JP2002090748A - Liquid crystal display device and method for manufacturing the same - Google Patents
Liquid crystal display device and method for manufacturing the sameInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は液晶表示素子に関
し、表示性能が良く、安価な液晶表示素子を提供するこ
とに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly to providing an inexpensive liquid crystal display device having good display performance.
【０００２】[0002]
【従来の技術】現在、一般的に用いられている液晶表示
素子は、それぞれ電極を有し所定の隙間を置いて対向配
置された２枚のガラス基板を備え、これらの２枚の基板
は、液晶封入口を除いて、周囲部同士が接着剤で互いに
固定されている。そして、２枚の基板間に液晶層が封入
され、液晶封入口は封止剤によって封止されている。2. Description of the Related Art At present, a liquid crystal display element generally used includes two glass substrates each having an electrode and opposed to each other with a predetermined gap therebetween. Except for the liquid crystal filling port, the peripheral portions are fixed to each other with an adhesive. A liquid crystal layer is sealed between the two substrates, and a liquid crystal sealing opening is sealed with a sealing agent.
【０００３】例えば、アクティブマトリクス型のカラー
液晶表示素子は、薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴと称
する）、画素電極、走査線、信号線等が形成されたアレ
イ基板と、対向電極が形成された対向基板と、を有し、
一方の基板内面にはＲＧＢの着色層を有したカラーフィ
ルタが設けられている。液晶層としては、例えば、ＴＮ
形、ＳＴ形、ＧＨ形、あるいはＥＣＢ形や強誘電性液晶
などが用いられ、封止剤としては、例えば、熱または紫
外線硬化型のアクリル系またはエポキシ系の接着剤など
が用いられる。２枚の基板の外面にはそれぞれ偏光板が
設けられ、液晶表示素子は、光シャッタとしてカラー画
像を表示する。For example, an active matrix type color liquid crystal display device includes an array substrate on which thin film transistors (hereinafter, referred to as TFTs), pixel electrodes, scanning lines, signal lines, etc. are formed, and a counter substrate on which counter electrodes are formed. , And
A color filter having an RGB color layer is provided on one substrate inner surface. As the liquid crystal layer, for example, TN
Shape, ST type, GH type, ECB type, ferroelectric liquid crystal, etc. are used, and as a sealing agent, for example, a heat or ultraviolet curing type acrylic or epoxy adhesive is used. Polarizing plates are respectively provided on the outer surfaces of the two substrates, and the liquid crystal display device displays a color image as an optical shutter.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】近年、光シャッタの応
答速度、つまり、液晶の応答速度が速く、さらに視野角
の広い液晶表示モードとして、垂直配向型の液晶を用い
るとともに対向電極に突起パターンもしくはスリットパ
ターンを形成する事により液晶を一画素内で配向分割さ
せる方式が提案されている。しかしながら、対向電極上
に配向分割用の突起パターンを形成した場合、液晶セル
が電気的に非対称構造となり、焼き付き等の表示不良が
発生し易くなる。また、対向電極にスリットパターンを
形成した場合、突起パターンを設けた場合に比べ、液晶
の応答速度が遅くなると言う問題がある。In recent years, as a liquid crystal display mode in which the response speed of an optical shutter, that is, the response speed of a liquid crystal is high and the viewing angle is wide, a vertical alignment type liquid crystal is used and a projection pattern or a counter electrode is formed on a counter electrode. There has been proposed a method in which a liquid crystal is aligned and divided in one pixel by forming a slit pattern. However, when a projection pattern for alignment division is formed on the counter electrode, the liquid crystal cell has an electrically asymmetric structure, and display defects such as image sticking are likely to occur. Further, when a slit pattern is formed on the opposing electrode, there is a problem that the response speed of the liquid crystal is slower than when a projection pattern is provided.
【０００５】また、通常、２枚の基板間には、これら基
板間の隙間を維持するためのスペーサが設けられてい
る。近年、このスペーサとしては、球状スペーサに代わ
り、カラーフィルタの着色層を重ねて、あるいは、フォ
トリソグラフィーにより形成された柱状スペーサが提供
されている。[0005] Usually, a spacer is provided between two substrates to maintain a gap between the substrates. In recent years, as the spacer, a columnar spacer formed by laminating a colored layer of a color filter or by photolithography instead of a spherical spacer has been provided.
【０００６】しかしながら、着色層を重ねて柱状スペー
サを形成した場合、対向電極が柱状スペーサに重ねて形
成されるため、スペーサ自体が導電性を有し、スペーサ
の配置が制限されてしまう。また、フォトリソグラフィ
ーにより柱状スペーサを形成する場合、対向電極の上に
スペーサを形成でき配置制限をなくすことが可能となる
が、柱状スペーサを形成するための工程が増加し、製造
コスト増加の原因となる。However, when the columnar spacer is formed by overlapping the colored layers, the counter electrode is formed so as to overlap the columnar spacer, so that the spacer itself has conductivity and the arrangement of the spacer is limited. In addition, when the columnar spacer is formed by photolithography, the spacer can be formed on the counter electrode and the arrangement restriction can be eliminated, but the number of steps for forming the columnar spacer increases, which causes an increase in manufacturing cost. Become.
【０００７】この発明は以上の点に鑑みなされたもの
で、その目的は、表示性能が高く安価に製造可能な液晶
表示素子、およびその製造方法を提供することにある。The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a liquid crystal display device having high display performance and capable of being manufactured at low cost, and a method of manufacturing the same.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明に係る液晶表示素子およびその製造方法に
よれば、配向分割用パターン、配向膜、および柱状スペ
ーサの内の少なくとも２つを同一の材料により同時に形
成する構成としている。In order to achieve the above object, according to the liquid crystal display device and the method of manufacturing the same of the present invention, at least two of the alignment division pattern, the alignment film, and the columnar spacer are the same. Are formed at the same time.
