JP3067362B2 - 液晶パネルの製造方法 - Google Patents
液晶パネルの製造方法Info
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- G02—OPTICS
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- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
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- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
- G02F1/133509—Filters, e.g. light shielding masks
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- G02F1/1339—Gaskets; Spacers; Sealing of cells
- G02F1/13394—Gaskets; Spacers; Sealing of cells spacers regularly patterned on the cell subtrate, e.g. walls, pillars
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は行列状に配列した画素を
有するマトリクスタイプの液晶パネルの製造方法に関す
る。より詳しくは、個々の画素の間に位置する非画素部
を遮光する為に用いられるブラックマトリクスあるいは
ブラックマスクの形成方法に関する。
有するマトリクスタイプの液晶パネルの製造方法に関す
る。より詳しくは、個々の画素の間に位置する非画素部
を遮光する為に用いられるブラックマトリクスあるいは
ブラックマスクの形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】マトリクスタイプの液晶パネルにおいて
は、隣接する透明電極のパタン間に位置する非画素部か
らの光漏れによる表示コントラスト低下を防ぐ為に、従
来から基板上にブラックマスクが形成されていた。ブラ
ックマスクの形成方法としては大別して３種類が知られ
ている。第１の方法は、クロム等の金属薄膜を成膜した
後フォトリソグラフィ及びエッチングを用いてパタニン
グするものである。第２の方法は、黒色顔料を分散した
フォトレジストを基板に塗布した後露光現像してパタニ
ングするものである。第３の方法は、基板表面に黒色イ
ンクをオフセット印刷し加熱処理を施してブラックマス
クを得るものである。なお、第３の方法については、例
えば特開昭６３−１８０９３３号公報に開示されてい
る。
は、隣接する透明電極のパタン間に位置する非画素部か
らの光漏れによる表示コントラスト低下を防ぐ為に、従
来から基板上にブラックマスクが形成されていた。ブラ
ックマスクの形成方法としては大別して３種類が知られ
ている。第１の方法は、クロム等の金属薄膜を成膜した
後フォトリソグラフィ及びエッチングを用いてパタニン
グするものである。第２の方法は、黒色顔料を分散した
フォトレジストを基板に塗布した後露光現像してパタニ
ングするものである。第３の方法は、基板表面に黒色イ
ンクをオフセット印刷し加熱処理を施してブラックマス
クを得るものである。なお、第３の方法については、例
えば特開昭６３−１８０９３３号公報に開示されてい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】第１の方法を実施する
為には、クロム等の金属をスパッタリングあるいは真空
蒸着等により成膜する工程、フォトレジストの塗布、露
光、現像の各工程、金属薄膜のエッチング工程、金属薄
膜とその上に形成される透明電極との間の短絡防止の為
のオーバーコート層あるいは絶縁層の形成工程等が必要
となり、工程数が大幅に増える為製造コストが高くなる
という課題がある。
為には、クロム等の金属をスパッタリングあるいは真空
蒸着等により成膜する工程、フォトレジストの塗布、露
光、現像の各工程、金属薄膜のエッチング工程、金属薄
膜とその上に形成される透明電極との間の短絡防止の為
のオーバーコート層あるいは絶縁層の形成工程等が必要
となり、工程数が大幅に増える為製造コストが高くなる
という課題がある。
【０００４】第２の方法についても、ブラックマスクを
形成する為に多数の工程が必要となる。例えば、まずス
ピンコートあるいは印刷等を用いてガラス基板表面に顔
料分散レジストを塗布する。塗布膜をプリベークした
後、ＰＶＡ等からなる酸素遮断剤を塗布する。この処理
は、露光時においてレジスト中に発生するラジカル基が
酸素と反応して不活性になる事を防ぐ為に行なわれる。
再びプリベークした後、フォトマスクを介して顔料分散
レジストを露光する。その後、現像、リンス及びポスト
ベークを行ないブラックマスクを形成する。
形成する為に多数の工程が必要となる。例えば、まずス
ピンコートあるいは印刷等を用いてガラス基板表面に顔
料分散レジストを塗布する。塗布膜をプリベークした
後、ＰＶＡ等からなる酸素遮断剤を塗布する。この処理
は、露光時においてレジスト中に発生するラジカル基が
酸素と反応して不活性になる事を防ぐ為に行なわれる。
再びプリベークした後、フォトマスクを介して顔料分散
レジストを露光する。その後、現像、リンス及びポスト
ベークを行ないブラックマスクを形成する。
【０００５】又、ブラックマスクを形成した後、オーバ
ーコート層を介して透明電極層を堆積する。この透明電
極層をパタニングする為にポジ型のフォトレジストが塗
布される。このフォトレジストの露光を行なう時には、
先にパタニングされたブラックマスクに対して露光用マ
スクのアライメントが必要になる。この時、アライメン
トに誤差が生じると、パタニングされた透明電極とブラ
ックマスクとの間に隙間が生じてしまう。この為、液晶
パネルとして組み立てると、上述した隙間からの光漏れ
により表示コントラストの低下が生じるという課題があ
