WO2017007004A1 - アクティブマトリクス基板、表示装置、及び表示装置の製造方法 - Google Patents

アクティブマトリクス基板、表示装置、及び表示装置の製造方法 Download PDF

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WO2017007004A1
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light
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substrate
display device
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達 岡部
錦　博彦
猛 原
知裕 小坂
和泉 石田
正悟 村重
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シャープ株式会社
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    • H10K59/12—Active-matrix OLED [AMOLED] displays
    • H10K59/131—Interconnections, e.g. wiring lines or terminals

Definitions

  • the present invention relates to an active matrix substrate, a display device, and a method for manufacturing the display device.
  • Some display devices include an active matrix substrate in which thin film transistors are arranged in a matrix on a substrate.
  • oxide semiconductors having characteristics such as high mobility and low leakage current have been used as thin film transistors.
  • liquid crystal displays that require high-definition
  • organic EL displays that are loaded with thin film transistors by current drive
  • MEMS displays that require shutter operation at high speed (Micro Electro Mechanical System Display). Is spreading.
  • the MEMS display is a display device using a mechanical shutter.
  • Patent Document 1 discloses a transmissive MEMS display.
  • a plurality of shutter parts made of MEMS are arranged in a matrix corresponding to pixels on a first substrate provided with a thin film transistor (hereinafter also referred to as TFT).
  • TFT thin film transistor
  • the film stacked on the first substrate side of the second substrate is provided with a plurality of openings arranged in a matrix corresponding to the pixels. As the shutter moves, the opening is opened and closed, and light is transmitted or blocked from the backlight unit to the display surface.
  • a light shielding film is usually provided on the surface of the conductive film that constitutes a gate line, a gate electrode, or the like on the substrate side (display viewing side).
  • the light-shielding film is not provided, external light that enters the display device from the display viewing side is reflected on the display viewing side surface of the conductive film having a high reflectance, thereby causing problems such as a decrease in contrast. Therefore, a light shielding film is provided to suppress the problem of contrast reduction.
  • the light shielding film is a very expensive material because it has a process of forming a thin film transistor using an oxide semiconductor that is susceptible to impurities at a high process temperature and an upper layer. Therefore, the cost of the active matrix substrate and the display device including the active matrix substrate has been greatly increased.
  • a high temperature annealing process (hereinafter, an annealing process at 400 ° C. or higher is performed at a temperature of 400 ° C. or higher, for example, for about 1 hour after the oxide semiconductor layer is formed). It is good to do.
  • the maximum temperature in the process of forming an active matrix substrate is at most 300 ° C to 330 ° C (temperature when silicon nitride or amorphous silicon is formed), but an active matrix using an oxide semiconductor is used. In the process of forming the substrate, the temperature of this high temperature annealing treatment becomes the maximum temperature.
  • the high-temperature annealing process is performed for a long time such as one hour, a problem that did not appear when forming a conventional active matrix substrate occurs. For example, there is a problem such as peeling or cracking of the light shielding film.
  • An object of the present invention is to provide a technique for reducing the number of manufacturing steps of an active matrix substrate including a step of forming a light shielding film.
  • An active matrix substrate is an active matrix substrate having an insulating substrate on which a light transmitting region that transmits light and a light blocking region that blocks light are formed, and the light blocking on the insulating substrate.
  • a colored light-shielding film formed in a region and containing carbon particles in a transparent base material, an inorganic film formed on the light-shielding film, and a transparent base material formed in the light transmission region of the insulating substrate A light-transmitting film containing transparent oxidized carbon particles in a material; a gate line provided on the inorganic film; a gate insulating film provided on the gate line; and a matrix on the gate insulating film And a data line provided on the light-shielding film so as to intersect the gate line and electrically connected to the thin film transistor.
  • the step of removing the light shielding film in the light transmitting region, and the light transmitting film for flattening the region from which the light shielding film has been removed Therefore, the number of manufacturing steps of the active matrix substrate can be reduced.
  • FIG. 1 is a perspective view illustrating a configuration example of a display device according to an embodiment.
  • FIG. 2 is an equivalent circuit diagram in a partial region of the display device.
  • FIG. 3 is a perspective view illustrating a detailed configuration example of the shutter mechanism in one pixel.
  • FIG. 4 is a plan view of the shutter mechanism.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line VV in FIG.
  • FIG. 6 is a plan view of the shutter mechanism.
  • 7 is a cross-sectional view taken along line VII-VII in FIG.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of the first substrate.
  • FIG. 9 is a plan view showing the light shielding film.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view showing a peripheral portion of the light shielding film.
  • FIG. 11 is a diagram for explaining a method of manufacturing the first substrate.
  • FIG. 12 is a view for explaining the first substrate manufacturing method following the state shown in FIG. 11.
  • FIG. 13 is a view for explaining the first substrate manufacturing method following the state shown in FIG. 12.
  • FIG. 14 is a view for explaining the first substrate manufacturing method following the state shown in FIG. 13.
  • FIG. 15 is a view for explaining the first substrate manufacturing method following the state shown in FIG. 14.
  • FIG. 16 is a view for explaining the first substrate manufacturing method following the state shown in FIG. 15.
  • FIG. 17 is a view for explaining the method for manufacturing the first substrate following the state shown in FIG. 16.
  • FIG. 18 is a view for explaining the first substrate manufacturing method following the state shown in FIG. 17.
  • FIG. 17 is a view for explaining the method for manufacturing the first substrate following the state shown in FIG. 16.
  • FIG. 19 is a view for explaining the first substrate manufacturing method following the state shown in FIG. 18.
  • FIG. 20 is a diagram showing the transmittance of the dark color film before and after performing a high temperature annealing process on the dark color film colored in dark color by containing carbon particles in a heat-resistant transparent base material.
  • An active matrix substrate is an active matrix substrate having an insulating substrate on which a light transmitting region that transmits light and a light blocking region that blocks light are formed, and the light blocking on the insulating substrate.
  • a colored light-shielding film formed in a region and containing carbon particles in a transparent base material, an inorganic film formed on the light-shielding film, and a transparent base material formed in the light transmission region of the insulating substrate A light-transmitting film containing transparent oxidized carbon particles in a material; a gate line provided on the inorganic film; a gate insulating film provided on the gate line; and a matrix on the gate insulating film
  • the light shielding film contains carbon particles in a transparent base material
  • the light transmission film contains transparent oxidized carbon particles in a transparent base material.
  • the light transmitting film is formed in the light transmitting area by oxidizing the carbon particles in the area that should be the light transmitting area.
  • a light shielding film can be formed in the light shielding region.
  • the light transmission film may be formed only between the light shielding films as viewed from the horizontal direction of the active matrix substrate (second configuration).
  • the carbon particles in the region to be the light transmission region are oxidized, Since the light transmission film can be formed between the light shielding films, the number of manufacturing steps and manufacturing cost of the active matrix substrate can be reduced as described above.
  • the light transmission film may be a film that contains carbon particles in a transparent base material and is made transparent by oxidation of the carbon particles in the colored light-shielding film.
  • the light transmission region is obtained by oxidizing the carbon particles in the region to be the light transmission region. Since the light transmissive film can be formed on the substrate, the number of manufacturing steps and the manufacturing cost of the active matrix substrate can be reduced as described above.
  • the light-shielding film has an inclined surface with respect to the substrate at an outer peripheral edge portion of the display region, and the light shielding film is formed between the inclined surface and the substrate.
  • the angle formed may be 3 to 10 degrees (fourth configuration).
  • the fourth configuration even when a wiring or the like runs on the light shielding film from the surface of the substrate at the outer peripheral edge of the light shielding film, it is possible to suppress the wiring or the like from being disconnected.
  • the inorganic film may be formed in the light shielding region when viewed from the vertical direction of the active matrix substrate (fifth configuration).
  • the fifth configuration it is possible to prevent the carbon particles in the dark color film in the light shielding region from being oxidized and transparentized in the manufacturing process.
  • the thin film transistor can include an oxide semiconductor (sixth configuration).
  • the display device in the seventh configuration includes an active matrix substrate having any one of the first to sixth configurations.
  • the step of removing the light shielding film in the light transmitting region, and the light transmitting film for planarizing the region from which the light shielding film has been removed since the film forming step is not necessary, the number of manufacturing steps of the display device can be reduced. In addition, since a light-transmitting film for planarization is not required, the manufacturing cost of the display device can be reduced.
  • the shutter mechanism further formed above the inorganic film, and a backlight disposed so as to face the substrate across the shutter mechanism, the light transmission region,
  • a configuration may be adopted in which light from the backlight is transmitted through the opening of the shutter mechanism (eighth configuration).
  • the display device is a MEMS display (ninth configuration).
  • the number of manufacturing steps and manufacturing cost of the MEMS display can be reduced.
  • the display device is an organic electroluminescence display (tenth configuration).
  • the number of manufacturing steps and manufacturing cost of the organic electroluminescence display can be reduced.
  • the display device is a liquid crystal display (11th configuration).
  • the number of manufacturing steps and manufacturing cost of the liquid crystal display can be reduced.
  • a method for manufacturing a display device is a method for manufacturing a display device having a substrate in which a light transmitting region that transmits light and a light blocking region that blocks light are formed in a display region that displays an image.
  • a colored dark film containing carbon particles in a transparent base material is formed on the substrate, and an inorganic film is formed in a region to be the light-shielding region among the regions on the dark color film. Then, in the dark color film, the carbon particles in a region where the inorganic film is not formed are oxidized to be transparent (a twelfth configuration).
  • the light shielding film is formed for the step of removing the light shielding film in the light transmitting region and the planarization of the region from which the light shielding film is removed. Since the film forming step is unnecessary, the number of manufacturing steps of the display device can be reduced. Further, since a light transmission film for planarization is not required, the manufacturing cost can be reduced.
  • the dark color film is baked at 400 ° C. or higher to thereby form the dark color film in which the inorganic film is not formed.
  • the carbon particles therein can be oxidized (a thirteenth configuration).
  • the dark color film in which the inorganic film is not formed can be used as a light transmission region.
  • the step of performing the high temperature annealing process it is possible to suppress the generation of cracks in the light shielding film and the light transmission film generated by firing the light shielding film.
  • the transparent base material can be a resin having a melting point higher than the firing temperature in the third step, or an SOG material (fourteenth configuration).
  • FIG. 1 is a perspective view illustrating a configuration example of a display device 10 according to an embodiment.
  • FIG. 2 is an equivalent circuit diagram in a partial region of the display device 10.
  • the display device 10 has a configuration in which a first substrate 11, a second substrate 21, and a backlight 31 are sequentially stacked.
  • the first substrate 11 is an active matrix substrate
  • the second substrate 21 is a counter substrate.
  • the first substrate 11 is provided with a display area 13 in which a plurality of pixels P for displaying an image are arranged. As will be described later, the display area 13 includes a light transmitting area that transmits light and a light blocking area that blocks light.
