JP5163602B2 - Method for producing high and low pattern layer formed body - Google Patents
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Description
本発明は、高低パターン層の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a method for manufacturing a high / low pattern layer.
従来より、液晶ディスプレイは、モノクロ型及びカラー型のいずれを問わず、多方面で、情報の表示手段として活用されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, liquid crystal displays have been used as information display means in various fields regardless of whether they are monochrome or color types.
例えば、モノクロ液晶ディスプレイは、基板と、上記基板上にパターン状に形成されたブラックマトリクスと、上記ブラックマトリクスを保護し、基板表面の平坦性を確保するために設けられる保護層とを有するモノクロ液晶ディスプレイ用基板、上記モノクロ液晶ディスプレイ用基板に対向する対向基板およびこれらモノクロ液晶ディスプレイ用基板および対向基板に狭持された液晶層を少なくとも有する構造とされている。 For example, a monochrome liquid crystal display is a monochrome liquid crystal having a substrate, a black matrix formed in a pattern on the substrate, and a protective layer provided to protect the black matrix and ensure the flatness of the substrate surface. A display substrate, a counter substrate facing the monochrome liquid crystal display substrate, and a liquid crystal layer sandwiched between the monochrome liquid crystal display substrate and the counter substrate are provided.
そして、近年モノクロ液晶ディスプレイ用基板と対向基板との間隙を一定に保つための間隙材(スペーサ)として、従来用いられてきたプラスチックビースに代わり、柱状のスペーサが用いるようになってきている。すなわち、プラスチックビーズ周辺の光漏れによるコントラストの低下、および散布むらに起因する表示むらを解消するために、いずれかの基板側に柱状のスペーサを形成し、このスペーサにより2枚の基板の間隙を一定に保つことが行なわれている。 In recent years, columnar spacers have been used as a gap material (spacer) for keeping the gap between the monochrome liquid crystal display substrate and the counter substrate constant, instead of the conventionally used plastic beads. That is, in order to eliminate the decrease in contrast due to light leakage around the plastic beads and the display unevenness due to the unevenness of scattering, a columnar spacer is formed on one of the substrates, and the gap between the two substrates is formed by this spacer. It is kept constant.
このような柱状スペーサを用いた場合の従来のモノクロ液晶ディスプレイ用基板の一例は、図4に示すように、モノクロ液晶ディスプレイ用基板の基板41上に、画素間を区切るブラックマトリクス42がパターン状に形成されている。このようなブラックマトリクス42は、モノクロ液晶ディスプレイの表示領域である画素部Aに形成された画素ブラックマトリクス42aと、表示領域の外側である外周部Bに形成されている外周ブラックマトリクス42bとを有するものであり、画素ブラックマトリクス42aは、表示領域の開口率を低下させないために、その線幅が狭く形成されており、外周ブラックマトリクス42bは、バックライト等の光源からの光を効果的に遮蔽するため、線幅が広く形成されている。
As shown in FIG. 4, an example of a conventional monochrome liquid crystal display substrate using such columnar spacers is a pattern in which a
さらに、ブラックマトリクス42等の部材を保護し、モノクロ液晶ディスプレイ用基板の基板41表面に平坦性を付与するため、ブラックマトリクス42表面を被覆するように、保護層43が形成されている。このような保護層43において、画素部Aおよび外周部Bでは、膜厚に差が生じる。これは、画素部Aに位置する画素ブラックマトリクス42aは線幅が狭く形成されているために、その上面に保護層43が積層されにくく、積層される保護層43の膜厚は薄くなる傾向にあるからであり、一方、外周部Bに設けられている外周ブラックマトリクス42bは十分な線幅を有して形成されているため、保護層43の膜厚は画素部Aのものと比較し厚くなるからである。このような保護層43上に、柱状スペーサ44を形成すると、上述した保護層43自体の膜厚の差により、モノクロ液晶ディスプレイ用基板の基板41の表面から柱状スペーサ44の上面までの高さは、外周部Bの方が画素部Aより高くなる。
Further, a
このような高さの違いは、基板間の間隙の違いとなって表れ、このような状態でモノクロ液晶ディスプレイ用基板上に柱状スペーサ44を介して対向基板45を配置させると、対向基板45にゆがみが発生する。当該ゆがみは、対向基板45の周辺部分から光が漏れるといった不都合を引き起こし、これにより画面周辺が明るくなるといった問題が生じる。
Such a difference in height appears as a difference in the gap between the substrates. When the
そこで、このような問題を解決する方法として、例えば、特許文献1には、液晶表示装置の表示領域および表示領域外では柱状スペーサ自体の高さにばらつきが生じることを防止するために、一層からなる大径スペーサと2層以上からなる小径スペーサとからなる柱状スペーサを用いた技術が開示されている。さらに、特許文献2には、液晶表示装置の組み立て時における高温高圧下の影響から柱状スペーサが変化することを防止するために、柱状スペーサを、高温高圧化での変形量の小さい低変形部と、低温での液晶の収縮に追従可能な高弾性部とからなる2層構造とし、柱状スペーサの形状を一定に保つ技術が開示されている。
Therefore, as a method for solving such a problem, for example,
しかしながら、いずれの方法とも、画素部Aおよび外周部Bで高さの異なる柱状スペーサを形成するために、柱状スペーサを形成する工程を2度繰り返すことにより、画素部および外周部における柱状スペーサの高さの差を解消しているため、柱状スペーサの作成に多くの手間を要し、製造効率を低下させる要因となっていている。 However, in both methods, in order to form columnar spacers having different heights in the pixel portion A and the outer peripheral portion B, the step of forming the columnar spacer is repeated twice, thereby increasing the height of the columnar spacers in the pixel portion and the outer peripheral portion. Since the difference in thickness is eliminated, a lot of labor is required to create the columnar spacer, which is a factor of reducing manufacturing efficiency.
また、複数配向分割型垂直配向(以下、複数配向分割型垂直配向をMVAと略す場合がある。)モード液晶ディスプレイにおけるMVAモードは、電圧非印加時に全ての液晶分子が配向膜上に垂直に立った状態で整列しており、電圧印加時に液晶分子が倒れることで表示制御を行っている。さらに、高品位な表示を実現するために、液晶分子が倒れる方向が隣接するドメイン毎に異なるように規定されており、複数配向がドメイン毎に分割された構成となっている。これにより高視野角、高コントラスト、高速応答、忠実な色再現および高精細な表示等を実現している。 In addition, the MVA mode in a multi-alignment-divided vertical alignment (hereinafter, multi-alignment-divided vertical alignment may be abbreviated as MVA) mode is a mode in which all liquid crystal molecules stand vertically on the alignment film when no voltage is applied. The display is controlled by tilting the liquid crystal molecules when a voltage is applied. Furthermore, in order to realize high-quality display, the direction in which the liquid crystal molecules are tilted is defined to be different for each adjacent domain, and a plurality of orientations are divided for each domain. This realizes a high viewing angle, high contrast, high-speed response, faithful color reproduction, high-definition display, and the like.
このようなMVAモード液晶ディスプレイにおいて液晶分子の配向を決定付けるために、ナイロン、レーヨンなどの布で擦ること(ラビング)が行われていた。しかしながら、この方法を用いた場合、ラビング工程に起因する静電気の発生、発塵などによる歩留まりの低下、プロセスの複雑化による生産性の低下などの理由から、生産工程における信頼性が十分であるとは言えなかった。また、液晶層の厚みを規定するスペーサが存在すると、スペーサの影になる部分はラビングされず、その部分の液晶分子の配向が乱れてしまう欠点があった。 In such an MVA mode liquid crystal display, rubbing with a cloth such as nylon or rayon has been performed in order to determine the orientation of liquid crystal molecules. However, when this method is used, the reliability in the production process is sufficient due to the generation of static electricity due to the rubbing process, the decrease in yield due to dust generation, the decrease in productivity due to the complexity of the process, etc. I could not say. In addition, when there is a spacer that regulates the thickness of the liquid crystal layer, there is a drawback that a portion that becomes a shadow of the spacer is not rubbed, and the alignment of liquid crystal molecules in that portion is disturbed.
そこで、かかる実情に鑑み、近年、特許文献3に記載されるように、液晶パネル内に配向を制御する突起(本明細書において、配向制御突起という)を設けることにより、ラビングの手法を用いることなく液晶分子の傾斜方向を規定する手法が採用されてきている。これは、配向制御突起が、電圧印加時の液晶分子の長軸がすべて45°の角度となるような、ジグザグ線のストライプ状に設けられており、一画素内における配向方向を4分割とし、かつその分割面積が等しくなるように設計されている。また、この手法では、配向を制御する突起がカラーフィルタ側基板とこれと対向する対向基板の双方に設けてあり、セル化したときに交互に配列するように形成される。
In view of such circumstances, as described in
一方、一般に、配向制御のための突起を設けたMVAモード液晶ディスプレイにおいては、液晶層の厚さを規定するスペーサとして、球状のプラスチックビーズが用いられていたが、上述したモノクロ液晶ディスプレイ用基板の場合と同様に、プラスチックビーズを用いた場合の問題点を解決するため、柱状のスペーサが用いられるようになってきている。 On the other hand, in general, in an MVA mode liquid crystal display provided with protrusions for alignment control, spherical plastic beads are used as a spacer for defining the thickness of the liquid crystal layer. As in the case, columnar spacers have been used to solve the problems associated with the use of plastic beads.
このように、MVAモード液晶ディスプレイにおいては、配向制御突起および柱状スペーサを設けることが有益であるが、これらは、共に同一材料を用いてフォトリソグラフィー法により形成されるにも関わらず、両者の高さおよびパターンが異なることから、別個に形成する必要があった。そこで、両者を同時に、同一材料を用いて製造することができる方法の開発が求められていた。 As described above, in the MVA mode liquid crystal display, it is beneficial to provide alignment control protrusions and columnar spacers. However, although both are formed by the photolithography method using the same material, the height of both is high. Because of the difference in thickness and pattern, they had to be formed separately. Therefore, there has been a demand for the development of a method capable of manufacturing both using the same material at the same time.
そこで、特許文献3には、(a)最表面にネガ型のフォトレジストが塗布された基板を準備し、(b)該フォトレジストが塗布された表面に、所定の切り欠きパターンからなる複数の開口部を有するフォトマスクを介して、一定の露光量で露光し、(c)フォトマスクを、(b)工程で露光した領域と、露光されるべき次の開口部とが部分的に重なるように、所定のスライド方向に平行移動し、(d)前記(b)および(c)工程をこの順序でさらに複数回繰り返し、(e)前記露光済の基板表面を現像液で現像処理して、露光回数に応じた膜厚を生じさせて、配向制御突起および柱状スペーサを同一材料および同時に製造する方法が開示されている。しかしながら、この方法は、露光工程の際に、露光回数に応じて、配向制御突起および柱状スペーサの膜厚に差を生じさせているため、当該露光工程に多くの手間を要する欠点があった。
Therefore, in
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、高さが異なるパターンが組み合わされてなる高低パターン層を、フォトリソグラフィー法により同一の材料を用いて、かつ同時に容易に製造することができる高低パターン層形成体の製造方法を提供することを主目的とするものである。 The present invention has been made in view of the above problems, and it is possible to easily and simultaneously manufacture a high and low pattern layer formed by combining patterns having different heights using the same material by a photolithography method. The main object of the present invention is to provide a method for producing a high and low pattern layer formed body.
上記目的を達成するために、本発明は、基板と、上記基板上に形成され、高さが異なるパターンが組み合わされてなる高低パターン層とを有し、上記高低パターン層がフォトリソグラフィー法により同一材料で同時に製造される高低パターン層形成体の製造方法であって、光硬化型樹脂組成物を上記基板上に塗布し、感光層を形成する感光層形成工程と、光の透過を遮る遮光層と、上記高低パターン層のパターンに沿って形成された開口部とを有し、200nm〜500nmの範囲内の波長を40%以上吸収するフィルターが、上記開口部の一部に配置されているマスクを用い、上記マスクを介して、上記感光層を露光する露光工程と、上記露光された感光層を現像することにより、上記マスクの開口部のうちフィルターが配置されている領域に該当する感光層が低部となる高低パターン層を形成する高低パターン層形成工程とを有することを特徴とする高低パターン層形成体の製造方法を提供する。 In order to achieve the above object, the present invention includes a substrate and a high and low pattern layer formed by combining patterns having different heights formed on the substrate, and the high and low pattern layers are the same by a photolithography method. A method for producing a high and low pattern layer formed body that is produced simultaneously with a material, wherein a photocurable resin composition is applied onto the substrate to form a photosensitive layer, and a light shielding layer that blocks light transmission And a mask that has an opening formed along the pattern of the high and low pattern layers, and a filter that absorbs 40% or more of a wavelength in the range of 200 nm to 500 nm is disposed in a part of the opening And exposing the photosensitive layer through the mask, and developing the exposed photosensitive layer, so that the filter is disposed in the opening of the mask. Appropriate photosensitive layer to provide a method for manufacturing a high-low pattern layer formed body characterized by having high and low pattern layer forming step of forming a height pattern layer as a lower portion.
本発明においては、上述した範囲内の波長を上記割合で吸収する性質を有するフィルターを開口部の一部に配置していることから、露光工程において露光領域となった感光層であってもフィルターの有無により、現像後の残膜率に違いを生じさせることができる。従って、高さの異なる高部および低部からなる高低パターン層を、同一材料を用いて、同時に形成することができる。 In the present invention, the filter having the property of absorbing the wavelength within the above-described range at the above ratio is arranged in a part of the opening, so that even the photosensitive layer that becomes the exposure region in the exposure process is a filter. Depending on the presence or absence, a difference in the remaining film ratio after development can be caused. Therefore, a high and low pattern layer composed of a high portion and a low portion having different heights can be simultaneously formed using the same material.
