JP3476990B2 - 表示装置用基板およびそれを用いた液晶表示装置並びにその製造方法 - 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、スイッチング素子
を有する表示装置用基板およびそれを用いた液晶表示装
置並びにその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ）膜を
用いた薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）をスイッチング素子
として画素毎に有するアクティブマトリックス型液晶表
示装置（ＬＣＤ）は、高画質であるために注目され、パ
ーソナルコンピュータ等の表示装置として広く普及して
きている。さらに、高画質、大画面のものが低価格で実
現できれば、壁掛けテレビ（フラット型テレビジョン）
分野に参入できる可能性もあり、大きく期待されてい
る。アクティブマトリックス型液晶表示装置がＣＲＴと
置き代わるためには、動画表示に耐え得るように、より
高速応答とすること、１５インチクラスの大画面で低価
格化が図れること、液晶ディスプレイの特徴としての低
消費電力の特徴を損なわないことが必要となる。

【０００３】高速応答化については、ＰＴ（π−Twist
）方式、ＨＡＮ（Hybrid AlignmentNematic）方式、Ａ
ＦＬＣ（Antiferroelectric Liquid Cristals ）方式、
ＩＰＳ（In Plane Switching）方式を採用することによ
り、現状のＴＮ（Twisted Nematic ）方式（〜１００ｍ
ｓ）より高速で応答することができるが、これらの方式
は現状のＴＮ方式よりもセルギャップ制御精度が厳しい
という技術的ハードルを含む。

【０００４】大画面化については、カラーフィルタおよ
びブラックマトリックスを対向基板上に形成した従来の
液晶表示装置では、アレイ基板（ＴＦＴアレイを有する
基板）と対向基板との間での位置合わせズレが、大画面
のディスプレイになるほど顕著に現れるという問題があ
る。これを防ぐためには、合わせズレ不良部を覆う遮光
性のブラックマトリクスを従来に比べて大きくする必要
がある。ブラックマトリクス部分を大きくすることは、
開口率を低くすることにつながり、開口率が低いと、バ
ックライトの輝度を大きくしなければ充分な輝度をとる
ことができないので、結果として低消費電力化に対する
要求に応ずることができない。

【０００５】また、現在最も一般的なカラーフィルタの
製法である従来の顔料分散法を用いる限り、工程数が多
く、無駄になる材料が多いので、歩留りが上がらず、製
造コストが下がらないという問題もある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の点に鑑
みてなされたものであり、高速応答モードの液晶に適用
可能であり、大画面ディスプレイに応用でき、しかも低
価格である液晶表示装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、基板上に設け
られたスイッチング素子と、前記基板上に形成され、少
なくとも一部が有機−無機ハイブリッドガラスで構成さ
れている機能層とを具備する表示装置用基板およびこれ
を用いた液晶表示装置、並びにその製造方法を提供す
る。

【０００８】本発明の表示装置用基板は、 （１）スイッチング素子上に機能層が設けられ、機能層
における画素部分が導電性の有機−無機ハイブリッドガ
ラスで構成されていること （２）スイッチング素子上に機能層が設けられ、機能層
上に画素電極が設けられ、機能層における画素部分が絶
縁性の有機−無機ハイブリッドガラスで構成され、機能
層における画素電極とスイッチング素子との接続部分が
導電性の有機−無機ハイブリッドガラスまたは導電性高
分子で構成されていること （３）蓄積容量線と画素電極との間に機能層が設けら
れ、機能層における蓄積容量線と画素電極とに挟まれる
部分が絶縁性の有機−無機ハイブリッドガラスで構成さ
れ、有機−無機ハイブリッドガラスが容量蓄積用のコン
デンサの絶縁膜として機能すること、またはスイッチン
グ素子におけるゲート線と半導体層との間に機能層が設
けられ、機能層におけるゲート線と半導体層とに挟まれ
る部分が絶縁性の有機−無機ハイブリッドガラスで構成
され、有機−無機ハイブリッドガラスがゲート絶縁膜と
して機能すること （４）スイッチングそし上に機能層が設けられ、機能層
上に絶縁膜が設けられ、絶縁膜上に画素電極が設けら
れ、機能層における画素部分が絶縁性の有機−無機ハイ
ブリッドガラスで構成されていること を特徴としている。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
参照して具体的に説明する。

【００１０】カラー液晶表示装置がＣＲＴに置き換わる
ためには、高速応答が可能であること、大画面ディスプ
レイに適用できること、低価格であること、液晶の特徴
である低消費電力が損なわれないことが必要であるが、
これらの要件を満たすためには、次のことが問題とな
る。すなわち、高速応答に対応する液晶表示方式の多く
はギャップ制御精度が厳しいため、大画面においてギャ
ップ制御精度を確保すること、工程数を削減して歩留り
を向上させることや材料を削減すること、開口率を維持
することである。

【００１１】このような状況下、本発明者は、これらの
問題を解決すべく、一般的なカラーフィルタプロセスで
ある顔料分散法を用いて表示モードとしてＰＴ、ＨＡ
Ｎ、ＡＦＬＣ、ＩＰＳを用いた１５インチサイズのカラ
ーフルタオンアレイ構造の液晶ディスプレイを作製し
た。

【００１２】その結果、いずれの場合も、開口部におけ
るブラックマトリクス部近傍の領域において光漏れが生
じ、また、画面の周辺領域に表示ムラ不良が生じた。こ
の光漏れ不良の原因を調べたところ、顔料分散法で形成
する際に必然的に生じるカラーフィルタの段差、すなわ
ちＴＦＴやブラックマトリクス部上に形成されるカラー
フィルタと、それ以外の領域に形成されるカラーフィル
タの高さの差に起因することが分った。特に、上記表示
方式は、セルギャップに敏感であるので、この段差によ
る影響が顕著に現れた。

【００１３】また、ムラ不良の原因を調べたところ、Ｔ
ＦＴ特性（ＴＦＴをＯＮ／ＯＦＦさせる電圧）にバラツ
キがあることが分かり、この原因を調べたところ、顔料
分散法によるカラーフィルタ作製工程に起因することが
分った。すなわち、顔料分散法では、レジスト塗布→露
光→現像→ベーキングをＲ，Ｇ，Ｂの着色部およびブラ
ックマトリクス部について行う必要があるため、ＴＦＴ
に対する負担が大きいことが考えられる。また、大画面
であることもプロセスにおける温度分布発生の原因とな
り易く、ＴＦＴ特性にバラツキが生じる要因と考えられ
る。

【００１４】さらに、顔料分散法を用いたカラーフィル
タ作製は、工程数が多いので、歩留まりが上がらず、ま
た無駄になる材料も多く、価格が下がらないことが分か
った。

【００１５】そこで、本発明者らは、特開平５−１８８
２１５号公報等に開示されている方法、すなわち着色機
材としてポリシランを用い、露光、染料や顔料を含むデ
ィッピング液への浸漬、および加熱を繰り返すことによ
り有機−無機ハイブリッドガラスからなるカラーフィル
タを形成する方法が平坦性に優れ、しかも工程や材料を
削減することができることに着目し、アレイ基板上にこ
の方法により機能層を形成することを新規に考案した。

【００１６】そこで、アレイ基板上に上記方法でカラー
フィルタ層を設けた１５インチの高速応答モードの液晶
ディスプレイを作製した。この液晶ディスプレイを評価
したところ、アレイ基板上に顔料分散法でカラーフィル
タ層を設けたものにおいて観察された光漏れ不良および
ムラ不良はなくなった。しかしながら、以下の４つの新
しい問題が生じた。

【００１７】第１の問題は、従来のＴＦＴ基板を用い、
その画素電極上に絶縁性を示す厚さ１．５μｍのカラー
フィルタ層を形成し、これを用いて液晶セルを構成して
駆動させたところ、カラーフィルタ層に分配される電圧
のために、液晶に印加される実効電圧が低下し、駆動電
圧が従来の５Ｖから１０Ｖまで上がってしまったことで
ある。

【００１８】第２の問題は、第１の問題を解決するため
に、カラーフィルタ層にスルーホールを形成した後、カ
ラーフィルタ層表面にＩＴＯ膜をスパッタリングにより
形成し、これをエッチングして画素電極パターンを形成
したところ、スルーホールにおけるスイッチング素子と
画素電極との間でコンタクト不良が生じたこと、サイド
エッチングが生じて微細加工ができなくなってしまうこ
とである。

【００１９】本発明は、上述したＴＦＴアレイ基板上に
有機−無機ハイブリッドガラスを含む層形成するとき
に、新たに見つかった上記問題点を克服し、高速応答モ
ードに適用でき、大画面ディスプレイが低価格で実現で
きる液晶表示装置および表示装置用基板を提供すること
である。

【００２０】本発明は、基板上に設けられたスイッチン
グ素子と、少なくとも一部が有機−無機ハイブリッドガ
ラスで構成されている機能層とを具備する表示装置用基
板を提供する。

【００２１】本発明において、機能層とは、導電性、絶
縁性、誘電率等の電気的な性質としての機能、着色性、
透明性、屈折率、集光性、光拡散性等の光学的な性質と
しての機能を持つ層をいう。また、これらの２つ以上の
性質を同時に兼ね備えることも有効である。本発明にお
いては、１つの層の中に、電気的性質または光学的性質
の異なる２種以上の機能を持つ部分がパターニングされ
ており、その部分の材質が有機−無機ハイブリッドガラ
スからなることを特徴としている。

【００２２】スイッチング素子としては、薄膜トランジ
スタ、例えばＴＦＴ（Thin Film Transistor）およびＭ
ＩＭ（Metal Insulator Metal ）を用いることができ
る。

【００２３】スイッチング素子として薄膜トランジスタ
（ＴＦＴ）を用いる際の、ＴＦＴの構造としては、ゲー
ト電極が基板の反対側にあり、ソース電極・ドレイン電
極がゲート電極の反対側にある正スタガー型、ゲート電
極が基板側にあり、ソース電極・ドレイン電極がゲート
電極の反対側にある逆スタガー型が挙げられる。さら
に、逆スタガー型の中でも、チャネル上のａ−Ｓｉとｎ
⁺ ａ−Ｓｉを同時に除去するバックチャネル型、ａ−Ｓ
ｉ上にエッチングストッパがあるｉ−ストッパ型が挙げ
られる。これらの型のいずれの型も使用することができ
る。

【００２４】ＴＦＴに用いる半導体層は、ａ−Ｓｉに限
らず、ｐ−Ｓｉ、ＣｄＳｅを用いて形成しても良い。ま
た、データ線上の絶縁膜は、ＳｉＯｘに限らずＳｉＮｘ
でもよく、両者の積層でも良い。

【００２５】ＴＦＴ基板の各画素には、等価回路的には
液晶容量と並列になるように蓄積容量が形成される。蓄
積容量（Ｃｓ、Storage Capacitor ）とは、液晶容量の
信号電圧依存性や寄生容量の影響を低減し、保持回路の
時定数を増加させて画質を保証するための役割をするコ
ンデンサであり、コンデンサの一方の電極は画素電極を
兼ねている。

【００２６】本発明における表示装置用基板は、図２
（Ａ）に示す独立Ｃｓ構造と図３（Ａ）に示すＣｓオン
ゲート構造を含む。これらの等価回路は、それぞれ図２
（Ｂ）および図３（Ｂ）に示す。なお、図２（Ａ）およ
び図３（Ａ）において、参照符号２２１はゲート線を示
し、２２２は信号線を示し、２２３はＣｓ線を示し、２
２４，２２５は画素電極を示す。

【００２７】ここで、画素電極とは、液晶駆動用の電極
である。ＩＰＳ以外の透過型モード表示の場合、このよ
うな電極材料としては、金属酸化系の透明導電材料が有
効であり、ＳｎＯ₂ （ネサガラス）、ノンドープＩｎ₂
Ｏ₃ 、ＳｎＯ₂ ドープＩｎ₂Ｏ₃ （ＩＴＯ）、ＺｎＯ、
またはそれらにＡｌ₂ Ｏ₃ 、ＡｌＦ₃ 、Ｇａ₂ Ｏ₃ 、Ｙ
₂ Ｏ₃ 等を微量にドープしたものを用いることができ
る。その中でも、５重量％でＳｎＯ₂ をドープしたＩｎ
₂ Ｏ₃ を用いることが特に有効である。画素電極の形成
方法としては、スパッタリング法、ＥＢ法、ゾル・ゲル
法等の方法を用いることができる。

【００２８】本発明において、基板としては、セラミッ
ク基板、樹脂基板、金属基板、グレーズドセラミック基
板、樹脂脂被覆金属基板等を用いることができる。特
に、基板材料として、低アルカリもしくは無アルカリガ
ラス、またはフレキシブル基板であるポリカーボネート
（ＰＣ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）等を用いる
ことが望ましい。

【００２９】本発明において、有機−無機ハイブリッド
ガラスとは、有機分子が無機ガラスの中に分散している
ものをいう。有機−無機ハイブリッドガラスの無機ガラ
スの素材について述べる。無機ガラスは基本的に金属酸
化物により構成される。その中でも、本発明において、
無機ガラスの素材としては、ＳｉＯ₂ 、ＳｎＯ₂ 、Ｇｅ
Ｏ₂ 、Ｂ₂ Ｏ₃ 、ＺｎＯ₂ 、Ａｌ₂ Ｏ₃ 、ＺｒＯ₂ 、Ｔ
ｉ₂ Ｏ₃ 、ＢａＴｉＯ₃ 、Ｃｄ₂ ＳｎＯ₄ 、Ｃｕ₂ Ｏ、
Ａｇ₂ Ｏ、ＳｒＴｉＯ₃ 、ＬａＣｒＯ₃ 、ＬａＣｒ
Ｏ₃ 、ＷＯ₃ の単体またはそれらの混合物を用いる。特
に、ＳｉＯ₂ 、ＧｅＯ₂ 、ＳｎＯ₂ の含有量が３０体積
％以上あることが望ましい。

【００３０】導電性を有する無機ガラスの素材として
は、ＳｎＯ₂ （ネサガラス）、ノンドープＩｎ₂ Ｏ₃ 、
ＳｎＯ₂ ドープＩｎ₂ Ｏ₃ （ＩＴＯ）、ＺｎＯ、あるい
はそれらにＡｌ₂ Ｏ₃ 、ＡｌＦ₃ 、Ｇａ₂ Ｏ₃ 、Ｙ₂ Ｏ
₃ 等を微量にドープしたもの、またはそれらとＳｉＯ₂
やＺｒＯ₂ との混合物を用いることが有効である。

【００３１】以下に機能層における所定の機能を有する
パターンを形成する方法を説明する。図１（Ａ）に示す
ように、表示装置用基板（アレイ基板）２１上にレジス
ト２２を塗布し、図１（Ｂ）に示すように、所望の部分
（機能を付与する部分）に紫外線を照射してレジストに
潜像を形成し、図１（Ｃ）に示すように、ディッピング
液２４にアレイ基板２１を浸漬し、図１（Ｄ）に示すよ
うに、この浸漬工程の後にアレイ基板２１を加熱して露
光部を選択的にガラス化させて酸化物２５とする。この
方法においては、露光部分に選択的にディッピング液が
侵入し、ベーキングにより露光部分がディッピング液組
成を取り込んだ形でガラス化する。さらに、レジストの
ガラス化していない部分に紫外線露光して別のパターン
の潜像を形成し、前記ディッピング液と異なるディッピ
ング液に基板を浸漬してベーキングする工程を繰り返し
て所望の電気的性質、光学的性質を有する領域を形成す
る。ディッピング液を迅速に侵入させる方法として、ア
レイ基板をディッピング液に浸漬した状態でさらに電着
処理を施すことも有効である。

【００３２】ディッピング液の組成は、露光部に付与す
る特性により適宜選択する。例えば、露光部に絶縁性を
付与する場合には、ディッピング液としては、水、ＴＥ
ＯＳ（テトラエキトキシラン）を含むゾル・ゲル液もし
くは電着液を用いる。この場合には、露光部にＳｉＯ₂
が形成される。また、露光部に導電性を付与する場合に
は、ディッピング液としては、導電性微粒子、Ｉｎ錯
体、Ｓｎ錯体を含む液を用いる。また、露光部を着色す
る場合には、ディッピング液としては、顔料を含むゾル
・ゲル液もしくは電着液を用いる。さらに、露光部の誘
電率を調整する場合には、ディッピング液としては、そ
の他の金属錯体を含む液を用いる。

【００３３】ここで、金属錯体としては、金属アルコキ
シド、金属アセチルアセトネート、金属カルボキシレー
ト等を用いることができる。特に、ＩＴＯ電極を形成す
る材料としては、インジウムアセチルアセトネート（Ｉ
ｎ（ＣＯＣＨ₂ ＣＯＣＨ₃ ））およびスズアセチルアセ
トネート（Ｓｎ（ＣＯＣＨ₂ ＣＯＣＨ₃ ）₄ ）を用いる
ことが有効である。

【００３４】以下に本発明においてもちいるゾル・ゲル
法、電着法について述べる。ゾル・ゲル法においては、
ディッピング液として、金属錯体の加水分解・重合が進
行することによって金属酸化物微粒子が溶解したもの
（ゾル溶液）を用い、露光部に選択的にゾル溶液が侵入
することを利用する。

【００３５】電着工程においては、ディッピング液とし
て、ミセル電解液を用い、前述のレジストが紫外線照射
され、かつ電圧を印加（対向電極に対して±５〜１０
Ｖ）された部分にのみ、数１０秒（浸漬の場合は数分）
でミセル電解液の組成物が侵入することを利用する。電
圧を印加する場所は、ゲート線と信号線を選択すること
およびゲート線と信号線に印加する電圧をコントロール
することにより行う。このミセル電解液としては、式１
に示す両親媒性ＰＥＧ型界面活性フェロセンと電解質の
入った水溶液を用いることが有効である。また、ミセル
電解液の組成物の侵入を促進するために、電解質溶液に
アセトニトリルやアルコール等を２０体積％以下の割合
で加えることも有効である。

【００３６】

【化１】

【００３７】また、上記ディッピング工程の代わりに、
インクジェット法等の記録技術に使用されるインク噴射
技術を用いて液を吹き付ける方法等を用いることができ
る。インクジェットによる方法を採用した場合には、低
分子量のポリシランを用いて浸漬法を用いたときにしば
しば見られる、ディッピング液中へのポリシランの溶解
による表面層の乱れ（凹凸）や、ピンホールの生成を防
ぐことができる。

