JP4365016B2 - Liquid crystal display device, electrode base material for liquid crystal display device, method for manufacturing electrode base material for liquid crystal display device, and method for manufacturing liquid crystal display device - Google Patents

Liquid crystal display device, electrode base material for liquid crystal display device, method for manufacturing electrode base material for liquid crystal display device, and method for manufacturing liquid crystal display device Download PDF

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は液晶表示装置、液晶表示装置の電極基材、液晶表示装置の電極基材の製造方法及び液晶表示装置の製造方法に係わり、さらに詳しくは、フィルムを電極基材として用いた単純マトリックス型の液晶表示装置、液晶表示装置の電極基材、液晶表示装置の電極基材の製造方法及び液晶表示装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、低消費電力、低電圧動作、軽量、薄型及びカラー表示などを特徴とする液晶表示装置は、情報機器などへ急速にその用途を拡大している。
この中で、携帯電話、電子手帳、又はＩＣカードなどは、軽量、薄型及び安価が求められている市場であり、単純マトリックス型の液晶表示装置が主に採用されている。
【０００３】
この単純マトリックス型液晶表示装置は、透明電極がストライプ状に形成された２枚の基材を、透明電極がお互いに直交するように対向して配置され、この２つの透明電極の交点が画素電極として機能する。そして、一方の基材上の各画素電極になる領域の外側には、液晶画像のコントラスト比を向上させ、視認性を向上させるため、遮光層パターンが格子状に形成され、画素電極以外の領域からの光漏れを防止している。この２枚の基材の間には液晶が封入され、画素電極が液晶を制御することにより、画像を表示させることができる。
【０００４】
この遮光層パターンを形成するには、一方の基材上にストライプ状に形成された透明電極の画素電極となる領域以外の格子状の領域に遮光層パターンを形成する。そして、この一方の基材と、ストライプ状に形成された透明電極を有するもう一方の基材とを、それぞれの透明電極がお互いに直交し、かつ一方の基材の画素電極部になる領域ともう一方の基材の透明電極とを光漏れが発生しないように、精度よく位置合わせし、２つの基材を貼り合わせて配置させる必要がある。
【０００５】
しかし、２つの基材の貼り合わせにおいて、基材間にある程度間隔をもたせながら位置合わせを行ない、液晶を封入するシール材を押し付け、２つの基材を接着する必要があるので位置ずれを起こしやすい。
このため、例えば、特開平６−１９４６４２号公報には、２つの基板上にそれぞれストライプ状に遮光層パターンとこれをマスクにした裏露光により透明電極とを平行に形成し、これらが直交するように２つの基材を配置し、格子状の遮光層パターンを形成することが開示されている。これによれば、高度な位置合わせを必要とせず、かつ遮光層パターンをマスクにして裏露光することにより透明電極を形成することができるので、透明電極を遮光層パターンに対してセルフアラインで形成することができる。
【０００６】
また、特開平８−２２０３３０号公報には、転写ベース上に、下から順に剥離層と透明電極と遮光層を含むカラーフィルタと接着剤を積層して形成し、これらを接着剤層を介して基板に転写し、液晶表示装置の電極基板を製造することが開示されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
基材としてガラス基板を用いた場合は、２つのガラス基板に直接ストライプ状の遮光層パターンや透明電極をそれぞれ形成し、この２つのガラス基板を格子状の遮光パターンが構成されるように遮光層パターンを直交させて位置合わせし、遮光層パターンを形成することは困難ではない。
【０００８】
しかしながら、近年、単純マトリクス型液晶装置の基材としては、ガラス基板より軽量で、破損しにくいプラスチックフルムを採用するニーズが高まっている。基材として、このプラスチックフィルムを用いた場合、プラスチックフィルムの熱膨張係数はガラス基板より一桁大きく、熱処理工程での温度の変動や湿度の影響で伸縮を起こしやすい。すなわち、プラスチックフィルムは水洗処理を行なうだけで伸びが発生し、これを１００℃で乾燥すると、逆に縮みが発生する。さらに、これらの伸縮はすぐには安定せず、安定するまでに長時間を有する。
【０００９】
従って、熱処理で一度収縮を起こすと、プラスチックフィルム上に形成されたパターンの寸法は、長時間の間伸びが発生していることになり、位置合わせに係わる再現性をとるのが困難である。
特開平６−１９４６４２号公報では、基材としてプラスッチクフィルムを用いた場合のこのような問題が考慮されていない。すなわち、フラスチックフィルム上では寸法安定性が悪いので、２つのプラスチックフィルム上に直接遮光層パターンと透明電極とをストライプ状に形成し、これらを光漏れがないように位置合わせして接合することは困難である。
【００１０】
また、遮光層パターンをマスクにして、透明電極を裏露光で形成すると、遮光層と透明電極とを重ねて形成することができないので、遮光層と透明電極との境界で光漏れが発生するという問題がある。また、裏露光で透明電極を形成する場合、遮光層が存在しない領域すべてに透明電極が形成され、透明電極を形成したくない領域にも透明電極が形成されるので、実用的には問題がある。
【００１１】
また、特開平８−２２０３３０号公報では、転写層を基板に接着剤層を介し、転写する際に、接着剤層の硬化収縮により応力が透明電極にかかり、透明電極にクラックが発生する問題について考慮されていない。すなわち、接着剤層中に部分的に埋め込まれて遮光層のパターンが形成されている場合、実質的に、遮光層のパターンが存在する領域と存在しない領域とでは接着剤層の膜厚が異なり、接着剤層の膜厚が厚い領域の方が収縮の絶対量が大きい。
【００１２】
従って、遮光層パターンが存在しない接着剤層上、すなわち、膜厚が厚い接着剤層上の透明電極に応力が集中し、透明電極にクラックが発生する場合がある。
本発明は上記の問題点を鑑みて創作されたものであり、光漏れを完全に防止することができるとともに、透明電極にクラックが発生しない液晶表示表示装置、液晶表示装置の基材、液晶表示装置の電極基材の製造方法及び液晶表示装置の製造方法を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題は、フィルムと、前記フィルム上に形成された接着剤層と、上面が前記接着剤層の上面と同一面となった状態で前記接着剤層に埋め込まれ、かつストライプ状にパターニングされた遮光層と、前記遮光層及前記接着剤層上に形成され、膜厚が前記遮光層より厚い有機性の保護層と、上面が前記保護層の上面と同一面となった状態で前記保護層に埋め込まれ、前記遮光層のパターンに平行で、ストライプ状にパターニングされ、パターン同士間の幅が前記遮光層のパターン幅より小さく、かつパターンの一部が前記第１の遮光層のパターンにオーバーラップする透明電極とを有することを特徴とする液晶表示装置の電極基材により解決する。
【００１４】
本発明によれば、接着剤層に埋め込まれたストライプ状の遮光層のパターンが形成され、該遮光層のパターン上には膜厚が該遮光層のパターンより厚い保護層が形成されている。そして、該保護層上には、ストライプ状に透明電極が遮光層のパターンに平行に形成され、該透明電極同士間の幅は遮光層パターン幅より小さく、すなわち、光漏れが発生しないように、透明電極と遮光層のパターンとがオーバーラップした位置関係で形成されている。
【００１５】
接着剤層中に埋め込まれてストライプ状の遮光層のパターンが形成されている場合、接着剤層の膜厚は遮光層のパターンが存在する領域より、遮光層のパターンが存在しない領域の方が厚くなっている。すなわち、接着剤層が硬化する場合、接着剤層はある決まった比率で収縮するため、遮光層のパターンが存在しない、透明電極の下の接着剤層の収縮の絶対量は、遮光層のパターンの下の接着剤層の収縮の絶対量より、膜厚が厚い分だけ大きくなる。
【００１６】
従って、この収縮により、遮光層のパターンにオーバーラップしていない透明電極の領域に、接着剤層側に向かって大きな引っ張り応力がかかり、遮光層のパターンの直線ラインに沿った透明電極の直線部分に応力が集中し、この直線部分の遮光層にクラックが発生しやすい。
本発明では、遮光層のパターンと透明電極との間に遮光層の膜厚より厚い有機性の保護層が形成されているので、接着剤層が硬化収縮し、遮光層のパターンとオーバーラップしていない部分の透明電極に大きな応力がかかっても、この保護層が応力の緩衝層となり、透明電極にかかる応力を緩和させることができる。
【００１７】
すなわち、透明電極同士間の領域で光漏れが発生しないように、透明電極と遮光層のパターンとがオーバーラップして形成された構造においても、透明電極のクラックの発生を防止することができる。
また、好ましい形態においては、該保護層の膜厚は、遮光層の膜厚の１．５倍以上で形成されている。これにより、遮光層パターンの縁部に沿った直線部分の透明電極に集中する応力をさらに緩和することができ、さらに、透明電極のクラックの発生を防止することができる。
【００１８】
また、上記した課題は、基板上に剥離層を形成する工程と、前記剥離層上にストライプ状の透明電極を形成する工程と、前記剥離層及び前記透明電極上に、有機性の保護層を形成する工程と、前記保護層上に、前記透明電極同士間の幅より大きな幅を有し、かつ前記透明電極にオーバーラップし、かつ膜厚が前記保護層より薄く、かつ前記透明電極に平行で、ストライプ状に遮光層のパターンを形成する工程と、前記保護層及び前記遮光層のパターン上に、接着剤層を形成する工程と、前記接着剤層を介して前記基板上にフィルムを貼り合わせる工程と、前記基板と前記剥離層との界面を引き剥がし、上から順に、前記剥離層、前記透明電極、前記保護層及び前記遮光層のパターンからなる転写層を前記接着剤層を介してフィルムの上に転写する工程と、前記剥離層を除去する工程とを有することを特徴とする液晶表示装置の電極基材の製造方法により解決される。
