JP3809739B2

JP3809739B2 - フィルタ付き表示装置の製造方法

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Publication number: JP3809739B2
Application number: JP03820599A
Authority: JP
Inventors: 純夫宇都宮; 聡井上
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1999-02-17
Filing date: 1999-02-17
Publication date: 2006-08-16
Anticipated expiration: 2019-02-17
Also published as: JP2000235348A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カラー表示用のフィルタを備えた表示装置に係り、特に表示装置に一体的にフィルタを形成する場合に利点の多いフィルタ付き表示装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
フィルタは、表示装置に適用されることによって画質を向上したりカラー表示装置の各画素に各原色の色彩を与えたりする役割を有する。
【０００３】
表示装置の積層構造内部にフィルタ要素を組み込んだフィルタ付き表示装置として、特開平３−７２３２２号公報には、カラーフィルタ用フィルムの上に薄膜トランジスタや透明電極を形成した構造が記載されている。
【０００４】
色分離を向上させるためには各画素のフィルタ間に遮光部材を設けることが好ましい。特開平８−２８８５１９号公報には、画素駆動用のＴＦＴ（薄膜トランジスタ）の下層に画素間を仕切る遮光膜を挟み込んで設けた層構造が記載されている。
【０００５】
これら駆動回路の下層にフィルタや遮光部材と組み込んだ従来技術では、フィルタや遮光部材と駆動素子との距離が近いため、各画素における指向性が広く光の利用効率が高いという利点があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら従来技術の表示装置は、下層から上層に向けて各層を重ねていく事で製造されていたため、幾つかの不都合が生じていた。
【０００７】
第１に、フィルタや遮光部材の形成面には凹凸が生じているため、複雑な形状の駆動回路を製造することが困難になっていた。
【０００８】
第２に、フィルタや遮光部材の構造に比べて駆動回路を製造する工程は複雑であるため、全体的な位置管理もしながらフィルタや遮光部材の位置に正確に合わせて駆動回路を形成していくことが困難であった。
【０００９】
本願発明は、上記不都合に鑑み、製造が容易なフィルタ付き表示装置の製造方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明のフィルタを備えた表示装置の製造方法は、
１）光を透過する第１基板上に光の供給により剥離を生ずる剥離層を形成する工程と、
２）剥離層上に保護層を形成する工程と、
３）保護層上に画素領域単位の表示を制御するための駆動層を形成する工程と、
４）駆動層上に仮接着層を介して転写基板を貼り合わせる工程と、
５）剥離層に第１基板側から光を供給して当該剥離層に剥離を生じさせ、当該第１基板を分離する工程と、
６）第１基板を分離して露出した保護層に駆動層の画素領域に対応させてフィルタを形成する工程と、を備えたことを特徴とするフィルタ付き表示装置の製造方法である。
【００１１】
一態様として、フィルタを形成する工程は、
１）保護層に画素領域を仕切るバンクを形成する工程と、
２）バンクで仕切られた画素領域内にインクジェット方式によりフィルタ形成用溶液を充填する工程と、
３）充填されたフィルタ形成用溶液を乾燥させて着色層を形成する工程と、を備えている。
【００１２】
バンクを形成する工程では、バンクに遮光性を付加することが考えられる。
【００１３】
他の態様として、フィルタを形成する工程は、
１）保護層にレジスト層を形成する工程と、
２）レジスト層を画素領域単位でフォトマスクして露光・現像し、画素領域に対応したレジスト層を形成する工程と、
３）画素領域に残されたレジスト層を染色して着色層を形成する工程と、を備える。
【００１４】
他の態様として、フィルタを形成する工程は、
１）保護層に着色レジスト層を形成する工程と、
２）着色レジスト層を画素領域単位でフォトマスクして露光・現像し、画素領域に対応した着色層を形成する工程と、を備える。
【００１５】
他の態様として、フィルタを形成する工程は、
１）保護層に顔料樹脂を塗布する工程と、
２）顔料樹脂上にレジスト層を形成する工程と、
３）レジスト層を画素領域単位でフォトマスクして露光・現像し、画素領域に対応したレジスト層を形成する工程と、
４）レジスト層上から顔料樹脂をエッチングし、当該レジスト層を剥離して画素領域に対応した着色層を形成する工程と、を備える。