【００３８】本発明に用いるレジストとしては、後工程
である紫外線照射工程によりその極性（親水性・疎水
性）が変化するものを用いる。具体的には、主鎖をポリ
シラン（Ｓｉ−Ｓｉ）、ポリチン（Ｓｎ−Ｓｎ）とし、
側鎖に水素、アルキル基、アリール基、ベンゼン環等が
導入されたものを用いる。

【００３９】レジストは以下のようにしてガラス化され
る。ポリシランを例にとり説明すると、まず、疎水性の
ポリシラン（−Ｓｉ−Ｓｉ−）は露光されることにより
主鎖が切断され、空気中の酸素、水と反応することによ
り、親水性（−ＳｉＯＨ）に変化する。この状態でディ
ッピング液に浸漬すると、親水性の部分のみにディッピ
ング液が浸入する。その後、これを加熱処理（ベーキン
グ）することにより、親水性部分はシリカガラス（−Ｓ
ｉＯＨ＋−ＳｉＯＨ→−Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ−）として固ま
る。このとき、側鎖の置換基およびディッピング液の組
成はシリカガラスの中に埋め込まれる。一度この工程を
経た部分は、光や熱に安定なシリカガラスとなる。

【００４０】ポリシラン層を形成する場合、上述した樹
脂を溶媒により溶液にして塗布することにより行われる
が、均一なポリシラン層を形成することが可能であれ
ば、塗布方法に制限はない。均一なポリシラン層が形成
できる方法としては、スピンコート法、ノズルコート法
等が好ましい。

【００４１】本発明において、機能層を着色性とする場
合、色としては、黒，Ｒ，Ｇ，Ｂ等がある。黒の領域は
薄膜トランジスタおよびその配線の位置に対応する位置
（配線の上下は問わない）に形成し、ブラックマトリク
スと呼ばれる。Ｒ，Ｇ，Ｂ領域は画素電極の位置に対応
する位置に形成する。本発明においては、ブラックマト
リクスが形成され、画素電極の位置に対応する位置が無
色透明であるＢＭオンアレイ構造であっても良く、画素
電極に対応する位置にＲ，Ｇ，Ｂ領域が形成され、ＢＭ
は対向基板上にある構造であっても良く、ＢＭ領域と
Ｒ，Ｇ，Ｂ領域が形成された構造であってもよ良い。

【００４２】機能層を着色性とする場合、無色透明の無
機ガラスに有色の有機分子を分散することによりＲ，
Ｇ，Ｂ（またはＹ，Ｃ，Ｍ）に着色させる。ＢＭ（ブラ
ックマトリクス）においては、有機分子のみならず黒色
の無機顔料を用いることも有効である。有機分子は分子
状で無機ガラス中に分散していても良く、凝集体として
分散していても良い。ただし、凝集体として無機ガラス
中に分散する場合には、その平均粒径はＲ，Ｇ，Ｂ領域
で０．２μ以下、ＢＭ部で０．４μ以下であることが望
ましい。また、分子状で無機ガラス中に分散する場合に
おいては、液晶への分子の溶出を防ぐために、表面より
深さ０．０１μｍの領域は、その分子を含まないことが
望ましい。言い換えれば、分子状で分散する場合には、
その上に無色透明の保護膜を設けることが望ましい。

【００４３】次に、着色用の素材について述べる。有機
分子としては、染料を用いることも顔料を用いることも
有効である。顔料を用いる場合には、その平均粒径は
Ｒ，Ｇ，Ｂ領域で０．２μｍ以下、ＢＭ部で０．４μｍ
以下であることが望ましい。また、分子骨格としては、
フタロシアニン系、アントラキノン系、イソインドリン
系、ジオキサジン系等の耐熱性・耐光性の高いものを有
することが望ましい。色剤の含有量は無機ガラスに対し
て４０体積％以下であることが望ましい。また、ＢＭ部
には、無機顔料である酸化チタン（Ｔｉ_n Ｏ_2n-1）、お
よびそれに窒素ドープしたものを用い、黒味を濃くする
ことも有効である。

【００４４】本発明に用いるポリシランとしては、以下
のものが挙げられる。

【００４５】

【化２】

【００４６】

【化３】

【００４７】（式中、Ｒ₁ 、Ｒ₂ 、Ｒ₃ およびＲ₄ は、
互いに同一または異種の置換もしくは無置換の脂肪族炭
化水素残基、脂環式炭化水素残基、芳香族炭化水素残
基、水素、アルコキシル基またはアシロキシル基であ
り、ｍおよびｋは整数である） ポリシランは有機溶剤可溶性であり、プリベークした後
の厚さで０．１〜５μｍ程度の均一な膜を形成できるも
のであれば良い。ポリシランは、その分子量が小さくな
ると、耐熱性、耐薬品性が低下するので、特に耐熱性や
耐薬品性を要求される使用環境で使用する場合には、そ
の分子量が１０，０００以上となるものが好ましい。

【００４８】また、上記式２および式３において、
Ｒ₁ 、Ｒ₂ 、Ｒ₃ およびＲ₄ はメチル基、ｎ−プロピル
基、ｎ−ブチル基、ｎ−へキシル基、フェニルエチル
基、トリフルオロプロピル基およびフルオロヘキシル基
のような置換もしくは無置換の脂肪族炭化水素残基；ｐ
−トリル基、ビフェニル基およびフェニル基のような置
換もしくは無置換芳香族炭化水素残基；シクロヘキシル
基、メチルシクロヘキシル基のような置換もしくは無置
換の脂環式炭化水素残基からなる群からそれぞれ独立し
て選択される基、または水素、アルコキシル基またはア
シロキシル基である。このような好適な具体例として
は、Ｒ₁ およびＲ₃ がメチル基であり、Ｒ₂ 、Ｒ₄ がフ
ェニル基であるポリフェニルメチルシランや、Ｒ₁ およ
びＲ₃ がメチル基であり、Ｒ₂ がフェニル基であり、Ｒ
₄ がトリフルオロプロピル基であるポリフェニルメチル
／メチルトリフルオロプロピルシランや、Ｒ₁ およびＲ
₃ が水素であり、Ｒ₂ およびＲ₄ がフェニル基であるポ
リヒドロフェニルシランや、Ｒ₁が水素であり、Ｒ₃ が
メチル基であり、Ｒ₂ およびＲ₄ がフェニル基であるポ
リヒドロフェニルメチルフェニルシラン等が挙げられ
る。

【００４９】ポリシランには、機能を損なわない範囲内
でポリシラン製機能層の耐熱性、耐薬品性、機械的強度
を改善する目的で、あるいは均一な導電性の付与の目的
で架橋剤や他の物質を添加しても良い。

【００５０】ポリシランに添加し得る架橋剤としては、
ポリジメチルシロキサンジオ一ルのような両末端にシラ
ノール基を有するシリコーンオイルと、アセトキシシラ
ン、オキシムシラン、アミノオキシシランのような３官
能シランと、錫化合物、白金化合物のような金属触媒と
を含むシリコーンゴム組成物を用いることができる。こ
のシリコーンゴム組成物の好ましい組成比は、シリコー
ンオイル１００重量部、３官能シラン１〜１０重量部、
金属触媒０．０５〜１重量部である。このシリコーンゴ
ム組成物のポリシランへの好ましい添加量は、ポリシラ
ン１００重量部に対して０．１〜２０重量部である。特
に好ましくは、１〜１０重量部である。また、ポリシラ
ンに添加し得る物質としては、フタル酸エステル類、芳
香族カルボン酸エステル類、脂肪族エステル類、多価ア
ルコールのエステル類、リン酸エステル類等のエステル
系化合物が挙げられる。これらの物質のポリシランへの
好ましい配合比は、ポリシラン１００重量部に対して１
０〜５０重量部であり、特に好ましくは２５〜３５重量
部である。ポリシランへのエステル化合物の添加は、機
能層の機械的強度を向上させると共に、紫外線に対する
感度を向上させて露光時間の短縮を図ることができる。

【００５１】本発明においては、液晶表示装置を外部の
素子と接続するための外部端子の導通状態を確保するた
めに種々の処理を施す必要がある。すなわち、図４に示
すように、ゲート線または信号線の外部端子（パッドグ
ループ領域）２３１における各パッド２３１ａ上の導通
状態を確保する必要がある。から有機−無機ハイブリッ
ドガラスを除去する。なお、図４において、参照符号２
３２は基板を示し、２３３はＢＭ縁部を示し、２３４は
配向膜を示し、２３５は対向電極を示し、２３６はシー
ル材を示す。

【００５２】パッドグループ領域２３１においては、図
５に示すように、パッドグループ領域２３１上のすべて
のレジストを洗浄により除去しても良く、図６に示すよ
うに、各パッド２３１ａ上のレジストのみを洗浄により
除去し、各パッド２３１ａ間の領域を絶縁性の有機−無
機ハイブリッドガラス２３１ｂで構成しても良く、図７
に示すように、各パッド部２３１ａ上に導電性の有機−
無機ハイブリッドガラス２３８を設け、パッド部２３１
ａ間の領域を絶縁性の有機−無機ハイブリッドガラス２
３１ｂで構成しても良い。

【００５３】図５に示す構造は、図８（Ａ）に示すよう
にアレイ基板２３２上にポリシランレジスト２３７を塗
布した後に、図８（Ｂ）に示すように溶剤洗浄工程によ
りポリシランレジストを除去して形成される。

【００５４】図６に示す構造は、次のようにして形成さ
れる。図９（Ａ）に示すように、アレイ基板２３２上に
ポリシランレジスト２３７を塗布し、図９（Ｂ）に示す
ように、アレイ基板２３２の裏面から紫外線を照射して
露光して潜像２３９を形成する。次いで、絶縁性用ディ
ッピング液に浸し、図９（Ｃ）に示すように、これをベ
ーキングすることにより、導電部２３１ａの間隙２３１
ｂをガラス化する。その後、図９（Ｄ）に示すように、
溶剤洗浄工程によりポリシランレジストを除去する。

【００５５】図７に示す構造は、次のようにして形成さ
れる。図１０（Ａ）に示すように、アレイ基板２３２上
にポリシランレジスト２３７を塗布し、図１０（Ｂ）に
示すように、アレイ基板２３２の裏面から紫外線を照射
して露光して潜像２３９を形成する。次いで、絶縁性用
ディッピング液に浸し、図１０（Ｃ）に示すように、こ
れをベーキングすることにより、導電部２３１ａの間隙
２３１ｂをガラス化する。次いで、図１０（Ｄ）に示す
ように、ガラス基板２３２の表面から紫外線を照射して
露光して潜像２３９を形成する。次いで、図１０（Ｅ）
に示すように、この基板を導電性用ディッピング液に浸
漬し、ベーキングすることにより、導電部２３１ａ上に
導電性の有機−無機ハイブリッドガラス２３８を形成す
る。以上述べたパッド部の形成は、独立の工程で行って
も良いが、工程数削減を考慮すると、機能層を形成する
工程で同時に行うことが好ましい。

【００５６】本発明の第１の発明は、スイッチング素子
上に機能層が設けられ、機能層における画素部分が導電
性の有機−無機ハイブリッドガラスで構成されているこ
とを特徴とする。

【００５７】第１の発明において、スイッチング素子に
電気的に接続された画素電極が、有機−無機ハイブリッ
ドガラスで構成された画素電極およびカラーフィルタを
兼ねるカラー画素電極により構成されていても良い。す
なわち、機能層の画素部分の性質として導電性および着
色性を併せ持っても良い。これにより、機能層上にＩＴ
Ｏ膜を新たに画素電極として形成する必要がなくなる。
また、カラーフィルタ色毎のＩＴＯ膜質のばらつきの問
題や、サイドエッチングの問題を解決することができ
る。

【００５８】第１の発明において、機能層の形成は以下
のように行う。基板上にＴＦＴを形成し、その上にレジ
ストを塗布する。次いで、紫外線を選択的に照射するこ
とにより画素部に潜像を形成する。次いで、Ｉｎ錯体と
Ｓｎ錯体の少なくとも一方を含むディッピング液にこの
ＴＦＴ基板を浸漬する。次いで、このＴＦＴ基板を加熱
して画素部を選択的にガラス化する。

【００５９】この方法においては、画素部にＩｎおよび
Ｓｎの酸化物が取り込まれ、これにより導電性となる。
ディッピング液組成に着色用材料を入れることによりカ
ラー画素電極とすることができる。

【００６０】また、画素電極付きのＴＦＴを用い、画素
部に潜像を形成した後に、ＴＦＴ基板をＩｎおよびＳｎ
を含む電着液に浸しながらＴＦＴをオン状態にして信号
線に電圧をかけることにより画素電極に電圧を印加し、
その後これを加熱して画素部をガラス化する方法も有効
である。この方法においては、潜像が形成され、かつ電
圧が印加された部分のみディッピング液が迅速に浸み込
む。このため、電圧を印加するＴＦＴを選択することに
より、ディッピング液が浸み込む画素を選択することが
できる。また、工程に要する時間を大幅に短縮できる。

【００６１】本発明の第２の発明は、スイッチング素子
上に機能層が設けられ、機能層上に画素電極が設けら
れ、機能層における画素部分が絶縁性の有機−無機ハイ
ブリッドガラスで構成され、機能層における画素電極と
スイッチング素子との接続部分が導電性の有機−無機ハ
イブリッドガラスまたは導電性高分子で構成されている
ことを特徴とする。

【００６２】第２の発明において、画素電極とＴＦＴ
（スイッチング素子）との間の配線材料としての有機−
無機ハイブリッドガラスの無機ガラスの素材としては、
〜５重量％ＳｎＯ₂ をドープしたＩｎ₂ Ｏ₃ を用いるこ
とが特に有効である。特に、配線材料として画素電極の
素材と類似の組成を有するものを用いることは、オーミ
ックコンタクトを得る上で望ましい。

【００６３】配線部には、さらに導電性微粒子を分散さ
せても良い。この導電性微粒子とは、導電性のサブミク
ロンサイズの粉体を意味し、その材料としては、炭素、
銀、金等を用いることができる。有機−無機ハイブリッ
ドガラスに対する導電性微粒子の含有量としては、３〜
４０重量％であることが望ましい。さらに、ＴＦＴの光
リークを低減するために、黒色微粒子、例えば酸化チタ
ン（Ｔｉ_n Ｏ_2n-1）、およびそれに窒素ドープしたもの
を添加することも有効である。

【００６４】また、画素電極とＴＦＴとの間の配線材料
として導電性高分子を用いることも有効である。ここで
いう導電性高分子としては、黒色導電性高分子として
の、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリ（３−メチル
チオフェン）、ポリイソナフトチオフェン、およびそれ
らをアニオンドープしたもの、透明性導電性高分子とし
ての、ポリイソチアナフテン、ポリアセナフテン等を用
いることができる（第１表）。

【００６５】第２の発明において、機能層の形成は以下
のように行う。基板上にＴＦＴを形成し、その上にレジ
ストを塗布する。次いで、ＴＦＴと後工程で形成する画
素電極との配線部に選択的に紫外線を照射する。次い
で、Ｉｎ錯体とＳｎ錯体の少なくとも一方を含むディッ
ピング液（導電性微粒子が含まれていても良い）にこの
ＴＦＴ基板を浸漬する。次いで、このＴＦＴ基板を加熱
して画素部を選択的にガラス化する。最後に、画素電極
を有機−無機ハイブリッドガラス上に形成する。この方
法においては、ＴＦＴと画素電極との配線部に選択的に
ＩｎおよびＳｎの酸化物（さらに導電性微粒子）が取り
込まれ、これにより導電性となる。

【００６６】さらに第２の発明においても第１の発明と
同様な電着法を用いることができる。この場合には、配
線部を選択的に露光して潜像を形成した後、電着工程を
行う。

【００６７】また、第２の発明において、画素電極とＴ
ＦＴとを配線する方法としては、アレイ基板上にレジス
トを塗布し、アレイ基板における画素電極とＴＦＴとの
配線部分のレジストを剥離し、導電性高分子を形成する
モノマーを含む電解質溶液にアレイ基板を浸漬しつつＴ
ＦＴを駆動させて配線部分に導電性高分子を形成する方
法を用いることができる。この方法においては、スルー
ホール部分で選択的に酸化還元反応が進んで、スルーホ
ール部分が導電性高分子で埋められる。上記方法におい
てレジストを剥離してスルーホールを形成する方法とし
ては、ＲＩＥや２８０ｎｍより短波長の紫外光で露光し
た後、現像液に露光部分を溶かす方法がある。

【００６８】また、導電性高分子を形成するモノマーと
は、電解重合により導電性高分子を形成する原料であ
り、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリ（３−メチル
チオフェン）、ポリイソナフトチオフェン、ポリイソチ
アナフテン、ポリアセナフテンを電解重合により形成す
るものである。具体的に、モノマーとしては、それぞれ
ピロール、チオフェン、３−メチルチオフェン、イソナ
フトチオフェン、イソチアナフテン、アセナフテンが対
応する（第１表）。

【００６９】

【表１】

【００７０】電解質溶液としては、溶媒として水、アセ
トニトリル、またはそれらの混合液を用い、電解質とし
ては、リチウムクロライド、テトラブチルアンモニウム
クロライド等を用いることが有効である。なお、電解重
合とは、導電性高分子を形成するモノマーと電解質を含
む溶液に電極を浸して電極に電圧を印加することによ
り、電極においてモノマーの酸化還元反応により、モノ
マー→ポリマーと重合反応を進行させることをいう。

【００７１】本発明の第３の発明は、蓄積容量線と画素
電極との間に機能層が設けられ、機能層における蓄積容
量線と画素電極とに挟まれる部分が絶縁性の有機−無機
ハイブリッドガラスで構成され、有機−無機ハイブリッ
ドガラスが蓄積容量用のコンデンサの絶縁膜としてた機
能することを特徴とする。

【００７２】第３の発明においては、有機−無機ハイブ
リッドガラスが蓄積容量線の絶縁部材として機能する。
この場合、コンデンサ部分を開口部としてもよいし、非
開口部をコンデンサとしてもよい。コンデンサ全体を開
口部とする場合には、コンデンサ用の電極の大部分を透
明電極で構成する。また、電極の一部は、フリッカを防
止するために、充分な抵抗率を確保するために、金属で
構成することが有効である（後述する図３０〜図３
２）。

