(57)【要約】【課題】  液晶表示素子の開効率を低下させること無く、所望の隙間を形成し、且つ液晶表示素子外部から液晶表示素子内への水分の浸入を防止することを目的とした液晶表示素子製造方法。【解決手段】  配向膜が形成された一対の基板をシール材を介して貼り合わせて形成される隙間に液晶を封入してなる液晶表示素子であって、少なくとも一対の基板の一方には、シール材領域内に無機材によるポール部及び該ポール部外周に該ポール部より高い無機材によるテーパー状壁部を形成し、一対の基板をシール材で貼り合わせて隙間を形成する際、該隙間は前記ポール部で形成することを特徴とする液晶表示素子とする。【選択図】  図１
2007011041.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
配向膜が形成された一対の基板をシール材を介して貼り合わせて形成される隙間に液晶を封入してなる液晶表示素子であって、少なくとも一対の基板の一方には、シール材領域内に無機材によるポール部及び該ポール部外周に該ポール部より高い無機材によるテーパー状壁部を形成し、一対の基板をシール材で貼り合わせて隙間を形成する際、該隙間は前記ポール部で形成することを特徴とする液晶表示素子。
【請求項２】
一対の基板をシール材で貼り合わせて隙間を形成する際に破壊されたテーパー状壁部上部は前記シール材内に拡散されていることを特徴とする請求項１記載の液晶表示素子。
【請求項３】
配向膜が形成された一対の基板をシール材を介して貼り合わせて形成される隙間に液晶を封入してなる液晶表示素子の製造方法であって、
少なくとも、
シール材領域内に所望の隙間を形成するための無機材によるポール部を形成する工程と、
前記シール材領域内で前記ポール部の外周に該ポール部より高い無機材によるテーパー状壁部を形成する工程と、
を具備することを特徴とする液晶表示素子製造方法。
【請求項４】
少なくとも、
基板表面にポール部及びテーパー状壁部を形成するための無機材膜を成膜する工程と、
無機材膜にレジストパターニングマスクを形成する工程と、
前記無機材膜を、レジストパターニングマスクをエッチングマスクとして壁部上部を形成する工程と、
前記レジストパターニングマスクを除去する工程と、
壁部及びポール部形成用のレジストパターニングマスクを形成する工程と、
前記レジストパターニングマスクをエッチングマスクとし、壁部下部及びポール部を形成する工程と、
前記レジストパターニングマスクを除去する工程とを具備することを特徴とする請求項３記載の液晶表示素子製造方法。
【請求項５】
前記壁部形成用のレジストパターニングマスクを形成する工程の壁部用レジストパターニングマスクを形成する際、グレースケール露光を使用することを特徴とする請求項４記載の液晶表示素子製造方法。
【請求項６】
一対の基板を該シール材にて貼り合わせる際に前記ポール部で隙間を形成することを特徴とする請求項３、４または５記載の液晶表示素子製造方法。
【請求項７】
無機材がＳｉＯ2であることを特徴とする請求項３から６記載のいずれか一つの液晶表示素子製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示素子及び液晶表示素子製造方法に関するものである
【背景技術】
【０００２】
液晶表示子において、均一な配向及び、均一なコントラストを図るために前記液晶表示素子の表示部分画素間に所望の隙間を形成するためのポールを設けることは一般的な手法である。（例えば特許文献１参照）
【０００３】
図５は特許文献１に記載された発明の一実施例を示す上面図であり、図６は図５中Ａ−Ａ’断面図である。図５に示すように、シールパターン２１の内側に第一の壁２２、シールパターン２１の外側に第二の壁２３を印刷若しくは、ディスペンス法等により形成している。前記シールパターン内側の壁２２については耐液晶性を有し、前記シールパターン外側の第二の壁２３については、耐水性を有している。
【０００４】
図６に示すように、シールパターン２１の内側に第一の壁２２、シールパターン２１の外側に第二の壁２３があり、また所望の隙間を形成するための柱状のスペーサー２４を前記壁部と同様な手法を用いて液晶表示素子画素内に配置している
【０００５】
このように形成された、柱状のスペーサー２４にて所望の隙間を形成し、前記シール領域周辺に形成された壁２２及び２３にて液晶表示素子内外部からの劣化を防いでいる。
