JP3210652B2

JP3210652B2 - 液晶表示パネルの製造方法

Info

Publication number: JP3210652B2
Application number: JP2000281100A
Authority: JP
Inventors: 義夫岩井; 博文分元; 浩史久保田; 義則山本; 秀晃望月
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2000-09-18
Filing date: 2000-09-18
Publication date: 2001-09-17
Anticipated expiration: 2015-10-02
Also published as: JP2001147434A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、液晶の電気光学
特性を利用したアクティブマトリックス型の液晶表示パ
ネルの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶の電気光学特性を利用した液晶表示
パネルは、大画面化、大容量化によりＯＡ機器への応用
が盛んに進められている。現在一般に実用化されている
液晶表示パネルの動作モードとして、２枚のガラス基板
間で液晶分子が９０゜ねじれた配向状態を呈するツイス
テッドネマティック（ＴＮ）型、１８０゜〜２７０゜の
捻れた配向状態を呈するスーパーツイステッドネマティ
ック（ＳＴＮ）型がある。ＴＮ型は主としてアクティブ
マトリックス型液晶表示パネルに、ＳＴＮ型は単純マト
リックス型液晶表示パネルに用いられている。

【０００３】特に近年、アクティブマトリックス型液晶
表示パネルの使用用途が飛躍的に拡大し、それに伴い広
視野角化、高輝度化、低反射化、高精細化、フルカラー
化に対する要望が増大している。このような要望に対し
て、高輝度化、低反射化を実現する技術としてブラック
マトリックスオンＴＦＴアレイ技術（例えば、エッ
チ・ヤマナカ、ティー・フクナガ、ティー・コセキ、ケ
イ・ナガヤマ、ティ・ウエキ：エスアイディー ’９２
ダイジェスト、７８９頁−７９２頁、１９９２年；H.
Yamanaka, T.Fukunaga, T. Koseki, K. Nagayama, T.
Ueki:SID '92 Digest,pp789-792,(1992)や、野崎、朝
倉、日経ＢＰ社刊「フラットパネル・ディスプレイ１９
９４年」、ＰＰ５０−６３、１９９３年１２月）が実用
化されている。ブラックマトリックスオンＴＦＴア
レイ技術（以下「ＢＭオンアレイ技術」と呼ぶ）は、ア
レイ基板上のアクティブ素子上やソース線上やゲート線
上に黒色樹脂からなる遮光層を形成するものである。

【０００４】従来のカラーフィルタ基板（以下「ＣＦ基
板」と呼ぶ）上にブラックマトリックス（以下「ＢＭ」
と呼ぶ）層を形成する技術と比較すると、ＢＭオンアレ
イ技術ではＢＭが直接アレイ基板上に形成されているた
め、パネル組立時のアレイ基板とＣＦ基板との貼合わせ
マージンが不要となり、ＢＭの幅を狭くすることが可能
となる。このＢＭ幅の細線化により画素電極部の開口率
を向上させることができ、ＣＦ基板上にＢＭ層を形成す
る技術に比べて高輝度化を図ることが可能になる。更
に、ＢＭオンアレイ技術では、顔料分散型の黒色レジス
トをＢＭ層の材料にしているため反射率が低く、金属材
料を用いた従来のＢＭに比べると、大幅に表面反射を抑
えることができ、表示品位を高めることができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＢＭオ
ンアレイ技術では、アクティブ素子やソース線やゲート
線上にＢＭ層を形成するために、画素電極部との間に数
μｍの段差が発生する。この段差近傍での液晶の異常配
向の発生が、ＢＭオンアレイ技術では問題になる。一般
に工業的には液晶の配向処理は、ラビング法により行わ
れる。ラビング法は基板上に形成されたポリイミド等か
らなる配向膜をレーヨン布等の合成繊維で一方向に擦る
方法である。ラビングでの合成繊維と配向膜との接触に
より配向膜を構成するポリマーの主鎖が一方向に延伸さ
れ、ポリマーと液晶との相互作用により液晶がポリマー
の延伸方向に束縛され、液晶がラビング方向に配向する
と考えられている。ＢＭ等の段差を有する基板に対して
ラビングを行った場合、段差近傍では配向膜がラビング
されにくい。なぜなら、一般に用いられるレーヨン布の
繊維の長さは数ｍｍ程度、直径は１５〜２０μｍ程度で
あり、段差の高さと比較するとそのサイズが余りにも大
き過ぎるためである。

【０００６】図８に段差がある場合でのラビングの状態
を模式的に示す。基板５０５上に段差部５０１がある場
合、段差部５０１近傍ではラビング布繊維５０２と配向
膜５０３とが接触しない領域５０４が発生し、この領域
５０４の配向膜５０３は未延伸状態となる。特に、ラビ
ング布繊維５０２の回転方向が段差に対して擦り下げる
状態では、未延伸状態の領域５０４が拡大する傾向にあ
る。このため未延伸状態の領域５０４上では、液晶は正
規のラビング方向とは異なる方向に配向し、異常配向領
域を形成する。

【０００７】異常配向領域では正規のＴＮ配向領域とは
異なる光学的特性を示し、表示特性を悪化させる問題を
有している。異常配向領域では、液晶のダイレクターが
ＢＭ樹脂辺に沿って平行配向しているために、そのツイ
スト角は正規のＴＮ配向した領域のツイスト角とは異な
る。このため異常配向領域を通過する光は複屈折的な挙
動を示し、電圧−透過率特性における急峻性が悪化し、
正規ＴＮ配向領域とは異なる透過率を持つ。具体的に
は、ノーマリホワイト構成の偏光板配置をしたＴＮ型液
晶セルの場合、画素内に段差に伴う異常配向が発生する
と、電圧印加時に異常配向領域での複屈折効果による光
漏れが発生し、コントラストを大きく低下させるという
問題を有する。

