(57)【要約】【課題】表示品位に優れた液晶表示素子を製造することができる液晶表示素子の製造方法を提供する。【解決手段】遮光部形成基板上に複数色の着色レジストを複数回重ねて塗布し、１回目の着色レジストの塗布により形成された着色レジスト層に、少なくとも２回目以降に塗布された着色レジストの着色顔料を吸着させて遮光部を形成する。【選択図】      図６
2007047203.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の配線および前記複数の配線に接続された複数のスイッチング素子を有したアレイ基板と、前記アレイ基板に隙間を保持して対向配置された対向基板と、前記アレイ基板および対向基板間に狭持された液晶層と、前記アレイ基板および対向基板の何れか一方の遮光部形成基板に形成された遮光部とを備えた液晶表示素子の製造方法において、
前記遮光部形成基板上に複数色の着色レジストを複数回重ねて塗布し、１回目の着色レジストの塗布により形成された着色レジスト層に、少なくとも２回目以降に塗布された着色レジストの着色顔料を吸着させて前記遮光部を形成することを特徴とする液晶表示素子の製造方法。
【請求項２】
前記着色レジスト層を加熱することにより、前記加熱後の着色レジスト層の溶媒残留率を前記加熱前の着色レジスト層の溶媒残留率と異ならせることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示素子の製造方法。
【請求項３】
前記着色レジスト層上にマスクを載せた後、
前記着色レジスト層を加熱して未硬化状態の前記着色レジスト層を形成することにより、前記加熱後の着色レジスト層の溶媒残留率を前記加熱前の着色レジスト層の溶媒残留率と異ならせるとともに、前記マスクが載った着色レジスト層の溶媒残留率を前記マスクが載っていない着色レジスト層の溶媒残留率と異ならせることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示素子の製造方法。
【請求項４】
前記マスクはメッシュ状であり、
前記メッシュ状の前記マスクを載せた前記着色レジスト層を加熱することを特徴とする請求項３に記載の液晶表示素子の製造方法。
【請求項５】
前記加熱時に、加熱時間および加熱温度を調整して前記加熱後の着色レジスト層の溶媒残留率を前記加熱前の着色レジスト層の溶媒残留率と異ならせることを特徴とする請求項２または３に記載の液晶表示素子の製造方法。
【請求項６】
前記１回目に塗布された着色レジストを露光および現像した直後の着色レジスト層の溶媒残留率を１００％、加熱して溶媒蒸発が飽和したときの溶媒残留率を０％とした場合、
前記溶媒残留率が１０％以上の着色レジスト層に、少なくとも２回目以降に塗布された着色レジストの着色顔料を吸着させて前記遮光部を形成することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示素子の製造方法。
【請求項７】
前記遮光部形成基板上に、前記複数色の着色レジストとして、赤色レジスト、緑色レジストおよび青色レジストをそれぞれ重ねて塗布して前記遮光部を形成することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示素子の製造方法。
【請求項８】
前記遮光部を形成する際、赤色着色層、緑色着色層および青色着色層を含むカラーフィルタを前記複数の着色レジストを用いて同時に形成することを特徴とする請求項７に記載の液晶表示素子の製造方法。
【請求項９】
前記遮光部を形成する際、前記着色レジストを用いて、前記アレイ基板に隙間を保持する柱状スペーサを同時に形成することを特徴とする請求項７に記載の液晶表示素子の製造方法。
【請求項１０】
前記アレイ基板に前記遮光部を形成する請求項１に記載の液晶表示素子の製造方法。
【請求項１１】
複数の配線および前記複数の配線に接続された複数のスイッチング素子を有したアレイ基板と、前記アレイ基板に隙間を保持して対向配置された対向基板と、前記アレイ基板および対向基板間に狭持された液晶層と、前記アレイ基板および対向基板の何れか一方の遮光部形成基板に形成された遮光部とを備えた液晶表示素子の製造方法において、
前記遮光部形成基板上に第１着色レジストを塗布して着色レジスト層を形成し、
