JP3598545B2 - Color filter, black matrix, display device, active matrix type liquid crystal display device, and manufacturing method thereof - Google Patents

Description

【００１７】
【化２】

【００１８】
例えば、上記の化学式（１）、（２）において、添加剤であるほう酸（Ｈ_３ＢＯ_３）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（ＳｉＯ_２）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、本発明では、飽和水溶液に色素を含ませており、これにより内部に色素が添加された絶縁膜を得ることができる。
【００１９】
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。
【００２０】
【化３】

【００２１】
【化４】

【００２２】
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（ＳｉＯ_２）が析出することになる。
【００２３】
このように本発明では、ＬＰＤ法を用いて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、カラーフィルタを薄膜トランジスタ側基板に形成した場合に、カラーフィルタ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。
【００２４】
また、本発明では、ＬＰＤ法を用いているため、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法では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形成することができる。本発明の大きな特徴は、着色が必要なカラーフィルタ等の形成を、色素を容易に添加できるＬＰＤ法を用いて行った点にある。
【００２５】
また、ＬＰＤ法を用いて形成された本発明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。これにより、透明導電膜の蒸着やスパッタ時の加熱やパターニング時におけるダメージが低減できる。また、カラーフィルタを薄膜トランジスタの画素電極下部に形成することも可能となる。
【００２６】
また、本発明では、ＬＰＤ法を用いているため、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。
【００２７】
本発明によれば、カラーフィルタのみならず、ブラックマトリックスについても色素を添加した絶縁膜により形成することができる。この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。但し、本発明のブラックマトリックスはカラー表示パネルのみならず、カラーフィルタの用いられない白黒表示パネルについても当然に適用することができる。また、本発明におけるブラックマトリックスは少なくとも遮光層としての機能を果たすものであればよく、黒色のもののみならず、赤色、緑色、青色の各色素を全て添加したもの、あるいは各色のパターンを重ねたもの等も含まれる。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、本発明では、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。また、カラーフィルタ及びブラックマトリックスの両者を、色素を添加した絶縁膜により形成すれば、両者が同質の材料で形成されることになるため、両者に生じる応力が等しくなり、クラック等の発生を更に抑えることが可能となる。
【００２８】
また、本発明のブラックマトリックスによれば、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することができる。
【００２９】
なお、例えばカラーレジストによりカラーフィルタを形成する場合には、このカラーレジストに対してＬＰＤ法により選択的にブラックマトリックスを形成することができる。これにより、ブラックマトリックスを形成する工程を簡略化できるとともに、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る。
【００３０】
本発明における色素を添加した絶縁膜は、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、従来のカラーフィルタ等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、カラーフィルタ等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、カラーフィルタ等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。本発明では、カラーフィルタ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る。従って、例えばカラーフィルタ等の形成の後に画素電極を形成する場合等に、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。例えば、コンタクトホールを形成する場合、あるいは、シリコン酸化膜、カラーフィルタを保護膜として用いる場合の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カラーフィルタ等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することができる。また、カラーフィルタ等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として兼用することも可能となる。
【００３１】
なお、本発明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。
【００３２】
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。
【００３３】
また、本発明においては、色素が添加された絶縁膜を感光性のポリイミドにより形成することもできる。感光性のポリイミドは、上記に説明したＬＰＤ法による絶縁膜と同様の優位点を持っている。即ち、感光性のポリイミドは、高い耐熱性と耐薬品性を有しており、また、その感光性の性質を利用すれば、エッチング工程を省略でき、低コスト化が実現できる。
【００３４】
また、本発明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。
【００３５】
なお、このような顔料としては、赤色の顔料としてはジアントラキノン系のものが、緑色用の顔料としてハロゲン化フタロシアニン系のものが、青色の顔料としてはフタロシアニン系のものが、黒色の顔料としてはカーボン系のものが考えられる。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。
【００３６】
また、本発明のカラーフィルタ、ブラックマトリックスは、薄膜トランジスタを用いたアクティブマトリックス型液晶表示装置のみならず、ＭＩＭ等を用いたアクティブマトリックス型液晶表示装置、単純マトリックス型液晶表示装置、あるいは液晶素子以外の表示素子を用いた表示装置等、あらゆる表示装置に適用できるものである。
【００３７】
以上のように、本発明のカラーフィルタ、ブラックマトリックスは耐熱性、耐薬品性が高く、また、低温形成可能なため、アクティブマトリックス型液晶表示装置等において、カラーフィルタ等の薄膜トランジスタ側基板への形成が可能となる。これにより、対向基板にカラーフィルタ等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非常に低く抑えることが可能となる。更に、カラーフィルタ等と画素電極との合わせを光学機器等により行うことができるため、従来技術の問題点であった薄膜トランジスタ側基板と対向基板の張り合わせ精度のマージンを大幅に緩和することが可能となる。
【００３８】
また、本発明によれば、カラーフィルタ、ブラックマトリックスを、画素電極の下部あるいは薄膜トランジスタの下部に形成することも可能となる。これにより、カラーフィルタ等に液晶駆動時の電圧が印加されることが防止され、画質に悪影響が生じない。即ち、カラーフィルタ等に液晶駆動時の電圧が印加されると、電圧分割により液晶素子に印加される電圧が減少し、画質低下の原因となる。また、カラーフィルタ等に電圧が印加されると、カラーフィルタ等に電子がトラップされ残像等が発生する等の事態が生じ、これも画質低下の原因となる。カラーフィルタ等が画素電極の下部、薄膜トランジスタの下部に形成できれば、このような問題が生じず、これにより画質を向上できる。更に、カラーフィルタ等を画素電極下部に形成した場合には、カラーフィルタ等を、ゲート電極及びソース電極と、画素電極との間の絶縁膜として兼用することも可能となる。
【００３９】
また、カラーフィルタ、ブラックマトリックスを画素電極下部に形成する場合には、カラーフィルタ等と画素電極との間に保護絶縁膜を設けることが好ましい。
【００４０】
このようにすれば、例えばカラーフィルタ等をマスクにしてコンタクトホールのエッチングする場合等に、カラーフィルタ等をエッチング液から守ることが可能となるからである。
【００４１】
また、本発明によれば画素電極のパターニングに使用したレジストを用いて、ＬＰＤ法によりブラックマトリックスを形成することができる。この場合、ブラックマトリックスは、画素電極に対してセルフアラインに形成されるため、非常に精度良くブラックマトリックスを形成することができる。これにより開口率の大幅な向上を図れるとともに、工程を簡易化できる。
【００４２】
この場合、カラーフィルタをカラーレジストにより形成すればブラックマトリックスとカラーフィルタの両方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。これにより、カラーフィルタ等を精度良くアライメントする必要が無くなり、大幅なコスト低減を図れる。
【００４３】
また、例えば、ＬＰＤ法あるいは感光性のポリイミド等を用いることにより、画素電極の下部にカラーフィルタを形成してもよい。このようにすれば、カラーフィルタに電圧が印加されないため、画質の低下を防止できる。
【００４４】
また、本発明によれば、画素電極上にカラーレジストから構成されるカラーフィルタを形成し、このカラーレジストを用いてＬＰＤ法により選択的にブラックマトリックスを形成することもできる。これによりブラックマトリックスを形成する工程を簡略化できると共に、ブラックマトリックスとカラーフィルタの両方を薄膜トランジスタ側基板に形成でき、大幅なコスト低減を図れる。
【００４５】
なお、カラーレジストによりカラーフィルタを構成する場合には、導電性のカラーレジストを用いることが望ましい。これは、ＩＴＯ（酸化インジウム）、ＳｎＯ_２（酸化錫）等の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、これにより、画質の低下を防止できる。
【００４６】
また、ブラックマトリックスについては、ゲート線、ソース線、容量線の内少なくとも１つにより兼用させることもできる。これにより、開口率を大幅に向上させることができる。特に、本発明では、カラーフィルタを薄膜トランジスタ側基板に形成でき、従って、このカラーフィルタと、ブラックマトリックスとなるゲート線等とを光学機器等により正確にアライメントすることができる。これにより、カラーフィルタに必要とされる合わせ余裕を小さくすることができ、この結果、開口率を更に向上させることができる。
【００４７】
なお、ブラックマトリックスをＬＰＤ法により形成したり、感光性のポリイミドにより形成する場合には、横方向または縦方向の中の一方のブラックマトリックスをＬＰＤ法、感光性のポリイミドにより形成し、他方のブラックマトリックスをゲート線、ソース線、容量線の中の少なくとも１つにより兼用することになる。
【００４８】
また、本発明でＬＰＤ法によりカラーフィルタ、ブラックマトリックスを形成する場合には、まずレジストパターンを形成し、このレジストパターンの形成されていない領域に対してＬＰＤ法により色素が添加された絶縁膜を選択的に成膜させる。また、感光性ポリイミドによりカラーフィルタ、ブラックマトリックスを形成する場合には、まず色素が添加された感光性ポリイミド膜を形成し、この感光性ポリイミド膜を感光することによりカラーフィルタ等のパターンを形成する。この場合、画素電極上部にカラーフィルタ等を形成する場合には、画素電極を形成した後にカラーフィルタ等を形成する。一方、画素電極下部に形成する場合には、カラーフィルタ等を形成した後に、コンタクトホールを形成し、画素電極を形成することになる。但し、例えばＬＰＤ法の場合にはレジストパターン形成の際にコンタクトホールを形成する部分にもレジストパターンを形成することにより、また、感光性ポリイミドの場合にはコンタクトホールを形成する部分にも感光を行うことにより、コンタクトホールを形成する工程を省略することが可能となる。
【００４９】
【実施例】
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。
【００５０】
１．第１の実施例
第１の実施例は、ＬＰＤ法によりカラーフィルタを形成する場合の実施例である。図２（Ａ）〜（Ｅ）は薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）等を用いたアクティブマトリックス型パネルを、本実施例により形成する場合の一例を示す工程断面図である（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）。
【００５１】
基板２０１に、クロム等の遮光膜からなるブラックマトリックス２０２を形成する（図２（Ａ））。次にシリカをケイフッ化水素酸（Ｈ_２ＳｉＦ_６）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。この時水溶液中に色素を添加しておくと、所望の色素が添加されたシリコン酸化膜を成膜できる。そこで例えば、まず赤色の色素の添加されたシリコン酸化膜を形成し、光露光技術等を用いて所望のパターン２０３を形成する（図２（Ｂ））。同様に緑色のパターン２０４、青色のパターン２０５を順次形成してカラーフィルタが完成する（図２（Ｃ））。この上に保護絶縁膜２０６と透明導電膜からなる対向電極２０７を形成して対向基板２０８が完成する（図２（Ｄ））。一方、薄膜トランジスタ側基板２０９には、その内側に薄膜トランジスタ２１０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２１１が設けられている。そして、画素電極２１１上、対向電極２０７上には配向膜２１２、２１４が積層されラビング処理されている。この対向基板２０８と薄膜トランジスタ側基板２０９との間に液晶２１３が封入されている（図２（Ｅ））。
【００５２】
上記で用いられる色素としては、顔料が考えられる。またＬＰＤ法で形成した絶縁膜としてシリコン酸化膜を例にとって説明したが、これ以外でも例えばチタン酸化膜等の成膜が可能である。この様にして作られたカラーフィルタは耐熱性に優れ、従来の問題点を解決するものである。更にＬＰＤ法により形成した絶縁膜の代わりに、感光性のポリイミドを用いても同様の効果が得られる。
【００５３】
２．第２の実施例
第２の実施例はＬＰＤ法によりブラックマトリックスを形成する場合の実施例である。即ち、第１の実施例では、ブラックマトリックスの材料としてクロムを用いたが、このブラックマトリックスについてもカラーフィルタと同様の方法で形成できる。その一例を図３（Ａ）〜（Ｄ）の工程断面図を用いて説明する。色素を添加し、ＬＰＤ法で形成したシリコン酸化膜により、基板３０１上に各色のパターン３０２、３０３、３０４を形成する（図３（Ａ））。同様にして黒色の色素を添加したシリコン酸化膜をＬＰＤ法で形成し、これをパターンニングしてブラックマトリックス３０５とする（図３（Ｂ））。後は、この上に保護絶縁膜３０６と透明導電膜からなる対向電極３０７を形成して対向基板３０８が完成する（図３（Ｃ））。一方、薄膜トランジスタ側基板３０９には、その内側に薄膜トランジスタ３１０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３１１が設けられている。そして、画素電極３１１上、対向電極３０７上には配向膜３１２、３１４が積層されラビング処理されている。この対向基板３０８と薄膜トランジスタ側基板３０９との間に液晶３１３が封入されている（図３（Ｄ））。
【００５４】
上記ではブラックマトリックスとして、ＬＰＤ法で形成し、且つ黒色の色素を添加したシリコン酸化膜を用いたが、これ以外でもカラーフィルタを形成する際に添加する赤色、緑色、青色の各色素を全て添加したものでも代用できる。また図４に示す様に、各色のパターン４０１、４０２、４０３を重ねる事でもブラックマトリックス４０４を形成できる。このように各色のパターンを重ね合わせは、各色のパターンを形成する際に使用するマスクパターンの形状を工夫することで実現できる。更にブラックマトリックスをカラーフィルタを構成する各パターンと同一平面ではなく、これらの各パターンの下に形成しても本発明の主旨を逸しない。この様にして作られたカラーフィルタは耐熱性に優れ、従来の問題点を解決するものである。そして、従来のクロム等を用いたカラーフィルタに比べ、クラックが生じにくく、ギラツキが生じにくいという利点がある。更にＬＰＤ法により形成した絶縁膜の代わりに、感光性のポリイミドを用いても同様の効果が得られる。
【００５５】
３．第３の実施例
第３の実施例は、単純マトリックス型パネルに本発明を適用した場合の実施例であり、図５（Ａ）〜（Ｅ）にはこの場合の工程断面図が示される。色素を添加し、ＬＰＤ法で形成したシリコン酸化膜により、基板５０１上にパターン５０２、５０３、５０４を形成する（図５（Ａ）、（Ｂ））。同様にして黒色の色素を添加したシリコン酸化膜をＬＰＤ法で形成し、これをパターンニングしてブラックマトリックス５０５とする。この上に保護絶縁膜５０６と透明導電膜５０７を形成する（図５（Ｃ））。この後透明導電膜５０７をパターニングして対向電極５０８を形成し、カラーフィルタ側基板５０９が完成する（図５（Ｄ））。一方、対向基板５１０には、透明導電膜からなる画素電極５１１が設けられている。そして、画素電極５１１上、対向電極５０８上には、配向膜５１２、５１４が積層されラビング処理されている。この対向基板５１０とカラーフィルタ側基板５０９との間に液晶５１３が封入されている（図５（Ｅ））。
【００５６】
この様にして作られたカラーフィルタは耐熱性に優れ、従来の問題点を解決するものである。また、カラーフィルタを透明導電膜下に形成でき、液晶駆動時においてカラーフィルタに電圧が印加されるのも防止できる。絶縁膜としては、チタン酸化膜あるいは感光性のポリイミドを用いても同様の効果が得られる。
【００５７】
４．第４の実施例
第４の実施例は、感光性ポリイミドによりカラーフィルタ等を形成する場合の製造プロセス（特にパターニング）の具体例を示す実施例であり、図６（Ａ）〜（Ｄ）はその工程断面図である。まず、基板６０１上に、例えば赤色の色素を添加した感光性ポリイミド膜６０２を形成する（図６（Ａ））。次に、光露光技術等を用いて前記ポリイミド膜６０２を感光し、所望のパターン６０３を形成する（図６（Ｂ））。同様に緑色のパターン６０４、青色のパターン６０５を順次形成してカラーフィルタが完成する（図６（Ｃ））。同様にして黒色の色素を添加したパターン６０６を形成し、これをブラックマトリックスとする。この上に保護絶縁膜６０７と透明導電膜からなる対向電極６０８を形成して、対向基板６０９が完成する（図６（Ｄ））。この方法を用いるとパターン加工時におけるエッチング工程が不要となり、低コスト化を図れる。
【００５８】
５．第５の実施例
第５の実施例は、ＬＰＤ法によりカラーフィルタ等を形成する場合の製造プロセス（特にパターニング）の具体例を示す実施例であり、図７（Ａ）〜（Ｄ）はその工程断面図である。基板７０１上に、光露光技術等を用いて所望のレジストパターン７０２を形成する（図７（Ａ））。次に、ＬＰＤ法により色素が添加されたシリコン酸化膜を成膜する。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レジストパターンに対し選択的にシリコン酸化膜を形成できる。そこで例えば、まず赤色の色素の添加されたシリコン酸化膜を前記レジストパターン７０２に対し選択的に成膜し、赤色のパターン７０３を形成する（図７（Ｂ））。前記レジストパターン７０２を除去した後、同様に緑色のパターン７０４、青色のパターン７０５を順次形成してカラーフィルタが完成する（図７（Ｃ））。同様にして黒色の色素を添加したパターン７０６を形成し、これをブラックマトリックスとする。この上に保護絶縁膜７０７と透明導電膜からなる対向電極７０８を形成して対向基板７０９が完成する（図７（Ｄ））。この方法を用いるとパターン加工時におけるエッチング工程が不要となり、低コスト化が図れる。
【００５９】
６．第６の実施例
以下の第６〜第９の実施例は、薄膜トランジスタ側基板にカラーフィルタを内蔵したアクティブマトリックス型パネルの具体的な構造について示す実施例である。
【００６０】
第６の実施例は、カラーフィルタ等を画素電極上部に形成した実施例であり、図８はこの場合の断面図の一例である。薄膜トランジスタ側基板８０１には、その内側に薄膜トランジスタ８０２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８０３が設けられている。この画素電極８０３上にＬＰＤ法によりカラーフィルタ８０４が形成されている。更にこの上には、配向膜８０６が積層されラビング処理されている。一方、対向基板８０７はその内側に透明導電膜からなる対向電極８０８及び配向膜８１０が設けられているだけの構造であり、従来の様に各画素電極に対し、カラーフィルタを精度良くアライメントする必要がない。従って大幅なコスト低減が実現できる。薄膜トランジスタ側基板８０１と対向基板８０７の間には、液晶８０９が封入されている。ここではカラーフィルタをＬＰＤ法により形成したが、代わりに感光性のポリイミドを用いても同様に形成できる。
７．第７の実施例
