JP2005167265A - アレイ基板の製造方法、アレイ基板、および液晶表示装置 - Google Patents

アレイ基板の製造方法、アレイ基板、および液晶表示装置 Download PDF

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Abstract

【課題】 高抵抗かつ高耐熱の遮光膜を有するアレイ基板を安価に製造する方法を提供する。
【解決手段】 高耐熱性遮光部材からなる遮光膜が設けられた透明基板上に、CVD法により、絶縁膜、半導体層及び電極を成膜してTFTを形成する工程及び画素電極を形成する工程を具備するアレイ基板の製造方法である。前記遮光膜は、透明基板上に、下記一般式(1)で表される加水分解性基を有するシラン化合物又はオリゴマーと、平均粒子径0.5μm以下で４〜11族かつ第４周期の金属群から選択された金属を含有する金属酸化物とを含有する塗膜を形成する工程、前記塗膜をパターニングする工程、及び前記塗膜パターンを加熱乾燥する工程により作製される。
Ｒ1Ｒ2Ｒ3Ｒ4Ｓｉ （１）
（上記一般式(1)中、Ｒ1，Ｒ2は加水分解性基、Ｒ3，Ｒ4は夫々水素原子、置換又は非置換のアルキル基、アリール基、アリル基、加水分解性基であるが、Ｒ3，Ｒ4の少なくとも１個は水素原子又は加水分解性基である。）
【選択図】 図４

Description

本発明は、アレイ基板の製造方法、この方法により製造されたアレイ基板、およびこのアレイ基板を用いた液晶表示装置に関する。
近年、非晶質シリコン（α−Ｓｉ）膜を用いた薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）をスイッチング素子として構成されたアクティブマトリックス型液晶表示素子（ＬＣＤ）が注目され、パーソナルコンピュータ等の表示素子として広く普及しつつある。さらに、低温焼成が可能なα−Ｓｉ膜を用いたＴＦＴアレイを安価なガラス基板上に構成することによって、大面積、高精細、かつ高画質なパネルディスプレイ（フラット型テレビジョン）を低コストで製造することも可能であり、大きく期待されている。
ところでカラー液晶表示装置がＣＲＴに完全に置き換わるためには、安価に提供されなければならないが、現在のところＣＲＴとの価格差は未だ縮まっていない。液晶表示装置の価格を決定する一つの要因としてアレイ基板が挙げられるため、このアレイ基板は、高性能化はもちろんのこと、製造コストの削減が必須であり工程数の減少が求められている。
なお、従来の液晶表示装置は、例えば図９に示すような構成である。すなわち、ガラス基板７１上にゲート線７２および容量線７９が形成され、これらのゲート線７２および容量線７９は、ゲート絶縁膜７３により覆われている。さらに、このゲート絶縁膜７３の上には、α−Ｓｉ層７４、ｎ+α−Ｓｉ層７５ａ、７５ｂ、ソース電極７６ａおよびドレイン電極７６ｂから構成されたＴＦＴが形成され、ドレイン電極７６ｂには、ＩＴＯからなる画素電極７８ａが接続されている。また画素電極７８ａの一部が露出するように、パッシベーション膜７７がこの画素電極７８ａの上に形成されている。
一方、対向する基板８０上には、ブラックマトリックス８１、カラーフィルタ８２、およびＩＴＯからなる対向電極８３が順次形成されている。これらの２つの基板を対向配置し、この間に液晶層８４が挟持されて液晶表示装置が構成される。しかしながら、図９に示す液晶表示装置のようにカラーフィルタ基板にブラックマトリックスが形成されていると、開口率に制限があり高開口率を実現できない。そこで最近では、アレイ基板とカラーフィルタ基板との合わせマージンが少なく開口率を上げるために、ブラックマトリックスをアレイ基板に形成したブラックマトリックスオンアレイ基板が作製されている。
また、スイッチング素子として、従来のα−ＳｉＴＦＴよりも性能が大幅に向上する多結晶シリコン（ｐ−Ｓｉ）膜を用いたＴＦＴを採用した液晶表示装置などが提案されている。
従来から液晶表示装置のスイッチング素子として用いられているα−ＳｉＴＦＴには、主にスタガ構造（図１０（ａ））と逆スタガ構造（図１０（ｂ））との２種類の構造がある。アレイ基板の製造工程数の削減のためには、図１０（ａ）に示すようなスタガ構造の方が逆スタガ構造より有利であることが報告されているが、スタガ構造のα−ＳｉＴＦＴは次のような問題を有している。すなわち、逆スタガ構造ではガラス基板８６上において、ゲート電極９１ａおよびゲート線９１ｂが、ゲート絶縁膜９０を介して半導体層８９の下方に設けられているため、ソース電極８７およびドレイン電極８８間のＴＦＴのチャネル領域がバックライトの光などから遮蔽されている。これに対し、スタガ構造では、ゲート電極９１ａとゲート線９１ｂとが半導体層８９の上部に形成されているためにバックライトの光などを遮蔽することができず、そのような光がチャネル領域に到達してＴＦＴに光リーク電流が発生してしまう。
一方、多結晶シリコン（ｐ−Ｓｉ）膜を用いたＴＦＴには、図１０（ｃ）に示すようなコプラナ構造と図１０（ｄ）に示すような逆コプラナ構造とがあり、一般的には、コプラナ構造（図１０（ｃ））のＴＦＴが使用されている。このコプラナ構造も、ゲート電極９１ａとゲート線９１ｂとが半導体層９３の上部に設けられているために、スタガ構造の場合と同様にチャネル領域への光の侵入による光リーク電流の問題が避けられない。
スタガ構造およびコプラナ構造のＴＦＴ素子における光リーク電流の問題は、透明基板上に、遮光膜を兼ねたブラックマトリックスを予め作製した後、チャネル領域の下方にブラックマトリックスが位置するように、これらの構造のＴＦＴ素子などを構築することにより克服することができるが、現在の遮光膜には種々の問題がある。
通常、ＴＦＴは高温プロセスを経て作製されるものであり、プロセス温度は、例えばα−ＳｉＴＦＴでは３００℃以上、ｐ−ＳｉＴＦＴでは６００℃以上にも及んでいる。したがって、ブラックマトリックス（遮光膜）には、このような高温に耐え得る耐熱性と、高抵抗（１０9Ω・ｃｍ）とが要求される。ブラックマトリックスとして金属（クロムなど）や半導体（シリコン）などの材料は、耐熱性の点では満足のいくものであるが、これらは低抵抗物質であるため、次のような問題が生じる。すなわち、低抵抗物質で作製したブラックマトリックスでは、前記ブラックマトリックスと信号線やソース電極との間に電気的な容量カップリングが生じ、液晶表示装置としてはクロストーク現象として現れ、消費電力の増大や画質低下の原因となってしまう。一方、黒色顔料分散レジストは高抵抗であるが、このレジストから作製されたブラックマトリックスでは、ＴＦＴ作製のためのプロセス温度の耐熱性がないなどの問題があった。すなわち、高抵抗であるとともに高い耐熱性を有する遮光膜は、未だ得られていない。
本発明は、高開口率かつ低消費電力であり、高抵抗かつ高耐熱の遮光膜を有するアレイ基板を、低コストで製造する方法を提供することを目的とする。また本発明は、かかるアレイ基板およびこれを用いた液晶表示装置を提供することを目的とする。
本発明の一態様にかかるアレイ基板の製造方法は、透明基板上に高耐熱性遮光部材からなる遮光膜を形成する工程、
前記遮光膜上にプラズマＣＶＤ法により保護膜を形成する工程、
前記保護膜上に、ソース電極とドレイン電極とを離間して形成する工程、
前記ソース電極とドレイン電極とに接触させて、これらの間の前記保護膜上に、３００℃以上のプラズマＣＶＤ法により真性アモルファスシリコン層からなる半導体層を形成する工程、
前記半導体層上に、プラズマＣＶＤ法によりゲート絶縁膜を形成する工程、
前記ゲート絶縁膜上にゲート電極を形成する工程、
前記ゲート電極が形成された前記透明基板の全面に、プラズマＣＶＤ法によりパッシベーション膜を形成する工程、および
前記ソース電極またはドレイン電極に接続して、前記パッシベーション膜上に画素電極を形成する工程を具備するアレイ基板の製造方法であって、
前記遮光膜は、透明基板上に、下記一般式（１）で表される加水分解性基を有するシラン群から選ばれる１種以上のシラン化合物、あるいはこのシラン化合物から誘導される重合度１０以下の直鎖状もしくは環状のシランオリゴマーまたはシロキサンオリゴマーと、平均粒子径０．５μｍ以下であり、少なくとも４〜１１族かつ第４周期の金属群から選択された１種以上の金属を含有する着色成分としての金属酸化物とを含有する塗膜を形成する工程、
前記塗膜の上にホトレジスト膜を形成する工程、
前記ホトレジスト膜にパターン露光を施した後、現像してレジストパターンを得る工程、
前記レジストパターンをマスクとして前記塗膜をパターニングし、塗膜パターンを形成する工程、および
前記パターニングされた塗膜を加熱乾燥する工程により作製されることを特徴とする。
Ｒ1Ｒ2Ｒ3Ｒ4Ｓｉ （１）
（上記一般式（１）中、Ｒ1，Ｒ2は加水分解性基、Ｒ3，Ｒ4はそれぞれ水素原子、置換または非置換のアルキル基、アリール基、アリル基、加水分解性基であるが、Ｒ3，Ｒ4の少なくとも１個は、水素原子または加水分解性基である。）
本発明の他の態様にかかるアレイ基板の製造方法は、透明基板上に高耐熱性遮光部材からなる遮光膜を形成する工程、
前記遮光膜上にプラズマＣＶＤ法により保護膜を形成する工程、
前記保護膜上に、プラズマＣＶＤ法により真性アモルファスシリコン層を堆積し、６００℃以上でアニールして真性多結晶シリコン層からなる半導体層を形成する工程、
