JPH10186349A

JPH10186349A - 液晶表示素子及びその製造方法

Info

Publication number: JPH10186349A
Application number: JP8349157A
Authority: JP
Inventors: Sayuri Fujiwara; 小百合藤原
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1996-12-27
Filing date: 1996-12-27
Publication date: 1998-07-14

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】カラー液晶表示素子のスイッチング素子基板
上にカラーフィルタを精細度の低下を生じずに形成す
る。【解決手段】ゲートバス配線１６及びソースバス配線
１７上に電気化学的方法により電気的に絶縁された高分
子電着膜１３ａ，１３ｂを堆積して、凸状壁を形成し、
この凸状壁に囲まれた領域に特定波長の可視光を透過す
る着色材料（例えば、赤、緑、青）を充填することによ
り、カラーフィルタ１１を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は液晶表示素子、特に
スイッチング素子が形成された基板にカラーフィルタを
形成して成る構成に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示素子は薄型、軽量、低消費電力
等の特徴を有し、壁掛けテレビやパーソナルコンピュー
ター用ディスプレイ、携帯情報端末用ディスプレイ等の
用途に、近年、急速に普及されている。その技術動向は
カラー化、高精細化、高コントラスト化、広視野角化、
低消費電力化等の方向に向かっている。しかし、益々需
要が拡大する中で、液晶表示素子には上記品質を低下さ
せることなく、低価格にすることが強く要望されてい
る。

【０００３】カラー液晶表示素子、特に薄膜トランジス
タ型液晶表示装置（ＴＦＴ−ＬＣＤ）やメタル−インシ
ュレータ−メタル型液晶表示装置（ＭＩＭ−ＬＣＤ）等
のアクティブ駆動型液晶表示素子のカラーフィルタは、
一般に、アクティブ駆動用のスイッチング素子が形成さ
れた基板と対向する側の基板（つまり対向基板）上に形
成される。これらアクティブ駆動用のスイッチング素子
が形成された基板と対向基板を精度良く貼り合わせ、そ
の間隙に液晶材料を封入することによって、カラー液晶
表示素子が作製される。

【０００４】この従来の第一のカラー液晶表示素子につ
いて図６に示す。ガラス等の絶縁性基板１上に、クロ
ム、タンタル等からなるゲート電極５が形成され、この
ゲート電極５を覆って窒化シリコン（ＳｉＮｘ）膜等か
らなるゲート絶縁膜６が形成されている。ゲート電極５
の上方のゲート絶縁膜６上には、ノンドープの非晶質シ
リコン等からなる半導体層７が形成されている。さら
に、この半導体層７の両端部には、例えばリン（Ｐ）ド
ープのアモルファスシリコン（ｎ⁺型ａ−Ｓｉ）層８
ａ、８ｂが形成され、このｎ⁺型ａ−Ｓｉ層８ａ、８ｂ
上にはチタン等からなるソース電極９ａ及びドレイン電
極９ｂが形成されている。以上により、スイッチング素
子であるＴＦＴ３が構成される。ここで、ゲート電極５
は、Ｔａ等からなるゲートバス配線（図示せず）に接続
され、ソース電極９ａは、Ｔｉ等よりなるソースバス配
線（図示せず）に接続され、ドレイン電極９ｂは、画素
電極４に接続されている。このゲートバス配線とソース
バス配線は絶縁膜を介して互いに絶縁されており、マト
リクス状に形成されている。さらに、ポリイミド等から
なる配向膜１４がＴＦＴ３、画素電極４、ゲートバス配
線及びソースバス配線上に形成され、ラビング等により
配向処理が施されている。

【０００５】一方、対向基板は、ガラス等からなる絶縁
性基板２上に、金属、金属と金属酸化物の積層または黒
色樹脂等からなる遮光パターンであるブラックマトリク
ス（ＢＭ）１９と、レッド（Ｒ）、グリーン（Ｇ）及び
ブルー（Ｂ）の着色樹脂からなる光を透過するカラーフ
ィルタ（ＣＦ）１１が形成されている。なお、カラーフ
ィルタ表面の平坦性が要求される場合には、透明樹脂で
なる平坦化層が設けられる。さらに、このブラックマト
リクス１９及びカラーフィルタ１１の上には、ＩＴＯ等
からなる対向電極２２が形成され、この対向電極２２の
上にはポリイミド等からなる配向膜１４が形成され、ラ
ビング等により配向処理が施されている。

【０００６】このように作製されたスイッチング素子が
形成された基板とカラーフィルタが形成された対向基板
を、基板間の間隙を一定に保つスペーサを介してシール
剤で貼り合わせ、基板間に液晶２１を注入して、封止す
ることによりカラー液晶表示素子が構成される。

