JP2010204582A - 液晶表示装置用基板およびその製造方法、ならびに液晶表示装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】滴下方式を採用して横電界モードの液晶表示装置を製造し得る、液晶表示装置用基板を提供する。
【解決手段】本発明に係るカラーフィルタ基板１０は、ガラス基板１１と、ガラス基板１１の一方の面上に設けられたブラックマトリクス１５と、ブラックマトリクス１５によって区画化された領域に設けられたカラーフィルタ１２とを備えており、ガラス基板１１とブラックマトリクス１５との間に透明電極１４が設けられており、ガラス基板１１上であって、上記一方の面とは反対側の面に、透明電極１３が設けられており、透明電極１３は、透明電極１４と重畳する領域において、開口部が形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は液晶表示装置用基板およびその製造方法、ならびに液晶表示装置およびその製造方法に関し、特に液晶層内に横電界を生じさせる液晶表示装置の液晶表示装置用基板およびその製造方法、ならびに液晶表示装置およびその製造方法に関する。

液晶表示装置における液晶分子の動作モードは、例えば、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）モード、ＳＴＮ（Ｓｕｐｅｒ Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）モード、ＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌｌｙ Ａｌｉｇｎｅｄ）モードおよびＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モードなど、複数の動作モードが知られている。

このうち、ＩＰＳモードは、他の動作モードと異なり液晶分子をガラス基板に対して水平面内で回転させるモードである。ＩＰＳモードの場合、液晶分子は斜めに立ち上がることがない。そのため、視野角による光学特性の変化が少なく、広視野角が得られるという特徴がある。

ＩＰＳモードを利用した液晶表示装置では、アレイ基板にのみ画素電極が配置されており、これによって生じる横電界を利用して液晶分子を制御する。一方、カラーフィルタ基板においては、液晶層側とは反対側の面に導電層が設けられている（特許文献１）。導電層を設けないと、カラーフィルタが帯電状態になることがあり、これにより、液晶材料の配列が乱れ、残像およびコントラスト低下など品質表示に悪影響を及ぼす問題が生じるためである。

また、カラーフィルタ基板側の帯電を防止するために、アレイ基板上の電極と対向する位置に設けられている電極であって、アレイ基板上の電極とは独立して制御される電極を対向基板側の液晶層側の面に設けた液晶表示装置が開発されている（特許文献２）。

ところで、近年、ＴＮモードなど縦電界を利用して液晶分子を制御する液晶表示装置の製造工程において、カラーフィルタ基板とアレイ基板との間隙に液晶材料を封入する方法として、真空方式の他に、滴下方式が採用されるようになってきている。滴下方式は、カラーフィルタ基板とアレイ基板とを貼り合わせる前に、液晶材料を一方の基板上に滴下しておき、その後、上記２つの基板を貼り合わせるものである。

滴下方式における基板の貼り合わせ工程では、静電チャックを用いて一方の基板を吸着保持している。

特開２０００−２５００２３号公報（平成１２年９月１４日公開） 特開平１１−２５８６２４号公報（平成１１年９月２４日公開）

しかしながら、滴下方式を利用した液晶表示装置の製造方法を、従来のＩＰＳモードの液晶表示装置の製造において採用する場合、以下のような問題が生じ得る。

図９は、従来のＩＰＳモード液晶表示装置の構成を示す断面図である。上述のように、従来のＩＰＳモード液晶表示装置１００には、ガラス基板である対向基板１１１の液晶層側とは反対側の面全域に、導電層である透明電極１１３が設けられている。そのため、製造工程において、静電チャックにより対向基板１１１を吸着保持しようとしても、透明電極１１３しか帯電せず、対向基板１１１を帯電させることができない。その結果、基板を吸着保持できずに、対向基板１１１は自重で落下してしまう。

対向基板１１１を吸着保持するために、透明電極１１３を、対向基板１１１の液晶層側の面全域に配置変更する方法も考えられる。この場合には、対向基板１１１が帯電することとなるため、静電チャックにより、対向基板１１１を吸着保持することが可能となる。しかしながら、対向基板１１１の液晶層側に電極膜を形成すると、アレイ基板との間で、液晶層を挟んだ縦電界が生じてしまう。その結果、ＩＰＳモードの液晶表示装置においては横電界が効率よく働かず、視野角および透過率といった性能が低下してしまう。

また、この問題を解決するために、対向基板１１１ではなく、アレイ基板１２１を静電チャックにより吸着保持する方法が考えられる。この場合、櫛葉電極間１２３、１２４間の液晶分子も帯電することになる。このため、櫛葉電極１２３、１２４をアースして除電するが、対向基板１１１側の位置する液晶分子まで除電するには、長い時間が必要となる。

