JP2987045B2 - 液晶パネル用基板とその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は画像表示機能を有する
液晶パネル、とりわけ液晶材にＴＮ型のものを用いた液
晶画像表示装置において有効な配向膜の構成と、その製
造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年の微細加工技術、液晶材料および実
装技術等の進歩により３〜１５インチ程度のサイズでは
あるが、液晶パネルで実用上支障ないテレビジョン画像
や各種の画像表示が商業ベースで既に得られている。液
晶パネルを構成する２枚のガラス基板の一方にＲＧＢの
着色層を形成しておくことによりカラー表示も容易に実
現され、また絵素毎にスイッチング素子を内蔵させた、
いわゆるアクティブ型の液晶パネルではクロストークも
少なくかつ高いコントラスト比を有する画像が保証され
る。

【０００３】このような液晶パネルは、走査線としては
１２０〜９６０本、信号線としては２４０〜２０００本
程度のマトリクス編成が標準的で、図９に示すように液
晶パネル１を構成する一方の透明性絶縁基板、例えばガ
ラス基板２上に形成された走査線の電極端子群６に駆動
信号を供給する半導体集積回路チップ３を直接接続する
ＣＯＧ（Chip-On-Glass ）方式や、例えばポリイミド系
樹脂薄膜をベースとし金メッキされた銅箔の端子群（図
示せず）を有する接続フィルム４を信号線の電極端子群
５に接着剤で圧接しながら固定する方式などの実装手段
によって電気信号が画像表示部に供給される。ここでは
便宜上二つの実装方式を同時に図示しているが、実際に
はいずれかの実装方式が選ばれることは言うまでもな
い。なお、７，８は液晶パネル１中央の画像表示部と信
号線および走査線の電極端子群５，６との間を接続する
配線路で、必ずしも電極端子群５，６と同じ導電材で構
成される必要はない。

【０００４】９は全ての液晶セルに共通の透明導電性の
対向電極を有するもう１枚のガラス基板で、２枚のガラ
ス基板２，９は石英ファイバやプラスチック・ビーズ等
のスペーサによって数μｍ程度の所定の距離を隔てて形
成され、その間隙（ギャップ）は有機性樹脂よりなるシ
ール材と封口材で封止された閉空間になっており、閉空
間には液晶が充填されている。カラー表示を実現するに
は、ガラス基板９の閉空間側に着色層と称する染料また
は顔料のいずれか一方もしくは両方を含む有機薄膜が被
着されて色表示機能が与えられるので、その場合にはガ
ラス基板９は別名カラーフィルタと呼ばれる。そして液
晶材の性質によってはガラス基板９の上面またはガラス
基板２の下面のいずれかもしくは両面上に偏光板が貼付
され、液晶パネル１は電気光学素子として機能する。

【０００５】図１０はスイッチング素子として絶縁ゲー
ト型トランジスタ１０を絵素毎に配置したアクティブ型
液晶パネルの等価回路図である。実線で描かれた素子は
一方のガラス基板２上に、そして破線で描かれた素子は
もう一方のガラス基板９上に形成されている。走査線１
１（８）と信号線１２（７）は、例えば非晶質シリコン
（ａ−Ｓｉ）を半導体層とし、シリコン窒化層（ＳｉＮ
_X ）をゲート絶縁層とするＴＦＴ（薄膜トランジスタ）
１０の形成と同時にガラス基板２上に作製される。液晶
セル１３はガラス基板２上に形成された透明導電性の絵
素電極１４と、カラーフィルタであるガラス基板９上に
形成された同じく透明導電性の対向電極１５と、２枚の
ガラス基板２，９で構成された閉空間を満たす液晶とで
構成され、電気的にはコンデンサと同じ扱いを受ける。
蓄積容量の構成に関してはいくつかの選択が可能で、例
えば図１０では蓄積容量２２は前段のゲート（走査線）
と絵素電極１４とで構成されている。

【０００６】図１１はカラー液晶画像表示装置の要部断
面図である。染色された感光性ゼラチンまたは着色性感
光性樹脂等よりなる着色層１８は先述したように、カラ
ーフィルタであるガラス基板９の閉空間側で絵素電極１
４に対応してＲＧＢの三原色で所定の配列に従って配置
されている。全ての絵素電極１４に共通の対向電極１５
は着色層１８の存在による電圧配分損失を避けるために
は図示したように着色層１８上に形成される。液晶１６
に接して２枚のガラス基板２，９上に被着された、例え
ば０．１μｍ程度の膜厚のポリイミド系樹脂薄膜層１９
は液晶分子を決められた方向に揃えるための配向膜であ
る。加えて液晶１６にツイスト・ネマチック（ＴＮ）型
のものを用いる場合には上下に２枚の偏光板２０を必要
とする。

【０００７】ＲＧＢの着色層１８の境界に低反射性の不
透明膜２１を配置すると、ガラス基板２上の信号線１２
等の配線層からの反射光を防止できてコントラスト比が
向上し、また薄膜トランジスタ（スイッチング素子）１
０の外部光照射によるオフ時のリーク電流の増大が防げ
て強い外光の下でも動作させることが可能となり、ブラ
ックマトリクスとして実用化されている。ブラックマト
リクス材の構成も多数考えられるが、着色層の境界にお
ける段差の発生状況と光の透過率を考慮すると、コスト
高にはなるが０．１μｍ程度の膜厚のＣｒ薄膜が簡便で
ある。

【０００８】なお、図１１において理解を簡単にするた
め、薄膜トランジスタ１０、走査線１１、および蓄積容
量２２に加えてバックライト光源やスペーサ等の主要因
子は省略されている。２３は絵素電極１４と薄膜トラン
ジスタ１０のドレインとを接続するための導電性薄膜
で、一般的には信号線１２と同一の材質で同時に形成さ
れる。ここでは図示しなかったが、対向電極１５は画像
表示部より僅かに外よりの隅部で適当な導電性ペースト
を介してガラス基板（ＴＦＴ基板）２上の適当な導電性
パターンに接続され、電極端子群５，６の一部に組み込
まれて電気的接続が与えられる。

