JP2002328395A - 液晶表示装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
い広視野角液晶表示装置の製造方法を提供する。 【解決手段】 ゲート電極金属層とゲート絶縁体とa−
Si層とを積層し、アイランドをフォトリソグラフィー
工程を用いたパターニングによって形成する工程と、層
間絶縁膜23とドレイン電極金属層とを堆積し、ドレイ
ン配線6をフォトリソグラフィー工程を用いたパターニ
ングによって形成する工程と、有機絶縁膜21とを堆積
し、有機絶縁膜21を貫通し、所定の位置にソース/ド
レイン電極と接続するための有機絶縁膜コンタクトを、
フォトリソグラフィー工程を用いたパターニングによっ
て形成する工程と、透明導電膜を堆積し、画素電極10
と共通電極11とを互い違いに配置するようにフォトリ
ソグラフィー工程を用いたパターニングによって形成す
る工程とを含む。
Description
製造方法に係り、特に、広視野角表示を可能にした広視
野角液晶表示装置の製造方法に関する。
電極,画素電極がTFTの保護膜上に配置され、液晶層
に封止されている液晶分子の分子軸の方向をアクティブ
マトリックス基板表面と水平な表面で回転させて表示を
行うことにより、広視野角表示を可能にし、その代表的
なものとして、IPS(In−Plane Switc
hing)型液晶表示装置がある。
て、図20に、特開平10−186407号公報に記載
された広視野角液晶表示装置の概略構成を示す。この装
置は、ゲート線204と、ドレイン線206と、共通電
極(ITO)210と、共通電極207と、画素電極
(ITO)211と、画素電極(ドレイン層)213
と、TFTとを備え、画素電極(ITO)211と共通
電極(ITO)210との間で、基板表面に対して実質
的に水平な電界を生じさせ、該電界に従って液晶分子の
ディレクタを基板表面と水平な面内で回転させて表示を
行う。一方、TFT部分は、ソース電極218と、ドレ
イン電極215と、半導体層219等を備え、コンタク
トホールとしては、共通電極(ITO)用コンタクトホ
ールと、画素電極(ITO)用コンタクトホールとを備
える。
の広視野角液晶表示装置の製造方法における各工程を示
す断面図である。なお、これらの図において、TFT素
子部は図20のA−A’線断面、画素部は図20のB−
B’線断面、共通電極コンタクト部は図20のC−C’
線断面を示し、ゲート端子部,ドレイン端子部は、それ
ぞれゲート端子,ドレイン端子部の横断面を示してい
る。
にゲート金属層をスパッタして、第1のマスクを用いて
所定の領域にゲート電極204を画成し、走査用信号線
とゲート電極204とを一体として形成する。次に、図
22に示すように、ガラス基板全面に層間(ゲート)絶
縁膜223,a−Si層238,n+ a−Si層23
9を連続して成膜し、第2のマスクを用いて、層間絶縁
膜223上にアイランド235を形成する。次に、図2
3に示すように、ガラス基板上にドレイン電極金属をス
パッタして、第3のマスクを用いて、ソース電極と画素
電極、及びドレイン電極とデータ線とが、各々一体とな
るようにして、ソース電極、画素電極、ドレイン電極、
データ線を形成すると共に、チャネル部をドライ(プラ
ズマ)エッチして、図に示すようなくぼみを形成する。
この際、n+ a−Si層だけでなく、a−Si層も若
干エッチングされることになるので、蒸着したa−Si
層の厚さを厚くしている。次に、図24に示すように、
ガラス基板上にパッシベーション膜222,有機絶縁膜
221を堆積させ、有機絶縁膜221を、第4のマスク
を用いて、ソース電極に接続するために有機絶縁膜22
1を貫通してパッシベーション膜222までの有機絶縁
膜コンタクトを形成する。次に、図25に示すように、
露出されたパッシベーション膜22及び層間絶縁膜23
を、第5のマスクを用いてエッチング除去し、所定のコ
ンタクトホールを形成する。次に、図26に示すよう
に、最後に、ITO11をスパッタ法等により50nm
程度の膜厚で堆積し、第6のマスクを用いて、不要なI
TOをウェットエッチングし、ソース電極と画素電極と
を接続する.その際、ITOは、パッシベーション膜上
に対して、Crを100nm程度スパッタして、共通電
極が前述の条件を満たすように共通電極を形成し、それ
らすべてを覆うようにして配向膜を形成する。
た特開平10−186407号公報では、第1乃至第6
のマスクを使用しているので、TFTの製造工程が長い
という問題があった。
IPS型液晶表示装置に適用した場合においては、半導
体層と電極とを1PRでパターニングするために互いに
同一形状となるため、TFTの段差が大きくなり、配向
制御が困難となり、このために黒輝度が上がり、黒浮き
の原因ともなっていた。