【０００８】さらに、電圧印加時に、異常配向領域と正
規ＴＮ配向領域間で、ディスクリネーションラインが発
生しやすく、ディスクリネーションによる残像等の問題
を有する。

【０００９】この発明は、上記問題を解決し、ＢＭオン
アレイ技術での遮光層の段差による異常配向を低減し、
光漏れの発生やディスクリネーションラインの発生を抑
制することができる液晶表示パネルの製造方法を提供す
ることを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の液晶表示
パネルの製造方法は、画素電極，配線電極およびスイッ
チング素子を有するアレイ基板と、対向電極を有する対
向基板との間に、液晶を挟持した液晶表示パネルの製造
方法であって、アレイ基板の画素電極の端部，配線電極
およびスイッチング素子上に遮光層を形成した後、遮光
層および画素電極上に、粘度を２５ｍＰａ・ｓ以上４０
ｍＰａ・ｓ以下（以降、ｍＰａ・ｓをｃｐと記す）に設
定したポリアミック酸溶液またはポリイミド溶液を用い
て配向膜を形成することを特徴とする。配向膜のポリア
ミック酸溶液またはポリイミド溶液の粘度を２５〜４０
ｃｐに設定することによって、遮光層側面での配向膜の
塗れ性を向上させ、遮光層側面での配向膜の表面を画素
電極面に対して緩やかな斜面状に形成できるため、配向
膜がよりラビングされやすくなり、異常配向領域を減少
することができる。

【００１１】請求項２記載の液晶表示パネルの製造方法
は、請求項１記載の液晶表示パネルの製造方法におい
て、ポリアミック酸溶液またはポリイミド溶液は、γブ
チルラクトン、Ｎ−メチル−２−ピロリドンを主溶媒と
し、ポリマー濃度を３％以上１０％以下としている。こ
のようにすることが好ましい。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下では、本発明を適用して作製
した構成を、第１の実施の形態および第２の実施の形態
として説明する。また、各実施の形態の前に提案を行っ
た形態として、第１の提案の形態および第２の提案の形
態を説明する。なお、本発明についての詳しい説明は後
述の実施例で説明する。

【００１３】〔第１の提案の形態〕図１は第１の提案の
形態のアクティブマトリックス型液晶表示パネルの構成
を示す断面図である。図１において、１０１はアレイ側
ガラス基板、１０２はスイッチング素子である薄膜トラ
ンジスタ（ＴＦＴ）素子、１０３は配線電極であるゲー
ト線、１０４は配線電極であるソース線、１０５は感光
性の黒色樹脂からなる遮光層、１０６は画素電極、１０
７は窒化シリコンからなる保護膜、１０８は対向側ガラ
ス基板、１０９は対向電極、１１０は配向膜、１１１は
液晶層、１１２は偏光板である。また、図２は同液晶表
示パネルの平面図であり、図３は同液晶表示パネルのア
レイ基板のソース線部分の断面図である。

【００１４】この提案の形態では、アレイ基板上に、マ
トリックス状に配置されたＴＦＴ素子１０２、ゲート線
１０３、ソース線１０４および画素電極１０６が形成さ
れ、感光性の黒色樹脂からなる遮光層１０５が、保護膜
１０７を介してＴＦＴ素子１０２、ゲート線１０３、ソ
ース線１０４上に形成されるとともに、画素電極１０６
の端部上にも形成されている。遮光層１０５はその側面
が画素電極１０６に対して斜面状であり、その断面は概
ね台形状となっている。さらに、遮光層１０５上および
画素電極１０６上には配向膜１１０が形成されており、
図２の矢印１２１で示す方向にラビングされている。そ
して、対向電極１０９を形成した対向基板と、アレイ基
板との間に液晶層１１１を挟持し、その両外側に偏光板
１１２を配置している。

【００１５】この提案の形態によれば、遮光層１０５の
側面を斜面状（断面形状を概ね台形状）としているの
で、遮光層１０５と画素電極１０６との段差は緩和さ
れ、垂直状の段差と比べると、遮光層１０５と画素電極
１０６を被覆する配向膜１１０がラビングされやすい緩
やかな斜面を有する形状となる。これによりラビング不
良により起因する異常配向を抑制させることができるた
め、異常配向によるコントラスト低下を防ぐことがで
き、ディスクリネーションラインの発生も抑制すること
ができる。

【００１６】さらに、配向膜１１０としてプレチルト角
が６゜以上１０゜以下の高プレチルト配向膜を用い、遮
光層１０５の膜厚を０．５μｍ以上１．５μｍ以下とす
ることにより、電圧印加時での正規ＴＮ配向領域での液
晶分子の立ち上がりを早め、ディスクリネーションライ
ンの消失を早めることができ、残像を抑制する効果があ
る。

【００１７】〔第１の実施の形態〕図４はこの発明の第
１の実施の形態のアクティブマトリックス型液晶表示パ
ネルの構成を示す断面図である。図４において、２０１
はアレイ側ガラス基板、２０２はスイッチング素子であ
る薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）素子、２０３は配線電極
であるゲート線、２０４は配線電極であるソース線、２
０５は感光性の黒色樹脂からなる遮光層、２０６は画素
電極、２０７は窒化シリコンからなる保護膜、２０８は
対向側ガラス基板、２０９は対向電極、２１０は配向
膜、２１１は液晶層、２１２は偏光板である。また、図
５は同液晶表示パネルのアレイ基板のソース線部分の断
面図である。

【００１８】この実施の形態における第１の提案の形態
との主な相違は、遮光層２０５の断面形状が概ね逆台形
状であり、遮光層２０５の側面に配向膜２１０を充填
し、遮光層２０５の上部から画素電極２０６上にかけて
配向膜２１０が緩やかな斜面状になっていることであ
る。この構成によっても、第１の提案の形態と同様の効
果を得られる。