【００７３】第３の発明において、Ｃｓ用絶縁部材（絶
縁膜）の厚さは、２．０±１．０μｍとし、機能層の誘
電率を４．０±０．５の範囲とし、画素間誘電率差は±
０．１以内にすることが望ましい。誘電率の微調整は、
無機ガラス部分の誘電率を調整することにより行う。こ
れは金属酸化物の組成を変えることにより行うことがで
きる。具体的には、所望の金属酸化物となる原料の割合
を調整することにより行う。非開口部をコンデンサとす
る場合には、下部電極はゲート線と同一の金属材料で構
成し、ゲート線と同時に形成することが工程削減の観点
で有効である。この場合、Ｃｓ用絶縁膜の厚さは１．５
μｍ以下であることが望ましい。さらに、無機ガラスに
ＢａＴｉＯ₃ 、ＰｂＴｉＯ₃ 、ＫＴａＯ₃ 、Ｔａ
₂ Ｏ₅ 、ＴｉＯ_x 等を混合することにより誘電率を高く
し、コンデンサの面積を減少させることも開口率向上の
観点から有効である。

【００７４】第３の発明においては、有機−無機ハイブ
リッドガラスをスイッチング素子のゲート絶縁膜として
用いることもできる。ＴＦＴの絶縁部材として用いる際
には、染色プロセスは経ず、無色透明の有機−無機ハイ
ブリッドガラスとすることが絶縁性の確保の観点から望
ましい。また、良好な素子特性を得るために、絶縁膜の
厚さは０．４±０．２μｍとすることが望ましい。組成
としては、ＳｉＯ₂ を主成分とし、その含有量が５０体
積％以上であることが望ましい。

【００７５】本発明において、Ｃｓを構成するコンデン
サの絶縁膜として有機−無機ハイブリッドガラスを用い
た場合、その体積固有抵抗は１０¹⁶Ω・ｃｍ以上とする
ことが望ましい。同様に、ＴＦＴのトランジスタのゲー
ト絶縁膜として用いる場合、その体積固有抵抗は１０¹⁸
Ω・ｃｍ以上とすることが望ましい。また、機能層のＢ
Ｍ部は、コンタクト部分を除き、１０¹⁴Ω・ｃｍ以上の
絶縁性とすることが望ましい。機能層の画素領域は１０
¹³Ω・ｃｍ以上の絶縁性としても良く、１０¹⁰Ω・ｃｍ
以下の導電性としても良い。導電性にする場合には、画
素電極と兼用することもできる。

【００７６】本発明の第４の発明は、スイッチング素子
上に機能層が設けられ、機能層上に絶縁膜が設けられ、
絶縁膜上に画素電極が設けられ、機能層における画素部
分が絶縁性の有機−無機ハイブリッドガラスで構成され
ていることを特徴とする。

【００７７】第４の発明において、下地の機能層からＩ
ＴＯ電極に与える影響および表面を平坦化することを考
慮すると、絶縁膜の膜厚は１０ｎｍ以上であることが好
ましい。また、絶縁膜の材料としては、ＳｉＯ₂ 、Ｓｉ
Ｎｘ、ＡｌＯｘ、ＴａＯｘ等を挙げることができる。そ
の成膜方法もプラズマＣＶＤに限らず、いかなる方法で
も良いが、ＴＦＴの特性を劣化させないために、成膜時
の基板温度はａ−Ｓｉ成膜温度より低くなるように設定
することが好ましい。

【００７８】第４の発明においては、機能層上に絶縁膜
からなる保護膜を形成することにより、機能層がＩＴＯ
膜に悪影響を与えることを防止し、さらに機能層表面の
膨れの影響を防ぐことができる。このとき、絶縁膜の膜
厚を１０ｎｍ以上とすることにより、下地である機能層
の凹凸を均一にすることができる。これにより、ＩＴＯ
膜をエッチングする際のサイドエッチングの問題を防ぐ
ことができる。

【００７９】以下、本発明の実施例を図面を用いて詳細
に説明する。本発明はこれらの実施例に限定されるもの
でなく、その要旨の範囲内で種々変更して用いることが
できる。

【００８０】［第１の実施形態］第１の実施形態では、
画素部が導電性を有する有機−無機ハイブリッドガラス
で構成される表示装置用基板を提供する。

【００８１】以下、第１の実施形態にかかる表示装置用
基板の実施例について説明する。（実施例１−１） 図１１（Ｅ）は本発明の第１の実施形態にかかる表示装
置用基板の断面図である。図１１（Ｅ）の表示装置用基
板（アレイ基板）は、現在表示装置用に使用されている
ＩＴＯ画素電極を有するアレイ基板をそのまま用いて作
ることができる。

【００８２】上記構成を有するＴＦＴアレイ基板は、以
下のようにして製造することができる。ガラス基板１２
０上にＭｏＴａ合金を厚さ３００ｎｍでスパッタリング
してパターニングすることにより、ゲート線１２８、ア
ドレス線（図示せず）（走査線）、およびＣｓ（容量
線）１２２ａ〜１２２ｃを同時に形成する。次いで、そ
の上にプラズマＣＶＤにより厚さ４００ｎｍのシリコン
酸化膜（ゲート絶縁膜）１２３を形成し、厚さ１００ｎ
ｍのａ−Ｓｉ活性層１２９を形成してパターニングし、
その上に厚さ５０ｎｍのＳｉＮｘｉストッパ膜１３０を
形成してパターニングする。さらに、ａ−Ｓｉ活性層１
２９およびＳｉＮｘｉストッパ膜１３０上に厚さ５０ｎ
ｍのｎ⁺ ａ−Ｓｉ層１２１ａ，１２１ｂを形成してパタ
ーニングする。

【００８３】次いで、Ｃｓ線１２２ａ〜１２２ｃ上のシ
リコン酸化膜１２３上にＩＴＯを厚さ１５０ｎｍでスパ
ッタリングしてパターニングすることにより、Ｃｓおよ
び電着用透明電極１２４を形成する。次いで、Ａｌ等の
所定の配線金属をスパッタリングしてパターニングする
ことにより、ドレイン電極１３１、ソース電極１３２、
図示しないデータ配線を同時に形成する。

【００８４】以下に、図１１（Ｅ）に示すアレイ基板の
製造方法について述べる。図１１（Ａ）に示すように、
ＴＦＴアレイ基板上に式４に示すメチルフェニルポリシ
ランの５重量％トルエン溶液をスピンコートにより膜厚
２．０μｍで塗布し、次いで、図１１（Ｂ）に示すよう
に、アレイ基板の裏面からｄｅｅｐ−ＵＶ光（３００−
３４０ｎｍ）で全面露光する。この裏面露光プロセスに
より、開口部（信号線、ゲート線ＴＦＴを除く部分）に
潜像１２６ａ〜１２６ｃが形成される。次いで、ＴＦＴ
アレイ基板を以下の組成の電着液に浸漬し、その状態で
Ｒ画素を一括駆動して潜像を形成した領域をＲに着色し
てＲ着色部１２７ａを形成する。この際、コモン電極と
しては、ＳＣＥ（Saturated Calomel Electrode ）を用
い、ゲートに＋２０Ｖ加えた状態で信号線に＋５Ｖの電
圧を印加する。その後、図１１（Ｃ）に示すように、Ｔ
ＦＴアレイ基板を純水でリンスする。前記と同様にし
て、Ｇ着色部１２７ｂおよびＢ着色部１２７ｃを電着工
程により形成する。次に、これをホットプレート上で１
００℃で１０分間ベーキングする。ベーキング後、この
Ｒ，Ｇ，Ｂ着色部１２７ａ〜１２７ｃはＲ，Ｇ，Ｂのそ
れぞれの色であり、しかも導電性を示す。

【００８５】 （ＲＧＢ着色用の電着液の組成（導電性用）） インジウムアセチルアセトネート （Ｉｎ（ＣＯＣＨ₂ ＣＯＣＨ₃ ）） ２０ｍｌ すずアセチルアセトネート （Ｓｎ（ＣＯＣＨ₂ ＣＯＣＨ₃ ）） １ｍｌ 顔料微粒子（平均粒径０．１μｍ） １．０ｇ （Ｒ：アントラキノン系、Ｇ：銅フタロシアニン系、Ｂ：銅クロルフタロシアニ ン系） 両親媒性ＰＥＧ型界面活性フェロセン（ＦＰＥＧ） ０．２ｇ （式１） ＬｉＢｒ １．３ｇ アセトニトリル １５ｍｌ 水 １３５ｍｌ 次に、図１１（Ｄ）に示すように、ＴＦＴアレイ基板全
面を露光して潜像１２６ｄを形成し、以下の組成の黒色
ゾルゲル液に浸漬することにより、ブラックマトリクス
部１２７ｄを形成する。次いで、この基板を純水でリン
スし、これを２５０℃で６０分ポストベークする。ベー
キング後、ブラックマトリクス部１２７ｄは黒色であ
り、かつ絶縁性を有するものとなる。

【００８６】 （黒色ゾル・ゲル液の組成（絶縁性用）） 顔料（平均粒径０．３μｍ、 Ｒ，Ｇ，Ｂ，シアン，バイオレット，イエロー顔料の混合） ５ｇ メタノール（ＣＨ₃ ＯＨ） ３０ｍｌ テトラエトキシシラン（Ｓｉ（ＯＣ₂ Ｈ₅ ）₄ ） ２０ｍｌ 水 ８５ｍｌ 塩酸（ＨＣｌ） ０．２５ｍｌ アセトニトリル ８ｍｌ 一方、対向基板側は、対向基板上にＩＴＯをスパッタリ
ングし、コモン電極を形成する。この対向基板と上述の
ＴＦＴアレイ基板とを対向配置させてセルを組み立て、
このセルに液晶材料を注入することにより液晶表示装置
を完成させる。実施例１−１では、有機−無機ハイブリ
ッドガラスで構成されるカラーフィルタに導電性を持た
せることによってカラー画素電極としている。この製造
方法においては、カラーフィルタを形成した後に、ＩＴ
Ｏのスパッタリング、パターニング、エッチング工程が
必要ない。したがって、カラーフィルタ上にＩＴＯ膜を
形成するときに生じるサイドエッチの問題は全く生じな
い。

【００８７】実施例１−１によれば、ポリシランを着色
する際のディッピング液中の成分に導電性酸化物の原料
となる金属錯体を添加するだけで、導電性を有する有機
−無機ハイブリッドガラスを形成することが可能であ
る。ここで、導電性を付与するためのディッピング液成
分は、Ｉｎ（ＡｃＡｃ）₃ とＳｎ（ＡｃＡｃ）₂ に限ら
ず、Ｓｎ（ＯＥｔ）₂ 、Ｓｎ（ＯＭｅ）₂ 等一般的に透
明導電性酸化物形成に用いられる金属錯体であれば種類
は問わない。また、ディッピング液の組成比はＩｎ（Ａ
ｃＡｃ）₃ ：Ｓｎ（ＡｃＡｃ）₂ ＝９５：５（原子％）
が最も好ましいが、透過率、導電率を満足するものであ
れば、その比はそれ以外でも良い。

【００８８】実施例１−１の方法においては、カラーフ
ィルタ形成工程に、マスク露光工程を含まず、完全にセ
ルフアラインでカラーフィルタオンアレイ基板を形成で
きるため、マスク合わせのためのマージンが必要なく、
高開口率のカラーフィルタオンアレイ基板が提供でき
る。

【００８９】（実施例１−２）図１２は本発明の第１の
実施形態にかかる液晶表示装置のアレイ基板の断面図で
ある。実施例１−２では、ポリシラン製カラーフィルタ
が画素電極を兼ねている。

【００９０】図中１１はガラス基板を示す。ガラス基板
１１上には、ゲート線１２が形成されており、その上に
は、シリコン酸化膜１３が形成されている。シリコン酸
化膜１３上には、島状のａ−Ｓｉ活性層１４が形成され
ている。ａ−Ｓｉ活性層１４上には、溝が設けられてお
り、溝により分離されている。また、分離されたａ−Ｓ
ｉ活性層１４上には、ｎ⁺ ａ−Ｓｉコンタクト層１５
ａ，１５ｂを介してそれぞれドレイン電極１６ａ、ソー
ス電極１６ｂが形成されている。ドレイン電極１６ａお
よびソース電極１６ｂ上には、ＳｉＮｘ膜１７が形成さ
れている。このＳｉＮｘ膜１７は、分離用溝内にも埋設
されている。ＳｉＮｘ膜１７上には、有機−無機ハイブ
リッドガラス製ブラックマトリクス部１８ｄが形成され
ている。

【００９１】一方、ガラス基板１１上には、蓄積容量線
（Ｃｓ線）１９ａが形成されており、Ｃｓ線１９ａ上に
は、シリコン酸化膜１３を介してコンタクト用電極１１
２が形成されている。さらに、その上には、ＳｉＮｘ膜
１７およびポリシラン製機能層１８ａが形成されてい
る。Ｃｓ線１９ａ上には、コンタクト用電極１１２ａ´
に達するコンタクトホール１１２ａがそれぞれ形成され
ている。このようにしてＴＦＴアレイ基板が構成されて
いる。

【００９２】上記構成を有するアレイ基板は、以下のよ
うにして製造することができる。まず、ガラス基板１１
上にＭｏ−Ｔａ合金を厚さ３００ｎｍでスパッタリング
してパタ−ニングすることによりゲート線１２、図示し
ないアドレス線（走査線）、およびＣｓ（容量線）１９
を同時に形成する。

【００９３】次いで、その上にプラズマＣＶＤによりシ
リコン酸化膜１３を厚さ３５０ｎｍで形成し、その上に
ａ−Ｓｉ層を厚さ３００ｎｍで形成し、さらにその上に
ｎ⁺ａ−Ｓｉ層を厚さ５０ｎｍで順次形成する。次い
で、ａ−Ｓｉ層およびｎ⁺ ａ−Ｓｉ層をパターニングし
て、島状のａ−Ｓｉ活性層１４およびｎ⁺ ａ−Ｓｉコン
タクト層１５ａ，１５ｂを形成する。このとき、ｎ⁺ ａ
−Ｓｉコンタクト層１５ａ，１５ｂの分離は、ソース・
ドレイン電極を形成した後にＲＩＥ等により行う。

【００９４】次いで、コンタクト部のＳｉＯｘ膜を希Ｈ
Ｆを用いてエッチングして、ゲート線、信号線の引き出
し電極のコンタクトホールを形成する。次に、この上に
Ａｌ膜をスパッタリングにより形成し、パターニングし
て、ドレイン電極１６ａ、ソース電極１６ｂ、図示しな
いデータ配線（信号線）、およびコンタクト部電極１１
２′を同時に形成する。その後、この上にプラズマＣＶ
Ｄにより、ＳｉＮｘ膜１７を厚さ３００ｎｍで成膜し、
コンタクト部１１１，１１２のＳｉＮｘ膜をドライエッ
チングしてコンタクトホールを形成する。

【００９５】次いで、この上にポリシランをスピンコー
ト等で塗布し、厚さ１μｍのポリシラン膜を形成する。
次いで、画素部に選択的に紫外線を露光して画素パター
ンの潜像を形成する。この潜像が形成された後に、顔料
およびＩｎ（ＡｃＡｃ）₃ とＳｎ（ＡｃＡｃ）₂ を含有
するディッピング液（ゾル液）中にこのアレイ基板を浸
漬することによりパターン染色し、その後、これを加熱
・プリベークすることにより露光部をガラス化させる。
このとき、ディッピング液のＩｎ（ＡｃＡｃ）₃ ，Ｓｎ
（ＡｃＡｃ）₂ が酸化することにより形成するＩＴＯが
顔料と共に画素部に取り込まれる。

【００９６】この露光、浸漬をそれぞれＲＧＢについて
３回繰り返し、各色の導電性カラーフィルタ１８ａを形
成する。この導電性カラーフィルタがＴＦＴのドレイン
電極１６ｂとコンタクトホール１１１で接続されて、画
素電極として働く。すなわち、カラーフィルタと画素電
極を兼ねるカラー画素電極を構成する。

【００９７】次いで、全面を露光した後にアレイ基板を
カーボンブラックゾルに浸漬し、これを２５０℃、６０
分程度でポストベークして、ブラックマトリックス部１
８ｄの染色を行う。このようにして、ＴＦＴアレイ基板
上にカラーフィルタおよびブラックマトリックスを作製
する。ここで、ブラックマトックス部分には、導電性を
付与しない。一方、対向基板側は、対向基板上にＩＴＯ
をスパッタリングし、コモン電極を形成する。この対向
基板と上述のＴＦＴアレイ基板とを対向配置させてセル
を組み立て、このセルに液晶材料を注入することにより
液晶表示装置を完成させる。

【００９８】実施例１−２では、ポリシラン製カラーフ
ィルタの画素部に導電性を持たせることによって、ポリ
シラン製カラーフィルタを形成した後に、ＩＴＯのスパ
ッタリング、パターニング、エッチング工程が必要な
い。したがって、ポリシラン製カラーフィルタ上にＩＴ
Ｏ膜を形成するときに生じる前述した２つの問題は全く
生じない。

【００９９】実施例１−２によれば、ポリシランを染色
する際のディッピング液中の成分に金属錯体を添加する
だけで、導電性を有するカラーフィルタを形成すること
が可能であり、これにより、画素電極とカラーフィルタ
と兼用させることが可能となる。ここで、染色と導電性
を付与するためのディッピング液中の成分は、Ｉｎ（Ａ
ｃＡｃ）₃ とＳｎ（ＡｃＡｃ）₂ に限らず、Ｓｎ（ＯＥ
ｔ）₂ 、Ｓｎ（ＯＭｅ）₂ 等一般的にゾル・ゲル法によ
るＩＴＯ形成に用いられる金属錯体であれば種類は問わ
ない。また、ディッピング液の組成比はＩｎ（ＡｃＡ
ｃ）₃ ：Ｓｎ（ＡｃＡｃ）₂ ＝９５：５（原子％）が一
般的であるが、透過率、導電率を満足するものであれ
ば、その比はそれ以外でも良い。

【０１００】（実施例２）図１３は本発明の第１の実施
形態にかかる液晶表示装置のアレイ基板の断面図であ
る。なお、図１２と同一部分については図１２と同一の
符号を付してその詳細な説明は省略する。実施例２で
は、ポリシラン製カラーフィルタが導電性を有しない部
分と導電性を有する部分を含む構造について説明する。