場合、パッシベーション膜のカバレッジが悪くなり、カ
バレッジ不良部から電極材(ソース,ドレイン)が液晶
中に浸透し、進行性の表示不良(点状シミあるいは黒シ
ミ)を生じるという問題があった。
たものであって、プロセス短縮を可能にし、かつ、信頼
性が向上した広視野角液晶表示装置の製造方法を提供す
ることを目的としている。
に、請求項1記載の発明は、共通電極,画素電極がTF
Tの保護膜上に配置され、液晶層に封止されている液晶
分子の分子軸の方向をアクティブマトリックス基板表面
と水平な表面で回転させて表示を行うことにより、広視
野角表示を可能にした広視野角液晶表示装置の製造方法
において、(a)透明絶縁性基板上に、ゲート電極金属
層とゲート絶縁体とa−Si層とをこの順に積層し、ゲ
ート電極とゲート絶縁膜と半導体層とからなるアイラン
ドを、フォトリソグラフィー工程を用いたパターニング
によって形成する工程と、(b)上記透明絶縁性基板上
に、層間絶縁膜とドレイン電極金属層とをこの順に堆積
し、所定の領域の上記ドレイン電極金属層を除去するこ
とによってドレイン配線を、フォトリソグラフィー工程
を用いたパターニングによって形成する工程と、(c)
上記透明絶縁性基板上に、保護膜として有機絶縁膜を堆
積し、上記有機絶縁膜を貫通し、所定の位置にソース/
ドレイン電極と接続するための有機絶縁膜コンタクト
を、フォトリソグラフィー工程を用いたパターニングに
よって形成する工程と、(d)上記透明絶縁性基板上
に、透明導電膜を堆積し、不要な上記透明導電膜を除去
し、クシ歯状の上記画素電極と上記共通電極とを互い違
いに配置するようフォトリソグラフィー工程を用いたパ
ターニングによって形成すると共に、上記ソース電極と
上記画素電極とを接続し、かつ、上記ドレイン電極とド
レイン線とを接続する工程とを含むことを特徴としてい
る。
画素電極がTFTの保護膜上に配置され、液晶層に封止
されている液晶分子の分子軸の方向をアクティブマトリ
ックス基板表面と水平な表面で回転させて表示を行うこ
とにより、広視野角表示を可能にした広視野角液晶表示
装置の製造方法において、(a)透明絶縁性基板上に、
ゲート電極金属層を積層し、ゲート電極をフォトリソグ
ラフィー工程を用いたパターニングによって形成する工
程と、(b)上記透明絶縁性基板上に、層間絶縁膜とa
−Si層とn+ a−Si層とドレイン電極金属層とを
この順に堆積し、厚さの異なる複数の領域を持つレジス
トを使用したフォトリソグラフィー工程によって、上記
ドレイン電極金属層の不要な部分を除去してパターニン
グし、未露光部をアッシングしてリフローした後、上記
n+ a−Si層および上記a−Si層の一部を除去
し、リフロー後の上記レジストを剥離することによっ
て、ドレイン配線とアイランドとをパターニング形成す
る工程と、(c)上記透明絶縁性基板上に、保護膜とし
て有機絶縁膜を堆積し、上記有機絶縁膜を貫通し、所定
の位置に上記アイランドのソース電極に接続するための
有機絶縁膜コンタクトを、フォトリソグラフィー工程を
用いたパターニングによって形成する工程と、(d)上
記透明絶縁性基板上に、画素電極となる透明導電膜を堆
積し、不要な上記透明導電膜を除去し、上記画素電極と
上記共通電極とをフォトリソグラフィー工程を用いたパ
ターニングによって形成すると共に、上記画素電極と上
記ソース電極とを接続する工程とを含むことを特徴とし
ている。
画素電極がTFTの保護膜上に配置され、液晶層に封止
されている液晶分子の分子軸の方向をアクティブマトリ
ックス基板表面と水平な表面で回転させて表示を行うこ
とにより、広視野角表示を可能にした広視野角液晶表示
装置の製造方法において、(a)透明絶縁性基板上に、
ゲート電極金属層を積層し、ゲート電極を、フォトリソ
グラフィー工程を用いたパターニングによって形成する
工程と、(b)上記透明絶縁性基板上に、層間絶縁膜と
a−Si層とn+ a−Si層とドレイン電極金属層と
をこの順に堆積し、厚さの異なる複数の領域を持つレジ
ストを使用したフォトリソグラフィー工程によって、上
記a−Si層,n+ a−Si層,ドレイン電極金属層
の不要な部分を除去してパターニングし、未露光部をア
ッシングした後、所定の上記a−Si層の一部,上記n
+ a−Si層,上記ドレイン電極金属層を除去した
後、上記レジストの上記未露光部を剥離して、ドレイン
配線とアイランドとをパターニング形成する工程と、
(c)上記透明絶縁性基板上に、保護膜として有機絶縁
膜を堆積し、上記有機絶縁膜を貫通し、所定の位置に上
記アイランドのソース電極に接続するための有機絶縁膜
コンタクトをフォトリソグラフィー工程を用いたパター
ニングによって形成する工程と、(d)上記透明絶縁性
基板上に、画素電極となる透明導電膜を堆積し、不要な
