JP2007206352A - Method of manufacturing element substrate for liquid crystal display device, liquid crystal display device and method of manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は液晶表示装置用素子基板の製造方法と液晶表示装置及びその製造方法に係り、更に詳しくは、プラスチックフィルムを基板に使用するフレキシブルタイプの液晶表示装置用素子基板の製造方法と液晶表示装置及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing an element substrate for a liquid crystal display device, a liquid crystal display device, and a method for manufacturing the same, and more specifically, a method for manufacturing an element substrate for a flexible liquid crystal display device using a plastic film as a substrate And a manufacturing method thereof.
液晶表示装置は、薄型・軽量であると共に、低電圧で駆動できて消費電力が少ないという長所があり、各種のディスプレイに広く使用されている。近年では、プラスチックフィルムを基板として使用するフレキシブルタイプの液晶表示装置が注目されている。そのようなフレキシブルディスプレイは、丸めて収納できて持ち運びに便利な超薄型・軽量のモバイル用ばかりではなく、表示画面を湾曲させたディスプレイとしても利用できる。 Liquid crystal display devices have the advantages of being thin and light, and being capable of being driven at a low voltage and consuming little power, and are widely used in various displays. In recent years, a flexible liquid crystal display device using a plastic film as a substrate has attracted attention. Such a flexible display can be used not only for an ultra-thin and light-weight mobile that can be rolled up and stored, but also as a display with a curved display screen.
フレキシブルタイプの液晶表示装置の素子基板の製造方法の一例としては、製造工程におけるプラスチックフィルムの反りや膨張収縮を回避するために、耐熱性で剛性のガラス基板の上に製造条件が制限されることなく透明電極やカラーフィルタ層などを高精度で位置合わせして形成して転写層とした後、この転写層をプラスチックフィルム上に転写・形成する方法がある(特許文献1)。 As an example of a method for manufacturing an element substrate of a flexible liquid crystal display device, manufacturing conditions are limited on a heat-resistant and rigid glass substrate in order to avoid warping or expansion / contraction of the plastic film in the manufacturing process. There is a method in which a transparent electrode, a color filter layer, and the like are aligned and formed with high accuracy to form a transfer layer, and then this transfer layer is transferred and formed on a plastic film (Patent Document 1).
ところで、液晶表示装置は2枚の素子基板の間に液晶を挟持した構造を有し、その表示品質を維持するにはセルギャップを一定の厚みに保持することが重要である。一般的には、2枚の素子基板の間に接着剤がコーティングされた球状スペーサを散在させることによってセルギャップが制御される。 By the way, the liquid crystal display device has a structure in which a liquid crystal is sandwiched between two element substrates, and it is important to keep the cell gap constant in order to maintain the display quality. In general, the cell gap is controlled by interposing spherical spacers coated with an adhesive between two element substrates.
特許文献2には、フォトレジストに露光、現像、電着を行うことによりブラックマトリクスの上に複数のスペーサを形成する方法が記載されている。また、特許文献3には、液晶層の厚みにほぼ等しい大きさの粒子を分散させた樹脂からなる柱状スペーサを素子基板の上に設けることが記載されている。
さらに、特許文献4には、ブラックマトリクス及び電極を備えたガラス基板の上に光分解性樹脂を形成した後に、ガラス基板の背面側からブラックマトリクスをマスクにして露光することにより、ブラックマトリクス上に突起体を形成してスペーサとする方法が記載されている。
しかしながら、フレキシブルタイプの液晶表示装置においては、セルギャップを保持するために球状スペーサを使用する方法では、その表示画面を湾曲させて使用する際に球状スペーサの接着性が十分ではないのでセルギャップの均一性が崩れて表示ムラが発生しやすい。また、球状スペーサは表示領域にも配置されることから、球状スペーサによって表示特性が劣化するおそれがある。 However, in a flexible liquid crystal display device, the method of using a spherical spacer to maintain the cell gap does not provide sufficient adhesion of the spherical spacer when the display screen is curved and used. Uniformity is lost and uneven display tends to occur. Further, since the spherical spacer is also arranged in the display area, there is a possibility that the display characteristics are deteriorated by the spherical spacer.