【０１０１】上記構成を有するアレイ基板は、以下のよ
うにして製造することができる。ＴＦＴの形成までは、
実施例１と同様であるので省略する。ＴＦＴが形成され
たアレイ基板１１上に、ＳｉＮｘ膜１７を厚さ３００ｎ
ｍで成膜し、その上にポリシランをスピンコート等で塗
布して厚さ１．２μｍのポリシラン膜を形成する。次い
で、コンタクト部１１１，１１２のＳｉＮｘ膜１７およ
びポリシラン膜をドライエッチングしてコンタクトホー
ルを形成する。

【０１０２】次いで、ポリシラン膜を選択的に紫外線露
光して染色パターンの潜像を形成し、塩基性染料を含有
するディッピング液中にアレイ基板を浸漬する（第１の
浸漬）ことによりパターン染色する。その後、導電性を
付与するためにＩｎ（ＡｃＡｃ）₃ とＳｎ（ＡｃＡｃ）
₂ を含有するディッピング液中にアレイ基板を浸漬する
（第２の浸漬）。その後、これに加熱・プリベークする
ことにより露光部をガラス化させる。この露光、第１の
浸漬、第２の浸漬、加熱・プリベークをＲＧＢ各画素に
ついて３回繰り返すことによってカラー画素電極１８を
形成する。このカラー画素電極１８は、染色する第１の
浸漬、導電性を付与する第２の浸漬と、浸漬工程を２回
に分けて行っているため、表面部分１８ａ´に導電性が
付与され、膜中部分１８ａは染色されているだけで導電
性が付与されない。このとき、導電性部分１８ａ´の膜
厚は第２の浸漬工程の浸漬時間によって制御することが
できる。

【０１０３】次いで、カラー画素電極１８が形成された
アレイ基板１１を全面露光した後に、アレイ基板をカー
ボンブラックゾルに浸漬し、これを２５０℃、６０分程
度でポストベークして、ブラックマトリックス１８ｄの
染色を行う。このようにして、ブラックマトリックス１
８ｄおよびカラー画素電極１８を作製する。

【０１０４】次いで、コンタクト部１１１，１１２を導
電性ポリマーで穴埋めし、ＴＦＴのドレイン電極１６ｂ
とカラー画素電極の導電性部分１８ａ´との間および容
量電極１１２とカラー画素電極の導電性部分１８ａ´と
の間を電気的に接続するためのビア１１３および１１４
を形成する。このビア１１３，１１４は、ポリシランの
露光、浸漬の前に、コンタクトホールの深さより多少高
めに形成しても良い。この場合、図１４に示すように、
コンタクト部においては、導電性ポリマーの側面とゾル
・ゲル法で作製したＩＴＯとでコンタクトを取る。図１
４において、コンタクトホールを形成した後、ビア１１
４を作製し、ＩＴＯ１８ａ´を形成すると、ビア１１４
とＩＴＯ１８ａ´の側面においてコンタクトを取ること
ができ、結果的にコンタクト部の画素１９ａの電位と画
素電位が同じになる。

【０１０５】一方、対向基板側は、対向基板上にＩＴＯ
をスパッタリングし、コモン電極を形成する。この対向
基板と上述のＴＦＴアレイ基板とを対向配置させてセル
を組み立て、このセルに液晶材料を注入することにより
液晶表示装置を完成させる。上述したように第１の実施
形態にかかる表示装置用基板によれば、カラーフィルタ
に分配される電圧のために液晶に印加される実効電圧が
低下することがなく、駆動電圧上昇の問題点を避けるこ
とができる。また、画素電極を独立して形成しなくて済
むので、サイドエッチ等の問題も生じず、工程数も削減
できる。

【０１０６】［第２の実施形態］第２の実施形態では、
画素電極上置き構造におけるスイッチング素子のソース
電極と画素電極との間のコンタクト不良を解決すべく、
有機−無機ハイブリッドガラスまたは導電性高分子で構
成されたコンタクト部を有する機能層を含む表示装置用
基板を提供する。

【０１０７】以下、第２の実施形態にかかる表示装置用
基板の実施例について説明する。（実施例３）図１５は
本発明の第２の実施形態にかかる表示装置用基板（アレ
イ基板）の断面図である。図中４０１はガラス基板を示
す。ガラス基板４０１上には、ゲート線４０２とＣｓ線
４０３が形成されており、それらの上には、シリコン酸
化膜４０４が形成されている。シリコン酸化膜４０４上
には、ａ−Ｓｉ活性層４０６がパターニングして形成さ
れており、ａ−Ｓｉ活性層４０６の一部上には、ＳｉＮ
ｘストッパ膜４０７が形成されている。さらに、ａ−Ｓ
ｉ活性層４０６およびＳｉＮｘストッパ膜４０７上に
は、互いに分離された状態でｎ⁺ ａ−Ｓｉ層４０８ａ，
４０８ｂが形成されている。さらに、ｎ⁺ ａ−Ｓｉ層４
０８ａ，４０８ｂ上には、ａ−Ｓｉ活性層４０６の端部
を覆うようにしてソース電極４０９およびドレイン電極
４１０が形成されている。

【０１０８】このように形成されたＴＦＴおよびＣｓ線
上には、有機−無機ハイブリッドガラスからなる機能層
４１３，４１１ａ，４１１ｂ，４１４が形成されてい
る。この機能層は、Ｒ，Ｇ，Ｂに着色し、かつ絶縁性の
領域４１３と、ソース電極４０９と機能層上に設けられ
る画素電極４１２とを電気的に接続するための導電性の
コンタクト領域４１１ａと、黒色に着色し、かつ絶縁性
のブラックマトリクス領域４１４と、導電性のＣｓ電極
部４１１ｂとを含む。

【０１０９】上記構成を有するＴＦＴアレイ基板は、以
下のようにして製造することができる。まず、ガラス基
板４０１上にＭｏＴａ合金を厚さ３００ｎｍでスパッタ
リングしてパターニングすることにより、ゲート線４０
２、アドレス線（図示せず）、およびＣｓ線４０３を同
時に形成する。次いで、その上にプラズマＣＶＤにより
厚さ４００ｎｍのシリコン酸化膜（ゲート絶縁膜）４０
４を形成し、厚さ１００ｎｍのａ−Ｓｉ活性層４０６を
形成してパターニングし、その上に厚さ５０ｎｍのＳｉ
Ｎｘ−ｉストッパ膜４０７を形成してパターニングす
る。さらに、ａ−Ｓｉ活性層４０６およびＳｉＮｘｉス
トッパ膜４０７上に厚さ５０ｎｍのｎ⁺ ａ−Ｓｉ層４０
８ａ，４０８ｂを形成してパターニングする。次いで、
Ａｌ等の所定の配線金属をスパッタリングしてパターニ
ングすることにより、ソース電極４０９、ドレイン電極
４１０、図示しないデータ配線を同時に形成する。

【０１１０】次に、図１６（Ａ）に示すように、ＴＦＴ
アレイ基板に式４に示すメチルフェニルポリシランの５
重量％トルエン溶液４１５をスピンコートにより膜厚
２．０μｍで塗布し、図１６（Ｂ）に示すように、フォ
トマスク４１６を通してＲの画素部分４１３をｄｅｅｐ
−ＵＶ光（２８０−３２０ｎｍ）で露光して潜像４１７
を形成する。次いで、このＴＦＴアレイ基板を以下の組
成の赤色ゾル・ゲル液に浸漬し、その後純水でリンス
し、さらにこれを１００℃で１０分間ベーキングする。
これにより、図１６（Ｃ）に示すように、Ｒ着色部４１
３を形成する。前記と同様にして、Ｇ着色部およびＢ着
色部を形成する。ベーキング後、このＲ，Ｇ，Ｂ着色部
４１３は絶縁性を示した。

【０１１１】 （ＲＧＢ用ゾル・ゲル液の組成） 顔料（平均粒径０．１μｍ） ０．５−１．５ｇ （Ｒ，Ｇ，Ｂにより異なる） メタノール（ＣＨ₃ ＯＨ） ３０ｍｌ テトラエトキシシラン（Ｓｉ（ＯＣ₂ Ｈ₅ ）₄ ） ２０ｍｌ 水 ８５ｍｌ 塩酸（ＨＣｌ） ０．２５ｍｌ アセトニトリル ８ｍｌ

【化４】

【０１１２】（ｎは整数であり、ｎ≧５０であることが
好ましい） 次に、図１６（Ｄ）に示すように、信号線上が遮蔽さ
れ、Ｃｓ線４１１ｂ上およびコンタクト領域４１１ａが
開口部となったマスク４１６を用いてｄｅｅｐ−ＵＶで
露光する。これにより、Ｃｓ線４０３およびドレイン電
極４０９上のポリシランレジストに潜像４１７を形成す
る（ＲＧＢ部４１３は、すでにガラス化しているために
光により変化しない）。

【０１１３】次に、図１６（Ｅ）に示すように、このＴ
ＦＴアレイ基板を以下の組成の黒色ゾル・ゲル液に浸漬
した後に純水でリンスし、１００℃で１０分間プリベー
クする。ベーキングした後、この部分４１１ａ，４１１
ｂは黒色であり、かつ導電性を有するものとなる。

【０１１４】 （金属錯体黒色ゾル・ゲル液の組成（導電性用）） カーボンブラック微粒子（平均粒径０．３μｍ） ５ｇ メタノール（ＣＨ₃ ＯＨ） ３０ｍｌ インジウムアセチルアセトネート （Ｉｎ（ＣＯＣＨ₂ ＣＯＣＨ₃ ）） ２０ｍｌ すずアセチルアセトネート （Ｓｎ（ＣＯＣＨ₂ ＣＯＣＨ₃ ）） １ｍｌ 水 ８５ｍｌ 塩酸（ＨＣｌ） ０．２５ｍｌ アセトニトリル ８ｍｌ 次に、図１６（Ｆ）に示すように、ＴＦＴアレイ基板全
面を露光して潜像４１７を形成し、図１６（Ｇ）に示す
ように、以下の組成の黒色ゾルゲル液に浸漬することに
より、ブラックマトリクス部４１４を形成する。次い
で、これを２５０℃で６０分ポストベークする。ベーキ
ング後、ブラックマトリクス部４１４は黒色であり、か
つ絶縁性を有するものとなる。

【０１１５】 （黒色ゾル・ゲル液の組成（絶縁性用）） 顔料（平均粒径０．３μｍ、 Ｒ，Ｇ，Ｂ，シアン，バイオレット，イエロー顔料の混合） ５ｇ メタノール（ＣＨ₃ ＯＨ） ３０ｍｌ テトラエトキシシラン（Ｓｉ（ＯＣ₂ Ｈ₅ ）₄ ） ２０ｍｌ 水 ８５ｍｌ 塩酸（ＨＣｌ） ０．２５ｍｌ アセトニトリル ８ｍｌ 最後に、図１６（Ｈ）に示すように、機能層上にＩＴＯ
を厚さ１５０ｎｍでスパッタリングしてパターニングす
ることにより画素電極４１２を形成する。

【０１１６】一方、対向基板側は、対向基板上にＩＴＯ
をスパッタリングし、コモン電極を形成する。この対向
基板と上述のＴＦＴアレイ基板とを対向配置させてセル
を組み立て、このセルに液晶材料を注入することにより
液晶表示装置を完成させる。このようにして製造された
液晶表示装置は、機能層（コンタクト部、Ｒ，Ｇ，Ｂ
部、およびＢＭ部）が有機−無機ハイブリッドガラスで
構成されており、しかも画素電極４１２とドレイン電極
４０９との間の配線部分が、ウェットプロセスで形成さ
れた導電性微粒子が分散された酸化物半導体で構成され
ているので、導通不良が起らない。

【０１１７】（実施例４）図１７は本発明の第２の実施
形態にかかる表示装置用基板の断面図である。図１７に
おいて図１５と同一部分については図１５と同一符号を
付してその詳細な説明は省略する。

【０１１８】図１７の表示装置用基板（アレイ基板）に
おいては、現在液晶表示素子用に使用されているＩＴＯ
画素電極を有するアレイ基板をそのまま用いている。す
なわち、Ｃｓ線４０３上方にＣｓ容量形成用および電着
用透明電極４０５を形成し、コンタクト部４１１ａおよ
び４１１ｂにおいてソース電極４０９と画素電極４１２
のコンタクトをとっている。

【０１１９】上記構成を有するＴＦＴアレイ基板は、以
下のようにして製造することができる。ガラス基板４０
１上にＭｏＴａ合金を厚さ３００ｎｍでスパッタリング
してパターニングすることにより、ゲート線４０２、ア
ドレス線、およびＣｓ線４０３を同時に形成する。次い
で、その上にプラズマＣＶＤにより厚さ４００ｎｍのシ
リコン酸化膜（ゲート絶縁膜）を形成し、厚さ１００ｎ
ｍのａ−Ｓｉ活性層４０６を形成してパターニングし、
その上に厚さ５０ｎｍのＳｉＮｘｉストッパ膜４０７を
形成してパターニングする。さらに、ａ−Ｓｉ活性層４
０６およびＳｉＮｘｉストッパ膜４０７上に厚さ５０ｎ
ｍのｎ⁺ ａ−Ｓｉ層４０８ａ，４０８ｂを形成してパタ
ーニングする。

【０１２０】次いで、Ｃｓ線４０３上のシリコン酸化膜
４０４上にＩＴＯを厚さ１５０ｎｍでスパッタリングし
てパターニングすることにより、Ｃｓおよび電着用透明
電極４０５を形成する。次いで、Ａｌ等の所定の配線金
属をスパッタリングしてパターニングすることにより、
ドレイン電極４０９、ソース電極４１０、図示しないデ
ータ配線を同時に形成する。

【０１２１】次に、図１８（Ａ）に示すように、ＴＦＴ
アレイ基板に上記式４に示すメチルフェニルポリシラン
の５重量％トルエン溶液４１５をスピンコートにより膜
厚２．０μｍで塗布し、次いで、図１８（Ｂ）に示すよ
うに、アレイ基板の裏面からｄｅｅｐ−ＵＶ光（３００
−３４０ｎｍ）で全面露光する。この裏面露光プロセス
により、図１８（Ｃ）に示すように、開口部（信号線、
ゲート線を除く部分）に潜像４１７が形成される。次い
で、ＴＦＴアレイ基板を以下の組成の電着液に浸漬し、
その状態でＲ画素を一括駆動して潜像を形成した領域を
Ｒに着色してＲ着色部４１３を形成する。この際、コモ
ン電極としては、ＳＣＥ（Saturated Calomel Electrod
e ）を用い、ゲートに＋２０Ｖを加えた状態で＋５Ｖの
電圧を信号線に印加する。その後、ＴＦＴアレイ基板を
純水でリンスする。前記と同様にして、Ｇ着色部および
Ｂ着色部を形成する。さらにこれをホットプレート上で
１００℃で１０分間ベーキングする。ベーキング後、こ
のＲ，Ｇ，Ｂ着色部４１３はＲ，Ｇ，Ｂのそれぞれの色
であり、しかも絶縁性を示す。

【０１２２】 （ＲＧＢ着色用の電着液の組成（絶縁性用）） 顔料微粒子（平均粒径０．１μｍ） １．０ｇ （Ｒ：アントラキノン系、Ｇ：銅フタロシアニン系、Ｂ：銅クロルフタロシアニ ン系） 両親媒性ＰＥＧ型界面活性フェロセン（ＦＰＥＧ） ０．２ｇ （式１） ＬｉＢｒ １．３ｇ アセトニトリル １５ｍｌ 水 １３５ｍｌ 次に、図１８（Ｄ）に示すように、基板表面側から全面
露光し、非開口部に潜像４１７を形成する。次に、図１
８（Ｅ）に示すように、ＴＦＴアレイ基板を以下の組成
の黒色電着液に浸漬し、その状態でゲートをコモン電極
と同電位として、信号線に電圧を印加し、信号線上を選
択的に黒に着色する。この際、コモン電極としては、Ｓ
ＣＥを用い、信号線には＋５Ｖの電圧を印加する。その
後、これを純水でリンスし、ベーキングする。ベーキン
グ後、この部分４１４は黒色であり、かつ絶縁性を示
す。

【０１２３】 （黒色電着液の組成（絶縁性用）） 顔料微粒子（平均粒径０．３μｍ） ５．０ｇ （シアン、バイオレット、イエロー顔料の混合） 両親媒性ＰＥＧ型界面活性フェロセン（ＦＰＥＧ） ０．２ｇ ＬｉＢｒ １．３ｇ アセトニトリル １５ｍｌ 水 １３５ｍｌ 次に、図１８（Ｆ）に示すように、ＴＦＴアレイ基板を
以下の組成の黒色電着液に浸漬し、その状態でゲートに
＋２０Ｖを加え、信号線に電圧を印加し、ソース電極４
０９およびＣｓ電極４０５上の潜像に導電性微粒子を侵
入させてコンタクト部４１１ａ，４１１ｂを形成する。
この際、コモン電極としては、ＳＣＥを用い、信号線に
は＋５Ｖの電圧を印加する。その後、これを純水でリン
スし、ベーキングする。ベーキング後、この部分４１１
ａ，４１１ｂは黒色であり、かつ導電性を示す。

【０１２４】 （黒色電着液の組成（導電性用）） カーボンブラック微粒子（平均粒径０．３μｍ） ５．０ｇ 両親媒性ＰＥＧ型界面活性フェロセン（ＦＰＥＧ） ０．２ｇ ＬｉＢｒ １．３ｇ アセトニトリル １５ｍｌ 水 １３５ｍｌ 次に、図１８（Ｇ）に示すように、ＴＦＴアレイ基板を
実施例３と同じ組成の絶縁性用黒色ゾル・ゲル液に浸漬
した後、純水でリンスし、残りのブラックマトリクス部
を形成し、２５０℃で６０分ポストベークする。ベーキ
ング後、このブラックマトリクス部４１４は黒色であ
り、かつ絶縁性を示す。

【０１２５】最後に、図１８（Ｈ）に示すように、有機
−無機ハイブリッドガラス上にＩＴＯを厚さ１５０ｎｍ
でスパッタリングしてパターニングすることにより画素
電極４１２を形成する。