前記着色レジスト層に重ねて前記第１着色レジストと異なる第２着色レジストを塗布することにより、前記着色レジスト層に前記第２着色レジストの着色顔料を吸着させて前記遮光部を形成することを特徴とする液晶表示素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、液晶表示素子の製造方法、特に遮光部を有した液晶表示素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、液晶表示素子は、アレイ基板と、対向基板と、これら両基板の基板間に狭持された液晶層と、アレイ基板および対向基板のいずれか一方に形成されたカラーフィルタと、を有している。カラーフィルタは、赤色、緑色および青色の着色層で構成されている。アレイ基板および対向基板の間には、スペーサとして、例えば粒径の均一なプラスティックビーズが配置され、この２枚の基板間の隙間を一定に保持している。アレイ基板および対向基板は、両基板の周縁部に配設されたシール材により接合されている。液晶表示素子の表示方式としては、例えばＴＮ（ツイステッドネマティック）型表示方式、ＳＴＮ（スーパーツイステッドネマティック）型表示方式、ＧＨ（ゲスト−ホスト）型表示方式、あるいはＥＣＢ（電界制御複屈折）型表示方式や強誘電性液晶を用いた方式等が用いられている。
【０００３】
カラー表示型アクティブマトリクス駆動液晶表示素子では、アレイ基板上に複数の信号線および複数の走査線がマトリクス状に配設され、これら信号線および走査線の各交差部近傍には、例えばアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）をチャネル層とした薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴと称する）が配設されている。また、アレイ基板上には、複数の補助容量線が配設され、走査線と平行に延びている。各補助容量線は絶縁膜を介して補助容量電極と対向し、これら補助容量線、絶縁膜、および補助容量電極により補助容量素子を構成している。各ＴＦＴは基板上に形成された画素電極と接続されている。画素電極を含み基板上には配向膜が成膜されている。
【０００４】
対向基板において、基板上にカラーフィルタ、対向電極、および配向膜が順次形成されている。アレイ基板および対向基板の周縁部には、アレイ基板から対向基板に電圧を印加するための電極転移材が設けられている。電極転移材は、銀ペースト等の導電材料で構成され、アレイ基板および対向基板を電気的に接続している。アレイ基板および対向基板の間に液晶層が形成され、これら両基板の外面に偏光板がそれぞれ配設され、液晶表示素子が構成されている（例えば、特許文献１参照）。このような液晶表示素子は複数の画素を有し、各画素はＴＦＴおよび画素電極を備えている。
【０００５】
また、近年、上述したように対向基板上にカラーフィルタを設けた液晶表示素子の他、アレイ基板上にカラーフィルタを設けた液晶表示素子が種々開発され、カラーフィルタをアレイ基板上に形成するＣＯＡ（color filter on array）構造とすることにより高い開口率を得、ひいては高透過率を得る液晶表示素子が開発されている。その他、フォトリソグラフィ法により柱状スペーサをアレイ基板および対向基板の少なくとも一方の基板上に形成し、均一な基板間距離を保持した液晶表示素子等が開発されている。液晶表示素子をＣＯＡ構造とした場合、アレイ基板上のカラーフィルタの周縁部には遮光部が形成される。遮光部は、フォトリソグラフィ法により黒色レジストを加工して形成される。
【特許文献１】特開平１１−２５８６３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記した液晶表示素子において、最近では高速応答化が要求されているため、アレイ基板および対向基板間の隙間（セルギャップ）を小さくする狭セルギャップ化が採られ、柱状スペーサは低く形成されている。フォトリソグラフィ法により柱状スペーサを低く形成することで、加工プロセス性を向上させることができる。
【０００７】
しかしながら、柱状スペーサと遮光部とを同一材料で同時に形成した場合、遮光部の膜厚は薄くなり、遮光部のＯＤ（optical density）値（光学濃度）は低下してしまう。このため、遮光部で光抜けが発生し、表示画像の見栄えが悪くなってしまう。  
