JP3371853B2 - アクティブマトリクス型液晶表示装置とその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、カラーフィルター
を薄膜トランジスタ側の設けられたオンチップカラーフ
ィルタ型の基板を備えた構造を有する液晶表示装置及び
その製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴ
と称する）を用いたアクティブマトリクス型液晶表示装
置の開発が活発に行われている。

【０００３】図４は従来例１としてのアクティブマトリ
クス型液晶表示装置を説明する図であり、（ａ）はその
概略図であり、（ｂ）はその画素部の断面図である。従
来の液晶表示装置では、画素駆動用のＴＦＴを有するＴ
ＦＴ基板４０１と、カラーフィルター（以下、ＣＦと称
する）を有するＣＦ基板４０２と、それらに挟まれた液
晶４０３から構成される。

【０００４】ＴＦＴ基板４０１は、ＴＦＴガラス基板４
０４上に、信号を書き込む画素を選択する走査線４０５
と、書き込む信号を持つ信号線４０６と、それらの交点
に画素を駆動するＴＦＴ４０７と、ＴＦＴ４０７に接続
された画素電極４０８を有する。また、表示面のＣＦ基
板４０２は、ＣＦガラス基板４１３上に各画素に対応す
るＲ，Ｇ，Ｂを３原色とするそれぞれのカラーフィルタ
ー４０９と、ＴＦＴおよび光漏れ領域を遮光するＴＦＴ
４０７上に配置するブラックマトリクス（ＢＭ）４１０
と、それらを保護するオーバーコート４１１と、対向電
極４１２からなる。

【０００５】ＴＦＴ基板４０１とＣＦ基板４０２で挟ま
れた液晶４０３は、画素電極４０８と、対向電極４１２
間の電界方向に並ぶ特性を有し、その特性を利用して画
素電極４０８と対向電極４１２間の電圧により、階調表
示を行う。

【０００６】これらの従来の液晶表示装置に対して、Ｔ
ＦＴ基板側にカラーフィルターを設けるオンチップカラ
ーフィルター構造が、特開平８−１２２８２４号公報
（以下、従来例２と称する）、特開平９−２９２６３３
号公報（以下、従来例３と称する）に開示されている。
このオンチップカラーフィルター構造は、カラーフィル
ターが個々の画素電極と重なっているため、両者の間に
視差が生ぜず、画素部の開口率を大きくとれる。また、
画素電極とカラーフィルターのアライメント誤差が殆ど
なくなるので、画素部が微細化しても、高開口率を維持
できるという硬化がある。

【０００７】図５は従来例２としての特開平８−１２２
８２４号公報に開示されたオンチップカラーフィルター
構造の単位画素部を示しており、（ａ）はその断面図で
あり、（ｂ）はその平面図であり、（ｃ）はＣＦ・ＢＭ
部分を除いた平面図である。

【０００８】ＴＦＴ基板５０１は、ＴＦＴガラス基板５
０４上に、信号を書き込む画素を選択する走査線５０５
と、書き込む信号をもつ信号線５０６と、それらの交点
に画素を駆動するＴＦＴ５０７を有する。

【０００９】このうち、ＴＦＴ５０７はＴＦＴガラス基
板５０４上に設けられたゲート電極５２０と、ゲート電
極５２０を覆うようにして設けられたゲート絶縁膜５２
１と、ゲート絶縁膜５２１上に形成された半導体層５２
２とドレイン電極５２３およびソース電極５２４と、そ
れらのすべてを覆うようにして設けられたパッシベーシ
ョン膜５２５を備えている。

【００１０】また、走査線５０５はゲート電極５２０に
対して、信号線５０６はドレイン電極５２３に対してそ
れぞれ接続されている。

【００１１】パッシベーション膜５２５上にはカラーフ
ィルター５０９、ブラックマトリクス５１０が設けら
れ、さらにそれらを保護するオーバーコート膜５１１が
形成されている。オーバーコート膜５１１上に画素電極
５０８が設けられ、コンタクトホール５２６を介してＴ
ＦＴのソース電極５２４と接続されている。

