(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画素を形成するための電極を有する２枚の基板の少なくとも一方の基板には複数色のカラーフィルタが
前記各色に対応して前記基板に塗布された感光性材料をフォトマスクで露光する工程、その後に現像する工程を繰返し通すことで隣接して形成されており、
前記基板を前記電極面が対向する如く間隙を設けて配設し、この間隙に液晶を注入し、注入されたこの液晶が漏れないように封止した構成を有する液晶表示装置の製造方法において、
前記フォトマスクで露光する工程が
露光量の変化に対して残膜率が変化する関係を有する材料よりなる前記感光性材料に対して
前記フォトマスクを所定の位置にオフセットさせて前記フォトマスクでの露光を所定の時間行い
その後前記感光性材料が配設された基板をフォトマスクに対して前記オフセット位置での露光部位と一部重なり隣接する画素にかからないように移動をして所定の時間前記フォトマスクでの露光を行う工程を有することで
隣り合う前記画素間に配設された遮光膜上で前記隣接するカラーフィルタが段状に重なり、且つ
カラーフィルタ層表面が略平坦になるようになしたことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【請求項２】
画素を形成するための電極を有する２枚の基板の少なくとも一方の基板には複数色のカラーフィルタが
前記各色に対応して前記基板に塗布された感光性材料をフォトマスクで露光する工程、その後に現像する工程を繰返し通すことで隣接して形成されており、
前記基板を前記電極面が対向する如く間隙を設けて配設し、この間隙に液晶を注入し、注入されたこの液晶が漏れないように封止した構成を有する液晶表示装置において、
前記カラーフィルタは
露光量の変化に対して残膜率が変化する関係を有する材料よりなる前記感光性材料に対して
前記フォトマスクを所定の位置にオフセットさせて前記フォトマスクでの露光を所定の時間行い
その後前記感光性材料が配設された基板をフォトマスクに対して前記オフセット位置での露光部位と一部重なり隣接する画素にかからないように移動をして所定の時間前記フォトマスクでの露光を行う工程を有する前記フォトマスクで露光する工程で配設されたところの
隣り合う前記画素間に配設された遮光膜上で前記隣接するカラーフィルタが段状に重なり、且つ
カラーフィルタ層表面が略平坦である前記カラーフィルタを有することを特徴とする液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、カラーフィルタを有する液晶表示装置の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
少なくとも２枚の電極を有する基板を、電極面が対向する如く間隙を設けて配設し、該間隙に液晶を注入し、注入された液晶が漏れないように周辺をシールし封止した構成を成すとともに、前記基板の少なくとも１枚の基板にカラーフィルターを有するカラー液晶パネルのカラー表示は、液晶パネルの画素に合わせて赤色（レッド）、青色（ブルー）、緑色（グリーン）の三原色のカラーフィルター（着色層）を形成するが、画素と画素の間の光の透過を防ぐためカラーフィルタを画素間でお互いにオーバーラップさせていた。しかし、オーバーラップさせた部分が画素部より膜厚が厚いものとなり、液晶層の厚さの均一性が重要である液晶パネルにおいては不利なものであった。
特に、ＳＴＮ液晶パネルや強誘電液晶パネルに於いては、前記間隙が非常に狭いためオーバラップ等の液晶厚みを部分的に変化させる要素により表示品質が大きく落ちる問題を有していた。
【０００３】
その後、画素間にカラーフィルタの厚みより非常に薄い遮光膜を有する構造となり、画素間でカラーフィルタをオーバーラップさせる必要がなくなった。
例えば、特開昭６１−７７００６公報や特開平６−２０２０９８公報に詳細な説明が成されている。
【０００４】
しかしながら上記技術を持ってしても、カラーフィルタに感光性材料を用いた場合一色ずつ全面に膜を形成してからパターニングを行うので、図２（ａ）のように第二着色層は第一着色層の、第三着色層は第二着色層の影響を受けパターンのエッヂ部は尖ってしまう。第一着色層であっても遮光膜の影響により、第二着色層、第三着色層程ではないが尖った部分は生じる。
【０００５】
