(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マトリクス状に形成されたスイッチング素子と、このスイッチング素子を制御するゲート信号線と、上記スイッチング素子に接続され、上記ゲート信号線に直交するように形成されたソース信号線と、上記スイッチング素子、ゲート信号線およびソース信号線の上に形成された層間絶縁膜と、この層間絶縁膜の上に形成され、この層間絶縁膜を貫くコンタクトホールを介して上記スイッチング素子に接続される画素電極とを備えたアクティブマトリクス基板において、
上記画素電極が、感光性導電材料から形成されていることを特徴とするアクティブマトリクス基板。
【請求項２】
請求項１に記載のアクティブマトリクス基板において、上記画素電極と上記ゲート信号線またはソース信号線との重ね合わせ部に発生する寄生容量のばらつきが全画素領域で均一であるアクティブマトリクス基板。
【請求項３】
請求項１または２に記載のアクティブマトリクス基板において、上記アクティブマトリクス基板は上記層間絶縁膜より下層に容量配線を備えているとともに、上記画素電極は、上記容量配線の上層にも存在していることを特徴とするアクティブマトリクス基板。
【請求項４】
請求項１に記載のアクティブマトリクス基板において、上記感光性導電材料が透明であることを特徴とするアクティブマトリクス基板。
【請求項５】
請求項１に記載のアクティブマトリクス基板において、上記感光性導電材料は、ネガ型の感光性を有することを特徴とするアクティブマトリクス基板。
【請求項６】
請求項１に記載のアクティブマトリクス基板において、上記感光性導電材料は、導電性微粒子を含有する感光性樹脂からなることを特徴とするアクティブマトリクス基板。
【請求項７】
請求項６に記載のアクティブマトリクス基板において、上記導電性微粒子は、インジウム錫酸化物またはアンチモン錫酸化物または亜鉛酸化物であることを特徴とするアクティブマトリクス基板。
【請求項８】
請求項１に記載のアクティブマトリクス基板において、上記感光性導電材料は、着色剤を含有していることを特徴とするアクティブマトリクス基板。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか１つに記載のアクティブマトリクス基板を備えたことを特徴とするフラットパネル型の表示装置。
【請求項１０】
請求項１乃至８のいずれか１つに記載のアクティブマトリクス基板を備えたことを特徴とするフラットパネル型の撮像装置。
【請求項１１】
基板の一方の面上に、マトリクス状に配置されるスイッチング素子と、上記スイッチング素子を制御するゲート信号線と、上記スイッチング素子に接続され、上記ゲート信号線に直交するように配置されるソース信号線とを形成する第１工程と、
上記スイッチング素子、ゲート信号線およびソース信号線の上に、コンタクトホールを有する層間絶縁膜を形成する第２工程と、
上記層間絶縁膜の上に感光性導電膜を形成する第３工程と、
上記感光性導電膜に対して露光および現像処理を行い、上記感光性導電膜をパターニングすることにより画素電極を形成する第４工程とを備えたことを特徴とするアクティブマトリクス基板の製造方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載のアクティブマトリクス基板の製造方法において、上記感光性導電膜はネガ型であり、上記第４工程では、上記ゲート信号線およびソース信号線をマスクとして上記基板の他方の面側から露光を行うことを特徴とするアクティブマトリクス基板の製造方法。
【請求項１３】
請求項１１に記載のアクティブマトリクス基板の製造方法において、上記感光性導電膜はネガ型であり、上記第４工程では、上記ゲート信号線およびソース信号線をマスクとして上記基板の他方の面側から露光を行う一方、上記感光性導電膜の、上記基板の他方の面側から行う露光によって露光できない場所に対しては、上記基板の一方の面側から露光を行うことを特徴とする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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アクティブマトリクス基板ならびにこれを用いたフラットパネル型の表示装置および撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置は、周知のように電極の形成された２枚の基板によって液晶分子を挾持し、両基板の電極間に電気信号を印加することによって、バックライトから入射する光の透過率を変化させて情報を表示するものである。この液晶表示装置は、ブラウン管方式と比較して、薄型、軽量、低消費電力であることを特徴としており、卓上パーソナル情報端末機器やアミューズメント機器等に搭載されている。
【０００３】
