JP4785236B2 - Manufacturing method of liquid crystal element - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カラーテレビ、パーソナルコンピューター、パチンコ遊戯台等に使用されているカラー液晶素子に関し、特に画素電極を駆動するためのスイッチング素子が形成されたアクティブマトリクス基板側にカラーフィルタを設けたカラーフィルタオンアレイ型の液晶素子及び該液晶素子をインクジェット方式を利用して製造する製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
現在、一般的に用いられている液晶素子は、電極を有する2枚のガラス基板の間に液晶を挟持し、両基板の周囲をシール接着剤で固定した構成をしている。この2枚の基板間の距離は、スペーサーとして粒径の均一なプラスチックビーズ等を基板間に散在させることで一定に保たれている。
【0003】
さらに、カラー表示用の液晶素子は上記2枚のガラス基板のうちの一方にR(赤)、G(緑)、B(青)の着色部からなるカラーフィルタを形成している。また、アクティブマトリクス駆動方式の液晶素子においては、アモルファスシリコン(a−Si)やポリシリコン(p−Si)を半導体層とした薄膜トランジスタ(TFT)と、それに接続された画素電極、情報信号線、走査信号線とが形成されたアクティブマトリクス基板であるTFTアレイ基板と、この基板に対向設置された対向電極を有しカラーフィルタを形成した対向基板を持ち、この素子の両側に偏光板を配置することによりカラー画像表示をすることができるものである。液晶素子の表示方式としては、例えばTN(ツイステッドネマチック)形、STN(スーパーツイステッドネマチック)形、GH(ゲスト・ホスト)形、或いはECB(複屈折制御)形や強誘電性液晶などが用いられるが、いずれも、電極構成が簡単な対向基板側にカラーフィルタ層を設けるのが製造上有利である。しかしながら、アクティブマトリクス基板との位置合わせのズレを考慮するために、カラーフィルタ層の遮光層をアクティブマトリクス基板の画素開口部より小さくする必要があり、そのために開口率の低下を引き起こしている。
【0004】
ところで、近年、液晶パネルの高輝度化の実現のため、画素の高開口率化が求められている。そして、画素の高開口率化に伴って、製造設備における更なる高精度アライメント技術の開発が行われている。しかし、工法上、これ以上の高開口率化は困難な状況になっている。
【0005】
そこで、近年、アクティブマトリクス基板上にカラーフィルタを形成して組立時にアライメントを不要としたカラーフィルタオンアレイ構造の開発が行われている。このカラーフィルタオンアレイ構造により、カラーフィルタが形成されたアクティブマトリクス基板と全面に電極が形成された対向基板とのアライメントが不要となり、基板を組み立てる際の位置ズレ不良が無くなると共に、アレイメント作業が不要になって、工程を簡略化できる。また、両基板を組み合わせる際の位置合わせ精度の問題が生じないため、この位置合わせ誤差を見込まなくてもよいパターン設計ができ、遮光層のパターン幅を更に狭くした究極の高開口率が実現できる。
【0006】
これらカラーフィルタオンアレイにおけるカラーフィルタ形成方法としては、染色法、顔料分散法、電着法、フィルム転写法等の各種の工法が開発されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のカラーフィルタオンアレイ構造では、カラーフィルタのR、G、B各着色部はスイッチング素子と画素電極との間に形成されるため、各着色部にコンタクトホールを形成し、該コンタクトホールを介して画素電極とスイッチング素子とを導通させる必要があった。従って、カラーフィルタ製造方法をカラーフィルタオンアレイに展開する場合は、このコンタクトホールの形成が重要な課題となってくる。
【0008】
カラーフィルタの製造方法をカラーフィルタオンアレイに展開した例が、特開2000−29069号公報に開示されている。当該方法では、着色されたネガ型感光性樹脂膜を形成し、このネガ型感光性樹脂膜をアレイ基板のアレイ配線をマスクとして、背面露光、現像によって、パターニングを行い、画素電極とスイッチング素子を導通させるためのコタクトホールを形成する。この方法では着色部形成後、アレイ配線上に設けられた着色部の一部を後から露光、現像によって除去する工程を必要する。
【0009】
また、特開2000−122072号公報には、遮光層にコンタクトホールを形成し、画素電極とスイッチング素子との接続をこのコンタクトホールを介して行う方法が開示されている。しかしながら、この方法により近年細線化が著しい遮光層にさらにコンタクトホールを設けることは精度上非常に困難を伴う。
【0010】
また、近年、インクジェット方式を利用したカラーフィルタの製造方法が盛んに検討されている。インクジェット方式を利用した方法は、製造プロセスが簡略で、低コストであるという利点がある。
【0011】
しかしながら、顔料分散法等の方法に比べ、インクジェット方式においては着色部を簡易なプロセスで安価に製造することが可能である反面、着色部にコンタクトホールを設けるには、着色部形成後に別途コンタクトホールの形成工程が必要である。
【0012】
本発明の課題は、特にインクジェット方式を用いたカラーフィルタ製造方法をカラーフィルタオンアレイに展開し、開口率が高く明るいカラー表示特性に優れた液晶素子を簡易なプロセスで安価に製造するに際して、上記問題を解決し、信頼性の高い液晶表示素子を歩留まり良く提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】
本発明は表面と裏面とを有する基体及び該基体の表面側に走査信号線情報信号線スイッチング素子該スイッチング素子を介して信号が印加される画素電極該画素電極に対応する着色部を有するアクティブマトリクス基板と、表面と裏面とを有する基体及び該基体の表面側に対向電極を有する対向基板と、液晶層とを有し、
前記アクティブマトリクス基板の基体の表面と前記対向基板の基体の表面とを対向配置し、且つ、前記アクティブマトリクス基板及び前記対向基板が液晶層を挟持してなる液晶素子の製造方法であって、
前記アクティブマトリクス基板を製造する方法が、
前記基体の表面に互いに交差する複数の走査信号線及び情報信号線と、該走査信号線及び情報信号線との交差部接続したスイッチング素子とを形成する工程と、
前記着色部を形成するための着色部形成領域と、前記基体表面側から見たときに前記スイッチング素子が露出した領域を含むコンタクトホールと、を有する開口部を複数設けた隔壁を、前記基板の表面及び前記スイッチング素子の表面に樹脂組成物により形成する工程と、
前記開口部の着色部形成領域にインクジェット方式によりインクを付与する工程と、
前記インクを硬化することで着色部を形成する工程と、
前記コンタクトホールを介して前記スイッチング素子と電気的に導通する画素電極を形成する工程と、をこの順に有し、
前記コンタクトホールは前記基板の表面側から見たときに前記着色部形成領域と連結しており、
前記インクは、前記インクの表面張力を利用することにより、前記コンタクトホールへ侵入しないように付与される
ことを特徴とする液晶素子の製造方法である。
【0014】
上記本発明においては、下記の構成を好ましい態様として含むものである。前記コンタクトホールは前記基板の表面側から見たときの形状が矩形であり、且つ、前記矩形のうちの1辺で前記着色部形成領域と連結していること。前記着色部形成領域は前記基板の表面側から見たときの形状が矩形であり、前記矩形のコンタクトホールの1辺と、前記矩形の着色部形成領域の1辺とが連結していること。前記矩形の着色部の1辺と連結している前記矩形のコンタクトホールの1辺の長さが、前記矩形の着色部形成領域のうちの最も短い辺の長さの1/2以下であること。前記インクの表面張力が30mN/m以上であること。前記隔壁表面の純水に対する接触角が90°以上であること。前記隔壁を形成する工程と前記インクを付与する工程との間に、該隔壁表面の撥インク性を高めるための撥インク化処理を施す工程を有すること。前記撥インク化処理が、少なくともフッ素原子を含有するガス雰囲気下で前記隔壁にプラズマ照射するプラズマ処理工程であること。前記プラズマ処理工程で導入するガスが、CF4、SF6、CHF3、C26、C38、C58から選択される少なくとも1種のハロゲンガスであること。前記プラズマ処理工程で導入するガスが、CF4、SF6、CHF3、C26、C38、C58から選択される少なくとも1種のハロゲンガスとO2ガスとの混合ガスであり、O2の混合比率が30%以下であること。前記隔壁を形成する工程と前記プラズマ処理工程との間に、酸素、アルゴン、ヘリウムから選択される少なくとも1種のガス雰囲気下で、前記隔壁を形成した基体にプラズマ照射するドライエッチング処理を行う工程を有すること。前記隔壁遮光剤を含む樹脂組成物からなること。前記インクが少なくとも着色剤、硬化成分、水、有機溶剤を含有すること。前記着色部を形成する工程と前記画素電極を形成する工程との間に、前記基板表面側から見たときに前記画素電極、平坦化層、着色部の順となるように平坦化層を形成する工程を有すること。前記平坦化層を形成する工程は、前記着色部上及び前記コンタクトホール中に感光性樹脂からなる前記平坦化層を形成した後、フォトリソグラフィにより前記コンタクトホール中の前記平坦化層を穿つことで新たなコンタクトホールを形成する工程であること。
【0017】
【発明の実施の形態】
本発明は、カラーフィルタオンアレイ構造の液晶素子において、スイッチング素子と配線とを形成した基板上に、インクを充填する隔壁を形成し、インクジェット方式により該隔壁の開口部内にインクを付与して着色部を形成した後、該着色部上に画素電極を形成してアクティブマトリクス基板を形成する製造方法であり、画素電極とスイッチング素子とを連絡するコンタクトホールとして上記隔壁の開口部に幅の狭い凸部を設けておくことにより、該開口部にインクを付与した際に、インクの表面張力によって、該インクの上記凸部内への侵入が阻まれてコンタクトホールが形成され、該凸部以外の開口部を埋めて着色部を形成することができる。即ち、該着色部の形成と同時にコンタクトホールが形成され、別途コンタクトホールの形成工程を経ることなく、容易に画素電極とスイッチング素子との導通を図ることができる。
【0018】
以下、本発明を実施形態を挙げて詳しく説明する。
【0019】
図1は本発明の液晶素子の一実施形態の断面模式図である。本図に示す液晶素子は、スイッチング素子としてTFTを用いたTN型の液晶素子である。図中、10はアクティブマトリクス基板、20は対向基板であり、アクティブマトリクス基板10側において、1は基体、2は基体1上に設けられたスイッチング素子であり、本例ではTFTであって、11のゲート電極、12のゲート絶縁膜、13の半導体層、14のソース電極、15のドレイン電極から構成されている。また、3は遮光層を兼ねた隔壁、7はカラーフィルタの着色部、8は平坦化層、9は画素電極、16は配向膜である。対向基板20側においては、21は基体、22は共通電極、23は配向膜である。18はアクティブマトリクス基板10と対向基板20との間に挟持された液晶層であり、その厚さはスペーサー17で保持されている。また、アクティブマトリクス基板10には、スイッチング素子2であるTFTのソース電極14に接続された情報信号線(不図示)、ゲート電極11に接続された走査信号線(不図示)がそれぞれ複数本、互いに交差して形成されており、該交差部において画素が構成されている。
【0020】
上記隔壁3は、その開口部内に画素電極9とスイッチング素子2とを導通するためのコンタクトホールと着色部7とを有している。
【0021】
以下に、本発明の液晶素子の製造方法において特徴的なアクティブマトリクス基板の製造工程について、上記した図1の液晶素子のアクティブマトリクス基板10の製造工程を例に挙げて説明する。
【0022】
図2は、当該工程を模式的に示す断面図であり、図中4は隔壁3の開口部、6、6’は該開口部4内の設けられたコンタクトホールであり、図1と同じ部材には同じ符号を付した。また、図2の(a)〜(f)は、下記工程(a)〜(f)にそれぞれ対応する図である。
【0023】
工程(a)
先ず、基体1を用意する。基体1としては一般にはガラス基板が用いられるが、液晶素子を構成する目的においては、所望の透明性、機械的強度等の必要特性を有するものであれば、プラスチック基板なども用いることができる。
【0024】