【００１２】画素電極５０８は信号線５０６および走査
線５０５とオーバーラップすることにより、画素電極５
０８のまわりの光漏れを防いでいる。

【００１３】また、オーバーコート膜５１１および画素
電極５０８上には、液晶分子５３０を液晶の動作モード
に適した配列や傾き（プレチルト）を制御するための配
向膜（図示せず）が設けられており、ＴＦＴガラス基板
５０４から配向膜までの構成要素によって、ＴＦＴ基板
５０１を形成している。

【００１４】対向基板５０２は、対向ガラス基板５１３
上に、対向電極５１２と、配向膜（図示せず）が設けら
れており、対向ガラス基板５１３から配向膜までの構成
要素によって、対向基板５０２を形成している。

【００１５】さらに、このＴＦＴ基板５０１と、対向基
板５０２とそれらに挟まれた液晶層５０３により１つの
液晶素子を形成している。

【００１６】ここで、従来例２の特徴は、カラーフィル
ター５０９およびブラックマトリクス５１０がＴＦＴ基
板５０１上に形成されるため、基板間の重ねあわせずれ
に起因する、カラーフィルター５０９およびブラックマ
トリクス５１０の画素に対するアライメント誤差が小さ
い。このため画素の微細化および高開口率化が可能であ
る。

【００１７】ここで、カラーフィルター５０９、ブラッ
クマトリクス５１０として、顔料やカーボンを分散させ
たネガ型の感光性レジストを用い、それを塗布・露光・
現像・焼成して形成する。

【００１８】一方、オーバーコート膜５１１として透明
のポジ型感光性レジストを用い、それを塗布・露光・現
像することが一般的である。この場合、カラーフィルタ
ー５０９・ブラックマトリクス５１０は顔料やカーボン
をアクリルなどのベース樹脂に分散させたネガレジスト
であるため、現像時に非常に膨潤しやすい欠点を有して
いる。オンチップカラーフィルター構造では、画素電極
５０８とＴＦＴのソース電極５２４の接続にオーバーコ
ート膜５１１上のコンタクトホール５２６を介して行う
が、コンタクトホール部５２６上のカラーレジスト・ブ
ラックマトリクスは除去する必要がある。

【００１９】この時のカラーフィルターのパターンは従
来例２では特に触れられていないが、例えば図５（ｂ）
（ｃ）に図示するように、カラーフィルターとして縦の
画素群をすべておおうようなライン状のパターンにし、
カラーフィルター上にコンタクトホール５２６より大き
なコンタクトホール５３０を設けることが考えられる。

【００２０】しかし、現像時にカラーレジスト・ブラッ
クマトリクスが膨潤することにより、カラーフィルター
やブラックマトリクス上に設けられたコンタクトホール
がつぶれてしまい、微細なコンタクトホールを形成する
ことができず、パターンを微細化できない問題点を有し
ていた。

【００２１】また、従来例３による液晶表示装置の製造
方法においては、ＴＦＴ等のスイッチング素子間の開口
領域に、インクジェット方式により硬化性インクを付与
して、カラーフィルタを形成する工程、前記カラーフィ
ルター上に透明電極を形成する工程、当該透明電極上に
液晶を封入する工程とを有することを特徴としており、
本従来例３においても、カラーフィルターやブラックマ
トリクス上に設けられたコンタクトホールがつぶれてし
まい、微細なコンタクトホールを形成することができ
ず、パターンを微細化できない問題点を有していた。

【００２２】また、特開平８−１７９３７６号公報に
は、オンチップカラーフィルター構造の単位画素部を有
する液晶表示装置の技術が開示され、ブラックマトリク
ス上にカラーフィルタを格子状にパタニング形成し、画
素開口部を光透過性とし、非開口部は光不透過性とし、
カラーフィルター上に、有機透明材料からなる平坦化膜
をスピンコートする。このカラーフィルターとしては顔
料を分散した有機感光材料のカラーレジストを０．５〜
３．０μｍ程度の膜厚で塗布し、また有機透明材料とし
てはアクリル樹脂やポリイミド樹脂を用いている。しか
し、同公報による遮光膜上にカラーフィルタが積層され
ており、また、上記材料を用いたカラーフィルターにお
いても、カラーフィルター上に設けられたコンタクトホ
ールがつぶれてしまい、微細なコンタクトホールを形成
することができず、パターンを微細化できない問題点を
有していた。