【００１６】
他の態様として、フィルタを形成する工程は、
１）保護層に印刷法により画素領域単位で顔料樹脂を付着させ、画素領域に対応した着色層を形成する工程を備える。
【００１７】
駆動層に含まれる配線に遮光材料を含ませて画素領域を仕切る遮光機能を設けることは好ましい。
【００１８】
本発明は、さらに
１）フィルタ上に偏光機能を有する第２基板を貼り合わせる工程と、
２）第２基板を仮接着層から分離する工程と、
３）第２基板を分離させることにより露出した駆動層上に液晶層を挟んで偏光機能を有する第３基板を形成する工程と、を備える。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明の好適な実施の形態を、図面を参照して説明する。
【００２０】
（実施形態１）
図１に、本実施形態１における製造方法で製造された表示装置の断面図を示す。図１では理解を容易にするために一部の画素領域の断面図を示してある。本表示装置は、保護層１１０を中心として、上層側に駆動層１００、画素電極１１１、液晶層１１６、共通電極１１７、基板１１８および偏光板１１９を備え、下層側にバンク１２０と着色層１２１（赤）・１２２（青）・１２３（緑）からなるフィルタ、接着層１１３、基板１１４および偏光板１１５を備えて構成されている。図示はしていないが、画素電極１１１と共通電極１１７の液晶層側の表面には、液晶分子を配向させるために樹脂等をラビング処理した配向膜が形成されている。
【００２１】
図２に、駆動層１００の構造を詳述した拡大断面図を示す。図２に示す領域は、一つの画素に対応した画素領域を駆動する駆動回路の部分であり、薄膜トランジスタである画素制御トランジスタＴｒ１とドライバトランジスタＴｒ２を備えている。
【００２２】
画素制御トランジスタＴｒ１は、ポリシリコン層１０１、ｎ＋層１０２およびゲート絶縁膜１０４を備えている。ドライバトランジスタＴｒ２は、ポリシリコン層１０１、ｐ＋層１０３およびゲート絶縁膜１０４を備えている。各トランジスタ上には、層間絶縁膜１０７および樹脂層１０８が形成されており、電極１０６がトランジスタのソースおよびドレインから引き出されている。薄膜トランジスタは、ｎ型ＭＯＳ構造でもｐ型ＭＯＳ構造でもＣＭＯＳ構造でもよい。
【００２３】
画素領域の総数は、表示装置におけるカラー画素の数に原色数を乗じたものとなる。例えば、表示装置がＶＧＡ仕様である場合、カラー画素数は６４０列×４８０行となるので、総計で６４０×４８０×３個の画素で構成される。各画素は例えば約１００μｍピッチに配列される。
【００２４】
本実施形態の表示装置は、駆動層１００や画素電極１１１の下層にフィルタを備えている点に構成上の相違点があり、駆動回路の形成後にフィルタを製造する製造工程に特徴がある。以下具体的に説明する。
【００２５】
１）第１の基板２００上に光の供給により剥離を生ずる剥離層２０１を形成する工程（図３）
基板２００は、照射光が透過しうる透光性を有するものであって、プロセスに対する耐熱性・耐食性を備えるものであればよい。透過率は１０％〜５０％程度あればよい。具体的な材料としては、石英ガラス、ソーダガラス、コーニング７０５９、日本電気ガラスＯＡ―２等の耐熱性ガラスが挙げられる。その厚さは、大きな制限要素はないが、０．１ｍｍ〜０．５ｍｍ程度であることが好ましい。
【００２６】
剥離層２０１は、レーザ光等の照射光により当該層内や界面において剥離（「層内剥離」または「界面剥離」ともいう）を生ずるものを使用する。一定の物質では、一定の強度の光を照射することにより、構成物質を構成する原子または分子における原子間または分子間の結合力が消失しまたは減少し、アブレーション(ablation)等を生じ剥離を起こす。照射光の照射により放出された気体により分離に至る場合もある。剥離層に含有されていた成分が気体となって放出され分離に至る場合と、剥離層が光を吸収して気体になり、その蒸気が放出されて分離に至る場合とがある。
【００２７】
剥離層２０１の具体的な組成としては、以下が考えられる。
【００２８】
▲１▼非晶質シリコン(ａ−Ｓｉ)
この非晶質シリコン中には、Ｈ（水素）が含有されていてもよい。水素の含有量は、２ａｔ％程度以上であることが好ましく、２〜２０ａｔ％であることがさらに好ましい。水素が含有されていると、光の照射により水素が放出されることにより剥離層に内圧が発生し、これが剥離を促進するからである。水素の含有量は、成膜条件、例えば、ＣＶＤ法を用いる場合には、そのガス組成、ガス圧力、ガス雰囲気、ガス流量、ガス温度、基板温度、投入する光のエネルギー等の条件を適宜設定することによって調整する。
【００２９】
▲２▼酸化ケイ素若しくはケイ酸化合物、酸化チタン若しくはチタン酸化合物、酸化ジルコニウム若しくはジルコン酸化合物、酸化ランタン若しくはランタン酸化合物等の各種酸化物セラミックス、または誘電体あるいは半導体
