JPH07134290A - 液晶表示装置およびその製造方法 - Google Patents

液晶表示装置およびその製造方法

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JPH07134290A
JPH07134290A JP28316693A JP28316693A JPH07134290A JP H07134290 A JPH07134290 A JP H07134290A JP 28316693 A JP28316693 A JP 28316693A JP 28316693 A JP28316693 A JP 28316693A JP H07134290 A JPH07134290 A JP H07134290A
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JP
Japan
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liquid crystal
display device
crystal display
active element
color filter
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Withdrawn
Application number
JP28316693A
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English (en)
Inventor
Shoichi Kurauchi
昭一 倉内
Yasue Moriizumi
泰恵 森泉
Hitoshi Hado
仁 羽藤
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Publication of JPH07134290A publication Critical patent/JPH07134290A/ja
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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/136—Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
    • G02F1/1362—Active matrix addressed cells
    • G02F1/136222—Colour filters incorporated in the active matrix substrate

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  • Liquid Crystal (AREA)
  • Optical Filters (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 カラー画像表示が可能な液晶表示装置を高歩
留りで安価に製造する。 【構成】 ガラス基板１上にＴＦＴ２と、これに接続さ
れた画素電極３と、その上にインクジェットで形成され
たカラーフィルタ４と、隣り合う画素電極３どうしの間
隙領域をおよびＴＦＴ２の上覆うように形成された遮光
層５とを備えたＴＦＴアレイ基板６と、このＴＦＴアレ
イ基板６に対して間隙を有して対向配置される対向電極
７とその上を覆う配向膜８ａとを備えた対向基板９と、
ＴＦＴアレイ基板６の上に形成された配向膜８ｂと対向
基板９の上に形成された配向膜８ａとの間隙に挟持され
周囲を接着剤兼封止材１０で封止された液晶層１１とか
ら、その主要部が構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は液晶表示装置に係り、特
にカラーフィルタを用いてカラー表示が可能な液晶表示
装置およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】液晶テレビや各種情報機器の表示装置と
して用いられる液晶表示装置における表示画像のカラー
化が、近年盛んに促進されている。このような液晶表示
装置の画像表示のカラー化を実現するためには一般にカ
ラーフィルタが用いられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、一般に
従来のカラーフィルタの製造方法によれば、フォトリソ
グラフィープロセスを用いているため、製造プロセスの
煩雑化が避けられず、製造時の歩留まりが低くコスト高
であるという問題がある。あるいは量産効果を狙った印
刷方式によるカラーフィルタの製造方法も提案されてい
るが、スループット自体は比較的良好なものの、この印
刷方式においては製造精度が比較的低く、また製造歩留
まりが低いという問題がある。このような結果、従来の
技術で製造されるカラーフィルタのコストは高価なもの
となるという問題があった。
【０００４】また上述のようなカラーフィルタは、一般
に対向基板側に配置されていたので、対向基板と能動素
子アレイ基板とを組み合わせる際の位置合せ精度などの