【０００９】すなわち、この発明に係る液晶表示素子
は、マトリクス状に設けられた走査線および信号線と、
スイッチング素子と、配向膜とを有したアレイ基板と、
対向電極および配向膜が設けられているとともに、上記
アレイ基板に対向して配置された対向基板と、上記アレ
イ基板と対向基板との間に設けられ、これら基板間の隙
間を保持した複数の柱状スペーサと、上記アレイ基板と
対向基板との間に封入された液晶層と、上記アレイ基板
および対向基板の少なくとも一方に設けられた液晶配向
分割用パターンと、上記アレイ基板および対向基板の少
なくとも一方に設けられたカラーフィルタと、を備え、
上記液晶配向分割用パターン、配向膜、および柱状スペ
ーサの内の少なくとも２つは、同一材料により一体に形
成されていることを特徴としている。That is, the liquid crystal display device according to the present invention comprises: a scanning line and a signal line provided in a matrix;
A switching element, an array substrate having an alignment film,
A counter electrode provided with a counter electrode and an alignment film, and a plurality of columnar members provided between the array substrate and the counter substrate, the columnar members being provided between the array substrate and the counter substrate, and having a gap between the substrates. A spacer, a liquid crystal layer sealed between the array substrate and the opposing substrate, a liquid crystal alignment division pattern provided on at least one of the array substrate and the opposing substrate, and at least one of the array substrate and the opposing substrate. Provided color filter,
At least two of the liquid crystal alignment division pattern, the alignment film and the columnar spacer are integrally formed of the same material.
【００１０】この発明に係る液晶表示素子によれば、上
記対向基板は、上記カラーフィルタと、カラーフィルタ
に重ねて設けられた上記対向電極と、この対向電極に重
ねて形成された上記配向膜と、を有し、上記対向基板の
配向膜は、上記液晶配向分割用パターンおよび柱状スペ
ーサと同一材料により一体に形成されていることを特徴
としている。According to the liquid crystal display device of the present invention, the opposing substrate includes the color filter, the opposing electrode provided on the color filter, and the alignment film formed on the opposing electrode. Wherein the alignment film of the counter substrate is integrally formed of the same material as the liquid crystal alignment division pattern and the columnar spacer.
【００１１】更に、この発明に係る液晶表示素子によれ
ば、上記対向基板は、上記カラーフィルタと、カラーフ
ィルタに重ねて設けられた上記対向電極と、この対向電
極に重ねて形成された上記配向膜と、を有し、上記対向
基板の配向膜は、上記液晶配向分割用パターンと同一材
料により一体に形成され、上記柱状スペーサは、上記対
向基板の配向膜上に設けられていることを特徴としてい
る。Further, according to the liquid crystal display element of the present invention, the opposing substrate includes the color filter, the opposing electrode provided on the color filter, and the alignment electrode formed on the opposing electrode. Wherein the alignment film of the counter substrate is integrally formed of the same material as the liquid crystal alignment division pattern, and the columnar spacer is provided on the alignment film of the counter substrate. And
【００１２】また、この発明に係る液晶表示素子の製造
方法は、所定厚さに形成された膜を、階調マスクを介し
て露光することにより、液晶配向分割用パターン、配向
膜、および柱状スペーサの内の少なくとも２つを同一の
膜により形成することを特徴としている。Further, in the method of manufacturing a liquid crystal display element according to the present invention, the pattern formed for liquid crystal alignment division, the alignment film, and the columnar spacer are formed by exposing a film formed to a predetermined thickness through a gradation mask. Are characterized in that at least two of them are formed of the same film.
【００１３】上記のように構成された液晶表示素子およ
びその製造方法によれば、液晶配向分割用パターン、配
向膜、および柱状スペーサの内の少なくとも２を同一材
料により一体に形成することにより、製造工程を低減
し、表示性能が高く安価な液晶表示素子を得る事ができ
る。According to the liquid crystal display device and the method of manufacturing the same as described above, at least two of the liquid crystal alignment dividing pattern, the alignment film, and the columnar spacer are integrally formed of the same material, thereby manufacturing the device. The number of steps can be reduced, and an inexpensive liquid crystal display device having high display performance can be obtained.
【００１４】[0014]
【発明の実施の形態】以下図面を参照しながら、この発
明の実施の形態に係るアクティブマトリクス型の液晶表
示素子およびその製造方法について詳細に説明する。図
１に示すように、液晶表示素子１０は、所定のセルギャ
ップを置いて対向配置されたアレイ基板１２と対向基板
１４とを備え、これらアレイ基板と対向基板との間に液
晶層１６が挟持されている。アレイ基板１２および対向
基板１４は、液晶表示装置の表示領域の外周を囲むよう
に配置されたシール材１８により周縁部同士が接合され
ている。シール材１８の一部には図示しない液晶注入口
が形成され、この液晶注入口は、液晶注入後、封止材に
より封止されている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an active matrix type liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention and a method for manufacturing the same will be described in detail with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, the liquid crystal display element 10 includes an array substrate 12 and an opposing substrate 14 which are arranged opposite to each other with a predetermined cell gap, and a liquid crystal layer 16 is sandwiched between the array substrate and the opposing substrate. Have been. The peripheral edges of the array substrate 12 and the opposing substrate 14 are joined to each other by a sealing material 18 arranged so as to surround the outer periphery of the display area of the liquid crystal display device. A liquid crystal injection port (not shown) is formed in a part of the sealing material 18, and the liquid crystal injection port is sealed with a sealing material after the liquid crystal is injected.