第７の実施例は、カラーフィルタ等を画素電極下部に形成した実施例であり、図９はこの場合の断面図の一例である。上記第６の実施例と異なるのは、画素電極９０３下部に、カラーフィルタ９０４が形成されている点である。このように画素電極下部にカラーフィルタを形成できると、液晶駆動時において、カラーフィルタに電圧がかからなくなり画質を大幅に向上できる。なお、これらのカラーフィルタ、ブラックマトリックスは、色素が添加されたＬＰＤ膜（ＬＰＤ法により成膜した絶縁膜）あるいは感光性のポリイミド膜により形成される。
【００６１】
このように、画素電極下部にカラーフィルタ等が内蔵可能となったのは、ＬＰＤ膜あるいはポリイミド膜により形成されたカラーフィルタ及びブラックマトリックスが耐熱性、耐薬品性に優れているためである。即ち、このような構造であると、カラーフィルタを形成した後に画素電極を形成する必要があり、従来のゼラチン等からなるカラーフィルタであると、画素電極形成時のエッチング液、加熱温度によりカラーフィルタが変形等してしまう事態が生じる。これに対して、本実施例のカラーフィルタ等は耐熱性、耐薬品性に優れているため、このような事態が生じにくい。
【００６２】
また、本実施例のカラーフィルタ等は低温で形成できることも大きな優位点である。即ち、薄膜トランジスタを形成した後、カラーフィルタ形成の際に、高温の加熱を行うと薄膜トランジスタのデバイス特性が劣化する場合がある。特に、多結晶シリコン（ポリシリコン）型の薄膜トランジスタにおいては、加熱により、ＭＯＳ界面の準位が増加し、移動度が低下するという現象が生じる。従って、いわゆる低温プロセスにより多結晶シリコン型の薄膜トランジスタを形成する場合には、少なくとも薄膜トランジスタ形成以降の工程では３００度以下のプロセス温度とする必要がある。この意味において例えば室温でカラーフィルタとなる絶縁膜を形成できるＬＰＤ法等は大きな優位点を持つ。更に、カラーフィルタ等を低温で形成できると、安価なガラス基板を採用することができ、製品のコストを低く抑えることができるという利点もある。
【００６３】
８．第８の実施例
第８の実施例は、ゲート線等によりブラックマトリックスを兼用する場合の実施例であり、図１０はその場合の断面図の一例である。薄膜トランジスタ側基板１００１には、その内側に薄膜トランジスタ１００２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１００３が設けられている。この画素電極１００３は薄膜トランジスタ１００２を構成するゲート線１００４、ソース線１００５の上部に形成され、且つそれらと絶縁膜１００６、１００７を介して重なりあっている。この時、ゲート線１００４、ソース線１００５がブラックマトリックスの役割を兼ねており、これによって開口率を大幅に増大できる。
【００６４】
なお、図１０では、ゲート線１００４のみがブラックマトリックスを兼ねているように見えるが、これは図１０が断面図を示すものであるからである。実際には、図２９の平面図の一例から明らかなように、ゲート線２９０３のみならずソース線２９０２によってもブラックマトリックスを兼用することができる。
【００６５】
この画素電極１００３下部には、色素を添加したＬＰＤ膜あるいは感光性ポリイミド膜によりカラーフィルタ１００８が形成されている。この画素電極１００３には配向膜１００９が積層されラビング処理されている。一方、対向基板１０１０はその内側に透明導電膜からなる対向電極１０１１及び配向膜１０１３が設けられているだけの構造であり、従来の様に各画素電極に対し、カラーフィルタを精度良くアライメントする必要がない。従って大幅なコスト低減が実現できる。
【００６６】
さて、カラーフィルタが対向基板に形成される従来例では、ブラックマトリックスとなるゲート線等と、カラーフィルタとを精度良くアライメントすることは困難である。従って、その分だけ合わせ余裕が必要となり、このため、開口率がその分だけ低下する。これに対して、本実施例では、ブラックマトリックスとなるゲート線等と、カラーフィルタとは共に薄膜トランジスタ側基板に設けられている。従って、ゲート線等とカラーフィルタとは、光学機器等を用いて正確にアライメントすることができ、これにより従来例より更に開口率を高めることが可能となる。
【００６７】
なお、ここでは、ゲート線とソース線がブラックマトリックスの役割を兼ねる場合で説明を行ったが、容量線がブラックマトリックスの少なくても一部を兼ねる場合であっても、本発明の主旨を逸しない。
【００６８】
９．第９の実施例
第９の実施例は、カラーフィルタ等を薄膜トランジスタ下部に形成した実施例であり、図１１はその場合の断面図の一例である。基板１１０１上にＬＰＤ膜あるいは感光性ポリイミド膜のカラーフィルタ１１０２とブラックマトリックス１１０３が形成されている。この上には、薄膜トランジスタ１１０４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１１０５が設けられている。更にこの上に配向膜１１０６が積層されラビング処理されている。一方、対向基板１１０７はその内側に透明導電膜からなる対向電極１１０８及び配向膜１１１１が設けられているだけの構造であり、従来の様に各画素電極に対し、カラーフィルタを精度良くアライメントする必要がない。従って大幅なコスト低減が実現できる。また薄膜トランジスタ下部にカラーフィルタが内蔵可能となったのは、色素を添加したＬＰＤ膜あるいは感光性ポリイミド膜により形成されたカラーフィルタとブラックマトリックスが耐熱性に優れている為である。これにより液晶駆動時において、カラーフィルタに電圧がかからなくなり画質を大幅に向上できる。
【００６９】
更に、カラーフィルタを画素電極下部に形成した場合には、画素電極と薄膜トランジスタとを接続する為のコンタクトホール１１０９をカラーフィルタにも開口する必要があった。この時、絶縁膜中に添加した顔料がエッチングされずに残る事がある。即ち、エッチング液により顔料も同時にエッチングされるとは限らないからである。このように顔料が残ると、この顔料がコンタクトホールのコンタクト面付近に堆積する可能性があり、これによりコンタクト抵抗が低下する可能性がある。しかし、薄膜トランジスタ下部にカラーフィルタを内蔵すると、この問題についても解決できる。
【００７０】
１０．第１０の実施例
以下の第１０〜第１５の実施例は、薄膜トランジスタ側基板にカラーフィルタを内蔵したアクティブマトリックス型パネルの具体的な製造プロセス（特にパターニング）について示す実施例である。第１０〜第１５の実施例では、ＬＰＤ法によりカラーフィルタ等が形成されている。
【００７１】
第１０の実施例は、カラーフィルタ等を画素電極上部に形成した実施例であり、図１２（Ａ）〜（Ｄ）はこの場合の工程断面図の一例である。薄膜トランジスタ側基板１２０１には、その内側に薄膜トランジスタ１２０２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１２０３が設けられている。この画素電極１２０３上に光露光技術等を用いて所望のレジストパターン１２０４を形成する（図１２（Ａ））。次にシリカをケイフッ化水素酸（Ｈ_２ＳｉＦ_６）に溶解し飽和水溶液を作り、この中に基板１２０１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。この時水溶液中に色素を添加しておくと、所望の色素が添加されたシリコン酸化膜を成膜できる。この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もある。この性質を用いるとレジストパターンに対し選択的にシリコン酸化膜を形成できる。そこで例えば、まず赤色の色素の添加されたシリコン酸化膜を前記レジストパターン１２０４に対し選択的に成膜し、赤色のパターン１２０５を形成する（図１２（Ｂ））。前記レジストパターン１２０４を除去した後、同様に緑色のパターン１２０６、青色のパターン１２０７を順次形成してカラーフィルタが完成する（図１２（Ｃ））。同様にして黒色の色素を添加したパターン１２０８を形成し、これをブラックマトリックスとする。更にこの上に配向膜１２０９を積層しラビング処理する。一方、対向基板１２１０はその内側に透明導電膜からなる対向電極１２１１及び配向膜１２１３が設けられているだけの構造となる。薄膜トランジスタ側基板１２０１と対向基板１２１０の間には、液晶１２１２が封入されている（図１２（Ｄ））。この様な方法はパターン加工時におけるエッチング工程が不要となり、低コスト化が可能となる。
【００７２】
１１．第１１の実施例
第１１の実施例は、カラーフィルタ等を画素電極下部に形成した実施例であり、図１３（Ａ）〜（Ｆ）はこの場合の工程断面図の一例である。薄膜トランジスタ側基板１３０１には、その内側に薄膜トランジスタ１３０２が形成されている。この上に、光露光技術等を用いて所望のレジストパターン１３０３を形成する（図１３（Ａ））。上記第１０の実施例では、画素電極形成後にレジストパターンを形成したが、本実施例においてはレジストパターン形成時には画素電極は形成されていない。次に、ＬＰＤ法により所望の色素が添加されたシリコン酸化膜を成膜する。この時、ＬＰＤ法の、レジストパターンに対し選択的にシリコン酸化膜を形成できるという性質を用いる。これにより赤色のパターン１３０４を形成する（図１３（Ｂ））。前記レジストパターン１３０３を除去した後、同様に緑色のパターン１３０５、青色のパターン１３０６を順次形成してカラーフィルタが完成する。同様にして黒色の色素を添加したパターン１３０７を形成し、これをブラックマトリックスとする（図１３（Ｃ））。
【００７３】
続いて、光露光技術等を用いて所望のレジストパターン１３０８を形成し、ＲＩＥ技術等を用いてコンタクトホール１３０９を開口する（図１３（Ｄ））。上記第１０の実施例ではカラーフィルタにコンタクトホールを開口する必要はなかったが、本第１１の実施例では開口する必要がある。次に、前記レジストパターン１３０８を除去した後、透明導電膜からなる画素電極１３１０を形成する。
【００７４】
この場合、カラーフィルタ１３０４、１３０５、１３０６とブラックマトリックス１３０７が、薄膜トランジスタ１３０２を構成するソース線１３１１等と画素電極１３１０との間の絶縁膜を兼ねている。これは工程の短縮化にも有効である。即ち、本実施例におけるカラーフィルタ等はＬＰＤ法により形成され、その材質は、薄膜トランジスタの絶縁膜として一般的に使用されるシリコン酸化膜である。従って、これらのシリコン酸化膜で形成されるカラーフィルタ等を薄膜トランジスタの絶縁膜として兼用することが可能となり、これにより絶縁膜を形成する工程を省略することが可能となる。
【００７５】
画素電極１３１０は前記薄膜トランジスタ１３０２に接続され、これにより選択駆動される。更にこの画素電極１３１０上に配向膜１３１２を積層しラビング処理する（図１３（Ｅ））。一方、対向基板１３１３はその内側に透明導電膜からなる対向電極１３１４及び配向膜１３１６が設けられているだけの構造である。薄膜トランジスタ側基板１３０１と対向基板１３１３の間には、液晶１３１５が封入されている（図１３（Ｆ））。
【００７６】
１２．第１２の実施例
第１２の実施例は、カラーフィルタ等を画素電極下部に形成した実施例であり、図１４（Ａ）〜（Ｆ）はこの場合の工程断面図の一例である。上記第１１の実施例と異なるのは、レジストパターン１４０３をコンタクトホールの形状１４０５を含むように形成したところにある（図１３（Ａ）、（Ｂ）及び図１４（Ａ）、（Ｂ）を比較参照）。これにより、赤色のパターン１４０４はコンタクトホールの領域には形成されないことになる（図１４（Ｃ））。
【００７７】
上記第１１の実施例に示されるように、カラーフィルタを画素電極下部に形成した場合には、画素電極と薄膜トランジスタとを接続する為のコンタクトホールをカラーフィルタにも開口する必要があった。この時、絶縁膜中に添加した顔料がエッチングされずに残るという問題がある。しかし、上記の方法を用いるとこの問題も解決できる。
【００７８】
なお、ＲＩＥ技術等を用いてコンタクトホール１４０９を開口する場合には、図１４（Ｄ）に示すように、光露光技術等を用いて所望のレジストパターン１４１０を形成し、それをマスクにエッチングする方法が１つ考えられる。しかし、本第１２の実施例のように、カラーフィルタ１４０４、１４０６、１４０７にあらかじめコンタクトホールの形状が形成されている場合には（例えば図１４（Ｃ）のカラーフィルタ１４０４）、レジストパターン１４１０を形成せず、カラーフィルタ１４０４、１４０６、１４０７及びブラックマトリックス１４０８をマスクにしてエッチングする方法を採用することができる。この方法を採用すれば、レジストパターン１４１０を形成する工程を省略することが可能となる。そして、この方法を採用できるのは、カラーフィルタ等が、ゼラチン、レジスト等ではなく、耐熱性、耐薬品性に優れたシリコン酸化膜等の絶縁膜で形成されていることによる。
【００７９】
１３．第１３の実施例
第１３の実施例は、ゲート線等によりブラックマトリックスを兼用する場合の実施例であり、図１５（Ａ）〜（Ｆ）はその場合の工程断面図の一例である。薄膜トランジスタ側基板１５０１には、その内側に薄膜トランジスタ１５０２が形成されている。この薄膜トランジスタ１５０２は、ゲート線１５０３、ソース線１５０４、絶縁膜１５０５、１５０６等から構成されている。この上に、光露光技術等を用いて所望のレジストパターン１５０７を形成する（図１５（Ａ））。次に、ＬＰＤ法により所望の色素が添加されたシリコン酸化膜を成膜する。この時、ＬＰＤ法の、レジストパターンに対し選択的にシリコン酸化膜を形成できるという性質を用いる。これにより、赤色のパターン１５０８を形成する（図１５（Ｂ））。前記レジストパターン１５０７を除去した後、同様に、緑色のパターン１５０９、青色のパターン１５１０を順次形成してカラーフィルタが完成する（図１５（Ｃ））。
【００８０】
続いて、光露光技術等を用いて所望のレジストパターン１５１１を形成し、ＲＩＥ技術等を用いてコンタクトホール１５１２を開口する（図１５（Ｄ））。前記レジストパターン１５１１を除去した後、透明導電膜からなる画素電極１５１３を形成する。この画素電極１５１３はゲート線１５０３、ソース線１５０４と絶縁膜１５０５、１５０６、カラーフィルタ１５０８、１５０９、１５１０を介して重なりあっている。この時、ゲート線１５０３、ソース線１５０４がブラックマトリックスの役割を兼ねており（図２９の平面図に示されるようにゲート線についてもブラックマトリックスを兼ねることが可能）、これによって開口率を大幅に増大できる。その後の工程の処理（図１５（Ｅ）、（Ｆ））は、第１１の実施例と同様となる。
【００８１】
なおここでは、ゲート線とソース線がブラックマトリックスの役割を兼ねる場合で説明を行ったが、容量線がブラックマトリックスの少なくても一部を兼ねる場合であっても、本発明の主旨を逸しない。
【００８２】
１４．第１４の実施例
第１４の実施例は、上記第１２の実施例と第１３の実施例とを組み合わせた実施例であり、図１６（Ａ）〜（Ｆ）はその場合の工程断面図の一例である。即ち、本第１４の実施例では、カラーフィルタ等を画素電極下部に形成するとともに、レジストパターン１６０７をコンタクトホールの形状１６０９を含むように形成し、更に、ゲート線１５０３、ソース線１５０４あるいは容量線の一部によりブラックマトリックスを兼用させる。その他については、上記第１２、第１３の実施例と同様である。
【００８３】
１５．第１５の実施例
第１５の実施例は、カラーフィルタ等と画素電極との間に保護絶縁膜を設ける実施例であり、図１７（Ａ）〜（Ｆ）はその場合の工程断面図の一例である。上記第１４の実施例と異なるのは、保護絶縁膜を設ける点であり、その他は第１４の実施例と同様である。まず、図１７（Ａ）、（Ｂ）の工程を経て所望の赤色のパターン１７０８を形成する。この時レジストパターン１７０７はコンタクトホールの形状１７０９を含んでおり、結果的に赤色のパターン１７０８はコンタクトホールの領域には形成されない。レジストパターン１７０７を除去した後、同様に緑色のパターン１７１０、青色のパターン１７１１を順次形成してカラーフィルタが完成する。この様な方法はパターン加工時におけるエッチング工程が不要となり、低コスト化が図れる。更にカラーフィルタを画素電極下部に形成した場合には、画素電極と薄膜トランジスタとを接続する為のコンタクトホールをカラーフィルタにも開口する必要があった。この時、絶縁膜中に添加した顔料がエッチングされずに残る事がある。しかし、上記の方法を用いるとこの問題も解決できる。
【００８４】
続いて、カラーフィルタ１７０８、１７１０、１７１１の保護を目的として、シリコン酸化膜等からなる保護絶縁膜１７１２を形成する（図１７（Ｃ））。このような保護絶縁膜１７１２を設ければ、例えばカラーフィルタ等をマスクにしてコンタクトホールのエッチング等を行う場合に、カラーフィルタ等をエッチング液等から守ることが可能となる。
【００８５】
次にＲＩＥ技術等を用いてコンタクトホール１７１３を開口する。この時、光露光技術等を用いて所望のレジストパターン１７１４を形成しそれをマスクにエッチングする方法と、レジストパターン１７１４を形成せず前記シリコン酸化膜等からなる保護絶縁膜１７１２をマスクにエッチングする方法とが考えられる。本実施例のように、保護絶縁膜を設ける構成とすれば、より容易に後者の方法を用いることができ、工程を１つ省略することも可能となる。なお、図１７（Ｄ）〜図１７（Ｆ）には、前者の方法を用いた場合の工程断面図が示される。この場合においても、保護絶縁膜１７１２によりカラーフィルタの側面をエッチング液から守ることができる。
【００８６】
１６．第１６の実施例
以下の第１６〜第２１の実施例は、薄膜トランジスタ側基板にカラーフィルタを内蔵したアクティブマトリックス型パネルの具体的な製造プロセス（特にパターニング）について示す実施例である。第１６〜第２１の実施例は、上記第１０〜第１５の実施例と対応するものであるが、第１０〜第１５の実施例とは、カラーフィルタ等が感光性のポリイミド膜により形成されている点が異なっている。第１６の実施例は、カラーフィルタ等を画素電極上部に形成した実施例であり、図１８（Ａ）〜（Ｄ）はこの場合の工程断面図の一例である。薄膜トランジスタ側基板１８０１には、その内側に薄膜トランジスタ１８０２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１８０３が設けられている。この画素電極１８０３上に、例えばまず赤色の色素を添加した感光性ポリイミド膜１８０４を形成する（図１８（Ａ））。次に、光露光技術等を用いて前記ポリイミド膜１８０４を感光し、所望のパターン１８０５を形成する（図１８（Ｂ））。同様に緑色のパターン１８０６、青色のパターン１８０７を順次形成してカラーフィルタが完成する（図１８（Ｃ））。同様にして黒色の色素を添加したパターン１８０８を形成し、これをブラックマトリックスとする。更にこの上に配向膜１８０９を積層しラビング処理する。一方、対向基板１８１０はその内側に透明導電膜からなる対向電極１８１１及び配向膜１８１３が設けられているだけの構造であり、従来の様に各画素電極に対し、カラーフィルタを精度良くアライメントする必要がない。従って大幅なコスト低減が実現できる。薄膜トランジスタ側基板１８０１と対向基板１８１０の間には、液晶１８１２が封入されている（図１８（Ｄ））。この様な方法はパターン加工時におけるエッチング工程が不要となるだけでなく、低コスト化に対しても有効である。
【００８７】
１７．第１７の実施例
第１７の実施例は、カラーフィルタ等を画素電極下部に形成した実施例であり、図１９（Ａ）〜（Ｆ）はこの場合の工程断面図の一例である。薄膜トランジスタ側基板１９０１には、その内側に薄膜トランジスタ１９０２が形成されている。この上に、例えばまず赤色の色素を添加した感光性ポリイミド膜１９０３を形成する（図１９（Ａ））。上記第１６の実施例では、画素電極形成後にポリイミド膜を形成したが、本実施例においてはポリイミド膜形成時には画素電極は形成されていない。次に、光露光技術等を用いて前記ポリイミド膜１９０３を感光し、所望のパターン１９０４を形成する（図１９（Ｂ））。同様に緑色のパターン１９０５、青色のパターン１９０６を順次形成してカラーフィルタが完成する。同様にして黒色の色素を添加したパターン１９０７を形成し、これをブラックマトリックスとする（図１９（Ｃ））。この様な方法はパターン加工時におけるエッチング工程が不要となり、低コスト化が可能となる。
【００８８】
続いて、光露光技術等を用いて所望のレジストパターン１９０８を形成し、ＲＩＥ技術等を用いてコンタクトホール１９０９を開口する（図１９（Ｄ））。上記第１６の実施例ではカラーフィルタにコンタクトホールを開口する必要はなかったが、本実施例では開口する必要がある。次に、レジストパターン１９０８を除去した後、透明導電膜からなる画素電極１９１０を形成する。
【００８９】
この場合、カラーフィルタ１９０４、１９０５、１９０６とブラックマトリックス１９０７が、薄膜トランジスタ１９０２を構成するソース線１９１１と画素電極１９１０間の絶縁膜を兼ねている。これは工程の短縮化についても有効である。即ち、本実施例におけるカラーフィルタは絶縁膜であるポリイミド膜により形成されるため、これを薄膜トランジスタの絶縁膜として兼用することが可能となり、これにより絶縁膜を形成する工程を省略することが可能となる。
【００９０】
画素電極１９１０は前記薄膜トランジスタ１９０２に接続され、これにより選択駆動される。更にこの画素電極１９１０上に配向膜１９１２を積層しラビング処理する（図１９（Ｅ））。一方、対向基板１９１３はその内側に透明導電膜からなる対向電極１９１４及び配向膜１９１６が設けられているだけの構造である。薄膜トランジスタ側基板１９０１と対向基板１９１３の間には、液晶１９１５が封入されている（図１９（Ｆ））。
【００９１】
１８．第１８の実施例
第１８の実施例は、カラーフィルタ等を画素電極下部に形成した実施例であり、図２０（Ａ）〜（Ｆ）はこの場合の工程断面図の一例である。上記第１７の実施例と異なるのは、ポリイミド膜のパターン形成の際にコンタクトホールを形成する部分にも感光を行うところにある。薄膜トランジスタ側基板２００１には、その内側に薄膜トランジスタ２００２が形成されている。この上に、例えばまず赤色の色素を添加した感光性ポリイミド膜２００３を形成する（図２０（Ａ））。次に、光露光技術等を用いて前記ポリイミド膜２００３を感光し、所望のパターン２００４を形成する。この時少なくともコンタクトホールの形成領域２００５は露光されており、結果的に赤色のパターン２００４はコンタクトホールの領域には形成されない（図２０（Ｂ））。同様に緑色のパターン２００６、青色のパターン２００７を順次形成してカラーフィルタが完成する（図２０（Ｃ））。同様にして黒色の色素を添加したパターン２００８を形成し、これをブラックマトリックスとする。
【００９２】