図１０は、電圧が印加されているときの、ＩＰＳモード液晶表示装置内の液晶分子の配向を表す図である。図１０（ａ）は、正常時の液晶分子の配向を表しており、図１０（ｂ）は、異常時の液晶分子の配向、すなわち配向の乱れ、を表している。図１０（ａ）に示すように、正常な状態では、画素電極１４３、１４４間に働く横電界に沿って液晶分子１６１が横に捩れることで白輝度を得ている。しかし図１０（ｂ）に示すように、対向基板１５１が帯電すると、縦電界が発生し、液晶分子１６１が縦に誤作動してしまう。その結果、十分な輝度が得られなくなる。また、局所的に帯電群を発生しやすいので、黒っぽい輝度ムラが発生してしまう。さらに、この異常状態が長時間放置されると、液晶配向へ影響が出てしまい、回復が期待できなくなるといった欠点がある。

特許文献２に開示されている液晶表示装置の場合、いずれの基板にも画素電極が設けられている。したがって、この液晶表示装置の製造工程において滴下方式を採用した場合、いずれの基板を吸着保持しても画素電極が帯電することになるため、結果、除電装置を使って長い時間をかけ除電する必要がある。

そこで、本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、静電チャックを可能としつつ、電荷透電を防止することにより、滴下方式を採用して横電界モードの液晶表示装置を製造し得る、液晶表示装置用基板を提供することにある。

本発明に係る液晶表示装置用基板は、上記課題を解決するために、絶縁性基板と、該絶縁性基板の一方の面上に設けられた遮光層とを備えている液晶表示装置用基板において、上記絶縁性基板と上記遮光層との間に第１導電体が設けられており、上記絶縁性基板上であって、上記一方の面とは反対側の面に、第２導電体が設けられており、上記第２導電体は、上記第１導電体と重畳する領域において、開口部が形成されている構成である。

上記構成によれば、絶縁性基板の一方の面上に遮光層が設けられている。遮光層と絶縁性基板との間には、第１導電体が設けられている。絶縁性基板の反対側の面上には、第２導電体が設けられている。第２導電体には、第１導電体と重畳する領域、すなわち、絶縁性基板を介して第１導電体と重なる領域において、開口部が形成されている。すなわち、第１導電体と重畳する領域には、第２導電体が形成されていない。

第２導電体側を静電チャックに吸着させる場合、第２導電体の開口部と重畳する領域であって、絶縁性基板を介して反対側の領域に、第１導電体が形成されているため、絶縁性基板をこの領域において帯電させることができる。したがって、静電チャックにより、液晶表示装置用基板を吸着保持することができるようになる。また、第２導電体が形成されている領域においては、第２導電体のみが帯電し、絶縁性基板の遮光層が設けられている面側への電荷透電がシールドされる。そのため、滴下方式における静電チャックを用いた基板の貼り合わせ工程において、画素領域における液晶分子が帯電することを防ぐことができる。

したがって、液晶滴下方式による、横電界モードの液晶表示装置の製造方法に好適に用い得る液晶表示装置用基板を提供することができる。

本発明に係る液晶表示装置用基板の製造方法は、上記課題を解決するために、絶縁性基板と、遮光層とを備えている液晶表示装置用基板の製造方法において、上記絶縁性基板の一方の面上に、第１導電体を形成し、該第１導電体上に上記遮光層を形成する第１導電体形成工程と、上記絶縁性基板上であって、上記一方の面とは反対側の面に、第２導電体を形成する第２導電体形成工程とを含み、上記第２導電体形成工程では、上記第１導電体と重畳する領域において、上記第２導電体に開口部を形成する、ことが好ましい。

上記構成によれば、本発明に係る液晶表示装置用基板を製造することができる。したがって、滴下方式を採用した液晶表示装置の製造過程において静電チャックを使用でき、かつ液晶分子の帯電を防止できる液晶表示装置用基板を提供することができる。

また、本発明に係る液晶表示装置用基板の製造方法においては、上記第１導電体形成工程では、上記絶縁性基板の上記一方の面上に第１導電体材料層を形成し、上記第１導電体材料層上に上記遮光層をパターン化して形成し、パターン化された上記遮光層をエッチング用マスクとして、上記第１導電体のパターン形成を行うことが好ましい。

上記構成によれば、パターン化された遮光層をエッチング用マスクとして用いて、第１導電体のパターン形成を行うため、遮光層と第１導電体とで同一のパターン形状を形成することができる。したがって、製造上マスク枚数が減り、プロセスの簡略化が可能である。また、加工が容易で、第１導電体が遮光層の外側にはみ出た構造となることを防止することができる。これにより、本発明に係る液晶表示装置用基板を用いて横電界モードの液晶表示装置を製造した場合に、表示不良の原因となる画素領域における縦電界の発生を防止することができる。

また、本発明に係る液晶表示装置用基板の製造方法においては、上記絶縁性基板は透光性を有しており、上記第２導電体形成工程では、上記絶縁性基板の上記反対側の面上に、透光性を有する第２導電体材料層を形成し、上記第２導電体材料層上にフォトレジスト膜を形成し、上記遮光層を露光用マスクとして上記フォトレジスト膜に対して上記一方の面側から露光することによって、上記フォトレジスト膜のパターンを形成し、パターン化された上記フォトレジスト膜をエッチング用マスクとして、上記第２導電体のパターン形成を行うことが好ましい。

