JP2012088578A - Liquid crystal panel and method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液晶パネル及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a liquid crystal panel and a method for manufacturing the same.
近年、液晶表示素子は、軽量で低消費電力という特徴から、コンピュータの表示装置、テレビジョン受像機あるいはプロジェクタなどの種々の分野で利用されている。 In recent years, liquid crystal display elements have been used in various fields such as computer display devices, television receivers, and projectors because of their light weight and low power consumption.
また、液晶プロジェクタなどの投射型表示素子では、光源から出射される光を赤(R)、緑(G)、青(B)に分離し、各色光を液晶表示素子により構成される3つのライトバルブにより変調し、変調された後の色光束を合わせて投射面に拡大投射している。この液晶プロジェクタなどのライトバルブとしては、薄膜トランジスタ(TFT)駆動によるアクティブマトリクス型液晶表示素子が用いられていることが多い。 Further, in a projection display element such as a liquid crystal projector, light emitted from a light source is separated into red (R), green (G), and blue (B), and each color light is composed of three lights composed of a liquid crystal display element. The light is modulated by the bulb, and the modulated color light flux is combined and projected on the projection surface. As a light valve for such a liquid crystal projector, an active matrix liquid crystal display element driven by a thin film transistor (TFT) is often used.
一般的に、アクティブマトリクス型液晶表示素子は、スイッチング素子や表示電極が形成されたTFT駆動素子基板と、TFT駆動素子基板に対向して設けられた対向基板とを有すると共に、TFT駆動素子基板と対向基板との間に液晶材料が封入される。 In general, an active matrix liquid crystal display element has a TFT drive element substrate on which switching elements and display electrodes are formed, and a counter substrate provided opposite to the TFT drive element substrate, A liquid crystal material is sealed between the opposite substrate.
この際、液晶材料が所望の電気光学的特性を呈するためには、TFT駆動素子基板と対向基板との対向間隙を表示領域全体で均一にする必要がある。 At this time, in order for the liquid crystal material to exhibit desired electro-optical characteristics, it is necessary to make the opposing gap between the TFT drive element substrate and the opposing substrate uniform over the entire display region.
このため、基板間隙の均一化を図るために、TFT駆動素子基板と対向基板との間にプラスチックビーズなどの球をスペーサとして配置することが考えられている(例えば、特許文献1参照)。 For this reason, in order to make the gap between the substrates uniform, it is considered that a sphere such as a plastic bead is arranged as a spacer between the TFT drive element substrate and the counter substrate (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、このような球状スペーサは、球の直径の均一性や分散性が悪いためにギャップ(間隙)の均一化を確保するのが困難であるうえ、有効画素領域に位置するスペーサによって光の透過率が低下してしまうといった問題が生じていた。 However, such a spherical spacer is difficult to ensure a uniform gap (gap) due to poor uniformity and dispersibility of the diameter of the sphere, and light is transmitted by the spacer located in the effective pixel region. There was a problem that the rate dropped.
そこで、上述した特許文献1では、球状スペーサを廃止し、フォトレジスト材料からなる柱状のスペーサをいずれかの基板に形成する方法が提案されている。 Therefore, in Patent Document 1 described above, a method is proposed in which the spherical spacer is eliminated and a columnar spacer made of a photoresist material is formed on any substrate.
この柱状のスペーサは、駆動素子基板の配線部又は対向基板の遮光膜に限定して設けるといったように、非有効画素領域に選択的に形成することが可能であるため、光を効率的に利用することができ、高精度・高コントラストの光学特性を有する基板間隙制御を確保することができるという利点を有する。 This columnar spacer can be selectively formed in the ineffective pixel area, such as being provided only on the wiring portion of the drive element substrate or the light shielding film of the counter substrate, so that light can be used efficiently. And has an advantage that it is possible to ensure substrate gap control having high accuracy and high contrast optical characteristics.
一方、柱状のスペーサは、その形成として厚さを一定に保つことが難しく、例えば、液晶注入口付近の基板間距離を一定に制御することが難しいという新たな問題が生じていた。 On the other hand, it is difficult to keep the thickness of the columnar spacers constant as it is formed, and for example, a new problem has arisen that it is difficult to control the inter-substrate distance near the liquid crystal injection port constant.
そこで、上述した特許文献1では、透明基板の表面に形成された遮光膜の表面に、着色層と同様の材料からなる3層のスペーサ用着色層(R・G・B)を積層したうえで、このスペーサ用着色層の周囲に截頭円錐形状の柱状のスペーサを形成したものを提案している。 Therefore, in Patent Document 1 described above, a three-layer spacer coloring layer (R / G / B) made of the same material as the coloring layer is laminated on the surface of the light-shielding film formed on the surface of the transparent substrate. In this proposal, a columnar spacer having a frustoconical shape is formed around the spacer coloring layer.
この際、3層の円柱型のスペーサ用着色層は、遮光膜の表面側(下層)から順に積層していくにしたがって、その円柱の太さを細く形成し、柱状のスペーサの太さのばらつきを抑制している。 At this time, the three-layer cylindrical spacer coloring layer is formed so that the thickness of the column becomes thinner as the light-shielding film is sequentially laminated from the surface side (lower layer), and the thickness of the columnar spacer varies. Is suppressed.
ところで、近年の液晶パネルの市場では、更なる光学特性の改善及び高速応答速度の品質が求められているうえ、同じ本体サイズであっても表示面積をできるだけ広くしたい(高開口率)という要望や、薄型化(狭ギャップ化)の要望が高まっている。 By the way, in the recent liquid crystal panel market, there is a demand for further improvement in optical characteristics and high response speed quality, and there is a demand for a display area as large as possible (high aperture ratio) even with the same main body size. There is a growing demand for thinner thickness (narrow gap).