高精細化と高画質化の要望が高い現在、液晶表示装置の主流は、薄膜トランジスタ(以下、ＴＦＴと略称する)等の能動素子を備えたアクティブマトリクス型であり、アクティブマトリクス型の液晶表示装置では、画素の開口率を大きくするための開発が盛んに行なわれている。なぜなら、画素の開口率の増大によって、バックライトから入射する光の透過率が向上するので、バックライトの消費電力を低減しても同一照度を得ることができ、同一消費電力のバックライトを用いるならより高い照度を得ることができるからである。
【０００４】
このような開口率の増大を図ったアクティブマトリクス型液晶表示装置として、例えば本願出願人に属する特許(特許第２９３３８７９号公報)があり、この液晶表示装置は、画素電極を開口部一杯まで広げた構造を有し、基板状にマトリクス状に形成された画素の１画素分が図７および図８に示されている。図７はアクティブマトリクス基板の平面図であり、図８は図７のVIII-VIII線断面図である。
【０００５】
上記液晶表示装置のアクティブマトリクス基板は、概ね、透光性基板２１上に、スイッチング素子であるＴＦＴ１４と、このＴＦＴ１４を制御するゲート信号線１２と、ＴＦＴ１４に接続され、ゲート信号線１２に直交して形成されたソース信号線１３と、ＴＦＴ１４、ゲート信号線１２、ソース信号線１３の上に形成された層間絶縁膜２８と、この層間絶縁膜２８を貫くコンタクトホール１６を介してＴＦＴ１４に接続される画素電極１１とを備えてなる。
【０００６】
上記液晶表示装置のアクティブマトリクス基板は、次のように製造される。即ち、まず、透光性基板２１上にゲート信号線１２と容量配線１７を形成し、少なくともこれらを覆うようにゲート絶縁膜２３を形成する。その後、ＴＦＴ１４を形成する箇所に半導体層２４、必要に応じてチャネル保護層２５、ソース電極２６a、ドレイン電極２６bを形成し、ソース電極２６aに接続されるソース信号線１３およびドレイン電極２６bに接続される接続電極１５を形成した後、基板全面に亘って層間絶縁膜２８を形成する。さらに、層間絶縁膜２８の上に形成される画素電極１１と上記接続電極１５とのコンタクトを取るために、層間絶縁膜２８にコンタクトホール１６を設けて画素電極１１を形成して、液晶表示素子を得ていた。なお、上記接続電極１５の一部およびソース信号線１３は、図８に示すように、透明導電配線２７aと金属配線２７bとを積層させて形成されている。
【０００７】
また、上記画素電極１１は、次のような手順で形成される。即ち、まず、層間絶縁膜２８およびコンタクトホール１６を形成した後、ＩＴＯ(インジウム錫酸化物)等の透明導電膜をスパッタ法等によって成膜し、さらにその上にポジ型のレジストをスピン塗布法等によって塗布する。次に、ステッパ等の露光装置によって、ゲート信号線１２およびソース信号線１３に対してアライメントしながら露光マスクをセットし、上部から露光する。続いて、露光パターンにしたがって上記透明導電膜をエッチングして、画素電極１１としていた。
【０００８】
一方、画素電極の形成に上記スパッタ法によるＩＴＯの成膜を用いず、塗布法で成膜できるＩＴＯ材料を用いて、コンタクトホール１６の箇所で画素電極１１の増厚を図り、ラビング不良や表示不良を平坦化によって防止する方法が、本願出願人によって開示されている(特開平１０−２０３２１号公報)。しかし、この方法でも、画素電極１１となるＩＴＯ膜を塗布法で形成するという違いはあるものの、ＩＴＯ膜をパターニングする際には、上述と同様のフォトリソグラフィ技術とエッチング技術が用いられている。
【０００９】
なお、上述の層間絶縁膜上に画素電極を形成するアクティブマトリクス基板は、液晶表示装置などのフラットパネル型の表示装置のみならず、「Denny L. Lee, et al,“A New Digital Detector for Projection Radiography”, Proc. SPIE, Vol. 2432, pp. 237‐249, 1995」等に開示されているように、フラットパネル型の撮像装置などにも使用されている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、いままで述べてきた従来のアクティブマトリクス基板の場合、次のような問題が生じる。即ち、
i) 画素電極１１を形成するには、ＩＴＯ膜を上述の方法で基板全面に形成した後、フォトレジスト塗布、このフォトレジストのマスク露光および現像、ＩＴＯ膜のエッチング、フォトレジストの剥離といった一連の工程が必要となり、画素電極１１の形成工程が長くなる。
【００１１】