上記構成によれば、光透過性の絶縁性基板に第２導電体の材料により構成される光透過性の第２導電体材料層を形成し、さらに、第２導電体材料層上にフォトレジスト膜を形成する。ここでフォトレジスト膜に対して、一方の面側すなわち遮光層が設けられている側から露光する。このとき、パターニングされた遮光層が露光用マスクとして働くため、フォトレジスト膜がパターニングされることになる。次いで、パターン形成されたフォトレジスト膜をエッチング用マスクとして用いて、第２導電体をパターン形成する。したがって、パターニングされた遮光層を利用して、第２導電体のパターンを形成するためのエッチング用マスクを生成しているため、第２導電体のパターン形成用のマスクを予め用意する必要がなくなる。

以上のように、上記構成によれば、特別なマスクを用意せずに、所望のパターンを有する第２導電体を形成することができる。

本発明に係る液晶表示装置は、上記課題を解決するために、上述の本発明に係る液晶表示装置用基板と、上記液晶表示装置用基板に対向配置されたアレイ基板と、上記液晶表示装置用基板と該アレイ基板との間に挟持された液晶層とを備えており、上記アレイ基板は、上記アレイ基板の基板表面と平行な電界を生じさせる複数の電極を、上記液晶表示装置用基板に対向する面上に有しており、上記液晶表示装置用基板は、上記遮光層が設けられている側において、上記アレイ基板に対向している構成である。

上記構成によれば、液晶表示装置用基板の液晶層と対向する面側においては、導電体は遮光層部分に設けられているため、画素領域において縦電界が発生することが抑えられている。また、液晶表示装置用基板の液晶層と対向する面側に導電体が設けられているため、液晶層と対向する面側を誘電することができる。これにより、帯電した液晶分子の除電を効率よく行うことができる。

本発明に係る液晶表示装置の製造方法は、上記課題を解決するために、上述の本発明に係る液晶表示装置用基板と、上記液晶表示装置用基板に対向配置されたアレイ基板と、上記液晶表示装置用基板と該アレイ基板との間に挟持された液晶層とを備えた液晶表示装置の製造方法であって、静電チャックを用いて、上記第２導電体が形成された側から、上記液晶表示装置用基板を保持し、上記遮光層が形成された側を、液晶材料が滴下されたアレイ基板に対向配置させ、該アレイ基板と貼り合わせることを包含する構成である。

上記構成によれば、滴下方式を採用した液晶表示装置の製造工程において、静電チャックにより吸着保持する対向基板として本発明に係る液晶表示装置用基板を用いているため、静電チャックにより基板を吸着保持することが可能となる。また、本発明に係る液晶表示装置用基板は、アレイ基板と対向する面の画素領域に電極が設けられていないため、製造される液晶表示装置の基板間における縦電界の発生を抑えることができる。また、静電チャックの際に、アレイ基板と対向する面側への電荷透電がシールドされており、画素領域における液晶材料の帯電を防止することができる。したがって、液晶分子の配向の乱れによる表示不良の発生を防止しつつ、横電界を利用して液晶分子を制御する液晶表示装置を、滴下方式を用いて製造することができる。

以上のように、本発明に係る液晶表示装置用基板は、絶縁性基板と遮光層との間に第１導電体が設けられており、絶縁性基板上であって、第１導電体が設けられている面とは反対側の面に、第２導電体が設けられており、第２導電体は、第１導電体と重畳する領域において、開口部が形成されている構成である。したがって、横電界モードを利用した液晶表示装置の製造において、第１導電体を利用して液晶表示装置用基板を静電チャックにより吸着保持することが可能となり、かつ第２導電体によって、遮光層が設けられている面側に電荷が透過すること防ぎ、液晶材料が帯電することを防止できる。

本発明に係る液晶表示装置の一実施形態における概略構成を示す断面図である。 本発明に係る液晶表示装置の一実施形態における部分断面図である。 滴下方式における基板貼り合わせに用いる真空貼り合わせ装置の概略を示す図である。 図３における静電チャックとカラーフィルタ基板との吸着部分の拡大図である。 本発明に係る液晶表示装置の除電の様子を示す模式図であり、（ａ）は除電を行っている際の外観の様子を表しており、（ｂ）は除電を行っている際の電圧の状態を示す図である。 図５におけるカラーフィルタ側の除電の際の、液晶分子の様子を示す模式図である。 本発明に係る液晶表示装置用基板の製造方法の一実施形態の各工程を表す図であり、（ａ）〜（ｏ）は各工程終了後の状態を表す断面図である。 本発明に係る液晶表示装置用基板の製造方法の別の実施形態の各工程を表す図であり、（ａ）〜（ｐ）は各工程終了後の状態を表す断面図である。 従来のＩＰＳモード液晶表示装置の概略構成を示す断面図である。 ＩＰＳモード液晶表示装置における印加時の液晶分子の様子を示す模式図であり、（ａ）は正常時の状態を示し、（ｂ）は異常時の状態を示している。

