DE102013224637B4

DE102013224637B4 - Flüssigkristallanzeigefeld und Verfahren zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE102013224637B4
Application number: DE102013224637.4A
Authority: DE
Inventors: Kazushi Yamayoshi; Osamu Miyakawa; Takeshi Sonoda; Shinsuke Ogata; Takeshi Shimamura; Naruhito HOKA
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2012-11-29
Filing date: 2013-11-29
Publication date: 2018-11-22
Anticipated expiration: 2033-11-30
Also published as: DE102013224637A1; JP6072522B2; US9690154B2; JP2014106437A; US20140146262A1

Abstract

Flüssigkristallanzeigefeld, das Folgendes umfasst:
ein transparentes Isolationssubstrat (10);
eine Signalleitung (103) und eine Abtastleitung (104), die in einem Anzeigebereich auf dem transparenten Isolationssubstrat (10) angeordnet sind und einander in einer Matrix kreuzen;
eine gemeinsame Verbindung (105), die so angeordnet ist, dass sie sich parallel zur Signalleitung (103) oder zur Abtastleitung (104) erstreckt;
einen Schutzisolationsfilm (5), der so angeordnet ist, dass er zumindest die Signalleitung (103) und die Abtastleitung (104) von oben bedeckt;
einen ersten Isolationsfilm (6), der den Schutzisolationsfilm (5) von oben bedeckt;
eine untere Elektrode (71) und eine obere Elektrode (91), die so angeordnet sind, dass über dem ersten Isolationsfilm (6) einander gegenüberliegend angeordnet sind, wobei die untere Elektrode (71) und die obere Elektrode (91) mit einem dazwischenliegenden Zwischenschicht-Isolationsfilm (8) übereinander angeordnet sind; und
ein erstes Kontaktloch (52), das zumindest den ersten Isolationsfilm (6) und den Schutzisolationsfilm (5) durchdringt, so dass es eine Oberfläche der gemeinsamen Verbindung (105) erreicht,
wobei das erste Kontaktloch (52) einen Boden und eine Innenseitenoberfläche aufweist, die mit einem ersten gestapelten Film bedeckt sind, der aus einem ersten transparenten leitfähigen Film (72), der aus demselben Material wie die untere Elektrode (71) hergestellt ist, und einem zweiten transparenten leitfähigen Film (93), der aus demselben Material wie die obere Elektrode (91) hergestellt ist, besteht,
dadurch gekennzeichnet, dass
die untere Elektrode (71) durch ein mit dem ersten Kontaktloch (52) kontinuierliches drittes Kontaktloch (52) in dem Zwischenschicht-Isolationsfilm (8) mit dem zweiten transparenten leitfähigen Film (93) verbunden ist,
der erste transparente leitfähige Film (72) des ersten gestapelten Films ein Film ist, der sich von der unteren Elektrode (71) erstreckt, und
der zweite transparente leitfähige Film (93) des ersten gestapelten Films ein Film ist, der aus demselben Material wie die obere Elektrode (91) hergestellt und in derselben Schicht wie die obere Elektrode (91) ausgebildet ist und von der oberen Elektrode (91) elektrisch unabhängig ist.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Flüssigkristallanzeigefeld, das eine Flüssigkristallanzeige bildet, und ein Verfahren zur Herstellung des Flüssigkristallanzeigefeldes.
Flüssigkristallanzeigefelder sind aus dem Stand der Technik beispielsweise in der US 2009/0115950 A1 , der US 2006/0256270 A1 , der US 2009/0002579 A1 oder der US 2009/0059110 A1 bekannt.
Ein TN-Modus (verdrillter nematischer Modus) wurde umfangreich als eines von Anzeigesystemen für eine Flüssigkristallanzeige verwendet. Der TN-Modus wurde jedoch in den letzten Jahren durch ein System mit einem seitlichen elektrischen Feld ersetzt, das eine Spannung zwischen einer Pixelelektrode und einer Gegenelektrode anlegt, um ein elektrisches Feld in einer Richtung zu erzeugen, die zu einem Anzeigefeld im Wesentlichen horizontal ist, wodurch Flüssigkristallmoleküle in einer horizontalen Richtung angesteuert werden.
Das System mit seitlichem elektrischem Feld arbeitet vorteilhaft für breitere Blickwinkel, eine höhere Auflösung und höhere Helligkeit und es wird in Betracht gezogen, dass es eine Hauptrichtung für Anzeigefelder mit mittlerer und kleinerer Größe wird, die beispielsweise durch Smartphones und Tablets dargestellt werden.
Das System mit seitlichem elektrischem Feld umfasst bekannte Modi wie z. B. einen IPS-Modus (Schaltmodus in der Ebene) und einen FFS-Modus (Randfeldschaltmodus). Im FFS-Modus sind eine untere Elektrode und eine obere Elektrode mit einem Schlitz angeordnet, während ein Isolationsfilm dazwischen angeordnet ist. Eine der oberen und der unteren Elektrode fungiert als Pixelelektrode und die andere Elektrode fungiert als Gegenelektrode. Ein elektrisches Feld wird in einer Richtung vom Schlitz der oberen Elektrode in Richtung eines Flüssigkristalls über der oberen Elektrode erzeugt. Das dadurch erzeugte elektrische Feld steuert den Flüssigkristall an.
In einem Anzeigebereich einer Aktivmatrix-Flüssigkristallanzeige ist ein Dünnfilmtransistor unter einer unteren Elektrode ausgebildet, während ein Schutzisolationsfilm zwischen der unteren Elektrode und dem Dünnfilmtransistor vorgesehen ist. Hinsichtlich des Anlegens einer Spannung wird ein beliebiges Steuersignal (Spannung) an den Dünnfilmtransistor von außen über eine Signalleitung angelegt, um den Dünnfilmtransistor einzuschalten. In Reaktion darauf wird eine vorbestimmte Spannung an die untere oder obere Elektrode über ein Kontaktloch angelegt, das im Schutzisolationsfilm ausgebildet ist. JP 4487318 B2 beschreibt ein Beispiel eines solchen Flüssigkristallanzeigefeldes.
Wenn in der vorstehend erwähnten Struktur eine leitfähige Schicht, die innerhalb des Kontaktlochs im Schutzisolationsfilm ausgebildet ist, und eine Elektrode des Dünnfilmtransistors nicht stabil verbunden sind, wird normalerweise kein elektrisches Feld zwischen der unteren und der oberem Elektrode erzeugt, was in einigen Fällen zu einem Anzeigeausfall führt.
Daher bestehen die untere und die obere Elektrode jeweils aus einem transparenten leitfähigen Film mit einer Dicke von 100 nm oder weniger, um die Transparenz des transparenten leitfähigen Films zu erhöhen.
Dies bildet eine Verbindung innerhalb des Kontaktlochs, die aus dem dünnen transparenten leitfähigen Film besteht, und dieser transparente leitfähige Film ist ferner auf einer Elektrodenoberfläche des Dünnfilmtransistors am Boden des Kontaktlochs ausgebildet.
Das Kontaktloch ist hinsichtlich der Breite klein, so dass die Beschichtungsleistung des transparenten leitfähigen Films an der Innenseitenwand des Kontaktlochs verringert ist. Mit der Absicht des Verhinderns eines Einschnitts des transparenten leitfähigen Films an einem abgestuften Teil (Stufeneinschnitt) sollte daher äußerste Sorgfalt angewendet werden, um eine ausreichende Dicke des transparenten leitfähigen Films an einem Teil aufrechtzuerhalten, der schwierig mit dem transparenten leitfähigen Film zu bedecken ist.
In dem Flüssigkristallanzeigefeld, das in JP 4487318 B2 offenbart ist, werden ein Kontaktloch, das in dem Schutzisolationsfilm (Passivierungsfilm) (Kontaktloch im Schutzisolationsfilm) auszubilden ist, und ein Kontaktloch, das in einem planarisierten Film auszubilden ist, der aus einem organischen Film besteht und den Schutzisolationsfilm bedeckt (Kontaktloch im planarisierten Film), separat vorgesehen.
Folglich ist das Kontaktloch im planarisierten Film einwärts vom Kontaktloch im Schutzisolationsfilm ausgebildet und der transparente leitfähige Film ist auf der Seitenwand des Kontaktlochs im planarisierten Film und auf der Elektrodenoberfläche ausgebildet, wie in 5 gezeigt.
Gemäß einem Verfahren zur Herstellung des Flüssigkristallanzeigefeldes, das in JP 4487318 B2 offenbart ist, wird das Kontaktloch im planarisierten Film durch Trockenätzen ausgebildet. Insbesondere wird eine Resistmaske ausgebildet und die Selektivität zwischen dem Resist und dem planarisierten Film (Verhältnis zwischen den jeweiligen Ätzausmaßen) wird unter Bedingungen für das Trockenätzen eingestellt. Dies kann das Kontaktloch im planarisierten Film mit einer verjüngten Form (Form, bei der ein Öffnungsteil hinsichtlich der Fläche größer ist als der Boden) relativ leicht ausbilden. Diese Form erreicht eine vorteilhafte Beschichtungsleistung des transparenten leitfähigen Films. Das vorstehend erwähnte Verfahren kann auch ein Kontaktloch in einem planarisierten Film, der aus einem lichtempfindlichen Material besteht, mit derselben Form ausbilden.