【００１９】
本発明によれば、熱膨張係数がフィルムより小さく、熱などによる伸縮の発生が少ない基板上に、予め、剥離層を介して、下から順に、透明電極、保護層、遮光層のパターン及び接着材層を形成したあと、これらの層を接着剤層を介してフィルムに転写している。このように、各層を形成する工程は寸法精度のよい基板上で行なわれるので、フィルム上に直接形成する場合のように、高熱や高湿の工程を有する製造工程でのパターン寸法の精度が低下することを防止することができる。
【００２０】
また、遮光層のパターンを、透明電極同士間の幅より大きな幅、すなわち、透明電極と遮光層のパターンとがオーバーラップするように、かつ、遮光層パターンの膜厚が保護層の膜厚より薄く形成するので、フィルムに転写層を転写する際の接着剤の硬化収縮で発生する透明電極にかかる応力を緩和することができる。すなわち、光漏れを完全に防止することができるとともに、透明電極のクラックの発生を防止することができる。
【００２１】
また、上記した課題は、上記の製造方法で製造した電極基材を２つ製造し、
前記２つの電極基材上の前記ストライプ状の透明電極がお互いに直交するように接合して配置し、前記２つの電極基板間に液晶を封入することを特徴とする液晶表示装置の製造方法により解決される。
これによれば、この２つの電極基材にはぞれぞれ、ストライプ状の透明電極及び遮光層のパターンを形成し、これらの基材を遮光層のパターンがお互いに直交し、重なることによって格子状の遮光層のパターンが形成されるように配置する。
【００２２】
このようにすることにより、２つに電極基材を接合するとき、高い位置合わせ精度を必要としないので、光漏れを完全に防止でき、かつ透明電極にクラックが発生しない液晶表示装置を高いスループット及び高い歩留りで製造することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、添付の図面を参照しながら説明する。
図１（ａ）は実施の形態の液晶表示装置を示す断面図、図１（ｂ）は図１（ａ）をＩの方向からみた拡大透視図、図１（ｃ）は図１（ａ）のＡ部を拡大した拡大断面図である。
【００２４】
図１（ａ）に示すように、第１の実施の形態の液晶表示装置２８は、プラスチックからなる第１のフィルム１０（住友ベークライト社製：ポリエーテルスルフォンフィルム）及びプラスチックからなる第２のフィルム１０ａ（住友ベークライト社製：ポリエーテルスルフォンフィルム）が液晶層２４を挟み対向して配置されている。
なお、このプラスチックフィルムとしては、膜厚が５０〜５００μｍで、光学的平面性を備えたポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネート、ポリイミドまたはポリアリレートなどからなるものを用いることができる。
【００２５】
第１のフィルム１０上には、膜厚が５〜８μｍの接着剤層１２を介して、例えば、０．３〜２μｍの範囲の膜厚で第１の遮光層のパターン１４が接着剤層１２に埋め込まれるようにしてストライプ状に形成されている。接着剤層１２及び第１の遮光層パターン１４上には第１の遮光層パターン１４の膜厚より厚い膜厚、例えば、２〜４μｍの範囲の膜厚で有機性の第１の保護層１６が形成されている。
【００２６】
この保護層１６は、熱硬化型または光硬化型のアクリル、エポキシ、アルキッドまたはポリイミドなどの樹脂材料からなり、例えば、アクリル樹脂（ＪＳＲ社製：オプトマーＳＳ６９１７）、ポリイミド樹脂（東レ社製：セミコファイン）またはアルキッド樹脂（藤倉化成社製：ＥＸＰ１４７４）を使用することができる。
【００２７】
この第１の保護層１６は、遮光層パターン１４の膜厚の１．５倍以上の膜厚で形成されていることが好ましい。また、第１の保護層１６のヤング率は、超微小硬さ試験機での測定値で、５００〜２０００ｋｇｆ／ｍｍ2 であることが好ましい。
第１の保護層１６上には、第１の保護層１６に埋め込まれるように、遮光層パターンに平行なストライプ状で、ＩＴＯ（Indium tin oxide) からなる第１の透明電極１８が形成されている。そして、第１の透明電極１８同士間の幅は、第１の遮光層パターン１４の幅より小さく、逆にいうと、第１の遮光層パターン１４の幅は第１の透明電極１８同士間の幅より大きく、すなわち、第１の透明電極１８と第２の遮光層パターン１４とは、お互いの縁部の一部分がオーバーラップする位置関係で形成されている。
【００２８】
ここで、第１の遮光層パターン１４は、第１の遮光層パターン１４の縁部と第１の透明電極１８の縁部とがオーバーラップする領域の寸法（図１（ｂ）のＢ部の寸法）が１μｍ以上、好ましくは、２〜３μｍになるように形成されている。そして、第１の保護層１６及び第１の透明電極１８上には液晶材料を配向させる配向膜２０が形成されている。
【００２９】
以上のようにして、液晶表示装置の走査信号基材２６が構成されている。
一方、第２のフィルム１０ａ上には、膜厚が５〜８μｍの接着剤層１２ａを介して、例えば、０．３〜２μｍの膜厚の第２の遮光層パターン１４ａがストライプ状に形成されている。第２の遮光層パターン１４ａ上には、膜厚が第２の遮光層パターン１４ａより厚い膜厚、例えば、２〜４μｍの膜厚範囲で有機性の第２の保護層１６ａが形成されている。
【００３０】
この第２の保護層１６ａの材料は、第１の保護層１６の材料と同等のものを使用することができる。また、この第２の保護層１６ａは、第２の遮光層パターン１４ａの膜厚の１．５倍以上で形成されていることが好ましい。
そして、第２の保護層１６ａ上には、第２の保護層１６ａに埋め込まれ、第２の遮光層パターン１４ａに平行なストライプ状で、ＩＴＯからなる第２の透明電極１８ａが形成されている。ここで、第２の透明電極１８ａ同士間の幅は、第１の透明電極１８と同様に、第２の遮光層パターン１４ａの幅より小さな幅で、すなわち、透明電極１８ａと遮光層パターンとがオーバーラップする位置関係で形成されている。そして、第２の保護層１６ａ及び第２の透明電極１８ａ上には配向膜２０ａが形成されている。
【００３１】
以上のようにして、信号電極基材２６ａが構成されている。
そして、走査電極基材２６と信号電極基材２６ａとは、第１の遮光層パターン１４と第２の遮光層パターン１４ａ及び第１の透明電極１８と第２の透明電極１８ａとがそれぞれ、お互いに直交するように、シール材２２で接着され、配置されている。
【００３２】
これにより、図１（ｂ）に示すように、第１の透明電極１８と第２の透明電極１８ａとが重なった領域が液晶を駆動させる画素電極を構成し、第１の遮光層パターン１４と第２の遮光層パターン１４ａが重なり、格子状の遮光層パターンを構成している。
そして、走査電極基材２６と信号電極基材２６ａとの間には、液晶層２４が封入されて、本実施の形態の液晶表示装置２８が構成されている。
【００３３】
次に、本実施の形態の液状表示装置の作用を説明する。
図２は図１（ｃ）の保護層の膜厚が第１の遮光層の膜厚より薄い場合、第１の透明電極にクラックが発生するメカニズムを示す断面図である。
本実施の形態の液晶表示装置の走査電極基材２６及び信号走査基材２６ａは、仮の基板に転写層を形成し、この転写層を接着剤層を介してフィルムに転写して形成されたものであり、この接着剤層１２，１２ａを硬化させるとき、接着剤層１２，１２ａが少なくとも２〜５％収縮することを前提にして説明する。
【００３４】
図２に示すように、第１の遮光層パターン１４ｂは接着剤層１２ｂに埋め込まれて形成されており、Ｂ部及びＣ部で示される領域の接着剤層１２ｂの膜厚は、Ｄ部及びＥ部で示される領域の接着剤層１２ｂの膜厚より、第１の遮光層パターン１４ｂの膜厚分だけ厚くなっている。
すなわち、接着剤層１２ｂが硬化する場合、接着剤層１２ｂはある一定の比率で収縮し、収縮の絶対量は膜厚に比例して大きくなるので、Ｄ部及びＥ部の接着剤層１２ｂの収縮の絶対量は、Ｂ部及びＣ部の接着剤層１２ｂの収縮の絶対量より膜厚が厚い分だけ大きくなる。
【００３５】
この結果、Ｄ部及びＥ部の第１の透明電極の領域には、Ｂ部及びＣ部の第１の透明電極１８ｂの領域より大きな、接着剤層１２ｂ側に引っ張られる応力がかかる。これにより、第１の遮光層パターン１４ｂの縁部に沿った第１の透明電極１８ｂの直線の領域に応力が集中する。このとき、保護層１６ｂの膜厚が第１の遮光層パターン１４ｂの膜厚より薄い場合、この応力を緩和しきれずに、第１の遮光層パターン１４ｂのＢ及びＣ部にクラックが発生しやすくなる。
【００３６】
本実施の形態の液晶表示装置２８によれば、図１（ｃ）に示すように、第１の遮光層パターン１４と第１の透明電極１８とは、縁部の一部分がオーバーラップして配置され、第１の遮光性パターン１４と第１の透明電極１８との間には、膜厚が第１の遮光層パターン１４の膜厚より厚い有機性の第１の保護層１６が形成されている。
【００３７】
これにより、接着剤層１２が硬化収縮する際の、第１の透明電極１４のＢ部及びＣ部に集中する、接着剤層１２側に引っ張られる応力を十分に緩和することができる。
ここで、第１の保護層１６の膜厚を第１の遮光層パターン１４の膜厚の１．５倍以上にすることにより、第１の透明電極１８にかかる応力をさらに緩和することができる。また、第１の保護層１６のヤング率を５００〜２０００ｋｇｆ／ｍｍ2 にすることにより、第１の透明電極１８にかかる応力をさらに緩和することができる。
【００３８】
従って、第１の遮光層のパターンを第１の透明電極１８同士間の幅より大きな幅で、すなわち、第１の透明電極１８の縁部とオーバーラップするように形成しても、第１の透明電極１８にクラックは発生しなくなる。
これにより、光漏れが発生する隙間がなくなるので、光漏れを完全に防止することができ、液晶画像のコントラスト比を向上させることができるとともに、第１の透明電極１８のクラックの発生を防止できるので、液晶表示装置の信頼性を向上させることができる。
【００３９】
次に本実施の形態の液晶表示装置２８の製造方法について説明する。
図３及び図４は本実施の形態の液晶表示装置２８の電極基材の製造方法を工程順に示す断面図である。
まず、図３（ａ）に示すように、基板であるガラス基板３０上に、膜厚が４μｍのポリイミドからなる剥離層３２を形成する。
【００４０】
その後、剥離層３２上にスパッタ法により、膜厚が０．１〜０．２μｍのＩＴＯ（Indium tin oxide）層を形成する。続いて、フォトリソグラフィー及びエッチングにより、ＩＴＯ層をパターニングして、ストライプ状の第１の透明電極１８を形成する。
