(57)【要約】【課題】  液晶表示に光漏れや表示ムラがなく、表示画面の品質に優れた液晶表示装置を簡易に製造することができる液晶表示装置の製造方法を提供する。【解決手段】  レジスト成分、ブラックマトリックス用着色剤、及び、スペーサ微粒子を含有する光硬化性ブラックマトリックス用樹脂組成物を用いて、基板上に前記スペーサ微粒子の一部が埋没した状態で固定されているブラックマトリックスを形成するブラックマトリックス形成工程と、前記ブラックマトリックスにより区画された領域に着色画素を形成する画素形成工程と、前記ブラックマトリックス及び着色画素の上に透明電極層を形成する電極形成工程と、前記ブラックマトリックスに固定されたスペーサ微粒子上に形成された前記透明電極層を除去する除去工程とを有する液晶表示装置の製造方法。【選択図】    なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
レジスト成分、ブラックマトリックス用着色剤、及び、スペーサ微粒子を含有する光硬化性ブラックマトリックス用樹脂組成物を用いて、基板上に前記スペーサ微粒子の一部が埋没した状態で固定されているブラックマトリックスを形成するブラックマトリックス形成工程と、
前記ブラックマトリックスにより区画された領域に前記着色画素を形成する画素形成工程と、
前記ブラックマトリックス及び着色画素の上に透明電極層を形成する電極形成工程と、
前記ブラックマトリックスに固定された前記スペーサ微粒子上に形成された前記透明電極層を除去する除去工程とを有する
ことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【請求項２】
スペーサ微粒子上に形成された透明電極層を除去する手段がエッチング処理であることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項３】
レジスト成分、ブラックマトリックス用着色剤、及び、スペーサ微粒子を含有する光硬化性ブラックマトリックス用樹脂組成物を用いて、基板上に前記スペーサ微粒子の一部が埋没した状態で固定されているブラックマトリックスを形成するブラックマトリックス形成工程と、
前記ブラックマトリックスにより区画された領域に前記着色画素を形成する画素形成工程と、
前記ブラックマトリックス及び着色画素の上に透明電極層を形成する電極形成工程と、
前記ブラックマトリックスに固定された前記スペーサ微粒子上に形成された前記透明電極層を覆う絶縁層を形成する絶縁層形成工程とを有する
ことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【請求項４】
スペーサ微粒子上に形成された透明電極層を覆う絶縁層を形成する手段がフォトリソグラフィー処理であることを特徴とする請求項３記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項５】
レジスト成分、ブラックマトリックス用着色剤、及び、スペーサ微粒子を含有する光硬化性ブラックマトリックス用樹脂組成物を用いて、基板上に前記スペーサ微粒子の一部が埋没した状態で固定されているブラックマトリックスを形成するブラックマトリックス形成工程と、
前記ブラックマトリックスにより区画された領域に前記着色画素を形成する画素形成工程と、
前記ブラックマトリックス上の所定の位置にフォトリソグラフィー処理によりマスク部を形成するマスク部形成工程と、
前記ブラックマトリックス及び着色画素の上に透明電極層を形成する電極形成工程と、
前記ブラックマトリックス上に形成したマスク部を除去するマスク部除去工程とを有する
ことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【請求項６】
請求項１、２、３、４又は５記載の液晶表示装置の製造方法により製造されたことを特徴とする液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示に表示ムラがなく、表示画面の品質に優れた液晶表示装置を簡易に製造することができる液晶表示装置の製造方法、及び、該液晶表示装置の製造方法を用いて製造される液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示パネル等の製造に使用する液晶表示パネルは、一般に、ガラス基板上にブラックマトリックス、並びに、レッド（Ｒ）、グリーン（Ｇ）及びブルー（Ｂ）等の着色画素をそれぞれフォトリソグラフィー技術により形成し、その上にＩＴＯ等の透明電極及び配向膜を形成した後、一定の間隔を空けて対向基板を固定し、これらの間に液晶を封入することで製造される。
【０００３】
このような液晶表示パネルにおいて、液晶表示パネル用基板と対向基板との間隔が均一でない場合、液晶表示パネルの駆動時にこれらの間に封入された液晶に印加される電界強度が異なることとなり、表示ムラの原因となるものであった。
そのため、通常、液晶表示パネルと対向基板との間隔を均一に保つ目的で、これらの間には、スペーサと呼ばれる直径が数μｍ程度の樹脂微粒子（スペーサ微粒子）を介在させていた。
【０００４】
しかしながら、従来の液晶表示パネルの製造方法では、液晶表示パネル上にスペーサ微粒子をランダムに散布していたことから、着色画素部内にスペーサ微粒子が配置されてしまうことがあった。着色画素部内に微粒子スペーサがあると、スペーサ部分の光抜けやスペーサ周辺の液晶配向の乱れから光が漏れて画像のコントラストが低下したりする等、画像品質を低下させることがあるという問題があった。
【０００５】
これに対して、特許文献１、２及び３等には、光を透過しないブラックマトリックスの上方にフォトリソグラフィー技術を用いてスペーサ微粒子を配置させる方法等が開示されている。これらの方法によると、スペーサ微粒子が着色画素部内にないため、表示画像の品質は優れたものとなる。