ii) ＩＴＯ膜のパターニング工程において、ＩＴＯ膜上に塗布したフォトレジストをマスク露光する際、露光精度(フォトレジストのパターン精度)が基板内でばらつくと、画素電極１１とゲート信号線１２の重ね合わせ部、または画素電極１１とソース信号線１３の重ね合わせ部に発生する寄生容量が、露光精度のばらつきに対応してばらつく。この寄生容量のばらつきは、表示装置における表示の均一性に影響を与え、特に、フォトレジストをステッパ露光機で露光する際には、ステッパのショット毎に上記寄生容量が微妙に異なる結果となり、ショット単位の表示むらが発生しやすい。
【００１２】
iii) ＩＴＯ膜のパターニング工程において、ＩＴＯ膜上に塗布したポジ型のフォトレジストをマスク露光する際、基板上、またはマスク上にごみなどの異物が付着していると、その部分のフォトレジストが露光されず、不要なレジストパターンとして残ってしまう。この不要なレジストパターンが、隣接する画素電極間の隙間部分に存在すると、その後のエッチング工程において、その部分のＩＴＯ膜がエッチングされずに残ってしまうため、画素電極同士が電気的に接続され、リーク不良が発生することがある。
【００１３】
そこで、本発明の目的は、画素電極の材料を変更することにより、画素電極の形成工程を短縮することができるとともに、セルフアライメントによって露光精度を向上させることができ、画素電極同士のリ−ク不良を防止することができるアクティブマトリクス基板ならびにこの基板を用いた表示装置および撮像装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明のアクティブマトリクス基板は、マトリクス状に形成されたスイッチング素子と、このスイッチング素子を制御するゲート信号線と、上記スイッチング素子に接続され、上記ゲート信号線に直交するように形成されたソース信号線と、上記スイッチング素子、ゲート信号線およびソース信号線の上に形成された層間絶縁膜と、この層間絶縁膜の上に形成され、この層間絶縁膜を貫くコンタクトホールを介して上記スイッチング素子に接続される画素電極とを備えたアクティブマトリクス基板において、上記画素電極が、感光性導電材料から形成されていることを特徴とする。
【００１５】
この発明のアクティブマトリクス基板は、
基板の一方の面上に、マトリクス状に配置されるスイッチング素子と、上記スイッチング素子を制御するゲート信号線と、上記スイッチング素子に接続され、上記ゲート信号線に直交するように配置されるソース信号線とを形成する第１工程と、
上記スイッチング素子、ゲート信号線およびソース信号線の上に、コンタクトホールを有する層間絶縁膜を形成する第２工程と、
上記層間絶縁膜の上に感光性導電膜を形成する第３工程と、
上記感光性導電膜に対して露光および現像処理を行い、上記感光性導電膜をパターニングすることにより画素電極を形成する第４工程とを備えたことを特徴とする本発明の製造方法によって製造できる。
つまり、上記構成のアクティブマトリクス基板では、画素電極が感光性導電材料から形成されているので、画素電極をパターンニングする際に、フォトレジストを用いたエッチング工程が不要になる。即ち、感光性を有する導電材料を基板上に塗布し、マスク露光を行ない、現像を行なうだけで、画素電極を形成することができ、したがって、画素電極形成工程を短縮することができる。さらに、スパッタなどの真空成膜装置や、ＩＴＯのエッチング装置が不要となり、設備投資の削減、装置占有面積の縮小、稼働率の向上を図ることができる。また、上記アクティブマトリクス基板は、スイッチング素子、ゲート信号線およびソース信号線の上に形成された層間絶縁膜上に画素電極が形成されるので、画素電極はアクティブマトリクス基板の最終製造工程で形成される。従って、画素電極材料が他の成膜工程に悪影響を与えることがないから、画素電極材料の選択種を広げることができる。例えば、有機成分(樹脂成分)を含有する塗布型導電材料など有機、無機の両方の物性を兼ね備えた材料を幅広く使用することができる。
【００１６】
一実施形態では、上記感光性導電材料として透明性を有する材料が使用される。この場合、画素電極が透明となるため、本発明のアクティブマトリクス基板は透過型表示装置用のアクティブマトリクス基板として使用できる。
【００１７】
一実施形態では、上記感光性導電材料は、ネガ型の感光性を有している。
【００１８】
この場合、基板上に形成されているゲート信号線やソース信号線を露光マスクとして、基板の裏面側から露光を行なうことで、アライメントフリーで自己整合的に表面側の画素電極用の積層等をパターン露光することができる。その結果、画素電極とゲート信号線の重ね合わせ部、または画素電極とソース信号線の重ね合わせ部に発生する寄生容量のばらつきを全画素領域で均一にすることができ、表示の均一性を向上させることができる。また、各信号線上に塗布された感光性導電材料は、信号線に貫通孔のような欠陥が無い限り露光されることがないから、従来のポジ型のフォトレジストをマスク露光する場合のようには、露光時のごみの影響で画素電極間の隙間に導電性の残膜が発生して画素電極同士がショートすることが無く、画素電極間同士を確実に絶縁することができる。