酸化珪素としては、ＳｉＯ、ＳｉＯ₂、Ｓｉ₃Ｏ₂が挙げられる。珪酸化合物としては、例えばＫ₂Ｓｉ₃、Ｌｉ₂ＳｉＯ₃、ＣａＳｉＯ₃、ＺｒＳｉＯ₄、Ｎａ₂ＳＯ₃が挙げられる。酸化チタンとしては、ＴｉＯ、Ｔｉ₂Ｏ₃、ＴｉＯ₂が挙げられる。チタン酸化合物としては、例えばＢａＴｉＯ₄、ＢａＴｉＯ₃、Ｂａ₂Ｔｉ₉Ｏ₂₀、ＢａＴｉ₅Ｏ₁₁、ＣａＴｉＯ₃、ＳｒＴｉＯ₃、ＰｂＴｉ₃，ＭｇＴｉＯ₃、ＺｒＴｉ₂，ＳｎＴｉＯ₄，Ａｌ₂Ｔｉ₅，ＦｅＴｉＯ₃が挙げられる。酸化ジルコニウムとしては、ＺｒＯ２が挙げられる。ジルコン酸化合物としては、例えば、ＢａＺｒＯ₃、ＺｒＳｉＯ₄、ＰｂＺｒＯ₃、ＭｇＺｒＯ₃、Ｋ₂ＺｒＯ₃が挙げられる。
【００３０】
▲３▼ 窒化ケイ素、窒化アルミ、窒化チタン等の窒化物セラミックス
▲４▼ 有機高分子材料
有機高分子材料としては、―ＣＨ₂−、−ＣＯ−（ケトン）、−ＣＯＮＨ−（アミド）、−ＮＨ−（イミド）、−ＣＯＯ−（エステル）、−Ｎ＝Ｎ−（アゾ）、−ＣＨ＝Ｎ−（シフ）等の結合（光の照射によりこれらの原子間結合が切断される）を有するもの、特に、これらの結合を多く有するものであれば、他の組成であってもよい。有機高分子材料は、構成式中に、芳香族炭化水素（１または２以上のベンゼン環またはその縮合環）を有するものであってもよい。このような有機高分子材料の具体例としては、ポリエチレン、ポリプロピレンのようなポリオレフィン、ポリイミド、ポリアミド、ポリエステル、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、エポキシ樹脂等が挙げられる。
【００３１】
▲５▼ 金属
金属としては、例えば、Ａｌ、Ｌｉ、Ｔｉ、Ｍｎ，Ｉｎ，Ｓｎ，Ｙ，Ｌａ，Ｃｅ，Ｎｄ，Ｐｒ，Ｇｄ若しくはＳｍ、またはこれらのうち少なくとも一種を含む合金が挙げられる。
【００３２】
剥離層の厚さとしては、１ｎｍ〜２０μｍ程度であるのが好ましい。剥離層の厚みが薄すぎると、形成された膜厚の均一性が失われて剥離にむらが生ずるからである。剥離層の厚みが厚すぎると、剥離に必要とされる照射光のパワー（光量）を大きくする必要があったり、剥離後に残された剥離層の残渣を除去するのに時間を要したりするからである。
【００３３】
剥離層の形成方法は、均一な厚みで剥離層を形成可能な方法であればよく、剥離層の組成や厚み等の諸条件に応じて適宜選択することが可能である。例えば、ＣＶＤ（ＭＯＣＶＤ、低圧ＣＶＤ、ＥＣＲ―ＣＶＤ含む）法、蒸着、分子線蒸着（ＭＢ）、スパッタリング法、イオンプレーティング法、ＰＶＤ法等の各種気相成膜法、電気メッキ、浸漬メッキ（ディッピング）、無電解メッキ法等の各種メッキ法、ラングミュア・ブロジェット（ＬＢ）法、スピンコート、スプレーコート法、ロールコート法等の塗布法、各種印刷法、転写法、インクジェット法、粉末ジェット法等に適用できる。これらのうち２種以上の方法を組み合わせてもよい。特に剥離層の組成が非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ）の場合には、ＣＶＤ、特に低圧ＣＶＤやプラズマＣＶＤにより成膜するのが好ましい。また剥離層をゾルーゲル(sol-gel)法によりセラミックを用いて成膜する場合や有機高分子材料で構成する場合には、塗布法、特にスピンコートにより成膜するのが好ましい。
【００３４】
なお、剥離層２０１と基板２００との間に中間層を形成することは好ましい。中間層は、例えば製造時または使用時において被転写層を物理的または化学的に保護する保護層、絶縁層、被転写層へのまたは被転写層からの成分の移行（マイグレーション）を阻止するバリア層、反射層としての機能のうち少なくとも一つを発揮するものである。中間層の組成としては、Ｐｔ、Ａｕ、Ｗ，Ｔａ，Ｍｏ，Ａｌ，Ｃｒ，Ｔｉまたはこれらを主成分とする合金のような金属が挙げられる。
【００３５】
２）剥離層２０１上に保護層１１０を形成する工程（図４）
保護層１１０は、絶縁性があり駆動層１００を保護可能であり、かつ、剥離層２０１の剥離における熱などから駆動層１００や画素電極１１１などの駆動回路を保護可能な材料で構成する。半導体素子である駆動層１００と同一のプロセスで形成可能な絶縁膜、例えば、保護層１１０としては、酸化珪素膜が適当である。保護層１１０の厚みとしては、保護機能が果たせる位の厚み、例えば５０ｎｍ〜２．０μｍ程度の厚みに形成する。１００〜５００ｎｍならなお好適である。保護層１１０の形成は通常の熱酸化法、ＣＶＤ（低圧、プラズマを含む）法、スパッタリング法等を適用可能である。
【００３６】
３）保護層１１０上に画素領域単位の表示を制御するための駆動層１００を形成する工程（図４：図２）
この工程では、通常の半導体製造プロセスにより薄膜トランジスタ等を形成していく。最初にアモルファスシリコンをＬＰＣＶＤ法等で形成してから、レーザ光などでアニールすると、アモルファスシリコン層がポリシリコン層１０１となる。これをパターニングして、各トランジスタの核となるアイランドを形成する。アイランド上にＣＶＤ法等でゲート絶縁膜１０４を形成する。ゲート絶縁膜１０４上にゲート電極１０５をポリシリコンか金属で形成する。次に画素制御トランジスタＴｒ１側にマスクしてからボロン（Ｂ）などをイオン注入して、ドライバトランジスタＴｒ２のｐ＋層１０３を製造する。次にドライバトランジスタＴｒ２をマスクしてからリン（Ｐ）などをイオン注入して、ｎ＋層１０２を製造する。
