JP4234672B2

JP4234672B2 - Array substrate manufacturing method, array substrate, and liquid crystal display device

Info

Publication number: JP4234672B2
Application number: JP2004368119A
Authority: JP
Inventors: 義彦中野; 智御子柴; 修二早瀬; 武夫伊藤; 秀雄平山
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2004-12-20
Filing date: 2004-12-20
Publication date: 2009-03-04
Anticipated expiration: 2016-03-18
Also published as: JP2005167265A

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。 The present invention relates to an array substrate manufacturing method, an array substrate manufactured by the method, and a liquid crystal display device using the array substrate.

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。 In recent years, active matrix type liquid crystal display elements (LCDs) in which a thin film transistor (TFT) using an amorphous silicon (α-Si) film is used as a switching element have attracted attention, and are becoming widespread as display elements for personal computers and the like. is there. Furthermore, by constructing a TFT array using an α-Si film capable of low-temperature firing on an inexpensive glass substrate, a large-area, high-definition, high-quality panel display (flat television) can be produced at low cost. It can also be manufactured and is highly expected.

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。 By the way, in order for a color liquid crystal display device to be completely replaced with a CRT, it must be provided at a low cost. However, at present, the price difference from the CRT has not been reduced. One factor that determines the price of a liquid crystal display device is an array substrate. Therefore, this array substrate is required not only to have high performance, but also to reduce manufacturing costs and to reduce the number of processes.

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。 A conventional liquid crystal display device has a configuration as shown in FIG. 9, for example. That is, the gate line 72 and the capacitor line 79 are formed on the glass substrate 71, and the gate line 72 and the capacitor line 79 are covered with the gate insulating film 73. Further, on the gate insulating film 73, a TFT composed of an α-Si layer 74, n ⁺ α-Si layers 75a and 75b, a source electrode 76a and a drain electrode 76b is formed. A pixel electrode 78a made of ITO is connected. A passivation film 77 is formed on the pixel electrode 78a so that a part of the pixel electrode 78a is exposed.

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。 On the other hand, on the opposing substrate 80, a black matrix 81, a color filter 82, and a counter electrode 83 made of ITO are sequentially formed. These two substrates are arranged to face each other, and a liquid crystal layer 84 is sandwiched therebetween to constitute a liquid crystal display device. However, when the black matrix is formed on the color filter substrate as in the liquid crystal display device shown in FIG. 9, the aperture ratio is limited and a high aperture ratio cannot be realized. Therefore, recently, in order to increase the aperture ratio with a small alignment margin between the array substrate and the color filter substrate, a black matrix-on-array substrate in which a black matrix is formed on the array substrate has been manufactured.

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。 In addition, a liquid crystal display device using a TFT using a polycrystalline silicon (p-Si) film whose performance is significantly improved as compared with a conventional α-Si TFT has been proposed.

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。 Α-Si TFTs conventionally used as switching elements in liquid crystal display devices mainly have two types of structures, a staggered structure (FIG. 10A) and an inverted staggered structure (FIG. 10B). In order to reduce the number of manufacturing steps of the array substrate, it has been reported that the staggered structure as shown in FIG. 10A is more advantageous than the inverted staggered structure. Have the following problems. That is, in the inverted stagger structure, the gate electrode 91a and the gate line 91b are provided below the semiconductor layer 89 on the glass substrate 86 with the gate insulating film 90 interposed therebetween, so that the TFT between the source electrode 87 and the drain electrode 88 is provided. The channel region is shielded from backlight light and the like. On the other hand, in the staggered structure, the gate electrode 91a and the gate line 91b are formed on the upper portion of the semiconductor layer 89, so that it is not possible to shield the light of the backlight and the like, and such light is not transmitted to the channel region. As a result, a light leakage current is generated in the TFT.

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。 On the other hand, a TFT using a polycrystalline silicon (p-Si) film has a coplanar structure as shown in FIG. 10C and an inverse coplanar structure as shown in FIG. A TFT having a coplanar structure (FIG. 10C) is used. Also in this coplanar structure, since the gate electrode 91a and the gate line 91b are provided above the semiconductor layer 93, the problem of light leakage current due to light intrusion into the channel region can be avoided as in the case of the staggered structure. Absent.

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。 The problem of light leakage current in staggered and coplanar TFT devices is that a black matrix that also serves as a light-shielding film is prepared in advance on a transparent substrate and then the black matrix is positioned below the channel region. However, there are various problems with the current light-shielding film.

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。 Usually, TFTs are manufactured through a high-temperature process, and the process temperature reaches, for example, 300 ° C. or more for α-Si TFTs and 600 ° C. or more for p-Si TFTs. Therefore, the black matrix (light-shielding film) is required to have heat resistance that can withstand such high temperatures and high resistance (10 ⁹ Ω · cm). Materials such as metals (such as chromium) and semiconductors (silicon) as the black matrix are satisfactory in terms of heat resistance, but these are low-resistance substances, so the following problems arise. That is, in a black matrix made of a low-resistance material, an electrical capacitive coupling occurs between the black matrix and the signal line or source electrode, which appears as a crosstalk phenomenon in a liquid crystal display device, increasing power consumption. This will cause a reduction in image quality. On the other hand, although the black pigment dispersion resist has high resistance, there is a problem that the black matrix made from this resist has no heat resistance at the process temperature for TFT production. That is, a light-shielding film having high resistance and high heat resistance has not been obtained yet.

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。 An object of the present invention is to provide a method for manufacturing an array substrate having a light-shielding film having a high aperture ratio and low power consumption, high resistance and high heat resistance at low cost. Another object of the present invention is to provide such an array substrate and a liquid crystal display device using the same.

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、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。 The method for manufacturing an array substrate according to one aspect of the present invention includes a step of forming a light-shielding film made of a high heat-resistant light-shielding member on a transparent substrate,
Forming a protective film on the light-shielding film by a plasma CVD method;
Forming a source electrode and a drain electrode apart from each other on the protective film;
A step of forming a semiconductor layer made of an intrinsic amorphous silicon layer by plasma CVD on the protective film between the source electrode and the drain electrode,
Forming a gate insulating film on the semiconductor layer by a plasma CVD method;
Forming a gate electrode on the gate insulating film;
Forming a passivation film on the entire surface of the transparent substrate on which the gate electrode is formed by a plasma CVD method; and forming a pixel electrode on the passivation film by connecting to the source electrode or the drain electrode. An array substrate manufacturing method comprising:
The light-shielding film is one or more silane compounds selected from a silane group having a hydrolyzable group represented by the following general formula (1) on a transparent substrate, or a polymerization degree of 10 or less derived from this silane compound. A linear or cyclic silane oligomer or siloxane oligomer, and an average particle size of 0.5 μm or less, and a coloring component containing at least one metal selected from the group of metals of 4 to 11 and the fourth period Forming a coating film containing a metal oxide as
Forming a photoresist film on the coating film;
A step of pattern exposure to the photoresist film, and then developing to obtain a resist pattern;
It is produced by patterning the coating film using the resist pattern as a mask to form a coating film pattern and heating and drying the coating film pattern .

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、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法により絶縁膜を形成する工程、
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。 R ¹ R ² R ³ R ⁴ Si (1)
(In the general formula (1), R ¹ and R ² are hydrolyzable groups, and R ³ and R ⁴ are a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group, an aryl group, an allyl group, and a hydrolyzable group, respectively. However, at least one of R ³ and R ⁴ is a hydrogen atom or a hydrolyzable group.)
An array substrate manufacturing method according to another aspect of the present invention includes a step of forming a light-shielding film made of a high heat-resistant light-shielding member on a transparent substrate,
Forming a protective film on the light-shielding film by a plasma CVD method;
A step of depositing an intrinsic amorphous silicon layer on the protective film by a plasma CVD method and annealing to form a semiconductor layer made of an intrinsic polycrystalline silicon layer;
Forming a gate insulating film on the semiconductor layer by a plasma CVD method;
Forming a gate electrode on the gate insulating film;
Forming an insulating film by plasma CVD on the entire surface of the transparent substrate on which the gate electrode is formed;
Forming a source electrode and a drain electrode on the insulating film in connection with the semiconductor layer;
A method of manufacturing an array substrate, comprising: a step of forming a pixel electrode on the insulating film by connecting to the source electrode or the drain electrode; and a step of forming a passivation film on the source electrode and the drain electrode.
The light-shielding film is one or more silane compounds selected from a silane group having a hydrolyzable group represented by the following general formula (1) on a transparent substrate, or a polymerization degree of 10 or less derived from this silane compound. A linear or cyclic silane oligomer or siloxane oligomer, and an average particle size of 0.5 μm or less, and a coloring component containing at least one metal selected from the group of metals of 4 to 11 and the fourth period Forming a coating film containing a metal oxide as
Forming a photoresist film on the coating film;
A step of pattern exposure to the photoresist film, and then developing to obtain a resist pattern;
It is produced by patterning the coating film using the resist pattern as a mask to form a coating film pattern and heating and drying the coating film pattern .