【０００７】よって、カラー液晶表示素子は、パターン
精度に加え、貼り合わせ精度を考慮して作製しなくては
ならないので、この貼り合わせ精度の加算は高精細化の
妨げになる。

【０００８】そこで、上記貼り合わせ精度の問題点を解
決するために、カラーフィルタ層をスイッチング素子が
形成された基板上に形成する試みが種々行われている。

【０００９】従来の第二のカラー液晶表示素子が、例え
ば特開平４−２５３０２８号公報に示されている。これ
は、図７に示すように、スイッチング素子が形成された
絶縁性基板１には、ゲート電極５の形成からソース電極
９ａ及びドレイン電極９ｂまでは図６と同様に作製し
て、次に、スイッチング素子及び配線の上方から画素電
極４の下方にわたる領域に絶縁層を形成し、さらに画素
電極４の下方の絶縁層をフォトリソグラフィ法を用いて
パターン化して、その後、このパターン化された絶縁層
を染色することによって、カラーフィルタ１１としてい
る。さらに、ドレイン電極９ｂ上に形成されたカラーフ
ィルタ１１にコンタクトホール１２を設けて、ＩＴＯ等
からなる画素電極４をカラーフィルタ１１上に形成して
コンタクトホール１２を介してドレイン電極９ｂと接続
する。この上に、ポリイミド等からなる配向膜１４を形
成して、ラビング等の配向処理が施されている。

【００１０】一方、対向基板には、ガラス等からなる絶
縁性基板２上に対向電極２２が形成され、この上にポリ
イミド等からなる配向膜１４を形成して、ラビング等の
配向処理が施されている。

【００１１】このように作製されたスイッチング素子上
にカラーフィルタ層が形成された基板と対向電極が形成
された対向基板を、基板間の間隙を一定に保つスペーサ
を介してシール剤で貼り合わせ、基板間に液晶２１を注
入して、封止することによりカラー液晶表示素子が構成
される。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この第
二のカラー液晶表示素子の方法を用いると、貼り合わせ
誤差による精細度の低下は防げるものの、同一基板上に
数種のパターンを形成しなくてはならないため、フォト
マスクの位置合せ精度による精細度の低下が生じる。

【００１３】例えば、遮光部や画素部（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の
形成工程はすべてフォトリソグラフィ法で行なってお
り、フォトマスクの位置合わせ精度による精細度の低下
が生じるという問題がある。

【００１４】またフォトリソグラフィ法は、高価な露光
装置、現像装置等を必要とし、さらに高価なフォトマス
クも必要になり、また、カラーフィルタ層をＲ、Ｇ、Ｂ
の３色を形成するために、３回の工程を繰り返す必要が
ある。このため、これら製造に係る費用が膨大なものと
なり、スイッチング素子上にカラーフィルタを形成した
カラー液晶表示素子の低価格化が困難になるという問題
がある。

【００１５】本発明は、上記問題点を解決するためにな
されたものであり、スイッチング素子上にカラーフィル
タを精細度の低下を生じずに形成した液晶表示素子及び
容易で製造コストの安い液晶表示素子の製造方法を提供
するものである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１記載の
液晶表示素子は、基板上に、少なくとも２系列である複
数本の配線が形成され、前記配線に接続するスイッチン
グ素子と前記スイッチング素子に接続する画素電極を有
する液晶表示素子において、前記複数本の配線上に形成
した電気絶縁膜の凸状壁と、前記電気絶縁膜の凸状壁に
囲まれた領域に特定波長の可視光を透過する着色層とを
備えたことを特徴としている。

【００１７】本発明の請求項２記載の液晶表示素子は、
請求項１記載の液晶表示素子であって、前記複数本の配
線上に形成された電気絶縁膜は、可視光領域の光を吸収
することを特徴とする。

【００１８】本発明の請求項３記載の液晶表示素子は、
請求項１または２記載の液晶表示素子であって、前記着
色層は入射光を反射する反射層上に形成したことを特徴
とする。

【００１９】本発明の請求項４記載の液晶表示素子の製
造方法は、基板上に、少なくとも２系列である複数本の
配線が形成され、前記配線に接続するスイッチング素子
と前記スイッチング素子に接続する画素電極を有する液
晶表示素子の製造方法において、前記配線に電圧を印加
することにより配線上に電気絶縁膜を形成する工程と、
前記電気絶縁膜に囲まれた領域に特定波長の可視光を透
過する着色層を形成する工程を備えたことを特徴とす
る。

【００２０】本発明の請求項５記載の液晶表示素子の製
造方法は、請求項４記載の液晶表示素子の製造方法であ
って、前記電気絶縁膜に囲まれた領域の特定波長の可視
光を透過する着色層は、インクジェット方式により充填
形成されたものであることを特徴とする。