上記発明においては、上記光硬化型樹脂組成物は、200nm〜500nmの範囲内の光の強弱により反応性が異なることが好ましい。上述したフィルターが吸収する波長の範囲と同一範囲である波長の光の強弱により反応性が異なる光硬化型樹脂組成物を用いることにより、上記露光工程において露光領域となった感光層であっても、フィルターの有無により、硬化の度合いに違いを生じさせることができるため、容易に高さの異なる高部および低部からなる高低パターン層を、このような光硬化型樹脂組成物を用いて、同時に形成することができるからである。 In the said invention, it is preferable that the said photocurable resin composition differs in the reactivity by the intensity of light in the range of 200 nm-500 nm. By using a photocurable resin composition having different reactivity depending on the intensity of light having a wavelength that is the same as the wavelength range absorbed by the above-described filter, even a photosensitive layer that has become an exposure region in the exposure step. Because of the presence or absence of a filter, it is possible to make a difference in the degree of curing, so a high-low pattern layer consisting of high and low parts with different heights can be easily obtained using such a photocurable resin composition, It is because it can form simultaneously.
上記発明においては、上記高低パターン層形成体が液晶ディスプレイ用基板に用いられるものであることが好ましい。液晶ディスプレイ用基板においては、同一の材料で高さの異なる2種類の部材を形成する場合があり、このような場合に、本発明の高低パターン層形成体の製造方法を用いることにより、効率良く液晶ディスプレイ用基板を製造することができるからである。 In the said invention, it is preferable that the said high / low pattern layer formation body is what is used for the board | substrate for liquid crystal displays. In a liquid crystal display substrate, two types of members having different heights may be formed from the same material. In such a case, the method for producing a high and low pattern layer formed body of the present invention can be used efficiently. This is because a liquid crystal display substrate can be manufactured.
本発明は、基板と、上記基板上に形成され、高さが異なるパターンが組み合わされてなる高低パターン層とを有し、上記高低パターン層がフォトリソグラフィー法により同一材料で同時に製造されるモノクロ液晶ディスプレイ用基板の製造方法であって、光硬化型樹脂組成物を上記基板上に塗布し、感光層を形成する感光層形成工程と、光の透過を遮る遮光層と、上記高低パターン層のパターンに沿って形成された開口部とを有し、200nm〜500nmの範囲内の波長を40%以上吸収するフィルターが、上記開口部の一部に配置されているマスクを用い、上記マスクを介して、上記感光層を露光する露光工程と、上記露光された感光層を現像することにより、上記マスクの開口部のうちフィルターが配置されている領域に該当する感光層が低部となる高低パターン層を形成する高低パターン層形成工程と、を有し、上記高低パターン層が、上記モノクロ液晶ディスプレイの表示領域に位置する画素スペーサおよび上記モノクロ液晶ディスプレイの表示領域外に位置する外周スペーサであり、上記マスクが、光の透過を遮る遮光層と、上記画素スペーサのパターンに沿って形成された画素開口部と、上記外周スペーサのパターンに沿って形成された外周開口部とを有し、少なくとも上記外周開口部に上記フィルターが配置されていることを特徴とするモノクロ液晶ディスプレイ用基板の製造方法を提供する。 The present invention provides a monochrome liquid crystal having a substrate and a high and low pattern layer formed by combining patterns having different heights formed on the substrate, wherein the high and low pattern layers are simultaneously manufactured from the same material by a photolithography method. A method for producing a display substrate, wherein a photocurable resin composition is applied onto the substrate to form a photosensitive layer, a light-shielding layer that blocks light transmission, and a pattern of the high and low pattern layers And a filter that absorbs 40% or more of wavelengths in the range of 200 nm to 500 nm using a mask disposed in a part of the opening, and through the mask. An exposure process for exposing the photosensitive layer, and developing the exposed photosensitive layer, thereby exposing the photosensitive layer corresponding to a region where the filter is disposed in the opening of the mask. Anda height patterned layer forming step of forming a height pattern layer has a low portion, the height pattern layer outside the display area of the pixel spacer and the monochrome liquid crystal display located in the display area of the monochrome liquid crystal display An outer peripheral spacer, wherein the mask includes a light shielding layer that blocks light transmission, a pixel opening formed along the pattern of the pixel spacer, and an outer peripheral opening formed along the pattern of the outer peripheral spacer. And a method for producing a monochrome liquid crystal display substrate, wherein the filter is disposed at least in the outer peripheral opening.
本発明においては、上述した高低パターン層の製造方法を用いることにより、同一材料を用いて高さの異なる画素スペーサおよび外周スペーサを同時に形成することができるため、効率良く柱状スペーサを形成することができ、モノクロ液晶表示装置用基板の製造効率向上に効果がある。 In the present invention, by using the above-described manufacturing method of the high and low pattern layer, pixel spacers and outer peripheral spacers having different heights can be simultaneously formed using the same material, so that the columnar spacers can be formed efficiently. This is effective in improving the manufacturing efficiency of the substrate for the monochrome liquid crystal display device.
さらに本発明においては、上述した高低パターン層形成体の製造方法を用いたMVAモード液晶ディスプレイの製造方法であって、上記高低パターン層が、上記MVAモード液晶ディスプレイに用いられる配向制御突起およびMVA用柱状スペーサであり、上記マスクが、光の透過を遮る遮光層と、上記配向制御突起のパターンに沿って形成された第1開口部と、上記MVA用柱状スペーサのパターンに沿って形成された第2開口部とを有し、少なくとも上記第1開口部に、上記フィルターが配置されていることを特徴とするMVAモード液晶ディスプレイの製造方法を提供する。 Furthermore, in the present invention, there is provided a manufacturing method of an MVA mode liquid crystal display using the above-described manufacturing method of a high and low pattern layer forming body, wherein the high and low pattern layer is used for the alignment control protrusion and MVA used in the MVA mode liquid crystal display. A columnar spacer, wherein the mask includes a light shielding layer that blocks light transmission, a first opening formed along the pattern of the alignment control protrusion, and a first opening formed along the pattern of the MVA columnar spacer. The present invention provides a method for manufacturing an MVA mode liquid crystal display having two openings, wherein the filter is disposed at least in the first opening.
MVAモード液晶ディスプレイにおいては、配向制御突起およびMVA用柱状スペーサを設けることが非常に有益であるが、これらを上述した高低パターン層形成体の製造方法により形成することにより、同時に、同一材料を用いて製造することができるため、効率良くMVAモード液晶ディスプレイを製造することができる。 In an MVA mode liquid crystal display, it is very beneficial to provide alignment control protrusions and columnar spacers for MVA. However, by forming these by the above-described manufacturing method of the high and low pattern layer formation, the same material is used at the same time. Therefore, an MVA mode liquid crystal display can be manufactured efficiently.
本発明によれば、200nm〜500nmの範囲内の波長を40%以上吸収する性質を有するフィルターを開口部の一部に配置していることから、露光工程において露光領域となった感光層であってもフィルターの有無により、現像後の残膜率に違いを生じさせることができる。従って、高さの異なる高部および低部からなる高低パターン層を、同一材料を用いて、同時に形成することができるといった効果を奏する。 According to the present invention, since the filter having the property of absorbing 40% or more of the wavelength within the range of 200 nm to 500 nm is disposed in a part of the opening, the photosensitive layer that has become the exposure region in the exposure process. However, it is possible to make a difference in the remaining film ratio after development depending on the presence or absence of a filter. Therefore, there is an effect that the high and low pattern layers including the high part and the low part having different heights can be simultaneously formed using the same material.
以下、本発明の高低パターン層の製造方法、モノクロ液晶ディスプレイ用基板の製造方法およびMVAモード液晶ディスプレイの製造方法について説明する。 Hereinafter, the manufacturing method of the high and low pattern layer of the present invention, the manufacturing method of the substrate for monochrome liquid crystal display, and the manufacturing method of the MVA mode liquid crystal display will be described.
A.高低パターン層形成体の製造方法
まず、高低パターン層形成体の製造方法について説明する。本発明の高低パターン層形成体の製造方法は、基板と、前記基板上に形成され、高さが異なるパターンが組み合わされてなる高低パターン層とを有し、前記高低パターン層がフォトリソグラフィー法により同一材料で同時に製造される高低パターン層形成体の製造方法であって、
光硬化型樹脂組成物を前記基板上に塗布し、感光層を形成する感光層形成工程と、
光の透過を遮る遮光層と、前記高低パターン層のパターンに沿って形成された開口部とを有し、200nm〜500nmの範囲内の波長を40%以上吸収するフィルターが、前記開口部の一部に配置されているマスクを用い、前記マスクを介して、前記感光層を露光する露光工程と、
前記露光された感光層を現像することにより、前記マスクの開口部のうちフィルターが配置されている領域に該当する感光層が低部となる高低パターン層を形成する高低パターン層形成工程とを有することを特徴とするものである。
A. Method for Manufacturing High / Low Pattern Layer Formed Body First, a method for manufacturing the high / low pattern layer formed body will be described. The manufacturing method of the high and low pattern layer formed body of the present invention includes a substrate and a high and low pattern layer formed on the substrate and combined with patterns having different heights, and the high and low pattern layer is formed by a photolithography method. A method for producing a high and low pattern layer formed body that is simultaneously produced with the same material,
A photosensitive layer forming step of applying a photocurable resin composition on the substrate to form a photosensitive layer;
A filter having a light-shielding layer that blocks light transmission and an opening formed along the pattern of the high and low pattern layers, and that absorbs 40% or more of a wavelength within a range of 200 nm to 500 nm is one of the openings. An exposure step of exposing the photosensitive layer through the mask, using a mask disposed in a portion;
A step of forming a high / low pattern layer by developing the exposed photosensitive layer to form a high / low pattern layer in which the photosensitive layer corresponding to the region in which the filter is disposed in the opening of the mask becomes a low portion; It is characterized by this.
本発明においては、上述した範囲内の波長を上記割合で吸収する性質を有するフィルターを開口部の一部に配置していることから、露光工程において露光領域となった感光層であってもフィルターの有無により、現像後の残膜率に違いを生じさせることができる。従って、高さの異なる高部および低部からなる高低パターン層を、同一材料を用いて、同時に形成することができる。 In the present invention, the filter having the property of absorbing the wavelength within the above-described range at the above ratio is arranged in a part of the opening, so that even the photosensitive layer that becomes the exposure region in the exposure process is a filter. Depending on the presence or absence, a difference in the remaining film ratio after development can be caused. Therefore, a high and low pattern layer composed of a high portion and a low portion having different heights can be simultaneously formed using the same material.
このような利点を有する本発明の高低パターン層の製造方法について、図1を用いて具体的に説明する。 The method for producing the high and low pattern layer of the present invention having such advantages will be specifically described with reference to FIG.
まず、図1(a)に示すように、基板1上に光硬化型樹脂組成物を塗布し、感光層2を形成する。
First, as shown in FIG. 1A, a photocurable resin composition is applied on a
次に、図1(b)に示すように、光の透過を遮る遮光層3と、光が透過する領域である開口部4とを有し、所定の範囲内の波長を所定の割合で吸収するフィルタ5が、上記開口部4の一部に設けられているマスク6を介して、上記感光層2を露光する。この際、露光される光の短波長側の波長の強弱により感光層2を構成する光硬化型樹脂組成物の反応性が異なることから、フィルター5を介して露光された部分の露光領域7と、フィルター無しで露光された部分の露光領域8とでは、硬化の度合いに違いが生じる。すなわち、フィルター5により所定の範囲内の波長が吸収された光が露光された露光領域7は、そのままの光が露光された露光領域8よりも硬化の進行が緩やかになるのである。
Next, as shown in FIG. 1B, it has a
これにより、図1(c)に示すように、3種類のパターン、すなわちフィルター5を介して露光された部分の露光領域7と、フィルター無しで露光された部分の露光領域8と、未露光領域9とのパターンが感光層2に形成される。このような感光層2を現像・洗浄すると、図1(d)に示すように、未露光領域9の感光層2は除去され、露光領域7および露光領域8の感光層2は残存する。さらに、フィルター5の有無により生じる光硬化型樹脂組成物の反応性の違いから、フィルター無しで露光された部分の露光領域8の方が、フィルター5を介して露光された部分の露光領域7よりも現像後の残膜率が高くなる。これにより、フィルター5を介して露光された部分の露光領域7は低部10を形成し、フィルターを介さずに露光された露光領域8は高部11を形成する。よって、高部11および低部10からなる高低パターン層12を、同一材料を用いて同時にフォトリソグラフィー法により形成することができる。
As a result, as shown in FIG. 1C, three types of patterns, that is, an exposed
以下、このような本発明の高低パターン層の製造方法について各工程毎に分けて説明する。 Hereinafter, the manufacturing method of such a high and low pattern layer of the present invention will be described separately for each step.
1.感光層形成工程
まず、感光層形成工程について説明する。本発明における感光層形成工程とは、光硬化型樹脂組成物を基板上に塗布し、感光層を形成する工程である。
1. Photosensitive layer forming step First, the photosensitive layer forming step will be described. The photosensitive layer forming step in the present invention is a step of forming a photosensitive layer by applying a photocurable resin composition on a substrate.
