JP3210126B2 - 液晶表示装置の製造方法 - Google Patents

液晶表示装置の製造方法

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JP3210126B2
JP3210126B2 JP05347393A JP5347393A JP3210126B2 JP 3210126 B2 JP3210126 B2 JP 3210126B2 JP 05347393 A JP05347393 A JP 05347393A JP 5347393 A JP5347393 A JP 5347393A JP 3210126 B2 JP3210126 B2 JP 3210126B2
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liquid crystal
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    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1339—Gaskets; Spacers; Sealing of cells
    • G02F1/13394—Gaskets; Spacers; Sealing of cells spacers regularly patterned on the cell subtrate, e.g. walls, pillars

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示装置の製造方
法に関する。
【０００２】
【従来の技術】液晶表示装置において、基板間距離はそ
の表示特性に重大な影響を及ぼす。つまり、表示パネル
全面にわたって基板間距離が均一でないと、色むら、表
示むら、干渉縞など表示品位の劣化の原因となる。近
年、液晶表示パネルの高精細化、表示画面の大型化にと
もない、従来より大きな面積で高精度に基板間距離を保
つことが必要になってきた。
【０００３】この様な問題を解決するものとして、特開
平１−１３４３３６号に示される液晶表示装置がある。
この液晶表示装置は、表面に画素電極、配線等をマトリ
ックス状に形成した基板上にポリイミドからなる配向膜
を製膜し、この配向膜上に、フォトリソグラフ等によっ
て、感光性ポリイミドからなる柱状スペーサを形成し、
次に対向するもう一方の基板を張り合わせる構造となっ
ている。上記した柱状スペーサはフォトリソグラフによ
り形成できるので、所望の形状で、所望の場所に形成す
ることが可能となり、パネルの大画面化にともない近年
研究が盛んに行われてきている。
【０００４】上記したような液晶表示装置は、液晶を一
定方向に初期配向させるために、ポリイミドからなる配
向膜の表面をベルベットなどの布で擦る”ラビング”と
呼ばれる配向処理が行われている。前記公知例のように
配向膜上に柱を形成する場合、基板上に形成した配向膜
をラビングした後、柱状スペーサを形成するプロセスが
行われる。つまり、配向処理された配向膜上に柱状スペ
ーサを形成する感光性ポリイミド樹脂を塗布して露光し
た後、現像処理（エッチング）により所望の形状に加工
することにより、柱状スペーサを形成する。しかしなが
ら、現像液（エッチング液）が下地のポリイミド配向膜
の表面を膨潤、溶解させるため、ラビング配向処理の効
果を著しく低下させてしまい、液晶を充填した時、液晶
配向が不均一になり、画質低下、コントラスト低下を生
じるのみならず光のオンオフの制御が全くできなくなる
といった問題点を有していた。
【０００５】この様な問題を解決する一つの方法とし
て、柱を形成した後にラビング配向処理を行う方法があ
るが、ラビング布の毛足が柱に引っかかるために、柱の
周辺部分は十分に配向処理がなされない。この結果、柱
周辺に配向不良領域が生じ、画質を著しく低下させると
いう問題が生じる。特開平３ー１２７０２８号公報に
は、柱の形状を台形にしてラビングの毛足が柱に引っか
かり難くする方法により上記問題点を解決しようと試み
ているが、ラビング時に毛足のひっかかりを全くなくす
ことがでないため充分に画質を向上することができない