る。この様な隙間を防ぐ為には、予めブラックマスクの
パタン幅を太くしておき、透明電極端部と重なる様にす
る構造も提案されている。しかしながら、ブラックマス
クにマージンを与えるとフォトマスクのアライメントが
容易になる代わりに、画素部の開口率が減少するという
欠点が生じる。
ーコート層を介して透明電極層を堆積する。この透明電
極層をパタニングする為にポジ型のフォトレジストが塗
布される。このフォトレジストの露光を行なう時には、
先にパタニングされたブラックマスクに対して露光用マ
スクのアライメントが必要になる。この時、アライメン
トに誤差が生じると、パタニングされた透明電極とブラ
ックマスクとの間に隙間が生じてしまう。この為、液晶
パネルとして組み立てると、上述した隙間からの光漏れ
により表示コントラストの低下が生じるという課題があ
る。この様な隙間を防ぐ為には、予めブラックマスクの
パタン幅を太くしておき、透明電極端部と重なる様にす
る構造も提案されている。しかしながら、ブラックマス
クにマージンを与えるとフォトマスクのアライメントが
容易になる代わりに、画素部の開口率が減少するという
欠点が生じる。
【０００６】上述した第１及び第２の方法と異なり、第
３の方法は黒色インクのオフセット印刷を利用している
ので工程数の増加といった問題は生じない。しかしなが
ら、オフセット印刷の精度は透明電極のパタニング精度
に比べて悪い。第２の方法と同様に、両者の間のアライ
メント誤差を考慮すると、画素の開口率を犠牲にしなけ
ればならないという課題がある。
３の方法は黒色インクのオフセット印刷を利用している
ので工程数の増加といった問題は生じない。しかしなが
ら、オフセット印刷の精度は透明電極のパタニング精度
に比べて悪い。第２の方法と同様に、両者の間のアライ
メント誤差を考慮すると、画素の開口率を犠牲にしなけ
ればならないという課題がある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上述した従来の技術の課
題に鑑み、本発明は工程数の増加を招く事なく、ブラッ
クマスクを透明電極のパタン間に沿って整合的に形成す
る方法を提供する事を目的とする。この目的を達成する
為に講じられた手段を図１に基づいて説明する。図１は
本発明にかかるブラックマスク形成方法を示す工程図で
ある。まず、ブラックマスクを形成するに先立って、ガ
ラス基板１等の透明絶縁基板上に、透明電極２をパタニ
ングする。このパタニングでは、例えばガラス基板１の
表面にＩＴＯ等からなる透明導電性材料を全面に堆積し
た後、ポジ型のフォトレジスト即ちポジレジスト３を介
して選択的なエッチングを行なう。通常、エッチング処
理後ポジレジスト３は除去される。しかしながら、本発
明においてはこのポジレジスト３を後工程に利用する為
そのまま残す。好ましくは、ポジレジスト３を加熱処理
し後の工程で剥離し易い様に焼成する。
題に鑑み、本発明は工程数の増加を招く事なく、ブラッ
クマスクを透明電極のパタン間に沿って整合的に形成す
る方法を提供する事を目的とする。この目的を達成する
為に講じられた手段を図１に基づいて説明する。図１は
本発明にかかるブラックマスク形成方法を示す工程図で
ある。まず、ブラックマスクを形成するに先立って、ガ
ラス基板１等の透明絶縁基板上に、透明電極２をパタニ
ングする。このパタニングでは、例えばガラス基板１の
表面にＩＴＯ等からなる透明導電性材料を全面に堆積し
た後、ポジ型のフォトレジスト即ちポジレジスト３を介
して選択的なエッチングを行なう。通常、エッチング処
理後ポジレジスト３は除去される。しかしながら、本発
明においてはこのポジレジスト３を後工程に利用する為
そのまま残す。好ましくは、ポジレジスト３を加熱処理
し後の工程で剥離し易い様に焼成する。
【０００８】残されたポジレジスト３に重ねて、黒色顔
料を分散したレジスト４あるいは着色感光性樹脂等の有
色レジスト材料を塗布する。続いて、ポジレジスト３を
遮光マスクとして、塗布された顔料分散レジスト４をガ
ラス基板１の背面から露光する。ポジレジスト３の影に
なった顔料分散レジスト４の部分は紫外線の照射を受け
ない一方、隣接する透明電極２のパタン間に位置する顔
料分散レジスト４の部分は紫外線照射を受け硬化する。
この様に、透明電極２のパタニングに用いられたポジレ
ジスト３が、背面露光を行なう事によりそのまま顔料分
散レジスト４に対するフォトマスクになっている。
料を分散したレジスト４あるいは着色感光性樹脂等の有
色レジスト材料を塗布する。続いて、ポジレジスト３を
遮光マスクとして、塗布された顔料分散レジスト４をガ
ラス基板１の背面から露光する。ポジレジスト３の影に
なった顔料分散レジスト４の部分は紫外線の照射を受け
ない一方、隣接する透明電極２のパタン間に位置する顔
料分散レジスト４の部分は紫外線照射を受け硬化する。
この様に、透明電極２のパタニングに用いられたポジレ
ジスト３が、背面露光を行なう事によりそのまま顔料分
散レジスト４に対するフォトマスクになっている。
【０００９】次に、顔料分散レジスト４の現像を行ない
未硬化部分を除去して、有色のレジスト層からなるブラ
ックマスク５を形成する。
未硬化部分を除去して、有色のレジスト層からなるブラ
ックマスク５を形成する。
【００１０】最後に、不要になったポジレジスト３を剥
離して、液晶パネル用の一方の基板を完成する。図示し
ないが、もし必要な場合には液晶パネルを構成する他方
の基板についても本発明にかかる方法を用いて透明電極
に整合したブラックマスクを形成する事ができる。な
お、液晶パネルを組み立てる為には、所定の間隙を介し
て一対の基板を貼り合わせるとともに、該間隙内に液晶
を充填する。
離して、液晶パネル用の一方の基板を完成する。図示し
ないが、もし必要な場合には液晶パネルを構成する他方
の基板についても本発明にかかる方法を用いて透明電極
に整合したブラックマスクを形成する事ができる。な
お、液晶パネルを組み立てる為には、所定の間隙を介し
て一対の基板を貼り合わせるとともに、該間隙内に液晶
を充填する。
【００１１】ブラックマスクを構成する有色レジスト層
