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【発明の名称】 能動素子アレイ基板製造方法およびカラーフィルタ基板製造方法
【発明者】 【氏名】童 元鴻

【氏名】丁 進國

【要約】 【課題】能動素子アレイ基板製造方法を提供する。

【構成】まず、基板を準備する。基板上にピクセルアレイを形成する。ピクセルアレイ上に、複数の配向領域を有する配向膜形成層を形成する。続いて、配向膜形成層の配向領域の一部分に、配向膜形成層の配向領域の別の一部分は露出させるように、インクジェット印刷処理によってマスク層を形成する。次に、配向膜形成層の露出部分に対して粒子ビーム配向処理を行う。続いて、マスク層を除去する。さらに、粒子ビーム配向処理によって処理されていない配向膜形成層の一部分を露出させるように、粒子ビーム配向処理によって処理された配向膜形成層の一部分に別のマスク層を形成する。配向膜形成層の露出部分に対して粒子ビーム配向処理を再度行い、マスク層を除去する。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
能動素子アレイ基板製造方法であって、
基板を準備することと、
前記基板上にピクセルアレイを形成することと、
前記ピクセルアレイ上に、複数の配向領域を有する配向膜形成層を形成することと、
前記配向膜形成層の前記配向領域の一部分に、前記配向膜形成層の前記配向領域の別の一部分は露出させるように、インクジェット印刷処理によってマスク層を形成することと、
前記配向膜形成層の前記露出部分に対して粒子ビーム配向処理を行うことと、
前記マスク層を除去することと、
前記粒子ビーム配向処理によって処理されていない前記配向膜形成層の一部分を露出させるように、前記粒子ビーム配向処理によって処理された前記配向膜形成層の一部分に前記インクジェット印刷処理によって別のマスク層を形成することと、
前記配向膜形成層の前記露出部分に対して前記粒子ビーム配向処理を再度行うことと
前記別のマスク層を除去すること
を備える能動素子アレイ基板製造方法。
【請求項2】
前記ピクセルアレイは複数のサブピクセルを含み、前記サブピクセルはそれぞれ少なくとも2つの配向領域に対応する
請求項1に記載の能動素子アレイ基板製造方法。
【請求項3】
前記ピクセルアレイは複数のサブピクセルを含み、前記配向領域はそれぞれ少なくとも2つのサブピクセルに対応し、前記各配向領域の配向方向は隣接する複数の配向領域の配向方向とは異なる
請求項1に記載の能動素子アレイ基板製造方法。
【請求項4】
前記ピクセルアレイは複数のサブピクセルを含み、前記配向領域はそれぞれ1つのサブピクセルに対応し、前記各配向領域の配向方向は隣接する複数の配向領域の配向方向とは異なる
請求項1に記載の能動素子アレイ基板製造方法。
【請求項5】
2回行われた前記粒子ビーム配向処理における配向方向は異なる
請求項1に記載の能動素子アレイ基板製造方法。
【請求項6】
前記マスク層および前記別のマスク層の材料は有機材料を含む
請求項1に記載の能動素子アレイ基板製造方法。
【請求項7】
前記配向膜形成層は第1配向領域、第2配向領域、第3配向領域および第4配向領域を含み、
前記インクジェット印刷処理を用いて前記配向膜形成層の前記第1配向領域を露出させるように、前記配向膜形成層の前記第2配向領域、前記第3配向領域および前記第4配向領域に第1マスク層を形成し、
前記配向膜形成層の前記第1配向領域に第1粒子ビーム配向処理を行い、
前記第1マスク層を除去し、
前記インクジェット印刷処理を用いて前記配向膜形成層の前記第2配向領域を露出させるように、前記配向膜形成層の前記第1配向領域、前記第3配向領域および前記第4配向領域に第2マスク層を形成し、
前記配向膜形成層の前記第2配向領域に第2粒子ビーム配向処理を行い、
前記第2マスク層を除去し、
前記インクジェット印刷処理を用いて前記配向膜形成層の前記第3配向領域を露出させるように、前記配向膜形成層の前記第1配向領域、前記第2配向領域および前記第4配向領域に第3マスク層を形成し、
前記配向膜形成層の前記第3配向領域に第3粒子ビーム配向処理を行い、
前記第3マスク層を除去し、
前記インクジェット印刷処理を用いて前記配向膜形成層の前記第4配向領域を露出させるように、前記配向膜形成層の前記第1配向領域、前記第2配向領域および前記第3配向領域に第4マスク層を形成し、
前記配向膜形成層の前記第4配向領域に第4粒子ビーム配向処理を行い、
前記第4マスク層を除去する
請求項1に記載の能動素子アレイ基板製造方法。
【請求項8】
前記第1配向領域、前記第2配向領域、前記第3配向領域および前記第4配向領域の配向方向はすべて異なる
請求項7に記載の能動素子アレイ基板製造方法。
【請求項9】
前記配向膜形成層の材料は、ポリイミド、ポリアミド、ポリビニルアルコール(PVA)、ポリ塩化ビニル(PVC)、ダイアモンド状炭素(DLC)、SiC,SiO、Si、AlまたはSnOを含む
請求項1に記載の能動素子アレイ基板製造方法。
【請求項10】
前記ピクセルアレイ形成後に、前記ピクセルアレイ上に、各々が前記配向領域のうちの1つに対応する穴部を複数有する絶縁層を形成すること
をさらに備える請求項1に記載の能動素子アレイ基板製造方法。
