JP2001075124A - 液晶表示装置用電極基板の製造方法及び液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】液晶表示装置に於いて、スペーサ機能を基板に
持たせ、スペーサをセル内の画素部に存在させない液晶
表示装置を可能とする液晶表示装置用電極基板１の製造
方法、及びその電極基板を使用した液晶表示装置４を提
供すること。 【解決手段】薄膜トランジスタ素子形成電極基板１上の
保護膜にスルーホールを形成し、支持シート３１上に剥
離層３２、着色層１４が形成された転写シート３０を貼
り合わせ、裏露光により、接着剤層１５を光硬化させ支
持シートを剥離して、着色層部分を転写し、未硬化の着
色層部分を剥離し、未硬化の接着剤層部分を除去し、画
素配線を露出させ、画素電極１８を形成し、遮光膜２７
を形成し、トランジスタ素子１２上の遮光膜上に柱状ス
ペーサー１７を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置用電
極基板に関するものであり、特に、アクティブマトリッ
クス型液晶表示装置に用いられる電極基板の製造方法、
及び、その製造方法により製造された液晶表示装置用電
極基板を用いた液晶表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１５は、アクティブマトリックス型液
晶表示装置の一例の一部分を模式的に示した断面図であ
る。また、図１６は、図１５におけるアクティブマトリ
ックス型液晶表示装置に用いられた薄膜トランジスタ素
子側電極基板の一部分を模式的に示した断面図である。
図１５、及び図１６に示すように、この液晶表示装置
（９）は、薄膜トランジスタ素子（以下ＴＦＴ素子）側
電極基板（５）、電極基板（６）、液晶（３）、スペー
サ（８）で構成されている。

【０００３】ＴＦＴ素子側電極基板（５）は、透明基板
（１１）の片面上にＴＦＴ素子（１２）、画素電極（１
８）、配向膜（１６）が形成されたものである。また、
電極基板（６）は、透明基板（２１）の片面上にカラー
フィルタ機能を有する着色層（１４）、対向するＴＦＴ
素子（１２）を隠蔽する遮光膜（２７）、透明導電膜
（２２）、配向膜（２３）が形成されたものである。

【０００４】そして、この液晶表示装置（９）には、液
晶（３）層の厚みを保つために、スペーサ（８）と呼ば
れるガラス又は合成樹脂の透明球状体粒子（ビーズ）を
セル内部に散布して用いている。このスペーサは粒子で
あることから、画素内に液晶と一諸にスペーサが入って
いると、黒色表示時にスペーサ粒子を介して光が漏れて
しまい、また、液晶材料が封入されているＴＦＴ素子側
電極基板（５）と電極基板（６）間にスペーサ粒子が存
在することによって、スペーサ粒子近傍の液晶分子の配
列が乱され、この部分で光漏れを生じ、液晶表示装置の
コントラストが低下し表示品質に悪影響を及ぼすといっ
た問題を有している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題を
解決するためになされたものであり、液晶表示装置に於
いて、基板間の液晶層の厚みを保つためのスペーサ粒子
をセル内部の画素部に存在させることなく、液晶層の厚
みを保つためのスペーサ機能を基板に持たせ、画素部に
はスペーサ粒子を存在させない液晶表示装置を可能とす
る液晶表示装置用電極基板の製造方法を提供することを
課題とするものである。また、その液晶表示装置用電極
基板の製造方法を用いて製造した液晶表示装置用電極基
板を使用した液晶表示装置を提供することを課題とする
ものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の第一の発明は、
液晶表示装置用電極基板の製造方法において、 １）透明基板の片面上に少なくとも薄膜トランジスタ素
子、ゲート配線、ソース配線、画素配線、及び補助容量
部が形成された薄膜トランジスタ素子形成電極基板の該
薄膜トランジスタ素子側上に保護膜を形成し、 ２）該補助容量部上の該保護膜に、所定パターンに従っ
て画素配線を露出させるスルーホールを形成し、 ３）該薄膜トランジスタ素子形成電極基板の該薄膜トラ
ンジスタ素子側上の全面に、硬化した時点で透明である
紫外線硬化型接着剤層を形成し、 ４）支持シート上に剥離層、カラーフィルタ機能を有す
る着色層が形成された転写シートの該着色層側と該薄膜
トランジスタ素子形成電極基板の該薄膜トランジスタ素
子側とを対向させて貼り合わせ、 ５）該薄膜トランジスタ素子形成電極基板の他面側から
裏露光により紫外線を照射し、該薄膜トランジスタ素子
形成電極基板の、薄膜トランジスタ素子、ゲート配線、
ソース配線、及び補助容量部など以外の光透過性部分の
該接着剤層を光硬化させた後、支持シートを剥離層と共
に剥離して、該薄膜トランジスタ素子形成電極基板の該
薄膜トランジスタ素子側に光硬化させた着色層部分を転
写し、未硬化の着色層部分を剥離し、 ６）該薄膜トランジスタ素子形成電極基板の該薄膜トラ
ンジスタ素子側の薄膜トランジスタ素子、ゲート配線、
ソース配線、及び補助容量部などの光不透過性部分の未
硬化の接着剤層部分を除去し、スルーホール分の画素配
線を露出させ、 ７）該薄膜トランジスタ素子形成電極基板の該薄膜トラ
ンジスタ素子側上の全面に、ＩＴＯ塗布液を塗布、焼成
して透明導電膜を形成し、 ８）該透明導電膜を所定の形状にパターニングして、上
記スルーホールにより画素配線と電気的に接続した透明
導電膜よりなる画素電極を形成し、 ９）未硬化の接着剤層部分を除去した上記光不透過性部
分に遮光膜を形成し、該薄膜トランジスタ素子上の該遮
光膜上に柱状スペーサーを形成し、柱状スペーサーを有
する液晶表示装置用電極基板を製造することを特徴とす
る液晶表示装置用電極基板の製造方法である。

