JP4062283B2 - Manufacturing method of liquid crystal display device - Google Patents
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Description
本発明は、薄膜トランジスタを用いたアクティブマトリックス型の液晶表示装置の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing an active matrix liquid crystal display device using thin film transistors.
従来より、薄膜トランジスタ側基板と、対向基板と、これらの基板間に電気光学的変調材料としてのTN(twisted nematic)液晶や強誘電性液晶等を狭持した構造のアクティブマトリクス型液晶表示装置(液晶パネル)が知られている。この液晶表示装置では、薄膜トランジスタ側基板に、薄膜トランジスタ(TFT)及びこれにより選択駆動される画素電極が設けられ、対向基板には対向電極が設けられている。このような液晶表示装置においてカラー表示を実現する為には、赤(R)、緑(G)、青(B)の色彩を有する透過型のカラーフィルタを表示画素毎に配置する必要がある。 Conventionally, an active matrix liquid crystal display device (liquid crystal display) having a structure in which a thin film transistor side substrate, a counter substrate, and a TN (twisted nematic) liquid crystal or a ferroelectric liquid crystal as an electro-optic modulation material are sandwiched between these substrates. Panel) is known. In this liquid crystal display device, a thin film transistor (TFT) and a pixel electrode selectively driven thereby are provided on a thin film transistor side substrate, and a counter electrode is provided on a counter substrate. In order to realize color display in such a liquid crystal display device, it is necessary to dispose transmissive color filters having red (R), green (G), and blue (B) colors for each display pixel.
図1にはこのようなカラーフィルタを有する従来の液晶表示装置の一例が示される(なお、以下に示す図面においては、薄膜トランジスタの構造を明確に表すために、薄膜トランジスタの大きさを実際のものよりも大きく表している)。対向して設けた薄膜トランジスタ側基板101と対向基板102との間に液晶103が封入されている。対向基板102には、クロム等の遮光膜からなるブラックマトリックス104、赤色・緑色・青色に染色されたゼラチンで形成された赤色・緑色・青色カラーフィルタ部105、106、107が形成されている。この上に保護絶縁膜108と透明導電膜からなる対向電極109が形成されている。一方、薄膜トランジスタ側基板101には、その内側に薄膜トランジスタ110とこれにより選択駆動される透明導電膜からなる画素電極111が設けられている。画素電極111上、対向電極109上には、配向膜112、113が積層されラビング処理されている。なお、ソース電極115上には保護膜となる絶縁膜116が形成されており、画素電極111の上部においてはこの絶縁膜は除去されウィンドウが開かれている。これによりソース電極115を保護できると共に、液晶に印加される電圧がこの絶縁膜の存在により低減されるという事態を防止できる。
FIG. 1 shows an example of a conventional liquid crystal display device having such a color filter. (In the drawings shown below, the size of a thin film transistor is made larger than the actual size in order to clearly show the structure of the thin film transistor. Is also greatly represented.) A
しかしながら、上記従来例には以下に述べるような問題があった。 However, the conventional example has the following problems.
即ち、上記従来例では、カラーフィルタ、ブラックマトリックスは薄膜トランジスタ側基板ではなく対向基板に設けられている。このため対向基板の製造にあたりカラーフィルタ等を形成する工程が必要となり、対向基板のコストが非常に高価になるという問題がある。また、薄膜トランジスタ側基板と対向基板とを張り合わせる際、薄膜トランジスタ側基板に形成された画素電極と、対向基板に形成されたカラーフィルタ、ブラックマトリックスとを精度よくアライメントすることが困難であるという問題があった。 That is, in the above conventional example, the color filter and the black matrix are provided not on the thin film transistor side substrate but on the counter substrate. For this reason, a process of forming a color filter or the like is required for manufacturing the counter substrate, and there is a problem that the cost of the counter substrate becomes very expensive. In addition, when the thin film transistor side substrate and the counter substrate are bonded to each other, it is difficult to accurately align the pixel electrode formed on the thin film transistor side substrate with the color filter and the black matrix formed on the counter substrate. there were.
例えば特開平2−207222号公報には、ブラックマトリックスとなるべき遮光層を薄膜トランジスタ側基板に形成する手法が開示されている。また、特開平4−253028号公報、特開平6−242433号公報には、カラーフィルタ等を薄膜トランジスタ側基板に形成する手法が開示されている。これらの手法によればカラーフィルタ、ブラックマトリックスを薄膜トランジスタ側基板に設けることができるため、対向基板の高コスト化の問題、アライメント精度の問題を解決できる。しかしながら、これらの手法においては薄膜トランジスタ側基板にカラーフィルタ等を形成する工程が新たに必要であり、この新たな工程の追加により液晶表示装置の製造の歩留まりが低下するという問題があった。 For example, Japanese Patent Laid-Open No. 2-207222 discloses a method of forming a light shielding layer to be a black matrix on a thin film transistor side substrate. Japanese Patent Laid-Open Nos. 4-253028 and 6-242433 disclose a method of forming a color filter or the like on a thin film transistor side substrate. According to these methods, since the color filter and the black matrix can be provided on the thin film transistor side substrate, it is possible to solve the problem of increasing the cost of the counter substrate and the alignment accuracy. However, these methods require a new process of forming a color filter or the like on the thin film transistor side substrate, and there is a problem that the yield of manufacturing a liquid crystal display device is reduced by the addition of the new process.
また従来の反射型の液晶表示装置では、カラーフィルタを薄膜トランジスタ側基板に内蔵するものは知られていないい。また反射型の液晶表示装置では、バックライト等がないため開口率の向上等が大きな技術的課題となる。 In addition, it is not known that a conventional reflective liquid crystal display device has a color filter built in a thin film transistor side substrate. In addition, since a reflective liquid crystal display device does not have a backlight or the like, improvement in aperture ratio is a major technical problem.
更に図1に示すように従来例においては、保護膜となる絶縁膜116を形成した後、画素電極111上部にある絶縁膜を除去する工程が必要であるという問題もあった。
本発明は以上述べた技術的課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、薄膜トランジスタ側基板にカラーフィルタ等を形成しながらも、工程数を少なくでき製造歩留まりが高いアクティブマトリックス型液晶表示装置の製造方法を提供することにある。 The present invention has been made to solve the technical problems described above. The object of the present invention is to provide an active device that can reduce the number of steps and increase the production yield while forming a color filter or the like on the thin film transistor side substrate. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a matrix type liquid crystal display device.
上記課題を解決するために本発明は、薄膜トランジスタを有する薄膜トランジスタ側基板と、対向電極を有する対向基板と、前記薄膜トランジスタ側基板及び前記対向基板に挟持される液晶素子とを含む液晶表示装置の製造方法であって、
前記薄膜トランジスタ側基板上に、前記薄膜トランジスタにより選択駆動される画素電極の材料となる無機の画素電極材を形成する工程と、
前記画素電極材の上部に撥水性のカラーレジストからなる複数の着色層を形成する工程と、
前記複数の着色層をマスクにして前記画素電極材をパターンニングし複数の画素電極を形成する工程と、
LPD法を用い、前記薄膜トランジスタ側基板を、遮光物質である色素を溶解した液体材料に浸漬し、前記着色層上を除いた前記複数の画素電極の間に内部に前記色素が添加された遮光性の絶縁膜を選択的に形成する工程と、を有し、
前記液体材料が、無機化合物を溶解したケイフッ化水素酸の飽和水溶液に前記遮光物質である前記色素を添加したものであり、前記着色層が前記液体材料に対して撥液性の性質を持つ、液晶表示装置の製造方法に関係する。
In order to solve the above-described problems, the present invention provides a method of manufacturing a liquid crystal display device including a thin film transistor side substrate having a thin film transistor, a counter substrate having a counter electrode, and a liquid crystal element sandwiched between the thin film transistor side substrate and the counter substrate. Because
Forming an inorganic pixel electrode material as a material of a pixel electrode selectively driven by the thin film transistor on the thin film transistor side substrate;
Forming a plurality of colored layers made of a water-repellent color resist on the pixel electrode material;
Patterning the pixel electrode material using the plurality of colored layers as a mask to form a plurality of pixel electrodes;
The LPD method is used to immerse the thin film transistor side substrate in a liquid material in which a pigment as a light shielding substance is dissolved, and the pigment is added inside the plurality of pixel electrodes except on the colored layer. And selectively forming an insulating film of
The liquid material is obtained by adding the dye as the light-shielding substance to a saturated aqueous solution of hydrofluoric acid in which an inorganic compound is dissolved, and the colored layer has liquid repellency with respect to the liquid material. The present invention relates to a liquid crystal display device manufacturing method.
また本発明に係る液晶表示装置の製造方法では、前記着色層は導電性物質を含むことができる。 In the method for manufacturing a liquid crystal display device according to the present invention, the colored layer may include a conductive material.
また本発明に係る液晶表示装置の製造方法では、前記着色層は導電性物質を含み、前記着色層の前記色素及び前記導電性物質を含む固形成分の前記カラーレジスト中での割合が30パーセント以下であってもよい。 In the method for manufacturing a liquid crystal display device according to the present invention, the colored layer contains a conductive substance, and the ratio of the solid component containing the pigment and the conductive substance in the colored layer in the color resist is 30% or less. It may be.
また本発明に係る液晶表示装置の製造方法では、前記着色層は、顔料を分散させたレジストを含むことができる。 In the method for manufacturing a liquid crystal display device according to the present invention, the colored layer may include a resist in which a pigment is dispersed.
また本発明に係る液晶表示装置の製造方法では、前記着色層は、染色された高分子材料を含むことができる。 In the method for manufacturing a liquid crystal display device according to the present invention, the colored layer may include a dyed polymer material.
また本発明に係る液晶表示装置の製造方法では、前記着色層は、インクからなってもよい。 In the method for manufacturing a liquid crystal display device according to the present invention, the colored layer may be made of ink.
また本発明に係る液晶表示装置の製造方法では、前記画素電極は非透光性の材質を含むことができる。
また本発明に係る液晶表示装置の製造方法では、前記無機化合物がシリカを含むことができる。
また本発明に係る液晶表示装置の製造方法では、前記遮光性の絶縁膜を形成する工程が、前記薄膜トランジスタ側を浸漬している前記液体材料に添加剤を添加する工程を含むことができる。
In the method for manufacturing a liquid crystal display device according to the present invention, the pixel electrode may include a non-translucent material.
In the method for manufacturing a liquid crystal display device according to the present invention, the inorganic compound may contain silica.
In the method for manufacturing a liquid crystal display device according to the present invention, the step of forming the light-shielding insulating film may include a step of adding an additive to the liquid material in which the thin film transistor side is immersed.
(1)薄膜トランジスタを有する薄膜トランジスタ側基板と、対向電極を有する対向基板と、前記薄膜トランジスタ側基板及び前記対向基板に狭持される液晶素子とを含むアクティブマトリックス型液晶表示装置であって、
カラー表示のためのカラーフィルタとして導電性の着色層が前記薄膜トランジスタ側基板に設けられ、該導電性着色層が、前記薄膜トランジスタにより選択駆動される画素電極を兼ねることを特徴とするアクティブマトリックス型液晶表示装置。
(1) An active matrix liquid crystal display device including a thin film transistor side substrate having a thin film transistor, a counter substrate having a counter electrode, and a liquid crystal element sandwiched between the thin film transistor side substrate and the counter substrate,
An active matrix type liquid crystal display, wherein a conductive colored layer is provided on the thin film transistor side substrate as a color filter for color display, and the conductive colored layer also serves as a pixel electrode selectively driven by the thin film transistor apparatus.
(2)(1)の発明において、
前記導電性着色層が、導電性物質を分散させた染色媒体を染色することで形成されていることを特徴とするアクティブマトリックス型液晶表示装置。
(2) In the invention of (1),
An active matrix liquid crystal display device, wherein the conductive coloring layer is formed by dyeing a dyeing medium in which a conductive substance is dispersed.
(3)(1)の発明において、
前記導電性着色層が、レジストに色素及び導電性物質を分散することで形成される導電性のカラーレジストであることを特徴とするアクティブマトリックス型液晶表示装置。
(3) In the invention of (1),
An active matrix liquid crystal display device, wherein the conductive coloring layer is a conductive color resist formed by dispersing a dye and a conductive substance in a resist.
(4)(3)の発明において、
前記色素及び前記導電性物質を含む固形成分の前記カラーレジスト中での割合が30パーセント以下であることを特徴とするアクティブマトリックス型液晶表示装置。
(4) In the invention of (3),
An active matrix liquid crystal display device, wherein a ratio of a solid component containing the dye and the conductive substance in the color resist is 30% or less.
(5)(3)又は(4)の発明において、
前記カラーレジストのパターンが形成されていない領域に成膜された絶縁膜により形成されるブラックマトリックスを含み、該ブラックマトリックスの前記絶縁膜が、絶縁物質を構成する少なくとも1つの物質を含む化合物の飽和水溶液に遮光用の色素を含ませ、該飽和水溶液を過飽和状態にし前記絶縁物質を析出させることで成膜されていることを特徴とするアクティブマトリックス型液晶表示装置。
(5) In the invention of (3) or (4),
Saturation of a compound containing a black matrix formed by an insulating film formed in a region where the color resist pattern is not formed, wherein the insulating film of the black matrix includes at least one substance constituting an insulating substance An active matrix type liquid crystal display device, wherein a film is formed by including a light-shielding dye in an aqueous solution, bringing the saturated aqueous solution into a supersaturated state and precipitating the insulating material.