前記半導体層上に、プラズマＣＶＤ法によりゲート絶縁膜を形成する工程、
前記ゲート絶縁膜上にゲート電極を形成する工程、
前記ゲート電極が形成された前記透明基板の全面に、プラズマＣＶＤ法によりパッシベーション膜を形成する工程、
前記絶縁膜上に、前記半導体層と接続して、ソース電極およびドレイン電極を形成する工程、
前記ソース電極またはドレイン電極に接続して、前記絶縁膜上に画素電極を形成する工程、および
前記ソース電極およびドレイン電極上にパッシベーション膜を形成する工程を具備するアレイ基板の製造方法であって、
前記遮光膜は、透明基板上に、下記一般式（１）で表される加水分解性基を有するシラン群から選ばれる１種以上のシラン化合物、あるいはこのシラン化合物から誘導される重合度１０以下の直鎖状もしくは環状のシランオリゴマーまたはシロキサンオリゴマーと、平均粒子径０．５μｍ以下であり、少なくとも４〜１１族かつ第４周期の金属群から選択された１種以上の金属を含有する着色成分としての金属酸化物とを含有する塗膜を形成する工程、
前記塗膜の上にホトレジスト膜を形成する工程、
前記ホトレジスト膜にパターン露光を施した後、現像してレジストパターンを得る工程、
前記レジストパターンをマスクとして前記塗膜をパターニングし、塗膜パターンを形成する工程、および
前記パターニングされた塗膜を加熱乾燥する工程により作製されることを特徴とする。
Ｒ1Ｒ2Ｒ3Ｒ4Ｓｉ （１）
（上記一般式（１）中、Ｒ1，Ｒ2は加水分解性基、Ｒ3，Ｒ4はそれぞれ水素原子、置換または非置換のアルキル基、アリール基、アリル基、加水分解性基であるが、Ｒ3，Ｒ4の少なくとも１個は、水素原子または加水分解性基である。）
本発明の他の態様にかかるアレイ基板の製造方法は、透明基板上に高耐熱性遮光部材からなる遮光膜を形成する工程、
前記遮光膜上にプラズマＣＶＤ法により保護膜を形成する工程、
前記保護膜上に、ソース電極とドレイン電極とを離間して形成する工程、
前記ソース電極とドレイン電極とに接触させて、これらの間の前記保護膜上に、３００℃以上のプラズマＣＶＤ法により真性アモルファスシリコン層からなる半導体層を形成する工程、
前記半導体層上に、プラズマＣＶＤ法によりゲート絶縁膜を形成する工程、
前記ゲート絶縁膜上にゲート電極を形成する工程、
前記ゲート電極が形成された前記透明基板の全面に、プラズマＣＶＤ法によりパッシベーション膜を形成する工程、および
前記ソース電極またはドレイン電極に接続して、前記パッシベーション膜上に画素電極を形成する工程を具備するアレイ基板の製造方法であって、
前記遮光膜は、透明基板上にホトレジスト膜を形成する工程、
前記ホトレジスト膜にパターン露光を施した後、現像処理してレジストパターンを得る工程、
前記透明基板およびレジストパターン上に、下記一般式（１）で表される加水分解性基を有するシラン群から選ばれる１種以上のシラン化合物、あるいはこのシラン化合物から誘導される重合度１０以下の直鎖状もしくは環状のシランオリゴマーまたはシロキサンオリゴマーと、平均粒子径０．５μｍ以下であり、少なくとも４〜１１族かつ第４周期の金属群から選択された１種以上の金属を含有する着色成分としての金属酸化物とを含有する塗膜を形成する工程、
前記レジストパターンを除去することにより、この上に位置する前記塗膜を選択的に除去して塗膜パターンを形成する工程、および
前記塗膜パターンを加熱乾燥する工程により作製されることを特徴とする
Ｒ1Ｒ2Ｒ3Ｒ4Ｓｉ （１）
（上記一般式（１）中、Ｒ1，Ｒ2は加水分解性基、Ｒ3，Ｒ4はそれぞれ水素原子、置換または非置換のアルキル基、アリール基、アリル基、加水分解性基であるが、Ｒ3，Ｒ4の少なくとも１個は、水素原子または加水分解性基である。）
本発明の他の態様にかかるアレイ基板の製造方法は、透明基板上に高耐熱性遮光部材からなる遮光膜を形成する工程、
前記遮光膜上にプラズマＣＶＤ法により保護膜を形成する工程、
前記保護膜上に、プラズマＣＶＤ法により真性アモルファスシリコン層を堆積し、６００℃以上でアニールして真性多結晶シリコン層からなる半導体層を形成する工程、
前記半導体層上に、プラズマＣＶＤ法によりゲート絶縁膜を形成する工程、
前記ゲート絶縁膜上にゲート電極を形成する工程、
前記ゲート電極が形成された前記透明基板の全面に、プラズマＣＶＤ法によりパッシベーション膜を形成する工程、
前記絶縁膜上に、前記半導体層と接続して、ソース電極およびドレイン電極を形成する工程、
前記ソース電極またはドレイン電極に接続して、前記絶縁膜上に画素電極を形成する工程、および
前記ソース電極およびドレイン電極上にパッシベーション膜を形成する工程を具備するアレイ基板の製造方法であって、
前記遮光膜は、透明基板上にホトレジスト膜を形成する工程、
前記ホトレジスト膜にパターン露光を施した後、現像処理してレジストパターンを得る工程、
前記透明基板およびレジストパターン上に、下記一般式（１）で表される加水分解性基を有するシラン群から選ばれる１種以上のシラン化合物、あるいはこのシラン化合物から誘導される重合度１０以下の直鎖状もしくは環状のシランオリゴマーまたはシロキサンオリゴマーと、平均粒子径０．５μｍ以下であり、少なくとも４〜１１族かつ第４周期の金属群から選択された１種以上の金属を含有する着色成分としての金属酸化物とを含有する塗膜を形成する工程、
前記レジストパターンを除去することにより、この上に位置する前記塗膜を選択的に除去して塗膜パターンを形成する工程、および
前記塗膜パターンを加熱乾燥する工程により作製されることを特徴とする。
Ｒ1Ｒ2Ｒ3Ｒ4Ｓｉ （１）
（上記一般式（１）中、Ｒ1，Ｒ2は加水分解性基、Ｒ3，Ｒ4はそれぞれ水素原子、置換または非置換のアルキル基、アリール基、アリル基、加水分解性基であるが、Ｒ3，Ｒ4の少なくとも１個は、水素原子または加水分解性基である。）
本発明の態様にかかるアレイ基板は、透明基板と、半導体層と、この半導体層の上に絶縁膜を介して形成されたゲート電極と、前記半導体層の前記ゲート電極が形成されている側、またはこれに対向する側に形成され、互いに離間して設けられたソース電極およびドレイン電極と、前記ソース電極またはドレイン電極に接続された画素電極とを具備し、前記半導体層の下方に遮光膜を有するアレイ基板であって、前記遮光膜は、下記一般式（１）で表される加水分解性基を有するシラン群から選ばれる１種以上のシラン化合物、あるいはこのシラン化合物から誘導される重合度１０以下の直鎖状もしくは環状のシランオリゴマーまたはシロキサンオリゴマーを、加水分解および部分縮重合させることによって得られたＳｉ−Ｏ−Ｓｉ結合の三次元構造を有するケイ素系マトリックス中に、平均粒子径０．５μｍ以下で少なくとも４〜１１族かつ第４周期の金属群から選択された１種以上の金属を含有する高耐熱性遮光部材からなり、請求項１ないし６のいずれか１項に記載の方法により製造されたことを特徴とする。
Ｒ1Ｒ2Ｒ3Ｒ4Ｓｉ （１）
（上記一般式（１）中、Ｒ1，Ｒ2は加水分解性基、Ｒ3，Ｒ4はそれぞれ水素原子、置換または非置換のアルキル基、アリール基、アリル基、加水分解性基であるが、Ｒ3，Ｒ4の少なくとも１個は、水素原子または加水分解性基である。）
本発明の態様にかかる液晶表示装置は、前述のアレイ基板、このアレイ基板と離間・対向して配置され、主面に対向電極が形成された対向基板、および、これらのアレイ基板と対向基板間に挟持された液晶層を具備することを特徴とする。
本発明によれば、高開口率かつ低消費電力であり、高抵抗かつ高耐熱の遮光膜を有するアレイ基板を、低コストで製造する方法が提供される。また本発明によれば、かかるアレイ基板およびこれを用いた液晶表示装置が提供される。
以下、本発明を詳細に説明する。本発明の実施形態における高耐熱性遮光部材に用いられる着色成分は、可視光領域（波長４００〜８００ｎｍ）の光を大きく吸収し、遮光剤として作用する。このような着色成分としては、４〜１１族かつ第４周期の金属群（Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ）から選択される１種の金属の酸化物を単独で使用してもよいが、可視光領域全体に対する遮光剤として有効に機能させるためには、上記金属群から選択される２種以上の金属を含有する酸化物を用いることが好ましい。特に、Ｖ，Ｃｒ，Ｍｎ，ＣｏおよびＮｉの酸化物は、広い領域の波長の光を吸収させるうえで、複数種を組み合わせて使用することが望まれる。
同様の理由から、前述の金属群から選択された２種以上の金属の複合酸化物は、本発明における着色成分としてより好ましい。ここでの複合金属酸化物としては、具体的には、例えば、Ｎｉ−Ｃｕ，Ｃｒ−Ｆｅ，Ｆｅ−Ｃｕ，Ｔｉ−Ｍｎ−Ｃｕ，Ｍｎ−Ｆｅ−Ｃｕ，Ｃｒ−Ｍｎ−ＣｕおよびＣｒ−Ｃｕ−Ｆｅ等を含有する酸化物が挙げられる。
本発明の実施形態においては、上述のような金属酸化物や複合金属酸化物の平均粒子径が０．５μｍを越えると、十分に高抵抗の遮光部材を得ることが困難となるので、本発明の実施形態における高耐熱性遮光部材を形成する際には、使用される金属酸化物の平均粒子径を０．５μｍ以下に規定した。なお、ここで、高耐熱性遮光部材におけるこうした平均粒子径の値は、例えば、断面のＴＥＭ観察により容易に求めることができる。この粒子の形状は、何等限定されず、球状、リン片状、あるいは不定形であってもよい。