【０００７】また、本発明は、上記発明による液晶表示
装置用電極基板の製造方法において、前記遮光膜が、高
絶縁性であることを特徴とする液晶表示装置用電極基板
の製造方法である。

【０００８】次に、本発明の第二の発明は、上記発明に
よる液晶表示装置用電極基板の製造方法によって製造さ
れた液晶表示装置用電極基板を用いたことを特徴とする
液晶表示装置である。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下に本発明による液晶表示装置
用電極基板の製造方法を、その一実施の形態に基づいて
詳細に説明する。図１は本発明による液晶表示装置用電
極基板の製造方法の一実施例によって製造された液晶表
示装置用電極基板の一部分を模式的に示した断面図であ
る。また、図２は、図１に示す液晶表示装置用電極基板
を用いた液晶表示装置の一例の一部分を模式的に示した
断面図である。

【００１０】図１に示すように、液晶表示装置用電極基
板（１）は、透明基板（１１）の片面上にＴＦＴ素子
（１２）、保護膜（１３）、接着剤層（１５）、カラー
フィルタ機能を有する着色層（１４）、画素電極（１
８）、配向膜（１６）、及び柱状スペーサ（１７）が形
成されたものである。また、図２に示すように、図１に
示す液晶表示装置用電極基板（１）を用いた液晶表示装
置（４）は、液晶表示装置用電極基板（１）、電極基板
（２）、及び液晶（３）で構成されている。電極基板
（２）は、透明基板（２１）の片面上に透明導電膜（２
２）、配向膜（２３）が形成されたものである。

【００１１】図１、及び図２に示すように、本発明によ
る液晶表示装置用電極基板の製造方法によって製造され
た液晶表示装置用電極基板（１）を用いた液晶表示装置
（４）においては、基板間の液晶層の厚みを保つための
スペーサ粒子をセル内部の画素部に存在させることな
く、液晶層の厚みを保つためのスペーサ機能を柱状スペ
ーサ（１７）に持たせ、画素部にはスペーサ粒子を存在
させない液晶表示装置を可能とするものである。

【００１２】図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、本発明に
よる液晶表示装置用電極基板の製造方法において使用す
る転写シートの説明図である。図３（ａ）は転写シート
（３０）の平面図、（ｂ）は（ａ）におけるＸ−Ｘ’断
面図、（ｃ）は（ａ）におけるＹ−Ｙ’断面図である。

【００１３】図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すよう
に、転写シート（３０）は、支持シート（３１）上に剥
離層（３２）、カラーフィルタ機能を有する着色層（１
４）が形成されたものである。カラーフィルタ機能を有
する着色層（１４）は、カラー表示用の、例えば赤色
（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）のストライプ状で多数
規則的に配列されている。この着色層（１４）は、顔料
分散型フォトレジスト、印刷インキ、染着性樹脂、無機
物質多層膜等により形成される。

【００１４】図４〜図１４は、本発明による液晶表示装
置用電極基板の製造方法を示す説明図である。図４
（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、本発明による液晶表示装置
用電極基板の製造方法によって製造された液晶表示装置
用電極基板の製造に用いる薄膜トランジスタ素子形成電
極基板（以下ＴＦＴ素子形成電極基板）の説明図であ
る。図４（ａ）はＴＦＴ素子形成電極基板（４０）の平
面図、（ｂ）は（ａ）におけるＸ−Ｘ’断面図、（ｃ）
は（ａ）におけるＹ−Ｙ’断面図である。

【００１５】図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すよう
に、ＴＦＴ素子形成電極基板（４０）は、透明基板（１
１）の片面上にＴＦＴ素子（１２）、ゲート配線（４
１）、ソース配線（４２）、画素配線（４３）、及び補
助容量部（４４）が形成されたものである。そして、図
４におけるソース配線（４２）のピッチ（Ｐ）、及び幅
（Ｗ）は、図３における転写シート上の着色層（１４）
のピッチ（Ｐ）、及び幅（Ｗ）に対応したものとなって
いる。ＴＦＴ素子（１２）は、ゲート電極（４５）、絶
縁膜（１９）、ソース電極（４６）、シリコン（４
７）、及びドレイン電極（４８）などで構成されてい
る。

【００１６】先ず、図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示す
ように、ＴＦＴ素子形成電極基板（４０）のＴＦＴ素子
側上の全面に保護膜（４９）を形成する。次いで、例え
ば、フォトリソグラフィー法、ドライエッチング法等に
より、図５に示すように、所定パターンに従って補助容
量部（４４）上の保護膜（４９）にスルーホール（５
１）を形成し、画素配線（４３）の一部を保護膜より露
出させる。

【００１７】次いで、図６に示すように、ＴＦＴ素子形
成電極基板（４０）のＴＦＴ素子側上の全面に無溶剤型
紫外線硬化型の接着剤よりなる接着剤層（１５）を形成
する。なお、無溶剤型紫外線硬化型接着剤として、硬化
した時点で透明であり、光を透過するものを用いること
が肝要である。次いで、図７に示すように、前記転写シ
ート（３０）を図４におけるソース配線（４２）の幅
（Ｗ）と、図３における転写シート上の着色層（１４）
の幅（Ｗ）に対応するように、位置を制御しながらＴＦ
Ｔ素子形成電極基板（４０）に重ね合わせる。このと
き、ＴＦＴ素子形成電極基板（４０）の接着剤層（１
５）が形成された面と、転写シート（３０）の着色層
（１４）が形成された面とを対向させるものである。