【００２３】

【発明が解決しようとする課題】カラーフィルターをＴ
ＦＴ基板と別の対向基板に設けていた従来例１の液晶表
示装置では、ＴＦＴ基板とＣＦ基板のアライメント誤差
が大きく、高精細で光透過率の高い液晶表示装置をつく
ることができない問題点を有していた。これを解決する
手段としてＴＦＴ基板上にカラーフィルターを設けるオ
ンチップカラーフィルター構造が従来例２に開示されて
いるが、以下の問題点があった。

【００２４】すなわち、オンチップカラーフィルター構
造では、画素電極とＴＦＴ電極の接続にオーバーコート
で規定されたコンタクトホールを介して行うが、コンタ
クトホール部分のカラーフィルター・ブラックマトリク
スを除去しておく必要があり、微細なパターニング性能
が必要である。

【００２５】一般にカラーフィルターやブラックマトリ
クスとしては、感光性のネガ型レジストを用いるが、ネ
ガ型レジストは現像時に膨潤するため、微細なパターニ
ングが難しい問題点を有した。

【００２６】本発明では上述した問題点を解決するもの
で、その目的は現像時の膨潤の影響をうけにくいカラー
フィルターおよびブラックマトリクスのパターンを規定
し、微細なパターニングを可能にし、高精細で光透過率
の高いオンチップカラーフィルター液晶表示装置を提供
することにある。

【００２７】

【課題を解決するための手段】本発明は、第１の基板
と、第２の基板およびこれらに挟持された液晶層を有
し、前記第１の基板上には複数の走査線と、それらにマ
トリクス状に交差する複数の信号線と、これらの走査線
及び信号線の配線のそれぞれの交点に対応して形成され
た複数の薄膜トランジスタとを有し、前記薄膜トランジ
スタのそれぞれを覆ってＲＧＢ３原色とするライン状カ
ラーフィルター層と前記各カラーフィルター層間に配置
したブラックマトリクス層と、それを保護するオーバー
コート膜を有し、前記オーバーコート膜上にコンタクト
ホールを介して前記薄膜トランジスタと接続した画素電
極を形成されており、前記第２の基板上には対向電極が
設けられた液晶表示装置において、前記ライン状カラー
フィルター層および前記ブラックマトリクス層上にはコ
ンタクトホールが設けられておらず、前記オーバーコー
ト膜上の前記コンタクトホールを避けるようにくびれを
設けて液晶画素の外形が規定されていることを特徴とす
る。

【００２８】また、本発明は、アクティブマトリクス型
液晶表示装置の製造方法において、ＴＦＴガラス基板上
に薄膜トランジスタを形成し、前記薄膜トランジスタを
覆うようにパッシベーション膜を形成し、ＲＧＢ３原色
のライン状カラーフィルターの形成をフォトリソグラフ
ィー工程を各色毎に３回繰り返し、Ｒ，Ｇ，Ｂの顔料分
散型ネガレジストを所定スピンでそれぞれ塗布し、次に
所定温度でプリベークし、次に、ライン状のパターンを
残す部分をステッパーを用いて、紫外線光を照射させ、
光架橋を行い、現像液に不溶化し、現像液として界面活
性材入りの溶液にてシャワー現像を行い、ベーク炉にて
膜の本焼成を行い、感光性のネガ型ブラックレジストを
塗布し、パターニングして、ＴＦＴ遮光部および光漏れ
領域にブラックマトリクスをパターン形成し、ＲＧＢ３
原色のライン状カラーフィルターを形成した後、オーバ
ーコート膜と該オーバーコート膜中にコンタクトホール
を設け、前記薄膜トランジスタと前記コンタクトホール
とを接続して前記オーバーコート膜上に透明画素電極を
設け、対向ガラス基板上に対向電極を設け、前記ＴＦＴ
ガラス基板と前記対向ガラス基板間に液晶を挿入したこ
とを特徴とする。

