[go: up one dir, main page]

JP4361654B2 - Liquid crystal panel and manufacturing method thereof - Google Patents

Liquid crystal panel and manufacturing method thereof Download PDF

Info

Publication number
JP4361654B2
JP4361654B2 JP33944499A JP33944499A JP4361654B2 JP 4361654 B2 JP4361654 B2 JP 4361654B2 JP 33944499 A JP33944499 A JP 33944499A JP 33944499 A JP33944499 A JP 33944499A JP 4361654 B2 JP4361654 B2 JP 4361654B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liquid crystal
crystal panel
spacers
substrate
conductive film
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP33944499A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2001166314A (en
Inventor
ウェン俊フシアン
鄭淑惠
鄭華チ
呉耀庭
チャン明香
淳一 安川
一 桑原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Chemical Co Ltd
Industrial Technology Research Institute ITRI
Original Assignee
Sumitomo Chemical Co Ltd
Industrial Technology Research Institute ITRI
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Chemical Co Ltd, Industrial Technology Research Institute ITRI filed Critical Sumitomo Chemical Co Ltd
Priority to JP33944499A priority Critical patent/JP4361654B2/en
Publication of JP2001166314A publication Critical patent/JP2001166314A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4361654B2 publication Critical patent/JP4361654B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Liquid Crystal (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は液晶パネルおよびその製造方法に関するものであり、さらに詳細にはリソグラフィおよび電着により製造される液晶パネルおよびその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年パーソナルコンピュータおよびモニターは、情報およびマルチメディアの急速な発展のために普及している。環境汚染を減少させる解決策として、主要なディスプレイ装置としてディスプレイ管を液晶ディスプレイ(LCD)によって置き換えることが提唱されてきた。それ故、LCDはディスプレイ管と同様に高いディスプレイ品質であるべきことが要求されている。しかし、このゴールに到達するには克服されるべき多くの問題が存在する。
【0003】
液晶パネル、特に図1に示されるカラー液晶パネルは、カラーフィルタ基板10、液晶駆動基板8、およびセルに分かれた液晶材料9をカラーフィルタ基板10と液晶駆動基板8の間の間隙内に含む。そのセルギャップ(通常長さにして数ミクロンから数十ミクロン)はスペーサ7により形成される。従来は、このスペーサは第二導電性膜2’の上に散布されたプラスチックまたはガラスのペレットである。このような方法では、ペレットを第二導電性膜2’の上に均一に分配することは難しいので、セルギャップの不均一およびディスプレイ品質の劣悪をもたらすが、特に大規模ディスプレイパネルにおいてそうである。さらに、ペレットが赤フィルタ4、緑フィルタ5および青フィルタ6の上に分配されることがあるので、光が散乱し、コントラストの悪化を招くかもしれない。さらに、液晶材料9を満たしている間にペレットがセル中を移動し、駆動ワイヤを切ることもあるだろう。
【0004】
米国特許第4,874,461号明細書は、スペーサがホトリソグラフィ法により製造された液晶ディスプレイパネルを開示している。それらのスペーサは、製造の際の光硬化過程が不完全なことがあるので脱落しやすく、しかも大きさが均一でない。特公平6−222370号公報は縞筋のスペーサを開示している。その解像度は、ネガ型ホトレジストを使用するために劣悪であり、しかもスペーサパターンが限られている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、スペーサの厚さと均一性が制御し易く、セルギャップが小さく、表示品質の優れた液晶パネルを提供することである。
【0006】
本発明の他の一つの目的は、有効な表示フィルタの上にスペーサが置かれていなくて、表示品質を改良することができる液晶パネルを提供することである。
【0007】
本発明のさらなる目的は、スペーサの厚さと均一性を有効に制御することができる、液晶パネルの製造方法を提供することである。小さくかつ均一なセルギャップを得ることができた。
【0008】
本発明の他の一つのさらなる目的は、スペーサがすべて有効な表示フィルタ上ではなくブラックマトリックス上に配置されている、液晶パネルの製造方法を提供することである。
【0009】
本発明のなおさらなる目的は、液晶パネルを製造するための改良された方法を提供することである。その方法は製品歩留りおよび表示品質を改善し、大面積LCDに適用することができる。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明は、液晶駆動基板、その液晶駆動基板の下に配置されたカラーフィルタ基板、前記液晶駆動基板と前記カラーフィルタ基板との間に配置された液晶材料および複数のスペーサを備え、前記カラーフィルタ基板が、ガラス基板、そのガラス基板の上に配置された第一導電性膜、複数のカラーフィルタ、ブラックマトリックスおよび前記複数のカラーフィルタの上に配置された第二導電性膜を備えており、前記複数のカラーフィルタの各々がブラックマトリックスにより区画されており、前記複数のスペーサがブラックマトリックスにより限られた区域の上に配置されており、かつ前記複数のスペーサの底面が前記第一導電性膜と接触している、液晶パネルを開示する。本発明の好ましい実施態様においては、前記複数のスペーサはポリマー組成物であって、電着法により造られており、その厚さは電着法により制御される。それらのスペーサは、光又は熱によって硬化された黒色または不透明の樹脂である。或いは、それらのスペーサは光又は熱によって硬化された透明または着色した樹脂である。
【0011】
上記の目的を達成するため、本発明は、液晶駆動基板、その液晶駆動基板の下に配置されたカラーフィルタ基板、前記液晶駆動基板と前記カラーフィルタ基板との間に配置された液晶材料および複数のスペーサを製造する工程を含み、前記カラーフィルタ基板を製造する方法が、ガラス基板、そのガラス基板の上に配置された第一導電性膜、複数のカラーフィルタ、ブラックマトリックスおよびカラーフィルタの上に配置された第二導電性膜を製造する工程を含んでおり、前記複数のカラーフィルタおよび複数のスペーサが、前記第一導電性膜上に4レベルのホトレジストを塗布し、そのホトレジストをまず4レベルのレチクルを用いて露光し、現像と電着を繰り返すことにより赤、緑および青の区域を製造し、このホトレジストを次にスペーサレチクルを用いて露光し、前記ブラックマトリックスにより限られた区域内に前記第一導電性膜を現像により露出させ、そして、その露出した第一導電性膜の上に電着塗料組成物を形成することにより製造される、液晶パネルの製造方法を開示する。本発明の他の一つの実施態様においては、前記の電着塗料組成物は黒色または不透明である光または熱硬化性樹脂であるか、または透明または着色した光または熱硬化性樹脂である。前記スペーサの位置と大きさはスペーサレチクルにより決定され、またそのスぺーサのスペーサ厚さは、スペーサ製造用電着組成物の組成や電着条件により制御される。前記の4レベルのホトレジストはポジ型感光性樹脂である。
【0012】
【発明の実施の形態】
本発明は、複数のカラーフィルタ(4,5,6)およびそれらのフィルタから複数のスペーサ7により一定の距離を置いて配置された液晶駆動基板8を有する液晶パネルに関する。前記複数のスペーサ7はポリマー電着塗料からできており、それらの塗料はブラックマトリックスを形成するために使用される黒色塗料または無色の塗料であってもよく、その際黒色塗料は特公平2−36622号公報に記載のカーボンブラックであってもよい。前記複数のスペーサはまた特公平2−36622号公報に記載の赤色、緑色または青色塗料でできていてもよい。換言すれば、前記複数のスペーサは黒色電着塗料または非黒色電着塗料である。
【0013】
これらのスペーサは、ブラックマトリックスが電着により形成される場合にはそのブラックマトリックスと同じ材料からできていてもよい。しかし、クロムブラックマトリックス板(以下「CrBM板」と呼ぶ)が適用される場合には、これらのスペーサは着色されたものであってもよい。このブラックマトリックスは、ホトリソグラフィによりクロムから形成される。しかし、光分散を避けるには黒色スペーサが好ましい。
【0014】
ブラックマトリックスにより限られた区域内に複数のスペーサを製造する工程を以下に説明する。
【0015】
1.カラーフィルタの形成
透明導電性膜2を透明基板1またはクロムブラックマトリックス(CrBM)基板の上に造ってから、米国特許第5,641,595号明細書に記載の4レベルのホトレジスト(すなわち、4階調現像性ホトレジスト。以下Multideveloping photoresistを略して「MDPR」と呼ぶ)をその基板の上に塗布した。透明導電性膜2の材料およびMDPRを塗布する方法は米国特許第5,641,595号明細書に記載されている。
【0016】
MDPRを紫外光に露光させるが、MDPRは4レベルのレチクル(すなわち、4階調マスク。以下Multidensity photomaskを略して「MDPM」と呼ぶ)またはカラーフィルタの各色部分(4,5,6)によって露光強度の異なるレチクルにより予めマスクしておく。次にカラーフィルタの赤、緑および青色部分(4,5,6)を導電性膜2のそれぞれの区域の上に電着する。それらの区域は、光透過率の異なるパターンを有するMDPMを用いてMDPRを繰返し現像することにより形成される。その現像の間に、導電性膜2の部分は、MDPMを光透過率の最大のものから始めて、次第に光透過率の低いものを用いて、露出されてゆくのである。露出された導電性膜の上にいろいろな色を電着する順序は固定されない。従来の技術とは異なり、カラーフィルタ(4,5,6)の各着色部分は一工程の露光で完成する。