【００１８】次いで、図８に示すように、ＴＦＴ素子形
成電極基板（４０）のＴＦＴ素子側の反対側から紫外線
（８１）を照射してＴＦＴ素子、ゲート配線、ソース配
線、及び補助容量部など以外の光透過性部分の接着剤層
（１５）を光硬化させる。次いで、図９に示すように、
支持シート（３１）を剥離層（３２）と共に剥離して、
ＴＦＴ素子形成電極基板（４０）のＴＦＴ素子側に光硬
化させた着色層（１４）部分を転写し、未硬化の着色層
部分を剥離する。

【００１９】次いで、図１０に示すように、ＴＦＴ素子
形成電極基板（４０）のＴＦＴ素子側のＴＦＴ素子、ゲ
ート配線、ソース配線、及び補助容量部などの光不透過
性部分の未硬化の接着剤層（１５）部分を除去し、スル
ーホール分の画素配線（４３）を露出させる。次いで、
図１１に示すように、ＴＦＴ素子形成電極基板（４０）
のＴＦＴ素子側上の全面にＩＴＯ塗布液を塗布、焼成し
て透明導電膜（２８）を形成する。

【００２０】次いで、図１２に示すように、透明導電膜
を所定の形状にパターニングして、スルーホールにより
画素配線（４３）と電気的に接続した透明導電膜よりな
る画素電極（１８）を形成する。次いで、図１３に示す
ように、未硬化の接着剤層部分を除去した上記光不透過
性部分に遮光膜（２７）を形成し、続いて、図１４に示
すように、ＴＦＴ素子（１２）上の遮光膜上に柱状スペ
ーサー（１７）を形成する。以上の工程により柱状スペ
ーサーを有する液晶表示装置用電極基板を製造するもの
である。

【００２１】本発明における透明基板は、ガラス、好ま
しくはアルカリ金属元素を少量しか含まないか、全く含
まない熱膨張係数の低いガラスを用いる。その厚さは、
例えば、０．５〜１．１ｍｍ程度のものである。

【００２２】転写ベースは、連続する金属板、または金
属箔であって、板厚は０．１５ｍｍ以下、望ましくは
０．０６〜０．０９程度であり、材質は被転写体である
透明基板と熱膨張率がほぼ等しい金属が好ましい。液晶
表示装置に使われる透明ガラス基板は、熱膨張率４０×
１０^-7／℃程度の低膨張率ガラスであるので、用いる金
属としては、鉄〜ニッケル合金、例えば、４２合金（ニ
ッケル４２重量％、残部鉄）、アンバー（ニッケル３６
重量％、マンガン微量、残部鉄）等が熱膨張率１０〜４
０×１０^-7／℃程度であるので好都合である。鉄〜ニッ
ケル合金は、空気中で錆びにくく、保存性が良い点でも
適している。

【００２３】剥離層は、有機溶剤に耐性を有する高分子
膜で、転写ベースの表面平滑化の効果、及び転写に際し
て透明ガラス基板と転写ベースとの密着性を保つための
弾性を与えるものである。膜厚としては、４．５μｍ以
上５．５μｍ以下が好ましい。また、剥離層は柔軟性有
することが転写適性上からは好ましいが、他方剥離層と
しての本来の適性からすると、表面が不活性で膜硬度は
高いことが望ましい。

【００２４】具体的には、耐有機溶剤性のある水溶性樹
脂でカゼイン、ポリビニルアルコール、ヒドロキシエチ
ルセルロース等を塗布乾燥した膜が、また、弾性のある
樹脂としてポリウレタン樹脂、各種ゴム系樹脂があげら
れるが、これらの樹脂に限定されるものではない。剥離
性を向上させる目的でシリコーン系、フッ素系界面活性
剤を添加することも有効であり、転写ベースは剥離層と
一体化して初めて本来の機能が発現可能となるものであ
る。

【００２５】着色層は染色法、顔料分散法、印刷法等が
適用できる。染色法は可染性樹脂、例えば、ゼラチン、
低分子量ゼラチン、グリュー、カゼイン等に重クロム酸
を添加して感光性樹脂化し、活性光を用いてパターン照
射して現像し、その後アニオン系染料で染色し防染処理
を施し、以下同様の工程により赤色、緑色、青色を形成
する。また、アミド基、アミノ基等のカチオン基を有す
る光感光性を付与した可染性の合成樹脂を用いて同様の
着色層を形成することができる。

【００２６】顔料分散法は、予め所望する色相の顔料を
分散した感光性樹脂を塗布・露光・現像・加熱工程を繰
り返して着色層を形成する。また、印刷法は赤色、緑
色、青色インキを、例えば、主に平版オフセット或いは
凹版オフセット印刷方式で順次基板上に印刷することで
カラー着色層を形成する方法である。

【００２７】本発明における遮光膜及び柱状スペーサ
は、高絶縁性であることが好ましい。高絶縁性であるこ
とにより、液晶表示装置の電極基板間のリークを防ぎ表
示品質を良好なものとする。

【００２８】

【実施例】以下実施例により本発明を詳細に説明する。 ＜実施例１＞ （転写シートの作製）支持シートとして厚さ１１０μｍ
の４２合金（鉄−ニッケル合金、ニッケル４２重量％、
残部鉄）を使用した。支持シートの所定の部位に、各着
色層の形成の際の位置合わせ、及び、着色層とＴＦＴ素
子形成電極基板との間の位置合わせ等のためのアライメ
ントマークをフォトリソグラフィー法によって形成し
た。