(6)(5)の発明において、
前記絶縁膜がシリコン酸化膜により形成されていることを特徴とするアクティブマトリックス型液晶表示装置。
(6) In the invention of (5),
An active matrix liquid crystal display device, wherein the insulating film is formed of a silicon oxide film.
(7)(1)乃至(6)の発明のいずれかにおいて、
前記薄膜トランジスタのドレイン領域と前記導電性着色層との間に、該ドレイン領域と該導電性着色層とをコンタクトするための導電層が介在していることを特徴とするアクティブマトリックス型液晶表示装置。
(7) In any one of the inventions (1) to (6),
An active matrix liquid crystal display device, wherein a conductive layer for contacting the drain region and the conductive colored layer is interposed between a drain region of the thin film transistor and the conductive colored layer.
(8)(7)の発明において、
前記導電層が、前記薄膜トランジスタのソース領域に接続されるソース線と同一材料により形成されていることを特徴とするアクティブマトリックス型液晶表示装置。
(8) In the invention of (7),
The active matrix liquid crystal display device, wherein the conductive layer is formed of the same material as a source line connected to a source region of the thin film transistor.
(9)(7)又は(8)の発明において、
前記導電層が、前記画素電極の周辺部に形成されていることを特徴とするアクティブマトリックス型液晶表示装置。
(9) In the invention of (7) or (8),
An active matrix liquid crystal display device, wherein the conductive layer is formed in a peripheral portion of the pixel electrode.
(10)(7)乃至(9)の発明のいずれかにおいて、
前記導電層が、遮光層となるブラックマトリックスの一部となることを特徴とするアクティブマトリックス型液晶表示装置。
(10) In any of the inventions of (7) to (9),
An active matrix type liquid crystal display device, wherein the conductive layer is a part of a black matrix serving as a light shielding layer.
(11)薄膜トランジスタを有する薄膜トランジスタ側基板と、対向電極を有する対向基板と、前記薄膜トランジスタ側基板及び前記対向基板に狭持される液晶素子とを含む反射型のアクティブマトリックス型液晶表示装置であって、
カラー表示のためのカラーフィルタとして導電性の着色層が前記薄膜トランジスタ側基板に設けられ、該着色層の下部には前記薄膜トランジスタにより選択駆動される画素電極が設けられ、該画素電極が非透光性の材質から成ることを特徴とする反射型のアクティブマトリックス型液晶表示装置。
(11) A reflective active matrix liquid crystal display device including a thin film transistor side substrate having a thin film transistor, a counter substrate having a counter electrode, and a liquid crystal element sandwiched between the thin film transistor side substrate and the counter substrate,
A conductive colored layer is provided on the thin film transistor side substrate as a color filter for color display, a pixel electrode selectively driven by the thin film transistor is provided below the colored layer, and the pixel electrode is non-translucent A reflective active matrix liquid crystal display device comprising the following materials.
(12)(11)の発明において、
前記画素電極が、前記薄膜トランジスタのソース領域に接続されるソース線と同一材料により形成されていることを特徴とする反射型のアクティブマトリックス型液晶表示装置。
(12) In the invention of (11),
A reflective active matrix liquid crystal display device, wherein the pixel electrode is formed of the same material as a source line connected to a source region of the thin film transistor.
(13)(11)又は(12)の発明において、
前記液晶素子が高分子分散型の液晶素子であることを特徴とする反射型のアクティブマトリックス型液晶表示装置。
(13) In the invention of (11) or (12),
A reflective active matrix liquid crystal display device, wherein the liquid crystal element is a polymer dispersed liquid crystal element.
(14)(11)乃至(13)の発明のいずれかにおいて、
前記導電性着色層が、導電性物質を分散させた染色媒体を染色することで形成されていることを特徴とする反射型のアクティブマトリックス型液晶表示装置。
(14) In any of the inventions of (11) to (13),
A reflective active matrix liquid crystal display device, wherein the conductive colored layer is formed by dyeing a dyeing medium in which a conductive substance is dispersed.
(15)(11)乃至(13)の発明のいずれかにおいて、
前記導電性着色層が、レジストに色素及び導電性物質を分散することで形成される導電性のカラーレジストであることを特徴とする反射型のアクティブマトリックス型液晶表示装置。
(15) In any of the inventions of (11) to (13),
A reflective active matrix liquid crystal display device, wherein the conductive colored layer is a conductive color resist formed by dispersing a dye and a conductive substance in a resist.
(16)(15)の発明において、
前記色素及び前記導電性物質を含む固形成分の前記カラーレジスト中での割合が30パーセント以下であることを特徴とする反射型のアクティブマトリックス型液晶表示装置。
(16) In the invention of (15),
A reflective active matrix liquid crystal display device, wherein a ratio of a solid component containing the dye and the conductive material in the color resist is 30% or less.
(17)薄膜トランジスタを有する薄膜トランジスタ側基板と、対向電極を有する対向基板と、前記薄膜トランジスタ側基板及び前記対向基板に狭持される液晶素子とを含むアクティブマトリックス型液晶表示装置であって、
カラー表示のためのカラーフィルタとしてカラーレジストが前記薄膜トランジスタ側基板に設けられ、該カラーレジストの下部には前記薄膜トランジスタにより選択駆動される画素電極が設けられ、該画素電極が、前記カラーレジストをマスクにしてパターニングされていることを特徴とするアクティブマトリックス型液晶表示装置。
(17) An active matrix liquid crystal display device including a thin film transistor side substrate having a thin film transistor, a counter substrate having a counter electrode, and a liquid crystal element sandwiched between the thin film transistor side substrate and the counter substrate,
A color resist is provided on the thin film transistor side substrate as a color filter for color display, a pixel electrode selectively driven by the thin film transistor is provided below the color resist, and the pixel electrode is used as a mask. An active matrix liquid crystal display device characterized by being patterned.
(18)(17)の発明において、
前記カラーレジストのパターンが形成されていない領域に成膜された絶縁膜により形成されるブラックマトリックスを含み、該ブラックマトリックスの前記絶縁膜が、絶縁物質を構成する少なくとも1つの物質を含む化合物の飽和水溶液に遮光用の色素を含ませ、該飽和水溶液を過飽和状態にし前記絶縁物質を析出させることで成膜されていることを特徴とするアクティブマトリックス型液晶表示装置。
(18) In the invention of (17),
Saturation of a compound containing a black matrix formed by an insulating film formed in a region where the color resist pattern is not formed, wherein the insulating film of the black matrix includes at least one substance constituting an insulating substance An active matrix type liquid crystal display device, wherein a film is formed by including a light-shielding dye in an aqueous solution, bringing the saturated aqueous solution into a supersaturated state and precipitating the insulating material.
(19)(18)の発明において、
前記絶縁膜がシリコン酸化膜により形成されていることを特徴とするアクティブマトリックス型液晶表示装置。
(19) In the invention of (18),
An active matrix liquid crystal display device, wherein the insulating film is formed of a silicon oxide film.
(20)(17)乃至(19)の発明のいずれかにおいて、
前記カラーレジストが、レジストに色素及び導電性物質を分散することで形成される導電性の着色層であることを特徴とするアクティブマトリックス型液晶表示装置。
(20) In any of the inventions of (17) to (19),
An active matrix liquid crystal display device, wherein the color resist is a conductive colored layer formed by dispersing a dye and a conductive substance in the resist.
(21)(20)の発明において、
前記色素及び前記導電性物質を含む固形成分の前記カラーレジスト中での割合が30パーセント以下であることを特徴とするアクティブマトリックス型液晶表示装置。
(21) In the invention of (20),
An active matrix liquid crystal display device, wherein a ratio of a solid component containing the dye and the conductive substance in the color resist is 30% or less.
(22)(1)乃至(16)及び(20)及び(21)の発明のいずれかにおいて、
前記導電性着色層の比抵抗が1×107Ω・cm以下であることを特徴とするアクティブマトリックス型液晶表示装置。
(22) In any of the inventions of (1) to (16) and (20) and (21),
An active matrix liquid crystal display device, wherein the conductive colored layer has a specific resistance of 1 × 10 7 Ω · cm or less.
(23)(1)乃至(16)及び(20)及び(21)の発明のいずれかにおいて、
前記導電性着色層の比抵抗が1×106Ω・cm以下であることを特徴とするアクティブマトリックス型液晶表示装置。
(23) In any of the inventions of (1) to (16) and (20) and (21),
An active matrix liquid crystal display device, wherein the conductive colored layer has a specific resistance of 1 × 10 6 Ω · cm or less.
(24)(1)乃至(16)及び(20)及び(21)の発明のいずれかにおいて、
前記導電性着色層が、皿状の形状を有する導電性微粒子を前記着色層に分散することで形成されていることを特徴とするアクティブマトリックス型液晶表示装置。
(24) In any of the inventions of (1) to (16) and (20) and (21),
An active matrix liquid crystal display device, wherein the conductive colored layer is formed by dispersing conductive fine particles having a dish-like shape in the colored layer.
(25)(1)乃至(16)及び(20)及び(21)の発明のいずれかにおいて、
前記導電性着色層が、棒状の形状を有する導電性微粒子を前記着色層に分散することで形成されていることを特徴とするアクティブマトリックス型液晶表示装置。
(25) In any of the inventions of (1) to (16) and (20) and (21),
An active matrix liquid crystal display device, wherein the conductive colored layer is formed by dispersing conductive fine particles having a rod-like shape in the colored layer.
(26)(1)乃至(16)及び(20)乃至(25)の発明のいずれかにおいて、
前記導電性着色層が、カップリング剤により疎水処理された導電性微粒子を前記着色層に分散することで形成されていることを特徴とするアクティブマトリックス型液晶表示装置。
(26) In any of the inventions of (1) to (16) and (20) to (25),
An active matrix liquid crystal display device, wherein the conductive colored layer is formed by dispersing conductive fine particles hydrophobically treated with a coupling agent in the colored layer.
(27)薄膜トランジスタを有する薄膜トランジスタ側基板と、対向電極を有する対向基板と、前記薄膜トランジスタ側基板及び前記対向基板に狭持される液晶素子とを含むアクティブマトリックス型液晶表示装置であって、
前記薄膜トランジスタにより選択駆動される画素電極と、該画素電極上に設けられ該画素電極のパターニングに用いられるレジストと、該レジストのパターンが形成されていない領域に成膜される絶縁膜とを含み、該絶縁膜が、絶縁物質を構成する少なくとも1つの物質を含む化合物の飽和水溶液を過飽和状態にし前記絶縁物質を析出させることで成膜されていることを特徴とするアクティブマトリックス型液晶表示装置。
(27) An active matrix liquid crystal display device including a thin film transistor side substrate having a thin film transistor, a counter substrate having a counter electrode, and a liquid crystal element sandwiched between the thin film transistor side substrate and the counter substrate,
A pixel electrode selectively driven by the thin film transistor, a resist provided on the pixel electrode and used for patterning the pixel electrode, and an insulating film formed in a region where the resist pattern is not formed, An active matrix liquid crystal display device, wherein the insulating film is formed by bringing a saturated aqueous solution of a compound containing at least one substance constituting the insulating substance into a supersaturated state and precipitating the insulating substance.
(28)薄膜トランジスタを有する薄膜トランジスタ側基板と、対向電極を有する対向基板と、前記薄膜トランジスタ側基板及び前記対向基板に狭持される液晶素子とを含むアクティブマトリックス型液晶表示装置の製造方法であって、
前記薄膜トランジスタのドレイン領域とコンタクトをとるためのコンタクトホールを形成する工程と、
カラー表示のためのカラーフィルタであって前記コンタクトホールを介して前記ドレイン領域と接続される導電性の着色層を前記薄膜トランジスタ側基板に形成する工程とを含むことを特徴とするアクティブマトリックス型液晶表示装置の製造方法。
(28) A method of manufacturing an active matrix liquid crystal display device, comprising: a thin film transistor side substrate having a thin film transistor; a counter substrate having a counter electrode; and a liquid crystal element sandwiched between the thin film transistor side substrate and the counter substrate,
Forming a contact hole for making contact with the drain region of the thin film transistor;
An active matrix type liquid crystal display comprising: a color filter for color display, and forming a conductive colored layer connected to the drain region through the contact hole on the thin film transistor side substrate Device manufacturing method.
(29)(28)の発明において、
前記導電性着色層が、レジストに色素及び導電性物質を分散することで形成される導電性のカラーレジストであって、
該カラーレジストのパターンが形成されていない領域に対して、絶縁物質を構成する少なくとも1つの物質を含む化合物の飽和水溶液に遮光用の色素を含ませ該飽和水溶液を過飽和状態にし前記絶縁物質を析出させる成膜方法により、ブラックマトリックスとなる絶縁膜を形成する工程を含むことを特徴とするアクティブマトリックス型液晶表示装置の製造方法。
(29) In the invention of (28),
The conductive colored layer is a conductive color resist formed by dispersing a dye and a conductive substance in a resist,
In a region where the pattern of the color resist is not formed, a light-shielding dye is contained in a saturated aqueous solution of a compound containing at least one material constituting the insulating material, and the saturated aqueous solution is made supersaturated to deposit the insulating material. A method of manufacturing an active matrix type liquid crystal display device comprising a step of forming an insulating film to be a black matrix by a film forming method.