【0017】
2.スペーサの形成
第二の露光工程においては、図4に示すスペーサレチクルをスペーサを形成するために利用する。光は光透過区域41を通過してMDPRを露光させるとともに、光マスキング区域42により妨げられることになる。現像後、スペーサ51を電着させるために使用する透明な第一導電性膜2の部分を露出させる。次に、これら透明な第二導電性膜2の露出された部分をポリマー電着組成物を用いて高電圧および高温度で電着し、スペーサ51を形成する。
【0018】
3.ブラックマトリックスの形成
スペーサの形成後、基板10を紫外光により露光し、残余のMDPRを現像により除く。透明導電性膜2を有する基板を使用する場合には、ブラックマトリックスは、MDPRが除去された区域の上に黒色のポリマー電着組成物を電着することにより形成する。CrBMを有する基板を使用する場合には、ブラックマトリックスは始めから基板上に形成されているので、MDPR現像後にさらにいかなる加工も必要でない。
【0019】
さらに、CrBMを有する基板を使用する場合には、基板自身が導電性であるので、4レベルポジ型感光性ホトレジストの代わりに2レベルポジ型感光性ホトレジストを基板上にスピニングにより塗布する。図4に示すスペーサレチクルは、露光と現像の後にCrBMを有する基板の上にスペーサを形成するために露出された区域内において使用する。複数のスペーサ7は、長時間の高電圧および高温度における電着により形成される。その後、その基板を、すべての残余のホトレジストを除去するために紫外光に露光する。複数のスペーサを有するカラーフィルタがこのようにして形成される。
【0020】
【実施例】
本発明を次の各例においてさらに詳しく説明する。用いたMDPR、赤、緑および青部分の電着塗料は、米国特許第5,641,595号明細書に開示されている。用いた黒色ポリマー電着塗料は以下に説明する。
【0021】
<黒色ポリマー電着塗料の製造例>
ポリエステル樹脂、黒色顔料および酸化チタンを予め溶解攪拌機により混合してから、DCP分散機により分散した。イオン交換水により希釈した後、10重量%の固形成分を含む黒色ポリマー電着塗料BM−98を製造した。表1はその組成を示す。
【0022】
【表1】
表1:BM−98の組成
原料 組成 重量%
顔料1 Degussa SP−550 12.5
顔料2 酸化チタン(Dupont R−706) 4.1
ポリエステル樹脂 シントーペイント S−453 29.8
メラミン樹脂 ミツイシアナミド cymel 232 11.0
中和剤 DIPA 3.0
溶媒1 PGM 3.0
溶媒2 DAA 34.0
消泡剤 Surfynol 104 1.0
分散剤 BYK−190 1.6
合計 100.0
【0023】
例 1
図2に、本発明の一実施態様により、MDPRを用いて電着により形成した液晶パネルの断面線図を示す。
【0024】
カラーフィルタの形成
0.7mmの厚さのガラス基板1の上に設けられた0.18μmの厚さの第一透明導電性膜(ITO)2の上にMDPR(図には示されていない)をスピンコーターにより塗布する。90℃で20分間乾燥の後、2.0μmの厚さのポジ型感光性ホトレジストが形成された。そのMDPRを密度250mj/cm2 の紫外光に露光させた。その紫外光は高圧水銀露光装置により発生され、そして4レベルレチクルMDPMによりマスクされた。
【0025】
現像を0.3重量%水酸化カリウム溶液により行い、光透過率100%のMDPM上のパターンを通過した紫外光により露光されたMDPRを選択的に現像した。パターン付けされた導電性膜(通常インジウムスズ酸化物(以下ITOと呼ぶ))が露出した。水洗いと乾燥の後、ケミトロン社製のアニオン型赤色電着塗料R−75を、陽極としてこの透明基板を用いて導電性膜の露出区域の上に塗料温度25℃および48Vの直流電圧下に13秒間という条件で電着した。イオン交換水によりすすぎ洗いし、100℃で10分間乾燥した後、1.7μmの厚さの赤色電着フィルムが形成され、図2に示したそのカラーフィルタの赤色部分4が完成した。
【0026】
次に第二の現像を0.6重量%水酸化カリウム溶液を用いて進め、光透過率40%のMDPMを通過した紫外光により露光されたMDPRを選択的に現像した。上とは別のITOが露出した。水洗いと乾燥の後、ケミトロン社製のアニオン型緑色電着塗料G−74を、陽極としてこの透明基板を用いて導電性膜の露出区域の上に塗料温度25℃および64Vの直流電圧下に19秒間という作業条件下で電着した。イオン交換水によりすすぎ洗いし、100℃で10分間乾燥した後、1.7μmの厚さの緑色電着フィルムが形成され、図2に示されるそのカラーフィルタの緑色部分5が完成した。
【0027】
次に第三の現像を1.0重量%水酸化カリウム溶液を用いて進め、光透過率20%のMDPMを通過した紫外光により露光されたMDPRを選択的に現像した。さらに別のITOが露出した。水洗いと乾燥の後、ケミトロン社製のアニオン型青色電着塗料B−74を、陽極としてこの透明基板を用いて導電性膜の露出区域の上に塗料温度25℃および54Vの直流電圧下19秒間という作業条件下で電着した。イオン交換水によりすすぎ洗いし、100℃で10分間乾燥した後、1.7μmの厚さの青色電着フィルムが形成され、図2に示されるそのカラーフィルタの青色部分6が完成した。
【0028】
スペーサの形成
ここまでで、赤色、緑色および青色部分が形成された基板上に、残りのMDPRが存在している。次に、その基板を、スペーサレチクルによりマスクされた状態で密度100mj/cm2 の紫外光を露光した。露光されたMDPRを1.0重量%水酸化カリウム溶液により選択的に現像し、導電性膜の部分(ITO)を露出させる。水洗いと乾燥の後、ケミトロン社製のアニオン型黒色電着塗料BM−98を、陽極としてこの透明基板を用いて導電性膜の露出区域の上に塗料温度27℃および70Vの直流電圧下25秒間という作業条件下に電着した。イオン交換水によりすすぎ洗いし、100℃で10分間乾燥した後、7.0μmの厚さの黒色スペーサ電着フィルムが形成され、図2に示されるスペーサ7が完成した。
【0029】
ブラックマトリックスの形成
この基板全体を密度1000mj/cm2 の紫外光で露光した。残っていたMDPRを1.5重量%水酸化カリウム溶液により現像し、電着組成物が上にのっていない導電性膜(ITO)が露出した。水洗いと乾燥の後、ケミトロン社製のアニオン型黒色電着塗料BM−98を、陽極としてこの透明基板を用いてそのITOの上に塗料温度25℃および30Vの直流電圧下10秒間という作業条件下で電着した。イオン交換水によりすすぎ洗いし、100℃で10分間乾燥した後、1.9μmの厚さのブラックマトリックス電着フィルムが形成され、図2に示されるブラックマトリックス3が完成した。そのOD値は、遮光に適切とされる3.0である。
【0030】
液晶表示パネルの製造
第二透明導電性膜2’をカラーフィルタ基板10の上に形成した。液晶材料9(例えばTFT液晶組成物)を、この基板と液晶駆動基板8(例えばTFT板)の間に充填した。液晶パネルはこのようにして製造されたが、そのセルギャップの変化は小さい。有効表示部分の上にはスペーサは形成されない。このようにしてすぐれた表示品質を得ることができた。
【0031】
例 2
図3には、本発明の別の一つの実施態様による液晶パネルの断面線図が図示されている。クロムブラックマトリックス板を基板として使用した。
【0032】
カラーフィルタの形成
0.7mmの厚さのガラス基板1の上に設置されている0.18mmの厚さの第一透明導電性膜2およびクロムブラックマトリックス3の上にMDPR(図には示されていない)をスピンコーターにより塗布する。そのクロムブラックマトリックス3はもともと基板の上に形成されていたものである。90℃で20分間乾燥の後、2.0μmの厚さのポジ型感光性ホトレジストを形成した。カラーフィルターを形成するに際しては、前記の例1の手順に従った。
【0033】
スペーサの形成
例1の各手順に従い、図3に示すスペーサ7を完成した。
【0034】
ブラックマトリックスの形成
この基板全体を密度1000mj/cm2 の紫外光で露光した。残っていたMDPRを1.5重量%水酸化カリウム溶液により現像し、クロムフィルムとともにITOを露出した。以後の手順は例1に例示した各手順と同じであった。
【0035】
例 3
赤、緑および青の各部分を有するカラーフィルタを、STI社製のCrBM板の上に、顔料分散法により形成した。スペーサを造るために、図4に示したスペーサレチクルを用いてマスクした密度200mj/cm2 の紫外光を、この基板上にスピンコーティングしたポジ型感光性ホトレジストの上に当てた。露光されたMDPRを1.0重量%水酸化カリウム溶液により選択的に現像し、これによりクロムフィルムが露出した。水洗いと乾燥の後、ケミトロン社製のアニオン型黒色電着塗料BM−98をこのクロムフィルムの上に塗料温度27℃および70Vの直流電圧下25秒間という作業条件下に電着した。イオン交換水によりすすぎ洗いし、100℃で10分間乾燥した後、7.0μmの厚さの黒色スペーサを形成した。
【0036】
【発明の効果】
スペーサ51を図5に示される黒色マトリックス52の上にMDPRと電着を使用することにより効果的に製造することができた。この液晶パネルは、セルギャップが小さく、変化のより少ないすぐれた表示品質を発揮する。さらに、これらのスペーサは、有効表示部分上ではなく、黒色マトリックスの上に形成されるので、表示品質は優秀であり、スペーサに起因する表示品質の劣悪は生じないはずである。
【0037】
上記に開示された発明については本発明の範囲と精神を逸脱することなく種々の修正や変更が可能なことは明らかである。それ故、本出願人は、本発明を、上記の特許請求の範囲に記載された事項によってのみ規定するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は従来慣用の液晶パネルの断面線図である。
【図2】図2は本発明の一実施態様による液晶パネルの断面線図である。
【図3】図3は本発明の他の実施態様による液晶パネルの断面線図である。
【図4】図4はスペーサレチクルを描写するものである。
【図5】図5はブラックマトリックスの上のスペーサを描写するものである。
【符号の説明】
1 透明基板
2 透明導電性膜(第一)
2’ 透明導電性膜(第二)
3 ブラックマトリックス
4 赤色部分
5 緑色部分
6 青色部分
7 スペーサ
8 液晶駆動基板
9 液晶材料
10 カラーフィルタ基板
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a liquid crystal panel and a manufacturing method thereof, and more particularly to a liquid crystal panel manufactured by lithography and electrodeposition and a manufacturing method thereof.
[0002]
[Prior art]
