KR20020077661A - 광학용 수지 기판의 제조 방법 및 제조 장치, 이 기판을사용한 액정 표시 소자의 제조 방법 및 제조 장치, 및 이액정 표시 소자를 사용한 액정 표시 장치 - Google Patents

광학용 수지 기판의 제조 방법 및 제조 장치, 이 기판을사용한 액정 표시 소자의 제조 방법 및 제조 장치, 및 이액정 표시 소자를 사용한 액정 표시 장치 Download PDF

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KR20020077661A
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사타니히로시
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마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 수지 기판의 치수 변화가 적은 화상 표시 소자의 제조 방법, 보다 구체적으로는 수지 기판의 양면에 무기막을 형성하는 무기막 형성 단계(S2, S6) 및 이 무기막 형성 단계의 전 또는 그 후에 수지 기판을 탈수하는 탈수 단계(S2, S6)를 갖는, 화상을 표시하기 위한 표시 기능부를 보유하는 수지 기판을 갖춘 화상 표시 소자의 제조 방법에 관한 것이다.

Description

광학용 수지 기판의 제조 방법 및 제조 장치, 이 기판을 사용한 액정 표시 소자의 제조 방법 및 제조 장치, 및 이 액정 표시 소자를 사용한 액정 표시 장치{PROCESS AND DEVICE FOR PREPARING OPTICAL RESIN SUBSTRATES, PROCESS AND DEVICE FOR PREPARING LIQUID CRYSTAL DISPLAY ELEMENTS USING THE SUBSTRATES, AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE USING THE ELEMENTS}
본 발명은 TV나 컴퓨터 화상을 표시하는 평탄-패널(flat-panel) 표시 장치에 쓰이는 화상 표시 소자의 제조 방법에 관한 것이고, 특히 수지 기판을 사용한 화상 표시 소자의 제조 방법에 관한 것이다.
종래, 수지 기판을 사용한 액정 패널(액정 표시 소자)에 있어서는, 분위기 온도나 흡습에 의한 수지 기판의 치수 변화가 커서, 예컨대 산화주석인듐(ITO) 전극 등에서의 에칭(etching) 패턴이나 색필터(CF) 패턴의 치수가 실제의 치수와는 크게 다른 경우가 있었다. 또한, 어레이(array) 기판과 대향 기판을 붙여 합친경우, 이 붙여 합쳐진 기판들의 사이에서 전극이나 색필터의 패턴이 일치하지 않는 경우가 발생하였다. 그 결과, 화소의 크기(개구율)가 변동하여, 표시 특성, 예컨대 콘트라스트(contrast)에 영향을 미치는 경우가 있었다.
이러한 문제를 해결하는 기술로서, 수지 기판상에 액정으로의 기체의 침입을 방지하기 위한 기체 차단막을 설치하여, 그 기체 차단막의 부차적 효과로서 흡습에 의한 치수 변화가 억제되는 기술이 일본 특허 공개공보 제 97-146080 호에 개시되어 있다. 대표적인 기체 차단막으로서는, SiOx 막이나 SiNx 막을 들 수 있다.
그러나, 기체 차단막이 설치된 수지 기판에서도 흡습이 완전히 차단되지는 않았으며, 실온에서 방치한 상태에서는 급격한 치수 변화가 일어나지 않지만, 그 기판의 가열 전후에서는 큰 치수 변화가 생기는 것이 발견되었다. 즉, 액정 패널의 제조 방법에 있어서는 가열 공정이 반복되기 때문에, 기체 차단막이 설치된 수지 기판이더라도 여전히 그 치수 변화가 큰 문제점이 발생하여, 이러한 문제점의 해결책을 마련하는 것이 큰 과제였다.
본 발명은 이러한 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 수지 기판의 치수 변화가 적은 화상 표시 소자의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
도 1은 본 발명의 실시형태 1에 따른 화상 표시 소자의 제조 방법에 의해서 제조된 화상 표시 소자의 구성을 도식적으로 도시한 단면도이다.
도 2는 도 1의 액정 표시 소자의 제조 방법의 개요를 도시한 공정도이다.
도 3은 도 2의 탈수 처리 단계의 구성을 도시한 도면이다. 도 3a는 무기막 형성 단계의 후에 탈수 단계가 수행되는 경우를 도시한 도면이고, 도 3b는 도 2의 무기막 형성 단계의 전에 탈수 단계가 수행되는 경우를 도시한 도면이다.
도 4는 기판의 흡수량을 변수로 한 경우의 가열 사이클수에 대한 기판 A 및 B 군의 신호 전극의 치수 변화를 도시한 그래프이다.
도 5는 기판의 흡수량을 변수로 한 경우의 가열 사이클수에 대한 기판 C 및 D 군의 신호 전극의 치수 변화를 도시한 그래프이다.
도 6은 무기막의 막 두께를 변수로 한 경우의 방치 시간에 대한 기판 A7 및B7 군의 신호 전극의 치수 변화를 도시한 그래프이다.
도 7은 무기막의 종류를 변수로 한 경우의 방치 시간에 대한 기판 A7 및 AS7의 신호 전극의 치수 변화를 도시한 그래프이다.
도 8은 가열 사이클수에 대한 기판 E, F 및 G의 색필터들의 치수 변화를 도시한 그래프이다.
도 9는 액정 표시 소자 I 및 K의 대향 기판과 색필터 기판 사이에서의 패턴 어긋남 및 개구율을 나타낸 표이다.
도 10은 액정 표시 소자 I 및 K의 대향 기판의 신호 전극과 가요성 단자 사이에서의 패턴 어긋남 및 접촉률을 나타낸 표이다.
도 11은 액정 표시 소자 I 및 K의 색필터 기판의 주사 전극과 가요성 단자 사이에서의 패턴 어긋남 및 접촉률을 나타낸 표이다.
도 12는 시간에 대한 기판 H, I, J 및 K의 신호 전극들의 치수 변화를 도시한 그래프이다.
도 13은 시간에 대한 기판 J 및 L의 신호 전극들의 치수 변화를 도시한 그래프이다.
도 14는 시간에 대한 기판 J, M 및 N의 신호 전극들의 치수 변화를 도시한 그래프이다.
도 15는 시간에 대한 기판 J, O 및 P의 신호 전극들의 치수 변화를 도시한 그래프이다.
도 16은 시간에 대한 기판 Q 및 R의 색필터의 치수 변화를 도시한 그래프이다.
도 17은 액정 표시 소자 α 및 β의 대향 기판과 색필터 기판 사이에서의 패턴 어긋남 및 개구율을 나타낸 표이다.
도 18은 액정 표시 소자 α 및 β의 대향 기판의 신호 전극과 가요성 단자 사이에서의 패턴 어긋남 및 접촉률을 나타낸 표이다.
도 19는 본 발명의 실시형태 2에 따른 액정 표시 소자의 제조 방법의 개요를 도시한 공정도이다.
도 20은 리셋(reset) 단계 후의 기판의 막형성 단계에 있어서의 치수 변화를 도식적으로 도시한 그래프이다.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명자들은 수지 기판의 치수 거동을 예의관측했다. 그 결과, 가열 공정의 반복에 의한 수지 기판의 치수 변화가 가열 동안 수지 기판이 흡수하는 흡수량의 변화에서 기인함이 밝혀졌다.
따라서, 본 발명에 따른 화상 표시 소자의 제조 방법은, 수지 기판의 양면에 무기막을 형성하는 무기막 형성 단계 및 이러한 무기막 형성 단계의 전 또는 그 후에 상기 수지 기판을 탈수하는 탈수 단계를 가지며, 상기 무기막 형성 단계 및 상기 탈수 단계를 거친 수지 기판을 다른 기판과 함께 밀봉재를 통해 붙여 합친 후, 수지 기판을 가열하는 방법 등에 의해 상기 밀봉재를 경화시키는, 화상을 표시하기 위한 표시 기능부를 보유하는 수지 기판을 갖춘 화상 표시 소자의 제조 방법이다(하기 특허청구범위의 청구항 1). 이러한 구성에서는, 수지 기판의 흡수량이 감소되며, 또한 수지 기판의 양면이 무기막으로 덮여지기 때문에, 비교적 장시간 경과 후라도 그 흡수량이 감소된 상태가 유지된다. 그 결과, 수지 기판을 붙여 합치는 단계에 있어서 밀봉재를 경화시키기 위해 가열되더라도, 그 흡수량의 변화가 작게 되어, 가열에 따른 수지 기판의 치수 변화가 작게 된다.
또한, 상기 표시 기능부는 상기 수지 기판과 상기 다른 기판 사이에 삽입될 수 있다(청구항 2).
또한, 상기 다른 기판은 색필터를 가질 수 있다(청구항 3). 이러한 구성에서는, 붙여 합쳐진 기판 사이에서 밀봉재의 가열에 의한 패턴의 어긋남이 작게 된다.
또한, 상기 색필터가 적색, 녹색 및 청색의 서브필터(subfilter)들로 구성될 수 있다(청구항 4).
여기에서, 상기 색필터들은 백색 투과광에서 소정 파장의 광을 선택적으로 통과시키는 것이다(청구항 5).
또한, 상기 탈수 단계에 있어서, 상기 수지 기판을 흡수량이 O.5중량% 이하로 되도록 탈수할 수 있다(청구항 6). 이러한 구성에서, 흡수량이 0.5중량% 이하의 수지 기판은 물리적 흡수가 아니라 화학적 흡습 상태로 되어 있기 때문에, 비교적 높은 온도에서도 흡수 및 탈수 현상이 일어나기 어려워, 그 때문에 치수 변화가 보다 작게 된다.
또한, 상기 무기막 형성 단계의 전에 상기 탈수 단계를 수행할 수 있다(청구항 7).
또한, 상기 무기막 형성 단계의 후에 상기 탈수 단계를 수행할 수 있다(청구항 8).
또한, 상기 수지 기판이, 에폭시, 아크릴, 폴리이미드, 폴리카보네이트, 폴리비닐알콜 및 폴리에틸렌으로 구성된 군에서 선택된 하나 이상, 이들의 복합 수지, 또는 이들이 적층된 수지 재료로 이루어질 수 있다(청구항 9). 이러한 구성에서는, 수지가 투명하기 때문에 뛰어난 광학 특성을 발휘할 뿐만 아니라, 가열 공정의 반복에 의한 흡수량이나 치수의 재현성이 우수하다.
또한, 상기 무기막이, SiOx, SiNx, GeOx, TiOx 및 ZrOx로 구성된 군에서 선택된 어느 하나의 막, 이들의 복합막, 또는 이들의 적층막으로 이루어질 수 있다(청구항 10).