しかし、従来、液晶表示パネルの製造では、ブラックマトリックス、Ｒ、Ｇ、Ｂ等の着色画素等を形成するため、少なくとも４回フォトリソグラフィー工程を行う必要があり、特許文献１、２及び３に開示された方法では、スペーサ微粒子をブラックマトリックスの上方に配置、固定するために、更にフォトリソグラフィー工程を行う必要があり、フォトリソグラフィー工程数が非常に多く、作業が非常に煩雑となり、製造に長時間を要するものであった。
【０００６】
【特許文献１】特開平９−１６０００９号公報
【特許文献２】特開平１０−１１１５０６号公報
【特許文献１】特開２０００−１８０８６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記現状に鑑み、液晶表示に光漏れや表示ムラがなく、表示画面の品質に優れた液晶表示装置を簡易に製造することができる液晶表示装置の製造方法、及び、該液晶表示装置の製造方法により製造される液晶表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、レジスト成分、ブラックマトリックス用着色剤、及び、スペーサ微粒子を含有する光硬化性ブラックマトリックス用樹脂組成物を用いて、基板上に前記スペーサ微粒子の一部が埋没した状態で固定されているブラックマトリックスを形成するブラックマトリックス形成工程と、前記ブラックマトリックスにより区画された領域に着色画素を形成する画素形成工程と、前記ブラックマトリックス及び前記着色画素の上に透明電極層を形成する電極形成工程と、前記ブラックマトリックスに固定された前記スペーサ微粒子上に形成された前記透明電極層を除去する除去工程とを有する液晶表示装置の製造方法である。
本発明は、レジスト成分、ブラックマトリックス用着色剤、及び、スペーサ微粒子を含有する光硬化性ブラックマトリックス用樹脂組成物を用いて、基板上に前記スペーサ微粒子の一部が埋没した状態で固定されているブラックマトリックスを形成するブラックマトリックス形成工程と、前記ブラックマトリックスにより区画された領域に着色画素を形成する画素形成工程と、前記ブラックマトリックス及び前記着色画素の上に透明電極層を形成する電極形成工程と、前記ブラックマトリックスに固定された前記スペーサ微粒子上に形成された前記透明電極層を覆う絶縁層を形成する絶縁層形成工程とを有する液晶表示装置の製造方法である。
本発明は、レジスト成分、ブラックマトリックス用着色剤、及び、スペーサ微粒子を含有する光硬化性ブラックマトリックス用樹脂組成物を用いて、基板上に前記スペーサ微粒子の一部が埋没した状態で固定されているブラックマトリックスを形成するブラックマトリックス形成工程と、前記ブラックマトリックスにより区画された領域に前記着色画素を形成する画素形成工程と、前記ブラックマトリックス上の所定の位置にフォトリソグラフィー処理によりマスク部を形成するマスク部形成工程と、前記ブラックマトリックス及び着色画素の上に透明電極層を形成する電極形成工程と、前記ブラックマトリックス上に形成したマスク部を除去するマスク部除去工程とを有する液晶表示装置の製造方法である。
以下に本発明を詳述する。
【０００９】
本発明者らは、液晶表示に光漏れや表示ムラがなく、表示画面の品質に優れた液晶表示装置を、フォトリソグラフィー工程数を増やすことなく製造する方法について鋭意検討した結果、ブラックマトリックスを形成する際に使用する樹脂組成物中に予めスペーサ微粒子を含有させておくことにより、スペーサ微粒子の一部が埋没した状態で固定されているブラックマトリックスが形成された液晶表示装置用基板を作製し、このようなブラックマトリックスが形成された液晶表示装置用基板を用いて液晶表示装置を製造すればよいことを見出し、本発明を完成させた。
【００１０】
本発明の液晶表示装置の製造方法では、まず、レジスト成分、ブラックマトリックス用着色剤、及び、スペーサ微粒子を含有する光硬化性ブラックマトリックス用樹脂組成物を用いて、基板上に上記スペーサ微粒子の一部が埋没した状態で固定されているブラックマトリックスを形成するブラックマトリックス形成工程を行う。
【００１１】
上記スペーサ微粒子の原料としては特に限定されず、液晶表示パネル用のスペーサ微粒子として従来から用いられていたものと同様のものが挙げられる。
【００１２】
また、上記光硬化性ブラックマトリックス用樹脂組成物（以下、単に光硬化性樹脂組成物ともいう）に含有されるスペーサ微粒子は、後述するレジスト成分に対して親和性が高いか、又は、化学結合が可能であることが好ましい。後で詳述するが、上記光硬化性樹脂組成物を用いてブラックマトリックスを形成すると、スペーサ微粒子はブラックマトリックス中にその一部が埋没した状態で固定される。通常、このようなスペーサ微粒子が固定されたブラックマトリックス上には、配向膜が塗布されラビング処理が施されるが、上記スペーサ微粒子とレジスト成分とが親和性が高いか、又は、化学結合が可能であると、固化したブラックマトリックスにスペーサ微粒子が強固に固定されることとなるため、上記ラビング処理によってスペーサ微粒子の脱落や位置ズレ等が生じ難くなる。
【００１３】
上記スペーサ微粒子は遮光微粒子であることが好ましい。上記光硬化性樹脂組成物を用いて形成したブラックマトリックスは、スペーサ微粒子の一部が埋没した状態で存在しているため、上記スペーサ微粒子が透明で光を透過させる微粒子であると、該スペーサ微粒子部分から光抜けが起こり、製造する液晶表示装置の画面の表示品質の低下を招くことがある。
【００１４】
上記遮光微粒子としては特に限定されないが、染料や顔料で着色された微粒子であることが好ましく、特に黒色顔料で着色された微粒子であることが好ましい。
【００１５】
上記スペーサ微粒子の大きさとしては特に限定されず、液晶表示素子のセルギャップにより適宜選ばれるが、従来からスペーサ微粒子としてセルギャップに合わせて選定されている粒径よりも、レジストの厚み分だけ平均粒径が大きいことが好ましい。具体的には、好ましい下限は３μｍ、好ましい上限は１０μｍである。３μｍ未満であると、上記スペーサ微粒子全体がブラックマトリックス中に埋没したり、スペーサ微粒子の高さがＲ、Ｇ、Ｂ等の着色画素の高さよりも低くなったりしてスペーサとしての役割を果たさなくなることがある。１０μｍを超えると、製造される液晶表示パネルが厚くなりすぎることがある。より好ましい下限は５μｍ、より好ましい上限は８μｍである。
