JP2564083B2 - 液晶表示板及びその製造方法 - Google Patents
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Description
stal display)に関し、特に、一面にカラーフィルタ層
が形成されたガラス基板の他の面に凹レンズの役割をす
る凹部を有する液晶表示板及びその製造方法に関する。
に便利であり、また人体に有害な電磁波の発生がないな
どの利点のために、ラップトップ型パソコンのような多
くのシステムにおいては、陰極線管に代えて液晶表示板
LCDを用いるようになった。液晶表示板は個別スイッ
チング素子である薄膜トランジスタ(TFT)が形成さ
れた下部基板であるTFT基板と、レッド、グリーン、
ブルーの三色フィルタ層が反復的に配列されてカラー化
を実現させる上部基板とから構成されている。
板の製造に関する従来の技術として、ニッケイマイクロ
デバイス(91年11月号)と韓国特許出願第91−1
8426号に開示されており、これを図5に示す。
aling,Polishing )処理を行ったガラス基板30上に薄
膜トランジスタの劣化防止のための遮光用ブラックマト
リクス32を形成する。このとき、前記ブラックマトリ
クスは1000〜2000Å程度の厚さでクロムCrを
塗布し、パターンニングして形成する。その後ブラック
マトリクス32が形成された構造上の全表面に最適化さ
れたレッド分光特性を持つように顔料を分散した着色ア
クリル感光性樹脂を1.5〜2.0μmの厚さで塗布
し、80〜110℃の加熱板にて5分間乾燥した後にi
−ライン(436nm)の紫外線で露光する。その次に
露光された前記着色アクリル感光性樹脂を現像液で2〜
3分現像して第1のカラーフィルタ層34を形成する。
法と同一な方法で、ブラックマトリクス32上に重畳し
第1のカラーフィルタ層34と分けられるように前記ガ
ラス基板30上に最適化されたグリーン分光の特性を持
つ着色アクリル感光性樹脂の第2のカラーフィルタ層3
6を形成する。
畳され第2のカラーフィルタ層36と分けられるように
ガラス基板30上に最適化されたブルー分光の特性を持
つ着色アクリル感光性樹脂の第3のカラーフィルタ層3
8を形成する。
ルタ層34,36,38とを外部の衝撃から保護するた
めに、表面の硬度が高く光透過性に優れた透明樹脂、例
えばポリイミド、ポリアクリレート、ポリエチレンなど
を0.5〜3μm程の厚さで形成した後、加熱板上で1
50〜220℃にて5分間加熱して保護膜40を形成す
る。その後に前記保護膜40の全表面上に液晶駆動のた
めの電圧が印加されるITO(Indum thin oxide)の透
明電極膜42を500〜1300Å程の厚さで形成して
上部基板を完成する。
基板(図示せず)、すなわち、スイッチング素子として
マトリクス形状でTFTが形成されているTFT基板と
液晶層及びスペーサを間に置いて互いに対向するように
形成されて液晶表示板を構成する。
積化の要請に応じて液晶表示板の面積が大型に形成され
ることが不可避になった。
層が形成された上部基板が曲がりやすくなる。もし上部
基板が曲がると、バックライト及び外部光は導光板及び
反射板によって前記TFT基板の下部へ入射される光が
均一に画素内を通過できなくなり、このために鮮明でき
れいな高画質の液晶表示板を得ることができない。
カラーフィルタ層上のガラス基板に凹レンズを形成して
画素内を通過する光を均一に到達されるようにすること
により鮮明できれいな高画質の液晶表示板を提供するこ
とにある。
造する一連の工程手順を提供することにある。
は、ガラス基板と、該ガラス基板上に形成された第1、
第2、第3のカラーフィルタ層と、該第1、第2、第3
のカラーフィルタ層上に連続的に形成された保護膜と、
透明電極膜とから構成される液晶表示板において、前記
カラーフィルタ層が形成された面と反対側の前記ガラス
基板上の、前記各カラーフィルタ層が隣り合う部分に対
応する位置及び両サイドのカラーフィルタ層の外側エッ
ジ部分に対応する位置にブラックマトリクスが形成さ
れ、前記各カラーフィルタ層に対応する位置に所定の曲