【請求項11】
カラーフィルタ基板製造方法であって、
基板を準備することと、
前記基板上にカラーフィルタアレイを形成することと、
前記カラーフィルタアレイ上に、複数の配向領域を有する配向膜形成層を形成することと、
前記配向膜形成層の前記配向領域の一部分に、前記配向膜形成層の前記配向領域の別の一部分は露出させるように、インクジェット印刷処理によってマスク層を形成することと、
前記配向膜形成層の前記露出部分に対して粒子ビーム配向処理を行うことと、
前記マスク層を除去することと、
前記粒子ビーム配向処理によって処理されていない前記配向膜形成層の一部分を露出させるように、前記粒子ビーム配向処理によって処理された前記配向膜形成層の一部分に前記インクジェット印刷処理によって別のマスク層を形成することと、
前記配向膜形成層の前記露出部分に対して前記粒子ビーム配向処理を再度行うことと
前記別のマスク層を除去すること
を備えるカラーフィルタ基板製造方法。
【請求項12】
前記カラーフィルタアレイは複数のカラーフィルタパターンを含み、前記カラーフィルタパターンはそれぞれ少なくとも2つの配向領域に対応する
請求項11に記載のカラーフィルタ基板製造方法。
【請求項13】
前記カラーフィルタアレイは複数のカラーフィルタパターンを含み、前記配向領域はそれぞれ少なくとも2つのカラーフィルタパターンに対応し、前記各配向領域の配向方向は隣接する複数の配向領域の配向方向とは異なる
請求項11に記載のカラーフィルタ基板製造方法。
【請求項14】
前記カラーフィルタアレイは複数のカラーフィルタパターンを含み、前記配向領域はそれぞれ1つのカラーフィルタパターンに対応し、前記各配向領域の配向方向は隣接する複数の配向領域の配向方向とは異なる
請求項11に記載のカラーフィルタ基板製造方法。
【請求項15】
2回行われた前記粒子ビーム配向処理における配向方向は異なる
請求項11に記載のカラーフィルタ基板製造方法。
【請求項16】
前記マスク層および前記別のマスク層の材料は有機材料を含む
請求項11に記載のカラーフィルタ基板製造方法。
【請求項17】
前記配向膜形成層は第1配向領域、第2配向領域、第3配向領域および第4配向領域を含み、
前記インクジェット印刷処理を用いて前記配向膜形成層の前記第1配向領域を露出させるように、前記配向膜形成層の前記第2配向領域、前記第3配向領域および前記第4配向領域に第1マスク層を形成し、
前記配向膜形成層の前記第1配向領域に第1粒子ビーム配向処理を行い、
前記第1マスク層を除去し、
前記インクジェット印刷処理を用いて前記配向膜形成層の前記第2配向領域を露出させるように、前記配向膜形成層の前記第1配向領域、前記第3配向領域および前記第4配向領域に第2マスク層を形成し、
前記配向膜形成層の前記第2配向領域に第2粒子ビーム配向処理を行い、
前記第2マスク層を除去し、
前記インクジェット印刷処理を用いて前記配向膜形成層の前記第3配向領域を露出させるように、前記配向膜形成層の前記第1配向領域、前記第2配向領域および前記第4配向領域に第3マスク層を形成し、
前記配向膜形成層の前記第3配向領域に第3粒子ビーム配向処理を行い、
前記第3マスク層を除去し、
前記インクジェット印刷処理を用いて前記配向膜形成層の前記第4配向領域を露出させるように、前記配向膜形成層の前記第1配向領域、前記第2配向領域および前記第3配向領域に第4マスク層を形成し、
前記配向膜形成層の前記第4配向領域に第4粒子ビーム配向処理を行い、
前記第4マスク層を除去する
請求項11に記載のカラーフィルタ基板製造方法。
【請求項18】
前記第1配向領域、前記第2配向領域、前記第3配向領域および前記第4配向領域の配向方向はすべて異なる
請求項17に記載のカラーフィルタ基板製造方法。
【請求項19】
前記配向膜形成層の材料は、ポリイミド、PVA、PVC、DLC、SiC,SiO、Si、AlまたはSnOを含む
請求項11に記載のカラーフィルタ基板製造方法。
【請求項20】
前記カラーフィルタアレイの形成方法は、前記基板上にブラックマトリックスを形成すること、および前記ブラックマトリックスが有する複数のパターンの間に複数のカラーフィルタパターンを形成することを含み、前記ブラックマトリックスの厚みは前記カラーフィルタパターンの厚みよりも大きい
請求項11に記載のカラーフィルタ基板製造方法。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【0001】
本発明はアレイ基板製造方法およびフィルタ基板製造方法に関する。本発明は特に、能動素子アレイ基板製造方法および液晶ディスプレイ(LCD)のカラーフィルタ基板製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
今日ではマルチメディア技術が高度に発展しているが、この発展は半導体素子またはディスプレイ機器の分野における開発の成果によるものが大きい。ディスプレイにはさまざまな種類があるが、その中で主流となりつつあるのは、高画質、高スペース使用効率、低消費電力および放熱なしという優れた特性を持つ液晶ディスプレイである。一般的なLCDパネルは主に、2枚の基板および両基板の間に配設された液晶層から構成される。アクティブマトリックス型LCDでもパッシブマトリックス型LCDの場合も、2枚の基板は配向膜を有していなければならない。配向膜の主な機能は、液晶分子が2枚の基板間で所定の配列をとるように液晶分子を配向することにある。