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、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、前記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前記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、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法により絶縁膜を形成する工程、
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、前記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前記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。 R ¹ R ² R ³ R ⁴ Si (1)
(In the general formula (1), R ¹ and R ² are hydrolyzable groups, and R ³ and R ⁴ are a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group, an aryl group, an allyl group, and a hydrolyzable group, respectively. However, at least one of R ³ and R ⁴ is a hydrogen atom or a hydrolyzable group.)
An array substrate manufacturing method according to another aspect of the present invention includes a step of forming a light-shielding film made of a high heat-resistant light-shielding member on a transparent substrate,
Forming a protective film on the light-shielding film by a plasma CVD method;
Forming a source electrode and a drain electrode apart from each other on the protective film;
A step of forming a semiconductor layer made of an intrinsic amorphous silicon layer by plasma CVD on the protective film between the source electrode and the drain electrode,
Forming a gate insulating film on the semiconductor layer by a plasma CVD method;
Forming a gate electrode on the gate insulating film;
Forming a passivation film on the entire surface of the transparent substrate on which the gate electrode is formed by a plasma CVD method; and forming a pixel electrode on the passivation film by connecting to the source electrode or the drain electrode. An array substrate manufacturing method comprising:
The light shielding film includes forming a photoresist film on the transparent substrate,
A step of performing pattern exposure on the photoresist film and then developing to obtain a resist pattern;
The transparent substrate and the resist pattern on one or more silane compounds selected from silane group having a hydrolyzable group represented by the following general formula (1), or a polymerization degree of 10 or less derived from the silane compound A linear or cyclic silane oligomer or siloxane oligomer, and an average particle size of 0.5 μm or less, and a coloring component containing at least one metal selected from the group of metals of 4 to 11 and the fourth period Forming a coating film containing a metal oxide as
It is produced by removing the resist pattern, selectively removing the coating film located thereon to form a coating film pattern, and heating and drying the coating film pattern. Do
R ¹ R ² R ³ R ⁴ Si (1)
(In the general formula (1), R ¹ and R ² are hydrolyzable groups, and R ³ and R ⁴ are a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group, an aryl group, an allyl group, and a hydrolyzable group, respectively. However, at least one of R ³ and R ⁴ is a hydrogen atom or a hydrolyzable group.)
An array substrate manufacturing method according to another aspect of the present invention includes a step of forming a light-shielding film made of a high heat-resistant light-shielding member on a transparent substrate,
Forming a protective film on the light-shielding film by a plasma CVD method;
A step of depositing an intrinsic amorphous silicon layer on the protective film by a plasma CVD method and annealing to form a semiconductor layer made of an intrinsic polycrystalline silicon layer;
Forming a gate insulating film on the semiconductor layer by a plasma CVD method;
Forming a gate electrode on the gate insulating film;
Forming an insulating film by plasma CVD on the entire surface of the transparent substrate on which the gate electrode is formed;
Forming a source electrode and a drain electrode on the insulating film in connection with the semiconductor layer;
A method of manufacturing an array substrate, comprising: a step of forming a pixel electrode on the insulating film by connecting to the source electrode or the drain electrode; and a step of forming a passivation film on the source electrode and the drain electrode.
The light shielding film includes forming a photoresist film on the transparent substrate,
A step of performing pattern exposure on the photoresist film and then developing to obtain a resist pattern;
The transparent substrate and the resist pattern on one or more silane compounds selected from silane group having a hydrolyzable group represented by the following general formula (1), or a polymerization degree of 10 or less derived from the silane compound A linear or cyclic silane oligomer or siloxane oligomer, and an average particle size of 0.5 μm or less, and a coloring component containing at least one metal selected from the group of metals of 4 to 11 and the fourth period Forming a coating film containing a metal oxide as
It is produced by removing the resist pattern, selectively removing the coating film located thereon to form a coating film pattern, and heating and drying the coating film pattern. To do.

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ゲート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。 R ¹ R ² R ³ R ⁴ Si (1)
(In the general formula (1), R ¹ and R ² are hydrolyzable groups, and R ³ and R ⁴ are a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group, an aryl group, an allyl group, and a hydrolyzable group, respectively. However, at least one of R ³ and R ⁴ is a hydrogen atom or a hydrolyzable group.)
An array substrate according to an aspect of the present invention includes a transparent substrate, a semiconductor layer, a gate electrode formed on the semiconductor layer via a gate insulating film, and a side of the semiconductor layer on which the gate electrode is formed A source electrode and a drain electrode which are formed on the side opposite to the source electrode and spaced apart from each other, and a pixel electrode connected to the source electrode or the drain electrode, and a light-shielding film below the semiconductor layer The light-shielding film is one or more silane compounds selected from a silane group having a hydrolyzable group represented by the following general formula (1), or a polymerization derived from this silane compound. Si-O-Si bond obtained by hydrolysis and partial condensation polymerization of a linear or cyclic silane oligomer or siloxane oligomer having a degree of 10 or less. From a high heat-resistant light-shielding member containing, in a silicon-based matrix having the three-dimensional structure, one or more metals selected from a group of metals having an average particle diameter of 0.5 μm or less and at least groups 4 to 11 and a fourth period It is manufactured by the method of any one of Claims 1 thru | or 6.

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。 R ¹ R ² R ³ R ⁴ Si (1)
(In the general formula (1), R ¹ and R ² are hydrolyzable groups, and R ³ and R ⁴ are a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group, an aryl group, an allyl group, and a hydrolyzable group, respectively. However, at least one of R ³ and R ⁴ is a hydrogen atom or a hydrolyzable group.)
A liquid crystal display device according to an aspect of the present invention includes the above-described array substrate, a counter substrate that is arranged to be separated from and opposed to the array substrate, and on which a counter electrode is formed on the main surface, and between the array substrate and the counter substrate And a liquid crystal layer sandwiched between the layers.

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。 According to the present invention, there is provided a method for manufacturing an array substrate having a high aperture ratio, low power consumption, high resistance, and high heat resistance light-shielding film at low cost. The present invention also provides such an array substrate and a liquid crystal display device using the same.

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。 Hereinafter, the present invention will be described in detail. The coloring component used for the high heat resistant light shielding member in the embodiment of the present invention largely absorbs light in the visible light region (wavelength 400 to 800 nm) and acts as a light shielding agent. As such a coloring component, an oxide of one kind of metal selected from the group 4 to 11 and the fourth period metal group (Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu) is used alone. Although it may be used, it is preferable to use an oxide containing two or more metals selected from the above metal group in order to effectively function as a light-shielding agent for the entire visible light region. In particular, oxides of V, Cr, Mn, Co, and Ni are desirably used in combination of a plurality of types in order to absorb light having a wide wavelength range.

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。 For the same reason, a composite oxide of two or more metals selected from the aforementioned metal group is more preferable as the coloring component in the present invention. Specific examples of the composite metal oxide here include Ni-Cu, Cr-Fe, Fe-Cu, Ti-Mn-Cu, Mn-Fe-Cu, Cr-Mn-Cu, and Cr-Cu. An oxide containing -Fe or the like can be given.

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。 In the embodiment of the present invention, when the average particle diameter of the above metal oxide or composite metal oxide exceeds 0.5 μm, it becomes difficult to obtain a sufficiently high-resistance light-shielding member. When forming the high heat-resistant light-shielding member in this embodiment, the average particle diameter of the metal oxide used was regulated to 0.5 μm or less. Here, the value of the average particle diameter in the high heat-resistant light-shielding member can be easily obtained by, for example, TEM observation of a cross section. The shape of the particles is not limited at all, and may be spherical, flake shaped, or indefinite.

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。 In the embodiment of the present invention, the blending amount of the metal oxide in the high heat-resistant light-shielding member is preferably 30 to 90 wt%, and more preferably 5 to 25 wt%. If it is less than 30 wt%, it is difficult to obtain a sufficient light shielding property. On the other hand, if it exceeds 90 wt%, it is difficult to obtain a light shielding member having a sufficiently high resistance.

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。 In the heat-resistant light-shielding member according to the embodiment of the present invention, the silicon-based matrix having a three-dimensional structure of Si—O—Si bonds is, for example, a silane group having a hydrolyzable group represented by the following general formula (1) A silicon-based material obtained by hydrolysis and partial condensation polymerization of at least one silane compound selected from the group consisting of, or a linear or cyclic silane oligomer or siloxane oligomer having a polymerization degree of 10 or less derived from this silane compound Polymers can be formed as precursors.