  • the first substrate 11 is also provided with a source driver 12 and a gate driver 14 for supplying a signal for controlling light transmission of each pixel P.
  • the second substrate 21 is installed so as to cover the backlight surface of the backlight 31.
  • the backlight 31 includes, for example, a red (R) light source, a green (G) light source, and a blue (B) light source in order to irradiate each pixel P with backlight light.
  • the backlight 31 causes a predetermined light source to emit light based on the input backlight control signal.
  • the light source is, for example, a cold cathode tube (CCFL), an LED, an organic EL, an inorganic EL, or the like.
  • the first substrate 11 is provided with a plurality of data lines 15 and a plurality of gate lines 16.
  • the data line 15 extends in the first direction, and a plurality of data lines 15 are provided at a predetermined interval in a second direction orthogonal to the first direction.
  • the gate lines 16 extend in the second direction, and a plurality of gate lines 16 are provided at predetermined intervals in the first direction.
  • the pixel P is formed in a region delimited by the data line 15 and the gate line 16. Each pixel P is provided with a shutter mechanism S described later.
  • Each data line 15 is connected to the source driver 12, and each gate line 16 is connected to the gate driver 14.
  • the gate driver 14 scans the gate lines 16 by sequentially inputting to each gate line 16 a gate signal for switching the gate line 16 to a selected or non-selected state.
  • the source driver 12 inputs a data signal to each data line 15 in synchronization with the scanning of the gate line 16. Thereby, a desired signal voltage is applied to the shutter mechanism S of each pixel P connected to the selected gate line 16.
  • FIG. 3 is a perspective view showing a detailed configuration example of the shutter mechanism S in one pixel P.
  • the shutter mechanism S includes a shutter body 3, a first electrode portion 4a, and a second electrode portion 4b.
  • the shutter body 3 has a plate shape.
  • the shutter body 3 is shown as having a planar shape, but actually, as shown in cross-sectional views of FIGS.
  • the shape has a crease in the (long side direction).
  • the direction perpendicular to the longitudinal direction of the shutter body 3, that is, the short side direction (short side direction) is the driving direction (movement direction) of the shutter body 3.
  • the shutter body 3 has an opening 3a extending in the longitudinal direction.
  • the opening 3 a is formed in a rectangular shape having a long side in the longitudinal direction of the shutter body 3.
  • shutter beams 51 and 52 One end of shutter beams 51 and 52 is connected to the shutter body 3.
  • the other ends of the shutter beams 51 and 52 are connected to shutter beam anchors 81 and 82 that are support portions fixed to the first substrate 11.
  • the shutter beams 51 and 52 can be elastically deformed.
  • the first shutter beam 51 is connected to one end of the shutter body 3 in the driving direction
  • the second shutter beam 52 is connected to the other end of the shutter body 3 in the driving direction. That is, the second shutter beam 52 is connected to the end opposite to the end of the shutter body 3 to which the first shutter beam 51 is connected.
  • two first shutter beams 51 and two second shutter beams 52 are connected to the two long sides of the shutter body 3, respectively.
  • the shutter beams 51 and 52 extend outward from the connection points with the shutter body 3 and are connected to shutter beam anchors 81 and 82, respectively.
  • the shutter beams 51 and 52 connect the shutter beam anchors 81 and 82 fixed to the first substrate 11 and the shutter body 3. Since the shutter beams 51 and 52 have flexibility, the shutter body 3 is supported in a movable state with respect to the first substrate 11. The shutter body 3 is electrically connected to wiring (not shown) provided on the first substrate 11 through shutter beam anchors 81 and 82 and shutter beams 51 and 52.
  • the driving beams 61 and 62 are provided adjacent to both sides in the driving direction of the shutter body 3.
  • the first driving beam 61 is provided at one end portion in the driving direction of the shutter body 3, and the second driving beam 62 is provided to face the other end portion in the driving direction of the shutter body 3. That is, the drive beams 61 and 62 are arranged at positions facing the shutter beams 51 and 52 connected to the shutter body 3.
  • the ends of the drive beams 61 and 62 are connected to drive beam anchors 71 and 72 fixed to the first substrate 11, respectively.
  • the drive beams 61 and 62 are electrically connected to wiring (not shown) provided on the first substrate 11 via drive beam anchors 71 and 72.
  • the first drive beam 61 is composed of a pair of drive beams, but may be composed of a single drive beam. The same applies to the second drive beam 62.
  • the first electrode 4a is constituted by the first drive beam 61 and the first drive beam anchor 71. Further, the second drive beam 62 and the second drive beam anchor 72 constitute the second electrode portion 4b. A predetermined voltage is applied to the first electrode portion 4a and the second electrode portion 4b as described later.
  • the first substrate 11 has a light transmission area TA that transmits light.
  • the first substrate 11 is provided with two light transmission regions TA for each pixel.
  • the light transmission area TA has a rectangular shape corresponding to the opening 3 a of the shutter body 3.
  • the two light transmission areas TA are arranged so as to be aligned in the short direction of the shutter body 3. When no electrical force is applied between the shutter body 3 and the first electrode portion 4a and between the shutter body 3 and the second electrode portion 4b, the opening 3a of the shutter body 3 does not overlap the light transmission region TA. It is in a state.
  • the drive circuit that controls the shutter mechanism S supplies potentials having different polarities to the first electrode portion 4a and the second electrode portion 4b at regular time intervals.
  • the drive circuit that controls the shutter mechanism S supplies a positive potential or a fixed potential with a negative polarity to the shutter body 3.
  • the case where the potential of the H (High) level is supplied to the shutter body 3 will be described as an example.
  • the potential of the driving beam 61 of the first electrode unit 4a is H level
  • the potential of the driving beam 62 of the second electrode unit 4b is At the L (Low) level
  • the shutter body 3 moves to the second electrode portion 4b side at the L level by electrostatic force.
  • the opening 3 a of the shutter body 3 overlaps with one of the two light transmission areas TA of the first substrate 11, and the light of the backlight 31 is directed to the first substrate 11 side. It becomes the open state which permeate
  • 4 is a plan view of the shutter mechanism S
  • FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line VV of FIG.
  • FIG. 5 also shows a light shielding film 201 provided on the first substrate 11 to be described later.
  • FIG. 6 is a plan view of the shutter mechanism S
  • FIG. 7 is a cross-sectional view taken along line VII-VII in FIG. FIG. 7 also shows a light shielding film 201 described later provided on the first substrate 11.
  • the shutter body 3 is moved by controlling the potentials of the shutter body 3, the first electrode portion 4 a, and the second electrode portion 4 b, and the light transmission region of the first substrate 11.
  • the TA can be switched between an open state and a closed state.
  • an L level potential is supplied to the shutter body 3, the shutter body 3 performs the reverse operation.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of the first substrate 11.
  • the first substrate 11 has a configuration in which a light shielding portion 200, a TFT 300, and a shutter mechanism S are formed on a light-transmitting substrate (for example, a glass substrate) 100 that is an insulating substrate.
  • the TFT 300 and the shutter mechanism S are arranged in a matrix on the translucent substrate 100.
  • a single pixel P actually includes a plurality of TFTs.
  • the light shielding unit 200 includes a light shielding film 201 and a transparent insulating film 202.
  • the TFT 300 includes a gate electrode 301, an oxide semiconductor film 302, an etch stopper layer 303, a source electrode 304, and a drain electrode 305.
  • the light shielding film 201 is provided on the translucent substrate 100. As shown in FIG. 9, the light shielding film 201 is formed so as to cover the display area 13 other than the light transmission area TA. Thereby, it is possible to prevent external light that has entered the display device 10 from the display viewing side from entering the second substrate 21 with respect to the light shielding film 201.
  • the light shielding film 201 is made of a material that hardly reflects light. Thereby, it can suppress that the external light which approached the display apparatus 10 from the display visual recognition side reflects in the light shielding film 201, and returns to the display visual recognition side.
  • the light shielding film 201 is made of a high resistance material. Thereby, it is possible to suppress the formation of a large parasitic capacitance between the light shielding film 201 and the conductive film constituting the TFT 300 or the like. Further, since the light shielding film 201 is formed before the TFT manufacturing process, the material of the light shielding film 201 has no influence on the TFT characteristics in the TFT manufacturing process processing in the subsequent process, and is resistant to the TFT manufacturing process processing.
  • the material of the light-shielding film 201 that satisfies such conditions include, for example, a high-melting point resin film (such as polyimide) that is colored dark by containing carbon particles (carbon black), an SOG (Spin On Glass) film, and the like. Is mentioned.
  • a high-melting point resin film such as polyimide
  • SOG Spin On Glass
  • the light transmission film 204 is provided only between the light shielding films 201 when viewed from the region where the light shielding film 201 is not formed, that is, from the horizontal direction of the active matrix substrate.
  • the light transmission film 204 is made of, for example, a coating type material.
  • the coating-type material means a material that can be formed by coating.
  • the light transmission film 204 is formed of, for example, a transparent high melting point resin film (such as polyimide) or an SOG film.
  • the base material of the light shielding film 201 and the light transmission film 204 is the same.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view showing a peripheral portion of the light shielding film 201.
  • the thickness of the light shielding film 201 gradually decreases at the outer peripheral edge of the display area 13 as it goes away from the display area 13. That is, the surface of the light shielding film 201 forms an inclined surface with respect to the translucent substrate 100 at the outer peripheral edge portion of the display region 13.
  • the angle ⁇ formed by the inclined surface and the translucent substrate 100 is preferably smaller than 20 degrees. More preferably, the angle ⁇ is 3 to 10 degrees.
  • the end of the light shielding film 201 is covered with a transparent insulating film 202 which is an inorganic film.
  • the first substrate 11 and the second substrate 21 are bonded to each other at the peripheral portion of the display region 13 with a sealing material SL, and a space formed between the substrates 11 and 21 is a sealing material. Sealed by SL.
  • the sealing material SL is disposed on the outer peripheral side of the light shielding film 201 so as not to overlap the inclined surface of the light shielding film 201.
  • the surface of the terminal portion of the light shielding film 201 forms a slope with respect to the light transmissive substrate 100, and the angle ⁇ between the slope and the light transmissive substrate 100 is greater than 20 degrees. Since it is small, even when a wiring or the like runs on the light shielding film 201 from the surface of the translucent substrate 100, the wiring (in FIG. 10, a wiring constituted by a first conductive film M1 described later) is disconnected. Can be prevented. In addition, in addition to the wiring constituted by the first conductive film M1, even in the case of the wiring constituted by the second conductive film M2 and the third conductive film M3 described later, the wiring is similarly prevented from being disconnected. can do.
  • the wiring is connected to a terminal portion formed outside the display region with respect to the sealing material SL.
  • the surface of the light shielding film 201 forms an inclined surface with respect to the translucent substrate 100 and the angle ⁇ between the inclined surface and the translucent substrate 100 is smaller than 20 degrees, high-temperature annealing in the TFT manufacturing process is performed. In the process, generation of cracks in the light shielding film 201 can be suppressed.
