JP2000330137A - アクティブ素子アレイ基板の製造方法 - Google Patents

アクティブ素子アレイ基板の製造方法

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JP2000330137A
JP2000330137A JP2000074010A JP2000074010A JP2000330137A JP 2000330137 A JP2000330137 A JP 2000330137A JP 2000074010 A JP2000074010 A JP 2000074010A JP 2000074010 A JP2000074010 A JP 2000074010A JP 2000330137 A JP2000330137 A JP 2000330137A
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array substrate
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Takashi Hirose
貴司 廣瀬
Junji Boshita
純二 坊下
Satohisa Asano
悟久 浅野
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 基板裏面に傷やダスト等が存在しても、表面
からの選択露光により感光性樹脂を感光させることで、
歩留まりのよいアクティブ素子アレイ基板を得る。 【解決手段】 液晶表示装置の表示パネルを構成するア
クティブ素子アレイ基板の製造方法において、感光性樹
脂を、基板の裏面からの裏面照射光による露光と、表面
から透明導電層の画素電極を接続すべき電極上ならびに
配線の近傍までの表面照射光の選択露光とにより感光さ
せる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、情報処理などに用
いられる液晶表示装置の表示パネルを構成する駆動用の
アクティブ素子アレイ基板の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】OA機器やテレビなどの情報機器に広く
用いられている液晶表示パネルは、液晶を駆動する薄膜
トランジスタ(Thin Film Transist
or;以下、TFTと略す)などのアクティブ素子が基
板上に複数配列されたアクティブ素子アレイ基板を用い
ることにより高品質の表示を実現している。
【0003】アクティブ素子アレイ基板を用いる液晶表
示パネルでは、明るい表示をするため、あるいは消費電
力を低減するために画素の開口率を大きくすることが重
要である。開口率を高めるためにはアレイ基板の最上層
に画素電極を配置するのが有効である。
【0004】図4および図5はそれぞれ従来のアクティ
ブ素子アレイ基板の製造方法を示す断面図および平面図
であり、図4は図5中の4−4における断面を示してい
る。
【0005】まず、ガラスからなる基板1上に走査電圧
を供給するための配線を兼ねたゲート電極2を形成後、
全面にゲート絶縁膜3を形成する。次に、TFTのチャ
ネルおよびソース・ドレインコンタクトとなる非晶質S
i(以下a−Siと略す)の島4を形成する。さらにa
−Siの島4のソースコンタクト部に接続するソース電
極とそのソース電極に信号電圧を供給するための配線を
兼ねたソース電極配線5ならびにa−Siの島4のドレ
インコンタクト部に接続するドレイン電極6を形成す
る。次に全面にインジュウム錫酸化物(Indium
Tin Oxide:以下、ITOと略す)からなる透
明導電層7を形成後、ネガ型の感光性樹脂8を塗布す
る。
【0006】次に、基板1の裏面から裏面照射光12に
より、ゲート電極2およびソース電極配線5ならびにド
レイン電極6をマスクとして感光性樹脂8を自己整合的
に露光する。さらに基板1の表面から、遮光層9を有す
るフォトマスク基板10を用いた表面照射光11の選択
露光によりドレイン電極6上の感光性樹脂8を露光する
(図4)。遮光層9のパターンは、ドレイン電極の部分
が開口するように構成されている。これにより、裏面露
