JPH11174463A - 液晶表示素子及び液晶表示素子の製造方法 - Google Patents

液晶表示素子及び液晶表示素子の製造方法

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JPH11174463A
JPH11174463A JP9342348A JP34234897A JPH11174463A JP H11174463 A JPH11174463 A JP H11174463A JP 9342348 A JP9342348 A JP 9342348A JP 34234897 A JP34234897 A JP 34234897A JP H11174463 A JPH11174463 A JP H11174463A
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frame
shielding layer
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宗治 秋吉
Yasuharu Tanaka
康晴 田中
Minako Kurosaki
美奈子 黒崎
Masumi Manabe
ますみ 真鍋
Teruyuki Midorikawa
輝行 緑川
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 液晶セルの間隙を均一に保持するスペーサか
らの光漏れや片寄りにより表示品位の低下を来す事無
く、且つ製造工程の増大を防止し、更には液晶セルへの
液晶組成物の注入を良好に行い、カラーLCDの表示品
位の向上及び、生産性の向上を図る。 【解決手段】 着色層32上に塗布される黒色樹脂35
をパターン形成して、額縁遮光層33及び柱状スペーサ
34を同時に形成する。又、パターン形成の露光時、額
縁遮光層33の注入領域33aに対する露光量を黒色樹
脂の限界解像度以下とする事により、現像時、黒色樹脂
35に膜減りを生じさせ、着色層32と重なり盛り上が
った部分の膜厚h1を低減しアレイ基板12との間にす
きまh3を形成し、液晶セル内への液晶組成物14の注
入を容易にする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電極基板上に着色
層及びこの着色層周囲を覆う遮光膜を有するカラー液晶
表示素子に係り、特に電極基板間の間隙に柱状スペーサ
を形成し、間隙を一定に保持して成る液晶表示素子及び
液晶表示素子の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】赤(R)、緑(G)、青(B)の3原色
の色材からなる着色層及びこの着色層周囲を覆う額縁遮
光層を有して成るカラーフィルタをいずれかに有する一
対の電極基板を対向配置し、両基板の間隙に液晶組成物
を封入して成るカラー液晶表示素子(以下カラーLCD
と略称する。)にあっては、両電極基板間の間隙を一定
に保持するため、一般に、粒径の均一なプラスチックビ
ーズ等からなるスペーサを両電極基板間に散在させてい
る。
【0003】しかしながらこの様にスペーサを散在させ
てなるカラーLCDにあっては、表示領域内に散在され
たスペーサ周辺にて液晶組成物中の液晶分子の配向が乱
れ、スペーサ周辺部から光がもれ、コントラストの低下
を来すという問題を生じると共に、スペーサの均一な散
布が難しく、散布の片寄りにより表示の不均一を生じ、
表示品位の低下による表示不良により歩留まりの低下を
招くという問題も生じていた。
【0004】このため、電極基板間に散在するスペーサ
に代えて、電極基板の額縁領域及び画像領域の非表示部
にフォトレジストにより枠状スペーサ及び柱状スペーサ
を同時に形成し、両基板間の間隙を一定に保持するカラ
ーLCDも開発されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら枠状スペ
ーサ及び柱状スペーサを有するカラーLCDにあって
は、カラーフィルタ形成時、赤(R)、緑(G)、青
(B)の3原色の着色層の形成工程及び、額縁遮光層、
ブラックストライプ、ブラックマトリクス等の遮光層形
成工程を実施した上に、更に枠状スペーサ及び柱状スペ
ーサの形成工程を行わなければならず、製造工程の増大
により製造時間を要すると共に製造コストの上昇を招く
という問題を生じていた。
【0006】又、枠状スペーサ及び柱状スペーサを同時
に形成する場合、枠状スペーサが柱状スペーサとほぼ同
等の高さを有するのみでなく、赤(R)、緑(G)、青
(B)の3原色の着色層との段差部で、盛り上がりが出
来てしまい、シール剤にて両電極基板を固着して成る液
晶セルの間隙に液晶組成物を注入する際、盛り上がりに
より表示領域側への注入経路が塞がれ液晶組成物を注入
し難くなり、注入時間が著しく増大され或いは注入不能
により歩留まりを低下するという問題を生じていた。
【0007】そこで本発明は上記課題を除去するもの
で、コントラストの低下による表示不良を防止し、且つ
製造工程数の増大や製造時間の増大によるコストの上昇
を生じる事無く、良好な表示品位を得られ、製造歩留ま