問題から、その位置合せ誤差を見込んだマージンが必要
なために画素電極を覆う遮光層をやや大きめに形成して
いた。したがって遮光層からの画素の開口部の面積が狭
くなるため、表示画像が暗くなるという問題があった。
【０００５】また、対向基板側にカラーフィルタを設け
ていたので、能動素子アレイ基板と対向基板の間の間隙
（セルギャップ）のために斜め方向からの視差が生じ
（つまり表示光のリタデーションが変化してしまい）視
野角ごとに表示画像の色が変化してしまうという問題が
あった。
【０００６】本発明は、このような問題を解決するため
になされたもので、その目的は、カラー画像を表示する
液晶表示装置に用いられるカラーフィルタの製造工程を
簡略化してその製造歩留まりを向上しこのカラーフィル
タを用いてカラー化を実現した液晶表示装置を安価に提
供することを目的としている。
【０００７】また、画素の開口率が高く輝度の高い表示
を実現することができ、かつ視野角ごとに視差が生じる
といったことのない均一な表示が可能な液晶表示装置を
実現することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の液晶表示装置は、複数本の走査線と、前記
走査線に交差して配置された複数本の信号線と、前記走
査線および前記信号線で形成されるマトリックスの各格
子ごとに配設された画素電極と、前記画素電極と前記走
査線と前記信号線とに接続されて前記画素電極に印加す
る液晶駆動電圧のスイッチング動作を行なう能動素子と
を透明絶縁性基板上に備えた能動素子アレイ基板と、絶
縁性基板上に対向電極を備えた対向基板であって前記能
動素子アレイ基板の画素電極と前記対向電極との間が間
隙を有して対向するように配置され周囲を封止されて前
記間隙に液晶層を挟持する対向基板とを備えた液晶表示
装置において、前記能動素子アレイ基板上に、滴状の着
色材料を被着させて成膜されたカラーフィルタを具備す
るとともに、前記能動素子アレイ基板上に、前記画素電
極どうしの間隙領域および前記能動素子の上を覆うよう
に形成された遮光層とを具備することを特徴としてい
る。
【０００９】また、複数本の走査線と、前記走査線に交
差して配置された複数本の信号線と、前記走査線および
前記信号線で形成されるマトリックスの各格子ごとに配
設された画素電極と、前記画素電極と前記走査線と前記
信号線とに接続されて前記画素電極に印加する液晶駆動
電圧のスイッチング動作を行なう能動素子とを透明絶縁
性基板上に備えた能動素子アレイ基板と、絶縁性基板上
に対向電極を備えた対向基板であって前記能動素子アレ
イ基板の画素電極と前記対向電極との間が間隙を有して
対向するように配置され周囲を封止されて前記間隙に液
晶層を挟持する対向基板とを備えた液晶表示装置におい
て、前記能動素子アレイ基板上に、滴状の着色材料を被
着させて成膜されたカラーフィルタを具備するととも
に、前記対向基板上に、前記画素電極どうしの間隙領域
および前記能動素子の上を覆うように形成された遮光層
を具備することを特徴としている。
【００１０】また、上記の液晶表示装置において、前記
走査線および前記信号線で形成されるマトリックスの各
格子内ごとに前記カラーフィルタの 1セルずつが形成さ
れて、前記走査線および前記信号線が前記各格子ごとの
前記カラーフィルタの仕切りパターンとして用いられて
いることを特徴としている。
【００１１】また、上記の液晶表示装置において、前記
遮光層で形成されるマトリックスの各格子内ごとに前記
カラーフィルタの 1セルが形成されており、前記遮光層
が前記各格子ごとの前記カラーフィルタの仕切りパター
ンとして用いられていることを特徴としている。
【００１２】また、上記の液晶表示装置において、前記
画素電極よりも下層に前記カラーフィルタが形成されて
いることを特徴としている。
【００１３】また、上記の液晶表示装置において、前記
カラーフィルタが前記画素電極として用いられているこ
とを特徴としている。
【００１４】また、上記の液晶表示装置において、前記
カラーフィルタが、比抵抗 100ｋΩ・ｃｍ以下の導電体
であることを特徴としている。
【００１５】また、上記課題を解決するために、本発明
の液晶表示装置の製造方法は、透明絶縁性基板上に複数
本の走査線と前記走査線に交差して配置された複数本の
信号線とを形成し、前記走査線および前記信号線で構成
されるマトリックスの各格子ごとに画素電極を形成し、
前記画素電極と前記走査線と前記信号線とに接続されて
前記画素電極に印加する液晶駆動電圧のスイッチング動
作を行なう能動素子を形成して、能動素子アレイ基板を
形成する工程と、絶縁性基板上に対向電極を形成して対
向基板を形成する工程と、前記能動素子アレイ基板の画
素電極と前記対向基板の前記対向電極とが間隙を有して
対向するように前記能動素子アレイ基板と前記対向基板
とを対向配置し、周囲を封止して前記間隙に液晶層を注
入する工程とを備えた液晶表示装置の製造方法におい
て、インクジェット装置により着色材料を滴状に前記能
動素子基板上に投射してカラーフィルタを形成する工程
を具備することを特徴としている。
【００１６】また、上記の液晶表示装置の製造方法にお
いて、前記能動素子アレイ基板上に、前記画素電極どう