【００１５】アレイ基板１２は、透明なガラスからなる
基板１１を備え、この基板上には、図示しない複数の走
査線と、絶縁膜を介してこれら走査線と直交した複数の
信号線２０とが配置され、走査線と信号線とにより囲ま
れた領域には、それぞれほぼ矩形状の画素電極２２が設
けられ画素部を構成している。そして、各画素電極２２
は、走査線と信号線２０との交差部に設けられたＴＦＴ
２４に接続されている。更に、ガラス基板１１全面には
配向膜２６が形成されている。The array substrate 12 includes a substrate 11 made of transparent glass, on which a plurality of scanning lines (not shown) and a plurality of signal lines 20 orthogonal to these scanning lines via an insulating film are provided. Substantially rectangular pixel electrodes 22 are provided in regions arranged and surrounded by the scanning lines and the signal lines, respectively, to constitute a pixel portion. Then, each pixel electrode 22
Is a TFT provided at the intersection of the scanning line and the signal line 20
24. Further, an alignment film 26 is formed on the entire surface of the glass substrate 11.
【００１６】対向基板１２は、透明なガラスからなる基
板２８上に、カラーフィルタ３０、ＩＴＯからなる透明
な対向電極３２、配向膜３３を順に形成して構成されて
いる。カラーフィルタ３０は、ブラックマトリックスと
してマトリクス状に形成された遮光層３４、および遮光
層間を互いにほぼ平行に延びたストライプ状の緑色の着
色層３５Ｇ、青色の着色層３５Ｂ、赤色の着色層３５Ｒ
により形成されている。着色層３５Ｇ、３５Ｂ、３５Ｒ
を覆うように、ガラス基板１１のほぼ全面に対向電極３
２が形成され、更に、対向電極に重ねて配向膜３３が形
成されている。The counter substrate 12 is formed by sequentially forming a color filter 30, a transparent counter electrode 32 made of ITO, and an alignment film 33 on a substrate 28 made of transparent glass. The color filter 30 includes a light-shielding layer 34 formed in a matrix as a black matrix, a striped green coloring layer 35G, a blue coloring layer 35B, and a red coloring layer 35R extending substantially in parallel between the light-shielding layers.
Is formed. Colored layers 35G, 35B, 35R
To cover almost the entire surface of the glass substrate 11.
2, and an alignment film 33 is formed so as to overlap the counter electrode.
【００１７】また、本実施の形態において、対向基板１
４の配向膜３３は、液晶配向分割用の突起パターン４
０、および複数の柱状スペーサ４２を一体に備えて形成
されている。突起パターン４０は、着色層３５Ｇ、３５
Ｂ、３５Ｒの各々のほぼ中央部と対向する位置に設けら
れ、アレイ基板１２側に突出している。各柱状スペーサ
４２は、遮光層３４と対向する位置に設けられていると
ともに、アレイ基板１２側に突出し、その先端はアレイ
基板側の配向膜２６に当接している。従って、アレイ基
板１２および対向基板１４間のセルギャップは、複数の
柱状スペーサ４２によって所定の値に維持されている。In the present embodiment, the counter substrate 1
4 is a projection pattern 4 for dividing liquid crystal alignment.
0 and a plurality of columnar spacers 42 are integrally provided. The protrusion patterns 40 are formed of the colored layers 35G and 35G.
B, 35R are provided at positions substantially facing the respective center portions, and protrude toward the array substrate 12 side. Each columnar spacer 42 is provided at a position facing the light-shielding layer 34 and protrudes toward the array substrate 12, and the tip thereof is in contact with the alignment film 26 on the array substrate side. Therefore, the cell gap between the array substrate 12 and the counter substrate 14 is maintained at a predetermined value by the plurality of columnar spacers 42.
【００１８】更に、２枚の基板１１、２８の外面にはそ
れぞれ偏光板４４、４５が設けられ、液晶表示素子１０
は、光シャッタとしてカラー画像を表示する。Further, polarizing plates 44 and 45 are provided on the outer surfaces of the two substrates 11 and 28, respectively.
Displays a color image as an optical shutter.
【００１９】次に、上記アクティブマトリクス型の液晶
表示素子１０の一層詳しい構成をその製造方法と併せて
説明する。まず、寸法サイズ３００ｍｍＸ４００ｍｍの
ガラス基板１１に、通常のプロセスと同様に成膜とパタ
ーンニングとを繰り返し、走査線、信号線２０、ＴＦＴ
２４、画素電極２２、配向膜２６を形成し、縦横１００
画素、合計１００００画素を有したＴＦＴアレイ基板１
２を形成する。Next, a more detailed configuration of the active matrix type liquid crystal display element 10 will be described together with a manufacturing method thereof. First, film formation and patterning are repeated on a glass substrate 11 having a size of 300 mm × 400 mm in the same manner as in a normal process, and scanning lines, signal lines 20 and TFTs are formed.
24, the pixel electrode 22, and the alignment film 26 are formed.