  • a transparent insulating film 202 is provided on the upper surface of the light shielding film 201.
  • dark materials such as carbon particles (carbon black) in the light shielding film 201 are oxidized by high-temperature annealing, and the light shielding film 202 becomes transparent. Can be prevented.
  • the gate electrode 301 is formed of the first conductive film M1.
  • the first conductive film M1 constitutes the wiring 111 and the like in addition to the gate electrode 301 of the TFT 300.
  • the wiring 111 is, for example, a gate line.
  • the source electrode 304 and the drain electrode 305 are formed of the second conductive film M2.
  • the second conductive film M2 constitutes the wiring 112 and the like in addition to the source electrode 304 and the drain electrode 305 of the TFT 300.
  • the oxide semiconductor film 302 may include at least one metal element of In, Ga, and Zn, for example.
  • the oxide semiconductor film 302 includes, for example, an In—Ga—Zn—O-based semiconductor.
  • Such an oxide semiconductor film 302 can be formed using an oxide semiconductor film containing an In—Ga—Zn—O-based semiconductor.
  • a channel-etch TFT having an active layer containing an In—Ga—Zn—O-based semiconductor may be referred to as a “CE-InGaZnO-TFT”.
  • the In—Ga—Zn—O-based semiconductor may be either amorphous or crystalline.
  • a crystalline In—Ga—Zn—O-based semiconductor in which the c-axis is oriented substantially perpendicular to the layer surface is preferable.
  • the gate electrode 301 is covered with the gate insulating film 101.
  • the source electrode 304 and the drain electrode 305 are covered with the passivation film 102.
  • the passivation film 102 is further covered with a planarization film 103 and a passivation film 104.
  • the TFT 300 includes an oxide semiconductor and has a conventionally known configuration.
  • a contact hole CH3 reaching the drain electrode 305 is formed.
  • a wiring 113 is formed on the passivation film 104.
  • a part 113a of the wiring 113 is provided so as to cover the surface of the contact hole CH3 and is electrically connected to the drain electrode 305.
  • the wiring 113 is formed of the third conductive film M3.
  • the wiring 113 is connected to the first electrode portion 4a, the second electrode portion 4b, the shutter body 3 and the like of the shutter mechanism S. Note that a part 113 a of the wiring 113 may be electrically connected to the transparent conductive film 114 provided on the surface of the passivation film 104.
  • the wiring 113 is covered with a passivation film 105.
  • a shutter mechanism S is provided on the passivation film 105.
  • the configuration of the shutter mechanism S is as described above.
  • the shutter body 3 has a configuration in which a shutter main body 3b on the translucent substrate 100 side and a metal film 3c are laminated.
  • the dark color film 250 is formed on the translucent substrate 100 by using a spin coat method.
  • the film thickness of the dark color film 250 is, for example, 0.5 ⁇ m to 3 ⁇ m.
  • the dark color film 250 is colored dark by containing carbon particles (carbon black) in a heat-resistant transparent base material.
  • the heat-resistant transparent base material is, for example, a high-melting point resin (such as polyimide) or an SOG material whose melting point is higher than a temperature at which a high-temperature annealing process described later is performed.
  • the SOG material include a siloxane resin.
  • a transparent insulating film 202 is formed in a light shielding region that does not transmit light in the region above the dark color film 250 (see FIG. 11).
  • the transparent insulating film 202 is an inorganic film such as a SiO 2 film or a SiNx film, for example.
  • the thickness of the transparent insulating film 202 is, for example, 50 to 200 nm.
  • a method for forming the transparent insulating film 202 in the light shielding region on the dark color film 250 will be briefly described.
  • an inorganic film such as a SiO 2 film or a SiNx film is formed on the dark color film 250 by a CVD (Chemical Vapor Deposition) method or a sputtering method, patterned by photolithography, and then dry-etched
  • CVD Chemical Vapor Deposition
  • sputtering method patterned by photolithography
  • high temperature annealing is performed in a nitrogen atmosphere.
  • the temperature at which the high temperature annealing treatment is performed is, for example, 400 to 500 ° C.
  • the high temperature annealing time is, for example, about 1 hour. Note that high temperature annealing may be performed in the air instead of performing high temperature annealing in a nitrogen atmosphere.
  • the portion of the dark color film 250 where the upper part is not covered with the transparent insulating film (inorganic film) 202 is oxidized by the carbon particles and becomes transparent.
  • the portion of the dark color film 250 whose upper portion is not covered with the transparent insulating film 202 becomes the light transmission film 204 in FIG.
  • the portion of the dark color film 250 whose upper portion is covered with the transparent insulating film (inorganic film) 202 remains the dark color film without the carbon particles being oxidized. That is, a portion of the dark color film 250 whose upper portion is covered with the transparent insulating film 202 becomes the light shielding film 201 in FIG. 8 (see FIG. 12).
  • the high temperature annealing treatment it is possible to suppress the occurrence of cracks in the light shielding film 201 and the light transmission film 204 in the step of performing the high temperature annealing treatment in the subsequent manufacture of the TFT 300.
  • the temperature of the above-described high-temperature annealing treatment is preferably a temperature equal to or higher than the treatment temperature (CVD film formation temperature or annealing temperature) in the subsequent process of manufacturing the TFT 300.
  • the high temperature annealing process is performed at a temperature higher than the processing temperature in the manufacturing process of the TFT 300, it is possible to prevent moisture contained in the light transmission film 204 from leaching into the TFT 300 and causing the TFT 300 to become defective.
  • FIG. 20 is a diagram showing the transmittance before and after performing the above-described high-temperature annealing treatment on the dark color film 250 not covered with the inorganic film.
  • the horizontal axis represents the wavelength (nm) of light to be irradiated
  • the vertical axis represents the transmittance (%).
  • the transmittance of the dark color film 250 before annealing is indicated by a broken line
  • the transmittance of the dark color film 250 after annealing is indicated by a solid line.
  • the transmittance of the dark color film 250 before annealing is a low value of 5% or less when the wavelength of light to be irradiated is in the range of 400 to 750 (nm), and has sufficient light shielding properties.
  • the transmittance of the dark color film 250 after annealing is about 85% or more when the wavelength of light to be irradiated is in the range of 400 to 750 (nm), and is 90% or more depending on the wavelength of light.
  • a metal such as an aluminum (Al) film, a tungsten (W) film, a molybdenum (Mo) film, a tantalum (Ta) film, a chromium (Cr) film, a titanium (Ti) film, or copper (Cu) is formed by sputtering.
  • a metal such as an aluminum (Al) film, a tungsten (W) film, a molybdenum (Mo) film, a tantalum (Ta) film, a chromium (Cr) film, a titanium (Ti) film, or copper (Cu) is formed by sputtering.
  • patterning is performed to form the first conductive film M1.
  • the first conductive film M1 includes the gate electrode 301 and the wiring 111 (FIG. 13).
  • the thickness of the first conductive film M1 is, for example, about 50 to 500 nm.
  • a gate insulating film 101 is formed by forming a SiN x film using PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) so as to cover the first conductive film M1.
  • the gate insulating film 101 a silicon-based inorganic film containing oxygen (SiO 2 film) or may be a layered film of the SiO 2 film and the SiN x film.
  • the thickness of the obtained gate insulating film 101 is, for example, 100 to 500 nm.
  • an oxide semiconductor film is formed using, for example, a sputtering method. Then, the oxide semiconductor film is patterned to form an oxide semiconductor film 302 in a region corresponding to the thin film transistor (see FIG. 14).
  • high-temperature annealing is performed on the formed oxide semiconductor film 302 in a nitrogen atmosphere.
  • the temperature at which the high temperature annealing treatment is performed is, for example, 400 to 500 ° C.
  • the time for performing the high-temperature annealing treatment is, for example, about 1 hour.
  • the high temperature annealing process may be performed in the air (CDA).
  • an etch stopper layer 303 is formed by forming a SiO 2 film using PECVD so as to cover the gate insulating film 101 and the oxide semiconductor film 302.
  • the thickness of the SiO 2 film is, for example, 100 to 500 nm.
  • contact holes CH 1 and CH 2 for the source electrode 304 and the drain electrode 305 of the TFT 300 to reach the oxide semiconductor film 302 are formed.
  • a metal such as an aluminum (Al) film, a tungsten (W) film, a molybdenum (Mo) film, a tantalum (Ta) film, a chromium (Cr) film, a titanium (Ti) film, or copper (Cu) is formed by sputtering.
  • a single-layer film or a laminated film made of any one of the film and a film containing an alloy thereof is stacked to form the second conductive film M2.
  • the second conductive film M2 is patterned by photolithography to form a source electrode 304, a drain electrode 305, a wiring 112, a data line (not shown), and the like.
  • the thickness of the second conductive film M2 is, for example, 50 to 500 nm.
  • a passivation film 102 is formed by forming a SiO 2 film using PECVD so as to cover the gate insulating film 101 and the oxide semiconductor film 302.
  • the thickness of the SiO 2 film is, for example, 100 to 500 nm.
  • a planarizing film 103 is formed by forming a photosensitive resin film using a spin method.
  • the thickness of the planarizing film 103 to be formed is, for example, 0.5 to 3 ⁇ m.
  • a passivation film 104 is formed by forming a SiN x film using PECVD so as to cover the planarizing film 103.
  • the thickness of the SiN x film is, for example, 100 to 500 nm.
  • the passivation film 102, the planarization film 103, and the passivation film 104 are etched to form a contact hole CH3 that reaches the drain electrode 305 from the surface of the passivation film 104.
  • a transparent conductive film 114 is formed on the surface of the passivation film 104 and in the vicinity of the contact hole CH3 by using, for example, a sputtering method.
  • a metal such as an aluminum (Al) film, a tungsten (W) film, a molybdenum (Mo) film, a tantalum (Ta) film, a chromium (Cr) film, a titanium (Ti) film, or copper (Cu) is formed by sputtering.
  • the third conductive film M3 is formed by laminating a single-layer film or a laminated film made of any one of the film and the film containing an alloy thereof. Then, the third conductive film M3 is patterned by photolithography to form the wiring 113 and the like in a region other than the light transmission region TA.
  • a passivation film 105 is formed by forming a SiN x film on the passivation film 104 using a PECVD method so as to cover the wiring 113, the transparent conductive film 114, and the like. .
  • the thickness of the SiN x film is, for example, 100 to 500 nm.
  • the passivation film 105 is etched to form a contact hole CH4 reaching the transparent conductive film 114 from the surface of the passivation film 105.
  • a resist R is applied to an area including at least the light transmission area TA by using, for example, a spin coating method.
  • an amorphous silicon (a-Si) layer is formed so as to cover the resist R using PECVD.
  • a film is formed so as to cover both the surface and the side surface of the resist R.
  • the thickness of the a-Si layer to be formed is, for example, 200 to 500 nm.
  • the first electrode portion 4a, the second electrode portion 4b, the shutter beams 51 and 52 (not shown in FIG. 18), and the shutter body 3b are formed by patterning the a-Si layer by photolithography.
