(57)【要約】【課題】平坦化膜やオーバーコート膜中の不純物に起因する配向不良を確実に防止する。【解決手段】基板上に樹脂膜を塗布，硬化した後、高温条件下で一定期間放置し、上記硬化反応を十分に促進する。この後、沸騰水や極性溶媒、現像液等を洗浄液として、樹脂膜中に存在する未反応成分や溶剤等の不純物を洗浄，除去する。そして、このようにして樹脂膜中の不純物を十分に除去した後、配向膜を形成する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に樹脂膜を塗布，硬化する樹脂膜形成工程と、上記樹脂膜の上に配向膜を形成する配向膜形成工程とを有する液晶装置の製造方法であって、
上記樹脂膜形成工程と上記配向膜形成工程との間に上記樹脂膜の洗浄工程を備えたことを特徴とする、液晶装置の製造方法。
【請求項２】
上記樹脂膜の洗浄液に温水又は沸騰水を用いることを特徴とする、請求項１記載の液晶装置の製造方法。
【請求項３】
上記樹脂膜は感光性樹脂からなり、
上記樹脂膜の洗浄液に上記樹脂膜の現像液を用いることを特徴とする、請求項１記載の液晶装置の製造方法。
【請求項４】
上記樹脂膜の洗浄液に極性溶媒を用いることを特徴とする、請求項１記載の液晶装置の製造方法。
【請求項５】
上記樹脂膜の洗浄液に上記配向膜の溶剤を用いることを特徴とする、請求項４記載の液晶装置の製造方法。
【請求項６】
上記洗浄工程は、上記樹脂膜形成工程後、上記基板を所定の温度雰囲気下で所定時間放置した後に行なわれ、
上記基板の放置時間は、雰囲気温度の増大に伴って短くなるように設定されたことを特徴とする、請求項１〜５のいずれかの項に記載の液晶装置の製造方法。
【請求項７】
上記洗浄工程は、上記樹脂膜形成工程後、８０℃以上の雰囲気下で２４時間以上放置した後に行なわれることを特徴とする、請求項６記載の液晶装置の製造方法。
【請求項８】
上記洗浄工程は、上記樹脂膜形成工程後、６０℃以上の雰囲気下で４８時間以上放置した後に行なわれることを特徴とする、請求項６記載の液晶装置の製造方法。
【請求項９】
上記洗浄工程は、上記樹脂膜形成工程後、４０℃以上の雰囲気下で１６８時間以上放置した後に行なわれることを特徴とする、請求項６記載の液晶装置の製造方法。
【請求項１０】
上記洗浄工程は、上記樹脂膜形成工程後、２５℃以上の雰囲気下で２４０時間以上放置した後に行なわれることを特徴とする、請求項６記載の液晶装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶装置の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液晶装置の分野では、これを構成する基板表面に設けられた樹脂膜（例えば、平坦化膜，オーバーコート膜，層間絶縁膜）の影響により、配向不良を生じることが知られている。従来、このような配向不良に対して、樹脂材を変更することで対処していた（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−８６９０６号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のように樹脂材を変更した場合、例えば液晶装置の上下基板を貼り合わせる際にシールの密着性が低下する等の副作用を生じる虞がある。また、上述の方法では、ＴＦＴアレイ基板やカラーフィルタ基板毎に適正な樹脂材を選定せねばならず、工程管理上好ましくない。
さらに、初期配向が良好な場合であっても、高温通電試験や高温高湿通電試験を行なうと配向不良を生じる場合がある。このような配向不良は信頼性配向不良と呼ばれ、樹脂材を好適に選択した場合であっても発生することがあった。
本発明は、上述の課題に鑑み創案されたもので、樹脂膜に起因した配向不良の発生を確実に防止できるようにした、液晶装置の製造方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、信頼性配向不良の原因を調査した結果、上記信頼性配向不良は、時間の経過と共に樹脂膜表面に溶出してくる樹脂膜中の未反応成分や残留溶剤等の不純物に起因していることを見出した。
