JPH02230121A - 表示電極基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、アクティブマトリクス型表示装置に用いられ
る表示電極基板の製造方法に関する。

従来の技術 第１２図は、従来のアクティブマトリクス型カラー液晶
表示装置に用いられる表示電極基板の製造工程の途中に
おける表面構造の一例を示す平面図である．第１２図に
おいて、ソースバスライン１は信号線となるバスライン
であり、ゲートバスライン２は走査線となるバスライン
であって、これらは透明絶縁基板７上において互いに絶
縁層を介して直角に立体交差するように配列して形成さ
れている． 薄膜トランジスタ（　Ｔｈｉｎ　Ｆｉｌｍ　Ｔｒａｎｓ
ｉｓｔｏｒ　：以下、ＴＰＴと略称する）３は表示電極
基板のスインチング素子となる素子であって、このＴＦ
Ｔ３と絵素電極４と図示しない補助容量とが、ソースバ
スライン１とゲートバスライン２とで囲まれる各ます目
の部分ごとにそれぞれマトリクス状に配列して形成され
、ＴＦＴ３のソース電極はソースバスライン１に、ダー
ト＠極はゲートバスライン２に、ドレイン電極は絵素電
極４と補助容量の一端にそれぞれ接続されている。これ
らソースバスライン１、ゲートバスライン２、ＴＦＴ３
、絵素電極４などの形成部外域には、表示ｔ極基板の製
造工程途中で外部からの静電気による絶縁破壊などが生
じるのを防止するためのショートリング線５が形成され
、ソースバスライン１およびゲートバスライン２のそれ
ぞれがこのショートリング線５に接続されている。

第１３図は、上述した表示電極基板６を用いて組み立て
られたアクティブマトリクス型カラー液晶表示装置の一
部を拡大して示す縦断面図である．第１３図において、
透明絶縁基板７上にはＴＦＴ３のゲート電極８と補助容
量９の電極１０とが形成され、その上にゲート絶縁膜１
１が形成されている．また、ゲート絶縁膜１１上のゲー
ト電極８に対応する部分にはａ−ｓｉ（ｉ）（真性半導
体非品質シリコン）層１２およびａ−ｓｉ（ｒ＋”）（
ｎ形半導体非品質シリコン）Ｍ１３が形成され、さらに
その上にソースｔ極ｌ４およびドレイン電極１５が形成
され、これによってＴＦＴ３が構成されている．次いで
、一部をドレイン電極１５上に積層して絵素電極４が形
成され、その延長部分４ａは絶縁膜１１を介して電極１
０上に積層され、この延長部分４ａによって補助容量９
が構成されている．さらに、その上の全体には保護膜１
６が形成され、その上面に配向１ｉ　１　７　ａが形成
されている． このようにして構成された表示電極基板６と対向させて
対向基板１８が配置され、この表示電極基板６と対向基
板１８との閏に液晶層２４が介在させてある．対向基板
ｌ８においては、透明絶縁基板１つの上記表示電極基板
６と対向する表面全面のうち、絵素電極４と対向する部
分にカラーフィルタ２０が、また他の部分には光遮蔽膜
２１が形成され、その上面に対向電極２２が形成され、
さらにその上に配向１１ｌ１７ｂが形成されている．上
記カラーフィルタ２０の形成は、印刷技術を用いる方法
、フォトプロセスと染色技術を用いる方法、真空蒸着技
術を用いる方法などによって行われる．これとは別に、
電・着技術によってカラーフィルタを形成する方法も周
知である．この電着技術による方法は、染料を分散させ
たポリエステル樹脂などを水などの溶媒に溶かして電着
液とし、この電着液中に対向基板１８と電着用電極とを
対向させて浸漬し、対向基板１８の対向電極２２と電着
用電極との間に直流電圧を印加し、これによって対向基
板１８の対向電極２２上に染料を析出させカラーフィル
タとするものである．さらに、上述した電着法を用いて
表示電極基板６上の絵素電極４に染料を析出させカラー