上記透明導電膜を除去し、上記画素電極と上記共通電極
とを、フォトリソグラフィー工程を用いたパターニング
によって形成すると共に、上記画素電極と上記ソース電
極とを接続する工程とを含むことを特徴としている。
画素電極がTFTの保護膜上に配置され、液晶層に封止
されている液晶分子の分子軸の方向をアクティブマトリ
ックス基板表面と水平な表面で回転させて表示を行うこ
とにより、広視野角表示を可能にした広視野角液晶表示
装置の製造方法において、(a)透明絶縁性基板上に、
ゲート電極金属層とゲート絶縁体とa−Si層とをこの
順に積層し、ゲート電極とゲート絶縁膜と半導体層とか
らなるアイランドを、フォトリソグラフィー工程を用い
たパターニングによって形成する工程と、(b)上記透
明絶縁性基板上に、層間絶縁膜とドレイン電極金属層と
をこの順に堆積し、所定の領域の上記ドレイン電極金属
層を除去することによってドレイン配線を、フォトリソ
グラフィー工程を用いたパターニングによって形成する
工程と、(c)上記透明絶縁性基板上に、絶縁膜を堆積
し、上記絶縁膜を貫通し、所定の位置にソース/ドレイ
ン電極と接続するための絶縁膜コンタクトを印刷によっ
て形成する工程と、(d)上記透明絶縁性基板上に、透
明導電膜を堆積し、不要な上記透明導電膜を除去し、ク
シ歯状の上記画素電極と上記共通電極とを互い違いに配
置するようフォトリソグラフィー工程を用いたパターニ
ングによって形成すると共に、上記ソース電極と上記画
素電極とを接続し、かつ、上記ドレイン電極とドレイン
線とを接続する工程とを含むことを特徴としている。
画素電極がTFTの保護膜上に配置され、液晶層に封止
されている液晶分子の分子軸の方向をアクティブマトリ
ックス基板表面と水平な表面で回転させて表示を行うこ
とにより、広視野角表示を可能にした広視野角液晶表示
装置の製造方法において、(a)透明絶縁性基板上に、
ゲート電極金属層を積層し、ゲート電極をフォトリソグ
ラフィー工程を用いたパターニングによって形成する工
程と、(b)上記透明絶縁性基板上に、層間絶縁膜とa
−Si層とn+ a−Si層とドレイン電極金属層とを
この順に堆積し、厚さの異なる複数の領域を持つレジス
トを使用したフォトリソグラフィー工程によって、上記
ドレイン電極金属層の不要な部分を除去してパターニン
グし、未露光部をアッシングしてリフローした後、上記
n+ a−Si層および上記a−Si層の一部を除去
し、リフロー後の上記レジストを剥離することによっ
て、ドレイン配線とアイランドとをパターニング形成す
る工程と、(c)上記透明絶縁性基板上に、絶縁膜を堆
積し、上記絶縁膜を貫通し、所定の位置に上記アイラン
ドのソース電極に接続するための絶縁膜コンタクトを印
刷によって形成する工程と、(d)上記透明絶縁性基板
上に、画素電極となる透明導電膜を堆積し、不要な上記
透明導電膜を除去し、上記画素電極と上記共通電極とを
フォトリソグラフィー工程を用いたパターニングによっ
て形成すると共に、上記画素電極と上記ソース電極とを
接続する工程とを含むことを特徴としている。
画素電極がTFTの保護膜上に配置され、液晶層に封止
されている液晶分子の分子軸の方向をアクティブマトリ
ックス基板表面と水平な表面で回転させて表示を行うこ
とにより、広視野角表示を可能にした広視野角液晶表示
装置の製造方法において、(a)透明絶縁性基板上に、
ゲート電極金属層を積層し、ゲート電極を、フォトリソ
グラフィー工程を用いたパターニングによって形成する
工程と、(b)上記透明絶縁性基板上に、層間絶縁膜と
a−Si層とn+ a−Si層とドレイン電極金属層と
をこの順に堆積し、厚さの異なる複数の領域を持つレジ
ストを使用したフォトリソグラフィー工程によって、上
記a−Si層,n+ a−Si層,ドレイン電極金属層
の不要な部分を除去してパターニングし、未露光部をア
ッシングした後、所定の上記a−Si層の一部,上記n
+ a−Si層,上記ドレイン電極金属層を除去した
後、上記未露光部を剥離して、ドレイン配線とアイラン
ドとをパターニング形成する工程と、(c)上記透明絶
縁性基板上に、絶縁膜を堆積し、上記絶縁膜を貫通し、
所定の位置に上記アイランドのソース電極に接続するた
めの絶縁膜コンタクトを印刷によって形成する工程と、
(d)上記透明絶縁性基板上に、画素電極となる透明導
電膜を堆積し、不要な上記透明導電膜を除去し、上記画
素電極と上記共通電極とを、フォトリソグラフィー工程
を用いたパターニングによって形成すると共に、上記画
素電極と上記ソース電極とを接続する工程とを含むこと
を特徴としている。
至6のいずれか1に記載の広視野角液晶表示装置の製造
方法に係り、上記絶縁膜は、下層の無機絶縁膜と上層の
有機絶縁膜の積層膜とからなり、上記上層の有機絶縁膜
をフォトリソグラフィー工程によって所定の位置を開口
