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JP2011215471A - Display device and method of manufacturing the same - Google Patents

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JP2011215471A
JP2011215471A JP2010085059A JP2010085059A JP2011215471A JP 2011215471 A JP2011215471 A JP 2011215471A JP 2010085059 A JP2010085059 A JP 2010085059A JP 2010085059 A JP2010085059 A JP 2010085059A JP 2011215471 A JP2011215471 A JP 2011215471A
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JP
Japan
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display device
layer
resist film
array substrate
manufacturing
Prior art date
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Pending
Application number
JP2010085059A
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Japanese (ja)
Inventor
Makoto Yamada
真琴 山田
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a display device in which a color filter layer is formed without complex processes similarly as in a case of forming a color filter layer on an opposing substrate, the color filter layer being provided on an array substrate.SOLUTION: The display device 10 includes: the array substrate 20 in which a switching element 26 is formed for every pixel; and an opposing substrate 30 which is disposed opposing to the array substrate 20. The array substrate 20 includes: an array substrate body 21; a color filter layer 22 which is provided on the array substrate body 21 and made of a plurality of coloring layers 24 corresponding to each pixel and a light shielding layer 23 provided between these coloring layers 24; and a switching element layer provided on an upper layer of the color filter layer 22.

Description

本発明は、カラーフィルタ層を備えたアレイ基板と対向基板とが対向するように配置された構成の、例えば、液晶表示装置やプラズマディスプレイ等の表示装置、及びその製造方法に関する。   The present invention relates to, for example, a display device such as a liquid crystal display device or a plasma display having a configuration in which an array substrate having a color filter layer and a counter substrate are arranged to face each other, and a method for manufacturing the same.

液晶表示装置は、薄型化が可能で低消費電力であるため、パーソナルコンピュータ等のOA機器や携帯電話、PDA(Personal Digital Assistant)等の携帯情報機器のディスプレイとして広く用いられている。   Since the liquid crystal display device can be thinned and has low power consumption, it is widely used as a display for OA equipment such as a personal computer, portable information equipment such as a mobile phone and a PDA (Personal Digital Assistant).

液晶表示装置は、液晶表示パネルと、液晶表示パネルの背面側に取り付けられたバックライトユニットとを備えている。液晶表示パネルは、薄膜トランジスタ(TFT;Thin Film Transistor)等のスイッチング素子を備えたアレイ基板と、アレイ基板に対向して配置された対向基板と、がシール材により貼り合わされた構成を有する。そして、両基板間に構成される空間には液晶材料が封入されており、液晶層を構成している。対向基板はアレイ基板よりも一回り小さい基板が採用されており、これによって露出したアレイ基板の端子領域上に、駆動回路が実装されている。   The liquid crystal display device includes a liquid crystal display panel and a backlight unit attached to the back side of the liquid crystal display panel. The liquid crystal display panel has a configuration in which an array substrate provided with a switching element such as a thin film transistor (TFT) and a counter substrate arranged to face the array substrate are bonded to each other with a sealant. A liquid crystal material is sealed in a space formed between the two substrates to form a liquid crystal layer. As the counter substrate, a substrate that is slightly smaller than the array substrate is employed, and a drive circuit is mounted on the terminal region of the array substrate exposed by this.

液晶表示装置は、画素に応じた電極をON、OFFすることで液晶分子の配向状態が変わることを利用して、外部から入射する光の透過率を調整し、その透過光がカラーフィルタ層の着色部分を透過することでカラー表示を行う。   The liquid crystal display device adjusts the transmittance of light incident from the outside by changing the alignment state of the liquid crystal molecules by turning on and off the electrodes corresponding to the pixels, and the transmitted light is transmitted through the color filter layer. Color display is performed by transmitting the colored portion.

液晶表示パネルは、一般に、TFTをマトリクス状に配置したアレイ基板(TFT基板)と、カラーフィルタ層を備えた対向基板(カラーフィルタ基板(CF基板))とを対向させ両基板間に液晶層を挟持することにより構成されている。TFT基板のTFTやCF基板の遮光層(ブラックマトリクス)の領域は共に遮光領域となるので、各TFTと遮光層とが対応して位置付けられるように位置合わせが行われる。   In general, a liquid crystal display panel has an array substrate (TFT substrate) in which TFTs are arranged in a matrix and a counter substrate (color filter substrate (CF substrate)) provided with a color filter layer so that a liquid crystal layer is interposed between the two substrates. It is comprised by pinching. Since the regions of the TFT substrate TFT and the light shielding layer (black matrix) of the CF substrate are both light shielding regions, alignment is performed so that each TFT and the light shielding layer are positioned correspondingly.

ところで、TFT基板とCF基板とは、独立した製造工程で作製することが多いため、各TFTと各遮光層との位置合わせを行うのが難しく、位置ズレが生じやすい。また、TFT基板の製造プロセスはCF基板の製造プロセスよりも高温となるプロセスを含むので、CF基板よりも基板が収縮(シュリンク)しやすく、TFT基板上に設けられるTFTの位置を精度よく制御するのが困難となり、これも位置ズレの原因となる。さらに、貼り合わせ精度のばらつきを考慮して、一般に、カラーフィルタ層側の遮光層の幅が実際の遮蔽部分の幅よりも大きくなるように設定されているため、その分だけ開口率が小さくなり、液晶表示装置の輝度が低下する。そして、輝度の低下を補うためにバックライトの灯数を増やしたり他の手段により高輝度化したりしなければならず、消費電力が大きくなってしまう。これらの位置ズレやそれに伴う開口率の低下の問題は、求められる表示性能が高精細になるほど顕著に現れる。   By the way, since the TFT substrate and the CF substrate are often manufactured by independent manufacturing processes, it is difficult to align each TFT and each light shielding layer, and misalignment is likely to occur. In addition, since the TFT substrate manufacturing process includes a process at a higher temperature than the CF substrate manufacturing process, the substrate is more easily contracted (shrinked) than the CF substrate, and the position of the TFT provided on the TFT substrate is accurately controlled. This becomes difficult, and this also causes misalignment. Furthermore, in consideration of variations in bonding accuracy, in general, the width of the light shielding layer on the color filter layer side is set to be larger than the width of the actual shielding portion, so the aperture ratio is reduced accordingly. The brightness of the liquid crystal display device is reduced. In order to compensate for the decrease in luminance, the number of backlights must be increased or the luminance must be increased by other means, resulting in increased power consumption. The problem of these positional shifts and the accompanying decrease in aperture ratio becomes more pronounced as the required display performance becomes higher definition.

特許文献1には、アレイ基板の表面にカラーフィルタ層を設けたオンチップカラーフィルタ型の液晶表示装置について記載されており、アレイ基板の凹部をカラーフィルタ材を用いて充填して基板表面を平坦化し、カラーフィルタ層形成後に遮光膜及び配向膜を形成する液晶表示装置の製造方法が開示されている。そして、この構成によれば、対向基板側に遮光膜やカラーフィルタ膜が存在しないので、パネル化におけるアレイ基板とのアライメントが不要になると記載されている。   Patent Document 1 describes an on-chip color filter type liquid crystal display device in which a color filter layer is provided on the surface of an array substrate. The substrate surface is flattened by filling concave portions of the array substrate with a color filter material. A manufacturing method of a liquid crystal display device in which a light shielding film and an alignment film are formed after forming a color filter layer is disclosed. And according to this structure, since the light shielding film and the color filter film do not exist on the counter substrate side, it is described that the alignment with the array substrate in forming a panel becomes unnecessary.

特開平06−110058号公報Japanese Patent Laid-Open No. 06-110058

ところで、カラーフィルタ層は、通常、アクリル樹脂等の樹脂に顔料が分散された材料で構成されている。そして、カラーフィルタ層は、この樹脂材料を塗布した後に加熱して樹脂を硬化させることにより形成される。例えば、カラーフィルタ層の樹脂成分としてアクリル樹脂を用いる場合には、アクリル樹脂の耐熱性を考慮して240℃程度に加熱して樹脂の硬化を行う。   By the way, the color filter layer is usually made of a material in which a pigment is dispersed in a resin such as an acrylic resin. The color filter layer is formed by applying the resin material and then heating to cure the resin. For example, when an acrylic resin is used as the resin component of the color filter layer, the resin is cured by heating to about 240 ° C. in consideration of the heat resistance of the acrylic resin.