【００１６】
また、上記スペーサ微粒子はその大きさが揃っていることが好ましく、具体的には、上記スペーサ微粒子の粒子径のＣＶ値は、１０％以下であることが好ましい。１０％を超えると、後述する液晶表示装置用基板と対向基板とが平行に固定されず、製造する液晶表示装置の表示画面の品質が劣るものとなることがある。
【００１７】
上記光硬化性樹脂組成物において、上記スペーサ微粒子の含有量としては特に限定されないが、後述するレジスト成分１００重量部に対して、好ましい下限は０．０１重量部、好ましい上限は１０重量部である。０．０１重量部未満であると、形成するブラックマトリックス中に充分な量のスペーサ微粒子が存在せず、液晶表示パネルの製造において、液晶表示パネル用基板と対向基板との間隔を平行に固定することができなくなることがある。１０重量部を超えると、形成するブラックマトリックス中に存在するスペーサ微粒子の量が多くなりすぎ、スペーサ微粒子が層状に積層してしまうことがある。より好ましい下限は０．１重量部であり、より好ましい上限は１重量部である。
【００１８】
上記光硬化性樹脂組成物は、レジスト成分を含有する。
上記レジスト成分としては、紫外線等の活性光線の照射により硬化する樹脂であれば特に限定されないが、２官能以上の不飽和結合を有する化合物、反応性官能基を有するアルカリ可溶性高分子化合物、及び、光重合開始剤を含有することが好ましい。上記紫外線等の活性光線を照射することでブラックマトリックスの所定のパターンを製造することができる。
更に、上記光硬化性樹脂組成物の硬化性を向上させる目的で、熱重合開始剤を添加してもよい。
【００１９】
上記２官能以上の不飽和結合を有する化合物としては特に限定されず、例えば、多官能ビニル系単量体、エポキシ樹脂等が挙げられる。
【００２０】
上記多官能ビニル系単量体としては特に限定されず、例えは、ジビニルベンゼン、１，６−ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、テトラメチロールメタントリ（メタ）アクリレート、テトラメチロールプロパンテトラ（メタ）アクリレート、ジアリルフタレート及びその異性体、トリアリルイソシアヌレート及びその誘導体、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート及びその誘導体、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート及びその誘導体、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート等のポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、プロピレングリコールジ（メタ）アクリレート等のポリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリテトラメチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、１，３−ブチレングリコールジ（メタ）アクリレート、２，２−ビス［４−（メタクリロキシエトキシ）フェニル］プロパンジ（メタ）アクリレート、２，２−水添ビス［４−（アクリロキシポリエトキシ）フェニル］プロパンジ（メタ）アクリレート、２，２−ビス［４−（アクリロキシエトキシポリプロポキシ）フェニル］プロパンジ（メタ）アクリレート、ジアリルフタレート及びその異性体、トリアリルイソシアヌレート及びその誘導体、トリアリルイソシアネート、ベンゾグアナミン等が挙げられる。これらの多官能ビニル系単量体は単独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。なお、本明細書において、（メタ）アクリレートとは、アクリレート又はメタクリレートのことをいう。
【００２１】
上記エポキシ樹脂としては特に限定されず、例えば、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡＤ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＳ型エポキシ樹脂等のビスフェノール型エポキシ樹脂；フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂のノボラック型エポキシ樹脂；トリスフェノールメタントリグリシジルエーテル等の芳香族エポキシ樹脂、及び、これらの水素添加物や臭素化物等が挙げられる。これらのエポキシ樹脂は単独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
また、上記多官能ビニル系単量体とエポキシ樹脂とは、単独で用いられてもよく、併用されてもよい。
【００２２】
上記２官能以上の不飽和結合を有する化合物としては、また、１分子内にエポキシ基と少なくとも１以上の（メタ）アクリル基を有する樹脂も用いることができる。このような１分子内にエポキシ基と（メタ）アクリル基とを有する樹脂としては、例えば、（メタ）アクリル酸変性エポキシ樹脂、ウレタン変性（メタ）アクリルエポキシ樹脂等が挙げられる。
上記（メタ）アクリル酸変性エポキシ樹脂としては、例えば、ノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノール型エポキシ樹脂； ビフェニル型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、トリス（ヒドロキシフェニル）アルキル型エポキシ樹脂、テトラキス（ヒドロキシフェニル）アルキル型エポキシ樹脂等を部分（メタ）アクリル化したもの等が挙げられる。