本発明の実施形態において、高耐熱性遮光部材における前記金属酸化物の配合量は、３０〜９０ｗｔ％であることが好ましく、５〜２５ｗｔ％がより好ましい。３０ｗｔ％未満では十分な遮光性が得られ難く、一方９０ｗｔ％を越えると十分に高抵抗の遮光部材を得ることが困難となる。
本発明の実施形態における高耐熱性遮光部材において、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ結合の三次元構造を有するケイ素系マトリックスは、例えば、下記一般式（１）で表される加水分解性基を有するシラン群から選ばれる１種以上のシラン化合物、あるいはこのシラン化合物から誘導される重合度１０以下の直鎖状もしくは環状のシランオリゴマーまたはシロキサンオリゴマーを、加水分解および部分縮重合させることによって得られたケイ素系高分子を前駆体として形成することができる。
Ｒ1Ｒ2Ｒ3Ｒ4Ｓｉ （１）
（上記一般式（１）中、Ｒ1，Ｒ2は加水分解性基、Ｒ3，Ｒ3はそれぞれ水素原子、置換または非置換のアルキル基、アリール基、アリル基、加水分解性基であるが、Ｒ3，Ｒ4の少なくとも１個は、水素原子または加水分解性基である。）
ここで、Ｒ1，Ｒ2 の具体例としては、アルコキシ基などの加水分解性基が挙げられるが、これらに限定されるものではない。また、Ｒ3，Ｒ4の具体例としては、例えば、水素原子；メチル基、エチル基、プロピル基などのアルキル基；ビニル基などのアリル基；フェニル基、ナフチル基などのアリール基；トリフルオロメチル基、トリフルオロプロピル基などのフルオロアルキル基；アルコキシ基などの加水分解性基などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。なお、特に高耐熱また高抵抗の遮光部材を得るうえでは、Ｒ1，Ｒ2としてはメトキシ基およびエトキシ基が好ましく、Ｒ3，Ｒ4としては、水素原子、メチル基、メトキシ基およびエトキシ基が好ましい。
上記一般式（１）で表される加水分解性基を有するシラン化合物としては、具体的には、テトラエトキシシラン、テトラメトキシシラン、ジエトキシシラン、メチルジエトキシシラン、トリエトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、フェニルアセトキシシラン、および３，３，３−トリフルオロプロピルエトキシシランなどが挙げられる。また、このようなシラン化合物から誘導されるシランオリゴマーまたはシロキサンオリゴマーとしては、Ｍシリケート５１（多摩化学製）、エチルシリケート４５（多摩化学製）、ペンタエトキシペンタメトキシシクロペンタシロキサン、ペンタメチルシクロペンタシロキサン、シルセスオキサンなどが挙げられるが、これらに限定されるものではない。また、加水分解性基を有するシラン化合物、あるいはこのシラン化合物から誘導されるシランオリゴマーまたはシロキサンオリゴマーは、単独でまたは２種以上を組み合わせて使用することができる。
これらの加水分解性基を有するシラン化合物に、水および極性溶媒を加えて、必要に応じて加熱することで加水分解および部分縮重合反応させることにより、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ結合の三次元構造を有するケイ素系マトリックスの前駆体としてのケイ素系高分子の溶液が得られる。さらにこのとき、上述したような加水分解および部分縮重合反応を促進させるための触媒を用いてもよい。
なおここでの極性溶媒は特に限定されないが、例えば、イソプロパノール、ｎ−ブタノール、アセチルアセトン、およびエチルセロソルブ等が挙げられ、これらは、単独でまたは２種以上の混合溶媒として用いることができる。この極性溶媒の配合量は、適宜選択することができるが、例えば、水１重量部に対して極性溶媒０．１〜１０００重量部程度とすることが好ましい。
触媒としては、塩酸、硝酸、燐酸、硫酸および酢酸等の酸触媒；アンモニア、エタノールアミン等の塩基触媒が挙げられ、シラン化合物などの種類等に応じてその種類および配合量を選択することができる。
具体的には、上述の成分を加水分解性基を有するシラン化合物などに加え、４０〜８０℃で１０〜３００分程度反応させることにより、加水分解および部分縮重合が生じてシラノール（Ｓｉ−ＯＨ）を有するケイ素系高分子の溶液が得られる。なお、ここで得られるケイ素系高分子の分子量は、５００〜１００，０００程度であることが好ましい。５００未満であると、高耐熱性遮光部材を本発明の実施形態にかかるアレイ基板の遮光膜などに適用する場合に塗膜の形成が困難となり、一方１００，０００を越えると、溶液の流動性が失われるおそれがある。
本発明の実施形態において、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ結合の三次元化構造を有するケイ素系マトリックス中に、着色成分としての金属酸化物が含有されてなる遮光部材を製造するための原料組成物は、上述したようなケイ素系マトリックスの前駆体としてのケイ素系高分子と着色成分としての金属酸化物とを含有する溶液からなるものであり、次のような方法で調製することができる。例えば、予め調製した着色成分を含有する分散液に、水、極性溶媒、および必要に応じて触媒とともに加水分解性基を有するシラン化合物などを直接加えて、加水分解および部分縮重合反応させる。あるいは、ケイ素系高分子溶液を別途調製し、着色成分を含有する分散液と混合することにより、着色成分とケイ素系高分子とを含む原料組成物を調製してもよい。
ここで着色成分を含有する分散液は、上述したような金属酸化物を水または有機溶媒中に分散させることで調製される。このときの有機溶媒としては、例えば、トルエン、キシレン、クメン、エチルベンゼンなどの置換芳香族炭化水素系溶媒、テトラヒドロフラン、エチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテルなどのエーテル系溶媒が挙げられる。これらは、単独でまたは組み合わせて使用することができ、さらに水との混合溶媒を用いてもよい。
なお、金属酸化物は、適切な分散剤を用いて溶媒に分散させることが好ましい。このような分散剤の配合量は適宜決定することができるが、例えば、金属酸化物１００重量部に対して１〜３００重量部であることが好ましい。
また、原料組成物中におけるケイ素系高分子の配合量は、着色成分１００重量部に対して１〜４００重量部であることが好ましく、２０〜２００重量部であることがより好ましい。１重量部未満ではケイ素系高分子を添加した効果を十分に得られず、一方４００重量部を越えると、塗膜を形成にした際に、十分な遮光性が得られないおそれがある。
得られた原料組成物には、塗膜性能を改善するために、必要に応じてレベリング剤、消泡剤、接着改良剤等を少量添加してもよい。他の実施形態におおける高耐熱性遮光部材において、ＡｌおよびＳｉから選択された少なくとも１種の酸化物からなる無機酸化物ガラスは、下記一般式（２）で表される金属アルコキシドを加水分解および部分縮合させることによって得られた金属酸化物ゾルを前駆体として形成することができる。
Ｒ3 xＭ（ＯＲ4）n-x （２）
（上記一般式（２）中、Ｒ3は水素原子、置換または非置換のアルキル基、Ｒ4は置換または非置換のアルキル基であり、ｎは２または４、ｘ＝０または１、ＭはＡｌまたはＳｉである。）
ここでのＲ3 のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。このような金属アルコキシドは、単独でまたは２種以上を組み合わせて使用することができる。また、上述の一般式（２）におけるＭがＡｌ，Ｓｉでなく、Ｂ，ＺｒおよびＴｉである金属アルコキシドを併用してもよいが、アルミニウムおよびケイ素以外のアルコキシドの配合量は、金属アルコキシド全量中５０ｗｔ％以下とすることが好ましい。これは、５０ｗｔ％を越えると、十分に高抵抗の遮光部材が得られないおそれがあるためである。
上記一般式（２）で表される金属アルコキシドとしては、具体的には、アルミニウムイソプロポキシド、トリエトキシシラン、テトラエトキシシランなどが挙げられるが、これらに限定されるものではない。さらに、Ｂ，Ｚｒ，Ｔｉのアルコキシドとしては、具体的には、チタンイソプロポキシド、ジルコニウムエトキシド、トリエチルボレートなどが挙げられる。
これらの金属アルコキシドに、水および極性溶媒を加えて必要に応じて加熱することで加水分解および部分縮合反応させることにより、ＡｌおよびＳｉから選択された少なくとも１種の酸化物からなる無機酸化物ガラスの前駆体としての金属酸化物ゾルが得られる。なおここでも、上述したような加水分解および部分縮重合反応を促進させるための触媒を用いることができ、こうした触媒や極性溶媒としては、上記一般式（１）で表わされるシラン化合物などを加水分解および部分縮重合反応させる場合と同様のものが用いられる。以下、上記一般式（１）で表わされるシラン化合物などを、上記一般式（２）で表される金属アルコキシドに変更する以外は、前述と全く同様にして、遮光部材を製造するための他の原料組成物が得られる。
本発明の実施形態では、例えば上述したようにして得られた原料組成物を基材上に塗布し乾燥した後、加熱することによって本発明の実施形態における遮光部材が得られる。基材としては、特に限定されず、遮光が要求される任意の材料を用いることができ、例えば透明基板が挙げられる。この場合には、スピンコーティング、ディッピングなどにより前述の原料組成物を透明基板上に塗布することができる。