【００３７】
以上の工程で薄膜トランジスタが形成されたら、層間絶縁膜１０７を形成してからコンタクトホールを設けて電極１０６を形成する。その上に樹脂層１０８を形成してから、画素領域の光透過領域における層間絶縁膜１０７と樹脂層１０８とを除去する。そして樹脂層１０８にコンタクトホールを設けて画素制御トランジスタＴｒ１の一方の電極１０６に電気的に接続する画素電極１１１を、ＩＴＯ等を用いて光透過領域に形成する。
【００３８】
４）駆動層１００上に仮接着層３０１を介して第２の基板３００を貼り合わせる工程（図５）
仮接着層３０１としては、後に剥離が可能な一時的接着剤となる接着剤を使用する。例えば、仮接着層３０１の材料として、反応性硬化型接着剤、熱硬化型接着剤、紫外線硬化型接着剤等の光硬化型接着剤、嫌気硬化型接着剤等の各種硬化型接着剤が挙げられる。具体的には、エポキシ系、アクリレート系、シリコーン系等の接着剤が使用可能である。
【００３９】
基板３００としては、一時的な転写基板として使用可能な程度の強度を備えればよい。例えば基板３００の材料としては、各種合成樹脂または各種ガラス材が挙げられる。ガラス材としては、通常の（低融点の）安価なガラス材料でよい。
【００４０】
仮接着層３０１として硬化型接着剤を用いる場合、駆動層１００および画素電極１１１上に硬化型接着剤を塗布しそれに基板３００を貼り合わせた後、硬化型接着剤の特性に応じた硬化方法により前記硬化型接着剤を硬化させる。
【００４１】
光硬化型接着剤を用いる場合、基板３００に光透過性のものを用い、上記と同様にして貼り合わせた後、基板３００側から光を照射して接着剤を硬化させる。
【００４２】
５）剥離層２０１に第１の基板２００側から光を供給して当該剥離層２０１に剥離を生じさせ、当該第１の基板２００を分離する工程（図６）
剥離するための照射光としては、剥離層２０１に層内剥離および／または界面剥離を起こさせるものであればいかなるものでもよい。例えば、照明光としてはＸ線、紫外線、可視光、赤外線（熱線）、レーザ光、ミリ波、マイクロ波等の各波長の光が適用できる。電子線であっても放射線（α線、β線、γ線）等であってもよい。ただし剥離層にアブレーションを生じさせ易いという点でレーザ光が好ましい。
【００４３】
レーザ光を発生させるレーザ装置としては、各種気体レーザ、個体レーザ（半導体レーザ）等が挙げられるが、特にエキシマレーザ、Ｎｄ−ＹＡＧレーザ、アルゴンレーザ、ＣＯ₂レーザ、ＣＯレーザ、Ｈｅ−Ｎｅレーザ等が好ましく、その中でもエシキマレーザが特に好ましい。エキシマレーザは、短波長域で高エネルギーを出力するため、極めて短時間で剥離層にアブレーションを生じさせることができる。このため隣接する層や近接する層に温度上昇を生じさせることがほとんどなく、層の劣化や損傷を可能な限り少なくして剥離を達成することができる。
【００４４】
剥離層２０１に、アブレーションを生じる波長依存性がある場合、照射されるレーザ光の波長は、１００ｎｍ〜３５０ｎｍ程度であることが好ましい。剥離層に、ガス放出、気化または昇華等の層変化を起こさせるためには、照射されるレーザ光の波長は、３５０ｎｍ〜１２００ｎｍ程度であることが好ましい。
【００４５】
レーザ光のエネルギー密度は、エキシマレーザの場合、１０〜５０００ｍＪ／ｃｍ２程度とするのが好ましい。エネルギー密度が低いか照射時間が短いと、十分なアブレーションが生ぜず、エネルギー密度が高いか照射時間が長いと、剥離層や中間層を透過した照射光により、被転写層へ悪影響を及ぼすことがある。
【００４６】
レーザ光の照射は、その強度が均一となるように照射するのが好ましい。光の照射方向は、剥離層に対し垂直な方向に限らず、剥離層に対し所定角傾斜した方向であってもよい。また、剥離層の面積が照射光１回の照射面積より大きい場合には、剥離層全領域に対し、複数回に分け光を照射してもよい。また、同一箇所に複数回照射してもよい。異なる種類、異なる波長（波長域）の光を同一領域または異なる領域に複数回照射してもよい。
【００４７】
剥離した後、保護層１１０に剥離層２０１の残さが残る場合は洗浄またはエッチングによりこれを除去する。
【００４８】
６）第１の基板２００を分離して露出した保護層１１０に駆動層１００の画素領域に対応させてフィルタ１２０〜１２３を形成する工程（図７〜図９）
このフィルタを形成する工程は、保護層１１０に画素領域を仕切るバンク１２０を形成する工程（図７）、バンク１２０で仕切られた画素領域内にインクジェット方式によりフィルタ形成用溶液を充填する工程（図８）、充填されたフィルタ形成用溶液を乾燥させて着色層１２１〜１２３を形成する工程（図９）で構成される。
【００４９】