【０１２６】一方、対向基板側は、対向基板上にＩＴＯ
をスパッタリングし、コモン電極を形成する。この対向
基板と上述のＴＦＴアレイ基板とを対向配置させてセル
を組み立て、このセルに液晶材料を注入することにより
液晶表示装置を完成させる。このようにして製造された
液晶表示装置は、機能層（コンタクト部、Ｒ，Ｇ，Ｂ
部、およびＢＭ部）が有機−無機ハイブリッドガラスで
構成されており、しかも画素電極４１２とドレイン電極
４０９との間の配線部分が、ウェットプロセスで形成さ
れた導電性微粒子を分散させた酸化物半導体で構成され
ているので、導通不良が起らない。

【０１２７】（実施例５）図１９は本発明の第２の実施
形態にかかる表示装置用基板の断面図である。図１９に
おいて図１５と同一部分については図１５と同一符号を
付してその詳細な説明は省略する。

【０１２８】図１９の表示装置用基板（アレイ基板）に
おいては、機能層のコンタクト部４１１において、ソー
ス電極４０９と接続したＣｓ用透明電極４０５と画素電
極４１２とのコンタクトをとっている。

【０１２９】上記構成を有するＴＦＴアレイ基板は、以
下のようにして製造することができる。ＴＦＴおよび機
能層のＲＧＢ着色部の形成までは、実施例４と同様にし
て行う。

【０１３０】図２０（Ａ）に示すように、ＴＦＴアレイ
基板に上記式４に示すメチルフェニルポリシランの５重
量％トルエン溶液４１５をスピンコートにより膜厚２．
０μｍで塗布し、次いで、図２０（Ｂ）に示すように、
アレイ基板の裏面からｄｅｅｐ−ＵＶ光（３００−３４
０ｎｍ）で全面露光する。この裏面露光プロセスによ
り、図２０（Ｃ）に示すように、開口部（信号線、ゲー
ト線を除く部分）に潜像４１７が形成される。次いで、
ＴＦＴアレイ基板を実施例４と同じ組成のＲ，Ｇ，Ｂ
用、絶縁性用電着液に浸漬し、その状態でＲ画素を一括
駆動して潜像を形成した領域をＲに着色してＲ着色部４
１３を形成する。この際、コモン電極としては、ＳＣＥ
を用い、ゲートに＋２０Ｖを印加した状態で＋５Ｖの電
圧を信号線に印加する。その後、ＴＦＴアレイ基板を純
水でリンスする。前記と同様にして、Ｇ着色部およびＢ
着色部を形成する。さらにこれをホットプレート上で１
００℃で１０分間ベーキングする。ベーキング後、この
Ｒ，Ｇ，Ｂ着色部４１３はＲ，Ｇ，Ｂのそれぞれの色で
あり、しかも絶縁性を示す。

【０１３１】次いで、図２０（Ｄ）に示すように、ＴＦ
Ｔアレイ基板に、信号線およびＴＦＴ上が遮蔽されＣｓ
領域が開口部となったマスク４１６を用いてｄｅｅｐ−
ＵＶ露光する。これにより、Ｃｓ領域上のポリシランレ
ジスト４１５に潜像４１７が形成される（ＲＧＢ部はす
でにガラス化しているために光により変化しない）。次
に、図２０（Ｅ）に示すように、ＴＦＴアレイ基板を実
施例３と同じ組成の導電性用黒色ゾル・ゲル液に浸漬し
た後に純水でリンスし、１００℃で１０分プリベークす
る。ベーキング後、このコンタクト部４１１は黒色であ
り、かつ導電性を示す。

【０１３２】次いで、図２０（Ｆ）に示すように、ＴＦ
Ｔアレイ基板の表面側から全面露光し、残りの部分に潜
像４１７を形成する。次いで、図２０（Ｇ）に示すよう
に、実施例３と同じ組成の絶縁性用黒色ゾル・ゲル液に
浸漬した後純水でリンスし、ブラックマトリクス部４１
４を形成する。次いで、これを２５０℃で６０分ポスト
ベークする。ベーキング後、ブラックマトリクス部４１
４は黒色であり、かつ絶縁性を示す。

【０１３３】最後に、図２０（Ｈ）に示すように、機能
層上にＩＴＯを厚さ１５０ｎｍでスパッタリングしてパ
ターニングすることにより画素電極４１２を形成する。

【０１３４】一方、対向基板側は、対向基板上にＩＴＯ
をスパッタリングし、コモン電極を形成する。この対向
基板と上述のＴＦＴアレイ基板とを対向配置させてセル
を組み立て、このセルに液晶材料を注入することにより
液晶表示装置を完成させる。このようにして製造された
液晶表示装置は、機能層（コンタクト部、Ｒ，Ｇ，Ｂ
部、およびＢＭ部）が有機−無機ハイブリッドガラスで
構成されており、しかも画素電極４１２とソース電極に
つながれたＣｓ用透明電極４０５との間の配線部分４１
１が、ウェットプロセスで形成された導電性微粒子を分
散した酸化物半導体で構成されているので、導通不良が
起らないものである。

【０１３５】（実施例６）図２１および図２２は本発明
の第２の実施形態にかかる表示装置用基板の断面図であ
る。図２１および図２２において図１５と同一部分につ
いては図１５と同一符号を付してその詳細な説明は省略
する。

【０１３６】図２１の表示装置用基板（アレイ基板）に
おいては、ソース電極４０９と接続したＣｓ用透明電極
４０５と画素電極４１２とのコンタクトを、カラーフル
ター層に設けたコンタクトホールに埋め込んだ導電性高
分子でとっている。また、図２２の表示装置用基板（ア
レイ基板）においては、ソース電極４０９と画素電極４
１２とのコンタクトを、カラーフルター層に設けたコン
タクトホールに埋め込んだ導電性高分子でとっている。
したがって、図２１の基板と図２２の基板では、コンタ
クトホールを形成する位置が異なるのみであり、その製
造プロセスは同じである。

【０１３７】上記構成を有するＴＦＴアレイ基板は、以
下のようにして製造することができる。ＴＦＴおよび機
能層のＲＧＢ着色部の形成までは、実施例４と同様にし
て行う。

【０１３８】図２３（Ａ）に示すように、ＴＦＴアレイ
基板に上記式４に示すメチルフェニルポリシランの５重
量％トルエン溶液４１５をスピンコートにより膜厚２．
０μｍで塗布し、次いで、図２３（Ｂ）に示すように、
アレイ基板の裏面からｄｅｅｐ−ＵＶ光（３００−３４
０ｎｍ）で全面露光する。この裏面露光プロセスによ
り、図２３（Ｃ）に示すように、開口部（信号線、ゲー
ト線を除く部分）に潜像４１７が形成される。次いで、
ＴＦＴアレイ基板を実施例４と同じ組成のＲ，Ｇ，Ｂ
用、絶縁性用電着液に浸漬し、その状態でＲ画素を一括
駆動して潜像を形成した領域をＲに着色してＲ着色部４
１３を形成する。この際、コモン電極としては、ＳＣＥ
を用い、ゲートに＋２０Ｖを加えた状態で＋５Ｖの電圧
を信号線に印加する。その後、ＴＦＴアレイ基板を純水
でリンスする。前記と同様にして、Ｇ着色部およびＢ着
色部を形成する。さらにこれをホットプレート上で１０
０℃で１０分間ベーキングする。ベーキング後、この
Ｒ，Ｇ，Ｂ着色部４１３はＲ，Ｇ，Ｂのそれぞれの色で
あり、しかも絶縁性を示す。

【０１３９】次いで、図２３（Ｄ）に示すように、ＴＦ
Ｔアレイ基板に、基板表面側からｄｅｅｐ−ＵＶ光で全
面露光することにより、残りの部分に潜像４１７を形成
する（ＲＧＢ部はすでにガラス化しているために光によ
り変化しない）。次いで、図２３（Ｅ）に示すように、
ＴＦＴアレイ基板を実施例３と同じ組成の絶縁性用黒色
ゾル・ゲル液に浸漬した後に純水でリンスし、ブラック
マトリクス部４１４を形成する。次いで、これを２５０
℃で６０分ポストベークする。ベーキング後、ブラック
マトリクス部４１４は黒色であり、かつ絶縁性を示す。

【０１４０】次に、図２３（Ｆ）に示すように、ブラッ
クマトリクス部のうち画素電極との間のコンタクト部分
を選択的にＲＩＥによりエッチングする。次いで、図２
３（Ｇ）に示すように、ＴＦＴアレイ基板を以下の組成
の導電性高分子を形成するモノマーを含む電解質溶液に
浸漬しつつ、ゲート線に＋２０Ｖ加えた状態で信号線に
＋５Ｖ加え、コンタクトホール部分に導電性高分子４１
８を形成させる。この際、コモン電極としてはＳＣＥを
用いる。その後、これを純水でリンスする。このコンタ
クト部４１１は黒色であり、かつ導電性を示す。

【０１４１】 （電解重合液の組成） ピロール ２５ｍｌ ＬｉＣｌＯ₄ １０ｇ アセトニトリル １０００ｍｌ 次いで、図２３（Ｈ）に示すように、ＴＦＴアレイ基板
を乾燥した後に、２５４ｎｍ、１Ｊ／ｃｍ² でＵＶ洗浄
を行い、表面に付着した導電性高分子を除去する。最後
に、図２３（Ｉ）に示すように、機能層上にＩＴＯを厚
さ１５０ｎｍでスパッタリングしてパターニングするこ
とにより画素電極４１２を形成する。

【０１４２】一方、対向基板側は、対向基板上にＩＴＯ
をスパッタリングし、コモン電極を形成する。この対向
基板と上述のＴＦＴアレイ基板とを対向配置させてセル
を組み立て、このセルに液晶材料を注入することにより
液晶表示装置を完成させる。このようにして製造された
液晶表示装置は、機能層（コンタクト部、Ｒ，Ｇ，Ｂ
部、およびＢＭ部）が有機−無機ハイブリッドガラスで
構成されており、しかも画素電極４１２とソース電極４
０９またはソース電極４０９につながれたＣｓ用透明電
極４０５との間の配線部分が、ウェットプロセスにより
形成された導電性高分子で構成されているので、導通不
良が起らないものである。

【０１４３】（実施例７）図２４は図２１および図２２
の表示装置用基板の他の製造方法を示す図である。ガラ
ス基板４０１上にＴＦＴを作製する工程については、実
施例４と同様にして行う。

【０１４４】まず、図２４（Ａ）に示すように、ＴＦＴ
アレイ基板に上記式１に示すメチルフェニルポリシラン
の５重量％トルエン溶液４１５をスピンコートにより膜
厚２．０μｍで塗布し、次いで、図２４（Ｂ）に示すよ
うに、フォトマスクを通してＲの画素部分４１３Ｒを選
択的にｄｅｅｐ−ＵＶ光（２８０−３２０ｎｍ）で露光
して潜像４１７を形成する。次いで、このＴＦＴアレイ
基板を実施例３と同じ組成のＲ，Ｇ，Ｂ用、絶縁性用赤
色ゾル・ゲル液に浸漬した後、純水でリンスし、さらに
これを１００℃で１０分間ベーキングする。これによ
り、Ｒ着色部４１３を形成する。前記と同様にして、Ｇ
着色部およびＢ着色部を形成する。

【０１４５】次に、ＴＦＴアレイ基板をｄｅｅｐ−ＵＶ
光を用いて全面露光することにより、ブラックマトリク
ス部に潜像を形成させ、実施例３と同じ組成の絶縁性用
黒色ゾル・ゲル液に浸漬した後に純水でリンスし、ブラ
ックマトリクス部４１４を形成する。次に、これを２５
０℃で６０分ポストべークする。ベーキング後、図２４
（Ｃ）に示すように、ＲＧＢ着色部４１３およびブラッ
クマトリクス部４１４は絶縁性を示すガラスとなる。

【０１４６】次に、図２４（Ｄ）に示すように、ブラッ
クマトリクス部のうち画素電極との間のコンタクト部分
を選択的にＲＩＥによりエッチングする。次いで、図２
４（Ｅ）に示すように、ＴＦＴアレイ基板を実施例３と
同じ組成の導電性高分子を形成するモノマーを含む電解
質溶液に浸漬しつつ、同様にＴＦＴを一括駆動して、コ
ンタクトホール部分に導電性高分子４１８を形成させ
る。このコンタクト部４１１は黒色であり、かつ導電性
を示す。

【０１４７】次いで、図２４（Ｆ）に示すように、ＴＦ
Ｔアレイ基板をプリベークした後に、２５４ｎｍ、１Ｊ
／ｃｍ² でＵＶ洗浄を行い、表面に付着した導電性高分
子を除去する。最後に、図２４（Ｇ）に示すように、機
能層上にＩＴＯを厚さ１５０ｎｍでスパッタリングして
パターニングすることにより画素電極４１２を形成す
る。

【０１４８】一方、対向基板側は、対向基板上にＩＴＯ
をスパッタリングし、コモン電極を形成する。この対向
基板と上述のＴＦＴアレイ基板とを対向配置させてセル
を組み立て、このセルに液晶材料を注入することにより
液晶表示装置を完成させる。このようにして製造された
液晶表示装置は、機能層（コンタクト部、Ｒ，Ｇ，Ｂ
部、およびＢＭ部）が有機−無機ハイブリッドガラスで
構成されており、しかも画素電極４１２とソース電極４
０９またはソース電極４０９につながれたＣｓ用透明電
極４０５との間の配線部分が、ウェットプロセスにより
形成された導電性高分子で構成されているので、導通不
良が起らない。

【０１４９】第２の実施形態においては、機能層に有機
−無機ハイブリッドガラスを用いた実施例について説明
しているが、アレイ基板上の画素電極とＴＦＴとの間に
設けられたパッシベーション膜に上記と同様のプロセス
で形成された有機−無機ハイブリッドガラスを適用して
も良い。この場合、上記プロセスにおける条件等は適宜
変更して適用する。例えば、電着工程においては、電着
液に顔料は含まず、全画素のＴＦＴを一括駆動して行
う。

【０１５０】上述したように、第２の実施形態によれ
ば、画素上置き構造におけるコンタクト不良を回避し、
信頼性の高いカラーフィルタオンアレイ基板を提供する
ことができる。また、この基板を用いることにより、高
開口率化が可能となり、低消費電力の液晶表示装置を提
供することができる。

【０１５１】（実施例８）図２５は本発明の第２の実施
形態にかかる表示装置用基板（アレイ基板）の断面図で
ある。図中５０１はガラス基板を示す。ガラス基板５０
１上には、ゲート線５０９が形成されており、その上に
は、シリコン酸化膜からなるゲート絶縁膜５１０が形成
されている。ゲート絶縁膜５１０上には、ｉ−Ｓｉ半導
体層５１１がパターニングして形成されており、ｉ−Ｓ
ｉ半導体層５１１上には、互いに分離された状態でｎ⁺
ａ−Ｓｉ層５０７ａ，５０８ａが形成されている。さら
に、ｎ⁺ ａ−Ｓｉ層５０７ａ，５０８ａ上には、ドレイ
ン電極５０７ｂおよびソース電極５０８ｂが形成されて
いる。このようにしてＴＦＴ５０２が形成されている。

【０１５２】このＴＦＴ５０２上には、機能層が設けら
れている。カラーフィルタ層は、ＴＦＴ５０２上のブラ
ックマトリクス部５０３と、ソース電極５０７ｂと画素
電極５０６とを電気的に接続するためのコンタクト部５
０５と、着色部５０４とから構成されている。また、こ
の機能層上には、画素電極５０６が形成されている。上
記構成を有する表示装置用基板（アレイ基板）は、以下
のようにして製造することができる。まず、ガラス基
板、例えばコ−ニング社製の７０５７、ＮΗテクノグラ
ス社製ＮＡ−４５、日本電気硝子社製ＯΑ−２等の無ア
ルカリガラスからなるガラス基板５０１上にＴＦＴ５０
２を形成する。すなわち、ガラス基板５０１上にＴａ，
Ｍｏ−Ｔａ等をスパッタリング等により被着してパター
ニングすることによりゲート線５０９を形成し、その上
にＴａ₂ Ｏ₅ 、ＳｉＮ_x 、Ａｌ₂Ｏ₃ 等をスパッタリン
グやＣＶＤ等により被着してグート絶縁膜５１０を形成
する。ゲート絶縁膜５１０上にｉ−Ｓｉ（真性半導体非
晶質シリコン）等をＣＶＤ等により被着してパターニン
グすることにより、ｉ−Ｓｉ半導体層５１１を形成す
る。さらにその上にｎ⁺ ａ−Ｓｉ（またはＴｉ）を被着
してパターニングすることにより、ｎ⁺ ａ−Ｓｉ層５０
７ａ，５０８ａを形成し、ｎ⁺ ａ−Ｓｉ層５０７ａ，５
０８ａ上に、ソース電極５０８ｂおよびドレイン電極５
０７ｂを選択的に形成する。

【０１５３】次に、図２６（Ａ）に示すように、ＴＦＴ
５０２が形成されたガラス基板５０１上にスピンコータ
ーを用いてポリシラン組成物を有機溶剤に溶解させた液
を塗布する。ポリシランは、上記式２および式３におい
て、Ｒ₁ およびＲ₃ がメチル基であり、Ｒ₂ がフェニル
基であり、Ｒ₄ がトリフルオロプロピル基であるポリフ
ェニルメチル／メチルトリフルオロプロピルシランを用
いる。ポリシラン組成物は、ポリフェニルメチル／メチ
ルトリフルオロプロピルシラン１００重量部に、架橋剤
としてシリコーンゴム組成物（ジメチルシリコーンオイ
ルＹＥ３９０２（東芝シリコーン社製）９８．９重量部
と、メチルトリアセトキシシラン１重量部と、ジブチル
錫ジラウレート０．１重量部とからなる組成物）を８重
量部およびエチレン系化合物としてジエチレングリコー
ルジベンゾエートを１５重量部を添加したトルエン溶液
を用いる。この液の固形分濃度は３０重量％である。こ
の液を塗布した後に、ホットプレートを用いて液をプリ
ベークさせる。得られたポリシラン層５１２の厚さは
２．５μｍである。

【０１５４】次いで、図２６（Ｂ）に示すように、Ｒ，
Ｇ，Ｂ着色部およびブラックマトリクス部を順次形成す
る。すなわち、Ｒ着色部に対応するポリシラン層に紫外
線を露光することにより親水性のシラノール基（Ｓｉ−
ＯＨ結合）を生成させた後、アレイ基板を赤色の着色ゾ
ル溶液に浸漬してＲ着色部５０４を形成し、同様の方法
によりＧ着色部、Ｂ着色部、およびブラックマトリクス
部５０３を形成する。なお、露光には中圧水銀灯を用
い、５Ｊ／ｃｍ² の光量で行う。紫外線が露光されない
ポリシラン層は有機ポリシラン層として残る。