さらには、プラスチックフィルムを基板に使用する素子基板の場合、プラスチックフィルムは熱によって伸縮が生じることからフォトリソグラフィにおいて位置ずれが発生するので、ブラックマトリクスの上にドッド状のスペーサを高精度にパターニング化して形成することは困難を極める。なお、特許文献4の方法では、背面露光法を採用することでブラックマトリクスの上に自己整合的に突起体を形成できるものの、ブラックマトリクス上にドッド状のスペーサをパターン化して形成することは困難である。 Furthermore, in the case of an element substrate that uses a plastic film as a substrate, since the plastic film expands and contracts due to heat, misalignment occurs in photolithography, so a dod-like spacer is patterned on the black matrix with high precision. It is extremely difficult to form. In the method of Patent Document 4, although the back exposure method can be used to form the protrusions on the black matrix in a self-aligning manner, it is difficult to pattern the dodd spacers on the black matrix. It is.
本発明は上記した問題点を鑑みて創作されたものであり、何ら不具合が発生することなく、フォトリソグラフィに基づいてブラックマトリクスに対応する部分に十分な接着性が得られる柱状スペーサをパターン化して形成できるフレキシブルタイプの液晶表示装置用素子基板の製造方法と液晶表示装置及びその製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been created in view of the above-described problems, and patterning columnar spacers that can provide sufficient adhesion to a portion corresponding to a black matrix based on photolithography without causing any problems. It is an object of the present invention to provide a manufacturing method of a flexible type element substrate for a liquid crystal display device, a liquid crystal display device, and a manufacturing method thereof.
上記した課題を解決するため、本発明は液晶表示装置用素子基板の製造方法に係り、表面側の最上に配向膜が形成され、該配向膜の下方にブラックマトリクスを含むカラーフィルタが形成されたプラスチックフィルムを用意する工程と、前記配向膜の上にポジ型の感光性樹脂層を形成する工程と、前記ブラックマトリクスに重なるパターンが得られるように前記プラスチックフィルムの前記表面側からフォトマスクを介して前記感光性樹脂層を露光すると共に、前記プラスチックフィルムの背面側から前記ブラックマトリクスをマスクにして前記感光性樹脂層を露光する工程と、前記感光性樹脂層を現像することにより、前記ブラックマトリクスに対応する配向膜の部分上に自己整合的に配置される樹脂層パターンを形成して複数の柱状スペーサを得る工程とを有することを特徴とする。 In order to solve the above problems, the present invention relates to a method for manufacturing an element substrate for a liquid crystal display device, wherein an alignment film is formed on the uppermost surface side, and a color filter including a black matrix is formed below the alignment film. A step of preparing a plastic film, a step of forming a positive photosensitive resin layer on the alignment film, and a photomask from the surface side of the plastic film so that a pattern overlapping the black matrix is obtained. Exposing the photosensitive resin layer and exposing the photosensitive resin layer from the back side of the plastic film using the black matrix as a mask; developing the photosensitive resin layer; A plurality of columnar spacers are formed by forming a resin layer pattern arranged in a self-aligned manner on a portion of the alignment film corresponding to Characterized by a step of obtaining a service.
本発明の一つの好適な態様では、まず、転写技術によってプラスチックフィルム上にブラックマトリクスを含むカラーフィルタや電極などが形成された後に、最上に配向膜が形成される。そして、ブラックマトリクスに重なるパターンが得られるように、プラスチックフィルムの上面側からフォトマスクを介してポジ型感光性樹脂層に対して第1の露光が行われる。例えば、ブラックマトリクスはストライプ状に配置され、ブラックマトリクスに直交するストライプ状の樹脂パターンが得られるように第1の露光が行われる。 In one preferred embodiment of the present invention, first, after a color filter, an electrode, and the like including a black matrix are formed on a plastic film by a transfer technique, an alignment film is formed at the top. Then, first exposure is performed on the positive photosensitive resin layer from the upper surface side of the plastic film through a photomask so that a pattern overlapping the black matrix is obtained. For example, the black matrix is arranged in a stripe shape, and the first exposure is performed so as to obtain a stripe-shaped resin pattern orthogonal to the black matrix.