フィルタを形成することも、従来より試みられている。

すなわち、この場会には、表示電極基板６上のＴト゛Ｔ
３をオン状態にしておいて、着色すべき絵素電極４が接
続されているソースバスライン１に選択的に電圧を印加
し、対向する絵素電極４に染料を析出させることによっ
てカラーフィルタが形成される．この方法では、対向基
板１８上にカラーフィルタ２０を形成する１％会に比べ
て、絵素電極４とカラーフィルタの位置ずれがほとんど
なく、しかも微細なパターンの形成が比較的に容易であ
り、製造コストも安いという利点がある．発明が解決し
ようとする課題 しかしながら、電着法によって表示＠極基板６の絵素電
極４上にカラーフィルタを形成する上述した従来の製造
方法の場き、ソースバスライン１と電着用電極とを直流
電源を介して接続するのに、たとえば銀ペーストを塗布
するなどの作業が必要で、ソースバスライン１が多数で
あることからその塗布作業に手問がかかるばかりか、電
着後に行われる銀ペーストの剥離が不充分であると、そ
の銀ペーストによって工程の途中で表示＠極基板６が汚
染されてしまうという問題点があった．また、表示１ｔ
極基板６の製造工程においては、静電気対策などの目的
で上述したようにショートリング線５（第１２図》が形
成され、このショートリング線５にソースバスライン１
およびゲートバスライン２が接続されるのが通例であり
、このため上記電着を行うにはすべてのソースバスライ
ン１をショートリング線５から切り離さなければならな
いばかりか、電着侠にはその後の工程における静電気対
策などのために再びソースバスライン１をショートリン
グ線５に接続し直さなければならず、製造工程が非常に
複雑になるという問題点もあった． したがって、本発明の目的は、電着法による絵素電極上
へのカラーフィルタの形成を簡単な工程によって行うこ
とのできる表示電極基板の製造方法を提供することであ
る． 課題を解決するための手段 本発明は、絶縁基板上に、アクティブマトリクス型カラ
ー表示装置の複数の各色の絵素に対応する絵素電極およ
びカラーフィルタと、各絵素電極に接続されたスイッチ
ング素子とがマトリクス状に配列して形成されるととも
に、スイッチング素子を介して絵素電極に信号を伝える
ための複数の信号線と、スイッチング素子をオン動作さ
せるための複数の走査線とが形成される表示電極基板の
製造方法において、 互いに同一色を表示する絵素の絵素電極に対応する複数
の信号線ごとに信号線をグループ化する一方、各グルー
プに対応付けて前記絶縁基板上に形成した複数の共通電
極のそれぞれに対応するグループの信号線を接続し、 スイッチング素子をオン動作させた条件のもとで、選択
的に１つの共通電極に電圧を印加することによって、同
一色を表示する絵素に対応する複数の絵素電極上に定着
法によって同一色のカラーフィルタを形成することを特
徴とする表示電極基板の製造方法である． 作　　用 本発明に従えば、同一色のカラーフィルタを形成すべき
絵素電極に対応する複数の信号線は１つの共通電極に共
通に接続されるので、電着時にはその１つの共通電極を
選択し、これに電圧を印加するだけで、対応する複数の
絵素電極に同一色のカラーフィルタが形成される． また、静電気対策などの目的でショートリング線が形成
される場合には、そのショー｝リング線と信号線との接
続を共通電極を介して行えばよいので、電着工程の前後
において、ショートリング線かう信号線を切り離したり
、ショートリング線に信号線を接続し直す作業は、信号
線に比べてはるかに数の少ない共通電極をショートリン
グ線から切り離したり、ショートリング線に共通電極を
接続して直す作業で済ませることができ、その作業性が