【０００９】図１２は配向膜１９が塗布された２枚のガ
ラス基板２，９に対する配向処理の方向を示す概念図で
あり、何れのガラス基板２，９も配向膜が塗布された主
面を紙面上にして表示されている。配向膜１９には耐熱
性の観点から一般的にはポリイミド系樹脂が用いられ、
オフセット印刷で必要な領域（画像表示部）にのみ０．
１μｍ程度の膜厚で塗布され、１５０〜３００℃の加熱
処理によって熱硬化される。そして液晶材がＴＮ型の場
合には乾燥布を巻き付けた回転ドラムにガラス基板２，
９をその移動方向３０−１，３０−２が概ね直交するよ
うに適当な圧力で押しつけられて摺動することによっ
て、配向処理が実施される。

【００１０】図１３（ａ）には従来の液晶パネルの要部
断面図を示す。ここではノーマリ・ホワイトの動作モー
ドを選び、偏光板は省略した断面図を提示している。入
射光３１が液晶分子３２の配列方向となす角度は全白表
示では入射光３１の入射角度によらずほぼ同じである
が、中間調表示においては入射角度によって大きく異な
り、結果として図１３（ｂ）に示したように液晶パネル
の透過率は上下方向に角度依存性を有し、視野角によっ
てはコントラストの低下や表示画像の色調反転等の好ま
しからざる現象が観察され、観察者にとっては視野角が
狭く感じられる。

【００１１】これに対して、図１４（ａ）に示したよう
に、一組の絵素電極１４，１５内で液晶配列方向が逆向
き３３，３４になるような配向処理が可能であると、中
間調表示においても入射光３１が液晶の配列方向３３，
３４となす角度が対称となり、結果として図１４（ｂ）
に示したように透過率は上下方向の角度依存性が大幅に
緩和されて、観察者にとっては視野角が広く感じられ
る。

【００１２】このように一組の絵素電極内の液晶分子の
配列を逆向きにした液晶セル構造はマルチドメインと呼
ばれ、一組の絵素電極上の配向膜に異なった配向処理を
与える必要がある。

【００１３】図１５には上記したマルチドメインを実現
する手法の一例を示す。絵素電極やその他の構成要素は
省略するが、まず図１５（ａ）に示したようにガラス基
板２上に配向膜１９を塗布し、適宜熱硬化する。つぎ
に、図１５（ｂ）に示したように乾燥布を巻き付けた回
転ドラム３５を左回転３６で配向膜１９に適当な圧力と
回転数で押し付けながら摺動し、図１５（ｃ）に示した
ように右上がりのプレティルト角３７を得る。その後、
図１５（ｄ）に示したように適当なマスク機能を有する
部材として、例えば感光性樹脂３８で配向膜１９を所定
のパターンで選択的に覆う。そして図１５（ｅ）に示し
たように回転ドラム３５を右回転３９で配向膜１９に適
当な圧力と回転数で押し付けながら摺動し、図１５
（ｆ）に示したように露出している配向膜１９に左上が
りのプレティルト角４０を得る。最後に図１５（ｇ）に
示したように感光性樹脂３８を除去すれば、配向膜１９
は右上がりのプレティルト角３７を有する配向膜１９−
１と左上がりのプレティルト角４０を有する配向膜１９
−２とに分割されていることが理解されよう。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】上記したマルチドメイ
ンでは２度目の配向処理時に選択的マスク機能を発揮す
る感光性樹脂の除去方法が最大の課題である。なぜなら
ば、配向膜は耐熱性のあるポリイミド系樹脂ではある
が、カラーフィルタを構成する着色層の耐熱性が低く現
状では２５０℃を越えるカラーフィルタは開発中であ
り、またアクティブ型の液晶パネルを構成するＴＦＴ基
板の耐熱性もせいぜい３００℃止まりであることから、
実用上は配向膜の硬化温度は２００℃〜２５０℃程度で
あり、したがって耐薬品性も脆弱で感光性樹脂を除去す
る剥離液や有機溶剤で、配向膜が化学的損傷を受けて膜
減りする。そのため、マルチドメインを形成することは
可能であっても配向性能が劣化して表示画像のコントラ
ストが低下したり、長期信頼性に欠ける液晶パネルしか
得られていないのが現状である。

【００１５】一方、有機溶剤を希釈液としない水溶性の
感光性樹脂であれば上記した課題は生じないが、水溶性
の感光性樹脂は感度と解像力に難点があり、半導体や液
晶デバイス等の微細加工には使用されることは極めて少
ない。

【００１６】この発明の目的は、配向膜の損傷を与える
ことがない液晶パネル用基板とその製造方法を提供する
ことである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】この発明は上記した現況
に鑑みなされたもので、感光性樹脂の除去に対して耐薬
品性を配向膜に与えるための弗素化処理とリフトオフに
よる配向膜の選択的形成を中核とする。

【００１８】請求項１記載の液晶パネル用基板は、透明
性絶縁基板上の透明導電性の絵素電極上にその表面が部
分的に弗素化された第１の配向膜が形成され、部分的に
弗素化された第１の配向膜上の弗素化部分に第１の配向
膜とはプレティルト角の異なる第２の配向膜が形成され
ている。

【００１９】請求項２記載の液晶パネル用基板の製造方
法は、透明性絶縁基板上に形成された透明導電性の絵素
電極上に第１の配向膜を塗布し、ついで第１の配向膜の
表面を弗素化し、ついで弗素化された第１の配向膜上に
第１の配向膜とはプレティルト角の異なる第２の配向膜
を塗布し、ついで第２の配向膜上にポジ型の感光性樹脂
を塗布し、ついで絵素電極内を選択的に露光し、ついで
露光後の感光性樹脂を現像するとともに第２の配向膜を
選択的に除去して第１の配向膜を露出し、ついで感光性
樹脂を除去し、ついで酸素ガスプラズマで露出した第１
の配向膜上の弗素化された表面を除去する。

【００２０】請求項３記載の液晶パネル用基板の製造方
法は、透明性絶縁基板上に形成された透明導電性の絵素
電極上に第１の配向膜を塗布し、ついで第１の配向膜の
表面を弗素化し、ついで弗素化された第１の配向膜上に
第１の配向膜とはプレティルト角の異なる第２の配向膜
を塗布し、ついで第２の配向膜の表面を弗素化し、つい
で弗素化された第２の配向膜上にポジ型の感光性樹脂を
塗布し、ついで絵素電極内を選択的に露光し、ついで露
光後の感光性樹脂を現像して選択的に第２の配向膜を露
出し、ついで酸素ガスプラズマで露出した第２の配向膜
上の弗素化された表面を除去し、ついで第２の配向膜を
選択的に除去して第１の配向膜を露出し、ついで感光性
樹脂を除去し、ついで酸素ガスプラズマで露出した第１
および第２の配向膜上の弗素化された表面を除去する。