率を持つ凹レンズ部が形成されていることを特徴とす
る。
は、ガラス基板上に第1、第2、第3のカラーフィルタ
層を形成する段階と、前記第1、第2、第3のカラーフ
ィルタ層が形成された構造上に保護層及び透明電極層を
順に形成する段階と、前記第1、第2、第3のカラーフ
ィルタ層が形成された反対側のガラス基板の面にカラー
フィルタ層が互いに連接する連接部と両サイドの最も外
角カラーフィルタ層のエッジ部と対応する位置にブラッ
クマトリクスを形成する段階と、前記ブラックマトリク
スが形成された構造の全面に透明樹脂を塗布して所定の
曲率を持つ凹レンズ部を形成する段階とからなることを
特徴とする。
ラーフィルタ層が位置する反対側のガラス基板に凹レン
ズ部が形成されてそれぞれ画素内にて光を均一にするこ
とができる。
液晶表示板及びその製造方法を詳細に説明する。
持つ上部基板の例の平面図であって、図2は図1のII−
II線による断面図である。
ス基板30の上部に形成されたブラックマトリクス32
と、第1、第2、第3のカラーフィルタ層34,36,
38と、これらの上部に順に形成された保護膜40及び
ITOの透明電極膜42とから構成されており、その構
造及び製造方法は図5に示す従来の液晶表示板と類似す
る。しかし、この例はカラーフィルタ層が形成されてい
る上部基板の一側面の他面に凹レンズを形成した点にお
いて従来技術と大きく相違する。
(A)〜(D)を参照して詳細に説明する。図3(A)
に示すごとく、ガラス基板30上に重金属クロムCrを
1000〜2000Åの厚さで蒸着した後、クロムエッ
チング液で湿式蝕刻して50μmの幅を持つブラックマ
トリクス32を形成する。次に、図3(B)のように前
記ブラックマトリクス32が形成されたガラス基板30
上にレッド顔料が分散された例えば着色アクリル感光性
樹脂を1.5〜2.0μmの厚さで形成し、加熱板から
80〜110℃で50分間ソフト乾燥をした後、i−ラ
イン(365nm)紫外線で露光を行う。次に、現像液
でシャワー方式あるいは水平伏角方式により2〜3分間
リンスして最適化されたレッドの分光特性を持つ第1の
カラーフィルタ層34を形成する。望ましい着色アクリ
ルの感光性樹脂としてCR−2000、CG−200
0、CB−2000(Fuji-hunt Co.Ltd)がある。同時
に同様な方法で前記ブラックマトリクス32に重畳され
前記第1のカラーフィルタ層34と分けられるように最
適化されたグリーン分光の特性を持つ着色アクリル感光
性樹脂の第2のカラーフィルタ層36を形成し、更に前
記ブラックマトリクス32に重畳され前記カラーフィル
タ層36と分けられるように最適化されたブルーの分光
特性を持つ着色アクリル感光性樹脂の第3のカラーフィ
ルタ層38を形成する。
クマトリクス32及びカラーフィルタ層34,36,3
8を保護するためにこれらの上部に0.5〜1.2μm
程の厚さで光透過性に優れた例えばポリイミド、ポリア
クリレート、ポリウレタンなどの保護膜40を塗布した
後、加熱板にて150〜220℃で5分間加熱して形成
する。
40上の全表面に液晶を駆動するためのITOの透明電
極膜42を500Å程の厚さで形成し、引き続いて凹レ
ンズ部を形成する。図3(D)に示すごとく前記ガラス
基板30の一方の側面、すなわち、下部基板を取り付け
る際上部基板の下部面30aにはすでに説明した方法で
カラーフィルタ層34,36,38、ブラックマトリク
ス32、保護膜40及び透明電極膜42が形成されてお
り、前記下部面30aと他方の側面、すなわち上部基板
の上部面30bに凹レンズ部44,46,48が形成さ
れる。これは前記ガラス基板30と充分な選択比を持つ
フォトレジストをガラス基板30の上部面30b上にス
ピン塗布し、パターンニングして前記カラーフィルタ層
34,36,38と対応する位置上にフォトレジストパ
ターンを形成した後、ガラス蝕刻液で湿式蝕刻して凹レ
ンズ部44,46,48を形成する。前記凹レンズ部4
4,46,48の集光効率を高めるためにくぼんでいる
部分に前記ガラス基板より高い屈折率を持つ物質層を形
成させることができる。