続いて、プラスチックフィルムの背面側からフォトマスクを介さずにブラックマトリクスをマスクにしてポジ型感光性樹脂層に対して第2の露光(背面露光)が行われる。これにより、第1の露光での非露光部のうちのブラックマトリクスに重なる部分のみが自己整合的に非露光部となり、ブラックマトリクスに対応する配向膜の部分上に自己整合的に樹脂層パターンがドッド状に形成されて柱状スペーサが得られる。 Subsequently, second exposure (backside exposure) is performed on the positive photosensitive resin layer from the back side of the plastic film using the black matrix as a mask without using a photomask. Thus, only the portion of the non-exposed portion in the first exposure that overlaps the black matrix becomes a non-exposed portion in a self-aligned manner, and the resin layer pattern is formed in a self-aligned manner on the portion of the alignment film corresponding to the black matrix. A columnar spacer is obtained by forming a dod.
このように、本発明では、高度な位置合わせは不要であり、自己整合的にブラックマトリクスに対応する部分にドッド状の柱状スペーサを形成することができる。従って、熱によって伸縮が発生しやすいプラスチックフィルムを基板に使用する場合であっても、フォトリソグラフィにおいて基板の伸縮による位置ずれを考慮する必要がない。 As described above, in the present invention, high-level alignment is unnecessary, and a dod-like columnar spacer can be formed in a portion corresponding to the black matrix in a self-aligning manner. Therefore, even when a plastic film that easily expands and contracts due to heat is used for the substrate, it is not necessary to consider positional displacement due to the expansion and contraction of the substrate in photolithography.
また、本発明で使用される柱状スペーサ(感光性樹脂層)は本硬化する際に、接着機能を有している。本発明の製造方法で得られる素子基板を使用して液晶表示装置を構成する場合、素子基板に対向基板を対向させてセル部の周縁部に設けられたシール材を熱処理して接着する際に、柱状スペーサが本硬化することにより素子基板と対向基板のセル部に柱状スペーサが十分な強度で接着される。 Moreover, the columnar spacer (photosensitive resin layer) used in the present invention has an adhesive function when it is fully cured. When a liquid crystal display device is configured using the element substrate obtained by the manufacturing method of the present invention, when the sealing material provided on the peripheral edge of the cell portion is heat-treated and bonded with the counter substrate facing the element substrate. The columnar spacers are fully cured, so that the columnar spacers are bonded to the cell portions of the element substrate and the counter substrate with sufficient strength.
このため、液晶表示装置の表示画面を湾曲して設置する場合であっても、セルギャップの均一性が保たれ、表示特性の向上を図ることができる。 For this reason, even when the display screen of the liquid crystal display device is installed in a curved shape, the uniformity of the cell gap is maintained, and the display characteristics can be improved.
以上説明したように、本発明では、ブラックマトリクスに対応する部分に柱状スペーサを自己整合的にパターン化して形成できるので、プラスチックフィルムを基板に使用しても何ら不具合が発生しない。また、接着性を有する柱状スペーサを使用することから、プレキシブル液晶表示装置として構成する際に、セルギャップの均一性が保たれ、表示特性の向上を図ることができる。 As described above, in the present invention, columnar spacers can be formed in a self-aligned pattern on the portion corresponding to the black matrix, so that no problem occurs even if a plastic film is used for the substrate. In addition, since columnar spacers having adhesiveness are used, the uniformity of the cell gap can be maintained and the display characteristics can be improved when configuring as a plexable liquid crystal display device.
以下、本発明の実施の形態について、添付の図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図1〜図9は本発明の実施形態の液晶表示装置用素子基板の製造方法を示す図、図10及び図11は同じく液晶表示装置を示す断面図である。 1 to 9 are views showing a method of manufacturing an element substrate for a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 10 and 11 are sectional views showing the liquid crystal display device.