【００２１】請求項４記載の液晶パネル用基板は、透明
性絶縁基板上に形成された透明導電性の絵素電極上に第
１の配向膜と第１の配向膜とは材質とプレティルト角の
異なる第２の配向膜とが隣接して形成された液晶パネル
用基板であって、第２の配向膜は第１の配向膜上に形成
されたリフトオフ層上および絵素電極上に塗布され、リ
フトオフ層上の部分がリフトオフされることで、第１の
配向膜に隣接して形成されている。

【００２２】請求項５記載の液晶パネル用基板の製造方
法は、透明性絶縁基板上に形成された透明導電性の絵素
電極上に第１の配向膜を塗布し、ついで第１の配向膜上
にリフトオフ層を被着し、ついで感光性樹脂を用いてリ
フトオフ層と第１の配向膜とよりなる積層部を絵素電極
上に選択的に残し、ついで第１の配向膜とはプレティル
ト角の異なる第２の配向膜を塗布し、ついで酸素ガスプ
ラズマで第２の配向膜の膜厚を減少させて積層部の側面
を露出し、ついでリフトオフ層を除去するとともにリフ
トオフ層上の第２の配向膜を除去する。

【００２３】請求項６記載の液晶パネル用基板の製造方
法は、請求項５の液晶パネル用基板の製造方法におい
て、リフトオフ層がモリブデンで、リフトオフ層の除去
液が過酸化水素水または希硝酸である。

【００２４】請求項７記載の液晶パネル用基板の製造方
法は、請求項５記載の液晶パネル用基板の製造方法にお
いて、感光性樹脂にネガ型を用い、リフトオフ層がＰＶ
Ａ樹脂で、リフトオフ層の除去液が水である。

【００２５】請求項８記載の液晶パネル用基板の製造方
法は、透明性絶縁基板上に形成された透明導電性の絵素
電極上に第１の配向膜を塗布し、ついで第１の配向膜上
にリフトオフ層を被着し、ついでリフトオフ層上に感光
性樹脂を塗布し、ついで感光性樹脂とリフトオフ層と第
１の配向膜とよりなる積層部を絵素電極上に選択的に残
し、ついで第１の配向膜とはプレティルト角の異なる第
２の配向膜を塗布し、ついで酸素ガスプラズマで第２の
配向膜の膜厚を減少させて積層部の側面を露出し、つい
でリフトオフ層の除去とともにリフトオフ層上の感光性
樹脂と第２の配向膜を除去する。

【００２６】請求項９記載の液晶パネル用基板の製造方
法は、請求項８記載の液晶パネル用基板の製造方法にお
いて、リフトオフ層がモリブデンで、リフトオフ層の除
去液が過酸化水素または希硝酸である。

【００２７】請求項１０記載の液晶パネル用基板の製造
方法は、請求項８記載の液晶パネル用基板の製造方法に
おいて、感光性樹脂にネガ型を用い、リフトオフ層がＰ
ＶＡ樹脂で、リフトオフ層の除去液が水である。

【００２８】請求項１１記載の液晶パネル用基板の製造
方法は、透明性絶縁基板上に形成された透明導電性の絵
素電極上に第１の配向膜を塗布し、ついで第１の配向膜
の表面を弗素化し、ついで表面が弗素化された第１の配
向膜を選択的に除去し、ついで第１の配向膜とはプレテ
ィルト角の異なる第２の配向膜で第１の配向膜以外の領
域を埋め、ついで酸素ガスプラズマで第１の配向膜上の
弗素化された表面を除去する。

【００２９】

【作用】 請求項１ないし請求項１１の記載の構成におい
て、弗素化による配向膜形成では、その表面を弗素化さ
れた配向膜は撥水性と耐薬品性が著しく向上し、感光性
樹脂の現像液に対して膜減りすることは回避される。ま
た、リフトオフによる配向膜形成ではリフトオフ層で配
向膜が保護され、感光性樹脂の除去液で損傷を受けるこ
とは皆無である。

【００３０】

【実施例】以下、この発明の実施例について図１および
図３ないし図８の製造工程断面図を参照しながら説明す
る。なお便宜上同一の部位には従来例と同じ符号を付す
こととする。

【００３１】この発明の請求項１は、透明性絶縁基板に
その表面が部分的に弗素化された第１の配向膜を形成
し、前記部分的に弗素化した第１の配向膜上に第２の配
向膜を自己整合的に形成する液晶パネル用基板の製造方
法であって、少なくとも第１の配向膜の表面を弗素化す
ることにより配向膜の耐薬品性を向上させることが可能
となり、感光性樹脂および第２の配向膜の除去に有機溶
剤を用いる必要が無くなることが特徴である。弗素化の
回数によって二つの製造方法を選択することが可能であ
り、それを第１、第２の実施例として以下に記載する。

【００３２】〔第１の実施例〕 この発明の第１の実施例においては、まず図１（ａ）に
示したように、図示はしないが絵素電極が形成された、
透明性絶縁基板である例えばガラス基板２上に第１の配
向膜５１を０．１μｍ程度の膜厚で塗布して２２０℃で
１時間程熱硬化する。第１の配向膜５１としては日産化
学製のＲＮ７４０が選ばれる。その後フレオン系ガス、
例えばＣＦ₄を用いた減圧下で弗素ガスプラズマ５６に
より第１の配向膜５１の表面を５０〜１５０Å程度弗素
化して弗素化部分６１とする。

【００３３】引続き図１（ｂ）に示したように、第２の
配向膜５２を第１の配向膜５１上に０．１μｍ程度の膜
厚で塗布して１７０℃で３０分程加熱処理する。第２の
配向膜５２としては日本合成ゴム製のオプトマーＡＬ３
０４６が選ばれる。なお、第２の配向膜５２の塗布に当
り、第２の配向膜５２の弾きが発生するのであれば、適
当な密着増強材、例えばＨＭＤＳを使用して塗布しても
何等支障は無い。