【００２１】以下、上記構成による作用を説明する。

【００２２】本発明の液晶表示素子は、基板上に、少な
くとも２系列である複数本の配線が形成され、前記配線
に接続するスイッチング素子と前記スイッチング素子に
接続する画素電極を有する液晶表示素子において、前記
複数本の配線上に形成した電気絶縁膜の凸状壁と、前記
電気絶縁膜の凸状壁に囲まれた領域に特定波長の可視光
を透過する着色層とを備えているので、簡単にしかも正
確に画素部外の領域を形成することができ、よって、精
細度を低下させることなく、カラーフィルタを形成する
ことができ、低価格で高精細なカラー液晶表示素子を提
供できる。また、本発明の構造は、スイッチング素子と
カラーフィルタが同一基板上に形成されているので、貼
合わせによる精細度の低下が生じず、高精細なカラー液
晶表示素子を提供できる。さらに、基板上の配線パター
ンで電気絶縁膜が形成されているので、画素部を有効に
使用することが可能となり、高精細、高開口率のカラー
液晶表示素子が提供できる。さらに、配線パターンで形
成された電気絶縁膜が凸状壁を形成して、凸状壁に囲ま
れた領域にカラーフィルタを形成するので、混色のない
カラー液晶表示素子を提供できる。

【００２３】また、前記複数本の配線上に形成された電
気絶縁膜は、可視光領域の光を吸収することを特徴とす
るので、画素部外の領域の光を遮光することができ、高
コントラストの液晶表示素子を提供できる。さらに、電
気絶縁膜を高分子電着液中で配線に特定の電圧を印加す
ることによって形成しているので、配線の断線及びスイ
ッチング素子等のリークを、可視光領域の光吸収により
容易に判別することができる。

【００２４】また、前記着色層は入射光を反射する反射
層上に隣接して形成したことを特徴とするので、反射板
上に形成する保護膜をカラーフィルタに置き換えること
が可能であるので、プロセスを増やすことなく高精度、
高開口率の明るい反射型カラー液晶表示素子を提供でき
る。

【００２５】本発明の液晶表示素子の製造方法は、基板
上に、少なくとも２系列である複数本の配線が形成さ
れ、前記配線に接続するスイッチング素子と前記スイッ
チング素子に接続する画素電極を有する液晶表示素子の
製造方法において、前記配線に電圧を印加することによ
り配線上に電気絶縁膜を形成する工程と、前記電気絶縁
膜に囲まれた領域に特定波長の可視光を透過する着色層
を形成する工程を備えたことを特徴とするので、配線パ
ターンの電気絶縁膜を、高分子電着液中で配線に特定の
電圧を印加することによって形成する、つまり電着法で
形成することにより、予めスイッチング素子の特性、特
に配線部の断線、及びスイッチ部等のリークを評価する
ことが可能となり、電気絶縁膜形成時にスイッチング基
板の検査を同時に行うことが可能である。また電着法で
は露光装置、フォトマスク等を必要としないので、比較
的安価な装置（電源、電着層、水洗層、オーブン）で、
かつ簡便で正確に電気絶縁膜を形成することが可能であ
る。

【００２６】また、前記電気絶縁膜に囲まれた領域の特
定波長の可視光を透過する着色層は、インクジェット方
式により充填形成されたものであることを特徴とするの
で、複数色を一度に形成することが可能となり、製造プ
ロセスを簡便にすることができる。

【００２７】

【発明の実施の形態】

（実施の形態１）本発明のカラーフィルタを使用した液
晶表示素子の実施の形態１を図１、図２を参照しながら
説明する。なお、本実施の形態で説明するスイッチング
素子は一般的なＴＦＴにより行う。

【００２８】図１は本発明にかかるアクティブマトリク
ス型液晶表示素子の簡略化した平面図であり、図２は図
１に示したＡ−Ａ線断面図である。スイッチング基板
は、主に絶縁性基板１上にマトリクス配列したＴＦＴ３
とそれらのＴＦＴのオン・オフによって作動する画素電
極４で構成されている。