In dem Flüssigkristallanzeigefeld, das in JP 4487318 B2 offenbart ist, kontaktieren jedoch ein Metallfilm als Elektrode des Dünnfilmtransistors und der planarisierte Film einander direkt, wie beispielsweise in 10 gezeigt. Der planarisierte Film, der aus einem organischen Film und dergleichen besteht, enthält eine geringe Menge an Wasser und dieses Wasser kann eine Korrosion des Metallfilms erzeugen. Außerdem weist der planarisierte Film auf dem Metallfilm im Allgemeinen keine starke Haftkraft auf, so dass er in einigen Fällen abgetrennt werden kann. Die Abtrennung des planarisierten Films kann einen Stufeneinschnitt des transparenten leitfähigen Films erzeugen.
Ein Material für den Metallfilm und jenes für den planarisierten Film sollten begrenzt werden, um die vorstehend erwähnten Probleme zu vermeiden. Folglich ist es bevorzugt, dass der Schutzisolationsfilm den Metallfilm von oben bedeckt, um einen Kontakt zwischen dem Metallfilm und dem planarisierten Film zu verhindern. Insbesondere wird der Schutzisolationsfilm mit der Absicht vorgesehen, Wasser abzuschirmen und die Haftkraft des planarisierten Films zu verbessern. Folglich ist ein Siliziumnitridfilm (SiN-Film) als Schutzisolationsfilm geeignet.
Vorzugsweise wird ein Kontaktloch im planarisierten Film auf dem Schutzisolationsfilm ausgebildet, um einen Kontakt zwischen dem Metallfilm und dem planarisierten Film zu verhindern.
Ein SiN-Film wird mit einer hohen Ätzrate geätzt. Wenn der Schutzisolationsfilm aus dem vorstehend erwähnten Grund aus dem SiN-Film besteht, wird daher das Kontaktloch im Schutzisolationsfilm mit einer aufrechten Form ausgebildet und kann nicht leicht mit einer verjüngten Form ausgebildet werden, im Gegensatz zum Kontaktloch im planarisierten Film.
Außerdem kann eine Oberfläche des Metallfilms am Boden des Kontaktlochs aufgeraut werden, so dass ein Spalt (eine Kerbe) im äußeren Umfang des Bodens des Kontaktlochs erzeugt wird. In diesem Fall kann die Beschichtungsleistung des transparenten leitfähigen Films am Spalt verschlechtert werden, wodurch ein Stufeneinschnitt des transparenten leitfähigen Films erzeugt wird, der zur Wahrscheinlichkeit eines Anzeigeausfalls führt.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Flüssigkristallanzeigefeld und ein Verfahren zur Herstellung desselben zu schaffen, das in der Lage ist, einen Stufeneinschnitt eines transparenten leitfähigen Films innerhalb eines Kontaktlochs zu verhindern.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Flüssigkristallanzeigefeld mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch ein Verfahren zum Herstellen eines Flüssigkristallanzeigefelds mit den Merkmalen des Anspruchs 8. Die Unteransprüche haben bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung zum Inhalt.
In diesem Flüssigkristallanzeigefeld weist das erste Kontaktloch einen Boden und eine Innenseitenoberfläche auf, die mit dem ersten gestapelten Film bedeckt sind, der aus dem ersten transparenten leitfähigen Film, der aus demselben Material wie die untere Elektrode hergestellt ist, und dem zweiten transparenten leitfähigen Film, der aus demselben Material wie die obere Elektrode hergestellt ist, besteht. Dies kann einen Stufeneinschnitt eines transparenten leitfähigen Films innerhalb des ersten Kontaktlochs verhindern.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsformen der Erfindung anhand der Figuren. Von den Figuren zeigen:

1 eine Draufsicht, die eine planare Struktur eines Flüssigkristallanzeigefeldes einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 eine Draufsicht, die die Struktur eines Pixelteils in einem Anzeigebereich zeigt;
3 und 4 Schnittansichten, die jeweils eine Teilstruktur des Pixelteils zeigen;
5 bis 10 Schnittansichten, die jeweils einen Schritt zur Herstellung des Flüssigkristallanzeigefeldes der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen; und
11 und 12 jeweils ein Beispiel einer anderen Weise zur Anwendung der vorliegenden Erfindung.

In einer ersten bevorzugten Ausführungsform der nachstehend beschriebenen vorliegenden Erfindung wird die vorliegende Erfindung auf ein Flüssigkristallanzeigefeld eines FFS-Modus (Randfeldschaltmodus) angewendet.
<Vorrichtungsstruktur>
1 ist eine Draufsicht, die eine planare Struktur eines Flüssigkristallanzeigefeldes 100 einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. 1 ist eine schematische Ansicht, so dass sie keine tatsächliche Größe und dergleichen einer darin gezeigten Komponente widerspiegelt. Um eine Erschwerung zu verhindern, ist ein Teil abgesehen von jenen, die für die vorliegende Erfindung relevant sind, weggelassen, und einige von diesen relevanten Teilen sind in 1 vereinfacht.
Wie in 1 gezeigt, ist das Flüssigkristallanzeigefeld 100 breit in einen Anzeigebereich 101, in dem ein Bild angezeigt wird, und einen Rahmenbereich 102, der den Anzeigebereich 101 umgibt, unterteilt.
Der Anzeigebereich 101 umfasst mehrere Signalleitungen 103 und mehrere Abtastleitungen 104. Die Signalleitungen 103 und die Abtastleitungen 104 erstrecken sich senkrecht zueinander. Mehrere gemeinsame Verbindungen 105 sind parallel zu den Abtastleitungen 104 vorgesehen. Ein von benachbarten Signalleitungen 103 umgebener Bereich und die Abtastleitung 104 bilden einen Pixelteil. Folglich umfasst der Anzeigebereich 101 mehrere Pixelteile, die in einer Matrix angeordnet sind.
Ein Dünnfilmtransistor 106 ist an einem Schnittpunkt zwischen der Signalleitung 103 und der Abtastleitung 104 angeordnet. Ein einzelner Dünnfilmtransistor 106 ist in einem einzelnen Pixel vorgesehen.
Der Rahmenbereich 102 umfasst mehrere Montageanschlüsse 107, mit denen herausgeführte Verbindungen 110, die sich von den Signalleitungen 103 im Anzeigebereich 101 erstrecken, und herausgeführte Verbindungen 111, die sich von den Abtastleitungen 104 im Anzeigebereich 101 erstrecken, verbunden sind, und mehrere externe Verbindungsanschlüsse 1071, die mit den entsprechenden Montageanschlüssen 107 verbunden sind. Die gemeinsamen Verbindungen 105 sind im Rahmenbereich 102 verbunden und empfangen ein gemeinsames Potential.
Ein IC-Chip (integrierter Schaltungschip) 109 für die Signalsteuerung ist mit den entsprechenden Montageanschlüssen 107 verbunden. Verbindungssubstrate 108 wie z. B. FPCs (flexible gedruckte Schaltungen) sind mit den entsprechenden externen Verbindungsanschlüssen 1071 verbunden.
2 ist eine Draufsicht, die die Struktur der Pixelteile im Anzeigebereich 101 zeigt. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Struktur dessen, was TFT-Substrat genannt wird, so dass ein Farbfiltersubstrat, das gegenüber dem TFT-Substrat angeordnet ist, nicht beschrieben wird und in den Zeichnungen nicht gezeigt ist.
Wie in 2 gezeigt, umfassen die Pixelteile jeweils eine Pixelelektrode 91 und eine Gegenelektrode 71, die übereinander angeordnet sind. Eine Spannung wird zwischen der Pixelelektrode 91 und der Gegenelektrode 71 angelegt, um ein elektrisches Feld in einer Richtung zu erzeugen, die zum Flüssigkristallanzeigefeld 100 im Wesentlichen horizontal ist. Dies steuert Flüssigkristallmoleküle in einer horizontalen Richtung an, um eine Anzeige eines Bildes zu verwirklichen.
Um eine Anzeigespannung an die Pixelelektrode 91 auf der Basis von Signaldaten, die von außen eingegeben werden, anzulegen, ist der Dünnfilmtransistor 106 auf einem transparenten Isolationssubstrat (in 2 nicht gezeigt) auf der Unterseite der Pixelelektrode 91 und der Gegenelektrode 71 angeordnet.
Der Dünnfilmtransistor 106 weist eine Gateelektrode, die mit der Abtastleitung 104 verbunden ist, und eine Sourceelektrode, die mit der Signalleitung 103 verbunden ist, auf. Ein Schutzisolationsfilm (in 2 nicht gezeigt) ist auf dem transparenten Isolationssubstrat vorgesehen. Die Pixelelektrode 91 ist mit einer Drainelektrode (in 2 nicht gezeigt) über ein Kontaktloch 51 elektrisch verbunden, das im Schutzisolationsfilm ausgebildet ist. Die Gegenelektrode 71 ist mit der gemeinsamen Verbindung 105 über ein Kontaktloch 52, das im Schutzisolationsfilm ausgebildet ist, elektrisch verbunden.
