JP2604729B2 - 液晶パネルの製造方法 - Google Patents

液晶パネルの製造方法

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JP2604729B2 JP61194373A JP19437386A JP2604729B2 JP 2604729 B2 JP2604729 B2 JP 2604729B2 JP 61194373 A JP61194373 A JP 61194373A JP 19437386 A JP19437386 A JP 19437386A JP 2604729 B2 JP2604729 B2 JP 2604729B2
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、液晶表示装置、特に基板表面に深い凹凸を
有するマトリクス型の液晶パネルに適した液晶パネルの
製造方法に関するものである。
従来の技術 周知のごとく、マトリクス型液晶表示装置は一対の基
板からなり、一方の基板として透光性絶縁基板、例えば
ガラス板上に透明導電膜よりなる走査線パターンを形成
し、もう一方の基板上には同じく信号線パターンを形成
し、さらに短絡防止のための透明絶縁性の薄膜層を形成
した後、所定の領域に配向膜を印刷等によって形成し、
乾燥した布で配向膜をこする言わゆるラビング等の配向
処理を施す。しかる後、一対の基板を対向させて間隙数
μmの空間を形成し、前記空間に液晶を充填し、使用す
る液晶の特性に応じて偏光板を貼付して液晶パネルが完
成する。
液晶パネルをカラー化するためには一方の基板上に染
色されたゼラチンの着色層を配置するのが一般的であ
る。
第6図は一対のガラス板1,2をシール材3で貼り合わ
せる直前の状態を示す斜視図で、先述したように一方の
ガラス板2の一主面上には透明導電膜よりなる走査線群
4が形成されており、もう一方のガラス板1の一主面上
には同じく信号線群5が形成されている。一対のガラス
板1,2は走査線4と信号線5とが概ね直交するように貼
り合わせられる。シール材3は液晶を閉じ込める空間を
形成すると同時に一対のガラス板1,2を接着する機能を
有する。シール材3に形成された切り欠け部6は液晶の
注入時に液晶の通路を確保するために必要であるがパネ
ル化した後には図示はしないが封口剤によって埋められ
る。画像を表示する領域では液晶を配向させるために有
機系の薄膜、例え候ポリイミド系(PIQ)の樹脂が配向
膜7として選択的に形成されている。
第7図はカラー化された液晶パネルを走査線に平行に
切断した場合の断面図を示す。7は先述した配向膜であ
り、一対のガラス板1,2とシール材3で構成される空間
8には液晶が充填され、図示はしないがこの空間8の厚
みを所定の値に保つべく散布される絶縁性材料がスペー
サで、例えばガラスファイバとかプラスチックボールが
使用される。9は信号線5と走査線とが導電性異物など
によって短絡するのを防止したり、液晶に直流電流が流
れて劣化するのを回避するための透明性絶縁薄膜、例え
ばシリカフィルムである。
10は例えばゼラチンなどの有機薄膜を染料で着色する
ことによって形成された着色層で、所定の分光特性を有
するR,G,Bの三原色がカラーフィルタの光学設計によっ
て配置される。着色層10の隣り合う間隙は光源光に対し
て不透明な薄膜層11で埋めるとコントラスト比の高い画
像が得られ有利である。言わゆるブラックマトリクス処
理であるが、薄膜層11の不透明化はクロムなどの金属薄
膜を用いてよく、またR,G,Bの着色層を重ね合わせた
り、また新たに黒色層を設けてもよく、設計にはかなり
の自由度がある。
12は先述したように偏光板で液晶8にTN(ツイストネ
マチック)系のものを用いる場合には上下2枚必要であ
る。走査線4や信号線5への電気信号の供給はシール材
3より外周部へ延長されたガラス板上で、導電薄膜を被
着された可撓性のフィルム端子を走査電極4′などに圧
接する手段(実装)によってなされる。
近年、TFT(薄膜トランジスタ)やMIMなどの非線形素
子をアナログスイッチとして基板上に内蔵させた言わゆ
るアクティブマトリクス基板では、走査線と信号線を同