TFT array substrate 1 having 10,000 pixels in total
Form 2
【００２０】続いて、図２（ａ）に示すように、対向基
板１４を構成するガラス基板２８上に、ＣｒＯｘ、Ｃｒ
を連続して成膜し、フォトリソグラフィー法によりパタ
ーンニングを行い遮光層３４を形成する。その上に赤色
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
をスピンナーにて全面塗布し、赤を着色したい部分に光
が照射されるようなフォトマスクを介して、波長３６５
ｎｍの光を１００ｍＪ／ｃｍ２照射する。更に、ＫＯＨ
の１％水溶液で１０秒間現像し、その部分に赤の着色層
３５Ｒを形成する。同様の工程により、緑、青の着色層
３５Ｇ、３５Ｂを繰り返し形成した後、２３０℃で１時
間焼成することによりカラーフィルタ３０を形成する。
その後、マスクを用いたスパッタ法によりＩＴＯをカラ
ーフィルタ３０の全面に成膜し、対向電極３２を形成す
る。Subsequently, as shown in FIG. 2A, CrOx, Cr
Are continuously formed, and patterning is performed by photolithography to form a light-shielding layer 34. An ultraviolet-curable acrylic resin resist in which a red pigment is dispersed is applied over the entire surface by a spinner, and the wavelength 365 is applied through a photomask that irradiates light to a portion to be colored red.
Irradiation of 100 mJ / cm 2 is performed . Furthermore, KOH
Is developed with a 1% aqueous solution for 10 seconds to form a red colored layer 35R on that portion. After the green and blue colored layers 35G and 35B are repeatedly formed by the same process, the color filter 30 is formed by firing at 230 ° C. for 1 hour.
Thereafter, ITO is formed on the entire surface of the color filter 30 by a sputtering method using a mask, and the counter electrode 32 is formed.
【００２１】続いて、図２（ｂ）に示すように、例え
ば、ポリイミド系の垂直配向膜材料を５μｍの厚さにな
るように対向電極２３全面に塗布し、更に、フォトレジ
スト４６をその上に全面塗布する。Subsequently, as shown in FIG. 2B, for example, a polyimide-based vertical alignment film material is applied to the entire surface of the counter electrode 23 so as to have a thickness of 5 μm, and a photoresist 46 is further formed thereon. To the entire surface.
【００２２】次に、フォトレジスト４６と対向してフォ
トマスク４８を配置する。このフォトマスク４８は、階
調マスクからなり、柱状スペーサ４２を形成する部分に
対向して位置し、光を通さない第１遮光部４８ａと、配
向分割用の突起パターン４０を形成する部分に対向して
位置し照射強度の１／３を透過する第２遮光部４８ｂ
と、配向膜３３のみを形成する部分に対向して位置し光
をほぼ１００％透過する透過部４８ｃと、を有してい
る。そして、このフォトマスク４８を介してフォトレジ
スト４６に、波長３６５ｎｍの光を１００ｍＪ／ｃｍ２
照射して露光した後、ＫＯＨの１％水溶液で１０秒間現
像し、１５０℃で１時間焼成する。Next, a photomask 48 is disposed so as to face the photoresist 46. The photomask 48 is formed of a gradation mask and is located opposite to the portion where the columnar spacer 42 is formed, and opposes the first light-shielding portion 48a that does not transmit light and the portion where the projection pattern 40 for alignment division is formed. Second light-shielding portion 48b which is positioned at a position and transmits one-third of the irradiation intensity
And a transmission portion 48c which is located opposite to the portion where only the alignment film 33 is formed and transmits almost 100% of light. Then, light having a wavelength of 365 nm is applied to the photoresist 46 through the photomask 48 at 100 mJ / cm 2.
After irradiation and exposure, the film is developed with a 1% aqueous solution of KOH for 10 seconds and baked at 150 ° C. for 1 hour.
【００２３】これにより、図２（ｃ）に示すように、配
向膜材料層上には、突起パターン４０を形成する部分と
対向する位置、および柱状スペーサ４２を形成する部分
と対向する位置にのみにフォトレジスト４６が残り、か
つ、柱状スペーサの形成位置に対向するフォトレジスト
は、突起パターン形成位置に対向するフォトレジストよ
りも厚くなっている。As a result, as shown in FIG. 2C, on the alignment film material layer, only a position facing the portion where the projection pattern 40 is formed and a position facing the portion where the columnar spacer 42 is formed. The photoresist 46 remains on the substrate, and the photoresist facing the position where the columnar spacer is formed is thicker than the photoresist facing the position where the projection pattern is formed.
【００２４】次いで、図２（ｄ）に示すように、フォト
レジスト４６が残っていない部分の配向膜３３が膜厚
０．１μｍとなるように配向膜材料層をエッチングす
る。更に、この配向膜３３を２００℃で１時間焼成し、
柱状スペーサ４２および配向分割用の突起パターン４０
を一体に備えた配向膜３３を形成する。Next, as shown in FIG. 2D, the alignment film material layer is etched so that the thickness of the alignment film 33 in the portion where the photoresist 46 does not remain becomes 0.1 μm. Further, this alignment film 33 is baked at 200 ° C. for 1 hour,
Columnar spacer 42 and projection pattern 40 for orientation division
Is formed integrally.
【００２５】その後、上記のように形成された対向基板
１４の配向膜３２の周辺に沿って、液晶注入口を除き、
シール材１８を印刷した。そして、配向膜２６、３２が
対向するようにアレイ基板１２および対向基板１４を対
向配置し、加熱してシール材１８を硬化させることによ
り、アレイ基板１２および対向基板１４の周縁部同志を
貼り合わせた。Then, along the periphery of the alignment film 32 of the counter substrate 14 formed as described above, except for the liquid crystal injection port,
The seal material 18 was printed. Then, the array substrate 12 and the counter substrate 14 are arranged so as to face each other so that the alignment films 26 and 32 face each other, and the sealing material 18 is cured by heating. Was.