上記感光性導電膜の、上記基板の他方の面側から行う露光によって露光できない場所に対しては、上記基板の一方の面側から露光を行えばよい。こうすれば、上記アクティブマトリクス基板が上記層間絶縁膜より下の層に容量配線を備えている場合、上記画素電極を上記容量配線の上層にも存在させることができる。
【００１９】
上記感光性導電材料は、導電性微粒子を含有する感光性樹脂であってもよい。
【００２０】
この場合、容易に感光性導電材料を形成することができる。また、プリベーク温度や露光量などのパターニング条件を左右する感光性樹脂と、導電性を左右する導電性微粒子とを個々に最適化できるという利点もある。
【００２１】
上記導電性微粒子として、インジウム錫酸化物またはアンチモン錫酸化物または亜鉛酸化物を使用すれば、画素電極に要求される透明度や電気特性を得ることができる。
【００２２】
上記感光性導電材料は、顔料等の着色剤を含有していてもよい。この場合、画素電極がカラー表示の為のカラーフィルターの役割を兼ね備えることが可能になる。したがって、カラー表示が可能な表示装置に使用できるアクティブマトリクス基板を作成する場合、従来は画素電極の形成工程とは別にカラーフィルター形成工程が必要であったが、本発明のアクティブマトリクス基板の場合、カラーフィルター形成工程を省くことが可能である。
【００２３】
ところで、カラー表示のために、アクティブマトリクス基板に対向する対向基板側にカラーフィルターを形成し、該対向基板をアクティブマトリクス基板と貼り合わせる方法も従来から採用されている方法である。しかし、この方法では、両基板を貼り合わせる際にずれが生じた場合、特にアクティブマトリクス基板および対向基板の基板材料が熱や水分等により伸縮するような材料（例えばプラスチック）である場合、基板の貼り合わせ精度が悪くなり、実質的な画素開口率が低下することになる。この開口率の低下は、画素サイズが小さくなるほど、すなわちアクティブマトリクス基板の高精細化が進むにつれ、あるいはアクティブマトリクス基板の大面積化が進むにつれて顕著となってくる。
【００２４】
これに対して、画素電極を顔料等の着色剤を含有する感光性導電材料によって形成することにより、画素電極にカラーフィルターの役割を兼ね備えさせることができるため、従来のようには対向基板側にカラーフィルターを形成する必要が無い。従って、両基板を貼り合せる際に基板間にずれが生じたとしても、画素開口率を低下させることは無い。
【００２５】
また、本発明によれば、上述したいずれかの構成を有するアクティブマトリクス基板を備えたフラットパネル型の表示装置が提供される。この表示装置も上述した作用効果を奏する。
【００２６】
さらに、本発明によれば、上述したいずれかの構成を有するアクティブマトリクス基板を備えたフラットパネル型の撮像装置が提供される。この撮像装置も上述した作用効果を奏する。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００２８】
図１は、本発明の一例であるアクティブマトリクス基板を、この基板にマトリクス状に配置された画素の１画素分を取り出して示した平面図であり、図２は、図１のII-II線に沿う断面図である。このアクティブマトリクス基板は、画素電極の材料および形成方法が異なる点を除いて、図７,図８で述べた従来例と同じ構成であるので、同じ部材には同一番号を付している。
【００２９】
上記アクティブマトリクス基板は、透光性基板２１上に平面図の矩形の上下辺に沿って設けられ、ＴＦＴ１４のゲートに信号を供給するゲート信号線１２と、透光性基板２１上に平面図の矩形の中央横方向に位置して設けられた容量配線１７と、これらの信号線１２,１７および透光性基板２１を覆うゲート絶縁膜２３と、このゲート絶縁膜２３上に平面図の矩形の左下隅に位置して設けられたスイッチング素子としてのＴＦＴ１４と、上記ゲート絶縁膜２３上に平面図の矩形の左右辺に沿って設けられ、ＴＦＴ１４のソースにデータ信号を供給するソース信号線１３と、これらを覆う層間絶縁膜２８と、この層間絶縁膜２８を貫くコンタクトホール１６および接続電極１５を介してＴＦＴ１４に連なる後述する画素電極１で構成される。
【００３０】
上記ＴＦＴ１４は、ゲート信号線１２上にゲート絶縁膜２３を介して形成されたアモルフォスＳiからなる半導体層２４と、この半導体層２４の両側にチャネル保護層２５で隔てられて形成されたn+型アモルフォスＳiからなるソース電極２６aおよびドレイン電極２６bとからなり、上記ソース信号線１３および接続電極１５の一部は、透明導電配線２７aと金属配線２７bを積層して形成される。また、上記層間絶縁膜２８は、ＳiＯ2やＳiＮx等の無機絶縁膜またはアクリル系樹脂やポリイミド系樹脂等の有機絶縁膜からなる。
【００３１】