上記基体1上に、スイッチング素子2を、一般的な半導体薄膜成膜と、絶縁膜成膜と、フォトリソ法によるエッチングとを繰り返すことにより形成する。
【0025】
工程(b)
スイッチング素子2を形成した基体1上に樹脂組成物を用いて開口部4を有する隔壁3を形成する。本発明において、該隔壁3を形成するために用いられる樹脂組成物としては、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、ポリアミドイミドを含むポリイミド系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリビニル系樹脂などの感光性または非感光性の樹脂材料を用いることができるが、250℃以上の耐熱性を有することが好ましく、その点から、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、ポリイミド系樹脂が好ましく用いられる。パターニングの方法としてはフォトリソ法が好適に用いられる。このフォトリソに用いる露光機としては、プロキシミティ露光装置が好適である。但し、パターニング精度を向上させるためには、ミラープロジェクション露光装置を用いてもよい。また、非感光性材料を用いる場合には、フォトレジストをマスクにして、ウェット或いはドライエッチングにより、もしくはリフトオフによりパターニングして形成しても良い。
【0026】
また、本発明において隔壁3はスイッチング素子2の異常動作防止と、隣接する着色部7間の遮光によるカラー表示特性の向上を図る上で、遮光層とすることが望ましく、この場合には上記樹脂組成物中に、遮光剤を分散せしめた黒色樹脂組成物を用いる。成膜後の材料特性として、電気抵抗率が1012Ω・cm以上、誘電率4以下、OD値2.5以上のものが好適である。
【0027】
さらに、本発明にかかる隔壁2の開口部4は、基体1に平行な平面形状において、上記スイッチング素子2と画素電極9とを連絡するコンタクトホール6と凸部として着色部形成領域に付した形状を有している。該着色部形成領域とは、後工程で形成される画素電極9に少なくとも重複する領域であり、インクを充填することができれば、ドット状でもストライプ状でもかまわないが、上記したように、隔壁3をスイッチング素子2及び配線を遮光するブラックマトリクスとすることが好ましく、より好ましくは、隣接する画素電極9間隙及びスイッチング素子2を覆う領域を遮光領域として、該領域以外を着色部形成領域とする。
【0028】
図3(a)に、本発明にかかる隔壁3の開口部4の、基体1に平行な平面形状の一例を示す。尚、図3(b)は後の工程(c)において開口部4にインク5を付与した状態を示す。
【0029】
本発明においては、隔壁2の開口部4に後工程でインク5が付与された際、コンタクトホール6は狭い凸部として着色部形成領域に付して形成されているため、インク5が表面張力によって該コンタクトホール6内に侵入できず、着色部形成領域にのみ着色部7が形成される。本発明において、コンタクトホール6と着色部形成領域との境界部の幅は、インク5の該コンタクトホール6内への侵入を阻止する上で、狭い程好ましい。また、該境界部と着色部形成領域の最も狭い部分の幅が同等である場合には、コンタクトホール6へインクが侵入するか、或いは、着色部形成領域に十分にインクがゆきわたらない恐れがある。よって、該境界部の幅は、着色部形成領域の最も狭い部分よりも狭く、好ましくは、該境界部の幅が着色部形成領域の最も狭い部分の幅の1/2以下である。図4に本発明にかかる隔壁3の開口部4の形状例を示す。図中、aは着色部形成領域の最も狭い部分の幅を示し、bはコンタクトホール6と着色部形成領域との境界部の幅を示す。
【0030】
本発明においては、着色部形成領域及びコンタクトホール6の形状は特に限定されない。よって、コンタクトホール6は矩形に限らず、図4(F)や(G)のように台形状に外部に向かって広がっていても問題ない。また、着色部形成領域は図4(H)や(I)のように円形や正方形あるいはストライプ状でも何ら問題ない。
【0031】
隔壁3には好ましくは撥インク化処理を施す。当該撥インク化処理は、開口部4内に露出した基体1表面の親インク性を損なうことなく、隔壁3上面の撥インク性を高めることができれば良く、隔壁3上にシリコーンゴム層を形成する方法やフッ素化合物による撥インク処理剤を塗布する方法などがあるが、少なくともフッ素原子を含有するガス雰囲気下でプラズマ照射を行う方法が好適に用いられる。当該プラズマ処理により、導入ガス中のフッ素またはフッ素化合物が隔壁3表層に入り込み、隔壁3表層の撥インク性が増大する。
【0032】
本工程において導入する、少なくともフッ素原子を含有するガスとしては、CF4、CHF3、C26、SF6、C38、C58から選択されるハロゲンガスを1種以上用いることが好ましい。特に、C58(オクタフルオロシクロペンテン)は、オゾン破壊能が0であると同時に、大気寿命が従来のガスに比べて(CF4:5万年、C48:3200年)0.98年と非常に短い。従って、地球温暖化係数が90(CO2=2とした100年積算値)と、従来のガスに比べて(CF4:6500、C48:8700)非常に小さく、オゾン層や地球環境保護に極めて有効であり、本発明で使用する上で望ましい。
【0033】
さらに、導入ガスとしては、必要に応じて酸素、アルゴン、ヘリウム等のガスを併用しても良い。本発明においては、上記CF4、CHF3、C26、SF6、C38、C58から選択されるハロゲンガスを1種以上とO2との混合ガスを用いると、本工程による撥インク性の程度を制御することが可能になる。但し、当該混合ガスにおいて、O2の混合比率が30%を超えるとO2による酸化反応が支配的になり、撥インク性向上効果が妨げられるため、また、O2混合比率が30%を超えると樹脂に対するダメージが顕著になるため、当該混合ガスを用いる場合にはO2の混合比率が30%以下の範囲で使用する必要がある。
【0034】
本工程におけるプラズマの発生方法としては、低周波放電、高周波放電、マイクロ波放電等の方式を用いることができ、プラズマ照射の際の圧力、ガス流量、放電周波数、処理時間等の条件は、任意に設定することができる。
【0035】
本発明にかかる隔壁3表面の、上記プラズマ処理後の撥インク性の程度は、純水によって測定した接触角が90°以上であることが好ましい。当該接触角が90°未満では混色が生じやすく、多量のインク量を付与することができない。また、インクが接続部6内に隔壁3を通じて侵入してしまう。
【0036】
また、必要に応じて、前記プラズマ処理に先立って、酸素、アルゴン、ヘリウムの少なくとも1種類の導入ガスを使用したプラズマ照射によるドライエッチング処理を行っても良い。このドライエッチング処理を行うことによって、隔壁3の形成工程において基板3表面に付着した汚染物を除去し、該表面を清浄化して後工程におけるインク5の濡れ性(親インク性)を向上し、開口部4内でインク5を良好に拡散させることができるようになる。さらに、当該ドライエッチング処理によって、隔壁3の表層が粗面化され、撥インク性が向上する。
【0037】
本発明にかかる隔壁3の開口部4内に露出した基体1表面は親インク性を有することが望ましく、純水によって測定した接触角が20°以下であることが好ましい。純水に対する接触角を20°以下とすることによって、開口部4内の着色部形成領域にインク5が良好に濡れ広がり、隔壁3表面の撥インク性が高くとも、白抜けが生じることがない。特に、10°以下とすることが望ましい。
【0038】
工程(c)
インクジェット記録装置を用いて、インクジェットヘッド(不図示)より、R、G、Bのインク5を隔壁3の開口部4内に付与する。本発明においては、図3(b)に示すように、開口部4内に付与されたインク5は表面張力によって狭いコンタクトホール6内に侵入できず、着色部形成領域にとどまる。
【0039】
本発明に用いられるインクジェットとしては、エネルギー発生素子として電気熱変換体を用いたバブルジェットタイプ、或いは圧電素子を用いたピエゾジェットタイプ等が使用可能である。また、インク5としては、硬化後にR、G、Bの着色部7を形成するように各色の着色剤を含む材料であり、好ましくは、着色剤、硬化成分、水、溶剤を少なくとも含むものが好ましい。以下に、当該インクの組成についてさらに詳細に説明する。
【0040】
〔1〕着色剤
本発明でインク中に含有させる着色剤としては、染料系及び顔料系共に使用可能であるが、顔料を使用する場合には、インク中で均一に分散させるために別途分散剤の添加が必要となり、全固形分中の着色剤比率が低くなってしまうことから、染料系の着色剤が好ましく用いられる。また、着色剤の添加量としては、後述する硬化成分と同量以下であることが好ましい。
【0041】
〔2〕硬化成分
後工程におけるプロセス耐性、信頼性等を考慮した場合、熱処理或いは光照射等の処理により硬化し、着色剤を固定化する成分、即ち架橋可能なモノマー或いはポリマー等の成分を含有することが好ましい。特に、後工程における耐熱性を考慮した場合、硬化可能な樹脂組成物を用いることが好ましい。具体的には、例えば基材樹脂として、水酸基、カルボキシル基、アルコキシ基、アミド基等の官能基を有するアクリル樹脂、シリコーン樹脂;またはヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース等のセルロース誘導体或いはそれらの変性物;またはポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセタール等のビニル系ポリマーが挙げられる。さらに、これらの基材樹脂を光照射或いは加熱処理により硬化させるための架橋剤、光開始剤を用いることが可能である。具体的には、架橋剤としては、メチロール化メラミン等のメラミン誘導体が、また光開始剤としては重クロム酸塩、ビスアジド化合物、ラジカル系開始剤、カチオン系開始剤、アニオン系開始剤等が使用可能である。また、これらの光開始剤を複数種混合して、或いは他の増感剤と組み合わせて使用することもできる。
【0042】
〔3〕溶剤
本発明で使用されるインクの媒体としては、水及び有機溶剤の混合溶媒が好ましく使用される。水としては種々のイオンを含有する一般の水ではなく、イオン交換水(脱イオン水)を使用することが好ましい。
【0043】
有機溶剤としては、メチルアルコール、エチルアルコール、n−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、n−ブチルアルコール、sec−ブチルアルコール、tert−ブチルアルコール等の炭素数1〜4のアルキルアルコール類;ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等のアミド類;アセトン、ジアセトンアルコール等のケトン類またはケトアルコール類;テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類;ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等のポリアルキレングリコール類;エチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、トリエチレングリコール、チオジグリコール、へキシレングリコール、ジエチレングリコール等のアルキレン基が2〜4個の炭素を含有するアルキレングリコール類;グリセリン類;エチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル等の多価アルコールの低級アルキルエーテル類;N−メチル−2−ピロリドン、2−ピロリドン等の中から選択することが好ましい。
【0044】
このようにして調整されたインクの表面張力は30mN/m(30erg/cm2)以上であることが好ましい。インクの表面張力が30mN/m未満では隔壁3の開口部4内に付与されたインク5が該開口部4内全面に広がりコンタクトホール6を形成することができない。一方、インク5の表面張力が大きい場合にはインク5は開口部4内に付与されても表面積を最小にするよう力が働くため、インク5が開口部4内のコンタクトホール6として設けられた狭い領域に侵入することがない。このため、インク5の表面張力としては30mN/m以上、より望ましくは45mN/m以上であることが望ましい。
【0045】
また、上記成分の他に、必要に応じて所望の物性値を持つインクとするために、沸点の異なる2種類以上の有機溶剤を混合して用いたり、界面活性剤、消泡剤、防腐剤等を添加しても良い。
【0046】
工程(d)
熱処理、光照射等必要な処理を施し、インク5中の溶剤成分を除去して硬化させることにより、着色部形成領域に着色部7を形成する。