In recent years, personal computers and monitors have become popular due to the rapid development of information and multimedia. As a solution to reduce environmental pollution, it has been proposed to replace the display tube with a liquid crystal display (LCD) as the primary display device. Therefore, it is required that the LCD should be as high in display quality as the display tube. However, there are many problems to be overcome to reach this goal.
[0003]
The liquid crystal panel, particularly the color liquid crystal panel shown in FIG. 1, includes a color filter substrate 10, a liquid crystal drive substrate 8, and a liquid crystal material 9 divided into cells in a gap between the color filter substrate 10 and the liquid crystal drive substrate 8. The cell gap (usually several microns to several tens of microns in length) is formed by the spacer 7. Conventionally, this spacer is a plastic or glass pellet dispersed on the second conductive film 2 '. In such a method, it is difficult to evenly distribute the pellets on the second conductive film 2 ′, resulting in nonuniform cell gaps and poor display quality, especially in large display panels. . Furthermore, since the pellets may be distributed on the red filter 4, the green filter 5 and the blue filter 6, the light may be scattered and the contrast may be deteriorated. Furthermore, while the liquid crystal material 9 is being filled, the pellets may move through the cell and cut the drive wire.
[0004]
U.S. Pat. No. 4,874,461 discloses a liquid crystal display panel in which spacers are manufactured by photolithography. These spacers are easy to drop off because the photocuring process during manufacture may be incomplete, and the sizes are not uniform. Japanese Examined Patent Publication No. 6-222370 discloses a streak spacer. The resolution is poor due to the use of negative photoresist, and the spacer pattern is limited.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide a liquid crystal panel in which the thickness and uniformity of spacers are easily controlled, the cell gap is small, and the display quality is excellent.
[0006]
Another object of the present invention is to provide a liquid crystal panel in which no spacer is placed on an effective display filter and display quality can be improved.
[0007]
A further object of the present invention is to provide a liquid crystal panel manufacturing method capable of effectively controlling the thickness and uniformity of spacers. A small and uniform cell gap could be obtained.
[0008]
Another further object of the present invention is to provide a method of manufacturing a liquid crystal panel in which the spacers are all arranged on a black matrix rather than on an effective display filter.
[0009]
A still further object of the present invention is to provide an improved method for manufacturing liquid crystal panels. The method improves product yield and display quality and can be applied to large area LCDs.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides a liquid crystal driving substrate, a color filter substrate disposed under the liquid crystal driving substrate, a liquid crystal material disposed between the liquid crystal driving substrate and the color filter substrate, and a plurality of liquid crystal materials. The color filter substrate is disposed on a glass substrate, a first conductive film disposed on the glass substrate, a plurality of types of color filters, a black matrix, and the plurality of types of color filters. A second conductive film, wherein each of the plurality of types of color filters is partitioned by a black matrix, the plurality of spacers are disposed on an area limited by the black matrix, and A liquid crystal panel in which the bottom surface of the spacer is in contact with the first conductive film is disclosed. In a preferred embodiment of the present invention, the plurality of spacers are polymer compositions and are made by an electrodeposition method, and the thickness thereof is controlled by the electrodeposition method. These spacers are black or opaque resin cured by light or heat. Alternatively, the spacers are transparent or colored resins that are cured by light or heat.
[0011]
In order to achieve the above object, the present invention provides a liquid crystal driving substrate, a color filter substrate disposed under the liquid crystal driving substrate, a liquid crystal material disposed between the liquid crystal driving substrate and the color filter substrate, and a plurality of liquid crystal materials. The method of manufacturing the color filter substrate includes a step of manufacturing a glass substrate, a first conductive film disposed on the glass substrate, a plurality of types of color filters, a black matrix, and a color filter. A plurality of types of color filters and a plurality of spacers apply a four-level photoresist on the first conductive film, and the photoresist is first applied to the first conductive film. The red, green and blue areas are produced by exposing with a four level reticle and repeating development