バンク１２０は、平面的に見た場合、画素領域を囲む形状（例えば格子形状やストライプ状）をなすように保護層１１０上に設られる。バンク１２０の材料は、例えばレジストと同様のポリイミドなどの有機材料で構成可能である。特にブラックマトリクスとして機能可能な光透過性の無い材料で形成することが好ましい。具体的には、ネガ型樹脂ブラック、高絶縁性ブラックマトリクス用レジストなど、黒色樹脂を有機溶剤に溶かしたものを使用する。格子状にパターニングするには、フォトリソグラフィ法を適用する。
【００５０】
次いで、バンク１２０によって仕切られた画素領域にインクジェット式記録ヘッド１からフィルタ形成用溶液を充填させる。フィルタ形成用溶液は、染料や顔料を適当な溶剤に溶かして、インクジェット式記録ヘッド１から吐出可能な粘度（数ｐｃ）程度にしたものである。インクジェット式記録ヘッド１は、ピエゾジェット方式によるヘッドが溶液に熱による変性を生じさせないため好ましい。
【００５１】
フィルタ形成用溶液を原色の数だけ用意し、異なるインクジェット式記録ヘッドから該当する色彩の画素領域単位で打ち分け、バンク１２０内に適量充填する。充填する溶液量は、溶剤の揮発による体積減少を考慮した量にする。
【００５２】
画素領域にフィルタ形成用溶液を充填したら、熱処理を行ってインク中の溶剤成分を揮発させ、固化した着色層１２１、１２２または１２３を形成する。熱処理は、例えばヒータを用いて行われ、全体を所定の温度（例えば７０度程度）に加熱して行われる。インクの溶媒が蒸発するとインクの体積が減少する。体積減少が激しい場合は、カラーフィルタとして十分なインク膜の厚みが得られるまで、溶液の充填と乾燥とを繰り返す。
【００５３】
一定の厚みになったら、完全に乾燥させるため、所定の温度（例えば１２０℃）で所定時間（１時間程度）の加熱を行う。
【００５４】
７）フィルタ上に偏光機能を有する第３の基板１１３〜１１５を貼り合わせる工程（図１０）
この工程では、フィルタ上に接着層１１３を介して基板１１４および偏光板１１５を貼り合わせる。
【００５５】
接着層１１３としては、光、熱、または光および熱の双方のいずれかのエネルギーにより硬化する材料であることが好ましい。この接着層は再び剥離することがないものなので、不可逆的に硬化する樹脂を利用可能である。接着層１１３として、紫外線硬化型の樹脂は好適である。具体的には、紫外線硬化型のアクリル系樹脂が挙げられる。アクリル系樹脂ならば、市場に多く出回っており、感光剤も入手し易い。ただし、樹脂の代わりに無機膜を形成してもよい。
【００５６】
接着層１１３の形成には、公知の方法を適用可能である。例えば、スピンコート法、ディッピング法、スプレーコート法、ロールコート法、バーコート法等によって硬化性樹脂を所定の厚みに塗布する。無機膜を用いる場合には、蒸着法、スパッタリング法等を用いる。インクジェット法による塗布も可能である。
【００５７】
基板１１４は、光透過性があり一定の強度を有し、かつ経済的な一般的なものを使用可能である。例えば、ガラス、石英など、通常の液晶パネルの基板を使用可能である。基板１１４としてプラスチック基板を用いれば、可撓性、耐衝撃性等を有する新規な表示素子を構成することが可能となる。
【００５８】
偏光板１１５は、表示装置の背後から照射されるバックライト光のうち、特定の偏光状態の光のみを透過する光学素子である。偏光板１１５は接着剤で基板１１４に接着される。ただし偏光板１１５は、基板１１４を兼用してもよい。
【００５９】
８）第２の基板３００を仮接着層３０１から分離する工程（図１１）
仮接着層３０１を駆動層１００や画素電極１１１から剥離するためには、化学的な処理を行う。例えば、仮接着層３０１に市販の水溶性接着剤（スリーボンド社製threebond3046等）を使用した場合には、剥離用の液体として水を使用し、仮接着層３０１を溶かし基板３００を分離することが可能である。
【００６０】
９）第２の基板３００を分離させることにより露出した駆動層１００上に液晶層１１６を挟んで偏光機能を有する第３の基板１１７〜１１９を形成する工程（図１２）
基板３００を分離したら駆動層１００や画素電極１１１表面を洗浄する。画素電極１１１表面には、樹脂等を塗布し配向制御のためのラビング処理を施しておく。
【００６１】
共通電極１１７は光透過性および導電性を備えた材料、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）をスパッタリング法、蒸着法等により形成される。共通電極１１７の表面には樹脂等を塗布し、画素電極と同様に配向制御のためラビング処理を施しておく。ラビングの方向は、偏光板１１５や１１９の偏光方向に合わせる。
【００６２】
基板１１８と偏光板１１９に関しては、基板１１４と偏光板１１５と同様である。ただし偏光板１１９の偏光方向はラビング処理の配向方向に合わせておく。偏光板１１９が基板１１８を兼ね備えていてもよい。
【００６３】
共通電極１１７と偏光板１１９を形成した基板１１８を駆動層１００の面と適当な間隙をあけて保持してから両層の間に液晶材料を封入し、液晶層１１６を形成する（図１）。液晶材料には、通常のものを使用する。
【００６４】