こうして基材上に形成された塗膜を加熱することにより、本発明の実施形態における遮光部材では、ケイ素系高分子中のシラノール（Ｓｉ−ＯＨ）の縮重合が進行してＳｉ−Ｏ−Ｓｉ結合を有する三次元構造のケイ素系マトリックスが形成される。また、他の実施形態における遮光部材の場合も、金属酸化物ゾルの縮重合が進行して高分子量化することにより無機酸化物ガラスが形成される。従って、このようなケイ素系マトリックスまたは無機酸化物ガラス中に、着色成分が含有されてなる高抵抗、高耐熱の遮光部材が得られる。
なお、上述のようにして製造された遮光部材中には、４〜１１族かつ第４周期の金属群、およびＡｌ，Ｓｉ，Ｏ以外の元素、例えば上記一般式（１）で表されるシラン化合物や、上記一般式（２）で表される金属アルコキシドの炭化水素基に由来する炭素や水素などが含有されてもよい。ただし、その含有量は５０ｗｔ％未満であることが好ましい。
上述したの遮光部材を遮光膜として電子部品に適用する場合には、その膜厚は２μｍ以下とすることが好ましい。特にアレイ基板においてＴＦＴのチャネル領域への光を遮蔽するための遮光膜として形成する場合には、焼成後に０．５μｍ以下の膜厚であることが好ましい。またこの場合には、広い領域の波長の光を確実に吸収させるために、上述した通り複数の金属を含有する酸化物を着色成分として使用することが好ましい。
塗膜の加熱温度は、基材の種類、用途等に応じて適宜選択することができるが、例えば、上述した遮光部材をα−ＳｉＴＦＴの遮光膜として製造する場合には、３００〜４００℃であり、ｐ−ＳｉＴＦＴの遮光膜として製造する場合は、４００〜６５０℃とすることができる。
なお、基材上に形成された塗膜は、加熱前にホトリソグラフィ法およびホトエッチング法により所定のパターンに形成することができる。この場合、レジストとしては、例えば、ｉ線、ｇ線に感光するアルカリ現像用または水溶性レジストを用いることができ、現像液としては、アルカリ水溶液を用いることができる。また、エッチング液としては、ＨＦ、ＢＨＦ、ＨＣｌ、Ｈ2ＳＯ4およびＨＮＯ3などの酸；ＫＯＨ、ＮａＯＨ、ＮＨ2ＮＨ2およびＮＨ2ＯＨなどの塩基；ＮＨ4Ｆ、ＮａＦおよびＫＦなどの塩類、さらには上述したような酸類と塩類の混合液等が挙げられる。なお、ＫＯＨ、ＮａＯＨ、ＮＨ2ＮＨ2、ＮＨ2ＯＨなどの塩基、これらの塩基とＮａＦ、ＫＦなどのフッ化物との混合物は、現像液とエッチング液とを兼ねることができるので好ましい。
こうして所定のパターンが転写された遮光部材の原料組成物の塗膜は、必要に応じて洗浄した後、上述のように加熱することによりパターン化された遮光部材が得られる。なお、ここでのレジストパターンをエッチングマスクとした塗膜のエッチングに際し、塗膜がガラス基板上に形成されている場合は、ガラス基板の裏面側をエッチング液に対する耐性を備えた材料で保護することが望まれる。
本発明の実施形態における遮光部材の製造方法は、以上の説明に限定されるものではない。例えば、着色成分としての４〜１１族かつ第４周期の金属群の有機金属錯体から選択される少なくとも１種と、上記一般式（１）または一般式（２）で表される化合物とを、スパッタリング法あるいはＣＶＤ（プラズマＣＶＤも含む）法で基板上に堆積させてもよい。
上述したような金属を含有する有機金属錯体としては、例えば、オレフィン−π錯体、η6−アレーン錯体、π−アリル錯体、シクロペンタジエニル錯体、アルキル遷移金属錯体、アリール遷移金属錯体、カルベン錯体、カルビン錯体、ヒドリド錯体、およびカルボニル錯体などが挙げられる。具体的には、マンガンアセチルアセトナート、銅アセチルアセトナート、鉄アセチルアセトナート、ジシクロペンタジエニルマンガン、フェロセン、鉄カルボニル、コバルトアセチルアセトナート、ニッケルアセチルアセトナート、クロムカルボニル、およびクロムアセチルアセトナート等を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
こうして基板上に形成された膜を上述したように加熱することによって、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ結合の三次元構造を有するケイ素系マトリックス、またはＡｌ、Ｓｉの少なくとも一方の酸化物からなる無機酸化物ガラス中に、黒色の金属酸化物が含有された本発明の実施形態における遮光部材が形成される。
なお、加熱に先だって、上述のように遮光部材をパターニングしてもよい。本発明の実施形態における遮光部材は、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ結合の三次元構造を有するケイ素系マトリックス、あるいはＡｌおよびＳｉから選択された少なくとも一方の酸化物からなる無機酸化物ガラスと、着色成分としての金属酸化物を成分としているので、約１．０以上の十分な光学濃度を有するとともに、１０9Ω・ｃｍ以上程度の高抵抗、かつ、３００℃以上の高温プロセスにも耐え得る高耐熱性という優れた特性を備えている。さらに、このような遮光部材を遮光膜として形成した本発明の実施形態にかかるアレイ基板、およびこれを用いた液晶表示装置は、上述したように遮光膜が高抵抗であることに起因して、低消費電力を実現することができる。さらに、本発明の実施形態にかかるアレイ基板においては、ブラックマトリックスを兼ねた遮光膜を形成することもでき、この場合には高開口率を確保できる。
以下に、実施例および比較例を示して、本発明をさらに詳細に説明する。
実験例１
加水分解性基を有するシラン化合物から誘導されるシロキサンオリゴマーとしてのＭシリケート５１（多摩化学製）１５．０ｇをエチルセロソルブ１５．０ｇとｎ−ブタノール５．０ｇとの混合溶媒に溶解し、水５．０ｇを加えてよく攪拌した。次いで、濃硝酸０．０６ｇを加え６０℃で１時間加熱した後、急冷して室温に戻し、さらにエチルセロソルブ５．０ｇおよびｎ−ブタノール１５．０ｇを加えてケイ素系高分子溶液を得た。
一方、着色成分としてのＦｅ−Ｃｕ−Ｍｎ複合酸化物（平均粒子径０．５μｍ）を、イソプロピルアルコール中に分散して、固形分濃度１５ｗｔ％の着色成分の分散液を調製した。
次いで、前述のケイ素系高分子溶液３０．０ｇ、着色分散液１００ｇ、およびレベリング剤としてのＦＣ４３０（３Ｍ社製）の１０ｗｔ％ブチルセロソルブアセテート溶液７．９７ｇを混合して、ケイ素系高分子および着色成分を含有する黒色着色組成物を得、この着色組成物を用いて、パターニングされた黒色遮光膜を有する遮光膜基板を以下のように作製した。
図１は、遮光性基板の製造工程の一例を示す断面図である。まず、図１（ａ）に示すように、透明ガラス基板１１（＃７０５９、日本コーニング社製、厚さ１．１ｍｍ）上に、この黒色着色組成物を膜厚０．６μｍにスピンコーティングして、塗膜１２を全面に形成した。次いで、図１（ｂ）に示すように、塗膜１２上および透明ガラス基板１１の裏面の両面に、ポジ型ホトレジストＯＦＰＲ−８００（東京応化社製）を塗布し、膜厚１．０μｍのレジスト膜１３を形成した。
続いて、図１（ｃ）に示すように、所定のパターンを有する露光用ホトマスク１４を介し、超高圧水銀灯光源を用いて塗膜１２上のレジスト膜１３に選択的に露光を施した後、ポジ型レジスト現像液ＮＭＤ−３（東京応化社製）を用いてパドル現像し、さらにスプレー水洗して、図１（ｄ）に示すようなレジストパターン１５を形成した。この基板を４．７ｗｔ％ＨＦ水溶液に室温で６０〜１２０秒浸漬することにより、レジストパターン１５をマスクとして塗膜１２をエッチングした後、純水スプレー（約２〜１０ｋｇ／ｃｍ2）および超音波振動を印加した流水水洗を行ない、乾燥して図１（ｅ）に示すような塗膜パターンを得た。
次に、レジスト剥離液１０６（東京応化社製）で両面のレジストを除去し、水洗した後、エアーブローにより乾燥させた。この際、酸素プラズマアッシングを行えば、レジストをより均一に完全に除去することができる。
その後、空気中、電気炉で３３０℃、１時間加熱し、室温に冷却後、水洗、乾燥することにより、図１（ｆ）に示すような黒色遮光膜１６を有する遮光性基板１７を得た。
得られた遮光性基板１７において黒色遮光膜１６は、膜厚０．５５μｍ、光学濃度が１．２であり、体積抵抗値は１０9Ω・ｃｍであった。また、黒色遮光膜１６の断面をＴＥＭ観察した結果、着色成分である金属酸化物は、着色分散液を調製した際の平均粒子径を保持していることが確認された。
実験例２
透明ガラス基板（＃７９１３、日本コーニング社製、厚さ１．１ｍｍ）を使用し、電気炉で６００℃１時間加熱する以外は、実験例１と同様にして遮光性基板を作製した。得られた遮光性基板において黒色遮光膜は、膜厚０．５０μｍ、光学濃度が１．３であり、体積抵抗値は１０9Ω・ｃｍであった。また、黒色遮光膜１６の断面をＴＥＭ観察した結果、着色成分である金属酸化物は、着色分散液を調製した際の平均粒子径を保持していることが確認された。
実験例３
図２を参照して、遮光性基板の製造方法の他の例を説明する。
まず、図２（ａ）に示すように、透明ガラス基板１１（＃７０５９、日本コーニング社製、厚さ１．１μｍ）上に、水溶性ホトレジスト（ＰＡＤ＋アジド感光液）を膜厚１．０μｍにスピンコーティングして、透明ネガ型ホトレジスト膜１９を形成した。
次に、図２（ｂ）に示すように所定のパターンを有する露光用ホトマスク２０を介して超高圧水銀灯光源を用いてネガ型レジスト膜１９に露光を行なった後、４０℃、１．５ｋｇ／ｃｍ2の温水スプレーにより現像し、図２（ｃ）に示すような透明ネガ型ホトレジストパターン２１を形成した。