一方、TFTの形成工程においては、例えばB(ボロン)やP(リン)等をイオンドーピングする低温ポリシリコンTFTでは、熱エネルギーによるSiの再配列とB−SiやP−Siの結合を促して半導体を形成する工程で活性化と呼ばれる高温アニールが必要である。そのため、アレイ基板本体上に予めカラーフィルタ層が設けられていると、TFT形成時の高熱によりカラーフィルタ層を構成する樹脂が損傷を受けてしまう。これを回避するため、カラーフィルタ層をアレイ基板上に設ける場合には、TFTを形成した後にその上層にカラーフィルタ層を設けることが行われている。   On the other hand, in the TFT formation process, for example, in a low-temperature polysilicon TFT ion-doped with B (boron), P (phosphorus), etc., the rearrangement of Si by thermal energy and the bonding of B-Si or P-Si are promoted. High temperature annealing called activation is necessary in the process of forming a semiconductor. Therefore, if a color filter layer is provided in advance on the array substrate main body, the resin constituting the color filter layer is damaged by the high heat at the time of TFT formation. In order to avoid this, when the color filter layer is provided on the array substrate, the color filter layer is provided on the upper layer after the TFT is formed.

カラーフィルタ層を対向基板上に設ける場合には、フォトリソグラフィやインクジェット法でカラーフィルタ層を形成することができるが、TFTが予め設けられたアレイ基板本体上にカラーフィルタ層を形成する場合には、TFTやそれを覆う絶縁層が顔料に含まれている金属成分等により損傷を受けるのを防ぐために複雑な工程を経てカラーフィルタ層を形成する必要がある。例えば、特許文献1には、TFTが形成されたアレイ基板表面に有機膜を成膜した後、各TFTに対応してできた凹部にフォトリソグラフィによりカゼイン等の着色ベース層を充填するように形成した後、それを硬化し、さらに着色ベース層に赤、緑、青等の着色を行ってカラーフィルタ層を形成することが記載されている。   When the color filter layer is provided on the counter substrate, the color filter layer can be formed by photolithography or an inkjet method. However, when the color filter layer is formed on the array substrate body in which TFTs are provided in advance, In order to prevent the TFT and the insulating layer covering it from being damaged by the metal component contained in the pigment, it is necessary to form a color filter layer through a complicated process. For example, in Patent Document 1, an organic film is formed on the surface of an array substrate on which TFTs are formed, and then a concave base formed corresponding to each TFT is filled with a colored base layer such as casein by photolithography. After that, it is described that the color filter layer is formed by curing it and further coloring the colored base layer with red, green, blue or the like.

本発明は、対向基板上にカラーフィルタ層を形成する場合と同様に複雑な工程によることなく、アレイ基板上にカラーフィルタ層が形成された表示装置を得ることを目的とする。   An object of the present invention is to obtain a display device in which a color filter layer is formed on an array substrate without using a complicated process as in the case of forming a color filter layer on a counter substrate.

本発明の表示装置は、各画素毎にスイッチング素子が形成されたアレイ基板と、アレイ基板に対向して配置された対向基板と、を有するものであって、アレイ基板は、アレイ基板本体と、アレイ基板本体上に設けられ、各画素に対応する複数の着色層、及びこれらの着色層の間に位置する遮光層からなるカラーフィルタ層と、カラーフィルタ層の上層に設けられたスイッチング素子層と、を備えたことを特徴とする。   The display device of the present invention includes an array substrate in which a switching element is formed for each pixel, and a counter substrate disposed to face the array substrate, the array substrate including an array substrate body, A color filter layer provided on the array substrate main body and including a plurality of colored layers corresponding to each pixel, and a light-shielding layer located between the colored layers; and a switching element layer provided on the color filter layer; , Provided.

上記の構成によれば、カラーフィルタ層がアレイ基板本体上に設けられているので、カラーフィルタ層の遮光層とスイッチング素子層のスイッチング素子との位置合わせを精度よく行うことができ、表示装置の画素領域を大きく確保することができる。また、アレイ基板本体上にカラーフィルタ層が設けられ、カラーフィルタ層の上層にスイッチング素子層が設けられているので、カラーフィルタ層の形成工程においてスイッチング層の存在を考慮に入れる必要がない。そのため、対向基板側にカラーフィルタ層を形成する場合と同様に複雑な工程を経ることなく、フォトリソグラフィやインクジェット法等の方法を用いてカラーフィルタ層がアレイ基板上に形成された表示装置を得ることができる。   According to the above configuration, since the color filter layer is provided on the array substrate body, the light shielding layer of the color filter layer and the switching element of the switching element layer can be accurately aligned, and the display device A large pixel area can be secured. In addition, since the color filter layer is provided on the array substrate main body and the switching element layer is provided above the color filter layer, it is not necessary to consider the presence of the switching layer in the color filter layer forming step. Therefore, a display device in which the color filter layer is formed on the array substrate by using a method such as photolithography or an ink jet method is obtained without going through complicated steps as in the case of forming the color filter layer on the counter substrate side. be able to.

本発明の表示装置は、カラーフィルタ層を構成する材料が400〜600℃程度の温度に対する耐熱性を有していてもよい。   In the display device of the present invention, the material constituting the color filter layer may have heat resistance to a temperature of about 400 to 600 ° C.

上記の構成によれば、カラーフィルタ層が400〜600℃の温度に対する耐熱性を有するので、カラーフィルタ層を形成した後のスイッチング素子層を形成するプロセスにおいて高温になっても、カラーフィルタ層が熱により損傷を受けるのを抑制することができる。   According to said structure, since a color filter layer has heat resistance with respect to the temperature of 400-600 degreeC, even if it becomes high temperature in the process of forming the switching element layer after forming a color filter layer, a color filter layer is It is possible to suppress damage from heat.

本発明は、着色層が樹脂を含まない材料で構成されていることが好ましい。   In the present invention, the colored layer is preferably made of a material that does not contain a resin.

上記の構成によれば、着色層が樹脂を含まない材料で構成されているので、着色層の耐熱温度を樹脂の耐熱温度よりも高い温度に設定できる。そのため、カラーフィルタ層を形成した後のスイッチング素子層を形成するプロセスにおいて着色層が高温になっても、カラーフィルタ層が熱により損傷を受けるのを抑制することができる。   According to said structure, since the colored layer is comprised with the material which does not contain resin, the heat resistant temperature of a colored layer can be set to the temperature higher than the heat resistant temperature of resin. Therefore, even if the colored layer becomes high temperature in the process of forming the switching element layer after forming the color filter layer, the color filter layer can be prevented from being damaged by heat.

本発明は、遮光層が樹脂を含まない材料で構成されていることが好ましい。   In the present invention, the light shielding layer is preferably made of a material that does not contain a resin.

上記の構成によれば、遮光層が樹脂を含まない材料で構成されているので、遮光層の耐熱温度を樹脂の耐熱温度よりも高い温度に設定できる。そのため、カラーフィルタ層を形成した後のスイッチング素子層を形成するプロセスにおいて遮光層が高温になっても、カラーフィルタ層が熱により損傷を受けるのを抑制することができる。   According to said structure, since the light shielding layer is comprised with the material which does not contain resin, the heat resistant temperature of a light shielding layer can be set to a temperature higher than the heat resistant temperature of resin. Therefore, even when the light shielding layer becomes high in the process of forming the switching element layer after forming the color filter layer, the color filter layer can be prevented from being damaged by heat.

本発明は、アレイ基板と対向基板との間に液晶層が設けられていてもよい。   In the present invention, a liquid crystal layer may be provided between the array substrate and the counter substrate.

本発明の表示装置の製造方法は、アレイ基板本体上にカラーフィルタ層を形成した後、カラーフィルタ層の上層にスイッチング素子を含むスイッチング素子層を形成してアレイ基板を得るものである。   In the method for manufacturing a display device according to the present invention, a color filter layer is formed on an array substrate body, and then a switching element layer including a switching element is formed on the color filter layer to obtain an array substrate.