【0003】
一般的なねじれネマチック(Twisted Nematic:TN)LCDにおいて、配向膜を形成するにはまず、配向膜形成層を形成し配向処理としてラビングを行う。具体的には、ラビング用の布とともにローラーを用いて、基板上に形成された配向膜形成層に処理を行い、配向膜形成層の表面上に複数の溝を形成することによって、配向膜を形成する。この結果、配向膜に形成された溝に沿って液晶分子が配列されることになる。
【0004】
従来用いられている配向方法としてはこれ以外に、イオンビームを用いるものもある。この方法によれば、イオンビームを用いて所定の傾斜角で配向膜形成層の表面を荒らし、配向性を与える。具体的には、配向膜形成層を形成し、一部分の領域を被覆するようにリソグラフィー処理を用いてマスクを形成し、ほかの部分を露出させる。この状態で、所定の方向に沿って配向膜形成層の表面に対してイオンビームを照射する。このイオンビーム配向方法の詳細は、例えば米国特許第6,654,089号、第6,313,896号および2003/0142257号に開示されている。イオンビームを用いて配向性を付与する場合、リソグラフィー処理に基づいてマスクを形成しなければならず、このようなマスクおよび露出処理のために、処理が複雑になりコストが上がってしまう。
【0005】
一般的なディスプレイとして、TN LCD以外にはMVA(Multi−Domain Vertical Alignment)LCDが挙げられる。広い視野角を持つMVA LCDにおいては、カラーフィルタ基板および/または薄膜トランジスタアレイ基板上に複数の突起部またはスリットパターンが形成されている。この突起部およびスリットパターンによって液晶分子の配列が領域ごとに異なる構造となり、視野角が広くなるという効果が得られる。しかし、突起部またはスリットパターン付近の電界は不均一で、ムラという欠陥が生じやすい。さらに、突起部またはスリットパターンにより、ディスプレイパネルの透過率および開口率が低くなってしまう。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
以上より、本発明はMVA LCDのムラをなくし且つ透過率および開口率を高くすることができる能動素子アレイ基板製造方法を提供することを目的とする。
【0007】
本発明はさらに、MVA LCDのムラをなくし且つ透過率および開口率を高くすることができるカラーフィルタ基板製造方法を提供することも目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記およびそれ以外の目的を達成するべく、本発明は以下の工程を含む能動素子アレイ基板製造方法を提供する。まず、基板を準備する。基板上にピクセルアレイを形成する。ピクセルアレイ上に、複数の配向領域を有する配向膜形成層を形成する。配向膜形成層の配向領域の一部分に、配向膜形成層の配向領域の別の一部分は露出させるように、インクジェット印刷処理によってマスク層を形成する。配向膜形成層の露出部分に対して粒子ビーム配向処理を行う。終了すれば、マスク層を除去する。粒子ビーム配向処理によって処理されていない配向膜形成層の一部分を露出させるように、粒子ビーム配向処理によって処理された配向膜形成層の一部分に別のマスク層を形成する。配向膜形成層の露出部分に対して粒子ビーム配向処理を再度行う。終了すれば、別のマスク層を除去する。
【0009】
本発明の実施形態に係る能動素子アレイ基板製造方法によれば、ピクセルアレイは複数のサブピクセルを含み、サブピクセルはそれぞれ少なくとも2つの配向領域に対応する。
【0010】
本発明の実施形態に係る能動素子アレイ基板製造方法によれば、ピクセルアレイは複数のサブピクセルを含み、配向領域はそれぞれ少なくとも2つのサブピクセルに対応し、各配向領域の配向方向は隣接する複数の配向領域の配向方向とは異なる。
【0011】
本発明の実施形態に係る能動素子アレイ基板製造方法によれば、ピクセルアレイは複数のサブピクセルを含み、配向領域はそれぞれ1つのサブピクセルに対応し、各配向領域の配向方向は隣接する複数の配向領域の配向方向とは異なる。
【0012】
本発明の実施形態に係る能動素子アレイ基板製造方法によれば、2回行われた粒子ビーム配向処理における配向方向は異なる。
【0013】
本発明の実施形態に係る能動素子アレイ基板製造方法によれば、マスク層および別のマスク層の材料は有機材料を含む。
【0014】