それによりオーバーコート膜を形成して平坦度を増そうとしても図２（ｂ）のようにカラーフィルタの尖った部分によりカラーフィルタ上のオーバーコート膜は盛り上がってしまう。
【０００６】
尖った部分がオーバーコート膜形成に影響のない場合、あるいは尖った部分が生じない場合でもカラーフィルタ間に隙間があるとオーバーコート膜もその隙間のところで膜厚が薄くなり谷間となってしまう。
【０００７】
また、一般的には遮光膜にはクロムが用いられカラーフィルタ間に隙間がある場合には、遮光膜を有する液晶パネルの基板がバックライト側になる液晶表示装置の構造であった場合でも、その隙間の部分では外部からの光を反射してしまう。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
前述のように感光性カラーフィルタを用いる場合、パターニング後のカラーフィルタのエッヂは尖る。
【０００９】
また、カラーフィルタ間の隙間は溝となり、オーバーコート膜を形成してカラーフィルタ層表面を平坦にするのにも、ある程度オーバーコート膜を厚めにしないと平坦度を得ることができない。そのうえ、カラーフィルタ間の隙間による遮光膜からの反射光が画像表示を損ねてしまう。
【００１０】
しかも、カラーフィルタには主に顔料分散材料が使われているが、各色の解像度に違いがありパターニング後のフォトマスク設計値に対する仕上がり寸法が色毎に違ってくる。そのためカラーフィルタを隙間なく配置するには各色専用のフォトマスクを用意しなくてはならない事になる。
【００１１】
これらの課題を解決するため、本発明の目的は、カラーフィルタ層をより平坦に形成し、カラーフィルタ間からの反射光を低減させることが出来る液晶表示装置の製造方法を提供する事にある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明の第１の手段は、画素を形成するための電極を有する２枚の基板の少なくとも一方の基板には複数色のカラーフィルタが前記各色に対応して前記基板に塗布された感光性材料をフォトマスクで露光する工程、その後に現像する工程を繰返し通すことで隣接して形成されており、前記基板を前記電極面が対向する如く間隙を設けて配設し、この間隙に液晶を注入し、注入されたこの液晶が漏れないように封止した構成を有する液晶表示装置の製造方法において、前記フォトマスクで露光する工程が露光量の変化に対して残膜率が変化する関係を有する材料よりなる前記感光性材料に対して前記フォトマスクを所定の位置にオフセットさせて前記フォトマスクでの露光を所定の時間行いその後前記感光性材料が配設された基板をフォトマスクに対して前記オフセット位置での露光部位と一部重なり隣接する画素にかからないように移動をして所定の時間前記フォトマスクでの露光を行う工程を有することで隣り合う前記画素間に配設された遮光膜上で前記隣接するカラーフィルタが段状に重なり、且つカラーフィルタ層表面が略平坦になるようになしたことを特徴とする液晶表示装置の製造方法にある。
また、上記目的を達成するための本発明の第２の手段は、画素を形成するための電極を有する２枚の基板の少なくとも一方の基板には複数色のカラーフィルタが前記各色に対応して前記基板に塗布された感光性材料をフォトマスクで露光する工程、その後に現像する工程を繰返し通すことで隣接して形成されており、前記基板を前記電極面が対向する如く間隙を設けて配設し、この間隙に液晶を注入し、注入されたこの液晶が漏れないように封止した構成を有する液晶表示装置において、前記カラーフィルタは露光量の変化に対して残膜率が変化する関係を有する材料よりなる前記感光性材料に対して前記フォトマスクを所定の位置にオフセットさせて前記フォトマスクでの露光を所定の時間行いその後前記感光性材料が配設された基板をフォトマスクに対して前記オフセット位置での露光部位と一部重なり隣接する画素にかからないように移動をして所定の時間前記フォトマスクでの露光を行う工程を有する前記フォトマスクで露光する工程で配設されたところの隣り合う前記画素間に配設された遮光膜上で前記隣接するカラーフィルタが段状に重なり、且つカラーフィルタ層表面が略平坦である前記カラーフィルタを有することを特徴とする液晶表示装置にある。
【００１３】
【作用】
カラーフィルタに用いられる感光性材料は露光量により光の架橋度合いが異なり現像後の膜厚が異なる。
【００１４】