上記の製造方法によれば、アレイ基板本体上にカラーフィルタ層を形成するので、カラーフィルタ層の遮光層とスイッチング素子層のスイッチング素子との位置合わせを精度よく行うことができ、表示装置の画素領域を大きく確保することができる。また、カラーフィルタ層を形成した後、カラーフィルタ層の上層にスイッチング素子を含むスイッチング素子層を形成するので、カラーフィルタ層の形成工程においてスイッチング層の存在を考慮に入れる必要がない。そのため、対向基板側にカラーフィルタ層を形成する場合と同様に複雑な工程を経ることなく、フォトリソグラフィやインクジェット法等の方法を用いてカラーフィルタ層を形成することができる。   According to the above manufacturing method, since the color filter layer is formed on the array substrate body, alignment between the light shielding layer of the color filter layer and the switching element of the switching element layer can be accurately performed, and the pixel of the display device A large area can be secured. In addition, since the switching element layer including the switching element is formed on the color filter layer after the color filter layer is formed, it is not necessary to consider the presence of the switching layer in the color filter layer forming process. Therefore, the color filter layer can be formed using a method such as photolithography or an inkjet method without passing through a complicated process as in the case of forming the color filter layer on the counter substrate side.

本発明の表示装置の製造方法は、アレイ基板本体上に着色剤及び樹脂を含んだカラーレジスト膜を形成すると共に、遮光剤及び樹脂を含んだ遮光レジスト膜を形成した後、カラーレジスト膜及び遮光レジスト膜を焼成することにより各レジスト膜中の樹脂を除去して着色層及び遮光層を形成しカラーフィルタ層を得ることが好ましい。   The display device manufacturing method of the present invention forms a color resist film containing a colorant and a resin on an array substrate body, and after forming a light shielding resist film containing a light shielding agent and a resin, the color resist film and the light shielding It is preferable to remove the resin in each resist film by baking the resist film to form a colored layer and a light shielding layer to obtain a color filter layer.

上記の製造方法によれば、各レジスト膜中の樹脂を除去して着色層及び遮光層を形成してカラーフィルタ層を得るので、例えば400〜600℃の温度に対する耐熱性を有するカラーフィルタ層を設けることができる。   According to the above manufacturing method, the resin in each resist film is removed to form a colored layer and a light shielding layer to obtain a color filter layer. For example, a color filter layer having heat resistance to a temperature of 400 to 600 ° C. Can be provided.

本発明の表示装置の製造方法は、カラーレジスト膜及び遮光レジスト膜の焼成を、カラーレジスト膜に含まれる樹脂の耐熱温度及び遮光レジスト膜に含まれる樹脂の耐熱温度よりも高い温度で行うことが好ましい。   In the method for manufacturing a display device of the present invention, the color resist film and the light-shielding resist film are baked at a temperature higher than the heat resistance temperature of the resin included in the color resist film and the heat resistance temperature of the resin included in the light-shielding resist film. preferable.

本発明の表示装置の製造方法は、カラーレジスト膜を焼成することにより得られた着色層が樹脂を含まない材料で構成されていることが好ましい。   In the method for manufacturing a display device of the present invention, it is preferable that the colored layer obtained by baking the color resist film is made of a material that does not contain a resin.

上記の製造方法によれば、カラーレジスト膜を焼成することにより得られた着色層が樹脂を含まない材料で構成されているので、着色層の耐熱温度を樹脂の耐熱温度よりも高い温度に設定できる。そのため、スイッチング素子層を形成するプロセスにおいて高温になっても、スイッチング素子層の下層に予め形成したカラーフィルタ層が熱により損傷を受けるのを抑制することができる。   According to the above manufacturing method, since the colored layer obtained by baking the color resist film is made of a material not containing a resin, the heat resistant temperature of the colored layer is set higher than the heat resistant temperature of the resin. it can. Therefore, even when the temperature in the process of forming the switching element layer becomes high, it is possible to prevent the color filter layer formed in advance under the switching element layer from being damaged by heat.

本発明の表示装置の製造方法は、遮光レジスト膜を焼成することにより得られた遮光層が樹脂を含まない材料で構成されていることが好ましい。   In the manufacturing method of the display device of the present invention, it is preferable that the light shielding layer obtained by baking the light shielding resist film is made of a material not containing a resin.

上記の製造方法によれば、遮光レジスト膜を焼成することにより得られた遮光層が樹脂を含まない材料で構成されているので、遮光層の耐熱温度を樹脂の耐熱温度よりも高い温度に設定できる。そのため、スイッチング素子層を形成するプロセスにおいて高温になっても、スイッチング素子層の下層に予め形成したカラーフィルタ層が熱により損傷を受けるのを抑制することができる。   According to the above manufacturing method, since the light-shielding layer obtained by baking the light-shielding resist film is made of a material that does not contain a resin, the heat-resistant temperature of the light-shielding layer is set to a temperature higher than the heat-resistant temperature of the resin. it can. Therefore, even when the temperature in the process of forming the switching element layer becomes high, it is possible to prevent the color filter layer formed in advance under the switching element layer from being damaged by heat.

本発明の表示装置の製造方法は、カラーレジスト膜及び遮光レジスト膜をフォトリソグラフィを用いて形成してもよい。   In the method for manufacturing a display device of the present invention, the color resist film and the light-shielding resist film may be formed using photolithography.

また、カラーレジスト膜をインクジェット法を用いて形成し、遮光レジスト膜をフォトリソグラフィを用いて形成してもよい。   Alternatively, the color resist film may be formed using an inkjet method, and the light-shielding resist film may be formed using photolithography.

さらに、カラーレジスト膜及び遮光レジスト膜をインクジェット法を用いて形成してもよい。   Further, a color resist film and a light-shielding resist film may be formed using an ink jet method.

本発明の表示装置の製造方法は、アレイ基板と対向基板との間に液晶層を形成してもよい。   In the method for manufacturing a display device of the present invention, a liquid crystal layer may be formed between the array substrate and the counter substrate.

本発明によれば、カラーフィルタ層がアレイ基板本体上に設けられているので、カラーフィルタ層の遮光層とスイッチング素子層のスイッチング素子との位置合わせを精度よく行うことができ、表示装置の画素領域を大きく確保することができる。また、アレイ基板本体上にカラーフィルタ層が設けられ、カラーフィルタ層の上層にスイッチング素子層が設けられているので、カラーフィルタ層の形成工程においてスイッチング層の存在を考慮に入れる必要がない。そのため、対向基板側にカラーフィルタ層を形成する場合と同様に複雑な工程を経ることなく、フォトリソグラフィやインクジェット法等の方法を用いてカラーフィルタ層がアレイ基板上に形成された表示装置を得ることができる。   According to the present invention, since the color filter layer is provided on the array substrate body, the alignment of the light shielding layer of the color filter layer and the switching element of the switching element layer can be performed with high accuracy, and the pixel of the display device A large area can be secured. In addition, since the color filter layer is provided on the array substrate main body and the switching element layer is provided above the color filter layer, it is not necessary to consider the presence of the switching layer in the color filter layer forming step. Therefore, a display device in which the color filter layer is formed on the array substrate by using a method such as photolithography or an ink jet method is obtained without going through complicated steps as in the case of forming the color filter layer on the counter substrate side. be able to.

液晶表示装置の平面図である。It is a top view of a liquid crystal display device. 図1のII−II線における断面図である。It is sectional drawing in the II-II line of FIG. 実施形態1の液晶表示装置の断面図である。1 is a cross-sectional view of a liquid crystal display device of Embodiment 1. FIG. 実施形態1のアレイ基板の断面図である。3 is a cross-sectional view of the array substrate of Embodiment 1. FIG. 実施形態1の液晶表示装置の製造方法のフローチャートである。3 is a flowchart of a manufacturing method of the liquid crystal display device of Embodiment 1. 実施形態1のアレイ基板の製造方法のフローチャートである。4 is a flowchart of a method for manufacturing the array substrate according to the first embodiment. (a)〜(h)は、実施形態1の液晶表示装置の製造工程の説明図である。(A)-(h) is explanatory drawing of the manufacturing process of the liquid crystal display device of Embodiment 1. FIG. (a)〜(g)は、実施形態2の液晶表示装置の製造工程の説明図である。(A)-(g) is explanatory drawing of the manufacturing process of the liquid crystal display device of Embodiment 2. FIG. 実施形態3のアレイ基板の断面図である。It is sectional drawing of the array substrate of Embodiment 3. 実施形態3のアレイ基板の製造方法のフローチャートである。10 is a flowchart of a method for manufacturing an array substrate according to the third embodiment. (a)〜(e)は、実施形態3の液晶表示装置の製造工程の説明図である。(A)-(e) is explanatory drawing of the manufacturing process of the liquid crystal display device of Embodiment 3. FIG.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。本実施形態では、画素毎にスイッチング素子を備えたアクティブマトリクス駆動型の液晶表示装置を例に説明する。但し、本発明は以下の実施形態1〜3に限定されるものではなく、他の構成であってもよい。この液晶表示装置は、例えば、パーソナルコンピュータ等のOA機器や携帯電話、PDA(Personal Digital Assistant)等の携帯情報機器のディスプレイ等に用いられるものである。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the present embodiment, an active matrix driving type liquid crystal display device having a switching element for each pixel will be described as an example. However, the present invention is not limited to the following first to third embodiments, and may have other configurations. This liquid crystal display device is used, for example, for an OA device such as a personal computer, a display of a portable information device such as a mobile phone, PDA (Personal Digital Assistant), or the like.