りの高い液晶表示素子及び液晶表示素子の製造方法を提
供する事を目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
する為の手段として、第1の基板と、この第1の基板と
所定の間隙を隔てて対向配置される第2の基板と、前記
第1の基板及び前記第2の基板周囲にて注入口を設けて
前記間隙を囲繞し、前記第1の基板及び前記第2の基板
を固着するシール手段と、前記第1の基板或いは前記第
2の基板のいずれかに形成される着色層と、遮光材から
なり前記着色層周縁にその内周部が重なって形成され、
前記シール手段内側の少なくとも前記注入口に隣接する
注入領域にて前記着色層上に盛り上がって形成される積
層部分の高さを低減し、対向する前記第1あるいは第2
のいずれかの基板との間にすきまを有してなる額縁遮光
層と、この額縁遮光層と同一遮光材からなり前記額縁遮
光層内側にて前記額縁遮光層と同時に形成され前記間隙
を保持する様前記着色層上に積層される柱状スペーサ
と、前記シール手段に囲繞される領域に封入される液晶
組成物とを設けるものである。
【0009】このように額縁遮光層の内周部と着色層の
外周部が重なり合う構造をとった場合、この重なり合う
部分のうち注入口に相当する領域の遮光層の厚みを薄く
することにより、液晶の注入を容易に行う事ができる。
【0010】又本発明は上記のように注入口に相当する
領域の遮光層の厚みを薄くするための製造方法を提供す
るものである。すなわち、額縁遮光層パターンを形成す
る際に、着色層と額縁遮光層とが重なり合う領域のうち
注入領域と、それ以外の領域における露光量を異ならせ
る事を特徴とする。また他の方法として着色層上の少な
くとも注入領域の積層部分相当位置に発水性処理を施し
た後、額縁遮光層を形成する事を特徴とする。
【0011】上記構成により本発明は、着色層上に額縁
遮光層及び柱状スペーサを同時に形成する事により、カ
ラーLCDの製造工程数を増大する事無く、表示品位の
良好なスペーサにて電極基板間の間隙を均一に保持し表
示品位の向上を図ると共に、少なくとも注入領域におい
て額縁遮光層の膜厚を低減し、額縁遮光層と電極基板と
の間にすきまを形成する事により、液晶組成物をの注入
を容易にし、液晶組成物注入不良による製造時間の増大
或いは歩留まりの低下防止を図るものである。
【0012】
【発明の実施の形態】以下本発明を図1乃至図5に示す
第1の実施の形態を参照して説明する。10は、アクテ
ィブマトリクス型のカラーLCDであり、駆動素子とし
てのTFT11を有する第1の基板であるアレイ基板1
2及び、第2の基板である対向基板13を対向配置して
成る所定の間隙に液晶組成物14を封入してなってい
る。
【0013】ここでアレイ基板12は、ガラスからなる
第1の絶縁基板16上に走査線17と一体のゲート電極
18を有し、ゲート絶縁膜20を介しゲート電極18上
方に半導体層21が配置され、ソース電極22、信号線
23より枝別れして成るドレイン電極24を有するTF
T11を有している。更にアレイ基板12は、マトリク
ス状にパターン形成されTFT11にて駆動されるイン
ジウム錫酸化物(以下ITOと略称する。)からなる画
素電極26を有し、更にポリイミドからなる配向膜37
aが塗布されている。
【0014】対向基板13は、ガラスからなる第2の絶
縁基板27上に、赤(R)、緑(G)、青(B)の3原
色の色材28、30、31をストライプ状に配置して成
る着色層32を有し、更に着色層32の周縁には感光性
の黒色樹脂CK−2000(富士ハントテクノロジ
(株)製)35からなる幅が2mmの額縁遮光層33が
形成され、着色層32の画像領域の非表示部には、額縁
遮光層33と同一材料からなりアレイ基板12及び対向
基板13間の間隙を一定に保持する直径約20μm、高
さ約5μmの柱状スペーサ34が積層されている。ここ
で額縁遮光層33は、着色層32と重なる部分で盛り上
がって形成され、柱状スペーサ34と共にアレイ基板1
2及び対向基板13間の間隙を一定に保持している。但
し、額縁遮光層33の後述するシール剤38の注入口3
8aに隣接する注入領域33aは、その膜厚が低減さ
れ、アレイ基板12との間にすきまh3を形成してい
る。
【0015】36は、柱状スペーサ34が積層される着
色層32の画像領域に形成されるITOからなる対向電
極であり、37bは、ポリイミドからなる配向膜であ
る。
【0016】そしてアレイ基板12及び対向基板13
は、注入口38aを設けて表示領域周囲に塗布されるシ
ール剤38にて固着され、シール剤38に囲繞される間
隙に液晶組成物14を封入している。
【0017】次にカラーLCD10の製造工程について
述べる。アレイ基板12にあっては、厚さ1.1mmの
コーニング社製のガラス#7059からなる第1の絶縁
基板16上に、成膜技術及びフォトリソグラフィ技術を
繰り返し、走査線17、信号線23、TFT11及び画
素電極26を形成する。その後、ポリイミドであるAL
−1051(日本合成ゴム(株)製)を全面に500n
m塗布し、ラビング処理を行い配向膜37aを形成す
る。
【0018】次に、対向基板13にあっては、厚さ1.