ことが分かった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、柱状
スペーサ周辺に配向不良領域を生じさせないために、ラ
ビング配向処理を施した後に柱状スペーサを形成する場
合、柱を形成するための現像工程において現像液（エッ
チング液）が下地のポリイミド配向膜の表面を膨潤、溶
解させるため、ラビング処理の効果を著しく低下させて
しまうという問題点を有していた。
【０００７】本発明は上記問題点を解決し、現像液によ
るポリイミド配向膜表面の膨潤、溶解を防ぎ、柱形成工
程での現像工程を経ても、ラビング処理効果を保持する
ことができ、液晶の画質の向上を図ることができる液晶
表示装置の提供を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、基板上にポリ
イミド配向膜を形成する配向膜形成工程と、前記配向膜
形成工程の後、前記配向膜上に、エポキシ基、イミド結
合、エーテル結合、エステル結合及びウレタン結合から
成る群から選ばれる少なくとも一つの基または結合を有
するアクリル重合体または共重合体からなる感光性樹脂
層を形成する工程と、前記感光性樹脂層を露光した後、
エーテル類を溶剤とする現像液により前記感光性樹脂層
を現像する工程とを含むことを特徴とする液晶表示装置
の製造方法を提供する。
【０００９】これまでの発明者らによる研究の結果、ラ
ビング処理したポリイミド配向膜の表面を劣化させる現
像液中には、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサ
イド等の有機アルカリ溶液、フェノール、γーブチロラ
クトン、Ｎ−メチルピロリドン、アセトンの内の少なく
とも１つの有機溶剤が含まれていることが分かり、これ
らがポリイミド配向膜を劣化させる原因であることが分
かった。そこで、これらの有機溶剤を含まない現像液を
用い、柱としての強度を有し形成の容易な感光性樹脂を
種々検討した。この結果、エポキシ基、イミド結合、エ
ーテル結合、エステル結合またはウレタン結合から選ば
れる少なくとも一つの基或いは結合を分子中に有するア
クリル重合体或いは共重合体が適していることが分かっ
た。この樹脂は、現像液に１、１、１−トリクロロエタ
ン、塩化メチレン等の有機塩素系溶剤や、メチルエチル
セルソルブ等のセルソルブ系溶剤や、ジプロピレングリ
コールモノメチルエーテル（Ｈ3 ＣＯＣ3 Ｈ6 ＯＣ3 Ｈ
6 ＯＨ）、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル
（Ｈ5 Ｃ2 ＯＣ3 Ｈ6 ＯＣ3 Ｈ6 ＯＨ）、トリプロピレ
ングリコールモノメチルエーテル（Ｈ3 ＣＯ（Ｃ3 Ｈ6
Ｏ）3 Ｈ）、トリプロピレングリコールモノエチルエー
テル（Ｈ5 Ｃ2 Ｏ（Ｃ3 Ｈ6 Ｏ）3 Ｈ）等のエーテル類
を使用することができ、これらの溶剤はラビング処理し
たポリイミド配向膜の表面を劣化させることはなかっ
た。
【００１０】更に、この樹脂は液晶に対して安定であ
り、液晶表示装置中で半永久的に柱状スペーサの役割を
果たす。また、５μｍラインが切れるほど高い解像度、
１０ｍＷ／ｃｍ2 の紫外線に対しても感光するほど高い
感度、高いアスペクト比を有し、更に、ポリイミド配向
膜との接着性に優れていることが分かった。
【００１１】上記柱状スペーサに用いる樹脂は、エポキ
シ基、イミド基、メトキシ基またはウレタン基を側鎖に
有するポリアクリレートが好ましい。上記置換基をポリ
アクリレートの側鎖に有することにより、架橋作用を生
じ、柱状スペーサとしての所望の硬さを得ることができ
る。また、上記樹脂は、エポキシ化合物、ポリアミック
酸、メトキシエーテル化合物、エステル化合物またはウ
レタン化合物から選ばれる少なくとも一つの材料とアク
リレートとの共重合体でも良い。また、上記アクリレー
トは、ＣＨ2 ＝ＣＲ1 ＣＯＯＲ2 のＲ1 がＨまたはＣＨ
3 等のアルキル基であればよい。
【００１２】また、上記柱状スペーサに用いるアクリル
との共重合体としては、ウレタンアクリル共重合体、エ
ステルアクリル共重合体、ポリイミドアクリル共重合
体、エポキシアクリル共重合体、エーテルアクリル重合
