JPH03288828A - スペーサーの形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、液晶ディスプレイのスペーサーの形成方法に
関するものである。

［従来の技術］ 液晶ディスプレイのスペーサーは、上下２枚の基板間に
挟まれ、液晶層の厚さ（セル間隔）を適正に保つために
重要な作用を有する。上記セル間隔はコントラスト比と
強い関連があり、コントラスト比はセル間隔が特定の値
を取るときに最大となり、上記特定の値の前後では急激
に減少する。

ＴＮモードの場合のセル間隔とコントラスト比の関係を
第２図に示す。

第３図は、液晶ディスプレイの構成を示す断面図である
。液晶ディスプレイは、一般に、ガラス基板２１上にカ
ラーフィルター２２、オーバーコート層２３、電極２４
及び、配向膜２５が積層されているカラーフィルター基
板２６と、ガラス基板２７上に薄膜トランジスタ（ＴＰ
Ｔ）２８、パッシベーション膜２９及び、配向膜３０が
積層されている能動素子アレイ基板３１とが、スペーサ
ー３２を介して液晶層３３を挟持する構成となっている
。

上記スペーサー３２は、従来、ガラスファイバー、セラ
ミックまたは樹脂を球状または円筒形に成型したギャッ
プ材を、上記カラーフィルター基板２６または能動素子
アレイ基板３１上にスブレ−散布したのち、上下２枚の
基板を張合わせることにより、形成されている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記従来のスペーサーの形成方法ではギ
ャップ材をスプレー散布してスペーサーとするので、必
ずしも所望の位置にスペーサーを形成できないとの問題
がある。

上記したように液晶層を挟持する基板上にはカラーフィ
ルター、ＴＰＴなどが形成されているので、上記カラー
フィルター基板と能動素子アレイ基板との間隔には狭く
なっている部分がある。例えば、ＴＰＴは上記能動素子
アレイから突出する形状に形成されているため、ＴＰＴ
が形成されている部分は特に狭くなっている。

上記基板間の間隔が狭くなっている部分に上記ギャップ
材が配置されてスペーサーが形成された場合、上記スペ
ーサーがガラスまたはセラミックなど硬質の材料からな
るときには上記ＴＰＴがスペーサーにより圧損し破壊さ
れたり特性の劣化をきたすことがあり、また、上記スペ
ーサーが樹脂など軟質の材料からなるときにはスペーサ
ーの方が変形して上記基板間の間隔を一定に保てなくな
ることがある。

特開昭６３−２７４９２８号公報には、ギャップ材をス
プレー散布してスペーサーを形成する場合に、カラーフ
ィルター基板のＴＰＴ等の能動素子に対向する部分に凹
部を設けて硬質スペーサーによる能動素子の破壊を防止
する技術が提案されているが、上記したスペーサーが必
ずしも所望の位置に形成されないとの問題を本質的に解
決する技術とはいえない。

また、上記従来の形成方法では、ギャップ材の散布によ
り液晶ディスプレイの表示領域にスペーサーが形成され
ると、光洩れを生じコントラスト比が低下するとの問題
もある。

さらに、上記従来の形成方法では、上記ギャップ材の散
布に通常はフロンを使用するので、環境破壊の問題もあ
る。

そこで、本発明は上記した従来技術の課題を解決するた
めになされたもので、その目的とするところは、基板上
の所望の位置にスペーサーを形成することのできる新規
なスペーサーの形成方法を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明に係わるスペーサーの形成方法は、液晶ディスプ
レイの液晶層を挟持する基板間に備えられているスペー
サーの形成方法において、上記基板上に備えられている
電極上にスペーサーを形成する予定の領域を除き上記電
極を被覆する絶縁性被覆膜を形成する工程と、上記電極
上の上記絶縁性被覆膜が形成されていない露出部分にギ
ャップ材を電着させてスペーサーを形成する工程とを含
むことを特徴としている。

［作用コ 本発明のスペーサーの形成方法では、液晶層を挟持する
基板上に備えられている電極上に絶縁性被覆膜を形成し
、上記電極上の上記絶縁性被覆膜が形成されていない露
出部分にギャップ材を電着させてスペーサーを形成する
ので、上記基板上の所望の位置にスペーサーを形成する
ことができる。