【０１５５】次いで、図２６（Ｃ）に示すように、着色
部５０４およびブラックマトリクス部５０３を形成して
いない５１３部分にマスク５１４を用いて紫外線を照射
する。次いでし、図２６（Ｄ）に示すように、ΙＴＯの
微粒子を分散させた導電性ゾル溶液にアレイ基板を浸漬
してコンタクト部５０５を形成する。その後、アレイ基
板を水洗いし、１００℃、３０分のベーキングを行い、
着色部、ブラックマトリクス部、およびコンタクト部を
含む機能層を完成させる。

【０１５６】なお、上記で使用した着色ゾル溶液は顔料
の微粒子を分散したゾル溶液であり、導電性ゾルはＩＴ
Ｏの微粒子を分散させたゾル溶液である。これらのゾル
溶液は次のようにして作製する。出発原料の金属アルコ
キシドとしては、テトラエトキシシランを用いる。テト
ラエトキシシラン１００重量部、エチルアルコール１０
０重量部、および純水７０重量部からなる溶液に、平均
粒径０．１μｍの顔料微粒子または平均粒径０．１μｍ
のＩＴＯ微粒子を２０重量部添加し、常温で３０分間よ
く撹拌しながら分散させる。その後、これに塩酸０．３
重量部を添加し、さらに常温で２時間撹拌しながら分散
させると共にゾル化を続ける。こうして得られた着色ゾ
ル溶液または導電性ゾル溶液１００重量部に、顔料また
は導電性粒子を添加せずに前記同様の工程で作られたゾ
ル溶液３００重量部および純水３００重量部を添加して
希釈することにより、着色ゾル溶液または導電性ゾル溶
液とする。

【０１５７】着色ゾル溶液または導電性ゾル溶液への浸
漬は常温で１０〜１５分で終了する。ゾル溶液の温度を
上げると、浸漬時間を短くすることができるが、ポリシ
ラン層の再溶解によるピンホールの発生が起り易くなる
ので、ゾル溶液の温度は４０℃以下、望ましくは３０℃
以下であることが好ましい。

【０１５８】なお、ポリシラン層を露光し、ゾル溶液に
浸漬する代わりに、ポリシラン層を露光せずに、例えば
インクジェット法等の記録技術に使用されるインク噴射
技術を用いて着色部ブラックマトリクス部等を形成する
こともできる。

【０１５９】次に、図２６（Ｅ）に示すように、再度ス
ピンコータを用いて、機能層上に上記と同様のポリシラ
ン組成物を塗布、プリベークし、厚さ０．５μｍのポリ
シラン層５１２を形成する。その後、図２６（Ｆ）に示
すように、画素電極に相当する部分が開口したマスク５
１４を用い、ポリシラン層５１２を紫外線で露光し、図
２６（Ｇ）に示すように、ΙＴＯの微粒子を分散させた
導電性ゾル溶液にアレイ基板を浸漬して画素電極５０６
を形成する。

【０１６０】このようにして得られた表示装置用基板
は、表面凹凸の極めて少ないものであり、画素電極とＴ
ＦＴとの間の電気的接続も優れているものである。

【０１６１】（実施例９）図２７は本発明の第２の実施
形態にかかる液晶表示装置の断面図である。この液晶表
示装置は、ガラス基板５０１上にＩＴＯ等からなる透明
電極５１６を介して配向膜５１７を形成してなる対向基
板Ｘと、図２５に示す構成を有するＴＦＴアレイ基板Ｙ
と、対向基板ＸとＴＦＴアレイ基板Ｙとの間に挟持され
た液晶層５１５とから主に構成されている。なお、ＴＦ
Ｔアレイ基板Ｙ上にも配向膜５１７が形成されており、
対向基板ＸとＴＦＴアレイ基板Ｙは、それぞれの配向膜
５１７が対向する配置される。

【０１６２】上記構成を有する液晶表示装置は、以下の
ようにして製造することができる。なお、ＴＦＴアレイ
基板Ｙにおいて、図２８（Ａ）に示すように、ガラス基
板５０１上にＴＦＴ５０２を作製する工程は実施例８と
同じであるので、その詳細な説明は省略する。

【０１６３】図２８（Ｂ）に示すように、ノズル５１９
を用いたノズルコート法により、ポリシラン組成物を有
機溶媒に溶解させた液をＴＦＴ５０２を有するガラス基
板５０１上に塗布し、減圧プリベークし、さらにクリー
ンオーブンで１００℃、３０分プリベークすることによ
り厚さ２μｍのポリシラン層５１２を形成する。

【０１６４】ここで、ポリシランは、上記式２および式
３において、Ｒ₁ およびＲ₃ がメチル基であり、Ｒ₂ お
よびＲ₄ がフェニル基であるポリフェニルメチルシラン
（ＣＨ₃ Ｃ₆ Ｈ₅ Ｓｉ）を用いる。このポリフェニルメ
チルシラン１００重量部に対して、架橋剤としてシリコ
ーンゴム組成物（ジメチルシリコーンオイルＹΕ３９０
２（東芝シリコーン社製）９８．９重量部と、メチルト
リアセトキシシラン１重量部と、ジブチル錫ジラウレー
ト０．１重量部とからなる組成物）を２重量部およびエ
ステル化合物としてｎ−ブチルオレートを３０重量部を
添加したトルエン溶液（固形分濃度２０重量％）を用い
る。

【０１６５】次いで、図２８（Ｃ）に示すように、Ｒ着
色部に対応するポリシラン層の部分５０４ａを裏面から
紫外線により露光する。このとき、Ｇ着色部、Ｂ着色部
に対応するポリシラン層の部分は、図示しないマスクで
覆われ、露光されないようになっている。また、ＴＦＴ
部は光を通さないため、Ｒ着色部対応部分５０４ａのみ
が露光され、そこにシラノール基が生成される。なお、
露光には中圧水銀灯を用い、４〜５Ｊ／ｃｍ² の光量で
行う。ただし、ポリシランの紫外線吸収域である２５０
〜４００ｎｍの波長を発する光源であれば他の光源でも
使用することができる。

【０１６６】その後、図２８（Ｄ）に示すように、赤色
顔料（例えば、Pig.Red 177 ）および色補正用の黄色顔
料（例えばPig.Yellow 139）を分散させた着色ゾル溶液
にアレイ基板を常温で１０〜１５分の浸漬し、これを水
洗して、１００〜１１５℃で３０分程度プリベークして
Ｒ着色部を形成する。同様にして、Ｇ着色部およびＢ着
色部を形成する。なお、着色する場合に、浸漬法ではな
く、インクジェット法を用いれば、Ｒ，Ｇ，Ｂに着色さ
れる部分の露光が１回で済む。

【０１６７】着色ゾル溶液は次のようにして作製する。
テトラエトキシシラン１００重量部、エタノール１００
重量部、および純水７０重量部からなる溶液に、上記顔
料（ＲとＹの重量比は７０：３０）を１５重量部添加
し、常温で３０分間撹拌しながら分散させ、その後、こ
れに塩酸０．３重量部を加え、さらに常温で１時間分散
を続ける。その後、この着色ゾル溶液１に対して、着色
剤を添加していないゾル溶液３および純水３を添加して
希釈することにより、着色ゾル溶液とする。

【０１６８】次いで、図２８（Ｅ）に示すように、コン
タクト部を開口したマスク５１４を用いて、コンタクト
部に対応するポリシラン層の部分５０５ａを基板表面側
から紫外線で露光する。次いで、図２８（Ｆ）に示すよ
うに、ΙＴＯの微粒子を分散させた導電性ゾル溶液にＴ
ＦＴアレイ基板を浸漬し、その後、これを水洗して、１
００〜１１５℃で３０分程度のプリベークを行ってコン
タクト部５０５を形成する。なお、導電性ゾル溶液は、
上述の着色ゾル溶液の顔料分をΙＴＯの微粒子に置き換
えたものであり、着色ゾル溶液と同様にして得ることが
できる。

【０１６９】次いで、図２８（Ｇ）に示すように、ブラ
ックマトリクス部を開口したマスクを用いて、ブラック
マトリクス部に対応するポリシラン層の部分５０３ａを
基板表面側から紫外線で露光する。次いで、図２８
（Ｈ）に示すように、Ｒ，Ｂ，黄色（Ｙ），紫色（Ｖ）
の顔料（Ｒ，Ｂ，Ｙ，Ｖの重量比は１５：２０：２０：
１５）を分散させた黒色の着色ゾル溶液にＴＦＴアレイ
基板を浸漬し、これを水洗して、１００〜１１５℃で３
０分程度のプリベークを行ってブラックマトリクス部５
０３を形成する。なお、この着色ゾル溶液は、上述の着
色ゾル溶液と同様にして得ることができる。

【０１７０】次に、図２８（Ｉ）に示すように、再度ノ
ズルコート法を用いて、ポリシラン組成物を有機溶媒に
溶解させた液５１８を塗布しプリベークする。その後、
図２８（Ｊ）に示すように、画素電極に相当する部分が
開口されたマスク５１４を用い、ポリシラン層を露光す
る。次いで、図２８（Ｋ）に示すように、ＩΤＯの微粒
子を分散させた導電性ゾル溶液にＴＦＴアレイ基板を浸
漬してコンタクト部５０５および画素電極５０６を形成
する。さらに、画素電極５０６上に配向膜５１７を形成
してラビング処理を施す。

【０１７１】一方、ガラス基板５０１上に、スパッタリ
ング等により透明電極５１６を形成し、さらにその上に
配向膜５１７を形成してラビング処理を施す。

【０１７２】このようにして得られた対向基板ＸとＴＦ
Ｔアレイ基板Ｙを、それぞれの配向膜５１７が対向する
ようにして配置し、両基板間に液晶層５１５を設けて液
晶表示装置を完成させる。

【０１７３】このようにして得られた液晶表示装置は、
ＴＦＴアレイ基板Ｙが表面凹凸の極めて少ないものであ
り、画素電極とＴＦＴとの間の電気的接続も優れている
ものであるので、色再現性やコントラストに優れたもの
である。

【０１７４】（実施例１０）ＴＦＴアレイ基板Ｙに配向
膜５１７を形成することなく、着色部、コンタクト部、
ブラックマトリクス部、および画素電極をポリシランを
用いて形成した表面に直接ラビング処理を施すこと以外
は実施例９と同様にして液晶表示装置を作製する。ラビ
ング処理は、コンタクト部５０５および画素電極５０６
を形成した後に行い、その後に加熱プリベークを行う。
なお、加熱プリベークした後にラビング処理を行うこと
もできる。

【０１７５】このようにして得られた液晶表示装置も、
ＴＦＴアレイ基板Ｙが表面凹凸の極めて少ないものであ
り、画素電極とＴＦＴとの間の電気的接続も優れている
ものであるので、色再現性やコントラストに優れたもの
である。また、実施例１０の方法によれば、配向膜形成
工程および配向処理工程を省略することができる。

【０１７６】（実施例１１）第２の実施形態にかかる液
晶表示装置は、図２９に示すように、画素電極５０６を
機能層のコンタクト部５０５および着色部５０４上にの
みに形成し、ブラックマトリクス部５０３上に設けない
構成であっても良い。すなわち、ブラックマトリクス部
５０３上には、直接配向膜５１７が形成される。

【０１７７】このようにして得られた液晶表示装置も、
ＴＦＴアレイ基板Ｙが表面凹凸の極めて少ないものであ
り、画素電極とＴＦＴとの間の電気的接続も優れている
ものであるので、色再現性やコントラストに優れたもの
である。

【０１７８】上述したように、第２の実施形態の表示装
置用基板は、複雑な工程を経ることなく、容易に機能層
を介してＴＦＴと機能層上に形成された画素電極とを接
続することができる。また、Ｒ，Ｇ，Ｂ着色部、ブラッ
クマトリクス部、およびコンタクト部が同一の機能層内
に形成されるため、平滑性に優れた表示装置用基板が得
られる。

【０１７９】［第３の実施形態］第３の実施形態では、
有機−無機ハイブリッドガラスからなる開口部全体をＩ
ＴＯ電極で挟んで蓄積容量を形成して、開口率向上を図
ったものである。また、スイッチング素子のゲート絶縁
膜を有機−無機ハイブリッドガラスで形成してゲート絶
縁膜形成プロセスの低温化を図ったものである。

【０１８０】以下、第３の実施形態の実施例について説
明する。

【０１８１】（実施例１２）図３０は本発明の第３の実
施形態にかかる表示装置用基板（アレイ基板）の断面図
である。図中３０１はガラス基板を示す。ガラス基板３
０１上には、ゲート線３０２およびＣｓ線の金属部分３
０３ａが形成されており、金属部分３０３ａ上には、Ｃ
ｓ線の透明部分３０３ｂが形成されている。その上に
は、シリコン酸化膜３０４が形成されている。この透明
部分３０３ｂは、ＩＴＯで構成されており、この透明部
分３０３ｂの一部はシリコン酸化膜３０４により覆われ
ている。シリコン酸化膜３０４上には、ａ−Ｓｉ活性層
３０６がパターニングして形成されており、ａ−Ｓｉ活
性層３０６の一部上には、ＳｉＮｘストッパ膜３０７が
形成されている。さらに、ａ−Ｓｉ活性層３０６および
ＳｉＮｘストッパ膜３０７上には、互いに分離された状
態でｎ⁺ ａ−Ｓｉ層３０８ａ，３０８ｂが形成されてい
る。さらに、ｎ⁺ ａ−Ｓｉ層３０８ａ，３０８ｂ上に
は、ａ−Ｓｉ活性層３０６の端部を覆うようにしてドレ
イン電極３１０およびソース電極３０９が形成されてい
る。

【０１８２】このように形成されたＴＦＴおよびＣｓ線
上には、機能層３１３，３１４ａ，３１４ｂが形成され
ている。この機能層は、Ｒ，Ｇ，Ｂに着色され、かつ絶
縁性を示す領域３１３と、機能層上に設けられる画素電
極３１２と電気的に接続する黒色かつ導電性のコンタク
ト領域３１４ａと、黒色かつ絶縁性のブラックマトリク
ス部３１４ｂとを含む。

【０１８３】上記構成を有するＴＦＴアレイ基板は、以
下のようにして製造することができる。まず、ガラス基
板３０１上にＭｏＴａ合金を厚さ３００ｎｍでスパッタ
リングしてパターニングすることによりゲート線３０
２、アドレス線（図示せず）、およびＣｓ線の金属部分
３０３ａを同時に形成する。

【０１８４】次いで、金属部分３０３ａ上にＩＴＯを厚
さ１５０ｎｍでスパッタリングしてパターニングするこ
とにより、Ｃｓ線の透明部分３０３ｂを形成する。次い
で、その上にプラズマＣＶＤにより厚さ４００ｎｍのシ
リコン酸化膜（ゲート絶縁膜）３０４を形成し、厚さ１
００ｎｍのａ−Ｓｉ活性層３０６を形成してパターニン
グし、その上に厚さ５０ｎｍのＳｉＮｘｉストッパ膜３
０７を形成してパターニングする。さらに、ａ−Ｓｉ活
性層３０６およびＳｉＮｘｉストッパ膜３０７上に厚さ
５０ｎｍのｎ⁺ ａ−Ｓｉ層３０８ａ，３０８ｂを形成し
てパターニングする。次いで、Ａｌ等の所定の配線金属
をスパッタリングしてパターニングすることにより、ド
レイン電極３１０、ソース電極３０９、データ配線を同
時に形成する。

【０１８５】次に、上記式４に示すメチレンフェニルポ
リシランの５重量％トルエン溶液をスピンコートにより
膜厚２．０μｍで塗布し、フォトマスクを通して画素電
極とのコンタクト部分３１４ａをｄｅｅｐ−ＵＶ光（２
８０−３２０ｎｍ）で露光する。次いで、このＴＦＴア
レイ基板を以下の組成の導電性用黒色ゾル・ゲル液に浸
漬し、その後純水でリンスし、さらにこれに１００℃で
１０分間ベーキングする。ベーキング後、このコンタク
ト部３１４ａは黒色となり、しかも導電性を有する。

【０１８６】 （コンタクト部用黒色ゾル・ゲル液の組成（導電性用）） カーボンブラック微粒子（平均粒径０．３μｍ） ５ｇ メタノール（ＣＨ₃ ＯＨ） ３０ｍｌ インジウムアセチルアセトネート（Ｉｎ（ＣＯＣＨ₂ ＣＯＣＨ₃ ）） ２０ｍｌ すずアセチルアセトネート （Ｓｎ（ＣＯＣＨ₂ ＣＯＣＨ₃ ）） １ｍｌ 水 ８５ｍｌ 塩酸（ＨＣｌ） ０．２５ｍｌ アセトニトリル ８ｍｌ 次に、上記同様なプロセスでＲ，Ｇ，Ｂの画素部分を作
製する。その際のゾル・ゲル液の組成を以下に示す。ベ
ーキング後、このＲ，Ｇ，Ｂ領域３１３は、絶縁性を有
するものである。

【０１８７】 （ＲＧＢ用ゾル・ゲル液の組成（絶縁性用）） 顔料（平均粒径０．１μｍ） ０．５−１．５ｇ （Ｒ，Ｇ，Ｂにより異なる） メタノール（ＣＨ₃ ＯＨ） ３０ｍｌ テトラエトキシシラン（Ｓｉ（ＯＣ₂ Ｈ₅ ）₄ ） ２０ｍｌ 水 ８５ｍｌ 塩酸（ＨＣｌ） ０．２５ｍｌ アセトニトリル ８ｍｌ 次に、ＴＦＴアレイ基板全面を露光し、その後のプロセ
スは上記と同様にして、残りのブラックマトリックス部
（絶縁部）３１４ｂを形成する。その際のゾル・ゲル液
の組成を以下に示す。次に、２５０℃で６０分でベーキ
ングする。このＢＭ部３１４ｂは黒色となり、しかも絶
縁性を有するものである。