体が挙げられる。
【００１３】更に、エーテル結合を側鎖に有するアクリ
ル重合体としては、例えばモノメトキシ１，６ヘキサン
ジオールモノアクリレート、モノメトキシトリプロピレ
ングリコールモノアクリレート、モノメトキシネオペン
チルグリコールアルコキシモノアクリレート、モノメト
キシトリメチロールプロパンアルコキシジアクリレート
等が挙げられる。
【００１４】
【作用】エポキシ基、イミド結合、エーテル結合、エス
テル結合またはウレタン結合から選ばれる少なくとも一
つの基或いは結合を分子中に有するアクリル重合体或い
は共重合体からなる樹脂を柱状スペーサとして用いるこ
とにより、配向処理がなされたポリイミド配向膜の初期
配向を乱すことのない現像液を使用することが可能とな
り、液晶表示装置の画質を向上することができる。
【００１５】
【実施例】図１、図２を参照して本発明の第１の実施例
を説明する。本実施例では、柱状スペーサの樹脂とし
て、側鎖にエポキシ基を有するポリアクリレートを用い
た。先ず、ＴＦＴ及び画素電極をマトリックス状に形成
した第１の基板１１上に配向膜として加熱閉環型ポリイ
ミドを２５００ｒｐｍでスピンコ−トし、ホットプレー
トを用いて１００℃で１５分間、さらにＮ2 オーブン中
で１８０℃で１時間ベ−クした。これをラビングして配
向膜１３とする。
【００１６】次に、この配向膜上に、感光性エポキシア
クリレート溶液を２５００ｒｐｍでスピンコートし、８
０℃で２０分間加熱する。次に、こうして形成された感
光性エポキシアクリレート膜に露光用マスクを介して柱
状スペ−サのパタ−ンを露光した後、現像処理を行う。
こうすることにより露光された部分は光重合し、側鎖に
エポキシ基を有するポリアクリレートとなる。露光条件
は、極大波長３６５ｎｍの平行光で５０ｍＪ／ｃｍ2 と
した。現像条件は、以下の通りである。窒素ガス１．５
ｋｇ／ｃｍ3 の加圧下、流量９ｍｌ／ｍｉｎでトリプロ
ピレングリコールモノメチルエーテルを主成分とする現
像液を６０秒間噴霧した（スプレー現像）。その後、６
０秒間流水でリンスし、さらに窒素ガスを用いてスピン
ドライで２０秒間乾燥した。このようにして、基板上に
エポキシアクリレート樹脂の柱状スペーサ１２を設けた
（図１）。この基板全面に５Ｊ／ｃｍ2 の紫外光を当
て、さらに１８０℃で３０分間加熱することにより、樹
脂を完全に硬化させた。柱状スペーサ１２の形状は、高
さが５．０μｍ、直径が１５μｍの円柱とした。
【００１７】次に、透明電極、カラーフィルタおよびブ
ラックマトリックスを形成した第２の基板２１に配向膜
１３を塗布し配向処理を行った後、基板周辺に紫外線硬
化性シール材（図示せず）を印刷する。
【００１８】次に、第１の基板１１と第２の基板２１を
組み合せ、加圧状態で紫外線を当てシール材を硬化させ
セルをつくり、液晶２２を注入して対角９インチ液晶表
示素子に組み立てた（図２）。
【００１９】このようにして作成した対角９インチの液
晶表示装置ではギャップが全面にわたって±０．２μｍ
という高精度で得られた。また、現像液にトリプロピレ
ングリコールモノメチルエーテルを用いたため、ラビン
グ配向膜表面の膨潤・溶解がなく、均一な液晶配向が得
られ、極めて良好な表示画像が得られた。
【００２０】本実施例のように柱状スペーサの材料に感
光性樹脂を用いる場合、柱状スペーサは１ｍｍ2 あた
り、０．０５個〜７００個の割合で配置されることが好
ましい。柱状スペーサの基板に対して平行な断面は円や
だ円が好ましが、正方形、長方形、三角形などの多角形
でも良い。
【００２１】ポジ型の感光性樹脂を使用する場合、その
露光部が分解され、現像処理によって選択的に除去され
る。一方、ネガ型の感光性樹脂を使用する場合、その露
光部は架橋反応または重合反応が誘起されて固化し、現
像処理によって選択的に残存する。本実施例では、ネガ
型の感光性樹脂を使用したが、ラビング配向膜を劣化さ
せないような現像液を用いることができれば、ポジ型の
ものを使用しても問題はない。
【００２２】次に、図３、図４を参照して本発明の第２
の実施例を説明する。柱状スペ−サの材料を変更した点
と装置が駆動回路一体型である点を除いては、第１の実
施例と同じ方法により液晶セルを作製した。本実施例で