本発明の特徴をなす画素電極１は、感光性導電材料としてインジウム錫酸化物(ＩＴＯ：Indium-Tin-Oxide)またはアンチモン錫酸化物(ＡＴＯ：Antimony-Tin-Oxide)または亜鉛酸化物（ＺｎＯ）の微粒子(粒径0.001〜0.05μm)を５０〜９０wt％含有するネガ型のアクリル重合樹脂などの感光性透明樹脂を、層間絶縁膜２８上に塗布して形成されるので、層間絶縁膜２８を貫くコンタクトホール１６の部分において、図８に示した従来例の画素電極１１のように凹部を生じることなく、コンタクトホール１６を埋めた略平坦な表面形状を呈している。
【００３２】
上記構成のアクティブマトリクス基板は、次のようにして製造される。
【００３３】
まず、透光性基板２１上にゲート信号線１２および容量配線１７を形成し、少なくともこれらを覆うようにゲート絶縁膜２３を形成する。その後、ＴＦＴ１４を形成する箇所に半導体層２４、必要に応じてチャネル保護層２５、ソース電極２６a、ドレイン電極２６bを形成し、このソース電極２６aに接続されるソース信号線１３およびドレイン電極２６bに接続される接続電極１５を形成した後、透光性基板２１の全面に亘って層間絶縁膜２８を形成する。さらに、この層間絶縁膜２８の上に形成される画素電極１と上記接続電極１５とのコンタクトを取るために、層間絶縁膜２８にコンタクトホール１６を設ける。ここまでの工程は、図７,図８で述べた従来例と同じである。
【００３４】
次に、画素電極１となる透明導電膜として塗布型の感光性透明導電材料(例えば、特開平１０−２５５５５６号公報に記載されている透明感光性樹脂にＩＴＯまたはＡＴＯの超微粒子を分散させた材料または透明感光性樹脂にＺｎＯの超微粒子を分散させた材料)をスピン塗布法によって基板全面に平坦に塗布し、８０℃〜１００℃で５〜１５分間乾燥させる。
【００３５】
続いて、乾燥した感光性透明導電膜にマスク露光を行なった後、ＴＭＡＨ(テトラ・メチル・アンモニウム・ヒドロオキサイド)系の有機アルカリ現像液を用いて感光性透明導電膜を所望の形状に現像する。そして、200℃〜250℃で１５〜３０分間の焼成を行なうことで、画素電極１をパターン形成してアクティブマトリクス基板が完成する。
【００３６】
このようにして製造されたアクティブマトリクス基板は、画素電極１が、感光性透明導電材料で形成されているので、画素電極１をパターンニングする際に、従来のようなフォトレジストを用いたエッチング工程が不要になる。即ち、感光性をもつ透明導電材料を基板上に塗布し、マスク露光を行ない、現像を行なうだけで、画素電極１を形成することができ、画素電極形成工程を短縮することができる。
【００３７】
また、スパッタ装置などの真空成膜装置や、ＩＴＯのエッチング装置が不要になるから、設備投資の削減、装置占有面積の縮小、稼働率の向上を図ることができる。
【００３８】
さらに、上記アクティブマトリクス基板では、ゲート信号線１２、ソース信号線１３、ＴＦＴ１４の上層に形成された層間絶縁膜２８上に画素電極１が形成されるので、画素電極１はアクティブマトリクス基板の最終製造工程で形成される。従って、画素電極材料が他の成膜工程に悪影響を与えることがないから、画素電極材料の選択種を広げることができる。例えば、上述の特開平１０−２５５５５６に開示されているような有機成分(樹脂成分)を含有する塗布型の透明導電材料などを幅広く使用することができる。
【００３９】
図９は、上記塗布型の透明導電材料にとって、画素電極１の下層に層間絶縁膜２８がある図１,２に示す構造が必須であることを説明するために、層間絶縁膜２８がない従来のアクティブマトリクス基板を示す断面図である。
【００４０】
図９のアクティブマトリクス基板では、画素電極１１を形成した後に、ＴＦＴ１４やソース信号線１３の露出を防ぐためにＳiＮxやＳiＯ2からなる絶縁保護膜２９が形成される。そして、絶縁保護膜２９は、通常、プラズマＣＶＤを用いて300℃以上の温度で成膜されるため、先に積層される画素電極１１の材料に本発明による有機成分(樹脂成分)を含有する塗布型の透明導電材料を用いると、上記絶縁保護膜２９の形成工程で塗布型の透明導電材料が変質してしまう。
【００４１】
つまり、本発明の有機成分(樹脂成分)を含有する塗布型透明導電材料を画素電極に用いるためには、図１,図２に示したような画素電極１の下層に層間絶縁膜２８があるアクティブマトリクス基板の構造が必須となるのである。
【００４２】
なお、本発明の画素電極に用いる感光性透明導電材料は、上記実施の形態の透明感光性樹脂にＩＴＯまたはＡＴＯまたはＺｎＯの超微粒子を分散させた材料に限定されないが、このような材料を用いることによって、容易にＩＴＯまたはＡＴＯ材料またはＺｎＯに感光性を付与することができ、また、プリベ−ク温度や露光量などのパターニング条件を左右する感光性樹脂と、導電性を左右する透明導電性微粒子とを個々に最適化できるという利点があるので好都合である。また、透明導電性微粒子としてＩＴＯまたはＡＴＯまたはＺｎＯを用いることによって、画素電極に要求される透明度(可視光透過率:９０％以上)や電気特性(シ−ト抵抗値:１Ｅ５Ω／□以下)を容易に得ることができるという利点がある。