しの間隙領域および前記能動素子の上を覆うように遮光
層を形成する工程を具備することを特徴としている。
【００１７】また、上記の液晶表示装置の製造方法にお
いて、前記複数本の走査線と前記走査線に交差して配置
された複数本の信号線とを形成した以後に、前記走査線
および前記信号線が構成する前記各格子ごとに前記カラ
ーフィルタを 1セルずつに仕切る仕切りパターンとして
前記走査線および前記信号線を用いて、記各格子内ごと
に前記カラーフィルタの 1セルずつが形成されるよう
に、受容層を形成後に前記インクジェット装置により前
記着色材料を滴状に前記能動素子基板上に投射して、も
しくはバインダー中に着色材料を分散させたものを前記
インクジェット装置により前記能動素子基板上に投射し
て、前記カラーフィルタを形成する工程を具備すること
を特徴としている。
【００１８】また、上記の液晶表示装置の製造方法にお
いて、前記遮光層を形成した以後に、前記遮光層が構成
する各格子ごとに前記カラーフィルタを 1セルずつに仕
切る仕切りパターンとして前記遮光層を用いて、前記各
格子内ごとに前記カラーフィルタの 1セルずつが形成さ
れるように、受容層を形成後に前記インクジェット装置
により前記着色材料を滴状に前記能動素子基板上に投射
して、もしくはバインダー中に着色材料を分散させたも
のを前記インクジェット装置により前記能動素子基板上
に投射して、前記カラーフィルタを形成する工程を具備
することを特徴としている。
【００１９】また、上記の液晶表示装置の製造方法にお
いて、前記画素電極を形成する以前に、前記カラーフィ
ルタを形成する工程を具備することを特徴としている。
【００２０】また、透明絶縁性基板上に複数本の走査線
と前記走査線に交差して配置された複数本の信号線とを
形成し、前記走査線および前記信号線で構成されるマト
リックスの各格子ごとに、受容層を形成後にインクジェ
ット装置により着色材料を滴状に前記能動素子基板上に
投射して、もしくはバインダー中に着色材料を分散させ
たものを前記インクジェット装置により前記能動素子基
板上に投射して、比抵抗 100ｋΩ・ｃｍ以下の導電体の
カラーフィルタを形成し、前記カラーフィルタと前記走
査線と前記信号線とに接続されて前記カラーフィルタに
印加する液晶駆動電圧のスイッチング動作を行なう能動
素子を形成して、能動素子アレイ基板を形成する工程
と、絶縁性基板上に対向電極を形成して対向基板を形成
する工程と、前記能動素子アレイ基板のカラーフィルタ
と前記対向基板の前記対向電極とが間隙を有して対向す
るように前記能動素子アレイ基板と前記対向基板とを対
向配置し、周囲を封止して前記間隙に液晶層を注入する
工程とを具備することを特徴としている。
【００２１】また、上記の液晶表示装置の製造方法にお
いて、前記能動素子の接続部と前記画素電極との電極的
接続を、前記能動素子の接続部の上にカラーフィルタを
形成することを避けて前記能動素子の接続部を露出さ
せ、あるいは前記能動素子の接続部の上のカラーフィル
タを除去して前記能動素子の接続部を露出させた後に、
画素電極を直接に前記能動素子の接続部と接触するよう
に形成して行なう工程を具備することを特徴としてい
る。
【００２２】
【作用】本発明によれば、着色材料をインクジェット方
式によって滴状に出射させて能動素子アレイ基板上に形
成することで、カラーフィルタをフォトリソグラフィ工
程を用いることなく製造することができる。従って、そ
の製造プロセスが飛躍的に簡易化され、その結果、カラ
ー画像表示が可能な液晶表示装置を高歩留りで安価に製
造することができる。この着色材料としては染料や顔料
等が考えられるが、耐熱特性を優先的に考慮すると顔料
が好ましい。さらに、インクジェットの方式としては、
ピエゾ方式やバブルジェット方式が考えられるが、高密
度化や低ノイズ化を低コストで実現できることからバブ
ルジェット方式の方が好ましい。しかしピエゾ方式を用
いてもよいことは言うまでもない。
【００２３】また、このように能動素子アレイ基板上に
カラーフィルタを形成することができるので、対向基板
側には対向電極だけを形成すればよく、対向基板の構造
を簡易化することができる。その結果、カラー画像表示
が可能な液晶表示装置を高歩留りで安価に提供すること
ができる。
【００２４】また、このように能動素子アレイ基板側に
カラーフィルタを形成しているので、能動素子アレイ基
板と対向基板との組み立ての際の位置ずれの誤差等を全
く考慮せずともよくなるため、少くとも位置合せ誤差の
マージン分に相当するだけの遮光層の開口面積を大きく
して画素部開口率を向上させることができ、その結果、
輝度が高くコントラスト特性の良好な画像表示を実現す
ることができる。
【００２５】また、カラーフィルタの各画素ごとの色セ
ルと画素電極とはともに能動素子アレイ基板上に固定さ
れて形成されるので、それらの間での斜め方向から見た
際などの視差による色変化の問題を解消することがで
き、視野角ごとの色変化の少ない液晶表示装置を実現す
ることができる。
【００２６】なお、付言するならば、ポリビニルアルコ
ールやポリイミド等からなるバインダー中に顔料のよう
な着色材料を分散させたものをインクジェット装置によ