本発明の実施形態の液晶表示装置用素子基板の製造方法は、図1(a)に示すように、まず、仮基板としてガラス基板20を用意し、その上にポリイミドなどからなる膜厚が4μm程度の剥離層22を形成する。
In the method for manufacturing an element substrate for a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention, as shown in FIG. A
次いで、図1(b)に示すように、剥離層22上に無機絶縁層24を形成する。無機絶縁層24としては、ガスの侵入をブロックできるシリコン窒化層(SiNX層)、シリコン酸化層(SiOX層)、又はシリコン酸化窒化層(SiON層)などのバリア層が使用され、CVD法やスパッタ法によって膜厚が15nm程度で形成される。
Next, as shown in FIG. 1B, an
続いて、図1(c)に示すように、無機絶縁層24上に膜厚が150nmのITO(Indium Tin Oxide)層を成膜した後に、ITO層をフォトリソグラフィ及びエッチングでパターニングすることにより、透明導電層からなる電極26を形成する。電極26は表示信号が供給されるものであり、図1(c)には、液晶表示装置の単純マトリクス駆動用のストライプ状の電極26が例示されている。
Subsequently, as shown in FIG. 1C, after forming an ITO (Indium Tin Oxide) layer having a thickness of 150 nm on the
電極26を構成するITO層は、耐熱性のガラス基板20上に形成されることから、成膜温度が180℃程度のスパッタ法などを採用することができる。このため、結晶性でかつ低抵抗(シート抵抗値:15Ω/口)のITO層が得られる。
Since the ITO layer constituting the
続いて、図2(a)に示すように、無機絶縁層24及び電極26の上に、アクリル樹脂などよりなる膜厚が2〜5μm程度の保護層28を形成する。このとき、電極26の段差は保護層28によって平坦化される。さらに、同じく図4(a)に示すように、保護層28上の各電極26のパターン間上にブラックマトリクス30BMを形成する。続いて、赤色画素部を構成する部分に赤色カラーフィルタ30Rを形成する。次いで、緑色画素部を構成する部分に緑色カラーフィルタ30Gを形成する。その後に、青色画素部を構成する部分に青色カラーフィルタ30Bを形成する。
Subsequently, as shown in FIG. 2A, a
このようにして、赤色カラーフィルタ30R、緑色カラーフィルタ30G、青色カラーフィルタ30B及びブラックマトリクス30BMにより構成されるカラーフィルタ30が形成される。各色のカラーフィルタ30R〜30BMは、例えば顔料分散タイプの感光性塗布膜がフォトリソグラフィによりパターニングされて形成される。
In this manner, the
次いで、図2(b)に示すように、図2(a)の構造体の上面に接着層32を介してプラスチックフィルム10を対向させて配置する。プラスチックフィルム10としては、膜厚が100〜200μmのポリエーテルスルホンフィルムやポリカーボネートフィルムなどが好適に使用される。
Next, as shown in FIG. 2B, the
さらに、熱処理することにより接着層32を硬化させて、図2(a)の構造体上にプラスチックフィルム10を接着する。続いて、同じく図2(b)に示すように、プラスチックフィルム10の一端にロール40を固定し、このロール40を回転させながらガラス基板20を剥離する。このとき、ガラス基板20と剥離層22との界面(図2(b)のA部)に沿って剥離され、ガラス基板20が廃棄される。
Further, the
これにより、図2(c)に示すように、プラスチックフィルム10上に、下から順に、接着層32、カラーフィルタ30、保護層28、電極26、無機絶縁層24、及び剥離層22により構成される転写層Tが転写・形成される。
Thereby, as shown in FIG.2 (c), it is comprised on the
このように、本実施形態では、耐熱性で剛性のガラス基板20上に所望の各種素子を含む転写層Tを精度よく形成した後に、その転写層Tをプラスチックフィルム10上に転写・形成する手法を採用している。このため、プラスチックフィルム10上に所望の各種素子を高い位置合わせ精度で形成することができる。
As described above, in this embodiment, after the transfer layer T including various desired elements is accurately formed on the heat-resistant and
次いで、図3(a)に示すように、プラスチックフィルム10上の剥離層22を酸素プラズマやコリン系などのアルカリ溶液を用いてエッチングすることにより除去して無機絶縁層24を露出させる。続いて、図3(b)に示すように、無機絶縁層24の上にポリイミドからなる配向膜34を形成する。
Next, as shown in FIG. 3A, the