《実施形態1》
図1及び2は、実施形態1にかかる液晶表示装置10を示す。液晶表示装置10は、アレイ基板20と対向基板30とが対向配置された液晶表示パネルを備えている。アレイ基板20と対向基板30との間には、シール材50で囲まれた空間に液晶層40が設けられている。
Embodiment 1
1 and 2 show a liquid crystal display device 10 according to a first embodiment. The liquid crystal display device 10 includes a liquid crystal display panel in which an array substrate 20 and a counter substrate 30 are arranged to face each other. A liquid crystal layer 40 is provided between the array substrate 20 and the counter substrate 30 in a space surrounded by the sealing material 50.

液晶表示装置10には、シール材50の内側に形成されて複数の画素がマトリクス状に配置された表示領域Dと、表示領域Dの周囲に配置された非表示領域Nとが構成されている。そして、非表示領域Nの一部は、駆動回路等を取り付けるための端子領域Tとなっている。すなわち、液晶表示装置10の少なくとも1つの端縁は、図1に示すように、アレイ基板20が対向基板30よりも突出して形成され、その突出した部分が端子領域Tとなっている。   The liquid crystal display device 10 includes a display area D formed inside the sealing material 50 and having a plurality of pixels arranged in a matrix, and a non-display area N arranged around the display area D. . A part of the non-display area N is a terminal area T for attaching a drive circuit and the like. In other words, at least one edge of the liquid crystal display device 10 is formed so that the array substrate 20 protrudes from the counter substrate 30 as shown in FIG.

アレイ基板20は、図4に示すように、アレイ基板本体21上にカラーフィルタ層22が形成されている。カラーフィルタ層22上には、例えば、SiN、SiO、SiNO等からなる層間絶縁膜25が設けられ、その上層に、スイッチング素子26を複数備えたスイッチング素子層が形成されている。そして、スイッチング素子層上には、例えばアクリル樹脂等からなる平坦化膜が設けられ、その平坦化膜に各スイッチング素子に導通するように、例えばITO等からなる複数の画素電極28が形成されている。画素電極28の上層には、さらに、例えばポリイミド等からなる配向膜29が形成されている。なお、ここでは、スイッチング素子層はスイッチング素子26としてTFT26を備えたTFT層である場合について説明する。 As shown in FIG. 4, the array substrate 20 has a color filter layer 22 formed on an array substrate body 21. An interlayer insulating film 25 made of, for example, SiN, SiO 2 , SiNO or the like is provided on the color filter layer 22, and a switching element layer including a plurality of switching elements 26 is formed thereon. A planarizing film made of, for example, acrylic resin is provided on the switching element layer, and a plurality of pixel electrodes 28 made of, for example, ITO are formed on the planarizing film so as to be electrically connected to each switching element. Yes. An alignment film 29 made of, for example, polyimide is further formed on the upper layer of the pixel electrode 28. Here, the case where the switching element layer is a TFT layer including the TFT 26 as the switching element 26 will be described.

カラーフィルタ層22は、画素毎に設けられた複数の着色層24と、各着色層24を区画する遮光層23(ブラックマトリクス)が形成されている。複数の着色層24は、例えば、赤色、緑色及び青色の着色層24R,24G及び24Bが周期的に配置されて構成されている。カラーフィルタ層22を構成する遮光層23及び着色層24のそれぞれは、その上層に設けられたTFT26の形成時における高温プロセスに耐えるため、400〜600℃程度の温度に対する耐熱性を有する。   The color filter layer 22 includes a plurality of colored layers 24 provided for each pixel, and a light shielding layer 23 (black matrix) that partitions the colored layers 24. The plurality of colored layers 24 are configured, for example, by periodically arranging red, green, and blue colored layers 24R, 24G, and 24B. Each of the light shielding layer 23 and the colored layer 24 constituting the color filter layer 22 has heat resistance to a temperature of about 400 to 600 ° C. in order to withstand a high temperature process at the time of forming the TFT 26 provided thereon.

各着色層24は、樹脂成分を含まない着色剤等で形成されている。赤色着色層24Rの着色材としては、例えばアントラキノン系の顔料や等が挙げられる。緑色着色層24Gの着色材としては、例えばフタロシアニン系の顔料等が挙げられる。また、青色着色層24Bの着色材としては、例えばフタロシアニン系の顔料等が挙げられる。各着色層24は、例えば厚さが300〜600nm程度であり、この厚さは樹脂を含む材料で着色層を形成した場合の1/10〜1/5である。   Each colored layer 24 is formed of a colorant that does not contain a resin component. Examples of the coloring material for the red colored layer 24R include anthraquinone pigments and the like. Examples of the coloring material for the green colored layer 24G include phthalocyanine pigments. Examples of the coloring material for the blue colored layer 24B include phthalocyanine pigments. Each colored layer 24 has a thickness of, for example, about 300 to 600 nm, and this thickness is 1/10 to 1/5 when the colored layer is formed of a material containing a resin.

遮光層23は、隣り合う着色層24同士を区画するように、それらの境界の領域に設けられており、樹脂成分を含まない黒色材、例えばカーボンブラック等で形成されている。遮光層23は、例えば厚さが150〜300nm程度であり、この厚さは樹脂を含む材料で遮光色層を形成した場合の1/10〜1/5である。   The light shielding layer 23 is provided in a boundary region between the adjacent colored layers 24 and is formed of a black material that does not include a resin component, such as carbon black. The light shielding layer 23 has a thickness of, for example, about 150 to 300 nm, and this thickness is 1/10 to 1/5 when the light shielding color layer is formed of a material containing a resin.

TFT層は、層間絶縁膜25上に複数のソース線及び複数のゲート線が互いに交差するように形成され、これら各ソース線と各ゲート線との交差部には、複数のTFT26が構成されている。   The TFT layer is formed on the interlayer insulating film 25 so that a plurality of source lines and a plurality of gate lines intersect with each other, and a plurality of TFTs 26 are formed at the intersections of the source lines and the gate lines. Yes.

なお、図示はしていないが、アレイ基板20の非表示領域Nには、TFT26を遮光領域に対応するように形成するためのアライメントマークが設けられていることが好ましい。アライメントマークは、例えば、カラーフィルタ層22の遮光層23や着色層24と同一の材料で形成することができる。   Although not shown, it is preferable that an alignment mark for forming the TFT 26 so as to correspond to the light shielding region is provided in the non-display region N of the array substrate 20. For example, the alignment mark can be formed of the same material as the light shielding layer 23 and the colored layer 24 of the color filter layer 22.

対向基板30は、対向基板本体31上の全面を覆うように例えばITOからなる共通電極32が設けられている。そして、共通電極32を覆うように、例えばポリイミド膜からなる配向膜33が設けられている。   The counter substrate 30 is provided with a common electrode 32 made of, for example, ITO so as to cover the entire surface of the counter substrate main body 31. An alignment film 33 made of, for example, a polyimide film is provided so as to cover the common electrode 32.

液晶層40は、電気光学特性を有するネマチック液晶材料などにより構成されている。   The liquid crystal layer 40 is made of a nematic liquid crystal material having electro-optical characteristics.