Wenn ein Steuersignal über die Abtastleitung 104 in der vorstehend erwähnten Struktur geliefert wird, beginnt ein Strom von der Sourceelektrode in die Drainelektrode des Dünnfilmtransistors 106 zu fließen. Insbesondere wird eine auf der Basis von Signaldaten, die über die Signalleitung 103 geliefert werden, bestimmte Spannung an die Pixelelektrode 91 angelegt. Die Pixelelektrode 91 weist mehrere Schlitze auf, damit ein elektrisches Feld, das in Reaktion auf die auf der Basis der Signaldaten bestimmte Spannung erzeugt wird, ansteigt.
Die über die Signalleitung 103 gelieferten Signaldaten werden vom IC-Chip 109, der mit dem Montageanschluss 107 im Rahmenbereich 102 verbunden ist, oder vom Verbindungssubstrat 108, das mit dem externen Verbindungsanschluss 1071 verbunden ist, gegeben. Eine Spannung in Reaktion auf Anzeigedaten wird an die Pixelelektrode 91 angelegt.
Als nächstes wird die Struktur des Pixelteils im Querschnitt unter Verwendung von 3 und 4 beschrieben. Der Abschnitt (a) von 3 ist eine Schnittansicht entlang der Linie A-A von Pfeilen von 2. 4 ist eine Schnittansicht entlang der Linie B-B von Pfeilen von 2.
Wie im Abschnitt (a) von 3 gezeigt, ist eine Gateelektrode 11 in einem Bereich auf einem transparenten Isolationssubstrat 10 im Anzeigebereich 101 und dort, wo der Dünnfilmtransistor 106 ausgebildet ist, ausgebildet. Die Abtastleitung 104, die sich von der Gateelektrode 11 erstreckt, und eine gemeinsame Verbindungskontaktstelle 12, die sich von der gemeinsamen Verbindung 105 erstreckt, die parallel zur Abtastleitung 104 angeordnet ist, sind ferner auf dem transparenten Isolationssubstrat 10 im Anzeigebereich 101 ausgebildet.
Ein Gateisolationsfilm 2 ist so ausgebildet, dass er die Gateelektrode 11, die Abtastleitung 104, die gemeinsame Verbindung 105 und die gemeinsame Verbindungskontaktstelle 12 bedeckt. Ein SiN-Film kann beispielsweise als Gateisolationsfilm 2 verwendet werden.
Ein inselförmiger Halbleiterfilm 31 ist in einem Bereich über der Gateelektrode 11 so vorgesehen, dass er den Gateisolationsfilm 2 kontaktiert.
Der Halbleiterfilm 31 besteht aus irgendeinem von amorphem Silizium, mikrokristallinem Silizium und polykristallinem Silizium oder aus einem Siliziumhalbleiterfilm, einschließlich einer Kombination von gestapelten Schichten, die aus zwei oder mehreren dieser Materialien bestehen, oder aus einem Oxidhalbleiterfilm.
Der Halbleiterfilm 31 ist in einen Sourcebereich und einen Drainbereich unterteilt, während ein Kanal dazwischen definiert ist. Eine Sourceelektrode 41 und eine Drainelektrode 42 sind auf dem Source- bzw. dem Drainbereich ausgebildet.
Folglich besteht der Dünnfilmtransistor 106 aus der Gateelektrode 11, dem Halbleiterfilm 31 und der Source- und der Drainelektrode 41 und 42.
Die Signalleitung 103 (2), die aus einem Metallfilm besteht, der aus demselben Material wie die Source- und die Drainelektrode 41 und 42 hergestellt ist, ist auf dem Gateisolationsfilm 2 ausgebildet. Ein Schutzisolationsfilm 5 ist so ausgebildet, dass er den Dünnfilmtransistor 106 und die Signalleitung 103 von oben vollständig bedeckt.
Der Schutzisolationsfilm 5 ist ein anorganischer Isolationsfilm, der entweder ein einlagiger Film, der aus einem SiN-Film besteht, oder ein mehrlagiger Film (der aus einem SiO-Film und einem SiN-Film besteht) sein kann.
Ein planarisierter Film 6 ist auf dem Schutzisolationsfilm 5 ausgebildet. Der SiN-Film verhindert eine Verschlechterung der Eigenschaften des Dünnfilmtransistors 106 beispielsweise aufgrund von Wasser, das vom planarisierten Film 6 eintritt. Der planarisierte Film 6 kann weggelassen werden und nur der Schutzisolationsfilm 5, der aus dem SiN-Film besteht, kann vorgesehen sein.
Der planarisierte Film 6 besteht aus einem organischen Harzfilm, der hauptsächlich Acryl enthält, oder einem SOG-Film (Spin-on-Glass-Film). Der Grund ist Folgender. Rauschen von der Signalleitung 103 kann sich auf die Pixelelektrode 91 auswirken, so dass die Anzeigequalität verringert wird. Ein Acrylharzfilm oder ein SOG-Film weist eine Dielektrizitätskonstante ε von etwa drei bis vier auf, was niedriger ist als jene eines SiN-Films von sechs bis sieben. In dieser Weise verringert der Acrylharzfilm oder der SOG-Film einen parasitären Widerstand, wodurch die Unterdrückung des Einflusses durch das Rauschen ermöglicht wird.
Ein Acrylharz weist eine hohe Transparenz auf, kann mit niedrigen Kosten erhalten werden, ist leicht zu handhaben, da es als Beschichtungsfilm durch Auflösen in einem organischen Lösungsmittel aufbringbar wird, und kann bei einer relativ niedrigen Temperatur gesintert werden.
Ein SiO₂-Film, der durch einen Prozess wie z. B. einen CVD-Prozess oder Sputterprozess ausgebildet wird, weist eine Dielektrizitätskonstante ε ähnlich zu jener eines SOG-Films auf. Der SiO₂-Film kann jedoch nicht so leicht planarisiert werden wie der SiN-Film.
Die Gegenelektrode 71, die aus einem ersten transparenten leitfähigen Film besteht, der aus ITO (Indiumzinnoxid) oder IZO (Indiumzinkoxid) hergestellt ist, ist auf einer planaren Oberfläche des planarisierten Films 6 ausgebildet. Ein Zwischenschicht-Isolationsfilm 8 ist auf dem planarisierten Film 6 so ausgebildet, dass er die Gegenelektrode 71 bedeckt. Die Pixelelektrode 91, die aus einem zweiten transparenten leitfähigen Film besteht, der aus ITO oder IZO hergestellt ist, ist auf dem Zwischenschicht-Isolationsfilm 8 ausgebildet.
Das Kontaktloch 51 ist so ausgebildet, dass es den Schutzisolationsfilm 5 auf der Drainelektrode 42 durchdringt, so dass es die Drainelektrode 42 erreicht. Wie in 4 gezeigt, ist das Kontaktloch 52 ferner so ausgebildet, dass es den Gateisolationsfilm 2 und den Schutzisolationsfilm 5 über der gemeinsamen Verbindungskontaktstelle 12 durchdringt.
Wie im Abschnitt (a) von 3 bzw. 4 gezeigt, sind die Kontaktlöcher 51 und 52 im planarisierten Film 6 auf dem Schutzisolationsfilm 5 ausgebildet, damit Metallfilme wie z. B. die Drainelektrode 42 und die gemeinsame Verbindungskontaktstelle 12 den planarisierten Film 6 nicht direkt kontaktieren. Dies kann eine Korrosion von Metallfilmen, die die Drainelektrode 42 und die gemeinsame Verbindungskontaktstelle 12 bilden, aufgrund von Wasser im planarisierten Film 6 verhindern. Der Schutzisolationsfilm 5 ist an jeweiligen Innenseitenoberflächen der Kontaktlöcher 51 und 52 nahe den unteren Oberflächen davon freigelegt. Der planarisierte Film 6 ist an diesen Innenseitenoberflächen über dem Schutzisolationsfilm 5 freigelegt.
Wie in 4 gezeigt, ist die Gegenelektrode 71 mit der gemeinsamen Verbindungskontaktstelle 12 über den transparenten leitfähigen Film 72 elektrisch verbunden, der sich von der Gegenelektrode 71 und dem Kontaktloch 52 erstreckt. Insbesondere bedeckt der transparente leitfähige Film 72, der sich von der Gegenelektrode 71 erstreckt, die Innenseitenoberfläche des Kontaktlochs 52 und eine Oberfläche der gemeinsamen Verbindungskontaktstelle 12, die an der unteren Oberfläche des Kontaktlochs 52 freiliegt, wodurch die gemeinsame Verbindungskontaktstelle 12 und die Gegenelektrode 71 elektrisch verbunden werden.
Die Gegenelektrode 71 ist ferner über ein Kontaktloch 82 im Zwischenschicht-Isolationsfilm 8, der über dem Kontaktloch 52 ausgebildet ist, mit einem transparenten leitfähigen Film 93, der aus demselben Material wie die Pixelelektrode 91 hergestellt ist und in derselben Schicht wie die Pixelelektrode 91 ausgebildet ist, elektrisch verbunden. Insbesondere bedeckt der transparente leitfähige Film 93 den transparenten leitfähigen Film 72 von oben, der die innere Oberfläche des Kontaktlochs 52 bedeckt, so dass die Innenseitenoberfläche und der Boden des Kontaktlochs 52 mit einem gestapelten Film bedeckt sind, der aus den transparenten leitfähigen Filmen 72 und 93 besteht.
