JP2002174817A

JP2002174817A - 液晶表示装置及びその製造方法

Info

Publication number: JP2002174817A
Application number: JP2000372025A
Authority: JP
Inventors: Masaru Harada; 賢原田
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2000-12-06
Filing date: 2000-12-06
Publication date: 2002-06-21

Abstract

(57)【要約】【課題】液晶を挟持する対向基板を所定の間隔に保持
するために形成した柱状スペーサによっても、光の乱反
射が起こらずコントラストが低下しない液晶表示装置お
よびその製造方法を提供する。【解決手段】液晶表示装置１については、液晶４０を
挟持する対向基板１０、２０を所定の間隔に保持するた
めのスペーサー３０が形成されてなるものであって、そ
のスペーサー３０を、無電解めっきによって黒色化され
た樹脂材料からなる柱状スペーサーとすることによって
上記課題を解決する。また、液晶表示装置１の製造方法
については、液晶４０を挟持する対向基板１０、２０を
所定の間隔に保持するためのスペーサー３０が形成され
てなる製造方法であって、その基板の少なくとも一方に
所定の厚さからなるスペーサーパターンを形成する工程
と、そのスペーサーパターンを無電解めっきによって黒
色化する工程と、を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶を挟持する対
向基板を所定の間隔に保持するためのスペーサーが形成
されてなるカラー液晶表示装置およびその製造方法に関
し、更に詳しくは、液晶を挟持する対向基板を所定の間
隔に保持するためのスペーサーを黒色化した柱状スペー
サとしたことによって、光の乱反射を防止してコントラ
ストを向上させた液晶表示装置およびその製造方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】カラー液晶表示装置は、カラーフィルタ
ーが設けられている側の基板と、スイッチング素子が設
けられている側の基板との間に液晶が挟持されて構成さ
れている。そうした液晶表示装置においては、基板を所
定の間隔に保持するためにスペーサーが形成されてい
る。

【０００３】そうしたスペーサーとして、ビーズ状スペ
ーサーが一般的に採用されている。ビーズ状スペーサー
は、通常、透明な樹脂材料で形成されているが、従来、
そうしたビーズ状スペーサーを採用した液晶表示装置に
おいては、液晶表示装置に対して斜め方向から光が入射
すると、入射光が透明な樹脂材料からなるビーズ状スペ
ーサーに当たって乱反射が起こる場合があった。こうし
た乱反射は、液晶を黒表示にしたときに光漏れの原因と
なり、その結果、コントラストを低下させるという問題
を起こすことがあった。

【０００４】一方、近年においては、ビーズ状スペーサ
ーに代わって柱状スペーサーが提案されている。柱状ス
ペーサーは、通常、カラーフィルターが設けられている
側の基板のブラックマトリックス上または画素間の所定
の位置に、透明な感光性樹脂材料によって形成されてな
るものである。こうした柱状スペーサーを採用した液晶
表示装置においては、ビーズ状スペーサーを採用した液
晶表示装置の場合よりも光漏れを減少させることができ
るという利点があると共に、液晶表示装置の製造工程に
おいても、ビーズ状スペーサーの散布工程が不要になる
という利点がある。

【０００５】このような柱状スペーサーを形成する方法
としては、カラーフィルターを構成する着色層を形成す
る際に、その着色層からなるドットパターンを同時に形
成し、それを各色について行ってそのドットパターンを
重ね合わせて形成する方法が知られている。

【０００６】この方法によって形成される柱状スペーサ
ーにおいては、着色層の形成工程中にスペーサーを形成
することができるので、工程数の増加を伴わずに柱状ス
ペーサーを形成することができるという利点がある。し
かしながら、この方法は、柱状スペーサーを着色層の重
ね合わせによって形成するので、所定の位置に精度良く
各着色層を重ね合わせることが要求される。そのため、
各着色層の重ね合わせ精度を加味したファインパターン
の形成が困難であるという問題がある。さらに、この方
法においては、各着色層を重ね合わせて柱状スペーサー
を形成することから、その柱状スペーサーを形成する面
にはＩＴＯが形成されている必要があると共に、柱状ス
ペーサーを形成する側の基板に対向する基板にはショー
ト対策が施されている必要があるという制約が課される
という問題がある。

【０００７】従来においては、こうした問題を解決すべ
く、柱状スペーサーを、カラーフィルターを形成した後
に、透明な感光性樹脂材料をフォトリソグラフィーによ
りパターニングして形成していた。そうして形成した柱
状スペーサーは、上記の各着色層を重ね合わせて形成し
た柱状スペーサーに比べ、ファインパターン化を達成す
ることができる。さらに、柱状スペーサーを形成するた
めの専用の工程によってその柱状スペーサーを形成する
ことができるので、各着色層の重ね合わせ精度を考慮す
る必要がないという利点がある。さらに、ＩＴＯ上にも
容易に形成することができると共に、透明な樹脂材料自
体が絶縁性を有するので、柱状スペーサーを形成する側
の基板に対向する基板にショート対策を施す必要がない
という利点がある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年におい
ては、液晶表示装置の高精細化が要求され、その対応策
としてブラックマトリックスの細線化が研究されてい
る。

【０００９】そのため、カラーフィルターを形成した後
に、透明な感光性樹脂材料をフォトリソグラフィーによ
りパターニングして柱状スペーサーを形成する場合にお
いても、ブラックマトリックスの細線化に伴って柱状ス
ペーサーの大きさを微細化させようとすると、柱状スペ
ーサーの密着性が低下するといった耐久性に関する問題
を起こしたり、所望の位置に微細な柱状スペーサーを形
成するためには精度のよい露光技術が必要になるという
問題が生じ、その微細化には限界があった。