【０００６】
つまり、アクリル樹脂やエポキシ樹脂等の樹脂膜を硬化する手段としては、通常、熱や紫外線等が用いられるが、硬化工程直後には、まだ硬化が完全には終了しておらず、樹脂膜中には未反応成分や溶剤が僅かに残っている。従来、液晶装置を構成する基板には、樹脂膜が塗布，硬化された後、この樹脂膜を洗浄することなく、あるいは洗浄しても樹脂膜中の未反応成分や溶剤が十分除去されないままで、透明電極や配向膜が形成されていた。このため、上述の透明電極や配向膜を形成する工程で樹脂膜中の上記不純物が樹脂膜表面に溶出することと、この不純物中のイオン成分により液晶に直流成分が加わることとの相乗効果により、信頼性配向不良が生じていることがわかった。
【０００７】
そこで、本発明者は、樹脂膜を硬化した後、透明電極や配向膜を形成する前に、一旦この樹脂膜を洗浄することで、樹脂膜から溶出する不純物を充分に除去する構想に想い到った。すなわち、上記目的を達成するために、本発明の液晶装置の製造方法は、基板上に樹脂膜を塗布，硬化する樹脂膜形成工程と、上記樹脂膜の上に配向膜を形成する配向膜形成工程とを有する液晶装置の製造方法であって、上記樹脂膜形成工程と上記配向膜形成工程との間に上記樹脂膜の洗浄工程を備えたことを特徴とする。
このように配向膜形成前に洗浄工程を設けて不純物を十分に除去することで、上記不純物の液晶配向性への影響を確実に防止できる。
【０００８】
なお、上記樹脂膜の洗浄液としては温水や沸騰水を用いることができる。このように室温（例えば２５℃）よりも高い温度の純水を用いることで、樹脂膜中の不純物が洗浄液中に溶出し易くなり、高い洗浄能力を発揮できる。
また、上記樹脂膜が感光性樹脂からなる場合には、洗浄液として、上記純水よりも洗浄効果の高い上記樹脂膜の現像液を用いることが好ましい。この場合も、現像液の温度が高い程、洗浄効果が高まるため好ましい。
【０００９】
さらに、洗浄液に極性溶媒を用いることもできる。このように極性溶媒を用いた場合でも、純水よりも高い洗浄効果を期待できる。なお、極性が強すぎる場合には硬化した樹脂膜が一部溶解される虞があるため、このような極性溶媒としては、一般に配向膜の溶剤として用いられているＤＭＡｃ（ジメチルアセトアミド）やＮＭＰ（Ｎ−メチルピロリドン）等を用いることが好ましい。本発明者らの研究により、洗浄工程を設けない従来の製造方法では、上記不純物は樹脂膜と配向膜との界面に溜まり易いことが判明している。このため、洗浄液に配向膜の溶剤を用いた場合に、不純物に対する高い溶出効果を期待できる。また、配向膜形成工程では下地の樹脂膜を溶解させる程強い極性を持った溶剤が使用されることはないため、このような配向膜の溶剤を洗浄液として用いることで、上記樹脂膜の傷つきや、樹脂膜の溶解による新たな不純物の発生を防止することができる。
【００１０】
ところで、更なる研究により、上記洗浄工程を樹脂膜形成工程後、一定の時間放置してから行なうことにより、配向不良の発生が一層抑制されることが判明した。これは、基板を放置する間に上記未反応成分の硬化反応が促進されるためである。このような硬化反応は、基板雰囲気の温度を高めることで促進されるため、基板雰囲気を高温にすることで上記放置時間を短縮することができる。具体的には、後述の［実施例］の項に示すように、上記基板を室温（２５℃）以上の雰囲気下で放置する場合には、上記洗浄工程を、上記樹脂膜形成工程後、２４０時間以上放置した後に行なうことが望ましい。また、基板を４０℃以上の雰囲気下で放置する場合には、上記洗浄工程を、上記樹脂膜形成工程後、１６８時間以上放置した後に行なうことが望ましい。基板を６０℃以上の雰囲気下で放置する場合には、上記洗浄工程を、上記樹脂膜形成工程後、４８時間以上放置した後に行なうことが好ましい。さらに、基板を８０℃以上の雰囲気下で放置する場合には、上記洗浄工程を、上記樹脂膜形成工程後、２４時間以上放置した後に行なうことが望ましい。
【００１１】