上記構成の液晶表示装置10は、各画素電極28毎に1つの画素が構成されており、各画素において、ゲート線からゲート信号が送られてTFTがオン状態になったときに、ソース線からソース信号が送られてソース電極及びドレイン電極を介して、画素電極28に所定の電荷が書き込まれ、画素電極28と対向基板30の共通電極32との間で電位差が生じることになり、液晶層40からなる液晶容量に所定の電圧が印加されるように構成されている。そして、液晶表示装置10では、その印加電圧の大きさに応じて液晶分子の配向状態が変わることを利用して、外部から入射する光の透過率を調整することにより、画像が表示される。   In the liquid crystal display device 10 configured as described above, one pixel is formed for each pixel electrode 28. When a gate signal is sent from the gate line and the TFT is turned on in each pixel, the pixel line 28 is turned on. A source signal is sent and a predetermined charge is written to the pixel electrode 28 via the source electrode and the drain electrode, and a potential difference is generated between the pixel electrode 28 and the common electrode 32 of the counter substrate 30, and the liquid crystal layer A predetermined voltage is applied to the liquid crystal capacitor composed of 40. In the liquid crystal display device 10, an image is displayed by adjusting the transmittance of light incident from the outside using the fact that the alignment state of the liquid crystal molecules changes according to the magnitude of the applied voltage.

<液晶表示装置の製造方法>
次に、実施形態1に係る液晶表示装置10の製造方法について例示して説明する。
<Method for manufacturing liquid crystal display device>
Next, a method for manufacturing the liquid crystal display device 10 according to Embodiment 1 will be described by way of example.

図5に、液晶表示装置10の製造方法の全体のフローチャートを示す。まず、アレイ基板20及び対向基板30をそれぞれ独立に作製する(ステップS1及びS2)。そして、これら両基板20,30をシール材50を介して互いに貼り合わせる(ステップS3)。貼り合わせにより液晶表示パネルを得た後は、公知の作製工程に従って液晶表示装置10を得る(ステップS4〜S7)。   FIG. 5 shows an overall flowchart of the manufacturing method of the liquid crystal display device 10. First, the array substrate 20 and the counter substrate 30 are independently manufactured (steps S1 and S2). Then, these two substrates 20 and 30 are bonded to each other through the sealing material 50 (step S3). After obtaining the liquid crystal display panel by bonding, the liquid crystal display device 10 is obtained according to a known manufacturing process (steps S4 to S7).

はじめに、ステップS1において、アレイ基板20を作製する。図6は、アレイ基板作製工程のフローチャートであり、図7は、アレイ基板20の作製工程を示す説明図である。   First, in step S1, the array substrate 20 is manufactured. FIG. 6 is a flowchart of the array substrate manufacturing process, and FIG. 7 is an explanatory diagram showing the manufacturing process of the array substrate 20.

まず、ステップS11において、アレイ基板本体21を準備して、アレイ基板本体21上にカラーフィルタ層22を形成する。カラーフィルタ層22を形成するアレイ基板本体21にはまだTFT26が設けられていないので、カラーフィルタ層22の形成プロセスがTFT26に与える影響を考慮に入れる必要がない。そのため、対向基板側にカラーフィルタ層を形成する場合と同様に複雑な工程を経ることなく、カラーフィルタ層22の形成を行うことができる。   First, in step S <b> 11, the array substrate body 21 is prepared, and the color filter layer 22 is formed on the array substrate body 21. Since the TFT substrate 26 is not yet provided on the array substrate main body 21 on which the color filter layer 22 is formed, it is not necessary to take into consideration the influence of the formation process of the color filter layer 22 on the TFT 26. Therefore, the color filter layer 22 can be formed without going through a complicated process as in the case of forming the color filter layer on the counter substrate side.

まず、ステップS12Aにおいて、フォトリソグラフィにより遮光レジスト膜72を成膜する。具体的には、カーボンブラック等の黒色成分からなる遮光材料をアクリル樹脂等の樹脂に分散したネガ型の遮光レジストを、ロール塗布やスピン塗布によりアレイ基板本体21の全面に塗布して樹脂膜71を成膜する。そして、図7(a)に示すように、遮光層23を形成する領域に重なる開口を有するマスクMNを介して樹脂膜71を露光する。その後、樹脂膜71を現像処理することにより、図7(b)に示すように、アレイ基板本体21の表面に遮光レジスト膜72が形成される。なお、ここではネガ型の遮光レジストを用いるとしたが、ポジ型の遮光レジストを用いて遮光レジスト膜72を形成してもよい。   First, in step S12A, a light shielding resist film 72 is formed by photolithography. Specifically, a negative type light-shielding resist in which a light-shielding material composed of a black component such as carbon black is dispersed in a resin such as acrylic resin is applied to the entire surface of the array substrate body 21 by roll coating or spin coating to form a resin film 71. Is deposited. Then, as shown in FIG. 7A, the resin film 71 is exposed through a mask MN having an opening that overlaps the region where the light shielding layer 23 is formed. Thereafter, the resin film 71 is developed to form a light-shielding resist film 72 on the surface of the array substrate body 21 as shown in FIG. 7B. Although the negative type light shielding resist is used here, the light shielding resist film 72 may be formed using a positive type light shielding resist.

次に、ステップS12Bにおいて、フォトリソグラフィによりカラーレジスト膜74を成膜する。具体的には、赤色着色剤をアクリル樹脂等の樹脂に分散したポジ型のカラーレジストを、ロール塗布やスピン塗布によりアレイ基板本体21の全面に塗布して樹脂膜73Rを形成する。そして、図7(c)に示すように、赤色の着色層24Rを形成しない領域に重なる開口を有するMPを介して樹脂膜73Rを露光する。その後、樹脂膜73Rを現像処理することにより、図7(d)に示すように、遮光レジストで区画された赤色の着色層24Rを形成する領域に、赤色カラーレジスト膜74Rが形成される。なお、図7中では、カラーレジスト膜74の具体例として、赤色カラーレジスト膜74R、緑色カラーレジスト膜74G、及び青色カラーレジスト膜74Bとして示している。   Next, in step S12B, a color resist film 74 is formed by photolithography. Specifically, a positive color resist in which a red colorant is dispersed in a resin such as an acrylic resin is applied to the entire surface of the array substrate body 21 by roll coating or spin coating to form a resin film 73R. Then, as shown in FIG. 7C, the resin film 73R is exposed through the MP having an opening that overlaps the region where the red colored layer 24R is not formed. Thereafter, by developing the resin film 73R, as shown in FIG. 7D, a red color resist film 74R is formed in a region where the red colored layer 24R partitioned by the light shielding resist is formed. In FIG. 7, specific examples of the color resist film 74 are shown as a red color resist film 74R, a green color resist film 74G, and a blue color resist film 74B.

この一連の工程を繰り返すことにより、図7(e)に示すように、緑色カラーレジスト膜74G及び青色カラーレジスト膜74Bを順に形成する。なお、カラーレジストに含まれる樹脂は遮光レジストと同一種の樹脂であっても、異なる種類の樹脂であっても構わない。また、ここではポジ型のカラーレジストを用いるとしたが、ネガ型のカラーレジストを用いてカラーレジスト膜74を形成してもよい。さらに、図7(e)では、赤色カラーレジスト膜74R、緑色カラーレジスト膜74G、及び青色カラーレジスト膜74Bが遮光レジスト膜72の上層において連続して形成された断面図が示されているが、遮光レジスト膜72の上にカラーレジスト膜74が設けられていても実質的に機能するわけではないので、遮光レジスト膜72の上層にはカラーレジスト膜74が設けられていなくてもよく、また、例えば赤色カラーレジスト膜74Rと緑色カラーレジスト膜74Gがそれらを区画する遮光レジスト膜72の上層で間隔をあけて隣接するようにパターン形成されていてもよい。   By repeating this series of steps, a green color resist film 74G and a blue color resist film 74B are sequentially formed as shown in FIG. The resin contained in the color resist may be the same type of resin as the light-shielding resist or a different type of resin. Although a positive color resist is used here, the color resist film 74 may be formed using a negative color resist. Further, FIG. 7E shows a cross-sectional view in which the red color resist film 74R, the green color resist film 74G, and the blue color resist film 74B are continuously formed in the upper layer of the light shielding resist film 72. Even if the color resist film 74 is provided on the light shielding resist film 72, it does not substantially function. Therefore, the color resist film 74 may not be provided on the light shielding resist film 72. For example, the red color resist film 74R and the green color resist film 74G may be patterned so as to be adjacent to each other with an interval in the upper layer of the light shielding resist film 72 that partitions them.

なお、遮光レジスト膜72やカラーレジスト膜74をアライメントマーク形成位置にもパターニングして設けることで、後工程において遮光層23または着色層24とアライメントマークとを同時に形成することが好ましい。   In addition, it is preferable that the light shielding layer 23 or the color layer 24 and the alignment mark are simultaneously formed in a subsequent process by patterning the light shielding resist film 72 and the color resist film 74 at the alignment mark formation position.