ここで、例えば、高開口率化を確保しようとすると、柱状のスペーサを形成する配線部や遮光膜の幅を狭くせざるを得ないため、必然と柱状のスペーサも截頭円錐形状から円柱形状に近い細長い形状に形成しなくてはならなくなる。 Here, for example, in order to ensure a high aperture ratio, the width of the wiring part and the light shielding film for forming the columnar spacers must be narrowed. It must be formed in an elongated shape close to.
しかしながら、上述した3層のスペーサ用着色層にあっては、遮光膜の表面側(下層)から順に積層していくにしたがって太さを細くすることで、柱状のスペーサの太さのばらつきを抑制していることから、最下層のスペーサ用着色層の幅(直径)を狭くするには限界があり、遮光膜幅の狭幅化が困難となるばかりでなく、截頭円錐形状から円柱形状に近付けることが困難であるという問題が生じる。 However, in the above-mentioned three colored layers for spacers, variation in the thickness of the columnar spacers is suppressed by reducing the thickness as the layers are sequentially laminated from the surface side (lower layer) of the light shielding film. Therefore, there is a limit to reducing the width (diameter) of the colored layer for the lowermost spacer, and it is difficult not only to narrow the width of the light shielding film, but also from a truncated cone shape to a cylindrical shape. The problem arises that it is difficult to approach.
さらに、上述した截頭円錐形状の柱状のスペーサにあっては、スペーサ用着色層を含めて基板表面から直接立ち上がっているため、例えば、液晶パネルの製造段階での洗浄工程やプレス工程及び製造後の外圧により高い圧力が加わると、柱状のスペーサが根元から剥れたり潰れ(欠け)たりし易いという問題が生じる。 Furthermore, in the above-mentioned frustoconical columnar spacer, since it rises directly from the surface of the substrate including the spacer coloring layer, for example, a cleaning process, a pressing process and a manufacturing process in the manufacturing stage of the liquid crystal panel When a high pressure is applied due to the external pressure, a problem arises that the columnar spacer is easily peeled off or crushed (notched).
尚、このような剥がれや欠けが発生すると、ギャップ内でのゴミとして残存して画素への悪影響を及ぼしてしまうという問題になってしてしまう。また、柱状のスペーサの一部が欠けてしまうと、柱状のスペーサの周辺に沿うはずの液晶分子の配向がヌケてしまい、周辺の明度に対して暗くなってしまうという問題が生じる。 When such peeling or chipping occurs, it becomes a problem that it remains as dust in the gap and adversely affects the pixels. In addition, if a part of the columnar spacer is missing, the alignment of the liquid crystal molecules that should be along the periphery of the columnar spacer is lost, resulting in a problem that it becomes darker than the brightness of the periphery.
ここで、柱状のスペーサの設置数を多くした場合、ギャップ密度との割合から配向不良や配向規制力の劣化という新たな問題が発生するため、柱状のスペーサの数を増やすことなく強度を確保する構造が望まれている。 Here, when the number of columnar spacers is increased, new problems such as poor alignment and deterioration of alignment regulation force occur due to the ratio with the gap density, so the strength is ensured without increasing the number of columnar spacers. A structure is desired.
そこで、本発明は、遮光膜幅の狭幅化に貢献しつつ柱状のスペーサの強度を確保し得て、柱状のスペーサの傾倒及び損壊を抑制することができる液晶パネル及びその製造方法を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention provides a liquid crystal panel that can ensure the strength of the columnar spacer while contributing to the narrowing of the light shielding film width, and can suppress the tilting and breakage of the columnar spacer, and a method for manufacturing the same. For the purpose.
請求項1に係る発明は、開口領域を区画する遮光膜を有する第1基板と、前記第1基板と離間して対向配置された第2基板と、前記第1基板および前記第2基板の間隙に配設された液晶層と、前記遮光膜上に形成されたスペーサと、を備え、前記スペーサは、前記第1基板および前記第2基板の間隙を規定する第1スペーサ部と、前記遮光膜表面に形成され、かつ、少なくとも一部が前記第1スペーサ部の内部に埋設される第2スペーサ部と、を有する液晶パネルとした。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a first substrate having a light-shielding film that partitions an opening region, a second substrate that is spaced from and opposed to the first substrate, and a gap between the first substrate and the second substrate. A liquid crystal layer disposed on the light shielding film, and a spacer formed on the light shielding film, wherein the spacer includes a first spacer portion defining a gap between the first substrate and the second substrate, and the light shielding film. A liquid crystal panel having a second spacer portion formed on the surface and at least partially embedded in the first spacer portion.
また、請求項2に係る発明は、請求項1に記載の液晶パネルにおいて、前記第1基板は、前記遮光膜を中間層に有する積層膜により構成され、前記第2スペーサ部は、前記遮光膜と一体に形成されていることとした。 According to a second aspect of the present invention, in the liquid crystal panel according to the first aspect, the first substrate is formed of a laminated film having the light shielding film as an intermediate layer, and the second spacer portion is formed of the light shielding film. And is formed integrally.