この発明は以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、表示品位に優れた液晶表示素子を製造することができる液晶表示素子の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明の態様に係る液晶表示素子の製造方法は、複数の配線および前記複数の配線に接続された複数のスイッチング素子を有したアレイ基板と、前記アレイ基板に隙間を保持して対向配置された対向基板と、前記アレイ基板および対向基板間に狭持された液晶層と、前記アレイ基板および対向基板の何れか一方の遮光部形成基板に形成された遮光部とを備えた液晶表示素子の製造方法において、前記遮光部形成基板上に複数色の着色レジストを複数回重ねて塗布し、１回目の着色レジストの塗布により形成された着色レジスト層に、少なくとも２回目以降に塗布された着色レジストの着色顔料を吸着させて前記遮光部を形成することを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、表示品位に優れた液晶表示素子を製造することができる液晶表示素子の製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照しながらこの発明の実施の形態に係る液晶表示素子の製造方法について詳細に説明する。始めに、この製造方法によって製造された液晶表示素子の構成を説明する。
【００１１】
図１２に示すように、液晶表示素子は、アレイ基板１と、対向基板２と、液晶層３と、カラーフィルタ４と、遮光部５と、偏光板６、７と、位相差板８、９と、バックライトユニットＬとを有している。この実施の形態において、ＸＧＡ（eXtended Graphics Array）のアレイ基板１を例に説明する。
【００１２】
アレイ基板１は、透明な絶縁基板としてガラス基板１０を備えている。ガラス基板１０上には、図示しない複数の信号線および複数の走査線がマトリクス状に設けられ、信号線と走査線との各交差部近傍にスイッチング素子として、例えばＴＦＴ１１が設けられている。ＴＦＴ１１は、走査線の一部を延在したゲート電極１２、ゲート電極上に設けられたゲート絶縁膜１３、ゲート絶縁膜を介してゲート電極と対向した半導体膜１４、この半導体膜の一方の領域に接続されたソース電極１５および他方の領域に接続されたドレイン電極１６を有している。ソース電極１５は信号線に接続され、ドレイン電極１６は後述する画素電極１７に接続されている。
【００１３】
ＴＦＴ１１、走査線および信号線を含むガラス基板１０上には、赤色の着色層４Ｒ、緑色の着色層４Ｇおよび青色の着色層４Ｂが互いに隣接し、交互に並んで配設されている。着色層４Ｒ、４Ｇ、４Ｂは、カラーフィルタ４を形成している。カラーフィルタ４は、ガラス基板１０の中央部に位置した矩形状のカラーフィルタ形成領域Ｒ１に形成されている。カラーフィルタ形成領域Ｒ１の外側において、ガラス基板１０上には、矩形枠状の遮光部５が形成されている。この遮光部５は、カラーフィルタ形成領域Ｒ１の着色層周縁部全周に沿った遮光部形成領域Ｒ２に形成されている。遮光部５は、カラーフィルタ形成領域Ｒ１、すなわち、画像表示領域周縁部から漏れる光の遮光に寄与している。
【００１４】
全てを図示しないが、着色層４Ｒ、４Ｇ、４Ｂ上には、スペーサとしての柱状スペーサ３１が所定の密度で複数本形成され、例えば着色層４Ｒ上にのみ形成されている。着色層４Ｒ、４Ｇ、４Ｂ上には、それぞれ画素電極１７が形成され，所定のパターンに配列されている。画素電極１７は着色層４Ｒ、４Ｇ、４Ｂに貫通して形成されたコンタクトホール４ｈを介してＴＦＴ１１のドレイン電極１６と電気的に接続されている。画素電極１７に重ねてガラス基板１０のほぼ全面には配向膜１８が形成されている。  
対向基板２は、透明な絶縁基板としてガラス基板２０を備えている。ガラス基板２０上には、対向電極２１および配向膜２２が順に形成されている。
【００１５】
アレイ基板１および対向基板２は、柱状スペーサ３１により所定の隙間を置いて対向配置されている。アレイ基板１および対向基板２は、両基板の周縁部に配置されたシール材３２により互いに接合されている。液晶層３は、アレイ基板１および対向基板２の間に狭持されている。シール材３２の一部に形成された図示しない液晶注入口は図示しない封止材で封止されている。アレイ基板１の外面上には、偏光板６および位相差板７が順に配置されている。対向基板２の外面上には、偏光板８および位相差板９が順に配置されている。位相差板９の外面は、画像を表示する表示面Ｓである。
【００１６】
バックライトユニットＬは、アレイ基板１の外面側に配置されている。このバックライトユニットＬは、位相差板７に対向配置された導光板Ｌａ、この導光板の一側縁に対向配置された光源Ｌｂおよび反射板Ｌｃを有している。
