、
を有することを特徴とするスペーサの形成方法。 A method of forming a spacer for defining a cell gap between substrates for a display panel,
Forming a photosensitive material film on the surface of the display panel substrate;
A predetermined area of the photosensitive material film is irradiated with light energy of a first intensity, and the light intensity of the first intensity is applied to the approximate center of the area corresponding to the spacer of the film of photosensitive material. Irradiating light energy of weak second intensity,
Forming a recess in a region of the photosensitive material film irradiated with light energy of the second intensity by developing the photosensitive material film; and
A method for forming a spacer, comprising:
前記感光性材料の膜の前記所定の領域は現像によって除去される領域であり、
前記フォトマスクは、前記スペーサに対応する遮光領域と、該遮光領域の略中心に形成される第一の半透過領域と、前記遮光領域と前記第一の半透過領域以外の部分に形成される透光領域とを有し、
前記感光性材料の膜のうち前記スペーサに対応する領域には前記フォトマスクに形成される遮光領域により遮光し、前記感光性材料の膜の前記所定の領域には前記フォトマスクに形成される透光領域を通じて第一の強さの光エネルギを照射し、前記感光性材料の膜のうち前記スペーサに対応する領域の略中心には前記フォトマスクに形成される第一の半透過領域を通じて前記第一の強さの光エネルギよりも弱い第二の強さの光エネルギを照射し、
前記感光性材料の膜を現像してスペーサに対応する領域に感光性材料の膜を残すとともに前記第一の半透過領域を通じて第二の強さの光エネルギを照射した領域に凹部を形成することを特徴とする請求項9に記載のスペーサの形成方法。 The photosensitive material film is made of a positive photosensitive material,
The predetermined area of the photosensitive material film is an area to be removed by development;
The photomask is formed in a light shielding region corresponding to the spacer, a first semi-transmissive region formed substantially at the center of the light shielding region, and a portion other than the light shielding region and the first semi-transmissive region. A translucent region,
A region corresponding to the spacer of the photosensitive material film is shielded by a light shielding region formed on the photomask, and a transparent region formed on the photomask is formed on the predetermined region of the photosensitive material film. A light energy having a first intensity is irradiated through the light region, and the first portion of the film of the photosensitive material corresponding to the spacer is substantially centered in the region through the first semi-transmissive region formed in the photomask. Irradiate light energy of a second intensity that is weaker than light energy of one intensity,
The photosensitive material film is developed to leave a photosensitive material film in a region corresponding to the spacer, and a recess is formed in a region irradiated with light energy of a second intensity through the first semi-transmissive region. The method of forming a spacer according to claim 9.
前記表示パネル用の基板の表面に感光性材料の膜を形成する段階と、
前記感光性材料の膜の所定の領域に第一の強さの光エネルギを照射するとともに前記感光性材料の膜の前記スペーサに対応する領域の略中心に前記第一の強さの光エネルギよりも弱い第二の強さの光エネルギを照射する段階と、
前記感光性材料の膜を現像することによって前記感光性材料の膜の前記第二の強さの光エネルギを照射した領域に凹部を形成する段階と、
を有することを特徴とする表示パネル用の基板の製造方法。 A method of manufacturing a substrate for a display panel having a spacer that defines a cell gap,
Forming a photosensitive material film on the surface of the display panel substrate;
A predetermined area of the photosensitive material film is irradiated with light energy of a first intensity, and the light intensity of the first intensity is applied to the approximate center of the area corresponding to the spacer of the film of photosensitive material. Irradiating light energy of weak second intensity,
Forming a recess in the region of the photosensitive material film irradiated with the second intensity of light energy by developing the photosensitive material film; and
A method for manufacturing a substrate for a display panel, comprising:
前記感光性材料の膜の前記所定の領域は現像によって除去される領域であり、
前記フォトマスクは前記スペーサに対応する遮光領域と該遮光領域の略中心に形成される第一の半透過領域と前記遮光領域と前記第一の半透過領域以外の部分に形成される透光領域とを有し、
前記感光性材料の膜のうち前記スペーサに対応する領域には前記フォトマスクに形成される遮光領域により遮光し、前記感光性材料の膜の前記所定の領域には前記フォトマスクに形成される透光領域を通じて第一の強さの光エネルギを照射し、前記感光性材料の膜のうち前記スペーサに対応する領域の略中心には前記フォトマスクに形成される第一の半透過領域を通じて前記第一の強さの光エネルギよりも弱い第二の強さの光エネルギを照射し、
前記感光性材料の膜を現像してスペーサに対応する領域に感光性材料の膜を残すとともに前記第一の半透過領域を通じて第二の強さの光エネルギを照射した領域に凹部を形成することを特徴とする請求項13に記載の表示パネル用の基板の製造方法。 The photosensitive material is a positive photosensitive material,
The predetermined area of the photosensitive material film is an area to be removed by development;
The photomask includes a light-shielding region corresponding to the spacer, a first semi-transmissive region formed substantially at the center of the light-shielded region, and a light-transmitting region formed in a portion other than the light-shielding region and the first semi-transmissive region. And
A region corresponding to the spacer in the photosensitive material film is shielded by a light shielding region formed on the photomask, and a transparent region formed on the photomask is formed in the predetermined region of the photosensitive material film. A light energy having a first intensity is irradiated through the light region, and the first portion of the photosensitive material film corresponding to the spacer is substantially centered in a region corresponding to the spacer through the first translucent region. Irradiate light energy of a second intensity that is weaker than light energy of one intensity,
Developing the photosensitive material film to leave a photosensitive material film in a region corresponding to the spacer, and forming a recess in a region irradiated with light energy of a second intensity through the first semi-transmissive region. A method for manufacturing a substrate for a display panel according to claim 13.
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