した後に、上記上層の有機絶縁膜をマスクに上記下層の
無機絶縁膜のエッチングを行うことを特徴としている。
至7のいずれか1に記載の広視野角液晶表示装置の製造
方法に係り、上記ゲート電極は、高融点金属の単層、も
しくは上層の高融点金属と下層のAl又はAl合金とか
ら構成される2層積層膜であることを特徴としている。
至7のいずれか1に記載の広視野角液晶表示装置の製造
方法に係り、上記ソース電極及び上記ドレイン電極は、
高融点金属の単層、もしくは上層の高融点金属と下層の
Al又はAl合金とから構成される2層積層膜、もしく
は上層の高融点金属と中層のAl又はAl合金と下層の
高融点金属とから構成される3層積層膜であることを特
徴としている。
又は9に記載の広視野角液晶表示装置の製造方法に係
り、上記高融点金属は、Cr又はMoであることを特徴
としている。
乃至10のいずれか1に記載の広視野角液晶表示装置の
製造方法に係り、上記絶縁膜は、感光性であることを特
徴としている。
の実施の形態に係る液晶表示装置の製造方法について説
明する、説明は実施例を用いて具体的に行う。 (第1実施例)
野角液晶表示装置のアクティブマトリックス基板の構成
を示す回路図である。この実施例では、共通電極,画素
電極が、TFTの保護膜(有機膜)上に配置され、画素
電極としてITOを用いたITO−TOP構造のIPS
アクティブマトリックス基板を用いる。従って、液晶層
に封止されている液晶分子の分子軸の方向をアクティブ
マトリックス基板表面と水平な表面で回転させて表示を
行う。この基板の構造は、TFT基板1上に、TFT2
と、ゲート端子3と、ドレイン端子5と、ゲート端子3
及びドレイン端子5から延びているゲート線4及びドレ
イン線6と、共通電極7と、共通電極端子8と、共通電
極端子から延び共通電極7を結束する共通電極結束線9
とを備える。
野角液晶表示装置におけるアクティブマトリックス基板
のTFT構造を示す平面図である。この基板は、ドレイ
ン線6,ゲート線4,共通電極7,画素電極(ドレイン
層)13,共通電極(ITO)10,画素電極(IT
O)11を備え、TFT部分は、ソース電極18,ドレ
イン電極15,半導体層19を備え、さらに、画素電極
(ドレイン層)用コンタクトホール14,画素電極(I
TO)用コンタクトホール12,ドレイン線用コンタク
トホール16を備える。
野角液晶表示装置における画素部の構成を示す断面図で
ある。この画素部は、1画素を抜き出したもので、液晶
27を挟んで配向膜20を介して、第1の透明基板28
と第2の透明基板29とが対向し、第1の透明基板28
側には、層間絶縁膜23,画素電極(ドレイン層)13
及びドレイン線6,パッシベーション膜22,有機絶縁
膜21,共通電極(ITO)10及び画素電極(IT
O)11が順次積層され、第2の透明基板29側には、
ブラックマトリックス25,色層26,オーバーコート
24,導電層30,偏光板31が配置されている。
の発明の第1実施例に係る液晶表示装置の製造方法にお
ける各工程を示す断面図である。なお、これらの図にお
いて、TFT素子部は図2のA−A’線断面、画素部は
図2のB−B’線断面、共通電極コンタクト部は図2の
C−C’線断面を示し、ゲート端子部,ドレイン端子部
は、それぞれゲート端子,ドレイン端子部の横断面を示
している。
絶縁性基板28上に、Cr,Mo等からなる上層高融点
金属とAl等を積層したゲート電極層32と、SiNx
(シリコン窒化膜)等のゲート絶縁膜33と、半導体層
19となるアモルファスシリコン(a−Si)層34と
を順次積層する。それぞれの膜の製造方法として、例え
ば、ゲート電極層32は、スパッタ法を用いて、Alを
100〜300nm程度、Cr,Mo,Ti等の上層高
融点金属を50〜150nm程度の膜厚で積層する。ゲ
ート絶縁膜33及びa−Si層34は、プラズマCVD
法を用いて、それぞれ200〜400nm、100〜3
00nm程度の膜厚で積層する。その後、第1のマスク
を用いて、ゲート電極層32及びゲート線4となる領域
にレジストパターンを形成し、レジストパターンで覆わ
れていない領域のゲート電極層32、ゲート絶縁膜33
及びa−Si層34をドライエッチングにより除去す
る。
28全面に、SiNx(シリコン窒化膜)等の層間絶縁
膜23をプラズマCVD法等により、ソース/ドレイン
電極層18/15となるCr,Moからなる上層高融点
金属とAl等とCr,Mo等からなる下層高融点金属の
積層膜とをスパッタ法等により成膜する。層間絶縁膜2
3の膜厚は、100〜200nm程度、ソース/ドレイ
ン電極層18/15の膜厚は、Cr,Mo等からなる上
層高融点金属を50〜150nm程度、Al等を100
〜300nm程度、Cr,Mo等からなる下層高融点金
属を30〜100nm程度とすることが望ましい。成膜