続いて、ステップS13において、上記形成した遮光レジスト膜72及びカラーレジスト膜74を、例えばバッチタイプ炉を用いて焼成を行い、各レジスト膜72,74から樹脂成分を除去する。このときの焼成条件は、例えば、焼成温度が400〜600℃程度及び焼成時間が60〜240分程度である。なお、これらの焼成条件は、各レジスト膜72,74に含まれる樹脂の耐熱特性により変更可能であり、各レジスト膜72,74の樹脂成分を完全に除去できる焼成条件とすることが好ましく、焼成温度が各レジスト膜72,74に含まれる樹脂の耐熱温度よりも高い温度であることが好ましい。この焼成により、遮光レジスト膜72及びカラーレジスト膜74が、図7(f)に示すように、各々遮光層23及び着色層24となり、カラーフィルタ層22が得られる。   Subsequently, in step S13, the light-shielding resist film 72 and the color resist film 74 formed are baked using, for example, a batch type furnace, and the resin components are removed from the resist films 72 and 74, respectively. The firing conditions at this time are, for example, a firing temperature of about 400 to 600 ° C. and a firing time of about 60 to 240 minutes. These baking conditions can be changed depending on the heat resistance characteristics of the resins contained in the resist films 72 and 74, and are preferably baking conditions that can completely remove the resin components of the resist films 72 and 74. The temperature is preferably higher than the heat resistance temperature of the resin contained in each of the resist films 72 and 74. By this baking, the light shielding resist film 72 and the color resist film 74 become the light shielding layer 23 and the colored layer 24, respectively, as shown in FIG. 7F, and the color filter layer 22 is obtained.

次いで、ステップS14において、カラーフィルタ層22を覆うように、図7(g)に示すように、例えばスパッタ法等を用いて層間絶縁膜25を形成する。   Next, in step S14, as shown in FIG. 7G, an interlayer insulating film 25 is formed using, for example, a sputtering method so as to cover the color filter layer 22.

次に、ステップS15において、層間絶縁膜25の上層にスイッチング素子としてTFT26を形成する。例えば、フォトリソグラフィ法により、ゲート線及びゲート電極、ゲート絶縁膜、半導体層、並びに、ソース線、ソース電極及びドレイン電極を順に形成し、半導体層にチャネル部をパターニングすることにより、TFT26を形成する。   Next, in step S <b> 15, a TFT 26 is formed as a switching element on the interlayer insulating film 25. For example, a gate line and a gate electrode, a gate insulating film, a semiconductor layer, a source line, a source electrode, and a drain electrode are formed in this order by photolithography, and a channel portion is patterned in the semiconductor layer, thereby forming the TFT 26. .

このとき、遮光層23及び着色層24は、遮光レジスト膜72及びカラーレジスト膜74を焼成することにより得られるので、樹脂を含まない材料で構成されることとなり、遮光層23及び着色層24の耐熱温度が樹脂の耐熱温度よりも高くなる。そのため、TFT作製工程において例えば400〜600℃程度の高温で高温アニールを行っても、カラーフィルタ22が損傷を受けることがない。   At this time, since the light shielding layer 23 and the colored layer 24 are obtained by baking the light shielding resist film 72 and the color resist film 74, the light shielding layer 23 and the colored layer 24 are composed of a material not containing a resin. The heat resistance temperature becomes higher than the heat resistance temperature of the resin. Therefore, even if the high temperature annealing is performed at a high temperature of about 400 to 600 ° C. in the TFT manufacturing process, the color filter 22 is not damaged.

なお、カラーフィルタ層22の遮光層23または着色層24と同時に、或いは、カラーフィルタ層22の形成とは別工程により形成したアライメントマークを利用して、TFT26が遮光層23と対応する領域に位置付けられるようにTFT26の形成を行う。   The TFT 26 is positioned in a region corresponding to the light shielding layer 23 by using an alignment mark formed simultaneously with the light shielding layer 23 or the colored layer 24 of the color filter layer 22 or by a process different from the formation of the color filter layer 22. As shown in FIG.

このとき、同一基板(アレイ基板本体21)上にカラーフィルタ層22とTFT26の両方を設けるので、各々を別工程でそれぞれ別の基板上に形成する場合よりも精度よく遮光層23とTFT26の位置合わせを行うことができる。そのため、位置ズレを考慮することなく遮光層23の領域をレイアウトすることができ、画素領域を大きく確保することができるので、優れた輝度特性を得ることができる。   At this time, since both the color filter layer 22 and the TFT 26 are provided on the same substrate (array substrate body 21), the positions of the light-shielding layer 23 and the TFT 26 are more accurate than when each is formed on a different substrate in a separate process. Can be combined. Therefore, the region of the light shielding layer 23 can be laid out without considering the positional deviation, and a large pixel region can be secured, so that excellent luminance characteristics can be obtained.

続いて、公知の方法を用いて、ステップS16における平坦化膜27の形成、ステップS17における画素電極28の形成、及びステップS18における配向膜29の形成を順に行うことにより、アレイ基板20が得られる(ステップS19)。   Subsequently, the array substrate 20 is obtained by sequentially performing the formation of the planarizing film 27 in step S16, the formation of the pixel electrode 28 in step S17, and the formation of the alignment film 29 in step S18 using a known method. (Step S19).

次に、ステップS2において、対向基板30を形成する。   Next, in step S2, the counter substrate 30 is formed.

まず、対向基板本体31の全面に、共通電極32となるITO膜をスパッタ法等を用いて成膜する。そして、表示領域Dにおいて、共通電極32を覆うように、公知の方法で配向膜33となるポリイミド膜を成膜することにより、対向基板30が得られる。   First, an ITO film to be the common electrode 32 is formed on the entire surface of the counter substrate body 31 by using a sputtering method or the like. Then, in the display region D, a counter substrate 30 is obtained by forming a polyimide film that becomes the alignment film 33 by a known method so as to cover the common electrode 32.

なお、ここではステップS1のアレイ基板20の作製を行った後にステップS2の対向基板30の作製を行うとして説明したが、各工程ステップS1及びS2は独立の工程であり、どちらを先に行っても、同時に行っても、いずれてもよい。   Here, it has been described that the counter substrate 30 in step S2 is manufactured after the array substrate 20 in step S1 is manufactured. However, each of the process steps S1 and S2 is an independent process, which one is performed first. Can be performed at the same time.

続いて、ステップS3において、アレイ基板20または対向基板30の外周縁にシール材50を配置すると共に両基板20,30を重ね合わせ、シール材50を硬化することにより、アレイ基板20と対向基板30とを貼り合わせる。このとき、カラーフィルタ層22がアレイ基板20上に設けられており、すでに、遮光層23とTFT26との位置合わせが精度よく行われているため、係るアライメント作業を行うことなく両基板20,30を貼り合わせることができる。   Subsequently, in step S3, the sealing material 50 is disposed on the outer peripheral edge of the array substrate 20 or the counter substrate 30, and the both substrates 20 and 30 are overlapped to cure the sealing material 50, whereby the array substrate 20 and the counter substrate 30 are cured. And paste together. At this time, since the color filter layer 22 is provided on the array substrate 20 and the alignment between the light shielding layer 23 and the TFT 26 has already been performed with high accuracy, both the substrates 20 and 30 are performed without performing such alignment work. Can be pasted together.

次に、ステップS4において、公知の方法により両基板20,30の間の空間に液晶材料を導入して液晶層40を形成することにより、液晶表示パネルを得る(ステップS5)。   Next, in step S4, a liquid crystal display panel is obtained by introducing a liquid crystal material into the space between the substrates 20 and 30 to form the liquid crystal layer 40 by a known method (step S5).

最後に、ステップS6において、液晶表示パネルの表面にそれぞれ偏光板(図示せず)を配置し、アレイ基板20上の端子領域Tに駆動回路を、基板表面にバックライトを取り付ける。これにより、液晶表示装置10が完成する(ステップS7)。   Finally, in step S6, a polarizing plate (not shown) is disposed on the surface of the liquid crystal display panel, a drive circuit is attached to the terminal region T on the array substrate 20, and a backlight is attached to the substrate surface. Thereby, the liquid crystal display device 10 is completed (step S7).