【0047】
工程(e)
必要に応じて、着色部7上に平坦化層8を形成する。平坦化層8としては光硬化タイプ、熱硬化タイプ、或いは光熱併用硬化タイプの樹脂材料、或いは、蒸着、スパッタ等によって形成された無機膜等を用いることができ、透明性を有し、その後の画素電極9の形成プロセス、配向膜16の形成プロセス等に耐えうるものであれば使用可能である。平坦化層8として樹脂材料を用いる場合には、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、ポリアミドイミドを含むポリイミド系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリビニル系樹脂などの感光性または非感光性の樹脂材料を用いることができるが、250℃以上の耐熱性を有することが好ましく、その点から、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、ポリイミド系樹脂が好ましく用いられる。
【0048】
平坦化層8として感光性材料を用いた場合には、フォトリソグラフィ等によりパターニングすることでコンタクトホール6内に埋め込まれた平坦化層を穿って新たなコンタクトホール6’を形成する。また、非感光性材料を用いる場合には、フォトレジストをマスクにして、ウェット或いはドライエッチングにより、もしくはリフトオフによりパターニングして形成しても良い。または、レーザーを用いて、光学系により集光して、平坦化層8に照射しコンタクトホール6’を形成しても良い。
【0049】
工程(f)
最後に、ITO等透明導電膜をスパッタにより全面に形成し、その上でフォトリソ法によってパターニングして、コンタクトホール6’を介してスイッチング素子2と電気的に導通された画素電極9を形成することができる。これにより、カラーフィルタオンアレイ構造のアクティブマトリクス基板10が製造される。
尚、画素電極9は平坦化層8を介さずに着色部7上に直接形成しても良く、又、必要に応じて、画素電極9上にポリイミド等からなる配向膜16を形成する。
【0050】
上記の工程で得られたアクティブマトリクス基板10と、ガラス基板等透明の基体21上にITO等透明導電膜からなる共通電極22と必要に応じてポリイミド等からなる配向膜23を形成した対向基板20とを、スペーサー17を介して対向配置させ、周辺部を不図示のシール材で閉じ、その間隙に液晶を充填して液晶層18を形成し、図1に示した液晶素子が得られる。
【0051】
尚、上記においては、スイッチング素子2としてTFTを用いた例を示したが、特にこれに限定されるものではない。また、液晶としては、通常TN型が用いられているが、本発明においては特にこれに限定されるものではない。
【0052】
【実施例】
(実施例1)
〔隔壁パターンの形成〕
通常のTFT形成プロセスと同様にして、厚さ、0.7mmのガラス基板(コーニング社製「#1737」)上に成膜とパターニングを繰り返し、アモルファスシリコンからなるTFTを形成した。
【0053】
上記ガラス基板上に感光性でカーボンを含まない絶縁性黒色樹脂(富士ハントテクノロジー(株)製)をスピンナーを用いて2.0μmの厚みに塗布し、所定の露光、現像、ポストベーク処理を行って、膜厚2μm、75μm×225μmの図5(A)に示す形状の開口部を有するブラックマトリクスパターン(隔壁)を形成し、アレイ基板とした。図5(A)中のa=60μm、b=10μm、c=75μm、e=225μmとした。
【0054】
〔インクの調整〕
下記に示す組成からなるアクリル系共重合体を熱硬化成分として用い、以下の組成にてR、G、Bの各インクを調製した。
硬化成分
メチルメタクリレート 50重量部
ヒドロキシエチルメタクリレート 30重量部
N−メチロールアクリルアミド 20重量部
【0055】
Rインク
C.I.アシッドオレンジ148 3.5重量部
C.I.アシッドレッド289 0.5重量部
ジエチレングリコール 20重量部
エチレングリコール 20重量部
イオン交換水 50重量部
上記硬化成分 6重量部
【0056】
Gインク
C.I.アシッドイエロー23 2重量部
亜鉛フタロシアニンスルホアミド 2重量部
ジエチレングリコール 20重量部
エチレングリコール 20重量部
イオン交換水 50重量部
上記硬化成分 6重量部
【0057】
Bインク
C.I.ダイレクトブルー199 4重量部
ジエチレングリコール 20重量部
エチレングリコール 20重量部
イオン交換水 50重量部
上記硬化成分 6重量部
【0058】
上記インクの表面張力はRインクで53.1mN/m、Gインクで51.7mN/m、Bインクで54.1mN/mであった。
【0059】
〔ドライエッチング処理〕
上記アレイ基板に、カソードカップリング方式平行平板型プラズマ処理装置を用いて、以下の条件にてプラズマ処理を行った。
【0060】
使用ガス :O2
ガス流量 :80sccm
圧力 :8Pa
RFパワー :150W
処理時間 :30sec
【0061】
〔プラズマ処理〕
上記ドライエッチング処理終了後、同じ装置内で、上記アレイ基板に対して、以下の条件にてプラズマ処理を施した。
【0062】
使用ガス :CF4
ガス流量 :80sccm
圧力 :50Pa
RFパワー :150W
処理時間 :30sec
【0063】
〔撥インク性の評価〕
協和界面社製自動液晶ガラス洗浄・処理検査装置「LCD−400S」を用いて、上記プラズマ処理後のアレイ基板について、純水に対する接触角を測定した。ブラックマトリクス表面については微細パターンの周囲に設けられた幅5mmの額縁上にて測定を行い、ガラス基板表面については該額縁のさらに外側のパターンの設けられていない箇所にて測定を行った。各々の純水に対する接触角は、ガラス基板表面:6°
ブラックマトリクス表面:115°
であった。
【0064】
〔着色部の作製〕
吐出量20plのインクジェットヘッドを具備したインクジェット記録装置を用い、プラズマ処理を施した上記のアレイ基板のブラックマトリクスの開口部に対して、上記R、G、Bインクを開口部1個あたり200pl付与した。次いで、90℃で10分間、引き続き230℃で30分間の熱処理を行ってインクを硬化させて着色部とし、カラーフィルタオンアレイ基板を作製した。
【0065】
〔平坦化層、画素電極の形成〕
この後、上記のカラーフィルタオンアレイ基板上にアクリル系の感光性タイプの樹脂を塗布して平坦化層を形成し、次いでフォトリソ法によりブラックマトリクスの開口部に形成されていたコンタクトホールを埋めた平坦化層に新たなコンタクトホールを形成した。最後に、ITOスパッタにより全面に透明電極を形成し、その上でフォトリソ法によって画素電極をパターニングすることにより、上記新たなコンタクトホールを介してTFTと電気的に導通された画素電極を形成した。これにより、カラーフィルタオンアレイ構造のアクティブマトリクス基板が得られた。
【0066】
〔液晶素子の作製〕
上記のアクティブマトリクス基板上にポリイミド配向膜材料(日本合成ゴム(株)製「AL−1051」)を全面に50nm塗布し、ラビング処理を行い、配向膜を形成した。
【0067】
次に所定の共通電極(ITO膜)が形成してある厚さ0.7mmのガラス基板(コーニング社製「#1737」)からなる対向基板の共通電極上に、上記と同様の配向膜材料を形成した後ラビング処理を行い、配向膜を形成した。この後、当該基板上の配向膜の周辺に沿って接着剤を液晶注入口を除いて印刷し、銀ペ一スト電極転移材を接着剤の周辺の電極転移電極上に形成した。
【0068】
配向膜が対向し、またそれぞれのラビング方向が90°となるよう、球状のスペーサーを介して、アクティブマトリクス基板と対向基板とを配置し、加熱して上記接着剤を硬化させ貼り合わせた。
【0069】
通常の方法により液晶注入口より液晶組成物(E.メルク社製「ZLI1565」)にカイラル剤「S811」を0.1重量%添加したものを注入して液晶層とし、この後注入口を紫外線硬化樹脂で封止した。
【0070】
こうして製造したカラー表示のアクティブマトリクス駆動型液晶素子は、面内均一なコンタクトホールの形成を行なうことができ、高開口率で表示性能の高い、信頼性のある液晶素子であった。
【0071】
(実施例2)
ブラックマトリクスの開口部を図5(B)に示す開口部形状(a=75μm、b=10μm、d=10μm、e=225μm)とし、ドライエッチング処理を行わなかった以外は実施例1と同様に液晶素子を作製した。
【0072】
プラズマ処理後のアレイ基板について、実施例1と同様に純水に対する接触角を測定したところ、各々の純水に対する接触角は、
ガラス基板表面:10°
ブラックマトリクス表面:105°
であった。ブラックマトリクス表面の撥インク性は落ちているものの、インクを開口部に付与しても、コンタクトホールにはインクは広がらず、面内均一なコンタクトホールを形成することができた。
【0073】
(実施例3)
実施例1と同様に着色部を形成後、平坦化層を形成せずにITOスパッタにより全面に透明電極を形成し、フォトリソ法によって画素電極をパターニングすることにより、コンタクトホールを介してTFTと電気的に導通された画素電極を形成した。
【0074】
次いで、上記画素電極上にネガ型の透明な感光性樹脂(日本合成ゴム(株)製「NN−500」)を塗布した。該感光性樹脂層の膜厚は、表示用液晶セルの間隔を、たとえば5μm厚さにするために後工程の膜硬度を増加させる目的で行う焼成工程で、膜厚が収縮する収縮量を見込んで5.4μm膜厚で塗布した。その後、フォトマスクを用いて、予め、アクティブマトリクス基板上の有効画素領域外に形成した十字型のアライメントマークに合わせて感光性樹脂に紫外線を照射した後、アルカリ現像液で現像処理を行うことにより、未露光部分は溶解して、紫外線が照射されたブラックマトリクス上の所定の位置に柱状のフォトリソスペーサーを形成した。
【0075】
上記フォトリソスペーサーが形成された基板を200℃の温度で焼成処理することにより、柱状のフォトリソスペーサーが熱硬化して5μm厚さのスペーサーとしての機能を有するようにした。以下、球状のスペーサーを用いない以外は実施例1と同様にして、液晶素子を作成した。
【0076】
本例では平坦化層を用いていないが、表示性能の高い、信頼性のある液晶素子を得ることができた。
【0077】
(実施例4)
ポストベークを行わない以外は実施例1と同様にしてブラックマトリクスを形成した。ポストベークを行うとブラックマトリクスの開口部に露出したガラス基板表面が有機物に汚染され、インクが広がりにくくなるため、ブラックマトリクスの現像後に着色部を形成した。
【0078】
着色部を形成する前のブラックマトリクス及びガラス基板表面の純水に対する接触角は以下の通りである。
ガラス基板表面:10°
ブラックマトリクス表面:70°
【0079】
ブラックマトリクス表面の純水に対する接触角が小さいため、混色に対するマージンは小さいもののインクジェットによる着色部形成後、コンタクトホールにはインクが広がらずコンタクトホールを形成することができた。
【0080】
(比較例1)
ブラックマトリクスの開口部を図5(C)に示す開口部形状(a=75μm、e=225μm)とした以外は実施例1と同様にして、カラーフィルタオンアレイ基板を作製した。しかしながら、インクジェットによる着色部形成後、ブラックマトリクスの開口部は全てインクで満たされており、コンタクトホールを形成することはできなかった。
【0081】
【発明の効果】
以上のように本発明によると、インクの表面張力によって該開口部内にインクが侵入できない領域を形成しておくことで、インクジェット法を用いて隔壁の開口部内に着色部を形成すると同時にコンタクトホールを形成し、画素電極とスイッチング素子との導通を容易に図ることが可能となった。よって、コンタクトホールを備えたカラーフィルタオンアレイ構造を容易に提供でき、高開口率化と製造工程の合理化を同時に実現して、カラー表示特性に優れたアクティブマトリクス駆動型の液晶素子をより安価に提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の液晶素子の一実施形態の断面模式図である。
【図2】図1に示した液晶素子のアクティブマトリクス基板の製造工程を示す断面模式図である。
【図3】本発明の製造方法における、隔壁の開口部形状の一例を示す平面模式図である。
【図4】本発明の製造方法における、隔壁の開口部形状の他の例を示す平面模式図である。
【図5】本発明の実施例における隔壁の開口部形状を示す平面模式図である。
【符号の説明】
1、21 基体
2 TFT
3 隔壁