なお、ＲＩＥ技術等を用いてコンタクトホール２００９を開口する場合には、図２０（Ｄ）に示すように、光露光技術等を用いて所望のレジストパターン２０１０を形成し、それをマスクにエッチングする方法が１つ考えられる。しかし、本第１８の実施例のように、カラーフィルタ２００４、２００６、２００７にあらかじめコンタクトホールの形状が形成されている場合には（例えば図２０（Ｃ）のカラーフィルタ２００４）、レジストパターン２０１０を形成せず、カラーフィルタ２００４、２００６、２００７及びブラックマトリックス２００８をマスクにしてエッチングする方法も採用することができる。この方法を採用すれば、レジストパターン２０１０を形成する工程を省略することが可能となる。そして、この方法を採用できるのは、カラーフィルタ等が、ゼラチン、レジスト等ではなく、耐熱性、耐薬品性に優れたポリイミド膜の絶縁膜で形成されていることによる。
【００９３】
１９．第１９の実施例
第１９の実施例は、ゲート線等によりブラックマトリックスを兼用する場合の実施例であり、図２１（Ａ）〜（Ｆ）はその場合の工程断面図の一例である。薄膜トランジスタ側基板２１０１には、その内側に薄膜トランジスタ２１０２が形成されている。この薄膜トランジスタ２１０２は、ゲート線２１０３、ソース線２１０４、絶縁膜２１０５、２１０６等から構成されている。この上に、例えば、まず赤色の色素を添加した感光性ポリイミド膜２１０７を形成する（図２１（Ａ））。次に、光露光技術等を用いて前記ポリイミド膜２１０７を感光し、所望のパターン２１０８を形成する（図２１（Ｂ））。同様に緑色のパターン２１０９、青色のパターン２１１０を順次形成してカラーフィルタが完成する（図２１（Ｃ））。
【００９４】
続いて、光露光技術等を用いて所望のレジストパターン２１１１を形成し、ＲＩＥ技術等を用いてコンタクトホール２１１２を開口する（図２１（Ｄ））。前記レジストパターン２１１１を除去した後、透明導電膜からなる画素電極２１１３を形成する。この画素電極２１１３はゲート線２１０３、ソース線１２０４と絶縁膜２１０５、２１０６、カラーフィルタ２１０８、２１０９、２１１０を介して重なりあっている。この時、ゲート線２１０３、ソース線２１０４がブラックマトリックスの役割を兼ねており（図２９の平面図に示されるようにゲート線についてもブラックマトリックスを兼ねることが可能）、これによって開口率を大幅に増大できる。
【００９５】
その後の工程の処理（図２１（Ｅ）、（Ｆ））は、第１７の実施例と同様となる。
【００９６】
なお、ここでは、ゲート線とソース線がブラックマトリックスの役割を兼ねる場合で説明を行ったが、容量線がブラックマトリックスの少なくても一部を兼ねる場合であっても、本発明の主旨を逸しない。
【００９７】
２０．第２０の実施例
第２０の実施例は、上記第１８の実施例と第１９の実施例とを組み合わせた実施例であり、図２２（Ａ）〜（Ｆ）はその場合の工程断面図の一例である。即ち、本第２０の実施例では、カラーフィルタ等を画素電極下部に形成するとともに、ポリイミド膜２２０７をコンタクトホールの形状２２０９を含むように形成し、更に、ゲート線１５０３、ソース線１５０４あるいは容量線の一部によりブラックマトリックスを兼用させる。その他については、上記第１８、第１９の実施例と同様である。
【００９８】
２１．第２１の実施例
第２１の実施例は、カラーフィルタ等と画素電極との間に保護絶縁膜を設ける実施例であり、図２３（Ａ）〜（Ｆ）はその場合の工程断面図の一例である。上記第２０の実施例と異なるのは、保護絶縁膜を設ける点であり、その他は第２０の実施例と同様である。まず、図２３（Ａ）、（Ｂ）の工程を経て所望の赤色の形成する。この時少なくともコンタクトホールの形成領域２３０９は露光されており、結果的に赤色のパターン２３０８はコンタクトホールの領域には形成されない。同様に緑色のパターン２３１０、青色のパターン２３１１を順次形成してカラーフィルタが完成する。この様な方法はパターン加工時におけるエッチング工程が不要となり、低コスト化が図れる。更にカラーフィルタを画素電極下部に形成した場合には、画素電極と薄膜トランジスタとを接続する為のコンタクトホールをカラーフィルタにも開口する必要があった。この時、絶縁膜中に添加した顔料がエッチングされずに残る事がある。しかし、上記の方法を用いるとこの問題も解決できる。
【００９９】
続いて、カラーフィルタ２３０８、２３１０、２３１１の保護を目的として、シリコン酸化膜等からなる保護絶縁膜２３１２を形成する（図２３（Ｃ））。このような保護絶縁膜２３１２を設ければ、例えばカラーフィルタ等をマスクにしてコンタクトホールのエッチング等を行う場合に、カラーフィルタ等をエッチング液等から守ることが可能となる。
【０１００】
次にＲＩＥ技術等を用いてコンタクトホール２３１３を開口する。この時、光露光技術等を用いて所望のレジストパターン２３１４を形成しそれをマスクにエッチングする方法と、レジストパターン２３１４を形成せず前記ポリイミド膜からなる絶縁膜２３１２をマスクにエッチングする方法とが考えられる。本実施例のように、保護絶縁膜を設ける構成とすれば、より容易に後者の方法を用いることができ、工程を１つ省略することも可能となる。なお、図２３（Ｄ）〜図２３（Ｆ）には、前者の方法を用いた場合の工程断面図が示される。この場合においても、保護絶縁膜２３１２によりカラーフィルタの側面をエッチング液から守ることができる。
【０１０１】
２２．第２２の実施例
以下に示す第２２〜第２４の実施例は、画素電極のパターニングに用いたレジストに対して、ＬＰＤ法により選択的にブラックスマトリックスを形成する実施例である。
【０１０２】
図２４（Ａ）〜（Ｄ）には第２２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２４０１には、その内側に薄膜トランジスタ２４０２が形成されている。この薄膜トランジスタ２４０２は、ゲート線２４０３、ソース線２４０４、絶縁膜２４０５、及び必要に応じて形成される保護膜である絶縁膜２４０６等から構成されている（図２４（Ａ））。
【０１０３】
次に、コンタクトホールを開口し、その後、全面に透明導電膜を形成し、この透明導電膜の上に光露光技術等を用いて所望のレジストパターン２４０８を形成する。そして、このレジストパターン２４０８を用いて透明導電膜をパターンニングすることで画素電極２４０７を形成する（図２４（Ｂ））
次にシリカをケイフッ化水素酸（Ｈ_２ＳｉＦ_６）に溶解し飽和水溶液を作り、この中に基板２４０１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。この時水溶液中に黒色の色素を添加しておくと、黒色の色素が添加されたシリコン酸化膜を成膜できる。この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もある。この性質を用いるとレジストパターンに対し選択的にシリコン酸化膜を形成できる。そこで、黒色の色素の添加されたシリコン酸化膜を前記レジストパターン２４０８に対し選択的に成膜することで、ブラックマトリックス２４０９を形成できることになる（図２４（Ｃ））。次に、このレジストパターン２４０８を除去した後、配向膜２４１０を積層しラビング処理する。一方、対向基板２４１１はその内側に、カラーフィルター２４１２、２４１３、２４１４、透明導電膜からなる対向電極２４１５及び配向膜２４１７が設けられた構造となっている。薄膜トランジスタ側基板２４０１と対向基板２４１１の間には、液晶２４１６が封入されている（図２４（Ｄ））。本実施例によれば、ブラックマトリックスを薄膜トランジスタ側に形成できるため、従来のように各画素に対してブラックマトリックスを精度良くアライメントする必要がない。従って、開口率の向上及びコスト低減が実現できる。更に、本実施例では、ブラックマトリックスは、画素電極を形成するためのレジストパターンを用いて選択的に形成される。即ち、ブラックマトリックスが画素電極に対してセルフアラインに形成されることになる。従って、ブラックマトリックス形成のための専用のレジストパターンを用いてブラックマトリックスを形成する場合に比べ、専用のレジストパターンの形成に要するアライメント精度の分だけ、更に精度良くブラックマトリックスを形成できる。これにより、開口率の大幅な向上を図れる。更に、ブラックマトリックス専用のレジストパターンを形成する工程が不要となるため、コスト低減が実現できる。
【０１０４】
２３．第２３の実施例
第２３の実施例は、第２２の実施例で対向基板に設けられていたカラーフィルタを薄膜トランジスタ側基板に設ける実施例である。
【０１０５】
図２５には、第２３の実施例の工程断面図の一例が示される。図２５（Ａ）〜（Ｃ）の工程は、第２２の実施例の図２４（Ａ）〜（Ｃ）に示す工程と同様に行う。第２３の実施例では、図２５（Ｃ）に示す工程の後に、レジストパターン２５０８を除去し、その後にカラーレジストのパターン２５１０、２５１１、２５１２を画素電極２５０７上に順次形成する（図２５（Ｄ））。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。カラーレジストを形成した後、配向膜２５１３を積層しラビング処理する。一方、対向基板２５１４はその内側に、透明導電膜からなる対向電極２５１５及び配向膜２５１７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２５０１と対向基板２５１４の間には、液晶２５１６が封入されている（図２５（Ｄ））。
【０１０６】
本実施例によれば、ブラックマトリックスのみならずカラーフィルタも薄膜トランジスタ側基板に設けられているため、従来の様に各画素電極に対し、カラーフィルタを精度良くアライメントする必要がない。従って大幅なコスト低減が実現できる。なお、この場合、カラーフィルタとなるカラーレジストは導電性の性質を持つことが望ましい。導電性を持ったカラーレジストは、例えば、透明導電膜の材料となるＩＴＯ（酸化インジウム）、ＳｎＯ_２（酸化錫）等の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することができる。そして、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、カラーレジストが画素電極と液晶素子との間に介在することによる生ずる電圧分割の問題が防止される。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。以上により、画質の低下を防止できる。
【０１０７】
２４．第２４の実施例
第２４の実施例は、第２２の実施例で対向基板に設けられていたカラーフィルタを薄膜トランジスタ側基板に設けるとともに、このカラーフィルタを画素電極の下部に設ける実施例である。
【０１０８】
図２６には、第２４の実施例の工程断面図が示される。薄膜トランジスタ側基板２６０１には、その内側に薄膜トランジスタ２６０２が形成されている。この上に、光露光技術等を用いて所望のレジストパターン２６０５を形成する（図２６（Ａ））。次に、ＬＰＤ法により所望の色素が添加されたシリコン酸化膜を成膜する。この時、ＬＰＤ法の、レジストパターンに対し選択的にシリコン酸化膜を形成できるという性質を用いる。これにより赤色のパターン２６０６を形成する（図２６（Ｂ））。前記レジストパターン２６０５を除去した後、同様に緑色のパターン２６０７、青色のパターン２６０８を順次形成してカラーフィルタが完成する（図２６（Ｃ））。この場合、必要に応じて保護膜２６０９を形成する。
【０１０９】
その後は、図２４（Ｂ）〜（Ｄ）に示す第２２の実施例の工程と同様になる。即ち、レジストパターン２６１１により画素電極２６１０を形成した後、ＬＰＤ法を用いて、このレジストパターン２６１１に対し選択的に黒色の色素が添加された絶縁膜を成膜し、これをブラックマトリックス２６１２とする（図２６（Ｄ）、（Ｅ））。その後、配向膜２６１３を積層しラビング処理する。そして、完成した薄膜トランジスタ側基板２６０１と、内側に対向電極２６１５及び配向膜２６１７が設けられただけの構造となっている対向基板２６１４とにより、液晶２５１６が封入される（図２６（Ｆ））。
【０１１０】
本実施例によれば、カラーフィルタ及びブラックマトリックスが薄膜トランジスタ側基板に設けられるとともに、カラーフィルタが画素電極の下部に設けられる。これにより、カラーフィルタを精度良くアライメントする必要が無くなり、大幅なコスト低減が実現できるとともに、カラーフィルタに電圧が印加されないため、画質の低下を防止できる。
【０１１１】
なお、画素電極の下部に設けるカラーフィルタは感光性のポリイミド等により形成しても構わない。
【０１１２】
２５．第２５の実施例
以下に示す第２５、２６の実施例は、カラーフィルタをカラーレジストにより構成し、このカラーレジストに対して、ＬＰＤ法により選択的にブラックマトリックスを形成する実施例である。
【０１１３】
図２７（Ａ）〜（Ｅ）には第２５の実施例の工程断面図が示される。まず、基板２７０１上に、赤色のカラーレジストのパターン２７０２を形成する（図２７（Ａ））。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赤色の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。同様にして、緑色のカラーレジストのパターン２７０３、青色のカラーレジストのパターン２７０４を順次形成してカラーフィルタが完成する（図２７（Ｂ））。
【０１１４】
次に、これらのカラーレジストのパターン２７０２〜２７０４に対してＬＰＤ法により選択的に黒色の色素を添加した絶縁膜を成膜し、これをブラックマトリックス２７０５とする（図２７（Ｃ））。その後は、この上に保護絶縁膜２７０７と対向電極２７０８を形成して対向基板２７０９が完成する（図２７（Ｄ））。一方、薄膜トランジスタ側基板２７１０には、その内側に薄膜トランジスタ２７１１及び画素電極２７１２が設けられている。そして、画素電極２７１２上、対向電極２７０８上には配向膜２７１４、２７１５が積層されラビング処理されている。この対向基板２７０９と薄膜トランジスタ側基板２７１０との間には液晶２７１３が封入されている（図２７（Ｅ））。
【０１１５】
本実施例によれば、カラーフィルタを構成するカラーレジストを用いてブラックマトリックスを選択的に形成できる。従って、ブラックマトリックスを形成する工程を簡略化することができ、コスト低減を実現できる。更に、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できる。なお、本実施例においては導電性のカラーレジストを用いることが望ましい。
【０１１６】
２６．第２６の実施例
第２６の実施例は、第２５の実施例で対向基板に設けられたブラックマトリックス等を薄膜トランジスタ側基板に設ける実施例である。
【０１１７】
図２８には、第２６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２８０１には、その内側に薄膜トランジスタ２８０２が形成されている。この薄膜トランジスタ２８０２は、ゲート線２８０３、ソース線２８０４、絶縁膜２８０５、及び必要に応じて形成される保護膜である絶縁膜２８０６等から構成されている（図２８（Ａ））。
【０１１８】
次に、コンタクトホールを開口し、所望の場所に形成したレジストパターンを用いて透明導電膜をパターニングし、画素電極２８０７を形成する。次に、画素電極形成に用いたレジストパターンを除去し、赤色のカラーレジストのパターン２８０８を形成する（図２８（Ｂ））。その後、緑色、青色のカラーレジストのパターン２８０９、２８１０を、画素電極２５０７上に順次形成する（図２８（Ｃ））。このようなカラーレジストとしては、例えば顔料分散型のレジスト等を用いることができる。次に、これらのカラーレジストのパターン２８０８〜２８１０に対してＬＰＤ法により選択的に黒色の色素を添加した絶縁膜を成膜し、これをブラックマトリックス２８１１とする（図２８（Ｄ））。そして、完成した薄膜トランジスタ側基板２８０１と、内側に対向電極２８１５及び配向膜２８１７が設けられただけの構造となっている対向基板２８１４とにより、液晶２８１６が封入される（図２８（Ｅ））。
【０１１９】
本実施例によれば、カラーレジストを用いてブラックマトリックスを形成できるため、ブラックマトリックスを形成する工程を簡略化できる。また、カラーフィルタが薄膜トランジスタ側基板に設けられ、カラーフィルタを精度良くアライメントする必要が無くなる。以上より、大幅なコスト低減が実現できる。
【０１２０】
なお、本実施例においては導電性のカラーレジストを用いることが望ましい。これは、ＩＴＯ（酸化インジウム）、ＳｎＯ_２（酸化錫）等の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、カラーレジストに導電性を持たせると、電圧分割の問題、電子のトラップの問題を防止できるため、画質の低下を防止できる。
【０１２１】
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。
【０１２２】
例えば、本発明で用いられる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に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法であればよい。
【０１２３】
また、本発明に係るブラックマトリックスは、カラー表示パネルのみならず白黒表示パネルにも適用できる。また、本発明のカラーフィルタ、ブラックマトリックスは、液晶表示装置に限らず、液晶素子を用いない表示装置にも広く適用することができる。
【０１２４】
また、本発明のカラーフィルタ、ブラックマトリックス、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。また、カラーフィルタ、ブラックマトリックスの配置構成も本実施例で説明した構成に限らず、種々の構成を採用することができる。
【０１２５】
また、薄膜トランジスタの構造も本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。
【０１２６】
【発明の効果】
以上述べた様に本発明によれば、カラーフィルタ、ブラックマトリックスを従来の各色に染色されたゼラチンから、色素の添加された絶縁膜に置き変える事で、耐熱性や耐薬品性が向上する為、透明導電膜の蒸着やスパッタ時の加熱やパターニング時におけるカラーフィルタへのダメージを低減できる。またアクティブマトリックス型パネルにおいては、カラーフィルタ等の薄膜トランジスタ側基板への形成が可能となり、これにより薄膜トランジスタ側基板と対向基板の張り合わせ精度のマージンを緩和できる。特にカラーフィルタ等を画素電極下部に形成した場合、カラーフィルタに液晶駆動時の電圧が印加されない為、画質に悪影響は生じない。本発明は、このようにカラーフィルタ等を画素電極下部に形成する際の具体的手段を提供するものである。本発明により、耐熱性、耐薬品性に優れたカラーフィルタが実現できた事でそれが可能になった。加えて、ＬＰＤ法を用いるとレジストパターンに対して選択的に絶縁膜を成膜できる。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、低コスト化に対しても有効である。
【０１２７】
一方ポリイミドには感光性を有するものがあり、このタイプのポリイミド膜を使用すれば、同様にエッチング工程を省略でき、低コスト化が実現できる。この方法はカラーフィルタ等を画素電極下部に形成する場合特に有効で、画素電極と薄膜トランジスタのドレイン部を接続するのに必要となるコンタクトホールも同時に形成できる。一方単純マトリックス型パネルにおいては、カラーフィルタ等を透明導電膜下に形成することも可能となる。
【０１２８】
更に、画素電極形成に用いたレジストパターンや、カラーフィルタを構成するカラーレジストパターンに対して、ＬＰＤ法により選択的にブラックマトリックスを構成すれば、ブラックマトリックスを精度良く簡易な工程で形成することが可能となる。
【０１２９】
【図面の簡単な説明】
【図１】従来知られているアクティブマトリックス型パネルのカラーフィルタの構造の一例を示す図である。
【図２】薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）等を用いたアクティブマトリックス型パネルを、第１の実施例により形成する場合の工程断面図である。
【図３】第２の実施例によりブラックマトリックスを形成する場合の工程断面図である。
【図４】各色のパターンを重ね合わせてブラックマトリックスを形成した場合の断面図である。
【図５】単純マトリックス型パネルを、第３の実施例により形成する場合の工程断面図である。
【図６】カラーフィルタを、感光性ポリイミドを用いる第４の実施例により形成する場合の工程断面図である。
【図７】カラーフィルタを、ＬＰＤ法を用いる第５の実施例により形成する場合の工程断面図である。
【図８】薄膜トランジスタ側基板にカラーフィルタを形成した第６の実施例の断面図である。
【図９】画素電極下部にカラーフィルタを形成した第７の実施例の断面図である。
【図１０】画素電極下部にカラーフィルタを形成し、ゲート線等によりブラックマトリックスを兼用した第８の実施例の断面図である。
【図１１】薄膜トランジスタ下部にカラーフィルタを形成した第９の実施例の断面図である。
【図１２】画素電極上部にＬＰＤ法によるカラーフィルタを形成した第１０の実施例のアクティブマトリックス型パネルの工程断面図である。
【図１３】画素電極下部にＬＰＤ法によるカラーフィルタを形成した第１１の実施例のアクティブマトリックス型パネルの工程断面図である。
【図１４】画素電極下部にＬＰＤ法によるカラーフィルタを形成し、レジストパターンをコンタクトホールを形成する部分にも形成した第１２の実施例のアクティブマトリックス型パネルの工程断面図である。
【図１５】画素電極下部にＬＰＤ法によるカラーフィルタを形成し、ゲート線等によりブラックマトリックスを兼用した第１３の実施例のアクティブマトリックス型パネルの工程断面図である。
【図１６】第１２の実施例と第１３の実施例を組み合わせた第１４の実施例のアクティブマトリックス型パネルの工程断面図である。
【図１７】ＬＰＤ法によるカラーフィルタと画素電極との間に保護絶縁膜を設けた第１５の実施例のアクティブマトリックス型パネルの工程断面図である。
【図１８】画素電極上部に感光性ポリイミド膜のカラーフィルタを形成した第１６の実施例のアクティブマトリックス型パネルの工程断面図である。
【図１９】画素電極下部に感光性ポリイミド膜のカラーフィルタを形成した第１７の実施例のアクティブマトリックス型パネルの工程断面図である。