このように上記樹脂膜形成工程後、上記基板を所定の温度雰囲気下で所定時間放置した後に上記洗浄工程を行なうようにすることで、信頼性配向不良をより確実に防止できる。この際、基板の放置時間が雰囲気温度の増大に伴って短くなるように設定されることで、上記雰囲気温度による基板へのダメージと生産性との兼ね合いを図ることができる。つまり、雰囲気温度を高くすることで放置時間を短くし生産性を向上できる一方、放置時間を長くすることで雰囲気温度を下げ、基板へのダメージを極力抑えることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
［第１実施形態］
以下、図１〜図３を参照しながら本発明の第１実施形態に係る液晶装置について説明する。図１は本実施形態の液晶装置の要部構造を示す断面図、図２，図３はいずれも液晶装置の製造工程を説明するためのフローチャートである。なお、以下の全ての図面においては、図面を見やすくするため、各構成要素の膜厚や寸法の比率などは適宜異ならせてある。
【００１３】
図１に示すように、本実施形態の液晶装置は、アクティブマトリクス基板１０と、対向基板２０と、基板１０，２０の間に保持される光変調層としての液晶層４０とを備えている。
【００１４】
アクティブマトリクス基板１０には、ガラスやプラスチック等からなる基板本体１０Ａの上に、複数の走査線，信号線が縦横に配され、各走査線，信号線の交差部に対応してＴＦＴ（薄膜トランジスタ）３０が設けられている。ＴＦＴ３０は、基板１０Ａの下地保護膜１１上に設けられており、下層側から順に、半導体膜３１，ゲート絶縁膜３２，ゲート電極３３が積層されている。なお、ゲート電極３３は走査線と一体に形成されている。
【００１５】
また、基板１０Ａの上には、走査線，信号線等の各種配線やＴＦＴ３０を覆うように平坦化膜としてのアクリル系の樹脂膜１２が設けられ、更にこの樹脂膜１２の上にＩＴＯ等からなる画素電極１４が設けられている。樹脂膜１２にはＴＦＴ３０のドレイン部に通じるコンタクトホール１２ａが設けられており、画素電極１４は、このコンタクトホール１２ａを介してＴＦＴ３０に導電接続されている。
そして、上述のように構成された基板１０には更に、画素電極１４，樹脂膜１２を覆うように、ポリイミド等からなる配向膜１５が設けられている。
【００１６】
一方、対向基板２０には、ガラスやプラスチック等からなる基板本体２０Ａ上に、カラーフィルタ層２３が設けられ、このカラーフィルタ層２２の上にオーバーコート膜としてのエポキシ系の樹脂膜２３が設けられている。そして、この樹脂膜２３の上に、ＩＴＯ等からなる共通電極２４が設けられ、更に、この共通電極２４上にポリイミド等からなる配向膜２５が設けられている。
【００１７】
上述の各基板１０，２０は以下のような方法により製造される。
アクティブマトリクス基板１０に関しては、図２に示すように、まず、ガラス基板等からなる基板本体１０Ａ上に、走査線，信号線，ＴＦＴ３０等からなる回路部を形成する（ステップＡ１）。
次に、この回路部の上にアクリル系の感光性樹脂を塗布し（ステップＡ２）、露光，現像によりコンタクトホール１２ａを形成した後、上記樹脂を熱硬化する（ステップＡ３）。
【００１８】
このような硬化工程を経て、回路部の上に平坦化膜としての樹脂膜１２が形成されるが、硬化直後には、まだ硬化が完全に終了しておらず、樹脂膜１２中には未反応成分や溶剤が僅かに残っている。このような未反応成分や溶剤等の不純物は時間の経過と共に樹脂膜１２の表面に溶出し液晶配向性に悪影響を及ぼすため、本実施形態では、樹脂膜１２の硬化後に、基板１０Ａを４０℃雰囲気下で７２時間放置して、このような未反応成分の硬化を促進し（ステップＡ４）、最後に残った未反応成分や溶剤を６０℃の温純水（洗浄液）を用いて洗浄し除去する（ステップＡ５）。なお、未反応成分の硬化反応は、基板の雰囲気温度を高めることにより促進される（［実施例］参照）ため、例えば雰囲気温度を４０℃よりも高くすることで放置時間を短縮することができる。また逆に、放置時間を長くし雰囲気温度を４０℃よりも低くすることで、高温雰囲気による基板への悪影響を抑えることも可能である。
【００１９】
次に、樹脂膜１２の上にＩＴＯをスパッタし（ステップＡ６）、続いてこのＩＴＯをパターニング（ステップＡ７）して画素電極１４を形成する。
そして、最後に、画素電極１４及び樹脂膜１２を覆うように基板全面にポリイミド溶液等を塗布，焼成し、ラビング処理を施して配向膜１５を形成する（ステップＡ８）。
