JP3782127B2 - Method for forming spacer for liquid crystal panel - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、液晶パネルを構成する２枚の基板間に介在して両基板を支持する液晶パネル用スペーサーの形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶パネルは、画素電極、薄膜トランジスタ、ＭＩＭ形成素子及びマトリクス配線等を備える下側基板と、電極やカラーフイルター等を備える上側基板とを対向させ、両基板間に液晶を封入して構成されている。そして、従来は液晶層の厚さを決定するために、いずれかの基板上（両方の基板の場合も有る）に透明で、円筒状もしくは粒状の微少なスペーサーを散布し、このスペーサーを挟み込んで両方の基板を張り合わせていた。
【０００３】
しかしながら、この方法によると、下側基板の凸部（ＴＦＴ、ＭＩＭ型素子、電極配線部等）上に散布された少数のスペーサーのみが上側基板に当たるため、この少数のスペーサーにより支持される部分に荷重が集中し、素子や電極に損害を与えることがあつた。
【０００４】
スペーサーにより支持される部分に集中する荷重の軽減を図るために、スペーサーの散布密度を上げることも考えられるが、この場合には、表示部にも多数のスペーサーが散布されるためにコントラストが低下するという問題があつた。
【０００５】
これらの問題を解決する方法として、特開平３−８９３２０号公報には、画素電極を備えた基板上に、紫外線硬化型の樹脂を塗布し、画素電極上に位置していない部分を硬化させ、その後、未硬化部分を除去して、スペーサーを形成する方法が開示されている。この方法によれば、素子や配線の破壊が防止され、更にコントラストの高い液晶パネルを得ることができる。
【０００６】
しかしながら、この方法には、
（１）配向処理を行った配向膜上にスペーサーを形成した場合、紫外線硬化型樹脂の塗布工程でその溶剤により配向処理を破壊してしまう、
（２）塗布、乾燥と工程に時間がかかり、通常さらに保護層を設けて露光時の酸素の影響による感度低下を防止し、画線の再現性の悪化を避け、製造得率の低下の防ぐ必要がある、
等の問題点がある。
【０００７】
特開平２−２１０３２９号公報にはフォトポリマーシートを配向膜を形成した基板に張り付け、パターン露光、現像によりスペーサードットを形成し、その後、配向処理を行う方法が開示されている。この方法では、スペーサードットの形成後に配向処理を行うので、配向処理時に形成したスペーサードットの脱落やスペーサードット周囲の配向膜面に十分な配向処理ができないという不都合が発生していた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、
（１）配向膜の十分な配向能を維持し、（２）荷重の集中が無く、かつ（３）画線の再現性に優れたスペーサーを簡便な工程で形成する方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の目的は、液晶パネルを構成する２枚の基板間に介在して両基板を支持する液晶パネル用スペーサーの形成方法において、
（１）該基板の少なくとも一方に配向膜を形成する工程、
（２）該配向膜に配向処理を行う工程、
（３）該配向処理を施した配向膜を形成した該基板に、可撓性支持体上に少なくとも露光時に実質的に酸素を遮断する有機高分子層、その上に水系現像液で現像可能な光重合性樹脂層を設けた感光性シートをラミネートする工程、
（４）必要に応じて該可撓性支持体を剥離して、該ラミネートされた光重合性樹脂層にパターン露光して硬化させる工程、
（５）可撓性支持体を除去した状態で現像を行い、未露光部を除去する工程、
を含むことを特徴とする液晶パネル用スペーサーの形成方法により達成された。
【００１０】
本発明の第２の目的は、上記該ラミネートされた光重合性樹脂層にパターン露光させる工程において、該ラミネートされた光重合性樹脂層の、画素電極上に位置していない部分及び／又はカラーフィルターを構成するブラックマトリックス上に位置している部分に対応する少なくとも一部にパターン露光し、現像することにより、当該位置にのみスペーサーを形成することを特徴とする液晶パネル用スペーサーの形成方法により達成された。
以下に、本発明を詳細に説明する。
【００１１】
本発明に用いられる液晶パネルを構成する基板としては、公知の種々の材料を挙げることができる。具体的には、ガラス基板、プラスチック基板等が挙げられる。
【００１２】
本発明に用いられる配向膜としては、公知の種々の材料が挙げられ、具体的にはポリイミド系の材料が挙げられる。
【００１３】
本発明に用いられる配向処理の方法としては、公知の種々の方法が挙げられ、具体的には、ラビング法等が挙げられる。
【００１４】
感光性シート材料に使用する可撓性支持体としては、可撓性のあるプラスチツクフイルムを使用することができ、中では、厚さ２０〜２００μｍのポリエチレンテレフタレートフイルムが特に好ましい。
【００１５】
実質的に酸素を遮断する水溶性樹脂層としては、特公昭５６−４０８２４号公報中に記載されている種々の材料を使用することができる。
【００１６】
光重合性感光層としては、特公昭５６−４０８２４号公報、特願平２−２３５３６２号明細書及びその中で引用されている公報に記載された、種々の光重合性組成物を使用することができる。
この感光層中には、必要に応じて顔料等を添加しても良い。
【００１７】
更に、必要に応じて、光重合性層上に保護用のカバーフイルムを設けても良く、支持体と水溶性有機高分子層の間に下塗層を設けても良い。
以下、実施例に基づき、本発明を更に詳細に説明するが、本発明は、これらに限定されるものではない。
【００１８】
【実施例】
実施例１