【図２０】画素電極下部に感光性ポリイミド膜のカラーフィルタを形成し、ポリイミド膜のパターン形成の際にコンタクトホールの部分にも感光を行った第１８の実施例のアクティブマトリックス型パネルの工程断面図である。
【図２１】画素電極下部に感光性ポリイミド膜のカラーフィルタを形成し、ゲート線等によりブラックマトリックスを兼用した第１９の実施例のアクティブマトリックス型パネルの工程断面図である。
【図２２】第１８の実施例と第１９の実施例を組み合わせた第２０の実施例のアクティブマトリックス型パネルの工程断面図である。
【図２３】感光性ポリイミド膜のカラーフィルタと画素電極との間に保護絶縁膜を設けた第２１の実施例のアクティブマトリックス型パネルの工程断面図である。
【図２４】画素電極形成のためのレジストパターンを用いてＬＰＤ法によりブラックマトリックスを形成する第２２の実施例のアクティブマトリックス型パネルの工程断面図である。
【図２５】第２２の実施例で対向基板に設けられていたカラーフィルタを薄膜トランジスタ側基板に設ける第２３の実施例のアクティブマトリックス型パネルの工程断面図である。
【図２６】第２２の実施例で対向基板に設けられていたカラーフィルタを薄膜トランジスタ側基板の画素電極下部に設ける第２４の実施例のアクティブマトリックス型パネルの工程断面図である。
【図２７】カラーフィルタを構成するカラーレジストパターンを用いてＬＰＤ法によりブラックマトリックスを形成する第２５の実施例の工程断面図である。
【図２８】第２５の実施例で対向基板に設けられたブラックマトリックス等を薄膜トランジスタ側基板に設ける第２６の実施例のアクティブマトリックス型パネルの工程断面図である。
【図２９】標準的な薄膜トランジスタの構造を示す平面図である。
【符号の説明】
５０７・・・・・透明導電膜
５０９・・・・・カラーフィルタ側基板
１０５・・・・・赤色に染色されたゼラチンで形成された赤色カラーフィルタ部
１０６・・・・・緑色に染色されたゼラチンで形成された緑色カラーフィルタ部
１０７・・・・・青色に染色されたゼラチンで形成された青色カラーフィルタ部
６０２・・・・・赤色の色素を添加した感光性ポリイミド膜
１０１、２０９、３０９、８０１、９０１、１００１、１１０１、１２０１、１３０１、１４０１、１５０１、１６０１、１７０１、１８０１、１９０１、２００１、２１０１、２２０１、２３０１、２４０１、２５０１、２６０１、２８０１・・・・・薄膜トランジスタ側基板
１１０、２１０、３１１、８０２、９０２、１００２、１１０４、１２０２、１３０２、１４０２、１５０２、１６０２、１７０２、１８０２、１９０２、２００２、２１０２、２２０２、２３０２、２４０２、２５０２、２６０２、２８０２・・・・・薄膜トランジスタ
２０１、３０１、５０１、６０１、７０１、２７０１・・・・・基板
２０３、３０２、４０１、５０２、６０３、７０３、１２０５、１３０４、１４０４、１５０８、１６０８、１７０８、１８０５、１９０４、２００４、２１０８、２２０８、２３０８・・・・・赤色のパターン
２０４、３０３、４０２、５０３、６０４、７０４、１２０６、１３０５、１４０６、１５０９、１６１０、１７１０、１８０６、１９０５、２００６、２１０９、２２１０、２３１０・・・・・緑色のパターン
２０５、３０４、４０３、５０４、６０５、７０５、１２０７、１３０６、１４０７、１５１０、１６１１、１７１１、１８０７、１９０６、２００７、２１１０、２２１１、２３１１・・・・・青色のパターン
１０４、２０２、３０５、５０５、６０６、７０６、８０５、９０５、１１０３、
１２０８、１３０７、１４０８、１８０８、１９０７、２００８、２４０９、２５０９、２６１２、２７０５、２８１１・・・・・ブラックマトリックス
１０８、２０６、３０６、５０６、６０７、７０７・・・・・保護絶縁膜
１０９、２０７、３０７、５０８、６０８、７０８、８０８、９０８、１１０８、
１２１１、１３１４、１４１５、１５１６、１６１７、１７１８、１８１１、１９１４、２０１５、２１１６、２２１７、２３１８、２４１５、２５１５、２６１５、２７１５、２８１５・・・・・対向電極
１０２、２０８、３０８、５１０、６０９、７０９、８０７、９０７、１０１０、１１０７、１２１０、１３１３、１４１４、１５１５、１６１６、１７１７、１８１０、１９１３、２０１４、２１１５、２２１６、２３１７、２４１１、２５１４、２６１４、２８１４・・・・・対向基板
１１１、２１１、５１１、８０３、９０３、１００３、１０１１、１１０５、１２０３、１３１０、１４１１、１５１３、１６１４、１７１５、１８０３、１９１０、２０１１、２１１３、２２１４、２３１５、２４０７、２５０７、２６０７、２７１２、２８０７・・・・・画素電極
１１２、２１２、２１４、３１２、３１４、５１２、５１４、８０６、８１０、９０６、９１０、１００９、１０１３、１１０６、１１１１、１２０９、１２１３、１３１２、１３１６、１４１３、１４１７、１５１４、１５１８、１６１５、１６１９、１７１６、１７２０、１８０９、１８１３、１９１２、１９１６、２０１３、２０１７、２１１４、２１１８、２２１５、２２１９、２３１６、２３２０、２４１０、２４１７、２５１３、２５１７、２６１３、２６１７、２７１４、２７１５、２８１３、２８１７・・・・・配向膜
１０３、２１３、３１３、５１３、８０９、９０９、１０１２、１１１０、１２１２、１３１５、１４１６、１５１７、１６１８、１７１９、１８１２、１９１５、２０１６、２１１７、２２１８、２３１９、２４１６、２５１６、２６１６、２７１３、２８１６・・・・・液晶
８０４、９０４、１００８、１１０２・・・・・カラーフィルタ
１００４、１５０３、１６０３、１７０３、２１０３、２２０３、２３０３・・・・・ゲート線
１００５、１３１１、１４１２、１５０４、１６０４、１７０４、１９１１、２０１２、２１０４、２２０４、２３０４・・・・・ソース線
１００６、１００７、１５０５、１５０６、１６０５、１６０６、１７０５、１７０６、１７１２、２１０５、２１０６、２２０５、２２０６、２３０５、２３０６、２３１２・・・・・絶縁膜
１１０９、１３０９、１４０９、１５１２、１６１２、１７１３、１９０９、２００９、２１１２、２２１２、２３１３・・・・・コンタクトホール
７０２、１２０４、１３０３、１３０８、１４０３、１４１０、１５０７、１５１１、１６０７、１６１３、１７０７、１７１４、１９０８、２０１０、２１１１、２２１３、２３１４・・・・・レジストパターン
１４０５、１６０９、１７０９、２００５、２２０９、２３０９・・・・・コンタクトホールの領域
１８０４、１９０３、２００３、２１０７、２２０７、２３０７・・・・・赤色の色素を添加した感光性ポリイミド膜[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to a color display device used for a PC monitor, a color television, and the like, and a color filter and a black matrix used for the color display device. In particular, the present invention is directed to an active matrix type liquid crystal display device using a thin film transistor.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a liquid crystal panel, a simple matrix type panel and an active matrix type panel are known. The simple matrix type panel sandwiches upper and lower substrates on which transparent electrodes are arranged so as to be perpendicular to each other, and a TN (twisted nematic) liquid crystal or a ferroelectric liquid crystal as an electro-optical modulation material between these two substrates. It has a structure. Further, the active matrix panel includes a thin film transistor-side substrate having a switching element such as a thin film transistor (TFT) for each display pixel and a pixel electrode selectively driven by the switching element, a counter substrate having a counter electrode, The structure is such that a liquid crystal is sandwiched between two substrates. In order to perform color display in such a panel configuration, it is necessary to arrange transmission type color filters having red (R), green (G), and blue (B) colors for each display pixel. In this case, in order to minimize parallax when the liquid crystal panel is viewed obliquely, a color filter is arranged inside the liquid crystal panel.
[0003]
The structure of such a color filter will be described with reference to FIG. 1 taking the case of an active matrix type panel as an example. (In FIG. 1, in order to clearly show the structure of the thin film transistor, the size of the thin film transistor is set to the actual size. Greater than). A liquid crystal 103 is sealed between a thin film transistor-side substrate 101 and a counter substrate 102 provided to face each other. On the opposite substrate 102, a black matrix 104 made of a light-shielding film such as chromium, a red color filter portion 105 made of gelatin stained red, a green color filter portion 106 made of gelatin stained green, and a blue color A blue color filter portion 107 made of gelatin dyed in a blue color is formed. A protective insulating film 108 and a counter electrode 109 made of a transparent conductive film are formed thereon. On the other hand, a thin film transistor 110 and a pixel electrode 111 composed of a transparent conductive film selectively driven by the thin film transistor 110 are provided inside the thin film transistor side substrate 101. Then, alignment films 112 and 113 are stacked and rubbed on the pixel electrode 111 and the counter electrode 109.
[0004]
In addition, a pigment dispersion type color filter formed by dispersing a pigment of each color in a resist is known.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, the above conventional example has the following problems.
[0006]
First, in the above-mentioned conventional example, the color filter is formed of a resist in which gelatin dyed in each color or a pigment of each color is dispersed. However, gelatin and resist are inferior in heat resistance and chemical resistance. For example, gelatin is only slightly heated and the resist is deformed at a temperature of about 250 degrees. Therefore, there is a problem that damage to the color filter due to heating during vapor deposition or sputtering of the transparent conductive film is large. Further, in the case of a simple matrix type panel, it is necessary to pattern the transparent conductive film, but at this time, damage by an etchant also poses a problem.
[0007]
Second, in the above conventional example, the black matrix is formed using a material such as chromium. However, a black matrix using a material such as chromium has a problem in that a compressive stress or a tensile stress is strong and cracks are easily generated. Further, when a material such as chromium is used, there is another problem that glare occurs on the display panel due to the reflected light from the chrome or the like.
[0008]
Third, in the above conventional example, the color filter and the black matrix are formed not on the thin film transistor side substrate but on the opposite substrate. However, according to this configuration, a step of forming a color filter or the like is required in manufacturing the counter substrate, and there is a problem that the cost of the counter substrate is extremely high. Further, when laminating the thin film transistor side substrate and the counter substrate, 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 is also.
[0009]
On the other hand, when the color filter is formed on the thin film transistor side substrate, the cost of the counter substrate can be kept low, and the alignment can be performed with high precision by an optical device or the like. it can. However, in the above-mentioned conventional example, the color filter is formed of gelatin and resist, and is inferior in heat resistance and chemical resistance. For this reason, the conditions of the process (temperature, chemicals such as an etching solution) to be performed after the formation of the color filter are restricted, and as a result, it is extremely difficult to form a color filter and a black matrix on the thin film transistor-side substrate depending on the conventional example. . In particular, in order to prevent voltage application to the color filters during liquid crystal driving and to prevent image quality deterioration of the display device, a configuration in which a color filter or the like is formed below the pixel electrode is desired. However, with this configuration, the color filters and the like are deformed by the temperature, chemicals, and the like at the time of forming the pixel electrodes, and the above-described difficulty is further increased.
[0010]
Furthermore, in order to increase the easiness and reliability of the manufacturing process when the color filter and the black matrix are formed on the thin film transistor side substrate and to keep the cost of the substrate low, the manufacturing process of the color filter and the like must be reduced in the number of steps. At the same time, it is desired to have good compatibility with the manufacturing process of the thin film transistor.
[0011]
For example, Japanese Patent Application 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. However, in this method, the wiring for operating the thin film transistor is a black matrix, and this wiring is formed of a metal film or the like. However, when a metal film is used for a black matrix, a glare problem may occur. Further, in this method, a parasitic capacitance is generated between a wiring serving as a black matrix, and a pixel electrode and a gate line. Since a predetermined signal flows through the wiring, the parasitic capacitance causes a change in the potential of the pixel electrode, the gate line, and the like, thereby causing a problem of deteriorating image quality.