後、第2のマスクを用いて、ドレイン線6を覆うように
レジストパターンを形成し、不要な金属層をエッチング
除去し、ドレイン線を形成する。
ベーション膜22を、スパッタ法により、例えば、膜厚
100〜200nm程度で成膜する。ここで、パッシベ
ーション膜22の材料としては、後の工程でコンタクト
ホールを良好に形成するために、a−Si層34及びゲ
ート絶縁膜33とのエッチングの選択比が十分に大きい
ものを選択することが好ましい。
ポジ型ノボラック系レジスト等の有機絶縁膜21を、膜
厚2.0〜3.5ミクロン程度で成膜する。この有機絶
縁膜の材料としては、例えば、JSR製オプトマーPC
シリーズ等を用いる。続いて、第3のマスクを用いて、
a−Si層34上部のソース開口部36ドレイン開口部
37、ゲート線4,ドレイン線6に開口を有するレジス
トパターンを形成し、有機絶縁膜を形成する。
シベーション膜22及び層間絶縁膜23を第4のマスク
を使用するドライエッチングにより除去し、所定のコン
タクトホールを形成する。a−Si層34とのオーミッ
ク接続を得るために、基板28をPH3 プラズマ雰囲
気中に保持し、リンをa−Si層34に拡散させ、その
表層にn+ a−Siを形成する。その際の処理条件と
しては、例えば、プラズマCVD装置を用いて300度
の温度で、PH3 /H2 (0.5%PH3)ガスを1
000sccmで供給し、圧力:200Pa、RFパワ
ー:0.1W/cm2 で5分間処理することにより達
成できる。
画素電極となるITO11をスパッタ法等により40〜
120nm程度の膜厚で堆積し、第5のマスクを用い
て、不要なITO11をウェットエッチングし、ソース
電極18と画素電極11とを接続すると共に、ドレイン
電極15とドレイン線6とを接続する。なお、この実施
例では、画素電極として、ITO11を用いた例を記載
しているが、ITO11の他に、ZnO、ITOのSn
の代わりにZnを用いたIZO等を使用することもでき
る。
−Si層34とゲート絶縁膜33とをドライエッチング
によって除去することによって、図に示す構造のアクテ
ィブマトリックス基板を製造することができる。
たゲート/アイランド形成をより詳細に説明する工程図
である。この実施例では、ゲートメタル(金属)32,
ゲート絶縁膜33,半導体層34よりなるアイランド3
5上にフォトレジストを形成し、アイランド35の方は
遮光膜を、ゲート端子部3の方は半透過膜を用いるハー
フトーン露光を用いる。この露光後、現像,エッチング
して、アイランド35の上部及びゲート端子部3のフォ
トレジスト(未露光部)をアッシングして除去する。そ
の後、ゲート端子部の半導体層34及びゲート絶縁膜3
3をエッチングして、最後に、アイランド上の残りのフ
ォトレジストを剥離する。
装置の製造方法によれば、5枚のマスクのみで、ゲート
電極32、ドレイン電極15及び画素電極11が互いに
絶縁膜によって層間分離されると共に、a−Si層34
の表面及び側壁を層間絶縁膜23とパッシベーション膜
22とで完全に覆ったチャネル保護型アクティブマトリ
ックス基板を形成することができ、従来の製造方法に比
べて、少なくとも1PR分工程を簡略化することができ
る。
以下に具体的に説明する。ゲート電極は、膜厚100乃
至450nmのCr,Mo,Cr/Al,Mo/Al等
を、ソース電極,ドレイン電極は、膜厚150乃至55
0nmのCr,Mo,Cr/Al,Mo/Al/Mo等
を、画素電極は、膜厚40乃至120nmのITOを、
ゲート絶縁膜は、膜厚200乃至400nmのSiNx
を、半導体層は、膜厚150乃至300nmのアモルフ
ァスシリコン(a−Si),膜厚30乃至70nmのN
型アモルファスシリコン(n+ a−Si)を、パッシ
ベーション膜は、膜厚100乃至300nmのシリコン
窒化膜(SiNx)を、有機絶縁膜は、膜厚2.0乃至
3.5μmのポジ型感光性ノボラック系レジスト(例え
ば、JSR製オプトマーPCシリーズ)を用いた。
は、板厚0.7mmの無アルカリガラス、カラーフィル
タは、膜厚1.0乃至1.5μmのネガ型感光性アクリ
ル系顔料分散レジスト(例えば、JSR製オプトマーC
Rシリーズ)を、ブラックマトリクスは、膜厚1乃至3
μm、光学濃度(OD値)3以上、シート抵抗値10E
10Ω/□以上のネガ型感光性アクリル系顔料分散レジ
ストあるいはカーボン系レジスト(例えば、JSR製オ
プトマーCRシリーズ)を、偏光板は、ヨウ素系偏光フ
ィルム(例えば、日東電工製NPFシリーズあるいは住
友化学製スミカランシリーズ)を、対向電極は、膜厚8
0乃至150nm、シート抵抗値20乃至40Ω/□の
ITO(Indium−tin−oxide)を、液晶
は、フッ素系化合物(例えば、チッソ石油化学製LIX
ONシリーズ)を、面内スペーサは、径4.0乃至5.
