(57)【要約】  【課題】本発明は、共通電極をエッチング法によりパターン形成し、かつ、配向規制用の突起を有している液晶表示装置用基板を安価に製造することである。  【解決手段】対向して配置される対向基板とともに負の誘電率異方性を有する液晶を挟持する基板において、基板全面に共通電極を形成した後、共通電極上にポジ型レジストを塗布し、フォトリソ法によりパターン露光・現像して、不要部分のポジ型レジストを除去してから、エッチングにより共通電極のパターンを形成し、さらに、残存するポジ型レジストをパターン露光・現像して、表示領域の共通電極上にポジ型レジストのパターンを形成することを特徴とする液晶表示装置用基板の製造方法である。【選択図】図１
2010026207.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上の表示領域に少なくとも共通電極を有する基板と、これに対向して配置される対向基板との間隙に負の誘電率異方性を有する液晶を挟持してなる液晶表示装置に用いられる液晶表示装置用基板の製造方法において、該共通電極を有する基板を以下の工程を順次行うことにより製造することを特徴とする液晶表示装置用基板の製造方法。
（Ａ）基板の全面に共通電極を形成する工程
（Ｂ）共通電極が形成された基板全面にポジ型レジストを塗布する工程
（Ｃ）パターン露光・現像により表示領域以外のポジ型レジストと共通電極を除去する工程
（Ｄ）表示領域に残存するポジ型レジストをパターン露光・現像することにより表示領域の共通電極上にレジストパターンを形成する工程
【請求項２】
前記（Ｄ）工程で得られたレジストパターンが、前記液晶を配向規制するための分割配向用突起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用基板の製造方法。
【請求項３】
前記基板が着色層を備えたカラーフィルタ基板であることを特徴とする請求項１または２に記載の液晶表示装置用基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置を構成する液晶表示装置用基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、一般的に透明電極を備えた２枚の基板を一定の間隔で保持し、前記両基板間に液晶を封入した表示装置であり、両透明電極間に電圧を印加して液晶を駆動させ、光の透過率を制御することにより所望の表示が得られる。アクティブマトリックス型液晶表示装置は、一般的に各画素をスイッチングする薄膜トランジスタ（ＴＦＴ；Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）が形成されたＴＦＴ基板と、共通電極が形成された対向基板とで構成される。液晶表示装置は、薄型、軽量、低消費電力といった利点を有しており、さまざまな分野で用いられている。近年、液晶表示装置に対する視野角特性や表示品位の改善が強く要求されており、これを実現する手段として、ＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌｌｙ  Ａｌｉｇｎｅｄ）モード（垂直配向型）の液晶表示装置が提案されている。中でも基板上の液晶層側に配置した突起により配向を制御すること（ドメイン規制）により、画素内部における液晶分子の傾斜方向を複数の領域に分割するＭＶＡ（Ｍｕｌｔｉ−ｄｏｍａｉｎ  Ｖｒｅｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）方式の液晶表示装置が提案されている。
【０００３】
上記配向制御用の突起は、ドメイン規制のため、画像表示領域の画素内に斜めの線状（例えば、特許文献１）や平行もしくは垂直の線状（例えば、特許文献２）や点状（例えば、特許文献３）などのパターンで形成される。前記突起は、少なくとも共通電極上に形成され、樹脂等の誘電体材料を用いて、フォトリソ加工等により形成される。
【０００４】