次いで、図3(c)に示すように、スピンコート法によって配向膜34の上に接着機能を有するポジ型の感光性樹脂を塗布した後に、クリーンオーブンで80℃の雰囲気で20分間熱処理を行うことにより樹脂層36を得る。この時点では、樹脂層36は半硬化状態であり、後に説明するように樹脂層36は本硬化する際に接着性を有する。樹脂層36は後にパターン化されて柱状スペーサとして機能するので、その厚みは液晶表示装置の目標セルギャップよりも0.2〜0.5μm程度厚くなるように設定される(例えば5〜8μm)。
Next, as shown in FIG. 3C, after applying a positive photosensitive resin having an adhesive function on the
次いで、図4(a)に示すように、ストライプ状の露光パターンを備えたフォトマスク42を介してプラスチックフィルム10の表面側(樹脂層36側の面)から140〜200mj/cm2の条件で樹脂層36を露光する(第1の露光)。このとき、図4(b)に示すように、ストライプ状のブラックマトリクス30BMに直交するストライプ状の樹脂層36が得られる(画定)されるように、樹脂層36のストライプ状の第1露光部E1(塗りつぶし部)が露光される。
Next, as shown in FIG. 4A, 140 to 200 mj / cm 2 from the surface side of the plastic film 10 (surface on the
さらに、図5(a)に示すように、プラスチックフィルム10の背面側から、フォトマスクを介さずに800〜900mj/cm2の条件で樹脂層36を露光する(第2の露光)。このとき、図5(b)に示すように、ブラックマトリクス30BMがマスクとなって露光されるので、ストライプ状のブラックマトリクス30BMの間の樹脂層36の領域(E2で示される第2露光部)が露光される。つまり、ブラックマトリクス30BMの間の領域に注目すると、図4の露光工程で露光された領域が再度露光され、図4の露光工程で露光されなかった領域(図5の斜線部)が追加で露光されたことになる。従って、ブラックマトリクス30BMの間の樹脂層36の領域は自己整合的に全て露光され、ブラックマトリクス30BMに対応する樹脂層36の領域では、柱状スペーサが配置される部分のみが自己整合的に非露光部(図5(b)の白抜き部)となる。
Further, as shown in FIG. 5A, the
続いて、露光された樹脂層36を有機アルカリ(水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液:2.38%)によって現像した後に、水洗・乾燥を行う。
Subsequently, the exposed
これにより、図6(a)及び(b)に示すように、各ブラックマトリクス30BMに対応する配向膜34の部分上に樹脂層36が柱状にパターン化されて形成され、それらが柱状スペーサSとなる。
Thereby, as shown in FIGS. 6A and 6B, the
このように、本実施形態では、まず、ブラックマトリクス30BMに直交するストライプ状の樹脂層36が得られるように、プラスチックフィルムの上面側からフォトマスク42を介して樹脂層36に対して第1の露光が行われる。さらに、プラスチックフィルム10の背面側からフォトマスクを介さずにブラックマトリクス30BMをマスクにして樹脂層36に対して第2の露光が行われる。これにより、第1の露光での非露光部のうちのブラックマトリクス30BMに重なる部分のみが自己整合的に非露光部となり、ブラックマトリクス30BMに対応する配向膜34上に自己整合的に樹脂層36のパターンが形成されて柱状スペーサSが得られる。
Thus, in the present embodiment, first, the
このため、本実施形態では、高度な位置合わせは不要であり、自己整合的にブラックマトリクス30BMに対応する部分に複数の柱状スペーサSをパターン化して形成することができる。従って、熱によって伸縮が発生しやすいプラスチックフィルムを基板に使用する場合であっても、フォトリソグラフィにおいて基板の伸縮による位置ずれを考慮する必要がない。 For this reason, in the present embodiment, high-level alignment is unnecessary, and a plurality of columnar spacers S can be formed in a pattern corresponding to the black matrix 30BM in a self-aligning manner. Therefore, even when a plastic film that easily expands and contracts due to heat is used for the substrate, it is not necessary to consider positional displacement due to the expansion and contraction of the substrate in photolithography.