5μmのジビニルベンゼン系架橋重合体を、シール材
は、エポキシ系樹脂接着剤(例えば、三井化学製ストラ
クトボンドシリーズ)を、封孔剤は、UV硬化型アクリ
レート系樹脂を、配向膜は、膜厚30乃至60nmのポ
リイミド系配向膜(例えば、日産化学製配向膜サンエバ
ーシリーズあるいはJSR製オプトマーALシリーズ)
を用いた。 (第2,第3実施例)
係る広視野角液晶表示装置におけるアクティブマトリッ
クス基板のTFT構造を示す平面図である。この実施例
では、上述した第1の実施例を示す図2で見られた画素
電極(ドレイン層)用コンタクトホール,ドレイン線用
コンタクトホールが見られない。これは、以下の製造方
法の違いによるものである。また、基本的な構成は、上
述した第1実施例の構成と略同様であるので、図10に
おいて、図2と同一の構成各部について、同一の符号を
付してその説明を省略する。さらに、これらの実施例で
使用した材料についても、第1実施例の説明のところで
上述したので省略する。
施例に係る広視野角液晶表示装置における画素部の構造
を示す断面図である。この画素部は、1画素を抜き出し
たもので、液晶127を挟んで配向膜120を介して、
第1の透明基板128と第2の透明基板129とが対向
し、第1の透明基板128側には、層間絶縁膜123,
画素電極(ドレイン層)113及びドレイン線16,パ
ッシベーション膜122,有機絶縁膜121,共通電極
(ITO)110及び画素電極(ITO)111が順次
積層され、第2の透明基板129側には、ブラックマト
リックス125,色層126,オーバーコート124,
導電層130,偏光板131が配置されている。上述し
た第1実施例と大きく異なる部分は、ドレイン線106
の下層にa−Si層,n+ a−Si層が見られること
である。
3実施例に係る広視野角液晶表示装置の製造方法の工程
を示す断面図である。
板上に、ゲート電極金属層を積層し、この金属層の所定
の領域に第1のマスクを用いて、公知のフォトリソグラ
フィー技術によりゲート電極104を形成する。
板上に、層間絶縁膜123とa−Si層138とn+
a−Si層139とドレイン電極金属層106とをこの
順に堆積し、第2のマスクを用いて、a−Si層138
とn+ a−Si層139とドレイン電極金属層106
の不要な部分を除去して、ドレイン線106とアイラン
ド135とを形成する。
板上に、パッシベーション膜122と有機絶縁膜121
とをこの順に堆積し、第3のマスクを用いて、有機絶縁
膜121を貫通し、パッシベーション膜122上の所定
の位置に、アイランドのソース電極に接続するための開
口を形成する。
接続するための開口部に露出したパッシベーション層1
22を第4のマスクを用いて除去して、ソース電極に接
続し、パッシベーションコンタクトを形成する。
板上に、画素電極となるITOを堆積し、第5のマスク
を用いて不要なITOを除去し、ソース電極と画素電極
とを接続する。
た工程において、図17に示すように、ハーフトーン露
光してドレイン電極金属層106の不要な部分を除去
し、未露光部をアッシングしてリフローした後、n+
a−Si層139およびa−Si層138の一部を除去
した後、リフロー後の第2のマスクを剥離して、アイラ
ンドを形成する。また、第3実施例では、図13で上述
した工程において、図18に示すように、上記透明絶縁
性基板上に、層間絶縁膜とa−Si層とn+ a−Si
層とドレイン電極金属層とをこの順に堆積し、第2のマ
スクを用いて、ハーフトーン露光して上記a−Si層,
n+ a−Si層,ドレイン電極金属層の不要な部分を
除去し、レジストの未露光部をアッシングした後、所定
の上記a−Si層の一部,上記n+ a−Si層,上記
ドレイン電極金属層を除去した後、上記未露光部を剥離
して、アイランドを形成する。
液晶表示装置の製造方法によっても、5枚のマスクのみ
で、ゲート電極132、ドレイン電極115及び画素電
極111が互いに絶縁膜によって層間分離されると共
に、a−Si層134の表面及び側壁を層間絶縁膜12
3とパッシベーション膜122とで完全に覆ったチャネ
ルエッチング型アクティブマトリックス基板を形成する
ことができ、従来の製造方法に比べて、少なくとも1P
R分工程を簡略化することができる。 (第4実施例)
8を参照して、この発明の第4実施例に係る広視野角液
晶表示装置の製造方法について説明する。ここで説明す
る第4実施例は、上述した第1乃至第3実施例におい
て、有機絶縁膜コンタクトの形成とパッシベーションコ
ンタクトの形成とを同一工程で行うものであり、第1乃
至第3実施例よりも更に1PR分工程を簡略化するもの
である。
おいては、透明絶縁性基板上に、ゲート電極金属層とゲ
ート絶縁体とa−Si層とをこの順に積層し、第1のマ