本発明で用いられる光硬化型樹脂組成物とは、一般に用いられているものであれば特に限定はされないが、特に200nm〜500nmの範囲内、中でも、300nm〜450nmの範囲内の光の強弱により反応性に違いが生じるものであることが好ましい。 The photo-curable resin composition used in the present invention is not particularly limited as long as it is generally used, but it is particularly in the range of 200 nm to 500 nm, particularly, in the range of 300 nm to 450 nm. It is preferable that a difference occurs in reactivity.
なお、ここでいう反応性の違いとは、一般的に光硬化型の樹脂組成物において、露光された際に生じ得る反応に違いが生じることを意味し、特に本発明においては、高部および低部からなる高低パターン層を有する高低パターン層形成体を製造することから、最終的に、露光領域における感光層の残膜率に変化を生じさせる反応性の違いを意味している。 The difference in reactivity referred to here generally means that a difference occurs in the reaction that can occur when exposed to light in a photocurable resin composition. Since a high / low pattern layer forming body having a low / high pattern layer is manufactured, it means a difference in reactivity that ultimately causes a change in the remaining film ratio of the photosensitive layer in the exposed region.
以下、本工程において成膜される感光層について説明する。 Hereinafter, the photosensitive layer formed in this step will be described.
(1)感光層
本発明における感光層は、基板上に光硬化性樹脂組成物を塗布することにより形成される。このように光硬化型樹脂組成物から形成された感光層は、露光することにより硬化するものであるが、本発明においては、200nm〜500nmの範囲内の波長を40%以上吸収するフィルターをマスクの開口部の一部に配置していることから、後述する露光工程において、フィルターを通して露光された領域と、フィルターを介さずに露光された領域との2種類の露光領域が形成されることとなる。これらの露光領域では、露光する光の波長が異なることから、硬化の度合いに違いが生じるため、このような感光層をパターニングすることにより、高さの異なる高部および低部からなる高低パターン層を形成することができる。
(1) Photosensitive layer The photosensitive layer in this invention is formed by apply | coating a photocurable resin composition on a board | substrate. Thus, the photosensitive layer formed from the photocurable resin composition is cured by exposure, but in the present invention, a filter that absorbs 40% or more of wavelengths in the range of 200 nm to 500 nm is masked. In the exposure process described later, two types of exposure areas are formed, that is, an area exposed through a filter and an area exposed without passing through the filter. Become. In these exposure areas, since the wavelength of light to be exposed differs, the degree of curing varies, so by patterning such a photosensitive layer, high and low pattern layers consisting of high and low parts with different heights Can be formed.
以下、このような感光層を形成する光硬化型樹脂組成物について説明する。 Hereinafter, the photocurable resin composition for forming such a photosensitive layer will be described.
(光硬化型樹脂組成物)
本発明における光硬化型樹脂組成物とは、露光により硬化する性質を有するものであれば特に限定はされないが、その中でも特に、200nm〜500nmの範囲内、中でも、300nm〜450nmの範囲内の波長の光の強弱により反応性に違いを生じるものであることが好ましい。後述する露光工程において用いられる上記範囲の波長の光を遮断するフィルターの有無により、硬化の度合いに違いを生じさせることができるため、容易に高さの異なる高部および低部からなる高低パターン層を、同時に形成することができるからである。
(Photocurable resin composition)
The photocurable resin composition in the present invention is not particularly limited as long as it has the property of being cured by exposure, but among them, the wavelength is particularly within the range of 200 nm to 500 nm, and particularly within the range of 300 nm to 450 nm. It is preferable that the difference in reactivity is caused by the intensity of light. High and low pattern layers consisting of high and low parts with different heights easily because differences in the degree of curing can be made depending on the presence or absence of a filter that blocks light in the above-mentioned wavelength range used in the exposure process described later. This is because can be formed simultaneously.
このような光硬化型樹脂組成物としては、i線を硬化に利用する構成の組成物であれば特に限定はされず、具体的には、JSR(株)製オプトマーNNシリーズや下記表1に示す組成例の感光性樹脂組成物等を挙げることができる。 Such a photo-curable resin composition is not particularly limited as long as it is a composition that uses i-line for curing. Specifically, the photo-curable resin composition is represented by JSR Co., Ltd. Optomer NN series and Table 1 below. The photosensitive resin composition of the composition example shown can be mentioned.
この光硬化型樹脂組成物の塗布方法は、一般的に塗工液を基板の全面に塗布する方法であれば特に限定されるものではなく、具体的には、スピンコーティング法、キャスティング法、ディッピング法、バーコート法、ブレードコート法、ロールコート法、グラビアコート法、フレキソ印刷法、スプレーコート法等の塗布方法が用いられる。 The application method of the photocurable resin composition is not particularly limited as long as it is a method of applying a coating liquid to the entire surface of the substrate, and specifically, spin coating, casting, dipping Coating methods such as a method, a bar coating method, a blade coating method, a roll coating method, a gravure coating method, a flexographic printing method, and a spray coating method are used.
本発明は、上記塗布方法を用いて基板上に上述した光硬化型樹脂組成物を塗布することにより感光層を形成する。 In the present invention, a photosensitive layer is formed by applying the above-described photocurable resin composition onto a substrate using the above-described coating method.
(2)基板
本工程において、上述した光硬化型樹脂組成物は基板上に塗布される。このような基板としては、一般的に各種高低パターン層形成体の基板として用いられる材料であれば特に限定はされるものではないが、本発明における高低パターン層形成体の用途として液晶ディスプレイ用基板が好ましいことから、透明性を有する基板であることが好ましい。このような基板の材料として例えば、例えば石英ガラス、パイレックス(登録商標)、合成石英板等の可撓性のない透明なリジット材、あるいは透明樹脂フィルム、光学用樹脂板等の可撓性を有する透明なフレキシブル材等を用いることができる。
(2) Substrate In this step, the above-described photocurable resin composition is applied onto a substrate. Such a substrate is not particularly limited as long as it is a material generally used as a substrate for various high and low pattern layer forming bodies, but as a use for the high and low pattern layer forming body in the present invention, a substrate for a liquid crystal display. Therefore, it is preferable that the substrate has transparency. As a material of such a substrate, for example, there is flexibility such as a transparent rigid material having no flexibility such as quartz glass, Pyrex (registered trademark), or a synthetic quartz plate, or a transparent resin film or an optical resin plate. A transparent flexible material or the like can be used.
2.露光工程
次に、露光工程について説明する。本発明における露光工程とは、光の透過を遮る遮光層と、上記高低パターン層のパターンに沿って形成された開口部とを有し、所定の波長を所定の割合で吸収するフィルターが、上記開口部の一部に配置されているマスクを用い、上記マスクを介して、上記感光層を露光する工程である。例えば、図1(b)に示すように、遮光層3と、開口部4とを有し、開口部4の一部にフィルター5が配されているマスク4を準備し、当該マスク4を介して、光硬化型樹脂組成物から形成された感光層2に露光する工程である。
2. Exposure Step Next, the exposure step will be described. The exposure step in the present invention includes a light-shielding layer that blocks light transmission and an opening formed along the pattern of the high and low pattern layers, and a filter that absorbs a predetermined wavelength at a predetermined ratio, This is a step of exposing the photosensitive layer through the mask using a mask arranged in a part of the opening. For example, as shown in FIG. 1B, a mask 4 having a
このような本工程において用いられるマスクについて説明する。 The mask used in this process will be described.
(1)マスク
本発明におけるマスクは、透明基板と、透明基板上に形成され光の透過を遮る遮光層と、後述する高低パターン層のパターンに沿って形成された開口部とを有するものであり、かつ、上記開口部の一部には、所定の範囲内の波長を所定の割合で吸収するフィルターが配されているものである。このような本発明におけるマスクを構成する各部材について説明する。
(1) Mask The mask in the present invention has a transparent substrate, a light shielding layer that is formed on the transparent substrate and blocks light transmission, and openings that are formed along the pattern of the high and low pattern layers described later. In addition, a filter that absorbs a wavelength within a predetermined range at a predetermined ratio is disposed at a part of the opening. Each member which comprises such a mask in this invention is demonstrated.
(i)遮光層
遮光層は、本工程において露光する際に、感光層の未露光領域となる領域上に光が照射されることを防止するため、光の透過を妨げる役割を担っている。このような遮光層を形成する材料としては、一般的に遮光層として用いられる材料であれば特に限定されるものではなく、遮光性に優れた材料が好適に用いられる。
(I) Light-shielding layer The light-shielding layer plays a role of hindering the transmission of light in order to prevent light from being irradiated onto a region that becomes an unexposed region of the photosensitive layer during exposure in this step. A material for forming such a light shielding layer is not particularly limited as long as it is a material generally used as a light shielding layer, and a material excellent in light shielding properties is preferably used.
本発明においては、中でも金属クロム材料を好適に用いることができる。さらに、その上に酸化クロム材料を成膜してもよい。 In the present invention, a metal chromium material can be preferably used. Further, a chromium oxide material may be formed thereon.
このような遮光層の成膜方法としては、真空蒸着法、スパッタ法、CVD法等が挙げられる。特にこの中でも、スパッタ法により成膜することが好ましい。 Examples of a method for forming such a light shielding layer include a vacuum evaporation method, a sputtering method, a CVD method, and the like. Among these, it is preferable to form a film by sputtering.
また、このような遮光層に開口部を形成する方法としては、例えば、透明基板上に上述した塗布方法により成膜された遮光層上にレジストを積層し、当該レジストに電子線またはレーザ等により、高低パターン層のパターンに沿って描画する。その後、レジストを現像すると、パターン状にレジストが形成される。当該パターン状に形成されたレジストを利用してエッチングすると、レジストが除去され露出している部分の遮光層がエッチングされ、当該エッチングされた部分が開口部となる。 Moreover, as a method of forming an opening in such a light shielding layer, for example, a resist is stacked on the light shielding layer formed by the above-described coating method on a transparent substrate, and the resist is electron beam or laser or the like. Draw along the pattern of the high and low pattern layer. Thereafter, when the resist is developed, the resist is formed in a pattern. When etching is performed using the resist formed in the pattern, the exposed light shielding layer is etched by removing the resist, and the etched portion becomes an opening.
本発明においては、上述した感光層が光硬化型であることから、上述した方法により形成されるマスクの開口部は、高低パターン層のパターンに沿って形成される。 In the present invention, since the photosensitive layer described above is a photo-curing type, the opening of the mask formed by the above-described method is formed along the pattern of the high / low pattern layer.
(ii)フィルター
本発明におけるマスクは、開口部の一部にフィルターが配されていることを特徴とする。このようなフィルターは、所定の範囲内の波長を所定の割合で吸収する性質を有するものであれば特に限定されるものではない。具体的には、吸収する光の波長が、200nm〜500nmの範囲内である必要があり、その中でも、300nm〜450nmの範囲内であることが好ましい。さらに、上記範囲内の波長を吸収する割合としては、40%以上とする。本発明における光硬化型樹脂組成物に露光する際に使用する光源に対して、上述した範囲内の波長を上記割合で吸収するフィルターであれば、フィルターの有無により、露光される光に含まれる波長に違いを生じさせることができるからである。
(Ii) Filter The mask according to the present invention is characterized in that a filter is disposed in a part of the opening. Such a filter is not particularly limited as long as it has a property of absorbing a wavelength within a predetermined range at a predetermined ratio. Specifically, the wavelength of light to be absorbed needs to be in the range of 200 nm to 500 nm, and among these, it is preferable to be in the range of 300 nm to 450 nm. Furthermore, the ratio of absorbing wavelengths within the above range is 40% or more. If it is a filter which absorbs the wavelength within the above-mentioned range at the above-mentioned ratio with respect to the light source used when exposing to the photocurable resin composition in the present invention, it is included in the exposed light depending on the presence or absence of the filter. This is because a difference can be made in the wavelength.
このようなフィルターを形成する材料としては、上述した範囲内の波長を上記範囲吸収する性質を有する材料であれば特に限定はされない。その中でも、上述した範囲外の波長に対しては、透光性に優れた材料であることが好ましい。具体的には、顔料、染料等の色材を含むフィルム、顔料、染料等の色材を含む感光性樹脂等を挙げることができる。 A material for forming such a filter is not particularly limited as long as the material has a property of absorbing the wavelength within the above-described range. Among these, it is preferable that the material has excellent translucency for wavelengths outside the above-described range. Specific examples include films containing color materials such as pigments and dyes, and photosensitive resins containing color materials such as pigments and dyes.
さらに、本発明におけるフィルターの形成方法としては、上述した材料を用いて、薄膜状に形成することが可能な方法であれば特に限定はされないが、具体的には、顔料、染料等を分散した粘着性フィルムを必要な領域にラミネートする方法、顔料、染料等の色材を含む感光性樹脂を必要な領域に形成する方法等を挙げることができる。 Furthermore, the method for forming the filter in the present invention is not particularly limited as long as it is a method that can be formed into a thin film using the above-mentioned materials. Specifically, pigments, dyes, and the like are dispersed. Examples thereof include a method of laminating an adhesive film in a necessary region, a method of forming a photosensitive resin containing a coloring material such as a pigment and a dye in a necessary region, and the like.
さらに、本発明においては、上述した範囲内の波長の光を上記範囲吸収するフィルターのうち、光の透過率が異なるフィルターを2種以上用いてもよい。フィルターは光の透過率が異なることにより、上述した光硬化型樹脂組成物に反応性の違いを生じさせることができ、その結果、フィルターの有無に加えて、光の透過率が異なるフィルターによるパターンが設けられることにより、フィルターを介して露光された領域から形成される高低パターン層の低部を、2種以上の高さの異なる組み合わせからなる低部とすることができ、より多様な高さの違いによる高低パターン層を形成することができるのである。 Furthermore, in this invention, you may use 2 or more types of filters from which the transmittance | permeability of light differs among the filters which absorb the light of the wavelength within the range mentioned above in the said range. The filters have different light transmittances, which can cause a difference in reactivity in the above-described photo-curable resin composition. As a result, in addition to the presence or absence of filters, the pattern of filters with different light transmittances. Is provided, the low part of the high and low pattern layer formed from the area exposed through the filter can be made into a low part composed of a combination of two or more different heights, and more various heights can be obtained. Therefore, a high and low pattern layer can be formed due to the difference.