1mmのコーニング社製のガラス#7059からなる第
2の絶縁基板27上に、赤色の顔料を分散させた紫外線
硬化型アクリル樹脂レジストCR−2000(富士ハン
トテクノロジ(株)製)35をスピンナーにて全面塗布
し、赤を着色したい部分に光を照射するフォトマスク
(図示せず)を介し、365nmの波長光を100mJ
/cm2 照射し、水酸化カリウム(KOH)の1%水溶液
で10秒間現像し、赤(R)の色材28を配置し230
℃で1時間焼成する。同様にして緑色の顔料を分散させ
た紫外線硬化型アクリル樹脂レジストCG−2000
(富士ハントテクノロジ(株)製)及び青色の顔料を分
散させた紫外線硬化型アクリル樹脂レジストCB−20
00(富士ハントテクノロジ(株)製)を用い、緑
(G)、青(B)の色材30、31を配置し、それぞれ
230℃で1時間焼成し膜厚3.0μmの着色層32を
形成する。
【0019】次いで黒色の顔料を30〜40重量含有す
る黒色樹脂CK−2000(富士ハントテクノロジ
(株)製)35をスピンナーを用いて6μm塗布し、9
0℃で10分乾燥後、図5に示す様に露光低減パターン
42aを有する額縁遮光層パターン42及び、柱状スペ
ーサパターン43が形成されるフォトマスク41を用
い、図4(イ)に示すように365nmの波長光L1を
300mJ/cm2 照射し黒色樹脂CK−2000(富士
ハントテクノロジ(株)製)35を露光する。但しフォ
トマスク41の露光低減パターン42aは、額縁遮光層
33の、シール剤38の注入口38aに隣接する位置に
おいて、着色層32と重なって盛り上がった注入領域3
3aを露光する際の露光量が、黒色樹脂CK−2000
(富士ハントテクノロジ(株)製)35の限界解像度以
下に成るよう、透光領域及び遮光領域が交互にストライ
プ状に形成されている。
【0020】次に露光後の黒色樹脂CK−2000(富
士ハントテクノロジ(株)製)35をpH11.5のア
ルカリ水溶液で現像し、更に200℃で1時間焼成す
る。これにより図4(ロ)に示すように着色層32周縁
に膜厚5.0μmの額縁遮光層33が形成され、着色層
32上に柱状スペーサ34が積層形成される。但し着色
層32との段差により盛り上がった額縁遮光層33の注
入領域33aにあっては、フォトマスク41の露光低減
パターン42aがストライプ状に形成され、ストライプ
より回り込んだ光により露光されるが、その露光量が黒
色樹脂CK−2000(富士ハントテクノロジ(株)
製)35の限界解像度以下であることから、十分パター
ニングされず、現像時に膜減りを生じて、その膜厚h1
は1μm以下であり、黒色樹脂CK−2000(富士ハ
ントテクノロジ(株)製)35塗装時の約5.0μmの
膜厚h2に比し低減される。
【0021】次いでスパッタ法にてITO膜を1500
オングストローム成膜して対向電極36を形成し、その
上にAL−1051(日本合成ゴム(株)製)を全面に
500nm塗布し、ラビング処理を行い配向膜37bを
形成する。
【0022】この後対向基板13の画素領域周辺に沿っ
て、注入口38aを設けてシール剤38を印刷し、配向
膜37a,37bのそれぞれのラビング方向が90度に
成るようアレイ基板12及び対向基板13を配置した
後、シール剤38を加熱硬化して両基板12、13を固
着し液晶セルを形成する。この時、額縁遮光層33の注
入領域33aにあってはアレイ基板12との間にすきま
h3が形成される。
【0023】次いで減圧注入法等により注入口38aよ
り液晶組成物14であるZLI−1665(E.メルク
社製)にカイラル剤を0.1wt%添加したものを注入す
る。この注入時、注入口38aに隣接する額縁遮光層3
3の注入領域33aは、パターン形成時に膜厚が低減さ
れており、アレイ基板12との間にすきまh3が形成さ
れている事から、液晶組成物14は、すきまh3からス
ムースに注入される。そして液晶組成物14注入後、注
入口38aを紫外線硬化樹脂46で封止しカラーLCD
10を完成する。
【0024】このように構成すれば、表示品位の低下に
よる歩留まりの低下を防止するため、スペーサを散在す
ることなく、画像領域の非表示部に黒色樹脂からなる柱
状スペーサ34を形成してアレイ基板12及び対向基板
13の間隙を保持することから、従来のガラスやプラス
ッチックのようにスペーサからの光漏れによりコントラ
ストの低下を来したり、スペーサの片寄りにより表示品
位を低下することがなく、歩留まりの向上を図れる。更
に、柱状スペーサ34を、額縁遮光層33と同一材料且
つ同一工程にて形成出来ることから、製造工程の増大に
よる製造コストの上昇を生じる事が無く、カラーLCD
10の低価格化を図る事が出来る。
【0025】又額縁遮光層33の注入領域33aは、黒
色樹脂35への露光光量を限界解像度以下にするための
ストライプ状の露光低減パターン42aを有するフォト
マスク41を用いて露光及び現像するのみで、その膜厚
をきわめて容易に低減出来、アレイ基板12との間にす