光のみでは感光しないドレイン電極上の感光性樹脂を感
光させる。
【0007】次に現像により感光性樹脂8の感光部以外
を除去して感光性樹脂8の感光部による画素電極用マス
クを得る。すなわち表面からも裏面からも全く感光しな
い領域の感光性樹脂8は現像により除去される。これを
エッチングマスクとして透明導電層7をエッチングして
画素電極7aを形成する。このようにして形成した画素
電極は、ゲート電極2およびソース電極配線5のエッジ
まで延伸しドレイン電極6と接続されている。最後に、
感光性樹脂8の感光部を除去して、アクティブ素子アレ
イ基板が完成する(図5)。
【0008】以上のように、裏面照射光12を用い配線
をマスクとした自己整合とドレイン電極6上への表面照
射光11の選択露光により感光性樹脂8の感光部を形成
することにより、画素電極7aを、ゲート電極2および
ソース電極配線5のエッジまで延伸し面積を大きくでき
るとともに、ゲート電極2およびソース電極配線5との
短絡を防止できる。このように基板の最上層に画素電極
を形成することによって、開口率の大きなアクティブ素
子アレイ基板を得ることが可能となる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来のアクティブ素子アレイ基板の製造方法で
は、基板裏のの傷やダスト等により歩留まり低下をもた
らすという問題点を有していた。
【0010】この基板裏面の傷やダスト等の影響につい
て、以下に図6および図7を用いて説明する。
【0011】図6および図7は、それぞれ従来のアクテ
ィブ素子アレイ基板の製造方法での基板裏面のダストの
影響について示した断面図および平面図であり、図6は
図7中の6−6における断面を示している。図6および
図7に示すように裏面照射光12による感光性樹脂8の
露光時に基板1の裏面に付着していたダスト13によっ
て表面からも裏面からも全く感光しない部分ができダス
ト13に対応したレジストが残り、画素電極7aに欠陥
部7bが生ずる。その他の構成は図4および図5に示し
た従来の技術と同じであり、同一構成部分には同一番号
を付してある。
【0012】基板1の裏面にダスト13を有する場合、
裏面露光では、配線のほかにダスト13をマスクとして
裏面照射光12により感光性樹脂8の露光が行われるこ
ととなる(図6)。
【0013】これによって、感光性樹脂8の感光部をマ
スクとして透明導電層7をエッチングすると、ダスト1
3に対応する画素電極7aがエッチングされ欠陥部7b
が生じることとなる(図7)。
【0014】基板裏面は、搬送等の支持のため傷やダス
トまたはよごれが生じやすく、傷やよごれの場合であっ
ても、感光性樹脂8への露光量が不足し欠陥部7bの発
生要因となる。この欠陥部7bは画素内に液晶の非駆動
部をもたらすので、アクティブ素子アレイ基板の歩留ま
り低下をもたらす。
【0015】本発明は上記課題に鑑み、基板裏面の傷や
ダスト等による歩留まり低下を無くし、もって歩留まり
良く開口率の大きなアクティブ素子アレイ基板を得るこ
とを目的とする。
【0016】
【課題を解決するための手段】本発明のアクティブ素子
アレイ基板の製造方法は、液晶を駆動するための複数の
画素電極と、画素電極に接続電極を介して接続された複
数のアクティブ素子とがマトリックス状に配列されたア
クティブ素子アレイ基板の製造方法において、透明基板
の表面にアクティブ素子ならびにアクティブ素子へ接続
する配線を複数配列させて形成する工程と、透明基板の
表面全面に透明導電層を形成する工程と、透明導電層上
全面にネガ型の感光性樹脂層を形成する工程と、透明基
板の裏面から露光して、配線と接続電極をマスクとして
自己整合的に感光性樹脂層を感光させる工程と、透明基
板の表面から露光して、感光性樹脂層のうちアクティブ
素子との接続電極部を含む画素電極のほぼ全領域に対応
する部分を選択的に感光させる工程と、現像により感光
した感光性樹脂層からなるマスクを形成する工程と、こ
のマスクを用いて透明導電層を加工し画素電極を形成す
る工程と、を有することを特徴とする。
【0017】本発明によれば、裏面からの露光時に基板
裏面に傷やダスト等が存在して露光できない部分があっ
ても、少なくとも表面からは露光することができる。し