本発明の一実施形態について、図１〜図６に基づいて説明すれば以下の通りである。なお、以下の実施形態では、カラーフィルタを有するＩＰＳモード液晶表示装置について説明するが、これに限定されるものではない。

〔液晶表示装置〕
まず、本発明に係る液晶表示装置の構成について、図１および図２を参照して説明する。

図１は、本発明に係る液晶表示装置１の概略構成を示す断面図である。図２は、液晶表示装置１の部分断面図である。図１または図２に示したように、液晶表示装置１は、カラーフィルタ基板（液晶表示装置用基板）１０と、ＴＦＴ基板（アレイ基板）２０とを備えているＩＰＳモードの液晶表示装置である。なお、カラーフィルタ基板１０とＴＦＴ基板２０との間には、液晶材料が封入されている液晶層３がある。

（カラーフィルタ基板）
カラーフィルタ基板１０は、ガラス基板（絶縁性基板）１１と、ＴＦＴ基板２０に対向する側に設けられたブラックマトリクス（遮光層）１５と、ブラックマトリクス１５によって区画化された領域に設けられたカラーフィルタ１２と、ブラックマトリクス１５とガラス基板１１との間に設けられた透明電極（第１導電体）１４と、ガラス基板１１の透明電極１４が形成されている側とは反対側の面に形成されている透明電極（第２導電体）１３と、透明電極１３と同一面上に形成された偏光板１６と、ブラックマトリクス１５上またはカラーフィルタ１２上に形成されたオーバーコート１８と、オーバーコート上の配向膜３２とを有する構成である。

透明電極１４は、ＩＴＯまたはＺｎＯにより形成されている。裏面反射がないため、透明電極１４の厚みは特に限定されるものではないが、本実施の形態では、７５０Åである。透明電極１４は、ブラックマトリクス１５とガラス基板１１とに挟まれており、ブラックマトリクス１５と同一のパターンを形成している。なお、額縁部におけるブラックマトリクス１５においても、透明電極１４を挟んだ構造となっている。

ブラックマトリクス１５は、透明電極１４上に形成されており、樹脂中にカーボンを分散して構成されている。また、厚みを調節することで、より黒色度（遮光度）を上げ、かつ抵抗値を下げることができる。なお、裏面反射の観点から、ブラックマトリクス１５の厚みは、１〜３μｍであることが好ましい。

透明電極１３は、ＩＴＯまたはＺｎＯにより形成されている。透明電極１３は、ガラス基板１１の一方の面上のほぼ一面に形成されているが、他方の面上で透明電極１４が形成されている領域と重畳する領域には、透明電極１３は形成されていない。すなわち、透明電極１４が形成されている領域とガラス基板１１を介して重なる領域において、透明電極１４が開口部１７を形成している構造となっている。透明電極１３の厚みは、デポレートおよびエッチングレートの高速化ならびに材料コスト削減の観点から、３５０〜７５０Åであることが好ましい。

透明電極１３は画素領域に対応する領域に形成されており、一方、透明電極１４はブラックマトリクス１５が形成されている領域に形成されている。その結果、透明電極１４が形成された領域の総面積よりも、透明電極１３が形成された領域の総面積の方が大きくなっている。後述するように、透明電極１３は、カラーフィルタ１２側への電荷透電のシールドとして機能しているため、透明電極１３の領域が大きくなることにより、シールド性能が向上し、液晶分子の帯電により生じる液晶分子の配向の乱れがさらに抑えられる。

また、透明電極１４およびこの透明電極１４と重畳する領域に設けられている開口部１７の、ガラス基板１１の法線方向への投影形状において、開口部１７の全体は、上記重畳する領域の内側にある構成である。したがって、図２に示すように、カラーフィルタ１２とは反対側の面の、画素領域と重畳する領域には、透明電極１３が形成されている。これにより、画素領域におけるカラーフィルタ１２側への電荷透電がより確実にシールドされる。

なお、カラーフィルタ基板１０は、後述するカラーフィルタ基板１０の製造方法によって製造することができる。

（ＴＦＴ基板）
ＴＦＴ基板２０は、ガラス基板（基板）２１と、ゲート絶縁膜２２と、ソースメタルにより形成されている櫛葉電極（電極）２３と、ゲートメタルにより形成されている櫛葉電極（電極）２４と、櫛葉電極２３上またはゲート絶縁膜２２上に形成されたオーバーコート（図示せず）と、オーバーコート上の配向膜３３とを有する構成である。

櫛葉電極２３はゲート絶縁膜２２上に形成されている。一方、櫛葉電極２４はゲート絶縁膜２２内に形成されている。また、櫛葉電極２３と櫛葉電極２４とが、交互に配置されている。これにより、液晶表示装置１では、ガラス基板２１の表面と平行な横電界が発生する。

上述のように、カラーフィルタ基板１０のカラーフィルタ１２部位には、透明電極が設けられていない。このため、画素領域において、櫛葉電極２３、２４により生じる横電界以外に、上下電界が働くことを防ぐことができる。また、透明電極上下の境界面で薄膜干渉を防止することができる。