【００４３】
また、上記感光性透明導電材料は、塗布型のものに限定されず、転写(ラミネ−ト)型のドライフィルム材料であってもよい。
【００４４】
図３(Ａ)〜(Ｃ)は、図１,２で述べた画素電極１の形成手順を示す模式図である。画素電極１は、次のような手順で形成される。なお、図３(Ａ)〜(Ｃ)では、図面を簡単にするために、いくつかの層を省略している。
【００４５】
即ち、まず、図３(Ａ)に示すように、層間絶縁膜２８が形成された透光性基板２１の表面に、露光された部分がパターンとして残るネガ型の感光性透明導電材料２を塗布する。
【００４６】
次に、図３(Ｂ)に示すように、透光性基板２１の裏面側から紫外線Ｒによって露光する。これが重要なポイントである。このとき、アクティブマトリクス基板２１上に形成されている金属製のゲート信号線１２やソース信号線１３（図３には示していないが、この図の参照番号１２を１３に変えると、ソース信号線が現われた状態を表すことになる。）などが露光マスクの役割を果たすので、信号線が存在する部分には光が照射されない。なお、容量配線１７やＴＦＴ１４の上層にあって本来露光すべき感光性透明導電材料２の部分が裏面露光によって露光できない場合は、裏面露光と共に従来の表面露光を用いればよい。
【００４７】
露光後の現像処理によって、図３(Ｃ)に示すような画素電極１がパターニングされる。図３(Ｂ)の露光工程で信号線をマスクとして裏面露光を行なったため、信号線１２,１３の真上の未露光の感光性透明導電材料が除去され、信号線１２,１３の存在する部分を境界にして画素電極１がパターン形成される。
【００４８】
ネガ型の感光性透明導電材料を用いて裏面から露光を行なうことによって、次のような利点が生じる。
【００４９】
基板２１上に形成されているゲート信号線１２やソース信号線１３を露光マスクとして、基板２１の裏面側から露光を行なえば、画素電極１の矩形はアライメントフリーで自己整合的にパターン形成することができる。この結果、画素電極１とゲート信号線１２またはソース信号線１３の重ね合わせ部Ｗ(図３(Ｃ)参照)に発生する寄生容量Ｃwのばらつきを全画素領域で均一にすることができる。従って、本発明のアクティブマトリクス基板をフラットパネル型の表示装置に用いた場合、上記寄生容量Ｃwを介した画素電極１の電位変動が全画素で均一になり、表示の均一性を向上させることができる。また、上記アクティブマトリクス基板をフラットパネル型の撮像装置に用いた場合、上記寄生容量Ｃwを介した画素電極１の電位変動が全画素で均一になり、撮影画像の均一性を向上させることができる。
【００５０】
また、基板２１の裏面側から露光を行なうため、各信号線上に塗布された感光性透明導電材料２は、信号線に貫通孔のような欠陥が無い限り露光されることはないから、従来のポジ型のフォトレジストをマスク露光する場合のように、露光時に画素電極間にあるごみに起因する未露光部で導電性の残膜が発生して画素電極同士がショートすることがなく、画素電極間同士を確実に絶縁することができる。
【００５１】
一般に、アクティブマトリクス基板を液晶表示装置に用いる場合、画素電極１のエッジ部近傍では液晶分子の配向が乱れることから、これを目立たなくするために、画素電極１のエッジをゲート信号線１２またはソース信号線１３に重畳させて存在させることが望ましい。その場合、画素電極を上述の裏面露光によって形成すれば、露光条件を過露光条件に設定することによって、画素電極１とゲート信号線１２またはソース信号線１３の重ね合わせ部Ｗの幅を０〜２μmの範囲で任意に調整することができ、極めて有利である。
【００５２】
なお、上記の実施の形態においては、上述した従来技術の課題ｉ）、ii）、iii）を解決するために、画素電極としてネガ型の感光性導電材料を用いた例を示したが、課題ｉ）のみを解決しようとした場合、ポジ型の感光性導電材料を用いても構わない。
【００５３】
更に、上述したアクティブマトリクス基板を表示装置に適用する場合、以下の構造によりアクティブマトリクス基板の画素電極をカラーフィルターとして兼用することも可能である。
【００５４】
図４は、本発明の他の実施形態に係わるアクティブマトリクス基板の断面図である。基本的な構成は、先の図２の構成と同様であるが、画素電極１の代わりに、カラーフィルター機能を備えたカラー画素電極３０を備えたことが特徴である。
【００５５】
カラー画素電極３０となるカラー導電膜として塗布型の感光性カラー導電材料を用いる。具体的には、透明感光性樹脂に、ＩＴＯ、ＡＴＯ、ＺｎＯ等の導電性超微粒子と、無機または有機の材料からなる着色剤（例えば粒径１０ｎｍ以下の顔料など）を適当な割合（例えば重量比１：１：１）でブレンドして分散させた材料を用いる。カラー画素電極３０は、前述の画素電極１の場合と同様に、スピン塗布法によって基板全面に平坦に塗布し、８０〜１００℃で５〜１５分間乾燥させた後、マスク露光および現像処理を施すことで、画素電極３０をパターン形成することができる。着色剤としては、顔料以外に染料を用いても構わない。