上記ウレタン変性（メタ）アクリルエポキシ樹脂は、例えば、ポリオールと２官能以上のイソシアネートとを反応させ、更にこれに水酸基を有する（メタ）アクリルモノマー及びグリシドールを反応させる方法；ポリオールを用いずに２官能以上のイソシアネートに水酸基を有する（メタ）アクリルモノマーやグリシドールを反応させる方法；イソシアネート基を有する（メタ）アクリレートにグリシドールを反応させる方法等により作製することができる。
【００２３】
上記光硬化性樹脂組成物中における上記レジスト成分の含有量の好ましい下限は２０重量％、好ましい上限は８０重量％である。２０重量％未満であると、硬化性が低くなり、光を照射しても硬化しないことがあり、８０重量％を超えると、得られる硬化物が脆くなることがある。より好ましい下限は３０重量％、より好ましい上限は６０重量％である。
【００２４】
上記反応性官能基を有するアルカリ可溶性高分子化合物としては、アルカリ処理により溶解して除去可能なものであれば特に限定されず、例えば、側鎖にカルボキシル基を有する樹脂等の従来公知のアルカリ可溶樹脂を用いることができる。
本発明の光硬化性樹脂組成物を用いてブラックマトリックスを形成する際には、本発明の光硬化性樹脂組成物を露光して硬化させた硬化物から未露光の未硬化部分を取り除くアルカリ現像処理工程において、残したい硬化部分までが除かれてしまわないようにすることが重要である。そのため、また、上記アルカリ可溶樹脂は、上記レジスト成分が多官能ビニル系単量体及び／又はエポキシ樹脂である場合、これらと結合できるようにエポキシ基等の官能基や重合性二重結合を有していることが好ましい。このようなアルカリ可溶樹脂としては、なかでも、側鎖にカルボキシル基を有するセグメントＡ、側鎖にエステル結合を介して重合性二重結合を有する基が結合したセグメントＢ、及び、非イオン性のセグメントＣからなる共重合体が、優れたアルカリ可溶性と貯蔵安定性とを有し、かつ、製造も極めて容易であることから特に好適である。このようなアルカリ可溶樹脂のセグメントＢとしては、例えば、下記一般式（１）で表されるもの等が挙げられる。
【００２５】
【化１】
2005250182.tif 000002
【００２６】
式（１）中、Ｒ１、Ｒ２は、Ｈ又はＣＨ３を表し、Ｘは、−ＣＨ−Ｏ−ＣＨ２−、−ＣＨ２−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−等のアルキルエーテル、アルキルエステル基、ノボラック樹脂、ビスフェノール基、ビフェニル基、ナフタレン基、ウレタン基等のエーテル、エステル等を表す。
【００２７】
上記アルカリ可溶樹脂における上記セグメントＡの組成比の好ましい下限は１０重量％、好ましい上限は３０重量％である。１０重量％未満であると、アルカリ可溶性が低くなってアルカリ処理をしても除去できなくなることがあり、３０重量％を超えると、アルカリ可溶性が高くなりすぎてアルカリ処理時に硬化部分まで溶解してしまうことがある。
上記アルカリ可溶樹脂における上記セグメントＢの組成比の好ましい下限は２０重量％である。２０重量％未満であると、光照射による架橋が弱く、アルカリ処理時に硬化部分まで溶解してしまうことがある。上限については特に限定されないが、二重結合が立体障害なしに反応できるように５０重量％以下であることが好ましい。
【００２８】
上記アルカリ可溶樹脂を製造する方法としては特に限定されないが、例えば、自己縮合等することなく容易に製造できることから、カルボキシル基を有するビニル系重合性単量体と非イオン性の重合性単量体とを共重合して共重合体を調製し、得られた共重合体と、エポキシ基と重合性二重結合とを有する化合物とを反応させる方法が好適である。
【００２９】
上記セグメントＡを構成するカルボキシル基を有するビニル系重合性単量体としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、フマル酸、マレイン酸等が挙げられる。これらは単独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
【００３０】
上記セグメントＣを構成する非イオン性の重合性単量体としては、例えば、スチレン、アクリロニトリル、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸ブチル、（メタ）アクリル酸ベンジル、（メタ）アクリル酸グリシジル、（メタ）アクリル酸テトラヒドロフルフリル等の１分子中に１個の重合性不飽和結合を有する重合性単量体；２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコール（メタ）アクリレート、（メタ）アクリルアミド、メチロールアクリルアミド等の親水性単量体等が挙げられる。これらの非イオン性の重合性単量体は単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【００３１】
上記共重合の際の上記カルボキシル基を有するビニル系重合性単量体と非イオン性の重合性単量体との配合としては、上記ビニル系重合性単量体の好ましい下限が３０重量部、好ましい上限が８０重量部である。この範囲外であると、上述の構成を有するアルカリ可溶樹脂が得られないことがある。
【００３２】
このようにして得られた上記カルボキシル基を有するビニル系重合性単量体と非イオン性の重合性単量体との共重合体と、エポキシ基と重合性二重結合とを有する化合物とを反応させることにより自己縮合することなく上記アルカリ可溶樹脂を合成することができる。このようにして得られたセグメントＢは、上記一般式（１）で表される。
上記反応方法としては特に限定されないが、例えば、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリフェニルアミン等の塩基性触媒を用いる方法等が挙げられる。好ましくは、これらの塩基性触媒を用いて９０〜１２０℃、３〜８時間加熱する方法が挙げられる。
【００３３】
上記エポキシ基と重合性二重結合とを有する化合物としては特に限定されず、例えば、下記式（２）で表される化合物等を用いることができる。
【００３４】
【化２】
2005250182.tif 000003