【００２９】［作用］本発明によるコンタクトホール近
辺の形成状態を図６に示しており、図６（ａ）は従来の
カラーフィルタやブラックマトリクスに設けたコンタク
トホールの状態図のＳＥＭ写真であり、試験的に設けた
３つのコンタクトホールとカラーフィルタとにより形成
した結果、カラーフィルタは膨潤が発生して、コンタク
トホールがつぶれかかっている。一方、図６（ｂ）に示
すように、本発明による結果のＳＥＭ写真である。図６
（ｂ）は、図１（ｃ）に示す断層図であるが、膨潤の発
生は見えず、断層が明確に残っている。細かくは、カラ
ーフィルターの５μｍのコンタクトホールおよびライン
アンドスペースの現像後のＳＥＭ写真を示す。コンタク
トホールの場合、膜の膨潤を緩和するところがコンタク
トホール部しかないために、コンタクトホール部がつぶ
れてしまい、コンタクトを開口させることができないの
に対し、ラインアンドスペースパターンでは膜の膨潤を
緩和できるために、５μｍ以下のパターンでもきれいに
現像ができる。

【００３０】

【発明の実施の形態】本発明による実施形態について、
図面を参照しつつ詳細に説明する。

【００３１】［第１の実施形態］ （液晶表示装置の構造）図１は本実施形態のオンチップ
カラーフィルター構造を持つ液晶表示装置の単位素子部
を表す図であり、（ａ）はその平面図であり、（ｂ）は
カラーフィルター（ＣＦ）・ブラックマトリクス（Ｂ
Ｍ）部分を除いた平面図であり、（ｃ）はその断面図で
ある。

【００３２】図１において、ＴＦＴ基板１０１は、ＴＦ
Ｔガラス基板１０４上に、信号を書き込む画素を選択す
る走査線１０５と、書き込む信号をもつ信号線１０６
と、それらの交点に画素を駆動するＴＦＴ１０７を有す
る。このうち、ＴＦＴ１０７はＴＦＴガラス基板１０４
上に設けられたゲート電極１２０と、ゲート電極１２０
を覆うようにして設けられたゲート絶縁膜１２１と、ゲ
ート絶縁膜１２１上に形成された半導体層１２２とドレ
イン電極１２３およびソース電極１２４と、それらのす
べてを覆うようにして設けられたパッシベーション膜１
２５を備えている。また走査線１０５はゲート電極１２
０に対して、信号線１０６はドレイン電極１２３に対し
て接続されている。

【００３３】パッシベーション膜１２５上にはカラーフ
ィルター１０９、ブラックマトリクス１１０が設けられ
ており、それらを覆うようにオーバーコート膜１１１が
形成されている。

【００３４】オーバーコート膜１１１上にはコンタクト
ホール１２６を介してＴＦＴ１０７のソース電極１２４
と接続された画素電極１０８が配置されている。

【００３５】また、画素電極１０８上には、液晶分子を
液晶の動作モードに適した配列や傾き（プレチルト）を
制御するための配向膜（図示せず）が設けられており、
ＴＦＴガラス基板１０４から配向膜までの構成要素にて
ＴＦＴ基板１０１を形成している。なお、典型例とし
て、ゲート電極膜厚は０．２μｍ、ゲート絶縁膜厚は
０．５μｍ、半導体層膜厚を０．３μｍ、ドレイン電極
膜厚を０．２μｍ、パッシベーション膜厚を０．３μｍ
とした。

【００３６】つぎに、対向基板１０２は、ガラス基板１
１３上に、対向電極１１２と、配向膜（図示せず）が設
けられており、ガラス基板１１３から配向膜までの構成
要素にて対向基板１０２を形成している。