の膜厚は、背面露光量を制御する事により所望の値に設
定できる。例えば、ブラックマスクにより被覆された非
画素部に位置する液晶層の透過率が略０となる様にΔｎ
ｄを設定する事ができる。但し、Δｎは液晶の複屈折量
及びｄは液晶層の厚みである。即ち、ブラックマスクを
構成する有色レジスト層の厚みを調整する事により液晶
層自体の透過率を０にする事ができる。
の膜厚は、背面露光量を制御する事により所望の値に設
定できる。例えば、ブラックマスクにより被覆された非
画素部に位置する液晶層の透過率が略０となる様にΔｎ
ｄを設定する事ができる。但し、Δｎは液晶の複屈折量
及びｄは液晶層の厚みである。即ち、ブラックマスクを
構成する有色レジスト層の厚みを調整する事により液晶
層自体の透過率を０にする事ができる。
【００１２】又、有色レジスト層の厚みを液晶パネルの
設定基板間隙に合わせて調整する事により、ブラックマ
スク自体をスペーサとして用いる事ができる。あるい
は、有色レジスト層にスペーサ粒子を混入しブラックマ
スクを形成する事により、液晶パネルの基板間隙を均一
且つ一様に規制する事もできる。
設定基板間隙に合わせて調整する事により、ブラックマ
スク自体をスペーサとして用いる事ができる。あるい
は、有色レジスト層にスペーサ粒子を混入しブラックマ
スクを形成する事により、液晶パネルの基板間隙を均一
且つ一様に規制する事もできる。
【００１３】
【作用】本発明によれば、液晶パネルを構成するガラス
基板表面に透明電極をパタニングする際用いられるポジ
レジストをそのままフォトマスクとして利用する事によ
り、ブラックマスクを効率的に形成している。ポジレジ
ストを焼成した後、重ねて有色のネガ型フォトレジスト
材料を塗布し背面露光を行なう。ポジレジストにより背
面側から見て遮光された有色レジスト材料の部分は未硬
化のまま残されるので現像処理により除去される。従っ
て、隣接する透明電極間の部分にのみ有色レジスト材料
が残され、ブラックマスクが形成される。この為、フォ
トマスクのアライメントを行なう必要がないばかりでな
く、工程数を削減する事ができる。
基板表面に透明電極をパタニングする際用いられるポジ
レジストをそのままフォトマスクとして利用する事によ
り、ブラックマスクを効率的に形成している。ポジレジ
ストを焼成した後、重ねて有色のネガ型フォトレジスト
材料を塗布し背面露光を行なう。ポジレジストにより背
面側から見て遮光された有色レジスト材料の部分は未硬
化のまま残されるので現像処理により除去される。従っ
て、隣接する透明電極間の部分にのみ有色レジスト材料
が残され、ブラックマスクが形成される。この為、フォ
トマスクのアライメントを行なう必要がないばかりでな
く、工程数を削減する事ができる。
【００１４】
【実施例】以下図面を参照して本発明の好適な実施例を
詳細に説明する。図２は、本発明の要部をなすブラック
マスク形成方法の具体例を示す工程図である。ブラック
マスクの形成に先立って、まず工程Ｓ１において透明電
極のパタニングを行なう。ガラス基板表面に、ＩＴＯ等
からなる導電性透明材料をスパッタリングあるいは真空
蒸着により成膜する。この上に重ねて、ポジレジスト
（例えば東京応化製ＰＭＥＲ）を塗布する。ポジレジス
トは密着性の点でネガレジストに劣るが、解像度に優れ
ているので高精細なパタニングを行なうのに適してい
る。なお、用いたポジレジストはフェノール樹脂のプレ
ポリマーであるノボラック樹脂にキノンアジド系化合物
を感光剤として加えたものであり、１３０℃程度の耐熱
性を有する。フォトリソグラフィによりポジレジストを
パタニングした後、部分的に露出した透明電極をエッチ
ングにより除去する。通常、不要になったポジレジスト
は灰化処理されるが、本発明においてはそのまま残され
る。
詳細に説明する。図２は、本発明の要部をなすブラック
マスク形成方法の具体例を示す工程図である。ブラック
マスクの形成に先立って、まず工程Ｓ１において透明電
極のパタニングを行なう。ガラス基板表面に、ＩＴＯ等
からなる導電性透明材料をスパッタリングあるいは真空
蒸着により成膜する。この上に重ねて、ポジレジスト
（例えば東京応化製ＰＭＥＲ）を塗布する。ポジレジス
トは密着性の点でネガレジストに劣るが、解像度に優れ
ているので高精細なパタニングを行なうのに適してい
る。なお、用いたポジレジストはフェノール樹脂のプレ
ポリマーであるノボラック樹脂にキノンアジド系化合物
を感光剤として加えたものであり、１３０℃程度の耐熱
性を有する。フォトリソグラフィによりポジレジストを
パタニングした後、部分的に露出した透明電極をエッチ
ングにより除去する。通常、不要になったポジレジスト
は灰化処理されるが、本発明においてはそのまま残され
る。
【００１５】続いて、工程Ｓ２においてポジレジストを
２４０℃程度で１時間焼成する。この結果、ポジレジス
トはフェノール樹脂化が進行するとともに、感光基や染
料等が炭化するので赤褐色に変色する。この焼成処理は
後工程でポジレジストの除去を容易にする為に行なわれ
る。
２４０℃程度で１時間焼成する。この結果、ポジレジス
トはフェノール樹脂化が進行するとともに、感光基や染
料等が炭化するので赤褐色に変色する。この焼成処理は
後工程でポジレジストの除去を容易にする為に行なわれ
る。
【００１６】次に、工程Ｓ３において、ガラス基板全面
に黒色顔料を分散したネガ型のレジスト材料を、スピン
コートあるいは印刷等により塗布する。本例において
は、顔料分散レジストを用いたが、これに限られるもの
ではなく、感光性及び遮光性を有する有色のレジスト材
料を適宜選択する事ができる。なお、ネガ型の感光材料
としては例えばアクリル系樹脂やポリイミド系樹脂を用
いる事ができる。続いて、工程Ｓ４において、顔料分散
レジストのプリベークを行なう。
に黒色顔料を分散したネガ型のレジスト材料を、スピン
コートあるいは印刷等により塗布する。本例において
は、顔料分散レジストを用いたが、これに限られるもの
ではなく、感光性及び遮光性を有する有色のレジスト材
料を適宜選択する事ができる。なお、ネガ型の感光材料
としては例えばアクリル系樹脂やポリイミド系樹脂を用