(30)(28)又は(29)の発明のいずれかにおいて、
前記コンタクトホールを形成する工程と前記導電性の着色層を形成する工程との間に、前記薄膜トランジスタのドレイン領域と前記導電性着色層とをコンタクトするための導電層を形成する工程を含むことを特徴とするアクティブマトリックス型液晶表示装置の製造方法。
(30) In the invention of (28) or (29),
Including a step of forming a conductive layer for contacting the drain region of the thin film transistor and the conductive colored layer between the step of forming the contact hole and the step of forming the conductive colored layer. A method for manufacturing an active matrix liquid crystal display device.
(31)薄膜トランジスタを有する薄膜トランジスタ側基板と、対向電極を有する対向基板と、前記薄膜トランジスタ側基板及び前記対向基板に狭持される液晶素子とを含む反射型のアクティブマトリックス型液晶表示装置の製造方法であって、
前記薄膜トランジスタにより選択駆動される非透光性の材質から成る画素電極を形成する工程と、
カラー表示のためのカラーフィルタとなる導電性の着色層を前記画素電極の上部に形成する工程とを含むことを特徴とする反射型のアクティブマトリックス型液晶表示装置の製造方法。
(31) A method for manufacturing a reflective active matrix liquid crystal display device, comprising: a thin film transistor side substrate having a thin film transistor; a counter substrate having a counter electrode; and a liquid crystal element sandwiched between the thin film transistor side substrate and the counter substrate. There,
Forming a pixel electrode made of a non-translucent material that is selectively driven by the thin film transistor;
Forming a conductive colored layer serving as a color filter for color display on the pixel electrode. A method for manufacturing a reflective active matrix liquid crystal display device.
(32)薄膜トランジスタを有する薄膜トランジスタ側基板と、対向電極を有する対向基板と、前記薄膜トランジスタ側基板及び前記対向基板に狭持される液晶素子とを含むアクティブマトリックス型液晶表示装置の製造方法であって、
前記薄膜トランジスタにより選択駆動される画素電極の材料となる画素電極材を形成する工程と、
カラー表示のためのカラーフィルタとなるカラーレジストを前記画素電極材の上部に形成する工程と、
前記カラーレジストをマスクにして前記画素電極材をパターンニングする工程とを含むことを特徴とするアクティブマトリックス型液晶表示装置の製造方法。
(32) A method of manufacturing an active matrix liquid crystal display device, comprising: a thin film transistor side substrate having a thin film transistor; a counter substrate having a counter electrode; and a liquid crystal element sandwiched between the thin film transistor side substrate and the counter substrate,
Forming a pixel electrode material to be a material of a pixel electrode selectively driven by the thin film transistor;
Forming a color resist to be a color filter for color display on the pixel electrode material;
And a step of patterning the pixel electrode material using the color resist as a mask.
(33)(32)の発明において、
前記カラーレジストのパターンが形成されていない領域に対して、絶縁物質を構成する少なくとも1つの物質を含む化合物の飽和水溶液に遮光用の色素を含ませ該飽和水溶液を過飽和状態にし前記絶縁物質を析出させる成膜方法により、ブラックマトリックスとなる絶縁膜を形成する工程を含むことを特徴とするアクティブマトリックス型液晶表示装置の製造方法。
(33) In the invention of (32),
In a region where the pattern of the color resist is not formed, a light-shielding dye is contained in a saturated aqueous solution of a compound containing at least one material constituting the insulating material, and the saturated aqueous solution is made supersaturated to deposit the insulating material. A method of manufacturing an active matrix type liquid crystal display device comprising a step of forming an insulating film to be a black matrix by a film forming method.
(34)薄膜トランジスタを有する薄膜トランジスタ側基板と、対向電極を有する対向基板と、前記薄膜トランジスタ側基板及び前記対向基板に狭持される液晶素子とを含むアクティブマトリックス型液晶表示装置の製造方法であって、
前記薄膜トランジスタにより選択駆動される画素電極の材料となる画素電極材を形成する工程と、
画素電極パターニング用のレジストを前記画素電極材の上部に形成する工程と、
前記カラーレジストをマスクにして前記画素電極材をパターンニングする工程と、
前記レジストのパターンが形成されていない領域に対して、絶縁物質を構成する少なくとも1つの物質を含む化合物の飽和水溶液を過飽和状態にし前記絶縁物質を析出させる成膜方法により、保護膜となる絶縁膜を形成する工程を含むことを特徴とするアクティブマトリックス型液晶表示装置の製造方法。
(34) A method of manufacturing an active matrix liquid crystal display device comprising a thin film transistor side substrate having a thin film transistor, a counter substrate having a counter electrode, and a liquid crystal element sandwiched between the thin film transistor side substrate and the counter substrate,
Forming a pixel electrode material to be a material of a pixel electrode selectively driven by the thin film transistor;
Forming a resist for pixel electrode patterning on top of the pixel electrode material;
Patterning the pixel electrode material using the color resist as a mask;
An insulating film serving as a protective film by a film forming method in which a saturated aqueous solution of a compound containing at least one substance constituting an insulating substance is supersaturated in a region where the resist pattern is not formed, and the insulating substance is deposited. The manufacturing method of the active-matrix type liquid crystal display device characterized by including the process of forming.
(1)又は(28)の発明によれば、カラーフィルタとなる導電性の着色層が薄膜トランジスタ側基板に設けられる。これにより、対向基板にカラーフィルタを形成する必要がなくなり、対向基板と薄膜トランジスタ側基板との合わせが必要なくなる。また、本発明によれば、この導電性着色層が画素電極を兼ねる。従ってITO等の画素電極材を形成する工程及びこの画素電極材をパターニングする工程を省略できる。また画素電極材の上部にカラーフィルタを形成する構成では、液晶へ印加される実効電圧が減少するという問題及び画素電極とカラーフィルタの合わせ余裕が必要になるという問題が生じるが、本発明の構成ではこの問題を有効に防止できる。 According to the invention of (1) or (28), the conductive colored layer to be a color filter is provided on the thin film transistor side substrate. Thereby, it is not necessary to form a color filter on the counter substrate, and it is not necessary to match the counter substrate and the thin film transistor side substrate. Further, according to the present invention, this conductive colored layer also serves as the pixel electrode. Accordingly, the step of forming a pixel electrode material such as ITO and the step of patterning the pixel electrode material can be omitted. Further, in the configuration in which the color filter is formed on the pixel electrode material, there arises a problem that the effective voltage applied to the liquid crystal is reduced and a problem that an alignment margin between the pixel electrode and the color filter is required. Then, this problem can be effectively prevented.
(2)の発明によれば、導電性物質を分散させたゼラチン等の染色媒体を所定の染色液で染色することで導電性着色層が形成される。本発明によれば、染色法により着色層が形成されるため、顔料等を分散させる手法に比べて色純度(色特性)を高めることができる。 According to the invention of (2), the conductive colored layer is formed by dyeing a dyeing medium such as gelatin in which a conductive substance is dispersed with a predetermined dyeing solution. According to the present invention, since a colored layer is formed by a dyeing method, color purity (color characteristics) can be improved as compared with a method of dispersing a pigment or the like.
(3)の発明によれば、導電性のカラーレジストによりカラーフィルタが形成される。これにより導電性カラーレジストをマスクにして、LPD法により選択的に絶縁膜を形成する等の手法を採用することが可能となる。 According to the invention of (3), the color filter is formed by the conductive color resist. As a result, it is possible to adopt a technique such as selectively forming an insulating film by the LPD method using the conductive color resist as a mask.
(4)の発明によれば、導電性のカラーレジストに含まれる固形成分の2次凝集が防止され、ポットライフの向上が図れる。 According to the invention of (4), secondary agglomeration of solid components contained in the conductive color resist is prevented, and the pot life can be improved.
(5)又は(29)の発明によれば、ブラックマトリックスを、LPD法を利用した手法により形成できる。従ってブラックマトリックスとなる絶縁膜の形成を室温程度の低温で行うことができ、色素が添加された絶縁膜を簡易に形成でき、ゼラチン等に比べて耐熱性・耐薬品性の高い無機の絶縁膜を得ることができる。また本発明はLPD法を利用しているため、導電性のカラーレジストのパターンに対して選択的にブラックマトリックスとなる絶縁膜を成膜できる。これにより絶縁膜のエッチング工程を省略できると共に、ブラックマトリックスを、カラーレジストに対してセルフアラインに精度良く形成できる。また本発明によればブラックマトリックスが色素を添加した絶縁膜により形成されるため、ギラツキ、クラック等の問題も解決できる。また本発明によれば配線層等をブラックマトリックスとする従来例の問題、即ち画素電極とゲート線との間の寄生容量に起因する問題も防止できる。 According to the invention of (5) or (29), the black matrix can be formed by a technique using the LPD method. Therefore, it is possible to form an insulating film serving as a black matrix at a low temperature of about room temperature, an insulating film to which a dye is added can be easily formed, and an inorganic insulating film having higher heat resistance and chemical resistance than gelatin or the like. Can be obtained. In addition, since the LPD method is used in the present invention, an insulating film serving as a black matrix can be selectively formed with respect to the conductive color resist pattern. Thereby, the etching process of the insulating film can be omitted, and the black matrix can be accurately formed in self-alignment with the color resist. Further, according to the present invention, since the black matrix is formed of an insulating film to which a pigment is added, problems such as glare and cracks can be solved. In addition, according to the present invention, the problem of the conventional example in which the wiring layer or the like is a black matrix, that is, the problem caused by the parasitic capacitance between the pixel electrode and the gate line can be prevented.
(6)の発明によれば、ブラックマトリックスとなる絶縁膜を、薄膜トランジスタの製造プロセスと相性の良いシリコン酸化膜により形成できる。これにより製造プロセスに使用する薬品等の選択を容易にできる。また薄膜トランジスタにおける絶縁膜とブラックマトリックスとが多層構造となった場合にも、これらは同じ材質で形成されるため、応力等により生じるひずみの悪影響を少なくできる。 According to the invention of (6), the insulating film serving as the black matrix can be formed of the silicon oxide film having good compatibility with the thin film transistor manufacturing process. This facilitates selection of chemicals used in the manufacturing process. In addition, even when the insulating film and the black matrix in the thin film transistor have a multi-layer structure, since these are formed of the same material, adverse effects of distortion caused by stress or the like can be reduced.
(7)又は(30)の発明によれば、画素電極となる導電性の着色層と薄膜トランジスタのドレイン領域との間で良好なコンタクトをとることができ、コンタクト抵抗の軽減等が可能となる。これにより液晶素子に印加される実効電圧を高くすることができる。 According to the invention of (7) or (30), good contact can be made between the conductive colored layer to be the pixel electrode and the drain region of the thin film transistor, and contact resistance can be reduced. Thereby, the effective voltage applied to the liquid crystal element can be increased.
(8)の発明によれば、導電層がソース線と同一材料により形成されるため、導電層を形成するために新たなフォト及びエッチング工程を付加する必要が無くなる。 According to the invention of (8), since the conductive layer is formed of the same material as the source line, it is not necessary to add a new photo and etching process to form the conductive layer.
(9)の発明によれば、薄膜トランジスタのドレイン領域と画素電極の各部との間における寄生抵抗を低減できる。 According to the invention of (9), the parasitic resistance between the drain region of the thin film transistor and each part of the pixel electrode can be reduced.
(10)の発明によれば、周辺部に設けられた導電層をブラックマトリックスとして有効利用できる。 According to the invention of (10), the conductive layer provided in the peripheral portion can be effectively used as a black matrix.
(11)又は(31)の発明によれば、非透光性(光反射性)の材質で形成された画素電極上に導電性の着色層から成るカラーフィルタを形成することで反射型のアクティブマトリックス液晶表示装置を実現できる。本発明によればカラーフィルタが薄膜トランジスタ側基板に形成されるため開口率の向上を図れる。またカラーフィルタが導電性を有するため、画素電極と液晶素子との間にカラーフィルタが介在することによる生ずる電圧分割の問題等を防止できる。 According to the invention of (11) or (31), a reflective type active is formed by forming a color filter comprising a conductive colored layer on a pixel electrode formed of a non-translucent (light reflective) material. A matrix liquid crystal display device can be realized. According to the present invention, since the color filter is formed on the thin film transistor side substrate, the aperture ratio can be improved. Further, since the color filter has conductivity, it is possible to prevent a voltage division problem caused by the color filter interposed between the pixel electrode and the liquid crystal element.
(12)の発明によれば、画素電極とソース線とを同一の工程で形成できるため、工程の簡素化、コストの低減を図ることができる。 According to the invention of (12), since the pixel electrode and the source line can be formed in the same process, the process can be simplified and the cost can be reduced.