【００３７】さらに、このＴＦＴ基板１０１と、対向基
板１０２とそれらに挟まれた液晶層１０３により１つの
液晶素子を形成している。

【００３８】また、カラーフィルター１０９としては、
高感度の顔料分散型ネガ型レジスト（富士フィルムオー
リン製ＣＭ−７０００）を用いて、カラーフィルターの
膜厚は、典型的には、１．５μｍとし、好ましくは１．
２乃至１．７μｍであっても、ブラックマトリクスより
も若干厚くても、薄膜トランジスタの無い箇所故によ
い。

【００３９】カラーフィルター１０９のパターンとして
は、図１（ａ）のように画素毎にアイランド状にパター
ニングした。この時、カラーフィルター１０９の短辺
（水平方向）は走査線１０５およびＴＦＴ１０７のソー
ス電極１２４とオーバーラップしており、長辺（垂直方
向）は両側の信号線１０６とオーバーラップしており、
薄膜トランジスタ１０７の一部とコンタクトホール１２
６を避けて、くびれたパターンにしている。

【００４０】すなわち、コンタクトホールは、薄膜トラ
ンジスタ１０７上にはなく、またパターニングされたブ
ラックマトリクス１１０及びカラーフィルタ１０７の領
域を除外した箇所に設けているので、カラーフィルター
等の膨潤によるコンタクトホールのつぶれを防止でき、
精細度の良い微細なカラーフィルターやブラックマトリ
クスをパターニングできる。また、ブラックマトリクス
１１０はＴＦＴ１０７にのみオーバーラップしているア
イランド状のパターンとした。

【００４１】このパターンにすることにより、カラーフ
ィルター１０９およびブラックマトリクス１１０の現像
時の膨潤が緩和され、微細なパターニングが可能とな
り、コンタクトホール１２６の径を５μｍまで微細化で
きた。

【００４２】（液晶表示装置の製造方法）次に、本発明
による液晶表示装置の製造方法について説明する。図２
は本実施形態のオンチップカラーフィルター構造を持つ
液晶表示装置の製造方法を説明する図である。

【００４３】まず、ＴＦＴガラス基板２０４上に通常と
同様の工程にて薄膜トランジスタ２０７を形成する（図
２（ａ））。薄膜トランジスタ２０７はＴＦＴガラス基
板２０４上にゲート電極２０２を形成し、つぎにゲート
絶縁膜２２１を形成し、ゲート電極上にゲート絶縁膜２
０７を介して半導体層２２２を形成し、その後ドレイン
電極２２５とソース電極２２４を形成し、ドレイン電極
２２５とソース電極２２４を覆うようにパッシベーショ
ン膜２２５を形成する。

【００４４】次に、ＲＧＢ３原色のカラーフィルター２
０９の形成を、以下のフォトリソグラフィー工程を各色
毎に３回繰り返すことにより行った。

【００４５】まず、Ｒ，Ｇ，Ｂの顔料分散型ネガレジス
ト（富士フィルムオーリン製ＣＭ−７０００）をそれぞ
れ塗布する。塗布は粘度１５ｃｐのネガ型レジストを７
００ｒｐｍで５ｓ回転させることにより、１．５μｍの
膜厚になるようにスピン塗布した。次に温度８０℃、時
間２分プリベークを行った。なお、顔料分散型ネガレジ
ストの粘度や、スピン型による回転数と回転時間等は、
上記の限定した時間でなくとも、その製造設備の温度環
境等によって、変更できる。

【００４６】次に、アイランド状のパターンを残す部分
をステッパーを用いて、紫外線の一つｇｈｉ線のＵＶ光
を１００ｍＪ照射させ、光架橋を行い、現像液に不溶化
した。

【００４７】次に、現像液として界面活性材入りのテト
ラメチルアミンヒドロオキシド溶液（ＴＭＡＨ溶液）
０．０３％にて、５０ｓの間、シャワー現像を行った。
パドル現像を行わず、シャワー現像を行った理由は、シ
ャワーにて物理的にたたいて現像することにより、現像
時間を早め、現像時のレジストの膨潤を極力抑えるよう
にするためである。