また、請求項3に係る発明は、開口領域を区画する遮光膜を有する第1基板と、前記第1基板と離間して対向配置された第2基板と、前記第1基板および前記第2基板の間隙に配設された液晶層と、前記遮光膜の上方に形成されたスペーサと、を備え、前記スペーサは、前記第1基板および前記第2基板の間隙を規定する第1スペーサ部と、前記第1基板表面に形成され、少なくとも一部が前記第1スペーサ部の内部に埋設される第2スペーサ部と、を有する液晶パネルとした。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a first substrate having a light-shielding film that partitions an opening region, a second substrate that is spaced from and opposed to the first substrate, the first substrate, and the second substrate. A liquid crystal layer disposed in a gap between the first substrate and a spacer formed above the light shielding film, the spacer including a first spacer portion that defines a gap between the first substrate and the second substrate; A liquid crystal panel having a second spacer portion formed on the surface of the first substrate and at least partially embedded in the first spacer portion.
また、請求項4に係る発明は、請求項1〜3のいずれか1項に記載の液晶パネルにおいて、前記第2スペーサ部は、前記第1スペーサ部よりも硬度の高い金属又は硬質樹脂から構成されていることとした。 According to a fourth aspect of the present invention, in the liquid crystal panel according to any one of the first to third aspects, the second spacer portion is made of a metal or hard resin having a hardness higher than that of the first spacer portion. It was decided that
また、請求項5に係る発明は、遮光膜を中間層に有する積層膜からなる第1基板の表面を選択的に除去し、該遮光膜を露出させる工程と、前記露出させた遮光膜上に第1成膜材料層を埋設する工程と、前記第1成膜材料層を含む前記第1基板上に第2成膜材料層を形成する工程と、前記第2成膜材料層における前記第1成膜材料層上の領域を除く領域を選択的に除去して第2スペーサ部を形成する工程と、前記第2スペーサ部の少なくとも一部が埋設されるように前記第1スペーサ部を形成する工程と、前記第1スペーサ部および前記第2スペーサ部が形成された第1基板と対向して第2基板を配置する工程と、前記第1基板および第2基板の間隙に液晶層を配設する工程と、を有する液晶パネルの製造方法とした。 According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a step of selectively removing the surface of the first substrate made of a laminated film having a light shielding film as an intermediate layer, exposing the light shielding film, and on the exposed light shielding film. Embedding a first film forming material layer, forming a second film forming material layer on the first substrate including the first film forming material layer, and the first film forming material layer in the first film forming material layer. Forming a second spacer portion by selectively removing a region excluding a region on the film forming material layer; and forming the first spacer portion so that at least a part of the second spacer portion is embedded. A step, a step of disposing a second substrate facing the first substrate on which the first spacer portion and the second spacer portion are formed, and a liquid crystal layer disposed in a gap between the first substrate and the second substrate And a process for producing a liquid crystal panel.
また、請求項6に係る発明は、請求項5に記載の液晶パネルの製造方法において、前記第1基板は、前記遮光膜を中間層に有する積層膜により構成され、前記第2スペーサ部は、前記遮光膜と一体に形成されていることとした。 According to a sixth aspect of the present invention, in the method for manufacturing a liquid crystal panel according to the fifth aspect, the first substrate is composed of a laminated film having the light shielding film as an intermediate layer, and the second spacer portion is It was formed integrally with the light shielding film.
また、請求項7に係る発明は、第1基板は、前記遮光膜を中間層に有する積層膜により構成され、前記第1基板における前記遮光膜の上方に第2スペーサ部を形成する工程と、前記第2スペーサ部の少なくとも一部が埋設されるように前記第1スペーサ部を形成する工程と、前記第1スペーサ部および前記第2スペーサ部が形成された第1基板と対向して第2基板を配置する工程と、前記第1基板および第2基板の間隙に液晶層を配設する工程と、を有する液晶パネルの製造方法とした。 According to a seventh aspect of the present invention, the first substrate includes a laminated film having the light shielding film as an intermediate layer, and a second spacer portion is formed above the light shielding film in the first substrate; A step of forming the first spacer portion so that at least a part of the second spacer portion is embedded, and a second facing the first substrate on which the first spacer portion and the second spacer portion are formed. The liquid crystal panel manufacturing method includes a step of disposing a substrate and a step of disposing a liquid crystal layer in a gap between the first substrate and the second substrate.
また、請求項8に係る発明は、請求項5〜7のいずれか1項に記載の液晶パネルの製造方法において、前記第2スペーサ部は、前記第1スペーサ部よりも硬度の高い金属又は硬質樹脂から構成されていることとした。 The invention according to claim 8 is the method of manufacturing a liquid crystal panel according to any one of claims 5 to 7, wherein the second spacer portion is a metal or a hard material whose hardness is higher than that of the first spacer portion. It was supposed to be composed of resin.
本発明の液晶パネルは、遮光膜幅の狭幅化に貢献しつつ柱状のスペーサの強度を確保し得て、柱状のスペーサの傾倒及び損壊を抑制することができる。 The liquid crystal panel of the present invention can secure the strength of the columnar spacer while contributing to the narrowing of the light shielding film width, and can suppress the tilting and breakage of the columnar spacer.