格段に向上される． 実施例 第１図は本発明の表示＠極基板の製造方法の第１の実施
例の第１工程における表示電極基板３０の表面構造を部
分的に拡大して示す平面図であり、第９図はその表示電
極基板３０の全体の表面構造を概略的に示す平面図であ
る． 第１図および第９図において、ガラス、石英ガラス、セ
ラミクスなどからなる透明絶縁基板３１上の周辺部には
静電気対策などの目的でショートリング線３２が形成さ
れ、このショートリング線３２には同じく透明絶縁基板
３１上に互いに平行に配列して形成され走査線を楕成す
る複数のゲートバスライン３３の一端が接続されている
．また、透明絶縁基板３１゛上の上辺部にはゲートバス
ライン３３に対して平行に配列された３本の共通；極３
４ｒ，３４ｇ．３４ｂ　（以下、任意の共通電極は符号
３４で表す）が形成され、これらの共通電極３４の両端
もショートリング線３２に接続されている．これらのシ
ョートリング線３２、ゲートバスライン３３および共通
電極３４の材料としてはＭｏ，Ａｉ’　，Ｔｉ　，ＩＴ
Ｏ　（インジウム錫酸化ｆＪＪ　）などの金属材料が用
いられる。

第２図は、この実施例の第２工程における表示電極基板
３０の表面楕造゛を部分的に拡大して示す平面図である
．この第２工程では、第２図に示すようにゲートバスラ
イン３３および共通電極３４の大部分がゲート絶縁膜３
５によって披覆され、その共通電極３４と重なる部分に
は選択的に複数のコンタクト用スルホール３６が形成さ
れる．さらに、ゲートバスライン３３上に相当する個所
には半導体膜３７がマトリクス状に配列して形成される
．この半導体膜３７は表示電極基板３６のスイッチング
素子となるＴＰＴを構成する一部材となるものであり、
したがってＴＰＴもマトリクス状に配列して形成される
ことになる．上記スルホール３６のうち、共通電極３４
ｒ上のスルホール３６は上記半導体膜３７の配列の左端
側から３ｍ４−１番目（ｍは整数）の列に対応する位置
に形成され、また共通＠極３４ｇ上のスルホール３６は
半導体膜３７の配列の３ｍ＋２番目の列に対応する位置
に形成され、さらに共通、電極３４ｂ上のスルホール３
６は半導体膜３７の配列の３ｍ＋３番目の列に対応する
位置に形成される． 上記ゲート絶縁１１ｉ３５としては、Ｓｔｏｗ，ＳｊＮ
ｘ　　Ｔａ２ｅｓなどの材料が用いられる．また、上記
半導体膜３７としては、ａ−Ｓｔ，ｃｄＳｅ，ｐｏｌｙ
−Ｓｔ，Ｔｅなどの材料を用いることができるが、ここ
ではａ　−　Ｓ　ｉが用いられ、リンなどを注入したａ
−Ｓｉ（ｎ’）層とリンなどを注入しないａ−Ｓｉ（ｔ
）層との２層構造とされている． 第３図は、この実施例の第３工程における表示電極基板
３０の表面構造を部分的に拡大して示す平面図である．
この第３工程では第３図に示すようにゲート絶縁膜３５
上において、信号線を構成する複数のソースバスライン
３８がゲートバスライン３３と直交する向きとなるよう
に互いに平行に配列して形成され、その一端がそれぞれ
スルホール３６を介して対応する共通電極３４に接続さ
れている．このソースバスライン３８とゲートバスライ
ン３３の交差部近傍に上記各半導体！３７が位置してお
り、このソースバスライン３８に接続される各ＴＰＴの
ソース電極と、各ＴＰＴのドレイン電極とこのトレイン
電極に接続される絵素電極３９もこのとき形成され、こ
れによって各ＴＦＴ４０とこれに対応する絵素電極３９
とがマトリクス配列される．ソースバスライン３８、ソ
−ス電極、ドレイン電極、絵素電極３９の材料としては
Ｍｏ，ＡＩ，Ｔｉ　，ＩＴＯなとの金属材料が用いられ
る． 以上の工程によって、ＴＦＴ４０のソース電極に接続さ
れているソースバスライン３８は共通電極３４を介して
ショートリング線３２に接続される一方、ＴＦＴ４０の