きまh3を形成出来るので、注入口38aからの液晶組
成物14の注入時、液晶組成物14をすきまh3からス
ムースに注入出来、注入時間の増大を招いたり、注入不
良による歩留まりの低下を生じる事もない。
【0026】尚本実施の形態においては、額縁遮光層3
3の着色層32に積層され盛り上がった部分のうちの注
入領域33aのみがその高さを低減され、その周囲の領
域は、柱状スペーサ34と同等の高さを有し、柱状スペ
ーサ34と共にアレイ基板12及び対向基板13間の間
隙を保持する事から、両基板12、13間の間隙の均一
化をより確実に行う事が出来る。
【0027】次に本発明を図6及び図7に示す第2の実
施の形態を参照して説明する。本実施の形態は、黒色樹
脂を露光する際、額縁遮光層の注入領域に対する露光光
量を限界解像度以下にするため、フォトマスクの、露光
低減パターンをドット状に形成するものであり、他は第
1の実施の形態と同一である事から、同一部分について
は同一符号を付し、その説明を省略する。
【0028】即ちカラーLCD10の対向基板13形成
時、第2の絶縁基板27上に、赤(R)、緑(G)、青
(B)の3原色の色材28、30、31をストライプ状
に配置して成る着色層32を形成し、次いで黒色樹脂C
K−2000(富士ハントテクノロジ(株)製)35を
塗布した後、図7に示す様に、露光低減パターン47a
を有する額縁遮光層パターン47及び、柱状スペーサパ
ターン48が形成されるフォトマスク50を用い、図6
(イ)に示すように365nmの波長光L1を300m
J/cm2 照射し黒色樹脂CK−20008富士ハントテ
クノロジ8株9製935を露光する。但しフォトマスク
50の露光低減パターン47aは、額縁遮光層33の、
シール剤38の注入口38aに隣接する注入領域33a
を露光する際の露光量が、黒色樹脂CK−2000(富
士ハントテクノロジ(株)製)35の限界解像度以下に
成るよう、ドット状に形成されている。
【0029】これにより露光後のアルカリ水溶液による
現像及び焼成を行うと、図6(ロ)に示すように、着色
層32周縁に膜厚5.0μmの額縁遮光層33が形成さ
れ、着色層32上に柱状スペーサ34が積層形成され
る。但し着色層32との段差により盛り上がっていた額
縁遮光層33の注入領域33aにあっては、フォトマス
ク50の露光低減パターン47aのドットより回り込ん
だ光により露光が成され、その露光量が黒色樹脂CK−
2000(富士ハントテクノロジ(株)製)35の限界
解像度以下であることから、十分パターニングされず、
第1の実施の形態と同様現像時に膜減りを生じて、その
膜厚h4は、黒色樹脂CK−2000(富士ハントテク
ノロジ(株)製)35塗装時の約5.0μmの膜厚h2
に比し低減される。
【0030】そしてシール剤38を加熱硬化して液晶セ
ルを形成する際、額縁遮光層33の注入領域33aにあ
ってはアレイ基板12との間にすきまh5が形成され
る。従って液晶組成物14注入時、注入口38aから注
入される液晶組成物14は、すきまh5から液晶セル内
にスムースに注入される。
【0031】このように構成すれば、第1の実施の形態
と同様、画像領域の非表示部に黒色樹脂からなる柱状ス
ペーサ34を形成してアレイ基板12及び対向基板13
の間隙を保持することから、従来の様にスペーサからの
光漏れによるコントラストの低下や、スペーサの片寄り
による表示品位の低下を来すことがなく、歩留まりの向
上を図れる。更に、製造工程の増大を招く事がなく、製
造コストの上昇を防止出来、カラーLCD10の低価格
化を図る事が出来る。
【0032】又ドット状の露光低減パターン47aを有
するフォトマスク50を用いて黒色樹脂35を露光する
のみで、額縁遮光層33の注入領域33aの膜厚をきわ
めて容易に低減出来、アレイ基板12との間にすきまh
5を形成出来るので、注入口38aからの液晶組成物1
4の注入時、液晶組成物14をすきまh5からスムース
に注入出来、注入時間の増大を招いたり、注入不良によ
る歩留まりの低下を生じる事もない。更に注入領域33
a以外の領域において、額縁遮光層33は、柱状スペー
サ34と共にアレイ基板12及び対向基板13の間隙を
保持することから、両基板12、13間の間隙の均一化
をより確実に行う事が出来る。
【0033】次に本発明を図8に示す第3の実施の形態
を参照して説明する。本実施の形態は、黒色樹脂を露光
する際、注入領域を露光する第1のフォトマスクと注入
領域を露光しない第2のフォトマスクの2枚のフォトマ
スクを用いて黒色樹脂を2回に分けて露光することによ
り、額縁遮光層の注入領域への露光光量を限界解像度以
下にするものであり、他は第1の実施の形態と同一であ
る事から、同一部分については同一符号を付し、その説
明を省略する。
【0034】即ちカラーLCD10の対向基板13形成
時、第2の絶縁基板27上に、赤(R)、緑(G)、青
(B)の3原色の色材28、30、31をストライプ状