一基板に配置することが可能で、このような場合にはも
う一方の基板は共通な透明導電膜が存在すればよい。
第8図はアクティブマトリクス基板13と共通透明電極
14を有するカラーフィルタ15との組合せになるカラー液
晶パネルの画像部の要部断面図を示し、7は従来例と同
じく配向膜である。詳細は省略するがアクティブマトリ
クス基板13では走査線(図示せず)と信号線5との交点
毎に透明導電膜よりなる絵素電極16とスイッチング用TF
T(図示せず)が形成されており、17,18は透明絶縁性の
例えばSiO2やSi3N4である。
アクティブマトリクス基板13では多くの薄膜を選択的
に被着形成して素子を形成するために基板表面の凹凸が
激しく、最大段差が1μmを越えることは珍しくない。
とくに信号線5にAlを用いるとその傾向が強く、第8図
も他は省略してAl層5の段差が強調してある。
また第8図において着色層10の厚みがR,G,Bで異なっ
て形成されている理由は液晶中を通過する光の波長によ
る光路差を補正しコントラスト比を大きくするための設
計的手段で、その厚みの差は専ら液晶8の透電異方性Δ
nによって決まり0.4〜0.8μmであることが先行例によ
って示されている(特開昭60−159823号)。
発明が解決しようとする問題点 以上のように液晶セルを構成する基板表面に深い段差
を有する液晶パネルにおいては、配向膜7の塗布厚を均
一にすることと配向処理におけるラビング状態を均質に
保つことが困難で、配向むら,フリッカなどの現象が発
生し易く、かえって画質の低下を招く問題点を有してい
た。
配向膜は一般的にはポリイミド系樹脂を500〜2000Å
と極めて薄く塗布することで構成される。また配向膜7
は第6図からも明らかなようにシール材3よりも内側に
位置しなければならない。これは配向膜7がシール材3
にまたがってしまうと配向膜7を通過して液晶8中に外
気中の水分が浸入して液晶を劣化させるからである。し
たがって、配向膜を選択的に塗布する手段として通常は
オフセット印刷技術を用いている。オフセット印刷では
第9図に示すようにシリンジ20より配向膜材料のポリイ
ミド系樹脂溶液21を滴下し、アニロック22とドクタロー
ル23で所定の膜厚に引き伸ばして24とし内さらに主ロー
ル25上のゴム版に樹脂液24を転写した後、搬送ステージ
27を主ロール25に押し当てる機構により搬送ステージ27
上の基板28にゴム版26上の樹脂液24が塗布される。
このようにオフセット印刷では多くの転写が押圧の調
整によってなされる。とくに最終転写では厚さ0.1mm程
度のゴム版が使用されるが、ゴム版全面にわたって均一
な転写圧を期待すること自体が無理であり、また基板表
面に1μm近い段差があればなおさら塗布厚の均一性は
得られず、精々±20℃程度の厚み精度しか得られない状
況にある。
本発明はかかる点に鑑みなされたもので、厚み精度の
高い配向膜塗布方法によって良好な画質の液晶パネルを
得ることのできる製造方法を提供することを目的とす
る。
問題点を解決するための手段 本発明における、配向膜の選択的塗布方法としては、
液晶パネルを構成する基板が多面付けされた基板上に回
転塗布法により有機系樹脂よりなる配向膜全面塗布する
工程、感光性樹脂を同じく全面塗布する工程を経た後、
多面付けされた基板を切断することで液晶パネルを構成
する基板に分離する工程を実施することによって達成さ
れる。
作用 本発明は上記した構成により、液晶パネルを構成する
基板が多面付けされた基板上に配向膜が全面塗布される
が、この時点で塗布厚の±5%以下の高い膜圧精度が保
証される。ついでポジ型感光性樹脂(レジスト)のパタ
ーン出しがポストベーク処理を伴なわずに実行される。
引き続きレジストパターンをマスクとして配向膜のO2
ラズマを用いた灰化がなされる。同時にレジストも灰化
されるが、レジストの厚みを配向膜の塗布厚の5倍以
上、約1μm以上に選べばレジストは膜減りするだけで
配向膜の消失する恐れは皆無である。そして多面付けさ
れた基板を切断した後、最後にレジストの除去がなされ
て液晶表示パネルを構成する基板上の画像表示領域にお
ける配向膜の選択的塗布が終了する。
なおポジ型レジストはポストベーク処理が実施されて