たがって表面からの選択露光により感光性樹脂を十分に
感光させることができるので基板裏面の傷やダスト等に
起因する画素電極の欠陥の発生を防止でき、もって歩留
まりのよいアクティブ素子アレイ基板の製造方法が得ら
れる。また、アクティブ素子を形成する工程では、その
アクティブ素子としてTFTを用いることにより液晶表
示装置におけるクロストーク等の少ない良好な画質が得
られる。
【0018】また、透明導電層を形成する工程では、そ
の透明導電層としてITOを用いることにより、安定し
た光学ならびに電気特性を有し加工精度の優れた画素電
極が得られる。
【0019】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態につい
て、図1,図2(a)から図2(d)、および図3
(a)、図3(b)を用いて説明する。
【0020】図1は、本発明の実施形態におけるアクテ
ィブ素子アレイ基板の製造方法の途中工程を説明する構
造断面図である。また図2(a)から図2(d)はアク
ティブ素子アレイ基板の製造方法における各工程での断
面構造、図3(a)、図3(b)は工程途中での部分透
視平面構造を示している。なお、図1および図2(a)
から図2(d)は、図3(b)の1−1における断面を
示している。
【0021】図1から図3(b)において、20,21
および22はそれぞれ、TFTのチャネル層、コンタク
ト層および絶縁性の保護膜であり、22aは透明導電層
7をドレイン電極6と接続するために保護膜22に開口
したコンタクトホールである。その他の構成は従来例と
して図4,図5に示したアクティブ素子アレイ基板と同
じであるため、同一構成部分には同一番号を付して詳細
な説明を省略する。
【0022】まず、ガラスなどからなる透明な基板1上
に、厚さ350nmのAlZr合金(Zr:約3wt
%、または1at%)を成膜後ゲートパターンにエッチ
ング加工しゲート配線を兼ねたゲート電極2を形成す
る。次に、プラズマ化学気相蒸着法plasma as
sisted chemical vapor dep
osition (以下、p−CVD法と略す)により
ゲート絶縁膜3となるSINxと、チャネル層20とな
るa−Siと、コンタクト層21となる低抵抗a−Si
との三層を成膜後、a−Siと低抵抗a−Siとを島状
にエッチング加工する。次に、厚さを200nmとした
Tiを成膜後ソース電極配線5ならびにドレイン電極6
の形状にエッチング加工するとともにソース電極配線5
とドレイン電極6との間の低抵抗a−Siを除去する。
ソース電極配線5とドレイン電極6の下に残された低抵
抗a−Siはコンタクト抵抗を下げるためのコンタクト
層21となる。次に全面にp−CVD法によりSiNx
を成膜して保護膜22を形成する。
【0023】次にドレイン電極6上の保護膜22の一部
を除去しコンタクトホール22aを形成する。次に、全
面に厚さ100nmのITOからなる透明導電層7を成
膜後、ネガ型の感光性樹脂8を塗布、硬化する。以上の
工程を終えたアレイ基板の断面図が図2(a)である。
次に、塗布された感光性樹脂8に対し基板1の裏面から
の裏面照射光12による露光と、表面からの遮光層9を
有するフォトマスク基板10を用いた表面照射光11に
よる露光とにより感光性樹脂8の露光領域8aを形成す
る(図1、図2(b))。ここで、裏面照射光12によ
る露光は、ゲート電極2、ソース電極配線5ならびにド
レイン電極6をマスクとした自己整合となる。また、表
面照射光11による露光は、ドレイン電極6上のコンタ
クトホール22aを露光するとともに、ゲート電極2な
らびにソース電極配線5のエッジ近傍にアライメント精
度(2μm)まで延伸した開口部10aを有するフォト
マスク基板10を用いた露光を行う(図3(a))。
【0024】次に、現像により感光性樹脂8の露光領域
8aのパターンを形成する(図2(c))。すなわち全
く感光しない領域の感光性樹脂8は現像により除去さ
れ、片面または両面から感光したその他の感光性樹脂8
は残り、エッチングマスクとなる。このようにして形成
された露光領域8aをエッチングマスクとして透明導電
膜7をエッチングすることにより画素電極7aを形成す