特開平３−８９３２０号公報を参考にして、ゲート電極、画素電極、ソース電極、絶縁膜、ドレイン電極、パッシベーション膜、および配向膜を形成したガラス基板を作成した。その後、上記配向膜にラビングによる配向処理を行った。
一方、下記構成の感光性シートを作成した。７５μｍのポリエチレンテレフタレートフイルム上に、乾燥膜厚１．５μｍになるように、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ２０５：クラレ（株）製）を塗布した。
その上に、下記処方の感光液を乾燥膜厚７．０μｍになるように塗布した。
【００１９】

【００２０】
更にその上に、カバーフイルムとして、１２μｍのポリプロピレンフイルムをラミネートした。
【００２１】
この感光性シートを用いて、以下の様にしてスペーサーを作成した。
上記感光性シート材料のカバーフイルムを剥し、下側基板のパツシベーシヨン膜上に、大成ラミネータ社製ラミネータ（ＶＰ−ＩＩ型）を用い、加熱温度１１０℃、ローラー圧力２ｋｇ／ｃｍ、搬送速度０．３ｍ／分で感光層をラミネートし、ポリエチレンテレフタレートフイルムを剥離して、平滑な感光層を設けた。次いで、ゲート電極とドレイン電極の交差部分に、直径３０μｍのマスクを介してパターン露光し、その後、ｐＨ１０．８のアルカリ水溶液で現像して未露光部を除去した。この様にして作成されたパターンは、スペーサーとして間隔の精度が高く、強度も十分であり、且つ加重を集中させないために十分な面積を有するものであつた。さらに、その後、上記基板を用いて液晶表示パネルを作成したところ、配向不良による表示不良は発生しなかった。
【００２２】
比較例１
特開平３−８９３２０号公報を参考にして、ゲート電極、画素電極、ソース電極、絶縁膜、ドレイン電極、パッシベーション膜、および配向膜を形成したガラス基板を作成した。その後、上記配向膜にラビングによる配向処理を行った。
その後、実施例１の感光液を乾燥後の膜厚が７．０μｍとなるように直接配向膜上に塗布し、さらにポリビニルアルコール（ＰＶＡ２０５：クラレ（株）製）を塗布した。その後、実施例１と同様な露光−現像を行い、スペーサーパターンを作成した。上記基板を用いて液晶表示パネルを作成したところ、感光液塗布時に配向処理を破壊してしまったため、配向不良による表示不良が発生した。
【００２３】
比較例２
特開平３−８９３２０号公報を参考にして、ゲート電極、画素電極、ソース電極、絶縁膜、ドレイン電極、パッシベーション膜、および配向膜を形成したガラス基板を作成した。その後、実施例１と同様にスペーサーパターンを作成した。その後上記配向膜にラビングによる配向処理を行った。その際に、一部スペーサードットの脱落が認められた。上記基板を用いて液晶表示パネルを作成したところ、スペーサードットの脱落により一部セルギャップの均一性が乱れ、表示不良が発生した。また、スペーサードット周囲は十分な配向処理が出来ないため、配向不良による表示不良が発生した。
【００２４】
【発明の効果】
本発明の方法によれば、配向膜の配向能を充分に維持し、かつ、スペーサーの一部に加重を集中させることがなく、素子や電極等の破壊防止、コントラストの低下防止を達成することができる。[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a method for forming a spacer for a liquid crystal panel that is interposed between two substrates constituting a liquid crystal panel and supports both substrates.
[0002]
[Prior art]
The liquid crystal panel is configured such that a lower substrate including a pixel electrode, a thin film transistor, an MIM formation element, a matrix wiring, and the like are opposed to an upper substrate including an electrode, a color filter, and the like, and liquid crystal is sealed between the substrates. . Conventionally, in order to determine the thickness of the liquid crystal layer, a transparent, cylindrical or granular minute spacer is sprayed on either substrate (in some cases, both substrates), and this spacer is sandwiched. Both substrates were pasted together.
[0003]
However, according to this method, only a small number of spacers scattered on the convex portion (TFT, MIM type element, electrode wiring portion, etc.) of the lower substrate hit the upper substrate, so that the portion supported by the small number of spacers The load was concentrated, causing damage to the elements and electrodes.