또한, 상기 무기막의 막 두께가 15 nm 내지 40 nm일 수 있다(청구항 11).이러한 구성에서는, 무기막에 금이 형성되어 갈라지는 현상 없이 흡수량이 감소된 상태를 장기간에 걸쳐 유지할 수 있다.
또한, 상기 수지 기판을 가열하여 탈수할 수 있다(청구항 12). 이러한 구성에서는, 수지 기판의 흡수량을 용이하고 또한 재현성있게 감소시킬 수 있다.
또한, 상기 가열의 온도를 200℃ 이하로 할 수 있다(청구항 13). 이러한 구성에서는, 수지의 열변화가 적기 때문에, 가열 공정의 반복에 의한 흡수량이나 치수의 재현성(수지 특성)이 유지된다.
또한, 상기 수지 기판을 감압으로 처리하여 탈수할 수 있다(청구항 14). 이러한 구성에서는, 수지 기판의 흡수량을 용이하고 또한 재현성있게 감소시킬 수 있다. 더구나, 수지의 열변화가 작기 때문에, 가열 공정의 반복에 의한 흡수량이나 치수의 재현성이 유지된다.
또한, 상기 수지 기판을 감압으로 처리한 후에 가열할 수 있다(청구항 15). 이러한 구성에서는, 수지 기판내에 수분 등의 불순물 대신 기체가 치환되어 충진되기 때문에, 상기 불순물의 흡착 및 탈착이 일어나기 어렵게 되어, 가열 공정의 반복에 의한 수지 기판의 치수 변화가 매우 작게 된다.
또한, 상기 가열의 온도를 200℃ 이하로 할 수 있다(청구항 16). 이러한 구성에서는, 수지의 열변화가 작기 때문에, 가열 공정의 반복에 의한 흡수량이나 치수의 재현성이 유지된다.
또한, 상기 가열의 분위기는 불활성 기체일 수 있다(청구항 17). 이러한 구성에서는, 수지가 산화되어 열화되는 것이 방지된다.
또한, 상기 가열의 분위기는 공기일 수 있다(청구항 18). 이러한 구성에서는, 수지 기판내에 수분 등의 불순물 대신 공기가 치환되어 충전되기 때문에, 그의 탈착 및 흡착이 일어났다고 해도 그 조성이 변화하지 않는다. 따라서, 가열 공정의 반복에 의한 수지 기판의 치수 변화가 매우 작게 된다.
또한, 상기 가열의 분위기의 습도가 35% 이하일 수 있다(청구항 19). 이러한 구성에서는, 가열 공정의 반복에 의한 수지 기판의 치수 변화가 매우 작게 된다.
또한, 상기 무기막 형성 단계 및 상기 탈수 단계를 거친 상기 수지 기판의 한면의 무기막상에 소정의 막을 형성하고, 형성된 소정의 막을 패턴화(patterning)할 수 있다(청구항 20). 이러한 구성에서는, 가열 공정의 반복에 의한 치수 변화가 적은 수지 기판상에 소정의 막을 형성하여 패턴화하기 때문에, 그 후, 화상 표시 소자의 제조 방법에서 가열 공정이 반복되었다고 해도, 그 소정의 막의 패턴의 치수 변화가 매우 작게 된다.
또한, 상기 소정의 막은 투명 전극막일 수 있다(청구항 21). 이러한 구성에서는, 투명 전극을 반복하여 가열함에 따른 치수 변화가 작게 된다.
또한, 상기 소정의 막은 색필터막일 수 있다(청구항 22). 이러한 구성에서는, 색필터를 반복하여 가열함에 따른 치수 변화가 작게 된다.
또한, 상기 화상 표시 소자가, 상기 다른 기판으로서 패턴화된 상기 소정의 막이 형성된 수지 기판을 갖는 액정 표시 소자일 수 있다(청구항 23). 이러한 구성에서는, 가열 공정의 반복에 의한 치수 변화가 작은 수지 기판들을 붙여 합치기때문에, 붙여 합쳐진 수지 기판들의 사이의 패턴 어긋남이 작게 된다.
또한, 상기 투명 전극막을 패턴화하여 형성된 투명 전극에 가요성 단자를 접착시킬 수 있다(청구항 24). 이러한 구성에서는, 가열 공정의 반복에 의한 수지 기판의 치수 변화가 작기 때문에, 투명 전극과 가요성 단자 사이의 어긋남이 작게 된다.
또한, 본 발명에 따른 화상 표시 소자의 제조 방법은, 수지 기판을 흡수량이 0.5중량% 이하로 되도록 탈수하는 리셋 단계를 갖는, 화상을 표시하기 위한 표시 기능부를 보유하는 수지 기판을 갖춘 화상 표시 소자의 제조 방법이다(청구항 25). 이러한 구성에서는, 리셋 단계에 있어서 수지 기판이 가장 수축된 상태가 된다. 그리고, 그 후, 소정의 조건으로 유지된 분위기하에서 화상 표시 소자를 제조함으로써, 상기 가장 수축된 수지 기판을 기준으로 하여 리셋 단계에서부터 소정의 가공 단계까지의 수지 기판의 치수 변화를 예측할 수 있다. 따라서, 상기 소정의 가공 단계에서의 치수 변화를 전망하여 패턴화 등의 가공을 함으로써, 높은 치수정밀도로 가공할 수 있다.
또한, 상기 리셋 단계의 전에 상기 수지 기판의 양면에 무기막을 형성하는 무기막 형성 단계를 수행할 수 있다(청구항 26). 이러한 구성에서는, 리셋 단계에서부터 소정의 가공 단계까지의 수지 기판의 치수 변화가 작기 때문에, 치수 변화를 보다 정밀하게 예측할 수 있어, 보다 높은 치수정밀도로 가공할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시형태를 도면을 참조하면서 설명한다.
실시형태 1
본 발명의 실시형태 1은 탈수 처리로서 수지 기판을 가열하는 경우를 주로 예시하고 있다.
도 1은 본 발명의 실시형태 1에 따른 화상 표시 소자의 제조 방법에 의해서 제조된 화상 표시 소자의 구성을 도식적으로 도시한 단면도이다.
도 1에 있어서, 화상 표시 장치(100)는 본 발명의 실시형태 1에서 패시브 매트릭스(passive matrix)형의 액정 표시 소자(액정 패널)이다. 이 액정 표시 소자(100)는, 신호 전극 기판(이하, 대향 기판이라 함)(101) 및 주사 전극 기판(이하, 색필터 기판이라 함)(102)을 갖추고 있다. 대향 기판(101)과 색필터 기판(102)은 도시되지 않는 스페이서(spacer)를 통해 서로 대향되도록 배치되고, 각각의 주변부가 밀봉재(7)에 의해서 서로 접착되어 있다. 대향 기판(101)과 색필터 기판(102)의 사이에는 액정(8)이 주입되어 밀봉되어 있다. 그리고, 대향 기판(101) 및 색필터 기판(102)의 외측에는, 도시되지 않는 편광판이 각각 배치되어 있다.
대향 기판(101)은 투명한 수지 기판(1A)을 갖는다. 수지 기판(1A)의 외측 및 내측의 쌍방의 주요면에는 투명한 무기막(2)이 형성되어 있다. 그리고, 내측의 무기막(2)상에는 ITO로 이루어진 투명한 스트라이프(strip) 형태의 복수의 신호 전극(5A)과 이러한 신호 전극(5A)을 덮는 투명한 배향막(6A)이 형성되어 있다. 한편, 색필터 기판(102)은 투명한 수지 기판(1B)을 갖는다. 수지 기판(1B)의 외측 및 내측의 쌍방의 주요면에는 투명한 무기막(2)이 형성되어 있다. 그리고, 내측의 무기막(2)상에 색필터(3)가 형성되어 있다. 색필터(3)는, R(적색), G(녹색) 및 B(청색)의 3색에 해당하는 3개의 스트라이프 형태의 색필터(이하, 서브필터라 함)(3R, 3G 및 3B)가 1조가 되어, 이 3개의 색필터로 이루어진 조들이 복수로 형성되어 있다. 이 색필터(3)를 덮도록 상기 무기막(2)상에 평탄화층(4)이 형성되어 있으며, 이 평탄화층(4)상에 ITO로 이루어진 투명한 스트라이프 형태의 복수의 주사 전극(5B)과 이러한 주사 전극(5B)을 덮는 투명한 배향막(6B)이 형성되어 있다. 따라서, 액정(8)은 대체로 배향막(6A) 및 (6B)에 의해서 대향 기판(101) 및 색필터 기판(102)과 접하고 있다. 대향 기판(101)의 신호 전극(5A)과 색필터 기판(102)의 주사 전극(5B)은 평면 시야에 있어서 서로 직교하고 있다. 또한, 각 서브필터(3R, 3G 및 3B)는, 각각, 평면 시야에 있어서, 대응하는 주사 전극(5B)에 평행하게 이들을 덮도록 형성되어 있다. 이러한 구성에 의해, 신호 전극(5A)과 주사 전극(5B)의 교차부가 각 색에 해당하는 화소를 형성한다.
그리고, 각각의 신호 전극(5A) 및 주사 전극(5B)에는 가요성 단자(9)가 접속되어 있다. 도 1에는, 주사 전극(5B)에 접속된 가요성 단자(9)만이 도시되어 있다.
수지 기판(1A 및 1B)의 재료는, 에폭시, 아크릴, 폴리이미드, 폴리카보네이트, 폴리비닐알콜 및 폴리에틸렌으로 구성된 군에서 선택된 어느 하나, 또는 이들의 복합 수지 또는 적층 수지이면 유효하다. 여기에서, 복합 수지란 단지 수지를 혼합한 것 외에 공중합시킨 것을 가리킨다.
무기막(2)은 SiOx, SiNx, GeOx, AlOx, TiOx 및 ZrOx로 구성된 군에서 선택된 어느 하나의 막, 이들의 복합막 또는 적층막이 유효하다. 본 발명의 실시형태 1에서와 같이 액정 표시 소자로서 사용되는 경우의 광전기 특성을 고려하면, 특히, SiOx, SiNx 및 이들의 복합막이 유효하다. 또한, 무기막(2)은, 후술하는 습기 차단막으로서의 역할을 다하기 위해서, 15 nm 내지 40 nm의 막 두께를 갖는 것이 바람직하다. 15 nm 이상이면, 보다 장기간에 걸쳐 흡수량이 0.5중량% 이하인 상태를 유지할 수 있다. 막 두께는 두꺼울수록 습기 차단성이 높아지기 때문에 바람직하다. 단지, 40 nm를 초과하면, 가열에 의해서 무기막(2)에 금이 형성되어 갈라지기 때문에, 흡수량이 0.5중량% 이하인 상태를 유지할 수 없다. 이상의 것을 고려하면, 막 두께는 30 nm 내지 40 nm인 것이 보다 바람직하다.