【００４８】次に、ベーク炉にて２３０℃、１Ｈｒ（１
時間）キュアすることで膜の本焼成を行った。

【００４９】次に、顔料や酸化チタンなどを分散した感
光性のネガ型ブラックレジスト２１０（富士フィルムオ
ーリン製ＣＫ−Ｓ−１７１）を塗布、パターニングする
ことにより、ＴＦＴ遮光部および光漏れ領域にブラック
マトリクスを１μｍ形成した。パターン形成方法はカラ
ーフィルターの場合と同様である。ＲＧＢ３原色のカラ
ーフィルターおよびブラックレジストはアイランド状の
パターンを用いているため、現像工程での膨潤はみられ
なかった。

【００５０】ここで、カラーフィルターやブラックマト
リクスを微細なアイランドパターンで形成したために、
密着性が悪く現像時に基板からはがれることが懸念され
る。それを防ぐために、それぞれの塗布前に基板をヘキ
サメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）雰囲気中にさらし、Ｈ
ＭＤＳ処理を行って、基板の膜表面状態を疎水性にする
ことにより、密着性を高めてもよい（図２（ｂ）
（ｃ））。

【００５１】次に、オーバーコート膜２１１として、ポ
ジ型レジスト（ＪＳＲ製ＨＲＣシリーズ）を塗布・露光
・現像・焼成することにより、オーバーコート膜２１１
およびコンタクトホール２２６を形成した（図２
（ｄ））。

【００５２】最後に、透明電極であるインジウムスズオ
キサイド（ＩＴＯ）を０．０５μｍ成膜、パターニング
することにより画素電極２０８を形成した（図２
（ｅ））。

【００５３】この後、配向膜を塗布し、ラビング処理
後、所定の間隙を介して対向基板と接合する。

【００５４】この間隙に側面の遮蔽膜とスペーサを挟ん
で、液晶を注入して、アクティブマトリクス型液晶表示
装置が完成する。

【００５５】本実施形態の特徴として、ＲＧＢのカラー
フィルター２０９を画素毎にアイランド状にパターニン
グして、カラーフィルター２０９上のコンタクトホール
２２６を設けなかったため、カラーフィルター２０９に
ネガ型レジストを用いたにも関わらず、現像時の膨潤が
おこらず、微細なパターン形成が可能となったことであ
る。このため、ＴＦＴ２０７と画素電極２０８を接続す
るオーバーコート膜２１１上のコンタクトホール２２６
を５μｍと小さくでき、光透過領域を広くとれ、高精細
で透過率の高い液晶表示装置の作成が可能となった。

【００５６】［第２の実施形態］図３は本実施形態のオ
ンチップカラーフィルター構造を持つ液晶表示装置の素
子部分を表す平面図である。

【００５７】本実施形態のオンチップカラーフィルター
の構造はカラーフィルターのパターン以外は、第１の実
施形態と同様であるため、説明を省略する。

【００５８】カラーフィルター３０９のパターンとして
は、図３に示すように、縦の画素群にまたがってライン
状にパターニングし、長辺方向の一部を信号線３０６と
オーバーラップさせている。

【００５９】また、カラーフィルター３０９は、コンタ
クトホール３２６の位置を避けるため、迂回させてお
り、くびれさせている。

【００６０】このパターンにすることにより、カラーフ
ィルターおよびブラックマトリクスの現像時の膨潤が緩
和された。また、下地のＳｉＮｘ膜との接触面積が大き
いために密着性が高められ、現像時のパターンはがれ不
良がおきにくくなった。

【００６１】本実施形態のオンチップカラーフィルター
構造を持つ液晶表示装置の製造方法は第１の実施形態と
同様であるため説明を省略する。

【００６２】本実施形態の特徴として、ＲＧＢのカラー
フィルターをコンタクトホールを避けるように、ライン
状にパターニングし、カラーフィルターにネガ型レジス
トを用いたにも関わらず、現像時の膨潤がおこらず、微
細なパターン形成が可能となったことである。