【００５６】
このとき、画素電極３０に含有させる顔料を赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３種類準備し、それぞれの画素に対応させて、上記のフォトリソグラフィ工程を３回繰り返すことで、ＲＧＢのカラー画素電極３０が形成される。
【００５７】
カラー画素電極３０はカラーフィルターの役目を兼ねているため、カラー表示が可能な表示装置に使用できるアクティブマトリクス基板を作成する場合に、従来、画素電極の形成工程とは別に行われていたカラーフィルター形成工程が不要となる。
【００５８】
また、アクティブマトリクス基板と対向基板を貼り合わせて表示装置を形成する場合、画素電極３０がカラーフィルターの役割を兼ね備えており、対向基板上にカラーフィルターを形成しないため、両基板を貼り合せる際に基板間にずれが生じたとしても、画素開口率を低下させることは無い。
【００５９】
図５（Ａ）,（Ｂ）はそれぞれ、本発明のアクティブマトリクス基板を用いたフラットパネル型表示装置の一例としての液晶表示装置の概略構成を示す斜視図および回路図である。この液晶表示装置は、アクティブマトリクス基板４０と対向基板５０の間に表示媒体である液晶（図示せず）が挟持された構造になっている。図５において、４１はアクティブマトリクス基板４０のガラス基板、４２はスイッチング素子としてのＴＦＴ、４３は上述した画素電極１と同様の材料で形成された画素電極、４４および４５はゲート信号線およびソース信号線、４６は配向膜、４７は偏光板である。また、５１は対向基板５０側のガラス基板、５２はカラーフィルター、５３は配向膜、５４はＩＴＯからなる対向電極、そして５５は偏光板である。この例では、画素電極４３の材料が着色剤を含んでいないため、カラーフィルター５２が対向基板５０側に設けられているが、上記した画素電極３０のような着色剤を含有した画素電極を用いた場合には、画素電極がカラーフィルターを兼ねるため、対向基板５０側のカラーフィルター５２は不要である。
【００６０】
当然ながら、本発明のアクティブマトリクス基板は、液晶表示装置に限らず、アクティブマトリクス基板を使用する各種フラットパネル型表示装置（例えばＥＬ表示装置、電気泳動表示装置など）にも適用することが可能である。
【００６１】
図６は、本発明のアクティブマトリクス基板を用いたフラットパネル型撮像装置の一例としてのＸ線（または光）撮像装置の構成図である。アクティブマトリクス基板６０上にＸ線（または光）に反応して電荷を発生する光誘電膜７１が形成されており、Ｘ線（または光）の情報を、アクティブマトリクス基板６０を用いて読み出すことができる。図６において、６１はアクティブマトリクス基板６０側のガラス基板、６２はスイッチング素子としてのＴＦＴ、６３は上述した画素電極１と同様の材料で形成された画素電極、６４および６５はゲート信号線およびソース信号線、６６は電荷蓄積容量、６７はソース信号線６５に接続された増幅器である。また、７２は光誘電膜７１の上に形成された上部電極、７３は上部電極７２に接続された高圧電源である。
【００６２】
なお、アクティブマトリクス基板を非透過型の表示装置（例えば自発光型や反射型の表示装置の場合）や撮像装置に用いる場合、アクティブマトリクス基板の画素電極は必ずしも透明である必要は無い。従って、上記各実施の形態においては、透明導電性微粒子を感光性樹脂に分散させて画素電極を形成した例を示したが、これに限定されるものではない。用途に応じて、不透明な導電性微粒子（例えば金属微粒子やカーボン顔料など）を感光性樹脂に分散させて画素電極を形成することも可能であるし、ポリアセチレン等の導電性樹脂に感光性を付与した感光性導電材料で画素電極を形成しても構わない。
【００６３】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明のアクティブマトリクス基板は、画素電極が、感光性導電材料から形成されているので、本発明の製造方法にしたがって、画素電極を、フォトレジストによるエッチングを用いず、感光性導電材料を基板上に塗布し、マスク露光、現像を行なうだけでパターニングすることができ、画素電極形成工程を短縮することができるうえ、スパッタなどの真空成膜装置やＩＴＯのエッチング装置が不要となり、設備投資の削減、装置占有面積の縮小、稼働率の向上を図ることができる。また、上記アクティブマトリクス基板は、スイッチング素子、ゲート信号線およびソース信号線の上に形成された層間絶縁膜上に画素電極が形成されるので、画素電極はアクティブマトリクス基板の最終製造工程で形成されるから、画素電極材料が他の成膜工程に悪影響を与えることがなく、それ故、画素電極材料を選択種を例えば有機成分(樹脂成分)を含有する塗布型のものなどに広げることができる。