(13)の発明によれば、高分子分散型の液晶素子を用いることで、偏光板を不要とすること等が可能となり、良好な反射型液晶表示装置等を提供できる。 According to the invention of (13), the use of the polymer dispersion type liquid crystal element makes it possible to eliminate the need for a polarizing plate and to provide a good reflection type liquid crystal display device and the like.
(17)又は(32)の発明によれば、カラーレジストの下部にITO等から成る画素電極が配置される構成となる。従ってカラーレジストが高抵抗を有していても、この高抵抗に起因する液晶印加実効電圧の低減を有効に防止できる。また本発明によれば画素電極材のパターニングが、カラーレジストをマスクにして行われるため、画素電極をパターニングするためのレジストを形成する工程を省略できる。 According to the invention of (17) or (32), the pixel electrode made of ITO or the like is arranged below the color resist. Therefore, even if the color resist has a high resistance, it is possible to effectively prevent a reduction in the effective voltage applied to the liquid crystal due to the high resistance. Further, according to the present invention, since the patterning of the pixel electrode material is performed using the color resist as a mask, the step of forming a resist for patterning the pixel electrode can be omitted.
(18)又は(33)の発明によれば、ブラックマトリックスがLPD法を利用した手法により形成される。従ってブラックマトリックスとなる絶縁膜の低温形成、カラーレジストに対する絶縁膜の選択的な形成等が可能となる。 According to the invention of (18) or (33), the black matrix is formed by a technique using the LPD method. Therefore, it is possible to form an insulating film serving as a black matrix at a low temperature and to selectively form an insulating film with respect to a color resist.
(22)の発明によれば、比較的小規模でスペックが緩い液晶パネルに対しては良好な液晶駆動動作が可能となる。 According to the invention of (22), it is possible to perform a good liquid crystal driving operation for a liquid crystal panel having a relatively small scale and loose specifications.
(23)の発明によれば、大規模でスペックが厳しい液晶パネルについても良好な液晶駆動動作が可能となる。 According to the invention of (23), a good liquid crystal driving operation is possible even for a large-scale liquid crystal panel with strict specifications.
(24)又は(25)の発明によれば、着色層中の導電性微粒子間のオーバーラップ面積を増やすことができ、導電性着色層の比抵抗を低めることが可能となる。 According to the invention of (24) or (25), the overlap area between the conductive fine particles in the colored layer can be increased, and the specific resistance of the conductive colored layer can be lowered.
(26)の発明によれば、親水性の導電性微粒子の2次凝集等が生じるのを防止でき、均一な分散状態を得ることが可能となる。 According to the invention of (26), it is possible to prevent the secondary aggregation or the like of the hydrophilic conductive fine particles from occurring and to obtain a uniform dispersed state.
(27)又は(34)の発明によれば、画素電極材のパターニング用のレジストを用いて、LPD法を利用して保護膜となる絶縁膜を形成できる。これにより従来例で必要であった、画素電極の上部の絶縁膜を除去する工程が省略可能となる。また本発明はLPD法を利用しているため、保護膜となる絶縁膜の低温形成、レジストに対する絶縁膜の選択的な形成等が可能となる。 According to the invention of (27) or (34), an insulating film serving as a protective film can be formed using the resist for patterning the pixel electrode material using the LPD method. As a result, the step of removing the insulating film above the pixel electrode, which was necessary in the conventional example, can be omitted. In addition, since the present invention uses the LPD method, it is possible to form an insulating film serving as a protective film at a low temperature and to selectively form an insulating film with respect to a resist.
以下本発明の実施例について図面を用いて詳しく説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
1.第1の実施例
第1の実施例は、カラーフィルタとして導電性の着色層を薄膜トランジスタ側基板に設け、この導電性着色層を画素電極として兼用する実施例である。図2(A)〜(C)には第1の実施例の工程断面図の一例が示される。薄膜トランジスタ側基板201には、その内側に薄膜トランジスタ202が形成されている。この薄膜トランジスタ202は、ゲート線203、ソース線204、絶縁膜205等から構成されている(図2(A))。
1. First Example The first example is an example in which a conductive colored layer is provided on a thin film transistor side substrate as a color filter, and this conductive colored layer is also used as a pixel electrode. 2A to 2C show an example of a process cross-sectional view of the first embodiment. A
次に、コンタクトホールを開口し、その後に赤色のカラーレジスト206・緑色のカラーレジスト207・青色のカラーレジスト208のパターンを順次形成する(図2(B))。このようなカラーレジストとしては、例えばレジスト内に顔料を分散することで形成した顔料分散型のレジスト等を用いることができる。 Next, a contact hole is opened, and then a pattern of a red color resist 206, a green color resist 207, and a blue color resist 208 is sequentially formed (FIG. 2B). As such a color resist, for example, a pigment dispersion type resist formed by dispersing a pigment in the resist can be used.
本実施例では、カラーフィルタとなるカラーレジスト206〜208は導電性の性質を持つ。導電性を持つカラーレジストは、例えば、透明導電膜の材料となるITO(酸化インジウム)、SnO2(酸化錫)等の微粒子をカラーレジストに混ぜ合わせること等により形成できる。そして、このようにカラーレジスト206〜208に導電性を持たせることで、これらのカラーレジストを、薄膜トランジスタ側基板に設けられたカラーフィルタとして使用すると共に液晶素子を駆動するための画素電極として使用することが可能となる。このため、これらの導電性カラーレジスト206〜208と薄膜トランジスタ202のドレイン領域209とは、コンタクトホールを介して接続されている。
In this embodiment, the color resists 206 to 208 serving as color filters have a conductive property. The conductive color resist can be formed, for example, by mixing fine particles such as ITO (indium oxide) and SnO 2 (tin oxide), which are materials for the transparent conductive film, with the color resist. In addition, by providing conductivity to the color resists 206 to 208 as described above, these color resists are used as a color filter provided on the thin film transistor side substrate and also used as a pixel electrode for driving a liquid crystal element. It becomes possible. For this reason, the conductive color resists 206 to 208 and the
このようにカラーフィルタ及び画素電極を兼用する導電性のカラーレジスト206〜208を形成した後、必要に応じてソース線204の保護膜となる絶縁膜220を形成する。次に望ましくは、カラーレジストの上部に形成された絶縁膜を除去する。カラーレジストの上部に絶縁膜があると液晶に印加される実効電圧が減少し画質が低下するからである。その後、配向膜222を積層しラビング処理する。一方、対向基板217はその内側に、透明導電膜からなる対向電極218及び配向膜221が設けられているだけの構造となっている。薄膜トランジスタ側基板201と対向基板217の間には液晶219が封入されている(図2(C))。
After forming conductive color resists 206 to 208 that also serve as color filters and pixel electrodes in this way, an insulating
なお遮光層となるブラックマトリックスについては対向基板217に形成してもよいし、ゲート線203、ソース線204等の一部又は全部をブラックマトリックスとして用いてもよい。また何らかの手法を用いてブラックマトリックスを薄膜トランジスタ側基板に形成する構成としてもよい。
Note that a black matrix serving as a light shielding layer may be formed on the
本実施例によれば、導電性カラーレジストから成るカラーフィルタが薄膜トランジスタ側基板に設けられている。これにより、対向基板にカラーフィルタを形成する必要がなくなり、対向基板の製造コストを低減できる。また薄膜トランジスタ側基板と対向基板との張り合わせ精度のマージンの問題も解決できる。 According to this embodiment, a color filter made of a conductive color resist is provided on the thin film transistor side substrate. Thereby, it is not necessary to form a color filter on the counter substrate, and the manufacturing cost of the counter substrate can be reduced. In addition, the problem of margin of accuracy of bonding between the thin film transistor side substrate and the counter substrate can be solved.
また本実施例によればカラーフィルタとなる導電性カラーレジストが画素電極を兼ねるため、画素電極となるITOを形成する工程及びITOをパターニングする工程を省略できる。これによりコストの低減及び歩留まりの向上を図ることができる。また例えばITOから成る画素電極の上部にカラーレジスト等から成るカラーフィルタを形成する構成と比べると本実施例は次のような優位点を持つ。即ち画素電極の上部にカラーフィルタを形成する構成であると、カラーフィルタに液晶駆動時の電圧が印加され、電圧分割により液晶素子に印加される電圧(実効電圧)が減少し、これは画質低下の原因となる。これに対して本実施例では、導電性カラーレジスト206〜208が画素電極とカラーフィルタとを兼ねるため、このような画質低下の問題が生じるのを有効に防止できる。更に、本実施例によれば、画素電極の上部にカラーフィルタを形成する構成に比べ、開口率を高めることもできる。即ち画素電極の上部にカラーフィルタを形成する構成によると、画素電極とカラーフィルタとの合わせ余裕が必要となるが、本実施例によればこのような合わせ余裕が必要ない分だけ開口率を高めることができる。 In addition, according to this embodiment, the conductive color resist serving as the color filter also serves as the pixel electrode, so that the process of forming ITO serving as the pixel electrode and the process of patterning ITO can be omitted. Thereby, cost reduction and yield improvement can be achieved. For example, this embodiment has the following advantages as compared with a configuration in which a color filter made of a color resist or the like is formed on a pixel electrode made of ITO. In other words, when the color filter is formed above the pixel electrode, the voltage at the time of driving the liquid crystal is applied to the color filter, and the voltage (effective voltage) applied to the liquid crystal element is reduced by voltage division. Cause. On the other hand, in this embodiment, since the conductive color resists 206 to 208 serve as the pixel electrode and the color filter, it is possible to effectively prevent such a problem of image quality deterioration. Furthermore, according to the present embodiment, the aperture ratio can be increased as compared with the configuration in which the color filter is formed above the pixel electrode. That is, according to the configuration in which the color filter is formed on the upper part of the pixel electrode, an alignment margin between the pixel electrode and the color filter is required, but according to the present embodiment, the aperture ratio is increased by an amount that does not require such an alignment margin. be able to.
(1)導電性着色層
さて導電性着色層は、上記実施例のように、レジストに顔料等の色素及びITO等の導電性物質を分散することで形成してもよいし、これ以外にも例えば、導電性物質を分散させたゼラチン(高分子材料)等の染色媒体を染色したり、印刷インク等に導電性物質を混入させること等でも形成できる。
(1) Conductive colored layer The conductive colored layer may be formed by dispersing a pigment such as a pigment and a conductive material such as ITO in the resist as in the above embodiment. For example, it can be formed by dyeing a staining medium such as gelatin (polymer material) in which a conductive substance is dispersed, or by mixing a conductive substance into printing ink or the like.
レジストに色素及び導電性物質を分散させる場合には、色素及び導電性物質等の固形成分の割合を一定値以下に抑える必要がある。レジスト液中の固形成分の割合が高いと、ポットライフ(使用可能な液体状態が保たれる時間)が短くなるからである。即ち、色素、導電性物質等の固形成分が凝集し、レジスト液の使用が不能になり、工場等での生産に支障をきたす。図13には、固形成分比とポットライフとの関係の一例が示される。例えばポットライフを3ヶ月以上とするためには固形成分比を30パーセント程度以下とする必要があり、6ヶ月以上とするためには25パーセント程度以下とする必要がある。従って、ポットライフをよりリーゾナブルなものにするため、固形成分比は30パーセント程度以下とすることが望ましく、25パーセント程度以下とすることが更に望ましい。なお固形成分比を少なくするためにはレジスト中に含ませる導電性物質等を少なくすればよいが、あまり少なくすると導電性着色層の比抵抗が増加してしまう。従ってポットライフと比抵抗の関係を考慮して、固形成分比は最もバランスの良いものとする必要がある。
In the case of dispersing a dye and a conductive substance in the resist, it is necessary to suppress the ratio of solid components such as the dye and the conductive substance to a certain value or less. This is because when the ratio of the solid component in the resist solution is high, the pot life (the time during which a usable liquid state is maintained) is shortened. That is, solid components such as dyes and conductive substances are aggregated, making it impossible to use the resist solution, which hinders production in factories and the like. FIG. 13 shows an example of the relationship between the solid component ratio and the pot life. For example, in order to make the
レジストに顔料等を分散させる場合には、特に制限されないが、例えば赤色系顔料としてはペリレン系、アントラキノン系、ジアントラキノン系、アゾ系、ジアゾ系、キナクリドン系、アントラセン系等の顔料が挙げられる。また緑色系顔料としてはハロゲン化フタロシアニン系等の顔料が挙げられる。また青色系顔料としては、金属フタロシアニン系、インダンスロン系、インドフェノール系等の顔料が挙げられる。この他にも、紫色系、黄色系、シアニン系及びマゼンタ系の顔料等を併用することも可能である。また本実施例のカラーレジストはネガ型のみならずポジ型でもよく、ネガ型のレジストとしては、例えば溶剤(エチル−3−エトキシプロピオネート、メトキシプロピルアセテート、シクロヘキサン、3−メトキシブチルアセテート等)と樹脂(メタクリル樹脂等)とモノマー(多感能アクリルモノマー等)とから成るもの等が考えられる。 In the case of dispersing a pigment or the like in the resist, although not particularly limited, examples of red pigments include perylene, anthraquinone, dianthraquinone, azo, diazo, quinacridone, and anthracene pigments. Examples of green pigments include halogenated phthalocyanine pigments. Examples of blue pigments include metal phthalocyanine, indanthrone, and indophenol pigments. In addition, purple, yellow, cyanine and magenta pigments can be used in combination. The color resist of this embodiment may be not only negative type but also positive type. Examples of the negative type resist include solvents (ethyl-3-ethoxypropionate, methoxypropyl acetate, cyclohexane, 3-methoxybutyl acetate, etc.). And a resin (methacrylic resin etc.) and a monomer (multi-sensitive acrylic monomer etc.) are considered.