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。 R ¹ R ² R ³ R ⁴ Si (1)
(In the general formula (1), R ¹ and R ² are hydrolyzable groups, and R ³ and R ³ are a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group, an aryl group, an allyl group, and a hydrolyzable group, respectively. However, at least one of R ³ and R ⁴ is a hydrogen atom or a hydrolyzable group.)
Here, specific examples of R ¹ and R ² include hydrolyzable groups such as alkoxy groups, but are not limited thereto. Specific examples of R ³ and R ⁴ include, for example, a hydrogen atom; an alkyl group such as a methyl group, an ethyl group, and a propyl group; an allyl group such as a vinyl group; an aryl group such as a phenyl group and a naphthyl group; Examples include, but are not limited to, fluoroalkyl groups such as methyl group and trifluoropropyl group; hydrolyzable groups such as alkoxy group. In particular, in order to obtain a light-resistant member having high heat resistance and high resistance, R ¹ and R ² are preferably a methoxy group and an ethoxy group, and R ³ and R ⁴ are a hydrogen atom, a methyl group, a methoxy group and an ethoxy group. Is preferred.

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。 Specific examples of the silane compound having a hydrolyzable group represented by the general formula (1) include tetraethoxysilane, tetramethoxysilane, diethoxysilane, methyldiethoxysilane, triethoxysilane, and methyltriethoxy. Examples thereof include silane, vinyltriethoxysilane, phenyltriethoxysilane, phenylacetoxysilane, and 3,3,3-trifluoropropylethoxysilane. Examples of silane oligomers or siloxane oligomers derived from such silane compounds include M silicate 51 (manufactured by Tama Chemical), ethyl silicate 45 (manufactured by Tama Chemical), pentaethoxypentamethoxycyclopentasiloxane, and pentamethylcyclopentasiloxane. , Silsesoxane and the like, but are not limited thereto. Moreover, the silane compound which has a hydrolysable group, or the silane oligomer or siloxane oligomer induced | guided | derived from this silane compound can be used individually or in combination of 2 or more types.

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。 By adding water and a polar solvent to these silane compounds having a hydrolyzable group and heating them as necessary, they are subjected to hydrolysis and partial polycondensation reaction, thereby forming a three-dimensional structure of Si—O—Si bonds. A silicon polymer solution is obtained as a precursor of the silicon matrix. Further, at this time, a catalyst for promoting the hydrolysis and partial condensation polymerization reaction as described above may be used.

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。 In addition, although the polar solvent here is not specifically limited, For example, isopropanol, n-butanol, acetylacetone, ethyl cellosolve etc. are mentioned, These can be used individually or as 2 or more types of mixed solvents. The blending amount of the polar solvent can be appropriately selected. For example, the polar solvent is preferably about 0.1 to 1000 parts by weight with respect to 1 part by weight of water.

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。 Examples of the catalyst include acid catalysts such as hydrochloric acid, nitric acid, phosphoric acid, sulfuric acid, and acetic acid; base catalysts such as ammonia and ethanolamine. The type and amount of the catalyst can be selected according to the type of the silane compound and the like. .

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。 Specifically, by adding the above-described components to a silane compound having a hydrolyzable group and reacting at 40 to 80 ° C. for about 10 to 300 minutes, hydrolysis and partial condensation polymerization occur to produce silanol (Si—OH). Is obtained. In addition, it is preferable that the molecular weight of the silicon-type polymer obtained here is about 500-100,000. When it is less than 500, it becomes difficult to form a coating film when the high heat-resistant light-shielding member is applied to the light-shielding film of the array substrate according to the embodiment of the present invention. On the other hand, when it exceeds 100,000, the fluidity of the solution May be lost.

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。 In an embodiment of the present invention, a raw material composition for producing a light shielding member in which a metal oxide as a coloring component is contained in a silicon-based matrix having a three-dimensional structure of Si—O—Si bonds, It consists of a solution containing a silicon-based polymer as a precursor of a silicon-based matrix as described above and a metal oxide as a coloring component, and can be prepared by the following method. For example, water, a polar solvent, and, if necessary, a silane compound having a hydrolyzable group together with a catalyst are directly added to a dispersion containing a coloring component prepared in advance to cause hydrolysis and partial condensation polymerization. Alternatively, a raw material composition containing a coloring component and a silicon-based polymer may be prepared by separately preparing a silicon-based polymer solution and mixing with a dispersion containing the coloring component.

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。 Here, the dispersion containing the coloring component is prepared by dispersing the metal oxide as described above in water or an organic solvent. Examples of the organic solvent at this time include substituted aromatic hydrocarbon solvents such as toluene, xylene, cumene, and ethylbenzene, and ether solvents such as tetrahydrofuran, ethylene glycol diethyl ether, and diethylene glycol diethyl ether. These can be used alone or in combination, and a mixed solvent with water may be used.

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。 In addition, it is preferable to disperse | distribute a metal oxide to a solvent using a suitable dispersing agent. Although the compounding quantity of such a dispersing agent can be determined suitably, it is preferable that it is 1-300 weight part with respect to 100 weight part of metal oxides, for example.

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。 Moreover, it is preferable that it is 1-400 weight part with respect to 100 weight part of coloring components, and, as for the compounding quantity of the silicon type polymer in a raw material composition, it is more preferable that it is 20-200 weight part. If the amount is less than 1 part by weight, the effect of adding the silicon-based polymer cannot be sufficiently obtained. On the other hand, if the amount exceeds 400 parts by weight, sufficient light-shielding properties may not be obtained when a coating film is formed.

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。 In order to improve the coating film performance, a small amount of a leveling agent, an antifoaming agent, an adhesion improving agent or the like may be added to the obtained raw material composition as necessary. In the high heat-resistant light-shielding member in another embodiment, the inorganic oxide glass composed of at least one oxide selected from Al and Si hydrolyzes the metal alkoxide represented by the following general formula (2) Also, a metal oxide sol obtained by partial condensation can be formed as a precursor.

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。 R ³ _x M (OR ⁴ ) _nx (2)
(In the general formula (2), R ³ is a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group, R ⁴ is a substituted or unsubstituted alkyl group, n is 2 or 4, x = 0 or 1, and M is Al or Si.)
Examples of the alkyl group represented by R ³ include, but are not limited to, a methyl group, an ethyl group, and a propyl group. Such metal alkoxide can be used individually or in combination of 2 or more types. Further, metal alkoxide in which M in the above general formula (2) is not Al, Si but B, Zr and Ti may be used in combination, but the compounding amount of alkoxide other than aluminum and silicon is in the total amount of metal alkoxide. It is preferable to set it to 50 wt% or less. This is because if it exceeds 50 wt%, a sufficiently high-resistance light-shielding member may not be obtained.

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。 Specific examples of the metal alkoxide represented by the general formula (2) include aluminum isopropoxide, triethoxysilane, and tetraethoxysilane, but are not limited thereto. Further, specific examples of alkoxides of B, Zr, and Ti include titanium isopropoxide, zirconium ethoxide, and triethyl borate.

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。 Inorganic oxide glass comprising at least one oxide selected from Al and Si by adding water and a polar solvent to these metal alkoxides and heating them as necessary to cause hydrolysis and partial condensation reaction. A metal oxide sol as a precursor of is obtained. In this case as well, a catalyst for promoting the hydrolysis and partial condensation polymerization reaction as described above can be used. As such a catalyst and a polar solvent, the silane compound represented by the general formula (1) is hydrolyzed. And the same thing as the case of carrying out partial condensation polymerization reaction is used. Hereinafter, other than for changing the silane compound represented by the above general formula (1) to the metal alkoxide represented by the above general formula (2), in the same manner as described above, there are other methods for manufacturing the light shielding member. A raw material composition is obtained.

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。 In the embodiment of the present invention, for example, the raw material composition obtained as described above is applied onto a substrate, dried, and then heated to obtain the light shielding member in the embodiment of the present invention. The base material is not particularly limited, and any material that requires light shielding can be used. For example, a transparent substrate can be used. In this case, the raw material composition can be applied onto the transparent substrate by spin coating, dipping, or the like.

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。 By heating the coating film thus formed on the substrate, in the light shielding member in the embodiment of the present invention, polycondensation of silanol (Si—OH) in the silicon-based polymer proceeds and Si—O—Si. A silicon-based matrix having a three-dimensional structure having bonds is formed. Moreover, also in the case of the light-shielding member in other embodiment, inorganic oxide glass is formed by polycondensation of metal oxide sol and making it high molecular weight. Therefore, a light-shielding member having a high resistance and a high heat resistance in which a coloring component is contained in such a silicon-based matrix or inorganic oxide glass can be obtained.

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。 In addition, in the light shielding member manufactured as described above, the group 4 to 11 and the metal group of the fourth period, and an element other than Al, Si, and O, for example, the silane represented by the general formula (1) A compound, carbon, hydrogen derived from the hydrocarbon group of the metal alkoxide represented by the general formula (2) may be contained. However, the content is preferably less than 50 wt%.

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。 When the light shielding member described above is applied to an electronic component as a light shielding film, the film thickness is preferably 2 μm or less. In particular, when forming as a light-shielding film for shielding light to the channel region of the TFT on the array substrate, the film thickness is preferably 0.5 μm or less after firing. In this case, it is preferable to use an oxide containing a plurality of metals as the coloring component as described above in order to reliably absorb light having a wide wavelength range.