さらに、上記スペーサーは電着により形成されるので、
大面積の基板にも膜厚が均一で精度の高いスペーサーが
形成される。

従って、スペーサーによるＴＦＴなど能動素子の破壊、
特性劣化、あるいはスペーサー目体の変形によるセル間
隔の不均一化を防止することができ、光洩れによるコン
トラスト比の低下を防止することができる。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を添付図面を参照しながら説明す
る。

大附図１ 第１図（ａ）乃至（Ｃ）は、本発明に係わるスペーサー
の形成方法の一実施例を示す製造工程図である。本実施
例では、カラーフィルター基板上にスペーサーを形成し
ている。

先ず１、第１図（ａ）に示すように、ガラス基板１上に
ＲＳＧ及び、Ｂの各色のカラーフィルター２、オーバー
コート層３、電極４がこの順に備えられてなるカラーフ
ィルター基板５の上記電極４上に、所定のパターンを有
するレジスト６を形成した。上記レジスト６の形成は、
レジストを塗布、乾燥した後、露光、現像して水洗する
という従来公知の方法により行なうことができる。

本発明においては、上記レジストなどの絶縁性被覆膜の
パターンにより所望の位置にスペーサーを形成すること
ができる。一般に、カラーフィルター基板上にスペーサ
ーを形成する場合には、液晶ディスプレイの非表示領域
にスペーサーが形成されていることが望ましい。上記の
様にスペーサーが形成されていることにより、光洩れに
よるコントラスト比の低下を防止することができる。本
実施例において、上記レジスト６は、上記カラーフィル
ター基板５の、該基板に対向するＴＦＴアレイ基板（図
示せず）上に備えられているゲート電極とドレイン電極
との交差部分に正対する位置に、直径３０／、ｔｍの穴
（電極露出部分）を有する様に、約１．５μｍの厚さに
て形成した。

次に、上記カラーフィルター基板５を電着浴に浸漬し、
定電流源と上記カラーフィルター基板５上に備えられて
いる電極４との間に所定の電圧を印加した。上記操作に
より、第１図（ｂ）に示すように、上記電極４上の上記
レジスト６に被覆されていない部分（露出部分）４ａ上
に、上記電着浴に由来するギャップ材が電着し、スペー
サー７が形成された。

本実施例では、上記操作を、上記カラーフィルター基板
５をアニオン系アクリルプレポリマー溶液に浸漬し、上
記電極４を陽極として所定の電圧を印加することにより
行なった。

上記ギャップ材の電着厚さは、電着浴の濃度、印加電圧
、及び、電着時間等により、任意に調整することができ
るが、通常２〜３μｍの範囲とすることにより高い精度
が得られるので好ましい。

上記電着厚さを３μｍ以上にするためには、印加電圧を
必要以上に高くしなければならず、不利になることがあ
る。上記範囲を超える厚さのセル間隔が必要であるとき
には、カラーフィルター基板上に形成されたスペーサー
を能動素子基板上の素子と正対する様にして張合わせる
か、あるいは、カラーフィルター基板及び能動素子基板
の双方にスペーサーを形成し両糸板に形成されたスペー
サー同士が正対する様にして張合わせればよい。

次に、スペーサー７が形成されたカラーフィルター基板
５を溶剤で洗浄し、レジスト６を除去した。レジストが
除去された状態を第１図（Ｃ）に示す。上記溶剤は、レ
ジストは溶解するが、スペーサーは実質的に溶解しない
ものを使用することが望ましい。

本実施例では、上述の操作の後さらに、２００℃で加熱
することによりスペーサー７を硬化させ、°最終的に厚
さ２．５μｍのアクリル系樹脂からなる円柱状スペーサ
ーを形成した。上記スペーサーの精度は、２１０Ｘ２９
７ｍｍ程度の面積において±０．１μｍであり、ＴＮモ
ードの液晶ディスプレイにおけるスペーサーとして十分
な精度が得られた。

上記操作によりスペーサーを形成したカラーフィルター
基板は９、さらに該基板上に配向膜を形成し配向処理を
行なった後、同様にして配向膜を形成し配向処理を行な
ったＴＦＴアレイ基板と張合わせ、液晶セルを形成した
。上記液晶セルは、上記カラーフィルター基板上に形成
されたスペーサーと、上記ＴＰＴ基板上に備えられてい
るゲート電極とドレイン電極との交差部分とか正対する
様にして張合わせた。この結果、上記スペーサーの厚さ
２．５μｍに、上記ゲート電極とドレイン電極との交差
部分の厚さ２μｍを加え、４．５μｍのセル間隔を有す
る液晶セルが得られた。