本発明の実施形態に係る能動素子アレイ基板製造方法によれば、配向膜形成層は第1配向領域、第2配向領域、第3配向領域および第4配向領域を含む。配向膜形成層を形成後、インクジェット印刷処理を用いて配向膜形成層の第1配向領域を露出させるように、配向膜形成層の第2配向領域、第3配向領域および第4配向領域に第1マスク層を形成する。配向膜形成層の第1配向領域に第1粒子ビーム配向処理を行い、第1マスク層を除去する。続いて、インクジェット印刷処理を用いて配向膜形成層の第2配向領域を露出させるように、配向膜形成層の第1配向領域、第3配向領域および第4配向領域に第2マスク層を形成する。配向膜形成層の第2配向領域に第2粒子ビーム配向処理を行い、第2マスク層を除去する。続いて、インクジェット印刷処理を用いて配向膜形成層の第3配向領域を露出させるように、配向膜形成層の第1配向領域、第2配向領域および第4配向領域に第3マスク層を形成する。配向膜形成層の第3配向領域に第3粒子ビーム配向処理を行い、第3マスク層を除去する。続いて、インクジェット印刷処理を用いて配向膜形成層の第4配向領域を露出させるように、配向膜形成層の第1配向領域、第2配向領域および第3配向領域に第4マスク層を形成する。配向膜形成層の第4配向領域に第4粒子ビーム配向処理を行い、第4マスク層を除去する。
【0015】
本発明の実施形態に係る能動素子アレイ基板製造方法によれば、第1配向領域、第2配向領域、第3配向領域および第4配向領域の配向方向はすべて異なる。
【0016】
本発明の実施形態に係る能動素子アレイ基板製造方法によれば、配向膜形成層の材料は、ポリイミド、ポリアミド、ポリビニルアルコール(PVA)、ポリ塩化ビニル(PVC)、ダイアモンド状炭素(DLC)、SiC,SiO、Si、AlまたはSnOを含む。
【0017】
本発明の実施形態に係る能動素子アレイ基板製造方法によれば、ピクセルアレイ形成後に、ピクセルアレイ上に、各々が配向領域のうちの1つに対応する穴部を複数有する絶縁層を形成することをさらに含む。
【0018】
本発明はさらに、以下の工程を含むカラーフィルタ基板製造方法を提供する。まず、基板を準備する。基板上にカラーフィルタアレイを形成する。カラーフィルタアレイ上に、複数の配向領域を有する配向膜形成層を形成する。配向膜形成層の配向領域の一部分に、配向膜形成層の配向領域の別の一部分は露出させるように、インクジェット印刷処理によってマスク層を形成する。配向膜形成層の露出部分に対して粒子ビーム配向処理を行う。終了すれば、マスク層を除去する。粒子ビーム配向処理によって処理されていない配向膜形成層の一部分を露出させるように、粒子ビーム配向処理によって処理された配向膜形成層の一部分にインクジェット印刷処理によって別のマスク層を形成する。配向膜形成層の露出部分に対して粒子ビーム配向処理を再度行う。終了すれば、別のマスク層を除去する。
【0019】
本発明の実施形態に係るカラーフィルタ基板製造方法によれば、カラーフィルタアレイは複数のカラーフィルタパターンを含み、カラーフィルタパターンはそれぞれ少なくとも2つの配向領域に対応する。
【0020】
本発明の実施形態に係るカラーフィルタ基板製造方法によれば、カラーフィルタアレイは複数のカラーフィルタパターンを含み、配向領域はそれぞれ少なくとも2つのカラーフィルタパターンに対応し、各配向領域の配向方向は隣接する複数の配向領域の配向方向とは異なる。
【0021】
本発明の実施形態に係るカラーフィルタ基板製造方法によれば、カラーフィルタアレイは複数のカラーフィルタパターンを含み、配向領域はそれぞれ1つのカラーフィルタパターンに対応し、各配向領域の配向方向は隣接する複数の配向領域の配向方向とは異なる。
【0022】
本発明の実施形態に係るカラーフィルタ基板製造方法によれば、2回行われた粒子ビーム配向処理における配向方向は異なる。
【0023】
本発明の実施形態に係るカラーフィルタ基板製造方法によれば、マスク層および別のマスク層の材料は有機材料を含む。
【0024】
本発明の実施形態に係るカラーフィルタ基板製造方法によれば、配向膜形成層は第1配向領域、第2配向領域、第3配向領域および第4配向領域を含む。配向膜形成層を形成後、インクジェット印刷処理を用いて配向膜形成層の第1配向領域を露出させるように、配向膜形成層の第2配向領域、第3配向領域および第4配向領域に第1マスク層を形成する。配向膜形成層の第1配向領域に第1粒子ビーム配向処理を行い、第1マスク層を除去する。続いて、インクジェット印刷処理を用いて配向膜形成層の第2配向領域を露出させるように、配向膜形成層の第1配向領域、第3配向領域および第4配向領域に第2マスク層を形成する。配向膜形成層の第2配向領域に第2粒子ビーム配向処理を行い、第2マスク層を除去する。続いて、インクジェット印刷処理を用いて配向膜形成層の第3配向領域を露出させるように、配向膜形成層の第1配向領域、第2配向領域および第4配向領域に第3マスク層を形成する。配向膜形成層の第3配向領域に第3粒子ビーム配向処理を行い、第3マスク層を除去する。続いて、インクジェット印刷処理を用いて配向膜形成層の第4配向領域を露出させるように、配向膜形成層の第1配向領域、第2配向領域および第3配向領域に第4マスク層を形成する。配向膜形成層の第4配向領域に第4粒子ビーム配向処理を行い、第4マスク層を除去する。
【0025】
本発明の実施形態に係るカラーフィルタ基板製造方法によれば、第1配向領域、第2配向領域、第3配向領域および第4配向領域の配向方向はすべて異なる。
【0026】
本発明の実施形態に係るカラーフィルタ基板製造方法によれば、配向膜形成層の材料は、ポリイミド、ポリアミド、ポリビニルアルコール(PVA)、ポリ塩化ビニル(PVC)、ダイアモンド状炭素(DLC)、SiC,SiO、Si、AlまたはSnOを含む。
【0027】