り投射させれば、受容層を形成することを省略すること
もできる。
【００２７】
【実施例】以下、本発明に係る液晶表示装置の実施例
を、図面に基づいて詳細に説明する。 （実施例１）図
１は本発明に係る第１の実施例の液晶表示装置の構造を
示す断面図である。この液晶表示装置は、ガラス基板１
上に薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor；以下、
ＴＦＴと略称）２と、これに接続された画素電極３と、
その上にインクジェットにより着色材料を画素電極３上
に被着させて形成されたカラーフィルタ４と、隣り合う
画素電極３どうしの間隙領域をおよびＴＦＴ２の上覆う
ように形成された遮光層５とを備えたＴＦＴアレイ基板
６と、このＴＦＴアレイ基板６に対して間隙を有して対
向配置される対向電極７とその上を覆う配向膜８ａとを
備えた対向基板９と、ＴＦＴアレイ基板６の上に形成さ
れた配向膜８ｂと対向基板９の上に形成された配向膜８
ａとの間隙に挟持され周囲を接着剤兼封止材１０で封止
された液晶層１１とから、その主要部が構成されてい
る。そしてガラス基板１と対向基板９の外向面側にはそ
れぞれ偏光板１２、偏光板１３が貼設されている。
【００２８】この第１の実施例においては、特に上述の
カラーフィルタ４は、受容層を表示領域全面に形成後、
インクジェット装置を用いて着色材料を滴状に被着させ
各色セルを形成されたものである。また遮光層５は、黒
色系の着色材料をカラーフィルタ４の場合と同様にイン
クジェット装置を用いて前記画素電極３の上に被着させ
て形成されたものである。
【００２９】次に、このような第１の実施例の液晶表示
装置の製造工程を説明する。
【００３０】まず一般的なＴＦＴを形成するプロセスと
同様にして半導体層や絶縁層等の各層構造を成膜および
パターニングを繰り返して形成しＴＦＴ２を形成する。
そしてこのＴＦＴ２に接続される走査線および信号線を
配設する（走査線および信号線は図１においては図示省
略）そして走査線と信号線とで構成されるマトリックス
の各格子内にそれぞれ画素電極を形成し、縦横100 画
素、合計で10000 画素を有するＴＦＴアレイ基板６を形
成する。
【００３１】そしてその各画素ごとに所定の色の着色材
料をインクジェット装置を用いてインクジェット方式で
滴状に出射させて、各格子内ごとに色セルを 1つずつ被
着させて行き、カラーフィルタ４を形成する。
【００３２】その後、前記と同様のインクジェット装置
を用いてインクジェット方式により遮光性の高い黒色系
の材料を滴状に出射して、画素電極３どうしの間隙領域
およびＴＦＴ２の上を覆うように被着させて、遮光層５
を形成する。
【００３３】そしてポリイミド膜を成膜しその表面にラ
ビング配向処理を施して、配向膜８ｂを形成する。
【００３４】一方、対向基板９上には、ＩＴＯ膜を成膜
して対向電極７を形成し、さらにその上に前述同様の材
料を用いて配向膜８ａを形成する。
【００３５】そして対向基板９の周辺に沿って接着剤兼
封止材１０を液晶注入口を避けて印刷形成し、スペーサ
ーとして粒径６μｍのミクロパールを散布して間隙を保
持させて、その対向基板９とＴＦＴアレイ基板６とを対
向配置し接着する。このとき加熱して接着剤を硬化さ
せ、完全にＴＦＴアレイ基板６と対向基板９とが接着さ
れるようにする。
【００３６】そして液晶注入口より液晶組成物としてZL
I-1565（Ｅ．メルク社製）にS811を0.1wt ％添加したも
のを注入して液晶層１１として挟持させ、前記の液晶注
入口を紫外線硬化樹脂で封止して、液晶セル内部に封入
させる。
【００３７】このようにして、本発明に係る第１の実施
例の液晶表示装置を形成することができる。
【００３８】このように製造された本発明に係る第１の
実施例の液晶表示装置に液晶駆動回路系を接続し、この
液晶表示装置を駆動して表示を行わせ、その表示性能を
目視にて検証した。
【００３９】その結果、表示画像は輝度が高く良好な表
示であることが確認された。またこのとき、視野角を移
動させて各角度ごとの観測される色を検証したが、色ず
れ等の問題は発生していなかった。
【００４０】なお、ポリビニルアルコールやポリイミド
等からなるバインダー中に顔料のような着色材料を分散
させたものをインクジェット装置により投射させて各色
セルを形成すれば、受容層を形成することを省略するこ
ともできる。
【００４１】（実施例２）この液晶表示装置の構造は、
第１の実施例の液晶表示装置とほぼ同様の構造である
が、遮光層５が一般的なフォトリソグラフィ工程で形成
されていることが第１の実施例とは異なる点である。
【００４２】次に、このような第２の実施例の液晶表示
装置の製造工程を説明する。
【００４３】まず一般的なＴＦＴを形成するプロセスと
同様にして半導体層や絶縁層等の各層構造を成膜および
パターニングを繰り返して形成しＴＦＴ２を形成する。
そしてこのＴＦＴ２に接続される走査線および信号線を
配設する（走査線および信号線は図１においては図示省
略）そして走査線と信号線とで構成されるマトリックス
の各格子内にそれぞれ画素電極を形成し、縦横100 画
素、合計で10000 画素を有するＴＦＴアレイ基板６を形
成する。