は、ボンディング用バンプを形成するためのメッキレジ
ストと柱状スペ−サを同一の材料から形成し、工程を簡
略化することに目的がある。
【００２３】先ず、ＴＦＴ及び画素電極をマトリックス
状に形成した第１の基板１１上に配向膜として加熱閉環
型ポリイミドを２５００ｒｐｍでスピンコ−トし、ホッ
トプレートを用いて１００℃で１５分間加熱する。バン
プを形成する部分のポリイミド膜をγーブチロラクトン
を用いて剥離した後、さらにＮ2 オーブン中で１８０℃
で１時間ベ−クする。これをラビングして配向膜１３と
した。
【００２４】次に、この配向膜１３上に、ネガ型の感光
性を有するアクリルとエポキシの混合溶液を２５００ｒ
ｐｍでスピンコートし、８０℃で２０分間加熱する。次
に、こうして形成された感光性エポキシアクリレート膜
に露光用マスクを介して柱状スペ−サのパタ−ンを露光
した後、現像処理を行う。こうすることにより露光され
た部分は光重合し、側鎖にエポキシ基を有するポリアク
リレートとなる。露光条件は、極大波長３６５ｎｍの平
行光で５０ｍＪ／ｃｍ2 とした。現像条件は、以下の通
りである。窒素ガス１．５ｋｇ／ｃｍ3 の加圧下、流量
９ｍｌ／ｍｉｎでトリプロピレングリコールモノメチル
エーテルを主成分とする現像液を４５秒間噴霧した（ス
プレー現像）。その後、６０秒間流水でリンスし、さら
に窒素ガスを用いてスピンドライで６０秒間乾燥した。
このようにして、基板上にメタクリル酸エステル樹脂の
柱状スペーサ１２及びバンプ形成用のレジストパターン
３１を設けた（図３）。更に、この基板全面に５Ｊ／ｃ
ｍ2 の紫外光を当て、さらに１８０℃で３０分間加熱す
ることにより、樹脂を完全に硬化させた。柱状スペーサ
１２の形状は、高さが５．０μｍ、直径が１５μｍの円
柱とした。
【００２５】次に、対向基板２１を基板１１に重ね合わ
せ封着した（図４）。封着後、表示画素部を境としてバ
ンプ形成部の対向基板を切断した。ここでシール剤３２
は、表示画素部とバンプ形成部のレジスト間に形成され
ている。これをメッキ層に漬け、基板１１上に形成され
ているショートリング用配線を電極としてバンプ４１を
形成した（図５）。この時バンプ形成用レジストを新た
にコーティングする必要がないので工程が簡略化でき
る。
【００２６】バンプ材料は金、銅等の金属等が挙げられ
るが本実施例では金バンプを用いた。また、駆動ＩＣを
実装する際にはショートリングを切断する。ここでは、
ショートリングは液晶表示装置の信号線またはゲート線
と同じ膜からできており、モリブデン／アルミニウムの
積層構造とした。
【００２７】次に、第１の実施例と同様にして対角６イ
ンチの液晶表示装置に組み立てた。この実施例では、画
素表示エリアだけでなく、その外側の回路実装エリアに
も柱状スペーサと同じ高さのレジストパターンを形成し
たため、ギャップ制御能はさらに向上し、対角６インチ
の液晶表示素子でギャップが全面にわたって±０．１μ
ｍという高精度で得られた。また、現像液にトリプロピ
レングリコールモノメチルエーテルを用いたため、ラビ
ング配向膜表面の膨潤・溶解がなく、均一な液晶配向が
得られ、極めて良好な表示画像が得られた。また、バン
プ形成用レジストは、配線の保護も兼ね装置の信頼性を
向上させる。
【００２８】本実施例ではバンプ形成用のレジストパタ
ーンを残したが、メッキによりバンプを形成した後、剥
離液に漬けて取り除いてもよい。一般に液晶表示装置の
製造において、一組のガラス基板を数枚重ね一度に封着
する工程がとられているが、この場合駆動ＩＣを登載す
る画素周辺の部分はスペーサは形成されておらず、この
ために画素周辺でガラスのたわみ、ギャップむらがでる
問題があった。
【００２９】本実施例ではこの駆動ＩＣを登載する画素
周辺部分つまりバンプ形成部分に樹脂３１を形成するこ
とによりガラスのたわみ、ギャップむらを抑制し、高品
質の液晶表示装置を提供できるものである。更に本実施
例では、樹脂３１と柱状スペーサ１２を同時に一枚のマ
スクで形成できるのでコスト面においても有利である。
【００３０】次に、本発明の第３の実施例を説明する。
本実施例では第１の実施例において、柱状スペーサの樹
脂として、ウレタンアクリル共重合体を用いた。形状は