【００２９】ガラス等から成る絶縁性基板１上に、タン
タル（Ｔａ）等から成るゲート電極５が形成され、、こ
のゲート電極５を覆って窒化シリコン（ＳｉＮｘ）膜等
から成るゲート絶縁膜６が形成されている。ゲート電極
５の上方のゲート絶縁膜６上には、ノンドープのアモル
ファスシリコン（ａ−Ｓｉ）層から成る半導体層７が形
成されている。さらに、この半導体層７の両端部には、
例えばリン（Ｐ）ドープのアモルファスシリコン（ｎ⁺
型ａ−Ｓｉ）層８ａ、８ｂが形成され、このｎ⁺型ａ−
Ｓｉ層８ａ、８ｂ上にはチタン（Ｔｉ）等から成るソー
ス電極９ａ及びドレイン電極９ｂが形成されている。さ
らに、この上に絶縁層１０が形成されている。以上によ
り、スイッチング素子であるＴＦＴ３が構成される。こ
こで、ゲート電極５はＴａ等から成るゲートバス配線１
６に接続され、ソース電極９ａはＴｉ等より成るソース
バス配線１７に接続されている。ゲートバス配線１６と
ソースバス配線１７は絶縁膜１８を介して互いに絶縁さ
れて複数形成されており、これらゲートバス配線１６と
ソースバス配線１７はマトリクス状に配置されている。
ゲートバス配線１６及びソースバス配線１７上には、電
気化学的方法により高分子絶縁膜が形成されている。こ
の高分子絶縁膜は、各画素を囲む様に形成されている。
高分子絶縁膜に囲まれた領域には、着色樹脂から成るカ
ラーフィルタ（ＣＦ）１１が形成されている。このＣＦ
１１の上部には、インジウム錫の酸化物（ＩＴＯ）から
成る画素電極４が形成されている。この画素電極４はコ
ンタクトホール１２を介してドレイン電極９ｂと電気的
に接続されている。なお、この画素電極４は一部がゲー
トバス配線１６及びソースバス配線１７の上部まで形成
されていてもよい。このように作製されたスイッチング
素子を覆うように、例えばポリイミド（ＰＩ）膜から成
る配向膜が形成され、液晶を並べるためにラビング等に
よる配向処理が配向膜表面に施されている。

【００３０】一方、対向基板は、絶縁性基板上に、例え
ばＩＴＯから成る共通電極が形成され、その共通電極上
に例えばＰＩから成る配向膜が形成され、液晶を並ばせ
るために配向膜表面に配向処理が施されている。

【００３１】以上のようにして作製したスイッチング基
板及び対向基板を、基板間の間隙を一定に保つために、
スペーサを介してシール剤で貼り合わせ、シールの一部
に設けられた注入口から液晶を注入して、液晶の注入完
了後に注入口を封止することによって、液晶表示素子が
構成される。

【００３２】この液晶表示素子に後方から光を照射し
て、透過光の制御をすることにより、透過型液晶表示装
置として使用することができる。

【００３３】次に、本実施の形態のアクティブマトリク
ス液晶表示装置のアクティブ基板側の製造方法について
説明する。

【００３４】まず、ガラス等の絶縁性基板１上にタンタ
ル等の金属層を０．５μｍの厚みで形成した。次いでフ
ォトリソグラフィ法及びエッチングによりこの金属層を
パターニングし、互いに平行する複数のゲートバス配線
１６を形成する。このゲートバス配線１６に分岐してい
る部分を設けて後に形成されるＴＦＴ３のゲート電極５
とする。次に、ゲートバス配線１６及びゲート電極５を
覆って全面にＳｉＮｘからなるゲート絶縁膜６を０．５
μｍの厚みで形成した。ここで、ゲートバス配線１６と
後の工程でソースバス配線１７とが交差する部分及びＴ
ＦＴ３を構成するゲート電極５の部分のゲート絶縁膜６
は残しておき、ゲートバス配線１６上のゲート絶縁膜６
をパターニングして除去した。

【００３５】次に、ゲートバス配線１６から分岐した部
分のＴＦＴ３の作製方法について説明する。まず、ゲー
トバス配線１６から分岐したゲート電極５上に形成され
たゲート絶縁膜６の上に後に半導体層７となるノンドー
プのアモルファスシリコン層を０．０３μｍの厚みでま
た後に絶縁膜となるＳｉＮｘ層を０．２μｍの厚みでそ
れぞれ連続して成膜した。次いで、アモルファスシリコ
ン層の上に形成されたＳｉＮｘ層を所定の形状にパター
ニングし、ゲート電極の上方のみ残して絶縁膜を形成し
た。次いで、絶縁膜を覆って全面に後にコンタクト層と
なるＰ（リン）をドープしたアモルファスシリコン（ｎ
⁺型ａ−Ｓｉ）層８ａ、８ｂをプラズマＣＶＤ法により
０．０４５μｍの厚みで形成した。

【００３６】次に、このｎ⁺型ａ−Ｓｉ層８ａ、８ｂ及
びａ−Ｓｉ層を所定の形状にパターニングし、半導体層
及びコンタクト層を形成した。コンタクト層は半導体層
と後に形成されるソース電極９ａ及びドレイン電極９ｂ
との間のオーミックコンタクトのために設けられる。こ
の時点ではコンタクト層は絶縁膜上でつながっている。
この基板の全面にスパッタリング法によりＴｉ金属層を
Ｏ．２μｍの厚みで堆積し、このＴｉ金属層をエッチン
グによりパターニングしてソース電極９ａ及びドレイン
電極９ｂを形成した。この時、絶縁膜上のコンタクト層
も同時にエッチング除去しソース電極９ａの下方部とド
レイン電極９ｂの下方部とに分割した。このようにし
て、ＴＦＴ３を形成した。