本発明の実施形態に係るカラーフィルタ基板製造方法によれば、カラーフィルタアレイの形成方法は、基板上にブラックマトリックスを形成すること、およびブラックマトリックスが有する複数のパターンの間に複数のカラーフィルタパターンを形成することを含み、ブラックマトリックスの厚みはカラーフィルタパターンの厚みよりも大きい。
【発明の効果】
【0028】
本発明に係る能動素子アレイ基板製造方法およびカラーフィルタ基板製造方法によれば、配向膜に配向性を与える場合に、インクジェット印刷処理を用いて所定の領域内にマスク層を形成している。従来はマスク層を形成するためにリソグラフィー処理を用いていたが、このような本発明に係る能動素子アレイ基板製造方法およびカラーフィルタ基板製造方法によれば、工程を簡潔にするとともにコスト削減を達成することができる。このような製造方法に基づいて製造された能動素子アレイ基板およびカラーフィルタ基板をLCDパネルに用いることによって、液晶分子を複数の異なる方向に配列させることができる。このようにして、本発明によればスリットパターンや突起部などの構造を用いることなく広い視野角を持ったLCDパネルを実現することができる。さらに、本発明に係る能動素子アレイ基板および/またはカラーフィルタ基板を用いて製造したLCDパネルは、開口率および透過率が高く、ムラが生じにくくなる。
【0029】
以下で、図面を参照しつつ望ましい実施の形態を詳細に説明し、本発明の上記およびそれ以外の目的、特徴ならびに効果を明らかにする。
【図面の簡単な説明】
【0030】
【図1A】本発明の一実施形態に係る能動素子アレイ基板製造方法を示すフローチャートである。
【0031】
【図1B】本発明の一実施形態に係る能動素子アレイ基板製造方法を示すフローチャートである。
【0032】
【図1C】本発明の一実施形態に係る能動素子アレイ基板製造方法を示すフローチャートである。
【0033】
【図1D】本発明の一実施形態に係る能動素子アレイ基板製造方法を示すフローチャートである。
【0034】
【図1E】本発明の一実施形態に係る能動素子アレイ基板製造方法を示すフローチャートである。
【0035】
【図1F】本発明の一実施形態に係る能動素子アレイ基板製造方法を示すフローチャートである。
【0036】
【図1G】本発明の一実施形態に係る能動素子アレイ基板製造方法を示すフローチャートである。
【0037】
【図1H】本発明の一実施形態に係る能動素子アレイ基板製造方法を示すフローチャートである。
【0038】
【図1I】本発明の一実施形態に係る能動素子アレイ基板製造方法を示すフローチャートである。
【0039】
【図1J】本発明の一実施形態に係る能動素子アレイ基板製造方法を示すフローチャートである。
【0040】
【図1K】本発明の一実施形態に係る能動素子アレイ基板製造方法を示すフローチャートである。
【0041】
【図1L】本発明の一実施形態に係る能動素子アレイ基板製造方法を示すフローチャートである。
【0042】
【図1M】本発明の一実施形態に係る能動素子アレイ基板製造方法を示すフローチャートである。
【0043】
【図1N】本発明の一実施形態に係る能動素子アレイ基板製造方法を示すフローチャートである。
【0044】
【図1O】本発明の一実施形態に係る能動素子アレイ基板製造方法を示すフローチャートである。
【0045】
【図2A】本発明の一実施形態に係るカラーフィルタ基板製造方法を示す簡略化フローチャートである。
【0046】
【図2B】本発明の一実施形態に係るカラーフィルタ基板製造方法を示す簡略化フローチャートである。
【0047】
【図2C】本発明の一実施形態に係るカラーフィルタ基板製造方法を示す簡略化フローチャートである。
【0048】
【図2D】本発明の一実施形態に係るカラーフィルタ基板製造方法を示す簡略化フローチャートである。
【0049】
【図3】本発明の一実施形態に係るカラーフィルタ基板製造方法に含まれる、第1配向領域の配向工程を示す簡略化断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【0050】
図1Aから図1Oは、本発明の一実施形態に係る能動素子アレイ基板製造方法を示すフローチャートである。当該能動素子アレイ基板製造方法における処理を詳細に説明するために、上面図および断面図を両方示してある図面もある。図1Aに示すように、能動素子アレイ基板製造方法は、基板100を準備することを含む。基板100は例えば、ガラス基板、石英基板、またはこれ以外の適切な材料から成る基板である。
【0051】
図1Bに示すように、複数のサブピクセル600aを含むピクセルアレイ600が基板100上に形成される。ピクセルアレイ600を形成後、その上に絶縁層620をさらに形成する。望ましい実施形態によると、絶縁層620は複数の穴部622を含む。
【0052】
図1Cに示すように、ピクセルアレイ600上に配向膜形成層200を形成する。配向膜形成層200は例えば、ポリイミド、ポリアミド、ポリビニルアルコール(PVA)、ポリ塩化ビニル(PVC)、ダイアモンド状炭素(DLC)、SiC、SiO、Si、AlまたはSnOなどの適切な材料から成る。配向膜形成層200は、第1配向領域212、第2配向領域214、第3配向領域216、第4配向領域218を備える。サブピクセル600aはそれぞれ、少なくとも2つの配向領域に対応し、本実施形態においては、第1配向領域212、第2配向領域214、第3配向領域216、第4配向領域218に対応している。また、穴部622はそれぞれ配向領域のうちの1つに対応している。