【特許文献１】特開２００１−３１８３８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来技術によると、所望の隙間を形成するための柱状スペーサーが液晶表示素子画素内に形成されているために、液晶表示素子の開口率の向上を妨げてしまう。また、シール領域の周辺に第一及び第二の２つの壁を形成しているため、前記壁の対向基板との接触面積は前記柱状スペーサーより広くなるために、前記壁の高さ方向の均一性如何では、液晶表示素子の隙間部分の均一性に大きく影響を与えてしまう。
【０００７】
このようにして形成された液晶表示素子において、前記均一性が悪い状態であると液晶表示素子の均一配向及び均一な表示特性が得られない。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
配向膜が形成された一対の基板をシール材を介して貼り合わせて形成される隙間に液晶を封入してなる液晶表示素子であって、少なくとも一対の基板の一方には、シール材領域内に無機材によるポール部及び該ポール部外周に該ポール部より高い無機材によるテーパー状壁部を形成し、一対の基板をシール材で貼り合わせて隙間を形成する際、該隙間は前記ポール部で形成する液晶表示素子とする。
【０００９】
一対の基板をシール材で貼り合わせて隙間を形成する際に破壊されたテーパー状壁部上部は前記シール材内に拡散されている液晶表示素子とする。
【００１０】
配向膜が形成された一対の基板をシール材を介して貼り合わせて形成される隙間に液晶を封入してなる液晶表示素子の製造方法であって、
少なくとも、
シール材領域内に所望の隙間を形成するための無機材によるポール部を形成する工程と、
前記シール材領域内で前記ポール部の外周に該ポール部より高い無機材によるテーパー状壁部を形成する工程と、
を具備する液晶表示素子製造方法とする。
【００１１】
少なくとも、
基板表面にポール部及びテーパー状壁部を形成するための無機材膜を成膜する工程と、
無機材膜にレジストパターニングマスクを形成する工程と、
前記無機材膜を、レジストパターニングマスクをエッチングマスクとして壁部上部を形成する工程と、
前記レジストパターニングマスクを除去する工程と、
壁部及びポール部形成用のレジストパターニングマスクを形成する工程と、
前記レジストパターニングマスクをエッチングマスクとし、壁部下部及びポール部を形成する工程と、
前記レジストパターニングマスクを除去する工程とを具備する液晶表示素子製造方法とする。
【００１２】
前記壁部形成用のレジストパターニングマスクを形成する工程の壁部用レジストパターニングマスクを形成する際、グレースケール露光を使用する液晶表示素子製造方法とする。
【００１３】
一対の基板を該シール材にて貼り合わせる際に前記ポール部で隙間を形成する液晶表示素子製造方法とする。
【００１４】
無機材がＳｉＯ2である液晶表示素子製造方法とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、所望の隙間を均一に形成可能であり、且つ液晶表示素子外部から液晶表示素子内への水分の浸入を防ぐことにより高信頼性の液晶表示素子の製造が可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
液晶表示素子の対向基板を貼り合せるためのシール領域内に所望の隙間を形成するためのポール部と、外部から液晶表示素子内への水分の浸入を防ぐための壁部を設けることを特徴とした前記液晶表示素子の製造方法であって、前記壁部はテーパー状であり、且つ前記ポール部より高さを持っており、前記対向基板貼り合せ時に破損させることにより、その破片を該シール材中に散乱させ、該破損部が外部からの浸入を防ぐための障害物となることが好ましい。
【実施例１】
【００１７】
図１は本発明の一実施例を示す図であり、（Ａ）は上面図、（Ｂ）はＡ−Ａ’断面図中Ｃ部拡大図である。（Ｂ）より、シール領域内に、所望の隙間を形成するためのポール部３と、外部から液晶表示素子内への水分の浸入を防ぐための壁部４が形成されている。
【００１８】
前記壁部４は、前記ポール部３よりも高さを持っており、また、前記壁部４の前記ポール部３よりも高い部分７は前記対向基板５をシール材にて貼りあわせる際に破損させるためにテーパー状をしている。前記貼り合せ時に破損させた、前記壁部４の前記ポール部３よりも高さも持つ部分７は破片部１４となり、前記シール材内に拡散する。また、前記ポール部３は前記対向基板５の貼り合せ時に所望の隙間を形成するための内在スペーサーの役割を果たし、前記破損部１４は、前記シール材内に拡散することにより、前記壁部４と共に、外部からの前記液晶表示素子内への水分の浸入を防ぐ役割を果たす。