図１のように露光工程において光を照射している間に基板を移動させるとパターンのエッヂ部は光が途中から当たらなくなる。これにより露光量に差が生じ、その結果、図１（ｃ）のようにカラーフィルタのエッヂ部の形状は段の付いたものになる。
【００１５】
それだけでなく、カラーフィルタに用いられる感光性材料はある露光量以上では現像後の膜厚に差が出なくなる。
【００１６】
露光工程において光を照射している間に基板を移動させる際、エッヂ部にも前記露光量に達してから移動させると図１（ｄ）のようにカラーフィルタの幅は任意に形成できる。その結果、解像度が異なるカラーフィルタを用いても隙間のないカラーフィルタを一枚のフォトマスクで形成できる。
【００１７】
更に、露光工程において光を照射する時間が、画素部に対してエッヂ部の膜厚が半分となる時間であり、隣接するカラーフィルタが遮光膜上である程度重なるほどの移動量を与えると、図３（ａ）のように尖り部分は減少しカラーフィルタ間の隙間も埋まり平坦度が良くなる。
【００１８】
【実施例】
図１は本発明の実施例を示した断面図である。まず簡単に本発明の液晶表示装置の製造方法を説明する。
【００１９】
感光性カラーフィルタ材料を回転塗布法により遮光膜を有する基板の全面に形成する。
【００２０】
露光量と移動量を設定すると、照度を計測して露光秒数を割り出しその半分の時間になったら基板を載せたステージが移動する機能を持たせた露光装置を用いて露光処理をする。
【００２１】
それにより、図１（ｂ）のように露光時間の前半にだけ光が当たった部分（前半感光部）と、後半にだけ光が当たった部分（後半感光部）と、露光時間の間ずっと光が当たっていた部分（中央感光部）とが生じる。
【００２２】
移動方法は、基板を移動させる方向をＸ軸方向、またはＹ軸方向、あるいはその両軸同時方向に設定でき、図１（ａ）のようにアライメントの際その移動量分オフセットを載せ露光を開始し、図１（ｂ）のように露光秒数の半分の時間が経った後オフセットと逆の向きに、設定した移動量の倍の量移動するものである。従って、ステッパー露光装置で二度アライメントを行う必要もなく、プロキシミティ露光装置でも可能な方法である。
【００２３】
その後、現像処理をする。前半感光部および後半感光部と、中央感光部の露光量が異なるため現像後のカラーフィルタの形状は図１（ｃ）のようになる。
【００２４】
前記カラーフィルタのパターニング工程を三回繰り返しオーバーコート膜を形成する。
【００２５】
その後、透明導電膜を形成し、この透明導電膜をパターニングしてカラーフィルタを有する液晶表示装置が得られる。
【００２６】
以下数値を示して詳細な実施例を説明する。
まず、本発明の第１の実施例を説明する。これはカラーフィルタのエッヂ部に発生する尖り部を減らす製造方法である。
【００２７】
図６に示すような特性を有する感光性カラーフィルタ材料を用い、回転塗布法により遮光膜を有する基板の全面に形成する。図４は第三着色層のパターニング工程である。
【００２８】
露光量を５００ｍＪに設定し画素部にフォトマスクの影がかからない程度の移動量を設定し露光処理をする。
【００２９】
この時、中央部は５００ｍＪの露光量を受けているが、エッヂ部はその半分の２５０ｍＪの露光量でしかなく、その結果、現像後のエッヂ部の膜厚は中央部より減り、それに伴い図４のように尖り部も減る。
【００３０】
尖り部が減るとオーバーコート膜形成後のカラーフィルタ上のオーバーコート膜の盛り上がりが少なくなり平坦なカラーフィルタ層となる。
【００３１】
その後、透明導電膜を形成し、この透明導電膜をパターニングしてカラーフィルタを有する液晶表示装置が得られる。
【００３２】
次に、本発明の第２の実施例を説明する。これはカラーフィルタとカラーフィルタの間の隙間を無くす製造方法である。
【００３３】
図６に示すような特性を有する感光性カラーフィルタ材料を用い、回転塗布法により遮光膜を有する基板の全面に形成する。
【００３４】
露光量を８００ｍＪに設定し隣接する画素にかからない任意の移動量を設定し露光処理をする。
【００３５】
この時、中央部は８００ｍＪの露光量を受け、エッヂ部はその半分の４００ｍＪの露光量でしかないが、用いた感光性カラーフィルタ材料は４００ｍＪ以上では残膜率がほぼ一定となるため、現像後におけるエッジ部と中央部の膜厚に差が出てこない。
【００３６】