続いて、図２（ｄ）に示すように、透明ガラス基板およびネガ型ホトレジストパターン２１上に、実験例１と同様の黒色着色組成物を膜厚０．６μｍにスピンコーティングし、塗膜２２を全面に形成した。この基板を所定濃度のエッチング液（Ｈ2Ｏ2＋スルファミン酸混合液）に、６０℃で６０〜８０秒浸漬し、図２（ｅ）に示すように透明ネガ型ホトレジストパターン２１を膨潤させ、かつレジストパターン２１とガラス基板１１との接着性を低下させた。
その後、約３．５ｋｇ／ｃｍ2の高圧スプレーで透明ネガ型ホトレジストパターン２１とその上の塗膜２２とを同時に除去し、水洗した後、エアーブローにより乾燥させた。この際、酸素プラズマアッシングを行えば、レジストをより均一に完全に除去することができる。
その後、空気中、電気炉で３３０℃、１時間加熱し、室温に冷却後、水洗、乾燥することにより、図２（ｆ）に示すような黒色遮光膜２３を有する遮光性基板基板２４を形成した。得られた遮光性基板２４において黒色遮光膜２３は、膜厚０．５５μｍ、光学濃度が１．２であり、体積抵抗値は１０9Ω・ｃｍであった。また、黒色遮光膜２３の断面をＴＥＭ観察した結果、着色成分である金属酸化物は、着色分散液を調製した際の平均粒子径を保持していることが確認された。
実験例４
図３を参照して、遮光性基板の製造方法の他の例を説明する。
まず、図３（ａ）に示すように、透明ガラス基板１１（＃７０５９、日本コーニング社製、厚さ１．１ｍｍ）上に、ポジ型レジストＯＦＰＲ−８００（東京応化社製）を塗布し、膜厚１．０μｍのレジスト膜２６を形成した。
次に、図３（ｂ）に示すように所定のパターンを有する露光用ホトマスク２７を介して超高圧水銀灯光源を用いて、約８０ｍＪ／ｃｍ2（４０５ｎｍ）の露光強度でポジ型ホトレジスト膜２６に露光を施した後、ポジ型レジスト現像液ＮＭＤ−３（東京応化製）を用いてパドル現像し、さらにスプレー水洗して図３（ｃ）に示すような透明ポジ型レジストパターン２８を形成した。
続いて、図３（ｄ）に示すように、透明ガラス基板および透明ポジ型ホトレジストパターン２８上に、実験例１と同様の黒色着色組成物を膜厚０．６μｍでスピンコーティングして塗膜２９を全面に形成した後、図３（ｅ）に示すように、ガラス基板１１の裏面から２００ｍＪ／ｃｍ2（４０５ｎｍ）以上の強度で全面露光し、透明ポジ型ホトレジストパターン２８を感光させた。
その後、ポジ型レジスト現像液ＮＭＤ−３（東京応化社製）を用いてパドル現像方式により約３０秒間浸漬することによって、透明ポジ型ホトレジストパターン２８を十分に膨潤、溶解させた。さらに、約３．５ｋｇ／ｃｍ2の高圧スプレーで、透明ポジ型ホトレジストパターン２８とその上の塗膜２９とを同時に除去し、水洗した後、エアーブローにより乾燥させた。この際、酸素プラズマアッシングを行えば、レジストをより均一に完全に除去することができる。
その後、空気中、電気炉で３３０℃、１時間加熱し、室温に冷却後、水洗、乾燥することにより、図３（ｆ）に示すような黒色遮光膜３０を有する遮光性基板３１を得た。
得られた遮光性基板３１において黒色遮光膜３０は、膜厚０．５５μｍ、光学濃度が１．２であり、体積抵抗値は１０9Ω・ｃｍであった。黒色遮光膜３０の断面をＴＥＭ観察した結果、着色成分である金属酸化物は、着色分散液を調製した際の平均粒子径を保持していることが確認された。
実験例５
透明ガラス基板（＃７９１３、日本コーニング社製、厚さ１．１ｍｍ）を使用し、電気炉で６００℃１時間加熱する以外は、実験例３と同様にして遮光性基板を作製した。得られた遮光性基板において黒色遮光膜は、膜厚０．５０μｍ、光学濃度が１．３であり、体積抵抗値は１０9Ω・ｃｍであった。また、黒色遮光膜２３の断面をＴＥＭ観察した結果、着色成分である金属酸化物は、着色分散液を調製した際の平均粒子径を保持していることが確認された。
実験例６
透明ガラス基板（＃７９１３、日本コーニング社製、厚さ１．１ｍｍ）を使用し、電気炉で６００℃１時間加熱する以外は、実験例４と同様にして遮光性基板を作製した。得られた遮光性基板において黒色遮光膜は、膜厚０．５０μｍ、光学濃度が１．３であり、体積抵抗値は１０9Ω・ｃｍであった。また、黒色遮光膜３０の断面をＴＥＭ観察した結果、着色成分である金属酸化物は、着色分散液を調製した際の平均粒子径を保持していることが確認された。
実施例７
図４に、本発明の一実施形態にかかるアレイ基板の例の断面図を示す。
このアレイ基板は、以下のようにして製造した。まず、実験例１で作製した遮光性基板を洗浄し、この基板からのイオン物質の侵入を防ぐため、プラズマＣＶＤ法により保護膜３３（Ｓｉ−Ｏ−Ｎ等）を約５００ｎｍの厚さで成膜した。
次に、この保護膜３３の表面にＭｏ−Ｔａ合金膜をスパッタリングにより３００ｎｍの厚さで成膜し、この膜をフォトリソグラフィ処理によりパターニングしてソース電極３４、ドレイン電極３５ａおよびドレインライン３５ｂを形成した。
続いて、プラズマＣＶＤ法により膜厚１００ｎｍの真性アモルファスシリコン（α−Ｓｉ）、および５０ｎｍのＳｉＮx（図示せず）を順次成膜し、フォトリソグラフィ処理により島状の真性アモルファスシリコン層３７を形成した。
この真性アモルファスシリコン層３７の上に、プラズマＣＶＤ法によりＳｉＮx層を厚さ３５０ｎｍで成膜し、さらにこの上に厚さ３００ｎｍのＡｌ層、および５０ｎｍのＭｏ層をスパッタリングにより順次成膜した。その後、まずＡｌ／Ｍｏ層をフォトリソグラフィにより処理してゲート電極３９ａおよびゲートライン３９ｂを形成し、続いて、選択ドライエッチング法を用いてＳｉＮx層をパターニングしてゲート絶縁膜４０を形成した。
次に、ソース電極３４およびドレイン電極３５ａと真性アモルファスシリコン層３７との接触部分のオーミックコンタクト用に、ホスフィンガスを用いてイオンドーピングを行い、ｎ+型半導体層３８を形成した後、プラズマＣＶＤ法によりパッシベーション膜（ＳｉＮx）４１を厚さ２００ｎｍでゲート電極３９ａおよびゲートライン３９ｂの上に形成した。
さらに、ソース電極３４と画素電極とのコンタクトをとるために、パッシベーション膜（ＳｉＮx）４１の一部にフォトリソグラフィ処理を行った。最後に、ＩＴＯをスパッタリングにより形成し、フォトリソグラフィ処理を施して透明画素電極４２を形成してアレイ基板を得た。
上述したようなアレイ基板の製造プロセスにおいて、遮光性基板はプラズマＣＶＤの際に減圧条件下に曝されたが、脱ガスなどの問題は特に生じなかった。また、α−Ｓｉの成膜時の約３００℃の高温プロセスを経た後も、黒色遮光膜１６において何等退色は認められなかった。
実施例８
図５は、本発明の他の実施形態にかかるアレイ基板の例を示す断面図である。
このアレイ基板は、以下のようにして製造した。まず、実験例１で作製した遮光性基板を洗浄し、この基板からのイオン物質の侵入を防ぐため、プラズマＣＶＤ法により保護膜３３（Ｓｉ−Ｏ−Ｎ等）を約５００ｎｍの厚さで成膜した。
次に、この保護膜３３の表面にＭｏ−Ｔａ合金膜をスパッタリングにより３００ｎｍの厚さで成膜し、この膜をフォトリソグラフィ処理によりパターニングしてソース電極３４、ドレイン電極３５ａおよびドレインライン３５ｂを形成した。
続いて、プラズマＣＶＤ法により膜厚１００ｎｍの真性アモルファスシリコン（α−Ｓｉ）、および５０ｎｍのＳｉＮx（図示せず）を順次成膜し、フォトリソグラフィ処理により島状の真性アモルファスシリコン層３７を形成した。
この真性アモルファスシリコン層３７の上に、プラズマＣＶＤ法によりＳｉＮx層を厚さ３５０ｎｍで成膜し、さらにこの上に厚さ３００ｎｍのＡｌ層、および５０ｎｍのＭｏ層をスパッタリングにより順次成膜した。その後、まずＡｌ／Ｍｏ層をフォトリソグラフィにより処理してゲート電極３９ａおよびゲートライン３９ｂを形成し、続いて、選択ドライエッチング法を用いてＳｉＮx層をパターニングしてゲート絶縁膜４０を形成した。
次に、ソース電極３４およびドレイン電極３５ａと真性アモルファスシリコン層３７との接触部分のオーミックコンタクト用に、ホスフィンガスを用いてイオンドーピングを行い、ｎ+型半導体層３８を形成した。
続いて、プラズマＣＶＤ法によりパッシベーション膜（ＳｉＮx）４１を厚さ２００ｎｍでゲート電極３９ａおよびゲートライン３９ｂの上に形成し、さらにレジスト（日本合成ゴム社製ＨＲＣ−１０４）をスピンコーティングして、膜厚２μｍのレジスト膜を形成した。このレジスト膜に露光、現像、選択ウェットエッチング等を順次行うことにより、ソース電極３４と画素電極とのコンタクトをとるためのコンタクトホールをパッシベーション膜（ＳｉＮx）４１に形成した。
その後、残存するレジスト膜を１６０℃に加熱することにより、増感剤を完全に分解するとともにポリマーを架橋して、無色透明の絶縁膜４３を形成し、最後に、ＩＴＯをスパッタリングし、フォトリソグラフィ処理を施して透明画素電極４２を形成してアレイ基板を得た。
上述したようなアレイ基板の製造プロセスにおいて、遮光性基板はプラズマＣＶＤの際に減圧条件下に曝されたが、脱ガスなどの問題は特に生じなかった。また、α−Ｓｉの成膜時の約３００℃の高温プロセスを経た後も、黒色遮光膜１６において何等退色は認められなかった。
実施例９
図６は、本発明の他の実施形態にかかるアレイ基板の例を示す断面図である。