【００２９】次に、支持シートによく接着し、かつ着色
層との剥離性が良好である光硬化ポリビニルアルコール
からなる剥離層を厚さ５μｍ程度、表面の平滑度０．０
５μｍ程度に形成した。この硬化した剥離層の上に、着
色層を公知のフォトリソグラフィー法を用いた顔料分散
法により形成し転写シートを得た。

【００３０】（液晶表示装置用電極基板の作製）透明基
板の片面上にＴＦＴ素子、ゲート配線、ソース配線、画
素配線、及び補助容量部を公知の方法により形成したＴ
ＦＴ素子形成電極基板を用いた。先ず、ＴＦＴ素子形成
電極基板の全面にＳｉＯ₂ を蒸着形成し保護膜を形成し
た。

【００３１】次いで、保護膜上に感光性レジスト（ヘキ
スト社製、商品名「ＡＺ４６２０」）を塗布した後、フ
ォトリソグラフィー法を用い、補助容量部の領域の感光
性レジストから、所定パターンに従って保護膜を一部露
出させた。次いで、ドライエッチング装置（ラムリサー
チ社製、商品名「ドライテック３８４Ｔ」）を用い、圧
力１５０ｍＴｏｒｒ、出力７００Ｗ、ＣＨＦ₃ ガス量１
００ＳＣＣＭの条件にて、感光性レジストから露出した
保護膜にドライエッチングを行った。しかる後、感光性
レジストを剥離し、保護膜に、所定パターンに従って画
素電極の一部を露出させるスルーホールを形成した。

【００３２】次いで、ＴＦＴ素子形成電極基板の全面に
接着剤層を塗布形成した。この接着剤は、分子中にエチ
レン性不飽和基とカルボキシル基を有する樹脂と、希釈
モノマー、光増感剤、熱硬化成分及び添加剤からなるも
のを用いた。

【００３３】分子中にエチレン性不飽和基とカルボキシ
ル基を有する樹脂は、感度の面から二重結合当量が３０
００以下であることが必要であり、カルボキシル基は現
像性の面から、樹脂酸価として５０〜１５０の範囲で必
要である。酸価５０以下では現像性が低下し、現像カス
残りを起こしたり、エッジの切れが低下する。また、酸
価１５０以上では現像時に膨潤してしまい、きれいなパ
ターンが得られないという問題がある。また、その樹脂
の分子量は１０００〜１０００００の範囲が適当であり
分子量が１０００以下では感度低下をきたし、１０００
００以上では現像性が低下する。

【００３４】上記樹脂としては、グリシジルメタクリレ
ート（ＧＭＡ）のようなグリシジル基とエチレン性不飽
和基を有するモノマーのアクリル系共重合体にアクリル
酸の様なエチレン性不飽和基とカルボキシル基を有する
モノマーを付加した後、無水フタル酸、テトラヒドロ無
水フタル酸のような酸無水物を付加させた物や、アクリ
ル酸のようなエチレン性不飽和基とカルボキシル基を有
するモノマーのアクリル系共重合体にＧＭＡのようなグ
リシジル基とエチレン性不飽和基を有するモノマーを付
加した樹脂が挙げられる。また、フェノールノボラック
樹脂やクレゾールノボラック樹脂、ビスフェノールタイ
プ等のエポキシ樹脂にアクリル酸の様なエチレン性不飽
和基を有するカルボン酸を付加した後、無水フタル酸、
テトラヒドロ無水フタル酸を付加させた物も使用でき
る。

【００３５】希釈モノマーは、硬化時に発泡等を起こさ
ないよう、その沸点が２００℃以上あることと、貼り合
わせ時の作業性のため、適当な粘度まで希釈出来れば良
く、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレー
ト等の多官能モノマー、ペンタエリスリトールトリ（メ
タ）アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ
（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ
（メタ）アクリレート等の３官能モノマー、１．６ヘキ
サンジオールジ（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、ポリエチレングリコ
ールジ（メタ）アクリレート等の２官能モノマー、フェ
ノキシエチル（メタ）アクリレート、トリシクロデシル
（メタ）アクリレート、イソボニル（メタ）アクリレー
ト、ラウリル（メタ）アクリレート、ヒドロキシエチル
（メタ）アクリレート、２−アクリロイルオキシエチル
モノフタレート等の単官能モノマー、水酸基を２個以上
有するポリオール化合物、イソシアネート化合物及び水
酸基を有する（メタ）アクリレートからなるウレタンア
クリレートやエポキシアクリレート等が挙げられ、これ
らを適宜組み合わせて使用できる。

【００３６】光増感剤は、特に制限はなく、ベンゾフェ
ノン、ジエチルアミノベンゾフェノン、ベンゾイル安息
香酸メチル、ベンゾインイソプロピルエーテル、２−ヒ
ドロキシ−２−メチルプロピオフェノン、１−ヒドロキ
シシクロヘキシルフェニルケトン、ベンジルジメチルケ
タール、チオキサントン、ジエチルチオキサントン、２
−メチル｛４−（メチルチオ）フェニル｝−２−モルフ
ォリノ−１−プロパノン等が挙げられ、その添加量は樹
脂と希釈モノマーの総量に対し、０．１〜２０重量部が
好ましい。

【００３７】添加剤は、ハイドロキノン、ハイドロキノ
ンモノメチルエーテル等の重合防止剤、シランカップリ
ング剤、チタンカップリング剤等の接着性付与剤、エポ
キシ樹脂、ポリオール、メラミン樹脂等の熱硬化成分等
が挙げられ、このうち熱硬化成分がないと、硬化樹脂に
カルボン酸基が多く残り耐水性が低下する。その添加量
は樹脂中のカルボン酸に対し、１／２当量以上の添加が
好ましい。