断面図である。この実施例は前述の図3の例、すなわ
ち、ガラス基板を蝕刻して直接凹レンズ部を形成したも
のと異なる方法で凹レンズ部44を形成するものであっ
て、ブラックマトリクス32の形成位置を異にしてお
り、また、このブラックマトリクス32の段差を用いて
ガラス基板30の上部面30b上に透明樹脂を塗布して
凹レンズ部44を形成しており、その構成は図4から明
確に理解されよう。そして、この実施例の製造方法を説
明するにあたって、図3の例と同一の構成部分について
は同じ参照符号を付して、その詳細な説明は省略する。
一方の側面、すなわち、下部基板(図示せず)を取り付
ける際、上部基板であるガラス基板30の下部面30a
には前述の方法でカラーフィルタ層34,36,38、
ブラックマトリクス32、保護膜40及び透明電極膜4
2が形成されており、前記下部面30aと他方の側面、
すなわち、ガラス基板30の上部面30bには凹レンズ
部44が形成される。そこで、以下にこの凹レンズ部4
4の形成方法を説明する。
金属クロムを1000〜2000Åの厚さで蒸着した
後、これら上にフォトレジストパターンを形成し、クロ
ムエッチング液で湿式蝕刻して50μmの幅を持つブラ
ックマトリクス32を形成する。このとき、形成される
ブラックマトリクス32のそれぞれのパターンはカラー
フィルタ層34,36,38が互いに連接する連接部と
両サイドの最も外側のカラーフィルタ層34,38のエ
ッジ部とに対応する位置に形成される。
されたガラス基板30の上部面30bの上に外部衝撃か
らブラックマトリクス32を保護するために表面の硬度
が高く光透過性が優秀な透明樹脂、例えばポリイミド、
ポリエチレン、ポリアクリレートなどをスピン塗布し、
リフローしてカラーフィルタ層34,36,38と対応
する位置に所定の曲率を持つ凹レンズ部44を形成す
る。このとき、形成される凹レンズの曲率制御はブラッ
クマトリクス32の段差、塗布される透明樹脂46の膜
の厚さ、コーディング回転数及び硬化温度などにより最
適に制御することができる。
が形成された反対側のガラス基板上にそれぞれの画素内
の光の強さ及び到達する時間を均一にできる凹レンズ部
を形成させることにより、高画質及び高解像力を有する
液晶表示板を製造することができる。
図である。
工程図である。
る。
Claims (4)
- 【請求項1】 ガラス基板上に第1、第2、第3のカラ
ーフィルタ層を形成する段階と、前記第1、第2、第3
のカラーフィルタ層が形成された構造上に保護層及び透
明電極層を順に形成する段階と、前記第1、第2、第3
のカラーフィルタ層が形成された反対側のガラス基板の
面にカラーフィルタ層が互いに連接する連接部と両サイ
ドの最も外角カラーフィルタ層のエッジ部と対応する位
置にブラックマトリクスを形成する段階と、前記ブラッ
クマトリクスが形成された構造の全面に透明樹脂を塗布
して所定の曲率を持つ凹レンズ部を形成する段階とから
なることを特徴とする液晶表示板の製造方法。 - 【請求項2】 前記透明樹脂はポリイミド、ポリエチレ
ン、ポリアクリレート中のいずれか1つで形成されるこ
とを特徴とする請求項1に記載の液晶表示板の製造方
法。 - 【請求項3】 前記凹レンズ部の曲率制御は前記ブラッ
クマトリクスの段差、塗布される前記透明樹脂の膜厚、
コーディング回転数及び硬化温度を調整して制御するこ
とを特徴とする請求項1に記載の液晶表示板の製造方
法。 - 【請求項4】ガラス基板と、該ガラス基板上に形成され
た第1、第2、第3のカラーフィルタ層と、該第1、第
2、第3のカラーフィルタ層上に連続的に形成された保
護膜と、透明電極膜とから構成される液晶表示板におい
て、前記カラーフィルタ層が形成された面と反対側の前記ガ
ラス基板上の、 前記各カラーフィルタ層が隣り合う部分に対応する位置
及び両サイドのカラ ーフィルタ層の外側エッジ部分に対
応する位置にブラックマトリクスが形成され、 前記各カラーフィルタ層に対応する位置に所定の曲率を
持つ凹レンズ部が形成されていることを特徴とする液晶
表示板。
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