その後に、図6の配向膜34にラビング処理を施す。これにより、本実施形態の液晶表示装置用素子基板1が得られる。
Thereafter, a rubbing process is performed on the
図7及び図8には柱状スペーサSの他の形成方法が示されている。図7(a)及び(b)に示すように、まず、第1の露光を行う際に、配向膜34の全面にわたってドット状のパターンが形成されるフォトマスク42xを介して樹脂層36を露光する。これにより、図7(b)に示すように、ブラックマトリクス30BM上及びそれらの間の領域にドット状の非露光部(破線円)が得られるように樹脂層26が露光される。次いで、第2の露光(背面露光)によってブラックマトリクス30BMの間の樹脂層36の領域が露光される。その後に、樹脂層36を現像すると、図8に示すように、ブラックマトリクス30BMに対応する配向膜36の部分上に柱状スペーサSがパターン化されて形成される。
7 and 8 show another method for forming the columnar spacer S. As shown in FIGS. 7A and 7B, first, when performing the first exposure, the
あるいは、第1の露光において長手状の島状のラインパターンが全面に形成されるフォトマスクを使用して露光した後に、第2の露光(背面露光)を行ってもよい。この場合も、ブラックマトリクス30BMに対応する配向膜36の部分上に長手状の島状ラインパターンからなる柱状スペーサSが自己整合的に形成される。
Alternatively, the second exposure (backside exposure) may be performed after the exposure using a photomask in which a long island-like line pattern is formed on the entire surface in the first exposure. Also in this case, columnar spacers S made of long island line patterns are formed in a self-aligned manner on the
なお、図7(b)では、ブラックマトリクス30BMの内側にドッドパターンが配置される例を示したが、ブラックマトリクス30BMの外側にドットパターンがはみ出して形成されるようにしてもよい。この場合、第2の露光(背面露光)の際にそのはみ出し部が露光されるので、同様にブラックマトリクス30BM上に自己整合的に柱状スペーサSが形成される。 7B shows an example in which the dot pattern is arranged inside the black matrix 30BM, the dot pattern may be formed so as to protrude outside the black matrix 30BM. In this case, since the protruding portion is exposed at the time of the second exposure (back exposure), the columnar spacers S are similarly formed on the black matrix 30BM in a self-aligning manner.
つまり、本発明では、第1の露光を行う際にブラックマトリクス30BMに重なるパターンが得られるように露光した後に、第2の露光(背面露光)を行えばよく、第1の露光で画定される樹脂層のパターンの形状は任意に設定できる。 In other words, in the present invention, the second exposure (backside exposure) may be performed after the exposure so that a pattern overlapping the black matrix 30BM is obtained when the first exposure is performed, and is defined by the first exposure. The shape of the resin layer pattern can be set arbitrarily.
なお、第1の露光と第2の露光(背面露光)の順番は逆であっても同様な柱状スペーサSを形成することができる。 Note that similar columnar spacers S can be formed even if the order of the first exposure and the second exposure (back exposure) is reversed.
また、上記した形態では、プラスチックフィルム10上にカラーフィルタ30や電極26などが転写によって形成された素子基板の上に柱状スペーサSを形成する例を示したが、プラスチックフィルム上に直接カラーフィルタや電極などを形成した素子基板に同様な方法で柱状スペーサを形成してもよい。
In the above-described embodiment, the example in which the columnar spacer S is formed on the element substrate on which the
次に、本実施形態の液晶表示装置の製造方法について説明する。図9に示すように、まず、前述した液晶表示装置用素子基板1を第1素子基板1aとして使用し、その対向基板となる第2素子基板1bを用意する。第2素子基板1bは、プラスチックフィルム10aの上に、接着層32aを介して、保護層28a、ストライプ状の電極26a、無機絶縁層24a及び配向膜34aが順に形成されて構成されている。第2素子基板1bは、第1素子基板1aと同様に転写技術によって製造され、無機絶縁層24aの上に配向膜32aが形成された後にその表面にラビング処理が施される。
Next, a manufacturing method of the liquid crystal display device of this embodiment will be described. As shown in FIG. 9, first, the above-described
そして、同じく図9に示すように、第2素子基板1bのセル部の周縁部にシール材44をスクリーン印刷などにより形成する。シール材44としては、無溶剤系二液熱硬化性接着剤が好適に使用される。なお、シール材44は、第1素子基板1aのセル部の周縁部に設けてもよい。
Similarly, as shown in FIG. 9, a sealing
次いで、第1素子基板1aを第2素子基板1bの上に相互の電極26,26aが直交するように配置し、第1、第2素子基板1a,1bをプレス機で押圧しながら120〜130°の温度で熱処理を行う。
Next, the