【００１７】
次に、液晶表示素子の製造装置について説明する。  
図１に示すように、製造装置４０は、カラーフィルタ４および遮光部５を形成する材料を焼成するためのホットプレート４１と、開口部４２ａを有した板状のマスク４２とを有している。開口部４２ａは、カラーフィルタ形成領域Ｒ１と対向した個所に形成されている。マスク４２は遮光部形成領域Ｒ２を覆うように形成されている。なお、マスク４２はステンレスで形成されている。なお、マスク４２は、ステンレス、ガラス、陶器等の材料を用いた無機平板に開口部４２ａを設けて形成されていれば良い。
【００１８】
次に、液晶表示素子の製造方法について説明する。特に、遮光部形成基板としてのアレイ基板１の製造方法を詳しく説明する。  
まず、透明な絶縁基板として、アレイ基板１より寸法の大きい基板としてのマザーガラス１００を用意し、そのマザーガラスを用いてアレイ基板を形成する。以後２つのアレイ基板１を同時に形成するが、ここでは１つのアレイ基板を代表してその製造方法を説明する。
【００１９】
図２に示すように、成膜やパターニングを繰り返す等、通常の製造工程により、マザーガラス１００上にＴＦＴ１１、図示しない信号線および走査線を形成する。その後、上記したマザーガラス１００上にカラーフィルタ４、遮光部５および柱状スペーサ３１を形成する工程に移行する。
【００２０】
図９に示すように、まず、ステップＳ１において、カラーフィルタ４、遮光部５および柱状スペーサ３１の形成工程がスタートすると、ステップＳ２において、スピンナを用い、着色レジストとしての赤色レジスト４Ｒａをマザーガラス１００上全面に塗布する。ここで用いた赤色レジスト４Ｒａは、例えば着色顔料として赤色の顔料を分散したネガ型の紫外線硬化型アクリル樹脂レジストである。
【００２１】
次いで、図３に示すとともにステップＳ３において、所定のフォトマスク５１を用い、赤色レジスト４Ｒａにパターニングを露光する。露光する際、赤色レジスト４Ｒａには、波長を３６５ｎｍ、露光量を１００ｍＪ／ｃｍ２として紫外線を照射する。ここで、用いたフォトマスク５１は、カラーフィルタ形成領域Ｒ１で、赤色に着色したい個所に紫外線が照射されるようなストライプ形状パターンと、遮光部形成領域Ｒ２に紫外線が照射されるような枠状パターンと、画素電極１７およびＴＦＴ１１を接続するコンタクトホール４ｈのためのパターンとを有している。その後、ステップＳ４において、露光された赤色レジスト４ＲａをＫＯＨの１％水溶液で２０秒間現像する。これにより、カラーフィルタ形成領域Ｒ１に赤色レジスト層４Ｒ１が、遮光部形成領域Ｒ２に赤色レジスト層５Ｒ１がそれぞれ同時に形成される。
【００２２】
次に、図１および図４に示すとともにステップＳ５において、赤色レジスト層４Ｒ１、５Ｒ１が形成されたマザーガラス１００を製造装置４０のホットプレート４１上に載せる。そして、赤色レジスト層５Ｒ１上にマスク４２を載せる。この際、マスク４２の開口部４２ａがカラーフィルタ形成領域Ｒ１と対向するように載せる。これにより、赤色レジスト層５Ｒ１はマスク４２で全て覆われる。続いて、ホットプレート４１を加熱し、赤色レジスト層４Ｒ１、５Ｒ１を、２００℃で５分、仮焼成する。
【００２３】
ここで、本願発明者等は、塗布された赤色レジスト４Ｒａを露光および現像した直後の赤色レジスト層４Ｒ１、５Ｒ１の溶媒残留率を１００％、加熱して溶媒蒸発が飽和したときの溶媒残留率を０％として溶媒残留率を求めた。なお、溶媒残留率は、赤色レジスト層４Ｒ１、５Ｒ１の質量を測定することにより求めた。
【００２４】
上記赤色レジスト層４Ｒ１、５Ｒ１の溶媒残留率を求めたところ、マスク４２で覆われていない赤色レジスト層４Ｒ１の溶媒残留率は１％以下であり、マスク４２で覆われた赤色レジスト層５Ｒ１の溶媒残留率は８０％であった。
【００２５】
次に、ステップＳ６において、スピンナを用い、着色レジストとしての緑色レジスト４Ｇａをマザーガラス１００上全面に塗布する。ここで用いた緑色レジスト４Ｇａは、例えば着色顔料として緑色の顔料を分散したネガ型の紫外線硬化型アクリル樹脂レジストである。これにより、焼成不十分の赤色レジスト層５Ｒ１に重ねて塗布された緑色レジスト４Ｇａの緑色の顔料Ｇは、赤色レジスト層５Ｒ１に吸着する。
【００２６】
