JPH09101493A

JPH09101493A - 液晶表示素子の製造方法

Info

Publication number: JPH09101493A
Application number: JP25791195A
Authority: JP
Inventors: Akiko Ueno; 埜亜希子上; Ryoichi Watanabe; 辺良一渡
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1995-10-04
Filing date: 1995-10-04
Publication date: 1997-04-15

Abstract

(57)【要約】【課題】表示むらが生じるのを可及的に防止する。【解決手段】透明な基板２上に電極３及び配向膜４を
形成する工程と、配向膜が形成された基板１上にスペー
サ６とフォトレジスト７の混合層を形成する工程と、フ
ォトレジストの膜厚がスペーサの径にほぼ等しくなるよ
うに前記混合層を加圧し、露光する工程と、混合層を現
像する工程と、を備えていることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は液晶表示素子の製造
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、薄型軽量、低消費電力という利点
を持つ液晶表示素子は、日本語ワードプロセッサやデス
クトップパーソナルコンピュータ等のパーソナルＯＡ機
器の表示装置として積極的に用いられている。用途が広
がるとともに液晶表示素子の大画面化、高精細化、高コ
ントラスト化、高表示品位等の要求性は高くなってきて
いる。液晶表示素子は大画面、高精細になるほど、高コ
ントラスト化、高表示品位化を実現するのは困難にな
る。この原因の一つとして、大面積になるほど全面に渡
って液晶層の厚さを均一に保つことが困難になり、液晶
層の厚さのむらが増大することが挙げられる。

【０００３】図５に従来の液晶表示素子の一般的な構造
を示す。この図５に示す液晶表示素子は単純マトリス駆
動方式の液晶表示素子であって走査電極基板１と、信号
電極基板１１と、これらの基板間に封入された液晶組成
物２４と、基板間の間隙を一定に保つスペーサ６とを備
えている。

【０００４】走査電極基板１は次のように形成される。
まず透明なガラス基板２上にＩＴＯ（Indium Tin Oxid
e）膜を堆積し、パターニングすることにより帯状の走
査電極３を形成する。続いてガラス基板２の主面（走査
電極３が形成された面）に配向膜４を堆積し、ラビング
処理を行うことによって走査電極基板１を完成する。

【０００５】一方信号電極基板１１は次のように形成さ
れる。まず透明なガラス基板１２上にＩＴＯ膜を堆積
し、パターニングすることによって帯状の信号電極１３
を形成し、続いてガラス基板１２の主面（信号電極１３
が形成された面）に配向膜１４を堆積し、ラビング処理
を行うことによって信号電極基板１１を完成する。

【０００６】そして上記２枚の基板１，１１のうち一方
の基板、例えば走査電極基板１上に球状のスペーサ６を
複数個散布し、他方の基板１１上に熱硬化性のシール剤
２１を印刷する。このとき、後で液晶が注入できるよう
に印刷されたシール剤に注入口（図示せず）を設けてお
く。

【０００７】続いて基板１と基板１１を、走査電極３と
信号電極１３が直交するように張り合わせて加圧すると
ともに加熱し、シール剤２１を硬化させることによって
基板１と基板１１を固定する。

【０００８】次に上記注入口より基板１と基板１１の間
隙に液晶組成物２４を注入し、注入後、上記注入口を紫
外線硬化樹脂を用いて封止する。これにより液晶表示素
子を完成する。

【０００９】このようにして製造された液晶表示素子に
おいては、スペーサ６が均一に散布できず、むらが生じ
たり、スペーサ６により表示画面のコントラストが低下
したり、スペーサ６の凝集による微小な斑点が表示画面
に生じたりして表示性能を著しく低下させるという問題
があった。

【００１０】この問題を解決するためにスペーサ６の散
布前又は散布後にフォトレジスト等の樹脂を塗布するこ
とによってスペーサ６を所望の位置に必要な密度で選択
的に固定する方法が提案されている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上述のようにスペーサ
６を所望の位置に必要な密度で選択的に固定する方法に
よって製造された液晶表示素子には基板間隙の精度が悪
くなるという問題がある。この問題を図６を参照して説
明する。