【０１８８】 （絶縁性ブラックマトリクス用ゾル・ゲル液の組成） 顔料（平均粒径０．３μ、Ｒ，Ｇ，Ｂ，シアン， バイオレット，イエロー顔料の混合） ５ｇ メタノール（ＣＨ₃ ＯＨ） ３０ｍｌ テトラエトキシシラン（Ｓｉ（ＯＣ₂ Ｈ₅ ）₄ ） ２０ｍｌ 水 ８５ｍｌ 塩酸（ＨＣｌ） ０．２５ｍｌ アセトニトリル ８ｍｌ このようにして機能層を形成する。最後に、機能層上に
ＩＴＯを厚さ１５０ｎｍでスパッタリングしてパターニ
ングすることにより、画素電極３１２を形成する。

【０１８９】一方、対向基板側は、対向基板上にＩＴＯ
をスパッタリングし、コモン電極を形成する。この対向
基板と上述のＴＦＴアレイ基板とを対向配置させてセル
を組み立て、このセルに液晶材料を注入することにより
液晶表示装置を完成させる。このようにして製造された
液晶表示装置においては、機能層（コンタクト部、Ｒ，
Ｇ，Ｂ部、およびＢＭ部）が有機−無機ハイブリッドガ
ラスで構成されているので、信頼性が高く、しかもＣｓ
部のほとんどが開口部となるため、高開口率を実現でき
るものである。

【０１９０】（実施例１３）図３１は本発明の第３の実
施形態にかかる表示装置用基板の断面図である。図３１
において図３０と同一部分については図３０と同一符号
を付してその詳細な説明は省略する。

【０１９１】図３１の表示装置用基板（アレイ基板）に
おいては、Ｃｓ線の金属部分３０３ａを覆うようにシリ
コン酸化膜３０４が形成されており、シリコン酸化膜３
０４上にＣｓ線の透明部分３０３ｂが形成されており、
金属部分３０３ａと透明部分３０３ｂとの間のコンタク
トは、シリコン酸化膜３０４に設けられたコンタクトホ
ールにより行う。

【０１９２】ＴＦＴおよびＣｓ線上には、機能層３１
３，３１４ａ，３１４ｂが形成されている。この機能層
は、Ｒ，Ｇ，Ｂに着色され、かつ絶縁性を示す領域３１
３と、機能層上に設けられる画素電極３１２と電気的に
接続する黒色かつ導電性のコンタクト領域３１４ａと、
黒色かつ絶縁性のブラックマトリクス部３１４ｂとを含
む。

【０１９３】上記構成を有する表示装置用基板は、以下
のようにして製造することができる。ガラス基板３０１
上にＭｏＴａ合金を厚さ３００ｎｍでスパッタリングす
ることにより、ゲート線３０２、アドレス線（図示せ
ず）、およびＣｓ線の金属部分３０３ａを同時に形成す
る。次いで、プラズマＣＶＤによりシリコン酸化膜（ゲ
ート絶縁膜）３０４を厚さ４００ｎｍで形成してパター
ニングする。次いで、金属部分３０３ａ上のシリコン酸
化膜３０４にコンタクトホールを設け、シリコン酸化膜
３０４上にＩＴＯを厚さ１５０ｎｍでスパッタリングす
ることにより、Ｃｓ線の透明部分３０３ｂを形成する。
このとき、Ｃｓ線の金属部分３０３ａと透明部分３０３
ｂはコンタクトホールで電気的に接続されている。

【０１９４】以下の工程（ＴＦＴ、機能層、画素電極の
形成）は、実施例１２と同様にして行う。

【０１９５】一方、対向基板側は、対向基板上にＩＴＯ
をスパッタリングし、コモン電極を形成する。この対向
基板と上述のＴＦＴアレイ基板とを対向配置させてセル
を組み立て、このセルに液晶材料を注入することにより
液晶表示装置を完成させる。このようにして製造された
液晶表示装置においては、機能層（コンタクト部、Ｒ，
Ｇ，Ｂ部、およびＢＭ部）が有機−無機ハイブリッドガ
ラスで構成されているので、信頼性が高く、しかもＣｓ
部のほとんどが開口部となるため、高開口率を実現でき
るものである。

【０１９６】（実施例１４）図３２は本発明の第３の実
施形態にかかる表示装置用基板の断面図である。図３２
において図３０と同一部分については図３０と同一符号
を付してその詳細な説明は省略する。

【０１９７】図３２の表示装置用基板（アレイ基板）に
おいては、シリコン酸化膜３０４をゲート線３０２上お
よびＣｓ線の金属部分３０３ａ上に設け、ゲート絶縁膜
として機能する領域を絶縁性とし、Ｃｓ線の透明部分３
０３ｂとして機能する領域を導電性としている。

【０１９８】ＴＦＴおよびＣｓ線上には、機能層３１
３，３１４ａ，３１４ｂが形成されている。この機能層
は、Ｒ，Ｇ，Ｂに着色され、かつ絶縁性を示す領域３１
３と、機能層上に設けられる画素電極３１２と電気的に
接続する黒色かつ導電性のコンタクト領域３１４ａと、
黒色かつ絶縁性のブラックマトリクス部３１４ｂとを含
む。

【０１９９】このような構成の表示装置用基板は、以下
のようにして製造することができる。ガラス基板３０１
上にＭｏＴａ合金を厚さ３００ｎｍでスパッタリングし
てパターニングすることにより、ゲート線３０２、アド
レス線（図示せず）、およびＣｓ線の金属部分３０３ａ
を同時に形成する。次いで、この上にメチルフェニルポ
リシラン（式４）の５重量％トルエン溶液をスピンコー
トにより膜厚４００ｎｍで塗布し、フォトマスクを通し
てゲート絶縁膜３０４部分を選択的にｄｅｅｐ−ＵＶ光
（２８０−３２０ｎｍ）で露光する。次いで、このガラ
ス基板を以下の組成のゾル・ゲル液に浸漬した後に純水
でリンスし、１００℃、１０分でベーキングする。ベー
キングした後にこの部分３０４は絶縁性を有する。

【０２００】 （ゲート絶縁膜用ゾル・ゲル液の組成） メタノール（ＣＨ₃ ＯＨ） ３０ｍｌ テトラエトキシシラン（Ｓｉ（ＯＣ₂ Ｈ₅ ）₄ ） ２０ｍｌ 水 ８５ｍｌ 塩酸（ＨＣｌ） ０．２５ｍｌ アセトニトリル ８ｍｌ 次に、このガラス基板全面を露光し、その後、以下の組
成のゾル・ゲル液に浸漬した後に純水でリンスし、その
後２５０℃、１時間でベーキングする。ベーキング後、
この部分３０３ｂは透明であり、導電性を有するもので
ある。

【０２０１】 （Ｃｓ透明電極用ゾル・ゲル液の組成） メタノール（ＣＨ₃ ＯＨ） ３０ｍｌ インジウムアセチルアセトネート（Ｉｎ（ＣＯＣＨ₂ ＣＯＣＨ₃ ）） ２０ｍｌ すずアセチルアセトネート （Ｓｎ（ＣＯＣＨ₂ ＣＯＣＨ₃ ）） １ｍｌ 水 ８５ｍｌ 塩酸（ＨＣｌ） ０．２５ｍｌ アセトニトリル ８ｍｌ 以下の工程（ＴＦＴ、機能層、画素電極の形成）は、実
施例１２と同様にして行う。

【０２０２】一方、対向基板側は、対向基板上にＩＴＯ
をスパッタリングし、コモン電極を形成する。この対向
基板と上述のＴＦＴアレイ基板とを対向配置させてセル
を組み立て、このセルに液晶材料を注入することにより
液晶表示装置を完成させる。このようにして製造された
液晶表示装置においては、機能層、（ゲート絶縁膜、コ
ンタクト部、Ｒ，Ｇ，Ｂ部、およびＢＭ部）が有機−無
機ハイブリッドガラスで構成されているので、信頼性が
高く、しかもＣｓ部のほとんどが開口部となるため高開
口率を実現できるものである。さらに、ゲート絶縁膜を
ポリシランを用いたプロセスで作製するので、従来のス
パッタリングにより形成されたＳｉＯ₂ 膜に比べて低温
プロセスが可能となり、プラスチック基板にも形成する
ことができる。

【０２０３】（実施例１５）図３３は本発明の第３の実
施形態にかかる表示装置用基板の断面図である。図３３
において図３０と同一部分については図３０と同一符号
を付してその詳細な説明は省略する。

【０２０４】図３３の表示装置用基板（アレイ基板）に
おいては、ゲート線３０２上およびＣｓ線３０３上に設
けられた絶縁膜３０４を有機−無機ハイブリッドガラス
で構成し、ゲート絶縁膜３０４ａとして機能する領域
と、Ｃｓ用絶縁膜３０４ｂとして機能する領域を形成す
る。

【０２０５】ＴＦＴおよびＣｓ線上には、機能層３１
３，３１４ａ，３１４ｂが形成されている。この機能層
は、Ｒ，Ｇ，Ｂに着色され、かつ導電性を示す領域３１
３と、黒色かつ導電性のコンタクト領域３１４ａと、黒
色かつ絶縁性のブラックマトリクス部３１４ｂとを含
む。

【０２０６】このような構成の表示装置用基板は、以下
のようにして製造することができる。ガラス基板３０１
上にＭｏＴａ合金を厚さ３００ｎｍでスパッタリングし
てパターニングすることにより、ゲート線３０２、アド
レス線（図示せず）、およびＣｓ線３０３を同時に形成
する。

【０２０７】次に、以下の組成のゾル・ゲル液をスピン
コートにより塗布し、２００℃で３時間ベーキングする
ことにより、厚さ４００ｎｍのゲート絶縁膜３０４ａお
よびＣｓ用絶縁膜３０４ｂを同時に形成する。この部分
は透明であり、かつ絶縁性を有するものである。

【０２０８】 （ゲート絶縁膜用およびＣｓ絶縁膜用ゾル・ゲル液の組成） エタノール（Ｃ₂ Ｈ₅ ＯＨ） ３０ｍｌ テトラエトキシシラン（Ｓｉ（ＯＣ₂ Ｈ₅ ）₄ ） ２０ｍｌ 水 ２０ｍｌ 塩酸（ＨＣｌ） ０．３ｍｌ 以下の工程（ＴＦＴ、機能層（コンタクト部））は、実
施例１２と同様にして行う。

【０２０９】次に、上記同様なプロセスでＲ，Ｇ，Ｂの
画素部分を作製する。その際のゾル・ゲル液の組成を以
下に示す。ベーキング後、このＲ，Ｇ，Ｂ部分３１３
は、導電性を有するものである。

【０２１０】 （ＲＢＧ用ゾル・ゲル液の組成） 顔料（平均粒径０．１μｍ） ０．５−１．５ｇ （Ｒ，Ｇ，Ｂにより異なる） メタノール（ＣＨ₃ ＯＨ） ３０ｍｌ インジウムアセチルアセトネート（Ｉｎ（ＣＯＣＨ₂ ＣＯＣＨ₃ ）） ２０ｍｌ すずアセチルアセトネート （Ｓｎ（ＣＯＣＨ₂ ＣＯＣＨ₃ ）） １ｍｌ 水 ８５ｍｌ 塩酸（ＨＣｌ） ０．２５ｍｌ アセトニトリル ８ｍｌ 次に、ＴＦＴアレイ基板全面を露光し、その後のプロセ
スは実施例１２と同様にして、残りのブラックマトリク
ス部（絶縁部）３１４ｂを形成する。ベーキング後、こ
の部分３１４ｂは黒色であり、かつ絶縁性を有するもの
である。

【０２１１】一方、対向基板側は、対向基板上にＩＴＯ
をスパッタリングし、コモン電極を形成する。この対向
基板と上述のＴＦＴアレイ基板とを対向配置させてセル
を組み立て、このセルに液晶材料を注入することにより
液晶表示装置を完成させる。このようにして製造された
液晶表示装置においては、機能層、（ゲート絶縁膜、コ
ンタクト部、Ｒ，Ｇ，Ｂ部、およびＢＭ部）が有機−無
機ハイブリッドガラスで構成されているので、信頼性が
高く、しかもＣｓ部のほとんどが開口部となるため高開
口率を実現できるものである。さらに、ゲート絶縁膜を
ポリシランを用いたプロセスで作製するので、従来のス
パッタリングにより形成されたＳｉＯ₂ 膜に比べて低温
プロセスが可能となり、プラスチック基板にも形成する
ことができる。

【０２１２】（実施例１６）図３４は本発明の第３の実
施形態にかかる表示装置用基板の断面図である。図３４
において図３３と同一部分については図３３と同一符号
を付してその詳細な説明は省略する。

【０２１３】図３４の表示装置用基板（アレイ基板）に
おいては、Ｃｓ用絶縁膜３０４ｂ上に画素電極３１２を
形成している。

【０２１４】ＴＦＴおよびＣｓ線上には、機能層３１
３，３１４が形成されている。この機能層は、Ｒ，Ｇ，
Ｂに着色され、かつ導電性を示す領域３１３と、黒色か
つ絶縁性のブラックマトリクス部３１４とを含む。

【０２１５】このような構成を有する表示装置用基板
は、以下のようにして製造することができる。ガラス基
板３０１上にＭｏＴａ合金を厚さ３００ｎｍでスパッタ
リングしてパターニングすることにより、ゲート線３０
２、アドレス線、およびＣｓ線３０３を同時に形成す
る。

【０２１６】次に、実施例１５に示すようにして厚さ４
００ｎｍのゲート絶縁膜３０４ａおよびＣｓ用絶縁膜３
０４ｂを同時に形成する。この部分は透明であり、かつ
絶縁性を有するものである。

【０２１７】以下の工程（ＴＦＴ、機能層（ＲＧＢ部、
ブラックマトリクス部））は、実施例１２と同様にして
行う。なお、機能層（ＲＧＢ部、ブラックマトリクス
部）は、絶縁性を有するものである。

【０２１８】一方、対向基板側は、対向基板上にＩＴＯ
をスパッタリングし、コモン電極を形成する。この対向
基板と上述のＴＦＴアレイ基板とを対向配置させてセル
を組み立て、このセルに液晶材料を注入することにより
液晶表示装置を完成させる。このようにして製造された
液晶表示装置においては、機能層（コンタクト部、Ｒ，
Ｇ，Ｂ部、およびＢＭ部）が有機−無機ハイブリッドガ
ラスで構成されているので、安価で信頼性が高く、しか
も高開口率、高画質、低消費電力を実現できるものであ
る。さらに、ゲート絶縁膜をポリシランを用いたプロセ
スで作製するので、従来のスパッタリングにより形成さ
れたＳｉＯ₂ 膜に比べて低温プロセスが可能となり、プ
ラスチック基板にも形成することができる。

【０２１９】上述したように、第３の実施形態において
は、ゲート絶縁膜の材料として、有機−無機ハイブリッ
ドガラスを用いることにより、低温プロセスとなり、プ
ラスチック基板上にＴＦＴを形成することができる。ま
た、本発明においては、Ｃｓ線全体を光透過性のカラー
フィルタで構成することにより、開口率を向上させるこ
とができる。その結果、低消費電力の液晶表示装置を提
供することができる。 ［第４の実施形態］第４の実施形態では、カラーフィル
タ層上に画素電極を形成する場合に微細加工ができない
ことを解決すべく、機能層上に絶縁膜を介して画素電極
を形成することを特徴とする。

【０２２０】以下、第４の実施形態にかかる表示装置用
基板の実施例について説明する。（実施例１７）図３５
は本発明の第４の実施形態にかかる液晶表示装置の断面
図である。図中６１１はガラス基板を示す。ガラス基板
６１１上には、ゲート電極６１２が形成されており、そ
の上には、シリコン酸化膜６１３が形成されている。シ
リコン酸化膜６１３上には、島状のａ−Ｓｉ活性層６１
４が形成されている。ａ−Ｓｉ活性層６１４上には、溝
が設けられており、溝により分離されている。また、分
離されたａ−Ｓｉ活性層６１４上には、ｎ⁺ ａ−Ｓｉコ
ンタクト層６１５ａ，６１５ｂを介してそれぞれドレイ
ン電極６１６ａ、ソース電極６１６ｂが形成されてい
る。ドレイン電極６１６ａおよびソース電極６１６ｂ上
には、ＳｉＮｘ膜６１７が形成されている。このＳｉＮ
ｘ膜６１７は、分離用溝内にも埋設されている。ＳｉＮ
ｘ膜６１７上には、ポリシラン製機能層（フラックマト
リクス部）６１８ｄが形成されている。さらに、ポリシ
ラン製機能層６１８ｄ上には、絶縁膜６１１０が形成さ
れている。

【０２２１】一方、ガラス基板６１１上には、蓄積容量
線（Ｃｓ線）６１９ａ〜６１９ｃが形成されており、Ｃ
ｓ線６１９ａ〜６１９ｃ上には、シリコン酸化膜６１３
を介してコンタクト用電極６１１２ａ´〜６１１２ｃ´
が形成されている。さらに、その上には、ＳｉＮｘ膜６
１７、ポリシラン製機能層６１８ａ〜６１８ｃ、および
絶縁膜６１１０が形成されている。Ｃｓ線６１９ａ〜６
１９ｃ上には、コンタクト用電極６１１２ａ´〜６１１
２ｃ´に達するコンタクトホール６１１２ａ〜６１１２
ｃがそれぞれ形成されており、コンタクトホール６１１
２ａ〜６１１２ｃ内には、ＩＴＯ製画素電極６１１３ａ
〜６１１３ｃが形成されている。また、ソース電極６１
６ｂ上にもコンタクトホールが形成されており、このコ
ンタクトホール内にＩＴＯ製画素電極６１１３ａが形成
されている。このようにしてＴＦＴアレイ基板が構成さ
れている。

【０２２２】また、ＴＦＴアレイ基板上方には、対向電
極６１１５を有するガラス基板（対向基板）６１１４が
対向電極６１１５をＴＦＴに対向させるようにして配置
されている。このＴＦＴアレイ基板と対向基板との間に
は、液晶層６１１６が挟持されている。

【０２２３】上記構成を有する液晶表示装置は、以下の
ようにして製造することができる。まず、ガラス基板６
１１上にＭｏ−Ｔａ合金を厚さ３００ｎｍでスパッタリ
ングしてパターニングすることによりゲート電極６１
２、図示しないアドレス線（走査線）、およびＣｓ線
（容量線）６１９を同時に形成する。