〔液晶表示装置の製造方法〕
次に、静電チャックを利用した、カラーフィルタ基板１０を含む液晶表示装置１を製造する本発明に係る製造方法（以下、単に、液晶表示装置１の製造方法とも称する）について、図３および図４を参照しながら説明する。

液晶表示装置１の製造方法は、液晶材料が滴下されたＴＦＴ基板２０にカラーフィルタ基板１０を対向配置させ、ＴＦＴ基板２０と、カラーフィルタ基板１０とを貼り合わせる滴下方式を採用した方法である。

図３は、滴下方式における基板貼り合わせに用いる真空貼り合わせ装置４の概略を示す図である。なお、図３には、真空貼り合わせ装置４とともに、実際に貼り合わせるカラーフィルタ基板１０およびＴＦＴ基板２０も示している。

真空貼り合わせ装置４は、ＴＦＴ基板２０を保持するためのパッド４４と、パッド４４が備え付けられた架台４５と、架台４５を支える支柱４３と、架台４５に対向する上方に上下移動可能に取り付けられた静電チャック４１と、静電チャック４１を稼動させる稼動軸４２とを真空チャンバー４６内に配設した構成である。稼動軸４２および支柱４３は一部が真空チャンバー４６の外部に配設されている。静電チャック４１は、表層をポリイミドおよびセラミックなどで被覆した保持体である。パッド４４は摩擦係数の大きいゴムなどで形成されている。このため、ＴＦＴ基板が帯電することを防止できる。

液晶表示装置１の製造方法は、静電チャック４１により吸着保持するカラーフィルタ基板として本発明に係るカラーフィルタ基板１０を用いる点、およびカラーフィルタ基板１０と貼り合わせる基板としてＩＰＳモード用のＴＦＴ基板２０を用いる点以外は、ＴＮモード用液晶表示装置の製造において用いられる従来公知の液晶滴下貼り合わせの方法と同じである。

真空貼り合わせ装置４の内部では、静電チャック４１を帯電することによって、２次的にガラス基板を帯電する。このとき、ガラス基板を挟んで対向する電極が必要となる。本発明に係るカラーフィルタ基板１０では、ガラス基板１１を挟んで対向する面に透明電極１４が配設されているため、静電チャック４１によりガラス基板１１を帯電することができる。

図４は、静電チャック４１と、静電チャック４１により保持されているカラーフィルタ基板１０との吸着部分の拡大図である。図４に示すように、静電チャック４１を用いて、透明電極１３が形成された側から、カラーフィルタ基板１０を保持している。透明電極１３の開口部１７の開口部分と重畳する領域および表示エリア周辺の額縁部分（図示せず）に透明電極１４が形成されているため、この領域においてガラス基板１１を帯電させることができる（図中の４７）。また、カラーフィルタ基板１０の静電容量を介して、静電チャック４１に電界ループが形成されるため、ガラス基板１１を吊り上げるための吸着保持力が発生する。これにより、真空中で、カラーフィルタ基板１０を吊り上げることが可能となり、ＴＦＴ基板２０との液晶滴下貼り合わせを行うことができる。

従来のＩＰＳモード用のカラーフィルタ基板の場合、カラーフィルタ側には電極が設けられていないため、静電チャックをおこなうことはできない。カラーフィルタ側には電極が設けられていないのは、縦電界の発生を防止するためである。

これに対し、本発明に係るカラーフィルタ基板１０では、カラーフィルタ１２側に透明電極１４が設けられているものの、画素領域には電極は形成されていないので、画素領域において縦電界が発生することはなく、縦電界の発生による表示不良の発生を防止できる。

また、静電チャック４１と接する側の、画素領域に対応する領域には、透明電極１３が形成されている。これにより、カラーフィルタ１２側への電荷透電がシールドされる。そのため、静電チャック４１を用いてカラーフィルタ基板１０を吸着保持しても、ガラス基板１１はこの領域において帯電することがなく、液晶分子が静電気によって水平配向から縦方向の配向に立ち上がるのを防ぐことができる。

なお、図９に示すような従来のＩＰＳモード用の液晶表示装置１００を、液晶滴下貼り合わせ方式で製造しようとする場合、電極が配設されているＴＦＴ基板１２０を静電チャックにより吸着保持する方法が考えられる。

しかしながら、ＩＰＳモード用のＴＦＴ基板１２０の電極付近は、ゲート絶縁膜１２２を介しながら上下、交互に隙間があり、液晶層の液晶分子が帯電しやすい構造となっている。また、ドレイン配線（櫛葉電極）１２３と共通電極配線（櫛葉電極）１２４との間のゲート絶縁膜１２２において、電荷をチャージしてしまい（肋骨上の）静電チャックパターンがそのままメモリーしてムラとなってしまう。このような問題を回避するためには、ＴＦＴ基板１２０側のパターンを、静電気対策のためのシールド構造に変更する必要がある。しかしながら、静電気対策のためのシールドを施す場合には、以下のような問題が生じ得る。