に配置して成る着色層32を形成し、次いで黒色樹脂C
K−2000(富士ハントテクノロジ(株)製)35を
塗布した後、図8(イ)に示す様に第1の額縁遮光層パ
ターン52及び柱状スペーサパターン53が形成される
第1のフォトマスク57を用いて、365nmの波長光
L1を全照射光量の40%である120mJ/cm2 照射
する第1の露光工程を実施する。ここでフォトマスク5
7の第1の額縁遮光層パターン52にあっては、額縁遮
光層33の注入領域33a上方の注入領域相当部分52
aが開口されている。これにより黒色樹脂35の、第1
の額縁遮光層パターン52及び柱状スペーサパターン5
3に対応する領域は、限界解像度以下の露光が成され
る。
【0035】次いで、図8(ロ)に示す様に第2の額縁
遮光層パターン54及び柱状スペーサパターン53が形
成される第2のフォトマスク58を用いて、365nm
の波長光L1を全照射光量300mJ/cm2 の60%で
ある180mJ/cm2 照射する第2の露光工程を実施す
る。ここでフォトマスク58の第2の額縁遮光層パター
ン54にあっては、額縁遮光層33の注入領域33a上
方の注入領域相当部分54aが塞がれている。
【0036】この結果、額縁遮光層33の注入領域33
aを除く第2の額縁遮光層パターン54及び柱状スペー
サパターン53領域には、限界解像度以上の露光が成さ
れる。
【0037】この後アルカリ水溶液にて現像及び焼成を
おこなうと、図8(ハ)に示すように着色層32上に膜
厚5.0μmの額縁遮光層33及び柱状スペーサ34を
積層形成すると共に、額縁遮光層33の注入領域33a
にあっては、その露光量が黒色樹脂CK−2000(富
士ハントテクノロジ(株)製)35の限界解像度以下で
あることから、十分パターニングされず、第1の実施の
形態と同様現像時に膜減りを生じて、その膜厚h6は、
黒色樹脂CK−2000(富士ハントテクノロジ(株)
製)35塗装時の約5.0μmの膜厚h2に比し低減さ
れる。
【0038】そして液晶セルを形成する際、額縁遮光層
33の注入領域33aにあってはアレイ基板12との間
にすきまh7が形成され、液晶組成物14注入時、液晶
組成物14は、すきまh7から液晶セル内にスムースに
注入される。
【0039】このように構成すれば、第1の実施の形態
と同様、柱状スペーサ34が黒色樹脂にて画像領域の非
表示部に形成されることから、従来の様にスペーサから
の光漏れによるコントラストの低下や、スペーサの片寄
りによる表示品位の低下を来すことがなく、歩留まりの
向上を図れる。更に、製造工程の増大による製造コスト
の上昇を防止出来、カラーLCD10の低価格化を図る
事が出来る。
【0040】そして額縁遮光層33の注入領域33aの
膜厚が低減されており、アレイ基板12との間にすきま
h7を形成しているので、注入口38aからの液晶組成
物14の注入時、液晶組成物14をすきまh7からスム
ースに注入出来、注入時間の増大を招いたり、注入不良
による歩留まりの低下を生じる事もない。更に注入領域
33a以外の領域において、額縁遮光層33は、柱状ス
ペーサ34と共にアレイ基板12及び対向基板13の間
隙を保持することから、両基板12、13間の間隙の均
一化をより確実に行う事が出来る。
【0041】次に本発明を図9に示す第4の実施の形態
を参照して説明する。本実施の形態は、着色層の注入領
域に相当する領域に発水処理を行った後黒色樹脂を塗布
する一方、露光時にあっては、注入領域を含め額縁遮光
層及び柱状スペーサを均一露光光量にて照射するもので
あり、他は第1の実施の形態と同一である事から、同一
部分については同一符号を付し、その説明を省略する。
【0042】即ちカラーLCD10の対向基板13形成
時、第2の絶縁基板27上に、赤(R)、緑(G)、青
(B)の3原色の色材28、30、31をストライプ状
に配置して成る着色層32を形成した後、フォトマスク
60を用いて、図9(イ)に示すように着色層32上の
額縁遮光層33の注入領域33aが形成される部分に、
200mJ/cm2 の紫外線L2を照射して発水性処理を
行い密着性を低下させる。次いで黒色樹脂CK−200
0(富士ハントテクノロジ(株)製)35を塗布した
後、注入領域33aを含む額縁遮光層33全域を均一に
露光するよう開口される額縁遮光層パターン61及び柱
状スペーサパターン62が形成されるフォトマスク63
を用いて、図9(ロ)に示すように365nmの波長光
L1を300mJ/cm2 照射し、黒色樹脂CK−200
0(富士ハントテクノロジ(株)製)35を露光する。
【0043】この後アルカリ水溶液にて現像し更に20
0℃で1時間焼成し、着色層32周縁に膜厚5.0μm
の額縁遮光層33を形成し、着色層32上に柱状スペー
サ34を積層形成する。但し着色層32との段差により
盛り上がっていた額縁遮光層33の注入領域33aにあ
っては、着色層32の密着力が低下しており、図9
(ハ)に示す様に現像時黒色樹脂が抜け落ちて、その膜