共通電極は、透明導電膜により形成され、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｈｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）が広く利用されている。ＩＴＯの成膜方法としては、スパッタリング法、イオンプレーティング法、真空蒸着法などの各種成膜方法が知られている。共通電極をパターン化する方法としては、成膜後にフォトリソ加工などを用いてパターン化するエッチング法や、成膜時にパターン形成部が開口部となっている金属マスクを使用して膜形成・パターン化を行うマスク成膜法が知られている。しかし、前者のエッチング法ではフォトリソ工程を必要とするため、工程が長く、コストが高くなるといった欠点がある。そのため、一般的には後者の金属マスクを使用するマスク成膜法が採用されている（特許文献１）。
【０００５】
しかしながら、近年、中小型の液晶表示装置において、その生産性をより向上させるため、１枚の基板から得られる液晶表示装置が多くなるよう面数を可能な限り多く配置している。このため、マスク成膜法では、面間隔が狭くなることで金属マスクの桟が細くなり、マスク作成が困難となり、マスク成膜法の適用が不可能となる。そこで、エッチング法によるパターン化を適用する傾向にある。また、液晶表示装置の画質品位向上や信頼性向上の要求により、従来よりも厳しい位置精度が要求され、そういった点からもエッチング法が適用される。
このように、生産性を向上させるため、基板内に配置する面数を最大限にしても、ＩＴＯ膜のパターン化方法でマスク成膜法の提供が困難となり、エッチング法を適用するため、かえって工程が増えてしまい、共通電極を有する基板の製造コストが高くなってしまうといった問題が発生する。
【特許文献１】特開２０００−０１７４２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、共通電極をエッチング法によりパターン形成し、かつ、共通電極上にレジストパターンを有している液晶表示装置用基板を安価に製造することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明のカラーフィルタは以下の構成をとる。
（１）基板上の表示領域に少なくとも共通電極を有する基板と、これに対向して配置される対向基板との間隙に負の誘電率異方性を有する液晶を挟持してなる液晶表示装置に用いられる液晶表示装置用基板の製造方法において、該共通電極を有する基板を以下の工程を純司行うことにより製造することを特徴とする液晶表示装置用基板の製造方法。
（Ａ）基板の全面に共通電極を形成する工程
（Ｂ）共通電極が形成された基板全面にポジ型レジストを塗布する工程
（Ｃ）パターン露光・現像により表示領域以外のポジ型レジストと共通電極を除去する工程
（Ｄ）表示領域に残存するポジ型レジストをパターン露光・現像することにより表示領域の共通電極を形成する工程
（２）前記（Ｄ）工程で得られたレジストパターンが、前記液晶を配向規制するための分割配向用であることを特徴とする前記（１）に記載の液晶表示装置用基板の製造方法。
（３）前記基板が着色層を備えたカラーフィルタ基板であることを特徴とする前記（１）または（２）に記載の液晶表示装置用基板の製造方法。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、フォトリソ法によるエッチングにてパターン形成された共通電極と共通電極上にレジストを有している液晶表示装置用基板を安価に製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明は、対向して配置される対向基板とともに負の誘電率異方性を有する液晶を挟持する基板において、基板全面に共通電極を形成した後、共通電極上にポジ型レジストを塗布し、フォトリソ法によりパターン露光・現像して、不要部分のポジ型レジストを除去してから、エッチングにより共通電極のパターンを形成し、さらに、残存するポジ型レジストをパターン露光・現像して、表示領域の共通電極上にポジ型レジストのパターンを形成することを特徴とする液晶表示装置用基板の製造方法である。
【００１０】
本発明の実施の形態の一例を図１に示す。