例えば、ＴＦＴ側においてゲート絶縁膜１２２を介して下層に透明電極を敷いてシールドする場合、その絶縁膜にピンホールができると下層の透明電極とドレイン配線１２３および共通電極配線１２４などの配線との間で上下リークが多発し、歩留まりを低下させてしまう。また製造において工程数が増加してしまう。さらに、電極−電極間のゲート絶縁膜１２２に静電荷が蓄積してしまうと、放電させるのが非常に困難となり、短時間のうちに除電することができなくなる。

本発明に係るカラーフィルタ基板１０を用いれば、カラーフィルタ基板１０を静電チャック４１により吸着保持でき、かつ画素部へ抜ける静電気を排除し得るため、上記問題を生じさせることなく、横電界モードの液晶表示装置を、液晶滴下貼り合わせ方式によって製造することができる。
〔液晶表示装置の除電方法〕
次に、液晶表示装置１が帯電した場合の除電について、図５および図６を参照しながら説明する。

図５（ａ）は、除電ブロアー５１を用いて液晶表示装置１の除電を行っている際の様子を示す模式図であり、図５（ｂ）は、このときのゲート電圧、ドレイン電圧および共通電極電圧の状態を示した図である。

図５（ｂ）に示すように、すべてのゲート線に電圧ＶＧを印加する。一方、ドレイン電圧Ｖｓおよび共通電極電圧Ｖｃを０Ｖ（ＧＮＤ）とする。この状態で図５（ａ）に示すように、液晶表示装置１の両基板１０、２０に対して、除電ブロアー５１を噴射５２することで電荷抜けを促進することができる。また、このときに、液晶表示装置１を過熱することにより、より効果的に除電できる。

また、液晶分子が帯電した場合に、カラーフィルタ基板１０側およびＴＦＴ基板２０側ともにアースして除電できるため、より効率よく除電できる。

液晶表示装置１では、透明電極１４がインセルで介在しているため、トランジスタをオープンにした状態でソース電極と共通電極とをショートさせ、除電ブロアー５１を用いてあぶるだけで、液晶表示装置１の製造後であっても、帯電した液晶分子を容易に除電することができる。

図６は、液晶表示装置１のカラーフィルタ基板１０側から除電ブロアー５１を当てて除電を行った場合の断面模式図であり、（ａ）は除電を実施する前、（ｂ）は除電を実施した後の状態を示している。

図６（ａ）に示すように、液晶分子３１が帯電すると、液晶分子３１において縦方向の配向が生じ、液晶分子３１の配向の乱れが生じる。

液晶表示装置１では、カラーフィルタ１２Ｒ、１２Ｇおよび１２Ｂ側のブラックマトリクス１５の下部に透明電極１４が設けられている。そのため、図６（ｂ）に示すように。除電ブロアー５１を当てると、ガラス基板１１を介して透明電極１４が誘電される。これにより、帯電した液晶分子３１の除電を行えるため、短時間のうちに除電を完了することができる。

これに対し従来の液晶表示装置では、透明電極１４を保持しないため、カラーフィルタ基板側を誘電することができない。したがって、液晶分子を除電させるためには、液晶分子の自然放電を待つしかなく、除電が完了するまでに、長時間を要する。

また、セル厚が薄くなれば液晶の静電容量が増すため、除電に対して不利となる。

したがって、本発明に係る液晶表示装置１においては、液晶表示装置１および液晶分子３１が帯電した場合であっても、効率よく除電を行うことができる。

〔カラーフィルタ基板の製造方法〕
本発明に係るカラーフィルタ基板の製造方法について図７を参照して説明する。本実施の形態では、カラーフィルタ基板１０の製造方法について説明する。カラーフィルタ基板１０の製造方法は、ガラス基板１１と、ブラックマトリクス１５と、カラーフィルタ１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂとを備えているカラーフィルタ基板の製造方法であって、ガラス基板の一方の面上に、透明電極１４を形成し、透明電極１４上にブラックマトリクス１５を形成する工程と、ガラス基板１１上の、透明電極１４が形成されている面とは反対側の面に、透明電極１３と形成する工程とを包含するものである。また、透明電極１３を形成する工程では、透明電極１４と重畳する領域において、透明電極１３に開口部１７を設けるものである。以下、具体的に説明する。

まず、ブラックマトリクス１５および透明電極１４の形成について説明する。

ガラス基板１１を洗浄した後に、ガラス基板１１の一方の面上に、ＩＴＯなどの透明電極材料をスパッタリングし、透明電極材料層（第１導電体材料層）１４’を形成する（図７（ａ））。

次いで、形成した透明電極材料層１４’上にポジ型のブラックマトリクスレジスト１５’を塗布する（図７（ｂ））。

ブラックマトリクスレジスト１５’を塗布した後、露光用マスク６１を用いて露光Ｌを行い（図７（ｃ））、続いて現像を行うことによってブラックマトリクス１５のパターニングを行う（図７（ｄ））。なお、ブラックマトリクス１５のパターニングに用いるマスクは、従来ＩＰＳモード用カラーフィルタ基板の製造方法において、ブラックマトリクスのパターニングを行う際に用いているマスクを使用すればよい。現像後、ポストベークを行うことによって、パターン化されたブラックマトリクス１５が形成される。