【００６３】また、下地のＳｉＮｘ膜との接触面積が大
きいため、密着性が高められ、現像時のパターンはがれ
不良がおきにくくなった。

【００６４】このため、ＴＦＴと画素電極を接続するオ
ーバーコート膜上のコンタクトホールを５μｍと小さく
でき、光透過領域を広くとれ、高精細で透過率の高い液
晶表示装置の作成が可能となった。

【００６５】

【発明の効果】本発明の効果は、ＴＦＴ基板上にカラー
フィルターを設けるオンチップカラーフィルター構造の
液晶表示装置において、ＲＧＢ３原色のカラーフィルタ
ーおよびブラックマトリクスのパターンを、その外形が
コンタクトホールを避けるように規定したために、パタ
ーン精度が高められ、ＴＦＴと画素電極を接続するコン
タクトホール径を微細化でき、高精細で透過率の高い液
晶表示装置の作成が可能になったことにある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる液晶表示装置の第１の実施形態
を示す図である。

【図２】本発明にかかる液晶表示装置の第１の実施形態
の製造方法を示す図である。

【図３】本発明にかかる液晶表示装置の第２の実施形態
を示す図である。

【図４】従来の液晶表示装置の一例を示す図である。

【図５】特開平８−１２２８２４号公報に開示された液
晶表示装置を示す図である。

【図６】カラーフィルターのパターニング精度を説明す
る図である。

【符号の説明】

１０１，４０１ ＴＦＴ １０２，４０２ 対向基板 １０３，４０３ 液晶層 １０４，４０４ ＴＦＴガラス基板 １０５，３０５，４０５ 走査線 １０６，３０６，４０６ 信号線 １０７，４０７ 薄膜トランジスタ １０８，３０８，４０８ 画素電極 １０９，２０９，４０９ カラーフィルター １１０，２１０，３１０，４１０ ブラックマトリクス １１１，２１１ オーバーコート １１２ 対向基板 １２０，２２０ ゲート電極 １２１，２２１ ゲート絶縁膜 １２２，２２２ 半導体層 １２３，２２３ ドレイン電極 １２４，２２４ ソース電極 １２５，２２５ パッシベーション膜 １２６，２２６，３２６ コンタクトホール １３０ 液晶分子

フロントページの続き (72)発明者 山本 勇司 東京都港区芝五丁目７番１号 日本電気 株式会社内 (72)発明者 渡邊 貴彦 東京都港区芝五丁目７番１号 日本電気 株式会社内 (72)発明者 吉川 周憲 東京都港区芝五丁目７番１号 日本電気 株式会社内 (72)発明者 丸山 宗生 東京都港区芝五丁目７番１号 日本電気 株式会社内 (56)参考文献 特開 平８−179376（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−242433（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−96963（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−14823（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−239513（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−52415（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02F 1/1335 G02F 1/1362 G02F 1/1343