次に、図３（ｂ）に示すように、剥離層３２及び透明電極１８上に、スピンコート法により、例えば、熱硬化性のアクリル樹脂を塗布し、塗膜を形成する。続いて、この塗膜を加熱、硬化し、例えば、膜厚が２〜４μｍの有機性の第１の保護層１６を形成する。このとき、第１の保護層１６のヤング率が、超微小硬さ試験機で測定して、５００〜２０００ｋｇｆ／ｍｍ2 になるように形成する。
【００４１】
次に、第１の保護層１６上に、膜厚が第１の保護層１６より薄くなるように、例えば、０．３〜２μｍの膜厚で、有機性の第１の遮光層を形成する。
この第１の遮光層の材料としては、通常、カラーフィルタの遮光層に用いられている、例えば、黒色顔料を分散したレジストや黒色染料を溶解したポリイミド前駆体を用いることができる。また、第１の遮光層が上記のような有機材料からなる場合、十分な遮光性を得るという意味においても、０．３〜２μｍの厚みが必要となる。また、第１の保護層１６の膜厚が第１の遮光層の膜厚の１．５倍以上になるように形成することが好ましい。
【００４２】
続いて、フォトリソグラフィーによりレジスト膜（図示せず）のマスクを形成し、これをマスクにして遮光層をエッチングし、第１の透明電極１８に平行で、ストライプ状に第１の遮光層パターン１４を形成する。また、第１の遮光層パターン１４の幅を、第１の透明電極１８同士間の幅より大きな幅で、かつ第１の遮光層パターン１４の縁部が第１の透明電極１８の縁部にオーバーラップするように形成する。
【００４３】
このとき、第１の遮光層パターン１４の縁部と第１の透明電極１８の縁部とがオーバーラップする領域の寸法が１μｍ以上、好ましくは２〜３μｍで形成する。
これにより、第１の遮光層パターン１４は、第１の透明電極１８にオーバラップして、遮光する領域である第１の透明電極１８同士間の領域に形成されるので、光漏れを起こす隙間がなくなり、光漏れを完全に防止することができる。
【００４４】
次に、図３（ｃ）に示すように、第１の遮光層パターン１４上に、紫外線硬化樹脂（旭電化社製：ＫＲ−４００）に粒径が４μｍのスペーサ粒子（日本触媒社製：エポスターＧＰ−Ｈ）を少量混入分散させたものをスプレーにより約６μｍの膜厚になるように調整して、接着剤層１２を形成する。
なお、この接着剤層１２は硬化させる際の膜厚の収縮量が硬化させる前の膜厚の１０％以内になる接着剤層を用いる。
【００４５】
このようにして、ガラス基板３０上に下から順に、剥離層３２、第１の透明電極１８、第１の保護層１６、第１の遮光層パターン１４及び接着剤層１２からなる転写層３３が形成される。
次に、上記の方法でガラス基板３０上に形成した転写層３３を第１のフィルム１０に転写する方法を説明する。
【００４６】
まず、プラスチックからなり膜厚が１５０μｍのフィルム１０（住友ベークライト社製：ポリエーテルスルホンフィルム）を準備し、超音波で水洗し、乾燥させた後、さらに２日間、クリーンルーム内で乾燥させる。
その後、転写層３３が形成されたガラス基板３０上の接着剤層１２上にこのフィルム１０を配置する。
【００４７】
次に、フィルム１０側から高圧水銀灯により波長３６５ｎｍで３０００ｍＪ／ｃｍ２のＵＶ照射を行い、光硬化型樹脂である接着剤層１２を硬化させ、フィルム１０を転写層３３を有するガラス基板３０に貼り合わせる。このとき、接着剤層１２の膜厚は硬化させる前の膜厚の少なくとも２〜５％が収縮し、この収縮分だけ硬化する前の膜厚より薄くなる。
【００４８】
このとき、上記した図１（ｃ）及び図２で説明したように、第１の遮光層パターン１４の縁部とオーバーラップしている第１の透明電極１８の部分に応力が集中する。特に、この応力は、製造時における加熱工程や、曲げ応力が加わる転写工程などの外部からストレスがかかっているときに発生しやすい。
また、このとき、接着剤層１２及び第１の遮光層パターン１４と第１の透明電極１８との間に形成された保護層１６の膜厚が、第１の遮光層のパターン１４の膜厚より薄いと、第１の透明電極１８に集中する応力を緩和しきれず、第１の透明電極にクラックが発生しやすい。
【００４９】
しかしながら、本実施の形態の液晶表示装置の電極基材２６の製造方法では、有機性の第１の保護層１６が第１の遮光層のパターン１４の膜厚より厚く形成されるので、この第１の保護層１６が応力を十分に緩和できる緩衝層となり、第１の透明電極１８にかかる応力を緩和させ、クラックの発生を防止することができる。
【００５０】
次に、図４（ａ）に示すように、ガラス基板３０に貼り合わせたフィルム１０の一端を直径２００ｍｍのロール３４に固定し、このロール３４を回転させながらフィルム１０を引き剥がす。このとき、ガラス基板３０と剥離層３２の界面から剥がれ、転写層３３がフィルム１０側に転写される。
このとき、第１の遮光層パターン１４として、硬度が高いクロム、ニッケルまたはこれらの金属からなるもので形成すると、転写時の応力で第１の遮光層パターン１４にクラックが発生する場合がある。本実施の形態の第１の遮光層パターン１４は、遮光物質を分散または溶解した硬度が低い高分子からなるので、転写時の応力により、第１の遮光層パターン１４にクラックが発生することがない。
【００５１】
なお、比較的軟らかい銅やアルミニウムなどは転写時にクラックが発生しないが、光の反射率が高く、耐薬品性が低いので第１の遮光層パターン１４の材料としては好ましくない。
次に、図４（ｂ）に示すように、転写層３３が転写されたフィルム１０をヒドラジン対エチレンジアミンの比率が１：１の混合液などのアルカリ混合液に浸漬させるか、または酸素プラズマで処理することにより、フィルム１０上の剥離層３２のみを除去する。このとき、第１の遮光層パターン１４は第１の保護層１６でカバーされているので、高分子からなる遮光層パターン１４がアルカリ混合液や酸素プラズマによりダメージを受けることを回避することができる。
【００５２】
その後、第１の透明電極１８及び第１の保護層１６上に液晶材料を配向させる配向膜２０を形成する。
以上により、液晶表示装置の走査電極基材２６が完成する。
次に、上記と同様な方法で、第２のフィルム１０ａ上に転写技術を使用して、下から順に、接着剤層１２ａ、第２の遮光層パターン１４ａ、第２の保護層１６ａ、第２の透明電極及び配向膜２０ａが積層された積層膜を形成することにより、走査電極基材２６の対向基材である信号電極基材２６ａを製造する。
【００５３】
本実施の形態の液晶表示装置２８の走査電極基材２６の製造方法によれば、耐熱性及び寸法精度のよいガラス基板上に転写層３３を形成し、これを接着剤層１２を介してフィルム１０上に転写して形成する。これにより、フィルムに直接これらのパターンを形成する方法に比べて、第１の遮光層パターン１４及び第１の透明電極１８を寸法精度よく形成することができる。
【００５４】
次に、走査電極基材２６と信号電極基材２６ａとを、ストライプ状の第１の遮光層パターン１４と第２の遮光層パターンとが１４ａがお互いに直交するように、配向膜２０，２０ａが形成された面を相互に対向させて配置させる。そして、どちらかの基材にシール材２２を塗布して、走査電極基材２６と信号電極基材２６ａとを位置合わせしながら接合する。
【００５５】
このとき、第１の遮光層パターン１４と第２の遮光層パターン１４ａが直交して重なり、液晶表示装置の格子状の遮光層のパターンが構成される。このようにすることにより、走査電極基材２６と信号電極基材２６ａを貼り合わせる際に高い位置合わ精度を必要としないので、液晶表示装置の製造のスループット及び歩留りを向上させることができる。
【００５６】
その後、これらの基板間に液晶材料を注入して、液晶層２４を形成し、液晶封入口を樹脂で封止する。
以上により、本実施の形態の液晶表示装置２８が完成する。
本発明は、その精神また主要な特徴から逸脱することなく、他のいろいろな形で実施することができる。そのため、前述の実施の形態はあらゆる点で単なる例示にすぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は、特許請求範囲によって示すものであって、実施の形態には、なんら拘束されない。
【００５７】
例えば、着色ポリイミドからなるＲ（レッド）、Ｇ（グリーン）及びＢ（ブルー）の色画素を含むカラーフィルター層が、接着剤層１２と第１の遮光層パターン１４との間、または第１の遮光層パターン１４同士の間などに形成された構造にしてもよい。
また、さらに、応力を緩和させるため、接着剤層１２と遮光層パターンとの間に平坦化層を設け、遮光層パターン１４の段差を低減し、接着剤層１２の膜厚の変化、すなわち、接着剤層１２の収縮による応力が少なくなるようにしてもよい。
【００５８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、接着剤層に埋め込まれて形成されたストライプ状の遮光層のパターン上に、該遮光層のパターンの膜厚より厚い膜厚の保護層が形成され、該保護膜層上にストライプ状に透明電極が形成され、該透明電極の同士間の幅は遮光層のパターン幅より小さく、すなわち、該透明電極と該遮光層のパターンがオーバーラップする位置関係で形成されている。
【００５９】
この接着剤層が硬化収縮するとき、遮光層のパターンは接着剤層に埋め込まれているため、遮光層のパターンが存在しない領域下の接着剤層の膜厚は、遮光層パターンが存在する領域下の膜厚より厚くなっている。このとき、接着剤層の膜厚が収縮する際、ある一定の比率で接着剤層が収縮するので、膜厚が厚い方が収縮の絶対量が大きい。
【００６０】
これにより、遮光層のパターンにオーバーラップしていない透明電極の領域に、接着剤層側に引っ張られるより大きな応力がかかるので、遮光層のパターンにオーバーラップした透明電極の直線部分に応力が集中し、この直線部分の透明電極にクラックが発生しやすい。
しかしながら、本発明では、透明電極と遮光層パターンの間には、膜厚が遮光層のパターンより厚い保護層が形成され、この保護層が透明電極にかかる応力の緩衝層となり、この応力を緩和することができる。
【００６１】
従って、遮光領域である透明電極同士間の幅より大きな幅で遮光層のパターンが透明電極にオーバラップして形成され、光漏れを完全に防止できるとともに、このような構造においても、透明電極のクラックの発生を防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は実施の形態の液晶表示装置を示す断面図、（ｂ）は（ａ）をＩの方向からみた拡大透視図、（ｃ）は（ａ）のＡ部を拡大した拡大断面図である。
【図２】第１の透明電極にクラックが発生するメカニズムを示す拡大断面図である。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は実施の形態の液晶表示装置の製造方法を工程順に示す断面図（その１）である。