【００３８】接着剤の調製は、次にようにして行った。
ＧＭＡ４０ｇ、ＭＭＡ６０ｇとアセトン２００ｇを窒素
雰囲気下でＡＤＶＮ（大塚化学（株）製）を用い、分子
量２００００のポリマーを得た。このポリマー溶液にア
クリル酸２０ｇ、ベンジルジメチルアミン０．２ｇを加
え反応させた後、テトラヒドロ無水フタル酸２５ｇを加
え反応させ、シクロヘキサンにて析出沈殿させ、乾燥し
白色粉末１３０ｇを得た。この粉末の樹脂の分子量は３
５０００、酸価は１００であった。この樹脂５０ｇにＴ
ＭＰ３Ａ５０ｇ、ヒドロキシエチルメタクリレート４０
ｇ、１，６−ヘキサンジオールジメタクリレート４０
ｇ、ビスコレート＃２０００（大阪有機化学（株）製）
１０ｇ、イルガキュア１８４（チバガイギー社製）１０
ｇ、メトキノン０．１ｇ、グリシドキシプロピルトリメ
トキシシラン１０ｇを加え、溶解して接着剤を得た。

【００３９】ＴＦＴ素子形成電極基板の全面に接着剤層
を塗布形成した後に、前記転写シートを位置合わせを行
いながら、ＴＦＴ素子形成面と着色層面とが対向するよ
う重ね合わせ、この状態を保ってロールプレスにて圧力
５ｋｇ／ｃｍ² でＴＦＴ素子形成電極基板及び転写シー
トをプレスした後、ＴＦＴ素子形成面の反対面側から紫
外線を照射して、素子及び配線部等を除いた接着剤を光
硬化させ、ＴＦＴ素子形成電極基板に着色層を転写し
た。この時、ＴＦＴ素子及び配線上の接着剤層の部分
は、ＴＦＴ素子及び配線が照射された紫外線を遮光する
ため、未露光となり光硬化しない。

【００４０】次いで、支持シートを剥離層と共に取り除
き、ＴＦＴ素子形成電極基板をアルカリ液等で洗浄し、
未露光未硬化部位、すなわち、ＴＦＴ素子及び配線上の
接着剤を除去した。これにより、ＴＦＴ素子及び配線上
の未露光未硬化の接着剤層が洗浄除去され、ＴＦＴ素子
及び配線の表面が現れる。次いで、ＩＴＯ塗布液を塗
布、焼成し透明導電膜を形成し、フォトリソグラフィー
法を用いエッチングした。これにより、所定の形状にパ
ターニングされた画素電極を着色層上に作成した。な
お、画素電極は、スルーホールにより画素配線と電気的
接続がなされている。

【００４１】次いで、遮光膜をフォトリソグラフィーを
用い、ＴＦＴ素子領域及び配線上に形成した。続いて、
ＴＦＴ素子上の遮光膜上に柱状スペーサーを形成し、柱
状スペーサーを有する液晶表示装置用電極基板を得た。
遮光膜及び柱状スペーサーの形成は、黒色感光性樹脂組
成物をスピンナー法を用いて均一に塗布し黒色樹脂層を
形成し、マスクパターンを用いた紫外線照射による露
光、加熱温度７０℃〜１５０℃、時間１５秒〜５分にて
酸の触媒反応を利用した加熱処理、現像処理により行っ
た。

【００４２】用いた黒色感光性樹脂組成物は以下のもの
であり、高絶縁性を有し、組成としては樹脂系材料と架
橋剤と光酸発生剤とポリマーグラフト化された酸化チタ
ンブラックとからなる。

【００４３】樹脂系材料は、架橋点となりうるＯＨ基を
含有しかつアルカリ性水溶液可溶性である高分子化合物
であり、樹脂系材料としては、フェーノルノボラック、
ｐ−ヒドロキシスチレンに代表されるフェノール類、メ
タクリル酸２−ヒドロキシエチル、アクリル酸２−ヒド
ロキシエチル、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン
酸、フマル酸等のＯＨ基を含むモノマーのホモポリマー
あるいは共重合体が用いられる。共重合に使用できる他
のモノマーとしては、スチレン、フェニルマレイミド、
アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチ
ル、アクリル酸ベンジル、メタクリル酸メチル、メタク
リル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸ベン
ジルなどが挙げられる。これらの樹脂系材料は１０〜５
５重量％、好ましくは１７〜５５重量％の範囲内で使用
される。少なすぎると、感光機能が劣化すること、酸化
チタンの凝集によりパターン形状が劣化すること、膜強
度や密着性が不足することなどの問題が生じ、多すぎる
と、遮光性が不足する。

【００４４】架橋剤としては、メチロール化尿素、尿素
樹脂、メチロール化メラミン、ブチロール化メラミン、
メチロール化グアナミンあるいはこれらの化合物のアル
キルエーテルを用いることが可能である。熱安定性が優
れている点からアルキルエーテル化物がより好ましい。
このアルキルエーテルのアルキル基としては炭素数１〜
５のアルキル基が好ましい。特に、このアルキルエーテ
ル化合物としては感度の点で優れているヘキサメチロー
ルメラミンのアルキルエーテル化物がより好ましい。ま
た、エポキシ基を２つ以上持つ化合物も用いることがで
きる。これらの架橋剤は４〜１７重量％、好ましくは７
〜１５重量％の範囲内で使用される。少なすぎると、感
光特性に支障をきたし、多すぎると遮光性が不足する。