【００１９】〔第２の提案の形態〕図６は第２の提案の
形態のアクティブマトリックス型液晶表示パネルの構成
を示す断面図である。図６において、３０１はアレイ側
ガラス基板、３０２はスイッチング素子である薄膜トラ
ンジスタ（ＴＦＴ）素子、３０３は配線電極であるゲー
ト線、３０４は配線電極であるソース線、３０５は感光
性の黒色樹脂からなりＴＦＴ素子３０２，ゲート線３０
３，ソース線３０４の保護膜を兼ねた絶縁性遮光層、３
０６は画素電極、３０７は対向側ガラス基板、３０８は
対向電極、３０９は配向膜、３１０は液晶層、３１１は
偏光板である。

【００２０】この提案の形態における第１の提案の形態
との主な相違は、図１の保護膜１０７を設けずに、ＴＦ
Ｔ素子３０２，ゲート線３０３，ソース線３０４の保護
膜としても作用する絶縁性遮光層３０５を設けたことで
あり、その他の構成は図１の構成と同様である。この構
成によれば、第１の提案の形態と同様の効果が得られ、
さらに、例えば図１の保護膜１０７を設けないため、工
程の簡素化を図ることができる。

【００２１】〔第２の実施の形態〕図７はこの発明の第
２の実施の形態のアクティブマトリックス型液晶表示パ
ネルの構成を示す断面図である。図７において、４０１
はアレイ側ガラス基板、４０２はスイッチング素子であ
る薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）素子、４０３は配線電極
であるゲート線、４０４は配線電極であるソース線、４
０５は感光性の黒色樹脂からなりＴＦＴ素子４０２，ゲ
ート線４０３，ソース線４０４の保護膜を兼ねた絶縁性
遮光層、４０６は画素電極、４０７は対向側ガラス基
板、４０８は対向電極、４０９は配向膜、４１０は液晶
層、４１１は偏光板である。

【００２２】この実施の形態における第１の実施の形態
との主な相違は、図４の保護膜２０７を設けずに、ＴＦ
Ｔ素子４０２，ゲート線４０３，ソース線４０４の保護
膜としても作用する絶縁性遮光層４０５を設けたことで
あり、その他の構成は図４の構成と同様である。この構
成によれば、第２の提案の形態と同様の効果を得られ
る。

【００２３】

【実施例】〔第１の提案例〕この第１の提案例では、第
１の提案の形態の具体例として図１〜図３を参照しなが
ら、その構成および製造方法について説明する。

【００２４】図１に示すように、アレイ側ガラス基板
（７０５９：コーニング社製）１０１上に、アモルファ
スシリコンＴＦＴ素子１０２、Ａｌ／Ｔａからなるゲー
ト線１０３、Ｔｉ／Ａｌからなるソース線１０４、酸化
インジュウム錫（ＩＴＯ）からなる画素電極１０６を形
成し、画素電極１０６以外の領域に窒化シリコンからな
る保護膜１０７を形成してアレイ基板を作製した。

【００２５】次に、遮光層１０５を形成するために、ア
レイ基板上に、感光性の黒色樹脂（例えば、ブラックレ
ジストＣＫ−Ｓ０９２Ｂ：富士ハントテクノロジィー
株式会社製）をスピンコーターによりアライメントマー
カー以外の部分に全面に塗布した。その後、１１０℃で
２０分間プリベークした後、所定のマスクでアライメン
トした後、プロキシミティー露光方式で２μｍの間隙を
設けて１６０ｍＪのパワーで露光を行い、所定の条件に
て現像を行った。

【００２６】その後、２５０℃で３０分間ホットプレー
ト上でポストベークを行い、遮光層１０５をＴＦＴ素子
１０２、ゲート線１０３、ソース線１０４の全面と画素
電極１０６の一部に形成した。なお、画素電極１０６上
には画素電極端部より３μｍ内側の領域まで遮光層１０
５を形成した。遮光層１０５の膜厚は１．５μｍであっ
た。

【００２７】また、対向基板として、対向側ガラス基板
１０８上に対向電極１０９を形成した。

【００２８】次に、固形分濃度６％のポリイミドワニス
（例えばＳＥ−７２１０：日産化学工業株式会社製）を
アレイ基板と対向基板上にスピンコーターにより塗布し
た後、２３０℃で３０分間ホットプレート上でベークし
て、配向膜１１０を形成した。配向膜１１０の膜厚は約
７０ｎｍであった。配向膜１１０上での液晶のプレチル
ト角は、６〜７゜である。

【００２９】次に、液晶が９０゜ＴＮ配向するようにア
レイ基板と対向基板にそれぞれ一方向にラビングを施し
た。ラビング布はレーヨン布（ＴＲＣ−１００：東英産
業株式会社製）を用いて、ラビング圧は０．３ｍｍにし
た。

【００３０】次に、アレイ基板上にプラスチックからな
る球状のスペーサ（例えばミクロパール：積水ファイン
株式会社製）を均一に分散させた。スペーサの球径は５
μｍである。対向基板の周辺部に熱硬化型のシール材
（例えばストラクトボンド：三井東圧化学株式会社製）
を液晶注入口を設けて印刷形成し、アレイ基板と対向基
板を貼り合わせ、所定の温度でシール材を完全硬化さ
せ、液晶セルを作製した。

【００３１】次に、屈折率異方性が０．０９７であるネ
マチック液晶（例えばＺＬＩ−４７９２：メルクジャパ
ン株式会社製）に左捻れのカイラル物質（例えばＳ−８
１１：メルクジャパン株式会社製）を添加して、ねじれ
ピッチが８０μｍになるように濃度調整した。このよう
な条件で作製したカイラルネマチック液晶を液晶層１１
１として真空注入法で液晶セルに注入し、カイラルネマ
チック液晶が完全に充填された後、液晶注入口を封止樹
脂により封口する。その後、アレイ基板と対向基板の表
面に、偏光板１１２をその吸収軸がラビング方向に平行
になるように貼り付け、液晶表示パネルを作製した。