  • the 1st electrode part 4a and the 2nd electrode part 4b are comprised by the part formed in the side surface of the resist R.
  • a metal film 3c is provided on the upper layer of the shutter body 3b.
  • the metal film 3c is formed by, for example, sputtering using an aluminum (Al) film, a tungsten (W) film, a molybdenum (Mo) film, a tantalum (Ta) film, a chromium (Cr) film, a titanium (Ti) film, or a copper (Cu ) It is formed by laminating a metal film such as a film or a film containing an alloy thereof. Thereby, the shutter body 3 is formed.
  • the resist R is stripped by using a spin method.
  • the shutter body 3 is arranged in a state of being floated with a gap from the passivation film 105.
  • the shutter body 3 is supported by shutter beam anchors 81 and 82 via shutter beams 51 and 52.
  • the first substrate 11 is manufactured through the above steps.
  • the method for manufacturing a display device is a first step of forming a colored dark film 250 containing carbon particles in a transparent base material on a substrate (translucent substrate 100). And a second step of forming an inorganic film (transparent insulating film 202) in a region to be a light-shielding region among regions on the dark color film 250, and an inorganic film (transparent insulating film 202) of the dark color film 250. And a third step of making the particles transparent by oxidizing the carbon particles in the region where no is formed.
  • a region of the dark color film 250 where the inorganic film (transparent insulating film 202) is formed is used as a light shielding region, and a region where the inorganic film (transparent insulating film 202) is not formed. Let it be a light transmission region.
  • the step of removing the light shielding film in the light transmission region and the step of forming the light transmission film for flattening the region from which the light shielding film has been removed become unnecessary.
  • the number of manufacturing steps of the display device can be reduced, and a light-transmitting film for planarization is not necessary, so that the manufacturing cost can be reduced.
  • the transparent insulating film 202 may be a silicon-based inorganic film (SiO 2 film) containing oxygen or a silicon nitride film (SiN x film) containing nitrogen.
  • the laminated film may be used.
  • the method for forming the transparent insulating film 202 is not limited to the PECVD method, and another method such as a sputtering method may be used.
  • the semiconductor layer of the TFT 300 is formed of a compound (In—Ga—Zn—O) composed of indium (In), gallium (Ga), zinc (Zn), and oxygen (O).
  • the semiconductor layer of the TFT 300 is a compound (In—Tin—Zn—O) composed of indium (In), tin (Tin), zinc (Zn), and oxygen (O), or indium (In), aluminum. It may be formed of a compound (In—Al—Zn—O) composed of (Al), zinc (Zn), and oxygen (O).
  • the display device of the above-described embodiment is a transmissive MEMS display
  • the method for manufacturing a display device according to the present invention can be applied to a reflective MEMS display.
  • the method for manufacturing a display device according to the present invention can also be applied to an organic electroluminescence display (hereinafter referred to as an organic EL display).
  • an organic EL display an organic electroluminescence display
  • a light shielding film is provided on the display viewing side of the conductive film in order to prevent external light entering the display device from the display viewing side from being reflected by the conductive film such as a gate line or a data line. It is useful to form The light shielding film is formed so as to overlap at least the gate line and the data line when viewed from the vertical direction of the active matrix substrate. This light shielding film can be formed by the method described in the above-described embodiment.
  • the method for manufacturing a display device according to the present invention can be applied to a see-through type liquid crystal display in which an object behind the liquid crystal display can be seen through the liquid crystal display.
  • a light shielding film is formed on the display viewing side of the conductive film in order to prevent external light entering the display device from the display viewing side from being reflected by the conductive film such as a gate line or a data line. This is because it is useful.
  • the light shielding film is formed so as to overlap at least the gate line and the data line when viewed from the vertical direction of the active matrix substrate. Therefore, this light shielding film can be formed by the method described in the above-described embodiment.
  • the method for manufacturing a display device according to the present invention can be applied to liquid crystal displays other than the see-through type.
  • a black matrix is provided to prevent light leakage and color mixing between pixels.
  • This black matrix can also be formed by the method described above. That is, in the method for manufacturing a display device according to the present invention, a light transmission region that transmits light and a light shielding region that blocks light are formed in a display region that displays an image, such as a MEMS display, a liquid crystal display, or an organic EL display.