このアレイ基板は、以下のようにして製造した。まず、実験例２で作製した遮光性基板を洗浄し、この基板からのイオン物質の侵入を防ぐため、プラズマＣＶＤ法により保護膜３３（Ｓｉ−Ｏ−Ｎ等）を約５００ｎｍの厚さで成膜した。
次に、プラズマＣＶＤ法により厚さ１００ｎｍの真性アモルファスシリコン（α−Ｓｉ）、および５０ｎｍのＳｉＮx（図示せず）を、保護膜３３の上に順次成膜し、フォトリソグラフィ処理により島状の真性アモルファスシリコン層を形成した後、電気炉での６００℃のアニールによって結晶化して真性多結晶シリコン層４６を形成した。
この真性多結晶シリコン層４６の上に、プラズマＣＶＤ法によりＳｉＮxからなるゲート絶縁膜を兼ねる絶縁膜４７を厚さ３５０ｎｍで成膜し、さらにこの絶縁膜４７の上に厚さ３００ｎｍのＡｌ層、および５０ｎｍのＭｏ層をスパッタリングにより順次成膜した。その後、Ａｌ／Ｍｏ層をフォトリソグラフィにより処理してゲート電極４８ａおよびゲートライン４８ｂを形成した。
次に、ゲート電極４８ａおよびゲートライン４８ｂとソース電極、ドレイン電極およびドレインラインとの間の絶縁膜（ＳｉＯx）４９を、プラズマＣＶＤ法により厚さ２００ｎｍで成膜した。これらの絶縁膜４７および４９には、ソース電極およびドレイン電極と真性多結晶シリコン（ｐ−Ｓｉ）層４６とのコンタクトをとるため、選択ドライエッチング法によりコンタクトホールを形成した。
さらに、ソース電極およびドレイン電極と真性多結晶シリコン層４６との接触部分をオーミックコンタクトにするために、ホスフィンガスを用いてイオンドーピングを行ない、ｎ+型半導体層５０を形成した。
次いで、絶縁膜４９上に、Ｍｏ−Ｔａ合金膜をスパッタリングにより５００ｎｍの厚さで成膜し、この膜をフォトリソグラフィ処理によりパターニングして、ソース電極５１、ドレイン電極５２ａおよびドレインライン５２ｂを形成した。さらに、これらソース電極５１、ドレイン電極５２ａおよびドレインライン５２ｂの上をレジスト膜で覆い、全面にＩＴＯをスパッタリングにより成膜した後、レジスト膜を除去するリフトオフ法により透明画素電極５４を形成した。最後に、プラズマＣＶＤ法により厚さ２００ｎｍのＳｉＮxを成膜し、フォトリソグラフィにより透明画素電極５４を露出するように処理して、パッシベーション膜５３を形成してアレイ基板を得た。
上述したようなアレイ基板の製造プロセスにおいて、遮光性基板はプラズマＣＶＤの際に減圧条件下に曝されたが、脱ガスなどの問題は特に生じなかった。また、α−Ｓｉ膜の成膜時の約３００℃の高温プロセス、さらにはこのα−Ｓｉに対する６００℃でのアニールを経た後も、黒色遮光膜１６において何等退色は認められなかった。
実施例１０
図７は、本発明の他の実施形態にかかるアレイ基板の例を示す断面図である。
このアレイ基板は、以下のようにして製造した。まず、実験例５で作製した遮光性基板を洗浄し、この基板からのイオン物質の侵入を防ぐため、プラズマＣＶＤ法を用いて保護膜３３（Ｓｉ−Ｏ−Ｎ等）を約５００ｎｍの厚さで成膜した。
次に、プラズマＣＶＤ法により厚さ１００ｎｍの真性アモルファスシリコン（α−Ｓｉ）、および５０ｎｍのＳｉＮx（図示せず）を、保護膜３３の上に順次成膜し、フォトリソグラフィ処理により島状の真性アモルファスシリコン層を形成した後、電気炉での６００℃のアニールによって結晶化して真性多結晶シリコン層４６を形成した。
この真性多結晶シリコン層４６の上に、プラズマＣＶＤ法によりＳｉＮxからなるゲート絶縁膜を兼ねる絶縁膜４７を厚さ３５０ｎｍで成膜し、続いて、この絶縁膜４７の上に厚さ３００ｎｍのＡｌ層、および５０ｎｍのＭｏ層をスパッタリングにより順次成膜した。その後、Ａｌ／Ｍｏ層をフォトリソグラフィにより処理してゲート電極４８ａおよびゲートライン４８ｂを形成した。
次に、ゲート電極４８ａおよびゲートライン４８ｂとソース電極、ドレイン電極およびドレインラインとの間の絶縁膜（ＳｉＯx）４９を、プラズマＣＶＤ法により厚さ２００ｎｍで成膜した。これらの絶縁膜４７および４９には、ソース電極およびドレイン電極と真性多結晶シリコン（ｐ−Ｓｉ）層４６とのコンタクトをとるため、選択ドライエッチング法によりコンタクトホールを形成した。
さらに、ソース電極およびドレイン電極と真性多結晶シリコン層４６との接触部分をオーミックコンタクトにするために、ホスフィンガスを用いてイオンドーピングを行ない、ｎ+型半導体層５０を形成した。
次いで、絶縁膜４９上に、Ｍｏ−Ｔａ合金膜をスパッタリングにより５００ｎｍの厚さで成膜し、この膜をフォトリソグラフィ処理によりパターニングしてソース電極５１、ドレイン電極５２およびドレインライン５２ｂを形成した。これらの上に、プラズマＣＶＤ法を用いてパッシベーション膜（ＳｉＮx）５３を２００ｎｍの膜厚で形成し、さらにその上に、レジスト（日本合成ゴム社製ＨＲＣ−１０４）をスピンコーティングして、厚さ２μｍのレジスト膜を形成した。このレジスト膜に露光、現像、選択ウェットエッチング等を順次行うことにより、ソース電極５１と画素電極とのコンタクトをとるためのコンタクトホールをパッシベーション膜（ＳｉＮx）５３に形成した。
続いて、残存するレジスト膜を１６０℃に加熱することにより増感剤を完全に分解するとともに、ポリマーを架橋して無色透明の絶縁膜５５を形成した。最後に、ＩＴＯをスパッタリングにより成膜し、フォトリソグラフィ処理を施して透明画素電極５４を形成してアレイ基板を得た。
上述したようなアレイ基板の製造プロセスにおいて、遮光性基板はプラズマＣＶＤの際に減圧条件下に曝されたが、脱ガスなどの問題は特に生じなかった。また、α−Ｓｉ膜の成膜時の約３００℃の高温プロセス、さらにはこのα−Ｓｉに対する６００℃でのアニールを経た後も、黒色遮光膜２３において何等退色は認められなかった。
実施例１１
実施例７で作製されたアレイ基板上に、溶媒可溶性のポリイミドのワニスを塗布した後、熱処理、ラビング処理を順次施し液晶配向膜を形成した。
一方、透明ガラス基板上に、既知の方法でカラーフィルターを作製し、さらにその上にＩＴＯをスパッタリングにより成膜して対向電極を形成した。次に、この基板上に溶媒可溶性のポリイミドのワニスを塗布して熱処理、ラビング処理を順次施し、液晶配向膜が設けられて成るカラーフィルタ基板を得た。
次に、これらのカラーフィルタ基板とアレイ基板とを、それぞれの液晶配向膜が対向するようにスペーサを介して５μｍの間隔で配置しシールして液晶セルを形成し、この液晶セルに、液晶として６ＣＢ（４，４′−ヘキシルシアノビフェニル）を封入して液晶表示装置を得た。
この液晶表示装置について、室温での電圧保持率を測定したところ、９８％と良好な値を示した。
実施例１２〜１４
実施例８〜１０で作製されたアレイ基板を用いる以外は、実施例１１と同様にして、実施例１２〜１４の液晶表示装置を作製し、得られた液晶表示装置の室温での電圧保持率を測定したところ、いずれも９８％と良好な値を示した。
ここで、本発明の実施形態にかかる液晶表示装置の一例を表す断面図を図８に示す。図８に示す液晶表示装置６３においては、実施例１０で作製したアレイ基板を用い、この基板上には液晶配向膜５７が設けられている。なお、図中、５８は透明ガラス基板であり、この基板の上には、カラーフィルタ５９、対向電極６０および液晶配向膜６１が順次形成されている。
液晶配向膜５７が形成されたアレイ基板と、カラーフィルタ基板との間には、液晶層６２が挟持されて液晶表示装置を構成している。
実験例１５
加水分解性基を有するシラン化合物から誘導されるシロキサンオリゴマーとしてのＭシリケート５１（多摩化学製）１０．０ｇ、および加水分解性基を有するシラン化合物であるメチルトリエトキシシラン５．０ｇを、エチルセロソルブ１５ｇとｎ−ブタノール５．０ｇとの混合溶媒に溶解し、水５．０ｇを加えてよく攪拌した。次いで、濃硝酸０．０６ｇを加え６０℃で１時間加熱した後、急冷して室温に戻し、さらにエチルセロソルブ５．０ｇおよびｎ−ブタノール１５．０ｇを加えてケイ素系高分子溶液を得た。
一方、着色成分としてのＦｅ−Ｃｕ−Ｍｎ複合酸化物（平均粒子径０．５μｍ）を、イソプロピルアルコール中に分散して、固形分濃度１５ｗｔ％の着色成分の分散液を調製した。
次いで、前述のケイ素系高分子溶液３０．０ｇ、着色分散液１００ｇ、およびレベリング剤としてのＦＣ４３０（３Ｍ社製）の１０ｗｔ％ブチルセロソルブアセテート溶液７．９７ｇを混合して、金属酸化物ゾルおよび着色成分を含有する黒色着色組成物を得、この着色組成物を用いる以外は、実験例１と同様にして所定の黒色遮光膜のパターンを有する遮光性基板を作製した。
得られた遮光性基板において黒色遮光膜は、膜厚０．５５μｍ、光学濃度が１．２であり、体積抵抗値は１０9Ω・ｃｍであった。また、黒色遮光膜の断面をＴＥＭ観察した結果、着色成分である金属酸化物は、着色分散液を調製した際の平均粒子径を保持していることが確認された。
実験例１６
金属アルコキシドとしてのトリイソプロポキシアルミニウム２．５ｇを、２，４−ペンタジオン５．０ｇとエチルセロソルブ１０．０ｇとｎ−ブタノール５．０ｇの混合溶媒に溶解し、Ｍシリケート５１（多摩化学製）１２．５ｇと水５．０ｇを加えてよく攪拌した。次いで、濃硝酸０．０６ｇを加え６０℃で１時間加熱した後、急冷して室温に戻し、さらにエチルセロソルブ５．０ｇおよびｎ−ブタノール１５．０ｇを加えて金属酸化物ゾル溶液を得た。
一方、着色成分としてのＦｅ−Ｃｕ−Ｍｎ複合酸化物（平均粒子径０．５μｍ）を、イソプロピルアルコール中に分散して、固形分濃度１５ｗｔ％の着色成分の分散液を調製した。