《実施形態2》
次に、本発明の実施形態2に係る液晶表示装置10について説明する。この液晶表示装置10は、実施形態1の液晶表示装置と同一の構成を有するが、製造方法において実施形態1とは異なる点がある。なお、同一または対応する構成については同一の参照符号を用いて説明する。実施形態2の液晶表示装置10の製造方法では、図5及び6のフローチャートに沿って工程を進める。
<< Embodiment 2 >>
Next, the liquid crystal display device 10 according to Embodiment 2 of the present invention will be described. The liquid crystal display device 10 has the same configuration as the liquid crystal display device of the first embodiment, but differs from the first embodiment in the manufacturing method. The same or corresponding components will be described using the same reference numerals. In the method for manufacturing the liquid crystal display device 10 according to the second embodiment, the process proceeds according to the flowcharts of FIGS.

実施形態1と同様、ステップS1において、アレイ基板20を作製する。図8は、アレイ基板20の作製工程を示す説明図である。   Similar to the first embodiment, in step S1, the array substrate 20 is manufactured. FIG. 8 is an explanatory diagram showing a manufacturing process of the array substrate 20.

はじめに、ステップS11において、アレイ基板本体21を準備して、アレイ基板本体21上にカラーフィルタ層22を形成する。   First, in step S <b> 11, the array substrate body 21 is prepared, and the color filter layer 22 is formed on the array substrate body 21.

まず、ステップS12Aにおいて、実施形態1と同様にして遮光レジスト膜72を形成する(図8(a),(b))。   First, in step S12A, the light shielding resist film 72 is formed in the same manner as in the first embodiment (FIGS. 8A and 8B).

次に、ステップS12Bにおいて、インクジェット法を用いてカラーレジスト膜74を成膜する。まず、図8(c)に示すようにインクジェットヘッドをアレイ基板本体21に対向するようにセットし、図8(d)に示すように、インクジェットヘッドのノズルからカラーレジスト膜74の原料を基板上に塗布することにより、カラーレジスト膜74を形成する。   Next, in step S12B, a color resist film 74 is formed using an inkjet method. First, as shown in FIG. 8C, the ink jet head is set so as to face the array substrate body 21, and as shown in FIG. 8D, the raw material of the color resist film 74 is supplied onto the substrate from the nozzle of the ink jet head. The color resist film 74 is formed.

遮光レジスト膜72及びカラーレジスト膜74を形成した後は、実施形態1と同様にして、ステップS13において各レジスト膜72,74の焼成を行ってカラーフィルタ層22を得(図8(e))、ステップS14において層間絶縁膜25を形成し(図8(f))、続いてステップS15〜S18においてTFT26の形成、平坦化膜27の形成、画素電極28の形成、及び配向膜29の形成を行うことにより、図8(g)に示すようにアレイ基板20が完成する(ステップS19)。   After the formation of the light-shielding resist film 72 and the color resist film 74, as in the first embodiment, the resist films 72 and 74 are baked in step S13 to obtain the color filter layer 22 (FIG. 8E). Then, in step S14, the interlayer insulating film 25 is formed (FIG. 8F), and subsequently in steps S15 to S18, the TFT 26, the planarization film 27, the pixel electrode 28, and the alignment film 29 are formed. By doing so, the array substrate 20 is completed as shown in FIG. 8G (step S19).

なお、ステップS2における対向基板30の作製工程や、アレイ基板20及び対向基板30の貼り合わせ以降の工程(ステップS3〜S7)は、実施形態1と同様にして行うので、詳細な説明を省略する。   Note that the manufacturing process of the counter substrate 30 in step S2 and the processes after the bonding of the array substrate 20 and the counter substrate 30 (steps S3 to S7) are performed in the same manner as in the first embodiment, and thus detailed description thereof is omitted. .

《実施形態3》
次に、本発明の実施形態3に係る液晶表示装置10について説明する。この液晶表示装置10は、アレイ基板20を除いて、実施形態1と同一の構成を有する。なお、同一または対応する構成については同一の参照符号を用いて説明する。実施形態3の液晶表示装置10の構成についてはアレイ基板20についてのみ説明する。
<< Embodiment 3 >>
Next, a liquid crystal display device 10 according to Embodiment 3 of the present invention will be described. The liquid crystal display device 10 has the same configuration as that of the first embodiment except for the array substrate 20. The same or corresponding components will be described using the same reference numerals. Only the array substrate 20 will be described for the configuration of the liquid crystal display device 10 of the third embodiment.

アレイ基板20は、図9に示すように、アレイ基板本体21上にカラーフィルタ層22、層間絶縁膜25、TFT26、平坦化膜27、画素電極28、及び配向膜29が順に積層された構成を有する。   As shown in FIG. 9, the array substrate 20 has a configuration in which a color filter layer 22, an interlayer insulating film 25, a TFT 26, a planarization film 27, a pixel electrode 28, and an alignment film 29 are sequentially stacked on the array substrate body 21. Have.

カラーフィルタ層22は、各画素に対応して設けられた着色層24と、それらを区画するように設けられた遮光層23と、で構成されている。このカラーフィルタ層22においては、着色層24は遮光層23の上層にオーバーラップすることなく、遮光層23と同一層となるように設けられている。   The color filter layer 22 is composed of a colored layer 24 provided corresponding to each pixel and a light shielding layer 23 provided so as to partition them. In the color filter layer 22, the colored layer 24 is provided so as to be the same layer as the light shielding layer 23 without overlapping the upper layer of the light shielding layer 23.

アレイ基板20のカラーフィルタ層22以外の構成は実施形態1と同一である。   The configuration of the array substrate 20 other than the color filter layer 22 is the same as that of the first embodiment.

<液晶表示装置の製造方法>
次に、実施形態3に係る液晶表示装置10の製造方法について説明する。この製造方法では、図5のフローチャートに沿って工程を進める。
<Method for manufacturing liquid crystal display device>
Next, a method for manufacturing the liquid crystal display device 10 according to the third embodiment will be described. In this manufacturing method, the process proceeds along the flowchart of FIG.

はじめに、ステップS1において、アレイ基板20を作製する。図10は、アレイ基板作製工程のフローチャートであり、図11は、アレイ基板20の作製工程を示す説明図である。   First, in step S1, the array substrate 20 is manufactured. FIG. 10 is a flowchart of the array substrate manufacturing process, and FIG. 11 is an explanatory diagram showing the array substrate 20 manufacturing process.

まず、ステップS11において、アレイ基板本体21を準備した後、アレイ基板本体21上にカラーフィルタ層22を形成する。   First, in step S <b> 11, after preparing the array substrate body 21, the color filter layer 22 is formed on the array substrate body 21.

まず、ステップS12において、インクジェット法を用いて遮光レジスト膜72及びカラーレジスト膜74を同時に成膜する。まず、図11(a)に示すように、インクジェットヘッドをアレイ基板本体21に対向するようにセットし、図11(b)に示すように、インクジェットヘッドのノズルから遮光レジスト膜72及びカラーレジスト膜74の原料を基板上に塗布することにより、遮光レジスト膜72及びカラーレジスト膜74を形成する。   First, in step S12, a light-shielding resist film 72 and a color resist film 74 are simultaneously formed using an inkjet method. First, as shown in FIG. 11A, the ink jet head is set so as to face the array substrate body 21, and as shown in FIG. 11B, the light shielding resist film 72 and the color resist film are formed from the nozzles of the ink jet head. The light shielding resist film 72 and the color resist film 74 are formed by applying 74 raw materials onto the substrate.

遮光レジスト膜72及びカラーレジスト膜74を形成した後は、実施形態1と同様にして、ステップS13において各レジスト膜72,74の焼成を行ってカラーフィルタ層22を得(図11(c))、ステップS14において層間絶縁膜25を形成し(図11(d))、続いてステップS15〜S18においてTFT26の形成、平坦化膜27の形成、画素電極28の形成、及び配向膜29の形成を行うことにより、図11(e)に示すようにアレイ基板20が完成する(ステップS19)。   After the formation of the light-shielding resist film 72 and the color resist film 74, as in the first embodiment, the resist films 72 and 74 are baked in step S13 to obtain the color filter layer 22 (FIG. 11C). In step S14, the interlayer insulating film 25 is formed (FIG. 11D), and subsequently in steps S15 to S18, the TFT 26, the planarization film 27, the pixel electrode 28, and the alignment film 29 are formed. By doing so, the array substrate 20 is completed as shown in FIG. 11E (step S19).