【図４】（ａ）及び（ｂ）は実施の形態の液晶表示装置の製造方法を工程順に示す断面図（その２）である。
【符号の説明】
１０ フィルム、
１２，１２ａ，１２ｂ 接着剤層、
１４，１４ｂ 第１の遮光層パターン、
１４ａ 第２の遮光層パターン、
１６，１６ｂ 第１の保護層、
１６ａ 第２の保護層、
１８，１８ｂ 第１の透明電極、
１８ａ 第２の透明電極、
２０，２０ａ 配向膜、
２２ シール材、
２４ 液晶層、
２６ 走査電極基材、
２６ａ 信号電極基材、
２８ 液晶表示装置、
３０ ガラス基板、
３２ 剥離層、
３３ 転写層、
３４ ロール。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a liquid crystal display device, an electrode base material for a liquid crystal display device, a method for manufacturing an electrode base material for a liquid crystal display device, and a method for manufacturing a liquid crystal display device, and more specifically, a simple matrix type using a film as an electrode base material. The present invention relates to a liquid crystal display device, an electrode substrate for a liquid crystal display device, a method for producing an electrode substrate for a liquid crystal display device, and a method for producing a liquid crystal display device.
[0002]
[Prior art]
In recent years, liquid crystal display devices characterized by low power consumption, low voltage operation, light weight, thinness, color display, and the like are rapidly expanding their applications to information equipment and the like.
Among these, mobile phones, electronic notebooks, IC cards, and the like are markets that are required to be lightweight, thin, and inexpensive, and simple matrix type liquid crystal display devices are mainly employed.
[0003]
In this simple matrix type liquid crystal display device, two substrates on which transparent electrodes are formed in stripes are arranged so that the transparent electrodes are orthogonal to each other, and the intersection of the two transparent electrodes is a pixel electrode. Function as. In addition, in order to improve the contrast ratio of the liquid crystal image and improve the visibility, the light shielding layer pattern is formed in a lattice shape outside the region that becomes each pixel electrode on one substrate, and the region other than the pixel electrode To prevent light leakage from. Liquid crystal is sealed between the two base materials, and the pixel electrode controls the liquid crystal so that an image can be displayed.
[0004]
In order to form this light-shielding layer pattern, the light-shielding layer pattern is formed in a grid-like region other than the region serving as the pixel electrode of the transparent electrode formed in a stripe shape on one substrate. And this one base material and the other base material which has the transparent electrode formed in stripe form, each transparent electrode is mutually orthogonal, and the region which becomes the pixel electrode portion of one base material It is necessary to align with the transparent electrode of the other base material with high accuracy so that light leakage does not occur and to arrange the two base materials together.
[0005]
However, when bonding two substrates, it is necessary to align the substrates with a certain distance between them and press the sealing material that encloses the liquid crystal to bond the two substrates. .
For this reason, for example, in Japanese Patent Laid-Open No. 6-194642, a light shielding layer pattern and a transparent electrode are formed in parallel by back exposure using a mask as a stripe pattern on two substrates, so that they are orthogonal to each other. It is disclosed that two base materials are arranged in the above and a lattice-shaped light shielding layer pattern is formed. According to this, since a transparent electrode can be formed by performing back exposure using the light shielding layer pattern as a mask without requiring a high degree of alignment, the transparent electrode is formed by self-alignment with respect to the light shielding layer pattern. can do.
[0006]
In JP-A-8-220330, a color filter including a release layer, a transparent electrode and a light-shielding layer and an adhesive are laminated on a transfer base in order from the bottom, and these are formed via an adhesive layer. It is disclosed that an electrode substrate of a liquid crystal display device is manufactured by transferring to a substrate.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
When a glass substrate is used as a base material, a stripe-shaped light shielding layer pattern or a transparent electrode is directly formed on each of the two glass substrates, and the light shielding layer is formed so that a lattice-shaped light shielding pattern is formed on the two glass substrates. It is not difficult to form the light shielding layer pattern by aligning the patterns orthogonally.