例えば、フィルターの有無により、高部および一種類の低部からなる高低パターン層を形成する際や、フィルターの有無に加えて光の透過率が異なる2種以上のフィルターを設けることにより、2種以上の高さの異なる組み合わせからなる低部を有する高低パターン層を形成する際には、予め、フィルターの有無により生じる現像後の残膜率の違いや、光の透過率が異なるフィルターを用いた場合の現像後の残膜率の違いを実験により求めておくことにより、高低パターン層の調整を行うことができる。 For example, when forming a high and low pattern layer consisting of a high part and one kind of low part depending on the presence or absence of a filter, or by providing two or more filters having different light transmittances in addition to the presence or absence of a filter, When forming a high and low pattern layer having a low portion composed of a combination having different heights, filters having different residual film ratios after development caused by the presence or absence of a filter or different light transmittances were used in advance. In this case, the difference in the remaining film ratio after development can be determined by experiment to adjust the high and low pattern layers.
図5に、200nm〜500nmの光の透過率が10%および40%である2種類の黄色フィルターを用いた場合およびフィルターを介さずに露光した場合に、露光量の変化による膜厚の違いを計測した結果を示す。 FIG. 5 shows the difference in film thickness due to changes in the exposure amount when using two types of yellow filters whose transmittance of light of 200 nm to 500 nm is 10% and 40% and when exposing without passing through the filter. The measured result is shown.
なお、黒丸は、フィルターを介さずに露光した場合の膜厚を示し、黒三角は、200nm〜500nmの光の透過率が40%である黄色フィルターを介して露光した場合の膜厚を示し、黒四角は、200nm〜500nmの光の透過率が10%である黄色フィルターを介して露光した場合の膜厚を示している。 In addition, a black circle shows the film thickness at the time of exposing without passing through a filter, and the black triangle shows the film thickness at the time of exposing through a yellow filter having a light transmittance of 200% to 500 nm of 40%, The black squares indicate the film thickness when exposed through a yellow filter having a light transmittance of 200% to 500 nm of 10%.
図5の結果から、黄色フィルターの有無かつ光の透過率の違いにより、各々の露光量において膜厚に違いが生じていることが分かる。すなわち、このような実験結果に基づいて、所望の膜厚の差を生じさせるフィルターおよび露光量を選択することにより、所望の膜厚およびその差を有する高部および低部からなる高低パターン層を形成することができる。 From the results of FIG. 5, it can be seen that there is a difference in film thickness at each exposure amount due to the presence or absence of the yellow filter and the difference in light transmittance. That is, based on such experimental results, by selecting a filter and an exposure amount that cause a difference in the desired film thickness, a high and low pattern layer composed of a high part and a low part having the desired film thickness and the difference is obtained. Can be formed.
(2)露光
本工程においては、上述したマスクを介して、感光層にパターン露光を行う。この際に使用される光源としては、光硬化型樹脂組成物を硬化させることが可能な光を照射することができる光源を挙げることができ、具体的には、紫外光を含む光の光源を用いることができる。このような紫外光を含む光の光源としては、例えば、水銀ランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ等を挙げることができる。また、露光に際しての光の露光量は、フィルターが配置されていない開口部に該当する部分の感光層を硬化するのに十分な露光量とする。
(2) Exposure In this step, pattern exposure is performed on the photosensitive layer through the mask described above. Examples of the light source used at this time include a light source capable of irradiating light capable of curing the photocurable resin composition. Specifically, a light source including ultraviolet light is used. Can be used. Examples of light sources including such ultraviolet light include mercury lamps, metal halide lamps, and xenon lamps. Further, the exposure amount of light at the time of exposure is set to an exposure amount sufficient to cure the portion of the photosensitive layer corresponding to the opening where no filter is disposed.
3.高低パターン層形成工程
次いで、高低パターン層形成工程について説明する。本発明における高低パターン層形成工程とは、上述した露光工程により露光された感光層を現像し、前記マスクの開口部のうちフィルターが配置されている領域に該当する感光層が低部となる高低パターン層を形成する工程である。
3. High / Low Pattern Layer Formation Step Next, the high / low pattern layer formation step will be described. The high / low pattern layer forming process in the present invention is a process in which the photosensitive layer exposed by the above-described exposure process is developed, and the photosensitive layer corresponding to the area where the filter is arranged in the opening of the mask becomes a low part. This is a step of forming a pattern layer.
本発明においては、上述した露光工程の際に、開口部の一部にフィルターを配したマスクを介してパターン露光していることから、感光層において露光された露光領域であっても、フィルターの有無により感光層には反応性に違いが生じている。従って、本工程においてこのような感光層を現像すると、未露光領域の感光層は除去される一方で、露光領域の感光層は、フィルターの有無により膜厚が異なる高部および低部となり、当該高部および低部からなる高低パターン層を形成する。以下、本工程により形成される高低パターン層について説明する。 In the present invention, since the pattern exposure is performed through the mask in which the filter is arranged in a part of the opening during the above-described exposure process, even in the exposure region exposed in the photosensitive layer, the filter There is a difference in reactivity in the photosensitive layer depending on the presence or absence. Accordingly, when such a photosensitive layer is developed in this step, the photosensitive layer in the unexposed area is removed, while the photosensitive layer in the exposed area becomes a high part and a low part having different thicknesses depending on the presence or absence of a filter. A high / low pattern layer comprising a high portion and a low portion is formed. Hereinafter, the high / low pattern layer formed by this process will be described.
(高低パターン層)
本発明における高低パターン層とは、高さが異なる高部および低部がパターン状に組み合わされてなる層である。
(High and low pattern layer)
The high and low pattern layer in the present invention is a layer formed by combining high portions and low portions having different heights in a pattern.
このような高低パターン層を構成する高部は、高低パターン層の中で最も膜厚が厚い部分であり、上述した露光工程において、フィルター無しの開口部に該当する感光層から形成される部分を示している。高部は、光源から照射された光がそのまま露光された感光層から形成されているため、後述する低部よりも、上述した露光工程において硬化が速やかに進行し、現像後の残膜率が最も高くなるのである。 The high part constituting such a high and low pattern layer is the thickest part of the high and low pattern layer, and in the exposure process described above, the part formed from the photosensitive layer corresponding to the opening without filter is Show. Since the high part is formed from a photosensitive layer that is exposed as it is, the light irradiated from the light source cures more rapidly in the above-described exposure process than the low part described later, and the remaining film ratio after development is higher. It will be the highest.
一方、低部は、高低パターン層のうち、上述した高部を除いた部分であり、フィルターが配置された開口部に該当する感光層から形成される部分を意味する。低部は、フィルターを通過した光が露光されているため、上記高部よりも、上述した露光工程において硬化が緩やかに進行し、現像後の残膜率が、高部と比較し低くなるのである。このような低部は、高さが均一な低部であってもよく、また、複数の高さの違う組み合わせからなる低部であってもよい。すなわち、上述したマスクにおいて、光の透過率が同一であるフィルターが開口部の一部に配されている場合には、均一な高さを有する低部が形成されるが、光の透過率が異なる2種以上のフィルターを用いた場合には、低部の中でも、2種以上の高さの違いが生じるからである。このような低部は、高低パターン層形成体の用途に応じて選択される。 On the other hand, the low portion is a portion of the high and low pattern layer excluding the above-described high portion, and means a portion formed from the photosensitive layer corresponding to the opening in which the filter is disposed. Since the light passing through the filter is exposed in the low part, the curing proceeds more slowly in the above-described exposure process than the high part, and the remaining film ratio after development is lower than the high part. is there. Such a low part may be a low part having a uniform height, or may be a low part composed of a combination of a plurality of different heights. That is, in the above-described mask, when a filter having the same light transmittance is arranged in a part of the opening, a low portion having a uniform height is formed, but the light transmittance is low. This is because when two or more different types of filters are used, a difference in height of two or more types occurs in the low part. Such a low part is selected according to the use of the high and low pattern layer formation body.
このような高部および低部における膜厚の差、および各々の膜厚は、高低パターン層形成体の用途に応じて決定される。 Such a difference in film thickness between the high part and the low part, and each film thickness are determined according to the use of the high and low pattern layer forming body.
本工程において用いる現像液としては、用いる光硬化型樹脂組成物に応じて決められる。具体的には、水酸化カリウム水溶液、炭酸ナトリウム水溶液、炭酸水素ナトリウム水溶液、TMAH水溶液等を挙げることができる。なお、光硬化型樹脂組成物が、基板以外の他の部材上に形成されている場合には、そのような部材を溶解させることがない現像液を用いる必要がある。 The developer used in this step is determined according to the photocurable resin composition used. Specific examples include an aqueous potassium hydroxide solution, an aqueous sodium carbonate solution, an aqueous sodium bicarbonate solution, and an aqueous TMAH solution. In addition, when the photocurable resin composition is formed on a member other than the substrate, it is necessary to use a developer that does not dissolve such a member.
4.得られる高低パターン層形成体
次に本発明の高低パターン層形成体の製造方法により得られる高低パターン層形成体について説明する。本発明における高低パターン層形成体とは、基板と、前記基板上に形成され、高さの異なるパターンが組み合わされてなる高低パターン層とを有するものである。
4). Next, the high / low pattern layer formed body obtained by the method for producing a high / low pattern layer formed body of the present invention will be described. The high / low pattern layer formed body in the present invention includes a substrate and a high / low pattern layer formed on the substrate and formed by combining patterns having different heights.
このような高低パターン層形成体の用途としては、同一材料からなり高さの異なる部材を有するものであれば特に限定はされない。具体的には、液晶ディスプレイ用基板を挙げることができる。 The use of such a high and low pattern layer formed body is not particularly limited as long as it is made of the same material and has members having different heights. Specifically, a liquid crystal display substrate can be mentioned.
なお、ここでいう液晶ディスプレイ用基板とは、内部に液晶層を挟持し、液晶ディスプレイを構成するものであるが、例えば、カラーフィルタを有するカラーフィルタ側基板、薄膜トランジスタ等を有するアレイ側基板、さらには、薄膜トランジスタ上に直接カラーフィルタが形成されているオンチップ型の基板等を挙げることができる。 Note that the liquid crystal display substrate referred to here is a liquid crystal display having a liquid crystal layer sandwiched therein. For example, a color filter side substrate having a color filter, an array side substrate having a thin film transistor, etc. Includes an on-chip type substrate in which a color filter is directly formed on a thin film transistor.
本発明においては、液晶ディスディスプレイ用基板の中でも、モノクロ液晶ディスプレイ用基板およびMVAモード液晶ディスプレイであることが好ましい。 In the present invention, among liquid crystal display substrates, a monochrome liquid crystal display substrate and an MVA mode liquid crystal display are preferable.
モノクロ液晶ディスプレイ用基板では、モノクロ液晶ディスプレイの表示領域である画素部に位置する画素スペーサと、モノクロ液晶ディスプレイの表示領域外である外周部に位置する外周スペーサとを、高さを違えて形成する必要がある場合があり、このような場合に、本発明における高低パターン層を画素スペーサおよび外周スペーサに活用することにより、同一材料で同時に画素スペーサおよび外周スペーサを形成することができ、製造効率を向上させることができる。 In a monochrome liquid crystal display substrate, pixel spacers located in the pixel portion that is the display area of the monochrome liquid crystal display and outer peripheral spacers located in the outer periphery that are outside the display area of the monochrome liquid crystal display are formed with different heights. In such a case, by utilizing the high and low pattern layer in the present invention for the pixel spacer and the outer peripheral spacer, the pixel spacer and the outer peripheral spacer can be formed at the same time using the same material. Can be improved.
一方、MVAモード液晶ディスプレイは、液晶の配向を制御する配向制御突起と、対向基板との間隔を一定に保持するMVA用柱状スペーサとが、同一材料で異なるパターンおよび異なる高さに形成されるものであることから、このような配向制御突起およびMVA用柱状スペーサを高低パターン層とすることにより、製造効率上有利となる。 On the other hand, in the MVA mode liquid crystal display, alignment control protrusions for controlling the alignment of liquid crystals and MVA columnar spacers for maintaining a constant distance from the counter substrate are formed in the same material with different patterns and different heights. Therefore, it is advantageous in terms of manufacturing efficiency to make such orientation control protrusions and MVA columnar spacers as high and low pattern layers.
以下、モノクロ液晶ディスプレイ用基板の製造方法およびMVAモード液晶ディスプレイの製造方法について説明する。 Hereinafter, a method for manufacturing a monochrome liquid crystal display substrate and a method for manufacturing an MVA mode liquid crystal display will be described.