[0012]
Further, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. Hei 4-253028 and Hei 6-242433 disclose a method of forming a color filter or the like on a thin film transistor side substrate. However, in this method, a color filter or the like is formed by dyeing an organic resin material or dispersing a pigment in the organic resin material. However, the material of the organic resin film is different from that of the silicon oxide film and the like used in the thin film transistor. Therefore, compatibility with the manufacturing conditions of the silicon oxide film and the like becomes a problem. That is, when forming a contact hole, the contact hole must be opened with a chemical capable of opening both the organic resin film and the silicon oxide film, and the process conditions become severe. In addition, the organic resin film and the silicon oxide film have different chemical resistances. For example, when performing an etching process or the like using the organic resin film and the silicon oxide film as a protective film, a chemical that does not corrode both of these films is used. Must be selected, which causes a problem that the process conditions become more severe. Further, when the silicon oxide film or the like and the organic resin film have a multilayer structure, there is a problem that distortion due to stress or the like is likely to occur due to different materials. Further, in these conventional techniques, since a non-photosensitive organic resin film is used as the organic resin film, an etching step for patterning is required, and there is a problem that the number of steps is increased.
[0013]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and has as its object the purpose of improving the heat resistance and chemical resistance of a color filter and a black matrix, and evaporating and sputtering a transparent conductive film. It is to reduce damage during heating and patterning.
[0014]
Another object of the present invention is to provide a black matrix which prevents cracks from occurring in the black matrix and has less reflected light. Still another object of the present invention is to improve the heat resistance and chemical resistance of a color filter and a black matrix, thereby enabling a color filter and a black matrix to be formed on a thin film transistor-side substrate. It is an object of the present invention to reduce the cost and ease a margin for bonding accuracy between a thin film transistor-side substrate and a counter substrate.
[0015]
Means and Action for Solving the Problems
The present invention is intended to improve heat resistance and chemical resistance by replacing a color filter from a conventional gelatin or resist dyed in each color with an insulating film to which a dye is added. At this time, the insulating film is formed by a liquid phase deposition method (LPD method: liquid phase deposition method), or a photosensitive polyimide is used. Here, the outline of the LPD method will be specifically described with an example in which a silicon oxide film is formed. In the LPD method, silica is converted to hydrofluoric acid (H ₂ SiF ₆ ) To make a saturated aqueous solution, and immerse the substrate in this. Thereafter, a supersaturated state is formed by adding aluminum, aluminum chloride, boron, boric acid, and the like, and a silicon oxide film is deposited and grown on the substrate surface.
[0016]
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[0017]
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[0018]
For example, in the chemical formulas (1) and (2), boric acid (H ₃ BO ₃ ), The chemical reaction of chemical formula (2) proceeds rightward, and hydrofluoric acid (HF) is consumed. As a result, the chemical reaction of the chemical formula (1) proceeds rightward, and the silicon oxide film (SiO ₂ ) Is deposited. As described above, in the LPD method, a saturated aqueous solution of at least one substance constituting the insulating substance, for example, a compound containing 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 the present invention, the dye is contained in the saturated aqueous solution, whereby an insulating film in which the dye is added can be obtained.
[0019]
In addition, the chemical formula in the case of using aluminum as an additive is shown below.
[0020]
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[0021]
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[0022]
In the above formula, the chemical reaction of the chemical formula (4) proceeds rightward by adding aluminum (Al) as an additive, and hydrofluoric acid (HF) is consumed. As a result, the chemical reaction of the chemical formula (3) proceeds rightward, and the silicon oxide film (SiO ₂ ) Will be deposited.
[0023]
As described above, in the present invention, since the insulating film is formed using the LPD method, the insulating film can be formed at a low temperature of about room temperature. When 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 product cost can be reduced. Further, when a color filter is formed on a thin film transistor-side substrate, it is possible to prevent a situation in which device characteristics of the thin film transistor are deteriorated due to a heating temperature at the time of forming the color filter.
[0024]
Further, in the present invention, since the LPD method is used, it is possible to easily form an insulating film having a dye added therein. For example, when an insulating film is formed, a chemical vapor deposition (CVD) method is generally used. However, a pigment such as a pigment is usually a solid, and it is not easy to add the solid pigment to an insulating film by a CVD method. On the other hand, in the LPD method, an insulating film having a dye added therein can be easily formed simply by dissolving the solid dye in a saturated aqueous solution. A major feature of the present invention is that the formation of a color filter or the like that requires coloring is performed using the LPD method that can easily add a dye.
[0025]
Further, since the insulating film of the present invention formed by 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. Thereby, damage during heating and patterning during deposition or sputtering of the transparent conductive film can be reduced. Further, a color filter can be formed below the pixel electrode of the thin film transistor.
[0026]
Further, in the present invention, since the LPD method is used, an insulating film can be selectively formed on a resist pattern. That is, the LPD method has a feature that the insulating substance is not deposited on the resist. This is because the surface of the resist has water repellency. When this feature is used, an etching step at the time of pattern formation is not required, and the cost of the product can be reduced.
[0027]
According to the present invention, not only a color filter but also a black matrix can be formed by an insulating film to which a dye is added. The black matrix is arranged between color filters arranged in a pattern such as a stripe type, a mosaic type, a triangle type, and a four-pixel arrangement type, and serves as a light shielding layer. However, the black matrix of the present invention can be applied not only to a color display panel but also to a black and white display panel in which a color filter is not used. In addition, the black matrix in the present invention may be any as long as it functions at least as a light-shielding layer. Not only the black matrix, but also all of the red, green and blue dyes added, or a pattern of each color is superimposed. Things are also included. Conventionally, this black matrix is formed of a light-shielding film made of chromium or the like. For this reason, there have been problems such as cracks due to stress and glare due to reflection of chrome or the like. On the other hand, in the present invention, since the black matrix is formed by the insulating film to which the dye is added, it is possible to solve such a problem that such a crack is generated or a glare is generated. Further, if both the color filter and the black matrix are formed of an insulating film to which a dye is added, since both are formed of the same material, the stresses generated in both become equal, and the occurrence of cracks and the like is further reduced. It can be suppressed.
[0028]
Further, according to the black matrix of the present invention, since the problem that occurs in the conventional example in which the wiring layer and the like are a black matrix, that is, the problem of the parasitic capacitance between the pixel electrode and the gate line does not occur, deterioration of image quality and the like are prevented. can do.
[0029]
For example, when a color filter is formed using a color resist, a black matrix can be selectively formed on the color resist by an LPD method. Accordingly, the process of forming the black matrix can be simplified, and the black matrix can be formed in a self-aligned manner with respect to the color resist, so that the black matrix can be formed with high accuracy.
[0030]
The insulating film to which the dye is added in the present invention is preferably a silicon oxide film. This is because a silicon oxide film is generally used as an insulating film in a manufacturing process of a thin film transistor, an LSI, or the like, and has excellent heat resistance and chemical resistance. That is, as compared with a material used for a conventional color filter or the like, compatibility with a manufacturing process of a thin film transistor or the like is better. In particular, when a color filter or the like is formed on the thin film transistor side substrate, this compatibility becomes a problem. In this case, the color filters and the like are formed in the same manufacturing process as the thin film transistors. In the present invention, a silicon oxide film or the like generally used in the manufacture of a thin film transistor is used as a material of a color filter. Therefore, for example, when a pixel electrode is formed after forming a color filter or the like, it is not necessary to consider much about an etchant, a temperature, and the like to be used. For example, when forming a contact hole, or when using a silicon oxide film or a color filter as a protective film, it becomes easy to select a chemical or the like. Further, even when the insulating film and the color filter and the like in the thin film transistor have a multilayer structure, since they are formed of the same material, it is possible to reduce the adverse effect of distortion caused by stress or the like. Further, a silicon oxide film forming a color filter or the like can also be used as an insulating film of a thin film transistor.
[0031]
In the present invention, not only a silicon oxide film, but also a film made of a material equivalent to the silicon oxide film, a titanium oxide film, or the like can be employed. Can be adopted.
[0032]
When the insulating film is a silicon oxide film, a silicon oxide film may 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 desired that the remaining elements do not adversely affect, for example, a thin film transistor or the like. Aluminum and the like are commonly 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 an 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.
[0033]
Further, in the present invention, the insulating film to which the dye is added can be formed of photosensitive polyimide. Photosensitive polyimide has the same advantages as the insulating film formed by the LPD method described above. That is, photosensitive polyimide has high heat resistance and chemical resistance, and if the photosensitive property is used, an etching step can be omitted, and cost reduction can be realized.
[0034]
In the present invention, a pigment is desirably used as a dye contained in the insulating film. This is because pigments have relatively high heat resistance, and therefore, 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 dye contained in the insulating film is not limited to this, and for example, a dye or the like may be used.
[0035]
As such a pigment, a red pigment is a dianthraquinone-based pigment, a green pigment is a halogenated phthalocyanine-based pigment, a blue pigment is a phthalocyanine-based pigment, and a black pigment is a black pigment. Carbon-based materials are conceivable. As the pigment used in the LPD method, a water-soluble pigment is preferable.
[0036]
Further, the color filter and the black matrix of the present invention are not limited to active matrix type liquid crystal display devices using thin film transistors, but also active matrix type liquid crystal display devices using MIM or the like, simple matrix type liquid crystal display devices, or liquid crystal elements other than liquid crystal elements. The present invention can be applied to any display device such as a display device using a display element.
[0037]
As described above, since the color filter and the black matrix of the present invention have high heat resistance and chemical resistance and can be formed at a low temperature, they can be formed on a thin film transistor side substrate such as a color filter in an active matrix liquid crystal display device or the like. Becomes possible. This eliminates the necessity of forming a color filter or the like on the opposing substrate, so that the manufacturing cost of the opposing substrate can be kept very low. Furthermore, since the color filter or the like and the pixel electrode can be aligned with an optical device or the like, it is possible to greatly ease the margin of the accuracy of bonding the thin film transistor side substrate and the counter substrate, which was a problem of the related art. Become.
[0038]
Further, according to the present invention, a color filter and a black matrix can be formed below a pixel electrode or below a thin film transistor. This prevents application of a voltage at the time of driving the liquid crystal to a color filter or the like, and does not adversely affect image quality. That is, when a voltage at the time of driving the liquid crystal is applied to a color filter or the like, the voltage applied to the liquid crystal element decreases due to the voltage division, which causes deterioration in image quality. Further, when a voltage is applied to a color filter or the like, electrons are trapped in the color filter or the like and an afterimage or the like occurs, which also causes a reduction in image quality. If a color filter or the like can be formed below the pixel electrode and below the thin film transistor, such a problem does not occur, and the image quality can be improved. Further, when a color filter or the like is formed below the pixel electrode, the color filter or the like can also be used as an insulating film between the gate electrode and the source electrode and the pixel electrode.
[0039]
In the case where a color filter and a black matrix are formed below the pixel electrode, a protective insulating film is preferably provided between the color filter and the like and the pixel electrode.
[0040]
This makes it possible to protect the color filter and the like from the etchant, for example, when etching the contact hole using the color filter and the like as a mask.
[0041]
Further, according to the present invention, a black matrix can be formed by an LPD method using a resist used for patterning a pixel electrode. In this case, since the black matrix is formed in a self-alignment manner with respect to the pixel electrode, the black matrix can be formed with high accuracy. As a result, the aperture ratio can be greatly improved, and the process can be simplified.
[0042]
In this case, if the color filter is formed of a color resist, both the black matrix and the color filter can be formed on the thin film transistor side substrate. This eliminates the necessity of accurately aligning the color filters and the like, thereby achieving a significant cost reduction.
[0043]
Further, for example, a color filter may be formed below the pixel electrode by using an LPD method or a photosensitive polyimide. With this configuration, since no voltage is applied to the color filters, it is possible to prevent a decrease in image quality.
[0044]
Further, according to the present invention, a color filter composed of a color resist is formed on the pixel electrode, and a black matrix can be selectively formed by the LPD method using the color resist. Thereby, the process of forming the black matrix can be simplified, and both the black matrix and the color filter can be formed on the thin film transistor-side substrate, thereby achieving a significant cost reduction.
[0045]
When a color filter is formed by a color resist, it is desirable to use a conductive color resist. This is made of ITO (indium oxide), SnO ₂ It can be formed by mixing particles of (tin oxide) or the like with a color resist or the like, whereby deterioration of image quality can be prevented.
[0046]
Further, the black matrix can be shared by at least one of a gate line, a source line, and a capacitance line. Thereby, the aperture ratio can be greatly improved. In particular, according to the present invention, a color filter can be formed on a thin film transistor-side substrate, and therefore, the color filter and a gate line or the like serving as a black matrix can be accurately aligned with an optical device or the like. As a result, the alignment margin required for the color filter can be reduced, and as a result, the aperture ratio can be further improved.
[0047]
When the black matrix is formed by the LPD method or formed by photosensitive polyimide, one of the black matrices in the horizontal or vertical direction is formed by the LPD method or photosensitive polyimide, and the other black matrix is formed. The matrix is shared by at least one of the gate line, the source line, and the capacitance line.
[0048]
In the case of forming a color filter and a black matrix by the LPD method in the present invention, first, a resist pattern is formed, and an insulating film to which a dye is added by the LPD method is applied to a region where the resist pattern is not formed. The film is selectively formed. When a color filter and a black matrix are formed using photosensitive polyimide, first, a photosensitive polyimide film to which a dye is added is formed, and a pattern such as a color filter is formed by exposing the photosensitive polyimide film to light. . In this case, when a color filter or the like is formed over the pixel electrode, the color filter or the like is formed after the pixel electrode is formed. On the other hand, when the pixel electrode is formed below the pixel electrode, a contact hole is formed after forming a color filter or the like, and a pixel electrode is formed. However, for example, in the case of the LPD method, a resist pattern is formed also in a portion where a contact hole is formed at the time of forming a resist pattern. By doing so, the step of forming a contact hole can be omitted.
[0049]
【Example】
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0050]
1. First embodiment
The first embodiment is an embodiment in which a color filter is formed by the LPD method. 2A to 2E are process cross-sectional views showing an example of a case where an active matrix type panel using a thin film transistor (TFT) or the like is formed according to the present embodiment. In order to clearly show the structure of (1), the size of the thin film transistor is shown larger than the actual size.)
[0051]
A black matrix 202 made of a light-shielding film such as chromium is formed on a substrate 201 (FIG. 2A). The silica is then converted to hydrofluoric acid (H ₂ SiF ₆ ) To make a saturated aqueous solution, and immerse the substrate in this. Thereafter, a supersaturated state is formed by adding aluminum, aluminum chloride, boron, boric acid, and the like, and a silicon oxide film is deposited and grown on the substrate surface. At this time, if a dye is added to the aqueous solution, a silicon oxide film to which the desired dye has been added can be formed. Therefore, for example, first, a silicon oxide film to which a red dye is added is formed, and a desired pattern 203 is formed by using a light exposure technique or the like (FIG. 2B). Similarly, a green pattern 204 and a blue pattern 205 are sequentially formed to complete a color filter (FIG. 2C). An opposing electrode 207 made of a protective insulating film 206 and a transparent conductive film is formed thereon to complete an opposing substrate 208 (FIG. 2D). On the other hand, a thin film transistor 210 and a pixel electrode 211 made of a transparent conductive film selectively driven by the thin film transistor 210 are provided inside the thin film transistor side substrate 209. Then, alignment films 212 and 214 are stacked on the pixel electrode 211 and the counter electrode 207 and subjected to a rubbing process. Liquid crystal 213 is sealed between the opposite substrate 208 and the thin film transistor-side substrate 209 (FIG. 2E).
[0052]
Pigments can be considered as the dyes used above. Although the silicon oxide film has been described as an example of the insulating film formed by the LPD method, other films such as a titanium oxide film can be formed. The color filter manufactured in this way has excellent heat resistance and solves the conventional problems. Further, the same effect can be obtained by using photosensitive polyimide instead of the insulating film formed by the LPD method.
[0053]
2. Second embodiment
The second embodiment is an embodiment in which a black matrix is formed by the LPD method. That is, in the first embodiment, chromium is used as the material of the black matrix, but this black matrix can be formed in the same manner as the color filter. An example will be described with reference to the process sectional views of FIGS. Dyes are added, and patterns 302, 303, and 304 of each color are formed on the substrate 301 by a silicon oxide film formed by the LPD method (FIG. 3A). Similarly, a silicon oxide film to which a black dye is added is formed by the LPD method, and this is patterned to obtain a black matrix 305 (FIG. 3B). Thereafter, a counter electrode 307 made of a protective insulating film 306 and a transparent conductive film is formed thereon, whereby a counter substrate 308 is completed (FIG. 3C). On the other hand, a thin film transistor 310 and a pixel electrode 311 made of a transparent conductive film selectively driven by the thin film transistor 310 are provided inside the thin film transistor side substrate 309. Then, alignment films 312 and 314 are stacked on the pixel electrode 311 and the counter electrode 307 and rubbed. Liquid crystal 313 is sealed between the opposite substrate 308 and the thin film transistor-side substrate 309 (FIG. 3D).
[0054]
In the above description, a silicon oxide film formed by the LPD method and added with a black dye was used as the black matrix, but all other red, green, and blue dyes added when forming a color filter were added. Can be used instead. Also, as shown in FIG. 4, the black matrix 404 can be formed by overlapping the patterns 401, 402, and 403 of each color. The superposition of the patterns of the respective colors can be realized by devising the shape of the mask pattern used when forming the patterns of the respective colors. Further, even if the black matrix is formed not on the same plane as each pattern constituting the color filter but under each of these patterns, the gist of the present invention is not deviated. The color filter manufactured in this way has excellent heat resistance and solves the conventional problems. In addition, as compared with a conventional color filter using chrome or the like, there is an advantage that cracks are less likely to occur and glare is less likely to occur. Further, the same effect can be obtained by using photosensitive polyimide instead of the insulating film formed by the LPD method.
[0055]
3. Third embodiment
The third embodiment is an embodiment in which the present invention is applied to a simple matrix type panel, and FIGS. 5A to 5E are sectional views showing steps in this case. Dyes are added, and patterns 502, 503, and 504 are formed on the substrate 501 with a silicon oxide film formed by the LPD method (FIGS. 5A and 5B). Similarly, a silicon oxide film to which a black dye is added is formed by the LPD method, and this is patterned to obtain a black matrix 505. A protective insulating film 506 and a transparent conductive film 507 are formed thereover (FIG. 5C). Thereafter, the transparent conductive film 507 is patterned to form the counter electrode 508, and the color filter-side substrate 509 is completed (FIG. 5D). On the other hand, the counter substrate 510 is provided with a pixel electrode 511 made of a transparent conductive film. Then, alignment films 512 and 514 are stacked and rubbed on the pixel electrode 511 and the counter electrode 508. A liquid crystal 513 is sealed between the counter substrate 510 and the color filter side substrate 509 (FIG. 5E).