[0008]
However, in recent years, as a base material for a simple matrix type liquid crystal device, there has been an increasing need to adopt a plastic film which is lighter than a glass substrate and hardly breaks. When this plastic film is used as the base material, the thermal expansion coefficient of the plastic film is an order of magnitude greater than that of the glass substrate, and the film tends to expand and contract due to temperature fluctuations and humidity effects in the heat treatment process. That is, the plastic film is stretched just by washing with water, and when it is dried at 100 ° C., shrinkage occurs. Furthermore, these expansions and contractions are not immediately stable and have a long time to stabilize.
[0009]
Therefore, once shrinkage is caused by heat treatment, the dimension of the pattern formed on the plastic film is elongated for a long time, and it is difficult to obtain reproducibility related to alignment.
Japanese Patent Laid-Open No. 6-194642 does not consider such a problem when a plastic film is used as a base material. That is, since the dimensional stability is poor on the plastic film, the light shielding layer pattern and the transparent electrode are directly formed on the two plastic films in a stripe shape, and they are aligned and joined so that there is no light leakage. It is difficult.
[0010]
In addition, if the transparent electrode is formed by back exposure using the light shielding layer pattern as a mask, the light shielding layer and the transparent electrode cannot be formed to overlap each other, and light leakage occurs at the boundary between the light shielding layer and the transparent electrode. There's a problem. In addition, when forming a transparent electrode by back exposure, the transparent electrode is formed in all areas where the light shielding layer does not exist, and the transparent electrode is also formed in areas where the transparent electrode is not desired. is there.
[0011]
In JP-A-8-220330, when a transfer layer is transferred to a substrate via an adhesive layer, stress is applied to the transparent electrode due to curing shrinkage of the adhesive layer, and cracks are generated in the transparent electrode. Not considered. That is, when the pattern of the light shielding layer is formed by being partially embedded in the adhesive layer, the thickness of the adhesive layer is substantially different between the region where the pattern of the light shielding layer is present and the region where the pattern is not present. The absolute amount of shrinkage is larger in the region where the adhesive layer is thicker.
[0012]
Therefore, stress concentrates on the transparent electrode on the adhesive layer where the light shielding layer pattern does not exist, that is, on the thick adhesive layer, and cracks may occur in the transparent electrode.
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and can completely prevent light leakage and can prevent a transparent electrode from cracking, a liquid crystal display device substrate, a liquid crystal display, and the like. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing an electrode substrate of a device and a method for manufacturing a liquid crystal display device.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
The above-mentioned problem is a film, an adhesive layer formed on the film, With the top surface being flush with the top surface of the adhesive layer A light shielding layer embedded in the adhesive layer and patterned in a stripe shape, an organic protective layer formed on the light shielding layer and the adhesive layer, and having a thickness greater than that of the light shielding layer; Embedded in the protective layer with the upper surface being flush with the upper surface of the protective layer, A transparent electrode that is parallel to the pattern of the light shielding layer and is patterned in stripes, the width between the patterns is smaller than the pattern width of the light shielding layer, and a part of the pattern overlaps the pattern of the first light shielding layer It solves by the electrode base material of the liquid crystal display device characterized by having.
[0014]
According to the present invention, a stripe-shaped light shielding layer pattern embedded in the adhesive layer is formed, and a protective layer having a thickness greater than that of the light shielding layer pattern is formed on the light shielding layer pattern. And on the protective layer, transparent electrodes are formed in stripes parallel to the pattern of the light shielding layer, and the width between the transparent electrodes is smaller than the light shielding layer pattern width, that is, light leakage does not occur. The transparent electrode and the pattern of the light shielding layer are formed so as to overlap each other.
[0015]
When the stripe-shaped light shielding layer pattern is embedded in the adhesive layer, the thickness of the adhesive layer is greater in the region where the light shielding layer pattern does not exist than in the region where the light shielding layer pattern exists. It is thick. That is, when the adhesive layer cures, the adhesive layer shrinks at a certain ratio, so there is no light shielding layer pattern, the absolute amount of shrinkage of the adhesive layer under the transparent electrode is the light shielding layer pattern The absolute amount of shrinkage of the lower adhesive layer is greater by the thicker film thickness.
[0016]
Therefore, due to this shrinkage, a large tensile stress is applied to the transparent electrode region that does not overlap the light shielding layer pattern toward the adhesive layer side, and the linear portion of the transparent electrode along the straight line of the light shielding layer pattern. Stress is concentrated on the light shielding layer, and cracks are likely to occur in the light shielding layer in the straight line portion.
In the present invention, since an organic protective layer thicker than the thickness of the light shielding layer is formed between the pattern of the light shielding layer and the transparent electrode, the adhesive layer cures and shrinks and overlaps with the pattern of the light shielding layer. Even when a large stress is applied to the transparent electrode in the unexposed portion, this protective layer becomes a stress buffer layer, and the stress applied to the transparent electrode can be relieved.
[0017]
That is, even in a structure in which the transparent electrode and the pattern of the light shielding layer are overlapped so that light leakage does not occur in the region between the transparent electrodes, the occurrence of cracks in the transparent electrode can be prevented.
In a preferred embodiment, the protective layer has a thickness of 1.5 times or more the thickness of the light shielding layer. Thereby, the stress which concentrates on the transparent electrode of the linear part along the edge part of the light shielding layer pattern can further be relieved, and also generation | occurrence | production of the crack of a transparent electrode can be prevented.
[0018]
Further, the above-described problems include a step of forming a release layer on a substrate, a step of forming a striped transparent electrode on the release layer, and an organic protective layer on the release layer and the transparent electrode. A step of forming, on the protective layer, having a width larger than a width between the transparent electrodes, overlapping the transparent electrode, and having a thickness thinner than the protective layer and parallel to the transparent electrode A step of forming a light shielding layer pattern in stripes, a step of forming an adhesive layer on the protective layer and the pattern of the light shielding layer, and attaching a film on the substrate via the adhesive layer. Peeling the interface between the substrate and the release layer, From top to bottom, A transfer layer comprising a pattern of the release layer, the transparent electrode, the protective layer and the light shielding layer; Above Of the film through the adhesive layer above This is solved by a method for producing an electrode substrate of a liquid crystal display device, comprising a step of transferring and a step of removing the release layer.
[0019]
According to the present invention, the transparent electrode, the protective layer, the pattern of the light-shielding layer, and the adhesion are sequentially applied from the bottom to the substrate in advance through the release layer on the substrate having a smaller thermal expansion coefficient than that of the film and less occurrence of expansion and contraction due to heat. After forming the material layers, these layers are transferred to the film via the adhesive layer. In this way, since the process of forming each layer is performed on a substrate with good dimensional accuracy, the accuracy of pattern dimensions in the manufacturing process having a high heat and high humidity process is reduced as in the case of forming directly on the film. Can be prevented.
[0020]
Further, the light shielding layer pattern has a width larger than the width between the transparent electrodes, that is, the transparent electrode and the light shielding layer pattern overlap each other, and the light shielding layer pattern film thickness is larger than the film thickness of the protective layer. Since it is formed thin, the stress applied to the transparent electrode caused by the curing shrinkage of the adhesive when the transfer layer is transferred to the film can be relaxed. That is, light leakage can be completely prevented, and cracks in the transparent electrode can be prevented.
[0021]
In addition, the above-mentioned problem is to manufacture two electrode substrates manufactured by the above manufacturing method,
According to a method of manufacturing a liquid crystal display device, wherein the striped transparent electrodes on the two electrode base materials are disposed so as to be orthogonal to each other, and liquid crystal is sealed between the two electrode substrates. Solved.
According to this, each of the two electrode base materials is formed with a stripe-shaped transparent electrode and a light shielding layer pattern, and the light shielding layer patterns are orthogonal to each other and overlap each other. It arrange | positions so that the pattern of a grid | lattice-like light shielding layer may be formed.
[0022]
In this way, when the electrode base material is bonded to the two, since high alignment accuracy is not required, light leakage can be completely prevented and a liquid crystal display device in which cracks do not occur in the transparent electrode has a high throughput. And can be manufactured at a high yield.
[0023]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
1A is a cross-sectional view showing the liquid crystal display device of the embodiment, FIG. 1B is an enlarged perspective view of FIG. 1A viewed from the direction I, and FIG. 1C is FIG. It is the expanded sectional view which expanded the A section.
[0024]
As shown in FIG. 1A, the liquid crystal display device 28 of the first embodiment includes a first film 10 made of plastic (manufactured by Sumitomo Bakelite Co., Ltd .: polyethersulfone film) and a second film made of plastic. 10a (manufactured by Sumitomo Bakelite Co., Ltd .: polyethersulfone film) is disposed opposite to the liquid crystal layer 24.
In addition, as this plastic film, a film made of polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polycarbonate, polyimide, polyarylate or the like having a film thickness of 50 to 500 μm and optical planarity can be used.