【００３４】その後図１（ｃ）に示したように、ポジ型
の感光性樹脂５３を１μｍ程度の膜厚で塗布して１００
℃で１０分程プリベーク処理し、ホトマスク５４と紫外
線５５による選択的紫外線照射を行う。

【００３５】そして、現像液として２．３８％の濃度の
ＴＭＡＨ水溶液で現像処理を行うと、現像液がアルカリ
性であるので、図１（ｄ）に示したように感光性樹脂５
３ともども第２の配向膜５２がパターン化されて感光性
樹脂パターン５３’と第２の配向膜パターン５２’が同
時に得られる。この現像処理時に第１の配向膜５１の表
面は弗素化されているために第１の配向膜５１が膜減り
することは皆無である。

【００３６】この後は不要な感光性樹脂パターン５３’
を除去すればよく、図１（ｅ）に示したように紫外線５
５を全面に照射して再度、現像処理を行えば感光性樹脂
パターン５３’は容易に除去される。ただし、再現像時
に過現像に注意しないと第２の配向膜５２’の膜減りが
生じる。

【００３７】その後図１（ｆ）に示したように、酸素ガ
スプラズマ５７中での処理により、第１の配向膜５１の
表面の弗素化部分６１’を灰化して第１の配向膜５１を
露出させる。この時、第２の配向膜５２’も一部膜減り
するが、最終的には図１（ｇ）に示したように、その表
面が部分的に弗素化された第１の配向膜５１が形成さ
れ、部分的に弗素化された第１の配向膜５１上に第２の
配向膜５２’が自己整合的に形成された液晶パネル用基
板が得られる。

【００３８】第１の実施例によって得られる液晶パネル
用基板は単位絵素内に２種類の配向膜５１，５２’が存
在しており、図１４（ａ）に類似したような液晶分子の
配列を得て視野角を拡大するためには図２に示すような
構成上の工夫が必要である。具体的には一方のガラス基
板９上に形成された第３の配向膜１９よりもプレティル
ト角が大きい第２の配向膜５２’と、逆に第３の配向膜
１９よりもプレティルト角が小さい第１の配向膜５１を
選定することである。

【００３９】以上の構成は、一方のガラス基板９にはプ
レティルト角θを持つような配向処理を施し、他方のガ
ラス基板２にはθ＋φ１のプレティルト角とθ−φ２の
プレティルト角と（ただし、φ１＞０、θ＞φ２＞０）
の二つの配向処理領域を持たせたものである。このよう
な配向処理を施すと、θ＋φ１のプレティルト角を持つ
領域では液晶層中心部の液晶分子はおよそφ１のプレテ
ィルトを有し、θ−φ２のプレティルト角を持つ領域で
は液晶層中心部の液晶分子はおよそ−φ２のプレティル
トを有するように配向する。この結果、中間調表示にお
いても入射光３１（図１４（ａ）参照）が液晶の２種類
の配列方向となす角度が対称的となり、透過率は上下方
向の角度依存性が大幅に緩和されて、視野角の拡大がな
される。φ１＝φ２の場合が図１４（ａ）に最も類似し
た分子配列となる。このように単位絵素内に２種類の配
向膜を配置することが視野角拡大の要点である。

【００４０】〔第２の実施例〕 この発明の第２の実施例においては、第１の実施例にお
ける感光性樹脂の除去時に第２の配向膜が膜減りしない
ようにプロセスを改善したもので、まず図３（ａ）に示
したように、図示はしないが絵素電極が形成された、透
明性絶縁基板である例えばガラス基板２上に第１の配向
膜５１を０．１μｍ程度の膜厚で塗布して２２０℃で１
時間程熱硬化する。第１の配向膜５１としては日産化学
製のＲＮ７４０が選ばれる。その後ＣＦ₄ を用いた減圧
下での弗素ガスプラズマ５６により第１の配向膜５１の
表面を５０〜１５０Å程度弗素化して弗素化部分６１と
する。

【００４１】引続き図３（ｂ）に示したように、第２の
配向膜５２を第１の配向膜５１上に０．１μｍ程度の膜
厚で塗布して１７０℃で３０分程加熱処理する。第２の
配向膜５２としては日本合成ゴム製のオプトマーＡＬ３
０４６が選ばれる。なお、第２の配向膜５２の塗布に当
り適当な密着増強材、例えばＨＭＤＳを使用しても何等
支障は無いことは既に述べた。第２の配向膜５２の塗布
後、再度ＣＦ₄ を用いた減圧下での弗素ガスプラズマ５
６により第２の配向膜５２の表面も５０〜１５０Å程度
弗素化して弗素化部分６２とする。

【００４２】その後図３（ｃ）に示したように、ポジ型
の感光性樹脂５３を１μｍ程度の膜厚で塗布して１００
℃で１０分程プリベーク処理し、ホトマスク５４と紫外
線５５による選択的紫外線照射を行う。

【００４３】そして、現像液として２．３８％の濃度の
ＴＭＡＨ水溶液で現像処理を行うと、図３（ｄ）に示し
たように感光性樹脂パターン５３’を得ることができ
る。

【００４４】第２の配向膜５２の表面が弗素化されてい
るので、酸素ガスプラズマ中で弗素化された弗素化部分
６２を灰化して第２の配向膜５２を露出させた後、図３
（ｅ）に示したように現像処理または第２の配向膜５２
の希釈液で第２の配向膜５２の選択的パターン形成を行
う。第２の配向膜５２の選択的除去時に、第１の配向膜
５１の表面は弗素化されているために第１の配向膜５１
が膜減りすることは皆無である。この後は不要な感光性
樹脂パターン５３’を除去すればよく、第１の実施例と
同様に紫外線５５を全面に照射して再度、現像処理を行
えば感光性樹脂パターン５３’は容易に除去される。再
現像時に過現像が与えられても第２の配向膜５２’の表
面も弗素化されているので、第２の配向膜５２’の膜減
りも生じない。

【００４５】その後、酸素ガスプラズマ中での処理によ
り第１の配向膜５１と第２の配向膜５２’表面の弗素化
部分６１，６２を同時に灰化し、最終的には図３（ｆ）
に示したように、ガラス基板２の上にその表面が部分的
に弗素化された第１の配向膜５１が形成され、部分的に
弗素化された第１の配向膜５１上に第２の配向膜５２’
が自己整合的に形成された液晶パネル用基板が得られ
る。