【００１２】基板（図示せず）にフォトレジスト層７を
塗布した後にスペーサ６を散布した場合に起こり得るス
ペーサ６とフォトレジスト層７の状態を図６（ａ），
（ｂ）に示し、基板にスペーサ６を散布した後にフォト
レジスト層７を塗布した場合もしくはスペーサ６とフォ
トレジスト層７の混合物を基板に塗布した場合に起こり
得るスペーサ６とフォトレジスト層７の状態を図６
（ｃ），（ｄ）に示す。

【００１３】ここでスペーサ６の径（所望の基板間隙）
をｄ₁とし、フォトレジスト層７の膜厚をｄ₂とする。
図６（ａ）および図６（ｃ）に示す状態の場合は、所望
の基板間隙ｄ₁を得ることができる。ところが、図６
（ｂ）および図６（ｄ）に示す状態の場合は液晶層の膜
厚、すなわち基板間隙は所望の値ｄ₁よりも大きくな
り、表示むらが生じることになる。

【００１４】本発明は上記事情を考慮してなされたもの
であって、表示むらが生じるのを可及的に防止すること
のできる液晶表示素子を提供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明による液晶表示素
子の製造方法の第１の態様は、透明な基板上に電極及び
配向膜を形成する工程と、前記配向膜が形成された基板
上にスペーサとフォトレジストの混合層を形成する工程
と、前記フォトレジストの膜厚が前記スペーサの径にほ
ぼ等しくなるように前記混合層を加圧し、露光する工程
と、前記混合層を現像する工程と、を備えていることを
特徴とする。

【００１６】また本発明の製造方法の第２の態様は第１
の態様の液晶表示素子において、前記混合層を加圧し、
露光する工程は、前記混合層上にフォトマスクを設けこ
のフォトマスクを加圧しながら露光することを特徴とす
る。

【００１７】また本発明の製造方法の第３の態様は第２
の態様の製造方法において、前記混合層と前記フォトマ
スクが接着するのを防止するために前記混合層と前記フ
ォトマスクとの間に、接着防止層を設けることを特徴と
する。

【００１８】また本発明の製造方法の第４の態様は第１
の態様の製造方法において、前記混合層を加圧し、露光
する工程は、前記混合層を加圧した後にフォトマスクを
用いて露光することを特徴とする。

【００１９】また本発明の製造方法の第５の態様は第１
の態様の製造方法において、前記混合層を前記基板上に
形成する工程はドライフィルムフォトレジストを用いて
行うことを特徴とする。

【００２０】

【発明の実施の形態】本発明による液晶表示素子の製造
方法の第１の実施の形態を図１及び図２を参照して説明
する。

【００２１】この実施の形態の製造方法は単純マトリッ
クス駆動方式のＳＴＮ型液晶表示素子の製造方法であっ
てその製造工程を図１に示し、この実施の形態の製造方
法によって製造された液晶表示素子の構成断面図を図２
に示す。

【００２２】液晶セルを構成する走査電極基板１は次の
ように形成される。まずＳｉＯ_ｘを主成分とする青板ガ
ラスからなる厚さが例えば１．１mmの透明基板２の表面
にＲＧＢからなるカラーフィルタ層（図示せず）を形成
した後、このカラーフィルタ層を覆うように例えばアク
リル系の樹脂からなる保護層（図示せず）を形成する。
そしてこの保護層上にＩＴＯ膜を蒸着し、パターニング
することにより例えば６４０本の走査線からなる帯状の
走査電極３を形成する。このとき表示領域にかかる帯状
の走査線の幅は例えば０．２７mm、走査線間隔は０．０
３mmである。続いて走査電極３を覆うようにポリイミド
からなる膜を堆積した後、ラビング処理を行い、配向膜
４を形成する。

【００２３】一方、信号電極基板１１はＳｉＯ_ｘを主成
分とした青板ガラスからなる厚さが１．１mmの透明基板
１２の表面にＩＴＯ膜を蒸着し、パターニングすること
により２４０本の信号線を有する帯状の信号電極１３を
形成する。このとき、表示領域にかかる信号線の幅は例
えば０．２７mm、信号線間隔は０．０３mmである。続い
て、この信号電極１３を覆うようにポリイミドからなる
膜を堆積した後、ラビング処理を行うことによって配向
膜１４を形成する。

