JPH095729A

JPH095729A - 液晶表示素子の製造方法

Info

Publication number: JPH095729A
Application number: JP7171338A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Hoshino; 博史星野
Original assignee: Kyocera Display Corp
Current assignee: Kyocera Display Corp
Priority date: 1995-06-14
Filing date: 1995-06-14
Publication date: 1997-01-10

Abstract

(57)【要約】【目的】簡単な設備で、しかも遮光膜形成用のマスク
を必要とすることなく、透明電極間の非電極部に遮光膜
を形成する。【構成】透明基板１０の一方の面に透明電極母層１１
およびポジレジスト１２を順次形成した後、所定の透明
電極形成パターンを有するマスク１３を用いてポジレジ
スト１２を露光し、現像して透明電極母層１１上に透明
電極形成パターンに沿ってポジレジスト１２ａを残し、
そしてエッチングにより不要な透明電極母層１１を除去
してポジレジスト１２ａが積層されたポジレジスト付き
透明電極１１ａを形成し、次に透明基板１０の一方の面
上にポジレジスト１２ａ付き透明電極１１ａを含めてそ
の全体にわたって遮光性インキ１４を塗布した後、透明
基板１０の他方の面（背面）側から露光し、しかる後透
明電極１１ａ上のポジレジスト１２ａと遮光性インキ１
４とを剥離する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は液晶表示素子の製造方法
に関し、さらに詳しく言えば、透明電極間に遮光膜を有
する液晶表示素子の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置も白黒表示からカラー表示
へと技術が進歩し、近年では画面サイズにしても、急速
に大型化、大画面化が進められている。また、その画質
についても、ＴＮ液晶からＳＴＮ（ＳｕｐｅｒＴｗｉ
ｓｔｅｄＮｅｍａｔｉｃ）液晶への移行およびＴＦＴ
（ＴｈｉｎＦｉｌｍＴｒａｎｓｉｓｔｏｒ）に代表
されるアクティブ表示素子の開発により、ＣＲＴに迫る
ものが商品化されている。

【０００３】ところで、画面サイズを大型化するうえ
で、特に透明基板の非電極部からの光の漏れによるコン
トラストの低下が問題となる。これを防止するため、非
電極部に遮光膜が設けられることになるが、その形成方
法の一例を図２を参照しながら、説明する。

【０００４】まず、図２（ａ）に示されているように、
透明基板１の一方の面にクロムなどの金属膜２を例えば
スパッタ法により成膜し、その上にレジスト３を塗布す
る。そして、所定の遮光膜形成パターンを有するマスク
をかけて露光した後、現像して遮光膜形成パターンに沿
ってレジスト３を残し、次に不要部分の金属膜２をエッ
チングにより除去するとともに、レジスト３を剥離す
る。

【０００５】このようにして、図２（ｂ）に示されてい
るように、遮光膜２ａを形成した後、遮光膜２ａの上面
を含めて透明基板１上に絶縁膜４を形成する。次に、同
図（ｃ）に示されているように、絶縁膜４上に透明電極
母層としてのＩＴＯ（インジウム錫オキサイド）膜５を
成膜し、さらに同ＩＴＯ膜５上にレジストを塗布する。

【０００６】そして、所定の透明電極形成パターンを有
するマスクをかけて露光し、現像して透明電極形成パタ
ーンに沿ってレジスト６を残した後、不要部分のＩＴＯ
膜５をエッチングにより除去するとともに、レジスト６
を剥離する。

【０００７】これにより、図２（ｄ）に示されているよ
うに、隣接する透明電極５ａ間に遮光膜２ａが配置され
た状態が得られ、以後、この透明電極５ａ上に例えば絶
縁層が形成され、さらにその上に配向膜などが形成され
ることになる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例によると、遮光膜２ａのパターニング時と透明電極
５ａのパターニング時に、それぞれマスクがけを行なう
必要があり、その分工数が多くなるばかりでなく、その
位置合わせ作業に厳密な精度が要求される。