いないと、アセトンやエチルセルソルブなどの有機溶材
による溶解除去が簡便であり、またレジストパターンへ
の全面露光と再現像によっても溶解除去は可能である。
実 施 例 第1図は後述する本発明の各実施例の配向膜の形成方
法の主要プロセスフロー及び基板の進行に応じた状態を
示す斜視図である。まず基板1に回転塗布によってポリ
イミド薄膜30を全面に塗布する。つぎにキュアと称する
熱処理によってポリイミド樹脂中の溶材を揮発させると
同時にイミド樹脂のポリ(重合)化を進行させる。熱処
理温度は材質によって異なり150゜〜450℃と多様で基板
の構成によって材質の選定が行なわれる。
続いて全面にポジ型レジスト31(例えばシップレー社
AZ−1400)を塗布してプリベークを行なう。その塗布厚
は配向膜の厚みの5倍以上、約1μm以上あれば十分で
ある。選択的露光のためにはフォトマスクが必要である
が、配向膜の所定位置精度は低いのでマスク合せは止め
ピンと押し当て板の組み合わせ程度のマスク合せ機械で
十分である。
紫外線照射による露光の後、現像(例えばシップレー
社MIF−304現像液による)と純水によるリンスでポリイ
ミド膜30上にはパターン化されたポジレジスト31′が得
られる。その後O2プラズマ中で基板温度が100℃を越え
ない処理を行なうと露出しているポリイミド膜は灰化さ
れて基板1の表面があらわれる。ポストベーク処理を受
けていないポジ型レジストは有機溶材、例えばアセトン
やエチルセルソルプなどで簡単に溶かし去ることができ
るので、ポリイミドの配向膜30′に化学的な変質を与え
ずにレジスト除去は可能である。
そして、最後に今までの工程で配向膜30′が受けたで
あろう水分を揮発させる意味あいでキュアを追加するこ
とによって配向膜の選択的塗布が終了する。
以上のように配向膜を回転塗布によって塗布すること
により基板表面に深い段差が存在していても塗布厚のば
らつきの極めて少ないものが得られ、配向むらやフリッ
カ等の画質低下につながる現象が著しく減少する。
第2図〜第4図は本発明の第1〜第3の実施例におけ
る配向膜の塗布方法のプロセスフローを示すものである
が、本発明の要旨である多面付けされた基板の処理方法
に関するものである。第1図で説明したように配向膜の
塗布厚の精度は保証されており、しかも切断時にはいず
れの実施例においても配向膜はポジ型レジストで保護さ
れているので切断くずや切断液で配向膜を破損したり汚
染することがないという効果が発揮される。特に第2、
第3の実施例では切断時に基板は配向膜とポジ型レジス
トで二重に保護されるので配向膜が配置される領域外す
なわち電極端子部まで保護されるものである。
第5図に示した第4の実施例は第1〜第3の実施例に
おけるレジスト除去工程をアセトンやエチルセルソルプ
などの有機溶材を用いて実施するのでなく、ポジ型レジ
ストを再び紫外線で露光し、現像液で除去するものであ
る。この実施例においては配向膜も含めて基板上に存在
する有機材質への化学的損傷が少ないので、とくにカラ
ーフィルタへの配向膜の塗布に適していることが分る。
発明の効果 以上述べたように本発明によれば、基板表面に深い段
差が存在しても配向膜の塗布精度を高くできて、配向む
らやフリッカの抑制に著しい効果が得られる。また切断
時に基板表面の損傷や汚染を防ぐことも同時になされ、
その実用的効果は大きい。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の各実施例の配向膜の形成方法の主要プ
ロセスフロー及び基板の進行に応じた状態を示す斜視
図、第2図,第3図,第4図は本発明の第1〜第3の実
施例に用いられる配向膜の形成方法のプロセスフローチ
ャート、第5図は本発明の第4の実施例に用いられる感
光性樹脂の除去方法のプロセスフローチャート、第6
図,第7図はマトリクス型液晶パネルの分解斜視図およ
び要部断面図、第8図は深い凹凸を有する基板で構成さ
れる液晶パネルの要部断面図、第9図はオフセット印刷
による配向膜の塗布方法の概念図である。 1,13,27……基板、2,15……カラーフィルタ、3……シ
ール、4……走査線、5……信号線、7……配向膜、8