次いで、図５に示すとともにステップＳ７において、所定のフォトマスク５２を用い、緑色レジスト４Ｇａにパターニングを露光する。露光する際、緑色レジスト４Ｇａには、波長を３６５ｎｍ、露光量を１００ｍＪ／ｃｍ２として紫外線を照射する。ここで、用いたフォトマスク５２は、カラーフィルタ形成領域Ｒ１で、緑色に着色したい個所に紫外線が照射されるようなストライプ形状パターンと、画素電極１７およびＴＦＴ１１を接続するコンタクトホール４ｈのためのパターンとを有している。その後、ステップＳ８において、露光された緑色レジスト４ＧａをＫＯＨの１％水溶液で２０秒間現像する。これにより、カラーフィルタ形成領域Ｒ１に緑色レジスト層４Ｇ１が形成される。なお、緑色の顔料Ｇは赤色レジスト層５Ｒ１に吸着した状態に維持される。
【００２７】
次に、図１および図６に示すとともにステップＳ９において、緑色レジスト層４Ｇ１が形成されたマザーガラス１００を製造装置４０のホットプレート４１上に載せる。そして、緑色の顔料Ｇが吸着した赤色レジスト層５Ｒ１上にマスク４２を載せる。この際、マスク４２の開口部４２ａがカラーフィルタ形成領域Ｒ１と対向するように載せる。これにより、赤色レジスト層５Ｒ１はマスク４２で全て覆われる。続いて、ホットプレート４１を加熱し、赤色レジスト層４Ｒ１、５Ｒ１および緑色レジスト層４Ｇ１を、２００℃で５分、仮焼成する。
【００２８】
ここで、本願発明者等は、塗布された緑色レジスト４Ｇａを露光および現像した直後の緑色レジスト層４Ｇ１の溶媒残留率を１００％、加熱して溶媒蒸発が飽和したときの溶媒残留率を０％とし、緑色レジスト層４Ｇ１の質量を測定することにより緑色レジスト層４Ｇ１の溶媒残留率を求めた。また、赤色レジスト層５Ｒ１の溶媒残留率も求めた。
【００２９】
上記赤色レジスト層５Ｒ１および緑色レジスト層４Ｇ１の溶媒残留率を求めたところ、マスク４２で覆われた赤色レジスト層５Ｒ１の溶媒残留率は７０％であり、マスク４２で覆われていない緑色レジスト層４Ｇ１の溶媒残留率は１％以下であった。また、この時点で、表示面Ｓに向って遮光部形成領域Ｒ２を透過する光は、赤色および緑色の混色である。
【００３０】
続いて、図１０に示すように、ステップＳ１０において、スピンナを用い、着色レジストとしての青色レジスト４Ｂａをマザーガラス１００上全面に塗布する。ここで用いた青色レジスト４Ｂａは、例えば着色顔料として青色の顔料を分散したネガ型の紫外線硬化型アクリル樹脂レジストである。これにより、焼成不十分の赤色レジスト層５Ｒ１に重ねて塗布された青色レジスト４Ｂａの青色の顔料Ｂは、緑色の顔料Ｇと同様、赤色レジスト層５Ｒ１に吸着する。
【００３１】
次いで、図７に示すとともにステップＳ１１において、所定のフォトマスク５３を用い、青色レジスト４Ｂａにパターニングを露光する。露光する際、青色レジスト４Ｂａには、波長を３６５ｎｍ、露光量を１００ｍＪ／ｃｍ２として紫外線を照射する。ここで、用いたフォトマスク５３は、カラーフィルタ形成領域Ｒ１で、緑色に着色したい個所に紫外線が照射されるようなストライプ形状パターンと、画素電極１７およびＴＦＴ１１を接続するコンタクトホール４ｈのためのパターンと、柱状スペーサ３１を形成したい個所に紫外線が照射されるようなパターンとを有している。その後、ステップＳ１２において、露光された青色レジスト４ＢａをＫＯＨの１％水溶液で２０秒間現像する。これにより、カラーフィルタ形成領域Ｒ１に青色レジスト層４Ｂ１が形成されるとともに、赤色レジスト層４Ｒ１上に膜厚３．０μｍの柱状スペーサ３１が形成される。なお、緑色の顔料Ｇおよび青色の顔料Ｂは赤色レジスト層５Ｒ１に吸着した状態に維持される。
【００３２】
次に、図８に示すとともにステップＳ１３において、青色レジスト層４Ｂ１が形成されたマザーガラス１００を製造装置４０のホットプレート４１上に載せる。続いて、上記マスク４２を載せずにホットプレート４１を加熱し、赤色レジスト層４Ｒ１、５Ｒ１、緑色レジスト層４Ｇ１、および青色レジスト層４Ｂ１を、２２０℃で１時間、本焼成する。
【００３３】
これにより、赤色レジスト層４Ｒ１、５Ｒ１、緑色レジスト層４Ｇ１、および青色レジスト層４Ｂ１が硬化し、それぞれ約３．０μｍの膜厚の着色層４Ｒ、５Ｒ、着色層４Ｇ、および着色層４Ｂが形成される。遮光部形成領域Ｒ２においては、着色層５Ｒに緑色の顔料Ｇおよび青色の顔料Ｂが吸着することにより約３．０μｍの膜厚の遮光部５が形成される。これにより、カラーフィルタ４、遮光部５および柱状スペーサ３１を形成する工程が終了する（ステップＳ１４）。表示面Ｓからみた遮光部５は黒色となり、表示面に向って遮光部形成領域Ｒ２に入射する光は、遮光部により遮光される。
【００３４】