大施剋ｌ 第４図（ａ）乃至（ｄ）は、本発明に係わるスペーサー
の形成方法の他の実施例を示す製造工程図である。本実
施例では、ＴＦＴアレイ基板上にスペーサーを形成して
いる。

先ず、第４図（ａ）に示すように、ガラス基板４１上に
、ゲート電極４２、ゲート絶縁膜４３、ドレイン電極４
４及び、パッシベーション膜４５が備えられているＴＦ
Ｔアレイ基板４６上の上記パッシベーション膜４５上に
、所定のパターンを有するレジスト４７を形成する。上
記ＴＰＴアレイ基板４６においては、ゲート電極４２上
にゲート絶縁膜４３を介して直交するようにドレイン電
極４４が備えられており、上記ゲート電極４２とドレイ
ン電極４４との交差部分がＴＰＴ素子を形成している。

本実施例において、上記レジスト４７は、上記ゲート電
極４２とドレイン電極４４との交差部分に正対する位置
に、直径３０μｍの穴を有する様に、約１．５μｍの厚
さにて形成した。

次に、第４図（ｂ）に示すように、上記レジスト４７を
マスクとしてパッシベーション膜４５をドライエツチン
グし、上記レジスト４７の穴に対応する部分のドレイン
電極４４を露出させ、露出部分４４ａを形成した。

次に、電極露出部分４４ａが形成されたＴＦＴアレイ基
板４６を溶剤で洗浄し、レジスト４７を除去した。レジ
スト４７が除去された状態を第４図（Ｃ）に示す。本実
施例においては、パッシベーション膜４５が絶縁性被覆
膜として作用する。

次に、上記ＴＦＴアレイ基板４６をアニオン系アクリル
プレポリマー溶液に浸漬し、上記ゲート電極４２及びド
レイン電極４４を陽極として所定の電圧を印加し、第４
図（ｄ）に示すように、上記ドレイン電極の露出部分４
４ａ上に、上記電着浴に由来するギャップ材を電着させ
、スペーサー４８を形成した。上記操作において、ゲー
ト電極４２をも陽極とすることにより、上記ゲート電極
４２及びドレイン電極４４間の絶縁破壊を避けることが
できる。

本実施例では、上述の操作の後さらに、２００℃で加熱
することによりスペーサー４８を硬化させ、厚さ２．５
μｍのアクリル系樹脂からなる円柱状スペーサーを形成
した。

上記操作によりスペーサーを形成したＴＦＴアレイ基板
は、さらに該基板上に配向膜を形成し配向処理を行なっ
た後、同様にして配向膜を形成し配向処理を行なったカ
ラーフィルター基板と張合わせ、液晶セルを形成した。

［発明の効果］ 以上詳細に説明したように、本発明のスペーサーの形成
方法によれば、基板上の所望の位置に膜厚が均一で精度
の高いスペーサーを形成することができるので、スペー
サーによるＴＰＴなど能動素子の破壊、特性劣化、ある
いはスペーサー自体の変形によるセル間隔の不均一化を
防止して適正なセル間隔とすることができ、また、光洩
れによるコントラスト比の低下を防止することができる
。

さらに、本発明の方法によれば、ギャップ材をスプレー
散布することなしにスペーサーを形成することができる
ので、フロンによる環境破壊を避けることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）乃至（Ｃ）は本発明のスペーサーの形成方
法による一実施例の製造工程を示す図であり、 第２図はセル間隔とコントラスト比との関係を示す図で
あり、 第３図は、液晶ディスプレイの構成を示す断面図であり
、 第４図（ａ）乃至（ｄ）は本発明のスペーサーの形成方
法による他の実施例の製造工程を示す図である。 ４　・・・電極、 ４４・・・ドレイン電極、 ４５・・・パッシベーション膜、 ４ａ、４４ａ・・・電極露出部分、 ６．４７・・・レジスト、 ７．４８・・・スペーサー

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 液晶ディスプレイの液晶層を挟持する基板間に備えられ
   ているスペーサーの形成方法において、上記基板上に備
   えられている電極上に、スペーサーを形成する予定の領
   域を除き上記電極を被覆する絶縁性被覆膜を形成する工
   程と、 上記電極上の上記絶縁性被覆膜が形成されていない露出
   部分にギャップ材を電着させてスペーサーを形成する工
   程とを含むことを特徴とするスペーサーの形成方法。