도 2는, 본 발명의 실시형태 1에 따른 화상 표시 소자의 제조 방법, 구체적으로는 도 1의 액정 표시 소자의 제조 방법의 개요를 도시한 공정도이고, 도 3a 및 도 3b는 도 2의 탈수 처리 단계의 구성을 도시한 공정도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시형태 1의 화상 표시 소자의 제조 방법중 대향 기판(101)의 제조 방법으로서, 수지 기판(1A)이 제조된다(단계 S1). 이 수지 기판(1A)은, 이후에 그의 복수판으로 절단될 대형 시이트의 형태로 단계에 투입된다. 또한, 이 단계로 투입되기 전의 수지 기판(1A)의 흡수량은 2중량% 이하 인 것이 바람직하다. 후술하는 탈수 단계를 수행하기 쉽기 때문이다.
이어서, 수지 기판(1A)에 본 발명의 특징인 탈수 처리를 수행한다(단계 S2). 이 탈수 처리 단계는, 도 3a 및 3b에 도시한 바와 같이, 탈수 단계와 무기막 형성 단계로 구성되어 있으며, 어떠한 단계를 먼저 수행하여도 좋다. 도 3a에 도시한 경우에는, 수지 기판(1A)을 흡수량이 0.5중량% 이하로 되도록 탈수하고(단계 S21),그 직후에 수지 기판(1A)의 양면에 무기막(2)을 형성한다(단계 S22). 한편, 도 3b에 도시한 경우에는, 수지 기판(1A)의 양면에 무기막(2)을 형성하고(단계 S23), 그 후에(직후 또는 장시간 경과 후일 수 있다) 수지 기판(1A)을 흡수량이 0.5중량% 이하로 되도록 탈수한다(단계 S24).
무기막(2)이 SiOx 등인 경우에는, 무기막(2)의 형성 온도는 80℃ 내지 200℃, 바람직하게는 120℃이다. 이러한 온도에서 형성함으로써, 무기막(2)과 수지 기판(1A)의 밀착성을 향상시킬 수 있다. 또한, 무기막(2)을 형성하기 전에 또는 형성하면서 동시에, 수지 기판(1A)에 자외선(UV)광을 조사하여, 수지 기판(1A)의 표면을 친수화시키면 더욱 우수한 효과가 얻어진다. 즉, 이러한 처리에 의해서도, 무기막(2)과 수지 기판(1A)의 밀착성이 향상된다. 또한, 무기막(2)을 형성하기 전에, 수지 기판(1A)에 SiCl4를 피복시킬 수 있다. 바람직하게는, SiCl4의 막을 단분자막으로 구성할 수 있다. 이 처리에 의해서도, 무기막(2)과 수지 기판(1A)의 밀착성이 향상된다.
다음에, 탈수에 관해서 설명한다. 본 명세서에 있어서, 「탈수한다」란, 탈수 대상물로부터 수분을 제거하는 것을 말한다. 바람직한 탈수 방법의 하나로서, 가열을 들 수 있다. 이 경우, 보다 조기에 수지 기판(1A)의 흡수량을 0.5중량% 이하로 하기 위해서 가열 온도를 높게 할 수 있지만, 200℃를 초과할 경우 수지가 변형하여 수지의 흡수 및 탈수 특성이 변화됨을 감안하면, 가열 온도는 120℃ 내지 200℃가 바람직하다. 또한, 수지 기판(1A)의 기판면(수지 기판(1A)의 연재면)안에서의 치수의 균일성을 생각하면, 기판면내에서 균일하게 가열하는 것이 바람직하다. 이에 적합한 방법으로서, 열풍순환화로내에 방치하는 방법이나 원적외선을 조사하는 방법이 있다. 특히 후자의 방법은 균일성 측면에서 우수하다. 한편, 핫플레이트(hot plate)에 의한 가열은 수지 기판(1A)이 뒤집히기 때문에 바람직하지 못하다. 바람직한 또하나의 탈수 방법으로서, 감압하에 방치하는 방법이 있다. 이 방법은, 가열에 의한 탈수 방법보다도, 기판면내에서의 치수의 균일성을 확보할 수 있기 때문에 보다 우수한 방법이다. 이러한 감압에 의한 탈수 방법은 본 발명의 실시형태 2에서 자세히 설명한다.
다음에, 도 2에 도시한 바와 같이, 무기막(2)이 형성된 수지 기판(1A)상에 신호 전극(5A)을 형성한다(단계 S3). 그리고, 신호 전극(5A)을 형성하기 위해 에칭액으로 세정한 후 건조시키는 방법에서, 여기까지의 가공을 끝낸 수지 기판(1A)이 가열된다.
이어서, 이러한 신호 전극(5A)이 형성된 수지 기판(1A)의 표면의 소정 영역상에 배향막(6A)을 형성한다. 이 배향막(6A)을 형성하는 경우에서도 인쇄된 배향막 재료를 하소화하기 때문에 수지 기판(1A)이 가열된다. 또, 이밖에, 실제로는 도 2에 도시되지 않은 여러가지의 막이 수지 기판(1A)상에 형성되며, 이를 위해 수지 기판(1A)이 가열된다. 이렇게 하여, 대향 기판(101)이 완성된다.
한편, 색필터 기판(102)의 제조 방법으로서, 수지 기판(1B)이 제조된다(단계 S5). 이 수지 기판(1B)의 형태, 그에 대한 요구, 및 그의 탈수 처리(단계 S6)는 수지 기판(1A)의 경우와 완전히 같기 때문에 설명을 생략한다.
이어서, 탈수 처리된 수지 기판(1B)의 무기막(2)상에 색필터(3)를 형성한다(단계 S7).
이어서, 수지 기판(1B)의 무기막(2)상에 색필터(3)를 덮도록 평탄화층(4)을 형성한다(단계 S8).
이어서, 이 평탄화층(4)상에 주사 전극(5B) 및 배향막(6B)을 형성한다(단계 S9 및 S10). 이 주사 전극(5B) 및 배향막(6B)의 형성은, 수지 기판(1A)의 경우와 마찬가지이기 때문에 설명을 생략한다. 또, 수지 기판(1B)에 관해서도, 이밖에, 수지 기판(1A)의 경우와 같이 여러가지의 막을 형성하기 위해 가열된다. 이렇게 하여, 색필터 기판(102)이 완성된다.
이어서, 대향 기판(101)과 색필터 기판(102)을 스페이서를 통해 붙여 합친다(단계 S11). 이 경우, 대향 기판(101)의 주변부와 색필터 기판(102)의 주변부가 밀봉재(7)에 의해서 서로 접착된다. 또한, 이 경우, 밀봉재(7)를 경화시키기 위해서 대향 기판(101) 및 색필터 기판(102)이 가열된다.
이어서, 이렇게 붙여 합쳐진 대향 기판(101) 및 색필터 기판(102)을 셀(cell) 단위로 절단하고(단계 S12), 그 후, 대향 기판(101)과 색필터 기판(102) 사이에 액정을 부어넣고 밀봉한다(단계 S13). 이어서, 신호 전극(5A) 및 주사 전극(5B)에 각각 가요성 단자(9)를 접속시킨다. 그 후, 대향 기판(101) 및 색필터 기판(102)의 외측에 편광판을 각각 붙인다. 이렇게 하여, 도 1의 액정 표시 소자(100)가 완성된다.
이상 전술한 액정 표시 소자(100)의 제조 방법에서는, 양면에 무기막(2)이형성된 수지 기판(1A 및 1B)이 흡수량이 0.5중량% 이하로 탈수 처리되었으며, 또한 양면에 형성된 무기막(2)이 습기에 대해 차단막으로서 기능하기 때문에 비교적 장기간에 걸쳐 탈수 처리 후의 흡수량을 유지할 수 있다. 그 때문에, 탈수 처리 후에 가열되었다고 해도, 수분이 빠짐에 따른 수축이 종래의 수지 기판에 비해 매우 작으며, 따라서 가열 전후에 있어서의 치수 변화가 매우 작다. 그 결과, 탈수 처리 후에 전체 단계에 있어서 가열이 반복되었다고 해도 색필터(3)나 전극(5A 및 5B)의 치수 변화가 매우 작게 되어, 그 결과, 이후의 붙여 합치는 단계에 있어서도 패턴의 어긋남이 발생하는 일 없이 액정 셀을 제조할 수 있다.
실시형태 2
본 발명의 실시형태 2에 따른 액정 표시 소자의 제조 방법은, 실시형태 1의 액정 표시 소자의 제조 방법에 있어서의 탈수 처리 단계가, 적어도 수지 기판을 감압하에 방치하는 감압 탈수 단계와 감압 탈수된 수지 기판의 양면에 무기막을 설치하는 무기막 형성 단계를 가짐을 특징으로 하고 있다. 그 밖의 점은, 실시형태 1과 동일하다.
이와 같이 탈수 처리된 수지 기판은, 무기막에 의해서 기체가 차단되기 때문에, 기체의 흡착이 일어나기 어렵워 가열 전후에 있어서의 치수 변화가 매우 작다. 그 결과, 이러한 상태의 수지 기판을 사용하여, 예컨대 색필터를 형성하거나 신호 전극 및 주사 전극을 패턴화하면, 그 후, 액정 표시 소자의 제조 방법에서 가열 공정이 반복되었다고 해도 색필터나 전극의 치수 변화가 매우 작게 되어, 이후의 기판들을 붙여 합치는 단계에 있어서도 패턴의 어긋남이 발생하는 일 없이 액정 셀을제조할 수 있다.
또, 상기 감압 탈수 단계에서는, 수지 기판에 포함되는 불순물의 함유량이 감소된다. 이러한 불순물로서는, 수지 기판중에 잔류하는 미반응의 중합 개시제나 단량체, 또는 반응 생성물의 물 등이 해당된다.
또한, 본 발명의 실시형태 2에 있어서의「감압하」란, 대기압 이하를 가리키고, 수분 제거 속도를 생각하면 0.5기압 이하가 바람직하며, 또한 스푸터링(sputtering) 방법 등을 사용하여 무기막을 형성하는 경우에는 1.33×1O-3Pa이 바람직하다.
또한, 본 발명의 실시형태 2에서는 무기막 형성 단계 후에 가열 공정을 수행할 수 있다.