その後、コンタクトホール４ｈ、および着色層４Ｒ、４Ｇ、４Ｂ上に、透明な導電材料としてのＩＴＯ（インジウム・ティン・オキサイド）を用いて複数の画素電極１７を形成する。続いて、マザーガラス１００全面に配向膜材料を膜厚１００ｎｍとして塗布し、配向膜１８を形成する。配向膜１８には、所定の配向処理（ラビング）を施す。これにより、マザーガラス１００に２つのアレイ基板１が形成される。
【００３５】
一方。対向基板２は、ガラス基板２０上に、透明な導電材料として、例えばＩＴＯからなる対向電極２１を形成し、この対向電極に重ねて配向膜材料を膜厚１００ｎｍとして塗布し、配向膜２２を形成する。配向膜２２には、所定の配向処理（ラビング）を施す。
【００３６】
次いで、ガラス基板２０の周縁に沿って、例えば熱硬化型のシール材３２を印刷した後、このシール材付近に電極転移材を形成する。続いて、アレイ基板１に対向基板２を対向させ、シール材３２を用いて対向基板をマザーガラス１００に貼り合せる。その後、シール材３２を加熱して硬化させ、マザーガラス１００および対向基板２を固定する。続いて、マザーガラス１００をアレイ基板１の周縁に沿って分割する。これにより、２組の空状態の液晶セルを得る。アレイ基板１および対向基板２は、複数本の柱状スペーサ３１により所定の隙間を保持している。
【００３７】
続いて、真空注入により、シール材３２の一部に形成された液晶注入口から、誘電率異方性が正である液晶を注入する。その後、液晶注入口を、例えば紫外線硬化型樹脂からなる封止材により封止する。これにより、アレイ基板１、対向基板２およびシール材３２間に液晶が封入され、液晶層３が形成される。次いで、アレイ基板１の外面に偏光板６および位相差板７を、対向基板２の外面に偏光板８および位相差板９を順に配設する。さらに、位相差板７の外面がわにバックライトユニットＬを配置し、モジュールに組み立てる。これにより液晶表示素子が完成する。
【００３８】
図１１に示すように、本実施の形態で完成した液晶表示素子を用いてＯＤ値を測定したところ、遮光部５のＯＤ値は４．５であり、十分な遮光性能が得られた。さらに、コントラスト比は表示画面全面にわたり均一に５００：１と高く、表示品位に優れた液晶表示素子が得られた。液晶表示素子の応答速度は２０ｍｓであり、高速応答性を実現することができた。液晶表示素子を高温度（６０℃）、かつ高湿度（８０％）の環境内で１０００時間連続点灯させて信頼性の試験を行なったが、表示ムラおよび焼き付きが無く表示品位も良好であり。高信頼性の液晶表示素子であることが確認できた。
【００３９】
以上のように構成された、液晶表示素子の製造方法によれば、赤色レジスト４Ｒａの塗布により形成された赤色レジスト層５Ｒ１に、緑色レジスト４Ｇａの緑色の顔料Ｇおよび青色レジスト４Ｂａの青色の顔料Ｂを吸着させて遮光部５を形成している。遮光部５を形成する際は、赤色レジスト層５Ｒ１を加熱することにより、加熱後の赤色レジスト層５Ｒ１の溶媒残留率を加熱前の赤色レジスト層５Ｒ１の溶媒残留率と異ならせて形成している。より詳しくは、赤色レジスト層４Ｒ１、５Ｒ１および緑色レジスト層４Ｇ１形成時において、マスク４２を載せた赤色レジスト層５Ｒ１を加熱して未硬化状態の赤色レジスト層５Ｒ１を形成することにより、加熱後の赤色レジスト層５Ｒ１の溶媒残留率を加熱前の赤色レジスト層５Ｒ１の溶媒残留率より低くして遮光部５を形成している。
【００４０】
このため、狭セルギャップ化により高速応答性を実現し、遮光部５の膜厚が３．０μｍ程度の場合であっても、上記したように遮光部５を形成することで、十分な遮光性能を有する遮光部５を得ることができる。上記したことから、膜厚３．０μｍ程度に形成され、かつ、着色層５Ｒの顔料濃度が赤色レジスト４Ｒａの顔料濃度に比べて高い遮光部５のＯＤ値では、遮光部５を黒色レジストで形成した場合のＯＤ値に比べ、赤色レジスト層５Ｒ１に緑色の顔料Ｇおよび青色の顔料Ｂを吸着させて形成した場合のＯＤ値の方が高くなることが判る。これにより、遮光部５での光抜けを抑制することができ、表示品位に優れた液晶表示素子の製造方法を得ることができる。
【００４１】
また、遮光部５を形成する際、カラーフィルタ４および柱状スペーサ３１を同一材料で同時に形成することができるため，製造工程を増やすことなく効率良くカラーフィルタ、遮光部および柱状スペーサを形成することができる。
【００４２】