【００１０】しかしながら、柱状スペーサーの大きさが
従来のままでは、ブラックマトリックスの細線化が進む
につれ、形成された柱状スペーサーがブラックマトリッ
クスからはみ出して表示画素部に及ぶこととなる。こう
した柱状スペーサーのはみ出し部分は、液晶が配向しな
い部分を構成することとなるので、従来のビーズ状スペ
ーサーの場合と同様、液晶を黒表示にしたときに光漏れ
の原因となって乱反射が生じ、コントラストが低下する
という問題を生じるおそれがあった。

【００１１】本発明は、こうした問題を解決すべくなさ
れたものであって、液晶を挟持する対向基板を所定の間
隔に保持するために形成した柱状スペーサによっても、
光の乱反射が起こらずコントラストが低下しない液晶表
示装置およびその製造方法を提供する。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、液晶
を挟持する対向基板を所定の間隔に保持するためのスペ
ーサーが形成されてなる液晶表示装置であって、前記ス
ペーサーが、無電解めっきによって黒色化された樹脂材
料からなる柱状スペーサーであることに特徴を有する。

【００１３】この発明によれば、液晶を挟持する対向基
板を所定の間隔に保持するためのスペーサーを、無電解
めっきによって黒色化された樹脂材料からなる柱状スペ
ーサーとしたので、光の乱反射を防止してコントラスト
の低下を防止することができる。

【００１４】請求項２の発明は、請求項１に記載の液晶
表示装置において、前記無電解めっきが、ニッケル−ホ
ウ素めっきであることに特徴を有する。

【００１５】この発明によれば、ニッケル−ホウ素を無
電解めっきしたので、十分な遮光性を有するように樹脂
材料を黒色化することができる。

【００１６】請求項３の発明は、請求項１または請求項
２に記載の液晶表示装置において、前記スペーサーが、
カラーフィルター側の基板およびスイッチング素子側の
基板の少なくとも一方に形成されてなることに特徴を有
する。

【００１７】請求項４の発明は、液晶を挟持する対向基
板を所定の間隔に保持するためのスペーサーが形成され
てなる液晶表示装置の製造方法であって、前記基板の少
なくとも一方に所定の厚さからなるスペーサーパターン
を形成する工程と、当該スペーサーパターンを無電解め
っきによって黒色化する工程と、を有することに特徴を
有する。

【００１８】この発明によれば、フォトリソグラフィ
ー、印刷、フィルムレーザー転写などの各種のパターン
形成方法によって、基板の少なくとも一方に所定の厚さ
からなるスペーサーパターンが形成される。形成された
スペーサーパターンは、その後の無電解めっきによって
黒色化されるので、黒色化された柱状のスペーサーは、
光の乱反射を防止してコントラストの低下を防止するこ
とができる。

【００１９】請求項５の発明は、請求項４に記載の液晶
表示装置の製造方法において、前記スペーサーパターン
を形成する工程は、前記基板の少なくとも一方に無電解
めっき触媒を含有した感光性樹脂材料を所定の厚さに塗
布する工程と、当該スペーサーパターンを形成するため
のフォトマスクによって露光する工程と、当該スペーサ
ーパターン以外の部分を現像によって除去する工程と、
を有することに特徴を有する。この発明では、無電解め
っき触媒を含有した感光性樹脂材料を塗布し、その後フ
ォトリソグラフィーによってパターニングしてスペーサ
ーパターンを形成する。

【００２０】請求項６の発明は、請求項４に記載の液晶
表示装置の製造方法において、前記スペーサーパターン
を形成する工程は、前記基板の少なくとも一方に感光性
樹脂材料を所定の厚さに塗布する工程と、当該スペーサ
ーパターンを形成するためのフォトマスクによって露光
する工程と、当該スペーサーパターン以外の部分を現像
によって除去する工程と、形成されたスペーサーパター
ンに無電解めっき触媒を含有させる工程と、を有するこ
とに特徴を有する。この発明では、感光性樹脂材料を塗
布し、その後フォトリソグラフィーによってパターニン
グしてスペーサーパターンを形成し、その後、そのスペ
ーサーパターンに無電解めっき触媒を含有させる。

【００２１】請求項７の発明は、請求項４に記載の液晶
表示装置の製造方法において、前記スペーサーパターン
を形成する工程は、前記基板の少なくとも一方に感光性
樹脂材料を所定の厚さに塗布する工程と、前記スペーサ
ーパターンを形成するためのフォトマスクによって露光
する工程と、前記スペーサーパターン以外の部分を無電
解めっき触媒溶液によって現像除去しつつ、形成された
スペーサーパターンに無電解めっき触媒を含有させる工
程と、を有することに特徴を有する。この発明では、ス
ペーサーパターン以外の部分の現像除去を無電解めっき
触媒溶液で行い、その際に、スペーサーパターンに無電
解めっき触媒を含有させている。

【００２２】

【発明の実施の形態】本発明の液晶表示装置及びその製
造方法を、図面を参照しつつ順次説明する。

【００２３】先ず、液晶表示装置の構成について説明す
る。

【００２４】図１は、本発明が適用された液晶表示装置
の一例を示す斜視図である。図２は、図１に示した液晶
表示装置の断面図である。図１および図２において、液
晶表示装置（以下、ＬＣＤという。）１は、カラーフィ
ルター側基板１０とスイッチング素子側基板２０とを柱
状スペーサー３０を介して対向させ、その間に液晶層４
０を形成し、さらに、カラーフィルター側基板１０およ
びスイッチング素子側基板２０のそれぞれの外側に偏光
板５０、５１が配置されて構成されている。