次に、本発明の一実施形態に係る液晶パネル及びその製造方法について、図面を参照して説明する。尚、以下に示す実施例は本発明の液晶パネルにおける好適な具体例であり、技術的に好ましい種々の限定を付している場合もあるが、本発明の技術範囲は、特に本発明を限定する記載がない限り、これらの態様に限定されるものではない。また、以下に示す実施形態における構成要素は適宜、既存の構成要素等との置き換えが可能であり、かつ、他の既存の構成要素との組合せを含む様々なバリエーションが可能である。したがって、以下に示す実施形態の記載をもって、特許請求の範囲に記載された発明の内容を限定するものではない。 Next, a liquid crystal panel and a manufacturing method thereof according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, although the Example shown below is a suitable specific example in the liquid crystal panel of this invention, and there may be various technically preferable restrictions, the technical scope of this invention limits this invention especially. Unless otherwise stated, the present invention is not limited to these embodiments. In addition, the constituent elements in the embodiments shown below can be appropriately replaced with existing constituent elements and the like, and various variations including combinations with other existing constituent elements are possible. Therefore, the description of the embodiment described below does not limit the contents of the invention described in the claims.
(実施の形態) (Embodiment)
本発明の一実施形態に係る液晶パネルは、バックライト等の光源からの入射項を選択的に透過し、映像を表示するためのものである。この液晶パネルは、例えば、映像信号に応じて各画素が駆動される透過型の表示パネルであり、液晶層を一対の透明基板で挟み込んだ構造となっている。具体的には、液晶パネルは、離間して互いに対向する一対の駆動素子基板および対向基板と、これらの間隙に配置された液晶層とを備えている。駆動素子基板は、開口領域を区画する遮光膜を有する。 A liquid crystal panel according to an embodiment of the present invention is for selectively transmitting an incident term from a light source such as a backlight and displaying an image. This liquid crystal panel is, for example, a transmissive display panel in which each pixel is driven according to a video signal, and has a structure in which a liquid crystal layer is sandwiched between a pair of transparent substrates. Specifically, the liquid crystal panel includes a pair of driving element substrates and a counter substrate that are spaced apart and face each other, and a liquid crystal layer disposed in a gap therebetween. The drive element substrate has a light shielding film that partitions the opening region.
特に本実施形態に係る液晶パネルでは、一対の駆動素子基板および対向基板の間に配設する柱状のスペーサを、駆動素子基板および対向基板の間隙を規定する第1スペーサ部としての柱状スペーサと、遮光膜に接続されるとともに柱状スペーサを支持する第2スペーサ部としての中軸スペーサとにより構成している。これにより、液晶パネルの高開口化に伴い遮光膜およびスペーサの線幅が狭くなった場合でも、スペーサの強度を確保し、スペーサが傾倒したり剥がれたりすることが抑制される。そのため、スペーサが傾倒する等より、液晶層内の液晶が傾倒することに起因する表示ムラや輝度低下を抑制することができる。 In particular, in the liquid crystal panel according to the present embodiment, a columnar spacer disposed between the pair of driving element substrates and the counter substrate is a columnar spacer as a first spacer portion that defines a gap between the driving element substrate and the counter substrate; A middle-axis spacer is connected to the light-shielding film and serves as a second spacer portion that supports the columnar spacer. Thereby, even when the line widths of the light-shielding film and the spacer become narrow as the liquid crystal panel has a higher opening, the strength of the spacer is secured, and the spacer is prevented from being tilted or peeled off. Therefore, it is possible to suppress display unevenness and luminance reduction due to tilting of the liquid crystal in the liquid crystal layer, for example, due to tilting of the spacer.
以下、本実施形態の液晶パネルについて、実施例に基づいて説明する。図1(A)は本発明の一実施形態に係る実施例1の液晶パネルの概略の説明図、図1(B)は本発明の一実施形態に係る実施例2の液晶パネルの概略の説明図、図1(C)は本発明の一実施形態に係る実施例3の液晶パネルの概略の説明図である。図2は本発明の一実施形態に係る実施例1の液晶パネルの製造工程を時系列で示す説明図である。 Hereinafter, the liquid crystal panel of the present embodiment will be described based on examples. 1A is a schematic explanatory diagram of a liquid crystal panel of Example 1 according to an embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a schematic description of a liquid crystal panel of Example 2 according to an embodiment of the present invention. FIG. 1C is a schematic explanatory diagram of a liquid crystal panel of Example 3 according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is an explanatory view showing, in time series, the manufacturing process of the liquid crystal panel of Example 1 according to one embodiment of the present invention.