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。 Although the heating temperature of a coating film can be suitably selected according to the kind of base material, a use, etc., for example, when manufacturing the light shielding member mentioned above as a light shielding film of (alpha) -SiTFT, it is 300-400 degreeC. Yes, when manufacturing as a light-shielding film of p-Si TFT, it can be set to 400-650 degreeC.

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。 In addition, the coating film formed on the base material can be formed into a predetermined pattern by a photolithography method and a photo etching method before heating. In this case, for example, an alkali developing or water-soluble resist sensitive to i-line and g-line can be used as the resist, and an alkaline aqueous solution can be used as the developer. Etching solutions include acids such as HF, BHF, HCl, H ₂ SO ₄ and HNO ₃ ; bases such as KOH, NaOH, NH ₂ NH ₂ and NH ₂ OH; salts such as NH ₄ F, NaF and KF Furthermore, a mixed solution of acids and salts as described above can be used. Note that a base such as KOH, NaOH, NH ₂ NH ₂ , or NH ₂ OH, or a mixture of such a base and a fluoride such as NaF or KF can be used both as a developer and an etching solution.

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。 The coating film of the raw material composition of the light shielding member thus transferred with the predetermined pattern is washed as necessary, and then heated as described above to obtain a patterned light shielding member. In addition, when etching a coating film using the resist pattern as an etching mask here, if the coating film is formed on a glass substrate, protect the back side of the glass substrate with a material having resistance to an etching solution. Is desired.

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。 The manufacturing method of the light shielding member in the embodiment of the present invention is not limited to the above description. For example, at least one selected from an organometallic complex of a group 4 to 11 and a fourth periodic metal group as a coloring component, and a compound represented by the above general formula (1) or general formula (2), It may be deposited on the substrate by sputtering or CVD (including plasma CVD).

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。 Examples of the organometallic complex containing a metal as described above include olefin-π complex, η ⁶ -arene complex, π-allyl complex, cyclopentadienyl complex, alkyl transition metal complex, aryl transition metal complex, carbene complex. , Carbyne complex, hydride complex, carbonyl complex, and the like. Specifically, manganese acetylacetonate, copper acetylacetonate, iron acetylacetonate, dicyclopentadienyl manganese, ferrocene, iron carbonyl, cobalt acetylacetonate, nickel acetylacetonate, chromium carbonyl, and chromium acetylacetonate However, it is not limited to these.

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。 By heating the film thus formed on the substrate as described above, an inorganic oxide glass comprising a silicon-based matrix having a three-dimensional structure of Si—O—Si bonds, or at least one of Al and Si oxides. The light shielding member in the embodiment of the present invention containing a black metal oxide is formed therein.

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。 Prior to heating, the light shielding member may be patterned as described above. The light shielding member in the embodiment of the present invention includes a silicon-based matrix having a three-dimensional structure of Si—O—Si bonds, or an inorganic oxide glass composed of at least one oxide selected from Al and Si, and a coloring component. As a component, it has a sufficient optical density of about 1.0 or more, a high resistance of about 10 ⁹ Ω · cm or more, and a high heat resistance that can withstand a high temperature process of 300 ° C. or more. It has excellent characteristics. Furthermore, the array substrate according to the embodiment of the present invention in which such a light-shielding member is formed as a light-shielding film, and the liquid crystal display device using the same, due to the fact that the light-shielding film has a high resistance as described above. Low power consumption can be realized. Furthermore, in the array substrate according to the embodiment of the present invention, a light shielding film that also serves as a black matrix can be formed. In this case, a high aperture ratio can be ensured.

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。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples.

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。 Experimental example 1
15.0 g of M silicate 51 (manufactured by Tama Chemical) as a siloxane oligomer derived from a silane compound having a hydrolyzable group was dissolved in a mixed solvent of 15.0 g of ethyl cellosolve and 5.0 g of n-butanol, and water 5 0.0 g was added and stirred well. Next, 0.06 g of concentrated nitric acid was added and heated at 60 ° C. for 1 hour, then rapidly cooled to room temperature, and 5.0 g of ethyl cellosolve and 15.0 g of n-butanol were added to obtain a silicon-based polymer solution.

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。 On the other hand, a Fe—Cu—Mn composite oxide (average particle size 0.5 μm) as a coloring component was dispersed in isopropyl alcohol to prepare a dispersion of a coloring component having a solid content concentration of 15 wt%.

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。 Next, 30.0 g of the silicon-based polymer solution described above, 100 g of the colored dispersion, and 7.97 g of a 10 wt% butyl cellosolve acetate solution of FC430 (manufactured by 3M) as a leveling agent are mixed, and the silicon-based polymer and the coloring component are mixed. The black coloring composition containing this was obtained, and the light shielding film board | substrate which has the patterned black light shielding film was produced as follows using this coloring composition.

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。 FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of a manufacturing process of a light-shielding substrate. First, as shown in FIG. 1 (a), this black colored composition was spin-coated on a transparent glass substrate 11 (# 7059, manufactured by Nippon Corning Co., Ltd., thickness 1.1 mm) to a thickness of 0.6 μm. A coating film 12 was formed on the entire surface. Next, as shown in FIG. 1 (b), positive photoresist OFPR-800 (manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) is applied on both surfaces of the coating film 12 and the back surface of the transparent glass substrate 11, and a resist having a film thickness of 1.0 μm. A film 13 was formed.

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。 Subsequently, as shown in FIG. 1 (c), the resist film 13 on the coating film 12 is selectively exposed using an ultrahigh pressure mercury lamp light source through an exposure photomask 14 having a predetermined pattern. Paddle development was performed using a positive resist developer NMD-3 (manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.), followed by spray water washing to form a resist pattern 15 as shown in FIG. After immersing this substrate in a 4.7 wt% HF aqueous solution at room temperature for 60 to 120 seconds to etch the coating film 12 using the resist pattern 15 as a mask, pure water spray (about ^{2 to} 10 kg / cm ² ) and ultrasonic waves are used. Washing with running water with vibration applied was performed, followed by drying to obtain a coating film pattern as shown in FIG.

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。 Next, the resist on both sides was removed with a resist stripping solution 106 (manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.), washed with water, and dried by air blowing. At this time, if oxygen plasma ashing is performed, the resist can be more uniformly and completely removed.

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。 Thereafter, the substrate was heated in air in an electric furnace at 330 ° C. for 1 hour, cooled to room temperature, washed with water, and dried to obtain a light-shielding substrate 17 having a black light-shielding film 16 as shown in FIG. .

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。 In the obtained light-shielding substrate 17, the black light-shielding film 16 had a thickness of 0.55 μm, an optical density of 1.2, and a volume resistance value of 10 ⁹ Ω · cm. Moreover, as a result of TEM observation of the cross section of the black light shielding film 16, it was confirmed that the metal oxide which is a coloring component has the average particle diameter at the time of preparing a colored dispersion liquid.

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。 Experimental example 2
A light-shielding substrate was produced in the same manner as in Experimental Example 1, except that a transparent glass substrate (# 7913, manufactured by Nippon Corning Co., Ltd., thickness: 1.1 mm) was used and heated at 600 ° C. for 1 hour in an electric furnace. In the obtained light-shielding substrate, the black light-shielding film had a film thickness of 0.50 μm, an optical density of 1.3, and a volume resistance value of 10 ⁹ Ω · cm. Moreover, as a result of TEM observation of the cross section of the black light shielding film 16, it was confirmed that the metal oxide which is a coloring component has the average particle diameter at the time of preparing a colored dispersion liquid.

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。 Experimental example 3
With reference to FIG. 2, another example of a method for manufacturing a light-shielding substrate will be described.

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。 First, as shown in FIG. 2A, on a transparent glass substrate 11 (# 7059, manufactured by Nippon Corning, thickness 1.1 μm), a water-soluble photoresist (PAD + azide photosensitive solution) is formed to a thickness of 1.0 μm. A transparent negative photoresist film 19 was formed by spin coating.

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。 Next, as shown in FIG. 2 (b), the negative resist film 19 is exposed using an ultrahigh pressure mercury lamp light source through an exposure photomask 20 having a predetermined pattern, and then at 40 ° C. and 1.5 kg / kg. Development was performed with a cm ² warm water spray to form a transparent negative photoresist pattern 21 as shown in FIG.

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。 Subsequently, as shown in FIG. 2D, a black colored composition similar to that of Experimental Example 1 is spin-coated on a transparent glass substrate and a negative photoresist pattern 21 to a thickness of 0.6 μm, and a coating film 22 is formed. Formed on the entire surface. This substrate is immersed in an etching solution (H ₂ O ₂ + sulfamic acid mixed solution) having a predetermined concentration at 60 ° C. for 60 to 80 seconds to swell the transparent negative photoresist pattern 21 as shown in FIG. And the adhesiveness of the resist pattern 21 and the glass substrate 11 was reduced.