【００３２】次に、作製した液晶表示パネルの配向観察
を行った。液晶表示パネルを容量結合方式で駆動し、Ｏ
Ｎ（オン）／ＯＦＦ（オフ）状態での配向を観察した。
図２は液晶表示パネルを上部より観察した図である。１
２１はラビング方向である。１２２はラビングの擦り下
げ部分であり、最もラビングされにくく、かつソース線
１０４による横電界を最も受けやすい領域である。１２
３は画素開口部である。この提案例では、ラビングの擦
り下げ部分１２２の領域でもＯＮ状態で異常配向の発生
による光漏れが発生していないことが確認でき、遮光層
１０５側面でもラビングが施され、正規にＴＮ配向して
いることが分かった。

【００３３】また、ソース線１０４の横電界の影響によ
って通常発生するディスクリネーションラインも、この
提案例の場合は瞬時に消失した。これは、液晶のプレチ
ルト角と、遮光層１０５側面での配向性と、遮光層１０
５の膜厚とが関係している。プレチルト角が高い場合に
は正規ＴＮ配向部での液晶分子の立ち上がりが早く、遮
光層１０５側面が正規配向することによりディスクリネ
ーションの発生領域が狭くなり、遮光層１０５の膜厚が
薄い場合には、段差でのディスクリネーションのひっか
かりが少なくなることから、より消失は早くなるものと
考えられる。

【００３４】また、遮光層１０５の光透過率が１％以下
であれば、ＴＦＴ特性の光劣化は見られなかった。

【００３５】次に、作製した液晶表示パネルの電気光学
特性の測定を行った。測定は液晶評価装置（ＬＣＤ−７
０００：大塚電子株式会社製）を用い、ＯＮ／ＯＦＦ状
態でのコントラストの測定を行った。この提案例でのコ
ントラストは１２０であり、良好な特性を得ることがで
きた。

【００３６】次に、遮光層１０５の断面形状の観察を走
査型電子顕微鏡により行った。図３にアレイ基板のソー
ス線部分の断面形状を示す。ソース線１０４上に形成さ
れた遮光層１０５の断面形状は、概ね台形状になってお
り、その端部は画素電極１０６の一部を覆うようになっ
ていた。遮光層１０５は画素電極１０６の端部より３μ
ｍ内側まで存在していた。遮光層１０５の側面と画素電
極１０６とのなす角度は、約４０゜であった。配向膜１
１０は、遮光層１０５の上部および側面と画素電極１０
６上に形成されていた。

【００３７】この提案例によれば、遮光層１０５の断面
形状を概ね台形状とし、遮光層１０５側面と画素電極１
０６とのなす角度を６０゜以下とすることで、異常配向
による光漏れを大きく低減でき、更に遮光層１０５の膜
厚、プレチルト角を最適化することにより、ディスクリ
ネーションラインによる残像等の悪影響をなくせること
ができた。

【００３８】なお、この提案例の場合、従来の対向基板
側にＣｒからなる遮光層を設けた液晶パネルと比較する
と、開口率は１．４倍、反射率は１／５にすることがで
き、性能面での大きな向上が図れた。

【００３９】〔第１の比較例〕第１の提案例と同様のア
レイ基板に、同様の感光性の黒色樹脂を用いて遮光層の
形成して、液晶表示パネルを作製した。配向膜、液晶等
は第１の提案例と全く同じである。ただし、感光性の黒
色樹脂の露光をコンタクト露光として、照射強度を１５
０ｍＪ〜２００ｍＪまで変化させ、ポストベーク温度を
２００℃で１時間とした。

【００４０】この比較例での遮光層の断面形状を観察し
たところ、その断面はほとんど垂直に近い形状であり、
遮光層側面と画素電極とのなす角度はおよそ７０〜８５
゜であった。遮光層側面では配向膜が剥がれたような状
態にあり、均一には形成されていなかった。ＯＮ状態で
の配向状態の観察を行ったところ、各画素内で画素電極
の一部、特にラビングの擦り下げ部に相当する遮光層近
傍で光漏れが見られた。これは、遮光層端部では遮光層
と画素電極間の段差により配向膜にラビングがされず、
異常配向が発生したためであると考えられる。各画素で
はソース線に沿って規則的に光漏れが発生しており、光
漏れの領域は遮光層端部から５〜６μｍであった。

【００４１】この比較例でのコントラストを測定したと
ころ、光漏れのためにコントラストは最大で４５であっ
た。

【００４２】〔第２の比較例〕第１の提案例と全く同様
にアレイ基板に、同様の感光性の黒色樹脂を用いて遮光
層を形成して、液晶表示パネルを作製した。ただし、遮
光層の膜厚を０．５μｍ、２μｍ、２．５μｍとした。
この比較例の場合、遮光層の断面形状は概ね台形状とな
り、遮光層側面には配向膜が形成されていた。しかし、
ＯＮ状態で配向観察を行うと、遮光層の膜厚に比例し
て、光漏れ領域が拡大しているのが認められた。遮光層
の膜厚が２μｍの場合、ラビング擦り下げ部分で約２μ
ｍ幅で光漏れ領域が発生し、更に２．５μｍの膜厚では
３〜４μｍ幅で光漏れが発生した。このためコントラス
ト測定を行うと、それぞれ７０、５０程度の値であっ
た。

【００４３】一方、遮光層の膜厚が０．５μｍの場合に
は、光漏れは全く観察されなかったが、遮光層自体の光
透過率が２％程度あり、ＴＦＴ特性の光劣化が見られ、
好ましくなかった。