いる事ができる。続いて、工程Ｓ４において、顔料分散
レジストのプリベークを行なう。
【００１７】工程Ｓ５において、赤褐色に変色したポジ
レジストをマスクとし、ガラス基板背面から露光する事
により、隣接透明電極間に位置する顔料分散レジストの
みに紫外線を照射する。この時用いる紫外線は例えば３
６５nmの波長を有するｉ線である。又、露光強度は例え
ば１．６７mW／cm2 に設定する。なお、所望によっては
この後ポスト露光ベーク（ＰＥＢ）を行なっても良い。
ＰＥＢを行なうと、露光により発生したモノマーラジカ
ルの重合連鎖反応が促進する。ＰＥＢとしては、例えば
９０℃〜１１０℃で６分間加熱処理を行なう。
レジストをマスクとし、ガラス基板背面から露光する事
により、隣接透明電極間に位置する顔料分散レジストの
みに紫外線を照射する。この時用いる紫外線は例えば３
６５nmの波長を有するｉ線である。又、露光強度は例え
ば１．６７mW／cm2 に設定する。なお、所望によっては
この後ポスト露光ベーク（ＰＥＢ）を行なっても良い。
ＰＥＢを行なうと、露光により発生したモノマーラジカ
ルの重合連鎖反応が促進する。ＰＥＢとしては、例えば
９０℃〜１１０℃で６分間加熱処理を行なう。
【００１８】続いて、工程Ｓ６において、顔料分散レジ
ストの現像処理を行なう。現像液としては、例えば濃度
１％程度のアルカリ水溶液を用いる。本例では、炭酸ナ
トリウムの水溶液を用いた。１％アルカリ溶液に対し
て、未硬化の顔料分散レジストの溶解速度は、焼成後の
ポジレジストの溶解速度に比べ極めて速くポジレジスト
が顔料分散レジストと同時に溶解する事はない。この現
像処理により、隣接する透明電極間に沿って顔料分散レ
ジストがパタニングされる。
ストの現像処理を行なう。現像液としては、例えば濃度
１％程度のアルカリ水溶液を用いる。本例では、炭酸ナ
トリウムの水溶液を用いた。１％アルカリ溶液に対し
て、未硬化の顔料分散レジストの溶解速度は、焼成後の
ポジレジストの溶解速度に比べ極めて速くポジレジスト
が顔料分散レジストと同時に溶解する事はない。この現
像処理により、隣接する透明電極間に沿って顔料分散レ
ジストがパタニングされる。
【００１９】工程Ｓ７において、パタニングされた顔料
分散レジストをポストベークし溶媒を飛ばすとともに完
全に樹脂化させる。顔料分散レジストの主成分として例
えばアクリル樹脂を用いた場合には２４０℃１時間程度
のポストベークで完全に樹脂化あるいは硬化し安定にな
る。ポストベークされた顔料分散レジストは耐アルカリ
性になっている。
分散レジストをポストベークし溶媒を飛ばすとともに完
全に樹脂化させる。顔料分散レジストの主成分として例
えばアクリル樹脂を用いた場合には２４０℃１時間程度
のポストベークで完全に樹脂化あるいは硬化し安定にな
る。ポストベークされた顔料分散レジストは耐アルカリ
性になっている。
【００２０】最後に工程Ｓ８においてポジレジストを剥
離する。剥離溶液としては、例えば濃度１５％程度のア
ルカリ溶液（水酸化カリウム溶液）を用いる。ポジレジ
ストの耐熱性は実際には１３０℃程度であり、２４０℃
のポジレジスト焼成を行なう事により炭化し、透明電極
との密着性が悪くなっているので剥離し易い。この時、
顔料分散レジストはポストベーク処理により完全に樹脂
化されているので耐アルカリ性になっており剥離しな
い。以上の様にして、透明電極パタニング工程において
形成されたポジレジストをそのまま利用する事により、
隣接する透明電極間にのみ選択的にブラックマスクを形
成する事ができる。なお、本例においては白黒表示型の
液晶パネルに用いられるガラス基板に対してブラックマ
スクを形成した。しかしながら、本発明はこれに限られ
るものではなく、例えばカラー表示の液晶パネルにも適
用できる。この場合には、予めガラス基板上にカラーフ
ィルタを形成した後透明電極をパタニングする事にな
る。
離する。剥離溶液としては、例えば濃度１５％程度のア
ルカリ溶液（水酸化カリウム溶液）を用いる。ポジレジ
ストの耐熱性は実際には１３０℃程度であり、２４０℃
のポジレジスト焼成を行なう事により炭化し、透明電極
との密着性が悪くなっているので剥離し易い。この時、
顔料分散レジストはポストベーク処理により完全に樹脂
化されているので耐アルカリ性になっており剥離しな
い。以上の様にして、透明電極パタニング工程において
形成されたポジレジストをそのまま利用する事により、
隣接する透明電極間にのみ選択的にブラックマスクを形
成する事ができる。なお、本例においては白黒表示型の
液晶パネルに用いられるガラス基板に対してブラックマ
スクを形成した。しかしながら、本発明はこれに限られ
るものではなく、例えばカラー表示の液晶パネルにも適
用できる。この場合には、予めガラス基板上にカラーフ
ィルタを形成した後透明電極をパタニングする事にな
る。
【００２１】液晶パネルの構造によってはブラックマス
クの膜厚を制御する場合もある。図３を参照してブラッ
クマスク膜厚制御方法を説明する。顔料分散レジストを
用いてブラックマスクを形成する場合、その膜厚は背面
露光を行なう時の紫外線露光量（露光強度×露光時間）
で制御する事ができる。レジストに紫外線が照射される
と、ラジカル基が発生しそのモノマーラジカルが重合連
鎖反応する。用いる顔料分散レジストは黒色なので紫外
線を透過せず、ラジカル基は照射を受けた表面だけに発
生し、そこから重合連鎖反応を行なう事になる。従って
この連鎖反応は背面露光を受けた時、ガラス基板との接
着界面からレジスト表面に向って進行する。露光強度が
強く且つ露光時間が長い程反応が促進し厚い膜が得られ
る。図３に示したグラフにおいては、露光強度を１．６
７mW／cm2 と一定にし、露光時間を変えて膜厚を測定し
た。なお、ＰＥＢを行なったサンプルと行なわなかった
サンプルについて膜厚を測定した。ＰＥＢは露光により
発生したモノマーラジカルの重合連鎖反応を熱によって
促進する働きがある。従って、ＰＥＢを行なった方が明
らかに厚い膜を得る事ができる。又、ブラックマスクの
膜厚は有色レジスト材料の初期塗布膜厚よりも小さくな