Der transparente leitfähige Film 93 und die Pixelelektrode 91 sind elektrisch unabhängig, so dass sie nicht elektrisch miteinander verbunden sind.
Wie im Abschnitt (b) von 3 gezeigt, ist ein transparenter leitfähiger Film 73, der aus demselben Material wie die Gegenelektrode 71 hergestellt ist und in derselben Schicht wie die Gegenelektrode 71 ausgebildet ist, so ausgebildet, dass er die Innenseitenoberfläche des Kontaktlochs 51 und eine Oberfläche der Drainelektrode 42 bedeckt, die am Boden des Kontaktlochs 51 freiliegt.
Der transparente leitfähige Film 73 und die Gegenelektrode 71 sind elektrisch unabhängig, so dass sie nicht elektrisch miteinander verbunden sind.
Die Pixelelektrode 91 ist über ein Kontaktloch 82 im Zwischenschicht-Isolationsfilm 8, der über dem Kontaktloch 51 ausgebildet ist, mit dem transparenten leitfähigen Film 73, der die innere Oberfläche des Kontaktlochs 51 bedeckt, elektrisch verbunden, wodurch die Pixelelektrode 91 und die Drainelektrode 42 elektrisch verbunden sind. Insbesondere bedeckt ein transparenter leitfähiger Film 92, der sich von der Pixelelektrode 91 erstreckt, die Innenseitenoberfläche des Kontaktlochs 81 und bedeckt ferner den transparenten leitfähigen Film 73 von oben, der die innere Oberfläche des Kontaktlochs. 51 bedeckt. Folglich sind die Innenseitenoberfläche und der Boden des Kontaktlochs 51 mit einem gestapelten Film bedeckt, der aus den transparenten leitfähigen Filmen 73 und 92 besteht.
Die Kontaktlöcher 81 und 82 im Zwischenschicht-Isolationsfilm 8 sind so ausgebildet, dass sie Öffnungen aufweisen, die größer sind als jene der Kontaktlöcher 51 bzw. 52 im Schutzisolationsfilm 5.
Folglich kann die innere Oberfläche des Kontaktlochs 52 mit einem gestapelten Film bedeckt sein, der aus den transparenten leitfähigen Filmen 72 und 93 besteht, und die innere Oberfläche des Kontaktlochs 51 kann mit einem gestapelten Film bedeckt sein, der aus den transparenten leitfähigen Filmen 73 und 92 besteht.
Ein transparenter leitfähiger Film wird angesichts des Bedarfs der Erhöhung von dessen Transparenz als dünner Film mit einer Dicke von 100 nm oder weniger ausgebildet. Folglich ist es bevorzugt, dass ein Kontaktloch eine verjüngte Form im Querschnitt aufweist, um die Beschichtungsleistung des transparenten leitfähigen Films zu verbessern. Die Kontaktlöcher 51 und 52 werden im Allgemeinen durch Trockenätzen ausgebildet. Die Kontaktlöcher 51 und 52 werden gleichzeitig durch Ätzen durch verschiedene Filmdicken hindurch ausgebildet. Daher sollte die Ätzzeit gesteuert werden, damit das Kontaktloch 52 durch Ätzen durch eine größere Dicke hindurch ausgebildet wird. Dies macht es schwierig, die Kontaktlöcher 51 und 52 mit einer verjüngten Form auszubilden.
Die jeweiligen Oberflächen der Drainelektrode 42 und der gemeinsamen Verbindungskontaktstelle 12 sollten an den jeweiligen Böden des Kontaktlochs 51 und 52 freigelegt werden. Es ist wahrscheinlich, dass das Trockenätzen die jeweiligen Oberflächen dieser Metallfilme übermäßig in einer Dickenrichtung ätzt, so dass die Oberflächen dieser Metallfilme im Vergleich zu deren Bedingungen zum Zeitpunkt ihrer Abscheidung rau werden.
Einer Oberfläche eines Metallfilms, die eine Grenzfläche mit dem Schutzisolationsfilm 5 bildet, der aus einem SiN-Film besteht, kann ein Spalt (eine Kerbe) verliehen werden, der im äußeren Umfang eines Kontaktlochs direkt unter dem Schutzisolationsfilm 5 erzeugt wird. Dies verringert die Beschichtungsleistung eines transparenten leitfähigen Films, der in einem anschließenden Schritt ausgebildet werden soll. In diesem Fall kann ein resultierender leitfähiger Film ein sehr dünner Film werden, was zur Wahrscheinlichkeit eines Stufeneinschnitts des transparenten leitfähigen Films führt.
Der Abschnitt (b) von 3 zeigt einen Bereich „X“ in einer vergrößerten Weise, einschließlich der Bodenoberfläche des Kontaktlochs 51 und seiner Nähe, der im Abschnitt (a) von 3 gezeigt ist. Wie im Abschnitt (b) von 3 gezeigt, steht die Innenseitenoberfläche des Schutzisolationsfilms 5 geringfügig weiter in Richtung der Innenseite des Kontaktlochs 51 vor als die Innenseitenoberfläche des planarisierten Films 6. Dies dient dem Grund, dass, wenn der Schutzisolationsfilm 5 unter Verwendung eines Kontaktlochs, das im planarisierten Film 6 ausgebildet ist, als Ätzmaske trockengeätzt wird, die Innenseitenoberfläche des planarisierten Films 6 geringfügig geätzt wird, so dass sie vertieft wird, wodurch veranlasst wird, dass der Schutzisolationsfilm 5 in Richtung der Innenseite des Kontaktlochs vorsteht.
Die Oberfläche der Drainelektrode 42 wird infolge des Trockenätzens mit dem Kontaktloch aufgeraut. Dieses Trockenätzen ätzt den Schutzisolationsfilm 5 tiefer, so dass Kerben (durch Pfeile angegeben) erzeugt werden, was den Boden mit einer „umgekehrten“ verjüngten Form ausbildet.
Wenn nur einer der transparenten leitfähigen Filme 73 und 92 ausgebildet wird, wird eine Filmdicke an den gekerbten Teilen des Bodens dünn. In diesem Fall kann leicht ein Stufeneinschnitt erzeugt werden. In dieser bevorzugten Ausführungsform wird der gestapelte Film, der aus den transparenten leitfähigen Filmen 73 und 92 besteht, ausgebildet. Folglich kann eine große Filmdicke an den gekerbten Teilen aufrechterhalten werden, was es möglich macht, einen Stufeneinschnitt zu verhindern.
<Herstellungsverfahren>
Ein Verfahren zur Herstellung des Flüssigkristallanzeigefeldes 100 dieser bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird als nächstes unter Verwendung von 5 bis 9 beschrieben, während auf 1 und 2 Bezug genommen wird. Im Herstellungsverfahren des Flüssigkristallanzeigefeldes werden die Anzeige- und Rahmenbereiche gleichzeitig ausgebildet. Unterdessen ist das nachstehend beschriebene Herstellungsverfahren auf die Ausbildung des Anzeigebereichs gerichtet.
Zuerst wird ein erster Metallfilm durch einen Sputterprozess auf einer Hauptoberfläche (vorderen Oberfläche) des transparenten Isolationssubstrats 10 abgeschieden, das beispielsweise aus einem Glassubstrat besteht. Beispiele eines Materials für den ersten Metallfilm umfassen Aluminium (Al), eine Legierung, die Aluminium enthält, Molybdän (Mo) und Chrom (Cr).
Dann wird ein Photoresist, der aus einem lichtempfindlichen Harz besteht, auf den ersten Metallfilm beispielsweise durch Aufschleudern aufgebracht. Der aufgebrachte Photoresist wird einem ersten Photolithographieschritt mit Belichtung und Entwicklung unterzogen, wodurch der Photoresist zu einer erwünschten Form strukturiert wird. Unter Verwendung dieses Photoresists als Ätzmaske wird dann der erste Metallfilm zu einem gewünschten Muster geätzt. Als nächstes wird das Photoresistmuster entfernt, wodurch die Gateelektrode 11 des Abschnitts (a) von 5 und die gemeinsame Verbindungskontaktstelle 12 des Abschnitts (b) von 5 ausgebildet werden, und gleichzeitig die Abtastleitung 104 (2) und die gemeinsame Verbindung 105 (2) ausgebildet werden. Im Rahmenbereich 102 (1) werden ferner die herausgeführten Verbindungen 111, die sich von den Abtastleitungen 104 erstrecken, ein Bündel der gemeinsamen Verbindungen 105 und die Montageanschlüsse 107 (1), die mit den herausgeführten Verbindungen 111 verbunden sind, ausgebildet.
Als nächstes werden der Gateisolationsfilm 2 und ein Halbleiterfilm nacheinander in dieser Reihenfolge durch einen Plasma-CVD-Prozess abgeschieden, um das transparente Isolationssubstrat 10 vollständig zu bedecken, auf dem die Gateelektrode 11 und die gemeinsame Verbindungskontaktstelle 12 ausgebildet sind. Der Gateisolationsfilm 2 besteht aus einem SiN-Film und der Halbleiterfilm besteht aus irgendeinem von amorphem Silizium, mikrokristallinem Silizium und polykristallinem Silizium oder aus einem Siliziumhalbleiterfilm, der aus zwei oder mehr dieser Materialien hergestellt ist, oder aus einem Oxidhalbleiterfilm.