上記表示装置において、薄膜トランジスタが駆動されず画素電極１１１と共通電極１１７間に電圧が印加されていない画素領域では、液晶層１１６の液晶分子がラビング処理の配向方向に沿って配向している。表示装置の背後から照射されたバックライト光のうち偏光板１１５を透過した一定の偏光方向を有する光は、各着色層１２１〜１２３で画素に応じた特定の波長帯域の光となる。この光は液晶層１１６で偏光面回転させられ偏光板１１９から射出させられる。
【００６５】
薄膜トランジスタが駆動され画素電極１１１と共通電極１１７間に電圧が印加された画素領域では、液晶層１１６に生じた電界の方向に液晶分子の分子長軸が配向する。このような配向状態の液晶分子は旋光性を失う。バックライト光のうち偏光板１１５を透過し着色層１２１〜１２３により特定の波長帯域に制限された一定の偏光方向を有する光は、偏光面を回転させられることなく偏光板１１９に入射する。しかしこの光は偏光面が回転していないので、偏光板１１９を透過できない。この画素では、表示装置から光が射出されず観察者に認識されることがない。
【００６６】
赤色、青色および緑色の各画素で構成されるカラー画素の色彩は、いずれの画素領域の光が透過しているかの三原色の組み合わせで発光色が決まる。発光させたい色に応じて各画素領域の薄膜トランジスタを駆動すれば、任意の色彩で発色させることが可能である。
【００６７】
このような工程で実施される実施形態１によれば、インクジェット方式を利用してフィルタを製造するので、色の打ち分けが容易でありフィルタ形成用溶液の無駄が少ない。
【００６８】
実施形態１によれば、バンクに遮光部材を兼用させ得ることができる。
【００６９】
実施形態１によれば、フィルタおよび遮光部材と駆動回路との距離が近いので指向性が広く、光の利用効率が高い明るい表示装置を提供可能である。
【００７０】
（実施形態２）
本発明の実施形態２は、レリーフ染色法によってカラーフィルタを製造するものである。
【００７１】
図１３乃至図１９に本実施形態の製造工程断面図を示す。
【００７２】
フィルタ形成までの工程（図１３）：フィルタ形成前までの製造工程では、配線にブラックマトリクス機能を兼用させるため、遮光材料を含ませた金属材料で配線を形成する点で、実施形態１と異なる。図１３では、クロムなどの遮光性のある材料を含有した金属でゲート電極１０５ｂが形成されている。その他の層の形成方法については実施形態１と同様である。
【００７３】
保護層１１０にレジスト層を形成する工程（図１４）
保護層１１０上に染料による染色が可能なレジストを利用してレジスト層４００を形成する。例えば、レジストの材料として、セルロース、アクリル系樹脂、ゼラチン等、液体を吸収する性質を備えた材料を適用する。塗布には、スピンコート法、ディッピング法、スプレーコート法、ロールコート法、バーコート法等を利用する。
【００７４】
レジスト層４００を画素領域単位でフォトマスクする工程（図１５）
レジスト層４００上に画素領域の大きさに窓が開けられたフォトマスク２を施し、所定の光で露光する。マスクするパターンは同色の画素領域のみが露光されるようにする。ポジ型のレジストであれば、光の照射したレジストが硬化する。現像すると露光部分４００のみが残される（図１６）。ただし図はポジ型のレジストを使用した場合であり、ネガ型のレジストを使用する場合にはフォトマスクパターンを逆にする。
【００７５】
画素領域に残されたレジスト層４００を染色して着色層４０１を形成する工程（図１７）
画素領域ごとに残されたレジスト４００に、染料を使用して染色し次いで固着処理を行う。これによって一色についての着色層４０１が形成される。一色の固着が済んだら、染料の色を替えて合計３回レジスト塗布（図１４）、露光（図１５）、現像（図１６）、染色・固着（図１７）を繰り返す。これらの処理により各画素領域ごとに着色層４０１〜４０３が形成される（図１８）。
【００７６】
フィルタ形成後の処理については、上記実施形態１と同様なので省略する（図１９）。
【００７７】
この実施形態２によれば、フォトリソグラフィ法に染色法を適用することによりカラーフィルタを製造することができ、実施形態１と同様の効果を奏する。特にブラックマトリクスとしてゲート配線１０５ｂが作用する。
【００７８】
（実施形態３）
本発明の実施形態３は、感光性顔料分散法によってカラーフィルタを製造するものである。
【００７９】
図２０乃至図２３に本実施形態の製造工程断面図を示す。
【００８０】
フィルタ形成までの工程については、実施形態２と同様である。
【００８１】
保護層１１０に着色レジスト層を形成する工程（図２１）
保護層１１０上に顔料が最初から分散されている感光性レジストを塗布し着色レジスト層５００を形成する。
【００８２】
着色レジスト層５００を画素領域単位でフォトマスクする工程（図２２）
着色レジスト層５００上に画素領域の大きさに窓が開けられたフォトマスク２を施し、所定の光で露光する。マスクするパターンは着色レジスト層の色彩の画素領域のみが露光されるようにする。ポジ型のレジストであれば、光の照射したレジストが硬化する。現像すると露光部分のみが着色層５０１として残される。ただし図はポジ型のレジストを使用した場合であり、ネガ型のレジストを使用する場合にはフォトマスクパターンを逆にする。