【００４６】この発明の請求項４は、透明性絶縁基板上
に形成された透明導電性の絵素電極上に第１の配向膜と
第１の配向膜とは材質とプレティルト角の異なる第２の
配向膜とが隣接して形成された液晶パネル用基板であっ
て、第２の配向膜は第１の配向膜上に形成されたリフト
オフ層上および絵素電極上に塗布され、リフトオフ層上
の部分がリフトオフされることで、第１の配向膜に隣接
して形成されていることを特徴とする液晶パネル用基板
であり、請求項５は同基板のリフトオフによる第２の配
向膜形成を特徴とする製造方法である。リフトオフ材の
選択によって２種類の製造方法があり、それを第３と第
４の実施例として以下に記載する。

【００４７】〔第３の実施例〕 この発明の第３の実施例においては、まず図４（ａ）に
示したように、図示はしないが絵素電極が形成された、
透明性絶縁基板である例えばガラス基板２上に第１の配
向膜５１を０．１μｍ程度の膜厚で塗布して２２０℃で
１時間程熱硬化する。第１の配向膜５１としては日産化
学製のＲＮ７４０が選ばれる。引続きリフトオフ層６３
としてＭｏ（モリブデン）をスパッタ等の真空製膜装置
を用いて全面に０．１μｍ程度の膜厚で被着し、さらに
ポジ型の感光性樹脂５３を１μｍ程度の膜厚で塗布して
１００℃で１０分程プリベーク処理する。

【００４８】その後フォトマスクと紫外線照射による選
択的露光を行って、図４（ｂ）に示したように所定の感
光性樹脂パターン５３’を得、感光性樹脂パターン５
３’をマスクとしてリフトオフ層（Ｍｏ層）６３と第１
の配向膜５１を食刻してそれぞれ６３’，５１’とす
る。食刻方法としては一般的なものでよく特に制約があ
るわけではないが、例えばフレオン系ガスを用いたドラ
イエッチングでリフトオフ層６３を、また酸素ガスプラ
ズマを用いたアッシングで第１の配向膜５１を食刻すれ
ば、処理装置が１台で間に合う簡便さがある。感光性樹
脂パターン５３’の除去方法も第１の配向膜５３’がリ
フトオフ層６３’でカバーされているため、特に制約が
あるわけではなく、第１の配向膜５１の食刻後、そのま
ま酸素ガスプラズマで除去することも可能である。

【００４９】感光性樹脂パターン５３’の除去後、図４
（ｃ）に示したように第２の配向膜５２をガラス基板２
上に０．１μｍ程度の膜厚で塗布して１７０℃で３０分
程加熱処理する。第２の配向膜５２としては日本合成ゴ
ム製のオプトマーＡＬ３０４６が選ばれる。

【００５０】そして図４（ｄ）に示したように、第２の
配向膜５２の膜厚を減少させてリフトオフ層６３’と第
１の配向膜５１’よりなる積層パターンの段差部で第２
の配向膜５２が段切れを生じ、積層部の側面が露出する
まで酸素ガスプラズマ５７中での処理を行う。

【００５１】最終工程はリフトオフ層６３’の除去とと
もにリフトオフ層６３’上の第２の配向膜５２を選択的
に除去することであり、リフトオフ層６３’の除去には
過酸化水素水または０．１％程度の希硝酸を用いる。こ
れらの除去液は感光性樹脂５３の現像液とは異なり中性
または弱酸であるので、第１と第２の配向膜５１’，５
２’が侵されて膜減りする恐れは皆無である。この結
果、図４（ｅ）に示したように、透明性絶縁基板である
ガラス基板２上に形成された透明導電性の絵素電極上に
第１の配向膜５１’と第２の配向膜５２’とを隣接して
形成することができた。

【００５２】〔第４の実施例〕 この発明の第４の実施例においては、高額な真空製膜装
置を必要としないリフトオフ材を採用したもので、まず
図５（ａ）に示したように、図示はしないが絵素電極が
形成された、透明性絶縁基板である例えばガラス基板２
上に第１の配向膜５１を０．１μｍ程度の膜厚で塗布し
て２２０℃で１時間程熱硬化する。第１の配向膜５１と
しては日産化学製のＲＮ７４０が選ばれる。引続きリフ
トオフ層６４として水溶性のＰＶＡ樹脂、例えば東京応
化製のＴＰＦを０．１μｍ程度の膜厚で塗布して１４０
℃で１０分間加熱し、さらにネガ型の感光性樹脂６５、
例えば東京応化製のＯＭＲ−８３を１μｍ程度の膜厚で
塗布して９０℃で５分程プリベーク処理する。

【００５３】その後フォトマスクと紫外線照射による選
択的露光を行って現像すると、図５（ｂ）に示したよう
に所定の感光性樹脂パターン６５’が得られる。ネガレ
ジストの現像時、リフトオフ層（ＴＰＦ層）６４は現像
液であるキシレンやリンス液である酢酸ブチル等の有機
溶剤に不溶であるため、リフトオフ層６４が膜減りする
ことはない。

【００５４】感光性樹脂パターン６５’をマスクとして
リフトオフ層６４と第１の配向膜５１を食刻して、図５
（ｃ）に示したようにそれぞれ６４’、５１’とする。
食刻方法としては対象物が有機薄膜であるので、酸素ガ
スを用いたアッシングでリフトオフ層６４と第１の配向
膜５１を食刻すれば、処理装置が１台で間に合う簡便さ
がある。感光性樹脂パターン６５’の除去方法は第１の
配向膜５１’がリフトオフ層６４’でカバーされている
ため、ＡＢＳ（アルキルベンゼンスルフォン酸）を主成
分とするネガ型感光性樹脂の剥離液で何等支障なく、リ
フトオフ層６４’が同じく剥離液に不溶であるため、リ
フトオフ層６４’が膜減りすることもない。

【００５５】感光性樹脂パターン６５’の除去後、図５
（ｄ）に示したように第２の配向膜５２をガラス基板２
上に０．１μｍ程度の膜厚で塗布して１７０℃で３０分
程加熱処理する。第２の配向膜５２としては日本合成ゴ
ム製のオプトマーＡＬ３０４６が選ばれる。