【００４５】光酸発生剤としては、光源の発光に含まれ
る波長域において吸収があり、且つ、光吸収により酸を
発生するトリハロメチル基含有トリアジン誘導体または
オニウム塩類が使用できる。トリハロメチル基含有トリ
アジン誘導体としては、例えば、２，４，６−トリス
（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−（ｐ−メ
トキシスチリル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）
−ｓ−トリアジン、２−フェニル−４，６−ビス（トリ
クロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−（ｐ−メトキシ
フェニル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−
トリアジン、２−（ｐ−クロロフェニル）−４，６−ビ
ス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−（４’
−メトキシ−１’−ナフチル）−４，６−ビス（トリク
ロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−（ｐ−メチルチオ
フェニル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−
トリアジンなどを挙げることができる。

【００４６】その他、オニウム塩類としては、例えば、
ジフェニルヨードニウムテトラフルオロボレート、ジフ
ェニルヨードニウムヘキサフルオロホスホネート、ジフ
ェニルヨードニウムヘキサフルオロアルセネート、ジフ
ェニルヨードニウムトリフルオロメタンスルホナート、
ジフェニルヨードニウムトリフルオロアセテート、ジフ
ェニルヨードニウム−ｐ−トルエンスルホナート、４−
メトキシフェニルフェニルヨードニウムテトラフルオロ
ボレート、４−メトキシフェニルフェニルヨードニウム
ヘキサフルオロホスホネート、４−メトキシフェニルフ
ェニルヨードニウムヘキサフルオロアルセネート、４−
メトキシフェニルフェニルヨードニウムトリフルオロメ
タンスルホナート、４−メトキシフェニルフェニルヨー
ドニウムトリフルオロアセテート、４−メトキシフェニ
ルヨードニウム−ｐ−トルエンスルホナート、ビス（４
−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）ヨードニウムテトラフル
オロボレート、ビス（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）
ヨードニウムヘキサフルオロホスホネート、ビス（４−
ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）ヨードニウムヘキサフルオ
ロアルセネート、ビス（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニ
ル）ヨードニウムトリフルオロメタンスルホナート、ビ
ス（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）ヨードニウムトリ
フルオロアセテート、ビス（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェ
ニル）ヨードニウム−ｐ−トルエンスルホナート等のジ
アリールヨードニウム塩、トリフェニルスルホニウムテ
トラフルオロボレート、トリフェニルスルホニウムヘキ
サフルオロホスホネート、トリフェニルスルホニウムヘ
キサフルオロアルセネート、トリフェニルスルホニウム
トリフルオロメタンスルホナート、トリフェニルスルホ
ニウムトリフルオロアセテート、トリフェニルスルホニ
ウム−ｐ−トルエンスルホナート、4-メトキシフェニル
ジフェニルスルホニウムテトラフルオロボレート、４−
メトキシフェニルジフェニルスルホニウムヘキサフルオ
ロホスホネート、４−メトキシフェニルジフェニルスル
ホニウムヘキサフルオロアルセネート、４−メトキシフ
ェニルジフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスル
ホナート、４−メトキシフェニルジフェニルスルホニウ
ムトリフルオロアセテート、４−メトキシフェニルジフ
ェニルスルホニウム−ｐ−トリエンスルホナート、４−
フェニルチオフェニルジフェニルテトラフルオロボレー
ト、４−フェニルチオフェニルジフェニルヘキサフルオ
ロホスホネート、４−フェニルチオフェニルジフェニル
ヘキサフルオロアルセネート、４−フェニルチオフェニ
ルジフェニルトリフルオロメタンスルホナート、４−フ
ェニルチオフェニルジフェニルトリフルオロアセテー
ト、４−フェニルチオフェニルジフェニル−ｐ−トルエ
ンスルホナート等のトリアリールスルホニウム塩等が挙
げられる。

【００４７】これらの光酸発生剤は、単独で、或いは混
合して使用しても良い。例えば、光吸収剤と酸発生剤の
組み合わせ等が利用できる。その添加量は、樹脂系材料
に対して、０．５〜４０重量％が好ましい。これは、４
０重量％を越えて添加した場合は、酸発生量が多すぎパ
ターン露光後の加熱によって未露光部にも酸が拡散し架
橋反応を起こし、解像性が低下してしまう原因となる。
また、添加量が０．５重量％より少ない場合において
は、酸発生量が乏しく、架橋反応が十分進行せず、パタ
ーンが形成できないものとなる。

【００４８】酸化チタンブラックをグラフト化するのに
用いる高分子化合物は、酸化チタンブラック表面に存在
する官能基と容易に反応しうる基を有するものである。
この基の具体例としては、アジリジン基、オキサゾリン
基、Ｎ−ヒドロキシアルキルアミド基、エポキシ基、チ
オエポキシ基、イソシアネート基、ビニル基、アクリル
基、メタクリル基、珪素系加水分解性基、アミノ基等が
挙げられ、高分子化合物には、これらの基が分子内に１
種又は２種以上有する必要がある。特に酸化チタンブラ
ック表面の官能基との反応性の面で、アジリジン基、オ
キサゾリン基、Ｎ−ヒドロキシアルキルアミド基、エポ
キシ基、チオエポキシ基、イソシアネート基から選ばれ
る１種又は２種以上の基を有する高分子化合物が好まし
い。より好ましくはアジリジン基、オキサゾリン基、Ｎ
−ヒドロキシアルキルアミド基から選ばれる１種又は２
種以上の基を有する高分子化合物である。