第１の実施例と同様なので図１、図２を参照する。
【００３１】先ず、ＴＦＴ及び画素電極をマトリックス
状に形成した第１の基板１１上に配向膜として加熱閉環
型ポリイミドを２５００ｒｐｍでスピンコ−トし、ホッ
トプレートを用いて１００℃で１５分間、さらにＮ2 オ
ーブン中で１８０℃で１時間ベ−クした。これをラビン
グして配向膜１３とする。
【００３２】次に、ウレタンアクリル共重合体からなる
膜を露光用マスクを介して柱状スペ−サのパタ−ンに露
光した後、現像処理を行いスペーサを作成する。先ず、
ジイソシアナートと２価アルコールとの重合反応により
重合度が２〜１００程度のポリウレタンを形成する。こ
れとアクリル酸メチルを１対１００（アクリル酸メチル
が１００）の重量比で混合し、キシレンに溶解させる。
この溶液を配向膜１３上に、２５００ｒｐｍでスピンコ
ートし、８０℃で２０分間加熱する。この重量比は、樹
脂の感光性、解像度、及び強度を考慮すると３対１から
１対２００の範囲が好ましい。つまり、アクリルの量が
少なくなると、樹脂の感光度、解像度が低下し、逆にア
クリルの量が多くなるとスペーサとしての強度がなくな
るからである。
【００３３】露光条件は、極大波長３６５ｎｍの平行光
で５０ｍＪ／ｃｍ2 とした。現像条件は、以下の通りで
ある。窒素ガス１．５ｋｇ／ｃｍ3 の加圧下、流量９ｍ
ｌ／ｍｉｎでトリプロピレングリコールモノメチルエー
テルを主成分とする現像液を６０秒間噴霧した（スプレ
ー現像）。その後、６０秒間流水でリンスし、さらに窒
素ガスを用いてスピンドライで２０秒間乾燥した。この
ようにして、基板上にウレタンアクリル共重合体の柱状
スペーサ１２を設けた（図１）。この基板全面に５Ｊ／
ｃｍ2 の紫外光を当て、さらに１８０℃で３０分間加熱
することにより、樹脂を完全に硬化させた。柱状スペー
サ１２の形状は、高さが５．０μｍ、直径が１５μｍの
円柱とした。
【００３４】次に、透明電極、カラーフィルタおよびブ
ラックマトリックスを形成した第２の基板２１に配向膜
１３を塗布し配向処理を行った後、基板周辺に紫外線硬
化性シール材（図示せず）を印刷する。
【００３５】次に、第１の基板１１と第２の基板２１を
組み合せ、加圧状態で紫外線を当てシール材を硬化させ
セルをつくり、液晶２２を注入して対角９インチ液晶表
示素子に組み立てた（図２）。
【００３６】このようにして作成した対角９インチの液
晶表示装置ではギャップが全面にわたって±０．２μｍ
という高精度で得られた。また、現像液にトリプロピレ
ングリコールモノメチルエーテルを用いたため、ラビン
グ配向膜表面の膨潤・溶解がなく、均一な液晶配向が得
られ、極めて良好な表示画像が得られた。
【００３７】次に、本発明の第４の実施例を説明する。
本実施例では第１の実施例において、柱状スペーサの樹
脂として、エステルアクリル共重合体を用いた。形状は
第１の実施例と同様なので図１、図２を参照する。
【００３８】先ず、ＴＦＴ及び画素電極をマトリックス
状に形成した第１の基板１１上に配向膜として加熱閉環
型ポリイミドを２５００ｒｐｍでスピンコ−トし、ホッ
トプレートを用いて１００℃で１５分間、さらにＮ2 オ
ーブン中で１８０℃で１時間ベ−クした。これをラビン
グして配向膜１３とする。
【００３９】次に、エステルアクリル共重合体膜を露光
用マスクを介して柱状スペ−サのパタ−ンに露光した
後、現像処理を行いスペーサを形成する。先ず、テレフ
タル酸とエチレングリコールとの重縮合により重合度が
３〜１２０程度のポリエステルを形成する。これとアク
リル酸メチルを１対１００（アクリル酸メチルが１０
０）の重量比で混合し、キシレンに溶解させる。この溶
液を配向膜１３上に、２５００ｒｐｍでスピンコート
し、８０℃で２０分間加熱する。この重量比は、樹脂の
感光性、解像度、及び強度を考慮すると３対１から１対
２００の範囲が好ましい。
【００４０】露光条件は、極大波長３６５ｎｍの平行光
で５０ｍＪ／ｃｍ2 とした。現像条件は、以下の通りで
ある。窒素ガス１．５ｋｇ／ｃｍ3 の加圧下、流量９ｍ
ｌ／ｍｉｎでトリプロピレングリコールモノメチルエー
テルを主成分とする現像液を６０秒間噴霧した（スプレ
ー現像）。その後、６０秒間流水でリンスし、さらに窒