【００４４】〔第３の比較例〕第１の提案例と全く同様
にアレイ基板上に遮光層を形成した後、アレイ基板と対
向基板にポリイミドワニス（ＳＥ−７３１１：日産化学
工業株式会社製）を塗布して、配向膜を形成した。その
後、第１の提案例と全く同様の構成で液晶表示パネルを
作製した。この比較例の場合、液晶のプレチルト角は３
〜４゜程度である。

【００４５】ＯＮ状態で配向を観察したところ、ソース
線による横電界の影響を受けてディスクリネーションが
発生し、消失するのに約３秒を要した。このため、画像
としては残像現象が見られ、表示品位が低下していた。

【００４６】〔第４の比較例〕第１の提案例と全く同様
にアレイ基板上に遮光層を形成した後、アレイ基板と対
向基板にポリイミドワニス（ＰＳＩ−Ａ−５４０４：チ
ッソ石油化学工業株式会社製）を塗布して、配向膜を形
成した。その後、第１の提案例と全く同様の構成で液晶
表示パネルを作製した。この比較例の場合、液晶のプレ
チルト角は１１〜１２゜程度である。

【００４７】ＯＮ状態で配向を観察したところ、ディス
クリネーションは瞬時に消失したが、ラビングムラによ
る筋状の表示ムラが発生し、表示品位が低下していた。

【００４８】以上の比較例より、第１の提案例におい
て、遮光層１０５の形状は概ね台形状とし、遮光層１０
５側面と画素電極３０６とのなす角度を６０゜以下とす
るのがが好ましい。遮光層１０５の膜厚は０．５μｍ以
上１．５μｍ以下が好ましい。また、配向膜１１０とし
てはプレチルト角が６゜以上１０゜以下、特に表示品位
と視野角特性の関係から８゜程度が最も好ましい。ま
た、遮光層１０５の光透過率は１％以下が好ましい。

【００４９】〔第１の実施例〕この第１の実施例では、
第１の実施の形態の具体例として図４，図５を参照しな
がら、その構成および製造方法について説明する。

【００５０】図４に示すように、第１の提案例と同様
に、アレイ側ガラス基板２０１上に、アモルファスシリ
コンＴＦＴ素子２０２、ゲート線２０３、ソース線２０
４、画素電極２０６および保護膜２０７を形成し、アレ
イ基板を作製した。

【００５１】次に、アレイ基板に感光性の黒色樹脂（ブ
ラックレジストＣＫ−Ｓ０９２Ｂ：富士ハントテクノ
ロジィー株式会社製）をスピンコーターによりアライメ
ントマーカー以外の部分に全面に塗布した。その後、１
１０℃で２０分プリベークした後、所定のマスクでアラ
イメントした後、コンタクト露光方式で１００ｍＪのパ
ワーで露光を行い、所定の条件にて現像を行った。

【００５２】その後、２２０℃で３０分間ホットプレー
ト上でポストベークを行い、遮光層２０５を、ＴＦＴ素
子２０２、ゲート線２０３、ソース線２０４の全面と画
素電極２０６の一部に形成した。なお、画素電極２０６
上には画素電極端部より３μｍ内側の領域まで遮光層２
０５を形成した。遮光層２０５の膜厚は１．５μｍであ
った。

【００５３】また、対向基板として、対向側ガラス基板
２０８上に対向電極２０９を形成した。

【００５４】次に、固形分濃度６％のポリイミドワニス
（例えばＳＥ−７２１０：日産化学工業株式会社製）の
溶媒組成を変更して、γブチルラクトンを主溶媒にして
Ｎメチル２ピロリドン、ブチルセルソルブを添加して、
ワニスの粘度を２０℃で約３０ｃｐに調整した。このよ
うに溶媒変更したポリイミドワニスをアレイ基板と対向
基板上にスピンコーターにより塗布した後、２２０℃で
３０分間ホットプレート上でベークして、配向膜２１０
を形成した。配向膜２１０の膜厚は約７０ｎｍであっ
た。配向膜２１０上での液晶のプレチルト角は、６〜７
゜である。

【００５５】次に、アレイ基板と対向基板に液晶が９０
゜ＴＮ配向するようにそれぞれラビングを施した。ラビ
ング布はレーヨン布（例えばＴＲＣ−１００：東英産業
株式会社製）を用いて、ラビング圧は０．３ｍｍにし
た。

【００５６】次に、アレイ基板上にプラスチックからな
る球状のスペーサ（例えばミクロパール：積水ファイン
株式会社製）を均一に分散させた。スペーサの球径は５
μｍである。対向基板の周辺部に熱硬化型のシール材
（例えばストラクトボンド：三井東圧化学株式会社製）
を液晶注入口を設けて印刷形成し、アレイ基板と対向基
板を貼り合わせ、所定の温度でシール材を完全硬化さ
せ、液晶セルを作製した。

【００５７】次に、屈折率異方性が０．０９７であるネ
マチック液晶（例えばＺＬＩ−４７９２：メルクジャパ
ン株式会社製）に左捻れのカイラル物質（例えばＳ−８
１１：メルクジャパン株式会社製）を添加して、ねじれ
ピッチが８０μｍになるように濃度調整した。このよう
な条件で作製したカイラルネマチック液晶を液晶層２１
１として真空注入法で液晶セルに注入し、カイラルネマ
チック液晶が完全に充填された後、液晶注入口を封止樹
脂により封口する。その後、アレイ基板と対向基板の表
面に、偏光板２１２をその吸収軸がラビング方向に平行
になるように貼り付け、液晶表示パネルを作製した。

【００５８】図５にアレイ基板のソース線部分の断面形
状を示す。断面形状の観察は第１の提案例と同様に走査
型電子顕微鏡により行った。ソース線２０４上に形成さ
れた遮光層２０５の断面形状は、逆台形状になってお
り、画素電極２０６上の端部がよりエッチングされた形
になっていた。遮光層２０５側面と画素電極２０６との
なす角度（遮光層２０５の内角）は、約１１０゜であっ
た。これは、画素電極２０６を構成するＩＴＯと遮光層
２０５を構成する感光性の黒色樹脂との密着性が弱いた
め、オーバーエッチング状態になったと考えられる。

