(57)【要約】【課題】  カラーフィルター基板側に反射層を備えた半透過型カラー液晶表示パネルの製造において、カラーフィルター層の現像の際にそのアルカリ現像液により反射層が腐食されていたため、製造工程を増やすことなく簡便に、反射層の腐食等を防止することができるカラー液晶表示パネルの製造方法を提供する。【解決手段】  透過部用カラーフィルター層、反射層及び反射部用カラーフィルター層が設けられた第一基板と、第二基板との間に液晶組成物を介して構成されるカラー液晶表示パネルの製造方法であって、上記第一基板の製造工程は、透明基板上に透過部用カラーフィルター層を形成し、この上にアルミニウム等からなる反射膜を形成し、続いて反射膜上の反射領域にのみ反射部用カラーフィルター層を形成した後に、反射部用カラーフィルター層が形成されていない領域の反射膜をエッチングにより除去して反射層を形成してなるカラー液晶表示パネルの製造方法である。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透過部用カラーフィルター層、反射層及び反射部用カラーフィルター層が設けられ、更に透明電極を備えた第一基板と、透明電極を備えた第二基板とを有し、
第一基板と第二基板との間に液晶組成物を介して構成されるカラー液晶表示パネルの製造方法であって、
該第一基板の製造工程は、透過部用カラーフィルター層、反射膜及び反射部用カラーフィルター層を形成した後に、反射膜をエッチングして反射層を形成してなる
ことを特徴とするカラー液晶表示パネルの製造方法。
【請求項２】
前記第一基板の製造工程は、透過部用カラーフィルター層を形成する工程、反射膜を形成する工程、反射膜上の反射領域に反射部用カラーフィルター層を形成する工程、及び、反射部用カラーフィルター層が形成されていない領域の反射膜をエッチングにより除去して反射層を形成する工程をこの順に含んでなる
ことを特徴とする請求項１記載のカラー液晶表示パネルの製造方法。
【請求項３】
請求項１記載の製造方法により製造されてなることを特徴とするカラー液晶表示パネル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カラー液晶表示パネルの製造方法、及び、カラー液晶表示パネルに関する。より詳しくは、透過反射両用型（半透過型）カラー液晶表示パネルの製造方法、及び、それにより得られるカラー液晶表示パネルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
カラー液晶表示パネルは、カラー表示が可能な液晶表示装置の主要部材であり、液晶駆動用ＩＣ（集積回路）、電源回路、照明装置（バックライト）、入出力配線等の周辺部材とともに液晶表示装置を構成するものである。このようなカラー液晶表示パネルは、情報や映像の表示手段に欠かすことができないものとなっており、近年では、例えば、民生映像機器用モニタ、産業機器用モニタ、情報携帯端末等の表示パネルにおいて、低消費電力、軽量、薄型という液晶表示の特徴を充分に生かした高品位の製品が注目され、その応用分野が広がりつつある。
【０００３】
中でも、透過反射両用型（半透過型）のカラー液晶表示パネルは、光源として外光を用いる反射モードとバックライト光を用いる透過モードとを選択的又は同時に利用することが可能であることから、反射モードにおける低消費電力の利点と透過モードにおける高い視認性の利点とを併せ持ち、携帯電話等の表示画面に多く用いられている。このような半透過型カラー液晶表示パネルは、透過モード（暗所）ではパネル背面に設置されたバックライトから光を照射し、この光が透過部用カラーフィルター層を透過することにより画像を表示させ、また、反射モード（明所）では外光を反射板で反射させ、その反射光が反射部用カラーフィルター層を透過することにより画像を表示させる特徴を持っている。
【０００４】
このような特徴を持たせるために、半透過型カラー液晶表示パネルには、図７に示すように、１ドット内に反射領域ＰＲと透過領域ＰＴとが形成されることが必要である。ここで、１ドット内とは、カラー画像を形成する１画素表示中における赤、緑及び青の各１色単位の範囲をいう。
【０００５】