素ガスを用いてスピンドライで２０秒間乾燥した。この
ようにして、基板上にエステルアクリル共重合体の柱状
スペーサ１２を設けた（図１）。この基板全面に５Ｊ／
ｃｍ2 の紫外光を当て、さらに１８０℃で３０分間加熱
することにより、樹脂を完全に硬化させた。柱状スペー
サ１２の形状は、高さが５．０μｍ、直径が１５μｍの
円柱とした。
【００４１】次に、透明電極、カラーフィルタおよびブ
ラックマトリックスを形成した第２の基板２１に配向膜
１３を塗布し配向処理を行った後、基板周辺に紫外線硬
化性シール材（図示せず）を印刷する。
【００４２】次に、第１の基板１１と第２の基板２１を
組み合せ、加圧状態で紫外線を当てシール材を硬化させ
セルをつくり、液晶２２を注入して対角９インチ液晶表
示素子に組み立てた（図２）。
【００４３】このようにして作成した対角９インチの液
晶表示装置ではギャップが全面にわたって±０．２μｍ
という高精度で得られた。また、現像液にトリプロピレ
ングリコールモノメチルエーテルを用いたため、ラビン
グ配向膜表面の膨潤・溶解がなく、均一な液晶配向が得
られ、極めて良好な表示画像が得られた。
【００４４】次に、本発明の第５の実施例を説明する。
本実施例では第１の実施例において、柱状スペーサの樹
脂として、エーテルアクリル共重合体を用いた。形状は
第１の実施例と同様なので図１、図２を参照する。
【００４５】先ず、ＴＦＴ及び画素電極をマトリックス
状に形成した第１の基板１１上に配向膜として加熱閉環
型ポリイミドを２５００ｒｐｍでスピンコ−トし、ホッ
トプレートを用いて１００℃で１５分間、さらにＮ2 オ
ーブン中で１８０℃で１時間ベ−クした。これをラビン
グして配向膜１３とする。
【００４６】次に、エーテルアクリル共重合体膜を露光
用マスクを介して柱状スペ−サのパタ−ンに露光した
後、現像処理を行いスペーサを形成する。先ず、エチレ
ングリコールとアクリル酸メチルを１対３（アクリル酸
メチルが３）の重量比で混合し、キシレンに溶解させ
る。この溶液を配向膜１３上に、２５００ｒｐｍでスピ
ンコートし、８０℃で２０分間加熱する。この重量比
は、樹脂の感光性、解像度、及び強度を考慮すると３対
１から１対２００の範囲が好ましい。
【００４７】露光条件は、極大波長３６５ｎｍの平行光
で５０ｍＪ／ｃｍ2 とした。現像条件は、以下の通りで
ある。窒素ガス１．５ｋｇ／ｃｍ3 の加圧下、流量９ｍ
ｌ／ｍｉｎでトリプロピレングリコールモノメチルエー
テルを主成分とする現像液を６０秒間噴霧した（スプレ
ー現像）。その後、６０秒間流水でリンスし、さらに窒
素ガスを用いてスピンドライで２０秒間乾燥した。この
ようにして、基板上にエステルアクリル共重合体の柱状
スペーサ１２を設けた（図１）。この基板全面に５Ｊ／
ｃｍ2 の紫外光を当て、さらに１８０℃で３０分間加熱
することにより、樹脂を完全に硬化させた。柱状スペー
サ１２の形状は、高さが５．０μｍ、直径が１５μｍの
円柱とした。
【００４８】次に、透明電極、カラーフィルタおよびブ
ラックマトリックスを形成した第２の基板２１に配向膜
１３を塗布し配向処理を行った後、基板周辺に紫外線硬
化性シール材（図示せず）を印刷する。
【００４９】次に、第１の基板１１と第２の基板２１を
組み合せ、加圧状態で紫外線を当てシール材を硬化させ
セルをつくり、液晶２２を注入して対角９インチ液晶表
示素子に組み立てた（図２）。
【００５０】このようにして作成した対角９インチの液
晶表示装置ではギャップが全面にわたって±０．２μｍ
という高精度で得られた。また、現像液にトリプロピレ
ングリコールモノメチルエーテルを用いたため、ラビン
グ配向膜表面の膨潤・溶解がなく、均一な液晶配向が得
られ、極めて良好な表示画像が得られた。
【００５１】次に、本発明の第６の実施例を説明する。
本実施例では第１の実施例において、柱状スペーサの樹
脂として、ポリイミドアクリル共重合体を用いた。形状
は第１の実施例と同様なので図１、図２を参照する。
【００５２】先ず、ＴＦＴ及び画素電極をマトリックス
状に形成した第１の基板１１上に配向膜として加熱閉環
型ポリイミドを２５００ｒｐｍでスピンコ−トし、ホッ
トプレートを用いて１００℃で１５分間、さらにＮ2 オ
ーブン中で１８０℃で１時間ベ−クした。これをラビン