  • the present invention can be applied to various display devices having different substrates.
  • the manufacturing method of the display device includes a first step of forming a colored dark film containing carbon particles in a transparent base material on a substrate, and a light shielding region among regions on the dark color film.

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Abstract

　アクティブマトリクス基板の製造工程数を低減する。光を透過する光透過領域と、光を遮光する遮光領域とが形成された絶縁基板１００を有するアクティブマトリクス基板は、絶縁基板１００上の遮光領域に形成され、透明な母材にカーボン粒子を含有する、着色した遮光膜２０１と、遮光膜２０１の上に形成された無機膜２０２と、絶縁基板１００の光透過領域に形成され、透明な母材に透明の酸化カーボン粒子を含有する光透過膜２０４と、無機膜２０２の上に設けられたゲート線１１１と、ゲート線１１１の上に設けられたゲート絶縁膜１０１と、ゲート絶縁膜１０１の上にマトリクス状に設けられた薄膜トランジスタ３００と、遮光膜２０１の上にゲート線１１１と交差するように設けられ、薄膜トランジスタ３００と電気的に接続されるデータ線と、を備える。

Description

アクティブマトリクス基板、表示装置、及び表示装置の製造方法
　本発明は、アクティブマトリクス基板、表示装置、及び表示装置の製造方法に関する。
　表示装置には、基板上に薄膜トランジスタをマトリクス状に配置したアクティブマトリクス基板を備えるものがある。近年、薄膜トランジスタとして、高移動度かつリーク電流が低いといった特徴を持つ酸化物半導体が用いられるようになっている。例えば、高精細が必要とされる液晶ディスプレイや、電流駆動で薄膜トランジスタの負荷が大きい有機ＥＬディスプレイ、高速でシャッターの動作を動作することが必要なＭＥＭＳディスプレイ（Ｍｉｃｒｏ　Ｅｌｅｃｔｒｏ　Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　Ｓｙｓｔｅｍ　Ｄｉｓｐｌａｙ）など、利用範囲が広がっている。
　ＭＥＭＳディスプレイは、メカニカル（機械式）シャッターを用いた表示装置であり例えば、下記特許文献１には、透過型のＭＥＭＳディスプレイが開示されている。このＭＥＭＳディスプレイでは、薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ　Ｆｉｌｍ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ；以下、ＴＦＴとも称する。）を備えた第１基板に、ＭＥＭＳからなる複数のシャッター部が画素に対応してマトリクス状に配列される。第２基板の第１基板側に積層された膜には、画素に対応してマトリクス状に並ぶ複数の開口部が設けられる。シャッター部が移動することにより、開口部を開閉し、バックライトユニットから表示面へ光を透過させたり遮断したりする。
特開２０１３－５０７２０号公報
　ＭＥＭＳディスプレイでは、通常、ゲート線等やゲート電極等を構成する導電膜の基板側（表示視認側）の表面に遮光膜が設けられている。遮光膜を設けない場合には、表示視認側から表示装置内に侵入する外光が、反射率の高い導電膜の表示視認側表面で反射し、これにより、コントラストの低下等の問題が生じる。そこで、遮光膜を設け、コントラスト低下の問題を抑制している。
　遮光領域に遮光膜を形成するためには、基板上に遮光膜を成膜した後、光を透過する領域の遮光膜を除去し、遮光膜を除去した領域の平坦化のために光透過膜を成膜する方法が考えられる。しかし、この方法では、光を透過する領域の遮光膜を除去する工程、及び平坦化のために光透過膜を成膜する工程が必要となり、製造工程数が多くなる。
　また、遮光膜は、その上層に高いプロセス温度かつ不純物等に影響を受けやすい酸化物半導体を用いた薄膜トランジスタを形成する工程があり、それに耐えうる材料である必要がある事から非常に高価な材料である為に、アクティブマトリクス基板、及びアクティブマトリクス基板を備える表示装置のコストを大きく増やしていた。
　また、酸化物半導体のトランジスタ特性を安定させるためには、酸化物半導体層の形成後に４００℃以上の温度で、例えば１時間程度、高温アニール処理（以下、４００℃以上のアニール処理を高温アニール処理という）を行うとよい。アモルファスシリコンを薄膜トランジスタとして用いた場合、アクティブマトリクス基板の形成過程における最高温度はせいぜい３００℃～３３０℃（窒化シリコンやアモルファスシリコンを形成するときの温度）であるが、酸化物半導体を用いたアクティブマトリクス基板の形成過程においては、この高温アニール処理の温度が最高温度となる。さらに、１時間といった長時間で高温アニール処理を行うため、従来のアクティブマトリクス基板を形成するときには現れなかった問題が発生する。例えば、遮光膜の剥がれやクラックといった問題である。
　本発明は、遮光膜を形成する工程を含むアクティブマトリクス基板の製造工程数を低減する技術を提供することを目的とする。
　本発明の一実施形態におけるアクティブマトリクス基板は、光を透過する光透過領域と、光を遮光する遮光領域とが形成された絶縁基板を有するアクティブマトリクス基板であって、前記絶縁基板上の前記遮光領域に形成され、透明な母材にカーボン粒子を含有する、着色した遮光膜と、前記遮光膜の上に形成された無機膜と、前記絶縁基板の前記光透過領域に形成され、透明な母材に透明の酸化カーボン粒子を含有する光透過膜と、前記無機膜の上に設けられたゲート線と、前記ゲート線の上に設けられたゲート絶縁膜と、前記ゲート絶縁膜の上にマトリクス状に設けられた薄膜トランジスタと、前記遮光膜の上に前記ゲート線と交差するように設けられ、前記薄膜トランジスタと電気的に接続されるデータ線と、を備える。
　本実施形態の開示によれば、絶縁基板上に遮光膜を成膜した後、光を透過する領域の遮光膜を除去する工程、及び遮光膜を除去した領域の平坦化のために光透過膜を成膜する工程が不要となるので、アクティブマトリクス基板の製造工程数を低減することができる。
図１は、一実施形態における表示装置の構成例を示す斜視図である。 図２は、表示装置の一部の領域における等価回路図である。 図３は、１つの画素におけるシャッター機構の詳細な構成例を示す斜視図である。 図４は、シャッター機構の平面図である。 図５は、図４のＶ－Ｖ線における断面図である。 図６は、シャッター機構の平面図である。 図７は、図６のＶＩＩ－ＶＩＩ線における断面図である。 図８は、第１基板の断面図である。 図９は、遮光膜を示す平面図である。 図１０は、遮光膜の周縁部を示す断面図である。 図１１は、第１基板の製造方法を説明するための図である。 図１２は、図１１に示す状態に続いて、第１基板の製造方法を説明するための図である。 図１３は、図１２に示す状態に続いて、第１基板の製造方法を説明するための図である。 図１４は、図１３に示す状態に続いて、第１基板の製造方法を説明するための図である。 図１５は、図１４に示す状態に続いて、第１基板の製造方法を説明するための図である。 図１６は、図１５に示す状態に続いて、第１基板の製造方法を説明するための図である。 図１７は、図１６に示す状態に続いて、第１基板の製造方法を説明するための図である。 図１８は、図１７に示す状態に続いて、第１基板の製造方法を説明するための図である。 図１９は、図１８に示す状態に続いて、第１基板の製造方法を説明するための図である。 図２０は、耐熱性のある透明な母材にカーボン粒子を含有することによって暗色に着色された暗色膜に対して高温アニール処理を行う前後における暗色膜の透過率を示す図である。
　本発明の一実施形態におけるアクティブマトリクス基板は、光を透過する光透過領域と、光を遮光する遮光領域とが形成された絶縁基板を有するアクティブマトリクス基板であって、前記絶縁基板上の前記遮光領域に形成され、透明な母材にカーボン粒子を含有する、着色した遮光膜と、前記遮光膜の上に形成された無機膜と、前記絶縁基板の前記光透過領域に形成され、透明な母材に透明の酸化カーボン粒子を含有する光透過膜と、前記無機膜の上に設けられたゲート線と、前記ゲート線の上に設けられたゲート絶縁膜と、前記ゲート絶縁膜の上にマトリクス状に設けられた薄膜トランジスタと、前記遮光膜の上に前記ゲート線と交差するように設けられ、前記薄膜トランジスタと電気的に接続されるデータ線と、を備える（第１の構成）。
　第１の構成によれば、遮光膜は、透明な母材にカーボン粒子を含有しており、光透過膜は、透明な母材に透明の酸化カーボン粒子を含有しているので、例えば、絶縁基板上に、透明な母材にカーボン粒子を含有する、着色した暗色膜を形成した後、光透過領域とすべき領域中のカーボン粒子を酸化させることによって、光透過領域に光透過膜を形成し、遮光領域に遮光膜を形成することができる。これにより、絶縁基板上に遮光膜を成膜した後、光を透過する領域の遮光膜を除去する工程、及び遮光膜を除去した領域の平坦化のために光透過膜を成膜する工程が不要となるので、アクティブマトリクス基板の製造工程数を低減することができる。また、平坦化のための光透過膜が不要となるので、製造コストを低減することができる。
　第１の構成において、前記光透過膜は、前記アクティブマトリクス基板の水平方向から見て、前記遮光膜の間にのみ形成されている構成とすることができる（第２の構成）。
　第２の構成によれば、絶縁基板上に、透明な母材にカーボン粒子を含有する、着色した暗色膜を形成した後、光透過領域とすべき領域中のカーボン粒子を酸化させることによって、遮光膜の間に光透過膜を形成することができるので、上述したように、アクティブマトリクス基板の製造工程数及び製造コストを低減することができる。
　第１または第２の構成において、前記光透過膜は、透明な母材にカーボン粒子を含有する、着色した遮光膜中の前記カーボン粒子が酸化されて透明化した膜である構成とすることができる（第３の構成）。
　第３の構成によれば、透明な母材にカーボン粒子を含有することによって着色された暗色膜を形成した後、光透過領域とすべき領域中のカーボン粒子を酸化させることによって、光透過領域に光透過膜を形成することができるので、上述したように、アクティブマトリクス基板の製造工程数及び製造コストを低減することができる。
　第１から第３のいずれかの構成において、前記遮光膜は、前記表示領域の外周縁部において、その終端が前記基板に対して斜面を形成しており、当該斜面と前記基板との間のなす角が３～１０度である構成とすることができる（第４の構成）。
　第４の構成によれば、遮光膜の外周縁部において、基板の表面から遮光膜の上に配線等が乗り上げている場合でも、配線等が断線するのを抑制することができる。
　第１から第４のいずれかの構成において、前記アクティブマトリクス基板の垂直方向から見て、前記遮光領域には前記無機膜が形成されている構成とすることができる（第５の構成）。
　第５の構成によれば、製造工程において、遮光領域における暗色膜中のカーボン粒子が酸化されて透明化するのを防ぐことができる。
　第１から第５のいずれかの構成において、薄膜トランジスタは、酸化物半導体を含む構成とすることができる（第６の構成）。
　第７の構成における表示装置は、第１から第６のいずれかの構成のアクティブマトリクス基板を備える。
　第７の構成によれば、絶縁基板上に遮光膜を成膜した後、光を透過する領域の遮光膜を除去する工程、及び遮光膜を除去した領域の平坦化のために光透過膜を成膜する工程が不要となるので、表示装置の製造工程数を低減することができる。また、平坦化のための光透過膜が不要となるので、表示装置の製造コストを低減することができる。
　第７の構成において、前記無機膜よりも上層に形成されたシャッター機構と、前記シャッター機構を挟んで前記基板と対向するように配置されたバックライトと、をさらに備え、前記光透過領域は、前記シャッター機構の開口を介して、前記バックライトからの光を透過するように形成されている構成とすることができる（第８の構成）。