【０００９】また、透明基板１上にクロムなどの金属膜
２を形成するには、スパッタ装置などの高額の設備が必
要とされる。さらには、その金属膜２から遮光膜２ａを
格子状に形成するには、いわゆるフォトリソグラフィと
いう微細加工工程を通さなければならない。このような
ことから、総じて製造歩留まりが低く、コスト的にも問
題があった。さらには、クロム（金属膜２）のパターニ
ング工程で、クロム廃液がでるのも環境問題を引き起こ
す恐れを持っている。

【００１０】本発明は、このような従来の問題点を解決
するためになされたもので、その目的は、簡単な設備
で、しかも遮光膜形成用のマスクを必要とすることな
く、透明電極間の非電極部に遮光膜を形成できるように
した液晶表示素子の製造方法を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、透明電極間に遮光膜を有する液晶表示素
子の製造方法において、ガラスなどからなる透明基板の
一方の面に透明電極母層を形成する工程と、同透明電極
母層上にポジレジストを形成する工程と、所定の透明電
極形成パターンを有するマスクを用いて上記ポジレジス
トを露光し、現像して上記透明電極母層上に上記透明電
極形成パターンに沿って上記ポジレジストを残す工程
と、エッチングにより不要な上記透明電極母層を除去し
て上記ポジレジストが積層されたポジレジスト付き透明
電極を形成する工程と、上記透明基板の一方の面上に上
記ポジレジスト付き透明電極を含めてその全体にわたっ
て遮光性インキを塗布する工程と、上記透明基板の他方
の面側から露光する工程と、しかる後上記透明電極上の
ポジレジストと遮光性インキとを除去する工程とを備え
ていることを特徴としている。

【００１２】この場合、上記遮光性インキには、紫外線
などのエネルギー線によって重合・架橋を起こし、不溶
性に変化する、ネガレジストの挙動を示す材料が使用さ
れるが、単なる熱硬化型の材料であってもよい。

【００１３】光重合・架橋型の場合、その種類として
は、重合・硬化のメカニズムで分ければ、ラジカル重合
型、光付加重合型、光カチオン重合型、酸硬化型などが
挙げられる。ラジカル重合型には、具体的には不飽和ポ
リエステル系、アクリル・メタクリル系で、そのポリマ
ー主鎖の末端や側鎖にラジカル重合性の原子団を備えて
いるものがある。この光重合反応の開始には、ベンゾイ
ンエーテルなどの光重合開始剤が用いられる。

【００１４】光付加重合型としては、ポリエン−ポリチ
オールをポリマーに具備しているもので、やはりベンゾ
フェノンなどの光重合開始剤が用いられる。光カチオン
重合型は、エポキシ樹脂の反応を光照射で酸が発生する
触媒を用いて架橋させるものである。そのような光開始
剤としては、全芳香族ジアゾニウム塩などがある。

【００１５】酸硬化型としては、塗膜形成成分に尿素・
メラニン・アルキド樹脂を用い、紫外線吸収能のある酸
前駆体を用いる。

【００１６】ポリマー主鎖の部分には、ポリイミドなど
の耐熱性の高い骨格を用いることにより、黒色インキの
耐熱性を高め、液晶パネルの製造工程で晒される熱の影
響を緩和することもできる。

【００１７】黒色インキに使用する色素には種々の色素
を用いることができるが、可視領域で必要な遮光度があ
って、紫外領域などエネルギー線の波長領域では光開始
剤の吸収が可能な分光特性を有することが条件とされ
る。

【００１８】なお、光学濃度が２〜３以上になるような
遮光度を採用することがコントラストの向上には好まし
い。黒色インキの塗布は、スピンコーター、ロールコー
ターなど通常行なわれる塗布法でよい。

【００１９】

【作用】上記の構成によると、透明基板の一方の面に形
成されたレジスト付き透明電極をマスクとして、同透明
基板の他方の面（背面）側から遮光性インキを露光する
ことにより、露光された部分の遮光性インキ、すなわち
透明基板間の遮光性インキが硬化する一方で、透明電極
上のレジストの分解が促進される。