グして配向膜１３とする。
【００５３】次に、ポリイミドアクリル共重合体膜を露
光用マスクを介して柱状スペ−サのパタ−ンに露光した
後、現像処理を行いスペーサを形成する。先ず、重合度
３〜５０程度のポリアミック酸とアクリル酸メチルを１
対５０（アクリル酸メチルが５０）の重量比で混合し、
キシレンに溶解させる。この溶液を配向膜１３上に、２
５００ｒｐｍでスピンコートし、８０℃で２０分間加熱
する。ポリアミック酸とアクリル酸メチルの混合する割
合は、重量比でポリアミック酸１に対しアクリル酸メチ
ルが１〜２００であることが望ましい。１対１よりアク
リル酸メチルの量が減ると、上記した配向膜のラビング
効果を劣化させることのない現像液に溶解しなくなる、
つまり現像できなくなる。１対２００よりアクリル酸メ
チルの量を増すと、柱状スペーサとしての硬さを得るこ
とができないためである。
【００５４】露光条件は、極大波長３６５ｎｍの平行光
で５０ｍＪ／ｃｍ2 とした。現像条件は、以下の通りで
ある。窒素ガス１．５ｋｇ／ｃｍ3 の加圧下、流量９ｍ
ｌ／ｍｉｎでトリプロピレングリコールモノメチルエー
テルを主成分とする現像液を６０秒間噴霧した（スプレ
ー現像）。その後、６０秒間流水でリンスし、さらに窒
素ガスを用いてスピンドライで２０秒間乾燥した。この
ようにして、基板上にポリイミドアクリル共重合体の柱
状スペーサ１２を設けた（図１）。この基板全面に５Ｊ
／ｃｍ2 の紫外光を当て、さらに１８０℃で３０分間加
熱することにより、樹脂を完全に硬化させた。柱状スペ
ーサ１２の形状は、高さが５．０μｍ、直径が１５μｍ
の円柱とした。
【００５５】次に、透明電極、カラーフィルタおよびブ
ラックマトリックスを形成した第２の基板２１に配向膜
１３を塗布し配向処理を行った後、基板周辺に紫外線硬
化性シール材（図示せず）を印刷する。
【００５６】次に、第１の基板１１と第２の基板２１を
組み合せ、加圧状態で紫外線を当てシール材を硬化させ
セルをつくり、液晶２２を注入して対角９インチ液晶表
示素子に組み立てた（図２）。
【００５７】このようにして作成した対角９インチの液
晶表示装置ではギャップが全面にわたって±０．２μｍ
という高精度で得られた。また、現像液にトリプロピレ
ングリコールモノメチルエーテルを用いたため、ラビン
グ配向膜表面の膨潤・溶解がなく、均一な液晶配向が得
られ、極めて良好な表示画像が得られた。
【００５８】次に、本発明の第７の実施例を説明する。
本実施例では第１の実施例において、柱状スペーサの樹
脂として、エポキシアクリル共重合体を用いた。形状は
第１の実施例と同様なので図１、図２を参照する。
【００５９】先ず、ＴＦＴ及び画素電極をマトリックス
状に形成した第１の基板１１上に配向膜として加熱閉環
型ポリイミドを２５００ｒｐｍでスピンコ−トし、ホッ
トプレートを用いて１００℃で１５分間、さらにＮ2 オ
ーブン中で１８０℃で１時間ベ−クした。これをラビン
グして配向膜１３とする。
【００６０】次に、エポキシアクリル共重合体膜を露光
用マスクを介して柱状スペ−サのパタ−ンに露光した
後、現像処理を行いスペーサを作成する。先ず、ビスフ
ェノールＡとエピクロロヒドリンから合成される分子量
３００〜８０００程度の比較的低分子のプレポリマーと
アクリル酸メチルを１対１５０（アクリル酸メチルが１
５０）の重量比で溶解し、セルソルブアセテートに溶解
させる。この溶液を配向膜１３上に、２５００ｒｐｍで
スピンコートし、８０℃で２０分間加熱する。この重量
比は、樹脂の感光性、解像度、及び強度を考慮すると３
対１から１対２００の範囲が好ましい。
【００６１】露光条件は、極大波長３６５ｎｍの平行光
で５０ｍＪ／ｃｍ2 とした。現像条件は、以下の通りで
ある。窒素ガス１．５ｋｇ／ｃｍ3 の加圧下、流量９ｍ
ｌ／ｍｉｎでトリプロピレングリコールモノメチルエー
テルを主成分とする現像液を６０秒間噴霧した（スプレ
ー現像）。その後、６０秒間流水でリンスし、さらに窒
素ガスを用いてスピンドライで２０秒間乾燥した。この
ようにして、基板上にエポキシアクリル共重合体の柱状
スペーサ１２を設けた（図１）。この基板全面に５Ｊ／
ｃｍ2 の紫外光を当て、さらに１８０℃で３０分間加熱