厚h8は、黒色樹脂CK−2000(富士ハントテクノ
ロジ(株)製)35塗装時の約5.0μmの膜厚h2に
比し低減される。
【0044】そして液晶セルを形成する際、額縁遮光層
33の注入領域33aにあってはアレイ基板12との間
にすきまh9が形成され、液晶組成物14注入時、液晶
組成物14は、すきまh9から液晶セル内にスムースに
注入される。
【0045】このように構成すれば、第1の実施の形態
と同様、柱状スペーサ34が黒色樹脂35にて画像領域
の非表示部に形成されることから、従来の様にスペーサ
からの光漏れによるコントラストの低下や、スペーサの
片寄りによる表示品位の低下を来すことがなく、歩留ま
りの向上を図れる。又従来の様に配線とスペーサ間での
寄生容量の発生により印可電圧のなまりや遅延の発生を
生じる事もなく表示品位の向上を図れる。更に、製造工
程の増大による製造コストの上昇を防止出来、カラーL
CD10の低価格化を図る事が出来る。
【0046】そして額縁遮光層33の注入領域33aの
膜厚が低減されており、アレイ基板12との間にすきま
h9を形成しているので、注入口38aからの液晶組成
物14の注入時、液晶組成物14をすきまh9からスム
ースに注入出来、注入時間の増大を招いたり、注入不良
による歩留まりの低下を生じる事もない。更に注入領域
33a以外の領域において、額縁遮光層33は、柱状ス
ペーサ34と共にアレイ基板12及び対向基板13の間
隙を保持することから、両基板12、13間の間隙の均
一化をより確実に行う事が出来る。
【0047】次に本発明を図10に示す第5の実施の形
態を参照して説明する。本実施の形態は、第1の実施の
形態と同様に着色層32と重なる額縁遮光層33のうち
注入領域33aのみ露光量が異なるマスク68を用い、
遮光材料65の顔料の含有量を10〜20重量%と低濃
度としている。このように低濃度の顔料含有である遮光
材料65を用い図10(イ)、(ロ)に示す様な露光、
現像後の、焼成時に遮光材料65の樹脂が溶融して、着
色層32に重なる額縁遮光層33aの樹脂部が溶融によ
り着色層32に重ならない額縁遮光層33bへ流れ込
み、結果として図10(ハ)に示す様に、着色層32に
重なる額縁遮光層33aの厚みを薄くすることができ
る。
【0048】このように構成すれば、第1の実施の形態
と同様、額縁遮光層33の注入領域33aの膜厚が低減
されており、アレイ基板12との間にすきまh12を形
成しているので、注入口38aからの液晶組成物14の
注入時、液晶組成物14をすきまh12からスムースに
注入出来る。
【0049】尚本発明は上記実施の形態に限られるもの
でなくその趣旨を変えない範囲での変更は可能であっ
て、例えば第1及び第2の基板の間隙サイズは限定され
ないし、着色層や遮光材の材料等も限定されない。
【0050】又着色層は第1及び第2のいずれの電極基
板に設けても良く、図11及び図12に示す第1の変形
例の様に、カラーLCD69のアレイ基板70のガラス
基板71上に走査線72及び信号線75等の配線やTF
T73を形成した上に、第1の実施の形態の着色層と同
様にして、赤(R)の色材74、緑(G)の色材76、
青(B)の色材(図示せず)をストライプ状に配置して
成る着色層78を形成し、その上に注入領域80aの膜
厚が低減される額縁遮光層80及び柱状スペーサ81を
積層形成するようにしても良い。
【0051】尚、81は画素電極、82は配向膜であ
る。又83はガラス基板84上に対向電極86、配向膜
87を有する対向基板で有り、88は、液晶組成物77
注入口88aを設けてアレイ基板70及び対向基板82
を固着するシール剤である。
【0052】更に額縁遮光層は、着色層周縁を遮光可能
であればその形状は任意で有り、前述の実施の形態にあ
っては、シール剤の注入口に隣接する注入領域の遮光材
の膜厚を低減し、その周辺の膜厚は柱状スペーサと同等
にする事により、柱状スペーサと共に、液晶セルのスペ
ーサとしての機能を果たす様にされているが、例えば、
第1の実施の形態において、黒色樹脂を、図13に示す
第2の変形例のように、額縁遮光層パターン90、柱状
スペーサパターン91が形成されるフォトマスク92
の、着色層周縁領域に相当する全周に透光領域と遮光領
域が交互にストライプ状に形成される露光低減パターン
90aを形成し、現像時、額縁遮光層の内の着色層との
段差により盛り上がった周縁領域の高さを全て低減する
等しても良い。このようにすれば液晶組成物注入時
ール剤の注入口から注入された液晶組成物は、額縁遮光
層の周囲全域から画像領域内に注入可能となり、その注
入時間が短縮される。
【0053】更に柱状スペーサは、着色層上にて、各色
材の間にストライプ状に形成したり、或いは画素電極周
囲にマトリクス状に形成し、ブラックストライプやブラ
ックマトリクス等の遮光層を兼用する等しても良い。
【0054】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、額