次に、上記した実施の形態における遮光部５のＯＤ値が、黒色レジストで形成した遮光部のＯＤ値より高くなる理由を説明する。すなわち、ＯＤ値の高い遮光部を黒色レジストで形成することができない理由を説明する。遮光部のＯＤ値は遮光部の膜厚に依存するため、十分なＯＤ値を得るためには十分な膜厚が必要である。通常、顔料分散系の着色レジストにおいて、着色レジスト中に含有できる顔料濃度は、分散安定性の点から、３０％ないし４０％程度以下である。着色レジストにカーボンブラックのような光吸収性が良いものを分散させて遮光部５を形成すると、遮光部の膜厚が薄くても十分なＯＤ値を得ることができる。しかしながら、カーボンブラックは導電性があるため、製品の信頼性が低下してしまう。
【００４３】
十分高い抵抗値と信頼性とを有する着色顔料を用いた場合、ＯＤ値を高くするために顔料濃度を上げることが考えられるが、この場合、パターン形成時の露光が着色レジストの深部まで届かなくなり、現像時、光が届かなかった深部は溶解してしまい、いわゆる逆テーパー状なるというように加工性が問題となる。上記したことから、ＯＤ値が高く、膜厚の薄い遮光部を黒色レジストで形成することはできない。
【００４４】
さらに、本願発明者等は、上述した実施の形態と異なり、上記ステップＳ９において、緑色レジスト４Ｒａを加熱する時間、すなわち、緑色レジストの仮焼成の時間を、２０分、３０分、４０分および６０分とした場合の赤色レジスト層５Ｒ１の溶媒残留率および青色レジスト層４Ｂ１焼成後の遮光部５の見栄えをそれぞれ調査した。遮光部５の見栄えは、十分な遮光性能が得られた場合には○を、十分な遮光性能が得られないものの遮光性能が問題とならない場合には△を、遮光不十分となる場合には×を付してそれぞれ評価した。なお、緑色レジスト４Ｒａの仮焼成の時間を変更した以外は上述した実施の形態同様に液晶表示素子を製造した。
【００４５】
図１１に示すように、赤色レジスト層５Ｒ１の溶媒残留率が２０％の場合、上述した実施の形態と同様表示面Ｓからみた遮光部５は黒色であり、十分な遮光性能が得られた。赤色レジスト層５Ｒ１の溶媒残留率が１０％の場合、表示面Ｓからみた遮光部５は薄い黒色ではあるものの遮光性能は問題無かった。しかしながら、赤色レジスト層５Ｒ１の溶媒残留率が２％の場合、表示面Ｓからみた遮光部５は赤色および緑色の混色となり、その遮光部のＯＤ値は１．０未満であった。遮光部５で光抜けが生じ、赤色および緑色の混色の光が表示面Ｓに表示することになるため、遮光性能は不十分であった。  
上記したことから、遮光部５を形成する際、溶媒残留率が少なくとも１０％以上の赤色レジスト層５Ｒ１に、緑色レジスト４Ｇａの緑色の顔料Ｇおよび青色レジスト４Ｂａの青色の顔料Ｂを吸着させて遮光層５を形成すれば良い。また、赤色レジスト層５Ｒ１の溶媒残留率は、加熱時間（焼成時間）の調整に限らず、加熱温度（焼成）を調整して異ならせても良く、加熱時間および加熱温度を調整して異ならせても良い。
【００４６】
そして、赤色レジスト層５Ｒ１の溶媒残留率を１０％以上にして液晶表示素子を完成した場合、コントラスト比は表示画面全面にわたり均一に５００：１と高く、表示品位に優れた液晶表示素子が得られた。液晶表示素子の応答速度は２０ｍｓであり、高速応答性を実現することができた。液晶表示素子を高温度（６０℃）、かつ高湿度（８０％）の環境内で１０００時間連続点灯させて信頼性の試験を行なったが、表示ムラおよび焼き付きが無く表示品位も良好であり、高信頼性の液晶表示素子であることが確認できた。
【００４７】
（比較例）
比較例では、上記ステップＳ９において、緑色レジスト４Ｒａの焼成時にも上記マスク４２を載せずに赤色レジスト層５Ｒ１を加熱（焼成）し、液晶表示素子を製造した。なお、上記した際にマスク４２を用いず焼成した以外は上述した実施の形態同様に液晶表示素子を形成した。
【００４８】
上記ステップＳ９において、マスク４２で覆われていない赤色レジスト層５Ｒ１を焼成し、焼成後の赤色レジスト層５Ｒ１の溶媒残留率を求めたところ、溶媒残留率は１％以下であり、表示面Ｓからみた赤色レジスト層５Ｒ１は赤色のままであった。さらに、上記ステップＳ１３において、マスク４２で覆われていない赤色レジスト層５Ｒ１を焼成し、焼成後の赤色レジスト層５Ｒ１の溶媒残留率を求めたところ、この場合の溶媒残留率も１％以下であり、表示面Ｓからみた赤色レジスト層５Ｒ１は赤色のままであった。
【００４９】
比較例の液晶表示素子において、