る。即ち、レジスト表面では発生したラジカル基が酸素
と反応して不活性になる為初期の塗布膜厚までブラック
マスクを厚くする事はできない。図３の例では、塗布膜
厚を１．３５μｍにした場合、ブラックマスクの最大膜
厚値は１．１μｍになる。レジスト表面の０．２５μｍ
分は酸素と反応して不活性になったものと考えられる。
クの膜厚を制御する場合もある。図３を参照してブラッ
クマスク膜厚制御方法を説明する。顔料分散レジストを
用いてブラックマスクを形成する場合、その膜厚は背面
露光を行なう時の紫外線露光量（露光強度×露光時間）
で制御する事ができる。レジストに紫外線が照射される
と、ラジカル基が発生しそのモノマーラジカルが重合連
鎖反応する。用いる顔料分散レジストは黒色なので紫外
線を透過せず、ラジカル基は照射を受けた表面だけに発
生し、そこから重合連鎖反応を行なう事になる。従って
この連鎖反応は背面露光を受けた時、ガラス基板との接
着界面からレジスト表面に向って進行する。露光強度が
強く且つ露光時間が長い程反応が促進し厚い膜が得られ
る。図３に示したグラフにおいては、露光強度を１．６
７mW／cm2 と一定にし、露光時間を変えて膜厚を測定し
た。なお、ＰＥＢを行なったサンプルと行なわなかった
サンプルについて膜厚を測定した。ＰＥＢは露光により
発生したモノマーラジカルの重合連鎖反応を熱によって
促進する働きがある。従って、ＰＥＢを行なった方が明
らかに厚い膜を得る事ができる。又、ブラックマスクの
膜厚は有色レジスト材料の初期塗布膜厚よりも小さくな
る。即ち、レジスト表面では発生したラジカル基が酸素
と反応して不活性になる為初期の塗布膜厚までブラック
マスクを厚くする事はできない。図３の例では、塗布膜
厚を１．３５μｍにした場合、ブラックマスクの最大膜
厚値は１．１μｍになる。レジスト表面の０．２５μｍ
分は酸素と反応して不活性になったものと考えられる。
【００２２】図４は本発明に従って形成されたブラック
マスクを有するガラス基板を用いて組み立てられた液晶
パネルの一例を示す模式的な断面図である。図示の例は
単純マトリクスタイプのスーパーツイストネマチック型
液晶パネルである。この液晶パネルは、下側ガラス基板
４１と、上側ガラス基板４２と、両者の間に介在する液
晶層４３とから構成されている。一対の基板４１，４２
は所定の間隙を介してシール４４により貼り合わされて
いる。液晶層４３は基板表面の配向処理により、所謂ス
ーパーツイストネマチック構造となっている。
マスクを有するガラス基板を用いて組み立てられた液晶
パネルの一例を示す模式的な断面図である。図示の例は
単純マトリクスタイプのスーパーツイストネマチック型
液晶パネルである。この液晶パネルは、下側ガラス基板
４１と、上側ガラス基板４２と、両者の間に介在する液
晶層４３とから構成されている。一対の基板４１，４２
は所定の間隙を介してシール４４により貼り合わされて
いる。液晶層４３は基板表面の配向処理により、所謂ス
ーパーツイストネマチック構造となっている。
【００２３】下側ガラス基板４１の内表面には、所定の
間隔を介して透明導電性材料からなる列電極４５がパタ
ニングされている。又、対向する上側ガラス基板４２の
内表面には、列電極４５と直交する様に透明導電性材料
からなる行電極４６が形成されている。隣接する列電極
４５の間には、本発明に従ってブラックマスク４７が形
成されている。なお図示しないが、上側ガラス基板４２
に形成された行電極４６の間にもブラックマスクが形成
されている。
間隔を介して透明導電性材料からなる列電極４５がパタ
ニングされている。又、対向する上側ガラス基板４２の
内表面には、列電極４５と直交する様に透明導電性材料
からなる行電極４６が形成されている。隣接する列電極
４５の間には、本発明に従ってブラックマスク４７が形
成されている。なお図示しないが、上側ガラス基板４２
に形成された行電極４６の間にもブラックマスクが形成
されている。
【００２４】列電極４５と行電極４６との交差部に画素
が規定される。画素部分の液晶層４３の厚みｄ０は画素
選択時と非選択時における透過率の比が最大となる様に
予め設定されている。この時、非画素部（例えば隣接す
る列電極４５の間と行電極４６が交差する部分）におけ
るセルギャップＤはｄ０から列電極４５の膜厚を引いた
分になり必然的に決定される。液晶層の透過率はΔｎｄ
に大きく依存している。Δｎは液晶の複屈折量あるいは
屈折率異方性を示す量であり、ｄは液晶層の厚みであ
る。今、仮に非画素部分にブラックマスクがないとする
と、この部分のΔｎｄはΔｎＤとなる。しかしながら、
一般にこの値ΔｎＤは必ずしも最適に設定する事はでき
ず、透過率が最小にはならない。一方、液晶材料の複屈
折量Δｎがわかれば、透過率を最小にする液晶の厚みｄ
２を求める事ができる。非画素部における液晶層の厚み
をｄ２に設定する為に、ブラックマスク４７の膜厚ｄ１
を制御する事により、非画素部における光漏れを有効に
防ぐ事ができる。図４から明らかな様に、ｄ１はＤから
ｄ２を差し引く事により求められる。この様に、液晶パ
ネルとして完成させた時に、隣接透明電極間の透過率が
０％になる様な液晶のΔｎｄの値に合わせて、ブラック
マスク４７の厚さｄ２を設定する事により、表示画面の
コントラストを向上させる事ができる。通常顔料分散レ
ジストが黒色の顔料を含んでいる場合でも、厚みが１μ
ｍ程度の場合には４〜５％の透過率となり完全な遮光性
を有しているわけではない。この点に鑑み、ブラックマ
スクの膜厚を上述した様に設定する事により、仮にブラ
ックマスクの遮光性が完全でないとしても、液晶層自体
の透過率を０とする事により光漏れを有効に防止でき
る。この様に、Δｎｄを制御する方法は、特に黒色顔料
分散レジストに限らず、透明且つ複屈折性を有しない感
光性樹脂（エポキシ、アクリル、ポリイミド樹脂等）に
対しても応用可能である。
が規定される。画素部分の液晶層４３の厚みｄ０は画素
選択時と非選択時における透過率の比が最大となる様に
予め設定されている。この時、非画素部（例えば隣接す
る列電極４５の間と行電極４６が交差する部分）におけ
るセルギャップＤはｄ０から列電極４５の膜厚を引いた