縁遮光層の、着色層との段差により盛り上がった領域の
遮光材の厚みを低減することにより、電極基板との間に
すきまが形成される事から、液晶セルへの液晶組成物注
入時、遮光材により注入が阻止され、注入時間の増大を
招いたり、注入不良により歩留まりの低下を生じる事も
なく、良好な製造プロセスを得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態の液晶表示素子の一
部概略平面図である。
【図2】本発明の第1の実施の形態の液晶表示素子の図
1のA1−A2、A3−A4線における概略断面図であ
る。
【図3】本発明の第1の実施の形態の液晶表示素子の図
1のB1−B2線における概略断面図である。
【図4】本発明の第1の実施の形態の額縁遮光層及び柱
状スペーサの製造工程を示し(イ)はその黒色樹脂露光
時、(ロ)はその黒色樹脂焼成時を示す概略説明図であ
る。
【図5】本発明の第1の実施の形態のフォトマスクを示
す概略平面図である。
【図6】本発明の第2の実施の形態の額縁遮光層及び柱
状スペーサの製造工程を示し(イ)はその黒色樹脂露光
時、(ロ)はその黒色樹脂焼成時を示す概略説明図であ
る。
【図7】本発明の第2の実施の形態のフォトマスクを示
す概略平面図である。
【図8】本発明の第3の実施の形態の額縁遮光層及び柱
状スペーサの製造工程を示し(イ)はその黒色樹脂への
第1の露光工程時、(ロ)はその黒色樹脂への第2の露
光工程時、(ハ)はその黒色樹脂焼成時を示す概略説明
図である。
【図9】本発明の第4の実施の形態の額縁遮光層及び柱
状スペーサの製造工程を示し(イ)は着色層の発水性処
理時、(ロ)はその黒色樹脂露光時、(ハ)はその黒色
樹脂焼成時を示す概略説明図である。
【図10】本発明の第5の実施の形態の額縁遮光層及び
柱状スペーサの製造工程を示し(イ)はその黒色樹脂塗
布時、(ロ)はその黒色樹脂現像後の焼成時を示す概略
説明図である。
【図11】本発明の第1の変形例の液晶表示素子の一部
概略平面図である。
【図12】本発明の第1の変形例の液晶表示素子の図1
1のC1−C2、C3−C4線における概略断面図であ
る。
【図13】本発明の第2の変形例のフォトマスクを示す
概略平面図である。
【符号の説明】
10…カラーLCD 11…TFT 12…アレイ基板 13…対向基板 14…液晶組成物 16…第1の絶縁基板 17…走査線 23…信号線 26…画素電極 27…第2の絶縁基板 28、30、31…3原色の色材 32…着色層 33…額縁遮光層 33a…注入領域 34…柱状スペーサ 35…黒色樹脂 36…対向電極 37a、37b…配向膜 38…シール剤 38a…注入口 41…フォトマスク 42…額縁遮光層パターン 42a…注入領域相当部分 43…柱状スペーサパターン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 黒崎 美奈子 神奈川県横浜市磯子区新杉田町8番地 株 式会社東芝横浜事業所内 (72)発明者 真鍋 ますみ 神奈川県横浜市磯子区新杉田町8番地 株 式会社東芝横浜事業所内 (72)発明者 緑川 輝行 神奈川県川崎市川崎区日進町7番地1 東 芝電子エンジニアリング株式会社内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1の基板と、この第1の基板と所定の
    間隙を隔てて対向配置される第2の基板と、前記第1の
    基板及び前記第2の基板周囲にて注入口を設けて前記間
    隙を囲繞し、前記第1の基板及び前記第2の基板を固着
    するシール手段と、前記第1の基板或いは前記第2の基
    板のいずれかに形成される着色層と、遮光材からなり前
    記着色層周縁にその内周部が重なって形成され、前記シ
    ール手段内側の少なくとも前記注入口に隣接する注入領
    域にて前記着色層上に盛り上がって形成される積層部分
    の高さを低減し、対向する前記第1あるいは第2のいず
    れかの基板との間にすきまを有してなる額縁遮光層と、
    この額縁遮光層と同一遮光材からなり前記額縁遮光層内
    側にて前記額縁遮光層と同時に形成され前記間隙を保持
    する様前記着色層上に積層される柱状スペーサと、前記
    シール手段に囲繞される領域に封入される液晶組成物と
    を具備する事を特徴とする液晶表示素子。
  2. 【請求項2】 第1の基板と、この第1の基板と所定の
    間隙を隔てて対向配置される第2の基板と、前記第1の
    基板及び前記第2の基板周囲にて注入口を設けて前記間
    隙を囲繞し、前記第1の基板及び前記第2の基板を固着
    するシール手段と、前記第1の基板或いは前記第2の基
    板のいずれかに形成される着色層と、遮光材からなり前
    記着色層周縁にその内周部が重なって形成され、前記シ