【００３５】
式（２）中、Ｒ２は、Ｈ又はＣＨ３を表し、Ｘは、−ＣＨ−Ｏ−ＣＨ２−、−ＣＨ２−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−等のアルキルエーテル、アルキルエステル基、ノボラック樹脂、ビスフェノール基、ビフェニル基、ナフタレン基、ウレタン基等のエーテル、エステル等を表す。
【００３６】
上記エポキシ基と重合性二重結合を有する化合物としては、例えば、アリルグリシジルエーテル、（メタ）アクリル酸グリシジル、（メタ）アクリル酸２−メチルグリシジル、（メタ）アクリル酸３，４−エポキシシクロヘキシル、（メタ）アクリル酸３，４−エポキシブチル等のエポキシ基含有エステル類；アリルグリシジルエーテル等のグリシジルエーテル類を挙げることができる。また、上述の（メタ）アクリル酸変性エポキシ樹脂、ウレタン変性（メタ）アクリルエポキシ樹脂等の、１分子内にエポキシ基と（メタ）アクリル基を有する樹脂も用いることができる。上記カルボキシル基にエポキシ基を反応させることにより、安定的にアルカリ可溶樹脂に二重結合を導入することができる。
【００３７】
上記アルカリ可溶性高分子化合物が上記アルカリ可溶性樹脂である場合、上記光硬化性樹脂組成物中における上記アルカリ可溶樹脂の含有量の好ましい下限は３０重量％、好ましい上限は８０重量％である。３０重量％未満であると、アルカリ現像性が悪くなることがあり、８０重量％を超えると、アルカリ現像時に膜が溶解してしまうことがある。より好ましい下限は４０重量％、より好ましい上限は６５重量％である。
【００３８】
上記光重合開始剤としては特に限定されず、例えば、ベンゾフェノン、２，２−ジエトキシアセトフェノン、ベンジル、ベンゾイルイソプロピルエーテル、ベンジルジメチルケタール、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、チオキサントン等が挙げられる。これらの光重合性開始剤は単独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
【００３９】
上記光硬化性樹脂組成物中における上記光重合開始剤の含有量の好ましい下限は１重量％、好ましい上限は１５重量％である。１重量％未満であると、上記光硬化性樹脂組成物に光重合が起こらず硬化しないことがあり、１５重量％を超えると、耐久性が低下したり、液晶表示装置を製造する際に液晶を汚染したりすることがある。より好ましい下限は５重量％、より好ましい下限は１１重量％である。
【００４０】
上記光硬化性樹脂組成物は、ブラックマトリックス用着色剤を含有する。
上記ブラックマトリックス用着色剤としては特に限定されず、従来からブラックマトリックスの着色剤として用いられている公知の黒色顔料等が挙げられる。このようなブラックマトリックス用着色剤を含有することで、上記光硬化性樹脂組成物を用いてＲ、Ｇ、Ｂ等の着色画素の周りに形成されたブラックマトリックスは、光を透過させることがなく、着色画素間の色のコントラストに優れたものとなる。
【００４１】
上記光硬化性樹脂組成物における上記ブラックマトリックス用着色剤の含有量としては、形成するブラックマトリックスが充分な遮光性を有するように適宜調整されるが、硬化膜の光学濃度（ＯＤ値）が２以上になるように調整されることが好ましい。ＯＤ値が２未満であると、形成するブラックマトリックスの遮光性が不充分となり、光抜けや着色画素間のコントラストが低下するこがある。
【００４２】
上記光硬化性樹脂組成物は、必要に応じて、シランカップリング剤、レベリング剤、ハイドロキノンやその誘導体等の光重合を妨げない重合禁止剤、染料や顔料等の光重合を妨げない着色剤等の添加物を含有していてもよい。
【００４３】
上記光硬化性樹脂組成物は、有機溶剤に溶解又は懸濁された状態で用いられてもよい。
上記有機溶剤としては特に限定されず、例えば、新水性有機溶剤が挙げられ、このような新水性有機溶剤としては、例えば、エタノール、ｎ−プロパノール、２−プロパノール、１−ブタノール、２−ブタノール、１−ヘキサノール、１−メトキシ−２−プロパノール、フルフリルアルコール、テトラヒドロフルフリルアルコール等のモノアルコール類；エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール等のエチレングリコール類；プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、テトラプロピレングリコール等のプロピレングリコール類；エチレングリコール類やプロピレングリコール類のモノメチルエーテル、モノエチルエーテル、モノイソプロピルエーテル、モノプロピルエーテル、モノブチルエーテル等の低級モノアルキルエーテル類；エチレングリコール類やプロピレングリコール類のジメチルエーテル、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジプロピルエーテル等の低級ジアルキルエーテル類；エチレングリコール類やプロピレングリコール類のモノアセテート、ジアセテート等のアルキルエステル類；１，３−プロパンジオール、１，２−ブタンジオール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、３−メチル−１，５−ペンタンジオール、３−ヘキセン−２，５−ジオール、１，５−ペンタンジオール、２，４−ペンタンジオール、２−メチル−２，４−ペンタンジオール、２，５−ヘキサンジオール、１，６−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール等のジオール類；ジオール類のエーテル誘導体；ジオール類のアセテート誘導体；グリセリン、１，２，４−ブタントリオール、１，２，６−ヘキサントリオール、１，２，５−ペンタントリオール、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン、ペンタエリスリトール等の多価アルコール類；多価アルコール類のエーテル誘導