大面積薄膜トランジスタ液晶表示装置（Thin Film Transistor Liquid Crystal Display、TFT-LCD）は、黒色マトリックス（Black Matrix、BM）工程の代替として黒色フォトスペーサー（Black Photo Spacer、BPS）技術を用いてパネルコストを削減し、配列基板側へBPSを移設するBOA（BPS on Array）技術を採用して位置合わせ精度の向上も図っている。従来のBM工程は最初の工程であったが、新しいBPS工程は配列の最後の工程に位置する。BPSの露光成形には配列前工程のメタルマーク（Metal Mark）を用いた高精度な位置合わせが必要である。BPSの透過率が低いため、CCDカメラがBPS越しに前工程のメタルマークを捉えて位置合わせするのが非常に困難である。この技術的課題に対し、露光装置のマーク捕捉原理を解析し、材料顔料組成を調整して異なる透過率のBPS材料を取得した。透過率の異なるBPS材料で露光成形を行い、露光位置合わせプロセスにおける材料透過率の最低要求値と遮光度の最大化を研究した。実験結果より、NSK露光機の位置合わせ光源波長は780〜1000 nmの赤外領域にあり、この波長帯でBPS材料の透過率が23%未満となると位置合わせが失敗することが示された。有機-無機混合の顔料組成を用いることで、有機系混合顔料を置換し、赤外領域で約90%の透過率を得て位置合わせ要件を満足した。さらに硬化成形後は1.2/μmの光学濃度を獲得し、BPS製品の遮光特性要求を満たした。このように作製したBPSパネルの光学指標は製品仕様を満たしている。

TFT-LCD;BPS技術;露光工程;マーク位置合わせ;透過率