【００２６】シール材１８の硬化後、２枚の基板を所定
の液晶セルサイズに切り出し、次に、通常の方法により
液晶注入口から液晶組成物を注入した後、液晶注入口を
紫外線硬化樹脂で封止した。最後に、アレイ基板１２お
よび対向基板１４の外面にそれぞれ偏向板４４，４５を
貼付することにより、液晶表示素子１０が完成する。After the sealing material 18 is cured, the two substrates are cut into a predetermined liquid crystal cell size, and then a liquid crystal composition is injected from a liquid crystal injection port by an ordinary method. Sealed. Finally, the liquid crystal display element 10 is completed by attaching the deflecting plates 44 and 45 to the outer surfaces of the array substrate 12 and the counter substrate 14, respectively.
【００２７】上記のように構成されたアクティブマトリ
クス型の液晶表示素子１０によれば、応答速度が速く、
視野角も広く、セルギヤップも均一で、表示ムラの少な
い質の良い表示が得られた。そして、配向膜形成材料に
より、配向膜３２、配向分割用の突起パターン４０、お
よび柱状スペーサ４２を一体に形成することにより、製
造工程数が減少し、製造コストの低減を図ることができ
る。According to the active matrix type liquid crystal display element 10 configured as described above, the response speed is high,
A high-quality display with a wide viewing angle, a uniform cell gap, and little display unevenness was obtained. Then, by integrally forming the alignment film 32, the projection pattern 40 for alignment division, and the columnar spacer 42 with the alignment film forming material, the number of manufacturing steps can be reduced, and the manufacturing cost can be reduced.
【００２８】次に、この発明の第２の実施の形態に係る
アクティブマトリクス型の液晶表示素子およびその製造
方法について詳細に説明する。図３に示すように、第２
の実施の形態によれば、液晶表示素子１０の対向基板１
４において、対向基板１４の配向膜３３は、液晶配向分
割用の突起パターン４０を一体に備えて形成されてい
る。そして、複数の柱状スペーサ４２は、配向膜３３と
は別の材料により配向膜上に形成されている。第２の実
施の形態において、他の構成は上述した第１の実施の形
態と同一であり、同一の部分には同一の参照符号を付し
てその詳細な説明を省略する。Next, an active matrix type liquid crystal display device and a method of manufacturing the same according to a second embodiment of the present invention will be described in detail. As shown in FIG.
According to the embodiment, the opposing substrate 1 of the liquid crystal display element 10 is provided.
In 4, the alignment film 33 of the counter substrate 14 is formed integrally with a projection pattern 40 for dividing liquid crystal alignment. The plurality of columnar spacers 42 are formed on the alignment film using a material different from that of the alignment film 33. In the second embodiment, other configurations are the same as those of the above-described first embodiment, and the same portions are denoted by the same reference numerals and detailed description thereof will be omitted.
【００２９】次に、第２の実施の形態に係る液晶表示素
子１０の詳しい構成をその製造方法と併せて説明する。
まず、寸法サイズ３００ｍｍＸ４００ｍｍのガラス基板
１１に、通常のプロセスと同様に成膜とパターンニング
とを繰り返し、走査線、信号線２０、ＴＦＴ２４、画素
電極２２、配向膜２６を形成し、縦横１００画素、合計
１００００画素を有したＴＦＴアレイ基板１２を形成す
る。Next, a detailed configuration of the liquid crystal display element 10 according to the second embodiment will be described together with a method of manufacturing the same.
First, on a glass substrate 11 having a size of 300 mm × 400 mm, film formation and patterning are repeated in the same manner as in a normal process to form a scanning line, a signal line 20, a TFT 24, a pixel electrode 22, and an alignment film 26. A TFT array substrate 12 having a total of 10,000 pixels is formed.
【００３０】続いて、図４（ａ）に示すように、対向基
板１４を構成するガラス基板２８上に、ＣｒＯｘ、Ｃｒ
を連続して成膜し、フォトリソグラフィー法によりパタ
ーンニングを行い遮光層３４を形成する。その上に赤色
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
をスピンナーにて全面塗布し、赤を着色したい部分に光
が照射されるようなフォトマスクを介して、波長３６５
ｎｍの光を１００ｍＪ／ｃｍ２照射する。更に、ＫＯＨ
の１％水溶液で１０秒間現像し、その部分に赤の着色層
３５Ｒを形成する。同様の工程により、緑、青の着色層
３５Ｇ、３５Ｂを繰り返し形成した後、２３０℃で１時
間焼成することによりカラーフィルタ３０を形成する。
その後、マスクを用いたスパッタ法によりＩＴＯをカラ
ーフィルタ３０の全面に成膜し、対向電極３２を形成す
る。Subsequently, as shown in FIG. 4A, CrOx, Cr
Are continuously formed, and patterning is performed by photolithography to form a light-shielding layer 34. An ultraviolet-curable acrylic resin resist in which a red pigment is dispersed is applied over the entire surface by a spinner, and the wavelength 365 is applied through a photomask that irradiates light to a portion to be colored red.
Irradiation of 100 mJ / cm 2 is performed . Furthermore, KOH
Is developed with a 1% aqueous solution for 10 seconds to form a red colored layer 35R on that portion. After the green and blue colored layers 35G and 35B are repeatedly formed by the same process, the color filter 30 is formed by firing at 230 ° C. for 1 hour.
Thereafter, ITO is formed on the entire surface of the color filter 30 by a sputtering method using a mask, and the counter electrode 32 is formed.
【００３１】続いて、図４（ｂ）に示すように、例え
ば、ポリイミド系の垂直配向膜材料を２μｍの厚さにな
るように対向電極２３全面に塗布し、更に、フォトレジ
スト４６をその上に全面塗布する。Subsequently, as shown in FIG. 4B, for example, a polyimide-based vertical alignment film material is applied to the entire surface of the counter electrode 23 so as to have a thickness of 2 μm, and a photoresist 46 is further formed thereon. To the entire surface.