このパターン化されたブラックマトリクス１５をエッチング用マスクとして、シュウ酸系ＩＴＯエッチング液を用いてエッチングを行い、透明電極１４のパターン形成を行う（図７（ｅ））。透明電極１４形成後に、ＳｉＮ_Ｘをデポする（図７（ｆ））。

次に、透明電極１３の形成について説明する。

ブラックマトリクス１５および透明電極１４を形成した後、基板を反転し、ガラス基板１１のもう一方の面すなわち透明電極１４を形成した側とは反対側の面に、透明電極材料をスパッタリングし、透明電極材料層（第２導電体材料層）１３’を形成する（図７（ｇ））。

次いで、形成した透明電極材料層上にフォトレジストを塗布する。

ポジ型のフォトレジストを塗布してフォトレジスト膜６３を形成し（図７（ｈ））、形成後、フォトレジスト膜６３に対して、ブラックマトリクス１５が形成されている側からガラス基板１１を介して露光Ｌを行う（図７（ｉ））。このとき、ブラックマトリクス１５が露光用マスクとして機能するため、フォトレジスト膜のパターン形成用にマスクを別に用意する必要はない。露光後に現像を行うことにより、パターン化されたフォトレジスト膜が形成される（図７（ｊ））。

このパターン化されたフォトレジスト膜６３をエッチング用マスクとして、シュウ酸系ＩＴＯエッチング液を用いてエッチングを行い、透明電極１３のパターン形成を行い、パターン化された透明電極１３を形成する（図７（ｋ））。

透明電極１３のパターン形成を行った後、フォトレジスト膜を剥離して、ポストベークを行う（図７（ｌ））。

次に、カラーフィルタ１２の形成について説明する。

透明電極１３を形成した後、ブラックマトリクス１５を形成した側に、カラーレジスト１２’を塗布する（図７（ｍ））。

カラーフィルタ１２形成用の露光用マスク６４を用いて露光Ｌを行う（図７（ｎ））。現像した後に、ポストベークを行う。これにより、ブラックマトリクス１５により区画化された所定の領域にカラーフィルタ１２が形成される（図７（ｏ））。

この操作を、３回繰り返し、すなわち赤（Ｒ）、青（Ｇ）および緑（Ｂ）のそれぞれのカラーレジストについて上記操作を１回ずつ行い、カラーフィルタ１２Ｒ、１２Ｇおよび１２Ｂをストライプ状に形成する（図７（ｐ））。

以上により、カラーフィルタ基板１０を製造することができる。

さらに、フォトスペーサを形成する場合には、以下の工程を行う。

カラーフィルタ１２側の面にフォトレジストを塗布し、フォトレジスト膜を形成する。

フォトスペーサ形成用の露光用マスクを用いて露光を行い、現像した後に、ポストベークを行う。これにより、フォトスペーサを形成する。

本発明に係るカラーフィルタ基板の製造方法の別の形態について図８を参照して説明する。

ガラス基板１１を洗浄した後に、ガラス基板１１の一方の面上に、ＩＴＯなどの透明電極材料をスパッタリングし、透明電極材料層（第２導電体材料層）１３’を形成する（図８（ａ））。

次いで、形成した透明電極材料層１３’上にネガ型のフォトレジストを塗布し、フォトレジスト膜６５を形成する（図８（ｂ））。露光用マスク６６を用いてフォトレジスト膜６５に対して露光Ｌを行う（図８（ｃ））。続いて現像およびベークを行うことによってフォトレジスト膜６５のパターニングを行う（図８（ｄ））。

このパターン化されたフォトレジスト膜６５をエッチング用マスクとして、シュウ酸系ＩＴＯエッチング液を用いてエッチングを行い、透明電極１３のパターン形成を行い、パターン化された透明電極１３を形成する（図８（ｅ））。

透明電極１３のパターン形成を行った後、フォトレジスト膜を剥離する（図８（ｆ））。

基板を反転し、ガラス基板１１のもう一方の面すなわち透明電極１３を形成した側とは反対側の面に、透明電極材料をスパッタリングし、透明電極材料層（第１導電体材料層）１４’を形成する（図８（ｇ））。

次いで、形成した透明電極材料層１４’上にポジ型のブラックマトリクスレジスト１５’を塗布する（図８（ｈ））。

ブラックマトリクスレジスト１５’を塗布した後、露光用マスク６６を用いて露光Ｌを行い（図８（ｉ））、続いて現像を行うことによってブラックマトリクス１５のパターニングを行う（図８（ｊ））。なお、ブラックマトリクス１５のパターニングに用いる露光用マスクは、フォトレジスト膜６５のパターニングを行う際に用いた露光用マスクと同一のマスクを用いている。