なお、ステップS2における対向基板30の作製工程や、アレイ基板20及び対向基板30の貼り合わせ以降の工程(ステップS3〜S7)は、実施形態1と同様にして行うので、詳細な説明を省略する。   Note that the manufacturing process of the counter substrate 30 in step S2 and the processes after the bonding of the array substrate 20 and the counter substrate 30 (steps S3 to S7) are performed in the same manner as in the first embodiment, and thus detailed description thereof is omitted. .

《その他の実施形態》
上記の実施形態1〜3では、カラーフィルタ層22を備えたアレイ基板20と対向基板30とが対向するように配置された構成の表示装置として液晶表示装置について説明したが、特にこれに限られず、例えばプラズマディスプレイ等の表示装置についても本発明を適用することができる。
<< Other Embodiments >>
In the first to third embodiments, the liquid crystal display device has been described as a display device having a configuration in which the array substrate 20 including the color filter layer 22 and the counter substrate 30 are arranged to face each other. However, the present invention is not limited to this. The present invention can also be applied to a display device such as a plasma display.

本発明は、カラーフィルタ層を備えたアレイ基板と対向基板とが対向するように配置された構成の、例えば、液晶表示装置やプラズマディスプレイ等の表示装置、及びその製造方法について有用である。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is useful for a display device such as a liquid crystal display device or a plasma display having a configuration in which an array substrate provided with a color filter layer and a counter substrate are opposed to each other, and a manufacturing method thereof.

10 表示装置(液晶表示装置)
20 アレイ基板
21 アレイ基板本体
22 カラーフィルタ層
23 遮光層
24 着色層
26 スイッチング素子(TFT)
30 対向基板
40 液晶層
72 遮光レジスト膜
74 カラーレジスト膜
10 Display device (Liquid crystal display device)
20 Array substrate 21 Array substrate body 22 Color filter layer 23 Light-shielding layer 24 Colored layer 26 Switching element (TFT)
30 Counter substrate 40 Liquid crystal layer 72 Light-shielding resist film 74 Color resist film

Claims (14)

各画素毎にスイッチング素子が形成されたアレイ基板と、該アレイ基板に対向して配置された対向基板と、を有する表示装置であって、
上記アレイ基板は、
アレイ基板本体と、
上記アレイ基板本体上に設けられ、上記各画素に対応する複数の着色層、及びこれらの着色層の間に位置する遮光層からなるカラーフィルタ層と、
上記カラーフィルタ層の上層に設けられたスイッチング素子層と、
を備えたことを特徴とする表示装置。
A display device having an array substrate on which switching elements are formed for each pixel, and a counter substrate disposed to face the array substrate,
The array substrate is
An array substrate body;
A color filter layer provided on the array substrate main body and including a plurality of colored layers corresponding to the pixels, and a light-shielding layer located between the colored layers;
A switching element layer provided on an upper layer of the color filter layer;
A display device comprising:
請求項1に記載された表示装置において、
上記カラーフィルタ層を構成する材料は、400〜600℃の温度に対する耐熱性を有することを特徴とする表示装置。
The display device according to claim 1,
The material constituting the color filter layer has heat resistance to a temperature of 400 to 600 ° C.
請求項1または2に記載された表示装置において、
上記着色層は樹脂を含まない材料で構成されていることを特徴とする表示装置。
The display device according to claim 1 or 2,
The display device, wherein the colored layer is made of a material that does not contain a resin.
請求項1〜3のいずれかに記載された表示装置において、
上記遮光層は樹脂を含まない材料で構成されていることを特徴とする表示装置。
The display device according to any one of claims 1 to 3,
The display device, wherein the light shielding layer is made of a material not containing a resin.
請求項1〜4のいずれかに記載された表示装置において、
上記アレイ基板と対向基板との間には液晶層が設けられていることを特徴とする表示装置。
In the display device according to any one of claims 1 to 4,
A display device, wherein a liquid crystal layer is provided between the array substrate and the counter substrate.
請求項1〜5のいずれかに記載された表示装置の製造方法であって、
アレイ基板本体上にカラーフィルタ層を形成した後、該カラーフィルタ層の上層にスイッチング素子を含むスイッチング素子層を形成してアレイ基板を得ることを特徴とする表示装置の製造方法。
A method for manufacturing a display device according to any one of claims 1 to 5,
A method of manufacturing a display device, comprising: forming a color filter layer on an array substrate body; and forming a switching element layer including a switching element on the color filter layer to obtain an array substrate.
請求項6に記載された表示装置の製造方法において、
上記アレイ基板本体上に着色剤及び樹脂を含んだカラーレジスト膜を形成すると共に、遮光剤及び樹脂を含んだ遮光レジスト膜を形成した後、
上記カラーレジスト膜及び遮光レジスト膜を焼成することにより各レジスト膜中の樹脂を除去して着色層及び遮光層を形成してカラーフィルタ層を設けることを特徴とする表示装置の製造方法。
In the manufacturing method of the display device according to claim 6,
After forming a color resist film containing a colorant and a resin on the array substrate body, and forming a light shielding resist film containing a light shielding agent and a resin,
A method of manufacturing a display device, wherein the color resist film and the light-shielding resist film are baked to remove a resin in each resist film to form a colored layer and a light-shielding layer to provide a color filter layer.
請求項7に記載された表示装置の製造方法において、
上記カラーレジスト膜及び上記遮光レジスト膜の焼成を上記カラーレジスト膜に含まれる樹脂の耐熱温度及び上記遮光レジスト膜に含まれる樹脂の耐熱温度よりも高い温度で行うことを特徴とする表示装置の製造方法。
In the manufacturing method of the display device according to claim 7,
Baking of the color resist film and the light shielding resist film is performed at a temperature higher than a heat resistance temperature of a resin included in the color resist film and a heat resistance temperature of a resin included in the light shielding resist film. Method.
請求項7または8に記載された表示装置の製造方法において、
上記カラーレジスト膜を焼成することにより得られた上記着色層は樹脂を含まない材料で構成されていることを特徴とする表示装置の製造方法。
In the manufacturing method of the display device according to claim 7 or 8,
A manufacturing method of a display device, wherein the colored layer obtained by baking the color resist film is made of a material not containing a resin.
請求項7〜9のいずれかに記載された表示装置の製造方法において、
上記遮光レジスト膜を焼成することにより得られた上記遮光層は樹脂を含まない材料で構成されていることを特徴とする表示装置の製造方法。
In the manufacturing method of the display device according to any one of claims 7 to 9,
The method for manufacturing a display device, wherein the light shielding layer obtained by baking the light shielding resist film is made of a material not containing a resin.
請求項7〜10のいずれかに記載された表示装置の製造方法において、
上記カラーレジスト膜及び上記遮光レジスト膜をフォトリソグラフィを用いて形成することを特徴とする表示装置の製造方法。
In the manufacturing method of the display device according to any one of claims 7 to 10,
A method for manufacturing a display device, wherein the color resist film and the light-shielding resist film are formed by photolithography.
請求項7〜10のいずれかに記載された表示装置の製造方法において、
上記カラーレジスト膜をインクジェット法を用いて形成し、上記遮光レジスト膜をフォトリソグラフィを用いて形成することを特徴とする表示装置の製造方法。
In the manufacturing method of the display device according to any one of claims 7 to 10,
A method of manufacturing a display device, wherein the color resist film is formed using an ink-jet method, and the light-shielding resist film is formed using photolithography.
請求項7〜10のいずれかに記載された表示装置の製造方法において、
上記カラーレジスト膜及び上記遮光レジスト膜をインクジェット法を用いて形成することを特徴とする表示装置の製造方法。
In the manufacturing method of the display device according to any one of claims 7 to 10,
A method for manufacturing a display device, wherein the color resist film and the light-shielding resist film are formed using an inkjet method.
請求項6〜13のいずれかに記載された表示装置の製造方法において、
上記アレイ基板と上記対向基板との間に挟持されるように、液晶層を形成することを特徴とする表示装置の製造方法。
In the manufacturing method of the display device according to any one of claims 6 to 13,
A method for manufacturing a display device, comprising: forming a liquid crystal layer so as to be sandwiched between the array substrate and the counter substrate.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017501456A (en) * 2013-12-31 2017-01-12 深▲セン▼市華星光電技術有限公司 Liquid crystal display device and manufacturing method thereof
US9989825B2 (en) 2015-02-26 2018-06-05 Japan Display Inc. Display device

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