B.モノクロ液晶ディスプレイ用基板の製造方法
本発明のモノクロ液晶ディスプレイ用基板の製造方法は、上述した高低パターン層形成体の製造方法を用いたモノクロ液晶ディスプレイ用基板の製造方法であって、前記高低パターン層が、前記モノクロ液晶ディスプレイの表示領域に位置する画素スペーサおよび前記モノクロ液晶ディスプレイの表示領域外に位置する外周スペーサであり、
パターン状に形成されたブラックマトリクスと、前記パターン状に形成されたブラックマトリクスを被覆するように形成された保護層とを有する基板を準備する基板準備工程と、
光硬化型樹脂組成物を前記基板上に塗布し、感光層を形成する感光層形成工程と、
光の透過を遮る遮光層と、前記画素スペーサのパターンに沿って形成された画素開口部と、前記外周スペーサのパターンに沿って形成された外周開口部とを有し、200nm〜500nmの範囲内の波長を40%以上吸収するフィルターが、少なくとも前記外周開口部に配置されているマスクを用い、前記マスクを介して、前記感光層を露光する露光工程と、
前記露光された感光層を現像することにより、前記ブラックマトリクスが形成されている領域の保護層上に形成され、モノクロ液晶ディスプレイの表示領域である画素部に位置する画素スペーサと、液晶ディスプレイの表示領域外である外周部に位置する外周スペーサとからなる柱状スペーサを形成する柱状スペーサ形成工程とを有することを特徴とするものである。
B. Manufacturing method of substrate for monochrome liquid crystal display The manufacturing method of a substrate for monochrome liquid crystal display of the present invention is a manufacturing method of a substrate for monochrome liquid crystal display using the manufacturing method of the above-described high / low pattern layer forming body, Is a pixel spacer located in the display area of the monochrome liquid crystal display and a peripheral spacer located outside the display area of the monochrome liquid crystal display,
A substrate preparing step of preparing a substrate having a black matrix formed in a pattern and a protective layer formed so as to cover the black matrix formed in the pattern;
A photosensitive layer forming step of applying a photocurable resin composition on the substrate to form a photosensitive layer;
A light-shielding layer that blocks light transmission, a pixel opening formed along the pattern of the pixel spacer, and an outer peripheral opening formed along the pattern of the outer spacer, and within a range of 200 nm to 500 nm An exposure step of exposing the photosensitive layer through the mask using a mask that absorbs at least 40% of the wavelength of at least a mask disposed in the outer peripheral opening;
By developing the exposed photosensitive layer, a pixel spacer formed on a protective layer in a region where the black matrix is formed and located in a pixel portion which is a display region of a monochrome liquid crystal display, and a display on the liquid crystal display And a columnar spacer forming step of forming a columnar spacer including an outer peripheral spacer located at an outer peripheral portion that is outside the region.
本発明においては、上述した範囲内の波長を上記範囲で吸収する性質を有するフィルターを、少なくともマスクの外周開口部に配していることから、同一材料を用いて高さの異なる画素スペーサおよび外周スペーサを同時に形成することが可能である。これにより外周部および画素部におけるブラックマトリクスの線幅の違いを要因として生じる保護層の外周部および画素部における膜厚の差による影響を回避することができ、最終的に得られるモノクロ液晶ディスプレイ用基板において、基板表面から外周スペーサ上端面までの高さと、基板表面から画素スペーサ上端面までの高さとの差を好適な範囲内に調整することができる。従って、このようなモノクロ液晶ディスプレイ用基板上に対向基板を配置させると、対向基板が外周部に向って間隙が広がるようにゆがむことが防止され、対向基板の周辺から光が漏れるといった不都合が生じにくくなる。これにより、モノクロ液晶ディスプレイにおいて画面周辺が不自然に明るくなるといった問題を解決することができる。 In the present invention, since the filter having the property of absorbing the wavelength within the above-described range within the above range is disposed at least in the outer peripheral opening of the mask, the pixel spacer and the outer periphery having different heights using the same material. It is possible to form the spacers simultaneously. As a result, it is possible to avoid the influence due to the difference in film thickness between the outer peripheral part and the pixel part of the protective layer caused by the difference in the line width of the black matrix in the outer peripheral part and the pixel part. In the substrate, the difference between the height from the substrate surface to the outer peripheral spacer upper end surface and the height from the substrate surface to the pixel spacer upper end surface can be adjusted within a suitable range. Therefore, when the counter substrate is disposed on such a monochrome liquid crystal display substrate, the counter substrate is prevented from being distorted so that the gap is widened toward the outer peripheral portion, and light is leaked from the periphery of the counter substrate. It becomes difficult. This can solve the problem that the periphery of the screen becomes unnaturally bright in the monochrome liquid crystal display.
以下、本発明のモノクロ表示装置用基板について図面を用いて説明する。図2は、本発明のモノクロ表示装置用基板の製造方法の一例を示した工程図である。 Hereinafter, a substrate for a monochrome display device of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 2 is a process diagram showing an example of a method for manufacturing a substrate for a monochrome display device of the present invention.
まず、図2(a)に示すように、モノクロ液晶装置用基板の透明基板30上に、画素間を区分するブラックマトリクス12をパターン状に形成する。ブラックマトリクス12は、モノクロ液晶ディスプレイの表示領域である画素部Aに形成された画素ブラックマトリクス12aと、表示領域外である外周部Bに形成された外周ブラックマトリクス12bとからなり、両者は線幅が異なるように形成される。具体的に画素ブラックマトリクス12aは、表示領域の開口率の低下を防止するために線幅が狭く形成され、一方、外周ブラックマトリクス12bは、光源からの光を遮蔽するために、線幅が広く形成する。
First, as shown in FIG. 2A, a
次に、このようなブラックマトリクス12が形成されているモノクロ液晶ディスプレイ用基板の透明基板30上に、図2(b)に示すようにブラックマトリクス12等の部材を保護し、透明基板30表面に平坦性を付与するために、ブラックマトリクス12表面を覆うように保護層13を形成する。このような保護層13においては、画素ブラックマトリクス12aと外周ブラックマトリクス12bとにおける線幅の違いを要因として、各ブラックマトリクス12上での膜厚に差が生じる。すなわち、画素ブラックマトリクス12aは線幅が狭いため、そのような画素ブラックマトリクス12a上面に積層される保護層13の膜厚は薄くなる傾向にある。一方、外周ブラックマトリクス12bは、保護層13が積層されるのに十分な線幅を有して形成されているため、その上面に積層される保護層13の膜厚は画素ブラックマトリクス12a上面の保護層13の膜厚よりも厚くなるからである。
Next, on the
さらに、図2(c)に示すように、感光層14を保護層13上に成膜する。次に、感光層14をパターニングする際に使用するマスク16を準備する。当該マスク16は、遮光層17と、画素スペーサを形成する位置に該当する画素開口部18aと、外周スペーサを形成する位置に該当する外周開口部18bとを有している。さらに、当該外周開口部18bには、所定の範囲内の波長を所定の割合吸収する性質を有するフィルター19が配置されている。このようなマスク16を介して、図2(d)に示すように、感光層14をパターン露光する。本発明においては、マスク16の外周開口部18bにフィルター19を配していることから、外周開口部18bに該当する部分の感光層14は、フィルター19により所定の範囲内の波長が所定の割合吸収された光が露光されるため、画素開口部18aに該当する部分の感光層14よりも硬化が緩やかに進行する。
Further, as shown in FIG. 2C, the
そして、パターン露光された感光層14を現像・洗浄すると、図2(e)に示すように、マスク16の遮光層17により未露光領域となった部分の感光層14は除去され、画素開口部18aおよび外周開口部18bにより露光領域となった部分の感光層14が残存する。これにより、ブラックマトリクス12が形成されている領域の保護層13上に、画素部Aに位置する画素スペーサ20aと、外周部Bに位置する外周スペーサ20bとが形成される。さらに、本発明においては、外周開口部18bにのみ、所定の範囲内の波長を所定の割合吸収する性質を有するフィルター19を配してパターン露光を行っていることから、外周スペーサ20bの方が画素スペーサ20aよりも膜厚が薄く形成される。これにより、保護層13の画素部Aおよび外周部Bにおける膜厚の差による影響を解消することができるモノクロ液晶ディスプレイ用基板を得る。
When the pattern-exposed
最後に、図2(f)に示すように、対向基板21をこのようなモノクロ液晶ディスプレイ用基板に張り合わせると、本発明においては、透明基板30表面から画素スペーサ20aの上端面までの高さと、透明基板30表面から外周スペーサ20bの上端面までの高さとが良好な均一性を持ったモノクロ液晶ディスプレイ用基板とすることができるため、対向基板21に不都合なゆがみが生じることがなく、光源からの光が対向基板21周辺等から漏れるおそれがないため、表示画面の周辺が不自然に明るくなるといった問題を解消することができる。
Finally, as shown in FIG. 2F, when the
なお、ここでいう「画素部」とは、本発明のモノクロ液晶ディスプレイ用基板を用いてモノクロ液晶ディスプレイとした際に、実際にモノクロ表示が行われる表示領域となる部分を意味する。さらに、「外周部」とは、当該画素部の周囲に位置し、前述した表示領域外に該当する部分を意味する。 Here, the “pixel portion” means a portion that becomes a display area where monochrome display is actually performed when a monochrome liquid crystal display is formed using the monochrome liquid crystal display substrate of the present invention. Further, the “outer peripheral part” means a part located around the pixel part and corresponding to the outside of the display area described above.
以下、このような利点を有する本発明のモノクロ表示装置用基板の製造方法について各工程毎に説明する。 Hereinafter, the manufacturing method of the substrate for a monochrome display device of the present invention having such advantages will be described for each step.
1.基板準備工程
まず、基板準備工程について説明する。本発明における基板準備工程とは、パターン状に形成されたブラックマトリクスと、前記パターン状に形成されたブラックマトリクスを被覆するように形成された保護層とを有する基板を準備する工程である。
1. Substrate Preparation Step First, the substrate preparation step will be described. The substrate preparation step in the present invention is a step of preparing a substrate having a black matrix formed in a pattern and a protective layer formed so as to cover the black matrix formed in the pattern.
以下、ブラックマトリクス、保護層および基板について説明する。 Hereinafter, the black matrix, the protective layer, and the substrate will be described.
(1)ブラックマトリクス
本発明において用いられるブラックマトリックスとは、液晶分子の配向に応じてモノクロ表示が行われる画素を区分するために設けられるものである。このようなブラックマトリックスを製造する方法は、特に限定されるものではなく、例えばスパッタリング法、真空蒸着法等により、厚み1000Å〜2000Å程度のクロム等の金属薄膜を形成し、この薄膜をパターニングすることにより形成する方法等を挙げることができる。
(1) Black matrix The black matrix used in the present invention is provided to classify pixels on which monochrome display is performed according to the orientation of liquid crystal molecules. The method for producing such a black matrix is not particularly limited. For example, a thin metal film such as chromium having a thickness of about 1000 to 2000 mm is formed by sputtering, vacuum deposition, or the like, and this thin film is patterned. And the like.
このようなブラックマトリクスにおいて画素部では、表示領域の開口率を高めるために線幅を狭く形成する。一方、外周部では、バックライト等の光源からの光を効果的に遮蔽するため、画素部のブラックマトリクスよりも幅広に設けられる。具体的に画素部に設けられるブラックマトリクスの線幅は、一般的に、6μm〜20μmの範囲内であり、一方、外周部におけるブラックマトリクスの線幅は、2mm〜10mmの範囲内である。 In such a black matrix, the pixel portion is formed with a narrow line width in order to increase the aperture ratio of the display region. On the other hand, the outer peripheral portion is provided wider than the black matrix of the pixel portion in order to effectively shield light from a light source such as a backlight. Specifically, the line width of the black matrix provided in the pixel portion is generally in the range of 6 μm to 20 μm, while the line width of the black matrix in the outer peripheral portion is in the range of 2 mm to 10 mm.
また、上記ブラックマトリックスとしては、樹脂バインダ中にカーボン微粒子、金属酸化物、無機顔料、有機顔料等の遮光性粒子を含有させてもよく、用いられる樹脂バインダとしては、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリアクリルアミド、ポリビニルアルコール、ゼラチン、カゼイン、セルロース等の樹脂を1種または2種以上混合したものや、感光性樹脂、さらにはO/Wエマルジョン型の樹脂組成物、例えば、反応性シリコーンをエマルジョン化したもの等を用いることができる。このような樹脂性ブラックマトリックスのパターニングの方法は、フォトリソ法、印刷法等一般的に用いられている方法を用いることができる。 The black matrix may contain light-shielding particles such as carbon fine particles, metal oxides, inorganic pigments, and organic pigments in a resin binder. The resin binder used may be polyimide resin, acrylic resin, epoxy A resin, polyacrylamide, polyvinyl alcohol, gelatin, casein, cellulose, or a mixture of one or more resins, a photosensitive resin, and an O / W emulsion type resin composition such as reactive silicone. An emulsion or the like can be used. As a method for patterning such a resinous black matrix, a generally used method such as a photolithography method or a printing method can be used.