【００３７】なお、ソースバス配線１７はソース電極９
ａ及びドレイン電極９ｂと同時に形成され、ゲートバス
配線１６と絶縁膜１８を介して直交して配置される。

【００３８】次にＣＦの形成方法を詳しく説明する。図
３は図１のＢ−Ｂ線断面でのカラーフィルタの製造方法
を示す工程図である。

【００３９】上記説明したように、絶縁性基板１上に、
スイッチング素子、ゲートバス配線１６及びソースバス
配線１７を形成した後、図３（ａ）に示すように、ソー
スバス配線１７は電圧を印加せずに、ゲートバス配線１
６のみに直流（ＤＣ）電圧を印加し、対向電極としてス
テンレス（ＳＵＳ）板等を使用し、所望の電流がゲート
バス配線１６に流れるように設定し、高分子電着材料か
ら成る電着液中に基板を浸漬して、ゲートバス配線１６
のパターン上に高分子電着膜１３ａを形成する。なお、
ゲートバス配線１６上のゲート絶縁膜６は除去されてい
る。

【００４０】次に、図３（ｂ）に示すように、同様にし
てゲートバス配線１６は電圧を印加せずに、ソースバス
配線１７のみに直流（ＤＣ）電圧を印加し、対向電極と
してＳＵＳ板等を使用し、所望の電流がソースバス配線
１７に流れるように設定し、高分子電着材料から成る電
着液中に基板を浸漬して、ソースバス配線１７のパター
ン上に高分子電着膜１３ｂを形成する。

【００４１】なお、この高分子電着膜１３ａ、１３ｂは
無色透明でもかまわないが、黒色顔料を分散させた樹脂
を用いて電着することにより、ＢＭの作用を付加させる
ことも可能であり、その方が好ましい。たとえば、高分
子電着膜１３ａ、１３ｂとして、ポリエステル／メラミ
ン樹脂系アニオン型電着樹脂あるいはそれに黒色顔料を
分散させたものを用いるが、材料としてはこれに限定す
るものでなく、カチオン型電着樹脂や他の着色顔料
（赤、青、緑等）、表面を正あるいは負の電荷に帯電さ
せた顔料等を使用することも可能である。

【００４２】また、この高分子電着膜１３ａ、１３ｂの
厚さは後に形成するＣＦ１１の厚さを考慮して、１．５
μｍ以下、好ましくは１．２μｍ以下であればよい。

【００４３】図４は電着時間による膜厚の変化を示す。
図４に示すように、高分子電着膜１３ａ、１３ｂの厚み
の制御は電流値と電着時間によって行うことが可能であ
る。よって、高分子電着膜１３ａ、１３ｂの膜厚を正確
に制御することができる。

【００４４】さらに、直流電圧が印加されたゲートバス
配線１６及びソースバス配線１７上に高分子電着膜１３
ａ、１３ｂは形成されるので、ゲートバス配線１６また
はソースバス配線１７が途中で断線している場合には、
直流電圧が印加された配線領域に高分子電着膜１３ａ、
１３ｂは形成されるが、直流電圧が印加されていない配
線領域に高分子電着膜１３ａ、１３ｂは形成されない。
よって、高分子電着膜１３ａ、１３ｂの形成状態を観察
することによって、ソースバス配線１７及びゲートバス
配線１６の断線欠陥および断線箇所を簡単に、正確に、
直ちに検査することができる。また、ゲートバス配線１
６とソースバス配線１７とが短絡している場合には、ま
ずゲートバス配線１６上に高分子電着膜１３ａ、１３ｂ
を形成完了した際に、高分子電着膜１３ａ、１３ｂの形
成状態を観察して、ソースバス配線１７上に高分子電着
膜１３ａ、１３ｂが形成されているか否かを調べること
により、簡単に検査をすることができる。さらに、高分
子電着膜１３ａ、１３ｂが着色されていることにより、
さらに容易に欠陥を特定することができる。

【００４５】このように、ゲートバス配線１６、ソース
バス配線１７上に高分子電着膜１３ａ、１３ｂを形成す
ることによって、ゲートバス配線１６とソースバス配線
１７に囲まれた凹部が形成される。

【００４６】次に、図３（ｃ）に示すように、この凹部
に着色材料を充填することにより、ＣＦ１１が形成され
る。

【００４７】まず、一色目の色、例えばＲの顔料を分散
した感光性ＣＦ材料をスピンナー、ロールコータ、また
は印刷等により基板の全面に塗布し、フォトマスクを用
いて選択的に画素部の紫外線露光を行い、現像によって
Ｒのパターンを形成する。