【００４４】そしてその各画素ごとに受容層を形成後、
所定の色の着色材料をインクジェット装置を用いてイン
クジェット方式で滴状に出射させて、各格子内ごとに色
セルを 1つずつ被着させて行き、カラーフィルタ４を形
成する。
【００４５】その後、絶縁膜としてＳｉＯx 膜（シリコ
ン酸化膜）を 150ｎｍ成膜し、さらにこの上にＣｒ膜
（クローム膜）を 150ｎｍ成膜し、これをフォトリソグ
ラフィ工程によりパターニングして、画素電極３どうし
の間隙領域およびＴＦＴ２の上を覆うように被着させ
て、遮光層５を形成する。
【００４６】そしてポリイミド膜を成膜しその表面にラ
ビング配向処理を施して、配向膜８ｂを形成する。
【００４７】一方、対向基板９上には、ＩＴＯ膜を成膜
して対向電極７を形成し、さらにその上に前述同様の材
料を用いて配向膜８ａを形成する。
【００４８】そして対向基板９の周辺に沿って接着剤兼
封止材１０を液晶注入口を避けて印刷形成し、スペーサ
ーとして粒径６［μｍ］のミクロパールを散布して間隙
を保持させて、その対向基板９とＴＦＴアレイ基板６と
を対向配置し接着する。このとき加熱して接着剤を硬化
させ、完全にＴＦＴアレイ基板６と対向基板９とが接着
されるようにする。
【００４９】そして液晶注入口より液晶組成物としてZL
I-1565（Ｅ．メルク社製）にS811を0.1wt ％添加したも
のを注入して液晶層１１として挟持させ、前記の液晶注
入口を紫外線硬化樹脂で封止して、液晶セル内部に封入
させる。
【００５０】このようにして、本発明に係る第２の実施
例の液晶表示装置を形成することができる。
【００５１】このように製造された本発明に係る第２の
実施例の液晶表示装置に液晶駆動回路系を接続し、この
液晶表示装置を駆動して表示を行わせ、その表示性能を
目視にて検証した。
【００５２】その結果、表示画像は輝度が高く良好な表
示であることが確認された。またこのとき、視野角を移
動させて各角度ごとの観測される色を検証したが、色ず
れ等の問題は発生していなかった。
【００５３】なお、インクジェット装置を用いて各格子
ごとに色セルを被着させる際に、ポリビニルアルコール
やポリイミド等からなるバインダー中に顔料のような着
色材料を分散させたものを用いて、インクジェット装置
により投射させて各色セルを形成すれば、受容層を形成
することを省略することもできる。
【００５４】（実施例３）この第３の実施例の液晶表示
装置は、第１の実施例液晶表示装置における遮光層５
を、インクジェット方式ではなく 2μｍの膜厚の黒色レ
ジスト膜からフォトリソグラフィによりパターニングし
て形成したことを特徴としている。
【００５５】このように製造された本発明に係る第３の
実施例の液晶表示装置に液晶駆動回路系を接続し、この
液晶表示装置を駆動して表示を行わせ、その表示性能を
目視にて検証した。
【００５６】その結果、表示画像は輝度が高く良好な表
示であることが確認された。またこのとき、視野角を移
動させて各角度ごとの観測される色を検証したが、色ず
れ等の問題は発生していなかった。
【００５７】（実施例４）図２は本発明に係る第４の実
施例の液晶表示装置の構造を示す断面図である。なお、
この図２以降の図においては、第１の実施例と同様の部
位については図１と同一の番号を付して示している。
【００５８】この液晶表示装置の構造は、画素電極３が
カラーフィルタ４よりも上層に、つまり画素電極３の上
に絶縁層２０１を介してカラーフィルタ４が形成されて
いることを特徴としており第１の実施例とは異なる点で
あり、かつ画素電極３が直接にＴＦＴ２のソース領域上
面に接続されていることを特徴としている。また、その
ような層構造に形成するための製造方法として、カラー
フィルタ４を形成した後に、絶縁層２０１を形成し、さ
らにその絶縁層２０１の上にＴＦＴ２を形成し、また絶
縁層２０１を介してカラーフィルタ４の上に画素電極３
を形成したことを特徴としている。
【００５９】次に、このような第２の実施例の液晶表示
装置の製造工程を説明する。
【００６０】まず、ガラス基板１上に、Ｃｒ膜を 150ｎ
ｍの膜厚に成膜し、これをフォトリソグラフィ工程でパ
ターニングして、後工程で形成する画素電極３どうしの
間隙領域およびＴＦＴ２の上を覆うような格子状パター
ンに遮光層５を形成する。
【００６１】続いて、受容層を形成後、遮光層５により
構成される各格子ごとに所定の色の着色材料をインクジ
ェット装置を用いてインクジェット方式で滴状に出射さ
せて、各格子内ごとに色セルを 1つずつ被着させて行
き、カラーフィルタ４を形成する。なお、この際に、ポ
リビニルアルコールやポリイミド等からなるバインダー
中に顔料あるいは染料のような着色材料を分散させたも
のをインクジェット装置を用いて各格子ごとに投射させ
て各色セルを形成すれば、受容層を形成することを省略
することもできる。
【００６２】続いて、そのカラーフィルタ４および遮光
層５を覆うように絶縁層２０１を形成し、この絶縁層２
０１を介してカラーフィルタ４の各色セルが形成された
部分ごとに画素電極３を形成する。
【００６３】そして一般的なＴＦＴを形成するプロセス
と同様にして半導体層や絶縁層等の各層構造の成膜およ
びパターニングを繰り返して、ＴＦＴ２を形成する。そ