図1(A)に示した液晶パネル10は、駆動素子基板20と、駆動素子基板20に対向して設けられた対向基板11とを有すると共に、駆動素子基板20と対向基板11との間に液晶材料(図示せず)が封入された液晶層12が配設されている。
The
(実施例1の概略構成)
図1(A)に示すように、駆動素子基板20は、表面上に駆動素子(図示せず)を配置したガラス基板21と、ガラス基板21の上層に成膜された第1絶縁膜22と、第1絶縁膜22の表面側に形成された遮光膜23と、第1絶縁膜22の上層に成膜された第2絶縁膜24と、第2絶縁膜24の上層に形成された透明導電膜25と、を備えている。第2絶縁膜24および透明導電膜25には、遮光膜23まで達する貫通孔が形成されており、露出した遮光膜23にはスペーサ30の中軸スペーサ26が形成されており、この中軸スペーサ26の少なくとも一部が埋設されるように柱状スペーサ27が形成されている。この柱状スペーサ27は、駆動素子基板20と対向基板11との対向間隔を規定する。
(Schematic configuration of Example 1)
As shown in FIG. 1A, the
(実施例2の概略構成)
本実施例は、スペーサを構成する中軸スペーサを遮光膜と同じ材料により形成した例である。言い換えると、スペーサの中軸スペーサと遮光膜とを一体的に形成した例である。図1(B)に示すように、本実施例では、駆動素子基板20は、表面上に駆動素子(図示せず)を配置したガラス基板21と、ガラス基板21の上層に成膜された第1絶縁膜22と、第1絶縁膜22の表面側に形成された遮光膜33と、第1絶縁膜22の上層に成膜された第2絶縁膜24と、第2絶縁膜24の上層に形成された透明導電膜25とを備えている。遮光膜23まで達する貫通孔が形成されており、露出した遮光膜33には、スペーサ30aの中軸スペーサ33aが遮光膜33と一体に形成されており、この中軸スペーサ33aの少なくとも一部が埋設されるように柱状スペーサ27が形成されている。
(Schematic configuration of Example 2)
The present embodiment is an example in which the middle shaft spacer constituting the spacer is formed of the same material as the light shielding film. In other words, this is an example in which the middle shaft spacer and the light shielding film are integrally formed. As shown in FIG. 1B, in this embodiment, the
(実施例3の概略構成)
本実施例は、スペーサの中軸スペーサを、駆動素子基板を構成する導電膜と同じ材料により形成した例である。図1(C)に示すように、本実施例では、駆動素子基板20は、表面上に駆動素子(図示せず)を配置したガラス基板21と、ガラス基板21の上層に成膜された第1絶縁膜22と、第1絶縁膜22の表面側に形成された遮光膜23と、第1絶縁膜22の上層に成膜された第2絶縁膜24と、第2絶縁膜24の上層に形成された導電膜35とを備えている。導電膜35上には、スペーサ30bの中軸スペーサ35aが導電膜35と一体に形成されており、この中軸スペーサ35aの少なくとも一部が埋設されるように柱状スペーサ27が形成されている。
(Schematic configuration of Example 3)
In this embodiment, the middle-axis spacer of the spacer is formed of the same material as the conductive film constituting the drive element substrate. As shown in FIG. 1C, in this embodiment, the driving
このように、本発明の液晶パネル10によれば、スペーサ30,30a,30bの中軸スペーサ26,33a,35aに柱状スペーサ27を支持させることにより、柱状スペーサ27は横方向の加重に対して非常に強固な耐圧性を得ることができる。これにより、スペーサが傾倒する等より、液晶層内の液晶が傾倒することに起因する表示ムラや輝度低下を抑制することができる。
As described above, according to the
また、中軸スペーサ26,33a,35aの表面は樹脂製の柱状スペーサ27で覆われている為、適度な弾性力も併せ持つことで、垂直方向の加重に対して対向基板11の表面を傷付けたり、低温での真空気泡の発生を抑制したりする能力を保持することが可能となる。
Further, since the surfaces of the
(実施例1の製造方法)
ここで、図1(A)に示した液晶パネル10における駆動素子基板20の製造方法を、図2を参照して説明する。
(Manufacturing method of Example 1)
Here, a manufacturing method of the
先ず、図2(A)に示すように、遮光膜23の上層に成膜した第2絶縁膜24の遮光膜23の表面側適宜箇所にエッチング処理等によりホール24aを形成する。
First, as shown in FIG. 2A, a
次に、図2(B)に示すように、CVD(Chemical Vapor Deposition:化学気相成長 )により、ホール24aが埋まるように第2絶縁膜24の上層に金属膜51を成膜する。この際、金属膜51の材質としてはタングステンシリサイド合金(Wsi)等を用いる。
Next, as shown in FIG. 2B, a
ここで、ホール24aの直上の金属膜51の表面上は、所謂、ヒケの発生等によって平坦とはなり難いため、図2(C)に示すように、CMP(Chemical Mechanical Polishing:化学機械研磨)処理等によりホール24aの金属膜のみを残して残りを除去する。
Here, since the surface of the
さらに、図2(D)に示すように、再度、第2絶縁膜24の上層に金属膜52を成膜する。このとき、金属膜52の膜厚は最終的に必要なスペーサ30の柱状スペーサ27の高さよりも低くする必要がある。即ち、金属膜52の膜厚は、ホール24aの深さを含む中軸スペーサ26の最終的な高さに応じたものとする。尚、この高さやホール24aの形状・直径等は中軸スペーサ26の材質(上述した金属材料の他、柱状スペーサ27よりも高硬度の樹脂材料等)に応じたものとする。そのうえで、ホール24aの直上の金属膜52にレジスト膜53をパターニングする。
Further, as shown in FIG. 2D, a
次に、図2(E)に示すように、金属膜52をエッチング処理することにより中軸スペーサ26が形成される。
Next, as shown in FIG. 2E, the
この状態から、図2(F)に示すように、柱状スペーサ27となる樹脂膜54を成膜した後、中軸スペーサ26の直上の樹脂膜54にレジスト膜55をパターニングする。
From this state, as shown in FIG. 2F, after forming a resin film 54 to be the
さらに、図2(G)に示すように、樹脂膜54をエッチング処理することで、中軸スペーサ26の少なくとも一部が埋設されるように柱状スペーサ27を形成することができる。これにより、中軸スペーサ26に支持された柱状スペーサ27を形成することができる。
Further, as shown in FIG. 2G, the
そして最後に、図2(H)に示すように、第2絶縁膜24の上層に透明導電膜25を成膜する。
Finally, as shown in FIG. 2H, a transparent
(実施例1の具体的な構成)
図3(A)は本発明の一実施形態に係る実施例1の液晶パネルに適用される駆動素子基板の具体的な構成を示す要部の断面図、図3(B)は要部の平面図である。尚、これらの各膜は、CVD法又はPVD(Physical Vapor Deposition:物理気相堆積)法を用いて成膜され、及び上述したエッチング加工等が適宜用いられている。また、以下の説明においては、PVD法による成膜処理のみを指摘し、特に指定しない膜はCVD法による成膜処理である。
(Specific Configuration of Example 1)
3A is a cross-sectional view of a main part showing a specific configuration of a drive element substrate applied to the liquid crystal panel of Example 1 according to one embodiment of the present invention, and FIG. 3B is a plan view of the main part. FIG. Each of these films is formed using a CVD method or a PVD (Physical Vapor Deposition) method, and the above-described etching process or the like is appropriately used. In the following description, only the film forming process by the PVD method is pointed out, and a film not particularly specified is a film forming process by the CVD method.