【００６４】
一実施形態のアクティブマトリクス基板は、上記感光性導電材料が透明であるため、透過型表示装置用のアクティブマトリクス基板として好適に使用できる。
【００６５】
一実施形態のアクティブマトリクス基板は、感光性導電材料がネガ型の感光性を有しているので、基板上に形成されているゲート信号線やソース信号線を露光マスクとして、基板の裏面側から露光を行なうことで、アライメントフリーで自己整合的に表面側の画素電極用の積層等をパターン露光することができる。その結果、画素電極とゲート信号線またはソース信号線との重ね合わせ部に発生する寄生容量のばらつきを全画素領域で均一にすることができ、表示の均一性を向上させることができる。また、各信号線上に塗布された感光性導電材料は、信号線に貫通孔のような欠陥が無い限り露光されることがないから、従来のポジ型のフォトレジストをマスク露光する場合のように、露光時のごみの影響で画素電極間の隙間に導電性の残膜が発生して画素電極同士がショートすることが無く、画素電極間同士を確実に絶縁することができる。
【００６６】
一実施形態のアクティブマトリクス基板は、感光性導電材料が、導電性微粒子を含有する感光性樹脂からなるので、容易に導電性微粒子に感光性を付与することができる。また、プリベーク温度や露光量などのパターニング条件を左右する感光性樹脂と、導電性を左右する導電性微粒子とを個々に最適化できる。
【００６７】
一実施形態のアクティブマトリクス基板は、導電性微粒子が、インジウム錫酸化物またはアンチモン錫酸化物または亜鉛酸化物であるので、画素電極に要求される透明度や電気特性を得ることができる。
【００６８】
一実施形態のアクティブマトリクス基板は、上記感光性導電材料が着色剤を含有しているので、画素電極がカラー表示の為のカラーフィルターを兼ねることができる。したがって、カラーフィルターを別途形成する必要がなくなる。さらに、画素電極がカラーフィルターを兼ねるので、カラーフィルターを別途形成した場合、とくに対向基板に形成した場合に起こり得る画素電極とカラーフィルターとのずれの問題とは無縁である。したがって、画素電極とカラーフィルターとのずれに起因する画素開口率の低下といった問題も回避できる。
【００６９】
本発明のフラットパネル型の表示装置は、本発明アクティブマトリクス基板を備えるので、アクティブマトリクス基板の上記種々の構成に関して述べた作用効果を奏する。
【００７０】
本発明のフラットパネル型の撮像装置は、本発明のアクティブマトリクス基板を備えるので、アクティブマトリクス基板の上記種々の構成に関して述べた作用効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施形態であるアクティブマトリクス基板上の１画素を示す平面図である。
【図２】  図１のII-II線に沿う断面図である。
【図３】  図１,２の画素電極の形成手順を示す模式図である。
【図４】  本発明の別の実施形態であるアクティブマトリクス基板の断面図である。
【図５】  （Ａ），（Ｂ）はそれぞれ本発明のフラットパネル型表示装置の一例である液晶表示装置の構成を概略的に示す斜視図と回路図である。
【図６】  本発明のフラットパネル型撮像装置の一例の構成を概略的に示す斜視図である。
【図７】  従来のアクティブマトリクス基板上の１画素を示す平面図である。
【図８】  図７のVIII-VIII線に沿う断面図である。
【図９】  層間絶縁膜のない従来のアクティブマトリクス基板の断面図である。
【符号の説明】
１  画素電極
１２  ゲート信号線
１３  ソース信号線
１４  ＴＦＴ(薄膜トランジスタ)
１５  接続電極
１６  コンタクトホール
１７  容量配線
２１  透光性基板
２３  ゲート絶縁膜
２４  半導体層
２５  チャネル保護層
２６a  ソース電極
２６b  ドレイン電極
２７a  透明導電配線
２７b  金属配線
２８  層間絶縁膜
３０  画素電極
４０  アクティブマトリクス基板
４１  ガラス基板
４２  ＴＦＴ
４３  画素電極
４４  ゲート信号線
４５  ソース信号線
４６  配向膜
４７  偏光板
５０  対向基板
５１  ガラス基板
５２  カラーフィルター
５３  配向膜
５４  対向電極
５５  偏光板
６０  アクティブマトリクス基板
６１  ガラス基板
６４  ゲート信号線
６５  ソース信号線
７１  光誘電膜
７２  上部電極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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