이 가열 공정은, 수지 기판, 또는 양면에 적어도 무기막을 설치한 수지 기판에서 상기 감압하에 이탈된 기체를 재흡착시키는 것을 목적으로 한다. 따라서, 보다 조기에 수지 기판에 기체를 흡착시키기 위해서 분위기압을 높게 하거나 가열 온도를 높게 할 수 있지만, 작업성의 입장에서 상압이 바람직하다. 또한 가열 온도가 200℃를 초과할 때 수지가 변형하여 수지의 흡착 및 탈착 특성이 변화되는 것을 생각하면, 120℃ 내지 200℃가 바람직하다. 또한, 기판내의 면내 치수균일성을 생각하면, 면내에서 균일하게 가열하는 것이 바람직하다. 이에 적합한 방법으로서, 열풍순환화로에 방치하는 방법이나 원적외선을 조사하는 방법이 있다. 특히 후자는 균일성 측면에서 우수하다. 한편, 핫플레이트에서의 가열은 수지 기판이 뒤집히기 때문에 바람직하지 못하다. 또한, 이러한 가열 공정의 분위기로서 불활성 기체가 바람직하다. 여기에서, 불활성 기체란 수지에 영향을 주지 않는 것으로, 질소 등이 유효하다. 또한, 공기의 경우, 수지가 산화되어 열화될 우려가 있지만, 통상적인 분위기에서 방치할 때 기체의 흡착 및 탈착에 의한 변화가 없기 때문에, 치수안정성의 측면에서 바람직하다. 또한 습도를 35% 이하로 함으로써, 수지내로의 흡습량이 적고, 실온에서의 치수 변화는 물론, 가열을 반복하더라도 치수 변화가 매우 작은 기판을 제조할 수 있다.
실시형태 3
본 발명의 실시형태 3은, 제조 방법에 리셋 단계를 포함하는 경우를 예시하고 있다. 도 19는 본 발명의 실시형태 3에 따른 액정 표시 소자의 제조 방법을 도시한 공정도이다.
도 19에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시형태 3의 액정 표시 소자의 제조 방법은, 각각 신호 전극 형성 단계(단계 S34), 색필터 형성 단계(단계 S39) 및 붙여 합치는 단계(단계 S44)의 전에, 본 발명의 특징적 구성인 리셋 단계(단계 S33, S38 및 S43)를 포함하는 점이 상기 실시형태 1과 다르고, 그 밖의 점은 실시형태 1과 동일하다.
도 1 및 도 19를 참조하면, 본 발명의 실시형태 3에서는, 대향 기판(101) 및 색필터 기판(102)의 제조 방법에 있어서, 수지 기판(1A 및 1B)을 탈수한 후, 그 양면에 무기막(2)을 형성한다. 또한, 리셋 단계는 도중까지 가공된 수지 기판(1A 및 1B)을 탈수하는 단계이다. 이러한 탈수 단계는, 실시형태 1에 개시된 건조(가열)에 의해서 수행하거나, 실시형태 2에 개시된 감압에 의해서 수행할 수 있다. 또한, 탈수의 정도는, 수지 기판(1A 및 1B)의 흡수량이 0.5중량% 이하로 되도록 탈수하는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면, 수지 기판(1A 및 1B)이 이후에 가열 처리되더라도 그 수축의 정도가 충분히 작게 되기 때문이다.
다음에, 리셋 단계의 효과를 설명한다. 도 20은 리셋 단계 후의 기판의 막형성 단계에 있어서의 치수 변화를 도식적으로 도시한 그래프이다. 도 1 및 도 20을 참조하면, 액정 표시 소자는 소정의 분위기로 유지된 클린 룸(clean room)내에서 수행된다. 그리고, 예컨대, 신호 전극 형성 단계를 수행하는 경우, 우선 리셋 단계가 수행된다. 이 리셋 단계는, 예컨대, 수지 기판(1A)을 120℃에서 72시간 동안 가열함으로써 수행된다. 이에 따라, 수지 기판(1A)의 흡수량이 실시형태 1에서 전술한 바와 같이 0.1중량% 이하로 되어, 수지 기판(1A)은 가장 수축된 상태가 된다. 이어서, 수지 기판(1A)에 순차적으로 건조, 패턴화, 에칭, 수세 및 건조의 처리를 수행한다. 이때, 수지 기판(1A)은, 리셋 단계에서 건조 단계까지 흡습에 의해 서서히 팽창하며, 건조에 의해서 거의 원래의 치수로 수축된다. 그 후, 수지 기판(1A)은, 건조 단계로부터 패턴화 단계까지 흡습에 의해 서서히 팽창하며, 패턴화에 의해 거의 원래의 치수로 수축된다. 그 후, 수지 기판(1A)은 패턴화 단계에서 에칭 및 수세 단계를 지나서 건조 단계에 도달할 때까지, 흡습에 의해 팽창하지만 건조에 의해서 거의 원래의 치수로 수축된다. 여기에서, 신호 전극의 치수는 에칭에 의해서 결정되지만, 클린 룸의 분위기는 소정의 조건으로 유지되어 있기 때문에, 리셋 단계에서부터 에칭이 이루어지는 단계까지의 수지 기판(1A)의 팽창량을예측할 수 있다. 따라서, 신호 전극을 고정밀도의 치수로 형성할 수 있다. 이것은 색필터 기판에서의 막형성 공정에 관해서도 동일하다. 또한, 붙여 합치는 단계의 경우, 붙여 합치고자 하는 대향 기판 및 색필터 기판의 가공 이력이 서로 다르기 때문에, 그대로 붙여 합치면, 밀봉재를 경화시키기 위한 가열에 의해서 기판의 치수가 비교적 크게 변화되어, 비교적 큰 패턴의 어긋남이 발생하게 된다. 그러나, 본 발명의 실시형태 3과 같이, 붙여 합치는 단계의 전에 리셋 단계를 수행하면, 기판이 가공 이력에 관계없이 리셋 조건에 따른 치수로 되기 때문에, 밀봉재 경화를 위한 가열에 따른 기판의 치수 변화를 전망하는 것이 가능해져, 그 결과, 붙여 합친 후의 패턴의 어긋남을 감소시킬 수 있다.
또, 실시형태 3의 설명에서는, 수지 기판(1A 및 1B)의 양면에 무기막(2)을 설치하고 있지만, 무기막(2)은 수지 기판(1A 및 1B)의 한면에만 설치될 수 있으며, 또는 전혀 설치되지 않을 수도 있다. 단지, 이러한 경우에는, 수지 기판(1A 및 1B)의 흡습 속도가 빨라지기 때문에, 리셋 단계 후 빠르게 다음 공정을 수행해야 할 필요가 있다.
또, 본 발명은, 액티브 매트릭스(active matrix)형의 액정 표시 소자의 제조 방법에서도 상기와 같이 적용할 수 있다.
또한, 유기 전자발광 표시 소자 등의 다른 화상 표시 소자의 제조 방법에서도 상기와 같이 적용할 수 있다.
이하에, 이상의 효과를 확인하기 위해서, 실시예로서, 신호 전극(101), 주사 전극(102) 및 액정 셀(편광판을 붙이기 전 상태의 액정 표시 소자)을 작성하여, 그치수 변화를 평가했다. 이하에, 이들 실시예를 설명한다. 이하의 실시예에 있어서의 치수는, 특히 언급하지 않는 한, 22℃의 기판 온도 또는 분위기 온도 및 50%의 상대습도(RH)의 조건하에서의 치수이다.
실시예
실시예 1
실시예 1에서는, 탈수 처리 단계에 있어서, 탈수 단계 후에 무기막 형성 단계를 수행했다. 구체적으로는, 최종적으로 복수의 수지 기판으로 분할될 대형 시이트로서, 흡수량이 1중량%인 에폭시 수지 시이트(판 두께 0.4 mm:이하, 수지 기판이라 함)를 제조하여, 이것을 120℃에서 7시간 동안 가열하고, 흡수량을 약 0.1중량%로 했다. 그리고, 그 직후에, 이 수지 기판의 양면에 무기막으로서의 SiO2층을 20 nm의 두께로 스푸터링법으로 형성하고, 또한 그의 한면에 ITO로 이루어진 투명 전극막을 150 nm의 두께로 형성했다. 다음에, 이 수지 기판에 네가티브형 포토레지스트(negative photoresist)를 도포하고, 그 수지 기판을 120℃에서 5분간 건조시켰다. 다음에, 이 수지 기판의 네거티브형 포토레지스트에, 분위기 온도에서, 앤마스크/마스크의 스페이스비=90/10 및 83.3 ㎛ 피치(pitch)의 두꺼운 종이 형태(스트라이프 형태)의 마스크를 통해서 광에 노출시켰다. 그 후, 이 수지 기판에 대해서, 실온에서, 포토레지스트를 현상하고, 투명 전극막을 에칭하고, 포토레지스트를 박리한 후, 수지 기판을 120℃에서 15분간 건조시켜 신호 전극을 형성했다. 이렇게 하여 기판(대향 기판) A7을 제작하고, 1200 라인의 신호 전극의 초기 치수를 측정했다. 그 후, 120℃에서 15분의 건조 처리(120℃에의 가열과 실온에의 냉각을 포함하는 가열 사이클)를 소정 회수로 반복하여, 한 회수의 건조 처리마다 기판의 신호 전극의 치수를 측정했다. 이 건조 처리는, 도 2의 액정 표시 소자의 제조 방법에 있어서의 가열 처리를 모방한 처리이다.
또한, 흡수량이 1중량%인 에폭시 수지 시이트(판 두께 0.4 mm)를 각각 120℃에서 5시간, 120℃에서 2.5시간 및 120℃에서 1.5시간 동안 가열하여, 그 흡수량을 각각 약 0.2중량%, 0.4중량% 및 0.5중량%로 한 것 이외는, 기판 A7과 같이 처리하여 기판 A5, A2.5 및 A1.5를 제작하고, 기판 A7과 같이 건조에 의한 1200 라인의 신호 전극의 치수 변화를 측정했다.
비교예 1
실시예 1의 비교예로서, 기판 B1 및 B0을 제작하고, 실시예 1과 같이 건조에 의한 1200 라인의 신호 전극의 치수 변화를 측정했다. 이 기판 B1 및 B0은, 흡수량이 1중량%인 에폭시 수지 시이트(판 두께 0.4 mm)를 각각 120℃에서 1시간 및 120℃에서 0시간(무가열) 동안 가열하여, 흡수량을 각각 0.6중량% 및 1중량%로 한 것 이외는, 실시예 1과 동일한 방식으로 제작했다.