Ein Photoresist, der aus einem lichtempfindlichen Harz besteht, wird auf den Halbleiterfilm beispielsweise durch Aufschleudern aufgebracht. Der aufgebrachte Photoresist wird einem zweiten Photolithographieschritt mit Belichtung und Entwicklung unterzogen, wodurch der Photoresist zu einer gewünschten Form strukturiert wird. Unter Verwendung dieses Photoresists als Ätzmaske wird als nächstes der Halbleiterfilm geätzt, um den inselförmigen Halbleiterfilm 31 mit dem Source-, dem Kanal- und dem Drainbereich auszubilden, wie im Abschnitt (a) von 5 gezeigt.
Dann wird ein zweiter Metallfilm durch einen Sputterprozess abgeschieden, um den ganzen Gateisolationsfilm 2 von oben, einschließlich des Halbleiterfilms 31, zu bedecken. Beispiele eines Materials für den zweiten Metallfilm umfassen Aluminium (Al), eine Legierung, die Aluminium enthält, Molybdän (Mo) und Chrom (Cr).
Dann wird ein Photoresist, der aus lichtempfindlichem Harz besteht, auf den zweiten Metallfilm beispielsweise durch Aufschleudern aufgebracht. Der aufgebrachte Photoresist wird einem dritten Photolithographieschritt mit Belichtung und Entwicklung unterzogen, wodurch der Photoresist zu einer gewünschten Form strukturiert wird. Unter Verwendung dieses Photoresists als Ätzmaske wird als nächstes der zweite Metallfilm zu einem gewünschten Muster geätzt. Dann wird das Photoresistmuster entfernt, wodurch die Sourceelektrode 41 auf dem Sourcebereich des Halbleiterfilms 31 ausgebildet wird, wie im Abschnitt (a) von 5 gezeigt, und gleichzeitig die Signalleitung 103 ausgebildet wird, die sich von der Sourceelektrode 41 erstreckt, und die Drainelektrode 42 auf dem Drainbereich ausgebildet wird. Im Rahmenbereich 102 (1) werden ferner die herausgeführten Verbindungen 110, die sich von den Signalleitungen 103 erstrecken, die Montageanschlüsse 107 (1), die mit den herausgeführten Verbindungen 110 verbunden sind, und die externen Verbindungsanschlüsse 1071 (1) ausgebildet.
Wie im Abschnitt (a) von 6 und Abschnitt (b) von 6 gezeigt, wird als nächstes ein SiN-Film durch einen Plasma-CVD-Prozess abgeschieden, um das ganze transparente Isolationssubstrat 10 zu bedecken, auf dem die vorstehend erwähnten Strukturen ausgebildet sind, wodurch der Schutzisolationsfilm 5 ausgebildet wird.
Dann wird ein organisches Harz, das hauptsächlich Acryl und dergleichen enthält, als lichtempfindliches Harz auf den Schutzisolationsfilm 5 beispielsweise durch Aufschleudern aufgebracht, um den planarisierten Film 6 auszubilden. Der planarisierte Film 6 wird einem vierten Photolithographieschritt mit Belichtung und Entwicklung unterzogen, wodurch ein Kontaktloch 511 und ein Kontaktloch 512 im planarisierten Film 6 strukturiert werden, wie im Abschnitt (a) von 6 bzw. Abschnitt (b) von 6 gezeigt.
Insbesondere wird das Kontaktloch 511 so ausgebildet, dass es eine Position über der Drainelektrode 42 auf dem Halbleiterfilm 31 und vom Halbleiterfilm 31 entfernt erreicht. Das Kontaktloch 521 wird so ausgebildet, dass es eine Position über der gemeinsamen Verbindungskontaktstelle 12 erreicht. Obwohl in den Zeichnungen nicht gezeigt, werden Kontaktlöcher auch so ausgebildet, dass sie jeweilige Positionen über den herausgeführten Verbindungen 110 und den herausgeführten Verbindungen 111 im Rahmenbereich 102 erreichen.
Als nächstes wird der Schutzisolationsfilm 5 über das Kontaktloch 511 unter Verwendung des planarisierten Films 6 als Ätzmaske trockengeätzt, wodurch das Kontaktloch 51 ausgebildet wird, das die Oberfläche der Drainelektrode 42 erreicht, wie im Abschnitt (a) von 7 gezeigt. Der Schutzisolationsfilm 5 und der Gateisolationsfilm 2 werden über das Kontaktloch 52 trockengeätzt, wodurch das Kontaktloch 52 ausgebildet wird, das die Oberfläche der gemeinsamen Verbindungskontaktstelle 12 erreicht, wie im Abschnitt (b) von 7 gezeigt. Obwohl in den Zeichnungen nicht gezeigt, werden Kontaktlöcher auch so ausgebildet, dass sie jeweilige Positionen über den herausgeführten Verbindungen 110 und den herausgeführten Verbindungen 111 im Rahmenbereich 102 erreichen.
Die Kontaktlöcher 51 und 52 werden gleichzeitig durch Ätzen durch verschiedene Filmdicken hindurch ausgebildet. Daher wird die Ätzzeit gesteuert, damit das Kontaktloch 52 durch Ätzen durch eine größere Dicke hindurch ausgebildet wird, so dass das Ätzen für das Kontaktloch 52 innerhalb derselben Zeit wie für das Kontaktloch 51 beendet wird. Die Kontaktlöcher 51 und 52 werden mit einer aufrechten Form und vorzugsweise mit einer verjüngten Form im Querschnitt ausgebildet.
Die Ätzzeit wird derart gesteuert, dass die jeweiligen Oberflächen der Drainelektrode 42 und der gemeinsamen Verbindungskontaktstelle 12 an den Böden der Kontaktlöcher 51 bzw. 52 freigelegt werden. Im Allgemeinen wird die Ätzzeit mit einer Toleranz in Anbetracht von Variationen der Ätzgeschwindigkeit oder Variationen der Filmdicke bestimmt. Insbesondere geht das Ätzen so weit vor sich, dass ein Niveau an Überätzen erreicht wird. Folglich ist es wahrscheinlich, dass Trockenätzen eine Oberfläche eines Metallfilms mehr als erforderlich in einer Dickenrichtung ätzt, um die Oberfläche des Metallfilms im Vergleich zur Bedingung davon zum Zeitpunkt seiner Abscheidung aufzurauen. Gleichzeitig kann der Oberfläche des Metallfilms, die eine Grenzfläche mit einem SiN-Film bildet, ein Spalt (eine Kerbe) verliehen werden, die im äußeren Umfang eines Kontaktlochs direkt unter dem SiN-Film erzeugt wird.
Nachdem die Kontaktlöcher 51 und 52 ausgebildet sind, wird der planarisierte Film 6 nicht entfernt, sondern er bleibt als Teil des Schutzisolationsfilms 5, wie im Abschnitt (a) von 8 und Abschnitt (b) von 8 gezeigt.
Als nächstes wird der erste transparente leitfähige Film durch einen Sputterprozess abgeschieden, um den ganzen planarisierten Film 6 von oben zu bedecken. Der erste transparente leitfähige Film kann aus ITO oder IZO hergestellt werden.
Der erste transparente leitfähige Film wird so abgeschieden, dass er einen planaren Bereich in der Oberfläche des planarisierten Films 6 und die jeweiligen inneren Oberflächen der Kontaktlöcher 51 und 52 bedeckt.
Dann wird ein Photoresist, der aus einem lichtempfindlichen Harz besteht, auf den planarisierten Film 6 beispielsweise durch Aufschleudern aufgebracht. Der aufgebrachte Photoresist wird einem fünften Photolithographieschritt mit Belichtung und Entwicklung unterzogen, wodurch der Photoresist zu einer erwünschten Form strukturiert wird. Unter Verwendung dieses Photoresists als Ätzmaske wird als nächstes der erste transparente leitfähige Film geätzt. Dann wird das Photoresistmuster entfernt, wodurch die Gegenelektrode 71 im planaren Bereich in der Oberfläche des planarisierten Films 6 strukturiert wird und der transparente leitfähige Film 73 auf der inneren Oberfläche des Kontaktlochs 51 und einer Umgebung dieser inneren Oberfläche ausgebildet wird, wie im Abschnitt (a) von 8 gezeigt. Der transparente leitfähige Film 73 ist von der Gegenelektrode 71 elektrisch unabhängig. Ferner wird der transparente leitfähige Film 72, der sich von der Gegenelektrode 71 erstreckt, so ausgebildet, dass er die innere Oberfläche des Kontaktlochs 52 bedeckt, wie im Abschnitt (b) von 8 gezeigt.
Als nächstes wird ein SiN-Film durch einen Plasma-CVD-Prozess abgeschieden, um den ganzen planarisierten Film 6 von oben zu bedecken, auf dem die Gegenelektrode 71 ausgebildet ist, wodurch der Zwischenschicht-Isolationsfilm 8 ausgebildet wird.
Zu diesem Zeitpunkt wird der SiN-Film bei einer Temperatur abgeschieden, die die Wärmebeständigkeitstemperatur des planarisierten Films 6 nicht überschreitet. Wenn der planarisierte Film 6 aus einem Acrylharz besteht, wird der SiN-Film insbesondere bei einer Temperatur von etwa 220 °C oder weniger abgeschieden.