体；多価アルコール類のアセテート誘導体等や、ジメチルスルホキシド、チオジグリコール、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ−ビニル−２−ピロリドン、γ−ブチロラクトン、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジン、スルホラン、ホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルホルムアミド、Ｎ−メチルホルムアミド、アセトアミド、Ｎ−メチルアセトアミド、α−テルピネオール、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ビス−β−ヒドロキシエチルスルホン、ビス−β−ヒドロキシエチルウレア、Ｎ，Ｎ−ジエチルエタノールアミン、アビエチノール、ジアセトンアルコール、尿素等が挙げられる。
【００４４】
また、上記光硬化性樹脂組成物の粘度としては、基板への塗工方法、乾燥時の膜均一性、乾燥効率、使用する原料等を考慮して適宜決定されるが、例えば、上記光硬化性樹脂組成物をスリットコーターを用いて塗工し得る粘度に調整することが好ましい。粘度が低すぎると、塗膜を形成することができず、ブラックマトリックスを形成することができないことがある。粘度が高すぎると、均一な厚さの塗膜を形成することができないことがある。
【００４５】
上記光硬化性樹脂組成物を製造する方法としては特に限定されず、上述したレジスト成分、ブラックマトリックス用着色剤、及び、スペーサ微粒子等を、従来公知の方法により混合する方法等が挙げられる。このとき、イオン性の不純物を除去するために層状珪酸塩鉱物等のイオン吸着性固体と接触させてもよい。
【００４６】
上記ブラックマトリックス形成工程では、上記液晶表示装置用基板を用いて基板上に上記スペーサ微粒子の一部が埋没した状態で固定されている所定パターンのブラックマトリックスを形成する。
【００４７】
上記所定パターンのブラックマトリックスは、フォトリソグラフィー処理により形成する。上記フォトリソグラフィー処理により所定パターンのブラックマトリックスを形成するには、まず、上記光硬化性樹脂組成物を基板上に塗工する。
上記基板上に光硬化性樹脂組成物を塗工する方法としては特に限定されず、例えば、スロットダイ、スリットコーター、グラビアコーター、スピンコーター、スクリーン印刷、フレキソ印刷、インクジェット等の従来公知の塗工、印刷方法等が挙げられる。
【００４８】
上記塗膜の厚さとしては特に限定されないが、後工程を経て製造される液晶表示装置用基板に形成されるブラックマトリックスの厚さが１μｍ程度となるような厚さに適宜調整されることが好ましい。
【００４９】
次に、上記塗膜に光重合開始剤を活性化する活性光線を照射して、上記光硬化性樹脂組成物を架橋反応させて光硬化物を作製する。
上記光重合開始剤を活性化する活性光線を照射する手段としては特に限定されず、例えば、公知の高圧水銀ランプ等を用いることができ、また、その照射強度としては特に限定されず、上記光重合開始剤の種類、塗膜の厚さ等に合わせて適宜決定される。
上記活性光線を照射する際に使用するマスクは、従来からフォトリソグラフィー処理によりブラックマトリックスを形成する際に使用されているフォトマスクを使用することができる。
【００５０】
次に、上記光硬化物をアルカリ現像して所定のパターンのブラックマトリックスを形成する。
上記アルカリ現像に使用するアルカリ溶液としては特に限定されず、例えば、０．２％テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液等が挙げられる。
また、上記アルカリ現像の条件等は特に限定されず、使用するレジスト成分、アルカリ溶液等に合わせて適宜決定される。
【００５１】
この現像工程を行うことにより、未露光部の光硬化性樹脂組成物とスペーサ微粒子とが除去され、基板上にスペーサ微粒子の一部が埋没した状態で固定された所定パターンのブラックマトリックスを形成することができる。
【００５２】
上記ブラックマトリックスのパターンとしては特に限定されず、従来公知のカラーフィルタのパターンと同様のパターンが挙げられる。即ち、上記ブラックマトリックスにより区画された領域が後述する着色画素を形成する領域となる。
【００５３】
また、上記光硬化性樹脂組成物の硬化性を向上させるために、必要に応じて、加熱工程を行ってもよい。
【００５４】
本発明の液晶表示装置の製造方法では、次に、上記ブラックマトリックスにより区画された領域に着色画素を形成する画素形成工程を行う。
【００５５】
上記画素形成工程において形成する着色画素は、上記ブラックマトリックスにより区画された領域に公知のフォトリソグラフィー処理により形成される。このような着色画素を構成する材料としては特に限定されず、例えば、液晶表示装置のカラーフィルタを構成する材料として従来公知の着色された感光性樹脂等が挙げられる。
このような着色画素は、例えば、レッド（Ｒ）、グリーン（Ｇ）及びブルー（Ｂ）の各色を有するアクリル樹脂等の感光性樹脂を用いたフォトリソグラフィー処理を繰り返して形成することができる。
【００５６】
次に、上記ブラックマトリックス及び着色画素の上に透明電極層を形成する電極形成工程を行う。
上記透明電極層としては、例えば、ＩＴＯ（インジウムスズ酸化物）が好適に使用される。
このような透明電極層を形成する方法としては特に限定されず、例えば、スパッタリングや蒸着等の公知の手段が挙げられる。
【００５７】
上記電極形成工程では、上記透明電極層を上記基板上に形成したブラックマトリックス及び着色画素等の上に形成する。即ち、上記ブラックマトリックスに固定されたスペーサ微粒子上にも上記透明電極層が形成される。
上記透明電極層の厚さとしては特に限定されず、通常の基板に形成する厚みでよい。薄すぎると、透明電極層非形成部分が形成されることがある。
【００５８】
次に、ブラックマトリックスに固定されたスペーサ微粒子上に形成された上記透明電極層を除去する除去工程を行う。