【００５６】そして図５（ｅ）に示したように、第２の
配向膜５２の膜厚を減少させてリフトオフ層６４’と第
１の配向膜５１’よりなる積層パターンの段差部で第２
の配向膜５２が段切れを生じ、積層部の側面が露出する
まで酸素ガスプラズマ５７中での処理を行う。

【００５７】最終工程はリフトオフ層６４’の除去とと
もにリフトオフ層６４’上の第２の配向膜５２を選択的
に除去することであり、リフトオフ層６４’の除去には
水を用いる。水は感光性樹脂の現像液とは異なり中性で
あるので、第１’と第２の配向膜５１’，５２’が侵さ
れて膜減りする恐れは皆無である。

【００５８】この結果、図５（ｆ）に示したように、透
明性絶縁基板であるガラス基板２上に形成された透明導
電性の絵素電極上に第１の配向膜５１’と第２の配向膜
５２’を隣接して形成することができた。

【００５９】この発明の請求項８も同基板のリフトオフ
による第２の配向膜形成を特徴とする製造方法である
が、請求項５に比べて製造工数を低下させることが可能
であり、同様にリフトオフ材の選択によって２種類の製
造方法が考案され、それを第５と第６の実施例として以
下に記載する。

【００６０】〔第５の実施例〕 この発明の第５の実施例においては、まず図６（ａ）に
示したように、図示はしないが絵素電極が形成された、
透明性絶縁基板である例えばガラス基板２上に第１の配
向膜５１を０．１μｍ程度の膜厚で塗布して２２０℃で
１時間程熱硬化する。第１の配向膜５１としては日産化
学製のＲＮ７４０が選ばれる。引続きリフトオフ層６３
としてＭｏ（モリブデン）をスパッタ等の真空製膜装置
を用いて全面に０．１μｍ程度の膜厚で被着し、さらに
ポジ型の感光性樹脂５３を１μｍ程度の膜厚で塗布して
１００℃で１０分程プリベーク処理する。

【００６１】その後フォトマスクと紫外線照射による選
択的露光を行って図６（ｂ）に示したように所定の感光
性樹脂パターン５３’を得、感光性樹脂パターン５３’
をマスクとしてリフトオフ層６３と第１の配向膜５１を
食刻してそれぞれ６３’、５１’とする。食刻方法とし
ては先述したように、フレオン系ガスを用いたドライエ
ッチングでリフトオフ層６３を、また酸素ガスプラズマ
を用いたアッシングで第１の配向膜５１を食刻すれば、
処理装置が１台で間に合う簡便さがある。

【００６２】引続き図６（ｃ）に示したように、第２の
配向膜５２をガラス基板２上に０．１μｍ程度の膜厚で
塗布して１７０℃で３０分程加熱処理する。第２の配向
膜５２としては日本合成ゴム製のオプトマーＡＬ３０４
６が選ばれる。第１配向膜５１’とリフトオフ層６３’
と感光性樹脂パターン５３’の３層よりなる積層部は膜
厚が１．２μｍもあるので、積層部の側面で第２の配向
膜５２は段切れを起こし易い。

【００６３】そこで、このままリフトオフ層６３である
Ｍｏの除去液に浸漬させてもよいが、確実性を期するな
らば第４、第５の実施例と同様に図６（ｄ）に示したよ
うに、酸素ガスプラズマ５７中での処理を追加して積層
部の側面の露出を促進するとよい。

【００６４】最終工程は、リフトオフ層６３’の除去と
ともにリフトオフ層６３’上の感光性樹脂パターン５
３’と第２の配向膜５２を選択的に除去することであ
り、リフトオフ層６３’の除去には先述したように過酸
化水素水または０．１％程度の希硝酸を用いる。

【００６５】この結果、図６（ｅ）に示したように、透
明性絶縁基板であるガラス基板２上に形成された透明導
電性の絵素電極上に第１の配向膜５１’と第２の配向膜
５２’を隣接して形成することができた。

【００６６】〔第６の実施例〕 この発明の第６の実施例においては、まず図７（ａ）に
示したように、図示はしないが絵素電極が形成された、
透明性絶縁基板である例えばガラス基板２上に第１の配
向膜５１を０．１μｍ程度の膜厚で塗布して２２０℃で
１時間程熱硬化する。第１の配向膜５１としては日産化
学製のＲＮ７４０が選ばれる。引続きリフトオフ層６４
として水溶性のＰＶＡ樹脂、例えば東京応化製のＴＰＦ
を全面に０．１μｍ程度の膜厚で塗布して１４０℃で１
０分間加熱し、さらにネガ型の感光性樹脂６５、例えば
東京応化製のＯＭＲ−８３を１μｍ程度の膜厚で塗布し
て９０℃で５分程プリベーク処理する。

【００６７】その後フォトマスクと紫外線照射による選
択的露光を行って現像して、図７（ｂ）に示すように、
感光性樹脂パターン６５’を得る。感光性樹脂パターン
６５’をマスクとしてリフトオフ層６４と第１の配向膜
５１を食刻して図７（ｂ）に示したように６４’、５
１’を得る。食刻方法としては酸素ガスを用いたアッシ
ングでリフトオフ層６４と第１の配向膜５１を食刻すれ
ば、処理装置が１台で間に合う簡便さがある。

【００６８】引続き図７（ｃ）に示したように、ガラス
基板２上に第２の配向膜５２を０．１μｍ程度の膜厚で
塗布して１７０℃で３０分程加熱処理する。第２の配向
膜５２としては日本合成ゴム製のオプトマーＡＬ３０４
６が選ばれる。第１の配向膜５１’とリフトオフ層６
４’と感光性樹脂パターン６５’の３層よりなる積層部
は膜厚が１．２μｍもあるので、積層部の側面で第２の
配向膜５２は段切れを起こし易い。

【００６９】そこで、このままリフトオフ層６４である
ＴＰＦの除去液に浸漬させてもよいが、確実性を期する
ならば第４、第５の実施例と同様に図７（ｄ）に示した
ように、酸素ガスプラズマ５７中での処理を追加して積
層部の側面の露出を促進するとよい。

【００７０】最終工程はリフトオフ層６４’の除去とと
もにリフトオフ層６４’上の第２の感光性樹脂パターン
６５’と第２の配向膜５２を選択的に除去することであ
り、リフトオフ層６４’の除去には水を用いる。