図3(A)において、駆動素子基板20は、図示下層から、保護膜31、タングステンシリサイド合金(WSi)膜32、SiO基板21、FTH膜33、保護膜34、シリコン窒化(SiN)膜35、保護膜36,37、リン酸シリケートガラス(PSG)膜38、PVD法を用いたAl配線39、アンドープシリケートガラス(USG)膜40、第1絶縁膜22、PDV法を用いた遮光膜23、第2絶縁膜24、第3絶縁膜41、PDV法によるスズドープ酸化インジウム/インジウムティンオキサイド(ITO)からなる透明導電膜25、金属又は硬質樹脂からなる中軸スペーサ26、樹脂製の柱状スペーサ27、を備えている。
In FIG. 3A, the
実施例1において、例えば、保護膜31の膜厚は48nm、WSi膜32の膜厚は200nm、SiO基板21の膜厚は400nm、FTH膜の膜厚は78nm、保護膜34の膜厚は75nm、SiN膜35の膜厚は26nm、保護膜36,37の膜厚は150nm,280nm、PSG膜38の膜厚は500nm、Al配線39の膜厚は575nm、USG膜40の膜厚は500nm、第1絶縁膜22の膜厚は2000nm、遮光膜23の膜厚は270nm又の膜厚は370nm、第2絶縁膜24の膜厚は1600nm、第3絶縁膜41の膜厚は50nm、透明導電膜25の膜厚は140nmである。
In Example 1, for example, the thickness of the
尚、これらの具体的な構成・材質・機能・膜厚などは適宜変更可能であり、中軸スペーサ26及び柱状スペーサ27を除く構成は公知の構成を適用することができる。また、本実施例において、例えば、Al配線39は、上層から順にWsi/AL/Wsi=75nm/450nm/50nmで構成されている。さらに、遮光膜23は、上層から順にWsi/AL/Wsi=120nm/40nm/120nm又は220nm/30nm/120nmで構成されている。
These specific configurations, materials, functions, film thicknesses, and the like can be changed as appropriate, and known configurations can be applied to the configuration excluding the
また、この実施例1では、例えば、金属又は硬質樹脂からなる中軸スペーサ26の近傍の遮光膜23の表面には、中軸スペーサ26と柱状スペーサ27の強度を高めるため、例えば、液晶パネル10の内方側に補強用の第2の支柱28が形成されている。
Further, in the first embodiment, for example, the inner surface of the
この第2の支柱28は、図4(A)に示すように、遮光膜23の上層に成膜した第2絶縁膜24の遮光膜23の表面側適宜箇所にエッチング処理等によりホール24aと第2のホール24bとを形成する。
As shown in FIG. 4A, the
次に、図4(B)に示すように、各ホール24a,24bが埋まるように第2絶縁膜24の上層に金属膜51を成膜する。この際、金属膜51の材質としてはWsi等を用いる。
Next, as shown in FIG. 4B, a
ここで、ホール24aの直上の金属膜51の表面上は、所謂、ヒケの発生等によって平坦とはなり難いため、図4(C)に示すように、CMP処理等によりホール24a,24bの金属膜のみを残して残りを除去する。ここで、第2のホール24bに残存した金属膜51はそのまま第2の支柱28として利用される。
Here, since the surface of the
さらに、図4(D)に示すように、再度、第2絶縁膜24の上層に金属膜52を成膜すると共に、ホール24aの直上の金属膜52にレジスト膜53をパターニングする。
Further, as shown in FIG. 4D, a
次に、図4(E)に示すように、金属膜52をエッチング処理することにより中軸スペーサ26が形成される。
Next, as shown in FIG. 4E, the
この状態から、図4(F)に示すように、第2絶縁膜24の上層に透明導電膜25を成膜する。尚、ここでは透明導電膜25の成膜を先としたが、上記のように柱状スペーサ27を先としても良い。
From this state, a transparent
そして最後に、図4(G)に示すように、中軸スペーサ26の周辺の透明導電膜25を除去し、以下、上記と同様に柱状スペーサ27を形成する。
Finally, as shown in FIG. 4G, the transparent
このように、実施例1の液晶パネルによれば、駆動素子基板20と対向基板11との間隙を制御する柱状スペーサ27が駆動素子基板20の内層側から突出させた金属製又は硬質樹脂製の中軸スペーサ26の少なくとも一部を埋設することで、この中軸スペーサ26が柱状スペーサ27を支持することにより、柱状スペーサ27の強度を向上させることができる。また、柱状スペーサ部27の強度不足に伴う欠け等の発生に起因する画質の低減や配向乱れ等に起因する画質の低減を抑制することができる。
Thus, according to the liquid crystal panel of Example 1, the
(実施例2の具体的な構成)
図5(A)は本発明の一実施形態に係る実施例2の液晶パネルに適用される駆動素子基板の具体的な構成を示す要部の断面図、図5(B)は要部の平面図である。尚、これらの各膜は、CVD法又はPVD法を用いて成膜され、及び上述したエッチング加工等が適宜用いられている。また、以下の説明においては、PVD法による成膜処理のみを指摘し、特に指定しない膜はCVD法による成膜処理である。
(Specific Configuration of Example 2)
5A is a cross-sectional view of a main part showing a specific configuration of a drive element substrate applied to the liquid crystal panel of Example 2 according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5B is a plan view of the main part. FIG. Each of these films is formed using a CVD method or a PVD method, and the above-described etching process or the like is appropriately used. In the following description, only the film forming process by the PVD method is pointed out, and a film not particularly specified is a film forming process by the CVD method.