【００４８】同様に二色目（例えばＧ）、三色目の色
（例えばＢ）のパターンを形成してＲＧＢのＣＦ１１が
作製される。

【００４９】なお、ＣＦ１１の膜厚は高分子電着膜１３
ａ、１３ｂの厚さに準じ、膜表面間に段差が生じないよ
うに設定する。

【００５０】また、三色目のＣＦは顔料分散型感光性Ｃ
Ｆ材料を塗布した後、予め形成されているパターンをフ
ォトマスクの代わりとして利用し、基板の裏面露光によ
っても形成することが可能である。

【００５１】また、基板上全面に染色可能な樹脂絶縁膜
を形成し、赤、緑、青の配列に応じたカラーフィルタの
パターニングを行い、染色工程行い、これを赤、青、緑
の３回繰り返すことにより、カラーフィルタを形成する
こともできる。

【００５２】ＣＦ材料としては、感光性樹脂に顔料等の
着色材料を分散させた材料を使用し、感光性樹脂として
はアクリル系樹脂やポリイミド樹脂等を主材料とした一
般的な感光性ＣＦ材料を使用することが可能である。

【００５３】これらＣＦ材料には導電性が無いので、Ｃ
Ｆ１１と同時に絶縁膜としても作用し、ドレイン電極９
ｂと後から形成される画素電極４とを電気的に接続する
よう、コンタクトホール１２をＣＦ１１の一部に形成す
る。

【００５４】次に、図３（ｄ）に示すように、ＩＴＯ膜
から成る画素電極４を各画素毎に独立した形状でＣＦ１
１の上に形成する。なお、画素電極４は隣接する画素と
短絡しない範囲で、ゲートバス配線１６及びソースバス
配線１７上に一部覆うように形成してもよい。このこと
により、開口率を大きくすることができ、明るくコント
ラストの高い液晶表示素子を得ることができる。また、
画素電極４を形成する前にＣＦ１１及び高分子電着膜１
３ａ、１３ｂ上に保護膜等を形成してもよい。

【００５５】本実施の形態に示す液晶表示素子の構成に
よれば、複数本の配線上に電気化学的方法により電気的
に絶縁された高分子電着膜の凸状壁を形成し、この高分
子電着膜の凸状壁に囲まれた領域に特定波長の可視光を
透過する着色層を形成しているので、簡単にしかも正確
に画素部外の領域を形成することができ、よって、精細
度を低下させることなく、カラーフィルタを形成するこ
とができ、低価格で高精細なカラー液晶表示素子を提供
できる。また、本発明の構造は、スイッチング素子とカ
ラーフィルタが同一基板上に形成されているので、従来
のように、カラーフィルタが形成された対向基板とスイ
ッチング基板との貼合わせによる精細度の低下が生じ
ず、高精細なカラー液晶表示素子を提供できる。さら
に、基板上の配線パターンで電気絶縁膜が形成されてい
るので、画素部を有効に使用することが可能となり、高
精細、高開口率のカラー液晶表示素子が提供できる。さ
らに、配線パターンで形成された電気絶縁膜が凸状壁を
形成して、凸状壁に囲まれた領域にカラーフィルタを形
成するので、混色のないカラー液晶表示素子を提供でき
る。

【００５６】（実施の形態２）本実施の形態２では、Ｃ
Ｆの別の作製方法について説明する。以下ＣＦの部分の
みを記述するが、スイッチング素子、ゲートバス配線及
びソースバス配線の作製までについては実施の形態１と
同様に行う。

【００５７】まず、実施の形態１と同様にして、ゲート
バス配線、ソースバス配線上に高分子電着膜を堆積させ
凸状壁を形成し、各画素部のパターンに準ずる凹部を形
成する。

【００５８】次に、ＲＧＢ３色の顔料等の着色材料を分
散した樹脂をインクジェット装置を用いて、各凹部にＣ
Ｆ材料を設計されたＣＦパターン通りに、凹部の大きさ
に応じて一定量を噴出して埋めることにより、一度にＣ
Ｆを形成する。

【００５９】なお、ここでＣＦ材料としては顔料等の着
色材料を分散させた樹脂を使用する。樹脂としては、ア
クリル系樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂等が使用
できる。またふっ素含有のはっ水性樹脂や、反対に親水
性の樹脂を用いることも可能である。

【００６０】また、ＣＦ材料として熱硬化型の樹脂を使
用した場合は、硬化時の収縮を考慮して、液量を調整す
るのが好ましい。例えば熱硬化型ＣＦ樹脂の硬化収縮率
が２％、出来上がりのＣＦの厚さが１．２μｍの場合、
膜厚に対し凹部の面積がかなり広いので収縮方向も膜厚
方向のみ考慮すればよく、例えば凹部の面積が１００μ
ｍ²であれば、１画素に対するＣＦ材料の液量は１２
２．４μｍ³である。