導電性物質を分散させた染色媒体を染色し導電性着色層を形成する手法には、顔料等をレジストに分散させる手法に比べて導電性着色層の色純度を高められるという利点がある。即ち顔料等を用いる場合、顔料等を多く分散させればさせるほど透過率が低下する。この透過率の低下を補うため、透過する光の波長範囲を広くする必要があり、例えばグリーンの色を表現したい場合にもイエローの顔料等を混ぜたりする。このため色純度(色特性)が悪化する。これに対して、ゼラチン等を染色して着色層を形成する手法によると上記問題は生じず、この結果、色純度をより高めることができる。 The method of forming a conductive colored layer by dyeing a dyeing medium in which a conductive substance is dispersed has an advantage that the color purity of the conductive colored layer can be increased as compared with a method of dispersing a pigment or the like in a resist. That is, when a pigment or the like is used, the more the pigment or the like is dispersed, the lower the transmittance. In order to compensate for this decrease in transmittance, it is necessary to widen the wavelength range of transmitted light. For example, when a green color is to be expressed, a yellow pigment or the like is mixed. For this reason, color purity (color characteristics) deteriorates. On the other hand, the above-described problem does not occur when a colored layer is formed by dyeing gelatin or the like, and as a result, the color purity can be further increased.
染色媒体(被染色体)としては、ゼラチン以外に、カゼイン、フィッシュグリュー、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロビドン、ポリビニルアルコール、ポリイミド、ポリアミド、ポリ尿素、ポリウレタン、ポリケイヒ酸、アクリル樹脂及びそれらの誘導体等を使用できる。また染色液としては酸性染料、反応性染料等を用いることができ、赤色の染色液としてはカヤノールミーリングレッドRS(日本化薬製)+酢酸+水、緑色の染色液としてはブリリアントインドブルー(ヘキスト製)+スミノールイエローMR(住友化学製)+酢酸+水、青色の染料液としてはカヤノールサヤニン6B(日本化薬製)+酢酸+水を用いることができる。但し染料液はこれらに限られるものではない。染色法により着色層(カラーフィルタ)を形成する手法としては種々のものがある。一般的には、例えば染色媒体を露光・現像によりパターニングし、その後、赤色の染色液に浸し赤色の着色層を形成する。青色、緑色の着色層も同様である。 As a staining medium (chromosome), in addition to gelatin, casein, fish mulled, polyvinyl alcohol, polyvinyl pyrovidone, polyvinyl alcohol, polyimide, polyamide, polyurea, polyurethane, polycinnamic acid, acrylic resin, and derivatives thereof are used. it can. Acid dyes, reactive dyes, etc. can be used as the dyeing liquid, kayanol milling red RS (manufactured by Nippon Kayaku) + acetic acid + water as the red dyeing liquid, and brilliant Indian blue (as the green dyeing liquid). Hoechst) + Suminor Yellow MR (Sumitomo Chemical Co.) + Acetic acid + water, and Kayanol Sayanin 6B (Nippon Kayaku) + acetic acid + water can be used as the blue dye solution. However, the dye solution is not limited to these. There are various methods for forming a colored layer (color filter) by a dyeing method. In general, for example, a dyeing medium is patterned by exposure and development, and then immersed in a red dyeing solution to form a red colored layer. The same applies to the blue and green colored layers.
(2)導電性
本実施例における導電性着色層も所定のインピーダンス成分(比抵抗及び容量成分)を持つ。従って導電性着色層がドレイン領域と液晶との間に介在することに起因して、液晶へ印加される実効電圧が低下するという問題も少なからず生じる。そこで導電性着色層の比抵抗はなるべく小さいことが望ましい。例えば図14(A)〜(C)には、スペックの最も厳しいと考えられる液晶パネル、即ち対角線の長さが30cm(約12インチ)でXGA(例えば1024×RGB×768ピクセルでドットクロックが65MHz程度)の液晶パネルにおける比抵抗と実効値との関係(シミュレーション結果)が示される。図14(A)、(B)、(C)は、各々、パネルを駆動するドライバ回路から最も近い位置にある画素、真ん中の位置にある画素、最も遠い位置にある画素についての比抵抗と実効値の差との関係である。ここで「実効値の差」とは、導電性着色層が存在しない場合に液晶素子に印加される実効電圧値と、導電性着色層が存在する場合に液晶素子に印加される実効電圧値との差である。図14(A)〜(C)に示すように、比抵抗が1×106Ω・cm程度以下でこの実効値の差が大きくなり、表示特性が悪化する。なお同図から明らかなように、黒表示の場合が、灰表示・白表示の場合に比べて表示特性の悪化の程度が大きい。以上のように、スペックが最も厳しいと考えられる液晶パネルにおいて液晶駆動動作を正常に行うためには、比抵抗が1×106Ω・cm程度以下であることが望ましい。
(2) Conductivity The conductive colored layer in the present embodiment also has predetermined impedance components (specific resistance and capacitance component). Therefore, the conductive colored layer is interposed between the drain region and the liquid crystal, so that there is a considerable problem that the effective voltage applied to the liquid crystal is lowered. Therefore, the specific resistance of the conductive colored layer is desirably as small as possible. For example, FIGS. 14A to 14C show liquid crystal panels considered to have the strictest specifications, that is, a diagonal length of 30 cm (about 12 inches) and an XGA (for example, 1024 × RGB × 768 pixels and a dot clock of 65 MHz. The relationship (simulation result) between the specific resistance and effective value in the liquid crystal panel is shown. FIGS. 14A, 14B, and 14C show the specific resistance and effective for the pixel closest to the driver circuit that drives the panel, the pixel in the middle, and the pixel farthest, respectively. It is the relationship with the value difference. Here, the “difference in effective value” means an effective voltage value applied to the liquid crystal element when the conductive colored layer is not present, and an effective voltage value applied to the liquid crystal element when the conductive colored layer is present. Is the difference. As shown in FIGS. 14A to 14C, when the specific resistance is about 1 × 10 6 Ω · cm or less, the difference between the effective values increases, and the display characteristics deteriorate. As is clear from the figure, the degree of deterioration in display characteristics is larger in the case of black display than in the case of gray display / white display. As described above, it is desirable that the specific resistance is about 1 × 10 6 Ω · cm or less in order to perform the liquid crystal driving operation normally in the liquid crystal panel considered to have the strictest specifications.
しかしながらパネルによっては比抵抗が1×106Ω・cmよりも大きくても正常動作が可能な場合もあり、例えば図15(A)、(B)にはスペックが比較的緩いと考えられる液晶パネル、即ち対角線の長さが15cm(約6インチ)のVGA(例えば640×RGB×480ピクセルでドットクロックが25.2MHz程度)の液晶パネルにおける比抵抗と実効値の差との関係が示される。図15(A)、(B)は、各々、パネルを駆動するドライバ回路から真ん中の位置にある画素、最も遠い位置にある画素についての比抵抗と実効値の差との関係である。この図から明らかなように、この液晶パネルにおいて液晶駆動動作を正常に行うためには、比抵抗が1×107Ω・cm程度以下であればよい。 However, depending on the panel, normal operation may be possible even if the specific resistance is greater than 1 × 10 6 Ω · cm. For example, in FIGS. 15A and 15B, a liquid crystal panel whose specifications are considered relatively loose That is, the relationship between the specific resistance and the difference in effective value in a liquid crystal panel of a VGA (for example, 640 × RGB × 480 pixels and a dot clock of about 25.2 MHz) with a diagonal length of 15 cm (about 6 inches) is shown. FIGS. 15A and 15B show the relationship between the specific resistance and the difference between the effective values of the pixel at the center position and the farthest position from the driver circuit that drives the panel. As is clear from this figure, in order to perform the liquid crystal driving operation normally in this liquid crystal panel, the specific resistance should be about 1 × 10 7 Ω · cm or less.
以上より、導電性着色層の比抵抗は、液晶パネルの大きさ、目指す表示特性等に依存はするが、1×107Ω・cm程度以下であることが望ましく、1×106Ω・cm程度以下であることが更に好ましい。 From the above, the specific resistance of the conductive colored layers, the size of the liquid crystal panel, although depends on the display characteristics such aims, it is desirable that not more than about 1 × 10 7 Ω · cm, 1 × 10 6 Ω · cm More preferably, it is less than about.
(3)導電性微粒子の形状等
着色層中に含ませる導電性物質は微粒子状であることが望ましい。これは導電性物質を含ませることに起因するカラーレジストの透過率の低下を最小限に抑えるためである。同様の理由により分散させる導電性物質は透明性を有することが望ましい。このため導電性物質としてはITO(酸化インジウム)、SnO2(酸化錫)等が最適なものとなる。あるいはこれらとカーボン、金、銀との混合材料を使用することもできる。
(3) Shape of conductive fine particles, etc. The conductive material contained in the colored layer is preferably in the form of fine particles. This is to minimize the decrease in the transmittance of the color resist due to the inclusion of the conductive material. For the same reason, it is desirable that the conductive material to be dispersed has transparency. For this reason, ITO (indium oxide), SnO 2 (tin oxide) or the like is optimal as the conductive substance. Or the mixed material of these, carbon, gold | metal | money, and silver can also be used.
また導電性物質を微粒子状にする場合、その微粒子の形状は、球状よりも、皿状あるいは棒状等であることが望ましい。なぜならば皿状、棒状等にすれば隣り合う微粒子間のオーバラップ面積を大きくでき、この結果、電流をより流しやすくすることができ、比抵抗を下げることができるからである。即ち、比抵抗を下げるのには分散させる導電性微粒子の割合を高くすればよいが、あまり高くすると例えば透過率が下がったり、色特性が低下したり、前述のポットライフ等の問題が生じる。皿状、棒状等の隣り合う微粒子間のオーバラップ面積を大きくできる形状にすれば、導電性微粒子の割合をあまり高くすることなく比抵抗を下げることができる。 Further, when the conductive material is in the form of fine particles, the shape of the fine particles is preferably a dish shape or a rod shape rather than a spherical shape. This is because if the plate shape or the rod shape is used, the overlap area between adjacent fine particles can be increased, and as a result, the current can be more easily flowed and the specific resistance can be lowered. That is, in order to reduce the specific resistance, the ratio of the conductive fine particles to be dispersed may be increased. However, if the ratio is increased too much, for example, the transmittance decreases, the color characteristics decrease, and the above-mentioned problems such as pot life occur. If the shape is such that the overlap area between adjacent fine particles such as a plate shape or a rod shape can be increased, the specific resistance can be lowered without increasing the proportion of the conductive fine particles.
また導電性物質の均一な分散状態を実現するために導電性微粒子に疎水処理を施しその表面を疎水性とすることが望ましい。即ち、導電性微粒子が親水性の表面を有すると、顔料等の色素の多くが疎水性の表面を有するため、親水性の導電性微粒子の2次凝集等が生じ、均一な分散状態が得られない可能性があるからである。疎水処理は、例えばカップリング剤等を用いることで実現でき、カップリング剤としてはシラン系、チタン酸塩系、クロム系等の種々のものを用いることができる。 Further, in order to realize a uniform dispersion state of the conductive substance, it is desirable that the conductive fine particles are subjected to a hydrophobic treatment to make the surface hydrophobic. That is, when the conductive fine particles have a hydrophilic surface, since many of the pigments such as pigments have a hydrophobic surface, secondary aggregation of the hydrophilic conductive fine particles occurs and a uniform dispersion state is obtained. Because there is no possibility. The hydrophobic treatment can be realized by using, for example, a coupling agent, and various coupling agents such as silane, titanate, and chromium can be used.
2.第2の実施例
第2の実施例は、第1の実施例において、薄膜トランジスタ側基板にブラックマトリックスを内蔵させる場合の手法の一例を示すものである。第1の実施例と異なるのは、図3(C)において、LPD法を利用してブラックマトリックス310を形成している点である。LPD法にはレジストパターン上にシリコン酸化膜が析出しないという特徴がある。この性質を用いると導電性カラーレジストのパターンに対して選択的にシリコン酸化膜を形成できる。そこで、図3(B)で導電性カラーレジスト306〜308を形成した後、図3(C)でLPD法を利用して、これらの導電性カラーレジスト306〜308のパターンに対して選択的に、黒色等の色素を添加したシリコン酸化膜を成膜し、このシリコン酸化膜をブラックマトリックス310とする。これによりブラックマトリックス310を簡易な手法で薄膜トランジスタ側基板に内蔵させることが可能となる。
2. Second Embodiment The second embodiment shows an example of a technique in the case where the black matrix is built in the thin film transistor side substrate in the first embodiment. The difference from the first embodiment is that the
次にLPD法の詳細を、シリコン酸化膜を成膜する場合を例にとり説明する。LPD法では、シリカをケイフッ化水素酸(H2SiF6)に溶解し飽和水溶液を作り、この中に基板を漬積する。その後、アルミニウム、塩化アルミニウム、ホウ素、ほう酸等を添加して過飽和状態を作り、基板表面にシリコン酸化膜を析出成長させる。 Next, details of the LPD method will be described by taking a case of forming a silicon oxide film as an example. In the LPD method, silica is dissolved in hydrofluoric acid (H 2 SiF 6 ) to form a saturated aqueous solution, and the substrate is immersed in this. Thereafter, aluminum, aluminum chloride, boron, boric acid or the like is added to create a supersaturated state, and a silicon oxide film is deposited and grown on the substrate surface.