これにより、図10に示すように、シール材44が硬化することによって第1、第2素子基板1a,1bが接着されて液晶表示部材が得られる。このとき、柱状スペーサSは本硬化する際に接着機能を有することから、柱状スペーサSが本硬化することでその上面及び下面が第1素子基板1a及び第2素子基板1bのセル部にそれぞれ十分な強度で接着する。
As a result, as shown in FIG. 10, the first and
次いで、液晶表示部材を真空槽に入れ、真空槽を真空状態とした後に、液晶表示部材に予め開口しておいた注入口に液晶を触れさせた状態で真空槽を大気圧に戻す。これにより、気圧差及び毛細血管現象を利用して第1、第2素子基板1a,1bの間に液晶46を封入した後に、注入口を紫外線硬化樹脂で封止する。
Next, after putting the liquid crystal display member in the vacuum chamber and making the vacuum chamber in a vacuum state, the vacuum chamber is returned to atmospheric pressure in a state where the liquid crystal is brought into contact with the inlet previously opened in the liquid crystal display member. As a result, the
以上により、図10に示すように、本実施形態の液晶表示装置2が得られる。
As described above, the liquid
図10に示すように、本実施形態の液晶表示装置2は第1素子基板1aと第2素子基板1bとそれらの間に挟持された液晶46とによって基本構成されている。第1素子基板1aでは、プラスチックフィルム10a上(図10では下)に接着層32が形成され、その上にカラーフィルタ30が形成されている。カラーフィルタ30の上には保護層28が形成され、保護層28の中に電極26が埋設されて形成されている。さらに、電極26の上に無機絶縁層24が形成され、その上に配向膜34が形成されている。
As shown in FIG. 10, the liquid
また、第2素子基板1bでは、プラスチックフィルム10a上に接着層32aを介して保護層28a、電極26a、無機絶縁層24a、及び配向膜34aが順に形成されて構成されている。
In the
そして、第1素子基板1aと第2素子基板1bとは、セル部の周縁部に設けられたシール材44で接着されているばかりではなく、セル部のブラックマトリクス30BMに対応する配向膜34,34aの部分に配置された複数の柱状スペーサSによって接着された状態でセルギャップが保持されている。本実施形態の柱状スペーサSは、球状スペーサに比べて面積の大きい上面及び下面を有するので、球状スペーサと違って第1、第2素子基板1a,1bのセル部に十分な強度で接着される。
The
このため、本実施形態の液晶表示装置2の表示画面を湾曲させて配置する場合であっても、全体にわたってセルギャップの均一性が保たれるので、表示特性を向上させることができる。また、図10の例では、セル部のブラックマトリクス30BM以外の表示領域には柱状スペーサSが存在しないので、スペーサによる表示特性の劣化が発生するおそれがない。
For this reason, even when the display screen of the liquid
図11には本実施形態の変形例の液晶表示装置2aが示されている。図11に示すように、スペーサによる表示特性の劣化を許容できて、更なるセルギャップの均一性の向上を図る場合は、柱状スペーサSの間の表示領域に球状スペーサSXを散在させてもよい。この場合、液晶表示装置2aの表示画面を湾曲させて配置する際のセルギャップの均一性がさらに向上するので、更なる信頼性の高い湾曲画像を得ることができる。なお、図11において球状スペーサSX以外は図10と同一であるので、他の要素は同一符号を付してその説明を省略する。
FIG. 11 shows a liquid
1…液晶表示装置用素子基板、1a…第1素子基板、1b…第2素子基板、2,2a…液晶表示装置、10,10a…プラスチックフィルム、20…ガラス基板、22…剥離層、24,24a…無機絶縁層、26,26a…電極、28,28a…保護層、30…カラーフィルタ、30R…赤色カラーフィルタ、30G…緑色カラーフィルタ、30B…青色カラーフィルタ、30BM…ブラックマトリクス、32,32a…接着層、34,34a…配向膜、36…樹脂層、40…ロール、42,42x…フォトマスク、44…シール材、46…液晶、S…柱状スペーサ、SX…球状スペーサ。
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記配向膜の上にポジ型の感光性樹脂層を形成する工程と、
前記ブラックマトリクスに重なるパターンが得られるように前記プラスチックフィルムの前記表面側からフォトマスクを介して前記感光性樹脂層を露光すると共に、前記プラスチックフィルムの背面側から前記ブラックマトリクスをマスクにして前記感光性樹脂層を露光する工程と、
前記感光性樹脂層を現像することにより、前記ブラックマトリクスに対応する配向膜の部分上に自己整合的に配置される樹脂層パターンを形成して複数の柱状スペーサを得る工程とを有することを特徴とする液晶表示装置用素子基板の製造方法。 A step of preparing a plastic film in which an alignment film is formed on the uppermost surface side and a color filter including a black matrix is formed below the alignment film;
Forming a positive photosensitive resin layer on the alignment film;
The photosensitive resin layer is exposed through a photomask from the front side of the plastic film so that a pattern overlapping the black matrix is obtained, and the photosensitive film is masked from the back side of the plastic film using the black matrix as a mask. A step of exposing the conductive resin layer;
And developing the photosensitive resin layer to form a resin layer pattern arranged in a self-aligned manner on a portion of the alignment film corresponding to the black matrix to obtain a plurality of columnar spacers. A method for manufacturing an element substrate for a liquid crystal display device.