ゲート電極に接続されているゲートバスライン３３もシ
ョートリング線３２に接続されるため、工程中に発生す
る静電気や電気化学反応によって生じるＴＦＴ４０の特
性劣化などを防止することができる． 第４図は、この実施例の第４工程における表示電極基板
３０の表面構造を部分的に拡大して示す平面図である．
この第４工程では、上記第３工程を経た表示電極基板３
０上に先ずプラズマＣＶＤ法を用いてＳ　ｉ　Ｎ　Ｘ膜
が形成され、次にホトリソグラフィの手法を用いて第４
図に斜線を施して示すように、ショートリング線３２、
共通電極３４やゲートバスライン３３の一部および絵素
電極３つの部分を除いた形状にＳｉＮｘ膜をパターン化
して、保護膜４１が形成される．この保護膜４１のうち
、共通電極３４の配列部に近いソースバスライン３８上
の位置には、ソース信号入力用端子をこのソースバスラ
イン３８に接続するためのコンタクトホール４２が形成
される． 次いで、各共通電極３４のショートリング線３２との接
続部４３がレーザーによって第４図に示すように切断分
離される． 第５図は、この実施例の第５工程である電着工程を模試
的に示す説明図である．この工程では、上記第４工程に
よって得られた表示電極基板３０の各絵素電極３９上に
カラーフィルタが形成される．第５図において、電着槽
４４にはカルボキンル基などの親水基を持つポリエステ
ル、メラミン樹脂混合物などのアニオン性高分子材料と
染料（ここでは赤、緑、青の３原色のうち緑色の染料）
を混会して、無機アルカリや有機アミンなどの溶媒に溶
かしあるいは分散させた電着液４５が満たされ、この電
着液４５中に表示電極基板３０と電着用対向電極４６と
が浸漬される． 表示電極基板３０の共通電極３４ｇには直流電源４７の
正極側が、電着用対向電極４６には直流電源４７の負極
側がそれぞれ接続される一方、表示電極基板３０のシラ
ートリング線３２つまりゲートバスライン側には別の直
流電源４８の正極側が、電着用対向電極４６にはその直
流電源４８の負極側がそれぞれ接続される． ＴＦＴ４０では、ゲート・ソース間またはゲート・ドレ
イン間の少なくとも一方に正の電圧が印加されるとオン
状態になるので、上記結線によって表示電掻基板３０上
のＴＦＴ４　０はオン状態になるとともに、共通電極３
４ｇに接続されているソースバスライン３８に対応する
各ＴＦＴ４０　（この場きは、３ｍ＋２列目のＴＦＴ４
０）を介してこれらのＴＦＴ４０に接続されている絵素
電極３つに電着用対向電極４６に対して正の電圧が印加
される． この結果、電着液４５中の緑色の染料がア二オン性高分
子とともに表示電極基板３０列に移動して正電位の絵素
電極３９上に付着し、ＴＰＴ４０を介して共通電極３４
ｇに接続されている絵素電極３９はすべて緑色のカラー
フィルタが形成される．このとき、他の共通電極３４ｒ
，３４ｂに接続されている絵素電極３９は正電位となっ
ていないので着色されない． また、ゲートバスライン３３、ソースバスライン３８お
よびＴＦＴ４０上には保護膜４１が形成されていること
から、これらのバスライン３３，３８およびＴＦＴ４０
も着色されず、したがってこれらが着色されることから
生じるバスラインの抵抗値の増大や、ＴＦＴ４０の特性
劣化などの弊害を確実に防止することになる。

着色終了後、表示電極基板３０を電着液４５から引き上
げ、水洗いしたあとの加熱硬化させることによって緑色
のカラーフィルタの形成が完了する． 次に、上記表示電極基板３０を赤色の電着液つまり上述
した染料として赤色の染料を用いた電着液に浸漬して、
緑色のカラーフィルタ形成の場合と同様にして赤色のカ
ラーフィルタの形成が行われる．この場き、正電位に設
定する共通電極３４として、共通電極３４ｒが選ばれる