してこのＴＦＴ２に接続される走査線および信号線を配
設する。そしてポリイミド膜を成膜しその表面にラビン
グ配向処理を施して、配向膜８ｂを形成する。
【００６４】こうしてＴＦＴアレイ基板６を形成する。
【００６５】一方、対向基板９上には、ＩＴＯ膜を成膜
しこれをパターニングして対向電極７を形成し、さらに
その上に前述同様の材料を用いて配向膜８ａを形成す
る。
【００６６】そして対向基板９の周辺に沿って接着剤兼
封止材１０を液晶注入口を避けて印刷形成し、スペーサ
ーとして粒径６［μｍ］のミクロパールを散布して間隙
を保持させて、その対向基板９とＴＦＴアレイ基板６と
を対向配置し接着する。このとき加熱して接着剤を硬化
させ、完全にＴＦＴアレイ基板６と対向基板９とが接着
されるようにする。
【００６７】そして液晶注入口より液晶組成物としてZL
I-1565（Ｅ．メルク社製）にS811を0.1wt ％添加したも
のを注入して液晶層１１として挟持させ、前記の液晶注
入口を紫外線硬化樹脂で封止して、液晶セル内部に封入
させる。
【００６８】このようにして、本発明に係る第２の実施
例の液晶表示装置を形成することができる。
【００６９】このように製造された本発明に係る第２の
実施例の液晶表示装置に液晶駆動回路系を接続し、この
液晶表示装置を駆動して表示を行わせ、その表示性能を
目視にて検証した。
【００７０】その結果、表示画像は輝度が高く良好な表
示であることが確認された。またこのとき、視野角を移
動させて各角度ごとの観測される色を検証したが、色ず
れ等の問題は発生していなかった。
【００７１】（実施例５）この第５の実施例の液晶表示
装置は、第１の実施例液晶表示装置における遮光層５を
対向基板９側に形成し、かつカラーフィルタ４を導電性
の良好な材料から形成し、このカラーフィルタ４の各色
セルをそれぞれＴＦＴ２と接続して各画素電極として用
いて、上述の画素電極３を省略したことを特徴としてい
る。そしてその他の構造は第１の実施例の液晶表示装置
とほぼ同様である。この構造を図３に示す。
【００７２】このように製造された本発明に係る第５の
実施例の液晶表示装置に液晶駆動回路系を接続し、この
液晶表示装置を駆動して表示を行わせ、その表示性能を
目視にて検証した。
【００７３】その結果、表示画像は輝度が高く良好な表
示であることが確認された。またこのとき、視野角を移
動させて各角度ごとの観測される色を検証したが、色ず
れ等の問題は発生していなかった。
【００７４】また、画素電極３を省略することができる
ので、構造を簡易なものとすることができ、またその製
造方法も簡易化することができ、カラー画像の表示が可
能な液晶表示装置を高歩留まりで安価に製造することが
できる。
【００７５】（実施例６）この第６の実施例の液晶表示
装置は、第５の実施例の液晶表示装置において、遮光層
５をＴＦＴアレイ基板６側に設けて、その遮光層５を各
色セルの外郭を仕切る仕切りパターンとして用いて、カ
ラーフィルタ４の各色セルを形成したことを特徴として
いる。
【００７６】本実施例の液晶表示装置においては、比抵
抗が2000ｋΩ・ｃｍの黒色レジストをフォトリソグラフ
ィ工程でパターニングして遮光層５を形成し、この遮光
層５で構成される各格子内ごとに、低抵抗材料としてポ
リイソチアナフチンに顔料を分散した着色材料をインク
ジェットで出射して各色セルを形成して、カラーフィル
タ４を得る。
【００７７】このように製造された本発明に係る第６の
実施例の液晶表示装置に液晶駆動回路系を接続し表示を
行わせ、表示性能を目視にて検証した。その結果、表示
画像は輝度が高く良好な表示であることが確認された。
またこのとき視野角を移動させても色ずれ等の問題は発
生していなかった。また、この構成によれば画素電極３
を省略することができるので、構造およびその製造方法
を簡易化することができ、カラー画像の表示が可能な液
晶表示装置を高歩留まりで安価に製造することができ
る。
【００７８】なお、上記の第６の実施例においても、ポ
リビニルアルコールやポリイミド等からなるバインダー
中に顔料のような着色材料を分散させたものを用いて、
インクジェット装置により投射させて各色セルを形成し
ても良い。このようにすれば、受容層を形成することを
省略することが可能となるという効果も得ることができ
る。
【００７９】また、上記の各実施例におけるカラーフィ
ルタ４を形成するために用いられる低抵抗な着色材料と
しては、上記のポリイソチアナフチンに顔料を分散した
着色材料のみには限定されないことは言うまでもない。
この他にも、例えばポリ塩化ビニルにポリピロールを混
合させたものなどを好適に用いることができる。
【００８０】また、上記の各実施例では、図示の簡潔化
のために走査線および信号線の図示を省略したが、本発
明の液晶表示装置およびその製造方法は、例えば第６の
実施例においてカラーフィルタ４の各色セルの仕切りパ
ターンとして用いた遮光層５の代りに、走査線および信
号線で構成される各格子を仕切りパターンとして用い
て、その各格子内ごとにカラーフィルタ４の各色セルを
形成することができることは言うまでもない。
【００８１】また、上記実施例ではインクジェット方式
を用いた場合について説明したが、インクジェット方式