次いで、前述のゾル溶液３０．０ｇ、着色分散液１００ｇ、およびレベリング剤としてのＦＣ４３０（３Ｍ社製）の１０ｗｔ％ブチルセロソルブアセテート溶液７．９７ｇを混合して、金属酸化物ゾルおよび着色成分を含有する黒色着色組成物を得、この着色組成物を用いる以外は、実験例１と同様にして所定の黒色遮光膜のパターンを有する遮光性基板を作製した。
得られた遮光性基板において黒色遮光膜は、膜厚０．５５μｍ、光学濃度が１．２であり、体積抵抗値は１０9Ω・ｃｍであった。また、黒色遮光膜の断面をＴＥＭ観察した結果、着色成分である金属酸化物は、着色分散液を調製した際の平均粒子径を保持していることが確認された。
実験例１７
金属アルコキシドとしてのトリイソプロポキシアルミニウム５．０ｇを、２，４−ペンタジオン１５．０ｇとｎ−ブタノール５．０ｇとの混合溶媒に溶解し、水５．０ｇを加えてよく攪拌した。次いで、濃硝酸０．０６ｇを加え６０℃で１時間加熱した後、急冷して室温に戻し、さらにエチルセロソルブ１５．０ｇおよびｎ−ブタノール５．０ｇを加えて金属酸化物のゾル溶液を得た。
一方、着色成分としてのＦｅ−Ｃｕ−Ｍｎ複合酸化物（平均粒子径０．５μｍ）を、イソプロピルアルコール中に分散して、固形分濃度１５ｗｔ％の着色成分の分散液を調製した。
次いで、前述のゾル溶液５０．０ｇ、着色分散液１００ｇ、およびレベリング剤としてのＦＣ４３０（３Ｍ社製）の１０ｗｔ％ブチルセロソルブアセテート溶液６．３８ｇを混合して、金属酸化物ゾルを含有する黒色着色組成物を得、この着色組成物を用いる以外は、実験例１と同様にして所定の黒色遮光膜のパターンを有する遮光性基板を作製した。
得られた遮光性基板において黒色遮光膜は、膜厚０．５０μｍ、光学濃度が１．０であり、体積抵抗値は１０9Ω・ｃｍであった。また、黒色遮光膜の断面をＴＥＭ観察した結果、着色成分である金属酸化物は、着色分散液を調製した際の平均粒子径を保持していることが確認された。
実験例１８
透明ガラス基板（＃７９１３、日本コーニング社製、厚さ１．１ｍｍ）を使用し、電気炉で６００℃で１時間加熱する以外は、実験例１６と同様にして遮光性基板を作製した。得られた遮光性基板において黒色遮光膜は、膜厚０．５０μｍ、光学濃度が１．３であり、体積抵抗値は１０9Ω・ｃｍであった。また、黒色遮光膜の断面をＴＥＭ観察した結果、着色成分である金属酸化物は、着色分散液を調製した際の平均粒子径を保持していることが確認された。
実験例１９
透明ガラス基板（＃７９１３、日本コーニング社製、厚さ１．１ｍｍ）を使用し、電気炉で６００℃で１時間加熱する以外は、実験例１７と同様にして遮光性基板を作製した。得られた遮光性基板において黒色遮光膜は、膜厚０．５０μｍ、光学濃度が１．１であり、体積抵抗値は１０9Ω・ｃｍであった。また、黒色遮光膜の断面をＴＥＭ観察した結果、着色成分である金属酸化物は、着色分散液を調製した際の平均粒子径を保持していることが確認された。
実験例２０
加水分解性基を有するシラン化合物から誘導されるシロキサンオリゴマーとしてのＭシリケート５１（多摩化学製）１５．０ｇを、エチルセロソルブ１５．０ｇとｎ−ブタノール５．０ｇとの混合溶媒に溶解し、水５．０ｇを加えてよく攪拌した。次いで、濃硝酸０．０６ｇを加え６０℃で１時間加熱した後、急冷して室温に戻し、さらにエチルセロソルブ５．０ｇおよびｎ−ブタノール１５．０ｇを加えてケイ素系高分子溶液を得た。
一方、着色成分としての酸化銅（II）（平均粒子径０．３μｍ）を、イソプロピルアルコール中に分散して、固形分濃度１５ｗｔ％の着色成分の分散液を調製した。
次いで、前述のケイ素系高分子溶液３０．０ｇ、着色分散液１００ｇ、およびレベリング剤としてのＦＣ４３０（３Ｍ社製）の１０ｗｔ％ブチルセロソルブアセテート溶液７．９７ｇを混合して、ケイ素系高分子および着色成分を含有する黒色着色組成物を得、この着色組成物を用いる以外は実験例１と同様にして所定の黒色遮光膜のパターンを有する遮光性基板を作製した。
得られた遮光性基板において黒色遮光膜は、膜厚０．５５μｍ、光学濃度が１．０であり、体積抵抗値は１０ Ω・ｃｍであった。また、黒色遮光膜の断面をＴＥＭ観察した結果、着色成分である金属酸化物は、着色分散液を調製した際の平均粒子径を保持していることが確認された。
実験例２１
透明ガラス基板（＃７９１３、日本コーニング社製、厚さ１．１ｍｍ）を使用し、電気炉で６００℃で１時間加熱する以外は、実験例２０と同様にして遮光性基板を作製した。得られた遮光性基板において黒色遮光膜は、膜厚０．５０μｍ、光学濃度が１．１であり、体積抵抗値は１０9Ω・ｃｍであった。また、黒色遮光膜の断面をＴＥＭ観察した結果、着色成分である金属酸化物は、着色分散液を調製した際の平均粒子径を保持していることが確認された。
比較例１
ブラックマトリックス用顔料分散レジスト（富士ハント社製ＣＫ２０００）をガラス基板上にスピナーで塗布し、１２０℃で１０分間プリベークして厚さ０．６μｍの遮光膜を形成した。この遮光膜は、１０13Ω・ｃｍという高い体積抵抗値を有していたが、６００℃で３０分加熱すると分解してしまい、ブラックマトリックスオンアレイ基板には適用できないことがわかった。
比較例２
加水分解性基を有するシラン化合物から誘導されたシロキサンオリゴマーとしてのＭシリケート５１（多摩化学製）１０．０ｇ、および加水分解性基を有するシラン化合物であるメチルトリエトキシシラン５．０ｇを、イソプロピルアルコール１５．０ｇとｎ−ブタノール５．０ｇとの混合溶媒に溶解し、水５．０ｇを加えてよく攪拌した。次いで、濃硝酸０．０６ｇを加え６０℃で１時間加熱した後、急冷して室温に戻し、さらにＩＰＡ５．０ｇおよびｎ−ブタノール１５．０ｇを加えてケイ素系高分子溶液を得た。
このケイ素系高分子溶液１０．０ｇと、カーボンブラックアルコール分散液（冨士色素製、平均粒子径０．３μｍ、カーボンブラック濃度２５ｗｔ％）１０．０ｇとを混合して、黒色着色組成物を得た。
このようにして得られた黒色着色組成物をガラス基板上にスピナーで塗布し、１２０℃で１０分間プリベークし形成した遮光膜（膜厚０．６μｍ）は、体積抵抗値１０5Ω・ｃｍと低い値であった。さらに、窒素中で６００℃で３０分加熱した後も、膜（膜厚０．５μｍ）として保持されていたが、体積抵抗値は１０Ω・ｃｍで著しく低い値であった。
本発明の一実施形態における遮光膜の製造工程を示す断面図。 本発明の他の実施形態における遮光膜の製造工程を示す断面図。 本発明の他の実施形態における遮光膜の製造工程を示す断面図。 本発明の一実施形態にかかるアレイ基板を示す断面図。 本発明の一実施形態にかかるアレイ基板を示す断面図。 本発明の一実施形態にかかるアレイ基板を示す断面図。 本発明の一実施形態にかかるアレイ基板を示す断面図。 本発明の実施形態にかかる液晶表示装置の一例を示す断面図。 従来の液晶表示装置の一例を示す断面図。 α−ＳｉＴＦＴおよびｐ−ＳｉＴＦＴの例を示す断面図。
符号の説明
１１，７１…透明基板； １２，２２，２９…塗膜； １３，１９，２６…レジスト膜
１４，２０，２７…マスク； １５，２１，２８…レジストパターン
１６，２３，３０…黒色遮光膜； １７，２４，３１…遮光性基板； ３３…保護膜
３４，５１，７６ａ，８７…ソース電極
３５ａ，５２ａ，７６ｂ，８８…ドレイン電極； ３５ｂ，５２ｂ…ドレインライン
３７，７４、８９…アモルファスシリコン層； ３８，５０，７５…ｎ+ 型半導体層
３９ａ，４８ａ，９１ａ…ゲート電極
３９ｂ，４８ｂ，７２，９１ｂ…ゲートライン； ４０，７３…ゲート絶縁膜
４１，５３，７７…パッシベーション膜； ４２，５４，７８ａ…透明画素電極
４３，５５…透明絶縁膜； ４６，９３…多結晶シリコン層； ４７，４９…絶縁膜
５７，６１…液晶配向膜； ５８，８０…透明基板； ５９，８２…カラーフィルタ
６０，８３…対向電極； ６２，８４…液晶層； ６３，７０…液晶表示装置
７９…容量線； ８１…ブラックマトリックス； ８６…ガラス基板。

Claims (9)

  1. 透明基板上に高耐熱性遮光部材からなる遮光膜を形成する工程、
    前記遮光膜上にプラズマＣＶＤ法により保護膜を形成する工程、
    前記保護膜上に、ソース電極とドレイン電極とを離間して形成する工程、
    前記ソース電極とドレイン電極とに接触させて、これらの間の前記保護膜上に、３００℃以上のプラズマＣＶＤ法により真性アモルファスシリコン層からなる半導体層を形成する工程、
    前記半導体層上に、プラズマＣＶＤ法によりゲート絶縁膜を形成する工程、
    前記ゲート絶縁膜上にゲート電極を形成する工程、
    前記ゲート電極が形成された前記透明基板の全面に、プラズマＣＶＤ法によりパッシベーション膜を形成する工程、および
    前記ソース電極またはドレイン電極に接続して、前記パッシベーション膜上に画素電極を形成する工程を具備するアレイ基板の製造方法であって、
    前記遮光膜は、透明基板上に、下記一般式（１）で表される加水分解性基を有するシラン群から選ばれる１種以上のシラン化合物、あるいはこのシラン化合物から誘導される重合度１０以下の直鎖状もしくは環状のシランオリゴマーまたはシロキサンオリゴマーと、平均粒子径０．５μｍ以下であり、少なくとも４〜１１族かつ第４周期の金属群から選択された１種以上の金属を含有する着色成分としての金属酸化物とを含有する塗膜を形成する工程、
    前記塗膜の上にホトレジスト膜を形成する工程、