【実施例２】
【００１９】
図２は本発明の一実施例を示す図であり、(Ａ)は上面図、（Ｂ）は図（Ａ）中Ａ−Ａ’の工程毎断面図である。液晶表示素子１のシール領域２内に、所望の隙間を形成するポール部３と、外部から液晶表示素子内への水分の浸入を防止する壁部４が設けられている。
【００２０】
以下、図２（Ｂ）を参照して、本発明の液晶表示素子の基板の製造方法を説明する。各工程の流れは以下の通りである。なお、図中基板内部の回路部分については省略している。
工程Ａ：基板５にポール部３、及び壁部４の材料となる無機材膜６（例えばＳｉＯ2）を成膜する工程。
工程Ｂ：前記無機材膜６に壁部４のポール部３より高さを持つ部分７を形成する為のレジストパターニングマスク８を形成する工程。前記無機材膜がＳｉＯ2であると、後の工程にて前記無機材膜６のエッチング等を行う際に、通常使用されている半導体製造工程と同じ処理で行える利点がある。本発明実施例においては前記無機材膜６をＳｉＯ2膜としているが、これに限らない（例えば、ＳｉＮ、等）。
工程Ｃ：前記無機材膜６を、レジストパターニングマスク８をエッチングマスクとして前記ポール部３の高さまでエッチングをし、前記ポール部３より高さを持つ部分（壁部上部）７を形成する工程。
工程Ｄ：レジストパターニングマスク８を除去する工程。
工程Ｅ：前記エッチング後無機材膜６に壁部４及びポール部３のレジストパターニングマスク９を形成する工程。
工程Ｆ：前記レジストパターニングマスク９をエッチングマスクとし、前記壁部４及びポール部３をエッチングにて形成する工程。
工程Ｇ：レジストパターニングマスク９を除去する工程。
【００２１】
具体的には、まず工程Ａにおいて壁部４及びポール部３の材料となる膜を形成する。なお、この際に膜の材料は無機材料が好ましいが、これに限らない。
【００２２】
次に工程Ｂにおいて、壁部４のポール部３よりも高さも持つ部分７を形成するためのパターニングを行う、なお壁部４は最終的には、例えば厚み１μｍ、高さ３μｍとする。また、後工程Ｆにおいて、前記ポール部３と同時にエッチングを行う際のサイドエッチング量を考慮して、本工程での前記壁部４のポール部３よりも高さも持つ部分７の厚みを最終的に１μｍ狙いではあるが、工程Ｂでのパターニング時の厚みを２μｍと厚くしておいてもよい。（壁部のポールより高い部分は、ポールを形成する際のエッチング時に、サイドエッチングの影響を受けて高い部分の側壁はエッチングされて、その結果細くなる。そのために予め太めにパターニングをしておき、最終的にサイドエッチングの影響を受けてちょうど狙いの太さになるようにする。）
仮に、ポールの高さを２μｍとすると、壁部のポールより高い部分の高さは１μｍになる。ここで、幅（厚み）を２μｍにしておくと、後工程（工程Ｆ）でのエッチング時にポール部および、壁部の残り２μｍをエッチングするときに、壁部のポール部より高い部分１μｍがサイドエッチングの影響を受けて最終的に厚み２μｍ以下になる。仮に、エッチングを等方性で行う際は、ポール部高さを２μｍとすると、壁部のポール部より高い部分の幅の最終狙いが１μｍであれば、初期（工程Ｂ）は、５μｍにしておかなければならない。
【００２３】
次に工程Ｃにおいて、前記工程Ｂでパターニングしたフォトレジストをエッチングマスクとして前記無機材膜６を前記ポール部３の高さまでエッチングを行う、例えば、前記工程Ａにて３μｍの成膜を行い、前記ポール部３は直径３μｍ、高さ２μｍとすると、前記壁部４のポール部３よりも高さを持つ部分７を形成するために本工程では１μｍエッチングを行う。なおエッチングには異方性エッチングが好ましいがこれに限らない。
【００２４】
工程Ｄでは、前記フォトレジストパターニングマスク８の除去を行う。この際にはドライ方式（Ｏ２ガスのプラズマアッシング）が好ましいが、アセトン等の有機溶剤を用いたウェット方式でも良い。
【００２５】
工程Ｅでは、再度レジスト膜を形成し、前記無機材膜６に前記ポール部３及び前記壁部４を形成するためのレジストパターニングを行う。
【００２６】