Dann wird ein Photoresist, der aus einem lichtempfindlichen Harz besteht, auf den Zwischenschicht-Isolationsfilm 8 beispielsweise durch Aufschleudern aufgebracht. Der aufgebrachte Photoresist wird einem sechsten Photolithographieschritt mit Belichtung und Entwicklung unterzogen, wodurch der Photoresist zu einer erwünschten Form strukturiert wird. Unter Verwendung dieses Photoresists als Ätzmaske wird als nächstes der Zwischenschicht-Isolationsfilm 8 trockengeätzt. Dann wird das Photoresistmuster entfernt, wodurch das Kontaktloch 81 kontinuierlich mit dem oberen Teil des Kontaktlochs 51 ausgebildet wird, wie im Abschnitt (a) von 9 gezeigt, und das Kontaktloch 82 kontinuierlich mit dem oberen Teil des Kontaktlochs 52 ausgebildet wird, wie im Abschnitt (b) von 9 gezeigt.
Die Kontaktlöcher 81 und 82 werden so ausgebildet, dass sie Öffnungen aufweisen, die größer sind als jene der Kontaktlöcher 51 und 52 unter den Kontaktlöchern 81 bzw. 82. Der Zwischenschicht-Isolationsfilm 8 weist eine gleichmäßige Dicke auf. Folglich ist es erwünscht, dass die Kontaktlöcher 81 und 82 durch Steuern der Ätzbedingungen mit einer verjüngten Form ausgebildet werden.
Die transparenten leitfähigen Filme 73 und 72 existieren unter den Kontaktlöchern 81 bzw. 82. Folglich fungieren die transparenten leitfähigen Filme 73 und 72 als Stoppschichten während des Trockenätzens, wodurch eine Beschädigung am zu erzeugenden planarisierten Film 6 während des Ätzens verhindert wird.
Als nächstes wird der zweite transparente leitfähige Film durch einen Sputterprozess abgeschieden, um den ganzen Zwischenschicht-Isolationsfilm 8 von oben zu bedecken. Der zweite transparente leitfähige Film kann aus ITO oder IZO bestehen.
Der zweite transparente leitfähige Film wird so, dass er den planaren Bereich in der Oberfläche des Zwischenschicht-Isolationsfilms 8 bedeckt, auf den jeweiligen inneren Oberflächen der Kontaktlöcher 81 und 51, die miteinander kontinuierlich sind, und auf den jeweiligen inneren Oberflächen der Kontaktlöcher 82 und 52, die miteinander kontinuierlich sind, abgeschieden.
Dann wird ein Photoresist, der aus einem lichtempfindlichen Harz besteht, auf den Zwischenschicht-Isolationsfilm 8 beispielsweise durch Aufschleudern aufgebracht. Der aufgebrachte Photoresist wird einem siebten Photolithographieschritt mit Belichtung und Entwicklung unterzogen, wodurch der Photoresist zu einer gewünschten Form strukturiert wird. Unter Verwendung dieses Photoresists als Ätzmaske wird als nächstes der zweite transparente leitfähige Film geätzt. Dann wird das Photoresistmuster entfernt, wodurch die Pixelelektrode 91 mit Schlitzen über der Gegenelektrode 71 ausgebildet wird. Ferner bedeckt der transparente leitfähige Film 92, der sich von der Pixelelektrode 91 erstreckt, die Innenseitenoberfläche des Kontaktlochs 81. Der transparente leitfähige Film 92 bedeckt ferner den transparenten leitfähigen Film 73 von oben, der die innere Oberfläche des Kontaktlochs 51 bedeckt. Folglich werden die Innenseitenoberfläche und der Boden des Kontaktlochs 51 mit dem gestapelten Film bedeckt, der aus den transparenten leitfähigen Filmen 73 und 92 besteht, wie im Abschnitt (a) von 10 gezeigt.
Wie im Abschnitt (b) von 10 gezeigt, bedeckt ferner der transparente leitfähige Film 93, der von der Pixelelektrode 91 elektrisch unabhängig ist, die Innenseitenoberfläche des Kontaktlochs 82. Der transparente leitfähige Film 93 bedeckt ferner den transparenten leitfähigen Film 72 von oben, der die innere Oberfläche des Kontaktlochs 52 bedeckt. Folglich sind die Innenseitenoberfläche und der Boden des Kontaktlochs 52 mit dem gestapelten Film bedeckt, der aus den transparenten leitfähigen Filmen 72 und 93 besteht.
Wie vorstehend beschrieben, sind im Flüssigkristallanzeigefeld 100 dieser bevorzugten Ausführungsform, damit die Drainelektrode 42 und die gemeinsame Verbindungskontaktstelle 12 den planarisierten Film 6 nicht kontaktieren, die jeweiligen inneren Oberflächen der Kontaktlöcher 51 und 52, die im planarisierten Film 6 auf dem Schutzisolationsfilm 5 ausgebildet sind, jeweils mit einem gestapelten Film bedeckt, der aus transparenten leitfähigen Filmen besteht. Dies kann eine Korrosion der Metallfilme der Drainelektrode 42 und der gemeinsamen Verbindungskontaktstelle 12 aufgrund von Wasser im planarisierten Film 6 verhindern.
Metallfilme wie z. B. die Drainelektrode 42 und die gemeinsame Verbindungskontaktstelle 12 kontaktieren den planarisierten Film 6 nicht direkt. Folglich kann der planarisierte Film 6 aus einem Acrylharz hergestellt werden, das keine starke Kraft zum Kontakt mit einem Metallfilm aufweist.
Ein Acrylharz wird als Beschichtungsfilm durch Auflösen in einem organischen Lösungsmittel aufbringbar und kann bei einer relativ niedrigen Temperatur gesintert werden, so dass die Kontaktlöcher 51 und 52 gleichzeitig unter Verwendung eines Kontaktlochmusters im planarisierten Film 6 ausgebildet werden können. Dies ermöglicht die Verringerung von Herstellungsschritten.
Die Kontaktlöcher 51 und 52 werden durch Trockenätzen des Schutzisolationsfilms 5 über die Kontaktlöcher 511 bzw. 512 unter Verwendung des planarisierten Films 6 als Ätzmaske ausgebildet. Dies ermöglicht die Verringerung einer erforderlichen Ausrichtungstoleranz im Vergleich zu jener, die zum separaten Ausbilden von Kontaktlöchern erforderlich ist. Folglich können die Kontaktlöcher in kleineren Bereichen ausgebildet werden. Dies kann eine von den Kontaktlöchern in einem Anzeigebereich belegte Fläche verkleinern, um ein Öffnungsverhältnis zu erhöhen, wodurch verbesserte Anzeigeeigenschaften erreicht werden.
Die jeweiligen inneren Oberflächen der Kontaktlöcher 51 und 52 werden jeweils mit einem gestapelten Film bedeckt, der aus transparenten leitfähigen Filmen besteht. Selbst wenn der Schutzisolationsfilm 5 an den Innenseitenoberflächen der Kontaktlöcher 51 und 52 im planarisierten Film 6 vorsteht, so dass ein Spalt (eine Kerbe) im äußeren Umfang eines Kontaktlochs direkt unter dem Schutzisolationsfilm 5 erzeugt wird, wird folglich die Erzeugung eines Stufeneinschnitts unterdrückt, so dass die elektrischen Eigenschaften eines transparenten leitfähigen Films stabilisiert werden können, wodurch eine Anzeige mit hoher Qualität erreicht wird.
<Erstes Beispiel einer anderen Weise zur Anwendung>
Im vorstehend erwähnten Beispiel wird die vorliegende Erfindung auf ein Kontaktloch angewendet, das im Anzeigeberiech 101 eines Flüssigkristallanzeigefeldes ausgebildet wird. Die vorliegende Erfindung ist auch auf ein Kontaktloch anwendbar, das im Rahmenbereich 102 ausgebildet wird.
Die herausgeführten Verbindungen 110 und 111, die sich von der Signalleitung 103 bzw. der Abtastleitung 104 im Anzeigebereich 101 erstrecken, werden im Rahmenbereich 102 ausgebildet. Kontaktlöcher können so ausgebildet werden, dass sie Teile der herausgeführten Verbindungen 110 und 111 erreichen, und Verbindungen, die aus demselben Material wie der erste oder zweite transparente leitfähige Film bestehen und in derselben Schicht wie der erste oder zweite transparente leitfähige Film ausgebildet sind, können über diese Kontaktlöcher verbunden werden. Die vorliegende Erfindung ist auf solche Kontaktlöcher anwendbar.
Ein erstes Beispiel einer anderen Weise zur Anwendung der vorliegenden Erfindung wird als nächstes unter Verwendung von 11 beschrieben. 11 ist eine Schnittansicht, die eine Verbindungsstruktur zwischen Verbindungen zeigt. Im Rahmenbereich 102 können sich die herausgeführten Verbindungen 110 und 111, die sich von der Signalleitung 103 bzw. der Abtastleitung 104 im Anzeigebereich 101 erstrecken, beispielsweise kreuzen oder können elektrisch miteinander verbunden sein. Diese elektrische Verbindung kann über die im planarisierten Film 6 ausgebildeten Kontaktlöcher 51 und 52 hergestellt werden.