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。 Thereafter, the transparent negative photoresist pattern 21 and the coating film 22 thereon were simultaneously removed with a high pressure spray of about 3.5 kg / cm ² , washed with water, and then dried by air blow. At this time, if oxygen plasma ashing is performed, the resist can be more uniformly and completely removed.

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。 Thereafter, the substrate is heated in air in an electric furnace at 330 ° C. for 1 hour, cooled to room temperature, washed with water, and dried to form a light-shielding substrate 24 having a black light-shielding film 23 as shown in FIG. did. In the obtained light-shielding substrate 24, the black light-shielding film 23 had a film thickness of 0.55 μm, an optical density of 1.2, and a volume resistance value of 10 ⁹ Ω · cm. Moreover, as a result of TEM observation of the cross section of the black light shielding film 23, it was confirmed that the metal oxide which is a coloring component has the average particle diameter at the time of preparing a colored dispersion liquid.

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。 Experimental Example 4
With reference to FIG. 3, the other example of the manufacturing method of a light-shielding board | substrate is demonstrated.

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。 First, as shown in FIG. 3A, a positive resist OFPR-800 (manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) is applied onto a transparent glass substrate 11 (# 7059, manufactured by Nippon Corning Co., Ltd., thickness 1.1 mm). A resist film 26 having a thickness of 1.0 μm was formed.

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。 Next, as shown in FIG. 3B, a positive photoresist film 26 is formed on the positive photoresist film 26 with an exposure intensity of about 80 mJ / cm ² (405 nm) using an ultrahigh pressure mercury lamp light source through an exposure photo mask 27 having a predetermined pattern. After exposure, paddle development was performed using a positive resist developer NMD-3 (manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.), followed by washing with water to form a transparent positive resist pattern 28 as shown in FIG.

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。 Subsequently, as shown in FIG. 3 (d), a black colored composition similar to that of Experimental Example 1 is spin-coated on the transparent glass substrate and the transparent positive photoresist pattern 28 to a film thickness of 0.6 μm to form a coating film 29. Then, as shown in FIG. 3E, the entire surface was exposed from the back surface of the glass substrate 11 with an intensity of 200 mJ / cm ² (405 nm) or more to expose the transparent positive photoresist pattern 28.

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。 Thereafter, the transparent positive photoresist pattern 28 was sufficiently swollen and dissolved by dipping for about 30 seconds by a paddle development system using a positive resist developer NMD-3 (manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.). Further, the transparent positive photoresist pattern 28 and the coating film 29 thereon were simultaneously removed with a high pressure spray of about 3.5 kg / cm ² , washed with water, and then dried by air blowing. At this time, if oxygen plasma ashing is performed, the resist can be more uniformly and completely removed.

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。 Thereafter, the substrate was heated in air in an electric furnace at 330 ° C. for 1 hour, cooled to room temperature, washed with water and dried to obtain a light-shielding substrate 31 having a black light-shielding film 30 as shown in FIG. .

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。 In the obtained light-shielding substrate 31, the black light-shielding film 30 had a film thickness of 0.55 μm, an optical density of 1.2, and a volume resistance value of 10 ⁹ Ω · cm. As a result of TEM observation of the cross section of the black light-shielding film 30, it was confirmed that the metal oxide as the coloring component maintained the average particle diameter when the colored dispersion was prepared.

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。 Experimental Example 5
A light-shielding substrate was produced in the same manner as in Experimental Example 3, except that a transparent glass substrate (# 7913, manufactured by Nippon Corning Co., Ltd., thickness: 1.1 mm) was used and heated in an electric furnace at 600 ° C. for 1 hour. In the obtained light-shielding substrate, the black light-shielding film had a film thickness of 0.50 μm, an optical density of 1.3, and a volume resistance value of 10 ⁹ Ω · cm. Moreover, as a result of TEM observation of the cross section of the black light shielding film 23, it was confirmed that the metal oxide which is a coloring component has the average particle diameter at the time of preparing a colored dispersion liquid.

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。 Experimental Example 6
A light-shielding substrate was produced in the same manner as in Experimental Example 4 except that a transparent glass substrate (# 7913, manufactured by Nippon Corning Co., Ltd., thickness: 1.1 mm) was used and heated in an electric furnace at 600 ° C. for 1 hour. In the obtained light-shielding substrate, the black light-shielding film had a film thickness of 0.50 μm, an optical density of 1.3, and a volume resistance value of 10 ⁹ Ω · cm. Moreover, as a result of TEM observation of the cross section of the black light shielding film 30, it was confirmed that the metal oxide which is a coloring component has the average particle diameter at the time of preparing a colored dispersion liquid.

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。 Example 7
FIG. 4 shows a cross-sectional view of an example of an array substrate according to an embodiment of the present invention.

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。 This array substrate was manufactured as follows. First, the light-shielding substrate prepared in Experimental Example 1 is cleaned, and a protective film 33 (Si—O—N or the like) is formed to a thickness of about 500 nm by plasma CVD in order to prevent intrusion of ionic substances from the substrate. Filmed.

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。 Next, a Mo—Ta alloy film is formed on the surface of the protective film 33 to a thickness of 300 nm by sputtering, and this film is patterned by photolithography to form the source electrode 34, the drain electrode 35a, and the drain line 35b. did.

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ＳｉＮ_x（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。 Subsequently, 100 nm thick intrinsic amorphous silicon (α-Si) and 50 nm SiN _x (not shown) are sequentially formed by plasma CVD, and an island-like intrinsic amorphous silicon layer 37 is formed by photolithography. did.

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ＳｉＮ_x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ＳｉＮ_x層をパターニングしてゲート絶縁膜４０を形成した。 On this intrinsic amorphous silicon layer 37, a SiN _x layer was formed with a thickness of 350 nm by plasma CVD, and further, an Al layer with a thickness of 300 nm and a Mo layer with a thickness of 50 nm were sequentially formed thereon by sputtering. Thereafter, the Al / Mo layer was first processed by photolithography to form the gate electrode 39a and the gate line 39b, and then the SiN _x layer was patterned using a selective dry etching method to form the gate insulating film 40.

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（ＳｉＮ_x）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。 Next, ion doping is performed using phosphine gas for ohmic contact at a contact portion between the source electrode 34 and the drain electrode 35a and the intrinsic amorphous silicon layer 37 to form an n ⁺ type semiconductor layer 38, and then a plasma CVD method is performed. Thus, a passivation film (SiN _x ) 41 was formed on the gate electrode 39a and the gate line 39b with a thickness of 200 nm.

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（ＳｉＮ_x）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。 Further, in order to make contact between the source electrode 34 and the pixel electrode, a photolithography process was performed on a part of the passivation film (SiN _x ) 41. Finally, ITO was formed by sputtering, and a photolithography process was performed to form a transparent pixel electrode 42 to obtain an array substrate.

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。 In the array substrate manufacturing process as described above, the light-shielding substrate was exposed to reduced pressure conditions during plasma CVD, but problems such as degassing did not occur. Further, no fading was observed in the black light-shielding film 16 even after a high temperature process of about 300 ° C. during the formation of α-Si.

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。 Example 8
FIG. 5 is a cross-sectional view showing an example of an array substrate according to another embodiment of the present invention.

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。 Next, ion doping was performed using phosphine gas for ohmic contact at the contact portion between the source electrode 34 and the drain electrode 35 a and the intrinsic amorphous silicon layer 37 to form an n ⁺ -type semiconductor layer 38.

続いて、プラズマＣＶＤ法によりパッシベーション膜（ＳｉＮ_x）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（ＳｉＮ_x）４１に形成した。 Subsequently, a passivation film (SiN _x ) 41 is formed on the gate electrode 39a and the gate line 39b with a thickness of 200 nm by a plasma CVD method, and a resist (HRC-104 manufactured by Nippon Synthetic Rubber Co.) is spin-coated, A resist film having a thickness of 2 μm was formed. By sequentially performing exposure, development, selective wet etching, etc. on the resist film, a contact hole for making contact between the source electrode 34 and the pixel electrode was formed in the passivation film (SiN _x ) 41.

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。 Thereafter, the remaining resist film is heated to 160 ° C. to completely decompose the sensitizer and crosslink the polymer to form a colorless and transparent insulating film 43. Finally, ITO is sputtered and photolithography is performed. Processing was performed to form a transparent pixel electrode 42 to obtain an array substrate.

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。 Example 9
FIG. 6 is a cross-sectional view showing an example of an array substrate according to another embodiment of the present invention.

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。 This array substrate was manufactured as follows. First, in order to clean the light-shielding substrate prepared in Experimental Example 2 and prevent intrusion of ionic substances from this substrate, a protective film 33 (Si—O—N or the like) is formed to a thickness of about 500 nm by plasma CVD. Filmed.

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ＳｉＮ_x（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。 Next, intrinsic amorphous silicon (α-Si) having a thickness of 100 nm and SiN _x (not shown) having a thickness of 100 nm are sequentially formed on the protective film 33 by plasma CVD, and island-like is formed by photolithography. After the formation of the intrinsic amorphous silicon layer, the intrinsic polycrystalline silicon layer 46 was formed by crystallization by annealing at 600 ° C. in an electric furnace.