【００２５】図３は、カラーフィルター側基板１０に柱
状スペーサー３０が形成された場合におけるカラーフィ
ルター側基板１０の拡大部分断面図である。

【００２６】一般的なカラーフィルター側基板１０は、
図３に示すように、透明基板１３上にブラックマトリッ
クス（遮光層ともいう。）１４を形成したブラックマト
リックス基板１２と、このブラックマトリックス基板１
２のブラックマトリックス１４間に形成された着色層１
６と、このブラックマトリックス１４と着色層１６を覆
うように設けられた保護層１８および透明電極１９とを
備えている。このようなカラーフィルター側基板１０
は、透明電極１９が液晶層４０側に位置するように配置
されている。そして、着色層１６は、赤色パターン１６
Ｒ、緑色パターン１６Ｇ、青色パターン１６Ｂからな
り、各着色パターンの配列は図１に示されるようにモザ
イク配列となっている。なお、着色パターンの配列はこ
れに限定されるものではなく、三角配列、ストライプ配
列等としてもよい。

【００２７】一方、スイッチング素子側基板２０上に
は、表示電極２２が各着色パターン１６Ｒ、１６Ｇ、１
６Ｂに対応するように設けられ、各表示電極２２は薄膜
トランジスタ（ＴＦＴ）２４を有している。また、各表
示電極２２間には、ブラックマトリックス１４に対応す
るように走査線（ゲート電極母線）２６ａとデータ線２
６ｂが配設されている。

【００２８】このようなＬＣＤ１では、各着色パターン
１６Ｒ、１６Ｇ、１６Ｂが画素を構成し、偏光板５１側
から照明光を照射した状態で各画素に対応する表示電極
２２をオン、オフさせることで液晶層４０がシャッター
として作動し、着色パターン１６Ｒ、１６Ｇ、１６Ｂの
それぞれの画素が光を透過してカラー表示が行われる。

【００２９】次に、本発明の液晶表示装置について詳細
に説明する。

【００３０】本発明の液晶表示装置１は、液晶を挟持す
る対向基板１０、２０を所定の間隔に保持するためのス
ペーサーが形成されてなる液晶表示装置であって、その
スペーサーが、無電解めっきによって黒色化された樹脂
材料からなる柱状スペーサー３０であることに特徴を有
するものである。

【００３１】柱状スペーサー３０は、種々の方法で形成
することができ、その製法については特に限定されな
い。柱状スペーサー３０の形成方法については後述す
る。

【００３２】柱状スペーサー３０の形成位置は、カラー
フィルター側基板１０またはスイッチング素子側基板２
０の何れか一方または両方に形成することができる。な
お、製造上、一方のみに設けることがより好ましい。

【００３３】カラーフィルター側基板１０に柱状スペー
サー３０を形成する場合においては、図４に示すよう
に、ブラックマトリックス１４の上方の任意の位置に形
成することとなる。通常、ブラックマトリックス１４と
着色層１６を覆うように設けられた保護層１８および透
明電極１９上であって、ブラックマトリックス１４が形
成された位置に相当する位置の任意の個所に形成され
る。

【００３４】柱状スペーサー３０の大きさは、ブラック
マトリックス１４の線幅以下であることが特に好ましい
が、ブラックマトリックス１４の線幅よりも大きく形成
され、その線幅からはみ出すように形成されていてもよ
い。その理由は、本発明において形成される柱状スペー
サー３０は光漏れと乱反射を起こさないので、ブラック
マトリックス１４の線幅からはみ出すように形成された
場合であっても、コントラストの顕著な低下を起こさな
いからである。

【００３５】柱状スペーサー３０の形成密度、サイズ、
高さ等は、液晶表示装置１の設計事項に含まれ、任意に
設計され設定される。通常、２〜３μｍの液晶層４０が
設けられ、６〜３０μｍ幅のブラックマトリックス１４
が形成されるので、柱状スペーサー３０は、それに応じ
た高さと大きさで設けられる。

【００３６】なお、柱状スペーサー３０はスイッチング
素子側基板２０にも形成することができる。この場合に
おける柱状スペーサー３０の形成位置は、カラーフィル
ター側基板１０とスイッチング素子側基板２０とを対向
させた際に、カラーフィルター側基板１０にブラックマ
トリックス１４が形成されている位置に対応した位置の
任意の個所に、上述したのと同様な態様で形成される。

【００３７】柱状スペーサー３０を形成するための樹脂
材料としては、親水性樹脂からなる樹脂材料、または親
水性樹脂を含有する樹脂材料が採用される。

【００３８】ここでの親水性樹脂としては、例えば、ゼ
ラチン、カゼイン、グルー、アラビアゴム、セラック、
卵白アルブミン等の天然タンパク質、カルボキシメチル
セルロース、ポリビニルアルコール（部分鹸化ポリ酢酸
ビニル、変性ポリビニルアルコールも含む。）、ポリア
クリル酸、ポリアクリルアミド、ポリビニルピロリド
ン、ポリエチレンオキサイド、無水マレイン酸共重合
体、及び上記樹脂のカルボン酸変性物あるいはスルホン
酸変性物等が挙げられ、それらの樹脂を単独でまたは複
数混合して使用することができる。なお、親水性である
限り、これら以外の樹脂を用いることも可能である。こ
のような親水性樹脂は、樹脂材料中に少なくとも１０重
量％（質量％に同じ。）程度含有されることが好まし
い。親水性が付与された樹脂材料は、無電解めっき液と
接触した際に、無電解めっき液が樹脂材料中に浸透し易
くなるので、無電解めっきされ易い。