．したがって、このときソースバスライン３８およびＴ
ＦＴ４　０を介して共通電極３４ｒに接続された絵素電
極３９（３ｍモ１列の絵素電極３９》が赤色に着色され
る。この場き、先に緑色に着色されてい．る絵素電極３
９では、その着色層が絶縁体となるため、その上にさら
に赤色が着色されることはない．着色終了後は、緑色の
カラーフィルタ形成の場合と同様にして水洗、加熱硬化
が行われ、これによって赤色のカラーフィルタが形成さ
れる．青色のカラーフィルタも同様に、青色の電着液を
用い、共通電極３４ｂに正電圧を印加することによって
、残りの絵素電極３９　（３ｍ列の絵素電極３９）上に
形成される．ここでは、緑、赤、青の順序で各カラーフ
ィルタを形成する場会を示しているが、その順序は染料
材料の性質などに応じて変更してもよい． 第６図は、この実施例の第６工程における表示電極基板
３０の表面構造を部分的に拡大して示す平面図である．
この工程では、このあとの工程時に発生する静電気や電
気化学反応によるＴＰＴ４０の特性劣化などの不良発生
を防止するために、第６図に符号Ａで示すように各共通
電極３４のショートリング線３２からの分離個所はそれ
ぞれ再び接会される．この場合には、スパッタリングに
よるマクスデポジションなどの方法が用いられる。

第７図は、この実施例の第７工程における表示電極基板
３０の表面構造を部分的に拡大して示す平面図である．
この工程では、第６工程でカラーフィルタが形成された
表示電極基板３０の表面に配向膜が形成されるとともに
、ゲートバスライン３３およびソースバスライン３８が
ショートリング線３２から切り離される．ソースバスラ
イン３８の切離しについては、第７図に符号Ｂで示すよ
うに各共通電極３４をレーザーなどによってショートリ
ング線３２から切り離すことによって行われる．このと
き、各ソースバスライン３８間を切り離すために、符号
Ｃで示すように隣り合うソースバスライン３８間の部分
ごとに各共通電極３４も切断される． ソースバスライン３８のショートリング線３２からの切
り離しおよびソースバスライン３８相互閏の切り離しを
行うには、たとえば表示電極基板３０のうち共通電極３
４の形成部を第８図に１点鎖線で示すように切断して取
り除いてもよい．このようにして得られた表示電極基板
３０は、対向電極の形成された対向基板と対向配置され
た、これら基板間に液晶層を介装することによってアク
ティブマトリクス型カラー液晶表示装置に組み立てられ
る． 第１０図は、本発明の表示電極基板の製造方法の第２の
実施例の途中の工程における表示電極基板３０の表面構
造を部分的に拡大して示す平面図である． 第１０図に示すように、この実施例では３本の共通電極
３４をそれぞれＴＦＴ４９を介してショートリング線３
２に接続し、第１の実施例における共通電極３４とショ
ートリング線３２との接き／切断の工程をＴＦＴ４９の
オン・オフによって代用するようにしている．ぞのオン
・オフ制御はＴＦＴ４　９のゲート電極４９ａに印加す
る電圧によって行われる．この場会、画面内のＴＦＴ４
０に及ぶゲート絶縁膜３５や保護膜４１は上記接き切断
用ＴＦＴ４　９にも及ぶようにパターン形成される．な
お、これらのＴＦＴ４９は画面内のＴＦＴ４０の形成工
程と共通の工程によって形成することができるので、特
に製造工程が複雑になるということはない． 第１１図は、本発明の表示電極基板の製造方法の第３の
実施例の途中の工程における表示電極基板３０全体の表
面構造を概略的に示す平面図である． 第１１図に示すように、この実施例ではソースバスライ
ン３７の抵抗や配線構造によって電着工程での着色の良
否や作業性が左右されることがないように、表示電極基
板の上辺部と下辺部にそれぞれ３本の共通電極３４を形