【００５９】配向膜２１０は、遮光層２０５の側面のオ
ーバーエッチング部２２１を完全に埋めるように形成さ
れ、遮光層２０５側面の配向膜２１０の表面は画素電極
２０６に対して緩やかな斜面状に形成されていた。

【００６０】次に、作製した液晶表示パネルの配向観察
を行った。液晶表示パネルを容量結合方式で駆動して、
ＯＮ／ＯＦＦ状態での配向を観察した。この実施例で
も、第１の提案例と同様、ＯＮ状態で異常配向の発生に
よる光漏れが発生していないことを確認できた。これ
は、配向膜２１０によって遮光層２０５と画素電極２０
６の段差が緩和され、遮光層２０５近傍でのラビングが
十分されたためであると考えられる。

【００６１】また、ディスクリネーションも瞬時に消失
し、残像等の表示品位の低下は見られなかった。コント
ラストも１００であった。

【００６２】〔第５の比較例〕第１の実施例と同様のア
レイ基板に、同様の感光性の黒色樹脂を用いて、その現
像時間を黒色樹脂が剥離しない程度まで長くして、逆台
形状の遮光層を形成して、液晶表示パネルを作製した。
配向膜、液晶等は第１の実施例と同様である。遮光層の
側面と画素電極とのなす角度（遮光層の内角）は約１３
０゜であり、遮光層側面のオーバーエッチング部は配向
膜で完全には充填されていなかった。このためＯＮ状態
で光漏れが発生した。

【００６３】〔第６の比較例〕第１の実施例と同様にア
レイ基板上に逆台形状の遮光層を形成した後、ポリイミ
ドワニス（ＳＥ−７２１０：日産化学工業株式会社製）
の溶媒組成を変更して、ワニス粘度が約４０ｃｐ、５０
ｃｐのポリイミドワニスを用意し、これらのポリイミド
ワニスをアレイ基板と対向基板上に塗布して、その後、
第１の実施例と全く同様の方法で液晶表示パネルを作製
した。

【００６４】これらの液晶表示パネルでは、ＯＮ状態の
時に共に光り漏れが発生していたが、低粘度ワニスを用
いた方がその程度は軽かった。遮光層側面での配向膜形
成の状態を観察したところ、遮光層側面のオーバエッチ
ング部には配向膜が充填されておらず、遮光層と画素電
極間の段差は緩和されていないことが分かった。

【００６５】溶液粘度が２０ｃｐ以下では、ポリイミド
の膜厚均一性が悪く、好ましくなかった。

【００６６】第５，第６の比較例から、第１の実施例で
は、断面が逆台形状の遮光層２０５の斜面と画素電極２
０６とのなす角（遮光層２０５の内角）は、９０°以上
１３０°以下が好ましい。また、配向膜２１０は、芳香
族ポリイミドまたは脂肪族ポリイミドまたはその混合系
から構成され、ポリアミック酸溶液またはポリイミド溶
液は、γブチルラクトン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン
を主溶媒とし、ポリマー濃度は３％以上１０％以下であ
り、溶液粘度が２５〜４０ｃｐであることが好ましく、
３０ｃｐが最も好ましい。

【００６７】また、第１の実施例においても、第１の提
案例同様、遮光層２０５の膜厚は０．５μｍ以上１．５
μｍ以下が好ましく、遮光層２０５の光透過率は１％以
下が好ましい。また、配向膜２１０としてはプレチルト
角が６゜以上１０゜以下、特に表示品位と視野角特性の
関係から８゜程度が最も好ましい。

【００６８】〔第２の提案例〕この第２の提案例では、
第２の提案の形態の具体例として図６を参照しながら、
その構成および製造方法について説明する。

【００６９】図６に示すように、第１の提案例と同様、
アレイ側ガラス基板３０１上に、アモルファスシリコン
ＴＦＴ素子３０２、Ａｌ／Ｔａからなるゲート線３０
３、Ｔｉ／Ａｌからなるソース線３０４、酸化インジュ
ウム錫（ＩＴＯ）からなる画素電極３０６を形成し、ア
レイ基板を作製した。ただし、ＴＦＴ素子３０２、ゲー
ト線３０３、ソース線３０４上に、無機の絶縁膜（図１
の保護膜１０７に相当）は形成しなかった。

【００７０】次に、アレイ基板をＯＡＰ雰囲気中に１０
分間暴露した後、感光性の黒色樹脂（ＣＸ２２５Ｎ：ヘ
キストジャパン株式会社製）をコーターによりアライメ
ントマーカー以外の部分に全面に塗布した。その後、１
００℃で１分間プリベークした後、所定のマスクでアラ
イメントした後、プロキシミティー露光方式で２μｍの
間隙を設けて４８０ｍＪのパワーで露光を行い、所定の
条件にて現像を行った。

【００７１】その後、２５０℃で６０分間ホットプレー
ト上でポストベークを行い、保護膜を兼ねた絶縁性遮光
層３０５を、ＴＦＴ素子３０２、ゲート線３０３、ソー
ス線３０４の全面と画素電極３０６の一部に直接形成し
た。画素電極３０６上には画素電極端部より３μｍ内側
の領域まで絶縁性遮光層３０５を形成した。絶縁性遮光
層３０５の膜厚は１．２μｍであった。また、絶縁性遮
光層３０５の抵抗率は１０¹⁴Ω・ｃｍであり、光透過率
は０．５％以下であった。その後、第１の提案例と全く
同一の材料、条件で液晶表示パネルを作製した。