(2)保護層
本発明における保護層とは、上述したブラックマトリクス等が形成された基板において、これらの部材を保護し、かつモノクロ液晶ディスプレイ用基板の基板表面に平坦性を付与するために設けられるものである。
(2) Protective layer The protective layer in the present invention is provided to protect these members and to impart flatness to the substrate surface of the monochrome liquid crystal display substrate in the substrate on which the above-described black matrix or the like is formed. It is what
このような保護層を形成する材料としては、アクリル樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−塩化ビニル共重合体、エチレンビニル共重合体、ポリスチレン、アクリロニトリル−スチレン共重合体、ABS樹脂、ポリメタクリル酸樹脂、エチレンメタクリル酸樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、塩素化塩化ビニル、ポリビニルアルコール、セルロースアセテートプロピオネート、セルロースアセテートブチレート、ナイロン6、ナイロン66、ナイロン12、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリビニルアセタール、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルサルフォン、ポリフェニレンサルファイド、ポリアリレート、ポリビニルブチラール、エポキシ樹脂、フェノキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリアミック酸樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂等、および、重合可能なモノマーであるメチルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルアクリレート、エチルメタクリレート、n−プロピルアクリレート、n−プロピルメタクリレート、イソプロピルアクリレート、イソプロピルメタクリレート、sec−ブチルアクリレート、sec−ブチルメタクリレート、イソブチルアクリレート、イソブチルメタクリレート、tert−ブチルアクリレート、tert−ブチルメタクリレート、n−ペンチルアクリレート、n−ペンチルメタクリレート、n−ヘキシルアクリレート、n−ヘキシルメタクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、2−エチルヘキシルメタクリレート、n−オクチルアクリレート、n−オクチルメタクリレート、n−デシルアクリレート、n−デシルメタクリレート、スチレン、α−メチルスチレン、N−ビニル−2−ピロリドン、グリシジル(メタ)アクリレートの一種以上と、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸の2量体(例えば東亜合成化学(株)製M−5600)、イタコン酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸、ビニル酢酸、これらの酸無水物等の一種以上からなるポリマーまたはコポリマー等を1種若しくは2種以上含む感光性樹脂組成物が挙げられる。その中でも、保護層として要求される平坦性の観点からアクリル樹脂を用いた感光性樹脂組成物であることが好ましい。 As a material for forming such a protective layer, acrylic resin, ethylene-vinyl acetate copolymer, ethylene-vinyl chloride copolymer, ethylene vinyl copolymer, polystyrene, acrylonitrile-styrene copolymer, ABS resin, poly Methacrylic acid resin, ethylene methacrylic acid resin, polyvinyl chloride resin, chlorinated vinyl chloride, polyvinyl alcohol, cellulose acetate propionate, cellulose acetate butyrate, nylon 6, nylon 66, nylon 12, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polycarbonate , Polyvinyl acetal, polyether ether ketone, polyether sulfone, polyphenylene sulfide, polyarylate, polyvinyl butyral, epoxy resin, phenoxy resin, poly Resins, polyamideimide resins, polyamic acid resins, polyetherimide resins, phenol resins, urea resins, and the like, and polymerizable monomers such as methyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl acrylate, ethyl methacrylate, n-propyl acrylate, n- Propyl methacrylate, isopropyl acrylate, isopropyl methacrylate, sec-butyl acrylate, sec-butyl methacrylate, isobutyl acrylate, isobutyl methacrylate, tert-butyl acrylate, tert-butyl methacrylate, n-pentyl acrylate, n-pentyl methacrylate, n-hexyl acrylate, n-hexyl methacrylate, 2-ethylhexyl acrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, n-octyl One or more of acrylate, n-octyl methacrylate, n-decyl acrylate, n-decyl methacrylate, styrene, α-methylstyrene, N-vinyl-2-pyrrolidone, glycidyl (meth) acrylate, acrylic acid, methacrylic acid, acrylic acid A polymer or copolymer comprising at least one of dimer (for example, M-5600 manufactured by Toa Synthetic Chemical Co., Ltd.), itaconic acid, crotonic acid, maleic acid, fumaric acid, vinyl acetic acid, and acid anhydrides thereof. Examples include photosensitive resin compositions containing two or more species. Among them, a photosensitive resin composition using an acrylic resin is preferable from the viewpoint of flatness required as a protective layer.
また、保護層の膜厚としては、基板上に平坦性を付与することが可能な膜厚であれば特に限定はされないが、具体的には、0.3μm〜10μmの範囲内、その中でも、0.7μm〜2μmの範囲内であることが好ましい。 Further, the thickness of the protective layer is not particularly limited as long as it can provide flatness on the substrate. Specifically, the thickness is within a range of 0.3 μm to 10 μm, and among them, It is preferably within a range of 0.7 μm to 2 μm.
このような保護層を形成する方法としては、公知の塗布方法により形成することが可能でありスピンコーティング法、キャスティング法、ディッピング法、バーコート法、ブレードコート法、ロールコート法、グラビアコート法、フレキソ印刷法、スプレーコート法等の塗布方法を挙げることができる。 As a method of forming such a protective layer, it can be formed by a known coating method, spin coating method, casting method, dipping method, bar coating method, blade coating method, roll coating method, gravure coating method, Examples of the application method include a flexographic printing method and a spray coating method.
なお、ブラックマトリクス上に積層された保護層の画素部および外周部における膜厚の差は、実際に形成されたブラックマトリクスの両方の部分における線幅の違いや、保護層を形成する材料によって異なるものであるため一概に規定することは困難であるが、一般的には、0μm〜0.5μmの範囲内であることが多い。 Note that the difference in film thickness between the pixel portion and the outer peripheral portion of the protective layer laminated on the black matrix varies depending on the difference in line width in both portions of the actually formed black matrix and the material forming the protective layer. However, in general, it is often in the range of 0 μm to 0.5 μm.
(3)基板
本発明におけるモノクロ液晶ディスプレイ用基板の基板は、他の構成部材を実装するためのものであり、このような基板としては、例えばガラス基板、ガラスフィルム、合成樹脂基板、合成樹脂フィルム等を用いることができ、透光性に優れたものであることが好ましい。
(3) Substrate The substrate of the monochrome liquid crystal display substrate in the present invention is for mounting other constituent members. Examples of such a substrate include a glass substrate, a glass film, a synthetic resin substrate, and a synthetic resin film. It is preferable that it is excellent in translucency.
2.感光層形成工程
次に、感光層形成工程について説明する。本発明における感光層形成工程とは、光硬化型樹脂組成物を上記基板上に塗布し、感光層を形成する工程である。具体的には、図2(c)に示すように、パターン状に形成されたブラックマトリクス12と、当該ブラックマトリクス12を覆うように透明基板30上に形成された保護層13とを有する透明基板30において、当該保護層13上に、光硬化型樹脂組成物を塗布し、感光層14を形成する工程である。
2. Photosensitive layer forming step Next, the photosensitive layer forming step will be described. The photosensitive layer forming step in the present invention is a step of forming a photosensitive layer by applying a photocurable resin composition onto the substrate. Specifically, as shown in FIG. 2C, a transparent substrate having a
本工程により成膜される感光層は、後述する柱状スペーサ形成工程においてパターン状に形成されることにより、モノクロ液晶ディスプレイ用基板と対向基板との間隙を一定に保持する画素スペーサおよび外周スペーサとなる層である。また、本発明においては、上述した高低パターン層形成体の製造方法を用いて、当該感光層をパターニングしているため、高さの異なる画素スペーサおよび外周スペーサを、同一材料を用いて同時に形成することができる。 The photosensitive layer formed in this step is formed into a pattern in a columnar spacer forming step, which will be described later, thereby becoming a pixel spacer and an outer peripheral spacer that keep a constant gap between the monochrome liquid crystal display substrate and the counter substrate. Is a layer. Further, in the present invention, since the photosensitive layer is patterned by using the above-described method for producing a high / low pattern layer forming body, pixel spacers and outer peripheral spacers having different heights are simultaneously formed using the same material. be able to.
その他、本工程に関することは、上述した「A.高低パターン層形成体の製造方法、1.感光層形成工程」の中に記載したものと同様であるのでここでの説明は省略する。 In addition, since it is the same as that described in the above-mentioned "A. Manufacturing method of high and low pattern layer formation body, 1. Photosensitive layer formation process" about this process, description here is abbreviate | omitted.
3.露光工程
次に露光工程について説明する。本発明における露光工程とは、光の透過を遮る遮光層と、前記画素スペーサのパターンに沿って形成された画素開口部と、前記外周スペーサのパターンに沿って形成された外周開口部とを有し、200nm〜500nmの範囲内、好ましくは、300nm〜450nmの範囲内の波長を40%以上吸収するフィルターが、少なくとも前記外周開口部に配置されているマスクを用い、前記マスクを介して、上記感光層を露光する工程である。
3. Exposure Step Next, the exposure step will be described. The exposure process in the present invention includes a light shielding layer that blocks light transmission, a pixel opening formed along the pixel spacer pattern, and an outer peripheral opening formed along the outer spacer pattern. In addition, a filter that absorbs 40% or more of a wavelength in the range of 200 nm to 500 nm, preferably in the range of 300 nm to 450 nm, is used at least through the mask, and the above- This is a step of exposing the photosensitive layer.
なお、ここでいう外周開口部とは、外周スペーサのパターンに沿って遮光層が除去されている部分を意味する。外周スペーサは、外周部に位置する柱状スペーサであるため、外周開口部もマスクの外周部に該当する部分に形成されている。さらに、ここでいう画素開口部とは、画素スペーサのパターンに沿って遮光層が除去されている部分を意味する。画素スペーサは、画素部に位置する柱状スペーサであるため、画素開口部もマスクの画素部に該当する部分に形成されている。 In addition, the outer periphery opening part here means the part from which the light shielding layer was removed along the pattern of an outer periphery spacer. Since the outer peripheral spacer is a columnar spacer located in the outer peripheral portion, the outer peripheral opening is also formed in a portion corresponding to the outer peripheral portion of the mask. Furthermore, the pixel opening here means a portion where the light shielding layer is removed along the pattern of the pixel spacer. Since the pixel spacer is a columnar spacer located in the pixel portion, the pixel opening is also formed in a portion corresponding to the pixel portion of the mask.
本発明においては、ブラックマトリクスの外周部および画素部における線幅の違いを要因として生じる保護層の外周部および画素部における膜厚の差を、高さの異なる外周スペーサおよび画素スペーサを設けることで解消するものである。すなわち保護層の膜厚は、画素部よりも外周部において厚くなる傾向があるため、このような保護層の膜厚の差を解消するためには、外周スペーサを画素スペーサよりも高さを低く形成する必要がある。 In the present invention, the difference in film thickness between the outer peripheral portion of the protective layer and the pixel portion caused by the difference in line width between the outer peripheral portion of the black matrix and the pixel portion is provided by providing the outer peripheral spacer and the pixel spacer having different heights. It will be solved. That is, the thickness of the protective layer tends to be thicker at the outer peripheral portion than the pixel portion. Therefore, in order to eliminate such a difference in the thickness of the protective layer, the outer peripheral spacer is made lower than the pixel spacer. Need to form.
そこで、本発明においては、上述した高低パターン層において、低部を外周スペーサとし、高部を画素スペーサとするため、外周スペーサのパターンに形成されたマスクの外周開口部に上述したフィルターを配置している。これにより、感光層の外周スペーサとなり得る部分は、フィルターを通過した光が露光されるため、フィルターを介さずに露光される感光層の画素スペーサとなり得る部分よりも、硬化が緩やかに進行し、後述する柱状スペーサ形成工程において、現像後の残膜率が低くなる。 Therefore, in the present invention, in the above-described high and low pattern layer, the above-described filter is disposed in the peripheral opening of the mask formed in the pattern of the peripheral spacer in order to use the low part as the peripheral spacer and the high part as the pixel spacer. ing. As a result, the portion that can be the outer peripheral spacer of the photosensitive layer is exposed to light that has passed through the filter, so that the curing proceeds more slowly than the portion that can be the pixel spacer of the photosensitive layer that is exposed without passing through the filter, In a columnar spacer forming step described later, the remaining film ratio after development is lowered.
その他、本工程に関することは上述した「A.高低パターン層形成体の製造方法、2.露光工程」の中に記載したことと同様であるのでここでの説明は省略する。 In addition, since the thing regarding this process is the same as having described in "A. Manufacturing method of high and low pattern layer formation body, 2. Exposure process" mentioned above, description here is abbreviate | omitted.
4.柱状スペーサ形成工程
最後に柱状スペーサ形成工程について説明する。本発明における柱状スペーサ形成工程とは、上述した露光された感光層を現像することにより、前記ブラックマトリクスが形成されている領域の保護層上に、モノクロ液晶ディスプレイの表示領域である画素部に位置する画素スペーサと、モノクロ液晶ディスプレイの表示領域外である外周部に位置する外周スペーサとからなる柱状スペーサを形成する工程である。
4). Columnar Spacer Forming Step Finally, the columnar spacer forming step will be described. In the present invention, the columnar spacer forming step is performed by developing the exposed photosensitive layer to position a pixel portion which is a display region of a monochrome liquid crystal display on the protective layer in the region where the black matrix is formed. This is a step of forming a columnar spacer composed of pixel spacers to be formed and outer peripheral spacers located on the outer peripheral portion outside the display area of the monochrome liquid crystal display.
(柱状スペーサ)
本発明における柱状スペーサとは、内部に液晶層を挟持する2枚の基板間に配され、当該2枚の基板間の間隙を一定に保持するために設けられるものである。このような柱状スペーサにおいて、本発明では、モノクロ液晶ディスプレイの表示領域に該当する画素部に配置された柱状スペーサを画素スペーサとし、表示領域外に該当する外周部に配置された柱状スペーサを外周スペーサとしている。
(Columnar spacer)
The columnar spacer in the present invention is provided between two substrates sandwiching a liquid crystal layer therein, and is provided in order to keep a constant gap between the two substrates. In such a columnar spacer, in the present invention, the columnar spacer disposed in the pixel portion corresponding to the display area of the monochrome liquid crystal display is defined as the pixel spacer, and the columnar spacer disposed in the outer peripheral portion corresponding to the outside of the display area is defined as the outer peripheral spacer. It is said.
本発明においては、このような画素スペーサおよび外周スペーサを高さの異なるように、同一材料を用いて同時にフォトリソグラフィー法により形成することが可能である。 In the present invention, such pixel spacers and outer peripheral spacers can be simultaneously formed by photolithography using the same material so as to have different heights.