以上により、アクティブマトリクス基板１０が製造される。
【００２０】
一方、対向基板２０に関しては、図３に示すように、まず、基板本体２０Ａの上に、カラーフィルタ層２２を形成し（ステップＢ１）、この上にエポキシ系の樹脂を塗布する（ステップＢ２）。その後、上記樹脂を熱硬化してオーバーコート膜としての樹脂膜２３を形成する（ステップＢ３）。
【００２１】
次に、上記樹脂膜２３中の未反応成分の硬化反応を促進するために、上記基板２０Ａを高温雰囲気下で一定時間放置し（ステップＢ４）、その後、温純水により残った未反応成分や溶剤を洗浄除去する（ステップＢ５）。なお、このオーバーコート膜としての樹脂膜２３と、平坦化膜としての樹脂膜１２とは必ずしも同じ材料である必要はなく、各基板に対して好適な材料を選択することができる。基板１０，２０に対して異なる材料を用いた場合には、高温放置工程（ステップＡ４，Ｂ４）における放置時間や雰囲気温度は、基板１０と基板２０とで異なる値に設定することができる。
【００２２】
次ぎに、樹脂膜２３の上にＩＴＯをスパッタして共通電極２４を形成し（ステップＢ６）、続いて、共通電極２４及び樹脂膜２３を覆うように基板全面にポリイミド溶液等を塗布，焼成し、ラビング処理を施して配向膜２５を形成する（ステップＢ７）。
以上により、対向基板２０が製造される。
【００２３】
そして、上述のように構成された基板１０，２０は、スペーサ（図示略）によって互いに一定に離間された状態で保持されるとともに、基板周辺部に枠状に塗布されたシール材（図示略）によって接着される。そして、基板１０，２０及びシール材によって密閉された空間に液晶が封入されて液晶層（光変調層）４０が形成される。
【００２４】
このように本実施形態では、樹脂膜１２，２３を硬化後、配向膜１５，２５を形成する前に、上記樹脂膜１２，２３を洗浄しているため、上記硬化工程において十分に硬化されずに残った未反応成分や溶剤が除去され、信頼性配向不良の発生を効果的に防止することができる。
また、洗浄液に室温（例えば２５℃）よりも高い温純水を用いているため、上記未反応成分が洗浄液中に溶出し易くなり、洗浄効果を一層高めることができる。
さらに、本実施形態では、洗浄工程前に、樹脂膜１２，２３を硬化した基板を一定時間放置しているため、この間に上記未反応成分の硬化反応が進み、除去すべき未反応成分の量が減少する。これにより、信頼性配向不良の発生をより確実に防止することができる。またこの際、基板雰囲気を高温にして上記硬化反応を促進しているため、放置時間を短縮して製造効率を高めることできる。
【００２５】
［第２実施形態］
次に、図４を参照しながら、本発明の第２実施形態に係る液晶装置の製造方法について説明する。
本実施形態は、上記第１実施形態の液晶装置の製造方法において、アクティブマトリクス基板１０の基板放置工程と洗浄工程（図２のステップＡ４，Ａ５参照）とを変形したものである。
【００２６】
すなわち、本実施形態では、基板１０Ａ上に樹脂膜１２を塗布，硬化した後、基板１０Ａを６０℃雰囲気下で２４時間放置し、樹脂膜１２中の未反応成分の硬化を促進する（ステップＣ４）。そして、残った未反応成分を樹脂膜１２の現像液である２０％ＴＭＡＨ（テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド）液（商品名：トクソーＳＤ−２０）を用いて洗浄除去する（ステップＣ５）。この洗浄液としての現像液には、コンタクトホール１２ａを形成する工程（ステップＣ３）で用いた現像液と同様のものを用いることができる。
そして、これ以外の工程Ｃ１〜Ｃ３，Ｃ６〜Ｃ８については、それぞれ上記第１実施形態の工程Ａ１〜Ａ３，Ａ６〜Ａ８と同様であるため、説明を省略する。
【００２７】
したがって、本実施形態でも樹脂膜１２中の未反応成分を除去して配向信頼性の高い液晶装置を製造できるが、本実施形態では洗浄液に樹脂膜１２の現像液を用いているため、上記第１実施形態の方法に比べて未反応成分をよりよく除去できる。また、放置温度を高く設定しているため、上記第１実施形態のものより放置時間を短縮でき、製造効率が高い。