【００７２】この提案例の液晶表示パネルを駆動したと
ころ、ＯＮ状態では全く光り漏れが発生せず、またディ
スクリネーションラインの消失も瞬時であり、高コント
ラストで残像のない良好な表示を得た。

【００７３】また、感光性の黒色樹脂からなる絶縁性遮
光層３０５を、直接、ＴＦＴ素子３０２、ゲート線３０
３、ソース線３０４上に形成したことによる電気的な劣
化現象（例えば、短絡、ＴＦＴ素子３０２の劣化等）は
発生しなかった。

【００７４】次に、絶縁性遮光層３０５の断面形状を走
査型電子顕微鏡により観察したところ、第１の提案例と
同様に台形状になっており、絶縁性遮光層３０５と画素
電極３０６との段差が緩和されているのが分かった。ま
た、配向膜３０９は、絶縁性遮光層３０５の上部および
側面と画素電極３０６上に形成されていた。

【００７５】またラビング中にＴＦＴ素子３０２、ゲー
ト線３０３およびソース線３０４が破壊されることはな
く、絶縁性遮光層３０５は保護膜としての機能を有する
ことが分かった。

【００７６】しかし、絶縁性遮光層３０５の抵抗率が１
０¹⁰Ω・ｃｍ以下になると、電気的劣化が発生し、表示
品位が悪化することが分かった。

【００７７】この提案例によれば、第１の提案例と同様
の効果があり、さらに、絶縁性遮光層３０５が保護膜と
して作用するため、ＴＦＴ素子３０２、ゲート線３０３
およびソース線３０４上に無機の保護膜（例えば、図１
の保護膜１０７）を設ける必要がなく、工程の簡素化を
図ることができる。

【００７８】この提案例において、絶縁性遮光層３０５
の抵抗率は１０¹¹Ω・ｃｍ以上であることが好ましい。
また、第１の提案例同様、絶縁性遮光層３０５の断面形
状を概ね台形状とし、絶縁性遮光層３０５側面と画素電
極３０６とのなす角度（絶縁性遮光層３０５の内角）を
６０゜以下とするのが好ましい。また、絶縁性遮光層３
０５の膜厚は０．５μｍ以上１．５μｍ以下、光透過率
は１％以下が好ましい。また、配向膜３０９としてはプ
レチルト角が６゜以上１０゜以下、特に表示品位と視野
角特性の関係から８゜程度が最も好ましい。

【００７９】〔第２の実施例〕この第２の実施例では、
第２の実施の形態の具体例として図７を参照しながら、
その構成および製造方法について説明する。

【００８０】図７に示すように、第１の提案例と同様、
アレイ側ガラス基板４０１上に、アモルファスシリコン
ＴＦＴ素子４０２、Ａｌ／Ｔａからなるゲート線４０
３、Ｔｉ／Ａｌからなるソース線４０４、酸化インジュ
ウム錫（ＩＴＯ）からなる画素電極４０６を形成し、ア
レイ基板を作製した。ただし、ＴＦＴ素子４０２、ゲー
ト線４０３、ソース線４０４上に、無機の絶縁膜（図１
の保護膜１０７に相当）は形成しなかった。

【００８１】次に、アレイ基板上に、感光性の黒色樹脂
（ブラックレジストＣＫ−Ｓ０９２Ｂ：富士ハントテ
クノロジィー株式会社製）をコーターによりアライメン
トマーカー以外の部分に全面に塗布した。その後、１１
０℃で１分間プリベークした後、所定のマスクでアライ
メントした後、コンタクト露光方式で３００ｍＪのパワ
ーで露光を行い、所定の条件にて現像を行った。

【００８２】その後、２２０℃で６０分間ホットプレー
ト上でポストベークを行い、保護膜を兼ねた絶縁性遮光
層４０５を、ＴＦＴ素子４０２、ゲート線４０３、ソー
ス線４０４の全面と画素電極４０６の一部に直接形成し
た。画素電極４０６上には画素電極端部より３μｍ内側
の領域まで絶縁性遮光層４０５を形成した。絶縁性遮光
層４０５の膜厚は１．１μｍであった。絶縁性遮光層４
０５の抵抗率は１０¹³Ω・ｃｍであり、光透過率は約
１．０％であった。

【００８３】また、対向基板として、対向側ガラス基板
４０７上に対向電極４０８を形成した。

【００８４】次に、ポリイミドワニス（ＲＮ−１０２
４：日産化学工業株式会社製）をアレイ基板と対向基板
に塗布して、２２０℃で１０分間ホットプレート上でベ
ークした後、第１の提案例と全く同一の材料、条件で液
晶表示パネルを作製した。ポリイミドワニスの溶液粘度
は約３０ｃｐであった。

【００８５】この実施例の液晶表示パネルを駆動したと
ころ、ＯＮ状態でも異常配向による光り漏れが発生せ
ず、またディスクリネーションラインの消失も瞬時であ
り、高コントラストで残像のない良好な表示を得た。配
向膜４０９上での液晶のプレチルト角は約８゜であっ
た。

【００８６】また、感光性の黒色樹脂からなる絶縁性遮
光層４０５を、直接、ＴＦＴ素子４０２、ゲート線４０
３、ソース線４０４上に形成したことによる電気的な劣
化現象（例えば、短絡、ＴＦＴ素子４０２の劣化等）は
発生しなかった。

【００８７】次に、絶縁性遮光層４０５の断面形状観察
を走査型電子顕微鏡により行った。ソース線４０４上に
形成された絶縁性遮光層４０５の断面形状は、逆台形状
になっており、画素電極４０６上の端部がよりエッチン
グされた形になっていた。絶縁性遮光層４０５と画素電
極４０６とのなす角度（絶縁性遮光層４０５の内角）
は、約１１０゜程度であった。これは、画素電極４０６
を構成するＩＴＯと絶縁性遮光層４０５を構成する感光
性の黒色樹脂との密着性が弱いため、オーバーエッチン
グ状態になったと考えられる。