【００６１】一方、光硬化型のＣＦ樹脂を用いることも
可能であり、本方法ではパターン化する必要が無いの
で、全面に光を照射すればよいので簡単にＣＦを形成す
ることができる。

【００６２】本実施の形態２のＣＦの作製方法によれ
ば、インクジェット装置を用いることによって所望の位
置に所望の色を形成することができ、かつ一度の操作で
３色形成することが可能になり、製造プロセスを簡略化
でき、製造コストを下げることが可能となる。

【００６３】また予め形成しておいた高分子電着膜が壁
となって、ＣＦの混色を防ぐことができる。

【００６４】（実施の形態３）本実施の形態３では、図
５を用いて反射型カラー液晶表示素子について説明す
る。

【００６５】以下、反射型カラー液晶表示素子のスイッ
チング基板側の製造方法について説明するが、スイッチ
ング素子、ゲートバス配線及びソースバス配線の作製ま
でについては実施の形態１と同様に行う。

【００６６】まず、実施の形態１と同様にして、ゲート
バス配線、ソースバス配線上に高分子電着膜を堆積させ
凸状壁を形成し、各画素部のパターンに準ずる凹部を形
成する。なお、ＣＦ１１と絶縁性基板１の間に反射層２
４を形成するため、高分子電着膜の膜厚は反射層等の膜
厚を加味して設定される。

【００６７】次に、各画素部に反射板を形成する。反射
板は、例えば特開平６−７５２３７号公報に示されてい
る方法により作製することができる。

【００６８】まず、画素部を含む基板上全面に感光性樹
脂としてフォトレジストＯＦＰＲ−８００（東京応化社
製）を０．１２μｍの厚さに塗布し、大きさが不規則な
水玉模様のフォトマスクを用いてパターン化して、凸部
２０を各画素部に形成する。

【００６９】次いで、この上にポリイミド膜を１μｍの
厚さになるよう塗布し、フォトリソグラフィ法及びドラ
イエッチング法を用いて、フォトレジストの凸部２０を
反映させた樹脂による凸パターン２３を各画素部に形成
する。

【００７０】次に、アルミニウムからなる金属薄膜を堆
積させ、レジストの塗布、露光、現像、アルミニウムの
エッチング、レジストの剥離を行い、画素パターンに準
じた反射層２４を形成した。なお、画素パターンに準じ
たパターンに反射層２４として例えばアルミニウム（Ａ
ｌ）を形成すると指向性が低く、反射強度の高い反射板
を作製することができる。

【００７１】次に、反射層２４の上にＣＦ１１を形成す
る。ＣＦ１１は、実施の形態１または実施の形態２に説
明した方法により形成することができ、この後の工程に
ついても、実施の形態１及び実施の形態２と同様にして
行い、反射型カラー液晶表示素子を作製することができ
る。

【００７２】なお、ここで高分子電着膜の膜厚は、樹脂
凸パターンの最大厚みが１．１２μｍ、Ａｌの反射層の
厚みを０．１μｍ、ＣＦの厚みを１．２μｍにした場
合、２．４２μｍに設定した。

【００７３】また、反射板を形成する際、各画素部に凸
部２０を形成するためのフォトレジストの塗膜方法とし
ては、インクジェット装置を使用することも可能であ
る。

【００７４】本実施の形態３の反射型カラー液晶表示素
子によれば、ＣＦ１１は入射光を反射する反射層上に形
成されているので、反射板上に形成する保護膜をＣＦに
置き換えることが可能であるので、プロセスを増やすこ
となく、高精度、高開口率の明るい反射型カラー液晶表
示素子を提供することができる。

【００７５】

【発明の効果】本発明の液晶表示素子は、基板上に、少
なくとも２系列である複数本の配線が形成され、前記配
線に接続するスイッチング素子と前記スイッチング素子
に接続する画素電極を有する液晶表示素子において、前
記複数本の配線上に形成した電気絶縁膜の凸状壁と、前
記電気絶縁膜の凸状壁に囲まれた領域に特定波長の可視
光を透過する着色層とを備えているので、簡単にしかも
正確に画素部外の領域を形成することができ、よって、
精細度を低下させることなく、カラーフィルタを形成す
ることができ、低価格で高精細なカラー液晶表示素子を
提供できる。また、本発明の構造は、スイッチング素子
とカラーフィルタが同一基板上に形成されているので、
貼合わせによる精細度の低下が生じず、高精細なカラー
液晶表示素子を提供できる。さらに、基板上の配線パタ
ーンで電気絶縁膜が形成されているので、画素部を有効
に使用することが可能となり、高精細、高開口率のカラ
ー液晶表示素子が提供できる。さらに、配線パターンで
形成された電気絶縁膜が凸状壁を形成して、凸状壁に囲
まれた領域にカラーフィルタを形成するので、混色のな
いカラー液晶表示素子を提供できる。