신호 전극의 치수(패턴 치수)의 변화
도 4는, 기판의 흡수량을 변수로 한 경우의 가열 사이클수에 대한 기판 A 및 B 군의 신호 전극의 치수 변화를 도시한 그래프이다. 도 4에 있어서, 가열 사이클수 0은 마스크 치수를 나타낸다. 흡수량이 0.5%를 초과하는 기판 B 군은, 마스크패턴보다도 치수의 수축이 크고, 또한 가열 사이클마다 수축한다. 이것으로 볼 때, 기판 B 군은 액정 표시 소자와 같이 가열이 반복되는 제조 방법에서는 사용하기 어렵다. 이에 비해, 흡수량이 0.5중량%인 기판은 약 1O ppm 정도로 수축되었지만, 액정 표시 소자의 기판으로서 사용할 수 있는 범위내이다.
이러한 현상은, 흡수량이 많은 기판일수록 가열 공정에서 많이 탈수되어, 기판의 수축이 커지기 때문이라고 생각된다. 특히, 0.5중량%를 초과하는 흡수량은, 물리적인 흡습 또는 과잉 흡수 상태로 되어 있어, 적은 온도 변화(낮은 가열 온도)에서도 흡수 및 탈수가 일어나기 쉽기 때문에 치수 변화가 크다. 이에 비해, 0.5중량% 이하의 흡수량은, 화학적인 흡습 상태로 되어 있어, 비교적 높은 온도에서도 흡수 및 탈수가 일어나기 어렵기 때문에 치수 변화가 작다.
실시예 2
실시예 2에서는, 탈수 처리 단계에 있어서, 무기막 형성 단계 후에 탈수 단계를 수행했다. 구체적으로는, 수지 기판으로서, 흡수량이 1중량%인 에폭시 수지 시이트(판 두께 0.4 mm)를 제조하여, 이 수지 기판의 양면에, 무기막으로서의 SiO2층을 스푸터링법으로 20 nm의 두께로 형성했다. 그 후, 이 수지 기판을 120℃에서 72시간 동안 가열하여, 흡수량을 O.1중량%로 했다. 다음에, 이 수지 기판의 한면에 ITO로 이루어진 투명 전극막을 스푸터링법으로 150 nm의 두께로 형성했다. 다음에, 이 수지 기판에 네거티브형 포토레지스트를 도포하고 120℃에서 5분간 건조시켰다. 다음에, 이 수지 기판상의 네거티브형 포토레지스트에, 분위기 온도에서,앤마스크/마스크의 스페이스비=90/10 및 83.3 ㎛ 피치의 두꺼운 종이 형태의 마스크를 통해서 광에 노출시켰다. 그 후, 이 수지 기판에 대해서, 실온에서, 포토레지스트를 현상하고, 투명 전극막을 에칭하고, 포토레지스트를 박리한 후, 신호 전극을 형성시켜 기판 C72를 제작했다. 그리고, 기판 C72에 대해서, 실시예 1과 같이, 건조에 의한 1200 라인의 신호 전극의 치수 변화를 측정했다. 건조 조건은 실시예 1과 같다.
또한, 기판 C48, C24 및 C12를 제작하여, 기판 C72와 같이, 건조에 의한 1200 라인의 신호 전극의 치수 변화를 측정했다. 기판 C48, C24 및 C12는, 수지 기판 흡수량이 1중량%인 에폭시 수지 시이트(판 두께 0.4 mm)의 양면에 무기막으로서의 SiO2층을 스푸터링법으로 2Onm의 두께로 형성한 후, 각각 120℃에서 48시간, 120℃에서 24시간 및 120℃에서 12시간 동안 가열하여, 흡수량을 각각 약 0.2중량%, 0.4중량% 및 0.5중량%로 한 것 이외는, 기판 C72와 동일한 방식으로 제작했다.
비교예 2
실시예 2의 비교예로서, 기판 D10 및 D0을 제작하여, 실시예 2와 같이, 건조에 의한 1200 라인의 신호 전극의 치수 변화를 측정했다. 기판 D10 및 D0은, 흡수량이 1중량%인 에폭시 수지 시이트(판 두께 0.4 mm)의 양면에 무기막으로서의 SiO2층을 스푸터링법으로 2O nm의 두께로 형성한 후, 각각 120℃에서 1O시간 및 120℃에서 0시간(무가열) 동안 가열하여, 흡수량을 각각 0.6중량% 및 1중량%로 한 것 이외는, 실시예 2와 동일한 방식으로 제작했다.
신호 전극 라인의 치수(패턴 치수) 변화
도 5는, 기판의 흡수량을 변수로 한 경우의 가열 사이클수에 대한 기판 C 및 D 군의 신호 전극의 치수 변화를 도시한 그래프이다. 도 5에 있어서, 가열 사이클수 0은 마스크 치수를 나타낸다. 도 5의 치수 변화로부터, 이 제조 방법에서도 실시예 1 및 비교예 1과 같은 현상이 나타남을 확인하였다.
실시예 1과 실시예 2를 비교하면, 실시예 1에서는 탈수 단계에서의 시간이 짧은 장점이 있지만, 반대로 그 후의 단계에서 흡수가 일어날 가능성이 있다. 한편, 실시예 2에서는 수지 기판에 무기막이 형성되어 있기 때문에, 탈수 단계에서 시간이 오래 걸리는 단점이 있지만, 반대로 그 후의 단계에서 흡수가 일어날 가능성은 낮다. 따라서, 다른 단계들도 포함시켜 적합한 쪽을 선택하는 것이 바람직하다.
실시예 3
실시예 3에서는, 수지 기판상에 형성되는 무기막의 두께를 변화시켰다. 구체적으로는, 무기막으로서의 SiO2층의 두께를 각각 15 nm, 25 nm 및 40 nm로 한 것 이외는, 실시예 1의 기판 A7과 같은 방식으로 기판 A7-15, A7-25 및 A7-40을 제작하여, 실시예 1과 같이 1200 라인의 신호 전극의 치수 변화를 측정했다. 또한, 그 치수 변화와 동시에 기판의 흡수량도 측정했다.
비교예 3
실시예 3의 비교예로서, 무기막으로서의 SiO2층의 두께를 각각 0 nm, 10 nm 및 45 nm로 한 것 이외는 실시예 3과 같은 방식으로 기판 B7-0, B7-10 및 B7-45를 제작하여, 실시예 3과 같이 1200 라인의 신호 전극의 치수 변화를 측정했다. 또한, 그 치수 변화와 동시에 기판의 흡수량도 측정했다.
무기막의 막 두께와 치수 변화의 관계
도 6은 무기막의 막 두께를 변수로 한 경우의 방치 시간에 대한 기판 A7 및 B7 군의 신호 전극의 치수 변화를 도시한 그래프이다. 도 6에 도시한 바와 같이, 무기막의 막 두께가 1O nm 미만인 기판은 1시간 정도로 흡습에 의해 치수의 팽창이 나타나므로, 액정 표시 소자의 치수가 관여하는 방법에는 사용하기 어렵다. 한편, 무기막의 막 두께가 10 nm 이상인 기판에서는 4시간에 걸쳐 큰 치수 변화가 나타나지 않는다. 여기에서, 액정 표시 소자의 기판으로서 사용할 수 있는 치수 변화의 허용 범위는 1O ppm 이하이다. 한편, 무기막의 막 두께가 40 nm를 초과하는 기판에서는 2시간 정도로 흡습에 의한 치수의 팽창이 나타나지만, 이것은 무기막(SiO2막)에 금이 형성되어 갈라지는 현상이 확인됨에 따라 SiO2막이 습기 차단막으로서 기능하지 않기 때문이라고 생각된다. 이 기판도, 액정 표시 소자의 치수가 관여하는 방법에서는 사용하기 어렵다.
실시예 4
실시예 4에서는 무기막의 종류를 바꾸었다. 즉, 무기막으로서, SiO2층 대신 SiNx 층을 20 nm의 두께로 형성하는 것 이외는, 실시예 1의 기판 A7과 동일한 방식으로 기판 AS7을 제작하여, 실시예 1과 같이 1200 라인의 신호 전극의 치수 변화를 측정했다.
무기막의 차이와 신호 전극의 치수 변화의 관계
도 7은, 무기막의 종류를 변수로 한 경우의 방치 시간에 대한 기판 A7 및 AS7의 신호 전극의 치수 변화를 도시한 그래프이다. 도 7에서 명백한 바와 같이, SiNx 막도 SiO2막과 같은 치수 거동을 보이며, 습기 차단막으로서 기능한다. 그 결과, SiNx 막이 형성된 기판 AS7도 장기간에 걸쳐 흡수량이 0.5중량% 이하인 상태를 유지한다. 이밖에, AlOx, TiOx 및 ZrOx로 이루어진 무기막도 SiNx 막과 같은 거동을 나타내지만, 유전율 등이 SiO2막과 크게 다르기 때문에, 액정 표시 소자의 기판에는 적합하지 않다.
실시예 5
실시예 5에서는 반완성 상태의 색필터 기판을 제작했다. 또한, 탈수 처리 단계에 있어서, 탈수 단계 후에 무기막 형성 단계를 수행했다. 구체적으로는, 수지 기판으로서, 흡수량이 1중량%인 에폭시 수지 시이트(판 두께 0.4 mm)를 제조하고, 이것을 120℃에서 7시간 동안 가열하여, 흡수량을 약 0.1중량%로 했다. 그리고, 그 직후에, 이 수지 기판의 양면에 무기막으로서의 SiO2층을 스푸터링법으로 2Onm의 두께로 형성한 후, 분위기 온도에서, 이 수지 기판의 한면에 R, G 및 B의 서브필터로 이루어진 색필터를 250 ㎛의 피치(R, G 및 B의 각 서브필터는 83.3 ㎛의 피치를 갖는다)로 400조 인쇄하고, 120℃에서 15분의 조건으로 건조시켜 기판(반완성된 색필터 기판) E를 제작했다. 그리고, 400조의 색필터의 초기 치수를 측정했다. 그 후, 120℃에서 15분의 건조 처리(120℃에의 가열과 실온에의 냉각을 포함하는 가열 사이클)를 소정 회수로 반복하여, 한 회수의 건조 처리마다 기판 E의 색필터의 치수를 측정했다.