【００８８】配向膜４０９は、絶縁性遮光層４０５の側
面のオーバーエッチング部を完全に埋めるように形成さ
れ、絶縁性遮光層４０５側面の配向膜４０９の表面は画
素電極４０６に対して緩やかな斜面状に形成されてい
た。

【００８９】またラビング中にＴＦＴ素子４０２、ゲー
ト線４０３、ソース線４０４が破壊されることはなく、
絶縁性遮光層４０５は保護膜としての機能を有すること
が分かった。

【００９０】しかし、第２の提案例と同様、絶縁性遮光
層４０５の抵抗率が１０¹⁰Ω・ｃｍ以下になると、電気
的劣化が発生し、表示品位が悪化することが分かった。

【００９１】この実施例によれば、第１の提案例と同様
の効果があり、さらに、絶縁性遮光層４０５が保護膜と
して作用するため、ＴＦＴ素子４０２、ゲート線４０３
およびソース線４０４上に無機の保護膜（例えば、図１
の保護膜１０７）を設ける必要がなく、工程の簡素化を
図ることができる。

【００９２】この実施例においても、第２の提案例同
様、絶縁性遮光層４０５の抵抗率は１０¹¹Ω・ｃｍ以上
であることが好ましい。また、第１の実施例同様、断面
が逆台形状の絶縁性遮光層４０５の斜面と画素電極４０
６とのなす角（絶縁性遮光層４０５の内角）は、９０°
以上１３０°以下が好ましい。また、配向膜４０９は、
芳香族ポリイミドまたは脂肪族ポリイミドまたはその混
合系から構成され、ポリアミック酸溶液またはポリイミ
ド溶液は、γブチルラクトン、Ｎ−メチル−２−ピロリ
ドンを主溶媒とし、ポリマー濃度は３％以上１０％以下
であり、溶液粘度が２５〜４０ｃｐであることが好まし
い。

【００９３】また、絶縁性遮光層４０５の膜厚は０．５
μｍ以上１．５μｍ以下、光透過率は１％以下が好まし
い。また、配向膜４０９としてはプレチルト角が６゜以
上１０゜以下、特に表示品位と視野角特性の関係から８
゜程度が最も好ましい。

【００９４】

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、アレイ
基板の画素電極の端部，配線電極およびスイッチング素
子上に遮光層を形成した後、遮光層および画素電極上に
ポリアミック酸溶液またはポリイミド溶液を用いて配向
膜を形成し、この配向膜のポリアミック酸溶液またはポ
リイミド溶液の粘度を２５〜４０ｃｐに設定することに
よって、遮光層側面での配向膜の塗れ性を向上させ、遮
光層側面での配向膜の表面を画素電極面に対して緩やか
な斜面状に形成できるため、配向膜がよりラビングされ
やすくなり、異常配向領域を減少することができる。そ
の結果、光漏れの発生やディスクリネーションラインの
発生を抑制できる液晶表示パネルを実現することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の提案の形態の液晶表示パネルの構成を示
す断面図である。

【図２】第１の提案の形態の液晶表示パネルの平面図で
ある。

【図３】第１の提案の形態の液晶表示パネルのアレイ基
板のソース線部分の断面図である。

【図４】この発明の第１の実施の形態の液晶表示パネル
の構成を示す断面図である。

【図５】この発明の第１の実施の形態の液晶表示パネル
のアレイ基板のソース線部分の断面図である。

【図６】第２の提案の形態の液晶表示パネルの構成を示
す断面図である。

【図７】この発明の第２の実施の形態の液晶表示パネル
の構成を示す断面図である。

【図８】従来の問題点を説明するためのラビング状態を
示す模式図である。

【符号の説明】

１０１アレイ側ガラス基板１０２ＴＦＴ素子１０３ゲート線１０４ソース線１０５遮光層１０６画素電極１０７保護膜１０８対向側ガラス基板１０９対向電極１１０配向膜１１１液晶層１１２偏光板１２１ラビング方向１２２ラビング擦り下げ部分１２３画素開口部２０１アレイ側ガラス基板２０２ＴＦＴ素子２０３ゲート線２０４ソース線２０５遮光層２０６画素電極２０７保護膜２０８対向側ガラス基板２０９対向電極２１０配向膜２１１液晶層２１２偏光板２２１オーバーエッチング部３０１アレイ側ガラス基板３０２ＴＦＴ素子３０３ゲート線３０４ソース線３０５絶縁性遮光層３０６画素電極３０７対向側ガラス基板３０８対向電極３０９配向膜３１０液晶層３１１偏光板４０１アレイ側ガラス基板４０２ＴＦＴ素子４０３ゲート線４０４ソース線４０５絶縁性遮光層４０６画素電極４０７対向側ガラス基板４０８対向電極４０９配向膜４１０液晶層４１１偏光板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者山本義則大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者望月秀晃大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (56)参考文献特開平９−68721（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−17422（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02F 1/1337 525 G02F 1/1368

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】画素電極，配線電極およびスイッチング
素子を有するアレイ基板と、対向電極を有する対向基板
との間に、液晶を挟持した液晶表示パネルの製造方法で
あって、前記アレイ基板の前記画素電極の端部，前記配線電極お
よび前記スイッチング素子上に遮光層を形成した後、前
記遮光層および前記画素電極上に、粘度を２５ｍＰａ・
ｓ以上４０ｍＰａ・ｓ以下に設定したポリアミック酸溶
液またはポリイミド溶液を用いて配向膜を形成すること
を特徴とする液晶表示パネルの製造方法。
【請求項２】ポリアミック酸溶液またはポリイミド溶
液は、γブチルラクトン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン
を主溶媒とし、ポリマー濃度を３％以上１０％以下とし
た請求項１記載の液晶表示パネルの製造方法。