スクを用いて、ゲート電極32とゲート絶縁膜33と半
導体層34とを形成し、次に、透明絶縁性基板上に、層
間絶縁膜23とドレイン電極金属層6とをこの順に堆積
し、第2のマスクを用いて、所定の領域のドレイン電極
金属層を除去することによってドレイン配線6を形成
し、次に、透明絶縁性基板上に、パッシベーション膜2
2と有機絶縁膜21とをこの順に堆積し、第3のマスク
を用いて、有機絶縁膜21を貫通し、パッシベーション
膜22上の所定の位置に、ソース/ドレイン電極と接続
するための開口36,37とドレイン配線上の開口とを
形成し、かつ、ソース/ドレイン電極と接続するための
開口部に露出したパッシベーション層と、TFT素子部
のドレイン配線上の開口部に露出したパッシベーション
層とを除去して、パッシベーションコンタクトを形成
し、次に、透明絶縁性基板上に、画素電極となるITO
を堆積し、第4のマスクを用いて不要なITOを除去
し、ソース電極18と画素電極11とを接続すると共
に、ドレイン電極15とドレイン線とを接続する。
透明絶縁性基板上に、ゲート電極金属層を積層し、第1
のマスクを用いて、ゲート電極104を形成し、透明絶
縁性基板上に、層間絶縁膜123とa−Si層138と
n+ a−Si層139とドレイン電極金属層106と
をこの順に堆積し、第2のマスクを用いて、ハーフトー
ン露光してドレイン金属層106の不要な部分を除去
し、第2のマスクの未露光部をアッシングしてリフロー
した後、n+ a−Si層139およびa−Si層13
8の一部を除去した後、リフロー後の第2のマスクを剥
離して、アイランドを形成し、次に、透明絶縁性基板上
に、パッシベーション膜122と有機絶縁膜121とを
この順に堆積し、第3のマスクを用いて、有機絶縁膜1
21を貫通し、パッシベーション膜122上の所定の位
置に、アイランドのソース電極に接続するための開口を
形成し、かつ、ソース電極に接続するための開口部に露
出したパッシベーション層122を除去して、ソース電
極118に接続し、パッシベーションコンタクトを形成
し、次に、透明絶縁性基板上に、画素電極11となるI
TOを堆積し、第4のマスクを用いて不要なITOを除
去し、ソース電極118と画素電極111とを接続す
る。
透明絶縁性基板上に、ゲート電極金属層を積層し、第1
のマスクを用いて、ゲート電極104を形成し、透明絶
縁性基板上に、層間絶縁膜123とa−Si層138と
n+ a−Si層139とドレイン電極金属層106と
をこの順に堆積し、第2のマスクを用いて、ハーフトー
ン露光してa−Si層138,n+ a−Si層13
9,ドレイン電極金属層106の不要な部分を除去し、
第2のマスクの未露光部をアッシングした後、所定のa
−Si層138の一部,n+ a−Si層139,ドレ
イン電極金属層106を除去した後、上記未露光部を剥
離して、アイランドを形成し、透明絶縁性基板上に、パ
ッシベーション膜122と有機絶縁膜121とをこの順
に堆積し、第3のマスクを用いて、有機絶縁膜121を
貫通し、パッシベーション膜121上の所定の位置に、
アイランドのソース電極に接続するための開口を形成
し、かつ、ソース電極に接続するための開口部に露出し
たパッシベーション層121を除去して、ソース電極1
18に接続し、パッシベーションコンタクトを形成し、
透明絶縁性基板上に、画素電極111となるITOを堆
積し、第5のマスクを用いて不要なITOを除去し、ソ
ース電極118と画素電極111とを接続する。
より形成した例を示したが、印刷により成膜しても良
い。この場合、有機絶縁膜の形成工程のフォトプロセス
が不要になるので、さらに工程を短縮することができ
る。
金属イオン溶出量を示すグラフである。このグラフは、
パネルに対して、729時間,20V,60℃のストレ
スを印加し続けた場合の液晶への金属イオン溶出量を示
すものである(参考として、電圧印加なしの場合のCr
溶出量も示した)。これによると、液晶中への金属イオ
ン溶出量は、高融点金属であるCr,Moは、溶出量の
多い金属であり、保護膜によるカバレッジの重要性が非
常に高いことを示している。
詳述してきたが、具体的な構成はこの実施例に限られる
ものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計
の変更等があってもこの発明に含まれる。
極,画素電極がTFTの保護膜上に配置され、液晶層に
封止されている液晶分子の分子がアクティブマトリック
ス基板表面と水平な表面で回転させて表示を行う広視野
角表示を可能にした広視野角液晶表示装置について説明
したが、これに限らず、この発明がすべての液晶表示装
置の製造方法に適用できることは明らかである。
イランドの構成をゲート電極,ゲート絶縁体,半導体層