【００３９】また、樹脂材料として親水性の感光性樹脂
を採用する場合には、フォトリソグラフィーによって柱
状スペーサー３０を形成することができるという利点が
ある。

【００４０】親水性の感光性樹脂としては、例えば光硬
化型の感光性基であるジアゾ基又はアジド基を有する化
合物として、ジアゾニウム化合物、パラホルムアルデヒ
ドの反応生成物であるジアゾ樹脂、アジド化合物等を好
ましく挙げることができる。また、ポリビニルアルコー
ルにケイ皮酸を縮合したケイ皮酸縮合樹脂、スチルバゾ
リウム塩を用いた樹脂、重クロム酸アンモニウム等の感
光性基を有する樹脂材料を挙げることもできる。なお、
感光性基は、上述のような光硬化型の感光性基に限定さ
れないことはもちろんである。

【００４１】上述した樹脂材料によって形成された柱状
スペーサー３０には、無電解めっき触媒が含有されてい
る。そのため、柱状スペーサー３０が形成された基板を
無電解めっき液に接触させることによって、その柱状ス
ペーサー３０が無電解めっきされ、柱状スペーサー３０
を容易に黒色化させることができる。このとき無電解め
っきされる金属または合金としては、Ｎｉ−Ｂ、Ｎｉ−
Ｐ等のニッケル系のものや、コバルト系、鉄系、銅系、
クロム系のものを挙げることができ、好ましくはＮｉ−
Ｂ、Ｎｉ−Ｐのニッケル系の金属を挙げることができ
る。なお、無電解めっき触媒に接触させる方法として
は、無電解めっき触媒溶液をスプレー噴霧したり、無電
解めっき触媒溶液に浸漬させる方法等を挙げることがで
きる。

【００４２】無電解めっきされた柱状スペーサー３０
は、光学濃度２〜４であることが特に好ましい。この範
囲内の光学濃度を有する柱状スペーサー３０は、乱反射
を十分に防止することができる。なお、光学濃度が４を
超えても乱反射の防止効果に顕著な向上が見られないの
で、上限を４とした。こうした光学濃度は、樹脂材料の
種類や無電解めっき液の種類によって相違するので、そ
れらの種類や無電解めっき条件（時間も含む。）等を任
意に設定して所定の範囲に調整することができる。ま
た、形成された柱状スペーサー３０は、波長域４００〜
７００ｎｍで５％以下の反射率を有している。

【００４３】以上説明したように、無電解めっきによっ
て黒色化された樹脂材料からなる柱状スペーサー３０
を、液晶を挟持する対向基板１０、２０を所定の間隔に
保持するためのスペーサーとした液晶表示装置１は、黒
色化された柱状スペーサー３０によって、光の乱反射が
防止され、コントラストの低下が防止されるという好ま
しい効果を奏する。本発明においては、柱状スペーサー
３０がこうした効果を有するので、柱状スペーサー３０
の一部が細線化されたブラックマトリックス１４からは
み出して表示画素部に及ぶように形成された場合があっ
たとしても、はみ出し部分の柱状スペーサーは、光漏れ
の原因とならない。その結果、乱反射やコントラストの
低下が生じない。

【００４４】次に、本発明の液晶表示装置１の製造方法
について詳細に説明する。

【００４５】本発明の液晶表示装置１の製造方法は、液
晶を挟持する対向基板を所定の間隔に保持するためのス
ペーサーが形成されてなる液晶表示装置の製造方法であ
って、その基板の少なくとも一方に所定の厚さからなる
スペーサーパターンを形成する工程と、そのスペーサー
パターンを無電解めっきによって黒色化する工程と、を
有することに特徴を有するものである。

【００４６】先ず、スペーサーパターンを形成する工程
について説明する。

【００４７】スペーサーパターンを形成する工程は、そ
の基板の少なくとも一方に所定の厚さからなるスペーサ
ーパターンを形成することができるものであればよく、
例えば、フォトリソグラフィー、印刷、フィルムレーザ
ー転写などの各種のパターン形成方法を採用することが
できる。

【００４８】スペーサーパターンは、カラーフィルター
側基板１０およびスイッチング素子側基板２０の何れか
一方又は両方を形成できるが、製造上何れか一方に形成
することが好ましい。また、スペーサーの大きさ、高
さ、パターン等は、液晶表示装置の設計事項に含まれ、
任意に設計され設定される。

【００４９】これらのうち、特にフォトリソグラフィー
を利用したパターンニングにおいては、下記の３つの方
法を例示することができる。

【００５０】フォトリソグラフィーを利用してスペーサ
ーパターンを形成する第１の工程は、基板の少なくとも
一方に無電解めっき触媒を含有した感光性樹脂材料を所
定の厚さに塗布する工程と、そのスペーサーパターンを
形成するためのフォトマスクによって露光する工程と、
そのスペーサーパターン以外の部分を現像によって除去
する工程と、を有するものである。この工程では、無電
解めっき触媒を含有した感光性樹脂材料を塗布し、その
後フォトリソグラフィーによってパターニングしてスペ
ーサーパターンを形成する。