【００７１】この結果、図７（ｅ）に示したように、透
明性絶縁基板であるガラス基板２上に形成された透明導
電性の絵素電極上に第１の配向膜５１’と第２の配向膜
５２’を隣接して形成することができた。

【００７２】この発明の請求項１１は請求項５と同じ
く、透明性絶縁基板上に形成された透明導電性の絵素電
極上に第１の配向膜と第２の配向膜が隣接して形成され
ていることを特徴とする液晶パネル用基板の製造方法で
あって、撥水性を利用した第２の配向膜形成を特徴とす
る製造方法である。それを第７の実施例として以下に記
載する。

【００７３】〔第７の実施例〕 この発明の第７の実施例においては、まず図８（ａ）に
示したように、図示はしないが絵素電極が形成された、
透明性絶縁基板であるガラス基板２上に第１の配向膜５
１を０．１μｍ程度の膜厚で塗布して２２０℃で１時間
程熱硬化する。第１の配向膜５１としては日産化学製の
ＲＮ７４０が選ばれる。その後ＣＦ₄を用いた減圧下で
の弗素ガスプラズマ５６により第１の配向膜５１の表面
を５０〜１５０Å程度弗素化して弗素化部分６１とす
る。

【００７４】引続き図８（ｂ）に示したように、ポジ型
の感光性樹脂を１μｍ程度の膜厚で塗布して１００℃で
１０分程プリベーク処理し、フォトマスクと紫外線照射
による選択的露光を行って現像し、得られた所定の感光
性樹脂パターン５３’をマスクとして第１の配向膜５１
を図８（ｃ）に示すように食刻して５１’とする。食刻
方法としては弗素化された表面部も含めて酸素ガスプラ
ズマを用いると簡便である。

【００７５】そして図８（ｃ）に示したように、紫外線
の再照射と再現像等の手段によって感光性樹脂パターン
５３’を除去した後、図８（ｄ）に示すように、第２の
配向膜５２をガラス基板２上に０．１μｍ程度の膜厚で
塗布すると第１の配向膜５１’の表面が弗素化されてい
るので、第２の配向膜５２の溶剤の選定と樹脂濃度の高
希釈化によって第２の配向膜５２は第１の配向膜５１’
上では撥水して弾かれて塗布することができず、したが
って図８（ｄ）に示したように自動的に第１の配向膜５
１’のパターン間を埋めて塗布され５２’となる。第２
の配向膜５２’の選択的塗布後、１７０℃で３０分程加
熱処理して第２の配向膜５２中の希釈溶剤を蒸発させ
る。第２の配向膜５２としては日本合成ゴム製のオプト
マーＡＬ３０４６が選ばれる。

【００７６】最終工程は図８（ｅ）に示したように、酸
素ガスプラズマ中での処理により、第１の配向膜５１’
の表面の弗素化部分６１を灰化して第１の配向膜５１’
を露出して、透明性絶縁基板であるガラス基板２上に形
成された透明導電性の絵素電極上に第１の配向膜５１’
と第２の配向膜５２’を隣接して形成することができ
た。酸素ガスプラズマ中での処理により第２の配向膜５
２’もわずかに膜減りするが、その量を見越して塗布厚
を設定しておけば何等支障無い。

【００７７】この発明は絵素電極上の配向膜の選択的塗
布形成に関わるものであり、対象となる液晶パネルは従
来例で説明したアクティブ型に限られるものではなく、
単純マトリクス編成の液晶パネルにも適用可能であり、
またカラーフィルタを対向基板として用いるカラー表示
はもちろん、白黒表示の液晶パネルにも適用可能なこと
は言うまでもないし、アクティブ型の液晶表示装置にお
いてもスイッチング素子が絶縁ゲート型トランジスタに
限定されず、２端子素子であっても支障無いことは説明
を要しないであろう。

【００７８】

【発明の効果】この発明によれば、透明性絶縁基板上に
形成された透明導電性の絵素電極上に第１の配向膜と第
２の配向膜を選択的に形成するにあたり、一つの手段と
して配向膜の表面を弗素化して耐薬品性を向上させてい
るので、選択的形成に用いた感光性樹脂の除去時に配向
膜が膜減りして配向膜特性が劣化することは回避され
る。また別の手段としてリフトオフ層の導入により、第
１の配向膜をリフトオフ層で保護しながら第２の配向膜
をリフトオフで選択的に形成するため、同様に配向膜に
物理的、化学的な損傷を与えることがない。さらに他の
手段では表面を弗素化された第１の配向膜の撥水性を利
用して第２の配向膜の選択的形成がなされるため、やは
り物理的、化学的な損傷を与えることがなく配向膜の選
択的塗布がなされる。これらの結果、マルチドメインが
実現して液晶パネルの視野角拡大の推進が期待される。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施例による液晶パネル用基
板の配向膜形成工程の断面図である。

【図２】この発明の第１の実施例による視野角拡大原理
の説明図である。

【図３】この発明の第２の実施例による液晶パネル用基
板の配向膜形成工程の断面図である。

【図４】この発明の第３の実施例による液晶パネル用基
板の配向膜形成工程の断面図である。

【図５】この発明の第４の実施例による液晶パネル用基
板の配向膜形成工程の断面図である。

【図６】この発明の第５の実施例による液晶パネル用基
板の配向膜形成工程の断面図である。

【図７】この発明の第６の実施例による液晶パネル用基
板の配向膜形成工程の断面図である。

【図８】この発明の第７の実施例による液晶パネル用基
板の配向膜形成工程の断面図である。

【図９】液晶パネルへの実装手段を示す斜視図である。

【図１０】アクティブ型液晶パネルの等価回路図であ
る。

【図１１】カラー表示用アクティブ型液晶パネルの要部
断面図である。

【図１２】液晶パネルを構成する２枚の基板に対する配
向処理の概念図である。

【図１３】従来構造のＴＮ液晶パネルの分子配向と視野
角の角度依存性を示す概略図である。

【図１４】マルチドメイン構造のＴＮ液晶パネルの分子
配向と視野角の角度依存性を示す概略図である。

【図１５】マルチドメインを実現する従来の配向処理工
程を示す概略図である。

【符号の説明】

２ ガラス基板 ９ ガラス基板 ５１，５２ 配向膜 ５３ ポジ型感光性樹脂 ５４ フォトマスク ５５ 紫外線 ５６ 弗素ガスプラズマ ５７ 酸素ガスプラズマ ６１，６２ 配向膜の表面の弗素化部分 ６３ リフトオフ層 ６４ リフトオフ層 ６５ ネガ型感光性樹脂