すなわち、上述した露光工程において、少なくとも外周開口部に、所定の範囲内の波長を所定の範囲で吸収する性質を有するフィルターが配置されているマスクを使用しているので、フィルターの有無で光硬化型樹脂組成物の硬化の度合いに違いを生じさせることができる。これにより、画素スペーサの方が外周スペーサよりも膜厚を厚く形成することが可能である。 That is, in the exposure process described above, since a mask having a property of absorbing a wavelength within a predetermined range within a predetermined range is used at least at the outer peripheral opening, photocuring is performed with or without the filter. It is possible to make a difference in the degree of curing of the mold resin composition. Thereby, the pixel spacer can be formed thicker than the outer peripheral spacer.
また、画素スペーサおよび外周スペーサの各々の高さの関係は、対抗基板がモノクロ液晶ディスプレイ用基板に張り合わされた際に2つの基板間に不都合なゆがみが生じない程度に、画素スペーサの高さが外周スペーサの高さよりも高ければ特に限定はされない。ブラックマトリクスの画素部および外周部における幅の違いから、保護層の膜厚は外周部よりも画素部の方が薄く形成されるからであり、このように画素スペーサの高さを外周スペーサの高さよりも高くすることによりそのような保護層の膜厚の差を、柱状スペーサにより是正することができるからである。 In addition, the height relationship between the pixel spacer and the outer peripheral spacer is such that when the opposing substrate is bonded to the monochrome liquid crystal display substrate, the height of the pixel spacer is such that no undesirable distortion occurs between the two substrates. There is no particular limitation as long as it is higher than the height of the outer peripheral spacer. This is because the thickness of the protective layer is smaller in the pixel portion than in the outer peripheral portion because of the difference in width between the pixel portion and the outer peripheral portion of the black matrix. This is because such a difference in film thickness of the protective layer can be corrected by the columnar spacer.
具体的に画素スペーサおよび外周スペーサの高さの差は、ブラックマトリクス上に成膜された保護層の画素部と外周部とにおける膜厚の差に応じて調整される。例えば、保護層が成膜された段階で、保護層の膜厚の差を計測し、またはシミュレーション等することにより、モノクロ液晶ディスプレイ用基板の状態を把握し、その状態に応じて画素スペーサおよび外周スペーサの高さの差を調整する。さらに、画素スペーサおよび外周スペーサの高さの差を、所望の差とするためには、フィルターおよび露光量の変化に応じた感光層の残膜率を実験により計測しておくことにより、モノクロ液晶ディスプレイ用基板の状態に適したフィルターおよび露光量等を決定することにより可能となる。 Specifically, the difference in height between the pixel spacer and the outer peripheral spacer is adjusted according to the difference in film thickness between the pixel portion and the outer peripheral portion of the protective layer formed on the black matrix. For example, when the protective layer is formed, the state of the monochrome liquid crystal display substrate is grasped by measuring the difference in the thickness of the protective layer or performing a simulation, and the pixel spacers and the outer periphery are determined according to the state. Adjust the height difference of the spacer. Furthermore, in order to make the difference in height between the pixel spacer and the outer peripheral spacer a desired difference, a monochromatic liquid crystal can be obtained by measuring the remaining film ratio of the photosensitive layer according to changes in the filter and exposure amount by experiment. This is made possible by determining a filter and an exposure amount suitable for the state of the display substrate.
また画素スペーサおよび外周スペーサの高さの差は、保護層の外周部および画素部における膜厚の差に応じて調整されるため、一概に規定することは困難であるが、一般的に生じ得る保護層の膜厚の差をもとに規定すると、画素スペーサ自体の高さが外周スペーサ自体の高さよりも、0μm〜1.3μmの範囲内で高いことが好ましく、その中でも0.5μm〜1.1μmの範囲内で高く形成されていることが好ましい。上記範囲内の高さの差を有して画素スペーサおよび外周スペーサを形成できれば、モノクロ液晶ディスプレイ用基板の基板表面から画素スペーサ上面までの高さを、同様の基板表面から当該基板の外周スペーサ上面までの高さよりも0μm〜0.8μmの範囲内で高くすることができるため、対向基板に不都合なゆがみを発生させることなく、2枚の基板を高度に均一な間隙を保持して配置させることができるからである。 Further, the difference in height between the pixel spacer and the outer peripheral spacer is adjusted in accordance with the difference in film thickness between the outer peripheral portion of the protective layer and the pixel portion. When defined based on the difference in the thickness of the protective layer, the height of the pixel spacer itself is preferably higher than the height of the outer peripheral spacer itself within a range of 0 μm to 1.3 μm, and among them, 0.5 μm to 1 It is preferable that the thickness is high within a range of 1 μm. If the pixel spacer and the outer peripheral spacer can be formed with a difference in height within the above range, the height from the substrate surface of the monochrome liquid crystal display substrate to the upper surface of the pixel spacer can be determined from the same substrate surface to the upper surface of the outer peripheral spacer of the substrate. Since the height can be higher in the range of 0 μm to 0.8 μm, the two substrates can be arranged with a highly uniform gap without causing any adverse distortion in the counter substrate. Because you can.
また、画素スペーサ自体の高さは、一般的なモノクロ液晶ディスプレイにおいて用いられている高さであれば特に限定はされず、具体的には、2.5μm〜5.5μmの範囲内であることが好ましい。 Further, the height of the pixel spacer itself is not particularly limited as long as it is a height used in a general monochrome liquid crystal display, and specifically, it is in a range of 2.5 μm to 5.5 μm. Is preferred.
さらに、本発明における柱状スペーサの形状としては、2枚の基板間の間隙を一定に保つことを可能とする形状であれば特に限定はされない。具体的には、円柱形状、角柱形状または截頭錐体形状等を挙げることができる。 Furthermore, the shape of the columnar spacer in the present invention is not particularly limited as long as it is a shape that can keep a gap between two substrates constant. Specifically, a cylindrical shape, a prismatic shape, a truncated cone shape, or the like can be given.
C.MVAモード液晶ディスプレイの製造方法
次に、MVAモード液晶ディスプレイの製造方法について説明する。本発明のMVAモード液晶ディスプレイの製造方法は、上述した高低パターン層形成体の製造方法を用いたMVAモード液晶ディスプレイの製造方法であって、
前記高低パターン層が、前記MVAモード液晶ディスプレイに用いられる配向制御突起およびMVA用柱状スペーサであり、
前記マスクが、光の透過を遮る遮光層と、前記配向制御突起のパターンに沿って形成された第1開口部と、前記MVA用柱状スペーサのパターンに沿って形成された第2開口部とを有し、少なくとも前記第1開口部に、前記フィルターが配置されていることを特徴とするものである。
C. Manufacturing Method of MVA Mode Liquid Crystal Display Next, a manufacturing method of the MVA mode liquid crystal display will be described. The manufacturing method of the MVA mode liquid crystal display of the present invention is a manufacturing method of an MVA mode liquid crystal display using the above-described manufacturing method of the high and low pattern layer forming body,
The high and low pattern layers are alignment control protrusions and MVA columnar spacers used in the MVA mode liquid crystal display,
The mask includes a light shielding layer that blocks light transmission, a first opening formed along the pattern of the alignment control protrusion, and a second opening formed along the pattern of the columnar spacer for MVA. And the filter is disposed at least in the first opening.
本発明においては、MVAモード液晶ディスプレイに用いられる配向制御突起およびMVA用柱状スペーサをフォトリソグラフィー法により同一の材料を用いて同時に製造することができる。 In the present invention, the alignment control protrusions and the MVA columnar spacers used in the MVA mode liquid crystal display can be simultaneously manufactured using the same material by the photolithography method.
このような利点を有する本発明のMVAモード液晶ディスプレイモード液晶ディスプレイの製造方法について図面を用いて具体的に説明する。 The manufacturing method of the MVA mode liquid crystal display mode liquid crystal display of the present invention having such advantages will be specifically described with reference to the drawings.
図3は、本発明のMVAモード液晶ディスプレイの製造方法の一例を示した工程図である。まず、図3(a)に示すように、透明基板31上に、光硬化型樹脂組成物を塗布し、感光層32を形成する。次に、図3(b)に示すように、光の透過を遮る遮光層33と、配向制御突起のパターンに沿って形成された第1開口部34aと、MVA用柱状スペーサのパターンに沿って形成された第2開口部34bとを有し、前記第1開口部34aに、所定の範囲内の波長を所定の範囲吸収する性質を有するフィルター35が配置されているマスク36を準備する。当該マスク36を介して、前記感光層32に露光する。これにより、第1開口部34aと第2開口部34bとで、フィルター35の有無によるパターンを感光層32に形成することができる。次いで、露光された感光層32を現像・洗浄することにより、図3(c)に示すように、遮光層33により光の透過が遮られた未露光領域の感光層32は除去されるが、第1開口部34aおよび第2開口部34bにより露光領域となった部分の感光層32は残存する。さらに、本発明においては、第1開口部34aにはフィルター35を配置していることから、同様に露光領域であっても、第1開口部34aに該当する部分の露光領域は、第2開口部34bに該当する部分の露光領域よりも、硬化の度合いが低く、従って、図3(c)に示すように、第1開口部34aに該当する露光領域が配向制御突起37となり、第2開口部34bに該当する露光領域がMVA用柱状スペーサ38となる。かつ、配向制御突起の方がMVA用柱状スペーサよりも膜厚が薄く形成される。
FIG. 3 is a process diagram showing an example of a method for manufacturing an MVA mode liquid crystal display of the present invention. First, as shown in FIG. 3A, a photocurable resin composition is applied on a
以下、本発明のMVAモード液晶ディスプレイの製造方法について各工程毎に分けて説明する。 Hereinafter, the manufacturing method of the MVA mode liquid crystal display of the present invention will be described separately for each step.
1.感光層形成工程
本発明における感光層形成工程とは、基板上に、光硬化型樹脂組成物を塗布し、感光層を形成する工程である。
1. Photosensitive layer forming step The photosensitive layer forming step in the present invention is a step of forming a photosensitive layer by applying a photocurable resin composition on a substrate.
本工程は、上述した「A.高低パターン層形成体の製造方法、1.感光層形成工程」と同様であるためここでの説明は省略する。 Since this step is the same as the above-described “A. Manufacturing method of high / low pattern layer formed body, 1. Photosensitive layer forming step”, description thereof is omitted here.
2.露光工程
次に、本発明における露光工程とは、光の透過を遮る遮光層と、配向制御突起のパターンに沿って形成された第1開口部と、MVA用柱状スペーサのパターンに沿って形成された第2開口部とを有し、200nm〜500nmの範囲内の波長を40%以上吸収するフィルターが、少なくとも前記第1開口部に配置されているマスクを用い、前記マスクを介して、感光層を露光する工程である。
2. Exposure Step Next, the exposure step in the present invention is formed along the pattern of the light shielding layer that blocks light transmission, the first opening formed along the pattern of the alignment control protrusion, and the pattern of the MVA columnar spacer. A filter that has a second opening and absorbs 40% or more of a wavelength in the range of 200 nm to 500 nm using at least a mask disposed in the first opening, and the photosensitive layer through the mask. Is a step of exposing the film.
なお、ここでいう第1開口部とは、配向制御突起のパターンに沿って、遮光層が除去された部分を意味する。さらに、ここでいう第2開口部とは、MVA用柱状スペーサのパターンに沿って遮光層が除去された部分を意味する。 In addition, the 1st opening part here means the part from which the light shielding layer was removed along the pattern of orientation control protrusion. Furthermore, the 2nd opening part here means the part from which the light shielding layer was removed along the pattern of the columnar spacer for MVA.
本発明においては、上述した高低パターン層において、低部が配向制御突起となり、高部がMVA用柱状スペーサとなるように、配向制御突起のパターンに形成されたマスクの第1開口部に上述したフィルターを配置している。これにより、感光層の配向制御突起となり得る部分は、フィルターを通過した光が露光されるため、フィルターを介さずに露光される感光層のMVA用柱状スペーサとなり得る部分よりも、硬化が緩やかに進行し、後述するMVA用柱状スペーサ形成工程において、現像後の残膜率が低くなるのである。 In the present invention, in the above-described high and low pattern layer, the first portion of the mask formed in the pattern of the alignment control protrusion is described above so that the low portion becomes the alignment control protrusion and the high portion becomes the columnar spacer for MVA. A filter is placed. As a result, the light that has passed through the filter is exposed in the portion that can be the alignment control protrusion of the photosensitive layer, and therefore the curing is slower than the portion that can be the columnar spacer for MVA of the photosensitive layer that is exposed without passing through the filter. This progresses, and in the MVA columnar spacer forming step, which will be described later, the remaining film ratio after development is lowered.
その他、本工程に関することは上述した「A.高低パターン層形成体の製造方法、2.露光工程」の中に記載したことと同様であるのでここでの説明は省略する。 In addition, since the thing regarding this process is the same as having described in "A. Manufacturing method of high and low pattern layer formation body, 2. Exposure process" mentioned above, description here is abbreviate | omitted.
3.配向制御突起およびMVA用柱状スペーサ形成工程
最後に配向制御突起およびMVA用柱状スペーサ形成工程について説明する。本発明における配向制御突起およびMVA用柱状スペーサ形成工程とは、上述した露光工程により、露光された感光層を現像することにより、配向制御突起およびMVA用柱状スペーサを形成する工程である。
3. Orientation Control Protrusion and MVA Columnar Spacer Forming Process Finally, the alignment control protrusion and MVA columnar spacer formation process will be described. The alignment control protrusion and MVA columnar spacer forming step in the present invention is a step of forming the alignment control protrusion and the MVA columnar spacer by developing the exposed photosensitive layer by the exposure process described above.