【００５１】フォトリソグラフィーを利用してスペーサ
ーパターンを形成する第２の工程は、基板の少なくとも
一方に感光性樹脂材料を所定の厚さに塗布する工程と、
そのスペーサーパターンを形成するためのフォトマスク
によって露光する工程と、そのスペーサーパターン以外
の部分を現像によって除去する工程と、形成されたスペ
ーサーパターンに無電解めっき触媒を含有させる工程
と、を有するものである。この工程では、感光性樹脂材
料を塗布し、その後フォトリソグラフィーによってパタ
ーニングしてスペーサーパターンを形成し、その後、そ
のスペーサーパターンに無電解めっき触媒を含有させ
る。

【００５２】フォトリソグラフィーを利用してスペーサ
ーパターンを形成する第３の工程は、基板の少なくとも
一方に感光性樹脂材料を所定の厚さに塗布する工程と、
そのスペーサーパターンを形成するためのフォトマスク
によって露光する工程と、そのスペーサーパターン以外
の部分を無電解めっき触媒溶液によって現像除去しつ
つ、形成されたスペーサーパターンに無電解めっき触媒
を含有させる工程と、を有するものである。この工程で
は、スペーサーパターン以外の部分の現像除去を無電解
めっき触媒溶液で行い、その際に、スペーサーパターン
に無電解めっき触媒を含有させている。

【００５３】上述した第１〜第３のスペーサーパターン
の形成工程において、無電解めっき触媒としては、例え
ばパラジウム、金、銀、白金、銅等の金属の塩化物、硝
酸塩等の水溶液塩及び錯化合物が用いられる。水溶液と
して市販されている無電解めっき用のアクチベーター溶
液をそのまま用いることができる。

【００５４】第１の工程においては、こうした無電解め
っき触媒を予め含有している感光性樹脂材料を用いてい
る。なお、感光性樹脂材料は、上述した通りである。ま
た、第２、第３の工程においては、そうした無電解めっ
き触媒溶液を形成されたスペーサーパターンにスプレー
したり、無電解めっき触媒溶液中にスペーサーパターン
が形成された基板を浸漬させたりして、無電解めっき触
媒を含有させることができる。

【００５５】また、感光性樹脂材料の塗布工程、フォト
マスクによる露光工程、スペーサーパターン以外の部分
の現像除去工程は、周知の技術を利用できる。なお、こ
のときに現像液としては、水や温水の他、ＮａＯＨ、Ｋ
ＯＨ、Ｎａ₂ＣＯ₃、テトラメチルアンモニウムハイドロ
オキサイド等の無機アルカリ溶液や有機アルカリ溶液等
を使用することができる。

【００５６】一方、印刷によってスペーサーパターンを
形成する工程においては、基板の少なくとも一方に印刷
用樹脂材料（印刷インキ）を所定の厚さおよびパターン
で印刷する工程と、形成されたスペーサーパターンに無
電解めっき触媒を含有させる工程と、を有するものであ
る。この工程では、印刷用樹脂材料をパターン印刷して
スペーサーパターンを形成し、その後、そのスペーサー
パターンに無電解めっき触媒を含有させる。この場合に
おいて、印刷インキを用いてパターン印刷する方法とし
ては、スクリーン印刷法、グラビア印刷法、凸版印刷法
等の印刷法を挙げることができる。

【００５７】また、フィルムレーザー転写によってスペ
ーサーパターンを形成する工程においては、基板の少な
くとも一方にレーザー転写用のフィルムを被覆する工程
と、そのフィルム上からレーザーを照射し、フィルムを
基板に転写して所定のスペーサーパターンを形成するレ
ーザー転写工程と、形成されたスペーサーパターンに無
電解めっき触媒を含有させる工程と、を有するものであ
る。この工程では、フィルムをレーザー転写してスペー
サーパターンを形成し、その後、そのスペーサーパター
ンに無電解めっき触媒を含有させる。この場合におい
て、レーザー転写用のフィルムとしては、ポリエチレン
テレフタレートフィルム、ポロカーボネートフィルム等
を好ましく用いることができる。また、照射するレーザ
ーは、ＹＡＧレーザーが好ましく使用される。

【００５８】以上のように、フォトリソグラフィー、印
刷、フィルムレーザー転写などの各種のパターン形成方
法によって、基板の少なくとも一方に所定の厚さからな
るスペーサーパターンが形成される。

【００５９】次に、形成されたスペーサーパターンを無
電解めっきして黒色化する工程について説明する。

【００６０】形成されたスペーサーパターンは、その後
の無電解めっきによって黒色化される。無電解めっき液
としては、例えば水素化ホウ素ナトリウム、Ｎ−ジメチ
ルアミンボラン、ボラジン誘導体、ヒドラジン、ホルマ
リン、次亜リン酸、次亜リン酸ナトリウム等の還元剤
と、例えばニッケル、コバルト、鉄、銅、クロム等の水
溶性の被還元性重金属塩と、めっき速度や還元効率を向
上させる苛性ソーダ、水酸化アンモニウム等の塩基性化
合物と、無機酸、有機酸等のｐＨ調節剤と、クエン酸ナ
トリウムや酢酸ナトリウム等のオキシカルボン酸、ホウ
酸、炭酸、有機酸、無機酸のアルカリ塩に代表される緩
衝剤と、重金属イオンの安定性を目的とした錯化剤と、
その他促進剤、安定剤、界面活性剤等とを有する無電解
めっき液が使用される。また、二種以上の無電解めっき
液を併用して用いてもよい。例えば、先ず、核（例えば
無電解めっき触媒としてパラジウムを使用した場合は、
パラジウムの核）を作り易い水素化ホウ素ナトリウムの
ようなホウ素系還元剤を含む無電解めっき液を用い、次
に、金属析出速度の速い次亜リン酸系還元剤を含む無電
解めっき液を用いることもできる。