成している．この場合、電着工程では、たとえば先ず上
辺部の共通電極３４に電圧を印加して電着処理を行った
あと、表示電極基板３０を上下反転させて電着液に浸漬
し、先に下辺側に位置していた共通電極３４に電圧を印
加して電着処理するといった手順で行うことによって、
表示電極基板３０全面にわたって均一にカラーフィルタ
を形成することができる．発明の効果 以上のように、本発明の表示電極基板の製造方法によれ
ば、同一色のカラーフィルタを形成すべき絵素電極に対
応する複数の信号線を１つの共通電極に接続し、電着時
にその１つの共通電極を選択してこれに電圧を印加する
ようにしたので、簡単な工程によって絵素電極上へカラ
ーフィルタを形成することができ、また静電気対策など
のためのショートリング線と信号線ヒの接合・切離しも
、信号線よりもはるかに数の少ない共通電極とジョート
リング線との接合・切離しによって済ませることができ
るので、さらに工程が簡略化される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例である表示電極基板の製
造方法の第１工程における表示電極基板の表面構造を部
分的に拡大して示す平面図、第２図はその第２工程にお
ける表面構造の部分拡大平面図、第３図はその第３工程
における表面構造の部分拡大平面図、第４図はその第４
工程における表面構造の部分拡大平面図、第５図はその
第５工程を模試的に示す説明図、第６図はその第６工程
における表面構造の部分拡大平面図、第７図はその第７
工程における表面構造の部分拡大平面図、第８図は第７
工程の他の態様における表面ＷＩ造の部分拡大平面図、
第９図は第１工程における表示電極基板全体の表面構造
を概略的に示す平面図、第１０図は本発明の第２の実施
例である表示電極基板の製造方法の途中の工程における
表示電極基板の表面構造を部分的に拡大して示す平面図
、第１１ＵｊＪは本発明の第３の実施例である表示電極
基板の製造方法の途中の工程における表示電極基板の表
面楕造を部分的に拡大して示す平面図、第１２図は従来
の製造方法によって得られる表示電極基板の表面構造を
部分的に拡大して示す平面図、第１３図はその表示電極
基板を用いて組み立てられたアクティブマトリクス型カ
ラー液晶表示装置の一部を拡大して示す縦断面図である
．３１・・・透明絶縁基板、３２・・・ショートリング
線、３３・・・ゲートバスライン、３４ｒ．３４ｇ．３
４ｂ・・・共通電極、３９・・・電着液、４６・・・電
着用対向電極、４７．４８・・・直流電源 代理人　　弁理士　西教　圭一郎 第 図 第１１ 第１２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 絶縁基板上に、アクティブマトリクス型カラー表示装置
   の複数の各色の絵素に対応する絵素電極およびカラーフ
   ィルタと、各絵素電極に接続されたスイッチング素子と
   がマトリクス状に配列して形成されるとともに、スイッ
   チング素子を介して絵素電極に信号を伝えるための複数
   の信号線と、スイッチング素子をオン動作させるための
   複数の走査線とが形成される表示電極基板の製造方法に
   おいて、 互いに同一色を表示する絵素の絵素電極に対応する複数
   の信号線ごとに信号線をグループ化する一方、各グルー
   プに対応付けて前記絶縁基板上に形成した複数の共通電
   極のそれぞれに対応するグループの信号線を接続し、 スイッチング素子をオン動作させた条件のもとで、選択
   的に１つの共通電極に電圧を印加することによって、同
   一色を表示する絵素に対応する複数の絵素電極上に定着
   法によって同一色のカラーフィルタを形成することを特
   徴とする表示電極基板の製造方法。