る。最後に感光性樹脂8の露光領域8aを除去してアク
ティブ素子アレイ基板が得られる(図2(d),図3
(b))。
【0025】ここで、保護膜22は、画素電極7aをゲ
ート電極2およびソース電極配線5から電気的に分離す
るので、開口率の大きいアレイ基板を歩留まりよく製造
するのに有効である。ここでは保護膜22として、無機
材料であるSiNxを用いたが、これに代えて有機材料
を用いることもできる。その場合は、誘電率が低いこと
と、膜厚を大きくできることから、画素電極7aをゲー
ト電極およびソース電極配線からより確実に分離するこ
とができるので、クロストークが改善される。
【0026】なお、従来は、表面照射光による露光は、
図4に示すようにドレイン電極6の上のみ開口した遮光
層9のパターンを有するフォトマスク基板を用いて行わ
れていた。すなわち従来は表面からの露光領域が狭く遮
光領域が広いため、フォトマスク基板の遮光領域に対応
する基板裏面に傷やダスト等の存在確率が高く、傷やダ
スト等の部分は露光を受けることができないので現像に
より除去されていた。これに対し本発明では、画素電極
となる部分のほぼ全領域に露光するのが特徴である。た
だし、ゲート電極配線およびソース電極配線の端部近傍
の部分D(図1)ではアラインメント精度に相当する幅
だけ表面からの露光をしない領域を設ける。これは、各
製造工程におけるアラインメントのずれにより各電極配
線2,5と画素電極7aが重なって好ましくない寄生容
量が発生することを防ぐためである。
【0027】本実施形態によれば、感光性樹脂8の露光
時において、基板裏面に傷やダスト等が存在して感光性
樹脂に裏面からの露光が不足する部分が残っても、広い
開口部10aを有するフォトマスクを用いて表面から露
光することにより、少なくとも表面からは露光すること
ができる。そのため基板裏面に傷やダストなどが存在す
る箇所のレジストが現像時に除去されることがないので
画素電極7aに欠陥が生じることを防止するという作用
を有する。
【0028】なお、以上の説明では、ゲート電極2をA
lZr合金からなるものとしソース電極配線5ならびに
ドレイン電極6をTiからなるものとしたが、ゲート電
極2およびソース電極配線5およびドレイン電極6は裏
面照射光を遮光し、TFTアレイの電極および配線とな
るものであればよく、Cr,Ta等の高融点金属やTi
/Al/Ti等の多層金属構造としてもよい。また、裏
面照射光12による露光と表面照射光11による露光の
順序は任意である。さらに、アクティブ素子をTFTか
らなるものとしたが、MIM等の非線形2端子素子とし
てもよいことは明らかである。
【0029】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、感
光性樹脂8の露光時において、基板裏面に傷やダスト等
が存在しても裏面からの裏面照射光12による露光に加
えて、表面からの選択露光により、画素電極を接続すべ
きドレイン電極上ならびに配線の近傍までの画素電極領
域にある感光性樹脂を感光させるので、画素電極7aへ
の欠陥発生が防止できる。もって、歩留まりのよい開口
率の大きなアクティブ素子アレイ基板の製造方法が得ら
れるという有利な効果がもたらされる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態におけるアクティブ素子ア
レイ基板の製造方法の途中工程を示した構造断面図
【図2】(a)本発明の実施の形態におけるアクティブ
素子アレイ基板の製造方法の第1の工程を示した構造断
面図 (b)本発明の実施の形態におけるアクティブ素子アレ
イ基板の製造方法の第2の工程を示した構造断面図 (c)本発明の実施の形態におけるアクティブ素子アレ
イ基板の製造方法の第3の工程を示した構造断面図 (d)本発明の実施の形態におけるアクティブ素子アレ
イ基板の製造方法の第4の工程を示した構造断面図
【図3】(a)本発明の実施の形態におけるアクティブ
素子アレイ基板の製造方法の第1の工程を示した部分透
視平面図 (b)本発明の実施の形態におけるアクティブ素子アレ
イ基板の製造方法の第2の工程を示した部分透視平面図
【図4】従来のアクティブ素子アレイ基板の製造方法を
示す構造断面図