and electrodeposition. Exposure using a pacer reticle, exposing the first conductive film in a region limited by the black matrix by development, and forming an electrodeposition coating composition on the exposed first conductive film The manufacturing method of the liquid crystal panel manufactured by this is disclosed. In another embodiment of the invention, the electrodeposition coating composition is a light or thermosetting resin that is black or opaque, or a transparent or colored light or thermosetting resin. The position and size of the spacer are determined by a spacer reticle, and the spacer thickness of the spacer is controlled by the composition of the electrodeposition composition for spacer production and the electrodeposition conditions. The four-level photoresist is a positive photosensitive resin.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present invention relates to a liquid crystal panel having a plurality of types of color filters (4, 5, 6) and a liquid crystal driving substrate 8 arranged at a predetermined distance from the filters by a plurality of spacers 7. The plurality of spacers 7 are made of a polymer electrodeposition paint, and the paint may be a black paint or a colorless paint used to form a black matrix. Carbon black described in Japanese Patent No. 36622 may be used. The plurality of spacers may be made of a red, green, or blue paint described in Japanese Patent Publication No. 2-36622. In other words, the plurality of spacers are black electrodeposition paint or non-black electrodeposition paint.
[0013]
These spacers may be made of the same material as the black matrix when the black matrix is formed by electrodeposition. However, when a chrome black matrix plate (hereinafter referred to as “CrBM plate”) is applied, these spacers may be colored. This black matrix is formed from chromium by photolithography. However, black spacers are preferred to avoid light dispersion.
[0014]
A process for manufacturing a plurality of spacers in an area limited by the black matrix will be described below.
[0015]
1. Formation of Color Filter After the transparent conductive film 2 is formed on the transparent substrate 1 or the chrome black matrix (CrBM) substrate, the four-level photoresist described in US Pat. No. 5,641,595 (ie, 4 A gradation developing photoresist (hereinafter referred to as “MDPR” for short) is applied onto the substrate. The material of the transparent conductive film 2 and the method of applying MDPR are described in US Pat. No. 5,641,595.
[0016]
The MDPR is exposed to ultraviolet light, but the MDPR is exposed by a four-level reticle (that is, a four-tone mask, hereinafter referred to as “MDPM” for short) or a color filter (4, 5, 6). Mask in advance with reticles of different intensities. Next, the red, green and blue portions (4, 5, 6) of the color filter are electrodeposited on the respective areas of the conductive film 2. These areas are formed by repeatedly developing MDPR using MDPM having patterns with different light transmittances. During the development, the portion of the conductive film 2 is exposed using the MDPM having the highest light transmittance and gradually using the one having the lower light transmittance. The order of electrodeposition of various colors on the exposed conductive film is not fixed. Unlike the conventional technique, each colored portion of the color filter (4, 5, 6) is completed by one-step exposure.
[0017]
2. Formation of Spacer In the second exposure step, the spacer reticle shown in FIG. 4 is used to form a spacer. The light will pass through the light transmissive area 41 to expose the MDPR and be blocked by the light masking area 42. After the development, the transparent first conductive film 2 used for electrodeposition of the spacer 51 is exposed. Next, the exposed portions of the transparent second conductive film 2 are electrodeposited at a high voltage and a high temperature using a polymer electrodeposition composition to form a spacer 51.
[0018]
3. After the formation of the black matrix spacer, the substrate 10 is exposed to ultraviolet light, and the remaining MDPR is removed by development. When the substrate having the transparent conductive film 2 is used, the black matrix is formed by electrodeposition of a black polymer electrodeposition composition on the area where the MDPR has been removed. If a substrate with CrBM is used, no further processing is required after MDPR development since the black matrix is formed on the substrate from the beginning.
[0019]
Further, when a substrate having CrBM is used, since the substrate itself is conductive, a two-level positive photosensitive photoresist is applied on the substrate by spinning instead of the four-level positive photosensitive photoresist. The spacer reticle shown in FIG. 4 is used in exposed areas to form spacers on a substrate having CrBM after exposure and development. The plurality of spacers 7 are formed by electrodeposition at a high voltage and a high temperature for a long time. The substrate is then exposed to ultraviolet light to remove any remaining photoresist. A color filter having a plurality of spacers is thus formed.