【００４９】酸化チタンブラックと高分子化合物を反応
させる場合には、反応を阻害しない限りにおいて、反応
系に該高分子化合物以外のポリマー成分、モノマー、有
機溶剤等の物質が存在してもよい。高分子化合物は酸化
チタンブラックの１０〜１００重量％、好ましくは２０
〜６０重量％含有することが必要である。１０重量％以
下ではグラフトの効果即ち膜強度の向上がなく、１００
重量％以上では感光性に障害がでたり、光学濃度が不足
する。

【００５０】酸化チタンブラックとしてはＰＨが７以
下、好ましくは５以下が好ましい。ＰＨが７以上である
と、グラフトの効果、即ち膜強度の向上が認められな
い。これらの材料を、２本ロールミル、３本ロールミ
ル、サンドミル、ペイントコンディショナー等の分散機
を用いて混練し、黒色感光性樹脂組成物とする。更に、
分散時の作業性を向上させるため希釈溶剤として、エチ
ルセロソルブ、エチルセロソルブアセテート、ブチルセ
ロソルブ、ブチルセロソルブアセテート、エチルカルビ
トール、エチルカルビトールアセテート、ジグライム、
シクロヘキサノン、プロピレングリコールモノメチルエ
ーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセ
テート、乳酸エステル類等の有機溶剤を用いてもよい。

【００５１】以上のように、樹脂系材料、架橋剤及び光
酸発生剤を用いることにより、高感度の黒色感光性樹脂
組成物が得られる。また、グラフト化された酸化チタン
ブラック材料を用いることにより、膜強度が優れ、且つ
高遮光性の遮光膜が得られる。光酸発生剤から発生する
酸を利用し架橋する感光性樹脂組成物を用いることによ
り、感度特性曲線の傾きが大きくなり、ある露光量以上
の領域で急に現像後の残膜率が大きくなるため、低露光
量にて所定の膜厚を得る作用が発現する。

【００５２】上記の作用により、従来のラジカル重合型
黒色感光性樹脂組成物を用いた場合のように多量の紫外
線で黒色感光性樹脂層の内部まで硬化させる必要がな
く、低露光量にて所定の柱スペーサを形成することが出
来た。なお、本発明の形態は、上記実施例に限定される
ものでなく、使用する材質、膜厚、着色層の色、ＴＦＴ
素子の構造等種々の条件を変更できることは言う迄もな
い。

【００５３】

【発明の効果】本発明は、液晶表示装置用電極基板の製
造方法において、薄膜トランジスタ素子形成電極基板上
に保護膜を形成し、補助容量部上の該保護膜にスルーホ
ールを形成し、紫外線硬化型接着剤層を形成し、支持シ
ート上に剥離層、着色層が形成された転写シートを対向
させて貼り合わせ、裏露光により紫外線を照射し、光透
過性部分の接着剤層を光硬化させた後、支持シートを剥
離層と共に剥離して、光硬化させた着色層部分を転写
し、未硬化の着色層部分を剥離し、光不透過性部分の未
硬化の接着剤層部分を除去し、スルーホール分の画素配
線を露出させ、ＩＴＯ塗布液を塗布、焼成して透明導電
膜を形成し、透明導電膜をパターニングして、スルーホ
ールにより画素配線と電気的に接続した透明導電膜より
なる画素電極を形成し、光不透過性部分に遮光膜を形成
し、薄膜トランジスタ素子上の遮光膜上に柱状スペーサ
ーを形成し、柱状スペーサーを有する液晶表示装置用電
極基板を製造する製造方法であるので、基板間の液晶層
の厚みを保つためのスペーサ粒子をセル内部の画素部に
存在させることなく、液晶層の厚みを保つためのスペー
サ機能を基板に持たせ、画素部にはスペーサ粒子を存在
させない、すなわち、スペーサ粒子近傍の液晶分子の配
列が乱され、この部分で光漏れを生じ、液晶表示装置の
コントラストが低下し表示品質に悪影響を及ぼすといっ
た問題を有しない液晶表示装置を可能とする液晶表示装
置用電極基板の製造方法となる。

【００５４】また、本発明は、上記液晶表示装置用電極
基板の製造方法によって製造された液晶表示装置用電極
基板を用いた液晶表示装置であるので、基板間の液晶層
の厚みを保つためのスペーサ粒子をセル内部の画素部に
存在させることなく、液晶層の厚みを保つためのスペー
サ機能を基板に持たせ、画素部にはスペーサ粒子を存在
させない、すなわち、スペーサ粒子近傍の液晶分子の配
列が乱され、この部分で光漏れを生じ、液晶表示装置の
コントラストが低下し表示品質に悪影響を及ぼすといっ
た問題を有しない液晶表示装置を可能とする。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例によって製造された液晶表示
装置用電極基板の一部分を模式的に示した断面図であ
る。

【図２】図１に示す液晶表示装置用電極基板を用いた液
晶表示装置の一例の一部分を模式的に示した断面図であ
る。

【図３】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、本発明による液晶
表示装置用電極基板の製造方法において使用する転写シ
ートの説明図である。

【図４】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、本発明による液晶
表示装置用電極基板の製造方法を示す説明図である。

【図５】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、本発明による液晶
表示装置用電極基板の製造方法を示す説明図である。

【図６】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、本発明による液晶
表示装置用電極基板の製造方法を示す説明図である。

【図７】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、本発明による液晶
表示装置用電極基板の製造方法を示す説明図である。

【図８】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、本発明による液晶
表示装置用電極基板の製造方法を示す説明図である。

【図９】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、本発明による液晶
表示装置用電極基板の製造方法を示す説明図である。