例えば、上記の化学式(1)、(2)において、添加剤であるほう酸(H3BO3)を加えることで化学式(2)の化学反応が右方向に進行し、フッ化水素酸(HF)が消費される。これにより化学式(1)の化学反応が右方向に進行し、シリコン酸化膜(SiO2)が析出する。このように、LPD法では、絶縁物質を構成する少なくとも1つの物質、例えばシリコン(Si)を含む化合物の飽和水溶液を用意する。そして、この飽和水溶液を例えば添加剤を加えることで過飽和状態にし、絶縁物質を析出させることで絶縁膜を成膜させる。この際、本実施例では、飽和水溶液に黒色等の色素を含ませており、これにより内部に黒色等の色素が添加された絶縁膜、即ちブラックマトリックスを得ることができる。 For example, in the above chemical formulas (1) and (2), by adding boric acid (H 3 BO 3 ) as an additive, the chemical reaction of chemical formula (2) proceeds to the right, and hydrofluoric acid (HF) Is consumed. Thereby, the chemical reaction of the chemical formula (1) proceeds in the right direction, and a silicon oxide film (SiO 2 ) is deposited. As described above, in the LPD method, a saturated aqueous solution of a compound containing at least one substance constituting an insulating substance, for example, silicon (Si) is prepared. Then, the saturated aqueous solution is brought into a supersaturated state by adding an additive, for example, and an insulating material is deposited to form an insulating film. At this time, in this embodiment, the saturated aqueous solution contains a pigment such as black, whereby an insulating film having a pigment such as black added therein, that is, a black matrix can be obtained.
なお、以下にはアルミニウムを添加剤と用いる場合の化学式を示す。 The chemical formula in the case of using aluminum as an additive is shown below.
上式では、添加剤であるアルミニウム(Al)を添加することで化学式(4)の化学反応が右方向に進行し、フッ化水素酸(HF)が消費される。これにより化学式(3)の化学反応が右方向に進行し、シリコン酸化膜(SiO2)が析出することになる。 In the above equation, by adding aluminum (Al) as an additive, the chemical reaction of the chemical formula (4) proceeds in the right direction, and hydrofluoric acid (HF) is consumed. As a result, the chemical reaction of the chemical formula (3) proceeds in the right direction, and a silicon oxide film (SiO 2 ) is deposited.
このように本実施例では、LPD法を利用した手法によりブラックマトリックスとなる絶縁膜を成膜しているため、絶縁膜の形成を室温程度の低温で行うことができる。絶縁膜を低温で形成できると、絶縁膜形成の際にガラス基板に与えるダメージを少なくできるため、安価なガラス基板を採用することができ、製品コストを低く抑えることができる。また、ブラックマトリックスを形成する際の加熱温度により、薄膜トランジスタのデバイス特性が劣化する等の事態も防止できる。 As described above, in this embodiment, since the insulating film serving as the black matrix is formed by the technique using the LPD method, the insulating film can be formed at a low temperature of about room temperature. If the insulating film can be formed at a low temperature, damage to the glass substrate during the formation of the insulating film can be reduced, so that an inexpensive glass substrate can be employed and the product cost can be kept low. In addition, it is possible to prevent a situation in which the device characteristics of the thin film transistor are deteriorated due to the heating temperature when forming the black matrix.
また、本実施例では、LPD法を利用しているため、内部に色素が添加された絶縁膜を簡易に形成することが可能となる。例えば、絶縁膜を成膜する際には、化学気相成長法(CVD法)を用いるのが一般的である。しかし、通常、顔料等の色素は固形物であり、CVD法によってはこの固形物の色素を絶縁膜中に添加することは容易ではない。これに対して、LPD法を利用すれば、飽和水溶液にこの固体物である色素を溶かす等するだけで、簡易に内部に色素が添加された絶縁膜を得ることができる。本実施例の大きな特徴は、着色が必要なブラックマトリックスの形成を、色素を容易に添加できるLPD法を利用して行った点にある。 In this embodiment, since the LPD method is used, it is possible to easily form an insulating film to which a dye is added. For example, when an insulating film is formed, a chemical vapor deposition method (CVD method) is generally used. However, the pigment such as a pigment is usually a solid, and it is not easy to add the solid pigment to the insulating film by the CVD method. On the other hand, if the LPD method is used, an insulating film having a dye added therein can be easily obtained simply by dissolving the solid dye in a saturated aqueous solution. A major feature of this example is that the black matrix that needs to be colored is formed using the LPD method in which a dye can be easily added.
また、LPD法を利用して形成された本実施例の絶縁膜は無機の絶縁膜となるため、ゼラチン、レジストに比べて耐熱性や耐薬品性が高い絶縁膜を得ることができる。 Further, since the insulating film of this embodiment formed using the LPD method is an inorganic insulating film, an insulating film having higher heat resistance and chemical resistance than gelatin and resist can be obtained.
また本実施例では、LPD法を利用しているため、導電性のカラーレジストパターンに対して選択的に絶縁膜を成膜することが可能となる。即ち、LPD法においては、絶縁物質はレジスト上には析出されないという特徴を持つ。これは、レジストの表面が撥水性の性質を持つことによる。この特徴を用いるとパターン形成時におけるエッチング工程が不要となり、製品の低コスト化が可能となる。また、ブラックマトリックスをカラーレジストに対してセルフアラインに形成できるため、ブラックマトリックスを精度良く形成することが可能となり、開口率の向上が図れる。 Further, in this embodiment, since the LPD method is used, an insulating film can be selectively formed on the conductive color resist pattern. That is, the LPD method has a feature that the insulating material is not deposited on the resist. This is because the surface of the resist has water repellency. If this feature is used, an etching process at the time of pattern formation becomes unnecessary, and the cost of the product can be reduced. Further, since the black matrix can be formed in a self-aligned manner with respect to the color resist, the black matrix can be formed with high accuracy, and the aperture ratio can be improved.
本実施例におけるブラックマトリックスは、ストライプ型、モザイク型、トライアングル型、4画素配置型等のパターンに配置されたカラーフィルタの間に配置され、遮光層となるものである。従来においては、このブラックマトリックスは、クロム等からなる遮光膜により形成されていた。このため、応力によるクラックが生じたり、クロム等の反射によるギラツキが生じる等の問題があった。これに対して、本実施例では、ブラックマトリックスが色素を添加した絶縁膜により形成されているため、このようなクラックが生じたり、ギラツキが生じたりする等の問題を解決できる。 The black matrix in the present embodiment is arranged between color filters arranged in a stripe type, mosaic type, triangle type, four pixel arrangement type, or the like, and serves as a light shielding layer. Conventionally, this black matrix is formed by a light shielding film made of chromium or the like. For this reason, there are problems such as cracks due to stress and glare due to reflection of chromium or the like. On the other hand, in this embodiment, since the black matrix is formed of an insulating film to which a pigment is added, problems such as such cracks and glare can be solved.
また本実施例によれば、配線層等をブラックマトリックスとする従来例において生じる問題、即ち画素電極及びゲート線との間の寄生容量の問題が生じないため、画質の低下等を防止できる。 Further, according to this embodiment, the problem that occurs in the conventional example in which the wiring layer or the like is a black matrix, that is, the problem of the parasitic capacitance between the pixel electrode and the gate line does not occur, so that the image quality can be prevented from being degraded.
また本実施例においてブラックマトリックスを構成する絶縁膜は、シリコン酸化膜であることが望ましい。シリコン酸化膜は、薄膜トランジスタ、LSI等の製造プロセスにおける絶縁膜として一般的に使用されるものであり、耐熱性、耐薬品性に優れたものだからである。即ち、従来のブラックマトリックスに用いられた材質に比べ、薄膜トランジスタ等の製造プロセスとの相性が良い。特にブラックマトリックスを薄膜トランジスタ側基板上に形成する場合には、この相性が問題となる。この場合には、ブラックマトリックスも薄膜トランジスタと同一製造プロセスで形成されることになるからである。従って、ブラックマトリックスの材質として薄膜トランジスタの製造で一般的に使用されるシリコン酸化膜等を用いれば、例えばブラックマトリックスの形成工程の後に使用するエッチング液、温度等についてそれほど考慮する必要がなくなる。これにより製造プロセスに使用される薬品等の選択が容易となる。また、薄膜トランジスタにおける絶縁膜とブラックマトリックスとが多層構造となった場合にも、これらは同じ材質で形成されるため応力等により生じるひずみの悪影響を少なくできる。また、ブラックマトリックスを構成するシリコン酸化膜を、薄膜トランジスタの絶縁膜(ソース線の保護膜)として兼用することも可能となる。 In the present embodiment, the insulating film constituting the black matrix is preferably a silicon oxide film. This is because the silicon oxide film is generally used as an insulating film in the manufacturing process of thin film transistors, LSIs, etc., and is excellent in heat resistance and chemical resistance. That is, the compatibility with the manufacturing process of thin film transistors and the like is better than the material used for the conventional black matrix. This compatibility becomes a problem particularly when the black matrix is formed on the thin film transistor side substrate. In this case, the black matrix is also formed by the same manufacturing process as the thin film transistor. Therefore, if a silicon oxide film or the like generally used in the manufacture of thin film transistors is used as the material of the black matrix, for example, it is not necessary to consider so much the etching solution, temperature, etc. used after the black matrix formation step. This facilitates selection of chemicals used in the manufacturing process. In addition, even when the insulating film and the black matrix in the thin film transistor have a multi-layer structure, since these are formed of the same material, adverse effects of distortion caused by stress or the like can be reduced. Further, the silicon oxide film constituting the black matrix can also be used as an insulating film (source line protective film) of the thin film transistor.
なお、本実施例においてはシリコン酸化膜のみならず、このシリコン酸化膜と均等な材質の膜、チタン酸化膜等も採用でき、薄膜トランジスタ等の製造とのプロセス適合性がよいものであれば種々のものを採用できる。 In this embodiment, not only a silicon oxide film, but also a film made of a material equivalent to this silicon oxide film, a titanium oxide film, etc. can be adopted. You can adopt things.
また、絶縁膜をシリコン酸化膜とする場合には、ケイフッ化水素酸にアルミニウム或いはアルミニウム化合物からなる添加剤、又は、ホウ素或いはホウ素化合物からなる添加剤を加えることでシリコン酸化膜を形成することが望ましい。LPD法により使用される添加剤を構成する元素は、不純物として絶縁膜中に残る。従って、この残った元素が、例えば薄膜トランジスタ等に悪影響を与えないものであることが望まれる。アルミニウム等は薄膜トランジスタ等のプロセスで通常に使われるものである。また、ホウ素等を含ませた絶縁膜は、LSIプロセスにおいてBPSGと呼ばれる絶縁膜として使用されている。従って、これらの元素が絶縁膜中に残っても、薄膜トランジスタ等に与える悪影響は少ないものと考えられる。 When the insulating film is a silicon oxide film, the silicon oxide film can be formed by adding an additive made of aluminum or an aluminum compound, or an additive made of boron or a boron compound to hydrofluoric acid. desirable. Elements constituting the additive used by the LPD method remain in the insulating film as impurities. Therefore, it is desirable that the remaining element does not adversely affect the thin film transistor, for example. Aluminum or the like is normally used in processes such as thin film transistors. An insulating film containing boron or the like is used as an insulating film called BPSG in the LSI process. Therefore, even if these elements remain in the insulating film, it is considered that there is little adverse effect on the thin film transistor and the like.
また本実施例において絶縁膜に含ませる色素としては顔料が望ましい。顔料には耐熱性が比較的あり、従って、カラーフィルタ等の耐熱性を増したときに、これに応じて色素の耐熱性を増すことが望ましいからである。但し、絶縁膜に含ませる色素はこれに限られるものではなく、例えば染料等を用いてもよい。本実施例で絶縁膜に含ませる黒色の顔料としては、カーボン系のもの等が考えられる。また、LPD法に使用する顔料としては水溶性の顔料が好ましい。 In this embodiment, a pigment is desirable as a coloring matter to be included in the insulating film. This is because the pigment has a relatively high heat resistance, and accordingly, when the heat resistance of a color filter or the like is increased, it is desirable to increase the heat resistance of the dye accordingly. However, the pigment contained in the insulating film is not limited to this, and for example, a dye or the like may be used. As the black pigment to be included in the insulating film in this embodiment, carbon-based pigments can be considered. In addition, a water-soluble pigment is preferable as the pigment used in the LPD method.