【００２０】したがって、そのレジストを透明電極から
容易に剥離することができ、これに伴って、透明電極上
の遮光性インキも剥がされ、各透明基板間に遮光膜とし
ての遮光性インキが残されることになる。

【００２１】

【実施例】図１には本発明の実施例がその製造工程順に
沿って示されており、これによると、まず同図（ａ）に
示されているように、ガラスなどの透明基板１０の一方
の面に透明電極母層１１とポジレジスト層１２を順次形
成する。

【００２２】透明電極母層１１には酸化錫やインジウム
錫オキサイド（ＩＴＯ）などが用いられ、真空蒸着法や
スパッタ法により所定の厚さに成膜することができる。
なお、ＳＴＮに適した低抵抗のＩＴＯの成膜法としては
スパッタ法が好ましい。

【００２３】そして、所定の透明電極形成パターンを有
するマスク１３を用いて、ポジレジスト層１２を露光
し、例えば希アルカリ液に浸漬して現像する。これによ
り、同図（ｂ）に示されているように、透明電極母層１
１上に透明電極形成パターンに沿ってポジレジスト１２
ａが残される。

【００２４】次に、不要な透明電極母層１１をエッチン
グにより除去して、図（ｃ）に示されているように、ポ
ジレジスト１２ａ付きの透明電極１１ａを得る。この場
合、透明電極がＩＴＯであれば、そのエッチングは塩酸
−塩化第二鉄の混合液などに所定時間浸漬して行なう。

【００２５】しかる後、図１（ｄ）に示されているよう
に、透明基板１０の一方の面上にポジレジスト１２ａ付
き透明電極１１ａを含めて遮光膜形成材料としての黒色
インキ１４をスピンコーターもしくはロールコーターな
どにて所定の厚さに塗布する。この実施例において、黒
色インキ１４には紫外線などのエネルギー線によって重
合・架橋を起こし、不溶性に変化する、ネガレジストの
挙動を示す材料が用いられる。

【００２６】そして、透明基板１０の他方の面（背面）
側から露光する。これにより、透明電極１１ａ間の黒色
インキ１４は硬化するが、透明電極１１ａ上のポジレジ
スト１４ａは分解が促進された状態となる。

【００２７】したがって、ポジレジスト１２ａはアルカ
リ液に浸漬することにより容易に溶けてリフトオフさ
れ、それとともにその上の黒色インキ１４も除去される
ことになり、図１（ｅ）に示されているように、透明電
極１１ａ間に遮光膜としての黒色インキ１４ａが残され
る。なお、この遮光膜としての黒色インキ１４ａを十分
硬化させるために、露光後もしくはポジレジスト１２ａ
のリフトオフ後に再度透明基板１０の一方の面側（表
側）から露光するとよい。

【００２８】以後、必要に応じて絶縁膜を膜付けし、配
向制御膜を形成する。配向制御膜はポリイミド、ポリア
ミドのような樹脂のほかに、一酸化ケイ素のような斜め
蒸着膜であってもよい。ポリイミドのような膜は通常ラ
ビング処理が施される。また、表示モードによっては垂
直配向剤を用いる場合もある。

【００２９】そして、上記の工程を経た２枚の基板をシ
ール材を介して重ね合せ、そのセル内に液晶を注入した
後、最後に注入口を封止する。通常は、この基板の外側
の少なくとも一方に偏光板を配置する。なお、基板自体
を偏光板で構成したり、もしくは基板と透明電極との間
に偏光層を設けてもよい。

【００３０】本発明は透過型、反射型のいずれにも適用
可能であり、その応用範囲は広い。透過型で使用する場
合には裏面側に光源を配置することが好ましい。その場
合、光源にも導光体やカラーフィルタを併設してもよ
い。さらに、透過型で使用する場合、画素以外の背景部
分を印刷などによる遮光膜で覆うこともできる。また、
遮光膜を用いるとともに、表示したくない部分に選択電
圧を印加するように逆の駆動をすることもできる。

【００３１】本発明は、このほかにその効果を損なわな
い範囲で、通常のＳＴＮ液晶表示装置で使用されている
種々の技術の適用が可能である。なお、上記実施例では
光硬化型の黒色インキを用いているが、熱硬化型であっ
てもよい。