【００６１】こうした無電解めっき液は、それぞれ所定
の条件に設定されめっきされる。なお、各無電解めっき
液を用いてめっきする場合においては、必要に応じて、
それぞれの無電解めっきに応じた前処理がなされる。無
電解めっきは、使用する無電解めっき液を、無電解めっ
き触媒を含有するスペーサーパターンにスプレーした
り、無電解めっき液中に無電解めっき触媒を含有するス
ペーサーパターンが形成された基板を浸漬させたりして
行うことができる。

【００６２】

【実施例】以下に実施例及び比較例を示し、本発明をさ
らに具体的に説明する。

【００６３】（実施例１）透明基板として、コーニング
製１７３７材（厚さ０．７ｍｍ）からなる３００ｍｍ×
４００ｍｍの基板を用い、その上に常法の顔料分散法に
よりＣｒブラックマトリックス、赤色パターン、緑色パ
ターン、青色パターンをそれぞれ形成し、さらにそれら
を覆うようにＩＴＯからなる透明電極を形成してカラー
フィルター側基板を作製した。なお、Ｃｒブラックマト
リックスの線幅は５μｍとした。そのカラーフィルター
側基板のＩＴＯ上に柱状スペーサーを形成した。

【００６４】先ず、柱状スペーサー形成用の樹脂材料と
して、ＰＶＡ１０％水溶液（日本合成化学製：ゴーセナ
ルＴ−３３０）…２０重量部、ジアゾニウム塩１０％
（シンコー技研製：Ｄ−０１１）…２０重量部、２０％
ＰｄＣｌ水溶液…１５重量部からなる親水性の感光性樹
脂材料を使用した。この樹脂材料を、カラーフィルター
側基板にスピンコートした。その膜厚は３．５μｍであ
った。膜厚測定は、触針式膜厚計（テンコール製：αス
テップ３００）により測定した。

【００６５】次に、感光性樹脂材料がコートされた基板
に、柱状スペーサーパターン（５μｍ×５μｍ）を有す
るフォトマスクを介して７５ｍＪ／ｍ² 露光し、水にて
現像し、ブラックマトリックス上に柱状スペーサーパタ
ーンを形成した。ブラックマトリックスの線幅が５μｍ
であるのに対して、形成された柱状スペーサーパターン
の下層部の幅は１０μｍとなり、表示画素部にはみ出し
た。

【００６６】次に、柱状スペーサーパターンを形成した
カラーフィルター基板をＮｉ−Ｂ無電解めっき液に室温
で２分間浸漬させて無電解めっきを行い、柱状スペーサ
ーパターンを黒色化した。その後、その基板を２００℃
・１時間の条件でポストベークした。

【００６７】最終的に触針式膜厚計（テーンコール社
製：アルファステップ３００。以下同じ。）にて柱状ス
ペーサーの高さを測定したところ、５．０μｍであっ
た。このときの柱状スペーサーの光学濃度（ＯＤ）は２
であった。こうした結果は、無電解めっきしたことによ
って、親水性の感光性樹脂材料中に均一に分散された触
媒核を中心に、Ｎｉ−Ｂ金属微粒子がめっき時間の制御
によって１０〜２０μｍの粒子径に成長したためと考え
られる。したがって、当初膜厚が３．５μｍであった柱
状スペーサーが、膜中での金属微粒子の成長によって膜
自身が膨張し、最終的に５．０μｍの膜厚になったもの
と推察される。

【００６８】こうして得られたカラーフィルター側基板
と、スイッチング素子側基板とを用いてパネルを組み、
液晶表示装置を作製した。柱状スペーサーは、ブラック
マトリックスからややはみ出しているが、黒色化されて
いるために光漏れは観察されなかった。

【００６９】（実施例２）実施例１と同様の条件でカラ
ーフィルター側基板を作製し、そのカラーフィルター側
基板のＩＴＯ上に柱状スペーサーを形成した。

【００７０】先ず、柱状スペーサー形成用の樹脂材料と
して、ＰＶＡ１０％水溶液（日本合成化学製：ゴーセナ
ルＴ−３３０）…２０重量部、ジアゾニウム塩１０％
（シンコー技研製：Ｄ−０１１）…２０重量部、水…１
５重量部からなる親水性の感光性樹脂材料を使用した。
この樹脂材料を、カラーフィルター側基板にスピンコー
トした。その膜厚は３．５μｍであった。膜厚は実施例
１と同様の方法で測定した。

【００７１】次に、感光性樹脂材料がコートされた基板
に、柱状スペーサーパターン（５μｍ×５μｍ）を有す
るフォトマスクを介して７５ｍＪ／ｍ² 露光し、水にて
現像し、ブラックマトリックス上に柱状スペーサーパタ
ーンを形成した。ブラックマトリックスの線幅が５μｍ
であるのに対して、形成された柱状スペーサーパターン
の下層部の幅は１０μｍとなり、表示画素部にはみ出し
た。