上述したように、電極形成工程により上記ブラックマトリックスに固定されたスペーサ微粒子上に透明電極層が形成されているが、上記スペーサ微粒子は、該スペーサ微粒子等を形成した液晶表示装置用基板と対向基板とを貼り合わせて液晶表示装置を製造する際に、上記液晶表示装置用基板と対向基板との間隔を均一に保つ役割を果たすものであり、上記スペーサ微粒子の上端は上記対向基板と接触するため、上記透明電極層が形成されたままの状態であると、短絡（ショート）が発生してしまう。
従って、本除去工程にて上記ブラックマトリックスに固定されたスペーサ微粒子上に形成された透明電極層を除去することで短絡が発生することがなくなる。
【００５９】
本除去工程では、上記スペーサ微粒子上に形成された透明電極層のみを除去することが好ましいが、上記スペーサ微粒子上以外の上記ブラックマトリックス上に形成された透明電極層も除去されてもよい。但し、この場合、ブラックマトリックス上に形成された透明電極層を完全に除去してしまうと、上記着色画素上に形成された透明電極層が島状に孤立し、導通がとれなくなり基板としての機能を果たさなくなってしまうため、少なくとも隣接する着色画素上に形成された透明電極層同士を接続する部分が残されるように上記透明電極層を除去する必要がある。
【００６０】
上記スペーサ微粒子上に形成された透明電極層を除去する手段はエッチング処理であることが好ましい。上記スペーサ微粒子上に形成された透明電極層を確実に除去することができるからである。上記エッチングの方法としては特に限定されず、ドライエッチング、ウェットエッチング等が挙げられ、なかでも、酸等によるウェットエッチングが好ましい。
また、近年、広い視野角を有する液晶表示装置として、いわゆるＰＶＡ（Ｐａｔｔｅｒｎｅｄ  Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モードが知られており、このＰＶＡモードの液晶表示装置を製造するには、着色画素上であって液晶が封入される側に、溝状の凹部が形成する工程が必要となる。通常、上記溝状の凹部はエッチングにより形成するため、上記溝状の凹部を形成する際に、合わせて上記スペーサ微粒子上に形成された透明電極層を除去することで、新たに工程を増やす必要がなくなる。
即ち、上記除去工程を行う本発明の液晶表示装置の製造方法は、ＰＶＡモードの液晶表示装置を製造する場合に好適な方法である。
【００６１】
また、本発明の液晶表示装置の製造方法の別の態様では、上記除去工程に代えて、上記ブラックマトリックスに固定されたスペーサ微粒子上に形成された上記透明電極層を覆う絶縁層を形成する絶縁層形成工程を行う。
【００６２】
上記絶縁層を構成する材料としては特に限定されず、例えば、アクリル樹脂、フェノールノボラック等が挙げられる。
また、上記絶縁層の厚さとしては特に限定されず、基板間に短絡が起こらないように設定すればよく、パネル構造、駆動電圧等を考慮して適宜選ばれるが、薄すぎると、上記スペーサ微粒子上に形成された透明電極層と対向電極との間の短絡を防止することができないことがある。
【００６３】
上記絶縁層形成工程では、上記スペーサ微粒子上に形成された透明電極層部分のみに上記絶縁層を形成することが好ましいが、上記スペーサ微粒子上以外の上記ブラックマトリックス上に上記絶縁層が形成されていてもよい。
【００６４】
上記スペーサ微粒子上に形成された透明電極層を覆う絶縁層を形成する手段は、フォトリソグラフィー処理であることが好ましい。
広い視野角を有する液晶表示装置として、上記ＰＶＡモードのほか、いわゆるＭＶＡ（Ｍｕｌｔｉ−ｄｏｍａｉｎ  Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モードも知られている。このＭＶＡモードの液晶表示装置を製造するには、着色画素上であって液晶が封入される側に、突起を形成する工程が必要となる。通常、上記突起はフォトリソグラフィー処理により形成するため、上記突起を形成する際に、合わせて上記スペーサ微粒子上に形成された透明電極層を覆う絶縁層を形成することで、新たに工程を増やす必要がなくなる。
即ち、上記絶縁層形成工程を行う別の態様の本発明の液晶表示装置の製造方法は、ＭＶＡモードの液晶表示装置を製造する場合に好適な方法である。
【００６５】
なお、いわゆるＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モードの液晶表示装置を製造する場合、通常、着色画素上にエッチング又はフォトリソグラフィー処理を行う必要があるため、ＶＡモードの液晶表示装置を製造する場合、上述した本発明の液晶表示装置の製造方法、又は、別の態様の本発明の液晶表示装置の製造は、新たに工程を増やす必要がなく好適な方法である。
【００６６】
また、本発明の液晶表示装置の製造方法の更に別の態様では、上述した画素形成工程に続いて、ブラックマトリックス上の所定の位置にフォトリソグラフィー処理によりマスク部を形成するマスク部形成工程を行い、上記電極形成工程を経て、上記ブラックマトリックス上に形成したマスク部を除去するマスク部除去工程を行う。
即ち、係る態様の本発明の液晶表示装置の製造方法では、予めブラックマトリックスに固定されたスペーサ微粒子上にマスク部を形成しておくことで、上記ブラックマトリックス上に透明電極層が形成されないようにする。
なお、上記マスク部形成工程は、従来公知のフォトリソグラフィー処理により行うことができ、上記マスク部除去工程は、従来公知のエッチング処理等により行うことができる。
【００６７】
本発明の液晶表示装置の製造方法では、その後、公知のポリイミド等の配向膜等を形成してラビング処理等行い、これらの周囲を囲うようにディスペンサー等を用いてシール剤を塗工し、液晶をシール剤で囲われた内側全面に滴下塗布し、すぐに対向基板を重ね合わせ、シール剤塗布部分に高圧水銀ランプ等用いた紫外線照射と液晶アニールとを行ってシール剤を硬化させることで、液晶表示装置を製造することができる。
このような本発明の液晶表示装置の製造方法により製造されてなる液晶表示装置もまた、本発明の１つである。