    ール手段内側の少なくとも前記注入口に隣接する注入領
    域にて前記着色層上に盛り上がって形成される積層部分
    の高さを低減し、対向する前記第1あるいは第2のいず
    れかの電極基板との間にすきまを有してなる額縁遮光層
    と、この額縁遮光層と同一遮光材からなり前記額縁遮光
    層内側にて前記額縁遮光層と同時に形成され前記間隙を
    保持する様前記着色層上に積層される柱状スペーサと、
    前記シール手段に囲繞される領域に封入される液晶組成
    物とを有する液晶表示素子の製造方法において、 前記第1の基板或いは前記第2の基板のいずれかに前記
    着色層形成後、前記着色層上に感光性の前記遮光材を積
    層する工程と、 額縁遮光層パターン及び柱状スペーサパターンを有し、
    少なくとも前記注入領域にて前記積層部分への露光量を
    注入領域以外の積層部分への露光量よりも低減する露光
    低減パターンを有するフォトマスクにて前記遮光材を露
    光する工程と、 露光された前記遮光材をエッチング加工し前記額縁遮光
    層及び前記柱状スペーサを同時形成する工程とを具備す
    る事を特徴とする液晶表示素子の製造方法。
  3. 【請求項3】 第1の基板と、この第1の基板と所定の
    間隙を隔てて対向配置される第2の基板と、前記第1の
    基板及び前記第2の基板周囲にて注入口を設けて前記間
    隙を囲繞し、前記第1の基板及び前記第2の基板を固着
    するシール手段と、前記第1の基板或いは前記第2の基
    板のいずれかに形成される着色層と、遮光材からなり前
    記着色層周縁にその内周部が重なって形成され、前記シ
    ール手段内側の少なくとも前記注入口に隣接する注入領
    域にて前記着色層上に盛り上がって形成される積層部分
    の高さを低減し、対向する前記第1あるいは第2のいず
    れかの基板との間にすきまを有してなる額縁遮光層と、
    この額縁遮光層と同一遮光材からなり前記額縁遮光層内
    側にて前記額縁遮光層と同時に形成され前記間隙を保持
    する様前記着色層上に積層される柱状スペーサと、前記
    シール手段に囲繞される領域に封入される液晶組成物と
    を有する液晶表示素子の製造方法において、 前記第1の基板或いは前記第2の基板のいずれかに前記
    着色層形成後、前記着色層上に感光性の前記遮光材を積
    層する工程と、 前記積層部分への露光可能な第1の額縁遮光層パターン
    及び柱状スペーサパターンを有する第1のフォトマスク
    を用い前記遮光材に限界解像度以下の露光量を照射する
    第1の露光工程と、 少なくとも前記注入領域にて前記積層部分を塞いで成る
    第2の額縁遮光層パターン及び前記柱状スペーサパター
    ンを有する第2のフォトマスクを用い前記遮光材を照射
    する第2の露光工程と、 前記第1及び前記第2の露光工程により露光された前記
    遮光材をエッチング加工し前記額縁遮光層及び前記柱状
    スペーサを同時形成する工程とを具備する事を特徴とす
    る液晶表示素子の製造方法。
  4. 【請求項4】 第1の基板と、この第1の基板と所定の
    間隙を隔てて対向配置される第2の基板と、前記第1の
    基板及び前記第2の基板周囲にて注入口を設けて前記間
    隙を囲繞し、前記第1の基板及び前記第2の基板を固着
    するシール手段と、前記第1の基板或いは前記第2の基
    板のいずれかに形成される着色層と、遮光材からなり前
    記着色層周縁にその内周部が重なって形成され、前記シ
    ール手段内側の少なくとも前記注入口に隣接する注入領
    域にて前記着色層上に盛り上がって形成される積層部分
    の高さを低減し、対向する前記第1あるいは第2のいず
    れかの基板との間にすきまを有してなる額縁遮光層と、
    この額縁遮光層と同一遮光材からなり前記額縁遮光層内
    側にて前記額縁遮光層と同時に形成され前記間隙を保持
    する様前記着色層上に積層される柱状スペーサと、前記
    シール手段に囲繞される領域に封入される液晶組成物と
    を有する液晶表示素子の製造方法において、 前記第1の基板或いは前記第2の基板のいずれかに前記
    着色層形成後、前記着色層上の少なくとも前記注入領域
    の積層部分相当位置に発水性処理を施す工程と、 発水性処理後、前記着色層上に感光性の前記遮光材を積
    層する工程と、 額縁遮光層パターン及び柱状スペーサパターンを有する
    フォトマスクにて前記遮光材を露光する工程と、 露光された前記遮光材をエッチング加工し前記額縁遮光
    層及び前記柱状スペーサを同時形成する工程とを具備す
    る事を特徴とする液晶表示素子の製造方法。
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