【００３２】次に、フォトレジスト４６と対向してフォ
トマスク４８を配置する。このフォトマスク４８は、階
調マスクからなり、配向分割用の突起パターン４０を形
成する部分に対向して位置し、光を通さない遮光部４８
ｂと、配向膜３３のみを形成する部分に対向して位置し
光をほぼ１００％透過する透過部４８ｃと、を有してい
る。そして、このフォトマスク４８を介してフォトレジ
ス４６に、波長３６５ｎｍの光を１００ｍＪ／ｃｍ２照
射して露光した後、ＫＯＨの１％水溶液で１０秒間現像
し、１５０℃で１時間焼成する。Next, a photomask 48 is arranged to face the photoresist 46. The photomask 48 is formed of a gradation mask, is positioned opposite to a portion where the projection pattern 40 for alignment division is formed, and is a light shielding portion 48 that does not transmit light.
b, and a transmissive portion 48c that is located opposite to the portion where only the alignment film 33 is formed and transmits almost 100% of light. Then, the photoresist 46 is irradiated with light having a wavelength of 365 nm at 100 mJ / cm 2 through the photomask 48 and exposed, and then developed with a 1% aqueous solution of KOH for 10 seconds and baked at 150 ° C. for 1 hour.
【００３３】これにより、図４（ｃ）に示すように、配
向膜材料層上には、突起パターン４０を形成する部分と
対向する位置のみにフォトレジスト４６が残る。As a result, as shown in FIG. 4C, the photoresist 46 remains on the alignment film material layer only at the position facing the portion where the projection pattern 40 is to be formed.
【００３４】次いで、図４（ｄ）に示すように、フォト
レジスト４６が残っていない部分の配向膜３３が膜厚
０．１μｍとなるように配向膜材料層をエッチングす
る。更に、配向膜３３を２００℃で１時間焼成し、配向
分割用の突起パターン４０を一体に備えた配向膜３３を
形成する。Next, as shown in FIG. 4D, the alignment film material layer is etched so that the portion of the alignment film 33 where the photoresist 46 does not remain has a thickness of 0.1 μm. Further, the alignment film 33 is baked at 200 ° C. for 1 hour to form the alignment film 33 integrally provided with the projection pattern 40 for alignment division.
【００３５】続いて、図５（ａ）に示すように、柱状ス
ペーサ４２の形成材料として、例えば、紫外線硬化型ア
クリル樹脂レジスト５０を５μｍの厚さになるように配
向膜３３全面に塗布する。次に、レジスト５０と対向し
てフォトマスク５２を配置する。このフォトマスク５２
は、柱状スペーサ４２を形成する部分に対向して位置
し、光を通さない遮光部５２ａと、光をほぼ１００％透
過する透過部５２ｃと、を有している。Subsequently, as shown in FIG. 5A, as a material for forming the columnar spacer 42, for example, an ultraviolet curable acrylic resin resist 50 is applied to the entire surface of the alignment film 33 so as to have a thickness of 5 μm. Next, a photomask 52 is arranged to face the resist 50. This photomask 52
Has a light-shielding portion 52a that is located opposite to a portion where the columnar spacer 42 is formed and does not transmit light, and a transmission portion 52c that transmits almost 100% of light.
【００３６】そして、図５（ｂ）に示すように、フォト
マスク５２を介してレジスト５０に、波長３６５ｎｍの
光を１００ｍＪ／ｃｍ２照射した後、ＫＯＨの１％水溶
液で１０秒間現像し、２００℃で１時間焼成することに
より、配向膜３３上に複数の柱状スペーサ４２を形成す
る。Then, as shown in FIG. 5B, the resist 50 is irradiated with 100 mJ / cm 2 of light having a wavelength of 365 nm through a photomask 52, and then developed with a 1% aqueous solution of KOH for 10 seconds, and By firing at 1 ° C. for one hour, a plurality of columnar spacers 42 are formed on the alignment film 33.
【００３７】その後、上記のように形成された対向基板
１４の配向膜３２の周辺に沿って、液晶注入口を除き、
シール材１８を印刷した。そして、配向膜２６、３２が
対向するようにアレイ基板１２および対向基板１４を対
向配置し、加熱してシール材１８を硬化させることによ
り、アレイ基板１２および対向基板１４の周縁部同志を
貼り合わせた。Then, along the periphery of the alignment film 32 of the counter substrate 14 formed as described above, except for the liquid crystal injection port,
The seal material 18 was printed. Then, the array substrate 12 and the counter substrate 14 are arranged so as to face each other so that the alignment films 26 and 32 face each other, and the sealing material 18 is cured by heating. Was.
【００３８】シール材１８の硬化後、２枚の基板を所定
の液晶セルサイズに切り出し、次に、通常の方法により
液晶注入口から液晶組成物を注入した後、液晶注入口を
紫外線硬化樹脂で封止した。最後に、アレイ基板１２お
よび対向基板１４の外面にそれぞれ偏向板４４，４５を
貼付することにより、液晶表示素子１０が完成する。After the sealing material 18 is cured, the two substrates are cut into a predetermined liquid crystal cell size, and then a liquid crystal composition is injected from a liquid crystal injection port by an ordinary method. Sealed. Finally, the liquid crystal display element 10 is completed by attaching the deflecting plates 44 and 45 to the outer surfaces of the array substrate 12 and the counter substrate 14, respectively.