【００２８】
次に、図５を参照しながら、本発明の第３実施形態に係る液晶装置の製造方法について説明する。
本実施形態は、上記第１実施形態の液晶装置の製造方法において、対向基板２０の基板放置工程と洗浄工程（図３のステップＢ４，Ｂ５参照）とを変形したものである。
【００２９】
すなわち、本実施形態では、基板２０Ａ上にエポキシ系の樹脂膜２３を塗布，硬化した後、基板２０Ａを室温（２５℃）雰囲気下で２４０時間放置し、樹脂膜２３中の未反応成分の硬化を促進する（ステップＤ４）。そして、残った未反応成分を、配向膜２５の溶剤であるＤＭＡｃ（ジメチルアセトアミド）を用いて洗浄除去する（ステップＤ５）。
そして、これ以外の工程Ｄ１〜Ｄ３，Ｄ６〜Ｄ８については、それぞれ上記第１実施形態の工程Ｂ１〜Ｂ３，Ｂ６〜Ｂ８と同様であるため、説明を省略する。
【００３０】
したがって、本実施形態でも樹脂膜２３中の未反応成分を除去して配向信頼性の高い液晶装置を製造できるが、本実施形態では洗浄液に極性溶媒を用いているため、上記第１実施形態の方法に比べて未反応成分をよりよく除去できる。なお、洗浄液は極性溶媒であればよく、上記配向膜２５の溶剤以外のものを用いることも可能であるが、溶媒の極性が強すぎると樹脂膜２３を溶解してしまう虞がある。この点、次工程で実使用される配向膜の溶剤には、オーバーコート膜である樹脂膜２３を溶解させる程の強い極性溶媒は使用されないため、材料選定を行なうまでもなく、このような事態を回避できる。
【００３１】
なお、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
例えば、上述の各実施形態では、基板放置工程，洗浄工程を、樹脂膜硬化工程とＩＴＯスパッタ工程との間に設けているが、上記放置工程及び洗浄工程は、樹脂膜硬化工程と配向膜形成工程との間に行なわれればよく、ＩＴＯパターニング工程の後に行なうことも可能である。
【００３２】
【実施例】
本発明者は、本発明の効果を実証するために、本発明に係る製造方法で液晶装置を製造し、配向不良に関する信頼性評価を行なった。その結果について以下に報告する。
本実施例では、基板放置工程における放置時間と放置温度とを変化させて、初期評価及び信頼性評価を行なった。なお、初期評価は、液晶装置を製造した直後の配向不良（初期配向不良）の有無を目視評価したものであり、信頼性評価は、液晶装置を７０℃駆動した後の配向不良（信頼性配向不良）の有無を目視評価したものである。また、洗浄工程における洗浄液には、配向膜の溶剤を用いている。
【００３３】
【表１】
2004258166.tif 000003
【００３４】
表１において、初期評価及び信頼性評価とも問題ないものを○で示し、初期評価で問題なく、信頼性評価で配向不良が生じたものを△で示し、更に、初期評価及び信頼性評価とも配向不良が生じたものを×で示している。
表１に示すように、室温（２５℃）雰囲気下，４０℃雰囲気下，６０℃雰囲気下，８０℃雰囲気下で基板を放置した場合には、放置時間をそれぞれ２４０時間以上，１６８時間以上，４８時間以上，２４時間以上とすることで、信頼性評価に耐えうる液晶装置を製造できることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る液晶装置の要部断面図である。
【図２】同、液晶装置の製造方法を説明するためのフローチャートである。
【図３】同、液晶装置の製造方法を説明するためのフローチャートである。
【図４】本発明の第２実施形態に係る液晶装置の製造方法を説明するためのフローチャートである。
【図５】本発明の第３実施形態に係る液晶装置の製造方法を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
１０…アクティブマトリクス基板、１２，２３…樹脂膜、１５，２５…配向膜
【図１】
2004258166.tif 000004
【図２】
2004258166.tif 000005
【図３】
2004258166.tif 000006
【図４】
2004258166.tif 000007
【図５】
2004258166.tif 000008