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の基板と、第２の基板およびこれら
   に挟持された液晶層を有し、前記第１の基板上には複数
   の走査線と、その複数の走査線にマトリクス状に交差す
   る複数の信号線と、前記複数の走査線及び前記複数の信
   号線の配線のそれぞれの交点に対応して形成された複数
   の薄膜トランジスタとを有し、前記薄膜トランジスタの
   それぞれを覆ってＲＧＢ３原色とするライン状カラーフ
   ィルター層とブラックマトリクス層と、それを保護する
   オーバーコート膜を具備し、前記オーバーコート膜上に
   コンタクトホールを介して前記薄膜トランジスタと接続
   した画素電極を形成しており、前記第２の基板上には対
   向電極が設けられたアクティブマトリクス型液晶表示装
   置において、 前記ライン状カラーフィルター層および前記ブラックマ
   トリクス層上及び前記薄膜トランジスタ上を除外した箇
   所にコンタクトホールを設け、前記オーバーコート膜上
   の前記コンタクトホールを避けるようにくびれを設けて
   液晶画素の外形が規定され、前記ライン状カラーフィル
   ター層および前記ブラックマトリクス層にはネガ型感光
   性レジストを用いたことを特徴とするアクティブマトリ
   クス型液晶表示装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のアクティブマトリクス
   型液晶表示装置において、 前記ライン状カラーフィルター層および前記ブラックマ
   トリクス層には顔料分散型の感光性ネガ型レジストを用
   いたことを特徴とするアクティブマトリクス型液晶表示
   装置。
3. 【請求項３】 第１の基板と、第２の基板およびこれら
   に挟持された液晶層を有し、前記第１の基板上には複数
   の走査線と、それらにマトリクス状に交差する複数の信
   号線と、これらの走査線及び信号線の配線のそれぞれの
   交点に対応して形成された複数の薄膜トランジスタとを
   有し、前記薄膜トランジスタのそれぞれを覆ってＲＧＢ
   ３原色とするライン状カラーフィルター層とブラックマ
   トリクス層と、それを保護するオーバーコート膜を有
   し、前記オーバーコート膜上にコンタクトホールを介し
   て前記薄膜トランジスタと接続した画素電極を形成され
   ており、前記第２の基板上の対向電極と当該画素電極間
   の電界によって前記液晶層の光透過率を可変するアクテ
   ィブマトリクス型液晶表示装置において、 前記ライン状カラーフィルター層および前記ブラックマ
   トリクス層上には前記コンタクトホールが無く、前記ラ
   イン状カラーフィルター層および前記ブラックマトリク
   ス層を形成時に前記オーバーコート膜上の前記コンタク
   トホールを膨潤することのないネガ型感光性レジストを
   用いたことを特徴とするアクティブマトリクス型液晶表
   示装置。
4. 【請求項４】 オンチップカラーフィルター構造のアク
   ティブマトリクス型液晶表示装置の製造方法において、 ＴＦＴガラス基板上に薄膜トランジスタを形成し、前記
   薄膜トランジスタを覆うようにパッシベーション膜を形
   成し、ＲＧＢ３原色のライン状カラーフィルターの形成
   をフォトリソグラフィー工程を各色毎に３回繰り返し、
   Ｒ，Ｇ，Ｂの顔料分散型ネガレジストを所定スピンでそ
   れぞれ塗布し、次に所定温度でプリベークし、次に、ラ
   イン状のパターンを残す部分をステッパーを用いて、紫
   外線光を照射させ、光架橋を行い、現像液に不溶化し、
   現像液として界面活性材入りの溶液にてシャワー現像を
   行い、ベーク炉にて膜の本焼成を行い、感光性のネガ型
   ブラックレジストを塗布し、パターニングして、ＴＦＴ
   遮光部および光漏れ領域にブラックマトリクスをパター
   ン形成し、ＲＧＢ３原色のライン状カラーフィルターを
   形成した後、前記ライン状カラーフィルター層および前
   記ブラックマトリクス層上及び前記薄膜トランジスタ上
   を除外した箇所にコンタクトホールを設け、前記薄膜ト
   ランジスタと前記コンタクトホールとを接続する前記オ
   ーバーコート膜上に透明画素電極を設け、対向ガラス基
   板上に対向電極を設け、前記ＴＦＴガラス基板と前記対
   向ガラス基板間に液晶を挿入したことを特徴とするアク
   ティブマトリクス型液晶表示装置の製造方法。
5. 【請求項５】 請求項４に記載のアクティブマトリクス
   型液晶表示装置の製造方法において、 前記ライン状カラーフィルター及び前記ブラックマトリ
   クスはそれぞれの塗布前に前記ガラス基板をヘキサメチ
   ルジシラザン（ＨＭＤＳ）雰囲気中にさらし、ＨＭＤＳ
   処理を行って、前記ガラス基板の膜表面状態を疎水性に
   したことを特徴とするアクティブマトリクス型液晶表示
   装置の製造方法。
6. 【請求項６】 請求項４に記載のアクティブマトリクス
   型液晶表示装置の製造方法において、 前記オーバーコート膜としてポジ型レジストを塗布・露
   光・現像・焼成したことを特徴とするアクティブマトリ
   クス型液晶表示装置の製造方法。