【００２４】なお、配向膜４と配向膜１４のラビング
は、基板１と基板１４を対向配置した場合に液晶組成物
が２４０°ねじれて配向するように行う。

【００２５】次に走査電極基板１に対して以下の処理を
施す。配向膜４の形成された基板１上に粒径５μｍの樹
脂スペーサ６を密度が７０個／mm²となるように散布し
た後、フォトレジストを約２０００オングストロームの
厚さに塗布し、レジスト層７を形成する（図１（ａ）参
照）。次に図１（ｂ）に示すようにレジスト層７上に例
えばポリエチレンテレフタラートからなる透明なシート
層８を形成する。このシート層８は加圧時に後述のマス
ク９とレジスト層７が接着するのを防止するために設け
たものであり、レジスト層７とマスク９が接着するおそ
れがない場合は設けなくても良い。

【００２６】次に図１（ｃ）に示すように上記シート層
８上にフォトマスク９を載せ、レジスト層７の厚さがス
ペーサ６の直径にほぼ等しくなるように加圧しながら露
光処理を行う。続いて図１（ｄ）に示すようにフォトマ
スク９およびシート層８を除去した後、現像し、配向膜
４を露出させる。

【００２７】次に信号電極基板１１の主面（配向膜１４
が形成された面）の外周にエポキシ樹脂系の接着剤２１
を液晶組成物の注入口となる領域を除いて印刷した後、
この信号電極基板１１と走査電極基板１とを貼り合わせ
る。続いて液晶組成物２４を真空注入法を用いて上記注
入口より注入し、上記注入口を紫外線硬化樹脂を用いて
封止する。そして走査電極基板１及び信号電極基板１１
の外側の面に位相差板及び偏光板（図示せず）を設ける
ことにより液晶表示素子を完成する。

【００２８】こうして得られた液晶表示素子にデューテ
ィ比が１／２４０の駆動電圧を用いてマルチプレクス駆
動させ、表示色を観察したところ、表示にむらのない均
一な表示が得られた。

【００２９】以上説明したように本実施の形態の製造方
法によれば、スペーサ６を固定するためのレジスト層７
の露光は加圧しながら行うため、基板間隙をスペーサ６
の径に等しくなるようにすることが可能となり、表示む
らが生じるのを可及的に防止することができる。

【００３０】なお、上記実施の形態の製造方法において
は、スペーサ６を散布した後にレジスト層７を形成した
が、レジスト層７を形成した後にスペーサ６を散布して
も良い。また、スペーサ６が体積濃度で例えば０．１％
分散したレジストを、配向膜４が形成された基板１上に
塗布した後、図１（ｂ）に示す以降の工程を行っても本
実施の形態の製造方法と同様の効果を奏することは言う
までもない。

【００３１】また、本実施の形態の製造方法において
は、スペーサ６の散布及びレジスト層７の形成は走査電
極基板１上で行ったが、信号電極基板１１上で行っても
良い。この場合、接着剤２１は走査電極基板１上に印刷
される。

【００３２】また本実施の形態の製造方法においては、
レジスト層７の露光は加圧中に行ったが、レジスト層７
の厚さがスペーサ６の径にほぼ等しくなるように十分に
加圧した後に、フォトマスクを用いて露光を行っても同
様の効果を奏することは言うまでもない。

【００３３】次に本発明による液晶表示素子の製造方法
の第２の実施の形態を図３を参照して説明する。図３は
この第２の実施の形態の製造方法によって製造された液
晶表示素子の断面図である。この実施の形態の製造方法
は、図１に示す第１の実施の形態の製造方法において、
非画素部領域にのみレジスト層７が残るようなフォトマ
スクを用いる以外は第１の実施の形態の製造方法と同様
にして行う。この第２の実施の形態の製造方法によって
製造された液晶表示素子は図３に示すように画素部領域
にはスペーサ６が存在しないため第１の実施の形態の製
造方法によって製造された液晶表示素子に比べてコント
ラスト比に優れ、より均一な表示が可能となる。

【００３４】次に本発明による液晶表示素子の製造方法
の第３の実施の形態を図４を参照して説明する。この実
施の形態の製造方法は、ドライフィルムフォトレジスト
を用いるものである。このドライフィルムフォトレジス
ト４０は図４に示すように粒径が５μｍの樹脂スペーサ
４３を分散したフォトポリマ４１をポリオレフィンカバ
ーシート４５，４６で挟んだネガ型のフォトレジストで
ある。