以外にも、例えばオフセット印刷法によって着色材料を
滴状に基板上に被着させて本発明に係るカラーフィルタ
を形成することも可能であることは言うまでもない。
【００８２】
【発明の効果】以上、詳細な説明で明示したように、本
発明によれば、カラー画像を表示する液晶表示装置に用
いられるカラーフィルタの製造工程を簡略化してその製
造歩留まりを向上し、カラー表示が可能な液晶表示装置
を安価に提供することができる。 また、画素の開口率
が高く輝度の高い表示を実現することができ、かつ視野
角ごとに視差が生じるといったことのない均一な表示が
可能な液晶表示装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施例の液晶表示装置の構造を示す断面
図である。
【図２】第４の実施例の液晶表示装置の構造を示す断面
図である。
【図３】第５の実施例の液晶表示装置の構造を示す断面
図である。
【図４】第６の実施例の液晶表示装置の構造を示す断面
図である。
【符号の説明】
１…ガラス基板、２…ＴＦＴ、３…画素電極、４…カラ
ーフィルタ、５…遮光層、６…ＴＦＴアレイ基板、７…
対向電極、８…配向膜、９…対向基板、１０…接着剤兼
封止材、１１…液晶層、１２、１３…偏光板

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 複数本の走査線と、前記走査線に交差し
    て配置された複数本の信号線と、前記走査線および前記
    信号線で形成されるマトリックスの各格子ごとに配設さ
    れた画素電極と、前記画素電極と前記走査線と前記信号
    線とに接続されて前記画素電極に印加する液晶駆動電圧
    のスイッチング動作を行なう能動素子とを透明絶縁性基
    板上に備えた能動素子アレイ基板と、絶縁性基板上に対
    向電極を備えた対向基板であって前記能動素子アレイ基
    板の画素電極と前記対向電極との間が間隙を有して対向
    するように配置され周囲を封止されて前記間隙に液晶層
    を挟持する対向基板とを備えた液晶表示装置において、 前記能動素子アレイ基板上に、滴状の着色材料を被着さ
    せて成膜されたカラーフィルタを具備するとともに、 前記能動素子アレイ基板上に、前記画素電極どうしの間
    隙領域および前記能動素子の上を覆うように形成された
    遮光層とを具備することを特徴とする液晶表示装置。
  2. 【請求項２】 複数本の走査線と、前記走査線に交差し
    て配置された複数本の信号線と、前記走査線および前記
    信号線で形成されるマトリックスの各格子ごとに配設さ
    れた画素電極と、前記画素電極と前記走査線と前記信号
    線とに接続されて前記画素電極に印加する液晶駆動電圧
    のスイッチング動作を行なう能動素子とを透明絶縁性基
    板上に備えた能動素子アレイ基板と、絶縁性基板上に対
    向電極を備えた対向基板であって前記能動素子アレイ基
    板の画素電極と前記対向電極との間が間隙を有して対向
    するように配置され周囲を封止されて前記間隙に液晶層
    を挟持する対向基板とを備えた液晶表示装置において、 前記能動素子アレイ基板上に、滴状の着色材料を被着さ
    せて成膜されたカラーフィルタを具備するとともに、 前記対向基板上に、前記画素電極どうしの間隙領域およ
    び前記能動素子の上を覆うように形成された遮光層を具
    備することを特徴とする液晶表示装置。
  3. 【請求項３】 請求項１乃至２記載の液晶表示装置にお
    いて、 前記走査線および前記信号線で形成されるマトリックス
    の各格子内ごとに前記カラーフィルタの 1セルずつが形
    成されて、前記走査線および前記信号線が前記各格子ご
    との前記カラーフィルタの仕切りパターンとして用いら
    れていることを特徴とする液晶表示装置。
  4. 【請求項４】 請求項１乃至２記載の液晶表示装置にお
    いて、 前記遮光層で形成されるマトリックスの各格子内ごとに
    前記カラーフィルタの1セルが形成されており、前記遮
    光層が前記各格子ごとの前記カラーフィルタの仕切りパ
    ターンとして用いられていることを特徴とする液晶表示
    装置。
  5. 【請求項５】 請求項１乃至４記載の液晶表示装置にお
    いて、 前記画素電極よりも下層に前記カラーフィルタが形成さ
    れていることを特徴とする液晶表示装置。
  6. 【請求項６】 請求項１乃至４記載の液晶表示装置にお
    いて、 前記カラーフィルタが前記画素電極として用いられてい
    ることを特徴とする液晶表示装置。
  7. 【請求項７】 請求項６記載の液晶表示装置において、 前記カラーフィルタが、比抵抗 100ｋΩ・ｃｍ以下の導
    電体であることを特徴とする液晶表示装置。
  8. 【請求項８】 透明絶縁性基板上に複数本の走査線と前
    記走査線に交差して配置された複数本の信号線とを形成
    し、前記走査線および前記信号線で構成されるマトリッ
    クスの各格子ごとに画素電極を形成し、前記画素電極と
    前記走査線と前記信号線とに接続されて前記画素電極に