[0020]
【Example】
The invention is explained in more detail in the following examples. The MDPR, red, green and blue part electrodeposition paints used are disclosed in US Pat. No. 5,641,595. The black polymer electrodeposition paint used is described below.
[0021]
<Production example of black polymer electrodeposition paint>
The polyester resin, black pigment, and titanium oxide were mixed in advance with a dissolution stirrer and then dispersed with a DCP disperser. After dilution with ion-exchanged water, a black polymer electrodeposition paint BM-98 containing 10% by weight of a solid component was produced. Table 1 shows the composition.
[0022]
[Table 1]
Table 1: Composition of BM-98
Raw material composition %
Pigment 1 Degussa SP-550 12.5
Pigment 2 Titanium oxide (Dupont R-706) 4.1
Polyester resin Shinto Paint S-453 29.8
Melamine resin Mitsui cyanamide cymel 232 11.0
Neutralizer DIPA 3.0
Solvent 1 PGM 3.0
Solvent 2 DAA 34.0
Antifoaming agent Surfynol 104 1.0
Dispersant BYK-190 1.6
Total 100.0
[0023]
Example 1
FIG. 2 shows a cross-sectional diagram of a liquid crystal panel formed by electrodeposition using MDPR according to one embodiment of the present invention.
[0024]
Formation of color filter MDPR (not shown in the figure) on a first transparent conductive film (ITO) 2 having a thickness of 0.18 μm provided on a glass substrate 1 having a thickness of 0.7 mm Is applied by a spin coater. After drying at 90 ° C. for 20 minutes, a positive photosensitive photoresist having a thickness of 2.0 μm was formed. The MDPR was exposed to ultraviolet light having a density of 250 mj / cm 2 . The ultraviolet light was generated by a high pressure mercury exposure apparatus and masked by a four level reticle MDPM.
[0025]
Development was performed with a 0.3 wt% potassium hydroxide solution, and the MDPR exposed with ultraviolet light that passed through the pattern on the MDPM having a light transmittance of 100% was selectively developed. The patterned conductive film (usually indium tin oxide (hereinafter referred to as ITO)) was exposed. After washing with water and drying, an anionic red electrodeposition paint R-75 manufactured by Chemitron was applied to the exposed area of the conductive film using the transparent substrate as an anode at a paint temperature of 25 ° C. and a DC voltage of 48V. Electrodeposition was performed under the condition of seconds. After rinsing with ion exchange water and drying at 100 ° C. for 10 minutes, a red electrodeposition film having a thickness of 1.7 μm was formed, and the red portion 4 of the color filter shown in FIG. 2 was completed.
[0026]
Next, the second development proceeded with a 0.6 wt% potassium hydroxide solution to selectively develop the MDPR exposed by the ultraviolet light that passed through the MDPM having a light transmittance of 40%. Another ITO was exposed. After washing with water and drying, an anionic green electrodeposition paint G-74 manufactured by Chemitron Co., Ltd. was applied at a paint temperature of 25 ° C. and a direct current voltage of 64 V over the exposed area of the conductive film using this transparent substrate as an anode. Electrodeposition was performed under working conditions of seconds. After rinsing with ion exchange water and drying at 100 ° C. for 10 minutes, a green electrodeposition film having a thickness of 1.7 μm was formed, and the green portion 5 of the color filter shown in FIG. 2 was completed.
[0027]
Next, the third development proceeded with a 1.0 wt% potassium hydroxide solution to selectively develop the MDPR exposed by the ultraviolet light that passed through the MDPM having a light transmittance of 20%. Yet another ITO was exposed. After washing and drying, an anionic blue electrodeposition paint B-74 manufactured by Chemitron was used for 19 seconds under a direct current voltage of 25 ° C. and 54 V on the exposed area of the conductive film using this transparent substrate as an anode. The electrodeposition was performed under the working conditions. After rinsing with ion exchange water and drying at 100 ° C. for 10 minutes, a blue electrodeposition film having a thickness of 1.7 μm was formed, and the blue portion 6 of the color filter shown in FIG. 2 was completed.
[0028]
Formation of spacers So far, the remaining MDPRs are present on the substrate on which the red, green and blue portions are formed. Next, the substrate was exposed to ultraviolet light having a density of 100 mj / cm 2 while being masked with a spacer reticle. The exposed MDPR is selectively developed with a 1.0 wt% potassium hydroxide solution to expose a portion of the conductive film (ITO). After washing with water and drying, an anionic black electrodeposition paint BM-98 manufactured by Chemitron was used for 25 seconds under a direct current voltage of 27 ° C. and 70 V on the exposed area of the conductive film using this transparent substrate as an anode. Electrodeposition was performed under the working conditions. After rinsing with ion-exchanged water and drying at 100 ° C. for 10 minutes, a 7.0 μm thick black spacer electrodeposition film was formed, and the spacer 7 shown in FIG. 2 was completed.