[0004]
In order to reduce the load concentrated on the part supported by the spacer, it may be possible to increase the dispersion density of the spacer, but in this case, the contrast decreases because a large number of spacers are scattered on the display. There was a problem of doing.
[0005]
As a method for solving these problems, Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-89320 discloses that a UV curable resin is applied on a substrate provided with a pixel electrode, and a portion not located on the pixel electrode is cured. Thereafter, a method of forming a spacer by removing an uncured portion is disclosed. According to this method, destruction of elements and wiring can be prevented, and a liquid crystal panel with higher contrast can be obtained.
[0006]
However, this method
(1) When a spacer is formed on the alignment film subjected to the alignment treatment, the alignment treatment is destroyed by the solvent in the coating step of the ultraviolet curable resin.
(2) It takes time to apply, dry and process, and usually a protective layer is provided to prevent a decrease in sensitivity due to the influence of oxygen at the time of exposure, to avoid deterioration of image reproducibility and to prevent a decrease in production yield There is a need,
There are problems such as.
[0007]
JP-A-2-210329 discloses a method in which a photopolymer sheet is attached to a substrate on which an alignment film is formed, spacer dots are formed by pattern exposure and development, and then alignment treatment is performed. In this method, since the alignment treatment is performed after the formation of the spacer dots, there has been a disadvantage that the spacer dots formed during the alignment treatment are not dropped and the alignment film surface around the spacer dots cannot be sufficiently aligned.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
The purpose of the present invention is to
(1) To maintain a sufficient alignment ability of an alignment film, (2) To provide a method of forming a spacer having no load concentration and (3) excellent in image line reproducibility in a simple process. .
[0009]
[Means for Solving the Problems]
A first object of the present invention is to provide a method for forming a spacer for a liquid crystal panel that is interposed between two substrates constituting a liquid crystal panel and supports both substrates.
(1) forming an alignment film on at least one of the substrates;
(2) performing an alignment treatment on the alignment film;
(3) On the substrate on which the alignment film subjected to the alignment treatment is formed, an organic polymer layer that substantially blocks oxygen at the time of exposure on the flexible support, and further developable with an aqueous developer. Laminating a photosensitive sheet provided with a photopolymerizable resin layer,
(4) A step of peeling the flexible support as necessary and pattern-exposing and curing the laminated photopolymerizable resin layer,
(5) A step of performing development with the flexible support removed, and removing an unexposed portion;
It has been achieved by a method for forming a spacer for a liquid crystal panel, which comprises:
[0010]
A second object of the present invention is to provide a portion of the laminated photopolymerizable resin layer that is not located on the pixel electrode and / or a color in the step of pattern exposure of the laminated photopolymerizable resin layer. According to a method for forming a spacer for a liquid crystal panel, a pattern is exposed to at least a portion corresponding to a portion located on a black matrix constituting a filter and developed to form a spacer only at the position. Achieved.
The present invention is described in detail below.
[0011]
Examples of the substrate constituting the liquid crystal panel used in the present invention include various known materials. Specifically, a glass substrate, a plastic substrate, etc. are mentioned.
[0012]
Examples of the alignment film used in the present invention include various known materials, specifically, polyimide-based materials.
[0013]
Examples of the alignment treatment method used in the present invention include various known methods, and specific examples include a rubbing method.
[0014]
As a flexible support used for the photosensitive sheet material, a flexible plastic film can be used. Among them, a polyethylene terephthalate film having a thickness of 20 to 200 μm is particularly preferable.
[0015]
As the water-soluble resin layer that substantially blocks oxygen, various materials described in Japanese Patent Publication No. 56-40824 can be used.
[0016]
As the photopolymerizable photosensitive layer, various photopolymerizable compositions described in Japanese Patent Publication No. 56-40824, Japanese Patent Application No. 2-235362 and publications cited therein should be used. Can do.
A pigment or the like may be added to the photosensitive layer as necessary.
[0017]
Furthermore, if necessary, a protective cover film may be provided on the photopolymerizable layer, and an undercoat layer may be provided between the support and the water-soluble organic polymer layer.
EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated in detail based on an Example, this invention is not limited to these.
[0018]
【Example】
Example 1
With reference to JP-A-3-89320, a glass substrate on which a gate electrode, a pixel electrode, a source electrode, an insulating film, a drain electrode, a passivation film, and an alignment film were formed was prepared. Thereafter, the alignment film was subjected to alignment treatment by rubbing.
On the other hand, the photosensitive sheet | seat of the following structure was created. Polyvinyl alcohol (PVA205: manufactured by Kuraray Co., Ltd.) was applied on a 75 μm polyethylene terephthalate film so as to have a dry film thickness of 1.5 μm.
On top of that, a photosensitive solution having the following formulation was applied to a dry film thickness of 7.0 μm.