4 開口部
5 インク
6、6’ コンタクトホール
7 着色部
8 平坦化層
9 画素電極
10 アクティブマトリクス基板
11 ゲート電極
12 ゲート絶縁膜
13 半導体層
14 ソース電極
15 ドレイン電極
16、23 配向膜
17 スペーサー
18 液晶層
20 対向電極
22 共通電極
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a color liquid crystal element used in a color television, a personal computer, a pachinko game machine, and the like, and in particular, a color filter provided with a color filter on the active matrix substrate side on which a switching element for driving a pixel electrode is formed. The present invention relates to an on-array liquid crystal element and a manufacturing method for manufacturing the liquid crystal element by using an inkjet method.
[0002]
[Prior art]
Currently, a liquid crystal element generally used has a configuration in which liquid crystal is sandwiched between two glass substrates having electrodes, and the periphery of both substrates is fixed with a sealing adhesive. The distance between the two substrates is kept constant by interposing plastic beads having a uniform particle diameter as spacers between the substrates.
[0003]
Further, the liquid crystal element for color display has a color filter composed of colored portions of R (red), G (green), and B (blue) formed on one of the two glass substrates. In an active matrix liquid crystal device, a thin film transistor (TFT) having amorphous silicon (a-Si) or polysilicon (p-Si) as a semiconductor layer, a pixel electrode connected thereto, an information signal line, a scan A TFT array substrate, which is an active matrix substrate on which signal lines are formed, and a counter substrate having a counter electrode disposed opposite to the substrate and having a color filter formed thereon, and polarizing plates are arranged on both sides of the element Thus, a color image can be displayed. As a display method of the liquid crystal element, for example, a TN (twisted nematic) type, an STN (super twisted nematic) type, a GH (guest / host) type, an ECB (birefringence control) type, a ferroelectric liquid crystal, or the like is used. In any case, it is advantageous in manufacturing to provide a color filter layer on the counter substrate side where the electrode configuration is simple. However, in order to take into account misalignment with the active matrix substrate, it is necessary to make the light-shielding layer of the color filter layer smaller than the pixel opening of the active matrix substrate, which causes a decrease in the aperture ratio.
[0004]
Incidentally, in recent years, there has been a demand for a high aperture ratio of pixels in order to realize high brightness of a liquid crystal panel. With the increase in the aperture ratio of pixels, development of further high-precision alignment technology in manufacturing facilities is being performed. However, it is difficult to increase the aperture ratio beyond this point due to the construction method.
[0005]
Therefore, in recent years, a color filter-on-array structure has been developed in which a color filter is formed on an active matrix substrate and alignment is not required during assembly. This color filter-on-array structure eliminates the need for alignment between the active matrix substrate on which the color filter is formed and the counter substrate on which the electrodes are formed on the entire surface, eliminates misalignment when assembling the substrate, and reduces the amount of alignment work. It becomes unnecessary and the process can be simplified. In addition, since there is no problem of alignment accuracy when combining both substrates, it is possible to design a pattern that does not allow for this alignment error, and it is possible to realize the ultimate high aperture ratio by further narrowing the pattern width of the light shielding layer. .
[0006]
Various methods such as a dyeing method, a pigment dispersion method, an electrodeposition method, and a film transfer method have been developed as methods for forming color filters in these color filter-on-arrays.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional color filter-on-array structure, since each colored portion of the color filter is formed between the switching element and the pixel electrode, a contact hole is formed in each colored portion. It was necessary to make the pixel electrode and the switching element conductive through each other. Therefore, when the color filter manufacturing method is developed in a color filter on array, the formation of this contact hole becomes an important issue.
[0008]
An example of developing a color filter manufacturing method in a color filter on array is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-29069. In this method, a colored negative photosensitive resin film is formed, and this negative photosensitive resin film is patterned by back exposure and development using the array wiring of the array substrate as a mask, and the pixel electrode and the switching element are formed. A contact hole for conducting is formed. In this method, after the colored portion is formed, a step of removing a part of the colored portion provided on the array wiring by exposure and development later is required.
[0009]
Japanese Patent Laid-Open No. 2000-122072 discloses a method in which a contact hole is formed in a light shielding layer, and a pixel electrode and a switching element are connected through the contact hole. However, it is very difficult to provide a contact hole in the light-shielding layer, which has recently been markedly thinned by this method.