[0025]
On the 1st film 10, the pattern 14 of the 1st light shielding layer is the adhesive layer 12 with the film thickness of the range of 0.3-2 micrometers, for example through the adhesive layer 12 with a film thickness of 5-8 micrometers. It is formed in a stripe shape so as to be embedded in. On the adhesive layer 12 and the first light shielding layer pattern 14, the organic first protective layer 16 is thicker than the first light shielding layer pattern 14, for example, in the range of 2 to 4 μm. Is formed.
[0026]
The protective layer 16 is made of a thermosetting or photo-curing resin material such as acrylic, epoxy, alkyd, or polyimide. ) Or alkyd resin (Fujikura Kasei Co., Ltd .: EXP1474) can be used.
[0027]
The first protective layer 16 is preferably formed with a film thickness of 1.5 times or more the film thickness of the light shielding layer pattern 14. The Young's modulus of the first protective layer 16 is a value measured with an ultra-micro hardness tester and is 500 to 2000 kgf / mm. 2 It is preferable that
On the first protective layer 16, a first transparent electrode 18 made of ITO (Indium tin oxide) is formed in a stripe shape parallel to the light shielding layer pattern so as to be embedded in the first protective layer 16. Yes. The width between the first transparent electrodes 18 is smaller than the width of the first light shielding layer pattern 14. Conversely, the width of the first light shielding layer pattern 14 is between the first transparent electrodes 18. It is larger than the width, that is, the first transparent electrode 18 and the second light shielding layer pattern 14 are formed in a positional relationship in which a part of each edge overlaps.
[0028]
Here, the first light-shielding layer pattern 14 has a dimension of an area where the edge of the first light-shielding layer pattern 14 and the edge of the first transparent electrode 18 overlap (the portion B in FIG. 1B). (Dimension) is 1 μm or more, preferably 2 to 3 μm. An alignment film 20 for aligning a liquid crystal material is formed on the first protective layer 16 and the first transparent electrode 18.
[0029]
As described above, the scanning signal base material 26 of the liquid crystal display device is configured.
On the other hand, on the second film 10a, for example, a second light-shielding layer pattern 14a having a thickness of 0.3 to 2 μm is formed in a stripe shape via an adhesive layer 12a having a thickness of 5 to 8 μm. ing. On the second light shielding layer pattern 14a, an organic second protective layer 16a is formed with a film thickness larger than that of the second light shielding layer pattern 14a, for example, in a thickness range of 2 to 4 μm. .
[0030]
As the material of the second protective layer 16a, the same material as that of the first protective layer 16 can be used. The second protective layer 16a has a second light shielding layer pattern. 14a It is preferable that the film thickness is 1.5 times or more.
And on the 2nd protective layer 16a, the 2nd protective layer 16a A second transparent electrode 18a made of ITO is formed in stripes parallel to the second light shielding layer pattern 14a. Here, the width between the second transparent electrodes 18 a is the same as that of the first transparent electrode 18. 14a In other words, the transparent electrode 18a and the light shielding layer pattern are overlapped with each other. The second protective layer 16a and the second transparent electrode 18a An alignment film 20a is formed thereon.
[0031]
The signal electrode base material 26a is configured as described above.
The scanning electrode base material 26 and the signal electrode base material 26a are formed by the first light shielding layer pattern 14, the second light shielding layer pattern 14a, and the first transparent electrode 18 and the second transparent electrode 18a, respectively. Are bonded and arranged with a sealing material 22 so as to be orthogonal to each other.
[0032]
As a result, as shown in FIG. 1B, a region where the first transparent electrode 18 and the second transparent electrode 18a overlap constitutes a pixel electrode for driving the liquid crystal, and the first light shielding layer pattern 14 and The second light shielding layer patterns 14a overlap to form a lattice-shaped light shielding layer pattern.
The liquid crystal layer 24 is sealed between the scanning electrode base material 26 and the signal electrode base material 26a, so that the liquid crystal display device 28 of the present embodiment is configured.
[0033]
Next, the operation of the liquid display device of the present embodiment will be described.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a mechanism in which cracks occur in the first transparent electrode when the thickness of the protective layer in FIG. 1C is smaller than the thickness of the first light shielding layer.
The scan electrode base material 26 and the signal scan base material 26a of the liquid crystal display device of the present embodiment were formed by forming a transfer layer on a temporary substrate and transferring the transfer layer to a film through an adhesive layer. This adhesive layer is 12, 12a When curing the adhesive layer 12, 12a Will be described on the assumption that the material shrinks at least 2 to 5%.
[0034]
As shown in FIG. 2, the first light-shielding layer pattern 14b is formed by being embedded in the adhesive layer 12b, and the adhesive layer in the region indicated by the B part and the C part. 12b The film thickness of the adhesive layer in the region indicated by D and E 12b The thickness of the first light shielding layer pattern 14b is larger than the thickness of the first light shielding layer pattern 14b.
That is, when the adhesive layer 12b is cured, the adhesive layer 12b contracts at a certain ratio, and the absolute amount of contraction increases in proportion to the film thickness. The absolute amount of shrinkage is larger by the thicker film thickness than the absolute amount of shrinkage of the adhesive layer 12b of the B part and the C part.
[0035]
As a result, the area | region of the 1st transparent electrode of D part and E part applies the stress pulled toward the adhesive bond layer 12b side larger than the area | region of the 1st transparent electrode 18b of B part and C part. As a result, stress concentrates on the straight region of the first transparent electrode 18b along the edge of the first light shielding layer pattern 14b. At this time, the thickness of the protective layer 16b is the first light shielding layer pattern. 14b If the thickness is smaller than this thickness, this stress cannot be alleviated, and cracks are likely to occur in the B and C portions of the first light shielding layer pattern 14b.
[0036]
According to the liquid crystal display device 28 of the present embodiment, as shown in FIG. 1C, the first light shielding layer pattern 14 and the first transparent electrode 18 are arranged so that a part of the edge overlaps. In addition, an organic first protective layer 16 having a film thickness larger than that of the first light shielding layer pattern 14 is formed between the first light shielding pattern 14 and the first transparent electrode 18. Yes.
[0037]
Thereby, when the adhesive layer 12 is cured and contracted, the stress that is concentrated on the B portion and the C portion of the first transparent electrode 14 and is pulled toward the adhesive layer 12 can be sufficiently relaxed.
Here, the stress applied to the first transparent electrode 18 can be further relaxed by setting the film thickness of the first protective layer 16 to be 1.5 times or more the film thickness of the first light shielding layer pattern 14. . The Young's modulus of the first protective layer 16 is 500 to 2000 kgf / mm. 2 By doing so, the stress applied to the first transparent electrode 18 can be further relaxed.
[0038]
Therefore, even if the pattern of the first light shielding layer is formed with a width larger than the width between the first transparent electrodes 18, that is, so as to overlap with the edge of the first transparent electrode 18, Cracks do not occur in the transparent electrode 18.
As a result, there is no gap where light leakage occurs, so that light leakage can be completely prevented, the contrast ratio of the liquid crystal image can be improved, and the occurrence of cracks in the first transparent electrode 18 can be prevented. Therefore, the reliability of the liquid crystal display device can be improved.
[0039]
Next, a method for manufacturing the liquid crystal display device 28 of the present embodiment will be described.
3 and 4 are cross-sectional views showing the method of manufacturing the electrode base material of the liquid crystal display device 28 of the present embodiment in the order of steps.
First, as shown in FIG. 3A, a release layer 32 made of polyimide having a film thickness of 4 μm is formed on a glass substrate 30 as a substrate.
[0040]
Thereafter, an ITO (Indium tin oxide) layer having a film thickness of 0.1 to 0.2 μm is formed on the release layer 32 by sputtering. Subsequently, the ITO layer is patterned by photolithography and etching to form a stripe-shaped first transparent electrode 18.
Next, as shown in FIG. 3B, for example, a thermosetting acrylic resin is applied on the release layer 32 and the transparent electrode 18 by a spin coating method to form a coating film. Subsequently, this coating film is heated and cured to form, for example, an organic first protective layer 16 having a thickness of 2 to 4 μm. At this time, the Young's modulus of the first protective layer 16 is 500 to 2000 kgf / mm as measured with an ultra-micro hardness tester. 2 To be formed.
[0041]
Next, an organic first light-shielding layer having a thickness of, for example, 0.3 to 2 μm is formed on the first protective layer 16 so as to be thinner than the first protective layer 16. .
As a material for the first light shielding layer, for example, a resist in which a black pigment is dispersed or a polyimide precursor in which a black dye is dissolved, which is usually used for a light shielding layer of a color filter, can be used. Further, when the first light shielding layer is made of the organic material as described above, a thickness of 0.3 to 2 μm is required also in the sense of obtaining sufficient light shielding properties. Moreover, it is preferable to form the first protective layer 16 so that the thickness of the first protective layer 16 is 1.5 times or more the thickness of the first light shielding layer.