従来の半透過型カラー液晶表示パネルの一例としては、図６に示すように、透明基板１００と透明基板２００とが液晶層３００を介して対向し、図７に示すように、透明基板１００上の１ドット内の透過領域ＰＴに透過部用カラーフィルター層１１１が形成され、反射領域ＰＲにアルミニウム等の光沢のある金属等からなる反射層１１２ｂと反射部用カラーフィルター層１１３とがこの順に積層形成され、更に透過部用カラーフィルター層１１１及び反射部用カラーフィルター層１１３の上に透明電極を備えており、もう一方の透明基板２００上には、図８に示すように、透明基板２００上に走査線２１１及び信号線２１２が格子状に形成され、走査線２１１と信号線２１２との交差部に配置されたスイッチング素子２１３、及び、スイッチング素子２１３に電気的に接続された透明電極２１４を備えたものが挙げられる。なお、表示エリア１０１内から引き出された各種配線パターンを有する周辺エリア２０１は、シール材１０２の外側の領域に形成されている。
【０００６】
このような構成からなる従来の半透過型カラー液晶表示パネルの一般的な製造方法（以下、製造方法Ａともいう）では、図９（ａ）〜（ｆ）に示すように、まず、透明基板１００の上面に反射膜１１２ａを形成（図９（ａ））し、その上にポジ型のフォトレジスト１１５でエッチングマスクを形成（図９（ｂ）及び（ｃ））し、エッチングにより反射層１１２ｂをパターニング形成する（図９（ｄ））。そして、反射層１１２ｂの上面に重ねるようにして、感光性着色材料の塗布、露光及び現像を繰り返して、赤、緑及び青の各反射部用カラーフィルター層１１３を形成（図９（ｅ））するとともに、反射層１１２ｂが形成されていない領域の透明基板１００の上面にも同様にして、赤、緑及び青の各透過部用カラーフィルター層１１１を形成する（図９（ｆ））。
【０００７】
そして、反射部用カラーフィルター層１１３及び透過部用カラーフィルター層１１１の上に透明電極を形成するとともに、もう一方の透明基板２００に走査線２１１及び信号線２１２を格子状に形成し、更に走査線２１１と信号線２１２との交差部に配置されたスイッチング素子２１３、及び、スイッチング素子２１３に電気的に接続された透明電極２１４を形成し、その後、それぞれ配向制御膜を形成してから、それら２枚の透明基板１００、２００をシール材１０２を介して貼り合わせ、液晶注入口から液晶セル内に液晶を注入することによりカラー液晶表示パネルを完成させていた。
【０００８】
しかしながら、製造方法Ａでは、反射層１１２ｂ上に反射部用カラーフィルター層１１３を成膜する際の位置合わせを正確に行うことが困難であり、反射層１１２ｂと反射部用カラーフィルター層１１３との間に位置ずれが生じ易いという点で工夫の余地があった。
【０００９】
これに対して、図１０（ａ）〜（ｅ）に示すような、別の液晶表示パネルの製造方法（以下、製造方法Ｂともいう）が開示されている（特許文献１参照）。製造方法Ｂは、透明基板１００全面に形成した反射膜１１２ａ上に部分的に第１（反射部用）カラーフィルター層１１３を形成（図１０（ａ）〜（ｃ））して各ドット内の反射領域を形成した後に、第１（反射部用）カラーフィルター層１１３が形成された領域以外の反射膜１１２ａをエッチングにより除去（図１０（ｄ））し、この除去後の領域に第２（透過部用）カラーフィルター層１１１を形成（図１０（ｅ））して各ドット内の透過領域を形成するというものである。
【００１０】
しかしながら、製造方法Ａ及びＢでは、図１１−１（ａ）〜（ｃ）及び１１−２（ａ）、（ｂ）に示すように、反射層１１２ｂのパターニング後にカラーフィルター層１１１、１１３を形成するため、カラーフィルター層１１１、１１３の現像を行う際に、反射層１１２ｂの側面（図１１−１及び１１−２中、点線で囲んだ部分）がアルカリ現像液によって腐食されてしまうことから、反射層１１２ｂの面積を制御することが困難であるという点で工夫の余地があった。
【特許文献１】特開２００３−１３１２０９号公報（第１、４頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、製造工程を増やすことなく簡便に、層間の位置ずれ、各層の腐食等を防止して高い表示品位のカラー液晶表示パネルを製造することができる製造方法、及び、それにより得られるカラー液晶表示パネルを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者らは、簡便に高い表示品位のカラー液晶表示パネルを製造することができる製造方法について種々検討したところ、反射層の側面の腐食に着目した。そして、カラーフィルター層の現像を行う際に、反射層の側面がアルカリ現像液によって腐食されていることを見いだすとともに、透過部用カラーフィルター層及び反射部用カラーフィルター層を形成した後に反射膜をエッチングによりパターニングして反射層を形成することにより、反射層の側面の腐食を防止することができることを見いだし、上記課題をみごとに解決することができることに想到し、本発明に到達したものである。