【００８３】
一色の着色層５０１が形成できたら、着色レジスト材料の色を替えて合計３回レジスト塗布（図２０）、露光（図２１）、現像（図２２）を繰り返す。これらの処理により各画素領域ごとに着色層５０１〜５０３が形成される（図２３）。
【００８４】
フィルタ形成後の処理については、上記実施形態１と同様なので省略する。
【００８５】
この実施形態３によれば、フォトリソグラフィ法に感光性顔料分散法を適用することによりカラーフィルタを製造することができ、実施形態１や２と同様の効果を奏する。
【００８６】
（実施形態４）
本発明の実施形態４は、非感光性顔料分散法によってカラーフィルタを製造するものである。
【００８７】
図２４乃至図２７に本実施形態の製造工程断面図を示す。
【００８８】
フィルタ形成までの工程については、実施形態２と同様である。
【００８９】
保護層１１０に顔料樹脂６００・レジスト層４００を形成する工程（図２４）保護層１１０上に非感光性の顔料樹脂６００を塗布する。顔料樹脂６００が硬化したらその上にレジスト層４００を形成する。
【００９０】
着色レジスト層５００を画素領域単位でフォトマスクする工程（図２５）
レジスト層４００上に画素領域の大きさに窓が開けられたフォトマスク２を施し、所定の光で露光する。マスクするパターンは着色レジスト層の色彩の画素領域のみが露光されるようにする。ポジ型のレジストであれば、光の照射したレジストが硬化する。現像すると露光部分のみが残される。ただし図はポジ型のレジストを使用した場合であり、ネガ型のレジストを使用する場合にはフォトマスクパターンを逆にする。
【００９１】
レジスト層４００上から顔料樹脂６００をエッチングする工程（図２６）
画素領域に合わせたレジスト層４００が残されたらその上からエッチングして、顔料樹脂６００を除去する。エッチングには、公知のレジスト除去剤を用いてレジスト層を剥離して、画素領域に対応した着色層６０１を形成する。
【００９２】
一色の着色層６０１が形成できたら、顔料樹脂の色を替えて合計３回顔料樹脂およびレジスト塗布（図２４）、露光・現像（図２５）、エッチング・レジスト除去（図２６）を繰り返す。これらの処理により各画素領域ごとに着色層６０１〜６０３が形成される（図２７）。
【００９３】
フィルタ形成後の処理については、上記実施形態１と同様なので省略する。
【００９４】
この実施形態４によれば、フォトリソグラフィ法に非感光性顔料分散法を適用することによりカラーフィルタを製造することができ、実施形態１や２と同様の効果を奏する。
【００９５】
（実施形態５）
本発明の実施形態５は、印刷法によってカラーフィルタを製造するものである。
【００９６】
図２８に本実施形態の製造工程断面図を示す。
【００９７】
フィルタ形成までの工程については、実施形態２と同様である。
【００９８】
本実施形態では、保護層１１０上にオフセット印刷などの印刷法を適用して顔料樹脂を印刷していく。印刷用ローラ３を用いて、画素領域のパターンに合わせて顔料樹脂を保護層１１０上に印刷する。図２８では、緑色の顔料樹脂４０３、赤色の顔料樹脂４０１が既に印刷されている状態で、緑色の顔料樹脂４０２を印刷している時の様子を示している。
【００９９】
フィルタ形成後の処理については、上記実施形態１と同様なので省略する。
【０１００】
この実施形態５によれば、印刷法を適用することによりカラーフィルタを製造することができ、実施形態１や２と同様の効果を奏する。
【０１０１】
（その他の変形例）
本発明は上記実施形態の他に種々に変形して適用することが可能である。
【０１０２】
例えば、フィルタの製造方法やバンクの形成方法、遮光部材の形成方法も一例として示したものに過ぎず、種々に変形してもよい。例えば、仕切部材や遮光性部材は必須のものではない。
【０１０３】
残りの層構造における製造方法も各実施形態で挙げた製造方法に限定されることなく、他の方法で製造することも可能である。
【０１０４】
表示装置の構成、例えば層構造や駆動形式は一例として示したものに過ぎず、公知の種々の表示装置としての構成を適用してもよい。
【０１０５】
【発明の効果】
本願発明によれば、最初に駆動層を形成した後にそれを剥離し、駆動層の裏側にフィルタを形成するので、下層のフィルタ形状が複雑な形状の駆動回路の製造に影響を及ぼすことを防止できる。
【０１０６】
本願発明によれば、最初に駆動層を形成した後にそれを剥離し、駆動層の裏側にフィルタを形成するので、複雑な構造の駆動回路を通常工程で形成した後、駆動回路に合わせて位置合わせが容易なフィルタの形成が可能であり、製造上の困難性を低減することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態１の表示装置の一部断面図。
【図２】実施形態１の表示装置における駆動層の構造を説明する拡大断面図。