【図１０】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、本発明による液
晶表示装置用電極基板の製造方法を示す説明図である。

【図１１】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、本発明による液
晶表示装置用電極基板の製造方法を示す説明図である。

【図１２】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、本発明による液
晶表示装置用電極基板の製造方法を示す説明図である。

【図１３】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、本発明による液
晶表示装置用電極基板の製造方法を示す説明図である。

【図１４】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、本発明による液
晶表示装置用電極基板の製造方法を示す説明図である。

【図１５】アクティブマトリックス型液晶表示装置の一
例の一部分を模式的に示した断面図である。

【図１６】図１５におけるアクティブマトリックス型液
晶表示装置に用いられた薄膜トランジスタ素子側電極基
板の一部分を模式的に示した断面図である。

【符号の説明】

１‥‥液晶表示装置用電極基板 ２‥‥電極基板 ３‥‥液晶 ４‥‥液晶表示装置 ５‥‥薄膜トランジスタ素子側電極基板 ６‥‥従来法における電極基板 ８‥‥スペーサ ９‥‥従来法における液晶表示装置 １１、２１‥‥透明基板 １２‥‥ＴＦＴ素子 １３、４９‥‥保護膜 １４‥‥着色層 １５‥‥接着剤層 １６、２３‥‥配向膜 １７‥‥柱状スペーサ １８‥‥画素電極 １９‥‥絶縁膜 ２２、２８‥‥透明導電膜 ２７‥‥遮光膜 ３０‥‥転写シート ３１‥‥支持シート ３２‥‥剥離層 ４０‥‥ＴＦＴ素子形成電極基板 ４１‥‥ゲート配線 ４２‥‥ソース配線 ４３‥‥画素配線 ４４‥‥補助容量部 ４５‥‥ゲート電極 ４６‥‥ソース電極 ４７‥‥シリコン ４８‥‥ドレイン電極 ５１‥‥スルーホール ８１‥‥紫外線 Ｒ‥‥赤色 Ｇ‥‥緑色 Ｂ‥‥青色

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 慎次 東京都台東区台東１丁目５番１号 凸版印 刷株式会社内 (72)発明者 谷 瑞仁 東京都台東区台東１丁目５番１号 凸版印 刷株式会社内 Ｆターム(参考） 2H089 LA09 LA16 MA04X MA05X NA05 NA08 NA14 NA15 PA05 QA12 QA14 QA15 TA09 TA12 TA13 2H092 HA28 JA24 JA46 JB69 MA04 MA10 MA13 MA19 MA37 MA42 PA03 PA08 PA09 5C094 AA03 AA06 AA08 AA36 AA43 AA47 AA48 BA03 BA43 CA19 CA24 DA13 DB04 EA04 EA05 EB02 EC03 ED03 FA01 FB01 FB15 GB10

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】液晶表示装置用電極基板の製造方法におい
   て、 １）透明基板の片面上に少なくとも薄膜トランジスタ素
   子、ゲート配線、ソース配線、画素配線、及び補助容量
   部が形成された薄膜トランジスタ素子形成電極基板の該
   薄膜トランジスタ素子側上に保護膜を形成し、 ２）該補助容量部上の該保護膜に、所定パターンに従っ
   て画素配線を露出させるスルーホールを形成し、 ３）該薄膜トランジスタ素子形成電極基板の該薄膜トラ
   ンジスタ素子側上の全面に、硬化した時点で透明である
   紫外線硬化型接着剤層を形成し、 ４）支持シート上に剥離層、カラーフィルタ機能を有す
   る着色層が形成された転写シートの該着色層側と該薄膜
   トランジスタ素子形成電極基板の該薄膜トランジスタ素
   子側とを対向させて貼り合わせ、 ５）該薄膜トランジスタ素子形成電極基板の他面側から
   裏露光により紫外線を照射し、該薄膜トランジスタ素子
   形成電極基板の、薄膜トランジスタ素子、ゲート配線、
   ソース配線、及び補助容量部など以外の光透過性部分の
   該接着剤層を光硬化させた後、支持シートを剥離層と共
   に剥離して、該薄膜トランジスタ素子形成電極基板の該
   薄膜トランジスタ素子側に光硬化させた着色層部分を転
   写し、未硬化の着色層部分を剥離し、 ６）該薄膜トランジスタ素子形成電極基板の該薄膜トラ
   ンジスタ素子側の薄膜トランジスタ素子、ゲート配線、
   ソース配線、及び補助容量部などの光不透過性部分の未
   硬化の接着剤層部分を除去し、スルーホール分の画素配
   線を露出させ、 ７）該薄膜トランジスタ素子形成電極基板の該薄膜トラ
   ンジスタ素子側上の全面に、ＩＴＯ塗布液を塗布、焼成
   して透明導電膜を形成し、 ８）該透明導電膜を所定の形状にパターニングして、上
   記スルーホールにより画素配線と電気的に接続した透明
   導電膜よりなる画素電極を形成し、 ９）未硬化の接着剤層部分を除去した上記光不透過性部
   分に遮光膜を形成し、該薄膜トランジスタ素子上の該遮
   光膜上に柱状スペーサーを形成し、柱状スペーサーを有
   する液晶表示装置用電極基板を製造することを特徴とす
   る液晶表示装置用電極基板の製造方法。
2. 【請求項２】前記遮光膜が、高絶縁性であることを特徴
   とする請求項１記載の液晶表示装置用電極基板の製造方
   法。
3. 【請求項３】請求項１、又は請求項２記載の液晶表示装
   置用電極基板の製造方法によって製造された液晶表示装
   置用電極基板を用いたことを特徴とする液晶表示装置。