【0053】
本発明においては、各サブピクセルは少なくとも2つの配向領域に対応するように構成される。また、各配向領域は少なくとも2つのサブピクセルに対応するように構成するとしてもよい。また、各配向領域の配向方向は隣接する複数の配向領域の配向方向とは異なる。本発明の別の実施形態によれば、1つのサブピクセルが各配向領域と対応するように配設され、各配向領域の配向方向は隣接する複数の配向領域の配向方向とは異なる。
【0054】
図1Dから図1Oについて、配向膜形成層200の第1配向領域212、第2配向領域214、第3配向領域216および第4配向領域218のそれぞれに対して粒子ビーム配向処理が行われる。各工程を以下に詳述する。
【0055】
図1Dに示すように、インクジェット印刷処理によって、配向膜形成層200の第1配向領域212を露出させるように、配向膜形成層200の第2配向領域214、第3配向領域216および第4配向領域218の上に第1マスク層310を形成する。第1マスク層310は例えば、有機材料などの適切な材料から成るとしてもよい。
【0056】
図1Eに示すように、粒子ビーム40を用いて第1方向D1に沿って配向膜形成層200の表面を荒らし、配向膜形成層200の露出部分である第1配向領域212に対して粒子ビーム配向処理を行う。粒子ビーム40は例えば、イオンビームまたは原子ビーム等である。
【0057】
図1Fに示すように、粒子ビーム配向処理が完了すると、第1配向領域212は第1配向方向R1を有するようになる。次に、第1マスク層310を除去する。第1マスク層310の除去は例えば、ウェットエッチング処理を用いて第1マスク層310を剥離することによって行う。このウェットエッチング処理に用いられる製剤は例えば、HSO水溶液、オゾン含有HSO、オゾン含有水溶液等である。しかし、第1マスク層310の除去方法はウェットエッチング処理に限定されない。
【0058】
図1Gに示すように、インクジェット印刷処理によって、配向膜形成層200の第2配向領域214を露出させるように、配向膜形成層200の第1配向領域212、第3配向領域216および第4配向領域218に第2マスク層320を形成する。第2マスク層320は例えば、第1マスク層310と同じ材料から成る。
【0059】
図1Hに示すように、粒子ビーム40を用いて第2方向D2に沿って配向膜形成層200の表面を荒らし、配向膜形成層200の露出部分である第2配向領域214に対して粒子ビーム配向処理を行う。
【0060】
図1Iに示すように、粒子ビーム配向処理が完了すると、第2配向領域214は第2配向方向R2を有するようになる。次に、第2マスク層320を除去する。
【0061】
図1Jに示すように、インクジェット印刷処理によって、配向膜形成層200の第3配向領域216を露出させるように、配向膜形成層200の第1配向領域212、第2配向領域214および第4配向領域218に第3マスク層330を形成する。第3マスク層330は例えば、第1マスク層310と同じ材料から成る。
【0062】
図1Kに示すように、粒子ビーム40を用いて第3方向D3に沿って配向膜形成層200の表面を荒らし、配向膜形成層200の露出部分である第3配向領域216に対して粒子ビーム配向処理を行う。
【0063】
図1Lに示すように、粒子ビーム配向処理が完了すると、第3配向領域216は第3配向方向R3を有するようになる。次に、第3マスク層330を除去する。
【0064】
図1Mに示すように、インクジェット印刷処理によって、配向膜形成層200の第4配向領域218を露出させるように、配向膜形成層200の第1配向領域212、第2配向領域214および第3配向領域216に第4マスク層340を形成する。第4マスク層340は例えば、第1マスク層310と同じ材料から成る。
【0065】
図1Nに示すように、粒子ビーム40を用いて第4方向D4に沿って配向膜形成層200の表面を荒らし、配向膜形成層200の露出部分である第4配向領域218に対して粒子ビーム配向処理を行う。
【0066】
図1Oに示すように、粒子ビーム配向処理が完了すると、第4配向領域218は第4配向方向R4を有するようになる。次に、第4マスク層340を除去する。
【0067】
以上の工程を経て能動素子アレイ基板700が完成する。上述した工程において、粒子ビーム40を配向膜形成層200の表面に対して照射する時の方向をさまざまに異ならせたので、第1方向D1、第2方向D2、第3方向D3および第4方向D4は互いに相違する。また、第1配向領域212、第2配向領域214、第3配向領域216および第4配向領域218の配向方向も互いに異なる。つまり、第1配向方向R1、第2配向方向R2、第3配向方向R3および第4配向方向R4は互いに異なる。
【0068】
本実施形態に係る配向膜の配向方法によれば、インクジェット印刷処理を用いて第1マスク層310、第2マスク層320、第3マスク層330および第4マスク層340を形成し、粒子ビームによって第1配向領域212、第2配向領域214、第3配向領域216および第4配向領域218を配向する。インクジェット印刷処理により所定の領域にマスク層を形成することができるので、従来に比べると本発明に係る能動素子アレイ基板製造方法は簡潔でコストが低くなる。