【図３】第１基板上に剥離層を形成する工程。
【図４】剥離層上に保護層・駆動層を形成する工程。
【図５】駆動層上に仮接着層を介して転写基板を貼り合わせる工程。
【図６】剥離層に剥離を生じさせ第１基板を分離する工程。
【図７】保護層に画素領域を仕切るバンクを形成する工程。
【図８】バンクで仕切られた画素領域内にインクジェット方式によりフィルタ形成用溶液を充填する工程。
【図９】フィルタ形成用溶液を乾燥させて着色層を形成する工程。
【図１０】フィルタ上に偏光機能を有する第２基板を貼り合わせる工程。
【図１１】第２基板を仮接着層から分離する工程。
【図１２】駆動層上に液晶層を挟んで偏光機能を有する第３基板を形成する工程．
【図１３】実施形態２における遮光部材を説明する断面図。
【図１４】実施形態２において保護層にレジスト層を形成する工程。
【図１５】レジスト層を露光・現像する工程。
【図１６】画素領域に対応したレジスト層が残された断面図。
【図１７】レジスト層を染色して着色層を形成する工程。
【図１８】各画素領域に着色層を形成した場合の断面図。
【図１９】第２の基板を貼り合わせた断面図。
【図２０】実施形態３において保護層に着色レジスト層を形成する工程。
【図２１】着色レジスト層を画素領域単位でフォトマスクして露光・現像する工程。
【図２２】画素領域に対応した着色層が形成された断面図。
【図２３】各画素領域に着色層が形成された断面図。
【図２４】実施形態４において保護層に顔料樹脂・レジスト層を塗布する工程と、
【図２５】レジスト層を画素領域単位でフォトマスクして露光・現像する工程。
【図２６】レジスト層上から顔料樹脂をエッチングする工程。
【図２７】各画素領域に着色層が形成された断面図。
【図２８】実施形態５における印刷法の説明図。
【符号の説明】
１００…駆動層、
１１０…保護層
１１１…画素電極
１１３…接着層
１１４、１１８、２００、３００…基板
１１５、１１９…偏光板
１１６…液晶層
１１７…共通電極
２０１…剥離層
３０１…仮接着層

Claims

フィルタを備えた表示装置の製造方法において、
光を透過する第１基板上に光の供給により剥離を生ずる剥離層を形成する工程と、
前記剥離層上に保護層を形成する工程と、
前記保護層上に画素領域単位の表示を制御するための駆動層を形成する工程と、
前記駆動層上に仮接着層を介して第２基板を貼り合わせる工程と、
前記剥離層に前記第１基板側から光を供給して当該剥離層に剥離を生じさせ、当該第１基板を分離する工程と、
前記第１基板を分離して露出した前記保護層に前記駆動層の画素領域に対応させてフィルタを形成する工程と、を備えたことを特徴とするフィルタ付き表示装置の製造方法。
前記フィルタを形成する工程は、
前記保護層に前記画素領域を仕切るバンクを形成する工程と、
前記バンクで仕切られた画素領域内にインクジェット方式によりフィルタ形成用溶液を充填する工程と、
前記充填されたフィルタ形成用溶液を乾燥させて着色層を形成する工程と、を備えた請求項１に記載のフィルタ付き表示装置の製造方法。
前記バンクを形成する工程では、前記バンクに遮光性を付加する請求項２に記載のフィルタ付き表示装置の製造方法。
前記フィルタを形成する工程は、
前記保護層にレジスト層を形成する工程と、
前記レジスト層を前記画素領域単位でフォトマスクして露光・現像し、画素領域に対応したレジスト層を形成する工程と、
前記画素領域に残されたレジスト層を染色して着色層を形成する工程と、を備えた請求項１に記載のフィルタ付き表示装置の製造方法。
前記フィルタを形成する工程は、
前記保護層に着色レジスト層を形成する工程と、
前記着色レジスト層を前記画素領域単位でフォトマスクして露光・現像し、画素領域に対応した着色層を形成する工程と、を備えた請求項１に記載のフィルタ付き表示装置の製造方法。
前記フィルタを形成する工程は、
前記保護層に顔料樹脂を塗布する工程と、
前記顔料樹脂上にレジスト層を形成する工程と、
前記レジスト層を前記画素領域単位でフォトマスクして露光・現像し、画素領域に対応したレジスト層を形成する工程と、
前記レジスト層上から前記顔料樹脂をエッチングし、当該レジスト層を剥離して画素領域に対応した着色層を形成する工程と、を備えた請求項１に記載のフィルタ付き表示装置の製造方法。
前記フィルタを形成する工程は、
前記保護層に印刷法により前記画素領域単位で顔料樹脂を付着させ、画素領域に対応した着色層を形成する工程を備えた請求項１に記載のフィルタ付き表示装置の製造方法。
請求項４乃至請求項７のいずれか一項に記載のフィルタ付き表示装置の製造方法において、
前記駆動層に含まれる配線に遮光材料を含ませて前記画素領域を仕切る遮光機能を設けるフィルタ付き表示装置の製造方法。
前記フィルタ上に偏光機能を有する第２基板を貼り合わせる工程と、
前記第２基板を仮接着層から分離する工程と、
前記第２基板を分離させることにより露出した駆動層上に液晶層を挟んで偏光機能を有する第３基板を形成する工程と、をさらに備えた請求項１に記載のフィルタ付き表示装置の製造方法。