分になり必然的に決定される。液晶層の透過率はΔｎｄ
に大きく依存している。Δｎは液晶の複屈折量あるいは
屈折率異方性を示す量であり、ｄは液晶層の厚みであ
る。今、仮に非画素部分にブラックマスクがないとする
と、この部分のΔｎｄはΔｎＤとなる。しかしながら、
一般にこの値ΔｎＤは必ずしも最適に設定する事はでき
ず、透過率が最小にはならない。一方、液晶材料の複屈
折量Δｎがわかれば、透過率を最小にする液晶の厚みｄ
２を求める事ができる。非画素部における液晶層の厚み
をｄ２に設定する為に、ブラックマスク４７の膜厚ｄ１
を制御する事により、非画素部における光漏れを有効に
防ぐ事ができる。図４から明らかな様に、ｄ１はＤから
ｄ２を差し引く事により求められる。この様に、液晶パ
ネルとして完成させた時に、隣接透明電極間の透過率が
０％になる様な液晶のΔｎｄの値に合わせて、ブラック
マスク４７の厚さｄ２を設定する事により、表示画面の
コントラストを向上させる事ができる。通常顔料分散レ
ジストが黒色の顔料を含んでいる場合でも、厚みが１μ
ｍ程度の場合には４〜５％の透過率となり完全な遮光性
を有しているわけではない。この点に鑑み、ブラックマ
スクの膜厚を上述した様に設定する事により、仮にブラ
ックマスクの遮光性が完全でないとしても、液晶層自体
の透過率を０とする事により光漏れを有効に防止でき
る。この様に、Δｎｄを制御する方法は、特に黒色顔料
分散レジストに限らず、透明且つ複屈折性を有しない感
光性樹脂（エポキシ、アクリル、ポリイミド樹脂等）に
対しても応用可能である。
【００２５】なお、図４に示すスーパーツイストネマチ
ック型の液晶パネルにおいては、液晶層４３の分子配列
変化を透過率の変化として取り出す為に、下偏光板４８
及び上偏光板４９が貼り付けられている。加えて、液晶
パネルの着色を防ぐ為に下位相差板５０及び上位相差板
５１が設けられている。
ック型の液晶パネルにおいては、液晶層４３の分子配列
変化を透過率の変化として取り出す為に、下偏光板４８
及び上偏光板４９が貼り付けられている。加えて、液晶
パネルの着色を防ぐ為に下位相差板５０及び上位相差板
５１が設けられている。
【００２６】図５に他の実施例を示す。図４に示した実
施例と同様に、本液晶パネルも一対のガラス基板６１，
６２と、両者の間に挟持される液晶層６３とから構成さ
れている。一対のガラス基板６１，６２はシール６４に
より互いに貼り合わされている。一方のガラス基板６１
の内表面には所定のピッチで列電極６５が形成されてい
る。他方のガラス基板６２の内表面には、列電極６５と
交差する様に所定のピッチで行電極６６が形成されてい
る。隣接する列電極６５の間には本発明に従って形成さ
れたブラックマスク６７が設けられている。なお、図示
しないが隣接する行電極６６の間にも同様にブラックマ
スクが形成されている。なお、互いに交差するブラック
マスクが重ならない様に、少なくとも一方の基板側のブ
ラックマスクには、他方の基板側のブラックマスクを逃
す為の切欠が設けられている。本例においては、ブラッ
クマスク６７の厚みを、液晶パネルに対して予め設定さ
れたギャップ間隔と一致する様にコントロールしてい
る。換言すると、ブラックマスク６７自体がスペーサと
しての役割を果たす。この結果、従来の様にスペーサ粒
子等をガラス基板表面に散布する事なく、ブラックマス
ク６７自身により液晶パネルのギャップコントロールを
する事ができる。従って、スペーサ散布工程が省けると
ともに、従来問題となっていたスペーサ粒子による光散
乱に基づくコントラスト低下を防ぐ事ができる。さらに
は、画素を微細化して隣接透明電極間距離が極めて狭く
なった時に発生する電界の影響による液晶の配向の乱れ
を防ぐ事もできる。
施例と同様に、本液晶パネルも一対のガラス基板６１，
６２と、両者の間に挟持される液晶層６３とから構成さ
れている。一対のガラス基板６１，６２はシール６４に
より互いに貼り合わされている。一方のガラス基板６１
の内表面には所定のピッチで列電極６５が形成されてい
る。他方のガラス基板６２の内表面には、列電極６５と
交差する様に所定のピッチで行電極６６が形成されてい
る。隣接する列電極６５の間には本発明に従って形成さ
れたブラックマスク６７が設けられている。なお、図示
しないが隣接する行電極６６の間にも同様にブラックマ
スクが形成されている。なお、互いに交差するブラック
マスクが重ならない様に、少なくとも一方の基板側のブ
ラックマスクには、他方の基板側のブラックマスクを逃
す為の切欠が設けられている。本例においては、ブラッ
クマスク６７の厚みを、液晶パネルに対して予め設定さ
れたギャップ間隔と一致する様にコントロールしてい
る。換言すると、ブラックマスク６７自体がスペーサと
しての役割を果たす。この結果、従来の様にスペーサ粒
子等をガラス基板表面に散布する事なく、ブラックマス
ク６７自身により液晶パネルのギャップコントロールを
する事ができる。従って、スペーサ散布工程が省けると
ともに、従来問題となっていたスペーサ粒子による光散
乱に基づくコントラスト低下を防ぐ事ができる。さらに
は、画素を微細化して隣接透明電極間距離が極めて狭く
なった時に発生する電界の影響による液晶の配向の乱れ
を防ぐ事もできる。
【００２７】図６はさらに他の実施例を示す。本例にお
いても、液晶パネルはシール７１によって貼り合わされ
た一対の基板７２及び７３と、両者の間に挟持された液
晶層７４とから構成されている。先の実施例と同様に、
一方の基板７２の表面に形成された列電極７５の間には
本発明に従ってパタニングされたブラックマスク７６が
設けられている。なお、図示しないが上側の基板７３に
形成された行電極７７の間にも同様なブラックマスクが
パタニングされている。本例においては、ブラックマス
ク７６を構成する有色のレジスト材料には、予めミクロ
パールやガラスファイバ等のスペーサ粒子７８が混入さ
れている。このスペーサ粒子７８の外径は液晶パネルの
ギャップ間隔に合わせて設定されている。ブラックマス
クの形成工程と同時にスペーサ粒子７８を導入する事が
できるので、従来必要とされていたスペーサ散布工程を