3.第3の実施例
第3の実施例は導電性の着色層(カラーレジスト)と薄膜トランジスタのドレイン領域との間にメタル等の導電層を介在させる実施例である。図4(A)〜(D)には第3の実施例の工程断面図の一例が示される。第1の実施例と異なるのは図4(B)において、コンタクトホールを開口した後、ドレイン領域409と画素電極とのコンタクトをとるための導電層411を形成する点にある。この導電層411はメタル等より成る。そして導電層411を形成した後に、図4(C)に示すように、カラーフィルタと画素電極とを兼ねる導電性カラーレジスト406〜408を形成する。
3. Third Embodiment The third embodiment is an embodiment in which a conductive layer such as a metal is interposed between the conductive colored layer (color resist) and the drain region of the thin film transistor. 4A to 4D show an example of a process cross-sectional view of the third embodiment. A difference from the first embodiment is that, in FIG. 4B, after a contact hole is opened, a
本実施例によれば、画素電極となる導電性カラーレジスト406〜408とドレイン領域409との間で良好なコンタクトをとることができ、コンタクト抵抗の軽減等が可能となる。これにより液晶素子に印加される実効電圧を高くすることができ、表示特性の向上を図ることができる。この場合、導電層411の材料としては、ドレイン領域との間のコンタクト抵抗及び導電性カラーレジストとの間のコンタクト抵抗を十分に小さくできものが望ましい。
According to this embodiment, good contact can be made between the conductive color resists 406 to 408 to be the pixel electrodes and the
例えば図5(A)〜(C)では、導電層をソース線と同一材料により形成した場合の例が示される。即ち図5(A)で、ソース線504をパターニング形成する際に、このソース線504と同一材料の導電層512もパターニング形成する。その後に、図5(B)に示すように導電性カラーレジスト506〜508を形成する。このようにソース線504と同一の材料で導電層512を形成する手法によれば、導電層を形成するために新たなフォト及びエッチング工程を付加する必要が無くなり、工程数の低減及び歩留まりの向上を図ることができる。
For example, FIGS. 5A to 5C show an example in which the conductive layer is formed of the same material as the source line. That is, in FIG. 5A, when the
図6には、本実施例の構造を示す平面図が示される。図6に示すように本実施例では、メタル等から成る導電層512をコンタクトホール513から引き出し、導電性カラーレジストとの間の接触抵抗が十分低くなるように、導電性カラーレジスト506との間の接触面積の大きさを決めている。但し、導電層512が非透光性材料から成る場合には、この接触面積を大きくしすぎると開口率が低下するため、要求されるコンタクト抵抗と開口率とに応じてこの接触面積の大きさを決定する必要がある。
FIG. 6 is a plan view showing the structure of this embodiment. As shown in FIG. 6, in this embodiment, the
また図7には、導電層512を、画素電極となる導電性カラーレジスト506の周辺部に形成した場合の例が示される。即ち導電層512をコンタクトホール513の周辺部にのみ形成する図6の構造であると、例えば図7のK点の部分と、薄膜トランジスタのドレイン領域509との間の寄生抵抗が大きくなってしまう。この寄生抵抗が大きくなると、例えばK点の位置にある液晶に印加される実効電圧が低くなってしまい画質低下の問題が生じる。これに対して図7のように導電性カラーレジスト506の周辺部に導電層512を形成する構造であると、ドレイン領域509とK点との間の寄生抵抗を小さくでき、上記のような画質低下の問題を防止できる。
FIG. 7 shows an example in which the
また図7のような構造とすると、周辺部に設けられた導電層512をブラックマトリックスの一部として兼用することも可能となる。導電性カラーレジスト506はカラーフィルタとなるものであり、ブラックマトリックスはカラーフィルタの周辺部に形成されるものだからである。この場合、ゲート線503、ソース線504、薄膜トランジスタ側基板に設けられたブラックマトリックス、あるいは対向電極に設けられたブラックマトリックスが、ブラックマトリックスの他の一部となる。また図7のように周辺部の導電層512をブラックマトリックスの一部とする構成によると、導電層512と導電性カラーレジスト506との合わせは光学機器等により精度良く行われるため、導電性カラーレジスト506に対して精度良くブラックマトリックスを配置することが可能となる。
Further, when the structure as shown in FIG. 7 is adopted, the
4.第4の実施例
第4の実施例は、第3の実施例において、薄膜トランジスタ側基板にブラックマトリックスを内蔵させる場合の一例を示すものであり、図8(A)〜(D)にはその工程断面図が示される。第3の実施例と異なり第4の実施例では、図8(C)において、LPD法を利用して、カラーレジスト806〜808に対して選択的にブラックマトリックス810を形成する。LPD法でブラックマトリックス810を形成する手法及びこの手法を用いることによる効果は第2の実施例で既に述べた通りであるため、その説明は省略する。また、図8(A)〜(D)では、導電層812がソース線と同一材料により形成される場合の例が示されるが、ソース線と異なる材料により導電層を形成してもかまわない。
4). Fourth Embodiment The fourth embodiment shows an example in which a black matrix is built in the thin film transistor side substrate in the third embodiment, and the steps are shown in FIGS. A cross-sectional view is shown. Unlike the third embodiment, in the fourth embodiment, in FIG. 8C, the
5.第5の実施例
第5の実施例は、非透光性(光反射性)の画素電極上に導電性着色層を形成した反射型のアクティブマトリックス液晶表示装置に関する実施例であり、図9(A)〜(C)にはその工程断面図が示される。まず図9(A)で薄膜トランジスタ902及び絶縁膜905を形成した後、メタル等の非透光性の導電層をパターニングしてソース線904及び画素電極912を形成する。画素電極912はドレイン領域909とコンタクトがとられている。また導電層の材料としてはなるべく反射率の高いものが望ましい。次に、図9(B)に示すように、導電性の着色層である赤色、緑色、青色のカラーフィルタ906、907、908を光露光技術等によりパターニングして画素電極上に形成する。その後の工程は第1の実施例と同様である。
5. Fifth Embodiment The fifth embodiment is an embodiment relating to a reflective active matrix liquid crystal display device in which a conductive colored layer is formed on a non-translucent (light reflective) pixel electrode. A process sectional view is shown in A) to (C). First, after a
従来の反射型液晶表示装置では、カラーフィルタは対向基板側に形成されていた。しかしながら反射型液晶表示装置では、反射光のみが光源となるため、開口率をより高めることが望まれている。本実施例では、カラーフィルタを薄膜トランジスタ側基板901に内蔵することで開口率を向上できる。更にカラーフィルタを導電性にすることで、画素電極と液晶素子との間にカラーフィルタが介在することによる生ずる電圧分割の問題等を防止できる。
In the conventional reflection type liquid crystal display device, the color filter is formed on the counter substrate side. However, in the reflection type liquid crystal display device, since only the reflected light becomes a light source, it is desired to further increase the aperture ratio. In this embodiment, the aperture ratio can be improved by incorporating the color filter in the thin film
なお本実施例の導電性着色層は、レジストに顔料等の色素及びITO等の導電性物質を分散することで形成してもよいし、これ以外にも例えば、導電性物質を分散させたゼラチン等の染色媒体を染色したり、印刷インク等に導電性物質を混入させること等でも形成できる。 The conductive colored layer of the present embodiment may be formed by dispersing a pigment such as a pigment and a conductive material such as ITO in a resist. For example, gelatin in which a conductive material is dispersed is also used. It can also be formed by dyeing a dyeing medium such as, or by mixing a conductive substance into printing ink or the like.
また図9(A)〜(C)では、ソース線904と画素電極912を同一材料で形成しており、これにより工程の簡略化・コストの低減等を図っている。但し、ソース線、画素電極を別材料で形成することも当然に可能である。
In FIGS. 9A to 9C, the
また本実施例で封入される液晶素子919は、高分子分散型液晶(PDLC)であることが望ましい。PDLCでは、TN液晶と異なり、光の透過を散乱強度により制御でき、偏光板が不要となる利点がある。偏光板を不要とすることで、開口率を向上できると共に装置の製造コストを低減できる。PDLCは、高分子中にμm程度のオーダの液晶分子を分散させたり、網目状の高分子中に液晶を含ませることで実現できる。
In addition, it is desirable that the
また導電性の着色層をカラーレジストとする場合、第1の実施例と同様にカラーレジストに含ませる色素及び導電性物質等の固形成分の割合は30パーセント以下であることが望ましい。また導電性の着色層の比抵抗は1×107Ω・cm以下が望ましく、1×106Ω・cm以下であることが更に望ましい。また導電性微粒子を分散させる場合、その形状は皿状、棒状等であることが望ましく、また導電性微粒子の表面はカップリング剤等で疎水処理を施すことが望ましい。 When the conductive colored layer is a color resist, the ratio of solid components such as a dye and a conductive material to be included in the color resist is preferably 30% or less as in the first embodiment. The specific resistance of the conductive colored layer is preferably 1 × 10 7 Ω · cm or less, and more preferably 1 × 10 6 Ω · cm or less. Further, when the conductive fine particles are dispersed, the shape is preferably a dish shape, a rod shape, or the like, and the surface of the conductive fine particles is preferably subjected to a hydrophobic treatment with a coupling agent or the like.
6.第6の実施例
第6の実施例は画素電極上にカラーレジストを形成し、このカラーレジストをマスクにして画素電極のパターニングを行う実施例であり、図10(A)〜(E)にはその工程断面図が示される。まず図10(A)で薄膜トランジスタ1002及び絶縁膜1005を形成した後、図10(B)に示すように、コンタクトホールを開口し、画素電極の材料となるITO1014を全面に形成する。この際、必要であればソース線1004の保護膜を形成しておいてもよい。次に図10(C)に示すように、赤色のカラーレジスト1006、緑色のカラーレジスト1007、青色のカラーレジスト1008のパターンを順次形成する。このようなカラーレジストとしては、例えばレジスト内に顔料を分散することで形成した顔料分散型のレジスト等を用いることができる。その後、図10(D)に示すように、形成されたカラーレジスト1006〜1008をマスクにしてITO1014をエッチングし、画素電極1012を形成する。その後の工程は第1の実施例と同様である。これにより画素電極とカラーフィルタとを薄膜トランジスタ側基板に形成することが可能となる。
6). Sixth Example The sixth example is an example in which a color resist is formed on a pixel electrode, and patterning of the pixel electrode is performed using this color resist as a mask. FIGS. A sectional view of the process is shown. First, after forming the
本実施例によれば、カラーレジスト1006〜1008の下部にITOから成る画素電極が配置される構成となる。そして例えばカラーレジスト1006〜1008が高抵抗を有していてもカラーレジストの厚みは小さいため垂直方向における抵抗は小さい。このため、この高抵抗に起因する液晶印加実効電圧の低減が有効に防止される。また本実施例では画素電極のエッチングが、カラーレジスト1006〜1008をマスクにして行われるため、画素電極をパターニングするためのレジストを形成する工程を省略できる。これにより工程数を少なくでき、歩留まりの向上が図れる。 According to the present embodiment, the pixel electrodes made of ITO are arranged below the color resists 1006 to 1008. For example, even if the color resists 1006 to 1008 have high resistance, the thickness in the color resist is small, so that the resistance in the vertical direction is small. For this reason, the reduction of the effective voltage applied to the liquid crystal due to the high resistance is effectively prevented. In this embodiment, the etching of the pixel electrode is performed using the color resists 1006 to 1008 as a mask, so that the step of forming a resist for patterning the pixel electrode can be omitted. As a result, the number of steps can be reduced and the yield can be improved.
なお、この場合、カラーフィルタとなるカラーレジスト1006〜1008は導電性を持つことが望ましい。カラーフィルタとなるカラーレジストに導電性を持たせると、画素電極と液晶素子との間にカラーレジストが介在することによる生ずる電圧分割の問題が防止され、また、カラーレジストに電子がトラップされ残像等が発生する事態も防止されるからである。 In this case, it is desirable that the color resists 1006 to 1008 to be color filters have conductivity. If the color resist to be a color filter is made conductive, the problem of voltage division caused by the color resist being interposed between the pixel electrode and the liquid crystal element is prevented, and electrons are trapped in the color resist and an afterimage, etc. It is because the situation where this occurs is also prevented.
また第1の実施例と同様に、カラーレジストに含ませる色素及び導電性物質等の固形成分の割合は30パーセント以下であることが望ましく、導電性のカラーレジストの比抵抗は1×107Ω・cm以下が望ましく、1×106Ω・cm以下であることが更に望ましい。また導電性微粒子を分散させる場合、その形状は皿状、棒状等であることが望ましく、また導電性微粒子の表面はカップリング剤等で疎水処理を施すことが望ましい。 As in the first embodiment, the ratio of the solid components such as the pigment and the conductive material to be included in the color resist is desirably 30% or less, and the specific resistance of the conductive color resist is 1 × 10 7 Ω. It is preferably cm or less and more preferably 1 × 10 6 Ω · cm or less. Further, when the conductive fine particles are dispersed, the shape is preferably a dish shape, a rod shape, or the like, and the surface of the conductive fine particles is preferably subjected to a hydrophobic treatment with a coupling agent or the like.