【0069】
絶縁層620は複数の穴部622(図1Cを参照のこと)を有し、各穴部622は配向領域のうちの1つに対応する。このような構成により、所定の配向領域にマスク層を形成すべくインクジェット印刷処理を行う場合、穴部を取り囲む保持壁のおかげでインクジェット印刷処理において噴射される有機材料が、粒子ビームによって処理される配向領域に拡散することはない。例えば、上述した配向処理に含まれる、第1配向領域212の配向工程を示す概略断面図である図1Eを参照する。インクジェット印刷処理によって第1マスク層310を形成する時、第1マスク層310は粒子ビームによって処理される第1配向領域212に拡散していない。
【0070】
さらに、図1Oに示すように、第1配向領域212、第2配向領域214、第3配向領域216および第4配向領域218の配向方向がそれぞれ異なるため、能動素子アレイ基板700と別の基板を用いてLCDパネル(不図示)を製造すると、各配向領域上に位置する液晶分子はそれぞれ異なる方向に配列される。このため、LCDパネルの視聴範囲が大きくなり、広い視野角を達成することができる。また、このようなLCDパネルは能動素子アレイ基板700に配設されたピクセル電極にスリットパターンや突起部を設けることなく広視野角を実現することができる。このため、能動素子アレイ基板700を用いて製造されたLCDパネルではムラが生じにくくなり、高い透過率および開口率を実現できる。
【0071】
本実施形態に係る能動素子アレイ基板製造方法においては、4つの配向領域を持つ配向膜500を形成するとしている。しかし、本発明に係る能動素子アレイ基板製造方法は、必ずしも4つの配向領域を持つ配向膜500を形成するとは限らない。さらに、各サブピクセル600aが対応する配向領域は4つに限定されない。
【0072】
本実施形態に係る能動素子アレイ基板製造方法は、ピクセルアレイ上に複数の穴部622を有する絶縁層620を形成することを含む。しかしながら、本発明に係る能動素子アレイ基板製造方法は、必ずしも複数の穴部622を有する絶縁層620を形成するとは限らず、必ずしもピクセルアレイ上に絶縁層を形成するとは限らない。本発明に係る能動素子アレイ基板製造方法において形成される絶縁層が穴部を有さない場合、また絶縁層を形成しない場合には、所定の配向領域にマスク層を形成するためのインクジェット印刷処理を行うと、噴射される有機材料が拡散するので、形成されたマスク層の端部の形状が平坦でなくなる可能性があり、その結果配向領域の端部の配向が不完全になってしまう。しかし能動素子アレイ基板(不図示)を用いてLCDパネル(不図示)を製造すると、各配向領域の端部はアレイ基板の上方に設けられたカラーフィルタ基板(不図示)のブラックマトリックスの位置に対応するので、配向が不完全な配向領域の端部を隠すことができる。このため、LCDパネルの表示画質に影響はない。
【0073】
図2Aから図2Dは、本発明の一実施形態に係るカラーフィルタ基板製造方法を示す簡略化フローチャートである。能動素子アレイ基板製造方法に含まれる各工程を分かりやすく説明する目的で、上面図と断面図の両方を示している図もある。図2Aに示すように、カラーフィルタ基板製造方法は基板100を準備することを含む。続いて図2Bに示すように、カラーフィルタアレイ800を基板100上に形成する。カラーフィルタアレイ800の形成方法は、基板100上にブラックマトリックス810を形成すること、およびブラックマトリックス810のパターンの間に複数のカラーフィルタパターン820を形成することを含む。こうして複数のサブピクセル800aが形成される。ブラックマトリックス810の厚みは、カラーフィルタパターン820の厚みより大きいとしてもよい。一実施形態によれば、ブラックマトリックス810がまず形成され、続いてカラーフィルタパターン820が形成される。しかし本発明によれば、カラーフィルタパターンをまず形成して、続いてブラックマトリックスを形成することも可能である。
【0074】
図2Cに示すように、カラーフィルタアレイ800上に配向膜形成層200を形成する。配向膜形成層200は上述したものと同じである。各カラーフィルタパターン820は少なくとも2つの配向領域に対応する。本実施形態によれば、各カラーフィルタパターン820は第1配向領域212、第2配向領域214、第3配向領域216および第4配向領域218に対応する。つまり、各サブピクセル800aは第1配向領域212、第2配向領域214、第3配向領域216および第4配向領域218に対応する。
【0075】
本発明によれば、各カラーフィルタパターンは少なくとも2つの配向領域に対応するように構成され、各配向領域は少なくとも2つのカラーフィルタパターンに対応するように構成することができ、各配向領域の配向方向は隣接する複数の配向領域の配向方向と異なる。本発明の別の実施形態によれば、カラーフィルタパターンと配向領域は1対1で対応するように設けられ、各配向領域の配向方向は隣接する複数の配向領域の配向方向とは異なる。
【0076】