[0010]
In recent years, a method for manufacturing a color filter using an inkjet method has been actively studied. The method using the ink jet method has an advantage that the manufacturing process is simple and the cost is low.
[0011]
However, compared with methods such as the pigment dispersion method, in the ink jet method, the colored portion can be manufactured at a low cost by a simple process. However, in order to provide a contact hole in the colored portion, a separate contact hole is required after forming the colored portion. Is necessary.
[0012]
The object of the present invention is to develop a color filter manufacturing method using an inkjet method in a color filter on array, and to manufacture a liquid crystal element having a high aperture ratio and a bright color display characteristic at a low cost by a simple process. The object is to solve the problem and provide a highly reliable liquid crystal display element with high yield.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
  Main departureTomorrow,Having a front side and a back sideSubstrateAnd on the surface side of the substrateScan signal line,Information signal line,Switching element,Pixel electrode to which a signal is applied via the switching element,Colored portion corresponding to the pixel electrodeHaveAn active matrix substrate;A substrate having a front surface and a back surface, and a surface side of the substrateCounter substrate having counter electrodeAnd a liquid crystal layer,
  The surface of the base of the active matrix substrate and the surface of the base of the counter substrateAnd facing each other,And the active matrix substrate and the counter substrate areA method for producing a liquid crystal element having a liquid crystal layer sandwiched therebetween,
  SaidActive matrix substrateHow to manufacture
  SaidSubstrateOn the surface ofMultiple scanning signal lines intersecting each otheras well asInformation signal line and intersection of scanning signal line and information signal lineInConnectiondidForming a switching element;
  A colored portion forming region for forming the colored portion; and a contact hole including a region where the switching element is exposed when viewed from the substrate surface side.OpeningMultiple providedPartition, On the surface of the substrate and the surface of the switching elementForming with a resin composition;
  SaidApertureIn the colored part formation areaInk applied by inkjet methodAnd a process of
  By curing the inkForming a colored portion;
  SaidThrough contact holeSaidSwitching elementAnd electricallyContinuityA pixel electrode to be formedProcess andIn this order,
  The contact hole is connected to the colored portion forming region when viewed from the surface side of the substrate,
  The ink is applied so as not to enter the contact hole by utilizing the surface tension of the ink.
  This is a method for manufacturing a liquid crystal element.
[0014]
  In the said invention, the following structure is included as a preferable aspect.The contact hole has a rectangular shape when viewed from the front surface side of the substrate, and is connected to the colored portion forming region at one side of the rectangle. The colored portion forming region has a rectangular shape when viewed from the front surface side of the substrate, and one side of the rectangular contact hole is connected to one side of the rectangular colored portion forming region. The rectangular connected to one side of the rectangular colored portionContact holeThe length of one side of the rectangleOf colored areasOurmostShort side lengthMust be 1/2 or less.SaidThe surface tension of the ink is 30 mN / m or more.The contact angle of the partition wall surface with pure water is 90 ° or more. SaidBulkheadBetween the step of forming the ink and the step of applying the ink, Increase the ink repellency of the partition wall surfaceforApply ink repellent treatmentHave stepsthing.SaidInk repellent treatment is performed in a gas atmosphere containing at least fluorine atoms.SaidPlasma on partition wallTheIrradiation plasma treatmentProcessBe.SaidThe gas introduced in the plasma treatment process is CFFour, SF6, CHFThree, C2F6, CThreeF8, CFiveF8At least one halogen gas selected from the group consisting ofSaidThe gas introduced in the plasma treatment process is CFFour, SF6, CHFThree, C2F6, CThreeF8, CFiveF8At least one halogen gas selected from2It is a mixed gas with gas and O2The mixing ratio is 30% or less.Forming the partition and thePlasma processing processBetweenA dry etching process is performed in which the substrate on which the partition walls are formed is irradiated with plasma in at least one gas atmosphere selected from oxygen, argon, and helium.Have stepsthing.SaidBulkheadButResin composition containing light-shielding agentConsist ofthing.SaidThe ink contains at least a colorant, a curing component, water, and an organic solvent.Between the step of forming the colored portion and the step of forming the pixel electrode, the pixel electrode, the planarization layer, and the colored portion are in this order when viewed from the substrate surface side.Form a planarization layerHave stepsthing.SaidThe planarization layerThe forming step is performed on the colored portion and in the contact hole.Photosensitive resinThe planarizing layer comprisingFormingAfterBy photolithographySaidContact holeInsideThe planarization layerBy wearingCreate a new contact holeIs a processthing.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present invention provides a color filter-on-array liquid crystal device in which a partition wall filled with ink is formed on a substrate on which a switching element and a wiring are formed, and ink is applied to the opening portion of the partition wall by an ink-jet method to be colored. And forming a pixel electrode on the colored portion to form an active matrix substrate, and forming a narrow protrusion at the opening of the partition wall as a contact hole connecting the pixel electrode and the switching element. By providing a portion, when ink is applied to the opening portion, the surface tension of the ink prevents the ink from entering the convex portion, thereby forming a contact hole. The colored portion can be formed by filling the portion. That is, a contact hole is formed simultaneously with the formation of the colored portion, and the pixel electrode and the switching element can be easily conducted without going through a separate contact hole forming step.
[0018]
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to embodiments.
[0019]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an embodiment of the liquid crystal element of the present invention. The liquid crystal element shown in this figure is a TN liquid crystal element using a TFT as a switching element. In the figure, 10 is an active matrix substrate, 20 is a counter substrate, and on the active matrix substrate 10 side, 1 is a base, 2 is a switching element provided on the base 1, and in this example is a TFT, Gate electrode, 12 gate insulating film, 13 semiconductor layers, 14 source electrode, and 15 drain electrode. In addition, 3 is a partition also serving as a light shielding layer, 7 is a colored portion of the color filter, 8 is a planarizing layer, 9 is a pixel electrode, and 16 is an alignment film. On the counter substrate 20 side, 21 is a substrate, 22 is a common electrode, and 23 is an alignment film. Reference numeral 18 denotes a liquid crystal layer sandwiched between the active matrix substrate 10 and the counter substrate 20, and the thickness thereof is held by the spacer 17. The active matrix substrate 10 includes a plurality of information signal lines (not shown) connected to the source electrode 14 of the TFT, which is the switching element 2, and a plurality of scanning signal lines (not shown) connected to the gate electrode 11, The pixels are formed so as to intersect with each other, and pixels are formed at the intersections.
[0020]
The partition wall 3 has a contact hole and a colored portion 7 for conducting the pixel electrode 9 and the switching element 2 in the opening.
[0021]
Hereinafter, the manufacturing process of the active matrix substrate which is characteristic in the manufacturing method of the liquid crystal element of the present invention will be described by taking the manufacturing process of the active matrix substrate 10 of the liquid crystal element shown in FIG. 1 as an example.
[0022]
FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing the process, in which 4 is an opening of the partition wall 3, 6 and 6 ′ are contact holes provided in the opening 4, and are the same members as in FIG. 1. Are given the same reference numerals. Moreover, (a)-(f) of FIG. 2 is a figure corresponding to the following process (a)-(f), respectively.
[0023]
Step (a)
First, the base body 1 is prepared. A glass substrate is generally used as the substrate 1, but for the purpose of constituting a liquid crystal element, a plastic substrate or the like can be used as long as it has necessary characteristics such as desired transparency and mechanical strength.
[0024]
The switching element 2 is formed on the substrate 1 by repeating general semiconductor thin film formation, insulating film formation, and etching by photolithography.
[0025]
Step (b)
A partition wall 3 having an opening 4 is formed on the substrate 1 on which the switching element 2 is formed using a resin composition. In the present invention, photosensitive resin such as epoxy resin, acrylic resin, polyimide resin including polyamideimide, urethane resin, polyester resin, and polyvinyl resin is used as the resin composition used to form the partition 3. However, it is preferable to have a heat resistance of 250 ° C. or higher, and from this point, an epoxy resin, an acrylic resin, and a polyimide resin are preferably used. A photolithography method is preferably used as the patterning method. As an exposure machine used for this photolithography, a proximity exposure apparatus is suitable. However, a mirror projection exposure apparatus may be used to improve the patterning accuracy. When a non-photosensitive material is used, it may be formed by patterning by wet or dry etching or lift-off using a photoresist as a mask.
[0026]
In the present invention, the partition wall 3 is preferably a light shielding layer in order to prevent abnormal operation of the switching element 2 and to improve color display characteristics by shielding light between adjacent colored portions 7. A black resin composition in which a light-shielding agent is dispersed in the composition is used. As a material characteristic after film formation, an electrical resistivity of 1012Those having Ω · cm or more, dielectric constant of 4 or less, and OD value of 2.5 or more are suitable.
[0027]
Further, the opening 4 of the partition wall 2 according to the present invention has a shape attached to the colored portion forming region as a projection and a contact hole 6 connecting the switching element 2 and the pixel electrode 9 in a planar shape parallel to the substrate 1. have. The colored portion forming region is a region at least overlapping with the pixel electrode 9 formed in a later step, and may be dot-shaped or striped as long as it can be filled with ink. Is a black matrix that shields the switching element 2 and the wiring from light. More preferably, a region that covers the gap between the adjacent pixel electrodes 9 and the switching element 2 is a light shielding region, and a region other than the region is a colored portion forming region.
[0028]
FIG. 3A shows an example of a planar shape of the opening 4 of the partition wall 3 according to the present invention parallel to the substrate 1. FIG. 3B shows a state where the ink 5 is applied to the opening 4 in the subsequent step (c).