[0056]
The color filter manufactured in this way has excellent heat resistance and solves the conventional problems. In addition, a color filter can be formed under the transparent conductive film, and application of a voltage to the color filter when driving the liquid crystal can be prevented. Similar effects can be obtained by using a titanium oxide film or a photosensitive polyimide as the insulating film.
[0057]
4. Fourth embodiment
The fourth embodiment is an embodiment showing a specific example of a manufacturing process (particularly, patterning) when a color filter or the like is formed by photosensitive polyimide, and FIGS. 6A to 6D are process cross-sectional views. is there. First, a photosensitive polyimide film 602 to which, for example, a red dye is added is formed over a substrate 601 (FIG. 6A). Next, the polyimide film 602 is exposed to light using a light exposure technique or the like to form a desired pattern 603 (FIG. 6B). Similarly, a green pattern 604 and a blue pattern 605 are sequentially formed to complete a color filter (FIG. 6C). Similarly, a pattern 606 to which a black dye is added is formed, and this is used as a black matrix. A counter electrode 608 made of a protective insulating film 607 and a transparent conductive film is formed thereon, so that a counter substrate 609 is completed (FIG. 6D). When this method is used, an etching step at the time of pattern processing becomes unnecessary, and cost can be reduced.
[0058]
5. Fifth embodiment
The fifth embodiment is an embodiment showing a specific example of a manufacturing process (particularly, patterning) when a color filter or the like is formed by the LPD method, and FIGS. 7A to 7D are cross-sectional views of the process. . A desired resist pattern 702 is formed over the substrate 701 by using a light exposure technique or the like (FIG. 7A). Next, a silicon oxide film to which a dye is added is formed by the LPD method. The LPD method has a feature that a silicon oxide film is not deposited on a resist pattern. Using this property, a silicon oxide film can be formed selectively with respect to the resist pattern. Therefore, for example, first, a silicon oxide film to which a red dye is added is selectively formed on the resist pattern 702 to form a red pattern 703 (FIG. 7B). After removing the resist pattern 702, a green pattern 704 and a blue pattern 705 are similarly formed sequentially to complete a color filter (FIG. 7C). Similarly, a pattern 706 to which a black dye is added is formed, and this is used as a black matrix. A counter electrode 708 made of a protective insulating film 707 and a transparent conductive film is formed thereon, whereby a counter substrate 709 is completed (FIG. 7D). When this method is used, an etching step at the time of pattern processing becomes unnecessary, and cost reduction can be achieved.
[0059]
6. Sixth embodiment
The following sixth to ninth embodiments are examples showing a specific structure of an active matrix panel in which a color filter is built in a thin film transistor side substrate.
[0060]
The sixth embodiment is an embodiment in which a color filter or the like is formed above the pixel electrode, and FIG. 8 is an example of a cross-sectional view in this case. The thin film transistor-side substrate 801 is provided with a thin film transistor 802 and a pixel electrode 803 made of a transparent conductive film selectively driven by the thin film transistor 802 on the inner side. A color filter 804 is formed on the pixel electrode 803 by the LPD method. Further thereon, an alignment film 806 is laminated and rubbed. On the other hand, the counter substrate 807 has a structure in which the counter electrode 808 and the alignment film 810 made of a transparent conductive film are only provided inside the counter substrate 807, and it is necessary to precisely align the color filter with each pixel electrode as in the conventional case. There is no. Therefore, a significant cost reduction can be realized. Liquid crystal 809 is sealed between the thin film transistor side substrate 801 and the counter substrate 807. Here, the color filter is formed by the LPD method, but it can be similarly formed by using a photosensitive polyimide instead.
7. Seventh embodiment
The seventh embodiment is an embodiment in which a color filter and the like are formed below the pixel electrode, and FIG. 9 is an example of a cross-sectional view in this case. The difference from the sixth embodiment is that a color filter 904 is formed below the pixel electrode 903. If a color filter can be formed below the pixel electrode in this way, no voltage is applied to the color filter during driving of the liquid crystal, and the image quality can be greatly improved. Note that these color filters and black matrix are formed of an LPD film (an insulating film formed by an LPD method) to which a dye is added or a photosensitive polyimide film.
[0061]
The reason why a color filter or the like can be built in below the pixel electrode is because the color filter and the black matrix formed by the LPD film or the polyimide film are excellent in heat resistance and chemical resistance. That is, with such a structure, it is necessary to form a pixel electrode after forming a color filter, and in the case of a conventional color filter made of gelatin or the like, a color filter is formed by an etching solution and a heating temperature at the time of forming a pixel electrode. May be deformed. On the other hand, since the color filter and the like of this embodiment are excellent in heat resistance and chemical resistance, such a situation is unlikely to occur.
[0062]
Further, it is a great advantage that the color filter and the like of this embodiment can be formed at a low temperature. That is, if high-temperature heating is performed during formation of a color filter after formation of a thin film transistor, device characteristics of the thin film transistor may be degraded. In particular, in a polycrystalline silicon (polysilicon) type thin film transistor, a phenomenon occurs in which the level of the MOS interface increases due to heating and the mobility decreases. Therefore, when a polycrystalline silicon thin film transistor is formed by a so-called low temperature process, it is necessary to set the process temperature to 300 ° C. or less at least in the steps after the formation of the thin film transistor. In this sense, for example, the LPD method that can form an insulating film serving as a color filter at room temperature has a great advantage. Furthermore, if a color filter or the like can be formed at a low temperature, an inexpensive glass substrate can be used, and there is an advantage that the cost of a product can be reduced.
[0063]
8. Eighth embodiment
The eighth embodiment is an embodiment in which a black matrix is also used by a gate line or the like, and FIG. 10 is an example of a sectional view in that case. The thin film transistor-side substrate 1001 is provided therein with a thin film transistor 1002 and a pixel electrode 1003 made of a transparent conductive film selectively driven by the thin film transistor 1002. The pixel electrode 1003 is formed above the gate line 1004 and the source line 1005 included in the thin film transistor 1002, and overlaps with these via the insulating films 1006 and 1007. At this time, the gate line 1004 and the source line 1005 also have a role of a black matrix, which can greatly increase the aperture ratio.
[0064]
In FIG. 10, only the gate line 1004 appears to also serve as the black matrix, because FIG. 10 shows a cross-sectional view. Actually, as is clear from the example of the plan view of FIG. 29, not only the gate line 2903 but also the source line 2902 can serve as the black matrix.
[0065]
Below the pixel electrode 1003, a color filter 1008 is formed by an LPD film or a photosensitive polyimide film to which a dye is added. An alignment film 1009 is laminated on the pixel electrode 1003 and rubbed. On the other hand, the counter substrate 1010 has a structure in which only the counter electrode 1011 and the alignment film 1013 made of a transparent conductive film are provided inside the counter substrate 1010, and it is necessary to accurately align the color filter with each pixel electrode as in the related art. There is no. Therefore, a significant cost reduction can be realized.
[0066]
In a conventional example in which a color filter is formed on a counter substrate, it is difficult to accurately align a gate line or the like serving as a black matrix with the color filter. Therefore, a matching margin is required by that much, and as a result, the aperture ratio is reduced by that much. On the other hand, in the present embodiment, the gate lines and the like serving as the black matrix and the color filters are both provided on the thin film transistor side substrate. Therefore, the gate line and the like and the color filter can be accurately aligned using an optical device or the like, thereby making it possible to further increase the aperture ratio as compared with the conventional example.
[0067]
Although the case where the gate line and the source line also serve as the black matrix has been described here, the gist of the present invention is deviated even when the capacity line also serves as at least a part of the black matrix. do not do.
[0068]
9. Ninth embodiment
The ninth embodiment is an embodiment in which a color filter and the like are formed below a thin film transistor, and FIG. 11 is an example of a sectional view in that case. A color filter 1102 of an LPD film or a photosensitive polyimide film and a black matrix 1103 are formed on a substrate 1101. A pixel electrode 1105 made of a thin film transistor 1104 and a transparent conductive film selectively driven by the thin film transistor 1104 is provided thereon. Further, an alignment film 1106 is laminated thereon and rubbed. On the other hand, the counter substrate 1107 has a structure in which only the counter electrode 1108 and the alignment film 1111 made of a transparent conductive film are provided inside the counter substrate 1107, and it is necessary to precisely align the color filter with each pixel electrode as in the related art. There is no. Therefore, a significant cost reduction can be realized. The reason why the color filter can be incorporated under the thin film transistor is that the color filter and the black matrix formed of the LPD film or the photosensitive polyimide film to which the dye is added have excellent heat resistance. As a result, no voltage is applied to the color filters when driving the liquid crystal, and the image quality can be greatly improved.
[0069]
Further, when a color filter is formed below the pixel electrode, it is necessary to open a contact hole 1109 for connecting the pixel electrode and the thin film transistor to the color filter. At this time, the pigment added to the insulating film may remain without being etched. That is, the pigment is not always etched by the etchant. If the pigment remains in this manner, the pigment may be deposited near the contact surface of the contact hole, and the contact resistance may decrease. However, this problem can be solved by incorporating a color filter below the thin film transistor.
[0070]
10. Tenth embodiment
The following tenth to fifteenth embodiments are examples showing a specific manufacturing process (particularly, patterning) of an active matrix panel in which a color filter is built in a thin film transistor side substrate. In the tenth to fifteenth embodiments, color filters and the like are formed by the LPD method.
[0071]
The tenth embodiment is an embodiment in which a color filter or the like is formed above a pixel electrode, and FIGS. 12A to 12D are examples of process cross-sectional views in this case. The thin film transistor side substrate 1201 is provided therein with a thin film transistor 1202 and a pixel electrode 1203 made of a transparent conductive film selectively driven by the thin film transistor 1202. A desired resist pattern 1204 is formed on the pixel electrode 1203 by using a light exposure technique or the like (FIG. 12A). The silica is then converted to hydrofluoric acid (H ₂ SiF ₆ ) To make a saturated aqueous solution, and the substrate 1201 is immersed therein. Thereafter, a supersaturated state is formed by adding aluminum, aluminum chloride, boron, boric acid, and the like, and a silicon oxide film is deposited and grown on the substrate surface. At this time, if a dye is added to the aqueous solution, a silicon oxide film to which the desired dye has been added can be formed. The LPD method also has a feature that a silicon oxide film does not deposit on a resist pattern. Using this property, a silicon oxide film can be formed selectively with respect to the resist pattern. Therefore, for example, first, a silicon oxide film to which a red dye is added is selectively formed on the resist pattern 1204 to form a red pattern 1205 (FIG. 12B). After removing the resist pattern 1204, similarly, a green pattern 1206 and a blue pattern 1207 are sequentially formed to complete a color filter (FIG. 12C). Similarly, a pattern 1208 to which a black dye is added is formed, and this is used as a black matrix. Further, an alignment film 1209 is laminated thereon and subjected to a rubbing treatment. On the other hand, the opposing substrate 1210 has a structure in which an opposing electrode 1211 and an alignment film 1213 made of a transparent conductive film are only provided inside. A liquid crystal 1212 is sealed between the thin film transistor-side substrate 1201 and the counter substrate 1210 (FIG. 12D). Such a method eliminates the need for an etching step at the time of pattern processing, and enables cost reduction.
[0072]
11. Eleventh embodiment
The eleventh embodiment is an embodiment in which a color filter and the like are formed below a pixel electrode, and FIGS. 13A to 13F are examples of process cross-sectional views in this case. The thin film transistor 1302 is formed inside the thin film transistor side substrate 1301. A desired resist pattern 1303 is formed thereon using a light exposure technique or the like (FIG. 13A). In the tenth embodiment, the resist pattern is formed after the formation of the pixel electrode. However, in the present embodiment, the pixel electrode is not formed when the resist pattern is formed. Next, a silicon oxide film to which a desired dye is added is formed by the LPD method. At this time, the property of the LPD method that a silicon oxide film can be formed selectively with respect to the resist pattern is used. Thus, a red pattern 1304 is formed (FIG. 13B). After removing the resist pattern 1303, similarly, a green pattern 1305 and a blue pattern 1306 are sequentially formed to complete a color filter. Similarly, a pattern 1307 to which a black dye is added is formed, and this is used as a black matrix (FIG. 13C).
[0073]
Subsequently, a desired resist pattern 1308 is formed using a light exposure technique or the like, and a contact hole 1309 is opened using an RIE technique or the like (FIG. 13D). In the tenth embodiment, it is not necessary to open a contact hole in the color filter, but in the eleventh embodiment, it is necessary to open a contact hole. Next, after removing the resist pattern 1308, a pixel electrode 1310 made of a transparent conductive film is formed.
[0074]
In this case, the color filters 1304, 1305, and 1306 and the black matrix 1307 also serve as an insulating film between the pixel electrode 1310 and the source line 1311 included in the thin film transistor 1302. This is also effective for shortening the process. That is, the color filter and the like in this embodiment are formed by the LPD method, and the material thereof is a silicon oxide film generally used as an insulating film of a thin film transistor. Therefore, a color filter or the like formed of these silicon oxide films can be used also as an insulating film of the thin film transistor, and thus, the step of forming the insulating film can be omitted.
[0075]
The pixel electrode 1310 is connected to the thin film transistor 1302 and is selectively driven by this. Further, an alignment film 1312 is stacked on the pixel electrode 1310 and subjected to a rubbing treatment (FIG. 13E). On the other hand, the opposing substrate 1313 has a structure in which an opposing electrode 1314 and an alignment film 1316 made of a transparent conductive film are only provided inside. A liquid crystal 1315 is sealed between the thin film transistor-side substrate 1301 and the counter substrate 1313 (FIG. 13F).
[0076]
12. Twelfth embodiment
The twelfth embodiment is an embodiment in which a color filter and the like are formed below a pixel electrode, and FIGS. 14A to 14F are examples of a process sectional view in this case. The difference from the eleventh embodiment is that the resist pattern 1403 is formed so as to include the shape 1405 of the contact hole (FIGS. 13A and 13B and FIGS. 14A and 14B). Comparison). Thus, the red pattern 1404 is not formed in the contact hole region (FIG. 14C).
[0077]
As shown in the eleventh embodiment, when the color filter is formed below the pixel electrode, it is necessary to open a contact hole for connecting the pixel electrode and the thin film transistor to the color filter. At this time, there is a problem that the pigment added to the insulating film remains without being etched. However, the above method can also solve this problem.
[0078]
In the case where the contact hole 1409 is opened by using the RIE technique or the like, as shown in FIG. 14D, a desired resist pattern 1410 is formed by using a light exposure technique or the like, and etching is performed using the resist pattern 1410 as a mask. One method is conceivable. However, when the contact holes are formed in the color filters 1404, 1406, and 1407 in advance as in the twelfth embodiment (for example, the color filter 1404 in FIG. 14C), the resist pattern 1410 is used. Instead of this, a method of performing etching using the color filters 1404, 1406, and 1407 and the black matrix 1408 as a mask can be employed. By employing this method, the step of forming the resist pattern 1410 can be omitted. This method can be adopted because the color filter or the like is formed of an insulating film such as a silicon oxide film having excellent heat resistance and chemical resistance, instead of gelatin, a resist or the like.
[0079]
13. 13th embodiment
The thirteenth embodiment is an embodiment in which a black matrix is also used by a gate line or the like, and FIGS. 15A to 15F are examples of process cross-sectional views in that case. The thin film transistor 1502 is formed inside the thin film transistor side substrate 1501. The thin film transistor 1502 includes a gate line 1503, a source line 1504, insulating films 1505 and 1506, and the like. A desired resist pattern 1507 is formed thereon using a light exposure technique or the like (FIG. 15A). Next, a silicon oxide film to which a desired dye is added is formed by the LPD method. At this time, the property of the LPD method that a silicon oxide film can be formed selectively with respect to the resist pattern is used. Thus, a red pattern 1508 is formed (FIG. 15B). After removing the resist pattern 1507, similarly, a green pattern 1509 and a blue pattern 1510 are sequentially formed to complete a color filter (FIG. 15C).
[0080]
Subsequently, a desired resist pattern 1511 is formed using light exposure technology or the like, and a contact hole 1512 is opened using RIE technology or the like (FIG. 15D). After removing the resist pattern 1511, a pixel electrode 1513 made of a transparent conductive film is formed. The pixel electrode 1513 overlaps with the gate line 1503 and the source line 1504 via insulating films 1505 and 1506 and color filters 1508, 1509 and 1510. At this time, the gate line 1503 and the source line 1504 also serve as a black matrix (the gate line can also serve as the black matrix as shown in the plan view of FIG. 29), thereby greatly increasing the aperture ratio. Can increase. Subsequent processes (FIGS. 15E and 15F) are the same as in the eleventh embodiment.
[0081]
Here, the case where the gate line and the source line also serve as the black matrix has been described, but the gist of the present invention is not deviated even when the capacitance line also serves at least as a part of the black matrix. .
[0082]
14． Fourteenth embodiment
The fourteenth embodiment is an embodiment in which the twelfth embodiment and the thirteenth embodiment are combined, and FIGS. 16A to 16F are examples of process cross-sectional views in that case. That is, in the fourteenth embodiment, a color filter and the like are formed below the pixel electrode, a resist pattern 1607 is formed so as to include a contact hole shape 1609, and further, a gate line 1503, a source line 1504, or a capacitor line is formed. Part of the black matrix. Others are the same as the twelfth and thirteenth embodiments.
[0083]
15. 15th embodiment
The fifteenth embodiment is an embodiment in which a protective insulating film is provided between a color filter or the like and a pixel electrode, and FIGS. 17A to 17F are examples of process cross-sectional views in that case. The difference from the fourteenth embodiment is that a protective insulating film is provided, and the rest is the same as the fourteenth embodiment. First, a desired red pattern 1708 is formed through the steps shown in FIGS. At this time, the resist pattern 1707 includes the shape 1709 of the contact hole, and as a result, the red pattern 1708 is not formed in the region of the contact hole. After removing the resist pattern 1707, similarly, a green pattern 1710 and a blue pattern 1711 are sequentially formed to complete a color filter. Such a method does not require an etching step at the time of pattern processing, and can reduce the cost. Further, when a color filter is formed below the pixel electrode, it is necessary to open a contact hole for connecting the pixel electrode and the thin film transistor to the color filter. At this time, the pigment added to the insulating film may remain without being etched. However, the above method can also solve this problem.
[0084]
Subsequently, a protective insulating film 1712 made of a silicon oxide film or the like is formed for the purpose of protecting the color filters 1708, 1710, and 1711 (FIG. 17C). By providing such a protective insulating film 1712, for example, when etching a contact hole or the like using a color filter or the like as a mask, the color filter or the like can be protected from an etchant or the like.