실시예 6
실시예 6에서는 반완성 상태의 색필터 기판을 제작하고, 그 탈수 처리 단계에 있어서, 무기막 형성 단계 후에 탈수 단계를 수행했다. 구체적으로는, 수지 기판으로서, 흡수량이 1중량%인 에폭시 수지 시이트(판 두께 0.4 mm)를 제조하고, 이 수지 기판의 양면에 무기막으로서의 SiO2층을 스푸터링법으로 2O nm의 두께로 형성했다. 이어서, 이 수지 기판을 120℃에서 72시간 동안 가열하여, 흡수량을 약 0.1중량%로 했다. 그 후, 분위기 온도에서, 이 수지 기판의 한면에 R, G 및 B의 서브필터로 이루어진 색필터를 250 ㎛의 피치(R, G 및 B의 각 서브필터는 83.3 ㎛의 피치를 갖는다)로 400조 인쇄하고, 120℃에서 15분의 조건으로 건조시켜 기판(반완성된 색필터 기판) F를 제작했다. 그리고, 실시예 5와 같이, 건조에 의한 400조의 색필터의 치수 변화를 측정했다.
비교예 4
실시예 5 및 6의 비교예로서, 기판 G를 제작하여, 실시예 5와 같이, 건조에 의한 400조의 색필터의 치수 변화를 측정했다. 이 기판 G는, 수지 기판으로서, 흡수량이 1중량%인 에폭시 수지 시이트(판 두께 0.4 mm)의 양면에 무기막으로서의SiO2층을 스푸터링법으로 2O nm의 두께로 형성한 후, 분위기 온도에서, 이 수지 기판의 한면에 R, G 및 B의 서브필터로 이루어진 색필터를 250 ㎛의 피치(R, G 및 B의 각 서브필터는 83.3 ㎛의 피치를 갖는다)로 400조 인쇄하고, 120℃에서 15분의 조건으로 건조시켜 제작했다.
색필터의 치수 변화
도 8은, 가열 사이클수에 대한 기판 E, F 및 G의 색필터의 치수 변화를 도시한 그래프이다. 도 8에 있어서, 가열 사이클수 0은 마스크 치수를 나타낸다. 도 8에 도시한 바와 같이, 흡수량이 0.5중량%를 초과하는 기판 G는 마스크 패턴보다도 치수의 수축이 크고, 또한 가열 사이클마다 수축한다. 이런 점에서, 기판 G는 액정 표시 소자의 가열이 반복되는 제조 방법에서는 사용하기 어렵다. 한편, 기판 E 및 F의 수축량은 10 ppm 미만이며, 액정 표시 소자의 기판으로서 사용할 수 있는 범위내이다.
실시예 7
실시예 7에서는, 액정 표시 소자를 제작했다. 구체적으로는, 실시예 5의 기판 E상에 평탄화막층을 형성하고, 또한 그 위에 ITO로 이루어진 투명 전극막을 150 nm의 두께로 형성했다. 다음에, 이 투명 전극막상에 네거티브형 포토레지스트를 도포하고, 120℃에서 5분의 조건으로 건조시켰다. 다음에, 분위기 온도에서, 이 네거티브형 포토레지스트에, 앤마스크/마스크의 스페이스비=80/20 및 설계치 250 ㎛ 피치의 두꺼운 종이 형태의 마스크를 스트라이프 형태의 색필터와 직교하도록설치하고 광에 노출시켰다. 그 후, 이 수지 기판에 대해서, 실온에서, 포토레지스트를 현상하고, 투명 전극막을 에칭하고, 포토레지스트를 박리한 후, 120℃에서 15분간 건조시켜 주사 전극을 형성하여 색필터 기판 H를 제작했다. 이때, 색필터의 1200 라인의 치수는 100.0002 mm이고, 주사 전극의 400 라인의 치수는 100.0005 mm였다.
그리고, 실시예 1의 기판 A7을 대향 기판으로서 사용하였다. 이때, 신호 전극의 1200 라인의 치수는 100.0007 mm였다.
다음에, 대향 기판 A7에 스페이서를 도포하고, 색필터 기판 H에는 밀봉재를 인쇄한 후, 양 기판을 120℃에서 5분의 조건하에서 가열했다. 이어서, 양 기판을 분위기 온도로 다시 냉각시킨 후, 대향 기판 A7의 신호 전극의 패턴과 색필터 기판 H의 색필터의 패턴이 합쳐지도록 양 기판을 붙여 합쳤다. 이어서, 이 붙여 합쳐진 양 기판을 120℃에서 3시간의 조건하에서 가열하여 밀봉재를 경화시켰다. 이렇게 하여, 본 발명의 실시형태 1의 제조 방법에 의해 액정 표시 소자 I를 제조하였다(정확하게는, 액정의 주입, 개개의 액정 셀로의 절단, 및 편광판의 붙임이 생략되었다).
비교예 5
실시예 7의 비교예로서 액정 표시 소자 K를 제조했다. 구체적으로는, 비교예 4의 기판 G상에 평탄화막층을 형성하고, 또한 그 위에 ITO로 이루어진 투명 전극막을 150 nm의 두께로 형성했다. 다음에, 이 투명 전극막상에 네거티브형 포토레지스트를 도포하고, 120℃에서 5분의 조건으로 건조시켰다. 다음에, 분위기 온도에서, 이 네거티브형 포토레지스트에, 앤마스크/마스크의 스페이스비=80/20 및 설계치 250 ㎛ 피치의 두꺼운 종이 형태의 마스크를 스트라이프 형태의 색필터와 직교하도록 설치하고 광에 노출시켰다. 그 후, 이 수지 기판에 대해서, 실온에서, 포토레지스트를 현상하고, 투명 전극막을 에칭하고, 포토레지스트를 박리한 후, 120℃에서 15분간 건조시켜 주사 전극을 형성하여 색필터 기판 J를 제작했다. 이때, 색필터의 1200 라인의 치수는 99.9922 mm이고, 주사 전극의 400 라인의 치수는 99.9961 mm였다.
그리고, 비교예 1의 기판 B0을 대향 기판으로서 사용했다. 이때, 신호 전극의 1200 라인의 치수는 99.9964 mm였다.
다음에, 대향 기판 B0에 스페이서를 도포하고, 색필터 기판 J에는 밀봉재를 인쇄한 후, 양 기판을 120℃에서 5분의 조건하에서 가열했다. 이어서, 양 기판을 분위기 온도로 냉각시킨 후, 대향 기판 B0의 신호 전극의 패턴과 색필터 기판 J의 색필터의 패턴이 합쳐지도록 양 기판을 붙여 합쳤다. 이어서, 이 붙여 합쳐진 양 기판을 120℃에서 3시간의 조건하에서 가열하여 밀봉재를 경화시켰다. 이렇게 하여, 비교예 5의 액정 표시 소자 K를 제조했다.
붙여 합쳐진 패턴정밀도
대향 기판의 신호 전극의 1200 라인의 치수와 색필터 기판의 색필터의 1200 라인의 치수를 비교하여, 패턴 어긋남 및 전체 화소내에서의 최저의 개구율을 구했다. 이것을 도 9에 나타내었다. 도 9에서 명백한 바와 같이, 패턴 어긋남 및 개구율로부터, 비교예 5에 비해, 본 발명의 제조 방법에 의해 제조된 액정 표시 소자가 붙여 합쳐진 패턴정밀도에서 더욱 우수함을 알 수 있다.
실시예 8
실시예 8에서는, 실시예 7의 액정 표시 소자 I에서의 대향 기판 A7의 신호 전극 및 색필터 기판 H의 주사 전극의 각각의 1200 라인에, 1200 라인/100 mm에서 라인/스페이스비가 90/10인 가요성 단자를 패턴이 합져지도록 하여 접착시켰다.
비교예 6
실시예 8의 비교예로서, 비교예 5의 액정 표시 소자 K에서의 대향 기판 B0의 신호 전극 및 색필터 기판 J의 주사 전극의 각각의 1200 라인에, 1200 라인/100 mm에서 라인/스페이스비가 90/10인 가요성 단자를 패턴이 합쳐지도록 하여 접착시켰다.
가요성 단자의 패턴정밀도
가요성 단자의 1200 라인의 치수와 액정 표시 소자측의 신호 전극 및 주사 전극의 1200 라인의 치수로부터 양자 사이의 패턴 어긋남을 구함과 동시에, 신호 전극 및 주사 전극과 가요성 단자와의 접촉률을 비교했다. 이것을 도 10 및 도 11에 나타내었다. 도 10 및 도 11에서 명백한 바와 같이, 패턴 어긋남 및 접촉률로부터, 비교예 6에 비해, 본 발명의 제조 방법에 의해 제조된 액정 표시 소자가 붙여 합쳐진 패턴정밀도에서 더욱 우수함을 알 수 있다. 또한 스페이스 치수가 8 ㎛이기 때문에 인접 라인끼리의 접촉은 없지만, 세밀도가 높아져 스페이스 치수가 작게 되면, 비교예의 방법에서는 인접 라인끼리 접촉할 가능성이 있다.
실시예 9
실시예 9에서는, 에폭시 수지 시이트(판 두께 0.4 mm)를 실온에서 1.33×10-3Pa하에 1시간 동안 방치했다. 그리고, 그 직후에, 이 수지 기판의 양면에 무기막으로서의 SiO2층을 스푸터링법으로 2O nm의 두께로 형성하고, 또한 그 한면에 ITO로 이루어진 투명 전극막을 150 nm의 두께로 형성했다. 다음에, 이 수지 기판에 네거티브형 포토레지스트를 도포하고, 이 수지 기판을 120℃에서 5분간 건조시켰다. 다음에, 이 수지 기판의 네거티브형 포토레지스트에, 분위기 온도에서, 앤마스크/마스크의 스페이스비=90/10 및 83.3 ㎛ 피치의 두꺼운 종이 형태의 마스크를 통해서 광에 노출시켰다. 그 후, 이 수지 기판에 대해서, 실온에서, 포토레지스트를 현상하고, 투명 전극막을 에칭하고, 포토레지스트를 박리하여 신호 전극을 형성했다. 이렇게 하여 기판(대향 기판) H를 제작하고, 1200 라인의 신호 전극의 초기 치수를 측정했다. 그 후, 통상적인 분위기하에 120℃에서 1시간 동안 가열한 후, 23시간 동안 방치하는 24시간 사이클(이하, 가열/방치 사이클이라 함)을 반복하여, 기판 H의 치수 변화를 측정했다.