【００３９】上記のように構成されたアクティブマトリ
クス型の液晶表示素子１０によれば、応答速度が速く、
視野角も広く、セルギヤップも均一で、表示ムラの少な
い質の良い表示が得られた。そして、配向膜形成材料に
より、配向膜３２および配向分割用の突起パターン４０
を一体に形成することにより、製造工程数が減少し、製
造コストの低減を図ることができる。According to the active matrix type liquid crystal display element 10 configured as described above, the response speed is high,
A high-quality display with a wide viewing angle, a uniform cell gap, and little display unevenness was obtained. Then, depending on the alignment film forming material, the alignment film 32 and the projection pattern 40 for alignment division are formed.
Is formed integrally, the number of manufacturing steps is reduced, and the manufacturing cost can be reduced.
【００４０】なお、この発明は上述した実施の形態に限
定されることなく、この発明の範囲内で種々変形可能で
ある。例えば、配向膜材料により、配向膜と柱状スペー
サとを一体に形成した後、配向膜上に液晶配向分割用突
起パターンを形成する構成としてもよい。また、配向膜
上に、共通の材料により、配向分割用の突起パターンと
柱状スペーサとを同時に形成する構成としてもよい。更
に、対向基板側の配向膜に限らず、アレイ基板側の配向
膜と、配向分割用の突起パターンと、柱状スペーサと、
の少なくとも２つを同一材料により一体に形成する構成
としてもよい。The present invention is not limited to the above-described embodiment, but can be variously modified within the scope of the present invention. For example, the alignment film and the columnar spacers may be integrally formed of an alignment film material, and then the liquid crystal alignment division projection pattern may be formed on the alignment film. Further, a configuration may be adopted in which a projection pattern for alignment division and a columnar spacer are formed simultaneously on the alignment film using a common material. Furthermore, not limited to the alignment film on the counter substrate side, the alignment film on the array substrate side, a projection pattern for alignment division, a columnar spacer,
May be integrally formed of the same material.
【００４１】[0041]
【発明の効果】以上の詳述したように、本発明によれ
ば、液晶配向分割用パターン、配向膜、および柱状スペ
ーサの内の少なくとも２を同一材料により一体に形成す
る構成とすることにより、表示性能が高く安価に製造可
能な液晶表示素子、およびその製造方法を提供すること
ができる。As described above in detail, according to the present invention, at least two of the liquid crystal alignment division pattern, the alignment film, and the columnar spacer are integrally formed of the same material. It is possible to provide a liquid crystal display element which has high display performance and can be manufactured at low cost, and a method for manufacturing the same.
【図１】この発明の第１の実施の形態に係るアクティブ
マトリクス型液晶表示素子の断面図。FIG. 1 is a sectional view of an active matrix liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention.
【図２】上記液晶表示素子の製造工程をそれぞれ示す断
面図。FIGS. 2A and 2B are cross-sectional views illustrating respective steps of manufacturing the liquid crystal display element.
【図３】この発明の第２の実施の形態に係るアクティブ
マトリクス型液晶表示素子の断面図。FIG. 3 is a sectional view of an active matrix liquid crystal display device according to a second embodiment of the present invention.
【図４】上記第２の実施の形態に係る液晶表示素子の製
造工程をそれぞれ示す断面図。FIGS. 4A and 4B are cross-sectional views illustrating respective steps of manufacturing the liquid crystal display element according to the second embodiment.
【図５】上記第２の実施の形態に係る液晶表示素子の製
造工程をそれぞれ示す断面図。FIGS. 5A and 5B are cross-sectional views illustrating respective steps of manufacturing the liquid crystal display element according to the second embodiment.
１０…液晶表示素子 １２…アレイ基板 １４…対向基板 １６…液晶層 ２６、３３…配向膜 ３０…カラーフィルタ ３２…対向電極 ４０…配向分割用の突起パターン ４２…柱状スペーサ ４８、５２…レジストマスク DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Liquid crystal display element 12 ... Array substrate 14 ... Counter substrate 16 ... Liquid crystal layer 26, 33 ... Alignment film 30 ... Color filter 32 ... Counter electrode 40 ... Projection pattern for alignment division 42 ... Columnar spacer 48, 52 ... Resist mask
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０９Ｆ 9/30 ３４９ Ｇ０２Ｆ 1/136 ５００ Ｆターム(参考） 2H089 LA09 QA12 QA14 QA16 RA05 RA06 RA07 RA13 TA02 TA04 TA09 TA12 TA15 2H090 HB08Y HB13Y KA05 KA06 KA07 KA14 LA01 LA02 LA04 LA09 LA15 MA01 MA15 2H091 FA02Y FA08X FA08Z FA34Y FB02 FB08 FC01 FC10 GA02 GA03 GA06 GA08 GA13 HA07 HA08 HA09 HA12 LA12 LA18 LA19 LA30 2H092 HA04 JA24 MA14 NA25 PA02 PA03 PA04 PA08 PA09 PA11 5C094 AA01 AA43 AA44 BA03 BA43 CA19 CA23 CA24 DA13 EC03 ED02 ED03 ED20 FA02 GB01──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) G09F 9/30 349 G02F 1/136 500 F term (Reference) 2H089 LA09 QA12 QA14 QA16 RA05 RA06 RA07 RA13 TA02 TA04 TA09 TA12 TA15 2H090 HB08Y HB13Y KA05 KA06 KA07 KA14 LA01 LA02 LA04 LA09 LA15 MA01 MA15 2H091 FA02Y FA08X FA08Z FA34Y FB02 FB08 FC01 FC10 GA02 GA03 GA06 GA08 GA13 HA07 HA08 HA09 HA12 LA12 LA18 PA04 PA04 PA25 PA04 AA01 AA43 AA44 BA03 BA43 CA19 CA23 CA24 DA13 EC03 ED02 ED03 ED20 FA02 GB01
Claims (6)
号線と、スイッチング素子と、配向膜とを有したアレイ
基板と、 対向電極および配向膜が設けられているとともに、上記
アレイ基板に対向して配置された対向基板と、 上記アレイ基板と対向基板との間に設けられ、これら基
板間の隙間を保持した複数の柱状スペーサと、 上記アレイ基板と対向基板との間に封入された液晶層
と、 上記アレイ基板および対向基板の少なくとも一方に設け
られた液晶配向分割用パターンと、 上記アレイ基板および対向基板の少なくとも一方に設け
られたカラーフィルタと、を備え、 上記液晶配向分割用パターン、配向膜、および柱状スペ
ーサの内の少なくとも２つは、同一材料により一体に形
成されていることを特徴とする液晶表示素子。An array substrate having scanning lines and signal lines, switching elements, and an alignment film provided in a matrix, and a counter electrode and an alignment film are provided and face the array substrate. A plurality of columnar spacers provided between the array substrate and the opposing substrate and maintaining a gap between the substrates; and a liquid crystal layer sealed between the array substrate and the opposing substrate. A pattern for liquid crystal alignment division provided on at least one of the array substrate and the counter substrate; and a color filter provided on at least one of the array substrate and the counter substrate. A liquid crystal display element, wherein at least two of the film and the columnar spacer are integrally formed of the same material.