　第８の構成において、前記表示装置は、ＭＥＭＳディスプレイである（第９の構成）。
　第８及び第９の構成によれば、ＭＥＭＳディスプレイの製造工程数及び製造コストを低減することができる。
　第７の構成において、前記表示装置は、有機エレクトロルミネッセンスディスプレイである（第１０の構成）。
　第１０の構成によれば、有機エレクトロルミネッセンスディスプレイの製造工程数及び製造コストを低減することができる。
　第７の構成において、前記表示装置は、液晶ディスプレイである（第１１の構成）。
　第１１の構成によれば、液晶ディスプレイの製造工程数及び製造コストを低減することができる。
　本発明の一実施形態における表示装置の製造方法は、画像を表示する表示領域に、光を透過する光透過領域と、光を遮光する遮光領域とが形成された基板を有する表示装置の製造方法であって、前記基板上に、透明な母材にカーボン粒子を含有する、着色した暗色膜を形成し、前記暗色膜の上の領域のうち、前記遮光領域とすべき領域に無機膜を形成し、前記暗色膜のうち、前記無機膜が形成されていない領域中のカーボン粒子を酸化することによって透明化する（第１２の構成）。
　第１２の構成によれば、基板上に遮光膜を成膜した後、光を透過する領域の遮光膜を除去する工程、及び遮光膜を除去した領域の平坦化のために光透過膜を成膜する工程が不要となるので、表示装置の製造工程数を低減することができる。また、平坦化のための光透過膜が不要となるので、製造コストを低減することができる。
　第１２の構成において、前記遮光領域とすべき領域に前記無機膜を形成した後、４００℃以上で前記暗色膜を焼成することにより、前記暗色膜のうち、前記無機膜が形成されていない領域中のカーボン粒子を酸化することができる（第１３の構成）。
　第１３の構成によれば、４００℃以上で暗色膜を焼成することにより、暗色膜のうち、無機膜が形成されていない領域を光透過領域とすることができ、また、後のＴＦＴの製造で高温アニール処理を行う工程において、遮光膜及び、遮光膜を焼成することにより生成した光透過膜にクラックが発生するのを抑制することができる。
　第１３の構成において、前記透明な母材は、融点が前記第３の工程における焼成温度より高い樹脂、またはＳＯＧ材料とすることができる（第１４の構成）。
　［実施の形態］
　以下、図面を参照し、本発明の実施の形態を詳しく説明する。図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。なお、説明を分かりやすくするために、以下で参照する図面においては、構成が簡略化または模式化して示されたり、一部の構成部材が省略されたりしている。また、各図に示された構成部材間の寸法比は、必ずしも実際の寸法比を示すものではない。
　以下では、本発明による表示装置の製造方法を透過型のＭＥＭＳディスプレイ（Ｍｉｃｒｏ　Ｅｌｅｃｔｒｏ　Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　Ｓｙｓｔｅｍ　Ｄｉｓｐｌａｙ）に適用した実施形態について説明する。
　図１は、一実施形態における表示装置１０の構成例を示す斜視図である。図２は、表示装置１０の一部の領域における等価回路図である。
　表示装置１０は、第１基板１１、第２基板２１及びバックライト３１が順に積層された構成を有する。第１基板１１はアクティブマトリクス基板であり、第２基板２１は対向基板である。
　第１基板１１には、画像を表示するための複数の画素Ｐが配置される表示領域１３が設けられている。表示領域１３には、後述するように、光を透過する光透過領域と、光を遮光する遮光領域とが存在する。第１基板１１にはまた、各画素Ｐの光の透過を制御する信号を供給するソースドライバ１２及びゲートドライバ１４が設けられている。第２基板２１は、バックライト３１のバックライト面を覆うように設置されている。
　バックライト３１は、各画素Ｐにバックライト光を照射するために、例えば、赤色（Ｒ）光源、緑色（Ｇ）光源、及び青色（Ｂ）光源を有している。バックライト３１は、入力されるバックライト用制御信号に基づいて、所定の光源を発光させる。光源は、例えば冷陰極管（ＣＣＦＬ）、ＬＥＤ、有機ＥＬ、無機ＥＬ等である。
　図２に示すように、第１基板１１には、複数のデータ線１５及び複数のゲート線１６が設けられている。データ線１５は、第１の方向に延伸しており、第１の方向と直交する第２の方向に所定の間隔で複数設けられている。ゲート線１６は、第２の方向に延伸しており、第１の方向に所定の間隔で複数設けられている。
　画素Ｐは、データ線１５とゲート線１６とによって区切られた領域に形成されている。各画素Ｐには、後述するシャッター機構Ｓが設けられている。
　各データ線１５はソースドライバ１２に接続され、各ゲート線１６はゲートドライバ１４に接続されている。ゲートドライバ１４は、各ゲート線１６に、ゲート線１６を選択又は非選択の状態に切り替えるゲート信号を順次入力することにより、ゲート線１６を走査する。ソースドライバ１２は、ゲート線１６の走査に同期して、各データ線１５にデータ信号を入力する。これにより、選択されたゲート線１６に接続された各画素Ｐのシャッター機構Ｓに、所望の信号電圧を印加する。
　図３は、１つの画素Ｐにおけるシャッター機構Ｓの詳細な構成例を示す斜視図である。シャッター機構Ｓは、シャッター体３と、第１電極部４ａと、第２電極部４ｂとを備える。
　シャッター体３は、板状の形状を有する。なお、図３では、図示の便宜上、シャッター体３は平面形状を有するように示しているが、実際には、後述する図５や図７の断面図に示すように、シャッター体３の長手方向（長辺方向）に折り目を有した形状である。シャッター体３の長手方向に垂直な方向、すなわち短手方向（短辺方向）がシャッター体３の駆動方向（移動方向）である。
　シャッター体３は、長手方向に延びる開口３ａを有する。開口３ａは、シャッター体３の長手方向に長辺を持つ矩形に形成されている。
　シャッター体３には、シャッタービーム５１、５２の一端が接続されている。シャッタービーム５１、５２の他端は、第１基板１１に固定された支持部であるシャッタービームアンカー８１、８２に接続されている。シャッタービーム５１、５２は、弾性変形可能である。
　第１シャッタービーム５１は、駆動方向におけるシャッター体３の一方の端部に接続され、第２シャッタービーム５２は、駆動方向におけるシャッター体３の他方の端部に接続されている。すなわち、第２シャッタービーム５２は、第１シャッタービーム５１が接続されているシャッター体３の端部と反対側の端部に接続されている。この例では、シャッター体３の２つの長辺にそれぞれ２本の第１シャッタービーム５１と第２シャッタービーム５２が接続されている。シャッタービーム５１、５２はそれぞれ、シャッター体３との接続箇所から外側へ延びて、シャッタービームアンカー８１、８２に接続されている。
　このように、シャッタービーム５１、５２は、第１基板１１に対して固定されたシャッタービームアンカー８１、８２と、シャッター体３とを接続する。シャッタービーム５１、５２は可撓性を有するので、シャッター体３は、第１基板１１に対して可動な状態で支持される。また、シャッター体３は、シャッタービームアンカー８１、８２及びシャッタービーム５１、５２を介して、第１基板１１に設けられた配線（図示せず）と電気的に接続されている。
　駆動ビーム６１、６２は、シャッター体３の駆動方向における両側に隣接して設けられている。第１駆動ビーム６１はシャッター体３の駆動方向における一方の端部に、第２駆動ビーム６２はシャッター体３の駆動方向における他方の端部に対向して設けられている。すなわち、駆動ビーム６１、６２は、シャッター体３に接続されたシャッタービーム５１、５２に対向する位置に配置されている。
　駆動ビーム６１、６２の端部は、第１基板１１に固定された駆動ビームアンカー７１、７２にそれぞれ接続されている。駆動ビーム６１、６２は、駆動ビームアンカー７１、７２を介して、第１基板１１に設けられた配線（図示せず）と電気的に接続されている。ここでは一例として、第１駆動ビーム６１は一対の駆動ビームで構成されているが、１本の駆動ビームで構成することもできる。第２駆動ビーム６２も同様である。
　第１駆動ビーム６１及び第１駆動ビームアンカー７１により、第１電極部４ａが構成されている。また、第２駆動ビーム６２及び第２駆動ビームアンカー７２により、第２電極部４ｂが構成されている。第１電極部４ａ及び第２電極部４ｂには、後述するように、所定の電圧が与えられる。
　第１基板１１は、光を透過する光透過領域ＴＡを有する。図３に示す例では、第１基板１１には、１つの画素につき２つの光透過領域ＴＡが設けられている。光透過領域ＴＡは、シャッター体３の開口３ａに対応した矩形形状を有する。２つの光透過領域ＴＡは、シャッター体３の短手方向に並ぶように配置されている。シャッター体３と第１電極部４ａの間、及びシャッター体３と第２電極部４ｂの間に電気的な力が働いていない場合、シャッター体３の開口３ａは、光透過領域ＴＡと重ならない状態となっている。
　本実施形態において、シャッター機構Ｓを制御する駆動回路は、第１電極部４ａと第２電極部４ｂに、一定時間ごとに極性の異なる電位を供給している。また、シャッター機構Ｓを制御する駆動回路は、シャッター体３に対して、正の極性または負の極性の固定電位を供給する。
　シャッター体３にＨ（Ｈｉｇｈ）レベルの電位が供給されている場合を例に説明すると、第１電極部４ａの駆動ビーム６１の電位がＨレベル、第２電極部４ｂの駆動ビーム６２の電位がＬ（Ｌｏｗ）レベルのとき、静電気力によって、シャッター体３は、Ｌレベルの第２電極部４ｂ側に移動する。その結果、図４及び図５に示すように、シャッター体３の開口３ａが第１基板１１の２つの光透過領域ＴＡのうちの１つと重なり、バックライト３１の光が第１基板１１側に透過する開状態となる。ただし、図４はシャッター機構Ｓの平面図であり、図５は、図４のＶ－Ｖ線における断面図である。また、図５には、第１基板１１に設けられた、後述する遮光膜２０１も示している。
　一方、第１電極部４ａの電位がＬレベル且つ第２電極部４ｂの電位がＨレベルのときには、シャッター体３は、第１電極部４ａ側に移動する。これにより、図６及び図７に示すように、シャッター体３の開口３ａ以外の部分が、光透過領域ＴＡと重なる。この場合、バックライト３１の光が第１基板１１側に透過しない閉状態となる。ただし、図６は、シャッター機構Ｓの平面図であり、図７は、図６のＶＩＩ－ＶＩＩ線における断面図である。また、図７には、第１基板１１に設けられた、後述する遮光膜２０１も示している。
　従って、本実施形態のシャッター機構Ｓでは、シャッター体３、第１電極部４ａ、及び第２電極部４ｂの電位を制御することにより、シャッター体３を移動させ、第１基板１１の光透過領域ＴＡの開状態と閉状態との切り替えを行うことができる。なお、シャッター体３にＬレベルの電位が供給されている場合には、シャッター体３は上記とは逆の動作をする。
　（第１基板）
　図８は、第１基板１１の断面図である。
　第１基板１１は、絶縁基板である透光性基板（例えば、ガラス基板）１００上に、遮光部２００、ＴＦＴ３００、及びシャッター機構Ｓが形成された構成を有する。ＴＦＴ３００及びシャッター機構Ｓは、透光性基板１００上にマトリクス状に配置されている。なお、図８では１つのＴＦＴを示しているが、実際には、単一の画素Ｐに複数のＴＦＴを含んでいる。遮光部２００は、遮光膜２０１及び透明絶縁膜２０２を含む。
　ＴＦＴ３００は、ゲート電極３０１、酸化物半導体膜３０２、エッチストッパ層３０３，ソース電極３０４、及びドレイン電極３０５を含む。
　遮光膜２０１は、透光性基板１００上に設けられている。遮光膜２０１は、図９に示すように、表示領域１３のうち、光透過領域ＴＡ以外を覆うように形成されている。これにより、表示視認側から表示装置１０に進入した外光が遮光膜２０１よりも第２基板２１側に入っていくのを抑制することができる。
　遮光膜２０１は、光を反射しにくい材料で形成されている。これにより、表示視認側から表示装置１０に進入した外光が、遮光膜２０１で反射して表示視認側に戻っていくのを抑制することができる。また、遮光膜２０１は、高抵抗の材料で形成されている。これにより、遮光膜２０１とＴＦＴ３００等を構成する導電膜との間に大きな寄生容量が形成されるのを抑制することができる。また、遮光膜２０１はＴＦＴ製造プロセスよりも前に形成されるので、遮光膜２０１の材料としては、後工程でのＴＦＴ製造プロセス処理においてＴＦＴ特性への影響がなく、かつＴＦＴ製造プロセス処理に耐えうる材料を選択する必要がある。このような条件を満足する遮光膜２０１の材料としては、例えば、カーボン粒子（カーボンブラック）を含有することによって暗色に着色された高融点樹脂膜（ポリイミドなど）やＳＯＧ（Ｓｐｉｎ　Ｏｎ　Ｇｌａｓｓ）膜等が挙げられる。