【００６８】
本発明の液晶表示装置の製造方法では、基板上にブラックマトリックスを形成する際に使用する光硬化性樹脂組成物にスペーサ微粒子が含有されているため、一度のフォトリソグラフィー工程にて、上記ブラックマトリックスを形成するとともに、スペーサ微粒子をその一部がブラックマトリックス中に埋没した状態で固定することができる。即ち、上記光硬化性樹脂組成物を用いることで、ブラックマトリックスの形成とスペーサ微粒子の配置とを同時に行うことができる。また、スペーサ微粒子は光が透過することのないブラックマトリックス部分にのみ存在することとなるため、後工程を経て製造される液晶表示装置は、表示画面の品質が優れたものとなる。
また、対向基板と接触する部分のスペーサ微粒子の透明電極層を除去するか、又は、上記部分の透明電極層上に絶縁層を形成するため、短絡が発生することもない。
更に、上記スペーサ微粒子上に形成された透明電極層をエッチングにより除去する場合、ＰＶＡモードの液晶表示装置の製造に好適な方法となり、上記スペーサ微粒子上に形成された透明電極層上に絶縁層を形成する場合、ＭＶＡモードの液晶表示装置の製造に好適な方法となる。
【発明の効果】
【００６９】
本発明によれば、液晶表示に光漏れや表示ムラがなく、表示画面の品質に優れた液晶表示装置を簡易に製造することができる液晶表示装置の製造方法、及び、該液晶表示装置の製造方法により製造される液晶表示装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００７０】
以下に実施例を掲げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるものではない。
【００７１】
（実施例１）
（１）レジスト成分の調製
アクリル可溶性樹脂（バナレジンＰＳＹ−１１０：新中村化学工業社製）２０ｇ、ビスフェノール系エポキシアクリレート（ダイセルユーシービー社製：ＥＢＥＣＲＹＬ３７００）１５ｇ、ジエチレングリコールジメチルエーテル１００ｇ及び光重合開始剤としてイルガキュア９０７（チバスペシャリティーケミカルズ社製）２ｇを混合してレジスト成分を調製した。
【００７２】
（２）光硬化性ブラックマトリックス用樹脂組成物の調製
得られたレジスト成分１００ｇに黒色顔料（キャボットスペシャリティーケミカルズ社製、商品名「ＭＯＮＡＲＣＨ４６０」）を３ｇ添加し、ボールミルにて２４時間かけて顔料分散を行った。この溶液に直径４．５μｍの黒色微粒子スペーサ（積水化学工業社製、ミクロパールＫＢＮ−５０４５）を１ｇ添加し、超音波照射により分散を行い、光硬化性ブラックマトリックス用樹脂組成物を得た。
【００７３】
（３）液晶表示装置用基板の製造
得られた光硬化性ブラックマトリックス用樹脂組成物を、ガラス基板上にスリットコーターを用いて塗布した後、クリーンオーブン中で８０℃、５分間乾燥して、厚さ１μｍの塗膜を形成した。
次いで、塗膜が形成されたガラス基板の塗膜上に、直径２０μｍの開口部を有するクロムコート石英マスクを載せ、高圧水銀ランプにて露光量５００ｍＪ／ｍ２となるよう紫外線を照射した。
その後、この基板を０．２％テトラメチレンアンモニウムヒドロキシド水溶液で１分間現像し、更に純水で１分間洗浄した。得られた基板を２３０℃のクリーンオーブン中で３０分間加熱して、ブラックマトリックスが形成された液晶表示装置用基板を作製した。
【００７４】
（４）液晶表示装置の製造
作製した液晶表示装置用基板にフォトリソグラフィー工程によりレッド（Ｒ）、グリーン（Ｇ）及びブルー（Ｂ）の各着色画素を形成した後、これらの上に厚さ０．１５μｍのＩＴＯ膜（透明電極）をスパッタリングにより形成した。
【００７５】
次に、透明基板のブラックマトリックスと溝状の凹部とを形成する箇所以外の箇所に、フォトレジストにより樹脂をマスクし、酸処理によりエッチングし、ブラックマトリックスに固定されたスペーサ微粒子上に形成されたＩＴＯ膜を除去すると同時に、着色画素上に溝状の凹部を形成した。
次いで、ポリイミド配向膜を形成した。
そして、ブラックマトリックス及び着色画素等の周囲にシール剤（積水化学工業社製）を長方形の枠を描くようにディスペンサーで塗布し、液晶（チッソ社製、ＪＣ−５００４ＬＡ）の微小滴をシール剤の枠内全面に滴下塗布し、すぐに電極が形成された対向基板を重ね合わせてシール剤部分に高圧水銀ランプを用い紫外線を５０ｍＷ／ｃｍ２で６０秒照射し、液晶アニールを１２０℃にて１時間行いシール剤を熱硬化させることで、ブラックマトリックス部分のみにスペーサ微粒子が固定されたＰＶＡモードの液晶表示装置を製造した。
【００７６】
（実施例２）
液晶表示装置の製造において、スペーサ微粒子上に形成されたＩＴＯ膜上にフォトリソグラフィー処理によりアクリル樹脂からなる絶縁層を形成すると同時に、着色画素上に突起を形成したほかは、実施例１と同様にしてＭＶＡモードの液晶表示装置を製造した。
【００７７】
（評価）
実施例１、２で得られた液晶表示装置用基板、及び、液晶表示装置について以下の評価を行った。
【００７８】
（１）微粒子スペーサの状態の観察
作製した液晶表示装置用基板を顕微鏡で観察した。その結果、実施例１及び２に係る液晶表示装置用基板のいずれも、ブラックマトリックスの全面にスペーサ微粒子がその一部が埋没した状態で略均一に固定されていることが確認され、ブラックマトリックス以外の部分ではスペーサ微粒子は全く観察されなかった。
【００７９】
（２）液晶表示装置表示状態の評価
作製した液晶表示装置を点灯表示し、その表示状態を目視にて観察したところ、実施例１及び２に係る液晶表示装置のいずれも、光漏れによるコントラストの低下や色むら等は全く観察されなかった。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
本発明によれば、液晶表示に光漏れや表示ムラがなく、表示画面の品質に優れた液晶表示装置を簡易に製造することができる液晶表示装置の製造方法、及び、該液晶表示装置の製造方法により製造される液晶表示装置を提供できる。