[0085]
Next, a contact hole 1713 is opened using RIE technology or the like. At this time, a method of forming a desired resist pattern 1714 using a light exposure technique or the like and etching using the same as a mask, or etching using a protective insulating film 1712 made of the silicon oxide film or the like as a mask without forming the resist pattern 1714 Method. With the structure in which the protective insulating film is provided as in this embodiment, the latter method can be used more easily, and one step can be omitted. 17 (D) to 17 (F) are cross-sectional views showing steps in the case where the former method is used. Also in this case, the side surface of the color filter can be protected from the etching solution by the protective insulating film 1712.
[0086]
16. Sixteenth embodiment
The following sixteenth to twenty-first embodiments are examples showing a specific manufacturing process (particularly, patterning) of an active matrix panel in which a color filter is built in a thin film transistor side substrate. The sixteenth to twenty-first embodiments correspond to the tenth to fifteenth embodiments, however, the tenth to fifteenth embodiments are different from the tenth to fifteenth embodiments in that a color filter or the like is formed by a photosensitive polyimide film. Is different. The sixteenth embodiment is an embodiment in which a color filter and the like are formed above the pixel electrodes, and FIGS. 18A to 18D are examples of the process sectional views in this case. The thin film transistor-side substrate 1801 is provided therein with a thin film transistor 1802 and a pixel electrode 1803 made of a transparent conductive film selectively driven by the thin film transistor 1802. For example, first, a photosensitive polyimide film 1804 to which a red dye is added is formed over the pixel electrode 1803 (FIG. 18A). Next, the polyimide film 1804 is exposed to light using a light exposure technique or the like, and a desired pattern 1805 is formed (FIG. 18B). Similarly, a color filter is completed by sequentially forming a green pattern 1806 and a blue pattern 1807 (FIG. 18C). Similarly, a pattern 1808 to which a black dye is added is formed, and this is used as a black matrix. Further, an alignment film 1809 is laminated thereon and subjected to a rubbing treatment. On the other hand, the counter substrate 1810 has a structure in which only a counter electrode 1811 and an alignment film 1813 made of a transparent conductive film are provided inside the counter substrate 1810, and it is necessary to precisely align a color filter with each pixel electrode as in the related art. There is no. Therefore, a significant cost reduction can be realized. A liquid crystal 1812 is sealed between the thin film transistor-side substrate 1801 and the counter substrate 1810 (FIG. 18D). Such a method not only eliminates the need for an etching step at the time of pattern processing, but is also effective in reducing costs.
[0087]
17． Seventeenth embodiment
The seventeenth embodiment is an embodiment in which a color filter or the like is formed below a pixel electrode, and FIGS. 19A to 19F are examples of a process sectional view in this case. The thin film transistor 1902 is formed inside the thin film transistor side substrate 1901. On this, for example, first, a photosensitive polyimide film 1903 to which a red dye is added is formed (FIG. 19A). In the sixteenth embodiment, the polyimide film is formed after the pixel electrode is formed. However, in the present embodiment, the pixel electrode is not formed when the polyimide film is formed. Next, the polyimide film 1903 is exposed to light using a light exposure technique or the like to form a desired pattern 1904 (FIG. 19B). Similarly, a green pattern 1905 and a blue pattern 1906 are sequentially formed to complete a color filter. Similarly, a pattern 1907 to which a black dye is added is formed, and this is used as a black matrix (FIG. 19C). Such a method eliminates the need for an etching step at the time of pattern processing, and enables cost reduction.
[0088]
Subsequently, a desired resist pattern 1908 is formed using a light exposure technique or the like, and a contact hole 1909 is opened using an RIE technique or the like (FIG. 19D). In the sixteenth embodiment, it was not necessary to open a contact hole in the color filter, but in the present embodiment, it is necessary to open a contact hole. Next, after removing the resist pattern 1908, a pixel electrode 1910 made of a transparent conductive film is formed.
[0089]
In this case, the color filters 1904, 1905, and 1906 and the black matrix 1907 also serve as an insulating film between the source line 1911 and the pixel electrode 1910 included in the thin film transistor 1902. This is also effective for shortening the process. That is, since the color filter in this embodiment is formed of a polyimide film which is an insulating film, the color filter can be used also as an insulating film of the thin film transistor, whereby the step of forming the insulating film can be omitted. Become.
[0090]
The pixel electrode 1910 is connected to the thin film transistor 1902 and is selectively driven by this. Further, an alignment film 1912 is stacked on the pixel electrode 1910 and subjected to a rubbing treatment (FIG. 19E). On the other hand, the opposing substrate 1913 has a structure in which an opposing electrode 1914 and an alignment film 1916 made of a transparent conductive film are provided inside. A liquid crystal 1915 is sealed between the thin film transistor-side substrate 1901 and the counter substrate 1913 (FIG. 19F).
[0091]
18. Eighteenth embodiment
The eighteenth embodiment is an embodiment in which a color filter or the like is formed below the pixel electrode, and FIGS. 20A to 20F are examples of the process sectional views in this case. The difference from the seventeenth embodiment is that the photosensitive film is also exposed to a portion where a contact hole is to be formed when a pattern of a polyimide film is formed. The thin film transistor 2002 is formed inside the thin film transistor substrate 2001. On this, for example, first, a photosensitive polyimide film 2003 to which a red dye is added is formed (FIG. 20A). Next, the polyimide film 2003 is exposed to light using a light exposure technique or the like, and a desired pattern 2004 is formed. At this time, at least the contact hole formation region 2005 is exposed, and as a result, the red pattern 2004 is not formed in the contact hole region (FIG. 20B). Similarly, a green pattern 2006 and a blue pattern 2007 are sequentially formed to complete a color filter (FIG. 20C). Similarly, a pattern 2008 to which a black dye is added is formed, and this is used as a black matrix.
[0092]
Note that when the contact hole 2009 is opened by using the RIE technique or the like, as shown in FIG. 20D, a desired resist pattern 2010 is formed by using a light exposure technique or the like, and etching is performed using the resist pattern 2010 as a mask. One method is conceivable. However, when the contact holes are formed in the color filters 2004, 2006, and 2007 in advance as in the eighteenth embodiment (for example, the color filter 2004 in FIG. 20C), the resist pattern 2010 is changed. A method of etching without using the color filters 2004, 2006, 2007 and the black matrix 2008 as a mask can also be adopted. If this method is adopted, the step of forming the resist pattern 2010 can be omitted. This method can be adopted because the color filter or the like is formed of an insulating film of a polyimide film having excellent heat resistance and chemical resistance, instead of a gelatin, a resist, or the like.
[0093]
19. 19th embodiment
The nineteenth embodiment is an embodiment in which a black matrix is also used by a gate line or the like, and FIGS. 21A to 21F are examples of process cross-sectional views in that case. The thin film transistor 2102 is formed inside the thin film transistor side substrate 2101. The thin film transistor 2102 includes a gate line 2103, a source line 2104, insulating films 2105 and 2106, and the like. On this, for example, first, a photosensitive polyimide film 2107 to which a red dye is added is formed (FIG. 21A). Next, the polyimide film 2107 is exposed to light using a light exposure technique or the like to form a desired pattern 2108 (FIG. 21B). Similarly, a green pattern 2109 and a blue pattern 2110 are sequentially formed to complete a color filter (FIG. 21C).
[0094]
Subsequently, a desired resist pattern 2111 is formed using light exposure technology or the like, and a contact hole 2112 is opened using RIE technology or the like (FIG. 21D). After removing the resist pattern 2111, a pixel electrode 2113 made of a transparent conductive film is formed. The pixel electrode 2113 overlaps with the gate line 2103 and the source line 1204 via insulating films 2105 and 2106 and color filters 2108, 2109 and 2110. At this time, the gate line 2103 and the source line 2104 also serve as a black matrix (the gate line can also serve as the black matrix as shown in the plan view of FIG. 29), thereby greatly increasing the aperture ratio. Can increase.
[0095]
The subsequent processes (FIGS. 21E and 21F) are the same as in the seventeenth embodiment.
[0096]
Although the case where the gate line and the source line also serve as the black matrix has been described here, the gist of the present invention is deviated even when the capacity line also serves as at least a part of the black matrix. do not do.
[0097]
20. Twentieth embodiment
The twentieth embodiment is an embodiment in which the eighteenth embodiment and the nineteenth embodiment are combined, and FIGS. 22A to 22F are examples of process cross-sectional views in that case. That is, in the twentieth embodiment, a color filter and the like are formed below the pixel electrode, the polyimide film 2207 is formed so as to include the shape 2209 of the contact hole, and further, the gate line 1503, the source line 1504, or the capacitor line is formed. Part of the black matrix. The other points are the same as in the eighteenth and nineteenth embodiments.
[0098]
21. Twenty-first embodiment
The twenty-first embodiment is an embodiment in which a protective insulating film is provided between a color filter or the like and a pixel electrode, and FIGS. 23A to 23F are examples of process cross-sectional views in that case. The difference from the twentieth embodiment is that a protective insulating film is provided, and the rest is the same as the twentieth embodiment. First, a desired red color is formed through the steps shown in FIGS. At this time, at least the contact hole forming region 2309 is exposed, and as a result, the red pattern 2308 is not formed in the contact hole region. Similarly, a green pattern 2310 and a blue pattern 2311 are sequentially formed to complete a color filter. Such a method does not require an etching step at the time of pattern processing, and can reduce the cost. Further, when a color filter is formed below the pixel electrode, it is necessary to open a contact hole for connecting the pixel electrode and the thin film transistor to the color filter. At this time, the pigment added to the insulating film may remain without being etched. However, the above method can also solve this problem.
[0099]
Subsequently, a protective insulating film 2312 made of a silicon oxide film or the like is formed for the purpose of protecting the color filters 2308, 2310, and 2311 (FIG. 23C). By providing such a protective insulating film 2312, for example, when etching a contact hole or the like using a color filter or the like as a mask, the color filter or the like can be protected from an etchant or the like.
[0100]
Next, a contact hole 2313 is opened using RIE technology or the like. At this time, a method in which a desired resist pattern 2314 is formed using a light exposure technique or the like and etching is performed using the same as a mask, or a method in which the insulating film 2312 made of the polyimide film is used as a mask without forming the resist pattern 2314, is used. Conceivable. With the structure in which the protective insulating film is provided as in this embodiment, the latter method can be used more easily, and one step can be omitted. Note that FIGS. 23D to 23F show process cross-sectional views in the case of using the former method. Also in this case, the side surface of the color filter can be protected from the etching solution by the protective insulating film 2312.
[0101]
22. Twenty-second embodiment
The following twenty-second to twenty-fourth embodiments are examples in which a black matrix is selectively formed by a LPD method on a resist used for patterning a pixel electrode.
[0102]
FIGS. 24A to 24D show an example of a process sectional view of the twenty-second embodiment. The thin film transistor 2402 is formed inside the thin film transistor side substrate 2401. This thin film transistor 2402 includes a gate line 2403, a source line 2404, an insulating film 2405, an insulating film 2406 which is a protective film formed as needed (FIG. 24A).
[0103]
Next, a contact hole is opened, and thereafter, a transparent conductive film is formed on the entire surface, and a desired resist pattern 2408 is formed on the transparent conductive film by using a light exposure technique or the like. Then, a pixel electrode 2407 is formed by patterning the transparent conductive film using the resist pattern 2408 (FIG. 24B).
The silica is then converted to hydrofluoric acid (H ₂ SiF ₆ ) To form a saturated aqueous solution, into which the substrate 2401 is immersed. Thereafter, a supersaturated state is formed by adding aluminum, aluminum chloride, boron, boric acid, and the like, and a silicon oxide film is deposited and grown on the substrate surface. At this time, if a black dye is added to the aqueous solution, a silicon oxide film to which the black dye is added can be formed. The LPD method also has a feature that a silicon oxide film does not deposit on a resist pattern. Using this property, a silicon oxide film can be formed selectively with respect to the resist pattern. Thus, a black matrix 2409 can be formed by selectively forming a silicon oxide film to which a black dye is added with respect to the resist pattern 2408 (FIG. 24C). Next, after removing the resist pattern 2408, an alignment film 2410 is laminated and rubbed. On the other hand, the counter substrate 2411 has a structure in which color filters 2412, 2413, and 2414, a counter electrode 2415 made of a transparent conductive film, and an alignment film 2417 are provided inside. A liquid crystal 2416 is sealed between the thin film transistor-side substrate 2401 and the counter substrate 2411 (FIG. 24D). According to the present embodiment, since the black matrix can be formed on the thin film transistor side, it is not necessary to precisely align the black matrix for each pixel as in the related art. Therefore, an improvement in aperture ratio and a reduction in cost can be realized. Further, in this embodiment, the black matrix is selectively formed using a resist pattern for forming a pixel electrode. That is, the black matrix is formed to be self-aligned with the pixel electrode. Therefore, the black matrix can be formed with higher accuracy by the alignment accuracy required for forming the dedicated resist pattern than when a black matrix is formed using a dedicated resist pattern for forming the black matrix. Thereby, the aperture ratio can be significantly improved. Furthermore, since a step of forming a resist pattern dedicated to the black matrix is not required, cost reduction can be realized.
[0104]
23. Twenty-third embodiment
The twenty-third embodiment is an embodiment in which the color filter provided on the opposite substrate in the twenty-second embodiment is provided on the thin film transistor side substrate.
[0105]
FIG. 25 shows an example of a process sectional view of the twenty-third embodiment. 25A to 25C are performed in the same manner as the steps shown in FIGS. 24A to 24C of the twenty-second embodiment. In the twenty-third embodiment, after the step shown in FIG. 25C, the resist pattern 2508 is removed, and thereafter, color resist patterns 2510, 2511, and 2512 are sequentially formed on the pixel electrodes 2507 (FIG. 25D )). As such a color resist, for example, a pigment-dispersed resist formed by dispersing a pigment in the resist can be used. After forming a color resist, an alignment film 2513 is laminated and rubbed. On the other hand, the opposing substrate 2514 has a structure in which an opposing electrode 2515 made of a transparent conductive film and an alignment film 2517 are merely provided inside. A liquid crystal 2516 is sealed between the thin film transistor substrate 2501 and the counter substrate 2514 (FIG. 25D).
[0106]
According to this embodiment, not only the black matrix but also the color filters are provided on the thin film transistor-side substrate, so that it is not necessary to precisely align the color filters with the respective pixel electrodes as in the related art. Therefore, a significant cost reduction can be realized. In this case, the color resist serving as a color filter desirably has a conductive property. Color resists having conductivity include, for example, ITO (indium oxide), SnO, which is a material of a transparent conductive film. ₂ It can be formed by mixing particles such as (tin oxide) with a color resist. When the color resist serving as the 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. Further, a situation in which electrons are trapped in the color resist and an afterimage or the like is generated is also prevented. As described above, a decrease in image quality can be prevented.
[0107]
24. Twenty-fourth embodiment
The twenty-fourth embodiment is an embodiment in which the color filter provided on the opposite substrate in the twenty-second embodiment is provided on the thin film transistor side substrate, and this color filter is provided below the pixel electrode.
[0108]
FIG. 26 is a process sectional view of the twenty-fourth embodiment. The thin film transistor 2602 is formed inside the thin film transistor substrate 2601. A desired resist pattern 2605 is formed thereon using a light exposure technique or the like (FIG. 26A). Next, a silicon oxide film to which a desired dye is added is formed by the LPD method. At this time, the property of the LPD method that a silicon oxide film can be formed selectively with respect to the resist pattern is used. Thus, a red pattern 2606 is formed (FIG. 26B). After removing the resist pattern 2605, similarly, a green pattern 2607 and a blue pattern 2608 are sequentially formed to complete a color filter (FIG. 26C). In this case, a protective film 2609 is formed as needed.
[0109]
After that, the process is the same as the process of the twenty-second embodiment shown in FIGS. That is, after the pixel electrode 2610 is formed by the resist pattern 2611, an insulating film to which a black dye is selectively added is formed on the resist pattern 2611 by using the LPD method, and this is used as a black matrix 2612. (FIGS. 26D and 26E). After that, an alignment film 2613 is stacked and rubbed. Then, the liquid crystal 2516 is sealed by the completed thin film transistor-side substrate 2601 and a counter substrate 2614 having a structure in which only a counter electrode 2615 and an alignment film 2617 are provided inside (FIG. 26F).
[0110]
According to this embodiment, the color filter and the black matrix are provided on the thin film transistor side substrate, and the color filter is provided below the pixel electrode. As a result, it is not necessary to align the color filters with high accuracy, so that a significant cost reduction can be realized. In addition, since no voltage is applied to the color filters, a decrease in image quality can be prevented.
[0111]
Note that the color filter provided below the pixel electrode may be formed of photosensitive polyimide or the like.
[0112]
25. Twenty-fifth embodiment
The following twenty-fifth and twenty-sixth embodiments are examples in which a color filter is formed of a color resist, and a black matrix is selectively formed on the color resist by the LPD method.
[0113]
27A to 27E are sectional views showing the steps of the twenty-fifth embodiment. First, a red color resist pattern 2702 is formed over a substrate 2701 (FIG. 27A). As such a color resist, for example, a pigment-dispersed resist formed by dispersing a red pigment in the resist can be used. Similarly, a green color resist pattern 2703 and a blue color resist pattern 2704 are sequentially formed to complete a color filter (FIG. 27B).
[0114]
Next, an insulating film to which a black dye is selectively added is formed on the color resist patterns 2702 to 2704 by the LPD method, and this is used as a black matrix 2705 (FIG. 27C). After that, a protective insulating film 2707 and a counter electrode 2708 are formed thereon to complete a counter substrate 2709 (FIG. 27D). On the other hand, a thin film transistor 2711 and a pixel electrode 2712 are provided inside the thin film transistor side substrate 2710. Then, alignment films 2714 and 2715 are stacked and rubbed on the pixel electrode 2712 and the counter electrode 2708. Liquid crystal 2713 is sealed between the opposite substrate 2709 and the thin film transistor-side substrate 2710 (FIG. 27E).
[0115]
According to this embodiment, the black matrix can be selectively formed using the color resist constituting the color filter. Therefore, the process of forming the black matrix can be simplified, and the cost 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. In this embodiment, it is desirable to use a conductive color resist.
[0116]
26. Twenty-sixth embodiment
The twenty-sixth embodiment is an embodiment in which the black matrix or the like provided on the opposite substrate in the twenty-fifth embodiment is provided on the thin film transistor side substrate.
[0117]
FIG. 28 shows an example of a process sectional view of the twenty-sixth embodiment. The thin film transistor 2802 is formed inside the thin film transistor side substrate 2801. This thin film transistor 2802 includes a gate line 2803, a source line 2804, an insulating film 2805, an insulating film 2806 which is a protective film formed as necessary, and the like (FIG. 28A).