【００７２】次に、柱状スペーサーパターンを形成した
カラーフィルター基板を、２０％ＰｄＣｌ水溶液に室温
で１分間浸漬させ、その柱状スペーサーパターンに無電
解めっき触媒核となるＰｄを含有させ、その後水洗を行
った。次いで、Ｎｉ−Ｂ無電解めっき液に室温で２分間
浸漬させて無電解めっきを行い、柱状スペーサーパター
ンを黒色化した。その後、その基板を２００℃・１時間
の条件でポストベークした。

【００７３】最終的に触針式膜厚計にて柱状スペーサー
の高さを測定したところ、５．０μｍであった。このと
きの柱状スペーサーの光学濃度（ＯＤ）は２であった。

【００７４】こうして得られたカラーフィルター側基板
と、スイッチング素子側基板とを用いてパネルを組み、
液晶表示装置を作製した。柱状スペーサーは、ブラック
マトリックスからややはみ出しているが、黒色化されて
いるために光漏れは観察されなかった。

【００７５】（実施例３）実施例２と同様の条件でカラ
ーフィルター側基板を作製し、そのカラーフィルター側
基板のＩＴＯ上に柱状スペーサーを形成した。

【００７６】先ず、柱状スペーサー形成用の樹脂材料と
して、実施例２と同じ感光性樹脂材料を使用した。この
樹脂材料を、カラーフィルター側基板にスピンコートし
た。その膜厚は３．５μｍであった。膜厚は実施例１と
同様の方法で測定した。

【００７７】次に、感光性樹脂材料がコートされた基板
に、柱状スペーサーパターン（５μｍ×５μｍ）を有す
るフォトマスクを介して７５ｍＪ／ｍ² 露光し、２０％
ＰｄＣｌ水溶液で現像しつつ、形成された柱状スペーサ
ーパターンに無電解めっき触媒核となるＰｄを含有させ
た。ブラックマトリックスの線幅が５μｍであるのに対
して、形成された柱状スペーサーパターンの下層部の幅
は１０μｍとなり、表示画素部にはみ出した。

【００７８】次に、柱状スペーサーパターンを形成した
カラーフィルター基板をＮｉ−Ｂ無電解めっき液に室温
で２分間浸漬させて無電解めっきを行い、柱状スペーサ
ーパターンを黒色化した。その後、その基板を２００℃
・１時間の条件でポストベークした。

【００７９】最終的に触針式膜厚計にて柱状スペーサー
の高さを測定したところ、５．０μｍであった。このと
きの柱状スペーサーの光学濃度（ＯＤ）は２であった。

【００８０】こうして得られたカラーフィルター側基板
と、スイッチング素子側基板とを用いてパネルを組み、
液晶表示装置を作製した。柱状スペーサーは、ブラック
マトリックスからややはみ出しているが、黒色化されて
いるために光漏れは観察されなかった。

【００８１】（実施例４）実施例１と同様の条件でカラ
ーフィルター側基板を作製し、そのカラーフィルター側
基板のＩＴＯ上に柱状スペーサーを形成した。

【００８２】先ず、柱状スペーサー形成用の樹脂材料と
して、実施例１と同じ感光性樹脂材料を使用した。この
樹脂材料を、回転数を変えてカラーフィルター側基板に
スピンコートした。その膜厚は２．５μｍであった。膜
厚は実施例１と同様の方法で測定した。

【００８３】次に、感光性樹脂材料がコートされた基板
に、柱状スペーサーパターン（５μｍ×５μｍ）を有す
るフォトマスクを介して７５ｍＪ／ｍ² 露光し、水にて
現像し、ブラックマトリックス上に柱状スペーサーパタ
ーンを形成した。ブラックマトリックスの線幅が５μｍ
であるのに対して、形成された柱状スペーサーパターン
の下層部の幅は７．５μｍとなり、表示画素部にはみ出
した。なお、この実施例４においては、感光性樹脂材料
の膜厚が小さいので、パターンの解像度が向上した。

【００８４】次に、柱状スペーサーパターンを形成した
カラーフィルター基板をＮｉ−Ｂ無電解めっき液に室温
で４分間浸漬させて無電解めっきを行い、柱状スペーサ
ーパターンを黒色化した。その後、その基板を２００℃
・１時間の条件でポストベークした。

【００８５】最終的に触針式膜厚計にて柱状スペーサー
の高さを測定したところ、５．０μｍであった。このと
きの柱状スペーサーの光学濃度（ＯＤ）は３であった。
こうした結果は、本実施例においては上述した実施例１
〜３よりも長い時間無電解めっきしたことによって、親
水性の感光性樹脂材料中に均一に分散された触媒核を中
心に、Ｎｉ−Ｂ金属微粒子が３０〜５０μｍの粒子径に
成長したためと考えられる。したがって、当初膜厚が
２．５μｍであった柱状スペーサーが、膜中での金属微
粒子の成長によって膜自身が膨張し、最終的に５．０μ
ｍの膜厚になったものと推察される。

【００８６】こうして得られたカラーフィルター側基板
と、スイッチング素子側基板とを用いてパネルを組み、
液晶表示装置を作製した。柱状スペーサーは、ブラック
マトリックスからややはみ出しているが、黒色化されて
いるために光漏れは観察されなかった。