省く事ができる。又、従来問題となっていた画素部分に
散布されたスペーサ粒子に起因する光散乱によるコント
ラスト低下を防ぐ事ができる。さらには、レジスト材料
の厚さを前述した様に適切に設定する事により、液晶層
の透過率自体を０％にする事ができる。
いても、液晶パネルはシール７１によって貼り合わされ
た一対の基板７２及び７３と、両者の間に挟持された液
晶層７４とから構成されている。先の実施例と同様に、
一方の基板７２の表面に形成された列電極７５の間には
本発明に従ってパタニングされたブラックマスク７６が
設けられている。なお、図示しないが上側の基板７３に
形成された行電極７７の間にも同様なブラックマスクが
パタニングされている。本例においては、ブラックマス
ク７６を構成する有色のレジスト材料には、予めミクロ
パールやガラスファイバ等のスペーサ粒子７８が混入さ
れている。このスペーサ粒子７８の外径は液晶パネルの
ギャップ間隔に合わせて設定されている。ブラックマス
クの形成工程と同時にスペーサ粒子７８を導入する事が
できるので、従来必要とされていたスペーサ散布工程を
省く事ができる。又、従来問題となっていた画素部分に
散布されたスペーサ粒子に起因する光散乱によるコント
ラスト低下を防ぐ事ができる。さらには、レジスト材料
の厚さを前述した様に適切に設定する事により、液晶層
の透過率自体を０％にする事ができる。
【００２８】図７はさらに別の実施例を示す。本例は本
発明にかかるブラックマスクの形成方法をアクティブマ
トリクスタイプの液晶パネルに適用したものである。図
示する様に、石英等からなる透明絶縁性基板の表面に
は、マトリクス状に配列された個々の透明画素電極８１
が形成されている。対応する画素電極には駆動用の薄膜
トランジスタ８２が隣接して設けられている。又、画素
電極８１の列と列の間には信号ライン８３が形成されて
いる。一方、画素電極８１の行と行の間には走査ライン
８４が形成されている。薄膜トランジスタ８２のソース
領域Ｓは信号ライン８３に接続されており、ドレイン領
域Ｄは対応する画素電極８１に接続されており、ゲート
電極Ｇは対応する走査ライン８４から延設されている。
かかる構造において、ブラックマスク８５は本発明に従
って画素電極８１の列間及び行間に沿ってマトリクス状
にパタニングされている。このパタニングは、画素電極
８１のパタニングに用いられたポジレジストをそのまま
マスクとして用いているので、新たなマスク合わせ又は
アライメントを行なう必要がない。もともと整合性が保
たれているので、ブラックマスクにマージンを持たせる
必要がないので、画素電極８１の開口率を大きく取る事
ができる。
発明にかかるブラックマスクの形成方法をアクティブマ
トリクスタイプの液晶パネルに適用したものである。図
示する様に、石英等からなる透明絶縁性基板の表面に
は、マトリクス状に配列された個々の透明画素電極８１
が形成されている。対応する画素電極には駆動用の薄膜
トランジスタ８２が隣接して設けられている。又、画素
電極８１の列と列の間には信号ライン８３が形成されて
いる。一方、画素電極８１の行と行の間には走査ライン
８４が形成されている。薄膜トランジスタ８２のソース
領域Ｓは信号ライン８３に接続されており、ドレイン領
域Ｄは対応する画素電極８１に接続されており、ゲート
電極Ｇは対応する走査ライン８４から延設されている。
かかる構造において、ブラックマスク８５は本発明に従
って画素電極８１の列間及び行間に沿ってマトリクス状
にパタニングされている。このパタニングは、画素電極
８１のパタニングに用いられたポジレジストをそのまま
マスクとして用いているので、新たなマスク合わせ又は
アライメントを行なう必要がない。もともと整合性が保
たれているので、ブラックマスクにマージンを持たせる
必要がないので、画素電極８１の開口率を大きく取る事
ができる。
【００２９】
【発明の効果】以上に説明した様に、本発明によれば、
隣接透明電極間を有色レジストあるいは着色レジストで
完全に埋めてブラックマスクを形成できるので、遮光率
を改善できるとともに液晶パネルのコントラストを向上
する事ができるという効果がある。又、透明電極パタニ
ングに用いられたポジレジストをそのまま利用してブラ
ックマスクを形成するので、従来の様にブラックマスク
に対する透明電極パタニング用レジストのアライメント
の必要がなく、工程数を少なくする事ができるという効
果がある。
隣接透明電極間を有色レジストあるいは着色レジストで
完全に埋めてブラックマスクを形成できるので、遮光率
を改善できるとともに液晶パネルのコントラストを向上
する事ができるという効果がある。又、透明電極パタニ
ングに用いられたポジレジストをそのまま利用してブラ
ックマスクを形成するので、従来の様にブラックマスク
に対する透明電極パタニング用レジストのアライメント
の必要がなく、工程数を少なくする事ができるという効
果がある。
【図１】本発明にかかるパネルの製造方法を説明する為
の工程図である。
の工程図である。
【図２】本発明にかかるパネルの製造方法の一実施例を
示すフローチャートである。
示すフローチャートである。
【図３】ブラックマスクの膜厚制御を説明する為のグラ
フである。
フである。
【図４】本発明に従って製造された液晶パネルの一実施
例を示す模式的な断面図である。
例を示す模式的な断面図である。
【図５】本発明に従って製造された液晶パネルの他の実
施例を示す模式的な断面図である。
施例を示す模式的な断面図である。
【図６】本発明に従って製造された液晶パネルのさらに
他の実施例を示す模式的な断面図である。
他の実施例を示す模式的な断面図である。
【図７】本発明に従って製造された液晶パネルのさらに
別の実施例を示す模式的な平面図である。
別の実施例を示す模式的な平面図である。
１ ガラス基板 ２ 透明電極 ３ ポジレジスト ４ 顔料分散レジスト ５ ブラックマスク
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02F 1/1335 505 G02F 1/1339 500
Claims (4)