　光透過膜２０４は、遮光膜２０１が形成されていない領域、すなわち、アクティブマトリクス基板の水平方向から見て、遮光膜２０１の間にのみ設けられている。光透過膜２０４は、例えば、塗布型の材料で形成されている。なお、塗布型の材料とは、塗布により成膜可能な材料を意味する。具体的には、光透過膜２０４は、例えば、透明の高融点樹脂膜（ポリイミドなど）やＳＯＧ膜で形成されている。本実施形態では、遮光膜２０１と、光透過膜２０４の母材は同一である。
　図１０は、遮光膜２０１の周縁部を示す断面図である。遮光膜２０１は、表示領域１３の外周縁部において、図１０に示すように、表示領域１３から離間する方向に向かうに従って膜厚が徐々に薄くなっている。つまり、表示領域１３の外周縁部において、遮光膜２０１の表面は、透光性基板１００に対して斜面を構成している。この斜面と透光性基板１００とのなす角θの大きさは、２０度よりも小さいことが好ましい。より好ましくは、角θの大きさは、３～１０度である。
　また、図１０に示すように、遮光膜２０１の終端は、無機膜である透明絶縁膜２０２によって覆われている。
　なお、図１０に示すように、第１基板１１と第２基板２１とは、表示領域１３の周縁部においてシール材ＳＬで接着され、両基板１１、２１の間に構成される空間がシール材ＳＬによって封止されている。シール材ＳＬは、遮光膜２０１の傾斜面と重ならないように、遮光膜２０１よりも外周側に配置されている。
　遮光膜２０１の外周縁部において、遮光膜２０１の終端部分の表面が透光性基板１００に対して斜面を形成し、斜面と透光性基板１００とのなす角θの大きさが２０度より小さいので、透光性基板１００の表面から遮光膜２０１の上に配線等が乗り上げている場合でも、配線（図１０では、後述する第１導電膜Ｍ１で構成された配線）が断線するのを防止することができる。なお、第１導電膜Ｍ１で構成された配線の他、後述する第２導電膜Ｍ２や第３導電膜Ｍ３で構成された配線の場合であっても、同様に、配線が断線するのを防止することができる。配線は、シール材ＳＬよりも表示領域外部に形成された端子部と接続される。また、遮光膜２０１の表面が透光性基板１００に対して斜面を形成し、斜面と透光性基板１００とのなす角θの大きさが２０度より小さいので、ＴＦＴ製造プロセスにおける高温アニールの工程で、遮光膜２０１にクラックが発生するのを抑制することができる。
　遮光膜２０１の上面には、透明絶縁膜２０２が設けられている。透明絶縁膜２０２が設けられていることにより、後述する製造工程において、遮光膜２０１中のカーボン粒子（カーボンブラック）等の暗色材料が高温アニールにより酸化されて、遮光膜２０２が透明化するのを防ぐことができる。
　ゲート電極３０１は、第１導電膜Ｍ１で形成されている。第１導電膜Ｍ１は、ＴＦＴ３００のゲート電極３０１の他、配線１１１等も構成している。配線１１１は、例えばゲート線である。また、ソース電極３０４とドレイン電極３０５とは、第２導電膜Ｍ２で形成されている。第２導電膜Ｍ２は、ＴＦＴ３００のソース電極３０４とドレイン電極３０５の他、配線１１２等も構成している。
　酸化物半導体膜３０２は、例えば、Ｉｎ、Ｇａ及びＺｎのうち少なくとも１種の金属元素を含んでもよい。本実施形態では、酸化物半導体膜３０２は、例えば、Ｉｎ－Ｇａ－Ｚｎ－Ｏ系の半導体を含む。ここで、Ｉｎ－Ｇａ－Ｚｎ－Ｏ系の半導体は、Ｉｎ（インジウム）、Ｇａ（ガリウム）、Ｚｎ（亜鉛）の三元系酸化物であって、Ｉｎ、Ｇａ及びＺｎの割合（組成比）は特に限定されず、例えばＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝２：２：１、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：１：１、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：１：２等を含む。このような酸化物半導体膜３０２は、Ｉｎ－Ｇａ－Ｚｎ－Ｏ系の半導体を含む酸化物半導体膜から形成され得る。なお、Ｉｎ－Ｇａ－Ｚｎ－Ｏ系の半導体を含む活性層を有するチャネルエッチ型のＴＦＴを、「ＣＥ－ＩｎＧａＺｎＯ－ＴＦＴ」と呼ぶことがある。Ｉｎ－Ｇａ－Ｚｎ－Ｏ系の半導体は、アモルファスでもよいし、結晶質でもよい。結晶質Ｉｎ－Ｇａ－Ｚｎ－Ｏ系の半導体としては、ｃ軸が層面に概ね垂直に配向した結晶質Ｉｎ－Ｇａ－Ｚｎ－Ｏ系の半導体が好ましい。
　ゲート電極３０１は、ゲート絶縁膜１０１で覆われている。ソース電極３０４とドレイン電極３０５は、パッシベーション膜１０２で覆われている。パッシベーション膜１０２は、さらに、平坦化膜１０３及びパッシベーション膜１０４で覆われている。ＴＦＴ３００は、酸化物半導体を含み、従来公知の構成を有する。
　パッシベーション膜１０２、平坦化膜１０３及びパッシベーション膜１０４には、ドレイン電極３０５に達するコンタクトホールＣＨ３が形成されている。パッシベーション膜１０４の上には、配線１１３が形成されている。配線１１３の一部１１３ａは、コンタクトホールＣＨ３の表面を覆って設けられ、ドレイン電極３０５と電気的に接続されている。配線１１３は、第３導電膜Ｍ３で形成されている。配線１１３は、シャッター機構Ｓの第１電極部４ａ、第２電極部４ｂ、シャッター体３等に接続されている。なお、配線１１３の一部１１３ａは、パッシベーション膜１０４の表面に設けられた透明導電膜１１４と電気的に接続されていてもよい。配線１１３は、パッシベーション膜１０５で覆われている。
　パッシベーション膜１０５の上には、シャッター機構Ｓが設けられている。シャッター機構Ｓの構成は上述の通りである。なお、シャッター体３は、透光性基板１００側のシャッター本体３ｂと金属膜３ｃとが積層された構成を有する。
　（製造方法）
　以下では、図１１～図１９を参照しながら、一実施形態における表示装置１０の製造方法について説明する。
　まず始めに、透光性基板１００の上に、スピンコート法を用いて、暗色膜２５０を成膜する。暗色膜２５０の膜厚は、例えば０．５μｍ～３μｍである。暗色膜２５０は、耐熱性のある透明な母材にカーボン粒子（カーボンブラック）を含有することによって暗色に着色されている。耐熱性のある透明な母材は、例えば、融点が後述する高温アニール処理を行う温度より高い高融点樹脂（ポリイミドなど）やＳＯＧ材料である。ＳＯＧ材料としては、例えばシロキサン系樹脂が挙げられる。このとき、グレートーンマスクを用いたパターニングや、マスクを用いないパターニングを行うことにより、外周縁部において、図１０に示すテーパー形状を形成することができる。そして、暗色膜２５０の上の領域のうち、光を透過させない遮光領域に、透明絶縁膜２０２を成膜する（図１１参照）。透明絶縁膜２０２は、例えば、ＳｉＯ２膜やＳｉＮｘ膜のような無機膜である。透明絶縁膜２０２の厚さは、例えば５０～２００ｎｍである。
　暗色膜２５０の上の遮光領域に透明絶縁膜２０２を成膜する方法について簡単に説明しておく。例えば、暗色膜２５０の上に、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法やスパッタリング等の方法により、ＳｉＯ２膜やＳｉＮｘ膜のような無機膜を成膜し、フォトリソグラフィによりパターニングした後、ドライエッチングすることにより、遮光領域に透明絶縁膜２０２を形成する。
　続いて、窒素雰囲気下で高温アニール処理を行う。高温アニール処理を行う温度は、例えば４００～５００℃である。高温アニール時間は、例えば１時間程度である。なお、窒素雰囲気下で高温アニール処理を行う代わりに、大気中で高温アニール処理を行ってもよい。
　高温アニール処理を行うことにより、暗色膜２５０のうち、上部が透明絶縁膜（無機膜）２０２で覆われていない部分は、カーボン粒子が酸化して、透明化する。これにより、暗色膜２５０のうち、上部が透明絶縁膜２０２で覆われていない部分は、図８の光透過膜２０４となる。一方、暗色膜２５０のうち、上部が透明絶縁膜（無機膜）２０２で覆われている部分は、カーボン粒子が酸化せずに、暗色膜のままである。すなわち、暗色膜２５０のうち、上部が透明絶縁膜２０２で覆われている部分が、図８の遮光膜２０１となる（図１２参照）。
　また、高温アニール処理を行うことにより、後のＴＦＴ３００の製造で高温アニール処理を行う工程において、遮光膜２０１及び光透過膜２０４にクラックが発生するのが抑制される。
　なお、上述した高温アニール処理の温度については、後のＴＦＴ３００を製造する工程の処理温度（ＣＶＤの成膜温度やアニール温度）以上の温度であることが好ましい。ＴＦＴ３００の製造プロセスにおける処理温度以上の温度で高温アニール処理を行うことで、光透過膜２０４に含まれた水分などがＴＦＴ３００に浸み出して、ＴＦＴ３００が不良となることを防ぐことができる
　図２０は、無機膜で覆われていない暗色膜２５０に対して上述した高温アニール処理を行う前後における透過率を示す図である。図２０において、横軸は照射する光の波長（ｎｍ）であり、縦軸は透過率（％）である。また、アニール前の暗色膜２５０の透過率を破線で示し、アニール後の暗色膜２５０の透過率を実線で示している。
　図２０に示すように、アニール前の暗色膜２５０の透過率は、照射する光の波長が４００～７５０（ｎｍ）の範囲において、５％以下の低い値であり、十分な遮光性を有する。一方、アニール後の暗色膜２５０の透過率は、照射する光の波長が４００～７５０（ｎｍ）の範囲において、約８５％以上で、光の波長によっては９０％以上となり、十分な光透過性を有する。
　次に、スパッタ法により、アルミニウム（Ａｌ）膜、タングステン（Ｗ）膜、モリブデン（Ｍｏ）膜、タンタル（Ｔａ）膜、クロム（Ｃｒ）膜、チタン（Ｔｉ）膜、銅（Ｃｕ）等の金属膜及びその合金を含む膜のいずれかからなる単層膜又は積層膜を積層した後パターニングを行い、第１導電膜Ｍ１を形成する。上述したように、第１導電膜Ｍ１には、ゲート電極３０１及び配線１１１を含む（図１３）。第１導電膜Ｍ１の厚さは、例えば５０～５００ｎｍ程度である。
　次に、図１４に示すように、第１導電膜Ｍ１を覆うように、ＰＥＣＶＤ（Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition）法を用いてＳｉＮｘ膜を成膜することにより、ゲート絶縁膜１０１を形成する。ゲート絶縁膜１０１は、酸素を含むシリコン系無機膜（ＳｉＯ２膜等）や、ＳｉＯ２膜及びＳｉＮｘ膜との積層膜であってもよい。得られたゲート絶縁膜１０１の厚さは、例えば１００～５００ｎｍである。
　次に、例えばスパッタ法を用いて、酸化物半導体膜を成膜する。そして、酸化物半導体膜をパターニングして、薄膜トランジスタに対応する領域に、酸化物半導体膜３０２を形成する（図１４参照）。
　続いて、形成した酸化物半導体膜３０２に対して、窒素雰囲気下で高温アニール処理を行う。高温アニール処理を行う温度は、例えば、４００～５００℃である。高温アニール処理を行う時間は、例えば、１時間程度である。なお、窒素雰囲気下で高温アニール処理を行う代わりに、例えば、大気中（ＣＤＡ）で高温アニール処理を行ってもよい。
　次に、図１５に示すように、ゲート絶縁膜１０１及び酸化物半導体膜３０２を覆うように、ＰＥＣＶＤ法を用いてＳｉＯ２膜を成膜することにより、エッチストッパ層３０３を形成する。ＳｉＯ２膜の厚さは、例えば、１００～５００ｎｍである。そして、ＴＦＴ３００のソース電極３０４及びドレイン電極３０５が酸化物半導体膜３０２に達するためのコンタクトホールＣＨ１、ＣＨ２を形成する。
　続いて、スパッタ法により、アルミニウム（Ａｌ）膜、タングステン（Ｗ）膜、モリブデン（Ｍｏ）膜、タンタル（Ｔａ）膜、クロム（Ｃｒ）膜、チタン（Ｔｉ）膜、銅（Ｃｕ）等の金属膜及びその合金を含む膜のいずれかからなる単層膜又は積層膜を積層し、第２導電膜Ｍ２を形成する。そして、第２導電膜Ｍ２をフォトリソグラフィによりパターニングして、ソース電極３０４，ドレイン電極３０５、配線１１２、データ線（不図示）等を形成する。第２導電膜Ｍ２の厚さは、例えば、５０～５００ｎｍである。