11 zeigt eine beispielhafte Struktur, bei der die herausgeführten Verbindungen 110 und 111, die sich von der Signalleitung 103 bzw. der Abtastleitung 104 erstrecken, über die transparenten leitfähigen Filme 73 und 93 elektrisch verbunden sind.
Mit Bezug auf 11 sind die Kontaktlöcher 51 und 52 so ausgebildet, dass sie obere Teile der herausgeführten Verbindungen 110 bzw. 111 erreichen. Die Kontaktlöcher 81 und 82, die den Zwischenschicht-Isolationsfilm 8 durchdringen, sind über den Kontaktlöchern 51 bzw. 52 ausgebildet.
Die jeweiligen inneren Oberflächen der Kontaktlöcher 81 und 51, die miteinander kontinuierlich sind, sind mit einem gestapelten Film bedeckt, der aus den transparenten leitfähigen Filmen 73 und 93 besteht, und die jeweiligen inneren Oberflächen der Kontaktlöcher 82 und 52, die miteinander kontinuierlich sind, sind mit einem gestapelten Film bedeckt, der aus den transparenten leitfähigen Filmen 73 und 93 besteht. Ferner sind der transparente leitfähige Film 73 in den kontinuierlichen Kontaktlöchern 81 und 51 und der transparente leitfähige Film 73 in den kontinuierlichen Kontaktlöchern 82 und 52 über den transparenten leitfähigen Film 73 auf dem planarisierten Film 6 verbunden.
Der transparente leitfähige Film 93 in den kontinuierlichen Kontaktlöchern 81 und 51 und der transparente leitfähige Film 93 in den kontinuierlichen Kontaktlöchern 82 und 52 sind über den transparenten leitfähigen Film 93 auf dem Zwischenschicht-Isolationsfilm 8 verbunden.
Die vorstehend erwähnte parallele Verbindung zwischen den Verbindungen, die aus den transparenten leitfähigen Filmen bestehen, kann einen Verbindungswiderstand verringern. Ferner können die Verbindungen im Rahmenbereich 102 in denselben Schritten wie dem Schritt zur Herstellung der Kontaktlöcher und dem Schritt zur Herstellung der transparenten leitfähigen Filme im Anzeigebereich 101 verbunden werden. Dies kann die Herstellungsschritte im Vergleich zu dem Fall, in dem die Verbindungen im Rahmenbereich 102 in einem anderen Herstellungsschritt verbunden werden, verringern.
<Zweites Beispiel einer anderen Weise zur Anwendung>
Die Montageanschlüsse 107 werden an jeweiligen Enden der herausgeführten Verbindungen 110 und 111 ausgebildet und die externen Verbindungsanschlüsse 1071 werden mit den Montageanschlüssen 107 verbunden. Die vorliegende Erfindung ist auch auf Kontaktlöcher anwendbar, die die Montageanschlüsse 107 und die externen Verbindungsanschlüsse 1071 erreichen.
Durch Ausbilden der Kontaktlöcher im Rahmenbereich 102 mit derselben Form wie jener der Kontaktlöcher im Anzeigebereich 101 können die Ausbeute und Zuverlässigkeit eines ganzen Flüssigkristallanzeigefeldes verbessert werden.
Ein zweites Beispiel einer anderen Weise zur Anwendung der vorliegenden Erfindung wird als nächstes unter Verwendung von 12 beschrieben. Im Rahmenbereich 102 werden die Montageanschlüsse 107 an jeweiligen Endabschnitten der herausgeführten Verbindungen 110 und 111 ausgebildet, die sich von der Signalleitung 103 bzw. der Abtastleitung 104 im Anzeigebereich 101 erstrecken. Der IC-Chip 109 für die Signalsteuerung wird mit den Montageanschlüssen 107 verbunden.
12 zeigt eine Verbindungsstruktur zwischen den Montageanschlüssen 107 und dem IC-Chip 109. Die Montageanschlüsse 107 und die Elektrodenanschlüsse 1091 des IC-Chips 109 werden über die transparenten leitfähigen Filme 73 und 92 elektrisch verbunden.
Mit Bezug auf 12 werden die Kontaktlöcher 52 so ausgebildet, dass sie obere Teile der Montageanschlüsse 107 erreichen. Die Kontaktlöcher 82, die den Zwischenschicht-Isolationsfilm 8 durchdringen, werden über den entsprechenden Kontaktlöchern 52 ausgebildet.
Die jeweiligen inneren Oberflächen der Kontaktlöcher 82 und 52, die miteinander kontinuierlich sind, werden mit einem gestapelten Film bedeckt, der aus den transparenten leitfähigen Filmen 73 und 93 besteht.
Höcker 1092, die aus Harz enthaltenden leitfähigen Partikeln bestehen, sind so vorgesehen, dass sie mit den Elektrodenanschlüssen 1091 des IC-Chips 109 verbunden sind. Der IC-Chip 109 ist derart angeordnet, dass die Höcker 1092 die Innenseiten der Kontaktlöcher 82, deren innere Oberflächen mit dem transparenten leitfähigen Film 93 bedeckt sind, kontaktieren. Der IC-Chip 109 wird unter Druck gebondet, um die Höcker 1092 abzuflachen, wodurch der IC-Chip 109 am Flüssigkristallanzeigefeld 100 montiert wird.
In dieser Weise werden die Montageanschlüsse 107 und die Elektrodenanschlüsse 1091 des IC-Chips 109 über die Kontaktlöcher genau wie jene im Anzeigebereich 101 elektrisch verbunden. Dies erhöht die mechanische Festigkeit der Kontaktlöcher, um eine höhere Festigkeit während des Druckbondens des IC-Chips 109 zu erreichen.
Die Montageanschlüsse 107 bestehen aus demselben Metallfilm wie die Signalleitung 103 oder die Abtastleitung 104 und sind mit einem transparenten leitfähigen Film bedeckt, um deren Korrosion aufgrund von Feuchtigkeit (Wasser) in Umgebungsluft zu unterdrücken. Die Montageanschlüsse 107 sind mit einem gestapelten Film bedeckt, der aus den transparenten leitfähigen Filmen 73 und 93 besteht, so dass die Korrosion der Montageanschlüsse 107 effektiver unterdrückt werden kann. Dies unterdrückt die Erzeugung eines Defekts in einer späteren Stufe, um die Qualität aufrechtzuerhalten, wodurch eine Kostenverringerung verwirklicht wird.
Die Pixelelektrode wurde als obere Elektrode beschrieben und die Gegenelektrode wurde als untere Elektrode beschrieben. Alternativ kann die Pixelelektrode eine untere Elektrode sein und die Gegenelektrode kann eine obere Elektrode sein. Der oberen Elektrode dieses Falls ist ein Schlitz verliehen, um ein elektrisches Feld in einer Aufwärtsrichtung (Richtung einer Flüssigkristallschicht) zu erzeugen.
Die Gegenelektrode ist als eine einteilige Struktur aufweisend beschrieben, die sich durch den Anzeigebereich erstreckt, wie in der bevorzugten Ausführungsform beschrieben. Die Gegenelektrode kann pro Pixel in Abschnitte unterteilt werden und diese Abschnitte können über ein Kontaktloch elektrisch verbunden werden.
Die bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann gegebenenfalls modifiziert oder weggelassen werden, ohne vom Schutzbereich der Erfindung abzuweichen.

Claims

Flüssigkristallanzeigefeld, das Folgendes umfasst: ein transparentes Isolationssubstrat (10); eine Signalleitung (103) und eine Abtastleitung (104), die in einem Anzeigebereich auf dem transparenten Isolationssubstrat (10) angeordnet sind und einander in einer Matrix kreuzen; eine gemeinsame Verbindung (105), die so angeordnet ist, dass sie sich parallel zur Signalleitung (103) oder zur Abtastleitung (104) erstreckt; einen Schutzisolationsfilm (5), der so angeordnet ist, dass er zumindest die Signalleitung (103) und die Abtastleitung (104) von oben bedeckt; einen ersten Isolationsfilm (6), der den Schutzisolationsfilm (5) von oben bedeckt; eine untere Elektrode (71) und eine obere Elektrode (91), die so angeordnet sind, dass über dem ersten Isolationsfilm (6) einander gegenüberliegend angeordnet sind, wobei die untere Elektrode (71) und die obere Elektrode (91) mit einem dazwischenliegenden Zwischenschicht-Isolationsfilm (8) übereinander angeordnet sind; und ein erstes Kontaktloch (52), das zumindest den ersten Isolationsfilm (6) und den Schutzisolationsfilm (5) durchdringt, so dass es eine Oberfläche der gemeinsamen Verbindung (105) erreicht, wobei das erste Kontaktloch (52) einen Boden und eine Innenseitenoberfläche aufweist, die mit einem ersten gestapelten Film bedeckt sind, der aus einem ersten transparenten leitfähigen Film (72), der aus demselben Material wie die untere Elektrode (71) hergestellt ist, und einem zweiten transparenten leitfähigen Film (93), der aus demselben Material wie die obere Elektrode (91) hergestellt ist, besteht, dadurch gekennzeichnet, dass die untere Elektrode (71) durch ein mit dem ersten Kontaktloch (52) kontinuierliches drittes Kontaktloch (52) in dem Zwischenschicht-Isolationsfilm (8) mit dem zweiten transparenten leitfähigen Film (93) verbunden ist, der erste transparente leitfähige Film (72) des ersten gestapelten Films ein Film ist, der sich von der unteren Elektrode (71) erstreckt, und der zweite transparente leitfähige Film (93) des ersten gestapelten Films ein Film ist, der aus demselben Material wie die obere Elektrode (91) hergestellt und in derselben Schicht wie die obere Elektrode (91) ausgebildet ist und von der oberen Elektrode (91) elektrisch unabhängig ist.