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ＳｉＮ_x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。 On this intrinsic polycrystalline silicon layer 46, an insulating film 47 that also serves as a gate insulating film made of SiN _x is formed with a thickness of 350 nm by plasma CVD, and an Al layer with a thickness of 300 nm is further formed on this insulating film 47. , And a 50 nm Mo layer were sequentially formed by sputtering. Thereafter, the Al / Mo layer was processed by photolithography to form a gate electrode 48a and a gate line 48b.

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（ＳｉＯ_x）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。 Next, an insulating film (SiO _x ) 49 between the gate electrode 48a and the gate line 48b and the source electrode, the drain electrode and the drain line was formed to a thickness of 200 nm by plasma CVD. In these insulating films 47 and 49, contact holes were formed by selective dry etching in order to make contact between the source and drain electrodes and the intrinsic polycrystalline silicon (p-Si) layer 46.

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。 Further, in order to make the contact portion between the source and drain electrodes and the intrinsic polycrystalline silicon layer 46 ohmic contact, ion doping was performed using phosphine gas to form the n ⁺ -type semiconductor layer 50.

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ＳｉＮ_x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。 Next, a Mo—Ta alloy film having a thickness of 500 nm was formed on the insulating film 49 by sputtering, and this film was patterned by photolithography to form the source electrode 51, the drain electrode 52a, and the drain line 52b. . Further, the source electrode 51, the drain electrode 52a and the drain line 52b were covered with a resist film, and ITO was formed on the entire surface by sputtering, and then a transparent pixel electrode 54 was formed by a lift-off method for removing the resist film. Finally, a 200 nm-thick SiN _x film was formed by plasma CVD, and the transparent pixel electrode 54 was exposed by photolithography to form a passivation film 53 to obtain an array substrate.

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。 In the array substrate manufacturing process as described above, the light-shielding substrate was exposed to reduced pressure conditions during plasma CVD, but problems such as degassing did not occur. In addition, no fading was observed in the black light-shielding film 16 even after a high temperature process of about 300 ° C. during the formation of the α-Si film and further annealing of this α-Si at 600 ° C.

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。 Example 10
FIG. 7 is a cross-sectional view showing an example of an array substrate according to another embodiment of the present invention.

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。 This array substrate was manufactured as follows. First, in order to clean the light-shielding substrate prepared in Experimental Example 5 and prevent intrusion of ionic substances from this substrate, the protective film 33 (Si—O—N or the like) is formed to a thickness of about 500 nm using plasma CVD. The film was formed.

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ＳｉＮ_x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。 On this intrinsic polycrystalline silicon layer 46, an insulating film 47 that also serves as a gate insulating film made of SiN _x is formed with a thickness of 350 nm by plasma CVD, and subsequently, a thickness of 300 nm is formed on this insulating film 47. An Al layer and a 50 nm Mo layer were sequentially formed by sputtering. Thereafter, the Al / Mo layer was processed by photolithography to form a gate electrode 48a and a gate line 48b.

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（ＳｉＮ_x）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（ＳｉＮ_x）５３に形成した。 Next, a Mo—Ta alloy film having a thickness of 500 nm was formed on the insulating film 49 by sputtering, and this film was patterned by photolithography to form a source electrode 51, a drain electrode 52, and a drain line 52b. On these, a passivation film (SiN _x ) 53 is formed with a film thickness of 200 nm by using a plasma CVD method, and a resist (HRC-104 manufactured by Nippon Synthetic Rubber Co., Ltd.) is further spin-coated thereon to form a thick film. A resist film having a thickness of 2 μm was formed. A contact hole for making contact between the source electrode 51 and the pixel electrode was formed in the passivation film (SiN _x ) by sequentially performing exposure, development, selective wet etching, and the like on the resist film.

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。 Subsequently, the remaining resist film was heated to 160 ° C. to completely decompose the sensitizer, and the polymer was crosslinked to form a colorless and transparent insulating film 55. Finally, ITO was formed into a film by sputtering and subjected to photolithography to form a transparent pixel electrode 54 to obtain an array substrate.

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。 In the array substrate manufacturing process as described above, the light-shielding substrate was exposed to reduced pressure conditions during plasma CVD, but problems such as degassing did not occur. In addition, no fading was observed in the black light-shielding film 23 even after the high-temperature process at about 300 ° C. during the formation of the α-Si film and the annealing at 600 ° C. for this α-Si.

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。 Example 11
After applying a solvent-soluble polyimide varnish on the array substrate prepared in Example 7, a heat treatment and a rubbing treatment were sequentially performed to form a liquid crystal alignment film.

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。 On the other hand, a color filter was produced on a transparent glass substrate by a known method, and ITO was formed thereon by sputtering to form a counter electrode. Next, a solvent-soluble polyimide varnish was applied onto this substrate, followed by heat treatment and rubbing treatment in sequence, to obtain a color filter substrate provided with a liquid crystal alignment film.

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。 Next, the color filter substrate and the array substrate are arranged at intervals of 5 μm via spacers so that the respective liquid crystal alignment films face each other and sealed to form a liquid crystal cell. 6CB (4,4'-hexylcyanobiphenyl) was sealed to obtain a liquid crystal display device.

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。 With respect to this liquid crystal display device, when the voltage holding ratio at room temperature was measured, it showed a good value of 98%.

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。 Examples 12-14
Except for using the array substrates produced in Examples 8 to 10, liquid crystal display devices of Examples 12 to 14 were produced in the same manner as in Example 11, and the voltage holding ratio at room temperature of the obtained liquid crystal display devices. As a result of measurement, all showed a good value of 98%.

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。 Here, FIG. 8 is a sectional view showing an example of the liquid crystal display device according to the embodiment of the present invention. In the liquid crystal display device 63 shown in FIG. 8, the array substrate produced in Example 10 is used, and the liquid crystal alignment film 57 is provided on this substrate. In the figure, reference numeral 58 denotes a transparent glass substrate, on which a color filter 59, a counter electrode 60, and a liquid crystal alignment film 61 are sequentially formed.

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。 A liquid crystal layer 62 is sandwiched between the array substrate on which the liquid crystal alignment film 57 is formed and the color filter substrate to constitute a liquid crystal display device.

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。 Experimental Example 15
10.0 g of M silicate 51 (manufactured by Tama Chemical) as a siloxane oligomer derived from a silane compound having a hydrolyzable group and 5.0 g of methyltriethoxysilane which is a silane compound having a hydrolyzable group It melt | dissolved in the mixed solvent of 15g and n-butanol 5.0g, and added water 5.0g, and stirred well. Next, 0.06 g of concentrated nitric acid was added and heated at 60 ° C. for 1 hour, then rapidly cooled to room temperature, and 5.0 g of ethyl cellosolve and 15.0 g of n-butanol were added to obtain a silicon-based polymer solution.

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。 Next, 30.0 g of the above-mentioned silicon-based polymer solution, 100 g of the colored dispersion, and 7.97 g of a 10 wt% butyl cellosolve acetate solution of FC430 (manufactured by 3M) as a leveling agent are mixed to obtain a metal oxide sol and a coloring component. A light-shielding substrate having a predetermined black light-shielding film pattern was prepared in the same manner as in Experimental Example 1 except that this colored composition was used.

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。 In the obtained light-shielding substrate, the black light-shielding film had a film thickness of 0.55 μm, an optical density of 1.2, and a volume resistance value of 10 ⁹ Ω · cm. Further, as a result of TEM observation of the cross section of the black light-shielding film, it was confirmed that the metal oxide as the coloring component maintained the average particle diameter when the colored dispersion was prepared.

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。 Experimental Example 16
2.5 g of triisopropoxyaluminum as a metal alkoxide was dissolved in a mixed solvent of 5.0 g of 2,4-pentadione, 10.0 g of ethyl cellosolve and 5.0 g of n-butanol, and M silicate 51 (manufactured by Tama Chemical) 12 0.5 g and 5.0 g of water were added and stirred well. Next, 0.06 g of concentrated nitric acid was added and heated at 60 ° C. for 1 hour, then rapidly cooled to room temperature, and 5.0 g of ethyl cellosolve and 15.0 g of n-butanol were added to obtain a metal oxide sol solution.

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。 Next, 30.0 g of the above sol solution, 100 g of the colored dispersion, and 7.97 g of a 10 wt% butyl cellosolve acetate solution of FC430 (manufactured by 3M) as a leveling agent are mixed to contain the metal oxide sol and the coloring component. A black colored composition was obtained, and a light-shielding substrate having a predetermined black light-shielding film pattern was prepared in the same manner as in Experimental Example 1 except that this colored composition was used.