　次に、ゲート絶縁膜１０１及び酸化物半導体膜３０２を覆うように、ＰＥＣＶＤ法を用いてＳｉＯ２膜を成膜することにより、パッシベーション膜１０２を形成する。ＳｉＯ２膜の厚さは、例えば１００～５００ｎｍである。
　次に、図１６に示すように、スピン法を用いて感光性樹脂膜を成膜することにより、平坦化膜１０３を形成する。ここで、形成する平坦化膜１０３の厚さは、例えば０．５～３μｍである。
　次に、平坦化膜１０３を覆うように、ＰＥＣＶＤ法を用いてＳｉＮｘ膜を成膜することにより、パッシベーション膜１０４を形成する。ＳｉＮｘ膜の厚さは、例えば、１００～５００ｎｍである。そして、パッシベーション膜１０２、平坦化膜１０３及びパッシベーション膜１０４をエッチングして、パッシベーション膜１０４の表面からドレイン電極３０５に達するコンタクトホールＣＨ３を形成する。
　次に、例えばスパッタ法を用いて、パッシベーション膜１０４の表面であってコンタクトホールＣＨ３の近傍に、透明導電膜１１４を形成する。
　続いて、スパッタ法により、アルミニウム（Ａｌ）膜、タングステン（Ｗ）膜、モリブデン（Ｍｏ）膜、タンタル（Ｔａ）膜、クロム（Ｃｒ）膜、チタン（Ｔｉ）膜、銅（Ｃｕ）等の金属膜及びその合金を含む膜のいずれかからなる単層膜又は積層膜を積層し、第３導電膜Ｍ３を形成する。そして、第３導電膜Ｍ３をフォトリソグラフィによりパターンニングして、光透過領域ＴＡ以外の領域に、配線１１３等を形成する。
　次に、図１７に示すように、配線１１３及び透明導電膜１１４等を覆うように、パッシベーション膜１０４上に、ＰＥＣＶＤ法を用いてＳｉＮｘ膜を成膜することにより、パッシベーション膜１０５を形成する。ＳｉＮｘ膜の厚さは、例えば、１００～５００ｎｍである。そして、パッシベーション膜１０５をエッチングして、パッシベーション膜１０５の表面から透明導電膜１１４に達するコンタクトホールＣＨ４を形成する。
　次に、図１８に示すように、例えばスピンコート法を用いて、少なくとも光透過領域ＴＡを含む領域に、レジストＲを塗布する。
　次に、ＰＥＣＶＤ法を用いて、レジストＲを覆うようにアモルファスシリコン（ａ－Ｓｉ）層を成膜する。このとき、レジストＲの表面と側面の両方を覆うように成膜する。成膜するａ－Ｓｉ層の厚さは、例えば、２００～５００ｎｍである。そして、フォトリソグラフィによりａ－Ｓｉ層をパターニングすることにより、第１電極部４ａ，第２電極部４ｂ、シャッタービーム５１，５２（図１８には不図示）及びシャッター本体３ｂを形成する。なお、第１電極部４ａ及び第２電極部４ｂは、レジストＲの側面に形成された部分で構成されている。
　続いて、シャッター本体３ｂの上層に、金属膜３ｃを設ける。金属膜３ｃは、例えば、スパッタ法により、アルミニウム（Ａｌ）膜、タングステン（Ｗ）膜、モリブデン（Ｍｏ）膜、タンタル（Ｔａ）膜、クロム（Ｃｒ）膜、チタン（Ｔｉ）膜、銅（Ｃｕ）膜等の金属膜又はその合金を含む膜を積層することにより形成する。これにより、シャッター体３が形成される。
　最後に、図１９に示すように、スピン法を用いて、レジストＲを剥離する。これにより、シャッター体３がパッシベーション膜１０５から間隔を開けて浮いた状態で配置される。なお、シャッター体３は、シャッタービーム５１，５２を介して、シャッタービームアンカー８１，８２に支持される。
　以上の工程を経ることにより、第１基板１１が作製される。
　上述したように、本実施形態における表示装置の製造方法は、基板（透光性基板１００）上に、透明な母材にカーボン粒子を含有する、着色した暗色膜２５０を形成する第１の工程と、暗色膜２５０の上の領域のうち、遮光領域とすべき領域に無機膜（透明絶縁膜２０２）を形成する第２の工程と、暗色膜２５０のうち、無機膜（透明絶縁膜２０２）が形成されていない領域中のカーボン粒子を酸化することによって透明化する第３の工程とを含む。これら第１～第３の工程により、暗色膜２５０のうち、無機膜（透明絶縁膜２０２）が形成されている領域を遮光領域とし、無機膜（透明絶縁膜２０２）が形成されていない領域を光透過領域とする。
　従って、基板上に遮光膜を成膜した後、光透過領域における遮光膜を除去する工程、及び遮光膜を除去した領域の平坦化のために光透過膜を成膜する工程が不要となるので、表示装置の製造工程数を低減することができるとともに、平坦化のための光透過膜が不要となるので、製造コストを低減することができる。
　以上、上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。よって、本発明は上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変形して実施することが可能である。
　例えば、上述した実施形態において、透明絶縁膜２０２は、酸素を含むシリコン系無機膜（ＳｉＯ２膜）であっても、窒素を含む窒化シリコン膜（ＳｉＮｘ膜）であってもよいし、それらの積層膜であってもよい。また、透明絶縁膜２０２の形成方法は、ＰＥＣＶＤ法に限定されることはなく、スパッタ法等の別の方法を用いてもよい。
　ＴＦＴ３００の半導体層は、インジウム（Ｉｎ）、ガリウム（Ｇａ）、亜鉛（Ｚｎ）、及び、酸素（Ｏ）から構成される化合物（Ｉｎ－Ｇａ－Ｚｎ－Ｏ）で形成されていると説明したが、本発明はこれに限定されない。ＴＦＴ３００の半導体層が、インジウム（Ｉｎ）、スズ（Ｔｉｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、及び、酸素（Ｏ）から構成される化合物（Ｉｎ－Ｔｉｎ－Ｚｎ－Ｏ）、又は、インジウム（Ｉｎ）、アルミニウム（Ａｌ）、亜鉛（Ｚｎ）、及び、酸素（Ｏ）から構成される化合物（Ｉｎ－Ａｌ－Ｚｎ－Ｏ）等で形成されていてもよい。
　上述した実施形態の表示装置は、透過型のＭＥＭＳディスプレイであったが、反射型のＭＥＭＳディスプレイに、本発明による表示装置の製造方法を適用することもできる。
　有機エレクトロルミネッセンスディスプレイ（以下、有機ＥＬディスプレイと呼ぶ）に、本発明による表示装置の製造方法を適用することもできる。特に、ボトムエミッション型の有機ＥＬディスプレイでは、表示視認側から表示装置内に侵入する外光がゲート線、データ線等の導電膜で反射するのを防ぐために、導電膜の表示視認側に遮光膜を形成することが有用である。遮光膜は、アクティブマトリクス基板の垂直方向から見て、少なくともゲート線及びデータ線に重畳するように形成する。この遮光膜を、上述した実施形態で説明した方法により形成することができる。
　液晶ディスプレイの裏側にある物体を液晶ディスプレイを通して見ることが可能なシースルー型の液晶ディスプレイに、本発明による表示装置の製造方法を適用することもできる。シースルー型の液晶ディスプレイにおいても、表示視認側から表示装置内に侵入する外光がゲート線、データ線等の導電膜で反射するのを防ぐために、導電膜の表示視認側に遮光膜を形成することが有用であるからである。遮光膜は、アクティブマトリクス基板の垂直方向から見て、少なくともゲート線及びデータ線に重畳するように形成する。従って、この遮光膜を、上述した実施形態で説明した方法により形成することができる。また、シースルー型以外の液晶ディスプレイに、本発明による表示装置の製造方法を適用することもできる。
　液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイでは、画素間の光漏れや混色を防ぐために、ブラックマトリクスが設けられている。このブラックマトリクスを上述した方法により形成することもできる。すなわち、本発明による表示装置の製造方法は、ＭＥＭＳディスプレイ、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ等、画像を表示する表示領域に、光を透過する光透過領域と、光を遮光する遮光領域とが形成された基板を有する様々な表示装置に適用することができる。この場合、表示装置の製造方法は、基板上に、透明な母材にカーボン粒子を含有する、着色した暗色膜を形成する第１の工程と、暗色膜の上の領域のうち、遮光領域とすべき領域に無機膜を形成する第２の工程と、暗色膜のうち、無機膜が形成されていない領域中のカーボン粒子を酸化することによって透明化する第３の工程とを含む。そして、第１の工程、第２の工程、及び第３の工程により、暗色膜のうち、無機膜が形成されている領域を遮光領域とし、無機膜が形成されていない領域を光透過領域とする。
１０…表示装置、１１…第１基板、１３…表示領域、１５…データ線、１６…ゲート線、２１…第２基板、１００…透光性基板、１０１…ゲート絶縁膜、２０１…遮光膜、２０２…透明絶縁膜（無機膜）、２０４…光透過膜、２５０…暗色膜、３００…ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）

Claims (14)

  1. 　光を透過する光透過領域と、光を遮光する遮光領域とが形成された絶縁基板を有するアクティブマトリクス基板であって、
    　前記絶縁基板上の前記遮光領域に形成され、透明な母材にカーボン粒子を含有する、着色した遮光膜と、
    　前記遮光膜の上に形成された無機膜と、
    　前記絶縁基板の前記光透過領域に形成され、透明な母材に透明の酸化カーボン粒子を含有する光透過膜と、
    　前記無機膜の上に設けられたゲート線と、
    　前記ゲート線の上に設けられたゲート絶縁膜と、
    　前記ゲート絶縁膜の上にマトリクス状に設けられた薄膜トランジスタと、
    　前記遮光膜の上に前記ゲート線と交差するように設けられ、前記薄膜トランジスタと電気的に接続されるデータ線と、を備えるアクティブマトリクス基板。
  2. 　前記光透過膜は、前記アクティブマトリクス基板の水平方向から見て、前記遮光膜の間にのみ形成されている、請求項１に記載のアクティブマトリクス基板。
  3. 　前記光透過膜は、透明な母材にカーボン粒子を含有する、着色した遮光膜中の前記カーボン粒子が酸化されて透明化した膜である、請求項１または２に記載のアクティブマトリクス基板。
  4. 　前記遮光膜は、前記表示領域の外周縁部において、その終端が前記基板に対して斜面を形成しており、当該斜面と前記基板との間のなす角が３～１０度である、請求項１から３のいずれか一項に記載のアクティブマトリクス基板。
  5. 　前記アクティブマトリクス基板の垂直方向から見て、前記遮光領域には前記無機膜が形成されている、請求項１から４のいずれか一項に記載のアクティブマトリクス基板。
  6. 　前記薄膜トランジスタは、酸化物半導体を含む、請求項１から５のいずれか一項に記載のアクティブマトリクス基板。
  7. 　請求項１から６のいずれかに記載のアクティブマトリクス基板を備える表示装置。
  8. 　前記無機膜よりも上層に形成されたシャッター機構と、
    　前記シャッター機構を挟んで前記基板と対向するように配置されたバックライトと、
    をさらに備え、
    　前記光透過領域は、前記シャッター機構の開口を介して、前記バックライトからの光を透過するように形成されている、請求項７に記載の表示装置。
  9. 　前記表示装置は、ＭＥＭＳディスプレイである、請求項８に記載の表示装置。
  10. 　前記表示装置は、有機エレクトロルミネッセンスディスプレイである、請求項７に記載の表示装置。
  11. 　前記表示装置は、液晶ディスプレイである、請求項７に記載の表示装置。
  12. 　画像を表示する表示領域に、光を透過する光透過領域と、光を遮光する遮光領域とが形成された基板を有する表示装置の製造方法であって、
    　前記基板上に、透明な母材にカーボン粒子を含有する、着色した暗色膜を形成し、
    　前記暗色膜の上の領域のうち、前記遮光領域とすべき領域に無機膜を形成し、
    　前記暗色膜のうち、前記無機膜が形成されていない領域中のカーボン粒子を酸化することによって透明化する、表示装置の製造方法。
  13. 　前記遮光領域とすべき領域に前記無機膜を形成した後、４００℃以上で前記暗色膜を焼成することにより、前記暗色膜のうち、前記無機膜が形成されていない領域中のカーボン粒子を酸化する、請求項１２に記載の表示装置の製造方法。
  14. 　前記透明な母材は、融点が前記暗色膜を焼成する温度より高い樹脂またはＳＯＧ材料である、請求項１３に記載の表示装置の製造方法。
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