[0029]
In the present invention, when the ink 5 is applied to the opening 4 of the partition wall 2 in a later step, the contact hole 6 is formed as a narrow convex portion attached to the colored portion forming region. Therefore, the colored portion 7 cannot be penetrated into the contact hole 6 and the colored portion 7 is formed only in the colored portion forming region. In the present invention, the width of the boundary portion between the contact hole 6 and the colored portion forming region is preferably as narrow as possible to prevent the ink 5 from entering the contact hole 6. Further, when the width of the narrowest portion of the boundary portion and the colored portion forming region is equal, the ink may enter the contact hole 6 or the ink may not be sufficiently dispersed in the colored portion forming region. is there. Therefore, the width of the boundary portion is narrower than the narrowest portion of the colored portion forming region, and preferably the width of the boundary portion is 1/2 or less of the width of the narrowest portion of the colored portion forming region. FIG. 4 shows an example of the shape of the opening 4 of the partition wall 3 according to the present invention. In the figure, a indicates the width of the narrowest portion of the colored portion forming region, and b indicates the width of the boundary portion between the contact hole 6 and the colored portion forming region.
[0030]
In the present invention, the shapes of the colored portion forming region and the contact hole 6 are not particularly limited. Therefore, the contact hole 6 is not limited to a rectangle, and there is no problem even if it expands outward in a trapezoidal shape as shown in FIGS. The colored portion forming region may be circular, square or striped as shown in FIGS. 4H and 4I.
[0031]
The partition wall 3 is preferably subjected to ink repellent treatment. The ink repellency treatment is not limited as long as the ink repellency on the upper surface of the partition wall 3 can be improved without impairing the ink repellency of the surface of the substrate 1 exposed in the opening 4. A silicone rubber layer is formed on the partition wall 3. Although there are a method and a method of applying an ink repellent treatment agent by a fluorine compound, a method of performing plasma irradiation in a gas atmosphere containing at least fluorine atoms is preferably used. By the plasma treatment, fluorine or a fluorine compound in the introduced gas enters the surface layer of the partition wall 3 and the ink repellency of the surface layer of the partition wall 3 is increased.
[0032]
The gas introduced at this step containing at least fluorine atoms is CF.Four, CHFThree, C2F6, SF6, CThreeF8, CFiveF8It is preferable to use at least one halogen gas selected from In particular, CFiveF8(Octafluorocyclopentene) has zero ozone depletion ability and has an atmospheric lifetime (CF less than that of conventional gas).Four: 50,000 years, CFourF8: 3200) 0.98, very short. Therefore, the global warming potential is 90 (CO2= 100 years integrated value = 2) and (CF) compared with conventional gasFour: 6500, CFourF8: 8700) Very small, extremely effective for protecting the ozone layer and the global environment, and desirable for use in the present invention.
[0033]
Further, as the introduced gas, a gas such as oxygen, argon, or helium may be used in combination as necessary. In the present invention, the CFFour, CHFThree, C2F6, SF6, CThreeF8, CFiveF8At least one halogen gas selected from2When the mixed gas is used, the degree of ink repellency in this step can be controlled. However, in the mixed gas, O2If the mixing ratio exceeds 30%, O2Oxidation reaction due to becomes dominant and the effect of improving ink repellency is hindered.2When the mixing ratio exceeds 30%, damage to the resin becomes significant.2It is necessary to use in a range where the mixing ratio is 30% or less.
[0034]
As a method for generating plasma in this step, methods such as low-frequency discharge, high-frequency discharge, and microwave discharge can be used, and conditions such as pressure, gas flow rate, discharge frequency, and processing time during plasma irradiation are arbitrary. Can be set to
[0035]
The degree of ink repellency after the plasma treatment on the surface of the partition wall 3 according to the present invention is preferably such that the contact angle measured with pure water is 90 ° or more. If the contact angle is less than 90 °, color mixing tends to occur and a large amount of ink cannot be applied. Further, the ink enters the connection portion 6 through the partition wall 3.
[0036]
Further, if necessary, prior to the plasma treatment, dry etching treatment by plasma irradiation using at least one kind of introduced gas of oxygen, argon, and helium may be performed. By performing this dry etching treatment, contaminants attached to the surface of the substrate 3 in the step of forming the partition walls 3 are removed, and the surface is cleaned to improve the wettability (ink affinity) of the ink 5 in the subsequent step. The ink 5 can be diffused well in the opening 4. Furthermore, the dry etching process roughens the surface layer of the partition walls 3 and improves the ink repellency.
[0037]
The surface of the substrate 1 exposed in the opening 4 of the partition wall 3 according to the present invention desirably has ink affinity, and the contact angle measured with pure water is preferably 20 ° or less. By setting the contact angle with respect to pure water to 20 ° or less, the ink 5 can be satisfactorily spread and spread in the colored portion forming region in the opening 4, and even if the ink repellency on the surface of the partition wall 3 is high, white spots do not occur. . In particular, the angle is preferably 10 ° or less.
[0038]
Step (c)
Using an ink jet recording apparatus, R, G, and B inks 5 are applied into the openings 4 of the partition walls 3 from an ink jet head (not shown). In the present invention, as shown in FIG. 3B, the ink 5 applied in the opening 4 cannot enter the narrow contact hole 6 due to surface tension and remains in the colored portion forming region.
[0039]
As the ink jet used in the present invention, a bubble jet type using an electrothermal transducer as an energy generating element, a piezo jet type using a piezoelectric element, or the like can be used. The ink 5 is a material containing a colorant of each color so as to form a colored portion 7 of R, G, B after curing, and preferably contains at least a colorant, a curing component, water, and a solvent. preferable. Hereinafter, the composition of the ink will be described in more detail.
[0040]
[1] Colorant
As the colorant to be contained in the ink in the present invention, both dyes and pigments can be used. However, when a pigment is used, it is necessary to add a separate dispersant in order to uniformly disperse in the ink. A dye-based colorant is preferably used because the ratio of the colorant in the total solid content becomes low. Moreover, it is preferable that it is the same amount or less as the addition amount of a coloring agent with the hardening component mentioned later.
[0041]
[2] Curing component
In consideration of process resistance, reliability, and the like in the subsequent step, it is preferable to contain a component that is cured by a heat treatment or light irradiation and immobilizes the colorant, that is, a crosslinkable monomer or polymer. In particular, it is preferable to use a curable resin composition in consideration of heat resistance in the subsequent process. Specifically, for example, as a base resin, acrylic resin having a functional group such as hydroxyl group, carboxyl group, alkoxy group, amide group, silicone resin; or cellulose derivatives such as hydroxypropylcellulose, hydroxyethylcellulose, methylcellulose, carboxymethylcellulose, or These modified products; or vinyl polymers such as polyvinyl pyrrolidone, polyvinyl alcohol, and polyvinyl acetal. Furthermore, it is possible to use a crosslinking agent and a photoinitiator for curing these base resins by light irradiation or heat treatment. Specifically, melamine derivatives such as methylolated melamine are used as crosslinking agents, and dichromate, bisazide compounds, radical initiators, cationic initiators, anionic initiators, etc. are used as photoinitiators. Is possible. Moreover, these photoinitiators can also be used by mixing multiple types or combining with another sensitizer.
[0042]
[3] Solvent
As the ink medium used in the present invention, a mixed solvent of water and an organic solvent is preferably used. As water, it is preferable to use ion-exchanged water (deionized water) instead of general water containing various ions.
[0043]
Examples of the organic solvent include alkyl alcohols having 1 to 4 carbon atoms such as methyl alcohol, ethyl alcohol, n-propyl alcohol, isopropyl alcohol, n-butyl alcohol, sec-butyl alcohol, tert-butyl alcohol; dimethylformamide, dimethylacetamide Amides such as acetone, ketones such as acetone and diacetone alcohol, or ethers such as tetrahydrofuran and dioxane, polyalkylene glycols such as polyethylene glycol and polypropylene glycol, ethylene glycol, propylene glycol, butylene glycol, and triethylene Alkylene glycols containing 2 to 4 carbons such as glycol, thiodiglycol, hexylene glycol, diethylene glycol, etc. Glycerins; Lower alkyl ethers of polyhydric alcohols such as ethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol methyl ether, triethylene glycol monomethyl ether; N-methyl-2-pyrrolidone, 2-pyrrolidone, etc. Is preferred.
[0044]
The surface tension of the ink thus adjusted is 30 mN / m (30 erg / cm2) Or more. If the surface tension of the ink is less than 30 mN / m, the ink 5 applied in the opening 4 of the partition wall 3 spreads over the entire surface of the opening 4 and the contact hole 6 cannot be formed. On the other hand, when the surface tension of the ink 5 is large, the ink 5 is provided as the contact hole 6 in the opening 4 because a force acts to minimize the surface area even if the ink 5 is applied in the opening 4. It does not enter a narrow area. For this reason, the surface tension of the ink 5 is preferably 30 mN / m or more, more preferably 45 mN / m or more.
[0045]
In addition to the above components, two or more kinds of organic solvents having different boiling points may be used in combination to obtain an ink having a desired physical property value, if necessary, or a surfactant, antifoaming agent, preservative. Etc. may be added.
[0046]
Step (d)
The colored portion 7 is formed in the colored portion forming region by performing necessary processing such as heat treatment and light irradiation, removing the solvent component in the ink 5 and curing it.
[0047]
Step (e)
If necessary, a planarizing layer 8 is formed on the colored portion 7. As the planarizing layer 8, a photocuring type, a thermosetting type, or a photothermal combination curing type resin material, or an inorganic film formed by vapor deposition, sputtering, or the like can be used. Any material that can withstand the formation process of the pixel electrode 9 and the formation process of the alignment film 16 can be used. When a resin material is used as the planarizing layer 8, photosensitive or non-photosensitive resin such as epoxy resin, acrylic resin, polyimide resin including polyamideimide, urethane resin, polyester resin, and polyvinyl resin. Although materials can be used, it is preferable to have heat resistance of 250 ° C. or higher, and from this point, epoxy resins, acrylic resins, and polyimide resins are preferably used.
[0048]
When a photosensitive material is used as the planarizing layer 8, a new contact hole 6 'is formed by piercing the planarizing layer embedded in the contact hole 6 by patterning by photolithography or the like. When a non-photosensitive material is used, it may be formed by patterning by wet or dry etching or lift-off using a photoresist as a mask. Alternatively, the contact hole 6 ′ may be formed by condensing light by the optical system using a laser and irradiating the planarizing layer 8.