工程Ｆでは、前記工程Ｅでパターニングしたフォトレジストパターニングマスク９をエッチングマスクとして前記無機材膜６をエッチングし前記ポール部３及び前記壁部４を形成する。この際のエッチング量は例えば前記ポール部３の高さが２μｍであれば、２μｍとなる。なおエッチングには異方性エッチングが好ましいがこれに限らない。いずれにしろ、前記工程Ｃにおいて壁部４のポール部３よりも高さも持つ部分７の１μｍのエッチングを先に行っている前記壁部４のポール部３よりも高さも持つ部分７の側面部分については、サイドエッチングの影響を受けて、前記ポール部３より高い部分７（今回の実施例においては高さ１μｍ）の形状はテーパー状になる。
【００２７】
工程Ｇでは、前記フォトレジストパターニングマスク９の除去を行う。この際にはドライ方式（Ｏ２ガスのプラズマアッシング）が好ましいが、アセトン等の有機溶剤を用いたウェット方式でも良い。
【実施例３】
【００２８】
図３は本発明の他の実施例を示した工程毎断面図であり、以下図３を参照して、本発明の液晶表示素子の基板の製造方法を説明する。各工程の流れは以下の通りである。なお、図中基板内部の回路部については省略している。また、前記実施例２と異なる工程のみ記載する。
【００２９】
図４は本発明の一実施例に使用しているグレースケール露光を示す図であり、（Ａ）は露光後パターン上面図、（Ｂ）はＡ―Ａ’断面図、（Ｃ）はグレースケール露光時使用マスクである。グレースケール露光も通常の半導体工程で行う露光と工程に違いはない。しかし、用いるマスク１１に違いがあり、露光後のパターニングレジスト断面形状に違いが生じる。（通常のパターニングではパターニング後レジスト断面形状で角が立つが、グレースケール露光のパターニング後のレジスト断面構造はテーパー形状となる。）
【００３０】
図４、（Ａ）より、グレースケール露光を行った後のパターニング１０は上面図からでは通常の露光との違いは生じていない。しかし、図４、（Ｂ）より、グレースケール露光を行ったパターニング１０の断面図は、通常露光後のパターニングが異なり、その断面はテーパー状になっている。これは、前記グレースケールマスク１１は同パターン内にコントラストの違いを有しており、前記コントラストの高い部分１２と低い部分１３がある。結果、露光時に露光光源からの光の透過量に違いが生じ、パターン断面はテーパー状となる。
【００３１】
以下、図３を参照とし、本発明の一実施例であるグレースケール露光を用いた工程の説明を行う。
工程Ｂ：前記無機材膜６に壁部４のポール部３より高さを持つ部分７のレジストパターニングマスク１０を前記グレースケールマスクを使用して形成する工程。
【００３２】
よって、工程Ｃにて前記工程Ｂでパターニングしたフォトレジストをエッチングマスクとして前記無機材膜６を前記ポール部３の高さまでエッチングを行う事により、前記工程Ｂにてグレースケールマスクを用いていることより、前記壁部のポール部より高い部分７については、工程Ｃの段階でテーパー状になっている。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の一実施例を示す図で、（Ａ）は上面図、（Ｂ）は（Ａ）中Ｃ部Ａ−Ａ´断面図
【図２】本発明の一実施例を示す図で、（Ａ）は上面図、（Ｂ）は工程毎断面図
【図３】本発明の一実施例を示す工程毎断面図
【図４】グレースケール露光を示す図で、（Ａ）はパターニング上面図、（Ｂ）はパターニング断面図、（Ｃ）はグレースケール露光マスク
【図５】特許文献１に記載された発明の一実施例を示す上面図
【図６】特許文献１に記載された発明の一実施例を示す断面図
【符号の説明】
【００３４】
１    液晶表示素子
２    液晶表示素子シール領域
３    ポール部
４    壁部
５    基板
６    無機材膜
７    壁部、ポール部より高い部分
８    壁部、ポール部より高い部分のレジストパターニングマスク
９    ポール部及び壁部のレジストパターニングマスク
１０    グレースケールマスクにて露光を行ったパターン
１１    グレースケールマスク
１２    グレースケールマスク内コントラストの高い部分
１３    グレースケールマスク内コントラストの低い部分
１４    壁部、ポール部より高い部分の破損部
２１    シールパターン
２２    第一の壁
２３    第二の壁
２４    ポール
【図１】
2007011041.tif 000003
【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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