【００８７】（比較例１）実施例１と同様の条件でカラ
ーフィルター側基板を作製し、そのカラーフィルター側
基板のＩＴＯ上に柱状スペーサーを形成した。

【００８８】先ず、柱状スペーサー形成用の樹脂材料と
して、光硬化性アクリレートオリゴマーとしてｏ−クレ
ゾールノボラックエポキシアクリレート（分子量１５０
０〜２０００）…５０重量部、多官能重合性ポリマーと
してジペンタエリストールヘキサアクリレート（日本化
薬株式会社製：ＤＰＨＡ）…５０重量部、重合開始剤と
してイルガキュアー（チバガイキー株式会社製）…２重
量部からなる光硬化型の透明樹脂材料を使用した。この
樹脂材料を、カラーフィルター側基板にスピンコートし
た。その膜厚は５．５μｍであった。膜厚は実施例１と
同様の方法で測定した。

【００８９】次に、透明樹脂材料がコートされた基板
に、柱状スペーサーパターン（５μｍ×５μｍ）を有す
るフォトマスクを介して２００ｍＪ／ｍ² 露光し、アル
カリ現像液にて現像し、ブラックマトリックス上に柱状
スペーサーパターンを形成した。ブラックマトリックス
の線幅が５μｍであるのに対して、形成された柱状スペ
ーサーパターンの下層部の幅は１５μｍとなり、表示画
素部にはみ出した。

【００９０】次に、その基板を２００℃・１時間の条件
でポストベークした。

【００９１】最終的に触針式膜厚計にて柱状スペーサー
の高さを測定したところ、５．０μｍであった。

【００９２】こうして得られたカラーフィルター側基板
と、スイッチング素子側基板とを用いてパネルを組み、
液晶表示装置を作製した。柱状スペーサーは、ブラック
マトリックスからややはみ出している部分で光漏れが観
察された。

【００９３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の液晶表示
装置によれば、液晶を挟持する対向基板を所定の間隔に
保持するためのスペーサーを、無電解めっき、好ましく
はＮｉ−Ｂ無電解めっきによって黒色化された樹脂材料
からなる柱状スペーサーとしたので、光の乱反射を防止
してコントラストの低下を防止することができる。

【００９４】また、本発明の液晶表示装置の製造方法に
よれば、フォトリソグラフィー、印刷、フィルムレーザ
ー転写などの各種のパターン形成方法によって、基板の
少なくとも一方に所定の厚さからなるスペーサーパター
ンが形成される。形成されたスペーサーパターンは、そ
の後の無電解めっきによって黒色化されるので、黒色化
された柱状のスペーサーは、光の乱反射を防止してコン
トラストの低下を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用された液晶表示装置の一例を示す
斜視図である。

【図２】図１に示した液晶表示装置の断面図である。

【図３】カラーフィルター側基板に柱状スペーサーが形
成された場合におけるカラーフィルター側基板の拡大部
分断面図である。

【図４】カラーフィルター側基板上に形成される柱状ス
ペーサーの位置関係を示す概略図である。

【符号の説明】

１液晶表示装置１０カラーフィルター側基板１２ブラックマトリックス基板１３透明基板１４ブラックマトリックス１６着色層１６Ｒ、１６Ｇ、１６Ｂ着色パターン１８保護層１９透明電極２０スイッチング素子側基板２２表示電極２４薄膜トランジスタ２６ａ走査線２６ｂデータ線３０柱状スペーサー４０液晶層５０、５１偏光板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】液晶を挟持する対向基板を所定の間隔に
保持するためのスペーサーが形成されてなる液晶表示装
置であって、前記スペーサーが、無電解めっきによって黒色化された
樹脂材料からなる柱状スペーサーであることを特徴とす
る液晶表示装置。
【請求項２】前記無電解めっきが、ニッケル−ホウ素
めっきであることを特徴とする請求項１に記載の液晶表
示装置。
【請求項３】前記スペーサーが、カラーフィルター側
の基板およびスイッチング素子側の基板の少なくとも一
方に形成されてなることを特徴とする請求項１または請
求項２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】液晶を挟持する対向基板を所定の間隔に
保持するためのスペーサーが形成されてなる液晶表示装
置の製造方法であって、前記基板の少なくとも一方に所定の厚さからなるスペー
サーパターンを形成する工程と、当該スペーサーパター
ンを無電解めっきによって黒色化する工程と、を有する
ことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【請求項５】前記スペーサーパターンを形成する工程
は、前記基板の少なくとも一方に無電解めっき触媒を含
有した感光性樹脂材料を所定の厚さに塗布する工程と、
当該スペーサーパターンを形成するためのフォトマスク
によって露光する工程と、当該スペーサーパターン以外
の部分を現像によって除去する工程と、を有することを
特徴とする請求項４に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項６】前記スペーサーパターンを形成する工程
は、前記基板の少なくとも一方に感光性樹脂材料を所定
の厚さに塗布する工程と、当該スペーサーパターンを形
成するためのフォトマスクによって露光する工程と、当
該スペーサーパターン以外の部分を現像によって除去す
る工程と、形成されたスペーサーパターンに無電解めっ
き触媒を含有させる工程と、を有することを特徴とする
請求項４に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項７】前記スペーサーパターンを形成する工程
は、前記基板の少なくとも一方に感光性樹脂材料を所定
の厚さに塗布する工程と、前記スペーサーパターンを形
成するためのフォトマスクによって露光する工程と、前
記スペーサーパターン以外の部分を無電解めっき触媒溶
液によって現像除去しつつ、形成されたスペーサーパタ
ーンに無電解めっき触媒を含有させる工程と、を有する
ことを特徴とする請求項４に記載の液晶表示装置の製造
方法。