[0049]
Step (f)
Finally, a transparent conductive film such as ITO is formed on the entire surface by sputtering, and then patterned by photolithography to form a pixel electrode 9 electrically connected to the switching element 2 through the contact hole 6 ′. Can do. Thereby, the active matrix substrate 10 having the color filter on array structure is manufactured.
The pixel electrode 9 may be formed directly on the colored portion 7 without using the planarizing layer 8, and an alignment film 16 made of polyimide or the like is formed on the pixel electrode 9 as necessary.
[0050]
The active matrix substrate 10 obtained in the above process, and the counter substrate 20 in which a common electrode 22 made of a transparent conductive film such as ITO and an alignment film 23 made of polyimide or the like are formed on a transparent base 21 such as a glass substrate, if necessary. Are opposed to each other through a spacer 17, the periphery is closed with a sealing material (not shown), and a liquid crystal layer 18 is formed by filling the gap with liquid crystal, whereby the liquid crystal element shown in FIG. 1 is obtained.
[0051]
In the above description, an example in which a TFT is used as the switching element 2 has been described. However, the present invention is not particularly limited to this. As the liquid crystal, a TN type is usually used, but the present invention is not particularly limited to this.
[0052]
【Example】
Example 1
[Formation of partition pattern]
In the same manner as a normal TFT formation process, film formation and patterning were repeated on a glass substrate having a thickness of 0.7 mm (“# 1737” manufactured by Corning) to form a TFT made of amorphous silicon.
[0053]
A photosensitive, carbon-free insulating black resin (manufactured by Fuji Hunt Technology Co., Ltd.) is applied on the glass substrate to a thickness of 2.0 μm using a spinner, and subjected to predetermined exposure, development, and post-baking treatment. Then, a black matrix pattern (partition) having an opening having a thickness of 2 μm and 75 μm × 225 μm and having the shape shown in FIG. 5A was formed to obtain an array substrate. In FIG. 5A, a = 60 μm, b = 10 μm, c = 75 μm, and e = 225 μm.
[0054]
[Ink adjustment]
Using an acrylic copolymer having the composition shown below as a thermosetting component, R, G, and B inks were prepared with the following compositions.
Curing component
50 parts by weight of methyl methacrylate
30 parts by weight of hydroxyethyl methacrylate
N-methylolacrylamide 20 parts by weight
[0055]
R ink
C. I. Acid Orange 148 3.5 parts by weight
C. I. Acid Red 289 0.5 parts by weight
20 parts by weight of diethylene glycol
20 parts by weight of ethylene glycol
50 parts by weight of ion exchange water
6 parts by weight of the above curing component
[0056]
G ink
C. I. Acid Yellow 23 2 parts by weight
2 parts by weight of zinc phthalocyanine sulfoamide
20 parts by weight of diethylene glycol
20 parts by weight of ethylene glycol
50 parts by weight of ion exchange water
6 parts by weight of the above curing component
[0057]
B ink
C. I. Direct Blue 199 4 parts by weight
20 parts by weight of diethylene glycol
20 parts by weight of ethylene glycol
50 parts by weight of ion exchange water
6 parts by weight of the above curing component
[0058]
The surface tension of the ink was 53.1 mN / m for R ink, 51.7 mN / m for G ink, and 54.1 mN / m for B ink.
[0059]
[Dry etching process]
The array substrate was subjected to plasma treatment under the following conditions using a cathode coupling parallel plate type plasma treatment apparatus.
[0060]
Gas used: O2
Gas flow rate: 80sccm
Pressure: 8Pa
RF power: 150W
Processing time: 30 sec
[0061]
[Plasma treatment]
After the dry etching process, the array substrate was subjected to a plasma process under the following conditions in the same apparatus.
[0062]
Gas used: CFFour
Gas flow rate: 80sccm
Pressure: 50Pa
RF power: 150W
Processing time: 30 sec
[0063]
[Evaluation of ink repellency]
Using an automatic liquid crystal glass cleaning / processing inspection device “LCD-400S” manufactured by Kyowa Interface Co., Ltd., the contact angle with respect to pure water was measured for the array substrate after the plasma processing. The black matrix surface was measured on a frame having a width of 5 mm provided around the fine pattern, and the glass substrate surface was measured at a location where no pattern on the outer side of the frame was provided. The contact angle for each pure water is 6 ° on the glass substrate surface.
Black matrix surface: 115 °
Met.
[0064]
(Preparation of colored part)
Using an ink jet recording apparatus equipped with an ink jet head having a discharge amount of 20 pl, 200 pl of the above R, G, B ink was applied to each black matrix opening of the above array substrate subjected to plasma treatment. . Next, heat treatment was performed at 90 ° C. for 10 minutes and subsequently at 230 ° C. for 30 minutes to cure the ink to form a colored portion, and a color filter on array substrate was produced.
[0065]
[Formation of planarization layer and pixel electrode]
After that, an acrylic photosensitive type resin was applied on the color filter on array substrate to form a planarization layer, and then the contact hole formed in the opening of the black matrix was filled by photolithography. A new contact hole was formed in the planarization layer. Finally, a transparent electrode was formed on the entire surface by ITO sputtering, and then a pixel electrode was patterned by photolithography, thereby forming a pixel electrode that was electrically connected to the TFT through the new contact hole. Thus, an active matrix substrate having a color filter on array structure was obtained.
[0066]
[Production of liquid crystal element]
A polyimide alignment film material (“AL-1051” manufactured by Nippon Synthetic Rubber Co., Ltd.) was applied to the entire surface of the active matrix substrate by 50 nm, and a rubbing treatment was performed to form an alignment film.
[0067]
Next, an alignment film material similar to the above is applied on the common electrode of the counter substrate made of a 0.7 mm thick glass substrate ("# 1737" manufactured by Corning) on which a predetermined common electrode (ITO film) is formed. After the formation, rubbing treatment was performed to form an alignment film. Thereafter, an adhesive was printed along the periphery of the alignment film on the substrate except for the liquid crystal injection port, and a silver paste electrode transition material was formed on the electrode transition electrode around the adhesive.
[0068]
The active matrix substrate and the counter substrate were arranged through a spherical spacer so that the alignment films face each other and the respective rubbing directions were 90 °, and the adhesive was cured by heating and bonded.
[0069]
A liquid crystal layer is prepared by injecting 0.1 wt% of a chiral agent “S811” into a liquid crystal composition (“ZLI1565” manufactured by E. Merck) from a liquid crystal injection port by a normal method. Sealed with a cured resin.
[0070]
The color display active matrix drive type liquid crystal element manufactured in this way is a reliable liquid crystal element capable of forming contact holes uniformly in the surface, having a high aperture ratio and high display performance.
[0071]
(Example 2)
The opening of the black matrix is the opening shape shown in FIG. 5B (a = 75 μm, b = 10 μm, d = 10 μm, e = 225 μm), and is the same as in Example 1 except that the dry etching process was not performed. A liquid crystal element was produced.
[0072]
For the array substrate after the plasma treatment, the contact angle with respect to pure water was measured in the same manner as in Example 1.
Glass substrate surface: 10 °
Black matrix surface: 105 °
Met. Although the ink repellency on the surface of the black matrix was lowered, even when ink was applied to the opening, the ink did not spread in the contact hole, and a uniform contact hole could be formed in the surface.
[0073]
(Example 3)
After forming the colored portion in the same manner as in Example 1, a transparent electrode is formed on the entire surface by ITO sputtering without forming a planarizing layer, and the pixel electrode is patterned by photolithography, so that the TFT is electrically connected via the contact hole. Pixel electrodes that are electrically conductive are formed.
[0074]
Next, a negative transparent photosensitive resin (“NN-500” manufactured by Nippon Synthetic Rubber Co., Ltd.) was applied on the pixel electrode. The film thickness of the photosensitive resin layer is expected to be a shrinkage amount in which the film thickness is shrunk in a baking process for the purpose of increasing the film hardness of the subsequent process in order to make the interval between the liquid crystal cells for display 5 μm thick, for example. Was applied at a film thickness of 5.4 μm. After that, by using a photomask to irradiate the photosensitive resin with ultraviolet rays in advance according to the cross-shaped alignment marks formed outside the effective pixel region on the active matrix substrate, the development process is performed with an alkali developer. The unexposed portions were dissolved to form columnar photolitho spacers at predetermined positions on the black matrix irradiated with ultraviolet rays.
[0075]
The substrate on which the photolitho spacer was formed was baked at a temperature of 200 ° C., so that the columnar photolitho spacer was thermally cured to have a function as a spacer having a thickness of 5 μm. Hereinafter, a liquid crystal element was produced in the same manner as in Example 1 except that a spherical spacer was not used.
[0076]
In this example, a planarizing layer was not used, but a reliable liquid crystal element with high display performance could be obtained.
[0077]
Example 4
A black matrix was formed in the same manner as in Example 1 except that post-baking was not performed. When post-baking is performed, the glass substrate surface exposed at the opening of the black matrix is contaminated with organic substances, and the ink is difficult to spread. Therefore, a colored portion was formed after the development of the black matrix.
[0078]
The contact angles of the black matrix and the glass substrate surface with respect to pure water before forming the colored portion are as follows.
Glass substrate surface: 10 °
Black matrix surface: 70 °
[0079]
Since the contact angle with pure water on the surface of the black matrix was small, the margin for color mixing was small, but after forming the colored portion by ink jet, the ink did not spread in the contact hole, and the contact hole could be formed.
[0080]
(Comparative Example 1)
A color filter-on-array substrate was produced in the same manner as in Example 1 except that the opening of the black matrix was changed to the opening shape shown in FIG. 5C (a = 75 μm, e = 225 μm). However, after forming the colored portion by inkjet, all the openings of the black matrix are filled with ink, and a contact hole cannot be formed.
[0081]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, by forming a region in which the ink cannot penetrate into the opening due to the surface tension of the ink, a colored portion is formed in the opening of the partition wall using the inkjet method, and at the same time, the contact hole is formed. Thus, the pixel electrode and the switching element can be easily conducted. Therefore, it is possible to easily provide a color filter-on-array structure with contact holes, and simultaneously realize a high aperture ratio and rationalization of the manufacturing process, thereby reducing the cost of an active matrix drive type liquid crystal device with excellent color display characteristics. It becomes possible to provide.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an embodiment of a liquid crystal element of the present invention.