【０２２４】次いで、その上にプラズマＣＶＤによりシ
リコン酸化膜６１３を厚さ３５０ｎｍで形成し、その上
にａ−Ｓｉ層を厚さ３００ｎｍで形成し、さらにその上
にｎ⁺ ａ−Ｓｉ層を厚さ５０ｎｍで順次形成する。次い
で、ａ−Ｓｉ層およびｎ⁺ ａ−Ｓｉ層をパターニングし
て、島状のａ−Ｓｉ活性層６１４およびｎ⁺ ａ−Ｓｉコ
ンタクト層６１５ａ，６１５ｂを形成する。このとき、
ｎ⁺ ａ−Ｓｉコンタクト層６１５ａ，６１５ｂの分離
は、ソース・ドレイン電極を形成した後でドライエッチ
ング、例えばＲＩＥ（Reactive Ion Etching）により行
う。

【０２２５】次いで、コンタクト部のＳｉＯｘ膜６１３
を希ＨＦを用いてエッチングして、ゲート線、信号線の
引き出し電極のコンタクトホールを形成する。次に、ｎ
⁺ ａ−Ｓｉコンタクト層６１５ａ，６１５ｂ上に、Ａｌ
膜をスパッタリングにより形成し、パターニングして、
ドレイン電極６１６ａ、ソース電極６１６ｂ、図示しな
いデータ配線（信号線）、およびコンタクト部電極６１
１２ａ´〜６１１２ｃ´を同時に形成する。コンタクト
部電極６１１２ａ´〜６１１２ｃ´は、それぞれ画素電
極６１１３ａ〜６１１３ｃと接続されて同電位となるこ
とにより、Ｃｓ容量をＣｓ線−コンタクト部電極間で形
成することができる。この場合、Ｃｓ用絶縁膜はゲート
絶縁膜で形成することができる。その後、上記ドレイン
電極６１６ａ、ソース電極６１６ｂ、およびコンタクト
部電極６１１２ａ´〜６１１２ｃ´上に、プラズマＣＶ
Ｄにより、ＳｉＮｘ膜６１７を厚さ３００ｎｍで成膜す
る。

【０２２６】次いで、このＳｉＮｘ膜６１７上にポリシ
ランをスピンコート等で塗布し、プリベークすることに
よりポリシラン膜を形成する。このポリシラン膜に選択
的に紫外線を露光して染色パターンの潜像を形成する。
この潜像が形成された後に、塩基性染料を含有するディ
ッピング液中にこの基板を浸漬することにより、ポリシ
ラン膜の露光部を選択的にパターン染色し、その後これ
をベーキングすることにより露光部をガラス化させる。
この露光、ディピング、ベーキングをそれぞれＲＧＢに
ついて３回繰り返し、着色部６１８ａ〜６１８ｃを形成
する。次いで、全面を露光して、ガラス化されていない
部分すべてに潜像を形成し、その後に基板をカーボンブ
ラックゾルに浸漬し、着色部およびブラックマトリクス
部を完全にガラス化させ、これを２５０℃、６０分程度
でポストベークして、ブラックマトリックス部６１８ｄ
の染色を行う。このようにして、ＴＦＴアレイ基板上に
カラーフィルタおよびブラックマトリックスを作製す
る。

【０２２７】次に、この上にプラズマＣＶＤで保護膜で
あるＳｉＯｘ絶縁膜６１１０を厚さ１０ｎｍで成膜した
後、コンタクト部６１１１，６１１２ａのＳｉＮｘ膜６
１７、機能層６１８およびＳｉＯｘ６１７をＣＦ₄ ＋Ｏ
₂ の混合ガスでドライエッチングしてコンタクトホール
を形成する。次いで、これにＩＴＯをスパッタリング
し、パターニングすることにより画素電極６１１３ａ〜
６１１３ｃを形成する。一方、対向基板６１１４側は、
対向基板６１１４上にＩＴＯをスパッタリングし、コモ
ン電極６１１５を形成する。この対向基板６１１４と上
述のＴＦＴアレイ基板６１１とを対向配置させてセルを
組み立て、このセルに液晶材料を注入することにより液
晶表示装置を完成させる。

【０２２８】ＩＴＯのエッチングは、主にＨＣｌ＋ＨＮ
Ｏ₃ ＋Ｈ₂ Ｏの混合溶液を用いて行うが、ポリシラン製
カラーフィルタ上に直接ＩＴＯを成膜すると、両者の密
着性が良くない上に、レジストのパターンに対してサイ
ドエッチングが１μｍ以上になってしまっていた。そこ
で、本発明のように、カラーフィルタを形成した後に、
プラズマＣＶＤでＳｉＯｘ絶縁膜を成膜し、このＳｉＯ
ｘ絶縁膜を介してＩＴＯ膜を形成した場合には、ＩＴＯ
膜の密着性が向上する上に、サイドエッチングも０．５
μｍ以下となり、パターン精度の良い画素電極が形成で
きた。

【０２２９】さらに、スパッタリングで成膜したＩＴＯ
膜は、下地によって結晶粒径等がかなり異なるために、
染料で染色されているポリシラン製カラーフィルタ上に
直接ＩＴＯ膜を成膜すると、ＲＧＢの各色素によって、
抵抗率や透過率等の膜質が異なるＩＴＯ膜が形成されて
しまう。また、成膜の条件等によってはＩＴＯが白濁す
る場合もあったが、本発明によれば、ポリシラン製カラ
ーフィルタ上に保護膜として絶縁膜を用いることによっ
て、ＲＧＢの各色素の影響を受けず膜質の等しい良質な
画素電極を形成することができた。このとき、膜厚は１
０ｎｍ以上であれば、平坦化を実現でき、色素の影響を
防ぐことができた。

【０２３０】（実施例１８）図３６は本発明の第４の実
施形態にかかる液晶表示装置のアレイ基板の断面図であ
る。なお、図３５と同一部分については図３５と同一の
符号を付してその詳細な説明は省略する。

【０２３１】実施例１７では、蓄積容量用絶縁膜がゲー
ト絶縁膜より構成される場合について説明したが、実施
例１８では、蓄積容量をポリシラン製カラーフィルタが
兼ねる構造について説明する。この場合、ポリシラン製
カラーフィルタ上の絶縁膜の膜厚は、蓄積容量の減少を
防ぐためにも薄い方が良く、１０ｎｍから５０ｎｍ程度
が好ましい。

【０２３２】このアレイ基板では、Ｃｓ線６１９ａ上に
コンタクト用電極６１１２´を設けていない。すなわ
ち、ガラス基板６１１上に、シリコン酸化膜６１３を介
してＣｓ線６１９ａが形成されており、その上にＳｉＮ
ｘ膜６１７を介してポリシラン製機能層６１８ａが形成
されている。

【０２３３】上記構成を有するアレイ基板は、以下のよ
うにして製造することができる。まず、ガラス基板６１
１上にＭｏ−Ｔａ合金を厚さ３００ｎｍでスパッタリン
グしてパターニングすることによりゲート電極６１２、
図示しないアドレス線（走査線）を同時に形成する。

【０２３４】次いで、その上にプラズマＣＶＤによりシ
リコン酸化膜６１３を厚さ３５０ｎｍで形成し、その上
にａ−Ｓｉ層を厚さ３００ｎｍで形成し、さらにその上
にｎ⁺ ａ−Ｓｉ層を厚さ５０ｎｍで順次形成する。次い
で、ａ−Ｓｉ層およびｎ⁺ ａ−Ｓｉ層をパターニングし
て、島状のａ−Ｓｉ活性層６１４およびｎ⁺ ａ−Ｓｉコ
ンタクト層６１５ａ，６１５ｂを形成する。このとき、
ｎ⁺ ａ−Ｓｉコンタクト層６１５ａ，６１５ｂの分離
は、ソース・ドレイン電極を形成した後でＲＩＥ等によ
り行う。

【０２３５】次いで、ゲート線、信号線の引き出し電極
部のＳｉＯｘ膜を希ＨＦを用いてエッチングしてコンタ
クトホールを形成する。次に、ｎ⁺ ａ−Ｓｉコンタクト
層６１５ａ，６１５ｂ上に、Ａｌ膜をスパッタリングに
より形成し、パターニングして、ドレイン電極６１６
ａ、ソース電極６１６ｂ、図示しないデータ配線（信号
線）、蓄積容量線（Ｃｓ線）６１９を同時に形成する。
その後、この上にプラズマＣＶＤにより、ＳｉＮｘ６１
７を厚さ３００ｎｍで成膜する。

【０２３６】次いで、このＳｉＮｘ膜６１７上にポリシ
ランをスピンコート等で塗布し、プリベークすることに
よりポリシラン膜を形成する。このポリシラン膜に選択
的に紫外線を露光して染色パターンの潜像を形成する。
この潜像が形成された後に、塩基性染料を含有するディ
ッピング液中にこのアレイ基板をディッピングすること
により、ポリシラン膜をパターン染色し、その後これを
ベーキングすることにより露光部をガラス化させる。こ
の露光、ディッピング、ベーキングをそれぞれＲＧＢに
ついて３回繰り返し、着色部６１８ａ（６１８ｂ，６１
８ｃ）を形成する。次いで、全面を露光した後に基板を
カーボンブラックゾルに浸漬し、着色部およびブラック
マトリクス部６１８ｄ完全にガラス化させ、これを２５
０℃、６０分程度でポストベークして、ブラックマトリ
ックス部６１８ｄの染色を行う。このようにして、ＴＦ
Ｔアレイ基板上にカラーフィルタおよびブラックマトリ
ックスを作製する。

【０２３７】次に、この上にプラズマＣＶＤで保護膜で
あるＳｉＯｘ絶縁膜６１１０を厚さ１０ｎｍで成膜した
後、パット電極部、コンタクト部６１１１のＳｉＮｘ、
カラーフィルタおよびＳｉＯｘをＣＦ₄ ＋Ｏ₂ の混合ガ
スでドライエッチングしてコンタクトホールを形成す
る。次に、これにＩＴＯをスパッタリングし、パターニ
ングすることにより画素電極６１１３ａ（６１１３ｂ，
６１１３ｃ）を形成する。

【０２３８】一方、対向基板側は、対向基板上にＩＴＯ
をスパッタリングし、コモン電極を形成する。この対向
基板と上述のＴＦＴアレイ基板６１１とを対向配置させ
てセルを組み立て、このセルに液晶材料を注入すること
により液晶表示装置を完成させる。

【０２３９】実施例１８によれば、蓄積容量形成用の絶
縁膜をカラーフィルタが兼ねる構造となっているので、
実施例１７で必要であったコンタクト部電極形成が不要
となり歩留りが向上する。

【０２４０】上記第１〜第４の実施形態における技術
は、必要に応じて適宜組み合わせて実施することができ
る。

【０２４１】

【発明の効果】本発明によれば、以下のような効果が得
られる。

【０２４２】第１に、本発明によれば、同一の層で形成
される有機−無機ハイブリッドガラスに種々の機能を持
たせることができる。この機能層をＴＦＴ上に形成する
ことにより、平坦化膜としての役割を兼ね備え、アレイ
基板表面の凹凸が著しく減少し、ギャップ制御精度が厳
しい高速応答モードのものを高い歩留りで得ることがで
きる。平坦性が高いゆえ、開口率を９０％以上にするこ
とができ、消費電力を低く保つことができる。

【０２４３】第２に、アレイ基板上にポリシラン製機能
層を設ける方法では、従来の顔料分散法に比べて工程数
が少ないため、ＴＦＴに与えるダメージが小さく、大画
面で特に問題となるＴＦＴムラ不良が生じないので、大
画面ディスプレイを高歩留りで提供することができる。

【０２４４】第３に、ポリシラン製機能層を用いる方法
では、同一層に種々の機能を持たせられるため、材料を
削減することが出来る。さらに、上記第１〜４の実施の
形態のようにすることにより、さらに歩留りを向上させ
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）〜（Ｄ）は本発明の表示装置用基板を製
造する工程を示す断面図。

【図２】（Ａ）はゲート線とＣｓ線が別であるＴＦＴ基
板を示す平面図、（Ｂ）は（Ａ）に示すＴＦＴ基板の等
価回路図。

【図３】（Ａ）はＣｓオンゲート構造のＴＦＴ基板を示
す平面図、（Ｂ）は（Ａ）に示すＴＦＴ基板の等価回路
図。

【図４】本発明における液晶表示装置のパッド部を示す
説明図。

【図５】本発明における液晶表示装置のパッド部を示す
断面図。

【図６】本発明における液晶表示装置のパッド部を示す
断面図。

【図７】本発明における液晶表示装置のパッド部を示す
断面図。

【図８】（Ａ），（Ｂ）は図５に示すパッド部の作製工
程を示す断面図。

【図９】（Ａ）〜（Ｄ）は図６に示すパッド部の作製工
程を示す断面図。

【図１０】（Ａ）〜（Ｅ）は図７に示すパッド部の作製
工程を示す断面図。

【図１１】（Ａ）〜（Ｅ）は第１の実施形態における表
示装置用基板の製造方法を説明するための断面図。

【図１２】本発明の第１の実施形態にかかる表示装置用
基板を示す断面図。

【図１３】本発明の第１の実施形態にかかる表示装置用
基板を示す断面図。

【図１４】図１３に示す表示装置用基板におけるコンタ
クト部を示す断面図。

【図１５】本発明の第２の実施形態における表示装置用
基板を示す断面図。

【図１６】（Ａ）〜（Ｈ）は図１５に示す表示装置用基
板の製造方法を説明するための断面図。

【図１７】本発明の第２の実施形態における表示装置用
基板を示す断面図。

【図１８】（Ａ）〜（Ｈ）は図１７に示す表示装置用基
板の製造方法を説明するための断面図。

【図１９】本発明の第２の実施形態における表示装置用
基板を示す断面図。

【図２０】（Ａ）〜（Ｈ）は図１９に示す表示装置用基
板の製造方法を説明するための断面図。

【図２１】本発明の第２の実施形態における表示装置用
基板を示す断面図。

【図２２】本発明の第２の実施形態における表示装置用
基板を示す断面図。

【図２３】（Ａ）〜（Ｉ）は図２１および図２２に示す
表示装置用基板の製造方法を説明するための断面図。

【図２４】（Ａ）〜（Ｇ）は図２１および図２２に示す
表示装置用基板の製造方法を説明するための断面図。

【図２５】本発明の第２の実施形態における表示装置用
基板を示す断面図。

【図２６】（Ａ）〜（Ｇ）は図２５に示す表示装置用基
板の製造方法を説明するための断面図。

【図２７】本発明の第２の実施形態における表示装置用
基板を示す断面図。

【図２８】（Ａ）〜（Ｋ）は図２７に示す表示装置用基
板の製造方法を説明するための断面図。

【図２９】本発明の第２の実施形態における表示装置用
基板を示す断面図。

【図３０】本発明の第３の実施形態における表示装置用
基板を示す断面図。

【図３１】本発明の第３の実施形態における表示装置用
基板を示す断面図。

【図３２】本発明の第３の実施形態における表示装置用
基板を示す断面図。

【図３３】本発明の第３の実施形態における表示装置用
基板を示す断面図。

【図３４】本発明の第３の実施形態における表示装置用
基板を示す断面図。

【図３５】本発明の第４の実施形態における表示装置用
基板を示す断面図。

【図３６】本発明の第４の実施形態における表示装置用
基板を示す断面図。

【符号の説明】

１１，１２０…ガラス基板、１２，１２８，２２１…ゲ
ート線、１３，１２３…シリコン酸化膜、１４，１２９
…ａ−Ｓｉ活性層、１５ａ，１５ｂ，１２１ａ，１２１
ｂ…ｎ⁺ ａ−Ｓｉ層、１６ａ，１３１…ドレイン電極、
１６ｂ，１３２…ソース電極、１７…ＳｉＮｘ膜、１８
ａ…ポリシラン製機能層、１８ｄ…ブラックマトリクス
部、１９ａ，１２２ａ〜１２２ｃ，２２３…Ｃｓ線、２
１，２３２…アレイ基板、２２，２３７…レジスト、２
４…ディッピング液、２５…酸化物、１１１，１１２…
コンタクト部、１１４…ビア、１２４…Ｃｓおよび電着
用透明電極、１２６ａ〜１２６ｄ，２３９…潜像、１２
７ａ〜１２７ｄ…着色部、１３０…ＳｉＮｘ−ｉストッ
パ膜、２２２…信号線、２２４，２２５…画素電極、２
３１…外部端子、２３１ａ…パッド、２３１ｂ，２３８
…有機−無機ハイブリッドガラス、２３３…ＢＭ縁部、
２３４…配向膜、２３５…対向電極。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−39104（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−188215（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−11201（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02F 1/1343 G02F 1/1335 505

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板上にスイッチング素子を形成する工
   程と、 前記基板上にポリシラン層を形成する工程と、 前記ポリシラン層に紫外線を照射して露光部にパターン
   の潜像を形成する工程と、 前記基板をディッピング液に浸漬して、前記露光部に前
   記ディッピング液の材料を浸み込ませる工程と、 加熱により前記露光部をガラス化させて有機−無機ハイ
   ブリッドガラスからなる導電部を形成する工程と、 を具備することを特徴とする表示装置用基板の製造方
   法。
2. 【請求項２】 基板上にスイッチング素子を形成する工
   程と、 前記基板上にポリシラン層を形成する工程と、 前記ポリシラン層における画素電極と前記スイッチング
   素子との電気的接続部分に紫外線を照射して露光部にパ
   ターンの潜像を形成する工程と、 導電性微粒子、Ｉｎ錯体、およびＳｎ錯体からなる群よ
   り選ばれた少なくとも一つを含むディッピング液に前記
   基板を浸漬して、前記露光部に前記ディッピング液の材
   料を浸み込ませる工程と、 加熱により前記露光部をガラス化させて有機−無機ハイ
   ブリッドガラスからなる導電部を形成する工程と、 前記導電部を含む機能層上に画素電極を形成する工程
   と、 を具備することを特徴とする表示装置用基板の製造方
   法。
3. 【請求項３】 基板上にスイッチング素子を形成する工
   程と、 前記基板上にポリシラン層を形成する工程と、 前記ポリシラン層における画素電極となる部分に紫外線
   を照射して露光部にパターンの潜像を形成する工程と、 導電性微粒子、Ｉｎ錯体、およびＳｎ錯体からなる群よ
   り選ばれた少なくとも一つを含むディッピング液に前記
   基板を浸漬して、前記露光部に前記ディッピング液の材
   料を浸み込ませる工程と、 加熱により前記露光部をガラス化させて有機−無機ハイ
   ブリッドガラスからなる画素電極を形成する工程と、 を具備することを特徴とする表示装置用基板の製造方
   法。