本工程において、形成される配向制御突起およびMVA用柱状スペーサについて説明する。 The alignment control protrusions and MVA columnar spacers formed in this step will be described.
(1)配向制御突起
本発明における配向制御突起とは、液晶層の配向を制御する突起を意味する。このような配向制御突起に接触する液晶分子は、配向制御突起との接触面に対して垂直方向に配向するため、液晶層に電圧を印加した際に、この突起近傍の傾斜した液晶分子を起点として、各液晶分子を所定の方向に配向させることが可能となる。これにより、配向制御突起の頂点を境に液晶の配向方向を、水平方向に見て180度、鉛直方向には傾斜した角度で、対称的に配向させることができる。そして、隣接する2つの領域を1組とし、さらにこの組み合わせを複数組み合わせて1画素を表示することで、観測者の見る角度を配向制御突起の垂直方向に変化させても、観測者は常に同じ像を見ることが可能となる。すなわち、広い視野角を確保することができる。なお、配向制御突起は、直線状(特にジグザグ線状)であるのが好ましいがこれに限定されず、点線状等であってもよい。
(1) Alignment control protrusion The alignment control protrusion in the present invention means a protrusion that controls the alignment of the liquid crystal layer. Since the liquid crystal molecules in contact with the alignment control protrusion are aligned in a direction perpendicular to the contact surface with the alignment control protrusion, when the voltage is applied to the liquid crystal layer, the inclined liquid crystal molecules in the vicinity of the protrusion start from the liquid crystal molecule. As a result, each liquid crystal molecule can be aligned in a predetermined direction. Accordingly, the alignment direction of the liquid crystal can be symmetrically aligned at an angle inclined by 180 degrees when viewed in the horizontal direction and inclined in the vertical direction with the apex of the alignment control protrusion as a boundary. Then, by setting two adjacent areas as one set, and further displaying a single pixel by combining a plurality of these combinations, the observer is always the same even if the viewing angle of the observer is changed in the vertical direction of the orientation control protrusion. It becomes possible to see the image. That is, a wide viewing angle can be secured. The alignment control protrusion is preferably linear (particularly zigzag line), but is not limited to this, and may be dotted.
本発明においては、このような配向制御突起を後述するMVA用柱状スペーサと同一材料を用いて、かつ、MVA用柱状スペーサの方が、配向制御突起よりも膜厚が高くなるように同時に製造することを特徴とするものである。 In the present invention, such alignment control protrusions are manufactured using the same material as the MVA column spacers described later, and at the same time so that the MVA column spacers are thicker than the alignment control protrusions. It is characterized by this.
このような配向制御突起の高さは、後述するMVA用柱状スペーサより低いのであれば特に限定されないが、0.5〜2μmとすることが好ましい。 The height of the alignment control protrusion is not particularly limited as long as it is lower than a columnar spacer for MVA described later, but is preferably 0.5 to 2 μm.
さらに、本発明においては、このような配向制御突起が所定間隔毎に90度屈折してなるジグザグ線状に設けられてなり、各ジグザグ線が互いに平行なストライプ状に形成されていることが好ましい。これにより、配向制御突起線の垂直方向のみならず、上下左右の全方向において完全に対称な視野角特性を得ることができるからである。すなわち、配向制御突起線の90度の屈折角を境に隣接した2つの領域間で、水平方向に180度の対称性を有している液晶分子の配向が、90度異なっている。このため、屈折角および配向制御突起を境に4つの領域に分割されることになり、これら4つの領域間で、液晶分子の長軸の配向角度が、ジグザグ線の中心軸に対し、水平方向に45度の角度で、鉛直方向には傾斜した角度で、4方向に配向する。このようにして、1つの画素を互いに対称な角度で4分割して表示することができるので、観測者は上下左右の全方向において常に同じ像を見ることが可能となる。 Further, in the present invention, it is preferable that such orientation control protrusions are provided in a zigzag line shape that is refracted by 90 degrees at predetermined intervals, and each zigzag line is formed in a stripe shape parallel to each other. . This is because a completely symmetrical viewing angle characteristic can be obtained not only in the vertical direction of the alignment control protrusion line but also in all directions of up, down, left and right. That is, the orientation of liquid crystal molecules having symmetry of 180 degrees in the horizontal direction differs by 90 degrees between two regions adjacent to each other at the refraction angle of 90 degrees of the alignment control protrusion line. For this reason, it is divided into four regions with the refraction angle and the alignment control projection as a boundary, and the orientation angle of the major axis of the liquid crystal molecules is horizontal between the four regions and the center axis of the zigzag line. It is oriented in four directions with an angle of 45 degrees and an inclined angle in the vertical direction. In this way, one pixel can be displayed by being divided into four at symmetrical angles, so that the observer can always see the same image in all directions, up, down, left, and right.
(2)MVA用柱状スペーサ
次に、MVA用柱状スペーサについて説明する。本発明におけるMVA用柱状スペーサとは、2枚の基板間に狭持された液晶層の間隔を均一に保持して、液晶層の厚さを規定するために設けられている。
(2) Columnar spacer for MVA Next, the columnar spacer for MVA will be described. The column spacer for MVA in the present invention is provided in order to regulate the thickness of the liquid crystal layer while keeping the distance between the liquid crystal layers held between two substrates uniform.
本発明においては、このようなMVA用柱状スペーサが、上述した配向制御突起と同時に、同一材料を用いて、かつ当該MVA用柱状スペーサの方が配向制御突起よりも膜厚が厚くなるように、フォトリソグラフィー法により製造されることを特徴とする。 In the present invention, such an MVA columnar spacer is made of the same material as the above-described alignment control protrusion, and the thickness of the MVA columnar spacer is larger than that of the alignment control protrusion. It is manufactured by a photolithography method.
このようなMVA用柱状スペーサは、液晶ディスプレイの輝度に悪影響を及ぼすことがない位置であればいかなる位置であっても限定はされないが、配向制御突起と重なる位置に設けられることが好ましい。これにより、液晶ディスプレイの輝度を低減することなく、MVA用柱状スペーサの大きさの選択の範囲を広げることができるからである。なお、MVA用柱状スペーサは、配向制御突起と重なる位置であれば、配向制御突起から多少はみ出していてもよいし、配向制御突起よりも狭く設けてもよい。また、配向制御突起をジクザク状に形成した場合には、ジクザク状の屈折部分に設けてもよいし、屈折部以外の直線部分に設けてもよく、特に限定されない。また、MVA用柱状スペーサおよび上述した配向制御突起は、着色されたものであってもよいし、透明であってもよく、特に限定はされない。 The MVA columnar spacer is not limited at any position as long as it does not adversely affect the luminance of the liquid crystal display, but is preferably provided at a position overlapping the alignment control protrusion. This is because the selection range of the size of the columnar spacer for MVA can be expanded without reducing the luminance of the liquid crystal display. Note that the MVA columnar spacer may protrude slightly from the alignment control protrusion or may be provided narrower than the alignment control protrusion as long as it overlaps the alignment control protrusion. Further, when the alignment control protrusion is formed in a zigzag shape, it may be provided in a zigzag refracting portion or in a straight line portion other than the refracting portion, and is not particularly limited. Further, the MVA columnar spacer and the alignment control protrusion described above may be colored or transparent, and are not particularly limited.
MVA用柱状スペーサを配向制御突起と重なるように設けた場合には、そのような配向制御突起と重なる部分の中でも、MVA用柱状スペーサがジグザグ線の屈折部(頂点)に一致するように設けられることが好ましい。電圧印加時において、屈折部を結ぶ線上においては、2方向から倒れた液晶分子が迫り合ってしまうので、垂直に近い配向方向を有し、透光性が著しく低下する。このため、屈折部を結ぶ線の近傍は常に暗くなっており、そのような位置にMVA用柱状スペーサを配置することで、両者により及ぼされる不都合を一箇所に統合することができるからである。すなわち配向制御突起上にMVA用柱状スペーサを形成することにより、液晶の配向にいかなる影響をも与えないこととすることができる。また、配向制御突起が透明な材料で形成されている場合には、配向制御突起上であっても屈折部以外にスペーサを形成すると、白表示時にMVA用柱状スペーサが黒点として観察されてしまうおそれがあるが、屈折部上にMVA用柱状スペーサを形成することでこのような不都合を防止できるという利点もある。 When the MVA columnar spacer is provided so as to overlap with the alignment control protrusion, the MVA columnar spacer is provided so as to coincide with the refracting portion (vertex) of the zigzag line among the portions overlapping with the alignment control protrusion. It is preferable. When a voltage is applied, liquid crystal molecules that have fallen from two directions approach each other on the line connecting the refracting portions, so that they have an orientation direction close to vertical and the translucency is significantly reduced. For this reason, the vicinity of the line connecting the refracting portions is always dark, and by disposing the MVA columnar spacer at such a position, the inconvenience caused by both can be integrated into one place. That is, by forming the MVA columnar spacer on the alignment control protrusion, it is possible to prevent any influence on the alignment of the liquid crystal. In addition, when the alignment control protrusion is formed of a transparent material, the MVA columnar spacer may be observed as a black dot during white display if a spacer other than the refractive portion is formed even on the alignment control protrusion. However, there is an advantage that such an inconvenience can be prevented by forming the columnar spacer for MVA on the refracting portion.
このようなMVA用柱状スペーサの高さとしては、1〜10μmの範囲内であることが好ましくは、その中でも、2〜10μmの範囲内、さらには、1〜8μmの範囲内であることが好ましい。 The height of such a column spacer for MVA is preferably in the range of 1 to 10 μm, more preferably in the range of 2 to 10 μm, and further preferably in the range of 1 to 8 μm. .
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。 The present invention is not limited to the above embodiment. The above-described embodiment is an exemplification, and the present invention has any configuration that has substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention and that exhibits the same effects. Are included in the technical scope.
以下に実施例を示し、本発明をさらに説明する。 The following examples further illustrate the invention.
[実施例]
基板上に高低パターン層形成用材料としてJCR(株)製オプトマーNNシリーズを用いスピンコート法により5μmの膜を成膜した。この膜を100μmの間隙を介して200nm〜500nmの範囲内の波長を10%、40%透過する性質を有するフィルターを有するフォトマスクを用いて20〜100mJ/cmで露光した。これを0.05wt%KOH水溶液で60秒現像した。その後、230℃で30秒間焼成することにより図5のような高さの異なる高部および低部からなる高低パターン層を同一材料を用いて同時に形成できた。
[Example]
A 5 μm film was formed on the substrate by spin coating using an Optmer NN series manufactured by JCR Co., Ltd. as a material for forming a high and low pattern layer. This film was exposed at 20 to 100 mJ / cm using a photomask having a filter having a property of transmitting 10% and 40% of a wavelength in the range of 200 nm to 500 nm through a gap of 100 μm. This was developed with 0.05 wt% KOH aqueous solution for 60 seconds. Thereafter, baking was performed at 230 ° C. for 30 seconds, so that a high and low pattern layer composed of high and low portions having different heights as shown in FIG. 5 could be simultaneously formed using the same material.
1 … 基板
2 … 感光層
3 … 遮光層
4 … 開口部
5 … フィルター
6 … マスク
7、8 … 露光領域
9 …未露光領域
10 … 低部
11 … 高部
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記基板上の画素部および外周部にパターン状に形成されたブラックマトリクスと、前記ブラックマトリクスを被覆するように形成された保護層とを有する基板を準備する基板準備工程と、
光硬化型樹脂組成物を前記基板上に塗布し、感光層を形成する感光層形成工程と、
前記感光層を、マスクを介して露光する露光工程と、
前記露光された感光層を現像することにより、前記ブラックマトリクスが形成される領域の保護層上に、前記画素スペーサおよび前記外周スペーサからなる柱状スペーサを、同一材料で同時に形成する柱状スペーサ形成工程とを有し、
前記画素部に形成された画素スペーサの高さが、前記外周部に形成された外周スペーサの高さよりも高く、
前記マスクが、光の透過を遮る遮光層と、前記画素スペーサのパターンに沿って形成された画素開口部と、前記外周スペーサのパターンに沿って形成された外周開口部とを有し、200nm〜500nmの範囲内の波長を40%以上吸収するフィルターが、少なくとも前記外周開口部に配置されていることを特徴とする、モノクロ液晶ディスプレイ用基板の製造方法。 A substrate, a patterned black matrix formed on the pixel portion and the outer peripheral portion on the substrate, a protective layer formed so as to cover the black matrix, and a pixel formed on the pixel portion on the protective layer A method for manufacturing a monochrome liquid crystal display substrate having a spacer and a columnar spacer formed of an outer peripheral spacer formed on an outer peripheral portion, and a counter substrate, and having no colored layer ,
A substrate preparation step of preparing a substrate having a black matrix formed in a pattern on a pixel portion and an outer peripheral portion on the substrate, and a protective layer formed so as to cover the black matrix;
A photosensitive layer forming step of applying a photocurable resin composition on the substrate to form a photosensitive layer;
An exposure step of exposing the photosensitive layer through a mask ;
A columnar spacer forming step of simultaneously forming columnar spacers composed of the pixel spacers and the outer peripheral spacers on the protective layer in a region where the black matrix is formed by developing the exposed photosensitive layer; Have
The height of the pixel spacer formed in the pixel portion is higher than the height of the outer peripheral spacer formed in the outer peripheral portion,
The mask has a light shielding layer that blocks light transmission, a pixel opening formed along the pattern of the pixel spacer, and an outer peripheral opening formed along the pattern of the outer spacer, A method for manufacturing a substrate for a monochrome liquid crystal display, wherein a filter that absorbs 40% or more of a wavelength within a range of 500 nm is disposed at least in the outer peripheral opening .
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