[0029]
Forming a black matrix <br/> exposed the entire substrate with ultraviolet light of density 1000 mj / cm 2. The remaining MDPR was developed with a 1.5 wt% potassium hydroxide solution to expose a conductive film (ITO) with no electrodeposition composition on top. After washing with water and drying, an anionic black electrodeposition paint BM-98 manufactured by Chemitron Co., Ltd. was used on the ITO, using the transparent substrate as an anode, at a coating temperature of 25 ° C. and a DC voltage of 30 V for 10 seconds. I electrodeposited. After rinsing with ion exchange water and drying at 100 ° C. for 10 minutes, a black matrix electrodeposition film having a thickness of 1.9 μm was formed, and the black matrix 3 shown in FIG. 2 was completed. The OD value is 3.0, which is appropriate for light shielding.
[0030]
Production of liquid crystal display panel A second transparent conductive film 2 'was formed on the color filter substrate 10. A liquid crystal material 9 (for example, a TFT liquid crystal composition) was filled between this substrate and a liquid crystal driving substrate 8 (for example, a TFT plate). Although the liquid crystal panel is manufactured in this way, the change in the cell gap is small. No spacer is formed on the effective display portion. In this way, excellent display quality could be obtained.
[0031]
Example 2
FIG. 3 is a sectional view of a liquid crystal panel according to another embodiment of the present invention. A chrome black matrix plate was used as the substrate.
[0032]
Formation of a color filter MDPR (shown in the figure) on a 0.18 mm thick first transparent conductive film 2 and a chrome black matrix 3 placed on a 0.7 mm thick glass substrate 1 Is applied with a spin coater. The chromium black matrix 3 was originally formed on the substrate. After drying at 90 ° C. for 20 minutes, a positive photosensitive photoresist having a thickness of 2.0 μm was formed. In forming the color filter, the procedure of Example 1 was followed.
[0033]
Formation of spacer The spacer 7 shown in FIG. 3 was completed according to the procedures of Example 1.
[0034]
Forming a black matrix <br/> exposed the entire substrate with ultraviolet light of density 1000 mj / cm 2. The remaining MDPR was developed with a 1.5 wt% potassium hydroxide solution to expose the ITO together with the chromium film. Subsequent procedures were the same as the procedures exemplified in Example 1.
[0035]
Example 3
A color filter having red, green, and blue portions was formed on a CrBM plate manufactured by STI by a pigment dispersion method. In order to fabricate the spacer, UV light having a density of 200 mj / cm 2 masked by using the spacer reticle shown in FIG. 4 was applied onto the positive photosensitive photoresist spin-coated on the substrate. The exposed MDPR was selectively developed with a 1.0 wt% potassium hydroxide solution, thereby exposing the chromium film. After washing with water and drying, an anionic black electrodeposition paint BM-98 manufactured by Chemitron was electrodeposited on the chromium film under the working conditions of a paint temperature of 27 ° C. and a DC voltage of 70 V for 25 seconds. After rinsing with ion exchanged water and drying at 100 ° C. for 10 minutes, a 7.0 μm thick black spacer was formed.
[0036]
【The invention's effect】
The spacer 51 could be effectively manufactured by using MDPR and electrodeposition on the black matrix 52 shown in FIG. This liquid crystal panel exhibits excellent display quality with a small cell gap and less change. Furthermore, since these spacers are formed not on the effective display portion but on the black matrix, the display quality is excellent, and the display quality due to the spacers should not be deteriorated.
[0037]
It will be apparent that various modifications and changes can be made to the invention disclosed above without departing from the scope and spirit of the invention. Therefore, the applicant defines this invention only by the matters described in the above claims.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional diagram of a conventional liquid crystal panel.
FIG. 2 is a cross-sectional view of a liquid crystal panel according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view of a liquid crystal panel according to another embodiment of the present invention.
FIG. 4 depicts a spacer reticle.
FIG. 5 depicts a spacer over a black matrix.
[Explanation of symbols]
1 Transparent substrate 2 Transparent conductive film (first)
2 'Transparent conductive film (second)
3 Black matrix 4 Red portion 5 Green portion 6 Blue portion 7 Spacer 8 Liquid crystal drive substrate 9 Liquid crystal material 10 Color filter substrate