続いて、配向膜形成層200の第1配向領域212、第2配向領域214、第3配向領域216および第4配向領域218に粒子ビーム配向処理を行って、配向膜500を形成する。この際に利用する配向方法は図1Dから図1Oに示した方法と同じなので、詳細をここで繰り返し説明することは省略する。図2Dには、完成した配向膜500およびカラーフィルタ基板900だけを示す。ここで、ブラックマトリックス810はカラーフィルタパターン820よりも厚みが大きい。このため、所定の配向領域にマスク層を形成するためにインクジェット印刷処理を行う場合、噴射される有機材料は、ブラックマトリックス810が保持壁として機能するため、粒子ビームによって処理される隣接する配向領域に拡散することはない。図3は、例として、この配向処理に含まれる第1配向領域212の配向工程を示す概略断面図である。インクジェット印刷処理によって第1マスク層310を形成する場合、ブラックマトリックス810がその高さのため保持壁として機能するので、第1マスク層310が、第4配向領域218から、粒子ビームで処理される隣接する第1配向領域212に拡散することを防げる。
【0077】
図2Dに示すように、第1配向領域212、第2配向領域214、第3配向領域216および第4配向領域218の配向方向がそれぞれ異なるため、カラーフィルタ基板900および別の基板を用いて製造したLCDパネル(不図示)は、広い視聴範囲を達成することができる。また、このようなLCDパネルは、カラーフィルタ基板900にスリットパターンや突起部を設けることなく広視野角を実現することができる。このため、カラーフィルタ基板900を用いて製造したLCDパネルではムラが生じにくくなり、高い透過率および開口率を実現できる。
【0078】
本実施形態に係るカラーフィルタ基板製造方法においては、4つの配向領域を持つ配向膜500を形成するとしている。しかし、本発明に係るカラーフィルタ基板製造方法は、必ずしも4つの配向領域を持つ配向膜500を形成するとは限らない。さらに、各カラーフィルタパターン820が対応する配向領域は4つに限定されない。
【0079】
本実施形態に係るカラーフィルタ基板製造方法によれば、ブラックマトリックス810はカラーフィルタパターン820よりも大きい厚みを持つ。しかしながら、本発明に係るカラーフィルタ基板製造方法では、必ずしもカラーフィルタパターン820よりも厚みが大きいブラックマトリックス810を形成するとは限らない。別の実施形態においては、ブラックマトリックス810とカラーフィルタパターン820は略同じ厚みを持つ。このような構成とする場合、所定の配向領域にマスク層を形成するべくインクジェット印刷処理を行うと、噴射された有機材料が拡散するため、形成されたマスク層の端部の形状が平坦でなくなる可能性があり、結果として配向領域の端部の配向が不完全になってしまう。しかし、各配向領域の端部はブラックマトリックス810の位置に対応するので、配向が不完全な配向領域の端部を隠すことができる。このため、このようなカラーフィルタ基板(不図示)を用いてLCDパネル(不図示)を製造しても、その表示画質に影響はない。
【0080】
本発明が提供する、配向膜の配向方法、能動素子アレイ基板製造方法、カラーフィルタ基板製造方法が奏する効果を以下にまとめる。
【0081】
1.本発明に係る能動素子アレイ基板製造方法およびカラーフィルタ基板製造方法によれば、配向膜の配向方法に関して、マスク層の形成にインクジェット印刷処理を利用する。このようにインクジェット印刷処理を用いて所定の領域にマスク層を形成するので、従来に比べて、本発明に係る能動素子アレイ基板製造方法およびカラーフィルタ基板製造方法は簡潔でコストも低くなる。
【0082】
2.本発明に係る能動素子アレイ基板製造方法は、配向膜の形成に上述の配向方法を用いており、製造された能動素子アレイ基板を用いてLCDパネルを製造することができる。このようなLCDパネルは、能動素子アレイ基板に凹部パターンや突起部を形成することなく広い視野角を達成できるので、このような能動素子アレイ基板を用いて製造したLCDパネルではムラが生じにくくなり、高い透過率および開口率を実現できる。
【0083】
3.本発明に係るカラーフィルタ基板製造方法は、配向膜の形成に上述の配向方法を用いており、製造されたカラーフィルタ基板を用いてLCDパネルを製造することができる。このようなLCDパネルは、カラーフィルタ基板に突起部を形成することなく広い視野角を達成できるので、このようなカラーフィルタ基板を用いて製造したLCDパネルではムラが生じにくくなり、高い透過率および開口率を実現できる。
【0084】
本発明の範囲または目的を離れることなく本発明に係る構成をさまざまに変形することができるのは、当業者には明らかである。このことから、本願の請求項およびそれに類するものの範囲内にある限り、さまざまな変形例も本発明の範囲に含まれる。
【出願人】 【識別番号】599010163
【氏名又は名称】友▲達▼光電股▲ふん▼有限公司
【出願日】 平成18年11月21日(2006.11.21)
【代理人】 【識別番号】100104156
【弁理士】
【氏名又は名称】龍華 明裕


【公開番号】 特開2008−3545(P2008−3545A)
【公開日】 平成20年1月10日(2008.1.10)
【出願番号】 特願2006−314000(P2006−314000)