図5(A)において、駆動素子基板20は、図示下層から、保護膜31、タングステンシリサイド合金(WSi)膜32、SiO基板21、FTH膜33、保護膜34、SiN(シリコン窒化)膜35、保護膜36,37、リン酸シリケートガラス(PSG)膜38、PVD法を用いたAl配線39、アンドープシリケートガラス(USG)膜40、第1絶縁膜22、PDV法を用いた遮光膜33、第2絶縁膜24、第3絶縁膜41、PDV法によるスズドープ酸化インジウム/インジウムティンオキサイド(ITO)からなる透明導電膜25、遮光膜33と一体の中軸スペーサ33a、柱状スペーサ27、を備えている。
In FIG. 5A, the
ここで、図6(A),(B)に示すように、中軸スペーサ33aの高さH1と最大直径W1とは、柱状スペーサ27の高さH2と直径W2とを従来と同じとした場合、その高さH1は従来の柱状スペーサ27の半径に対して1/4以上3/4以下である。また、直径W1は従来の柱状スペーサ27の半径に対して1/2以上3/4以下である。
Here, as shown in FIGS. 6A and 6B, the height H1 and the maximum diameter W1 of the
このように、実施例2の液晶パネルによれば、駆動素子基板20と対向基板11との間隙を制御する柱状スペーサ27が駆動素子基板20の内層側から突出させた遮光膜33と一体の中軸スペーサ33aの少なくとも一部を埋設することでで、中軸スペーサ33aが柱状スペーサ27を支持することにより、柱状スペーサ27の強度を向上させることができる。また、柱状スペーサ27の強度不足に伴う欠け等の発生に起因する画質の低減や配向乱れ等に起因する画質の低減を抑制することができる。
As described above, according to the liquid crystal panel of the second embodiment, the
(実施例3の具体的な構成)
図7は本発明の一実施形態に係る実施例3の液晶パネルに適用される駆動素子基板の具体的な構成を示す要部の断面図である。尚、これらの各膜は、CVD(化学気相堆積)法又はPVD(物理気相堆積)法を用いて成膜され、及び上述したエッチング加工等が適宜用いられている。また、以下の説明においては、PVD法による成膜処理のみを指摘し、特に指定しない膜はCVD法による成膜処理である。
(Specific configuration of Example 3)
FIG. 7 is a cross-sectional view of a principal part showing a specific configuration of a drive element substrate applied to the liquid crystal panel of Example 3 according to one embodiment of the present invention. Each of these films is formed using a CVD (chemical vapor deposition) method or a PVD (physical vapor deposition) method, and the above-described etching process or the like is appropriately used. In the following description, only the film forming process by the PVD method is pointed out, and a film not particularly specified is a film forming process by the CVD method.
図7において、駆動素子基板20は、図示下層から、保護膜31、タングステンシリサイド合金(WSi)膜32、SiO基板21、FTH膜33、保護膜34、シリコン窒化(SiN)膜35、保護膜36,37、リン酸シリケートガラス(PSG)膜38、PVD法を用いたAl配線39、アンドープシリケートガラス(USG)膜40、第1絶縁膜22、PDV法を用いた遮光膜33、第2絶縁膜24、第3絶縁膜41、PDV法によるスズドープ酸化インジウム/インジウムティンオキサイド(ITO)からなる透明導電膜35、透明導電膜35と一体の中軸スペーサ35a、柱状スペーサ27、を備えている。
In FIG. 7, the
ここで、中軸スペーサ35aは、図8(A)に示すように、透明導電膜35を先に成膜する。
Here, as shown in FIG. 8A, the
次に、図8(B)に示すように、透明導電膜35の上層に同一材料(ITO)から上層膜56を成膜する。この際、上層膜56の膜厚は中軸スペーサ35aの高さに相当する。
Next, as shown in FIG. 8B, an
さらに、図8(C)に示すように、上層膜56の中軸スペーサ35aを形成する部位にレジスト膜57をパターニングした後、図8(D)に示すように、上層膜56をエッチング処理することにより、図8(E)に示すように、透明導電膜35に中軸スペーサ35aが一体に形成される。
Further, as shown in FIG. 8 (C), after patterning the resist
このように、実施例3の液晶パネルによれば、駆動素子基板20と対向基板11との間隙を制御する柱状スペーサ27が駆動素子基板20の表面から突出させた透明導電膜35と一体の中軸スペーサ35aの少なくとも一部を埋設することで、中軸スペーサ35aが柱状スペーサ27を支持することにより、柱状スペーサ27の強度を向上させることができる。また、柱状スペーサ27の強度不足に伴う欠け等の発生に起因する画質の低減や配向乱れ等に起因する画質の低減を抑制することができる。
As described above, according to the liquid crystal panel of Example 3, the
ところで、上記各実施例においては、柱状スペーサ27の形状を截頭円錐形状としたものを開示したが、例えば、実施例2,3に示すように、中軸スペーサ33a,35aを円柱状に形成した場合には、柱状スペーサ27も円柱状に構成することが可能となる。このため、遮光膜23を幅狭として表示開口率を高めた場合の対応も可能となる。また、柱状スペーサ27の強度を高くすることができることから、薄型化(狭ギャップ化)への対応も可能とすることができる。
By the way, in each of the above-described embodiments, the
10 液晶パネル
11 対向基板
12 液晶層
20 駆動素子基板
21 ガラス基板
22 第1絶縁膜
23,33 遮光膜
24 第2絶縁膜
25 透明導電膜
26,33a,35a 中軸スペーサ(第2スペーサ部)
27 柱状スペーサ(第1スペーサ部)
30,30a,30b スペーサ
35 導電膜
DESCRIPTION OF
27 Columnar spacer (first spacer)
30, 30a,
Claims (8)
前記第1基板と離間して対向配置された第2基板と、
前記第1基板および前記第2基板の間隙に配設された液晶層と、
前記遮光膜上に形成されたスペーサと、を備え、
前記スペーサは、
前記第1基板および前記第2基板の間隙を規定する第1スペーサ部と、
前記遮光膜表面に形成され、かつ、少なくとも一部が前記第1スペーサ部の内部に埋設される第2スペーサ部と、
を有する液晶パネル。 A first substrate having a light-shielding film that partitions the opening region;
A second substrate disposed opposite and spaced from the first substrate;
A liquid crystal layer disposed in a gap between the first substrate and the second substrate;
A spacer formed on the light shielding film,