Claims (12)

液晶駆動基板、その液晶駆動基板の下に配置されたカラーフィルタ基板、前記液晶駆動基板と前記カラーフィルタ基板との間に配置された液晶材料および複数のスペーサを備えた液晶パネルであって、前記カラーフィルタ基板が、ガラス基板、そのガラス基板の上に配置された第一導電性膜、複数のカラーフィルタ、ブラックマトリックスおよび前記複数のカラーフィルタの上に配置された第二導電性膜を備えており、前記複数のカラーフィルタの各々が前記ブラックマトリックスにより区画されており、前記複数のスペーサが前記ブラックマトリックスにより限られた区域の上に配置されており、かつ前記複数のスペーサの底部が前記第一導電性膜に接触している、上記液晶パネル。A liquid crystal driving substrate, a color filter substrate disposed under the liquid crystal driving substrate, a liquid crystal material disposed between the liquid crystal driving substrate and the color filter substrate, and a liquid crystal panel including a plurality of spacers, A color filter substrate includes a glass substrate, a first conductive film disposed on the glass substrate, a plurality of types of color filters, a black matrix, and a second conductive film disposed on the plurality of types of color filters. Each of the plurality of types of color filters is partitioned by the black matrix, the plurality of spacers are disposed on an area limited by the black matrix, and bottom portions of the plurality of spacers The liquid crystal panel is in contact with the first conductive film. 前記複数のスペーサがポリマー組成物であり、かつ電着されている、請求項1に記載の液晶パネル。  The liquid crystal panel according to claim 1, wherein the plurality of spacers are a polymer composition and are electrodeposited. 前記複数のスペーサの厚さが電着により制御されている、請求項1に記載の液晶パネル。  The liquid crystal panel according to claim 1, wherein the thickness of the plurality of spacers is controlled by electrodeposition. 前記複数のスペーサが光又は熱によって硬化された黒色または不透明な樹脂である、請求項1に記載の液晶パネル。  The liquid crystal panel according to claim 1, wherein the plurality of spacers are black or opaque resin cured by light or heat. 前記複数のスペーサが光又は熱によって硬化された透明または着色した樹脂である、請求項1に記載の液晶パネル。  The liquid crystal panel according to claim 1, wherein the plurality of spacers are transparent or colored resin cured by light or heat. 液晶駆動基板、その液晶駆動基板の下に配置されたカラーフィルタ基板、前記液晶駆動基板と前記カラーフィルタ基板との間に配置された液晶材料および複数のスペーサを製造する工程を含む、液晶パネルの製造方法であって、前記カラーフィルタ基板の製造方法が、ガラス基板、そのガラス基板の上に配置された第一導電性膜、複数のカラーフィルタ、ブラックマトリックスおよび前記複数のカラーフィルタの上に配置された第二導電性膜を製造する工程を含んでおり、前記複数のカラーフィルタおよび複数のスペーサが、
前記第一導電性膜の上に4階調現像性ホトレジストを塗布し、
そのホトレジストをまず4階調マスクを用いて露光し、
現像と電着を繰り返すことにより赤、緑および青の区域を製造し、
このホトレジストを次にスペーサレチクルを用いて露光し、
前記ブラックマトリックスにより限られた区域内に前記第一導電性膜を現像により露出させ、そして
その露出した第一導電性膜の上に電着塗料組成物を形成する、
ことにより製造される、上記方法。
A liquid crystal panel comprising: a liquid crystal driving substrate; a color filter substrate disposed under the liquid crystal driving substrate; a liquid crystal material disposed between the liquid crystal driving substrate and the color filter substrate; and a plurality of spacers. A method of manufacturing the color filter substrate, comprising: a glass substrate; a first conductive film disposed on the glass substrate; a plurality of types of color filters; a black matrix; and the plurality of types of color filters. includes arranged step of producing the second conductive film, the plurality of kinds of color filters and a plurality of spacers,
A four-tone developable photoresist is applied on the first conductive film,
The photoresist is first exposed using a four-tone mask,
Produce red, green and blue areas by repeating development and electrodeposition,
This photoresist is then exposed using a spacer reticle,
Exposing the first conductive film in a region limited by the black matrix by development, and forming an electrodeposition coating composition on the exposed first conductive film;
The above-mentioned method manufactured by.
前記電着塗料組成物が、光又は熱によって硬化された黒色または不透明な樹脂である、請求項6に記載の液晶パネルの製造方法。  The method for producing a liquid crystal panel according to claim 6, wherein the electrodeposition coating composition is a black or opaque resin cured by light or heat. 前記電着塗料組成物が、光又は熱によって硬化された透明または着色した樹脂である、請求項6に記載の液晶パネルの製造方法。  The method for producing a liquid crystal panel according to claim 6, wherein the electrodeposition coating composition is a transparent or colored resin cured by light or heat. 前記スペーサの位置および大きさを前記スペーサレチクルによって決定する、請求項6に記載の液晶パネルの製造方法。  The method for manufacturing a liquid crystal panel according to claim 6, wherein the position and size of the spacer are determined by the spacer reticle. 前記スぺーサの厚みを、スペーサ製造用電着塗料組成物によって制御する、請求項6に記載の液晶パネルの製造方法。  The manufacturing method of the liquid crystal panel of Claim 6 which controls the thickness of the said spacer by the electrodeposition coating composition for spacer manufacture. 前記複数のスぺーサの全部がブラックマトリックスにより限られた区域の上に配置されている、請求項6に記載の液晶パネルの製造方法。  The method of manufacturing a liquid crystal panel according to claim 6, wherein all of the plurality of spacers are arranged on an area limited by a black matrix. 前記4階調現像性ホトレジストがポジ型感光性樹脂である、請求項6に記載の液晶パネルの製造方法。  The method for producing a liquid crystal panel according to claim 6, wherein the four-tone developable photoresist is a positive photosensitive resin.
JP33944499A 1999-11-30 1999-11-30 Liquid crystal panel and manufacturing method thereof Expired - Fee Related JP4361654B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP33944499A JP4361654B2 (en) 1999-11-30 1999-11-30 Liquid crystal panel and manufacturing method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP33944499A JP4361654B2 (en) 1999-11-30 1999-11-30 Liquid crystal panel and manufacturing method thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2001166314A JP2001166314A (en) 2001-06-22
JP4361654B2 true JP4361654B2 (en) 2009-11-11