前記第1、第2素子基板のいずれかのセル部の周縁部にシール材を設け、前記第1素子基板の前記柱状スペーサ側の面に前記第2素子基板を対向させ、前記第1、第2素子基板を押圧しながら熱処理することにより、前記第1、第2素子基板のセル部の周縁部を前記シール材で接着すると同時に、前記柱状スペーサを硬化させることによって前記柱状スペーサを前記第1、第2素子基板にセル部にそれぞれ接着する工程と、
前記第1、第2素子基板の間に液晶を封入する工程とを有することを特徴とする液晶表示装置の製造方法。 Preparing a first element substrate made of an element substrate for a liquid crystal display device obtained by the manufacturing method according to claim 1 and a second element substrate serving as a counter substrate;
A sealing material is provided on a peripheral portion of one of the cell portions of the first and second element substrates, the second element substrate is opposed to a surface of the first element substrate on the columnar spacer side, and the first and second element substrates are opposed to each other. By heat-treating the two-element substrate while pressing, the peripheral portions of the cell portions of the first and second element substrates are bonded with the sealing material, and at the same time, the columnar spacer is cured to cure the columnar spacer. Bonding each cell part to the second element substrate;
And a step of encapsulating liquid crystal between the first and second element substrates.
最上に配向膜が形成されたプラスチックフィルムを基板とする第2素子基板であって、前記第1素子基板に対向して配置され、セル部の周縁部に設けられたシール材によって前記第1素子基板に接着された前記第2素子基板と、
前記第1素子基板の前記ブラックマトリクスに対応する前記配向膜の部分に配置され、前記第1、第2素子基板のセル部にそれぞれ接着してセルギャップを保持するポジ型感光性樹脂から形成された複数の柱状接着性スペーサと、
前記第1、第2素子基板の間に挟持された液晶とを有することを特徴とする液晶表示装置。 A first element substrate having a structure in which an alignment film is formed at the top and a color filter including a black matrix is formed below the alignment film, the substrate being a plastic film;
A second element substrate having a plastic film on which an alignment film is formed at the top as a substrate, the first element being arranged by a sealing material disposed opposite to the first element substrate and provided at a peripheral portion of a cell portion. The second element substrate bonded to the substrate;
The first element substrate is formed of a positive photosensitive resin that is disposed on the alignment film corresponding to the black matrix and that adheres to the cell portions of the first and second element substrates to maintain a cell gap. A plurality of columnar adhesive spacers,
A liquid crystal display device comprising: a liquid crystal sandwiched between the first and second element substrates.
前記第2素子基板は、前記プラスチックフィルムの上に、下から順に、接着層、保護層、電極、無機絶縁層、及び前記配向膜が形成されて構成されることを特徴とする請求項7に記載の液晶表示装置。 The first element substrate is configured by forming an adhesive layer, the color filter, a protective layer, an electrode, an inorganic insulating layer, and the alignment film in order from the bottom on the plastic film,
8. The second element substrate according to claim 7, wherein an adhesive layer, a protective layer, an electrode, an inorganic insulating layer, and the alignment film are formed in order from the bottom on the plastic film. The liquid crystal display device described.
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