[0019]

[0020]
Further thereon, a 12 μm polypropylene film was laminated as a cover film.
[0021]
Using this photosensitive sheet, a spacer was prepared as follows.
The cover film of the photosensitive sheet material is peeled off, and a laminator (VP-II type) manufactured by Taisei Laminator is used on the passivation film of the lower substrate, the heating temperature is 110 ° C., the roller pressure is 2 kg / cm, and the conveyance speed is 0.3 m. The photosensitive layer was laminated at / min and the polyethylene terephthalate film was peeled off to provide a smooth photosensitive layer. Next, pattern exposure was performed on the intersection of the gate electrode and the drain electrode through a mask having a diameter of 30 μm, and thereafter development was performed with an alkaline aqueous solution having a pH of 10.8 to remove the unexposed portion. The pattern created in this way had a high space accuracy as a spacer, sufficient strength, and a sufficient area so as not to concentrate the weight. Further, after that, when a liquid crystal display panel was produced using the substrate, no display defect due to orientation failure occurred.
[0022]
Comparative Example 1
With reference to JP-A-3-89320, a glass substrate on which a gate electrode, a pixel electrode, a source electrode, an insulating film, a drain electrode, a passivation film, and an alignment film were formed was prepared. Thereafter, the alignment film was subjected to alignment treatment by rubbing.
Thereafter, the photosensitive solution of Example 1 was directly applied onto the alignment film so that the film thickness after drying was 7.0 μm, and further polyvinyl alcohol (PVA205: manufactured by Kuraray Co., Ltd.) was applied. Then, exposure-development similar to Example 1 was performed, and the spacer pattern was created. When a liquid crystal display panel was prepared using the above substrate, the alignment treatment was destroyed during the application of the photosensitive solution, resulting in display failure due to alignment failure.
[0023]
Comparative Example 2
With reference to JP-A-3-89320, a glass substrate on which a gate electrode, a pixel electrode, a source electrode, an insulating film, a drain electrode, a passivation film, and an alignment film were formed was prepared. Thereafter, a spacer pattern was prepared in the same manner as in Example 1. Thereafter, the alignment film was subjected to alignment treatment by rubbing. At that time, some spacer dots were dropped. When a liquid crystal display panel was prepared using the substrate, the uniformity of the cell gap was partially disturbed due to the dropping of the spacer dots, and display defects occurred. In addition, since a sufficient alignment treatment cannot be performed around the spacer dots, display failure due to alignment failure occurred.
[0024]
【The invention's effect】
According to the method of the present invention, the alignment ability of the alignment film is sufficiently maintained, and the load is not concentrated on a part of the spacer, thereby preventing the destruction of elements and electrodes, and preventing the decrease in contrast. Can do.

Claims (2)

液晶パネルを構成する２枚の基板間に介在して両基板を支持する液晶パネル用スペーサーの形成方法において、
（１）該基板の少なくとも一方に配向膜を形成する工程、
（２）該配向膜に配向処理を行う工程、
（３）該配向処理を施した配向膜を形成した該基板に、可撓性支持体上に少なくとも露光時に実質的に酸素を遮断する有機高分子層、その上に水系現像液で現像可能な光重合性樹脂層を設けた感光性シートをラミネートする工程、
（４）該ラミネートされた光重合性樹脂層にパターン露光して硬化させる工程、（５）現像により未露光部を除去する工程、
を含むことを特徴とする液晶パネル用スペーサーの形成方法。In a method for forming a spacer for a liquid crystal panel, which is interposed between two substrates constituting a liquid crystal panel and supports both substrates,
(1) forming an alignment film on at least one of the substrates;
(2) performing an alignment treatment on the alignment film;
(3) On the substrate on which the alignment film subjected to the alignment treatment is formed, an organic polymer layer that substantially blocks oxygen at the time of exposure on the flexible support, and further developable with an aqueous developer. Laminating a photosensitive sheet provided with a photopolymerizable resin layer,
(4) A step of pattern-exposing and curing the laminated photopolymerizable resin layer, (5) a step of removing unexposed portions by development,
A method for forming a spacer for a liquid crystal panel, comprising: 該ラミネートされた光重合性樹脂層にパターン露光する工程において、該ラミネートされた光重合性樹脂層の、画素電極上に位置していない部分及び／又はカラーフィルターを構成するブラックマトリックス上に位置している部分に対応する少なくとも一部にパターン露光することを特徴とする請求項１に記載の液晶パネル用スペーサーの形成方法。In the pattern exposure process on the laminated photopolymerizable resin layer, the laminated photopolymerizable resin layer is located on a portion of the laminated photopolymerizable resin layer not located on the pixel electrode and / or on the black matrix constituting the color filter. The method for forming a spacer for a liquid crystal panel according to claim 1, wherein pattern exposure is performed on at least a part corresponding to the part that is present.