    印加する液晶駆動電圧のスイッチング動作を行なう能動
    素子を形成して、能動素子アレイ基板を形成する工程
    と、絶縁性基板上に対向電極を形成して対向基板を形成
    する工程と、前記能動素子アレイ基板の画素電極と前記
    対向基板の前記対向電極とが間隙を有して対向するよう
    に前記能動素子アレイ基板と前記対向基板とを対向配置
    し、周囲を封止して前記間隙に液晶層を注入する工程と
    を備えた液晶表示装置の製造方法において、 インクジェット装置により着色材料を滴状に前記能動素
    子基板上に投射してカラーフィルタを形成する工程を具
    備することを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
  9. 【請求項９】 請求項８記載の液晶表示装置の製造方法
    において、 前記能動素子アレイ基板上に、前記画素電極どうしの間
    隙領域および前記能動素子の上を覆うように遮光層を形
    成する工程を具備することを特徴とする液晶表示装置の
    製造方法。
  10. 【請求項１０】 請求項８乃至９記載の液晶表示装置の
    製造方法において、 前記複数本の走査線と前記走査線に交差して配置された
    複数本の信号線とを形成した以後に、前記走査線および
    前記信号線が構成する前記各格子ごとに前記カラーフィ
    ルタを 1セルずつに仕切る仕切りパターンとして前記走
    査線および前記信号線を用いて、前記各格子内ごとに前
    記カラーフィルタの 1セルずつが形成されるように前記
    インクジェット装置により前記着色材料を滴状に前記能
    動素子基板上に投射して前記カラーフィルタを形成する
    工程を具備することを特徴とする液晶表示装置の製造方
    法。
  11. 【請求項１１】 請求項９記載の液晶表示装置の製造方
    法において、 前記遮光層を形成した以後に、前記遮光層が構成する各
    格子ごとに前記カラーフィルタを 1セルずつに仕切る仕
    切りパターンとして前記遮光層を用いて、前記各格子内
    ごとに前記カラーフィルタの 1セルずつが形成されるよ
    うに前記インクジェット装置により前記着色材料を滴状
    に前記能動素子基板上に投射して前記カラーフィルタを
    形成する工程を具備することを特徴とする液晶表示装置
    の製造方法。
  12. 【請求項１２】 請求項８乃至１１記載の液晶表示装置
    の製造方法において、 前記画素電極を形成する以前に、前記カラーフィルタを
    形成する工程を具備することを特徴とする液晶表示装置
    の製造方法。
  13. 【請求項１３】 透明絶縁性基板上に複数本の走査線と
    前記走査線に交差して配置された複数本の信号線とを形
    成し、前記走査線および前記信号線で構成されるマトリ
    ックスの各格子ごとにインクジェット装置により着色材
    料を滴状に前記能動素子基板上に投射して比抵抗 100ｋ
    Ω・ｃｍ以下の導電体のカラーフィルタを形成し、前記
    カラーフィルタと前記走査線と前記信号線とに接続され
    て前記カラーフィルタに印加する液晶駆動電圧のスイッ
    チング動作を行なう能動素子を形成して、能動素子アレ
    イ基板を形成する工程と、 絶縁性基板上に対向電極を形成して対向基板を形成する
    工程と、 前記能動素子アレイ基板のカラーフィルタと前記対向基
    板の前記対向電極とが間隙を有して対向するように前記
    能動素子アレイ基板と前記対向基板とを対向配置し、周
    囲を封止して前記間隙に液晶層を注入する工程とを具備
    することを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
  14. 【請求項１４】 請求項８乃至１２記載の液晶表示装置
    の製造方法において、 前記能動素子の接続部と前記画素電極との電極的接続
    を、前記能動素子の接続部の上にカラーフィルタを形成
    することを避けて前記能動素子の接続部を露出させ、あ
    るいは前記能動素子の接続部の上のカラーフィルタを除
    去して前記能動素子の接続部を露出させた後に、画素電
    極を直接に前記能動素子の接続部と接触するように形成
    して行なう工程を具備することを特徴とする液晶表示装
    置の製造方法。
  15. 【請求項１５】 請求項１０、１１、１３記載の液晶表
    示装置の製造方法において、 前記インクジェット装置により前記着色材料を滴状に前
    記能動素子基板上に投射するにあたり、前記着色材料を
    バインダー中に分散させたものを前記インクジェット装
    置により滴状に前記能動素子基板上に投射することを特
    徴とする液晶表示装置の製造方法。
JP28316693A 1993-11-12 1993-11-12 液晶表示装置およびその製造方法 Withdrawn JPH07134290A (ja)

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