本発明で使用する基板は、特に限定されず、光線透過率が高く、機械的強度、寸法安定性が優れたガラスが最適であるが、他にポリイミド樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂などのプラスチック板も使用できる。また、基板上に着色層、保護層、液晶ギャップ調整層などの有機膜を形成する場合には、有機膜材料として、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、尿素樹脂、アクリル樹脂、ポリビニールアルコール樹脂、メラミン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリイミド樹脂よりなる群から選ばれた少なくとも１つの樹脂が好適に使用される。
【００１１】
本発明の共通電極は、可視光領域の透過率が高く、抵抗値が低い材質が用いられ、例えば、酸化インジウム、酸化スズ、酸化インジウムと酸化スズの混合物（以下、ＩＴＯと称する）、などが好適に用いられ、厚みは１００〜３０００オングストロームのものが好適に使用される。
【００１２】
共通電極の成膜方法は、特に限定はされず、真空蒸着法、ＣＶＤ法、スパッタリング法などの物理的・化学的な各種成膜方法が使用できる。成膜温度は、特に限定されず、２０〜３００℃であることが好ましく、１００〜２３０℃の範囲がより好ましい。より好ましくは、１００〜１５０℃の範囲であり、電極膜を非晶質状態で形成し、エッチングを残渣なく容易にすることができる。非晶質状態で成膜した場合や、より安定して透過率や抵抗値の特性を得るためにアニール処理が好適に用いられる。アニール温度は、２００〜３００℃であることが好ましく、２２０〜２５０℃の範囲がより好ましい。アニールは、成膜後の任意のタイミングで実施すればよく、好適に成膜直後もしくは最終工程で実施される。
【００１３】
本発明のポジ型レジストは、熱可塑性樹脂のノボラック系レジストや化学増幅型レジスト、アジド化合物系レジストなどが好んで使用される。特にノボラック系レジストは、安価で加工安定性が良好なため、好適に使用される。
【００１４】
本発明に使用されるエッチング液は、塩化鉄水溶液や王水、蓚酸などが使用される。特に、弱酸である蓚酸は、下地の有機膜やレジスト剤に与えるダメージが少ないため、好適に使用される。
本発明のレジストパターンは、特に限定はされず、各画素内に線状や点状などの形状であり、画素内に単数もしくは複数の突起が形成される。
【実施例】
【００１５】
以下に本発明の実施例について説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００１６】
実施例１
本発明の液晶表示装置用基板の一例としてカラーフィルタ基板について説明する。
一つの基板から、最大限、液晶表示装置が得られるよう表示領域の間隔はスクライブを考慮して、０．５ｍｍとし、隣接する表示領域の共通電極パターンの間隔は２．０ｍｍ、引出端子の部分はさらに細く、１．０ｍｍとなるよう表示領域を配置する設計とした。
基板に無アルカリガラス（日本電気硝子（株）製、ＯＡ−１０）を用いて、長さ６２０ｍｍ、幅７５０ｍｍ、厚さ０．５ｍｍの透明基板に、カーボンブラックからなる黒色顔料、ポリアミック酸、溶剤を攪拌混合して得られた非感光性黒色ペーストをスピンコートした。
その後、１１０℃で１５分間加熱し仮硬化し、膜厚１．５μｍのポリイミド前駆体膜を得た。この膜上にノボラック樹脂系レジスト（ロームアンドハース電子材料株式会社製、ＳＣ３２Ａ−１６）をスピンコートし、８０℃で２０分加熱乾燥して膜厚１．０μｍのレジスト膜を得た。次いで、フォトマスクを介して紫外線露光した後、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド２．４重量％の水溶液からなる現像液を用いて不要部分のフォトレジストおよびポリイミド前駆体膜をエッチング除去した後、残ったフォトレジストをメチルセルソロブアセテートにより除去した。これを３００℃で３０分加熱し、本硬化して、所定形状の遮光層を形成した。
【００１７】
次にポリアミック酸、赤顔料、溶剤からなる非感光性赤色ペーストをスピンコートの後、１１０℃で１５分間加熱し仮硬化し、膜厚１．５μｍのポリイミド前駆体膜を得て、この膜上にポジ型フォトレジストをスピンコートし、８０℃で２０分加熱乾燥した膜厚１．０μｍのレジスト膜を得た。次いで、フォトマスクを介して紫外線露光をした後、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド２．４重量％の水溶液からなる現像液を用いて不要部分のフォトレジストおよびポリイミド前駆体膜をエッチング除去した後、残ったフォトレジストをメチルセルソロブアセテートにより除去した。これを３００℃で３０分加熱し、本硬化して、所定形状の赤色着色パターニング層を得た。同様にして緑色着色パターニング層、青色着色パターニング層のそれぞれを形成した。