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G02F 1/1337 505

Claims (11)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 透明性絶縁基板上の透明導電性の絵素電
   極上にその表面が部分的に弗素化された第１の配向膜が
   形成され、部分的に弗素化された前記第１の配向膜上の
   弗素化部分に前記第１の配向膜とはプレティルト角の異
   なる第２の配向膜が形成されていることを特徴とする液
   晶パネル用基板。
2. 【請求項２】 透明性絶縁基板上に形成された透明導電
   性の絵素電極上に第１の配向膜を塗布する工程と、 前記第１の配向膜の表面を弗素化する工程と、 弗素化された前記第１の配向膜上に前記第１の配向膜と
   はプレティルト角の異なる第２の配向膜を塗布する工程
   と、 前記第２の配向膜上にポジ型の感光性樹脂を塗布する工
   程と、 前記絵素電極内を選択的に露光する工程と、 前記露光後の感光性樹脂を現像するとともに前記第２の
   配向膜を選択的に除去して前記第１の配向膜を露出する
   工程と、 前記感光性樹脂を除去する工程と、 酸素ガスプラズマで露出した前記第１の配向膜上の弗素
   化された表面を除去する工程とを含む液晶パネル用基板
   の製造方法。
3. 【請求項３】 透明性絶縁基板上に形成された透明導電
   性の絵素電極上に第１の配向膜を塗布する工程と、 前記第１の配向膜の表面を弗素化する工程と、 弗素化された前記第１の配向膜上に前記第１の配向膜と
   はプレティルト角の異なる第２の配向膜を塗布する工程
   と、 前記第２の配向膜の表面を弗素化する工程と、 弗素化された前記第２の配向膜上にポジ型の感光性樹脂
   を塗布する工程と、 前記絵素電極内を選択的に露光する工程と、 前記露光後の感光性樹脂を現像して選択的に第２の配向
   膜を露出する工程と、 酸素ガスプラズマで前記露出した第２の配向膜上の弗素
   化された表面を除去する工程と、 前記第２の配向膜を選択的に除去して前記第１の配向膜
   を露出する工程と、 前記感光性樹脂を除去する工程と、 酸素ガスプラズマで前記露出した第１および第２の配向
   膜上の弗素化された表面を除去する工程とを含む液晶パ
   ネル用基板の製造方法。
4. 【請求項４】 透明性絶縁基板上に形成された透明導電
   性の絵素電極上に第１の配向膜と前記第１の配向膜とは
   材質とプレティルト角の異なる第２の配向膜とが隣接し
   て形成された液晶パネル用基板であって、前記第２の配
   向膜は前記第１の配向膜上に形成されたリフトオフ層上
   および前記絵素電極上に塗布され、前記リフトオフ層上
   の部分がリフトオフされることで、前記第１の配向膜に
   隣接して形成されていることを特徴とする液晶パネル用
   基板。
5. 【請求項５】 透明性絶縁基板上に形成された透明導電
   性の絵素電極上に第１の配向膜を塗布する工程と、 前記第１の配向膜上にリフトオフ層を被着する工程と、 感光性樹脂を用いて前記リフトオフ層と前記第１の配向
   膜とよりなる積層部を前記絵素電極上に選択的に残す工
   程と、 前記第１の配向膜とはプレティルト角の異なる第２の配
   向膜を塗布する工程と、 酸素ガスプラズマで前記第２の配向膜の膜厚を減少させ
   て前記積層部の側面を露出する工程と、 前記リフトオフ層を除去するとともに前記リフトオフ層
   上の前記第２の配向膜を除去する工程とを含む液晶パネ
   ル用基板の製造方法。
6. 【請求項６】 リフトオフ層がモリブデンで、前記リフ
   トオフ層の除去液が過酸化水素水または希硝酸である請
   求項５記載の液晶パネル用基板の製造方法。
7. 【請求項７】 感光性樹脂にネガ型を用い、リフトオフ
   層がＰＶＡ樹脂で、前記リフトオフ層の除去液が水であ
   る請求項５記載の液晶パネル用基板の製造方法。
8. 【請求項８】 透明性絶縁基板上に形成された透明導電
   性の絵素電極上に第１の配向膜を塗布する工程と、 前記第１の配向膜上にリフトオフ層を被着する工程と、 前記リフトオフ層上に感光性樹脂を塗布する工程と、 前記感光性樹脂と前記リフトオフ層と前記第１の配向膜
   とよりなる積層部を前記絵素電極上に選択的に残す工程
   と、 前記第１の配向膜とはプレティルト角の異なる第２の配
   向膜を塗布する工程と、 酸素ガスプラズマで前記第２の配向膜の膜厚を減少させ
   て前記積層部の側面を露出する工程と、 前記リフトオフ層の除去とともに前記リフトオフ層上の
   前記感光性樹脂と前記第２の配向膜を除去する工程とを
   含む液晶パネル用基板の製造方法。
9. 【請求項９】 リフトオフ層がモリブデンで、前記リフ
   トオフ層の除去液が過酸化水素または希硝酸である請求
   項８記載の液晶パネル用基板の製造方法。
10. 【請求項１０】 感光性樹脂にネガ型を用い、リフトオ
    フ層がＰＶＡ樹脂で、前記リフトオフ層の除去液が水で
    ある請求項８記載の液晶パネル用基板の製造方法。
11. 【請求項１１】 透明性絶縁基板上に形成された透明導
    電性の絵素電極上に第１の配向膜を塗布する工程と、 前記第１の配向膜の表面を弗素化する工程と、 前記表面が弗素化された第１の配向膜を選択的に除去す
    る工程と、 前記第１の配向膜とはプレティルト角の異なる第２の配
    向膜で前記第１の配向膜以外の領域を埋める工程と、 酸素ガスプラズマで前記第１の配向膜上の弗素化された
    表面を除去する工程とを含む液晶パネル用基板の製造方
    法。