실시예 10
실시예 1O에서는, 수지 기판으로서, 에폭시 수지 시이트(판 두께 O.4 mm)를 실온에서 1.33×10-3Pa하에 1시간 동안 방치한 후, 상압에서 무수 공기하에 120℃에서 15분간 가열했다. 그리고, 그 직후에, 이 수지 기판의 양면에 무기막으로서의 SiO2층을 스푸터링법으로 20 nm의 두께로 형성하고, 또한 그 한면에 ITO로 이루어진 투명 전극막을 150 nm의 두께로 형성했다. 이후, 실시예 9와 동일한 방식으로 기판 I를 제작하여, 1200 라인의 신호 전극의 초기 치수를 측정했다. 그 후, 실시예 9와 같이, 가열/방치 사이클에 의한 신호 전극의 치수 변화를 측정했다.
실시예 11
실시예 11에서는, 수지 기판으로서, 에폭시 수지 시이트(판 두께 0.4 mm)를 실온에서 1.33×1O-3Pa하에 1시간 동안 방치한 후, 스푸터링법으로 양면에 무기막으로서의 SiO2층을 20 nm의 두께로 형성하고, 추가로 그 한면에 ITO로 이루어진 투명 전극막을 150 nm의 두께로 형성했다. 그 후, 상압에서 무수 공기하에 120℃에서 1시간 동안 가열했다. 이하, 실시예 9와 동일한 방식으로 기판 J를 제작하여, 1200 라인의 신호 전극의 초기 치수를 측정했다. 그 후, 실시예 9와 같이, 가열/방치 사이클에 의한 신호 전극의 치수 변화를 측정했다.
비교예 7
실시예 9 내지 11의 비교예로서 기판 K를 제작했다. 이 기판 K는, 수지 기판으로서, 에폭시 수지 시이트(판 두께 0.4 mm)의 양면에 무기막으로서의 SiO2층을 스푸터링법으로 20 nm의 두께로 형성하고, 또한 그 한면에 ITO로 이루어진 투명 전극막을 150 nm의 두께로 형성한 후, 실시예 9와 동일한 방식으로 제작했다. 그리고, 1200 라인의 신호 전극의 초기 치수를 측정한 후, 실시예 9와 같이, 가열/방치 사이클에 의한 신호 전극의 치수 변화를 측정했다.
신호 전극(패턴)의 치수 변화
도 12는, 시간에 대한 기판 H, I, J 및 K의 신호 전극의 치수 변화를 도시한 그래프이다. 도 12에 있어서, 시간 0은 마스크 치수를 나타낸다. 가열에 의해, 모든 기판이 팽창하였다. 특히, 비교예 7의 기판 K는 가열에 의한 팽창이 크며, 또한 가열/방치 사이클마다 치수 거동이 변화(수축)하였다. 한편, 기판 H는 가열/방치 사이클마다 치수의 변동이 일어나지 않았다. 또한 기판 I 및 기판 J는 가열에 의한 팽창이 작으며, 가열/방치 사이클마다의 치수 거동에도 변화가 나타나지 않았다.
이 현상은, 기판 K에 비해, 기판 H, I 및 J는 감압하에 방치함으로써 수지 기판중의 불순물, 특히 물(이밖에는, 예컨대 잔류 단량체 등을 들 수 있다)이 제거되기 때문에, 그 후의 가열/방치 사이클의 반복에 의해 상기 불순물의 탈리 등이 일어나지 않아 치수 거동이 변화하지 않기 때문이라고 생각된다. 단, 감압하에 방치했을 때 수지중의 기체, 예컨대 공기도 제거되기 때문에, 기판 H는 그 후의 최초의 가열 처리에서 기체를 흡수하여 치수가 팽창된다. 따라서, 기판 I 및 J와 같이 감압하에 방치한 후에 미리 가열해 두면, 수지중에 기체가 흡수되기 때문에, 그 후의 가열 처리의 반복에 의해서도 치수 변동이 나타나지 않는다.
이런 점에서, 비교예 7의 기판 K는 액정 표시 소자의 가열이 반복되는 제조 방법에서는 사용하기가 곤란하다.
또한, 반복되는 가열 처리에서도 치수 거동이 변화하지 않는 기판 I 및 J가 우수하지만, 기판 I에서는 상압하에서 무기막을 형성해야 하여 막형성법이나 불순물의 문제가 존재하는데 반해, 기판 J에서는 감압하에서 방치하는 단계와 불순물제거 단계를 무기막이나 투명 전극막 등의 막을 감압하에 스푸터링하는 단계에 통합하는 것이 가능하므로, 기판 J의 제조 방법이 제조 공정을 보다 간략화할 수 있다.
실시예 12
실시예 12에서는, 무기막으로서 SiO2층 대신 SiNx 층을 형성하는 것 이외는, 실시예 11과 동일한 방식으로 기판 L을 제작했다. 그리고, 1200 라인의 신호 전극의 초기 치수를 측정한 후, 실시예 11과 같이, 가열/방치 사이클에 의한 신호 전극의 치수 변화를 측정했다.
무기막의 차이와 패턴 치수의 변화의 관계
도 13은, 시간에 대한 기판 J 및 L의 신호 전극의 치수 변화를 도시한 그래프이며, 무기막의 차이와 패턴 치수의 변화의 관계를 나타내고 있다. 도 13으로부터 명백한 바와 같이, SiNx 막(기판 L)도 SiO2막(기판 J)과 같은 치수 거동을 보이며, 습기 차단막으로서 기능하여, 장기간에 걸쳐 0.5% 이하의 흡수량을 유지한다. 이외에, AlOx, TiOx 또는 ZrOx로부터 이루어진 막도 SiNx 막과 같은 거동을 보이나, 유전율 등이 크게 다르기 때문에 액정 표시 소자의 기판에는 적합하지 않다.
실시예 13
실시예 13에서는, 가열 공정에 있어서의 분위기가 무수 공기 대신 무수 아르곤인 것 이외는, 실시예 11과 동일한 방식으로 기판 M을 제작했다. 그리고, 1200 라인의 신호 전극의 초기 치수를 측정한 후, 실시예 11과 같이, 가열/방치 사이클에 의한 신호 전극의 치수 변화를 측정했다.
비교예 8
실시예 13의 비교예로서, 가열 공정에 있어서의 분위기가 무수 공기 대신 무수 산소인 것 이외는, 실시예 11과 동일한 방식으로 기판 N을 제작했다. 그리고, 1200 라인의 신호 전극의 초기 치수를 측정한 후, 실시예 11과 같이, 가열/방치 사이클에 의한 신호 전극의 치수 변화를 측정했다.
가열 분위기 기체의 차이와 기판에의 영향 및 패턴의 치수 변화
도 14는, 시간에 대한 기판 J, M 및 N의 신호 전극의 치수 변화를 도시한 그래프이며, 가열 분위기 기체의 차이와 패턴 치수의 변화의 관계를 나타내고 있다. 도 14로부터 명백한 바와 같이, 패턴의 치수 거동은 공기(기판 J)가 우수하였다. 이것은 가열/방치 사이클에 의해서, 통상적인 분위기하의 공기와의 탈착이 외관상 전혀 일어나지 않기 때문이라고 생각된다. 또한, 가열 분위기 기체가 산소(기판 N) 및 공기인 경우에는, 가열시 기판의 수지가 착색되는 것(황색으로 변함)이 보였지만, 아르곤(기판 M)인 경우에는 착색이 전혀 확인되지 않았다. 이런 점에서, 기판 N은 액정 표시 소자의 제조 방법에서 사용하기 곤란하다.
실시예 14
실시예 14에서는, 가열 공정에 있어서의 분위기가 무수 공기 대신 습도 35%의 공기인 것 이외는, 실시예 11과 동일한 방식으로 기판 O를 제작했다. 그리고, 1200 라인의 신호 전극의 초기 치수를 측정한 후, 실시예 11과 같이, 가열/방치 사이클에 의한 신호 전극의 치수 변화를 측정했다.
비교예 9
실시예 14의 비교예로서, 가열 공정에 있어서의 분위기가 무수 공기 대신 습도 40%의 공기인 것 이외는, 실시예 11과 동일한 방식으로 기판 P를 제작했다. 그리고, 1200 라인의 신호 전극의 초기 치수를 측정한 후, 실시예 11과 같이, 가열/방치 사이클에 의한 신호 전극의 치수 변화를 측정했다.
가열 분위기 습도의 차이와 패턴 치수의 변화의 관계
도 15는, 시간에 대한 기판 J, O 및 P의 신호 전극의 치수 변화를 도시한 그래프이며, 가열 분위기 습도의 차이와 패턴 치수의 변화의 관계를 나타내고 있다. 도 15로부터 명백한 바와 같이, 습도가 35%를 초과하면(기판 P), 가열 공정에서 흡습하기 때문에, 그 후의 가열/방치 사이클에서 치수 거동에 변화(수축)가 나타남을 볼 수 있다. 이런 점에서, 기판 P는 패턴 치수의 변동량을 20 ppm 이하로 억제해야 할 필요가 있는 액정 표시 소자의 제조 방법에서와 같이 가열을 반복하는 방법에서는 사용하기 곤란하다.
실시예 15
실시예 15에서는 반완성된 색필터 기판을 제작했다. 구체적으로는, 수지 기판으로서, 에폭시 수지 시이트(판 두께 0.4 mm)를 실온에서 1.33×10-3pa하에 1시간 동안 방치한 후, 이 수지 기판의 양면에 무기막으로서의 SiO2층을 스푸터링법으로 2Onm의 두께로 형성했다. 그 후, 이 수지 기판을 상압에서 무수 공기하에 120℃에서 1시간 동안 가열했다. 그 후, 분위기 온도에서, 이 수지 기판상에, R, G및 B의 서브필터로 구성된 색필터를 250 ㎛의 피치(R, G 및 B의 각 서브필터는 83.3 ㎛의 피치를 갖는다)로 400조 인쇄하여 기판(반완성된 색필터 기판) Q를 제작했다. 그리고, 색필터의 1200 라인의 치수를 측정했다. 그리고, 실시예 9와 같이, 가열/방치 사이클 및 건조에 의한 색필터의 1200 라인의 치수 변화를 측정했다.
비교예 10
실시예 15의 비교예로서, 수지 기판으로서, 에폭시 수지 시이트(판 두께 0.4 mm)의 양면에 무기막으로서의 SiO2층을 스푸터링법으로 20 nm의 두께로 형성했다. 이 후, 실시예 15와 동일한 방식으로 기판(반완성된 색필터 기판) R을 제작하여, 색필터의 1200 라인의 치수를 측정했다. 그리고, 실시예 15와 같이, 가열/방치 사이클 및 건조에 의한 색필터의 1200 라인의 치수 변화를 측정했다.