    前記ホトレジスト膜にパターン露光を施した後、現像してレジストパターンを得る工程、
    前記レジストパターンをマスクとして前記塗膜をパターニングし、塗膜パターンを形成する工程、および
    前記パターニングされた塗膜を加熱乾燥する工程により作製されることを特徴とするアレイ基板の製造方法。
    Ｒ1Ｒ2Ｒ3Ｒ4Ｓｉ （１）
    （上記一般式（１）中、Ｒ1，Ｒ2は加水分解性基、Ｒ3，Ｒ4はそれぞれ水素原子、置換または非置換のアルキル基、アリール基、アリル基、加水分解性基であるが、Ｒ3，Ｒ4の少なくとも１個は、水素原子または加水分解性基である。）
  2. 透明基板上に高耐熱性遮光部材からなる遮光膜を形成する工程、
    前記遮光膜上にプラズマＣＶＤ法により保護膜を形成する工程、
    前記保護膜上に、プラズマＣＶＤ法により真性アモルファスシリコン層を堆積し、６００℃以上でアニールして真性多結晶シリコン層からなる半導体層を形成する工程、
    前記半導体層上に、プラズマＣＶＤ法によりゲート絶縁膜を形成する工程、
    前記ゲート絶縁膜上にゲート電極を形成する工程、
    前記ゲート電極が形成された前記透明基板の全面に、プラズマＣＶＤ法によりパッシベーション膜を形成する工程、
    前記絶縁膜上に、前記半導体層と接続して、ソース電極およびドレイン電極を形成する工程、
    前記ソース電極またはドレイン電極に接続して、前記絶縁膜上に画素電極を形成する工程、および
    前記ソース電極およびドレイン電極上にパッシベーション膜を形成する工程を具備するアレイ基板の製造方法であって、
    前記遮光膜は、透明基板上に、下記一般式（１）で表される加水分解性基を有するシラン群から選ばれる１種以上のシラン化合物、あるいはこのシラン化合物から誘導される重合度１０以下の直鎖状もしくは環状のシランオリゴマーまたはシロキサンオリゴマーと、平均粒子径０．５μｍ以下であり、少なくとも４〜１１族かつ第４周期の金属群から選択された１種以上の金属を含有する着色成分としての金属酸化物とを含有する塗膜を形成する工程、
    前記塗膜の上にホトレジスト膜を形成する工程、
    前記ホトレジスト膜にパターン露光を施した後、現像してレジストパターンを得る工程、
    前記レジストパターンをマスクとして前記塗膜をパターニングし、塗膜パターンを形成する工程、および
    前記パターニングされた塗膜を加熱乾燥する工程により作製されることを特徴とするアレイ基板の製造方法。
    Ｒ1Ｒ2Ｒ3Ｒ4Ｓｉ （１）
    （上記一般式（１）中、Ｒ1，Ｒ2は加水分解性基、Ｒ3，Ｒ4はそれぞれ水素原子、置換または非置換のアルキル基、アリール基、アリル基、加水分解性基であるが、Ｒ3，Ｒ4の少なくとも１個は、水素原子または加水分解性基である。）
  3. 前記画素電極を形成する前に、透明絶縁膜を形成する工程をさらに具備することを特徴とする請求項１または２に記載のアレイ基板の製造方法。
  4. 透明基板上に高耐熱性遮光部材からなる遮光膜を形成する工程、
    前記遮光膜上にプラズマＣＶＤ法により保護膜を形成する工程、
    前記保護膜上に、ソース電極とドレイン電極とを離間して形成する工程、
    前記ソース電極とドレイン電極とに接触させて、これらの間の前記保護膜上に、３００℃以上のプラズマＣＶＤ法により真性アモルファスシリコン層からなる半導体層を形成する工程、
    前記半導体層上に、プラズマＣＶＤ法によりゲート絶縁膜を形成する工程、
    前記ゲート絶縁膜上にゲート電極を形成する工程、
    前記ゲート電極が形成された前記透明基板の全面に、プラズマＣＶＤ法によりパッシベーション膜を形成する工程、および
    前記ソース電極またはドレイン電極に接続して、前記パッシベーション膜上に画素電極を形成する工程を具備するアレイ基板の製造方法であって、
    前記遮光膜は、透明基板上にホトレジスト膜を形成する工程、
    前記ホトレジスト膜にパターン露光を施した後、現像処理してレジストパターンを得る工程、
    前記透明基板およびレジストパターン上に、下記一般式（１）で表される加水分解性基を有するシラン群から選ばれる１種以上のシラン化合物、あるいはこのシラン化合物から誘導される重合度１０以下の直鎖状もしくは環状のシランオリゴマーまたはシロキサンオリゴマーと、平均粒子径０．５μｍ以下であり、少なくとも４〜１１族かつ第４周期の金属群から選択された１種以上の金属を含有する着色成分としての金属酸化物とを含有する塗膜を形成する工程、
    前記レジストパターンを除去することにより、この上に位置する前記塗膜を選択的に除去して塗膜パターンを形成する工程、および
    前記塗膜パターンを加熱乾燥する工程により作製されることを特徴とするアレイ基板の製造方法。
    Ｒ1Ｒ2Ｒ3Ｒ4Ｓｉ （１）
    （上記一般式（１）中、Ｒ1，Ｒ2は加水分解性基、Ｒ3，Ｒ4はそれぞれ水素原子、置換または非置換のアルキル基、アリール基、アリル基、加水分解性基であるが、Ｒ3，Ｒ4の少なくとも１個は、水素原子または加水分解性基である。）
  5. 透明基板上に高耐熱性遮光部材からなる遮光膜を形成する工程、
    前記遮光膜上にプラズマＣＶＤ法により保護膜を形成する工程、
    前記保護膜上に、プラズマＣＶＤ法により真性アモルファスシリコン層を堆積し、６００℃以上でアニールして真性多結晶シリコン層からなる半導体層を形成する工程、
    前記半導体層上に、プラズマＣＶＤ法によりゲート絶縁膜を形成する工程、
    前記ゲート絶縁膜上にゲート電極を形成する工程、
    前記ゲート電極が形成された前記透明基板の全面に、プラズマＣＶＤ法によりパッシベーション膜を形成する工程、
    前記絶縁膜上に、前記半導体層と接続して、ソース電極およびドレイン電極を形成する工程、
    前記ソース電極またはドレイン電極に接続して、前記絶縁膜上に画素電極を形成する工程、および
    前記ソース電極およびドレイン電極上にパッシベーション膜を形成する工程を具備するアレイ基板の製造方法であって、
    前記遮光膜は、透明基板上にホトレジスト膜を形成する工程、
    前記ホトレジスト膜にパターン露光を施した後、現像処理してレジストパターンを得る工程、
    前記透明基板およびレジストパターン上に、下記一般式（１）で表される加水分解性基を有するシラン群から選ばれる１種以上のシラン化合物、あるいはこのシラン化合物から誘導される重合度１０以下の直鎖状もしくは環状のシランオリゴマーまたはシロキサンオリゴマーと、平均粒子径０．５μｍ以下であり、少なくとも４〜１１族かつ第４周期の金属群から選択された１種以上の金属を含有する着色成分としての金属酸化物とを含有する塗膜を形成する工程、
    前記レジストパターンを除去することにより、この上に位置する前記塗膜を選択的に除去して塗膜パターンを形成する工程、および
    前記塗膜パターンを加熱乾燥する工程により作製されることを特徴とするアレイ基板の製造方法。
    Ｒ1Ｒ2Ｒ3Ｒ4Ｓｉ （１）
    （上記一般式（１）中、Ｒ1，Ｒ2は加水分解性基、Ｒ3，Ｒ4はそれぞれ水素原子、置換または非置換のアルキル基、アリール基、アリル基、加水分解性基であるが、Ｒ3，Ｒ4の少なくとも１個は、水素原子または加水分解性基である。）
  6. 前記画素電極を形成する前に、透明絶縁膜を形成する工程をさらに具備することを特徴とする請求項４または５に記載のアレイ基板の製造方法。
  7. 透明基板と、半導体層と、この半導体層の上に絶縁膜を介して形成されたゲート電極と、前記半導体層の前記ゲート電極が形成されている側、またはこれに対向する側に形成され、互いに離間して設けられたソース電極およびドレイン電極と、前記ソース電極またはドレイン電極に接続された画素電極とを具備し、前記半導体層の下方に遮光膜を有するアレイ基板であって、前記遮光膜は、下記一般式（１）で表される加水分解性基を有するシラン群から選ばれる１種以上のシラン化合物、あるいはこのシラン化合物から誘導される重合度１０以下の直鎖状もしくは環状のシランオリゴマーまたはシロキサンオリゴマーを、加水分解および部分縮重合させることによって得られたＳｉ−Ｏ−Ｓｉ結合の三次元構造を有するケイ素系マトリックス中に、平均粒子径０．５μｍ以下で少なくとも４〜１１族かつ第４周期の金属群から選択された１種以上の金属を含有する高耐熱性遮光部材からなり、請求項１ないし６のいずれか１項に記載の方法により製造されたことを特徴とするアレイ基板。
    Ｒ1Ｒ2Ｒ3Ｒ4Ｓｉ （１）
    （上記一般式（１）中、Ｒ1，Ｒ2は加水分解性基、Ｒ3，Ｒ4はそれぞれ水素原子、置換または非置換のアルキル基、アリール基、アリル基、加水分解性基であるが、Ｒ3，Ｒ4の少なくとも１個は、水素原子または加水分解性基である。）
  8. 前記遮光膜は、耐熱温度が３００℃以上であり、１０9Ω・ｃｍ以上の高抵抗値を有し、光学濃度が１．０以上であることを特徴とする請求項７に記載のアレイ基板。
  9. 請求項７または８に記載のアレイ基板、
    このアレイ基板と離間・対向して配置され、主面に対向電極が形成された対向基板、および
    これらのアレイ基板と対向基板間に挟持された液晶層を具備することを特徴とする液晶表示装置。
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