Flüssigkristallanzeigefeld nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es einen Dünnfilmtransistor (106) umfasst, der an einem Schnittpunkt zwischen der Signalleitung (103) und der Abtastleitung ausgebildet ist, wobei der Dünnfilmtransistor (106) Folgendes umfasst: eine Gateelektrode (11), die auf dem transparenten Isolationssubstrat angeordnet ist; einen Gateisolationsfilm (2), der so angeordnet ist, dass er das transparente Isolationssubstrat (10) von oben, einschließlich der Gateelektrode (11), bedeckt; einen Halbleiterfilm (31), der auf dem Gateisolationsfilm (2) und in einer Position gegenüber der Gateelektrode (11) angeordnet ist; und eine Sourceelektrode (41) und eine Drainelektrode (42), die auf einem Sourcebereich und einem Drainbereich des Halbleiterfilms (31) angeordnet sind, um den Source- bzw. den Drainbereich zu kontaktieren, und der Schutzisolationsfilm (5) den Dünnfilmtransistor (106) von oben bedeckt, das Flüssigkristallanzeigefeld ein zweites Kontaktloch (51) umfasst, das den ersten Isolationsfilm (6) und den Schutzisolationsfilm (5) durchdringt, so dass es eine Oberfläche der Drainelektrode (42) erreicht, wobei das zweite Kontaktloch (51) einen Boden und eine Innenseitenoberfläche aufweist, die mit einem zweiten gestapelten Film bedeckt sind, der aus dem ersten transparenten leitfähigen Film (73) und dem zweiten transparenten leitfähigen Film (92) besteht.
Flüssigkristallanzeigefeld nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste transparente leitfähige Film (73) des zweiten gestapelten Films ein Film ist, der von der unteren Elektrode (71) elektrisch unabhängig ist, und der zweite transparente leitfähige Film (92) des zweiten gestapelten Films ein Film ist, der sich von der oberen Elektrode (91) erstreckt.
Flüssigkristallanzeigefeld nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenschicht-Isolationsfilm Folgendes umfasst: ein viertes Kontaktloch (81), das in einer Position entsprechend dem oberen Teil des zweiten Kontaktlochs ausgebildet ist, wobei das vierte Kontaktloch den Zwischenschicht-Isolationsfilm durchdringt, so dass es mit dem zweiten Kontaktloch kontinuierlich ist, der zweite transparente leitfähige Film des ersten gestapelten Films sich in das erste Kontaktloch über das dritte Kontaktloch erstreckt, der zweite transparente leitfähige Film des zweiten gestapelten Films sich in das zweite Kontaktloch über das vierte Kontaktloch erstreckt, und das dritte und das vierte Kontaktloch Öffnungen aufweisen, die in einer Ebene größer sind als jene des ersten bzw. des zweiten Kontaktlochs.
Flüssigkristallanzeigefeld nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Isolationsfilm einen organischen Harzfilm umfasst, und der Schutzisolationsfilm einen SiN-Film umfasst.
Flüssigkristallanzeigefeld nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gateelektrode und die gemeinsame Verbindung aus demselben Material bestehen und in derselben Schicht angeordnet sind, der Gateisolationsfilm die gemeinsame Verbindung bedeckt, und das erste Kontaktloch den Gateisolationsfilm durchdringt, so dass es eine Oberfläche der gemeinsamen Verbindung erreicht.
Flüssigkristallanzeigefeld nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalleitung aus demselben Material wie die Sourceelektrode besteht, in derselben Schicht wie die Sourceelektrode angeordnet ist und mit der Sourceelektrode verbunden ist, und die Abtastleitung aus demselben Material wie die Gateelektrode besteht, in derselben Schicht wie die Gateelektrode angeordnet ist und mit der Gateelektrode verbunden ist, wobei das Flüssigkristallanzeigefeld ferner Folgendes umfasst: eine erste herausgeführte Verbindung (110) und eine zweite herausgeführte Verbindung (111), die in einem äußeren Umfangsbereich des Anzeigebereichs angeordnet sind, wobei die erste und die zweite herausgeführte Verbindung sich von der Signalleitung bzw. der Abtastleitung erstrecken; eine erste Anschlusselektrode (107) und eine zweite Anschlusselektrode (107), die mit der ersten bzw. der zweiten herausgeführten Verbindung verbunden sind; und ein fünftes Kontaktloch (52) und/oder ein sechstes Kontaktloch (51), wobei das fünfte Kontaktloch den ersten Isolationsfilm, den Schutzisolationsfilm und den Gateisolationsfilm durchdringt, so dass es eine Oberfläche der zweiten Anschlusselektrode erreicht, wobei das sechste Kontaktloch den ersten Isolationsfilm und den Schutzisolationsfilm durchdringt, so dass es eine Oberfläche der ersten Anschlusselektrode erreicht, wobei das fünfte Kontaktloch einen Boden und eine Innenseitenoberfläche aufweist, die mit dem ersten gestapelten Film bedeckt sind, der aus dem ersten und dem zweiten transparenten leitfähigen Film besteht, und das sechste Kontaktloch einen Boden und eine Innenseitenoberfläche aufweist, die mit dem zweiten gestapelten Film bedeckt sind, der aus dem ersten und dem zweiten transparenten leitfähigen Film besteht.
Verfahren zur Herstellung des Flüssigkristallanzeigefeldes nach Anspruch 2 mit den folgenden Schritten: (a) gleichzeitiges Ausbilden des ersten Kontaktlochs (52) und des zweiten Kontaktlochs (51), wobei das erste Kontaktloch (52) so ausgebildet wird, dass es zumindest den ersten Isolationsfilm (6) und den Schutzisolationsfilm (5) durchdringt, so dass es eine Oberfläche der gemeinsamen Verbindung (105) erreicht, wobei das zweite Kontaktloch (51) so ausgebildet wird, dass es den ersten Isolationsfilm (6) und den Schutzisolationsfilm (5) durchdringt, so dass es eine Oberfläche der Drainelektrode (42) erreicht; (b) Bedecken des Bodens und der Innenseitenoberfläche des ersten Kontaktlochs (52) und Bedecken des Bodens und der Innenseitenoberfläche des zweiten Kontaktlochs (51) gleichzeitig mit dem ersten transparenten leitfähigen Film (72, 73), der aus demselben Material wie die untere Elektrode (71) besteht; und (c) Bedecken einer inneren Oberfläche des ersten Kontaktlochs (52) und Bedecken einer inneren Oberfläche des zweiten Kontaktlochs (51) gleichzeitig mit dem zweiten transparenten leitfähigen Film (92, 93), der aus demselben Material wie die obere Elektrode (91) besteht, wobei die jeweiligen inneren Oberflächen des ersten und des zweiten Kontaktlochs (52, 51) mit dem ersten transparenten leitfähigen Film (72, 73) bedeckt sind.
Verfahren nach Anspruch 8 dadurch gekennzeichnet, dass es ferner Folgendes umfasst: (d) nach Schritt (a) Ausbilden der unteren Elektrode (71) auf dem ersten Isolationsfilm; (e) nach Schritt (d) Ausbilden eines Zwischenschicht-Isolationsfilms (8), um die untere Elektrode von oben zu bedecken; (f) gleichzeitiges Ausbilden eines dritten Kontaktlochs (82) und eines vierten Kontaktlochs (81), wobei das dritte Kontaktloch in einer Position entsprechend dem oberen Teil des ersten Kontaktlochs ausgebildet wird, so dass es den Zwischenschicht-Isolationsfilm durchdringt und mit dem ersten Kontaktloch kontinuierlich ist, wobei das vierte Kontaktloch in einer Position entsprechend einem oberen Teil des zweiten Kontaktlochs ausgebildet wird, so dass es den Zwischenschicht-Isolationsfilm durchdringt und mit dem zweiten Kontaktloch kontinuierlich ist; und (g) nach Schritt (f) Ausbilden der oberen Elektrode (91) auf dem Zwischenschicht-Isolationsfilm, wobei das Durchführen des Schritts (d) den Schritt (b) gleichzeitig ausführt, das Durchführen des Schritts (g) den Schritt (c) gleichzeitig ausführt, wodurch veranlasst wird, dass sich der zweite transparente leitfähige Film in das erste Kontaktloch über das dritte Kontaktloch erstreckt und sich in das zweite Kontaktloch über das vierte Kontaktloch erstreckt, und der Schritt (f) einen Schritt umfasst, in dem veranlasst wird, dass das dritte und das vierte Kontaktloch Öffnungen aufweisen, die in einer Ebene größer sind als jene des ersten bzw. des zweiten Kontaktlochs.