The spacer is
A first spacer portion defining a gap between the first substrate and the second substrate;
A second spacer portion formed on the surface of the light-shielding film and at least partially embedded in the first spacer portion;
A liquid crystal panel.
前記第2スペーサ部は、前記遮光膜と一体に形成されている
請求項1に記載の液晶パネル。 The first substrate is composed of a laminated film having the light shielding film as an intermediate layer,
The liquid crystal panel according to claim 1, wherein the second spacer portion is formed integrally with the light shielding film.
前記第1基板と離間して対向配置された第2基板と、
前記第1基板および前記第2基板の間隙に配設された液晶層と、
前記遮光膜の上方に形成されたスペーサと、を備え、
前記スペーサは、
前記第1基板および前記第2基板の間隙を規定する第1スペーサ部と、
前記第1基板表面に形成され、少なくとも一部が前記第1スペーサ部の内部に埋設される第2スペーサ部と、
を有する液晶パネル。 A first substrate having a light-shielding film that partitions the opening region;
A second substrate disposed opposite and spaced from the first substrate;
A liquid crystal layer disposed in a gap between the first substrate and the second substrate;
A spacer formed above the light-shielding film,
The spacer is
A first spacer portion defining a gap between the first substrate and the second substrate;
A second spacer part formed on the surface of the first substrate, at least a part of which is embedded in the first spacer part;
A liquid crystal panel.
前記露出させた遮光膜上に第1成膜材料層を埋設する工程と、
前記第1成膜材料層を含む前記第1基板上に第2成膜材料層を形成する工程と、
前記第2成膜材料層における前記第1成膜材料層上の領域を除く領域を選択的に除去して第2スペーサ部を形成する工程と、
前記第2スペーサ部の少なくとも一部が埋設されるように前記第1スペーサ部を形成する工程と、
前記第1スペーサ部および前記第2スペーサ部が形成された第1基板と対向して第2基板を配置する工程と、
前記第1基板および第2基板の間隙に液晶層を配設する工程と、
を有する液晶パネルの製造方法。 Selectively removing the surface of the first substrate composed of a laminated film having a light shielding film as an intermediate layer, exposing the light shielding film;
Burying a first film forming material layer on the exposed light shielding film;
Forming a second film-forming material layer on the first substrate including the first film-forming material layer;
A step of selectively removing a region of the second film-forming material layer excluding a region on the first film-forming material layer to form a second spacer portion;
Forming the first spacer portion so that at least a portion of the second spacer portion is embedded;
Disposing a second substrate facing the first substrate on which the first spacer portion and the second spacer portion are formed;
Disposing a liquid crystal layer in a gap between the first substrate and the second substrate;
A method of manufacturing a liquid crystal panel having
前記第2スペーサ部は、前記遮光膜と一体に形成されている
請求項5に記載の液晶パネルの製造方法。 The first substrate is composed of a laminated film having the light shielding film as an intermediate layer,
The method for manufacturing a liquid crystal panel according to claim 5, wherein the second spacer portion is formed integrally with the light shielding film.
前記第1基板における前記遮光膜の上方に第2スペーサ部を形成する工程と、
前記第2スペーサ部の少なくとも一部が埋設されるように前記第1スペーサ部を形成する工程と、
前記第1スペーサ部および前記第2スペーサ部が形成された第1基板と対向して第2基板を配置する工程と、
前記第1基板および第2基板の間隙に液晶層を配設する工程と、
を有する液晶パネルの製造方法。 The first substrate is composed of a laminated film having the light shielding film as an intermediate layer,
Forming a second spacer portion above the light-shielding film on the first substrate;
Forming the first spacer portion so that at least a portion of the second spacer portion is embedded;
Disposing a second substrate facing the first substrate on which the first spacer portion and the second spacer portion are formed;
Disposing a liquid crystal layer in a gap between the first substrate and the second substrate;
A method of manufacturing a liquid crystal panel having
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