コントラスト比は５００：１と高い表示特性を示した。液晶表示素子の応答速度は２０ｍｓであり、高速応答性を実現することができた。液晶表示素子を高温度（６０℃）、かつ高湿度（８０％）の環境内で１０００時間連続点灯させて信頼性の試験を行なったが、表示ムラおよび焼き付きが無く表示品位も良好であり、高信頼性の液晶表示素子であることが確認できた。しかしながら、遮光部５のＯＤ値は１．０未満であった。なお、遮光部５で光抜けが生じ、赤色の光が表示面Ｓに表示することになるため、遮光性能が不十分であることはいうまでもない。
【００５０】
なお、この発明は、上述した実施の形態に限定されることなく、この発明の範囲内で種々変形可能である。例えば、マスク４２は、メッシュ状の無機平板に開口部４２ａを設けて形成されていれば良い。これにより、溶媒揮発性を制御することが可能となり、赤色レジスト層５Ｒ１の溶媒が均一に残留させることができる。
【００５１】
着色レジストを塗布する順番は、上述した実施の形態に限定されるものではく、赤色レジスト、緑色レジストおよび青色レジストをいかなる順番で塗布しても良く、これにより、遮光部５が十分な遮光性能を有していれば良い。
【００５２】
カラーフィルタ４および遮光部５を同一材料で同時に形成しない場合、遮光部を形成する材料は、赤色レジスト、緑色レジストおよび青色レジストに限定されるものではい。遮光部５を形成する際は、ガラス基板１０上に、複数色の着色レジストを複数回重ねて塗布し、１回目の着色レジストの塗布により形成された着色レジスト層に、少なくとも２回目以降に塗布された着色レジストの着色顔料を吸着させて遮光部を形成すれば良い。
【００５３】
このため、少なくとも２種類の着色レジストを用いて遮光部５を形成することが可能であり、遮光部を形成する際は、ガラス基板１０上に第１着色レジストを塗布して着色レジスト層を形成し、その着色レジスト層に重ねて第１着色レジストと異なる第２着色レジストを塗布することにより、着色レジスト層に第２着色レジストの着色顔料を吸着させて遮光部を形成すれば良い。そして、遮光部５が十分な遮光性能を有していれば良い。  
カラーフィルタ４、遮光部５および柱状スペーサ３１はアレイ基板１側に形成されているが、これに限らず、遮光部形成基板としての対向基板２側に形成されていても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の実施の形態に係る液晶表示素子の遮光部の製造装置を示す概略斜視図。
【図２】本発明の実施の形態に係る液晶表示素子の遮光部およびカラーフィルタの製造工程を示す断面図。
【図３】図２に続く上記カ遮光部およびラーフィルタの製造工程を示す断面図。
【図４】図３に続く上記遮光部およびカラーフィルタの製造工程を示す断面図。
【図５】図４に続く上記遮光部およびカラーフィルタの製造工程を示す断面図。
【図６】図５に続く上記遮光部およびカラーフィルタの製造工程を示す断面図。
【図７】図６に続く上記遮光部およびカラーフィルタの製造工程を示す断面図。
【図８】図７に続く上記遮光部およびカラーフィルタの製造工程を示す断面図。
【図９】図２ないし図６に示した遮光部およびカラーフィルタの形成の流れ図。
【図１０】図９に続く図７および図８に示した遮光部およびカラーフィルタの形成の流れ図。
【図１１】焼成時間を変えて遮光部を形成した場合の着色レジスト層の溶媒残留量およびＯＤ値の変化を表で示した図。
【図１２】本発明の実施の形態に係る液晶表示素子の製造方法によって製造された液晶表示素子を示す断面図。
【符号の説明】
【００５５】
１…アレイ基板、２…対向基板、３…液晶層、４…カラーフィルタ、４Ｒ，４Ｇ，４Ｂ，５Ｒ…着色層、４Ｒａ…赤色レジスト、４Ｇａ…緑色レジスト、４Ｂａ…青色レジスト、４Ｒ１，５Ｒ１…赤色レジスト層、４Ｇ１…緑色レジスト層、４Ｂ１…青色レジスト層、５…遮光部、１０，２０…ガラス基板、４０…製造装置、４１…ホットプレート、４２…マスク、４２ａ…開口部、１００…マザーガラス、Ｇ，Ｂ…顔料。
【図１】
2007047203.tif 000003
【図２】
2007047203.tif 000004
【図３】
2007047203.tif 000005
【図４】
2007047203.tif 000006
【図５】
2007047203.tif 000007
【図６】
2007047203.tif 000008
【図７】
2007047203.tif 000009
【図８】
2007047203.tif 000010
【図９】
2007047203.tif 000011
【図１０】
2007047203.tif 000012
【図１１】
2007047203.tif 000013
【図１２】
2007047203.tif 000014