Family

ID=18327533

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP33944499A Expired - Fee Related JP4361654B2 (en) 1999-11-30 1999-11-30 Liquid crystal panel and manufacturing method thereof

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4361654B2 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100849096B1 (en) * 2002-08-26 2008-07-30 엘지디스플레이 주식회사 Liquid crystal display and method of fabricating the same
KR100908657B1 (en) * 2002-12-13 2009-07-21 엘지디스플레이 주식회사 LCD panel and manufacturing method
KR100949493B1 (en) 2003-06-24 2010-03-24 엘지디스플레이 주식회사 Manufacturing Method of Liquid Crystal Display Panel
KR101367135B1 (en) 2007-03-05 2014-02-26 삼성디스플레이 주식회사 Display device and manufacturing method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
JP2001166314A (en) 2001-06-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5503952A (en) Method for manufacture of color filter and liquid crystal display
US5561011A (en) Method for manufacturing a substrate having window-shaped coating films and frame-shaped coating film on the surface thereof
US6208401B1 (en) Liquid crystal panel and method for producing the same
US5531881A (en) Method for correcting defect in color filter
JP4361654B2 (en) Liquid crystal panel and manufacturing method thereof
US5641595A (en) Manufacture of color filters by incremental exposure method
KR100305443B1 (en) Manufacturing method of substrate with window type and frame type coating film formed on the surface
US5578403A (en) Method for manufacture of a substrate having window-shaped and frame-shaped coating films on the surface thereof
JPH05119209A (en) Production of color filter and electrodeposition substrate for production of color filter
JPH05157905A (en) Production of color filter
KR100646360B1 (en) Liquid crystal panel and its manufacturing method
JP5228373B2 (en) Color filter for liquid crystal display device and color liquid crystal display device using the same
US5587260A (en) Method of forming a functional film
JPH02297502A (en) Manufacture of liquid crystal color filter
JPH10133012A (en) Production of color filter
JPH07301793A (en) Production of color filter and liquid crystal display device
JPH0594004A (en) Gradation mask
JP2000075124A (en) Color filter, its production and liquid crystal display device using the color filter
JPH07294722A (en) Manufacture of color filter
JPH04335320A (en) Production of color display device
JPH06273618A (en) Production of color filter
JPH07333596A (en) Production of color filter
JPH06130379A (en) Method for forming grid-shaped functional coating film between fine conductive circuits
JPH04335319A (en) Production of color display device
JPH05127013A (en) Color filter and its production

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20051227

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090113

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090406

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20090803

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20090813

R150 Certificate of patent (=grant) or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120821

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130821

Year of fee payment: 4

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees