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特開2023-169473アクティブマトリクス基板、液晶表示装置およびアクティブマトリクス基板の製造方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023169473
(43)【公開日】2023-11-30
(54)【発明の名称】アクティブマトリクス基板、液晶表示装置およびアクティブマトリクス基板の製造方法
(51)【国際特許分類】
G02F 1/1368 20060101AFI20231122BHJP
【ＦＩ】
G02F1/1368
【審査請求】未請求
【請求項の数】16
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022080584
(22)【出願日】2022-05-17
(71)【出願人】
【識別番号】520487808
【氏名又は名称】シャープディスプレイテクノロジー株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100120662
【弁理士】
【氏名又は名称】川上 桂子
(74)【代理人】
【識別番号】100216770
【弁理士】
【氏名又は名称】三品 明生
(74)【代理人】
【識別番号】100217364
【弁理士】
【氏名又は名称】田端 豊
(74)【代理人】
【識別番号】100180529
【弁理士】
【氏名又は名称】梶谷 美道
(72)【発明者】
【氏名】内田 誠一
(72)【発明者】
【氏名】箕浦 潔
(72)【発明者】
【氏名】岡田 訓明
(72)【発明者】
【氏名】加藤 浩巳
(72)【発明者】
【氏名】吉田 圭介
【テーマコード（参考）】
2H192
【Ｆターム（参考）】
2H192BB12
2H192BC32
2H192BC33
2H192BC34
2H192BC42
2H192CB34
2H192CB37
2H192EA15
2H192EA42
2H192EA67
2H192JA33
(57)【要約】
【課題】ＣＯＡ構造を備え、向上した画素開口率を有するアクティブマトリクス基板、液晶表示装置およびアクティブマトリクス基板の製造方法を提供する。
【解決手段】アクティブマトリクス基板は、透光性の基板と、基板上に位置する複数の画素とを備える。各画素は、基板上に位置するＴＦＴと、ＴＦＴを覆って基板に配置された第１カラーフィルタ層と、第１カラーフィルタ層に設けられたコンタクトホールと、コンタクトホールの底面および側面と第１カラーフィルタ層上とに位置し、コンタクトホールを介して、ＴＦＴと電気的に接続された画素電極と、コンタクトホール内に配置された第２カラーフィルタ層とを備える。
【選択図】図４
【解決手段】アクティブマトリクス基板は、透光性の基板と、基板上に位置する複数の画素とを備える。各画素は、基板上に位置するＴＦＴと、ＴＦＴを覆って基板に配置された第１カラーフィルタ層と、第１カラーフィルタ層に設けられたコンタクトホールと、コンタクトホールの底面および側面と第１カラーフィルタ層上とに位置し、コンタクトホールを介して、ＴＦＴと電気的に接続された画素電極と、コンタクトホール内に配置された第２カラーフィルタ層とを備える。
【選択図】図４
【特許請求の範囲】
【請求項1】
透光性の基板と、前記基板上に位置する複数の画素と、を備えたアクティブマトリクス基板であって、
各画素は、
前記基板上に位置するＴＦＴと、
前記ＴＦＴを覆って前記基板に配置された第１カラーフィルタ層と、
前記第１カラーフィルタ層に設けられたコンタクトホールと、
前記コンタクトホールの底面および側面と前記第１カラーフィルタ層上とに位置し、前記コンタクトホールを介して、前記ＴＦＴと電気的に接続された画素電極と、
前記コンタクトホール内に配置された第２カラーフィルタ層と、
を備えた、アクティブマトリクス基板。
各画素は、
前記基板上に位置するＴＦＴと、
前記ＴＦＴを覆って前記基板に配置された第１カラーフィルタ層と、
前記第１カラーフィルタ層に設けられたコンタクトホールと、
前記コンタクトホールの底面および側面と前記第１カラーフィルタ層上とに位置し、前記コンタクトホールを介して、前記ＴＦＴと電気的に接続された画素電極と、
前記コンタクトホール内に配置された第２カラーフィルタ層と、
を備えた、アクティブマトリクス基板。
【請求項2】
前記各画素は、前記画素電極と、前記第１カラーフィルタ層との間に位置する平坦化層をさらに備え、
前記コンタクトホールは、前記平坦化層および前記第１カラーフィルタ層を貫通している、請求項１に記載のアクティブマトリクス基板。
前記コンタクトホールは、前記平坦化層および前記第１カラーフィルタ層を貫通している、請求項１に記載のアクティブマトリクス基板。
【請求項3】
前記画素電極は前記画素内において、前記第１カラーフィルタ層全体を覆っている、請求項１に記載のアクティブマトリクス基板。
【請求項4】
前記コンタクトホールの前記側面は、前記基板主面に対して４５°以下の角度で傾斜している、請求項１に記載のアクティブマトリクス基板。
【請求項5】
前記各画素は、前記ＴＦＴから外側に引き出され、前記ＴＦＴと前記画素電極とを電気的に接続する引き出し電極を有し、
前記第１カラーフィルタ層は、前記ＴＦＴおよび前記引き出し電極を覆っており、
前記コンタクトホールは、前記引き出し電極上に位置している、請求項１に記載のアクティブマトリクス基板。
前記第１カラーフィルタ層は、前記ＴＦＴおよび前記引き出し電極を覆っており、
前記コンタクトホールは、前記引き出し電極上に位置している、請求項１に記載のアクティブマトリクス基板。
【請求項6】
前記コンタクトホールは、前記ＴＦＴの上方に位置している、請求項１に記載のアクティブマトリクス基板。
【請求項7】
前記第１カラーフィルタ層と前記第２カラーフィルタ層とは同じ波長帯域の光を透過させる、請求項１に記載のアクティブマトリクス基板。
【請求項8】
前記複数の画素は、互いに隣接した第１画素、第２画素および第３画素を含み、
前記第１画素において、前記第１カラーフィルタ層および前記第２カラーフィルタ層は、第１波長帯域の光を透過させ、
前記第２画素において、前記第１カラーフィルタ層および前記第２カラーフィルタ層は、第２波長帯域の光を透過させ、
前記第３画素において、前記第１カラーフィルタ層および前記第２カラーフィルタ層は、第３波長帯域の光を透過させ、
前記第１波長帯域、前記第２波長帯域および前記第３波長帯域は互いに異なる、請求項１に記載のアクティブマトリクス基板。
前記第１画素において、前記第１カラーフィルタ層および前記第２カラーフィルタ層は、第１波長帯域の光を透過させ、
前記第２画素において、前記第１カラーフィルタ層および前記第２カラーフィルタ層は、第２波長帯域の光を透過させ、
前記第３画素において、前記第１カラーフィルタ層および前記第２カラーフィルタ層は、第３波長帯域の光を透過させ、
前記第１波長帯域、前記第２波長帯域および前記第３波長帯域は互いに異なる、請求項１に記載のアクティブマトリクス基板。
【請求項9】
前記複数の画素は、互いに隣接した第１画素、第２画素および第３画素を含み、
前記第１画素において、前記第１カラーフィルタ層および前記第２カラーフィルタ層は、第１波長帯域の光を透過させ、
前記第２画素において、前記第１カラーフィルタ層は、第２波長帯域の光を透過させ、前記第２カラーフィルタ層は、第１波長帯域の光を透過させ、
前記第３画素において、前記第１カラーフィルタ層は、第３波長帯域の光を透過させ、前記第２カラーフィルタ層は、第１波長帯域の光を透過させ、
前記第１波長帯域、前記第２波長帯域および前記第３波長帯域は互いに異なり、
前記第２画素および前記第３画素のそれぞれは、前記コンタクトホールの下方に位置する遮光層をさらに備える、請求項１に記載のアクティブマトリクス基板。
前記第１画素において、前記第１カラーフィルタ層および前記第２カラーフィルタ層は、第１波長帯域の光を透過させ、
前記第２画素において、前記第１カラーフィルタ層は、第２波長帯域の光を透過させ、前記第２カラーフィルタ層は、第１波長帯域の光を透過させ、
前記第３画素において、前記第１カラーフィルタ層は、第３波長帯域の光を透過させ、前記第２カラーフィルタ層は、第１波長帯域の光を透過させ、
前記第１波長帯域、前記第２波長帯域および前記第３波長帯域は互いに異なり、
前記第２画素および前記第３画素のそれぞれは、前記コンタクトホールの下方に位置する遮光層をさらに備える、請求項１に記載のアクティブマトリクス基板。
【請求項10】
前記複数の画素は、互いに隣接した第１画素、第２画素および第３画素を含み、
前記第１画素において、前記第１カラーフィルタ層および前記第２カラーフィルタ層は、青色波長帯域の光を透過させ、
前記第２画素において、前記第１カラーフィルタ層は、緑色波長帯域の光を透過させ、前記第２カラーフィルタ層は、青色波長帯域の光を透過させ、
前記第３画素において、前記第１カラーフィルタ層は、赤色波長帯域の光を透過させ、前記第２カラーフィルタ層は、青色波長帯域の光を透過させ、
前記第１画素、前記第２画素および前記第３画素のそれぞれは、前記コンタクトホールの下方に遮光層を有していない、請求項１に記載のアクティブマトリクス基板。
前記第１画素において、前記第１カラーフィルタ層および前記第２カラーフィルタ層は、青色波長帯域の光を透過させ、
前記第２画素において、前記第１カラーフィルタ層は、緑色波長帯域の光を透過させ、前記第２カラーフィルタ層は、青色波長帯域の光を透過させ、
前記第３画素において、前記第１カラーフィルタ層は、赤色波長帯域の光を透過させ、前記第２カラーフィルタ層は、青色波長帯域の光を透過させ、
前記第１画素、前記第２画素および前記第３画素のそれぞれは、前記コンタクトホールの下方に遮光層を有していない、請求項１に記載のアクティブマトリクス基板。
【請求項11】
前記画素電極を覆って前記基板上に位置する絶縁膜と、
前記絶縁膜上に位置する共通電極と
をさらに備える、請求項１に記載のアクティブマトリクス基板。
前記絶縁膜上に位置する共通電極と
をさらに備える、請求項１に記載のアクティブマトリクス基板。
【請求項12】
請求項１から１１のいずれか１項に記載のアクティブマトリクス基板と、
対向基板と、
前記アクティブマトリクス基板と前記対向基板との間に位置する液晶層と
を備えた液晶表示装置。
対向基板と、
前記アクティブマトリクス基板と前記対向基板との間に位置する液晶層と
を備えた液晶表示装置。
【請求項13】
複数の画素領域を有する透光性の基板と、前記複数の画素領域にそれぞれ位置する複数の画素と、を備えたアクティブマトリクス基板の製造方法であって、各画素領域において、
ＴＦＴを形成する工程（Ａ）と、
前記ＴＦＴを覆って、コンタクトホールを有する第１カラーフィルタ層を形成する工程（Ｂ）と、
前記コンタクトホールの側面および底面と、前記第１カラーフィルタ層上に画素電極を形成する工程（Ｃ）と、
前記コンタクトホール内に第２カラーフィルタ層を形成する工程（Ｄ）と、
を含む、アクティブマトリクス基板の製造方法。
ＴＦＴを形成する工程（Ａ）と、
前記ＴＦＴを覆って、コンタクトホールを有する第１カラーフィルタ層を形成する工程（Ｂ）と、
前記コンタクトホールの側面および底面と、前記第１カラーフィルタ層上に画素電極を形成する工程（Ｃ）と、
前記コンタクトホール内に第２カラーフィルタ層を形成する工程（Ｄ）と、
を含む、アクティブマトリクス基板の製造方法。
【請求項14】
前記工程（Ｄ）は、前記コンタクトホール内および前記第１カラーフィルタ層を覆って第２カラーフィルタ膜を形成する工程と、
前記工程（Ｃ）において前記コンタクトホールを形成するマスクパターンよりも小さいマスクパターンを用いて前記第２カラーフィルタ膜を成形することにより、前記第２カラーフィルタ層を形成する工程と、
を含む請求項１３に記載のアクティブマトリクス基板の製造方法。
前記工程（Ｃ）において前記コンタクトホールを形成するマスクパターンよりも小さいマスクパターンを用いて前記第２カラーフィルタ膜を成形することにより、前記第２カラーフィルタ層を形成する工程と、
を含む請求項１３に記載のアクティブマトリクス基板の製造方法。
【請求項15】
前記工程（Ｃ）において、前記画素電極は、前記第１カラーフィルタ層全体を覆っており、
前記工程（Ｄ）は、少なくとも前記コンタクトホール内の前記第２カラーフィルタ層の一部をエッチングによって除去する工程を含む、請求項１３に記載のアクティブマトリクス基板の製造方法。
前記工程（Ｄ）は、少なくとも前記コンタクトホール内の前記第２カラーフィルタ層の一部をエッチングによって除去する工程を含む、請求項１３に記載のアクティブマトリクス基板の製造方法。
【請求項16】
前記工程（Ｂ）は、
第１カラーフィルタ層上に、前記コンタクトホールを規定する開口を有するマスクを形成する工程と、
前記マスクを用い、等方性エッチング、または、縦方向よりも横方向のエッチング速度が大きいエッチング条件によって、前記第２カラーフィルタ層の一部をエッチングする工程と、
を備える請求項１３に記載のアクティブマトリクス基板の製造方法。
第１カラーフィルタ層上に、前記コンタクトホールを規定する開口を有するマスクを形成する工程と、
前記マスクを用い、等方性エッチング、または、縦方向よりも横方向のエッチング速度が大きいエッチング条件によって、前記第２カラーフィルタ層の一部をエッチングする工程と、
を備える請求項１３に記載のアクティブマトリクス基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、アクティブマトリクス基板、液晶表示装置およびアクティブマトリクス基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
液晶表示装置が種々の分野において広く利用されており、用途に応じた構造を備えた液晶表示装置が開発されている。高解像度（高精細）の液晶表示装置では、画素ピッチが小さいため、対向基板に配置されるカラーフィルタとアクティブマトリクス基板上の画素とを高い精度で位置合わせをすることが課題となる。例えば、特許文献１は、カラーフィルタとアクティブマトリクス基板との位置ずれを抑制するために、アクティブマトリクス基板にカラーフィルタを配置したＣＯＡ（Color filter On Array）構造の液晶表示装置を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０２１－１３５３８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
高解像度の液晶表示装置では、一般に画素が小さくなることによって、画素開口率も低下する。本開示は、ＣＯＡ構造を備え、向上した画素開口率を有するアクティブマトリクス基板、液晶表示装置およびアクティブマトリクス基板の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本開示の一実施形態に係るアクティブマトリクス基板は、透光性の基板と、前記基板上に位置する複数の画素と、を備え、各画素は、前記基板上に位置するＴＦＴと、前記ＴＦＴを覆って前記基板に配置された第１カラーフィルタ層と、前記第１カラーフィルタ層に設けられたコンタクトホールと、前記コンタクトホールの底面および側面と前記第１カラーフィルタ層上とに位置し、前記コンタクトホールを介して、前記ＴＦＴと電気的に接続された画素電極と、前記コンタクトホール内に配置された第２カラーフィルタ層と、を備える。
【発明の効果】
【0006】
本開示の一実施形態によれば、ＣＯＡ構造を備え、向上した画素開口率を有するアクティブマトリクス基板、液晶表示装置およびアクティブマトリクス基板の製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【発明を実施するための形態】
【0008】
ＣＯＡ構造の液晶表示装置では、カラーフィルタにコンタクトホールを形成し、カラーフィルタの下に位置するＴＦＴと、カラーフィルタの上に位置する画素電極とを電気的に接続する必要がある。特許文献１は、コンタクトホールが画像の形成に寄与しない領域であると捉え、コンタクトホールの面積を小さくすることおよびコンタクトホールのテーパーをできるだけ急峻にすることを開示している。
【0009】
これに対し、本願発明者は、コンタクトホールを画像形成に寄与させることが可能な構造を備えた新規なアクティブマトリクス基板、液晶表示装置およびアクティブマトリクス基板の製造方法を想到した。
【0010】
以下本開示の実施形態を図面に基づいて説明する。本開示は、以下の実施形態に限定されず、本開示の構成を充足する範囲内で、適宜設計変更を行うことが可能である。また、以下の説明において、同一部分または同様な機能を有する部分には同一の符号を異なる図面間で共通して用い、その繰り返しの説明は省略する場合がある。また、実施形態および変形例に記載された各構成は、本開示の要旨を逸脱しない範囲において適宜組み合わされてもよいし、変更されてもよい。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ていたり、一部の構成部材が省略されていたりする場合がある。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。
【0011】
［第１実施形態］
図１は、本実施形態のアクティブマトリクス基板１０１全体の構成を示す模式図であり、図２は、本実施形態の液晶表示装置２０１の模式的断面図である。図３は、アクティブマトリクス基板１０１の画素の主要な構成要素を示す平面図である。図４は、図３のＩＶ－ＩＶ線における液晶表示装置の断面図である。
図１は、本実施形態のアクティブマトリクス基板１０１全体の構成を示す模式図であり、図２は、本実施形態の液晶表示装置２０１の模式的断面図である。図３は、アクティブマトリクス基板１０１の画素の主要な構成要素を示す平面図である。図４は、図３のＩＶ－ＩＶ線における液晶表示装置の断面図である。
【0012】
アクティブマトリクス基板１０１は、基板１０と基板１０上に位置する複数の画素Ｐｘとを備える。基板１０は、主面に表示領域ＤＲと表示領域以外の非表示領域ＦＲとを含んでいる。表示領域ＤＲは、例えば、x方向（第２方向）、および、ｘ方向に直交するｙ方向（第１方向）のマトリクス状に配列された複数の画素領域ＰＲを含む。非表示領域ＦＲは、表示領域の周縁に位置し、表示に寄与しない領域である。
【0013】
アクティブマトリクス基板１０１は、さらに複数のソースバスラインＳＬと、複数のゲートバスラインＧＬとを備えている。例えば、複数のソースバスラインＳＬは、ｙ方向に延びており、複数のゲートバスラインＧＬは、ｘ方向に延びている。
【0014】
画素領域ＰＲは、複数のソースバスラインＳＬのうちの隣接する一対のソースバスラインＳＬ、および、複数のゲートバスラインＧＬのうちの隣接する一対のゲートバスラインＧＬによって囲まれる領域である。
【0015】
画素Ｐｘは画素領域ＰＲに位置しており、ＴＦＴ３０と、ＴＦＴ３０に電気的に接続された画素電極２３とを含む。また、ＴＦＴ３０は、画素領域ＰＲを囲む一対のソースバスラインＳＬのうちの一方、および、一対のゲートバスラインＧＬのうちの一方と電気的に接続されている。
【0016】
アクティブマトリクス基板１０１は、基板１０の非表示領域ＦＲに位置し、ゲートドライバＧＤおよびソースドライバＳＤを含む駆動回路をさらに備える。駆動回路の一部または全部はＴＦＴを含み、基板１０に一体的に形成されていてもよいし、パッケージ化されたＩＣまたはベアチップなどによって構成されていてもよい。
【0017】
液晶表示装置２０１は、アクティブマトリクス基板１０１と対向基板１５０と、液晶層１６０と、一対の偏光板１７０とを備える。液晶層１６０は、アクティブマトリクス基板１０１と対向基板１５０との間に位置しており、アクティブマトリクス基板１０１と対向基板１５０との間において、シール１８０によって封止されている。
【0018】
一対の偏光板１７０は、少なくとも液晶層１６０を介して互いに対向している。より具体的には、一対の偏光板１７０は、対向基板１５０、液晶層１６０およびアクティブマトリクス基板１０１を挟むように位置している。一対の偏光板１７０は、クロスニコルに配置されている。
【0019】
次にアクティブマトリクス基板１０１の構造を詳細に説明する。前述したようにアクティブマトリクス基板１０１は、基板１０上に複数の画素Ｐｘを備えている。複数の画素Ｐｘは、カラーフィルタ層の透過帯域が異なる複数種の画素を含む。以下において詳述するように、本実施形態では、複数の画素Ｐｘは、互いに隣接した第１画素Ｐｘ１、第２画素Ｐｘ２および第３画素Ｐｘ３を含む。図３では、第１画素Ｐｘ１、第２画素Ｐｘ２および第３画素Ｐｘ３が示されている。第１画素Ｐｘ１、第２画素Ｐｘ２および第３画素Ｐｘ３は、カラーフィルタ層の透過帯域が異なることを除けば、同じ構造を備えている。以下、第１画素Ｐｘ１、第２画素Ｐｘ２および第３画素Ｐｘ３をまとめて説明する場合には、画素Ｐｘと総称する。
【0020】
各画素Ｐｘは、遮光層１１と、第１絶縁層１２と、ゲート絶縁層１４と、ＴＦＴ３０と、第２絶縁層１６と、引き出し電極１９と、第１カラーフィルタ層２１と、第２カラーフィルタ層２２と、画素電極２３と、第３絶縁層２４と、共通電極２５とコンタクトホール２６とを備える。また、ＴＦＴ３０は、半導体層１３と、ゲート電極１５と、ソース電極１７とドレイン電極１８とを含む。
【0021】
基板１０は、例えば、透光性を有するガラス基板である。本願明細書において透光性とは、少なくとも可視光の波長帯域の光を透過する。遮光層１１は、基板１０上に設けられており、遮光層１１の上方に、後述する半導体層１３およびゲートバスラインＧＬが位置する。遮光層１１は、基板１０を通過した光が半導体層１３に入射し、光電変換などによって電流が発生するのを抑制する。遮光層１１は例えば、タングステンなどの金属によって構成されている。
【0022】
遮光層１１を覆って基板１０上に第１絶縁層１２が形成されている。第１絶縁層１２は、例えば、酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸化ケイ素などの無機材料によって構成されている。遮光層１１はこれらの無機材料からなる単層であってもよいし、２層以上の積層体であってもよい。
【0023】
第１絶縁層１２上にＴＦＴ３０の半導体層１３が位置している。半導体層１３は、Ｉｎ、Ｇａ、およびＺｎからなる群から選ばれる少なくとも１種の元素を含む酸化物半導体層、または、Ｓｉ半導体層を備えている。酸化物半導体層およびＳｉ半導体層は多結晶、微結晶、ｃ軸配向性など種々の結晶性を備えていてもよい。
【0024】
半導体層１３を覆って第１絶縁層１２上にゲート絶縁層１４が位置している。ゲート絶縁層１４は例えば、酸化ケイ素によって構成されている。
【0025】
ゲート絶縁層１４上にゲートバスラインＧＬが位置している。図３に示すように、ゲートバスラインＧＬは、平面視において、遮光層１１と重なる位置に設けられている。ゲートバスラインＧＬは、平面視において半導体層１３と重なっている。ゲートバスラインＧＬのうち、半導体層１３と重なる領域がゲート電極１５（図４）であり、ゲート電極１５と半導体層１３とはゲート絶縁層１４を介して接している。
【0026】
第２絶縁層１６は、ゲートバスラインＧＬを覆ってゲート絶縁層１４上に位置している。第２絶縁層１６は、例えば、酸化ケイ素などの無機材料によって構成されている。
【0027】
第２絶縁層１６およびゲート絶縁層１４には、半導体層１３の一部を露出させるコンタクトホール１６ｈが設けられている。
【0028】
ソース電極１７およびドレイン電極１８は、コンタクトホール１６ｈ内および第２絶縁層１６上に位置している。ソース電極１７およびドレイン電極１８は、チタン、アルミニウムなどの金属によって構成されている。ソース電極１７およびドレイン電極１８は、これらの金属材料からなる単層であってもよいし、２層以上の積層体であってもよい。
【0029】
ソースバスラインＳＬも第２絶縁層１６上に形成されている。ソースバスラインＳＬはソース電極１７と電気的に接続されている。本実施形態では、ソースバスラインＳＬとソース電極１７とは一体的に形成されている。
【0030】
引き出し電極１９は、ドレイン電極１８上および第２絶縁層１６上に位置しており、平面視において、ＴＦＴ３０から外側に引き出されている。ドレイン電極１８と重なることによって、引き出し電極１９はＴＦＴ１９のドレイン電極と電気的に接続されている。引き出し電極１９は、例えば、ＩＴＯなどの透明導電性材料によって構成されている。
【0031】
第１カラーフィルタ層２１は、ＴＦＴ３０および引き出し電極１９を覆って、基板１０の第２絶縁層１６上に位置している。第１カラーフィルタ層２１は所定の波長の光を透過させる分光特性を有する。具体的には、第１画素Ｐｘ１の第１カラーフィルタ層２１は、第１波長帯域の光を透過させ、第２画素Ｐｘ２の第１カラーフィルタ層２１は、第２波長帯域の光を透過させ、第３画素Ｐｘ３の第１カラーフィルタ層２１は、第３波長帯域の光を透過させる。第１、第２および第３波長帯域は互いに異なっている。
【0032】
例えば、第１波長帯域は青色の波長帯域であり、第２波長帯域は緑色の波長帯域であり、第３波長帯域は赤色の波長帯域である。本実施形態では、複数の画素Ｐｘは、３種類の透過波長帯域が異なるカラーフィルタ層を備えた画素を含んでいるが、画素の種類は３に限られず、４以上であってもよい。例えば、複数の画素Ｐｘがさらに第４画素Ｐｘ４を含んでおり、第４画素Ｐｘ４の第１カラーフィルタ層２１は、第４波長帯域の光を透過させてもよい。例えば、第４波長帯域は黄色である。
【0033】
第１カラーフィルタ層２１には、第１カラーフィルタ層２１を厚さ方向に貫通しているコンタクトホール２６が設けられている。コンタクトホール２６は、引き出し電極１９上に位置しており、底部において引き出し電極１９を露出している。第１カラーフィルタ層２１は、画素領域全体に形成されていることが好ましい。第１カラーフィルタ層２１は、カラーレジスト等の感光性樹脂材料によって構成されている。
【0034】
第１カラーフィルタ層２１の上面２１ａおよび下面２１ｂにおけるコンタクトホール２６の開口の形状に、特に制限はない。図３に示す例では、開口は矩形形状を有しているが、開口は円形状を有していてもよい。また、側面２６ｃの基板１０の主面（水平方向）に対する傾斜角度は、例えば４５°以上であってもよいし、４５°以下であってもよい。コンタクトホール２６内で、次に説明する画素電極２３が完全に断線することなく形成される傾斜角度であれば、側面２６ｃの傾き（テーパー）は急峻であってもよいし、緩やかであってもよい。本実施形態ではコンタクトホール２６も光を透過させる領域となり得るため、側面２６ｃの傾斜角度が小さい（緩やかである）ことによって、上面２１ａの開口が大きくなっても、画素開口率を高く維持することが可能である。
【0035】
画素電極２３は、コンタクトホール２６の底面および側面２６ｃと第１カラーフィルタ層２１上とに位置している。画素電極２３は、コンタクトホール２６を介して、引き出し電極１９と電気的に接続され、さらにＴＦＴ３０と電気的に接続されている。画素電極２３は本実施形態では、ＴＦＴ３０の上方は覆っていない。
【0036】
画素電極２３は、コンタクトホール２６内を完全に充填していないほうが好ましい。言い換えると、画素電極２３は、コンタクトホール２６の側面２６ｃを所定の厚さで覆い、内空間を形成していることが好ましい。
第２カラーフィルタ層２２は、コンタクトホール２６内に配置されている。より具体的には、画素電極２３が形成している内空間に配置されている。第２カラーフィルタ層２２は、同じ画素Ｐｘ内の、第１カラーフィルタ層２１と同じ分光特性を有していることが好ましい。具体的には、第１画素Ｐｘ１の第２カラーフィルタ層２２は、第１波長帯域の光を透過させ、第２画素Ｐｘ２の第２カラーフィルタ層２２は、第２波長帯域の光を透過させ、第３画素Ｐｘ３の第２カラーフィルタ層２２は、第３波長帯域の光を透過させる。例えば、第１波長帯域は青色の波長帯域であり、第２波長帯域は緑色の波長帯域であり、第３波長帯域は赤色の波長帯域である。第２カラーフィルタ層２２も第１カラーフィルタ層２１と同様の材料によって構成されている。
第２カラーフィルタ層２２は、コンタクトホール２６内に配置されている。より具体的には、画素電極２３が形成している内空間に配置されている。第２カラーフィルタ層２２は、同じ画素Ｐｘ内の、第１カラーフィルタ層２１と同じ分光特性を有していることが好ましい。具体的には、第１画素Ｐｘ１の第２カラーフィルタ層２２は、第１波長帯域の光を透過させ、第２画素Ｐｘ２の第２カラーフィルタ層２２は、第２波長帯域の光を透過させ、第３画素Ｐｘ３の第２カラーフィルタ層２２は、第３波長帯域の光を透過させる。例えば、第１波長帯域は青色の波長帯域であり、第２波長帯域は緑色の波長帯域であり、第３波長帯域は赤色の波長帯域である。第２カラーフィルタ層２２も第１カラーフィルタ層２１と同様の材料によって構成されている。
【0037】
第３絶縁層２４は、画素電極２３、第１カラーフィルタ層２１および第２カラーフィルタ層２２を覆ってこれらの上に配置されている。第３絶縁層は、例えば窒化ケイ素などの無機材料によって構成されている。
【0038】
共通電極２５は、第３絶縁層２４上に位置している。共通電極２５は、例えば、ＩＴＯなどの透明導電性材料によって構成されている。図示していないが、アクティブマトリクス基板１０１および対向基板１５０の液晶層１６０と接する面には、配向膜が配置されている。
【0039】
アクティブマトリクス基板１０１および液晶表示装置２０１は、画素電極２３と共通電極２５との間に印加される電圧によって、横電界モードで動作する。基板１０側からアクティブマトリクス基板１０１の各画素Ｐｘに入射した光は、第１カラーフィルタ層２１を透過する。第１カラーフィルタ層２１に設けられたコンタクトホール２６内には、第１カラーフィルタ層２１と同じ分光特性を有する第２カラーフィルタ層２２が設けられているため、コンタクトホール２６の領域も第１カラーフィルタ層２１として機能させることができる。このため、画素開口率を高めることができる。
【0040】
また、コンタクトホール２６内に第２カラーフィルタ層２２が位置することによって、コンタクトホール２６内で段差ができることが抑制できる。したがって、アクティブマトリクス基板１０１の液晶層１６０と接する表面の段差も小さくすることができ、液晶層１６０の配向の乱れを小さくすることができる。
【0041】
図５は、コンタクトホール２６内に第２カラーフィルタ層２２が設けられていない参考例のアクティブマトリクス基板の構造を示している。コンタクトホール２６内に第２カラーフィルタ層２２が設けられない場合、コンタクトホール２６内を透過する光は、白色光のまま対向基板１５０に入射する、つまり、第１画素Ｐｘ１、第２画素Ｐｘ２および第３画素Ｐｘ３から、出射する光は、それぞれ、赤、青、緑の光に白色光が混じった光となり、正しい色合いで画像を表示することができなくなる。このため、コンタクトホール２６に光が入射しないように破線で示すように遮光層２８を設ける必要がある。また、コンタクトホール２６内に空間ができるため、アクティブマトリクス基板１０１の液晶層１６０と接する表面の段差が生じる。よって、液晶層１６０の配向の乱れが生じやすくなる。
【0042】
例えば、画素のサイズを１０μｍ×３０μｍであると仮定した場合、図５に示す遮光層２８を設けた画素の開口率は３５％程度になる。これに対し本実施形態のアクティブマトリクス基板１０１によれば、コンタクトホール２６を覆う遮光層がなく、かつ、コンタクトホール２６も光を透過させることができるため、開口率は４５％程度以上になる。
【0043】
したがって、本実施形態によれば、高解像度で、高輝度の液晶表示装置を実現することができる。
【0044】
次に本実施形態のアクティブマトリクス基板の製造方法の一例を説明する。図６は、アクティブマトリクス基板の製造方法を示すフローチャートである。また図７Ａから図７Ｃは、本実施形態のアクティブマトリクス基板の製造方法における一部の工程断面図である。
【0045】
本実施形態のアクティブマトリクス基板の製造方法は、（１）ＴＦＴを形成する工程（Ｓ１）と、（２）コンタクトホールを有する第１カラーフィルタ層を形成する工程（Ｓ２）と、（３）画素電極を形成する工程（Ｓ３）と、（４）第２カラーフィルタ層を形成する工程（Ｓ４）とを含む。本実施形態のアクティブマトリクス基板の製造方法は、さらに（５）共通電極を形成する工程（Ｓ５）を含む。基板１０は、複数の画素領域ＰＲを有しており、各画素領域ＰＲにおいて、以下の工程を行うことによって、複数の画素領域ＰＲにそれぞれ位置する複数の画素Ｐｘを備えたアクティブマトリクス基板１０１が製される。以下、図３、図４、図６、図７A～図７Cを参照しながら、各工程を詳細に説明する。
【0046】
（１）ＴＦＴを形成する工程（Ｓ１）
まず、ガラスからなる透光性の基板１０を用意する。基板１０上に導電性膜（例えば、W（５０ｎｍ））を形成し、フォトリソグラフ工程により導電性膜をパターニングすることによって、遮光層１１を形成する。その後、遮光層１１を覆って基板１０上に、第１絶縁層１２（例えば、ＳｉＯ２（１００ｎｍ）／ＳｉＮ（７０ｎｍ）の積層構造）を形成する。
まず、ガラスからなる透光性の基板１０を用意する。基板１０上に導電性膜（例えば、W（５０ｎｍ））を形成し、フォトリソグラフ工程により導電性膜をパターニングすることによって、遮光層１１を形成する。その後、遮光層１１を覆って基板１０上に、第１絶縁層１２（例えば、ＳｉＯ２（１００ｎｍ）／ＳｉＮ（７０ｎｍ）の積層構造）を形成する。
【0047】
次に、第１絶縁層１２上に、半導体膜（例えば、Ｉｎ、Ｇa、Ｚｎを含む酸化物半導体５０ｎｍ）を形成し、フォトリソグラフ工程により半導体膜をパターニングすることによって、半導体層１３を形成する。
【0048】
半導体層１３を覆って第１絶縁層１２上にゲート絶縁層１４（例えば、ＳｉＯ２（８５ｎｍ））を形成する。
【0049】
導電性膜（例えば、Ｔｉ（１００ｎｍ）／Ａｌ（１５０ｎｍ）／Ｔｉ（３０ｎｍ）の積層構造）をゲート絶縁層１４上に形成し、パターニングすることによって、ゲート電極１５を含むゲートバスラインＧＬを形成する。
【0050】
ゲートバスラインＧＬを覆って、ゲート絶縁層１４上に第２絶縁層１６（例えば、ＳｉＯ２（５００ｎｍ））を形成し、第２絶縁層１６の一部をエッチングすることによって、半導体層１３が底面に露出したコンタクトホール１６ｈを、第２絶縁層１６に形成する。
【0051】
次に、導電性膜（例えば、Ｔｉ（６０ｎｍ）／Ａｌ（３００ｎｍ）／Ｔｉ（２０ｎｍ）の積層構造）をコンタクトホール１６ｈ内および第２絶縁層１６上に形成し、パターニングすることによって、ソース電極１７と、ソース電極１７と一体的に形成されたソースバスラインＳＬ、およびドレイン電極１８を形成する。これによりＴＦＴ３０が完成する。さらに、ソースバスラインＳＬ，ソース電極１７、ドレイン電極１８を覆って、第２絶縁層１６上に透明導電膜（例えば、ＩＺＯ（１００ｎｍ））を形成し、パターニングすることによって、引き出し電極１９を形成する。
【0052】
（２）コンタクトホールを有する第１カラーフィルタ層を形成する工程（Ｓ２）
ＴＦＴ３０を覆って、コンタクトホール２６を有する第１カラーフィルタ層２１を形成する。第１カラーフィルタ膜（例えば、感光性カラー樹脂（１０００ｎｍ））を引き出し電極１９およびＴＦＴ３０を覆って第２絶縁層１６上に形成し、フォトリソグラフ工程により第１カラーフィルタ膜をパターニングすることによって、コンタクトホール２６を有する第１カラーフィルタ層２１を形成する。第１画素Ｐｘ１の第１カラーフィルタ層２１の形成に青色の感光性カラー樹脂、第２画素Ｐｘ２の第１カラーフィルタ層２１の形成に緑色の感光性樹脂、第３画素Ｐｘ３の第１カラーフィルタ層２１の形成に赤色の感光性樹脂を用い、この工程（Ｓ２）を繰り返すことによって、青、緑、赤色の第１カラーフィルタ層２１を、第１画素Ｐｘ１、第２画素Ｐｘ２およびの第３画素Ｐｘ３にそれぞれ形成する。
ＴＦＴ３０を覆って、コンタクトホール２６を有する第１カラーフィルタ層２１を形成する。第１カラーフィルタ膜（例えば、感光性カラー樹脂（１０００ｎｍ））を引き出し電極１９およびＴＦＴ３０を覆って第２絶縁層１６上に形成し、フォトリソグラフ工程により第１カラーフィルタ膜をパターニングすることによって、コンタクトホール２６を有する第１カラーフィルタ層２１を形成する。第１画素Ｐｘ１の第１カラーフィルタ層２１の形成に青色の感光性カラー樹脂、第２画素Ｐｘ２の第１カラーフィルタ層２１の形成に緑色の感光性樹脂、第３画素Ｐｘ３の第１カラーフィルタ層２１の形成に赤色の感光性樹脂を用い、この工程（Ｓ２）を繰り返すことによって、青、緑、赤色の第１カラーフィルタ層２１を、第１画素Ｐｘ１、第２画素Ｐｘ２およびの第３画素Ｐｘ３にそれぞれ形成する。
【0053】
（３）画素電極を形成する工程（Ｓ３）
コンタクトホール２６の側面２６ｃおよび底面と、第１カラーフィルタ層２１上とに画素電極２３を形成する。透明導電膜（例えば、ＩＺＯ（１００ｎｍ））をコンタクトホール２６の側面２６ｃおよび底面と、第１カラーフィルタ層２１上とに形成し、フォトリソグラフ工程により透明導電膜をパターニングし、図７Ａに示すように、画素電極２３を形成する。
コンタクトホール２６の側面２６ｃおよび底面と、第１カラーフィルタ層２１上とに画素電極２３を形成する。透明導電膜（例えば、ＩＺＯ（１００ｎｍ））をコンタクトホール２６の側面２６ｃおよび底面と、第１カラーフィルタ層２１上とに形成し、フォトリソグラフ工程により透明導電膜をパターニングし、図７Ａに示すように、画素電極２３を形成する。
【0054】
（４）第２カラーフィルタ層を形成する工程（Ｓ４）
コンタクトホール２６内に第２カラーフィルタ層２２を形成する。第２カラーフィルタ膜４１（例えば、感光性カラー樹脂（１０００ｎｍ））をコンタクトホール２６および画素電極２３を覆って、第１カラーフィルタ層２１上に形成し、フォトリソグラフ工程によりコンタクトホール２６内にのみ第２カラーフィルタ層２２が残るように現像する。この時、図７Ｂに示すように、第２カラーフィルタ膜を露光（矢印で示す）するマスクパターンＭ２は、コンタクトホールを形成するときに用いたマスクパターンＭ１（破線で示す）よりも小さいことが好ましい。これにより、図７Ｃに示すように、現像によって残された第２カラーフィルタ層２２が、コンタクトホール２６の外側に広がり、第２カラーフィルタ層２２がはみ出す、あるいは、コンタクトホール２６上において盛り上がるのを抑制することができる。
コンタクトホール２６内に第２カラーフィルタ層２２を形成する。第２カラーフィルタ膜４１（例えば、感光性カラー樹脂（１０００ｎｍ））をコンタクトホール２６および画素電極２３を覆って、第１カラーフィルタ層２１上に形成し、フォトリソグラフ工程によりコンタクトホール２６内にのみ第２カラーフィルタ層２２が残るように現像する。この時、図７Ｂに示すように、第２カラーフィルタ膜を露光（矢印で示す）するマスクパターンＭ２は、コンタクトホールを形成するときに用いたマスクパターンＭ１（破線で示す）よりも小さいことが好ましい。これにより、図７Ｃに示すように、現像によって残された第２カラーフィルタ層２２が、コンタクトホール２６の外側に広がり、第２カラーフィルタ層２２がはみ出す、あるいは、コンタクトホール２６上において盛り上がるのを抑制することができる。
【0055】
工程Ｓ２と同様、第１画素Ｐｘ１（図３）の第２カラーフィルタ層２２の形成に青色の感光性カラー樹脂、第２画素Ｐｘ２の第２カラーフィルタ層２２の形成に緑色の感光性樹脂、第３画素Ｐｘ３の第２カラーフィルタ層２２の形成に赤色の感光性樹脂を用い、この工程（Ｓ４）を繰り返すことによって、青、緑、赤色の第２カラーフィルタ層２２を、第１画素Ｐｘ１、第２画素Ｐｘ２およびの第３画素Ｐｘ３にそれぞれ形成する。
【0056】
（５）共通電極を形成する工程（Ｓ５）
画素電極２３および第２カラーフィルタ層２２を覆って、第１カラーフィルタ層２１上に第３絶縁層２４（例えば、ＳｉＮ（１００ｎｍ））を形成する。さらに透明導電膜（例えば、ＩＺＯ（１００ｎｍ））を第３絶縁層２４上に形成し、フォトリソグラフ工程によりパターニングし、共通電極２５を形成する。その後、共通電極２５を覆って第３絶縁層２４上に配向膜を形成する。これによって、アクティブマトリクス基板１０１が完成する。
画素電極２３および第２カラーフィルタ層２２を覆って、第１カラーフィルタ層２１上に第３絶縁層２４（例えば、ＳｉＮ（１００ｎｍ））を形成する。さらに透明導電膜（例えば、ＩＺＯ（１００ｎｍ））を第３絶縁層２４上に形成し、フォトリソグラフ工程によりパターニングし、共通電極２５を形成する。その後、共通電極２５を覆って第３絶縁層２４上に配向膜を形成する。これによって、アクティブマトリクス基板１０１が完成する。
【0057】
液晶表示装置を作製する場合は、別途、ガラスなどの透光性材料からなる対向基板１５０に、遮光膜（例えば遮光性樹脂膜を１０００ｎｍ）を形成し、フォトリソグラフ工程によりパターニングすることによってブラックマトリクスを形成する。さらにブラックマトリクス上にフォトスペーサー（ＰＳ）を形成する。ブラックマトリクスは、アクティブマトリクス基板１０１に形成してもよい。例えば共通電極２５上にブラックマトリクスを形成してもよい。
【0058】
その後、対向基板１５０とアクティブマトリクス基板１０１とをシール１８０で貼り合せ、液晶を注入することによって液晶層１６０を形成する。さらに貼り合わせた基板を分断して、液晶表示パネルが完成する。さらに、一対の偏光板１７０で液晶表示パネルを挟み込み、液晶表示装置が完成する。
【0059】
なお、第２カラーフィルタ層２２がコンタクトホール２６内において盛り上がっているなど段差を形成していることにより、アクティブマトリクス基板１０１の表面における平滑性を高めることが好ましい場合には、第２カラーフィルタ層２２の形成にエッチバック工程をさらに含めてもよい。
【0060】
例えば、図８Ａに示すように、工程（Ｓ３）において、第１カラーフィルタ層２１全体を覆う画素電極２３’を形成する。続いて、工程Ｓ４にしたがって、コンタクトホール２６内に第２カラーフィルタ層２２を形成する。その後、少なくともコンタクトホール２６内の第２カラーフィルタ層２２の一部をドライエッチングによって除去する。例えば、Ｏ２を含むガスを用いたドライエッチングによって第２カラーフィルタ層２２の一部を除去する。第１カラーフィルタ層２１は、画素電極２３’によって覆われており、画素電極２３’は上述したドライエッチング条件では、ほとんどエッチングされない。このように第２カラーフィルタ層２２の一部をエッチバックすることによって、より段差の小さい第２カラーフィルタ層２２’を形成することができる。
【0061】
このように本実施形態のアクティブマトリクス基板の製造方法によれば、コンタクトホール２６に第２カラーフィルタ層２２が配置され、コンタクトホール２６の領域も光を透過させることのできるアクティブマトリクス基板１０１および液晶表示装置２０１を製造することができる。
【0062】
［第２実施形態］
本実施形態のアクティブマトリクス基板および液晶表示装置は、コンタクトホールの形状が第１実施形態のアクティブマトリクス基板および液晶表示装置と異なっている。図９に示す本実施形態のアクティブマトリクス基板１０２において、コンタクトホール２６’は、基板１０主面に対して４５°以下の角度で傾斜している側面２６ｃ’を有している。側面の傾斜角度が４５°以下であることによって、コンタクトホール２６’内に第２カラーフィルタ層２２を充填しやすくなる。また、コンタクトホール２６’内に配置された第２カラーフィルタ層２２は盛り上がりが小さくなり易い。このため、アクティブマトリクス基板１０１の表面における段差を小さくして平滑性を高めることがより容易となる。
本実施形態のアクティブマトリクス基板および液晶表示装置は、コンタクトホールの形状が第１実施形態のアクティブマトリクス基板および液晶表示装置と異なっている。図９に示す本実施形態のアクティブマトリクス基板１０２において、コンタクトホール２６’は、基板１０主面に対して４５°以下の角度で傾斜している側面２６ｃ’を有している。側面の傾斜角度が４５°以下であることによって、コンタクトホール２６’内に第２カラーフィルタ層２２を充填しやすくなる。また、コンタクトホール２６’内に配置された第２カラーフィルタ層２２は盛り上がりが小さくなり易い。このため、アクティブマトリクス基板１０１の表面における段差を小さくして平滑性を高めることがより容易となる。
【0063】
側面２６ｃ’の傾斜角度が小さくなることによって、コンタクトホール２６’の第１カラーフィルタ層２１の上面２１ａにおける開口面積は大きくなる。しかし、コンタクトホール２６’は光を透過するので、コンタクトホール２６’の面積が大きくなっても、画素開口率の低下にはならない。
【0064】
このような形状のコンタクトホール２６’は、例えば、コンタクトホール２６’の形成を、第１カラーフィルタ層２１のパターニングとは別の工程でおこなうことによって形成することができる。第１実施形態の工程（Ｓ２）において、フォトリソグラフ工程により、まず第１カラーフィルタ膜をパターニングし、第１カラーフィルタ層２１を形成する。その後、第１カラーフィルタ層２１上に、コンタクトホール２６を規定する開口を有するマスクを形成し、等方性エッチング、または、縦方向よりも横方向のエッチング速度が大きいエッチング条件によって、マスクを用いて第１カラーフィルタ層２１の一部をエッチングすることにより、コンタクトホール２６’を形成する。エッチングには、ドライエッチングまたはウエットエッチングを用いることができる。
【0065】
［第３実施形態］
本実施形態のアクティブマトリクス基板および液晶表示装置は、アクティブマトリクス基板が平坦化層をさらに備えている点で、第１実施形態のアクティブマトリクス基板および液晶表示装置と異なっている。
本実施形態のアクティブマトリクス基板および液晶表示装置は、アクティブマトリクス基板が平坦化層をさらに備えている点で、第１実施形態のアクティブマトリクス基板および液晶表示装置と異なっている。
【0066】
図１０に示す本実施形態のアクティブマトリクス基板１０３は、各画素Ｐｘにおいて、画素電極２３と、第１カラーフィルタ層２１との間に位置する平坦化層２７をさらに備えている。コンタクトホール２６は、平坦化層２７および第１カラーフィルタ層２１を貫通している。
【0067】
第１カラーフィルタ層２１および第２カラーフィルタ層２２は、材料の特性上、平らではなく、凹凸が生じやすい。このため、平坦ではない第１カラーフィルタ層２１に画素電極２３を形成すると、対向基板とアクティブマトリクス基板とを貼り合わせた際にセルギャップが不均一になり、表示品位が低下する可能性がある。
【0068】
本実施形態のアクティブマトリクス基板１０３によれば、平坦化層２７が第１カラーフィルタ層２１を覆うため、画素電極２３を形成する下地が平坦化でき、表示品位の低下を抑制することができる。
【0069】
アクティブマトリクス基板１０３を製造する場合、第１の実施形態のアクティブマトリクス基板と同様、工程（Ｓ４）までを行って、コンタクトホール２６を有する第１カラーフィルタ層２１を形成した後に、平坦化層２７を形成し、コンタクトホール２６と同じ位置において、平坦化層２７にコンタクトホール２６を形成する。
【0070】
あるいは、まず、工程（Ｓ４）において、コンタクトホール２６を有しない第１カラーフィルタ層２１を第１画素Ｐｘ１、第２画素Ｐｘ２および第３画素Ｐｘ３に形成する。その後平坦化層２７を形成し、平坦化層２７および第１カラーフィルタ層２１を貫通するコンタクトホール２６を一括してエッチングにより形成してもよい。
【0071】
平坦化層２７にコンタクトホール２６を形成した後は、第１実施形態と同様の工程でアクティブマトリクス基板１０３を製造することができる。
【0072】
［第４実施形態］
本実施形態のアクティブマトリクス基板および液晶表示装置は、コンタクトホールが、ＴＦＴの上方に位置している点で、第１実施形態のアクティブマトリクス基板および液晶表示装置と異なっている。
本実施形態のアクティブマトリクス基板および液晶表示装置は、コンタクトホールが、ＴＦＴの上方に位置している点で、第１実施形態のアクティブマトリクス基板および液晶表示装置と異なっている。
【0073】
図１１に示す本実施形態のアクティブマトリクス基板１０４において、ＴＦＴ３０のドレイン電極１８’は、第２絶縁層１６上に位置しており、平面視において、ゲート電極１５と重なるようにＴＦＴ３０内に引き出された部分１８ｃを有している。
【0074】
コンタクトホール２６は、平面視において、ＴＦＴ３０の上方に位置しており、画素電極２３は、コンタクトホール２６を介してドレイン電極１８’の部分１８ｃと接触し、電気的に接続されている。
【0075】
アクティブマトリクス基板１０４では、ＴＦＴ３０の下方に位置する遮光層１１によって、コンタクトホール２６には光が入射しない。一方、コンタクトホール２６の形成する位置がアライメントずれによって、設計の位置から大きくずれ、コンタクトホール２６が遮光層１１の上方の領域の外側に位置するようになった場合でも、第１の実施形態で説明したように、コンタクトホール２６における光漏れが抑制される。
【0076】
したがって、アクティブマトリクス基板１０４によれば、コンタクトホール２６の形成時の位置ずれによる製造歩留まりの低下を抑制することができる。
【0077】
［第５実施形態］
第１実施形態では、同一画素内において、第１カラーフィルタ層２１と第２カラーフィルタ層２２とは同じ分光特性を有していた。これに対し、本実施形態のアクティブマトリクス基板および液晶表示装置では、同一画素内において、第１カラーフィルタ層２１と第２カラーフィルタ層２２とで異なる分光特性を有する画素が存在する。
第１実施形態では、同一画素内において、第１カラーフィルタ層２１と第２カラーフィルタ層２２とは同じ分光特性を有していた。これに対し、本実施形態のアクティブマトリクス基板および液晶表示装置では、同一画素内において、第１カラーフィルタ層２１と第２カラーフィルタ層２２とで異なる分光特性を有する画素が存在する。
【0078】
図１２Ａ、図１２Ｂおよび図１２Ｃは、本実施形態のアクティブマトリクス基板１０５の第１画素Ｐｘ１、第２画素Ｐｘ２および第３画素Ｐｘ３の断面を示している。分かりやすさのため、図１２Ａ、図１２Ｂおよび図１２Ｃでは、第１波長帯域、第２波長帯域および第３波長帯域をそれぞれ青色帯域Ｂ、緑色帯域Ｇおよび赤色帯域Ｒであるとし、参照符号にこれらのアルファベットを付加している。例えば、第１画素Ｐｘ１における第１波長帯域を通過させる第１カラーフィルタ層２１を「２１Ｂ」で示している。ただし、第１波長帯域、第２波長帯域および第３波長帯域と青色帯域Ｂ、緑色帯域Ｇおよび赤色帯域Ｒとの対応はこの例に限られず、第１波長帯域が赤色帯域等であってもよい。
【0079】
第１画素Ｐｘ１において、第１カラーフィルタ層２１Ｂは、第１波長帯域の光を透過させ、第２カラーフィルタ層２２Ｇは、第２波長帯域の光を透過させる。第２画素Ｐｘ２において、第１カラーフィルタ層２１Ｇおよび第２カラーフィルタ層２２Ｇは、第２波長帯域の光を透過させる。また、第３画素Ｐｘ３において、第１カラーフィルタ層２１Ｒは、第３波長帯域の光を透過させ、第２カラーフィルタ層２２Ｇは、第２波長帯域の光を透過させる。
【0080】
第２画素Ｐｘ２においては、第１カラーフィルタ層２１Ｇおよび第２カラーフィルタ層２２Ｇのフィルタの色は同じであるが、第１画素Ｐｘ１および第３画素Ｐｘ３では、第１カラーフィルタ層２１と第２カラーフィルタ層２２とで、フィルタの色が異なっている。このような画素では、コンタクトホール２６に光を透過させないほうが好ましいため、第１画素Ｐｘ１および第３画素Ｐｘ３は、コンタクトホール２６の下方に位置する遮光層２９をさらに備えている。
【0081】
本実施形態のアクティブマトリクス基板１０５によれば、複数種の画素において、同じ分光特性の第２カラーフィルタ層２２を配置するため、複数種の画素のうち、１つの画素では、第１実施形態で説明したように画素開口率を高めることができる。一方、コンタクトホール２６に形成する第２カラーフィルタ層２２は、１種類で済むため、第１の実施形態に比べて第２カラーフィルタ層２２を形成する際の工程数を減らし、製造コストを低減させることができる。
【0082】
［第６実施形態］
本実施形態のアクティブマトリクス基板および液晶表示装置では、異なる種類の画素において、青色の第２カラーフィルタ層を形成する点で、第１実施形態のアクティブマトリクス基板および液晶表示装置と異なっている。
本実施形態のアクティブマトリクス基板および液晶表示装置では、異なる種類の画素において、青色の第２カラーフィルタ層を形成する点で、第１実施形態のアクティブマトリクス基板および液晶表示装置と異なっている。
【0083】
図１３Ａ、図１３Ｂおよび図１３Ｃは、本実施形態のアクティブマトリクス基板１０６の第１画素Ｐｘ１、第２画素Ｐｘ２および第３画素Ｐｘ３の断面を示している。第５実施形態と同様、図１３Ａ、図１３Ｂおよび図１３Ｃでは、青色を透過させるフィルタ、緑色を透過させるフィルタおよび赤色を透過させるフィルタにそれぞれＢ、ＧおよびＲのアルファベット付加した参照符号を付加している。第１画素Ｐｘ１において、第１カラーフィルタ層２１Ｂおよび第２カラーフィルタ層２２Ｂは、青色波長帯域の光を透過させ、第２画素Ｐｘ２において、第１カラーフィルタ層２１Ｇは、緑色波長帯域の光を透過させ、第２カラーフィルタ層２２Ｂは、青色波長帯域の光を透過させ、第３画素Ｐｘ３において、第１カラーフィルタ層２１Ｒは、赤色波長帯域の光を透過させ、第２カラーフィルタ層２２Ｂは、青色波長帯域の光を透過させる。
【0084】
また、本実施形態では、第１画素Ｐｘ１、第２画素Ｐｘ２および第３画素Ｐｘ３のそれぞれは、コンタクトホール２６の下方に遮光層を有していない。
【0085】
本実施形態のアクティブマトリクス基板１０６によれば、第１画素Ｐｘ１では、第１カラーフィルタ層２１と、同じ分光特性の第２カラーフィルタ層２２を配置するため、第１実施形態で説明したように画素開口率を高めることができる。
【0086】
一方第２画素および第３画素では、第１カラーフィルタ層と第２からフィルタ層の分光特性が異なる。しかし、一般に青色のフィルタは、透過率が低いため、コンタクトホール２６の面積が小さい場合には、第２画素Ｐｘ２（緑画素）および第３画素Ｐｘ３（赤画素）における色ずれの影響は小さい。このため、遮光層を設けなくてもよい。例えば、各画素における開口面積が４μｍ×１５μｍであり、コンタクトホール２６の面積が２μｍ×２μｍである場合、コンタクトホール２６が開口に占める割合は６．７％である。この場合、液晶表示装置の色域はＮＴＳＣ比で２％程度の低下にとどまる。一方、第５実施形態で説明したように、コンタクトホール２６に形成する第２カラーフィルタ層２２が１種類で済むため、第１実施形態に比べて第２カラーフィルタ層２２を形成する際の工程数を減らし、製造コストを低減させることができる。
【0087】
［他の形態］
本開示のアクティブマトリクス基板、液晶表示装置およびアクティブマトリクス基板の製造方法は、上記実施形態に限られず、種々の改変を行ってもよい。例えば、上記実施形態は適宜組わせて実施することができる。例えば、第２実施形態と第３実施形態を組み合わせたり、第３実施形態と第６実施形態とを組み合わせて実施してもよい。また、本実施形態では、横電界モードの液晶表示装置を例示しているが、縦電界モードの液晶表示装置に、本開示のアクティブマトリクス基板等を適用してもよい。
本開示のアクティブマトリクス基板、液晶表示装置およびアクティブマトリクス基板の製造方法は、上記実施形態に限られず、種々の改変を行ってもよい。例えば、上記実施形態は適宜組わせて実施することができる。例えば、第２実施形態と第３実施形態を組み合わせたり、第３実施形態と第６実施形態とを組み合わせて実施してもよい。また、本実施形態では、横電界モードの液晶表示装置を例示しているが、縦電界モードの液晶表示装置に、本開示のアクティブマトリクス基板等を適用してもよい。
【0088】
本開示のアクティブマトリクス基板、液晶表示装置およびアクティブマトリクス基板の製造方法は、以下のようにも説明できる。
【0089】
第１の構成に係るアクティブマトリクス基板は、透光性の基板と、基板上に位置する複数の画素と、を備えたアクティブマトリクス基板であって、第１の構成に係る画素は、基板上に位置するＴＦＴと、ＴＦＴを覆って基板に配置された第１カラーフィルタ層と、第１カラーフィルタ層に設けられたコンタクトホールと、コンタクトホールの底面および側面と第１カラーフィルタ層上とに位置し、コンタクトホールを介して、ＴＦＴと電気的に接続された画素電極と、コンタクトホール内に配置された第２カラーフィルタ層と、を備える。第１の構成によれば、コンタクトホールが光を透過するため、画素開口率を高めることができる。
【0090】
第２の構成は、第１の構成において、各画素が、画素電極と、第１カラーフィルタ層との間に位置する平坦化層をさらに備え、コンタクトホールが、平坦化層および第１カラーフィルタ層を貫通していてもよい。
【0091】
第３の構成は、第１または第２の構成において、画素電極が画素内において、第１カラーフィルタ層全体を覆っていてもよい。
【0092】
第４の構成は、第１～第３のいずれか１つの構成において、コンタクトホールの側面が、基板主面に対して４５°以下の角度で傾斜していてもよい。
【0093】
第５の構成は、第１～第４のいずれか１つの構成において、各画素が、ＴＦＴから外側に引き出され、ＴＦＴと画素電極とを電気的に接続する引き出し電極を有し、第１カラーフィルタ層は、ＴＦＴおよび引き出し電極を覆っており、コンタクトホールは、引き出し電極上に位置していてもよい。
【0094】
第６の構成は、第１～第４のいずれか１つの構成において、コンタクトホールが、ＴＦＴの上方に位置していてもよい。
【0095】
第７の構成は、第１～第６のいずれか１つの構成において、第１カラーフィルタ層と第２カラーフィルタ層とは同じ波長帯域の光を透過させてもよい。
【0096】
第８の構成は、第１～第６のいずれか１つの構成において、複数の画素が、互いに隣接した第１画素、第２画素および第３画素を含み、第１画素において、第１カラーフィルタ層および第２カラーフィルタ層は、第１波長帯域の光を透過させ、第２画素において、第１カラーフィルタ層および第２カラーフィルタ層は、第２波長帯域の光を透過させ、第３画素において、第１カラーフィルタ層および第２カラーフィルタ層は、第３波長帯域の光を透過させ、第１波長帯域、第２波長帯域および第３波長帯域は互いに異なっていてもよい。
【0097】
第９の構成は、第１～第６のいずれか１つの構成において、複数の画素が、互いに隣接した第１画素、第２画素および第３画素を含み、第１画素において、第１カラーフィルタ層および第２カラーフィルタ層は、第１波長帯域の光を透過させ、第２画素において、第１カラーフィルタ層は、第２波長帯域の光を透過させ、第２カラーフィルタ層は、第１波長帯域の光を透過させ、第３画素において、第１カラーフィルタ層は、第３波長帯域の光を透過させ、第２カラーフィルタ層は、第１波長帯域の光を透過させ、第１波長帯域、第２波長帯域および第３波長帯域は互いに異なり、第２画素および第３画素のそれぞれは、コンタクトホールの下方に位置する遮光層をさらに備えていてもよい。
【0098】
第１０の構成は、第１～第６のいずれか１つの構成において、複数の画素が、互いに隣接した第１画素、第２画素および第３画素を含み、第１画素において、第１カラーフィルタ層および第２カラーフィルタ層は、青色波長帯域の光を透過させ、第２画素において、第１カラーフィルタ層は、緑色波長帯域の光を透過させ、第２カラーフィルタ層は、青色波長帯域の光を透過させ、第３画素において、第１カラーフィルタ層は、赤色波長帯域の光を透過させ、第２カラーフィルタ層は、青色波長帯域の光を透過させ、第１画素、第２画素および第３画素のそれぞれは、コンタクトホールの下方に遮光層を有していなくてもよい。
【0099】
第１１の構成は、第１～第１０のいずれか１つの構成において、画素電極を覆って基板上に位置する絶縁膜と、絶縁膜上に位置する共通電極とをさらに備えていてもよい。
【0100】
第１２の構成に係る液晶表示装置は、第１～第１１のいずれか１つの構成のアクティブマトリクス基板と、対向基板と、アクティブマトリクス基板と対向基板との間に位置する液晶層とを備える。
【0101】
第１３の構成に係るアクティブマトリクス基板の製造方法は、複数の画素領域を有する透光性の基板と、複数の画素領域にそれぞれ位置する複数の画素と、を備えたアクティブマトリクス基板の製造方法であって、各画素領域において、ＴＦＴを形成する工程（Ａ）と、ＴＦＴを覆って、コンタクトホールを有する第１カラーフィルタ層を形成する工程（Ｂ）と、コンタクトホールの側面および底面と、第１カラーフィルタ層上に画素電極を形成する工程（Ｃ）と、コンタクトホール内に第２カラーフィルタ層を形成する工程（Ｄ）と、を含む。
【0102】
第１４の構成は、第１３の構成において、工程（Ｄ）が、コンタクトホール内および第１カラーフィルタ層を覆って第２カラーフィルタ膜を形成する工程と、工程（Ｃ）においてコンタクトホールを形成するマスクパターンよりも小さいマスクパターンを用いて第２カラーフィルタ膜を成形することにより、第２カラーフィルタ層を形成する工程と、を含んでいてもよい。
【0103】
第１５の構成は、第１３または第１４の構成において、工程（Ｃ）において、画素電極が、第１カラーフィルタ層全体を覆っており、工程（Ｄ）は、少なくともコンタクトホール内の第２カラーフィルタ層の一部をエッチングによって除去する工程を含んでいてもよい。
【0104】
第１６の構成は、第１３～第１５のいずれか１つの構成において、工程（Ｂ）が、第１カラーフィルタ層上に、コンタクトホールを規定する開口を有するマスクを形成する工程と、マスクを用い、等方性エッチング、または、縦方向よりも横方向のエッチング速度が大きいエッチング条件によって、第２カラーフィルタ層の一部をエッチングする工程と、を含んでいてもよい。
【産業上の利用可能性】
【0105】
本開示のアクティブマトリクス基板、液晶表示装置およびアクティブマトリクス基板の製造方法は、種々の用途の液晶表示装置に適用可能である。
【符号の説明】
【0106】
１０…基板、１１…遮光層、１２…第１絶縁層、１３…半導体層、１４…ゲート絶縁層、１５…ゲート電極、１６…第２絶縁層、１６ｈ…コンタクトホール、１７…ソース電極、１８…ドレイン電極、１８ｃ…部分、１９…引き出し電極、２１…第１カラーフィルタ層、２２…第２カラーフィルタ層、２３…画素電極、２４…第３絶縁層、２５…共通電極、２６…コンタクトホール、１０１～１０６…アクティブマトリクス基板、１５０…対向基板、１６０…液晶層、１７０…偏光板、１８０…シール、２０１…液晶表示装置
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7A】
【図7B】
【図7C】
【図8A】
【図8B】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12A】
【図12B】
【図12C】
【図13A】
【図13B】
【図13C】