更に画素電極1012をメタル等の非透光性の導電層で形成すれば、第5の実施例と同様に、反射型のアクティブマトリックス型液晶表示装置を構成できる。
Further, if the
7.第7の実施例
第7の実施例は、第6の実施例において、薄膜トランジスタ側基板にブラックマトリックスを内蔵させる場合の一例を示すものであり、図11(A)〜(E)にはその工程断面図が示される。第7の実施例は第6の実施例と異なり、図11(D)において、LPD法を用いて、カラーレジスト1106〜1108に対して選択的にブラックマトリックス1110を形成する。LPD法でブラックマトリックス1110を形成する手法及びこの手法を用いることによる効果は第2の実施例で既に述べた通りであるため、その説明は省略する。
7). Seventh Example The seventh example shows an example in which a black matrix is incorporated in the thin film transistor side substrate in the sixth example, and FIGS. 11A to 11E show the steps. A cross-sectional view is shown. Unlike the sixth embodiment, the seventh embodiment selectively forms a
8.第8の実施例
第8の実施例は、画素電極のパターニング用のレジストを用いて、LPD法を利用して保護膜となる絶縁膜を形成する実施例であり、図12(A)〜(E)にはその工程断面図が示される。まず図12(A)で薄膜トランジスタ1202及び絶縁膜1205を形成した後、図12(B)に示すように、コンタクトホールを開口し、画素電極の材料となるITO1214を全面に形成する。この際、必要であればソース線1204の保護膜を形成しておいてもよい。次に図12(C)に示すように、画素電極パターニング用のレジストパターン1206を形成する。その後、図12(D)に示すように、形成されたカラーレジスト1206をマスクにしてITO1214をエッチングし、画素電極1212を形成する。次に、画素電極1212上のレジストパターン1206をマスクにして、LPD法により選択的に絶縁膜1220を形成する。この絶縁膜1220はソース線1204の保護膜となるものである。LPD法で絶縁膜1220を形成する手法及びこの手法を用いることによる効果は第2の実施例で説明したものとほぼ同様であり、絶縁膜1220に色素を含ませる必要がない点等が異なる。
8). Eighth Example The eighth example is an example in which an insulating film serving as a protective film is formed by using the LPD method using a resist for patterning a pixel electrode, and FIGS. E) shows a sectional view of the process. First, after forming the
従来例においては、ソース線の保護膜となる絶縁膜を形成する場合、液晶に印加される実効電圧の低下を防止するため、画素電極上部にある絶縁膜を除去する工程が必要であった。一方、LPD法は、絶縁膜1220を、レジストパターン1206のない領域に選択的に形成できるという特徴を有し、本実施例ではこのLPD法の特徴を用いて絶縁膜1220を形成している。従って、画素電極の上部の絶縁膜を除去する工程が不必要となり、これにより工程数を減らすことができ、歩留まりの向上を図れる。またLPD法を利用することで、絶縁膜の形成を室温程度の低温でできるため、基板として安価なガラス基板を採用できる。またLPD法を用いることで、薄膜トランジスタの製造で一般的に使用されるシリコン酸化膜により絶縁膜を形成できる。従って製造プロセスに使用される薬品等の選択が容易となる等の利点がある。また、絶縁膜1220と薄膜トランジスタを構成する他の絶縁膜とが多層構造となった場合にも、これらは同じ材質で形成されるため応力等により生じるひずみの悪影響を少なくできる等の利点もある。更に、本実施例では、LPD法を用いることにより、絶縁膜1220がレジストパターン1206に対してセルフアラインに形成されるため、開口率の向上を図ることも可能となる。
In the conventional example, when an insulating film serving as a protective film for the source line is formed, a step of removing the insulating film on the pixel electrode is necessary in order to prevent a decrease in effective voltage applied to the liquid crystal. On the other hand, the LPD method has a feature that the insulating
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。 In addition, this invention is not limited to the said Example, A various deformation | transformation implementation is possible within the range of the summary of this invention.
例えば導電性の着色層は少なくとも導電性の機能と着色層の機能とを有しておればよく、第1の実施例等で説明したものに限られるものではない。 For example, the conductive colored layer only needs to have at least a conductive function and a colored layer function, and is not limited to those described in the first embodiment.
また例えば本発明で利用されるLPD法は上記実施例で説明したものに限らず、少なくとも、絶縁物質を構成する少なくとも1つの物質を含む化合物の飽和水溶液を過飽和状態にし、前記絶縁物質を析出させる成膜法であればよい。 Further, for example, the LPD method used in the present invention is not limited to the one described in the above embodiment, and at least a saturated aqueous solution of a compound containing at least one substance constituting the insulating substance is brought into a supersaturated state to precipitate the insulating substance. Any film forming method may be used.
また、本発明のアクティブマトリックス型液晶表示装置等の製造方法は、上記実施例で説明した製造方法に限られるものではない。 The manufacturing method of the active matrix type liquid crystal display device and the like of the present invention is not limited to the manufacturing method described in the above embodiments.
また、薄膜トランジスタの構造も上記実施例で説明したものに限らず、アモルファス(非晶質)シリコン薄膜トランジスタにおける逆スガタ型、正スガタ型の構造、ポリ(多結晶)シリコン薄膜トランジスタにおけるプレーナ型、正スガタ型の構造等、種々のものを採用できる。 In addition, the structure of the thin film transistor is not limited to that described in the above embodiment, and an inverted stagnation type and a normal stagnation type structure in an amorphous (amorphous) silicon thin film transistor, and a planar type and a positive stagnation type in a poly (polycrystalline) silicon thin film transistor. Various structures such as the above can be adopted.
本発明によれば、対向基板にカラーフィルタを形成する必要がなくなるため、対向基板の製造コストを低減できると共に薄膜トランジスタ側基板と対向基板との張り合わせ精度マージンを大幅に緩和できる。また画素電極材の形成工程及びそのパターニング工程を省略できるため、コストの低減及び歩留まりの向上を図れる。また液晶へ印加される実効電圧の減少に伴う画質の低下の問題を防止できると共に、開口率を高めることができる。 According to the present invention, since it is not necessary to form a color filter on the counter substrate, the manufacturing cost of the counter substrate can be reduced and the margin of accuracy of bonding between the thin film transistor side substrate and the counter substrate can be greatly eased. In addition, since the pixel electrode material forming step and the patterning step thereof can be omitted, the cost can be reduced and the yield can be improved. In addition, it is possible to prevent a problem of image quality deterioration due to a decrease in effective voltage applied to the liquid crystal and to increase an aperture ratio.
また本発明によれば、ブラックマトリックスとなる絶縁膜を低温形成できるため、安価なガラス基板の採用が可能となり製品コストを低減できると共に、加熱温度により、薄膜トランジスタのデバイス特性が劣化するという事態も防止できる。また絶縁膜のエッチング工程を省略でき製品の低コスト化が可能となる。またブラックマトリックスを精度良く形成でき開口率の向上が図れる。またギラツキ・クラック等の問題を解決できるため、表示特性・信頼性を向上できる。 In addition, according to the present invention, an insulating film serving as a black matrix can be formed at a low temperature, so that an inexpensive glass substrate can be used, and the product cost can be reduced, and the device characteristics of the thin film transistor can be prevented from being deteriorated by the heating temperature. it can. Moreover, the etching process of the insulating film can be omitted, and the cost of the product can be reduced. In addition, the black matrix can be formed with high accuracy and the aperture ratio can be improved. Further, since problems such as glare and cracks can be solved, display characteristics and reliability can be improved.
また本発明によれば、工程が簡易でコストが安価であると共に、開口率等の表示特性が優れた反射型の液晶表示装置を実現できる。 In addition, according to the present invention, it is possible to realize a reflective liquid crystal display device that is simple in process and low in cost and excellent in display characteristics such as an aperture ratio.
また本発明によれば、液晶印加実効電圧の低減を有効に防止できるため、表示特性の向上を図れる。また画素電極のパターニングがカラーレジストをマスクにして行われるため、工程数を減少でき、歩留まりの向上を図れると共に製造コストを低減できる。 In addition, according to the present invention, it is possible to effectively prevent the reduction of the effective voltage applied to the liquid crystal, so that the display characteristics can be improved. Further, since the patterning of the pixel electrode is performed using a color resist as a mask, the number of steps can be reduced, the yield can be improved, and the manufacturing cost can be reduced.
また本発明によれば、画素電極の上部の絶縁膜を除去する工程を省略でき、歩留まりの向上を図れる。また安価なガラス基板の採用、薄膜トランジスタのデバイス特性の劣化の防止等が可能となる。 According to the present invention, the step of removing the insulating film above the pixel electrode can be omitted, and the yield can be improved. In addition, it is possible to use an inexpensive glass substrate and prevent deterioration of device characteristics of the thin film transistor.
201、301、401、501、801、901、1001、1101、1201…薄膜トランジスタ側基板
202、302、402、502、802、902、1002、1102、1202…薄膜トランジスタ
206〜208、306〜308、406〜408、506〜508、806〜808、1006〜1008、1106〜1108…カラーレジスト
906〜908…導電性着色層
1206…レジストパターン
209、309、409、509、809、909、1009、1109、1209…ドレイン領域
310、810、1110…ブラックマトリックス
411、512、812…導電層
1014、1114、1214…ITO
912、1012、1112、1212…画素電極
217、317、417、517、817、917、1017、1117…対向基板
218、318、418、518、818、918、1018、1118…対向電極
219、319、419、519、819、919、1019、1119…液晶
220、420、520、920、1020、1120、1220…絶縁膜
221、321、421、521、821、921、1021、1121…配向膜
222、322、422、522、822、922、1022、1122…配向膜
201, 301, 401, 501, 801, 901, 1001, 1101, 1201 ... Thin film
912, 1012, 1112, 1212 ...
Claims (9)
前記薄膜トランジスタ側基板上に、前記薄膜トランジスタにより選択駆動される画素電極の材料となる無機の画素電極材を形成する工程と、
前記画素電極材の上部に撥水性のカラーレジストからなる複数の着色層を形成する工程と、
前記複数の着色層をマスクにして前記画素電極材をパターンニングし複数の画素電極を形成する工程と、
LPD法を用い、前記薄膜トランジスタ側基板を、遮光物質である色素を溶解した液体材料に浸漬し、前記着色層上を除いた前記複数の画素電極の間に内部に前記色素が添加された遮光性の絶縁膜を選択的に形成する工程と、を有し、
前記液体材料が、無機化合物を溶解したケイフッ化水素酸の飽和水溶液に前記遮光物質である前記色素を添加したものであり、前記着色層が前記液体材料に対して撥液性の性質を持つ、ことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。 A method for manufacturing a liquid crystal display device, comprising: a thin film transistor side substrate having a thin film transistor; a counter substrate having a counter electrode; and a liquid crystal element sandwiched between the thin film transistor side substrate and the counter substrate,
Forming an inorganic pixel electrode material as a material of a pixel electrode selectively driven by the thin film transistor on the thin film transistor side substrate;
Forming a plurality of colored layers made of a water-repellent color resist on the pixel electrode material;
Patterning the pixel electrode material using the plurality of colored layers as a mask to form a plurality of pixel electrodes;
The LPD method is used to immerse the thin film transistor side substrate in a liquid material in which a pigment that is a light shielding material is dissolved, and the light shielding property in which the pigment is added between the plurality of pixel electrodes except on the colored layer And selectively forming an insulating film of
The liquid material is obtained by adding the dye as the light-shielding substance to a saturated aqueous solution of hydrofluoric acid in which an inorganic compound is dissolved, and the colored layer has liquid repellency with respect to the liquid material. A method for manufacturing a liquid crystal display device.
前記着色層は導電性物質を含むことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。 In claim 1,
The method for manufacturing a liquid crystal display device, wherein the colored layer contains a conductive substance.
前記着色層は導電性物質を含み、
前記着色層の前記色素及び前記導電性物質を含む固形成分の前記カラーレジスト中での割合が30パーセント以下であることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。 In claim 2,
The colored layer includes a conductive material,
A method for manufacturing a liquid crystal display device, wherein a ratio of a solid component containing the coloring matter and the conductive substance in the colored layer in the color resist is 30% or less.
前記着色層は、顔料を分散させたレジストを含むことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。 In any one of Claims 1 thru | or 3,
The method for manufacturing a liquid crystal display device, wherein the colored layer includes a resist in which a pigment is dispersed.
前記着色層は、染色された高分子材料を含むことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。 In any one of Claims 1 thru | or 3,
The method for manufacturing a liquid crystal display device, wherein the colored layer includes a dyed polymer material.
前記着色層は、インクからなることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。 In any one of Claims 1 thru | or 3,
The method for manufacturing a liquid crystal display device, wherein the colored layer is made of ink.
前記画素電極は非透光性の材質を含むことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。 In any one of Claims 1 thru | or 6.
The method of manufacturing a liquid crystal display device, wherein the pixel electrode includes a non-translucent material.
前記無機化合物がシリカを含むことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。 In any one of Claims 1 thru | or 7,
The manufacturing method of the liquid crystal display device characterized by the said inorganic compound containing a silica.
前記遮光性の絶縁膜を形成する工程が、前記基板を浸漬している前記液体材料に添加剤を添加する工程を含むことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。 In any one of Claims 1 thru | or 8.
The method of manufacturing a liquid crystal display device, wherein the step of forming the light-shielding insulating film includes a step of adding an additive to the liquid material in which the substrate is immersed.
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