【００３２】《実施例１》第１の基板として、ガラス基
板の一方の面にストライプ状ＩＴＯの幅が１３０μｍ、
そのストライプ間の幅が２０μｍでＩＴＯのパターニン
グを行なった。富士ハント社製のポジレジストＦＨ−２
１３０（商品名）をロールコーターで約２μｍの厚さに
塗布し、これにフォトマスクを介して露光し、現像した
後、エッチングにより不要のＩＴＯを除去した。

【００３３】次に、セルロース／アルキド混合樹脂に有
機顔料を数種類配合して黒色に調整した黒色インキをス
クリーン印刷により約１０μｍの厚さに塗布した。そし
て、ガラス基板の他方の面（背面）から露光した後、１
８０℃、３０分で焼成し、１０％荷性ソーダ液に短時間
浸漬したところ、ＩＴＯ間の黒色インキが残り、ＩＴＯ
上の黒色インキはポジレジストとともに剥離した。

【００３４】第２の基板についても、遮光膜およびＩＴ
Ｏのパターンが、第１の基板のストライプに対して直交
すること以外は同一として形成した。

【００３５】この第１および第２の基板を重ね合わせ、
その周辺をシール材を介して接着して得た液晶パネル内
に、誘電異方性が正のネマチック液晶を注入し、２４０
度捩じれの左螺旋の液晶となるようにキラル物質を添加
して調整し、液晶注入口を封止した。このようにして得
られた液晶表示素子のコントラスト比を測定したとこ
ろ、３５：１であった。

【００３６】《実施例２》黒色インキに、旭硝子社製紫
外線硬化樹脂ＡＫ−１（商品名）にソルベントブラック
３を１０％混合したものを用いたほかは、実施例１と同
じとして液晶表示素子を試作した。この場合のコントラ
スト比は、３９：１であった。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
非電極部の遮光膜が遮光性インキにより、しかも透明電
極上のポジレジストをマスクとして背面露光により形成
することができる。したがって、従来の金属による遮光
膜のように高価な設備を必要とせず、マスクにしても透
明電極をパターニングするマスク１種類のみで済むこと
になり、マスクの位置合わせが容易になり生産性が向上
するとともに、従来問題となっていたマスクずれによる
不良が減少し、歩留まりが改善される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による液晶表示素子の製造方法の一実施
例をその工程順に沿って示した断面図。

【図２】従来の液晶表示素子製造方法の一例をその工程
順に沿って示した断面図。

【符号の説明】

１０透明基板１１透明電極母層（ＩＴＯ膜）１１ａ透明電極１２ポジレジスト層１２ａポジレジスト１３マスク１４黒色インキ１４ａ黒色インキによる遮光膜

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透明電極間に遮光膜を有する液晶表示素
子の製造方法において、ガラスなどからなる透明基板の
一方の面に透明電極母層を形成する工程と、同透明電極
母層上にポジレジストを形成する工程と、所定の透明電
極形成パターンを有するマスクを用いて上記ポジレジス
トを露光し、現像して上記透明電極母層上に上記透明電
極形成パターンに沿って上記ポジレジストを残す工程
と、エッチングにより不要な上記透明電極母層を除去し
て上記ポジレジストが積層されたポジレジスト付き透明
電極を形成する工程と、上記透明基板の一方の面上に上
記ポジレジスト付き透明電極を含めてその全体にわたっ
て遮光性インキを塗布する工程と、上記透明基板の他方
の面側から露光する工程と、しかる後上記透明電極上の
ポジレジストと遮光性インキとを除去する工程とを備え
ていることを特徴とする液晶表示素子の製造方法。
【請求項２】上記遮光性インキはラジカル重合型、光
付加重合型、光カチオン重合型、酸硬化型などの光硬化
性の黒色インキからな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】上記遮光性インキは熱硬化性の黒色イン
キからな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】上記遮光性インキは光学濃度が２〜３以
上になるような遮光度を与えるものであることを特徴と
する請求項１ないし３のいずれか１項に記載の液晶表示
素子の製造方法。