【００１３】
すなわち、本発明は、透過部用カラーフィルター層、反射層及び反射部用カラーフィルター層が設けられ、更に透明電極を備えた第一基板と、透明電極を備えた第二基板とを有し、第一基板と第二基板との間に液晶組成物を介して構成されるカラー液晶表示パネルの製造方法であって、上記第一基板の製造工程は、透過部用カラーフィルター層、反射膜及び反射部用カラーフィルター層を形成した後に、反射膜をエッチングして反射層を形成してなるカラー液晶表示パネルの製造方法である。
以下に本発明を詳述する。
【００１４】
本発明により製造されるカラー液晶表示パネルは、透過領域と反射領域とを有する透過反射両用型（半透過型）の液晶表示装置に好適に適用することができるものである。すなわち、カラー液晶表示パネルの第一基板には、透過部用カラーフィルター層、反射層及び反射部用カラーフィルター層が設けられる。透過部用カラーフィルター層及び反射部用カラーフィルター層としては、例えば、感光性着色材料（顔料分散型感光液）や、顔料を分散したドライフィルムを用いて得られる透明着色樹脂膜等が好適である。反射層としては、例えば、アルミニウム（Ａｌ）等からなる金属反射膜が好適である。このような第一基板においては、通常では、画素毎に赤、緑及び青のドットが設けられ、ドット毎に各色に着色された透過部用カラーフィルター層及び反射部用カラーフィルター層が着色層として並設されることとなる。
【００１５】
上記カラー液晶表示パネルは、更に透明電極を備えた第一基板と、透明電極を備えた第二基板とを有し、第一基板と第二基板との間に液晶組成物を介して構成されるものである。基板としては、例えば、ガラス、プラスチック等からなる透明基板が好適である。基板に設けられる透明電極としては、光透過性及び導電性に優れた材料からなることが好ましく、例えば、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ；インジウム錫酸化物）等からなる透明導電膜が好適である。第一基板としては、透明基板上（液晶層側）の各ドット全面に透過部用カラーフィルター層を形成し、各ドット内の反射領域にのみ、透過部用カラーフィルター層の上面（液晶層側の面）に反射層と反射部用カラーフィルター層とをこの順に積層形成した形態が好ましく、また、透過部用カラーフィルター層及び反射部用カラーフィルター層の液晶層側に透明電極を備えた形態が好ましい。第二基板としては、透明基板の液晶層側に透明電極を備えた形態が好ましい。液晶組成物は、１種又は２種以上の材料から構成される。このようなカラー液晶表示パネルにおいては、第一基板及び第二基板の透明電極間に電圧が印加されることにより、液晶層の光学的性質を変化させることができ、これにより、液晶表示装置において表示が可能となる。
カラー液晶表示パネルの構成としては、このような構成要素を必須として形成されるものである限り、その他の構成要素を含んでいても含んでいなくてもよく、特に限定されるものではない。
【００１６】
本発明における第一基板の製造工程は、透過部用カラーフィルター層、反射膜及び反射部用カラーフィルター層を形成した後に、反射膜をエッチングして反射層を形成してなる。この製造工程においては、透過部用カラーフィルター層と反射部用カラーフィルター層とを形成した後に、反射膜のエッチングによるパターニングを行って反射層を形成することから、反射層の側面にアルカリ現像液が接触する機会はない。従って、反射層の側面の腐食を防止して、所望の面積を有する反射層を得ることができ、反射モード時に良好なカラー表示を得ることができる。
【００１７】