【００７６】また、前記複数本の配線上に形成された電
気絶縁膜は、可視光領域の光を吸収することを特徴とす
るので、画素部外の領域の光を遮光することができ、高
コントラストの液晶表示素子を提供できる。さらに、電
気絶縁膜を高分子電着液中で配線に特定の電圧を印加す
ることによって形成しているので、配線の断線及びスイ
ッチング素子等のリークを、可視光領域の光吸収により
容易に判別することができる。

【００７７】また、前記着色層は入射光を反射する反射
層上に隣接して形成したことを特徴とするので、反射板
上に形成する保護膜をカラーフィルタに置き換えること
が可能であるので、プロセスを増やすことなく高精度、
高開口率の明るい反射型カラー液晶表示素子を提供でき
る。

【００７８】本発明の液晶表示素子の製造方法は、基板
上に、少なくとも２系列である複数本の配線が形成さ
れ、前記配線に接続するスイッチング素子と前記スイッ
チング素子に接続する画素電極を有する液晶表示素子の
製造方法において、前記配線に電圧を印加することによ
り配線上に電気絶縁膜を形成する工程と、前記電気絶縁
膜に囲まれた領域に特定波長の可視光を透過する着色層
を形成する工程を備えたことを特徴とするので、配線パ
ターンの電気絶縁膜を、高分子電着液中で配線に特定の
電圧を印加することによって形成する、つまり電着法で
形成することにより、予めスイッチング素子の特性、特
に配線部の断線、及びスイッチ部等のリークを評価する
ことが可能となり、電気絶縁膜形成時にスイッチング基
板の検査を同時に行うことが可能である。また電着法で
は露光装置、フォトマスク等を必要としないので、比較
的安価な装置（電源、電着層、水洗層、オーブン）で、
かつ簡便で正確に電気絶縁膜を形成することが可能であ
る。

【００７９】また、前記電気絶縁膜に囲まれた領域の特
定波長の可視光を透過する着色層は、インクジェット方
式により充填形成されたものであることを特徴とするの
で、複数色を一度に形成することが可能となり、製造プ
ロセスを簡便にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】アクティブマトリクス型液晶表示素子のスイッ
チング基板を示す平面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。

【図３】図１のＢ−Ｂ線断面でのカラーフィルタの製造
方法を示す工程図である。

【図４】電着時間に対する膜厚変化を示す説明図であ
る。

【図５】反射型液晶表示素子のスイッチング基板の断面
図である。

【図６】従来の第一のカラー液晶表示素子の断面図であ
る。

【図７】従来の第二のカラー液晶表示素子の断面図であ
る。

【符号の説明】

１、２絶縁性基板３ＴＦＴ４画素電極５ゲート電極６ゲート絶縁膜７半導体層８ａ、８ｂリン（Ｐ）ドープのアモルファスシリ
コン（ｎ⁺型ａ−Ｓｉ）層９ａソース電極９ｂドレイン電極１０絶縁層１１カラーフィルタ（ＣＦ）１２コンタクトホール１３ａ、１３ｂ高分子電着膜１４配向膜１５共通電極１６ゲートバス配線１７ソースバス配線１８絶縁膜１９ブラックマトリクス（ＢＭ）２０凸部２１液晶２２対向電極２３樹脂による凸パターン２４反射層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上に、少なくとも２系列である複数
本の配線が形成され、前記配線に接続するスイッチング
素子と前記スイッチング素子に接続する画素電極を有す
る液晶表示素子において、前記複数本の配線上に形成した電気絶縁膜の凸状壁と、前記電気絶縁膜の凸状壁に囲まれた領域に特定波長の可
視光を透過する着色層とを備えたことを特徴とする液晶
表示素子。
【請求項２】前記複数本の配線上に形成された電気絶
縁膜は、可視光領域の光を吸収することを特徴とする請
求項１記載の液晶表示素子。
【請求項３】前記着色層は入射光を反射する反射層上
に形成したことを特徴とする請求項１または２記載の液
晶表示素子。
【請求項４】基板上に、少なくとも２系列である複数
本の配線が形成され、前記配線に接続するスイッチング
素子と前記スイッチング素子に接続する画素電極を有す
る液晶表示素子の製造方法において、前記配線に電圧を印加することにより配線上に電気絶縁
膜を形成する工程と、前記電気絶縁膜に囲まれた領域に特定波長の可視光を透
過する着色層を形成する工程を備えたことを特徴とする
液晶表示素子の製造方法。
【請求項５】前記電気絶縁膜に囲まれた領域の特定波
長の可視光を透過する着色層は、インクジェット方式に
より充填形成されたものであることを特徴とする請求項
４記載の液晶表示素子の製造方法。