このパターン化されたブラックマトリクス１５をエッチング用マスクとして、シュウ酸系ＩＴＯエッチング液を用いてエッチングを行い、透明電極１４のパターン形成を行う（図８（ｋ））。

なお、この後のカラーフィルタ１２の形成は、上述の方法と同様である。

以上のように、本発明に係るカラーフィルタ基板の製造方法は、カラーフィルタ基板１０の製造に適している。

近年、液晶表示装置の大型化に伴い、ガラス基板も大型化している。ガラス基板の大型化により、ガラス静電容量が増加し、帯電が避けられない状況となっている。本発明によれば、製造工程におけるガラス基板の帯電を防止し、製造後においても除電を効果的に行うことができる。

本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

本発明は、ＩＰＳモードなど横電界を利用する液晶表示装置に好適に利用することができる。

１ 液晶表示装置
３ 液晶層
４ 真空貼り合わせ装置
１０ カラーフィルタ基板（液晶表示装置用基板）
１１ ガラス基板（絶縁性基板）
１２、１２Ｂ、１２Ｇ、１２Ｒ カラーフィルタ
１３ 透明電極（第２導電体）
１３’ 透明電極材料層（第２導電体材料層）
１４ 透明電極（第１導電体）
１４’ 透明電極材料層（第１導電体材料層）
１５ ブラックマトリクス（遮光層）
１６ 偏光板
１７ 開口部
１８ オーバーコート
２０ ＴＦＴ基板（アレイ基板）
２１ ガラス基板（基板）
２２ ゲート絶縁膜
２３ 櫛葉電極（電極）
２４ 櫛葉電極（電極）
３１ 液晶分子
３２、３３ 配向膜
４１ 静電チャック
４２ 稼動軸
４３ 支柱
４４ パッド
４５ 架台
４６ 真空チャンバー
５１ 除電ブロアー
５２ 噴射
６１ 露光用マスク
６２ ＳｉＮ_Ｘ
６３、６５ フォトレジスト膜
６４、６６ 露光用マスク
Ｌ 露光

Claims (6)

1. 絶縁性基板と、該絶縁性基板の一方の面上に設けられた遮光層とを備えている液晶表示装置用基板において、
   上記絶縁性基板と上記遮光層との間に第１導電体が設けられており、
   上記絶縁性基板上であって、上記一方の面とは反対側の面に、第２導電体が設けられており、
   上記第２導電体は、上記第１導電体と重畳する領域において、開口部が形成されている、ことを特徴とする液晶表示装置用基板。
2. 絶縁性基板と、遮光層とを備えている液晶表示装置用基板の製造方法において、
   上記絶縁性基板の一方の面上に、第１導電体を形成し、該第１導電体上に上記遮光層を形成する第１導電体形成工程と、
   上記第１導電体形成工程の後に、上記絶縁性基板上であって、上記一方の面とは反対側の面に、第２導電体を形成する第２導電体形成工程とを含み、
   上記第２導電体形成工程では、上記第１導電体と重畳する領域において、上記第２導電体に開口部を形成する、ことを特徴とする液晶表示装置用基板の製造方法。
3. 上記第１導電体形成工程では、
   上記絶縁性基板の上記一方の面上に第１導電体材料層を形成し、
   上記第１導電体材料層上に上記遮光層をパターン化して形成し、
   パターン化された上記遮光層をエッチング用マスクとして、上記第１導電体のパターン形成を行うことを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置用基板の製造方法。
4. 上記絶縁性基板は透光性を有しており、
   上記第２導電体形成工程では、
   上記絶縁性基板の上記反対側の面上に、透光性を有する第２導電体材料層を形成し、
   上記第２導電体材料層上にフォトレジスト膜を形成し、
   上記遮光層を露光用マスクとして上記フォトレジスト膜に対して上記一方の面側から露光することによって、上記フォトレジスト膜のパターンを形成し、
   パターン化された上記フォトレジスト膜をエッチング用マスクとして、上記第２導電体のパターン形成を行うことを特徴とする請求項２または３に記載の液晶表示装置用基板の製造方法。
5. 請求項１に記載の液晶表示装置用基板と、上記液晶表示装置用基板に対向配置されたアレイ基板と、上記液晶表示装置用基板と該アレイ基板との間に挟持された液晶層とを備えており、
   上記アレイ基板は、上記アレイ基板の基板表面と平行な電界を生じさせる複数の電極を、上記液晶表示装置用基板に対向する面上に有しており、
   上記液晶表示装置用基板は、上記遮光層が設けられている側において、上記アレイ基板に対向していることを特徴とする液晶表示装置。
6. 請求項１に記載の液晶表示装置用基板と、上記液晶表示装置用基板に対向配置されたアレイ基板と、上記液晶表示装置用基板と該アレイ基板との間に挟持された液晶層とを備えた液晶表示装置の製造方法であって、
   静電チャックを用いて、上記第２導電体が形成された側から、上記液晶表示装置用基板を保持し、
   上記遮光層が形成された側を、液晶材料が滴下されたアレイ基板に対向配置させ、該アレイ基板と貼り合わせる工程を含むことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。

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