上記透過部用カラーフィルター層及び反射部用カラーフィルター層の形成方法としては、感光性着色材料（顔料分散型感光液）を塗布した後、露光、現像及び焼成を行う方法や、顔料を分散したドライフィルムを使用し、露光及び現像及び焼成を行う方法等が好適である。なお、顔料分散型感光液、及び、顔料を分散したドライフィルムは、通常、どちらもネガ型のレジストである。現像液の種類としては、界面活性剤を含有するアルカリ現像液等が好適であり、例えば、非イオン系の界面活性剤を含有するＴＭＡＨ（Ｔｅｔｒａｍｅｔｈｙｌ  ａｍｍｏｎｉｕｍ  ｈｙｄｏｒｏｘｉｄｅ；テトラメチルアンモニウム水酸化物）溶液等が挙げられる。反射膜の形成方法としては、蒸着法、スパッタリング法等が好適である。反射膜のエッチング方法としては、エッチングマスク（レジスト）に覆われていない部分を溶解させることができる酸性溶液に浸漬させる方法が好適であり、例えば、酢酸、リン酸及び硝酸からなる酸性溶液に浸漬させる方法や、塩酸、第二塩化鉄を含有する酸性溶液に浸漬させる方法等が挙げられる。
【００１８】
上記第一基板の製造工程は、透過部用カラーフィルター層を形成する工程、反射膜を形成する工程、反射膜上の反射領域に反射部用カラーフィルター層を形成する工程、及び、反射部用カラーフィルター層が形成されていない領域の反射膜をエッチングにより除去して反射層を形成する工程をこの順に含んでなることが好ましい。この形態においては、反射部用カラーフィルター層の下に形成された反射膜をエッチングする際に、反射部用カラーフィルター層をエッチングマスクとして利用することができることから、反射層をより簡便に形成することができる。
【００１９】
本発明はまた、上記製造方法により製造されてなるカラー液晶表示パネルでもある。このようなカラー液晶表示パネルは、簡便に製造することが可能であり、しかも層間の位置ずれ、各層の腐食等が防止されていることから、高い表示品位を有するものである。
【発明の効果】
【００２０】
本発明のカラー液晶表示パネルの製造方法によれば、透過部用カラーフィルター層と反射部用カラーフィルター層とを形成した後に、反射膜のエッチングによるパターニングを行って反射層を形成することから、製造工程を増やすことなく簡便に、アルカリ現像液の接触による反射層の側面の腐食を防止することができ、高い表示品位のカラー液晶表示パネルを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】
【００２１】
以下に実施例を掲げ、図面を参照して本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
【００２２】
（実施例１）
本発明のカラー液晶表示パネルの製造方法の一例を図１〜５に基づいて以下に説明する。
図１（ａ）〜（ｅ）は、本発明の各工程の一例をパネル断面方向から示す断面模式図である。図２は、実施例で透明基板上に作製したＴＦＴ（薄膜トランジスタ）をパネル断面方向から示す断面模式図である。図３は、実施例で作製した第一基板（カラーフィルター基板）の基板面を示す平面模式図である。図４は、実施例で作製した第二基板（ＴＦＴアレイ基板）の基板面を示す平面模式図である。図５は、実施例で作製したカラー液晶表示パネルの断面模式図である。
【００２３】
まず、図１（ａ）に示す透明基板１００上の１ドット全面に、感光性着色材料（顔料分散型感光液）を塗布した後、露光、現像及び焼成を行うことで、図１（ｂ）に示すように、透過部用カラーフィルター層１１１を形成する。ここで、透過部用カラーフィルター層１１１の厚さを１．０〜２．０μｍ程度にする形態が好適である。続いて、図１（ｃ）に示すように、透過部用カラーフィルター層１１１の上に反射膜１１２ａを形成する。ここで、反射膜１１２ａは、アルミニウム等の光沢のある金属を採用して、蒸着法やスパッタリング法等により積層させる。次に、図１（ｄ）に示すように、反射膜１１２ａ上に感光性着色材料（顔料分散型感光液）を塗布した後、露光、現像及び焼成を行い、反射領域のみに反射部用カラーフィルター層１１３を形成する。ここで、反射部用カラーフィルター層１１３の厚さとしては、透過モードと反射モードの表示色度を統一するために、透過部用カラーフィルター層１１１の厚さの半分にされることが好ましく、０．５〜１．０μｍ程度にする形態が好適である。その後、図１（ｅ）に示すように、反射部用カラーフィルター層１１３をエッチングマスクとして利用して、酢酸、リン酸及び硝酸からなる酸性溶液に浸漬させる方法等を用いて、反射膜１１２ａのエッチングを行うことで、反射部用カラーフィルター層１１３が形成されていない領域の反射膜１１２ａを除去して反射層１１２ｂを形成する。そして、反射層１１２ｂを形成した透明基板１００上に透明電極１１４を形成する。このとき、透明電極１１４には、ＩＴＯ等の光透過性が高く、導電性を有する物質を用い、スパッタリング法等により形成させる。