[0042]
Subsequently, a mask of a resist film (not shown) is formed by photolithography, and the light shielding layer is etched using the mask as a mask, and the first light shielding layer pattern 14 is formed in stripes parallel to the first transparent electrode 18. Form. Further, the width of the first light shielding layer pattern 14 is larger than the width between the first transparent electrodes 18, and the edge of the first light shielding layer pattern 14 is the edge of the first transparent electrode 18. Form to overlap.
[0043]
At this time, the region where the edge of the first light shielding layer pattern 14 and the edge of the first transparent electrode 18 overlap is formed with a dimension of 1 μm or more, preferably 2 to 3 μm.
As a result, the first light shielding layer pattern 14 overlaps with the first transparent electrode 18 and is formed in a region between the first transparent electrodes 18 which are light shielding regions. And light leakage can be completely prevented.
[0044]
Next, as shown in FIG. 3C, spacer particles (manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd.) having a particle size of 4 μm on an ultraviolet curable resin (Asahi Denka Co., Ltd .: KR-400) are formed on the first light shielding layer pattern 14. Adhesive layer is prepared by spraying a small amount of Eposter GP-H) mixed and dispersed to a thickness of about 6 μm by spraying. 12 Form.
This adhesive layer 12 Uses an adhesive layer in which the amount of shrinkage of the film thickness during curing is within 10% of the film thickness before curing.
[0045]
In this manner, the transfer layer 33 including the release layer 32, the first transparent electrode 18, the first protective layer 16, the first light shielding layer pattern 14, and the adhesive layer 12 is sequentially formed on the glass substrate 30 from the bottom. It is formed.
Next, a method of transferring the transfer layer 33 formed on the glass substrate 30 by the above method to the first film 10 will be described.
[0046]
First, a film 10 made of plastic and having a film thickness of 150 μm (manufactured by Sumitomo Bakelite Co., Ltd .: polyethersulfone film) is prepared, washed with water with ultrasonic waves, dried, and further dried in a clean room for 2 days.
Then, this film 10 is arrange | positioned on the adhesive bond layer 12 on the glass substrate 30 in which the transfer layer 33 was formed.
[0047]
Next, UV irradiation of 3000 mJ / cm 2 at a wavelength of 365 nm is performed from the film 10 side with a high-pressure mercury lamp to cure the adhesive layer 12 that is a photocurable resin, and the film 10 The transfer layer 33 Glass substrate having 30 Paste to. At this time, the adhesive layer 12 The film thickness of at least 2 to 5% of the film thickness before curing shrinks and becomes thinner than the film thickness before curing by this shrinkage.
[0048]
At this time, as described in FIG. 1C and FIG. 2 described above, stress concentrates on the portion of the first transparent electrode 18 that overlaps the edge of the first light shielding layer pattern 14. In particular, this stress is likely to occur when a stress is applied from the outside, such as a heating process during manufacturing or a transfer process in which bending stress is applied.
At this time, the film thickness of the protective layer 16 formed between the adhesive layer 12 and the first light shielding layer pattern 14 and the first transparent electrode 18 is the film thickness of the pattern 14 of the first light shielding layer. If it is thinner, the stress concentrated on the first transparent electrode 18 cannot be alleviated, and cracks are likely to occur in the first transparent electrode.
[0049]
However, in the manufacturing method of the electrode base material 26 of the liquid crystal display device of the present embodiment, the organic first protective layer 16 is formed thicker than the film thickness of the pattern 14 of the first light shielding layer. One protective layer 16 becomes a buffer layer that can sufficiently relieve stress, and the stress applied to the first transparent electrode 18 can be relieved to prevent the occurrence of cracks.
[0050]
Next, as shown in FIG. 4A, one end of the film 10 bonded to the glass substrate 30 is a roll having a diameter of 200 mm. 34 Fixed to this roll 34 The film 10 is peeled off while rotating. At this time, the glass substrate 30 and the release layer 32 The transfer layer 33 is transferred to the film 10 side.
At this time, if the first light shielding layer pattern 14 is formed of chromium, nickel, or a metal having high hardness, cracks may occur in the first light shielding layer pattern 14 due to stress during transfer. Since the first light shielding layer pattern 14 of the present embodiment is made of a polymer having low hardness in which the light shielding material is dispersed or dissolved, cracks may occur in the first light shielding layer pattern 14 due to stress during transfer. Absent.
[0051]
Note that relatively soft copper, aluminum, or the like does not generate cracks during transfer, but is not preferable as a material for the first light-shielding layer pattern 14 because of high light reflectance and low chemical resistance.
Next, as shown in FIG. 4B, the film 10 to which the transfer layer 33 has been transferred is immersed in an alkali mixed solution such as a mixed solution having a ratio of hydrazine to ethylenediamine of 1: 1, or treated with oxygen plasma. By doing so, only the release layer 32 on the film 10 is removed. At this time, since the first light shielding layer pattern 14 is covered with the first protective layer 16, it is possible to prevent the light shielding layer pattern 14 made of a polymer from being damaged by an alkali mixed solution or oxygen plasma. .
[0052]
Thereafter, an alignment film 20 for aligning a liquid crystal material is formed on the first transparent electrode 18 and the first protective layer 16.
Thus, the scan electrode base material 26 of the liquid crystal display device is completed.
Next, in the same manner as described above, using the transfer technique on the second film 10a, the adhesive layer 12a, the second light shielding layer pattern 14a, the second protective layer 16a, the second, in order from the bottom. By forming a laminated film in which the transparent electrode and the alignment film 20a are laminated, a signal electrode base material 26a that is an opposing base material of the scanning electrode base material 26 is manufactured.
[0053]
According to the method of manufacturing the scan electrode base material 26 of the liquid crystal display device 28 of the present embodiment, the transfer layer 33 is formed on the glass substrate having good heat resistance and dimensional accuracy, and this is formed on the film via the adhesive layer 12. 10 is formed by being transferred onto the surface. Thereby, the 1st light shielding layer pattern 14 and the 1st transparent electrode 18 can be formed with sufficient dimensional accuracy compared with the method of forming these patterns directly in a film.
[0054]
Next, the alignment films 20 and 20a are arranged on the scanning electrode base material 26 and the signal electrode base material 26a so that the stripe-shaped first light shielding layer pattern 14 and the second light shielding layer pattern 14 are orthogonal to each other. The surfaces formed with are arranged so as to face each other. And the sealing material 22 is apply | coated to either base material, and it joins, aligning the scanning electrode base material 26 and the signal electrode base material 26a.
[0055]
At this time, the first light-shielding layer pattern 14 and the second light-shielding layer pattern 14a are perpendicularly overlapped to form a lattice-shaped light shielding layer pattern of the liquid crystal display device. By doing so, high alignment accuracy is not required when the scan electrode base material 26 and the signal electrode base material 26a are bonded together, so that it is possible to improve the manufacturing throughput and yield of the liquid crystal display device.
[0056]
Then, a liquid crystal material is injected between these substrates, and the liquid crystal layer 24 And the liquid crystal sealing port is sealed with resin.
Thus, the liquid crystal display device 28 of the present embodiment is completed.
The present invention can be implemented in various other forms without departing from the spirit and main characteristics thereof. Therefore, the above-described embodiment is merely an example in all respects and should not be interpreted in a limited manner. The scope of the present invention is indicated by the scope of claims, and is not limited to the embodiments.
[0057]
For example, a color filter layer including R (red), G (green), and B (blue) color pixels made of colored polyimide is provided between the adhesive layer 12 and the first light shielding layer pattern 14 or the first A structure formed between the light shielding layer patterns 14 may be employed.
Further, in order to relieve the stress, a planarizing layer is provided between the adhesive layer 12 and the light shielding layer pattern to reduce the level difference of the light shielding layer pattern 14, and the change in the film thickness of the adhesive layer 12, that is, You may make it the stress by the shrinkage | contraction of the adhesive bond layer 12 decrease.
[0058]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a protective layer having a thickness larger than the thickness of the light shielding layer pattern is formed on the stripe-shaped light shielding layer pattern embedded in the adhesive layer. The transparent electrodes are formed in stripes on the protective film layer, and the width between the transparent electrodes is smaller than the pattern width of the light shielding layer, that is, the positional relationship in which the patterns of the transparent electrode and the light shielding layer overlap. It is formed with.
[0059]
When this adhesive layer cures and shrinks, the pattern of the light shielding layer is embedded in the adhesive layer, so the thickness of the adhesive layer under the area where the pattern of the light shielding layer does not exist is the area where the light shielding layer pattern exists. It is thicker than the film thickness below. At this time, when the film thickness of the adhesive layer contracts, the adhesive layer contracts at a certain ratio, so that the larger the film thickness, the larger the absolute amount of contraction.