- 【請求項１】 ポジ型レジスト膜を用いて透明基板上の
透明電極をパタニングした後、残されたポジ型レジスト
膜に重ねて有色のレジスト材料を塗布し、前記ポジ型レ
ジストをマスクとして該レジスト材料を透明基板背面か
ら露光し且つ現像する事により透明電極のパタン間に有
色のレジスト層からなるブラックマスクを設ける工程を
含む事を特徴とする液晶パネルの製造方法。 - 【請求項２】 前記透明電極のパタン間に位置する液晶
層の透過率が０となるようにΔｎｄ（但しΔｎは液晶の
複屈折量、ｄは液晶層の厚み）を設定する為に、前記ブ
ラックマスクの厚みを調整した事を特徴とする請求項１
記載の液晶パネルの製造方法。 - 【請求項３】 前記有色のレジスト層にスペーサ粒子を
混入し、液晶パネルの基板間隙を規制した事を特徴とす
る請求項１記載の液晶パネルの製造方法。 - 【請求項４】 前記有色のレジスト層の厚みを液晶パネ
ルの設定基板間隙に合わせた事を特徴とする請求項１記
載の液晶パネルの製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3354803A JP3067362B2 (ja) | 1991-12-19 | 1991-12-19 | 液晶パネルの製造方法 |
| US08/246,463 US5419991A (en) | 1991-12-19 | 1994-05-18 | Method of manufacturing a liquid crystal display |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3354803A JP3067362B2 (ja) | 1991-12-19 | 1991-12-19 | 液晶パネルの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05173112A JPH05173112A (ja) | 1993-07-13 |
| JP3067362B2 true JP3067362B2 (ja) | 2000-07-17 |
Family
ID=18440012
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3354803A Expired - Fee Related JP3067362B2 (ja) | 1991-12-19 | 1991-12-19 | 液晶パネルの製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5419991A (ja) |
| JP (1) | JP3067362B2 (ja) |
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| US5994721A (en) * | 1995-06-06 | 1999-11-30 | Ois Optical Imaging Systems, Inc. | High aperture LCD with insulating color filters overlapping bus lines on active substrate |
| US5641974A (en) | 1995-06-06 | 1997-06-24 | Ois Optical Imaging Systems, Inc. | LCD with bus lines overlapped by pixel electrodes and photo-imageable insulating layer therebetween |
| JP3163563B2 (ja) | 1995-08-25 | 2001-05-08 | 富士通株式会社 | 面放電型プラズマ・ディスプレイ・パネル及びその製造方法 |
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| JPH09127516A (ja) * | 1995-11-06 | 1997-05-16 | Sharp Corp | 液晶表示素子の製造方法 |
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| US6011274A (en) * | 1997-10-20 | 2000-01-04 | Ois Optical Imaging Systems, Inc. | X-ray imager or LCD with bus lines overlapped by pixel electrodes and dual insulating layers therebetween |
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| KR20030033874A (ko) * | 2001-10-25 | 2003-05-01 | 엘지.필립스 엘시디 주식회사 | 배향막 인쇄장치와 그를 이용한 인쇄방법 |
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| KR101518322B1 (ko) * | 2008-07-02 | 2015-05-07 | 삼성디스플레이 주식회사 | 액정 표시 장치 및 그의 제조 방법 |
| JP2013061436A (ja) * | 2011-09-13 | 2013-04-04 | Lenovo Singapore Pte Ltd | 液晶シャッタを備える電子機器 |
| JP5801839B2 (ja) | 2013-03-28 | 2015-10-28 | 本田技研工業株式会社 | 四輪駆動車両の駆動力配分制御装置 |
| CN108681166B (zh) * | 2018-05-16 | 2021-01-26 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种显示用基板的制备方法、显示用基板及显示装置 |
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