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。 Experimental Example 17
Triisopropoxyaluminum (5.0 g) as a metal alkoxide was dissolved in a mixed solvent of 15.0 g of 2,4-pentadione and 5.0 g of n-butanol, and 5.0 g of water was added and stirred well. Next, 0.06 g of concentrated nitric acid was added and heated at 60 ° C. for 1 hour, then rapidly cooled to room temperature, and further 15.0 g of ethyl cellosolve and 5.0 g of n-butanol were added to obtain a metal oxide sol solution. .

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。 Next, 50.0 g of the above-mentioned sol solution, 100 g of the colored dispersion, and 6.38 g of a 10 wt% butyl cellosolve acetate solution of FC430 (manufactured by 3M) as a leveling agent are mixed to form a black colored composition containing a metal oxide sol. A light-shielding substrate having a predetermined black light-shielding film pattern was produced in the same manner as in Experimental Example 1 except that this colored composition was used.

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。 In the obtained light-shielding substrate, the black light-shielding film had a film thickness of 0.50 μm, an optical density of 1.0, and a volume resistance value of 10 ⁹ Ω · cm. Further, as a result of TEM observation of the cross section of the black light-shielding film, it was confirmed that the metal oxide as the coloring component maintained the average particle diameter when the colored dispersion was prepared.

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。 Experimental Example 18
A light-shielding substrate was produced in the same manner as in Experimental Example 16, except that a transparent glass substrate (# 7913, manufactured by Nippon Corning Co., Ltd., thickness: 1.1 mm) was used and heated at 600 ° C. for 1 hour in an electric furnace. In the obtained light-shielding substrate, the black light-shielding film had a film thickness of 0.50 μm, an optical density of 1.3, and a volume resistance value of 10 ⁹ Ω · cm. Further, as a result of TEM observation of the cross section of the black light-shielding film, it was confirmed that the metal oxide as the coloring component maintained the average particle diameter when the colored dispersion was prepared.

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。 Experimental Example 19
A light-shielding substrate was produced in the same manner as in Experimental Example 17, except that a transparent glass substrate (# 7913, manufactured by Nippon Corning Co., Ltd., thickness: 1.1 mm) was used and heated at 600 ° C. for 1 hour in an electric furnace. In the obtained light-shielding substrate, the black light-shielding film had a thickness of 0.50 μm, an optical density of 1.1, and a volume resistance value of 10 ⁹ Ω · cm. Further, as a result of TEM observation of the cross section of the black light-shielding film, it was confirmed that the metal oxide as the coloring component maintained the average particle diameter when the colored dispersion was prepared.

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。 Experimental Example 20
15.0 g of M silicate 51 (manufactured by Tama Chemical) as a siloxane oligomer derived from a silane compound having a hydrolyzable group is dissolved in a mixed solvent of 15.0 g of ethyl cellosolve and 5.0 g of n-butanol, and water is added. 5.0 g was added and stirred well. Next, 0.06 g of concentrated nitric acid was added and heated at 60 ° C. for 1 hour, then rapidly cooled to room temperature, and 5.0 g of ethyl cellosolve and 15.0 g of n-butanol were added to obtain a silicon-based polymer solution.

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。 On the other hand, copper (II) oxide (average particle size 0.3 μm) as a coloring component was dispersed in isopropyl alcohol to prepare a dispersion of a coloring component having a solid content concentration of 15 wt%.

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。 Next, 30.0 g of the silicon-based polymer solution described above, 100 g of the colored dispersion, and 7.97 g of a 10 wt% butyl cellosolve acetate solution of FC430 (manufactured by 3M) as a leveling agent are mixed, and the silicon-based polymer and the coloring component are mixed. A black-colored composition containing a black-light-shielding substrate having a predetermined black-light-shielding film pattern was prepared in the same manner as in Experimental Example 1 except that this colored composition was used.

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。 In the obtained light-shielding substrate, the black light-shielding film had a thickness of 0.55 μm, an optical density of 1.0, and a volume resistance value of 10 Ω · cm. Further, as a result of TEM observation of the cross section of the black light-shielding film, it was confirmed that the metal oxide as the coloring component maintained the average particle diameter when the colored dispersion was prepared.

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。 Experimental Example 21
A light-shielding substrate was produced in the same manner as in Experimental Example 20, except that a transparent glass substrate (# 7913, manufactured by Nippon Corning Co., Ltd., thickness: 1.1 mm) was used and heated at 600 ° C. for 1 hour in an electric furnace. In the obtained light-shielding substrate, the black light-shielding film had a thickness of 0.50 μm, an optical density of 1.1, and a volume resistance value of 10 ⁹ Ω · cm. Further, as a result of TEM observation of the cross section of the black light-shielding film, it was confirmed that the metal oxide as the coloring component maintained the average particle diameter when the colored dispersion was prepared.

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。 Comparative Example 1
A black matrix pigment dispersion resist (CK2000 manufactured by Fuji Hunt) was applied onto a glass substrate with a spinner and pre-baked at 120 ° C. for 10 minutes to form a light-shielding film having a thickness of 0.6 μm. This light-shielding film had a high volume resistance value of 10 ¹³ Ω · cm, but was decomposed when heated at 600 ° C. for 30 minutes, and was found to be inapplicable to a black matrix-on-array substrate.

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。 Comparative Example 2
10.0 g of M silicate 51 (manufactured by Tama Chemical) as a siloxane oligomer derived from a silane compound having a hydrolyzable group and 5.0 g of methyltriethoxysilane which is a silane compound having a hydrolyzable group It melt | dissolved in the mixed solvent of 15.0g and n-butanol 5.0g, and added water 5.0g, and stirred well. Next, 0.06 g of concentrated nitric acid was added and heated at 60 ° C. for 1 hour, and then rapidly cooled to room temperature, and 5.0 g of IPA and 15.0 g of n-butanol were added to obtain a silicon polymer solution.

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。 10.0 g of this silicon-based polymer solution and 10.0 g of a carbon black alcohol dispersion (manufactured by Fuji Dye, average particle size 0.3 μm, carbon black concentration 25 wt%) were mixed to obtain a black colored composition. .

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。 The black colored composition thus obtained was applied onto a glass substrate with a spinner and pre-baked at 120 ° C. for 10 minutes to form a light-shielding film (film thickness 0.6 μm) having a volume resistance of 10 ⁵ Ω · cm. It was a low value. Furthermore, even after heating at 600 ° C. for 30 minutes in nitrogen, the film was maintained as a film (film thickness 0.5 μm), but the volume resistance value was 10 Ω · cm, which was an extremely low value.

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。Sectional drawing which shows the manufacturing process of the light shielding film in one Embodiment of this invention. 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。Sectional drawing which shows the manufacturing process of the light shielding film in other embodiment of this invention. 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。Sectional drawing which shows the manufacturing process of the light shielding film in other embodiment of this invention. 本発明の一実施形態にかかるアレイ基板を示す断面図。Sectional drawing which shows the array substrate concerning one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態にかかるアレイ基板を示す断面図。Sectional drawing which shows the array substrate concerning one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態にかかるアレイ基板を示す断面図。Sectional drawing which shows the array substrate concerning one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態にかかるアレイ基板を示す断面図。Sectional drawing which shows the array substrate concerning one Embodiment of this invention. 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。Sectional drawing which shows an example of the liquid crystal display device concerning embodiment of this invention. 従来の液晶表示装置の一例を示す断面図。Sectional drawing which shows an example of the conventional liquid crystal display device. α−ＳｉＴＦＴおよびｐ−ＳｉＴＦＴの例を示す断面図。Sectional drawing which shows the example of (alpha) -SiTFT and p-SiTFT.

Explanation of symbols

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。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11,71 ... Transparent substrate; 12, 22, 29 ... Coating film; 13, 19, 26 ... Resist film 14, 20, 27 ... Mask; 15, 21, 28 ... Resist pattern 16, 23, 30 ... Black light shielding film; 17, 24, 31 ... light-shielding substrate; 33 ... protective film 34, 51, 76a, 87 ... source electrode 35a, 52a, 76b, 88 ... drain electrode; 35b, 52b ... drain line 37, 74, 89 ... amorphous silicon layer 38, 50, 75 ... n ⁺ type semiconductor layers 39a, 48a, 91a ... gate electrodes 39b, 48b, 72, 91b ... gate lines; 40, 73 ... gate insulating films 41, 53, 77 ... passivation films; 78a ... Transparent pixel electrode 43, 55 ... Transparent insulating film; 46, 93 ... Polycrystalline silicon layer; 47, 49 ... Insulating film 57, 61 ... Liquid crystal alignment 58, 80 ... Transparent substrate; 59, 82 ... Color filter 60, 83 ... Counter electrode; 62, 84 ... Liquid crystal layer; 63, 70 ... Liquid crystal display device 79 ... Capacitance line; 81 ... Black matrix; .