[0060]
As a result, a larger stress is applied to the transparent electrode region that does not overlap the light shielding layer pattern than is pulled to the adhesive layer side, so the stress is concentrated on the linear portion of the transparent electrode that overlaps the light shielding layer pattern. However, cracks are likely to occur in the transparent electrode in the straight line portion.
However, in the present invention, a protective layer having a thickness greater than that of the light shielding layer pattern is formed between the transparent electrode and the light shielding layer pattern, and this protective layer serves as a buffer layer for stress applied to the transparent electrode. can do.
[0061]
Therefore, the pattern of the light shielding layer is formed so as to overlap the transparent electrode with a width larger than the width between the transparent electrodes, which is the light shielding region, and light leakage can be completely prevented. It is possible to prevent the occurrence of cracks.
[Brief description of the drawings]
1A is a cross-sectional view showing a liquid crystal display device according to an embodiment, FIG. 1B is an enlarged perspective view of FIG. 1A viewed from the direction I, and FIG. 1C is an enlarged view of part A of FIG. It is an expanded sectional view.
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view showing a mechanism for generating cracks in a first transparent electrode.
FIGS. 3A to 3C are cross-sectional views (part 1) showing the method of manufacturing the liquid crystal display device of the embodiment in the order of steps. FIGS.
4A and 4B are cross-sectional views (part 2) illustrating the method of manufacturing the liquid crystal display device according to the embodiment in the order of steps.
[Explanation of symbols]
10 films,
12, 12a, 12b adhesive layer,
14, 14b 1st light shielding layer pattern,
14a 2nd light shielding layer pattern,
16, 16b first protective layer,
16a second protective layer,
18, 18b first transparent electrode,
18a second transparent electrode,
20, 20a alignment film,
22 sealing material,
24 liquid crystal layer,
26 Scanning electrode substrate,
26a signal electrode substrate,
28 liquid crystal display devices,
30 glass substrate,
32 release layer,
33 Transfer layer,
34 rolls.

Claims (12)

フィルムと、
前記フィルム上に形成された接着剤層と、
上面が前記接着剤層の上面と同一面となった状態で前記接着剤層に埋め込まれ、かつストライプ状にパターニングされた遮光層と、
前記遮光層及前記接着剤層上に形成され、膜厚が前記遮光層より厚い有機性の保護層と、
上面が前記保護層の上面と同一面となった状態で前記保護層に埋め込まれ、前記遮光層のパターンに平行で、ストライプ状にパターニングされ、パターン同士間の幅が前記遮光層のパターン幅より小さく、かつパターンの一部が前記第１の遮光層のパターンにオーバーラップする透明電極とを有することを特徴とする液晶表示装置の電極基材。With film,
An adhesive layer formed on the film;
A light shielding layer embedded in the adhesive layer in a state where the upper surface is flush with the upper surface of the adhesive layer, and patterned in a stripe shape,
An organic protective layer formed on the light shielding layer and the adhesive layer, and having a thickness greater than that of the light shielding layer;
The upper surface is flush with the upper surface of the protective layer, is embedded in the protective layer, is patterned in stripes parallel to the pattern of the light shielding layer, and the width between patterns is larger than the pattern width of the light shielding layer. An electrode substrate for a liquid crystal display device, comprising a transparent electrode that is small and part of the pattern overlaps the pattern of the first light shielding layer. 前記保護層の膜厚は、前記遮光層の膜厚の１．５倍以上であることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置の電極基材。  2. The electrode substrate of a liquid crystal display device according to claim 1, wherein a thickness of the protective layer is 1.5 times or more of a thickness of the light shielding layer. 前記保護層のヤング率は、５００〜２０００ｋｇｆ／ｍｍ2であることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置の電極基材。 2. The electrode substrate of a liquid crystal display device according to claim 1, wherein the protective layer has a Young's modulus of 500 to 2000 kgf / mm 2 . 前記保護層は、熱硬化型または光硬化型の樹脂からなることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置の電極基材。  The electrode substrate of a liquid crystal display device according to claim 1, wherein the protective layer is made of a thermosetting resin or a photocurable resin. 前記フィルムは、プラスチックからなることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置の電極基材。  The electrode substrate of the liquid crystal display device according to claim 1, wherein the film is made of plastic. 前記遮光層は、高分子中に遮光物質を分散、または溶解したものからなることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置の電極基材。  2. The electrode base material for a liquid crystal display device according to claim 1, wherein the light shielding layer is formed by dispersing or dissolving a light shielding material in a polymer. 第１の電極基材と、第２の電極基材と、前記第１の電極基材と前記第２の電極基材との間に封入された液晶層とを有する液晶表示装置において、
前記第１の電極基材と前記第２の電極基材とのうち、少なくともいずれか１つが、請求項１〜６のいずれか１項に記載の電極基材からなることを特徴とする液晶表示装置。In a liquid crystal display device having a first electrode base material, a second electrode base material, and a liquid crystal layer sealed between the first electrode base material and the second electrode base material,
A liquid crystal display, wherein at least one of the first electrode substrate and the second electrode substrate comprises the electrode substrate according to any one of claims 1 to 6. apparatus. 前記第１の電極基材及び前記第２の電極基材が、請求項１〜６のいずれか１項に記載の電極基材からなり、
前記第１の電極基材と前記第２の電極基材とは、前記第１の電極基材上の遮光層のパターンと、前記第２の電極基材上の遮光層のパターンとが直交して、格子状の遮光層のパターンが構成されるように配置されていることを特徴とする請求項７に記載の液晶表示装置。The first electrode base material and the second electrode base material comprise the electrode base material according to any one of claims 1 to 6,
In the first electrode substrate and the second electrode substrate, the pattern of the light shielding layer on the first electrode substrate and the pattern of the light shielding layer on the second electrode substrate are orthogonal to each other. The liquid crystal display device according to claim 7, wherein the liquid crystal display device is arranged so as to form a pattern of a lattice-shaped light shielding layer. 基板上に剥離層を形成する工程と、
前記剥離層上にストライプ状の透明電極を形成する工程と、
前記剥離層及び前記透明電極上に、有機性の保護層を形成する工程と、
前記保護層上に、前記透明電極同士間の幅より大きな幅を有し、かつ前記透明電極にオーバーラップし、かつ膜厚が前記保護層より薄く、かつ前記透明電極に平行で、ストライプ状に遮光層のパターンを形成する工程と、
前記保護層及び前記遮光層のパターン上に、接着剤層を形成する工程と、
前記接着剤層を介して前記基板上にフィルムを貼り合わせる工程と、
前記基板と前記剥離層との界面を引き剥がし、上から順に、前記剥離層、前記透明電極、前記保護層及び前記遮光層のパターンからなる転写層を前記接着剤層を介してフィルムの上に転写する工程と、
前記剥離層を除去する工程とを有することを特徴とする液晶表示装置の電極基材の製造方法。Forming a release layer on the substrate;
Forming a striped transparent electrode on the release layer;
Forming an organic protective layer on the release layer and the transparent electrode;
On the protective layer, it has a width larger than the width between the transparent electrodes, overlaps with the transparent electrode, is thinner than the protective layer, is parallel to the transparent electrode, and is striped Forming a light shielding layer pattern;
Forming an adhesive layer on the pattern of the protective layer and the light shielding layer;
Bonding the film on the substrate via the adhesive layer;
Peeled off the interface between the substrate and the release layer, in order from the top, the release layer, the transparent electrode, a transfer layer composed of a pattern of the protective layer and the light shielding layer on the film via the adhesive layer A transfer process;
And a step of removing the release layer. A method for producing an electrode substrate of a liquid crystal display device. 前記保護層を形成する工程で、前記保護層を前記遮光層のパターンの膜厚の１．５倍以上の膜厚で形成することを特徴とする請求項９に記載の液晶表示装置の製造方法。  The method for manufacturing a liquid crystal display device according to claim 9, wherein in the step of forming the protective layer, the protective layer is formed with a film thickness of 1.5 times or more the film thickness of the pattern of the light shielding layer. . 前記フィルムはプラスチックからなることを特徴とする請求項９に記載の液晶表示装置の製造方法。  The method of manufacturing a liquid crystal display device according to claim 9, wherein the film is made of plastic. 請求項９の製造方法で前記電極基材を２つ製造する工程と、前記２つの電極基材上の前記遮光層のパターンがお互いに直交し、格子状の遮光層のパターンが構成されるように、前記遮光層のパターンを対向させて前記２つの電極基材を接合する工程と、前記２つの電極基材間に液晶を封入する工程とを有することを特徴とする液晶表示装置の製造方法。  The process for producing two electrode substrates by the production method according to claim 9 and the pattern of the light shielding layer on the two electrode substrates are orthogonal to each other so that a lattice-shaped light shielding layer pattern is formed. A method of manufacturing a liquid crystal display device, comprising: a step of bonding the two electrode base materials with the pattern of the light shielding layer facing each other; and a step of encapsulating liquid crystal between the two electrode base materials .
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