색필터의 패턴 치수의 변화
도 16은, 시간에 대한 기판 Q 및 R의 색필터의 치수 변화를 도시한 그래프이다. 도 16에 있어서, 시간 0은 마스크 치수를 나타낸다. 도 16에 도시한 바와 같이, 가열에 의해, 쌍방의 기판이 팽창하였다(치수가 증대하였다). 특히 기판 R은 가열에 의한 팽창이 크며, 또한 가열/방치 사이클마다 치수 거동이 변화(수축)하였다. 한편, 기판 Q는 가열/방치 사이클마다 치수의 변동이 일어나지 않으며, 또한 가열에 의한 팽창이 작고, 가열/방치 사이클마다의 치수 거동에도 변화가 일어나지 않았다. 이런 점에서, 기판 R은 액정 표시 소자의 가열이 반복되는 제조 방법에서는 사용하기 어렵다.
실시예 16
실시예 15의 기판 Q상에 평탄화막층을 형성한 후, 120℃에서 1시간 동안 하소화시키고, 이 기판 Q를 무수 공기중에서 24시간 동안 방치했다. 또한, 이 기판 Q상에 ITO로 이루어진 투명 전극막을 150 nm의 두께로 형성했다. 다음에, 이 투명 전극막상에 네거티브형 포토레지스트를 도포하여, 120℃에서 5분의 조건으로 건조시켰다. 다음에, 분위기 온도에서, 이 네거티브형 포토레지스트에, 앤마스크/마스크의 스페이스비= 80/20 및 설계치 250 ㎛ 피치의 두꺼운 종이 형태의 마스크를 스트라이프 형태의 색필터와 직교하도록 설치하고 광에 노출시켰다. 그 후, 이 수지 기판에 대해서, 실온에서, 포토레지스트를 현상하고, 투명 전극막을 에칭하고, 포토레지스트를 박리한 후, 주사 전극을 형성하여 색필터 기판 S를 제작했다. 이때, 색필터의 1200 라인의 치수는 100.0002 mm이고, 주사 전극의 400 라인의 치수는 100.0005 mm였다.
그리고, 실시예 11의 기판 J를 대향 기판으로서 사용했다. 이때, 신호 전극의 1200 라인의 치수는 100.0007 mm였다.
다음에 대향 기판 J에 스페이서를 도포하고, 색필터 기판 S에는 밀봉재를 인쇄하여, 대향 기판 J의 신호 전극의 패턴과 색필터 기판 S의 색필터의 패턴이 합쳐지도록 양 기판 J 및 S를 붙여 합쳤다. 그다음, 이 붙여 합쳐진 기판 J 및 S를 120℃에서 3시간의 조건하에 가열하여 밀봉재를 경화시켰다. 이리 하여, 본 발명의 액정 표시 소자의 제조 방법에 의해서 액정 표시 소자 α를 제조했다.
비교예 12
비교예 12에서는, 비교예 10의 기판 R을 사용한 것 이외는, 실시예 16의 색필터 기판 S와 동일한 방식으로 색필터 기판 T를 제작했다. 이때, 색필터의 1200 라인의 치수는 100.0152 mm이고, 주사 전극의 400 라인의 치수는 100.0007 mm였다.
그리고, 비교예 7의 기판 K를 대향 기판으로 사용했다. 이때, 신호 전극의 1200 라인의 치수는 100.0008 mm였다.
다음에, 대향 기판 K에 스페이서를 도포하고, 색필터 기판 T에는 밀봉재를 인쇄하여, 대향 기판 K의 신호 전극의 패턴과 색필터 기판 T의 색필터의 패턴이 합쳐지도록 양 기판 K 및 T를 붙여 합쳤다. 이리 하여, 비교예 12의 액정 표시 소자 β를 제조했다.
붙여 합쳐진 패턴정밀도
대향 기판의 신호 전극의 1200 라인의 치수와 색필터 기판의 색필터의 1200 라인의 치수를 비교하여, 패턴 어긋남 및 전체 화소내에서의 최저의 개구율을 구했다. 이것을 도 17에 나타내었다. 도 17로부터 명백한 바와 같이, 패턴 어긋남 및 개구율로부터, 비교예 12에 비해, 본 발명의 제조 방법에 의해 제조된 액정 표시 소자가 붙여 합쳐진 패턴정밀도에서 더욱 우수함을 알 수 있다.
실시예 17
실시예 17에서는, 실시예 16의 액정 표시 소자 α에서의 대향 기판 J의 신호 전극 및 색필터 기판 S의 주사 전극의 각각의 1200 라인에, 1200 라인/100 mm에서 라인/스페이스비가 80/10인 가요성 단자를 패턴이 합쳐지도록 하여 접착시켰다.
비교예 13
비교예 13에서는, 비교예 12의 액정 표시 소자 β에서의 대향 기판 K의 신호 전극 및 색필터 기판 T의 주사 전극의 각각의 1200 라인에, 1200 라인/100 mm에서 라인/스페이스비가 80/10인 가요성 단자를 패턴이 합쳐지도록 하여 접착시켰다.
가요성 단자의 패턴정밀도
가요성 단자의 1200 라인의 치수와 액정 표시 소자(대향 기판)측의 신호 전극의 1200 라인의 치수로부터 양자 사이의 패턴 어긋남을 구함과 동시에, 신호 전극과 가요성 단자와의 접촉률을 비교했다. 이것을 도 18에 나타내었다. 도 18에서 명백한 바와 같이, 패턴 어긋남 및 접촉률로부터, 비교예 13에 비해, 본 발명의 제조 방법에 의해 제조된 액정 표시 소자가 붙여 합쳐진 패턴정밀도에서 더욱 우수함을 알 수 있다. 또한, 스페이스 치수가 최대 16 ㎛이기 때문에 인접 라인끼리의 접촉은 없지만, 세밀도가 높아져 스페이스 치수가 작게 되면, 비교예 13의 방법에서는 인접 라인끼리 접촉할 가능성이 있다.
본 발명은 이상 설명한 바와 같은 형태로 실시되어, 수지 기판의 치수 변화가 적은 화상 표시 소자의 제조 방법을 수득하는 효과를 얻을 수 있다. 또한, 화상 표시 소자를 높은 치수정밀도로 제조할 수 있는 효과도 얻을 수 있다.

Claims (26)

  1. 수지 기판의 양면에 무기막을 형성하는 무기막 형성 단계, 및
    상기 무기막 형성 단계의 전에 또는 그 후에 상기 수지 기판을 탈수하는 탈수 단계
    를 가지며, 상기 무기막 형성 단계 및 상기 탈수 단계를 거친 수지 기판을 다른 기판과 함께 밀봉재를 통해 붙여 합친 후, 수지 기판을 가열하는 방법 등에 의해 상기 밀봉재를 경화시키는, 화상을 표시하기 위한 표시 기능부를 보유하는 수지 기판을 갖춘 화상 표시 소자의 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    표시 기능부가 수지 기판과 다른 기판 사이에 삽입되어 있는 화상 표시 소자의 제조 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    다른 기판이 색필터를 갖는 화상 표시 소자의 제조 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    색필터가 적색, 녹색 및 청색의 서브필터(subfilter)들로 구성된 화상 표시 소자의 제조 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    색필터가 백색 투과광에서 소정 파장의 광을 선택적으로 통과시키는 화상 표시 소자의 제조 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    탈수 단계에서 수지 기판을 흡수량이 0.5중량% 이하로 되도록 탈수하는 화상 표시 소자의 제조 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    무기막 형성 단계의 전에 탈수 단계를 수행하는 화상 표시 소자의 제조 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    무기막 형성 단계의 후에 탈수 단계를 수행하는 화상 표시 소자의 제조 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    수지 기판이, 에폭시, 아크릴, 폴리이미드, 폴리카보네이트, 폴리비닐알콜 및 폴리에틸렌으로 구성된 군에서 선택된 하나 이상, 이들의 복합 수지, 또는 이들이 적층된 수지 재료로 이루어진 화상 표시 소자의 제조 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    무기막이, SiOx, SiNx, GeOx, TiOx 및 ZrOx로 구성된 군에서 선택된 어느 하나의 막, 이들의 복합막, 또는 이들의 적층막으로 이루어진 화상 표시 소자의 제조 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    무기막의 막 두께가 15 nm 내지 40 nm인 화상 표시 소자의 제조 방법.
  12. 제 1 항에 있어서,
    수지 기판을 가열하여 탈수하는 화상 표시 소자의 제조 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    200℃ 이하의 온도로 가열하는 화상 표시 소자의 제조 방법.
  14. 제 1 항에 있어서,
    수지 기판을 감압으로 처리하여 탈수하는 화상 표시 소자의 제조 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    수지 기판을 감압으로 처리한 후에, 가열하는 화상 표시 소자의 제조 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    200℃ 이하의 온도로 가열하는 화상 표시 소자의 제조 방법.
  17. 제 15 항에 있어서,
    불활성 기체 분위기하에서 가열하는 화상 표시 소자의 제조 방법.
  18. 제 15 항에 있어서,
    공기 분위기하에서 가열하는 화상 표시 소자의 제조 방법.
  19. 제 15 항에 있어서,
    35% 이하의 습도 분위기하에서 가열하는 화상 표시 소자의 제조 방법.
  20. 제 1 항에 있어서,
    무기막 형성 단계 및 탈수 단계를 거친 수지 기판의 한면의 무기막상에 소정의 막을 형성하고, 형성된 소정의 막을 패턴화(patterning)하는 화상 표시 소자의 제조 방법.
  21. 제 20 항에 있어서,
    소정의 막으로서 투명 전극막을 형성하는 화상 표시 소자의 제조 방법.
  22. 제 20 항에 있어서,
    소정의 막으로서 색필터막을 형성하는 화상 표시 소자의 제조 방법.
  23. 제 20 항에 있어서,
    화상 표시 소자가, 다른 기판으로서 패턴화된 소정의 막이 형성된 수지 기판을 갖는 액정 표시 소자인 화상 표시 소자의 제조 방법.
  24. 제 21 항에 있어서,
    투명 전극막을 패턴화하여 형성된 투명 전극에 가요성 단자를 접착시키는 화상 표시 소자의 제조 방법.
  25. 수지 기판을 흡수량이 0.5중량% 이하로 되도록 탈수하는 리셋(reset) 단계를 가짐을 특징으로 하는, 화상을 표시하기 위한 표시 기능부를 보유하는 수지 기판을 갖춘 화상 표시 소자의 제조 방법.
  26. 제 25 항에 있어서,
    리셋 단계의 전에 수지 기판의 양면에 무기막을 형성하는 무기막 형성 단계를 갖는 화상 표시 소자의 제조 방법.
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