2 is a schematic cross-sectional view showing a manufacturing process of the active matrix substrate of the liquid crystal element shown in FIG. 1. FIG.
FIG. 3 is a schematic plan view showing an example of an opening shape of a partition wall in the manufacturing method of the present invention.
FIG. 4 is a schematic plan view showing another example of the shape of the opening of the partition wall in the manufacturing method of the present invention.
FIG. 5 is a schematic plan view showing an opening shape of a partition wall in an example of the present invention.
[Explanation of symbols]
1,21 Base
2 TFT
3 Bulkhead
4 openings
5 Ink
6, 6 'contact hole
7 Coloring part
8 Planarization layer
9 Pixel electrode
10 Active matrix substrate
11 Gate electrode
12 Gate insulation film
13 Semiconductor layer
14 Source electrode
15 Drain electrode
16, 23 Alignment film
17 Spacer
18 Liquid crystal layer
20 Counter electrode
22 Common electrode

Claims (15)

表面と裏面とを有する基体及び該基体の表面側に走査信号線情報信号線スイッチング素子該スイッチング素子を介して信号が印加される画素電極該画素電極に対応する着色部を有するアクティブマトリクス基板と、表面と裏面とを有する基体及び該基体の表面側に対向電極を有する対向基板と、液晶層とを有し、
前記アクティブマトリクス基板の基体の表面と前記対向基板の基体の表面とを対向配置し、且つ、前記アクティブマトリクス基板及び前記対向基板が液晶層を挟持してなる液晶素子の製造方法であって、
前記アクティブマトリクス基板を製造する方法が、
前記基体の表面に互いに交差する複数の走査信号線及び情報信号線と、該走査信号線及び情報信号線との交差部接続したスイッチング素子とを形成する工程と、
前記着色部を形成するための着色部形成領域と、前記基体表面側から見たときに前記スイッチング素子が露出した領域を含むコンタクトホールと、を有する開口部を複数設けた隔壁を、前記基板の表面及び前記スイッチング素子の表面に樹脂組成物により形成する工程と、
前記開口部の着色部形成領域にインクジェット方式によりインクを付与する工程と、
前記インクを硬化することで着色部を形成する工程と、
前記コンタクトホールを介して前記スイッチング素子と電気的に導通する画素電極を形成する工程と、をこの順に有し、
前記コンタクトホールは前記基板の表面側から見たときに前記着色部形成領域と連結しており、
前記インクは、前記インクの表面張力を利用することにより、前記コンタクトホールへ侵入しないように付与される
ことを特徴とする液晶素子の製造方法。
Front and back and the scanning signal line on the surface side of the substrate and said substrate having the information signal line, an active having a switching element, a pixel electrode to which a signal is applied via the switching element, the colored portion corresponding to the pixel electrode A matrix substrate, a substrate having a front surface and a back surface , a counter substrate having a counter electrode on the surface side of the substrate, and a liquid crystal layer,
A method of manufacturing a liquid crystal element in which the surface of the base of the active matrix substrate and the surface of the base of the counter substrate are arranged to face each other, and the active matrix substrate and the counter substrate sandwich a liquid crystal layer,
Method for producing the active matrix substrate,
Forming a plurality of scanning signal lines and information signal lines which cross each other on the surface of the substrate, and a switching element connected to the intersection between the scanning signal lines and information signal lines,
A partition wall provided with a plurality of openings having a colored portion forming region for forming the colored portion and a contact hole including a region where the switching element is exposed when viewed from the substrate surface side , A step of forming a resin composition on the surface and the surface of the switching element ;
A step of applying an ink by an inkjet method in the colored portion-forming region of the opening,
Forming a colored portion by curing the ink ;
And a step of forming a pixel electrode which conducts the switched elements electrically via the contact hole in this order,
The contact hole is connected to the colored portion forming region when viewed from the surface side of the substrate,
The method of manufacturing a liquid crystal element, wherein the ink is applied so as not to enter the contact hole by utilizing a surface tension of the ink .
前記コンタクトホールは前記基板の表面側から見たときの形状が矩形であり、且つ、前記矩形のうちの1辺で前記着色部形成領域と連結している請求項1に記載の液晶素子の製造方法。2. The liquid crystal device according to claim 1, wherein the contact hole has a rectangular shape when viewed from the front surface side of the substrate, and is connected to the colored portion forming region at one side of the rectangle. Method. 前記着色部形成領域は前記基板の表面側から見たときの形状が矩形であり、前記矩形のコンタクトホールの1辺と、前記矩形の着色部形成領域の1辺とが連結している請求項2に記載の液晶素子の製造方法。The colored portion forming region has a rectangular shape when viewed from the surface side of the substrate, and one side of the rectangular contact hole is connected to one side of the rectangular colored portion forming region. The manufacturing method of the liquid crystal element of 2. 前記矩形の着色部の1辺と連結している前記矩形のコンタクトホールの1辺の長さが、前記矩形の着色部形成領域のうちの最も短い辺の長さの1/2以下である請求項3に記載の液晶素子の製造方法。 The length of one side of the rectangular contact hole connected to one side of the rectangular colored portion is ½ or less of the length of the shortest side of the rectangular colored portion forming region. Item 4. A method for producing a liquid crystal element according to Item 3. 前記インクの表面張力が30mN/m以上である請求項1〜4のいずれか1項に記載の液晶素子の製造方法。 The method for producing a liquid crystal element according to claim 1, wherein the ink has a surface tension of 30 mN / m or more. 前記隔壁表面の純水に対する接触角が90°以上である請求項1〜5のいずれか1項に記載の液晶素子の製造方法。 The method for producing a liquid crystal element according to claim 1, wherein a contact angle of the partition wall surface with respect to pure water is 90 ° or more. 前記隔壁を形成する工程と前記インクを付与する工程との間に、該隔壁表面の撥インク性を高めるための撥インク化処理を施す工程を有する請求項1〜6のいずれか1項に記載の液晶素子の製造方法。 Between the step of applying the ink and the step of forming the partition wall, according to claim 1 including the step of applying an ink repellent treatment in order to improve the ink repellency of the partition wall surface Liquid crystal element manufacturing method. 前記撥インク化処理が、少なくともフッ素原子を含有するガス雰囲気下で前記隔壁にプラズマ照射するプラズマ処理工程である請求項に記載の液晶素子の製造方法。 The ink repellent treatment is a method of manufacturing a liquid crystal device according to claim 7, which is a plasma treatment process of irradiating plasma on the partition wall in a gas atmosphere containing at least fluorine atom. 前記プラズマ処理工程で導入するガスが、CF4、SF6、CHF3、C26、C38、C58から選択される少なくとも1種のハロゲンガスである請求項に記載の液晶素子の製造方法。Gas introduced in the plasma processing step, according to the CF 4, SF 6, CHF 3 , C 2 F 6, C 3 F 8, C 5 claim 8 is at least one halogen gas selected from F 8 Liquid crystal element manufacturing method. 前記プラズマ処理工程で導入するガスが、CF4、SF6、CHF3、C26、C38、C58から選択される少なくとも1種のハロゲンガスとO2ガスとの混合ガスであり、O2の混合比率が30%以下である請求項に記載の液晶素子の製造方法。 The gas introduced in the plasma treatment step is a mixture of at least one halogen gas selected from CF 4 , SF 6 , CHF 3 , C 2 F 6 , C 3 F 8 , and C 5 F 8 and O 2 gas. The method for producing a liquid crystal element according to claim 8 , wherein the gas is a gas and the mixing ratio of O 2 is 30% or less. 前記隔壁を形成する工程と前記プラズマ処理工程との間に、酸素、アルゴン、ヘリウムから選択される少なくとも1種のガス雰囲気下で、前記隔壁を形成した基体にプラズマ照射するドライエッチング処理を行う工程を有する請求項8〜10のいずれか1項に記載の液晶素子の製造方法。 A step of performing a dry etching process of irradiating the substrate on which the partition wall is formed with plasma in at least one gas atmosphere selected from oxygen, argon, and helium between the step of forming the partition wall and the plasma treatment process The manufacturing method of the liquid crystal element of any one of Claims 8-10 which have these . 前記隔壁遮光剤を含む樹脂組成物からなる請求項1〜11のいずれか1項に記載の液晶素子の製造方法。 The method for producing a liquid crystal element according to claim 1, wherein the partition wall is made of a resin composition containing a light shielding agent. 前記インクが少なくとも着色剤、硬化成分、水、有機溶剤を含有する請求項1〜12のいずれか1項に記載の液晶素子の製造方法。 The method for producing a liquid crystal element according to claim 1, wherein the ink contains at least a colorant, a curing component, water, and an organic solvent. 前記着色部を形成する工程と前記画素電極を形成する工程との間に、前記基板表面側から見たときに前記画素電極、平坦化層、着色部の順となるように平坦化層を形成する工程を有する請求項1〜13のいずれか1項に記載の液晶素子の製造方法。 A flattening layer is formed between the step of forming the colored portion and the step of forming the pixel electrode so that the pixel electrode, the flattened layer, and the colored portion are in this order when viewed from the substrate surface side. The manufacturing method of the liquid crystal element of any one of Claims 1-13 which has the process to do . 前記平坦化層を形成する工程は、前記着色部上及び前記コンタクトホール中に感光性樹脂からなる前記平坦化層を形成した後、フォトリソグラフィにより前記コンタクトホール中の前記平坦化層を穿つことで新たなコンタクトホールを形成する工程である請求項14に記載の液晶素子の製造方法。 The step of forming the planarizing layer is formed by forming the planarization layer made of a photosensitive resin in the colored portion and on the contact hole, the drilled the planarization layer in the contact hole by photolithography The method for manufacturing a liquid crystal element according to claim 14 , wherein the process is a step of forming a new contact hole.
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