【図5】従来のアクティブ素子アレイ基板の製造方法を
示す部分透視平面図
【図6】従来のアクティブ素子アレイ基板の製造方法に
おける課題を示す構造断面図
【図7】従来のアクティブ素子アレイ基板の製造方法に
おける課題を示す部分透視平面図
【符号の説明】
1 基板 2 ゲート電極 3 ゲート絶縁膜 4 a−Siの島 5 ソース電極配線 6 ドレイン電極 7 透明導電層7a 画素電極7b 欠陥部 8 感光性樹脂 9 遮光層 10 フォトマスク基板 11 表面照射光 12 裏面照射光 13 ダスト 20 チャネル層 21 コンタクト層 22 保護膜 22a コンタクトホール

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 液晶を駆動するための複数の画素電極
    と、前記画素電極に接続電極を介して接続された複数の
    アクティブ素子とがマトリックス状に配列されたアクテ
    ィブ素子アレイ基板の製造方法において、透明基板の表
    面に前記アクティブ素子ならびに前記アクティブ素子へ
    接続する配線を複数配列させて形成する工程と、前記透
    明基板の表面全面に透明導電層を形成する工程と、前記
    透明導電層上全面にネガ型の感光性樹脂層を形成する工
    程と、前記透明基板の裏面から露光して、前記配線と前
    記接続電極をマスクとして自己整合的に前記感光性樹脂
    層を感光させる工程と、前記透明基板の表面から露光し
    て前記感光性樹脂層のうち、前記アクティブ素子との接
    続電極部を含む画素電極の実質的に全領域に対応する部
    分を選択的に感光させる工程と、現像により前記感光し
    た感光性樹脂層からなるマスクを形成する工程と、前記
    マスクを用いて前記透明導電層を加工し前記画素電極を
    形成する工程とを有することを特徴とするアクティブ素
    子アレイ基板の製造方法。
  2. 【請求項2】 前記アクティブ素子ならびに前記配線が
    形成された前記透明基板の表面全面に絶縁膜を形成する
    工程と、前記接続電極の部分において前記絶縁膜にコン
    タクトホールを形成する工程をさらに含む請求項1に記
    載のアクティブ素子アレイ基板の製造方法。
  3. 【請求項3】 前記透明基板の表面から露光して前記感
    光性樹脂層を選択的に感光させる工程において、前記配
    線のすぐ外側の、合わせ精度に相当する所定の幅におい
    ては感光性樹脂層を感光させないようにしたことを特徴
    とする請求項1あるいは2に記載のアクティブ素子アレ
    イ基板の製造方法。
  4. 【請求項4】 前記アクティブ素子が、薄膜トランジス
    タであり、前記接続電極がドレイン電極であることを特
    徴とする請求項1あるいは2に記載のアクティブ素子ア
    レイ基板の製造方法。
  5. 【請求項5】 前記アクティブ素子が、薄膜トランジス
    タであり、前記接続電極がドレイン電極であることを特
    徴とする請求項3に記載のアクティブ素子アレイ基板の
    製造方法。
  6. 【請求項6】 前記透明導電層が、インジュウム錫酸化
    物であることを特徴とする請求項1あるいは2に記載の
    アクティブ素子アレイ基板の製造方法。
  7. 【請求項7】 前記透明導電層が、インジュウム錫酸化
    物であることを特徴とする請求項3に記載のアクティブ
    素子アレイ基板の製造方法。
  8. 【請求項8】 前記絶縁膜が無機材料よりなることを特
    徴とする請求項2に記載のアクティブ素子アレイ基板の
    製造方法。
  9. 【請求項9】 前記絶縁膜が有機材料よりなることを特
    徴とする請求項2に記載のアクティブ素子アレイ基板の
    製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2007279687A (ja) * 2006-04-07 2007-10-25 Au Optronics Corp 液晶ディスプレー下基板の製造方法

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