[0118]
Next, a contact hole is opened, and the transparent conductive film is patterned using a resist pattern formed in a desired place, so that a pixel electrode 2807 is formed. Next, the resist pattern used for forming the pixel electrodes is removed to form a red color resist pattern 2808 (FIG. 28B). Then, green and blue color resist patterns 2809 and 2810 are sequentially formed on the pixel electrodes 2507 (FIG. 28C). As such a color resist, for example, a pigment-dispersed resist or the like can be used. Next, an insulating film to which a black dye is selectively added is formed on the color resist patterns 2808 to 2810 by the LPD method, and this is used as a black matrix 2811 (FIG. 28D). Then, a liquid crystal 2816 is sealed by the completed thin film transistor-side substrate 2801 and a counter substrate 2814 having a structure in which only a counter electrode 2815 and an alignment film 2817 are provided inside (FIG. 28E).
[0119]
According to this embodiment, since the black matrix can be formed using the color resist, the process of forming the black matrix can be simplified. Further, since the color filter is provided on the thin film transistor side substrate, it is not necessary to precisely align the color filter. As described above, a significant cost reduction can be realized.
[0120]
In this embodiment, it is desirable to use a conductive color resist. This is made of ITO (indium oxide), SnO ₂ It can be formed by mixing particles such as (tin oxide) with a color resist. When the color resist is made conductive, the problem of voltage division and the problem of electron trapping can be prevented, so that deterioration in image quality can be prevented.
[0121]
It should be noted that the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made within the scope of the present invention.
[0122]
For example, the LPD method used in the present invention is not limited to the one described in the above embodiment. Any film forming method for depositing the insulating material may be used.
[0123]
Further, the black matrix according to the present invention can be applied not only to a color display panel but also to a black and white display panel. Further, the color filter and the black matrix of the present invention can be widely applied not only to liquid crystal display devices but also to display devices not using liquid crystal elements.
[0124]
Further, the manufacturing method of the color filter, the black matrix, 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 embodiment. Further, the arrangement of the color filters and the black matrix is not limited to the configuration described in the present embodiment, and various configurations can be adopted.
[0125]
Further, the structure of the thin film transistor is not limited to that described in the present embodiment, but is a reverse type or positive type structure in an amorphous silicon thin film transistor, or a planar type or positive type in a poly (polycrystalline) silicon thin film transistor. Various structures can be adopted.
[0126]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, heat resistance and chemical resistance are improved by replacing a color filter and a black matrix from conventional gelatin dyed in each color to an insulating film to which a dye is added. In addition, it is possible to reduce damage to the color filter during heating or patterning during deposition or sputtering of the transparent conductive film. Further, in the active matrix panel, a color filter or the like can be formed on the thin film transistor side substrate, whereby the margin of bonding accuracy between the thin film transistor side substrate and the counter substrate can be relaxed. In particular, when a color filter or the like is formed below the pixel electrode, no voltage is applied to the color filter at the time of driving the liquid crystal, so that the image quality is not adversely affected. The present invention provides specific means for forming a color filter or the like below a pixel electrode in this manner. According to the present invention, a color filter having excellent heat resistance and chemical resistance has been realized, which has been made possible. In addition, by using the LPD method, an insulating film can be formed selectively with respect to a resist pattern. The use of this feature eliminates the need for an etching step at the time of pattern formation, and is also effective in reducing costs.
[0127]
On the other hand, some polyimides have photosensitivity, and if this type of polyimide film is used, the etching step can be similarly omitted and cost reduction can be realized. This method is particularly effective when a color filter or the like is formed below the pixel electrode, and a contact hole necessary for connecting the pixel electrode to the drain of the thin film transistor can be formed at the same time. On the other hand, in a simple matrix type panel, a color filter or the like can be formed under a transparent conductive film.
[0128]
Furthermore, if a black matrix is selectively formed by the LPD method with respect to the resist pattern used for forming the pixel electrodes and the color resist pattern forming the color filter, the black matrix can be formed accurately and in a simple process. It becomes possible.
[0129]
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an example of a structure of a conventionally known color filter of an active matrix panel.
FIG. 2 is a process sectional view in the case where an active matrix panel using a thin film transistor (TFT) or the like is formed according to the first embodiment.
FIG. 3 is a process sectional view in the case of forming a black matrix according to a second embodiment.
FIG. 4 is a cross-sectional view when a black matrix is formed by superimposing patterns of respective colors.
FIG. 5 is a process sectional view in the case of forming a simple matrix type panel according to a third embodiment.
FIG. 6 is a process sectional view in the case where a color filter is formed according to a fourth embodiment using photosensitive polyimide.
FIG. 7 is a process sectional view in a case where a color filter is formed by a fifth embodiment using the LPD method.
FIG. 8 is a sectional view of a sixth embodiment in which a color filter is formed on a thin film transistor side substrate.
FIG. 9 is a sectional view of a seventh embodiment in which a color filter is formed below a pixel electrode.
FIG. 10 is a sectional view of an eighth embodiment in which a color filter is formed below a pixel electrode and a black matrix is also used by a gate line or the like.
FIG. 11 is a sectional view of a ninth embodiment in which a color filter is formed below a thin film transistor.
FIG. 12 is a process sectional view of an active matrix panel of a tenth embodiment in which a color filter is formed on a pixel electrode by an LPD method.
FIG. 13 is a process sectional view of an active matrix panel of an eleventh embodiment in which a color filter is formed below a pixel electrode by an LPD method.
FIG. 14 is a process sectional view of an active matrix panel according to a twelfth embodiment in which a color filter is formed by a LPD method below a pixel electrode, and a resist pattern is also formed in a portion where a contact hole is formed.
FIG. 15 is a process sectional view of an active matrix panel according to a thirteenth embodiment in which a color filter is formed under a pixel electrode by an LPD method and a black matrix is also used by a gate line or the like.
FIG. 16 is a process sectional view of an active matrix panel of a fourteenth embodiment in which the twelfth embodiment and the thirteenth embodiment are combined.
FIG. 17 is a process sectional view of an active matrix panel of a fifteenth embodiment in which a protective insulating film is provided between a color filter and a pixel electrode by the LPD method.
FIG. 18 is a process sectional view of an active matrix panel of a sixteenth embodiment in which a color filter made of a photosensitive polyimide film is formed on a pixel electrode.
FIG. 19 is a process sectional view of an active matrix panel of a seventeenth embodiment in which a color filter of a photosensitive polyimide film is formed below a pixel electrode.
FIG. 20 is a process cross section of an active matrix panel of an eighteenth embodiment in which a color filter made of a photosensitive polyimide film is formed under a pixel electrode, and a contact hole is also exposed when a pattern of the polyimide film is formed. FIG.
FIG. 21 is a process sectional view of an active matrix panel of a nineteenth embodiment in which a color filter of a photosensitive polyimide film is formed below a pixel electrode and a black matrix is also used by a gate line or the like.
FIG. 22 is a process sectional view of an active matrix panel of a twentieth embodiment combining the eighteenth embodiment and the nineteenth embodiment.
FIG. 23 is a process sectional view of an active matrix panel of a twenty-first embodiment in which a protective insulating film is provided between a color filter of a photosensitive polyimide film and a pixel electrode.
FIG. 24 is a process sectional view of an active matrix panel of a twenty-second embodiment in which a black matrix is formed by an LPD method using a resist pattern for forming a pixel electrode.
FIG. 25 is a process sectional view of an active matrix panel of a twenty-third embodiment in which a color filter provided on a counter substrate in the twenty-second embodiment is provided on a thin film transistor-side substrate.
FIG. 26 is a process sectional view of an active matrix panel of a twenty-fourth embodiment in which a color filter provided on a counter substrate in the twenty-second embodiment is provided below a pixel electrode on a thin film transistor-side substrate.
FIG. 27 is a process sectional view of a twenty-fifth embodiment in which a black matrix is formed by the LPD method using a color resist pattern forming a color filter.
FIG. 28 is a process sectional view of an active matrix panel of a twenty-sixth embodiment in which a black matrix or the like provided on a counter substrate in a twenty-fifth embodiment is provided on a thin film transistor side substrate.
FIG. 29 is a plan view showing the structure of a standard thin film transistor.
[Explanation of symbols]
507 ... Transparent conductive film
509 ... Color filter side substrate
105 ······ Red color filter section formed of gelatin dyed red
106 ... Green color filter formed of gelatin stained green
107 ····· Blue color filter section formed of gelatin dyed blue
602... Photosensitive polyimide film to which red dye is added
101, 209, 309, 801, 901, 1001, 1101, 1201, 1301, 1401, 1501, 1601, 1701, 1801, 1901, 2001, 2101, 2201, 2301, 2401, 2501, 2601, 2801 ... Thin film transistor side substrate
110, 210, 311, 802, 902, 1002, 1104, 1202, 1302, 1402, 1502, 1602, 1702, 1802, 1902, 2002, 2102, 2202, 2302, 2402, 2502, 2602, 2802,... Thin film transistor
201, 301, 501, 601, 701, 2701 ... board
203, 302, 401, 502, 603, 703, 1205, 1304, 1404, 1508, 1608, 1708, 1805, 1904, 2004, 2108, 2208, 2308 ... red pattern
204, 303, 402, 503, 604, 704, 1206, 1305, 1406, 1509, 1610, 1710, 1806, 1905, 2006, 2109, 2210, 2310... Green pattern
205, 304, 403, 504, 605, 705, 1207, 1306, 1407, 1510, 1611, 1711, 1807, 1906, 2007, 2110, 2211, 2311 ... blue pattern
104, 202, 305, 505, 606, 706, 805, 905, 1103,
1208, 1307, 1408, 1808, 1907, 2008, 2409, 2509, 2612, 2705, 2811 ... Black matrix
108, 206, 306, 506, 607, 707 ... protective insulating film
109, 207, 307, 508, 608, 708, 808, 908, 1108,
12111, 1314, 1415, 1516, 1617, 1718, 1811, 1914, 2015, 2116, 2217, 2318, 2415, 2515, 2615, 2715, 2815...
102, 208, 308, 510, 609, 709, 807, 907, 1010, 1107, 1210, 1313, 1414, 1515, 1616, 1717, 1810, 1913, 2014, 2115, 2216, 2317, 2411, 2514, 2614, 2814... Counter substrate
111, 211, 511, 803, 903, 1003, 1011, 1105, 1203, 1310, 1411, 1513, 1614, 1715, 1803, 1910, 2011, 2113, 2214, 2315, 2407, 2507, 2607, 2712, 2807 .... Pixel electrodes
112, 212, 214, 312, 314, 512, 514, 806, 810, 906, 910, 1009, 1013, 1106, 1111, 1209, 1213, 1312, 1316, 1413, 1417, 1514, 1518, 1615, 1619, 1716, 1720, 1809, 1813, 1912, 1916, 2013, 2017, 2114, 2118, 2215, 2219, 2316, 2320, 2410, 2417, 2513, 2517, 2613, 2617, 2714, 2715, 2813, 2817 ... ..Alignment films
103, 213, 313, 513, 809, 909, 1012, 1110, 1212, 1315, 1416, 1517, 1618, 1719, 1812, 1915, 2016, 2117, 2218, 2319, 2416, 2516, 2616, 2713, 2816 ····liquid crystal
804, 904, 1008, 1102 ... color filters
1004, 1503, 1603, 1703, 2103, 2203, 2303 ... gate line
1005, 1311, 1412, 1504, 1604, 1704, 1911, 2012, 2104, 2204, 2304 ... source line
1006, 1007, 1505, 1506, 1605, 1606, 1705, 1706, 1712, 2105, 2106, 2205, 2206, 2305, 2306, 2312 ... insulating film
1109, 1309, 1409, 1512, 1612, 1713, 1909, 2009, 2112, 2212, 2313 ... contact hole
702, 1204, 1303, 1308, 1403, 1410, 1507, 1511, 1607, 1613, 1707, 1714, 1908, 2010, 2111, 2213, 2314 ... resist pattern
1405, 1609, 1709, 2005, 2209, 2309 ... contact hole area
1804, 1903, 2003, 2107, 2207, 2307: photosensitive polyimide film to which a red dye is added

Claims (13)

At least one of an insulating material including a thin film transistor, a thin film transistor side substrate having a pixel electrode selectively driven by the thin film transistor, a counter substrate having a counter electrode, and a liquid crystal sandwiched between the thin film transistor side substrate and the counter substrate. A color filter is formed on the thin film transistor side substrate by a liquid phase film forming method in which a dye is included in a saturated aqueous solution of a compound containing two substances, the saturated aqueous solution is supersaturated, and the insulating material is deposited to form an insulating film. A method of manufacturing an active matrix type liquid crystal display device,
  A step of forming a resist pattern having water repellency with respect to the saturated aqueous solution for a portion of the thin film transistor side substrate where a contact hole is to be formed,
  Selectively forming an insulating film to which a first dye of the three primary colors has been added by using the liquid phase film forming method on a region where the resist pattern is not formed on the thin film transistor side substrate; ,
  Removing the resist pattern;
  Using the insulating film as a mask, etching the opening of the insulating film;
  Forming the pixel electrode electrically connected to the thin film transistor through the opening;
  A method for manufacturing an active matrix liquid crystal display device, comprising: At least one of an insulating material including a thin film transistor, a thin film transistor side substrate having a pixel electrode selectively driven by the thin film transistor, a counter substrate having a counter electrode, and a liquid crystal sandwiched between the thin film transistor side substrate and the counter substrate. A black matrix is formed on the thin film transistor side substrate by a liquid phase film forming method in which a dye is included in a saturated aqueous solution of a compound containing two substances, the saturated aqueous solution is supersaturated, and the insulating material is deposited to form an insulating film. A method of manufacturing an active matrix type liquid crystal display device,
  Forming a first pixel electrode electrically connected to a first thin film transistor on the thin film transistor side substrate;
  Forming a second pixel electrode electrically connected to a second thin film transistor on the thin film transistor side substrate;
  Forming a third pixel electrode electrically connected to a third thin film transistor on the thin film transistor side substrate;
  Forming a first color filter on the first pixel electrode using a first color resist of a first color of three primary colors;
  Forming a second color filter on the second pixel electrode with a second color resist of a second of the three primary colors;
  Forming a third color filter on the third pixel electrode with a third color resist of a third of the three primary colors;
  A step of selectively forming an insulating film to which a light-shielding dye is added by using the liquid phase film forming method on a region where the first to third color filters are not formed;
  A method for manufacturing an active matrix liquid crystal display device, comprising: At least one of an insulating material including a thin film transistor, a thin film transistor side substrate having a pixel electrode selectively driven by the thin film transistor, a counter substrate having a counter electrode, and a liquid crystal sandwiched between the thin film transistor side substrate and the counter substrate. A color filter is formed on the thin film transistor side substrate by a liquid phase film forming method in which a dye is contained in a saturated aqueous solution of a compound containing two substances, the saturated aqueous solution is supersaturated, the insulating substance is deposited, and an insulating film is formed. A method of manufacturing an active matrix type liquid crystal display device,
Forming a first resist pattern having water repellency on the saturated aqueous solution on the thin film transistor-side substrate ;
The first insulating film to which the first dye of the three primary colors is added is selectively formed on the region on the thin film transistor side substrate where the first resist pattern is not formed by the liquid phase film forming method. A step of forming a film on
Forming a second resist pattern having water repellency on the saturated aqueous solution on the thin film transistor-side substrate ;
A second insulating film to which a second dye of the three primary colors has been added is selectively formed on the thin film transistor side substrate in a region where the second resist pattern is not formed by the liquid phase film forming method. A step of forming a film on
Forming a third resist pattern having water repellency on the saturated aqueous solution on the thin film transistor-side substrate ;
A third insulating film to which a third dye of the three primary colors is added is selectively formed on the thin film transistor-side substrate in a region where the third resist pattern is not formed by the liquid phase film forming method. A step of forming a film on
A method of manufacturing an active matrix type liquid crystal display device, comprising: At least one of an insulating material including a thin film transistor, a thin film transistor side substrate having a pixel electrode selectively driven by the thin film transistor, a counter substrate having a counter electrode, and a liquid crystal sandwiched between the thin film transistor side substrate and the counter substrate. A black matrix is formed on the thin film transistor side substrate by a liquid phase film forming method in which a dye is contained in a saturated aqueous solution of a compound containing two substances, the saturated aqueous solution is supersaturated, the insulating substance is deposited, and an insulating film is formed. A method of manufacturing an active matrix type liquid crystal display device,
Forming a resist pattern having water repellency on the saturated aqueous solution on the thin film transistor side substrate ;
For a region where the resist pattern on the thin film transistor-side substrate is not formed, a step of selectively forming an insulating film to which a light-shielding dye is added by the liquid phase film forming method,
A method of manufacturing an active matrix type liquid crystal display device, comprising: In any one of claims 3 and 4 ,
An active matrix type liquid crystal comprising a step of forming a contact hole and a step of forming a pixel electrode after the step of forming an insulating film, wherein a color filter or a black matrix is formed below the pixel electrode. A method for manufacturing a display device. In any one of claims 3 and 4 ,
A step of forming a resist pattern also on a portion where a contact hole is formed in the first to third resist patterns or the resist pattern forming step, and forming the pixel electrode after the insulating film forming step Wherein a color filter or a black matrix is formed below the pixel electrode. In any one of claims 5 and 6 ,
An active matrix type liquid crystal comprising a step of forming a protective insulating film between the color filter or the black matrix and the pixel electrode between the insulating film forming step and the pixel electrode forming step. A method for manufacturing a display device. In claim 4 ,
A method of manufacturing an active matrix liquid crystal display device, wherein the resist pattern is a resist pattern used for patterning the pixel electrode. In claim 8 ,
A method for manufacturing an active matrix type liquid crystal display device, comprising a step of forming a color filter made of a color resist after the step of forming the insulating film. In claim 8 ,
Forming a color filter prior to forming the pixel electrode, wherein the color filter is formed below the pixel electrode. In claim 4 ,
A method for manufacturing an active matrix liquid crystal display device, comprising a step of forming a color filter composed of a color resist, wherein the resist pattern is a pattern of the color resist. In any of claims 9 or 11 ,
A method of manufacturing an active matrix liquid crystal display device, wherein the color resist is made of a conductive material, and the color resist is formed on the pixel electrode. In any one of claims 3 to 12 ,
A step of forming at least one of a gate line, a source line, and a capacitor line, and applying the resist pattern to at least one of the gate line, the source line, and the capacitor line during the resist pattern forming step. A method for manufacturing an active matrix liquid crystal display device, wherein the active matrix type liquid crystal display device is formed so as to be overlapped, and at least one of a gate line, a source line, and a capacitor line also serves as a vertical or horizontal direction or a vertical and horizontal direction black matrix.

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