……液晶、10……着色層、11……ブラックマトリクス、
12……偏光板、14……共通透明電極、21……ポリイミド
(PIQ)系樹脂液、26……ゴム版。

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】液晶パネルを構成する基板が多面付けされ
    た基板上に有機系樹脂よりなる配向膜を回転塗布法によ
    り全面塗布する工程と、前記配向膜を硬化させる工程
    と、前記配向膜上にポジ型感光性樹脂を全面塗布する工
    程と、前記ポジ型感光性樹脂をプリベークする工程と、
    選択的露光および現象によって前記ポジ型感光性樹脂を
    パターン化する工程と、前記パターン化されたポジ型感
    光性樹脂をマスクとしてO2プラズマ処理によって前記配
    向膜を選択的に灰化する工程と、前記多面付けされた基
    板を切断することにより前記液晶パネルを構成する基板
    に分離する工程と、前記パターン化されたポジ型感光性
    樹脂を除去する工程とにより、前記配向膜を前記液晶パ
    ネルを構成する基板上の画像表示領域に選択的に形成す
    ることを特徴とする液晶パネルの製造方法。
  2. 【請求項2】パターン化されたポジ型感光性樹脂の除去
    を有機溶剤、もしくは全面露光と再現象によってなすこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の液晶パネル
    の製造方法。
  3. 【請求項3】液晶パネルを構成する基板が多面付けされ
    た基板上に有機系樹脂よりなる配向膜を回転塗布法によ
    り全面塗布する工程と、前記配向膜を硬化させる工程
    と、前記配向膜上にポジ型感光性樹脂を全面塗布する工
    程と、前記ポジ型感光性樹脂をプリベークする工程と、
    前記多面付けされた基板を切断することにより前記液晶
    パネルを構成する基板に分離する工程と、選択的露光お
    よび現象によって前記ポジ型感光性樹脂をパターン化す
    る工程と、前記パターン化されたポジ型感光性樹脂をマ
    スクとしてO2プラズマ処理によって前記配向膜を選択的
    に灰化する工程と、前記パターン化されたポジ型感光性
    樹脂を除去する工程とにより、前記配向膜を前記液晶パ
    ネルを構成する基板上の画像表示領域に選択的に形成す
    ることを特徴とする液晶パネルの製造方法。
  4. 【請求項4】パターン化されたポジ型感光性樹脂の除去
    を有機溶剤、もしくは全面露光と再現象によってなすこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第3項記載の液晶パネル
    の製造方法。
  5. 【請求項5】液晶パネルを構成する基板が多面付けされ
    た基板上に有機系樹脂よりなる配向膜を回転塗布法によ
    り全面塗布する工程と、前記配向膜を硬化させる工程
    と、前記配向膜上にポジ型感光性樹脂を全面塗布する工
    程と、前記ポジ型感光性樹脂をプリベークする工程と、
    前記ポジ型感光性樹脂を選択的に露光する工程と、前記
    多面付けされた基板を切断することにより前記液晶パネ
    ルを構成する基板に分離する工程と、現象によって前記
    ポジ型感光性樹脂をパターン化する工程と、前記パター
    ン化されたポジ型感光性樹脂をマスクとしてO2プラズマ
    処理によって前記配向膜を選択的に灰化する工程と、前
    記パターン化されたポジ型感光性樹脂を除去する工程と
    により、前記配向膜を前記液晶パネルを構成する基板上
    の画像表示領域に選択的に形成することを特徴とする液
    晶パネルの製造方法。
  6. 【請求項6】パターン化されたポジ型感光性樹脂の除去
    を有機溶剤、もしくは全面露光と再現象によってなすこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第5項記載の液晶パネル
    の製造方法。
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