することにより、樹脂を完全に硬化させた。柱状スペー
サ１２の形状は、高さが５．０μｍ、直径が１５μｍの
円柱とした。
【００６２】次に、透明電極、カラーフィルタおよびブ
ラックマトリックスを形成した第２の基板２１に配向膜
１３を塗布し配向処理を行った後、基板周辺に紫外線硬
化性シール材（図示せず）を印刷する。
【００６３】次に、第１の基板１１と第２の基板２１を
組み合せ、加圧状態で紫外線を当てシール材を硬化させ
セルをつくり、液晶２２を注入して対角９インチ液晶表
示素子に組み立てた（図２）。
【００６４】このようにして作成した対角９インチの液
晶表示装置ではギャップが全面にわたって±０．２μｍ
という高精度で得られた。また、現像液にトリプロピレ
ングリコールモノメチルエーテルを用いたため、ラビン
グ配向膜表面の膨潤・溶解がなく、均一な液晶配向が得
られ、極めて良好な表示画像が得られた。
【００６５】上記実施例においては、柱状スペーサを画
面のどこに形成するか具体的に記さなかったが、配線等
のブラックマトリックス上に形成することが好ましい。
また、樹脂によっては、着色しているものがあるので、
ＴＦＴ上に柱状スペーサを形成しＴＦＴを光から守る遮
光膜として用いることもできる。
【００６６】これら実施例は本発明の理解を容易にする
目的で記載されたものであり、本発明を限定するもので
はない。また、アクティブマトリックス型の液晶表示装
置、単純マトリックス型液晶表示装置やカラ−液晶投射
型表示装置にも適用することができる。その他本発明の
主旨を逸脱することなく種々変形することが可能であ
る。
【００６７】
【発明の効果】以上詳述したように本発明は、エポキ
シ、ポリイミド前駆体、メトキシエーテル、ポリエステ
ル前駆体またはウレタンから選ばれる少なくとも一つの
材料及びアクリルからなる樹脂を柱状スペーサに採用す
ることにより、ポリイミド配向膜表面の膨潤・溶解を起
こさない現像液を使用できるため、柱形成工程でラビン
グ処理効果が保持され、液晶装置の表示品位を著しく向
上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１、第３、第４、第５、第６、第
７の実施例に係わる液晶表示装置の製造工程を説明する
断面図。
【図２】 本発明の第１、第３、第４、第５、第６、第
７の実施例に係わる液晶表示装置の製造工程を説明する
断面図。
【図３】 本発明の第２の実施例に係わる液晶表示装置
の製造工程を説明する断面図。
【図４】 本発明の第２の実施例に係わる液晶表示装置
の製造工程を説明する断面図。
【図５】 本発明の第２の実施例に係わる液晶表示装置
の断面図。
【符号の説明】
１１ 第１の基板 １２ 柱状スペーサ １３ 配向膜 ２１ 第２の基板 ２２ 液晶 ３１ バンプ形成用レジストパターン ４１ バンプ

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】基板上にポリイミド配向膜を形成する配向
    膜形成工程と、 前記配向膜形成工程の後、前記配向膜上に、エポキシ
    基、イミド結合、エーテル結合、エステル結合及びウレ
    タン結合から成る群から選ばれる少なくとも一つの基ま
    たは結合を有するアクリル重合体または共重合体からな
    る感光性樹脂層を形成する工程と、 前記感光性樹脂層を露光した後、エーテル類を含有する
    現像液により前記感光性樹脂層を現像する工程とを含む
    ことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
  2. 【請求項２】前記エーテル類は、ジプロピレングリコー
    ルモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエ
    チルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエ
    ーテル、トリプロピレングリコールモノエチルエーテル
    から成る群から選ばれることを特徴とする請求項１記載
    の液晶表示装置の製造方法。
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