これにより、画素部にフォトマスクの影がかかるほど移動させても問題なく、エッヂ部に段差を生じさせることなくカラーフィルタのパターン幅を太くできる。
【００３７】
カラーフィルタのパターン幅を太くすることによって、図５（ａ）のようにカラーフィルタ間の隙間を無くすことができ、遮光膜を覆い隠すことができる。
【００３８】
その後、オーバーコート膜を形成するが、カラーフィルタ間の隙間がなくなることによりオーバーコート膜を形成した際より平坦度が増し、遮光膜が覆い隠されたことにより遮光膜の反射率が低減する。
【００３９】
その後、透明導電膜を形成し、この透明導電膜をパターニングしてカラーフィルタを有する液晶表示装置が得られる。
【００４０】
次に、本発明の第３の実施例を説明する。これはカラーフィルタのエッヂ部に発生する尖り部を減らしなおかつカラーフィルタの間の隙間を無くす製造方法である。
【００４１】
図６に示すような特性を有する感光性カラーフィルタ材料を用い、回転塗布法により遮光膜を有する基板の全面に形成する。
【００４２】
露光量を４００ｍＪに設定し、照射する光が隣接する画素部にかからず、フォトマスクの影がパターニングする画素部にかからないような移動量を設定し露光処理をする。
【００４３】
この時、中央部は４００ｍＪの露光量を受けているが、エッヂ部はその半分の２００ｍＪの露光量でしかなく、その結果、図６の特性より現像後のエッヂ部の膜厚は中央部の半分となる。
【００４４】
これを三回繰り返すと図３（ａ）のようにカラーフィルタがお互いに遮光膜上でオーバーラップし、しかもそのオーバーラップ部の膜厚が画素部の膜厚と同じくらいに形成できる。
【００４５】
その後、オーバーコート膜を形成するが、カラーフィルタ間の隙間がなくなるばかりでなくその隙間の溝の深さが浅くなることにより、図３（ｂ）のようにオーバーコート膜を形成した際、更により平坦度が増し、遮光膜が二色のカラーフィルタで覆い隠されたことにより遮光膜の反射率がより低減する。
【００４６】
その後、透明導電膜を形成し、この透明導電膜をパターニングしてカラーフィルタを有する液晶表示装置が得られる。
以上に記載したごとく本発明の実施例には、基板全面に感光性カラーフィルタ層を形成する工程と、露光装置を用いて光が照射されている間にＸ軸方向、またはＹ軸方向、あるいはその両軸同時のいずれかの方向に基板を移動させる露光工程と、現像処理を行いカラーフィルタをパターニングする工程と、オーバーコート膜を形成する工程と、透明電極を形成する工程とを有する液晶表示装置の製造方法を示した。
【００４７】
【発明の効果】
以上述べたように本発明の液晶表示装置の製造方法は、カラーフィルタ層を平坦に形成でき遮光膜の反射率を低減できる。このことにより、表示品質の優れたカラー液晶表示装置を製造することが可能となる。
【００４８】
以上の実施例では遮光膜がカラーフィルター層の側の基板に配設された場合を説明したが、本発明はカラーフィルター層が配設されない基板に遮光膜を配設しても上記と同様な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例における液晶表示装置の製造方法を示す断面図である。
【図２】従来例における液晶表示装置の製造方法を示す断面図である。
【図３】本発明の第３の実施例における液晶表示装置の製造方法を示す断面図である。
【図４】本発明の第１の実施例における液晶表示装置の製造方法を示す断面図である。
【図５】本発明の第２の実施例における液晶表示装置の製造方法を示す断面図である。
【図６】本発明の実施例における液晶表示装置の製造方法を説明するためのネガ型カラーフィルタ層の露光量と残膜率の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１  フォトマスク
２  カラーフィルタ層
３  前半感光部
４  遮光膜
５  基板
６  後半感光部
７  着色層
８  第一着色層
９  第二着色層
１０  第三着色層
１１  通常露光の形状
１２  本発明による露光形状
【図１】
0003895789.tif 000002
【図２】
0003895789.tif 000003
【図３】
0003895789.tif 000004
【図４】
0003895789.tif 000005
【図５】
0003895789.tif 000006
【図６】
0003895789.tif 000007