Claims

Forming a light-shielding film comprising a high heat-resistant light-shielding member on a transparent substrate;
Forming a protective film on the light-shielding film by a plasma CVD method;
Forming a source electrode and a drain electrode apart from each other on the protective film;
A step of forming a semiconductor layer made of an intrinsic amorphous silicon layer by plasma CVD on the protective film between the source electrode and the drain electrode,
Forming a gate insulating film on the semiconductor layer by a plasma CVD method;
Forming a gate electrode on the gate insulating film;
Forming a passivation film on the entire surface of the transparent substrate on which the gate electrode is formed by a plasma CVD method; and forming a pixel electrode on the passivation film by connecting to the source electrode or the drain electrode. An array substrate manufacturing method comprising:
The light-shielding film is one or more silane compounds selected from a silane group having a hydrolyzable group represented by the following general formula (1) on a transparent substrate, or a polymerization degree of 10 or less derived from this silane compound. A linear or cyclic silane oligomer or siloxane oligomer, and an average particle size of 0.5 μm or less, and a coloring component containing at least one metal selected from the group of metals of 4 to 11 and the fourth period Forming a coating film containing a metal oxide as
Forming a photoresist film on the coating film;
A step of pattern exposure to the photoresist film, and then developing to obtain a resist pattern;
A method for producing an array substrate, comprising: patterning the coating film using the resist pattern as a mask to form a coating film pattern; and heating and drying the coating film pattern .
R ¹ R ² R ³ R ⁴ Si (1)
(In the general formula (1), R ¹ and R ² are hydrolyzable groups, and R ³ and R ⁴ are a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group, an aryl group, an allyl group, and a hydrolyzable group, respectively. However, at least one of R ³ and R ⁴ is a hydrogen atom or a hydrolyzable group.)

Forming a light-shielding film comprising a high heat-resistant light-shielding member on a transparent substrate;
Forming a protective film on the light-shielding film by a plasma CVD method;
A step of depositing an intrinsic amorphous silicon layer on the protective film by a plasma CVD method and annealing to form a semiconductor layer made of an intrinsic polycrystalline silicon layer;
Forming a gate insulating film on the semiconductor layer by a plasma CVD method;
Forming a gate electrode on the gate insulating film;
Forming an insulating film by plasma CVD on the entire surface of the transparent substrate on which the gate electrode is formed;
Forming a source electrode and a drain electrode on the insulating film in connection with the semiconductor layer;
A method of manufacturing an array substrate, comprising: a step of forming a pixel electrode on the insulating film by connecting to the source electrode or the drain electrode; and a step of forming a passivation film on the source electrode and the drain electrode.
The light-shielding film is one or more silane compounds selected from a silane group having a hydrolyzable group represented by the following general formula (1) on a transparent substrate, or a polymerization degree of 10 or less derived from this silane compound. A linear or cyclic silane oligomer or siloxane oligomer, and an average particle size of 0.5 μm or less, and a coloring component containing at least one metal selected from the group of metals of 4 to 11 and the fourth period Forming a coating film containing a metal oxide as
Forming a photoresist film on the coating film;
A step of pattern exposure to the photoresist film, and then developing to obtain a resist pattern;
A method for producing an array substrate, comprising: patterning the coating film using the resist pattern as a mask to form a coating film pattern; and heating and drying the coating film pattern .
R ¹ R ² R ³ R ⁴ Si (1)
(In the general formula (1), R ¹ and R ² are hydrolyzable groups, and R ³ and R ⁴ are a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group, an aryl group, an allyl group, and a hydrolyzable group, respectively. However, at least one of R ³ and R ⁴ is a hydrogen atom or a hydrolyzable group.)

3. The method of manufacturing an array substrate according to claim 1, further comprising a step of forming a transparent insulating film before forming the pixel electrode.

Forming a light-shielding film comprising a high heat-resistant light-shielding member on a transparent substrate;
Forming a protective film on the light-shielding film by a plasma CVD method;
Forming a source electrode and a drain electrode apart from each other on the protective film;
A step of forming a semiconductor layer made of an intrinsic amorphous silicon layer by plasma CVD on the protective film between the source electrode and the drain electrode,
Forming a gate insulating film on the semiconductor layer by a plasma CVD method;
Forming a gate electrode on the gate insulating film;
Forming a passivation film on the entire surface of the transparent substrate on which the gate electrode is formed by a plasma CVD method; and forming a pixel electrode on the passivation film by connecting to the source electrode or the drain electrode. An array substrate manufacturing method comprising:
The light shielding film includes forming a photoresist film on the transparent substrate,
A step of performing pattern exposure on the photoresist film and then developing to obtain a resist pattern;
The transparent substrate and the resist pattern on one or more silane compounds selected from silane group having a hydrolyzable group represented by the following general formula (1), or a polymerization degree of 10 or less derived from the silane compound A linear or cyclic silane oligomer or siloxane oligomer, and an average particle size of 0.5 μm or less, and a coloring component containing at least one metal selected from the group of metals of 4 to 11 and the fourth period Forming a coating film containing a metal oxide as
It is produced by removing the resist pattern, selectively removing the coating film located thereon to form a coating film pattern, and heating and drying the coating film pattern. A method for manufacturing an array substrate.
R ¹ R ² R ³ R ⁴ Si (1)
(In the general formula (1), R ¹ and R ² are hydrolyzable groups, and R ³ and R ⁴ are a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group, an aryl group, an allyl group, and a hydrolyzable group, respectively. However, at least one of R ³ and R ⁴ is a hydrogen atom or a hydrolyzable group.)

Forming a light-shielding film comprising a high heat-resistant light-shielding member on a transparent substrate;
Forming a protective film on the light-shielding film by a plasma CVD method;
A step of depositing an intrinsic amorphous silicon layer on the protective film by a plasma CVD method and annealing to form a semiconductor layer made of an intrinsic polycrystalline silicon layer;
Forming a gate insulating film on the semiconductor layer by a plasma CVD method;
Forming a gate electrode on the gate insulating film;
Forming an insulating film by plasma CVD on the entire surface of the transparent substrate on which the gate electrode is formed;
Forming a source electrode and a drain electrode on the insulating film in connection with the semiconductor layer;
A method of manufacturing an array substrate, comprising: a step of forming a pixel electrode on the insulating film by connecting to the source electrode or the drain electrode; and a step of forming a passivation film on the source electrode and the drain electrode.
The light shielding film includes forming a photoresist film on the transparent substrate,
A step of performing pattern exposure on the photoresist film and then developing to obtain a resist pattern;
The transparent substrate and the resist pattern on one or more silane compounds selected from silane group having a hydrolyzable group represented by the following general formula (1), or a polymerization degree of 10 or less derived from the silane compound A linear or cyclic silane oligomer or siloxane oligomer, and an average particle size of 0.5 μm or less, and a coloring component containing at least one metal selected from the group of metals of 4 to 11 and the fourth period Forming a coating film containing a metal oxide as
It is produced by removing the resist pattern, selectively removing the coating film located thereon to form a coating film pattern, and heating and drying the coating film pattern. A method for manufacturing an array substrate.
R ¹ R ² R ³ R ⁴ Si (1)
(In the general formula (1), R ¹ and R ² are hydrolyzable groups, and R ³ and R ⁴ are a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group, an aryl group, an allyl group, and a hydrolyzable group, respectively. However, at least one of R ³ and R ⁴ is a hydrogen atom or a hydrolyzable group.)

6. The method of manufacturing an array substrate according to claim 4, further comprising a step of forming a transparent insulating film before forming the pixel electrode.

A transparent substrate, a semiconductor layer, a gate electrode formed on the semiconductor layer via a gate insulating film, and a side of the semiconductor layer where the gate electrode is formed, or a side opposite thereto An array substrate having a source electrode and a drain electrode provided apart from each other, and a pixel electrode connected to the source electrode or the drain electrode, and having a light shielding film below the semiconductor layer, The film is one or more silane compounds selected from the group of silanes having a hydrolyzable group represented by the following general formula (1), or linear or cyclic having a polymerization degree of 10 or less derived from this silane compound. Silicon-based matrix having a three-dimensional structure of Si-O-Si bonds obtained by hydrolysis and partial condensation polymerization of a silane oligomer or a siloxane oligomer And a high heat-resistant light-shielding member containing at least one kind of metal selected from a group of metals having an average particle diameter of 0.5 μm or less and at least groups 4 to 11 and a fourth period. An array substrate manufactured by the method according to claim 1.
R ¹ R ² R ³ R ⁴ Si (1)
(In the general formula (1), R ¹ and R ² are hydrolyzable groups, and R ³ and R ⁴ are a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group, an aryl group, an allyl group, and a hydrolyzable group, respectively. However, at least one of R ³ and R ⁴ is a hydrogen atom or a hydrolyzable group.)

8. The array substrate according to claim 7, wherein the light shielding film withstands a high temperature process of 300 [deg.] C. or higher, has a high resistance value of 10 < ⁹ > [Omega] .cm or higher, and has an optical density of 1.0 or higher. .

The array substrate according to claim 7 or 8,
A liquid crystal display device comprising: a counter substrate disposed opposite to and facing the array substrate and having a counter electrode formed on a main surface; and a liquid crystal layer sandwiched between the array substrate and the counter substrate .