【００１８】
さらにアクリル製の感光性保護材料（ＪＳＲ製、オプトマーＳＳ６９９７）をスピンコートの後、２４０℃で３０分加熱し、本硬化して保護層を得た。
その後、ＤＣマグネトロンスパッタリングにより、共通電極であるＩＴＯ膜を基板全面に成膜し、膜厚１５０ｎｍの電極層を形成した。成膜温度は１２０℃とし、得られたＩＴＯ膜は非晶質状態であった。
【００１９】
次に、ポジ型ノボラック樹脂系レジスト（ロームアンドハース電子材料株式会社製、ＳＣ４３Ａ−１３．５）をスピンコートし、８０℃で２０分加熱乾燥して膜厚１．６μｍのレジスト膜を得た。次いで、共通電極のパターンが描画されたフォトマスクを介して、紫外線露光をした後、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド２．４重量％の水溶液からなる現像液を用いて不要部分のレジストを除去した。さらに、蓚酸５％の水溶液からなるエッチャントを用いて不要部分のＩＴＯ膜を除去した。
【００２０】
次に、配向規制用突起のパターンが描画されたフォトマスクを介して、再び紫外線露光をした後、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド２．４重量％の水溶液からなる現像液を用いて不要部分のレジストを除去した。これを２４０℃で３０分加熱し、レジスト膜を本硬化して、所定形状の配向規制用突起を得ると共に、電極層をアニールして、所望の特性を得ることができた。
【００２１】
このように、基板上に配置する表示領域の間隔を最小にして、配置数を最大限にすることができ、かつ、製造に関わる工程数を削減することでコストアップを最小限に抑えて液晶表示装置用基板を製造することができた。
【００２２】
比較例１
実施例１と同様に基板上に表示領域を配置した設計とし、ガラス基板上に、遮光層、着色層、保護層、ＩＴＯ膜を形成した。
次いで、ポジ型ノボラック樹脂系レジストをスピンコートし、加熱乾燥して膜厚１．０μｍのレジスト膜を得た。次いで、フォトマスクを介して、紫外線露光をした後、現像液を用いて不要部分のレジストを除去した。さらに、蓚酸５％の水溶液からなるエッチャントを用いて不要部分のＩＴＯ膜を除去し、さらにテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド５．０重量％からなる剥離液を用いて、レジスト膜を剥離して、共通電極層を得た。
【００２３】
さらに、配向規制用突起の形成のため、再びポジ型ノボラック樹脂系レジストを塗布して、フォトマスクを介して、紫外線露光し、現像液を用いて不要部分のレジストを除去し、加熱し、レジスト膜を本硬化して、所定形状の配向規制用突起を得ることができた。
【００２４】
このようにして得られた液晶表示装置用基板は、共通電極を形成するためのフォトリソ工程と配向規制用突起を形成する工程と工程数が増加したため、大幅なコストアップとなった。
【００２５】
比較例２
実施例１と同様に基板上に表示領域を配置した設計とし、ガラス基板上に、遮光層、着色層、保護層を形成した。
【００２６】
次いで、共通電極のパターン部分を開口した金属マスクを用いて、マスク成膜法により、ＩＴＯ膜を形成した。使用した金属マスクの桟は、表示領域間の部分が２ｍｍ、引出端子部分は１ｍｍと非常に細いため、強度が不十分であり、金属マスクにひずみや曲がりなどがみられた。
【００２７】
このようにして得られた共通電極のパターンは、金属マスクの歪みや曲がりに起因して、成膜時に金属マスクの浮きや曲がりが発生し、形成された共通電極パターンには浮きによる電極境界が不明瞭になるボケや曲がりによるパターン不良や保護膜へのキズなどの不良が多く見られた。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明に係る実施の形態の一例を示す加工フロー図である。
【符号の説明】
【００２９】
１：基板
２：表示領域
３：共通電極
４：ポジ型レジスト
５：レジストパターン
【図１】
2010026207.tif 000003