カラーフィルタに重ねて設けられた上記対向電極と、こ
の対向電極に重ねて形成された上記配向膜と、を有し、
上記対向基板の配向膜は、上記液晶配向分割用パターン
および柱状スペーサと同一材料により一体に形成されて
いることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示素子。2. The color filter according to claim 1, wherein the counter substrate comprises:
The counter electrode provided to overlap the color filter, and the alignment film formed to overlap the counter electrode,
2. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the alignment film of the counter substrate is integrally formed of the same material as the liquid crystal alignment division pattern and the columnar spacer.
カラーフィルタに重ねて設けられた上記対向電極と、こ
の対向電極に重ねて形成された上記配向膜と、を有し、
上記対向基板の配向膜は、上記液晶配向分割用パターン
と同一材料により一体に形成され、上記柱状スペーサ
は、上記対向基板の配向膜上に設けられていることを特
徴とする請求項１に記載の液晶表示素子。3. The color filter according to claim 1, wherein:
The counter electrode provided to overlap the color filter, and the alignment film formed to overlap the counter electrode,
2. The alignment film of the counter substrate is formed integrally with the liquid crystal alignment division pattern using the same material, and the columnar spacer is provided on the alignment film of the counter substrate. Liquid crystal display element.
製造方法において、 所定厚さに形成された膜を、階調マスクを介して露光す
ることにより、液晶配向分割用パターン、配向膜、およ
び柱状スペーサの内の少なくとも２つを同一の膜により
形成することを特徴とする液晶表示素子の製造方法。4. The method for manufacturing a liquid crystal display element according to claim 1, wherein the film formed to a predetermined thickness is exposed through a gradation mask to thereby form a liquid crystal alignment division pattern and an alignment film. And at least two of the columnar spacers are formed of the same film.
ない第１遮光部と、配向分割用パターンを形成する部分
に対向して位置し照射強度の約１／３を透過する第２遮
光部と、配向膜のみを形成する部分に対向して位置し光
をほぼ１００％透過する透過部と、を有した階調マスク
を上記フォトレジストに対向して配置し、 上記階調マスクを介して上記フォトレジストを露光した
後、フォトレジストを現像し、 上記フォトレジストの現像後、上記配向膜材料層をエッ
チングし、柱状スペーサおよび配向分割用パターンを一
体に備えた配向膜を形成することを特徴とする請求項４
に記載の液晶表示素子の製造方法。5. An alignment film material layer having a predetermined thickness is formed, a photoresist is formed on the alignment film material layer, and a first light-shielding portion which is located opposite to a portion where a columnar spacer is formed and does not allow light to pass therethrough. And a second light-shielding portion which is positioned opposite to the portion where the alignment division pattern is formed and transmits about 1/3 of the irradiation intensity, and which is positioned opposite to the portion where only the alignment film is formed and has almost 100% light. A transparent mask that has a transmitting portion that transmits light, is disposed to face the photoresist, and after exposing the photoresist through the grayscale mask, developing the photoresist; and after developing the photoresist. 5. The method according to claim 4, wherein the alignment film material layer is etched to form an alignment film integrally provided with a columnar spacer and an alignment division pattern.
3. The method for manufacturing a liquid crystal display device according to item 1.
を通さない遮光部と、配向膜のみを形成する部分に対向
して位置し光をほぼ１００％透過する透過部と、を有し
た階調マスクを上記フォトレジストに対向して配置し、 上記階調マスクを介して上記フォトレジスを露光した
後、フォトレジストを現像し、 上記フォトレジストの現像後、上記配向膜材料層をエッ
チングして、配向分割用パターンを一体に備えた配向膜
を形成し、 上記配向分割用パターンを一体に備えた配向膜上に柱状
スペーサを形成することを特徴とする請求項４に記載の
液晶表示素子の製造方法。6. An alignment film material layer having a predetermined thickness is formed, a photoresist is formed on the alignment film material layer, and a light-shielding portion which is located opposite to a portion where an alignment division pattern is formed and does not transmit light. And a transmission mask which has a transmission portion which is located opposite to the portion where only the alignment film is formed and transmits almost 100% of light, is disposed opposite to the photoresist, and After the photoresist is exposed, the photoresist is developed. After the photoresist is developed, the alignment film material layer is etched to form an alignment film integrally provided with a pattern for alignment division. 5. The method according to claim 4, wherein the columnar spacer is formed on an alignment film integrally provided with the pattern.
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