【００３５】まず配向膜（図示せず）が形成された走査
電極基板１をドライフィルムラミネータ（図示せず）の
ロール間を通過させる。すると、ドライフィルムフォト
レジスト４０のポリオレフィンカバーシート４５が剥さ
れて基板１の表面にドライフィルムフォトレジスト４０
が接着される（図４参照）。このとき、上記ロールによ
ってドライフィルムフォトレジスト４０が加圧されてレ
ジスト層の厚さが樹脂スペーサ４３の径にほぼ等しくな
る。

【００３６】続いてフォトマスク（図示せず）を用いて
露光処理を行った後、現像し、配向膜を露出させる。こ
れにより基板１上には例えば図１（ｄ）に示すようにス
ペーサがレジストによって固定された状態となる。以降
は第１の実施の形態の場合と同様にして行い、液晶表示
素子を完成する。

【００３７】以上説明したように本実施の形態の製造方
法によって製造された液晶表示素子は第１の実施の形態
の製造方法によって製造された液晶表示素子と同様に表
示むらのないものとなる。

【００３８】なお、この第３の実施の形態の製造方法に
おいて、フォトレジストを露光する際に非表示部領域に
のみレジストを残すようなフォトマスクを用いれば、こ
れにより得られた液晶表示素子は第３の実施の形態の製
造方法によって製造された液晶表示素子に比べてコント
ラスト比に優れ、かつより均一な表示が可能となる。

【００３９】なお、上記第１乃至第３の実施の形態の製
造方法においては、スペーサとして樹脂製のものを用い
たが、ガラスファイバー製のスペーサ又はシリカ球の方
が樹脂スペーサよりも精度が良いため、ガラスファイバ
ー製のスペーサ又はシリカ球を用いた方が、より均一な
表示を得ることができる。

【００４０】また、上記第１乃至第３の実施の形態の製
造方法においては、単純マトリクス駆動方式の液晶表示
素子を例にとって説明したが、アクティブマトリクス駆
動方式の液晶表示素子の製造にも本発明を適用できるこ
とは言うまでもない。

【００４１】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、基板
間隙を所望の値とすることが可能となるので表示むらの
ない均一な表示を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による液晶表示素子の製造方法の第１の
実施の形態の製造工程を示す工程断面図。

【図２】第１の実施の形態の製造方法によって製造され
る液晶表示素子の構成断面図。

【図３】本発明の第２の実施の形態によって製造された
液晶表示素子の構成を示す断面図。

【図４】本発明による液晶表示素子の製造方法の第３の
実施の形態の製造工程を説明する図。

【図５】単純マトリクス駆動方式の液晶表示素子の一般
的な構成断面図。

【図６】従来の製造方法の問題点を説明する説明図。

【符号の説明】

１走査電極基板２ガラス基板３走査電極４配向膜６スペーサ７レジスト層８シート層９フォトマスク１１信号電極基板１２ガラス基板１３信号電極１４配向膜２１接着剤２４液晶組成物４０ドライフィルムフォトレジスト４１フォトポリマ４３スペーサ４５ポリオレフィンカバーシート４６ポリオレフィンカバーシート

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透明な基板上に電極及び配向膜を形成する
工程と、前記配向膜が形成された基板上にスペーサとフォトレジ
ストの混合層を形成する工程と、前記フォトレジストの膜厚が前記スペーサの径にほぼ等
しくなるように前記混合層を加圧し、露光する工程と、前記混合層を現像する工程と、を備えていることを特徴とする液晶表示素子の製造方
法。
【請求項２】前記混合層を加圧し、露光する工程は、前
記混合層上にフォトマスクを設け、このフォトマスクを
加圧しながら露光することを特徴とする請求項１記載の
液晶表示素子の製造方法。
【請求項３】前記混合層と前記フォトマスクが接着する
のを防止するために前記混合層と前記フォトマスクとの
間に、接着防止層を設けることを特徴とする請求項２記
載の液晶表示素子の製造方法。
【請求項４】前記混合層を加圧し、露光する工程は、前
記混合層を加圧した後にフォトマスクを用いて露光する
ことを特徴とする請求項１記載の液晶表示素子の製造方
法。
【請求項５】前記混合層を前記基板上に形成する工程は
ドライフィルムフォトレジストを用いて行うことを特徴
とする請求項１記載の液晶表示素子の製造方法。