【００２４】
もう一方の透明基板２００上には、例えば、スイッチング素子２１３として、図２に示すようなＴＦＴ（薄膜トランジスタ）を用いる場合であれば、（１）ＴＦＴ２１３のゲート電極２２１を含む走査線２１１及び補助容量電極２１５を形成するアルミニウム膜やモリブデン−タングステン合金膜、（２）ゲート絶縁膜２２２を形成する酸化シリコン膜及び窒化シリコン膜の多層膜、（３）ＴＦＴ２１３の半導体膜２２３としての例えばアモルファスシリコン膜、（４）低抵抗半導体膜２２４、（５）信号線２１２、ソース電極２２５及びドレイン電極２２６を形成するアルミニウム膜、並びに、（６）保護膜２２７を形成する窒化シリコン膜をそれぞれ成膜し、パターニングする。続いて、補助容量電極２１５上に絶縁膜を形成し、透明基板２００上の各画素領域に図４のように透明電極２１４すなわち画素電極を形成する。このとき、透明電極２１４は、ＴＦＴ２１３のドレイン電極２２６と電気的に接続する。
【００２５】
その後、透明基板１００及び透明基板２００の液晶層側の全面に配向膜材料を塗布し、ラビング処理を行うことにより、配向膜（図示せず）を形成する。続いて、透明基板１００と透明基板２００とを、図３及び図４のＡ点とＡ’点、Ｂ点とＢ’点とが重なるように（透明基板２００上の走査線２１１と信号線２１２とで区画された一格子内に、透明基板１００側の１ドットが概ね納まるように）、表示部１０１の外側に印刷したシール材１０２を介して貼り合わせ、液晶注入口から液晶セル内に液晶を注入することにより、半透過型カラー液晶表示パネルを完成させる。
完成した半透過型カラー液晶表示パネルの断面を図３のＣ−Ｄ線（図４のＣ’−Ｄ’線）に沿って示すと図５のようになる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】（ａ）〜（ｅ）は、本発明の各工程の一例をパネル断面方向から示す断面模式図である。
【図２】実施例で透明基板上に作製したＴＦＴ（薄膜トランジスタ）をパネル断面方向から示す断面模式図である。
【図３】実施例で作製した第一基板（カラーフィルター基板）の基板面を示す平面模式図である。
【図４】実施例で作製した第二基板（ＴＦＴアレイ基板）の基板面を示す平面模式図である。
【図５】実施例で作製したカラー液晶表示パネルの断面模式図である。
【図６】従来のカラー液晶表示パネルの一例を示す斜視模式図である。
【図７】従来のカラー液晶表示パネルにおけるカラーフィルター基板の基板面の一例を示す平面模式図である。
【図８】従来のカラー液晶表示パネルにおけるＴＦＴアレイ基板の基板面の一例を示す平面模式図である。
【図９】（ａ）〜（ｆ）は、従来のカラー液晶表示パネルの製造方法（製造方法Ａ）における各工程の一例をパネル断面方向から示す断面模式図である。
【図１０】（ａ）〜（ｅ）は、従来のカラー液晶表示パネルの製造方法（製造方法Ｂ）における各工程の一例をパネル断面方向から示す断面模式図である。
【図１１−１】（ａ）〜（ｃ）は、図９（ｄ）〜（ｆ）に対応し、製造方法Ａにおいて反射層の側面の腐食が生じる部位を示す断面模式図である。
【図１１−２】（ａ）及び（ｂ）は、図１０（ｄ）及び（ｅ）に対応し、製造方法Ｂにおいて反射層の側面の腐食が生じる部位を示す断面模式図である。
【符号の説明】
【００２７】
１００、２００：透明基板
１０１：表示エリア
１０２：シール材
１１１：透過部用カラーフィルター層
１１２ａ：反射膜
１１２ｂ：反射層
１１３：反射部用カラーフィルター層
１１４：透明電極（共通電極）
１１５：フォトレジスト
２０１：周辺エリア
２１１：走査線
２１２：信号線
２１３：スイッチング素子（ＴＦＴ）
２１４：透明電極（画素電極）
２１５：補助容量電極
２２１：ゲート電極
２２２：ゲート絶縁膜
２２３：半導体膜
２２４：低抵抗半導体膜
２２５：ソース電極
２２６：ドレイン電極
２２７：保護膜
３００：液晶層
ＰＴ：透過領域
ＰＲ：反射領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１−１】
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【図１１−２】
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