としたが、これに限らず、他のすべてのアイランドに適
用することができる。
の材料をアモルファスシリコン(a−Si)としたが、
これに限らず、他の材料を用いても良い。
ーション膜の材料をSiNとしたが、これに限らず、他
の材料を用いても良い。
よれば、プロセス短縮を可能にし、かつ、TFTの段差
が大きくならず、パッシベーション層のカバレッジが良
好な広視野角液晶表示装置の製造方法を提供できる。
のアクティブマトリックス基板の回路図である。
画素を抜き出した平面図である。
画素を抜き出した断面図である。
造方法のPR工程1を示す断面図である。
造方法のPR工程2を示す断面図である。
造方法のPR工程3を示す断面図である。
造方法のPR工程4を示す断面図である。
造方法のPR工程5を示す断面図である。
造方法のPR工程1をより詳細に説明する断面図であ
る。
装置の1画素を抜き出した平面図である。
装置の1画素を抜き出した断面図である。
装置の製造方法のPR工程1を示す断面図である。
装置の製造方法のPR工程2を示す断面図である。
装置の製造方法のPR工程3を示す断面図である。
装置の製造方法のPR工程4を示す断面図である。
装置の製造方法のPR工程5を示す断面図である。
製造方法のPR工程2をより詳細に説明する断面図であ
る。
製造方法のPR工程2をより詳細に説明する断面図であ
る。
出量を示すグラフである。
き出した平面図である。
R工程1を示す断面図である。
R工程2を示す断面図である。
R工程3を示す断面図である。
R工程4を示す断面図である。
R工程5を示す断面図である。
R工程6を示す断面図である。
トホール 13,113,213 画素電極(ドレイン線) 14 画素電極(ドレイン層)用コンタクトホール 15,115,215 ドレイン電極 16 ドレイン線用コンタクトホール 17,117,217 共通電極(ITO)用コンタク
トホール 18,118,218 ソース電極 19,119,219 半導体層 20 配向膜 21 有機絶縁膜 22 パッシベーション膜 23 層間絶縁膜 24 オーバーコート 25 ブラックマトリックス 26 色層 27 液晶 28 第1の透明基板 29 第2の透明基板 30 導電層 31 偏光板 32 ゲート電極 33 ゲート絶縁膜 34 a−Si層 35 アイランド 36 チャネル 37 n+ a−Si層
Claims (11)
- 【請求項1】共通電極,画素電極がTFTの保護膜上に
配置され、液晶層に封止されている液晶分子の分子軸の
方向をアクティブマトリックス基板表面と水平な表面で
回転させて表示を行うことにより、広視野角表示を可能
にした広視野角液晶表示装置の製造方法において、 (a)透明絶縁性基板上に、ゲート電極金属層とゲート
絶縁体とa−Si層とをこの順に積層し、ゲート電極と
ゲート絶縁膜と半導体層とからなるアイランドを、フォ
トリソグラフィー工程を用いたパターニングによって形
成する工程と、 (b)前記透明絶縁性基板上に、層間絶縁膜とドレイン
電極金属層とをこの順に堆積し、所定の領域の前記ドレ
イン電極金属層を除去することによってドレイン配線
を、フォトリソグラフィー工程を用いたパターニングに
よって形成する工程と、 (c)前記透明絶縁性基板上に、絶縁膜を堆積し、前記
絶縁膜を貫通し、所定の位置にソース/ドレイン電極と
接続するための絶縁膜コンタクトを、フォトリソグラフ
ィー工程を用いたパターニングによって形成する工程
と、 (d)前記透明絶縁性基板上に、透明導電膜を堆積し、
不要な前記透明導電膜を除去し、クシ歯状の前記画素電
極と前記共通電極とを互い違いに配置するようフォトリ
ソグラフィー工程を用いたパターニングによって形成す
ると共に、前記ソース電極と前記画素電極とを接続し、
かつ、前記ドレイン電極とドレイン線とを接続する工程
とを含むことを特徴とする広視野角液晶表示装置の製造
方法。 - 【請求項2】共通電極,画素電極がTFTの保護膜上に
配置され、液晶層に封止されている液晶分子の分子軸の
方向をアクティブマトリックス基板表面と水平な表面で
回転させて表示を行うことにより、広視野角表示を可能
にした広視野角液晶表示装置の製造方法において、 (a)透明絶縁性基板上に、ゲート電極金属層を積層
し、ゲート電極をフォトリソグラフィー工程を用いたパ
ターニングによって形成する工程と、 (b)前記透明絶縁性基板上に、層間絶縁膜とa−Si
層とn+ a−Si層とドレイン電極金属層とをこの順
に堆積し、厚さの異なる複数の領域を持つレジストを使
用したフォトリソグラフィー工程によって、前記ドレイ
ン電極金属層の不要な部分を除去してパターニングし、
未露光部をアッシングしてリフローした後、前記n+
a−Si層および前記a−Si層の一部を除去し、リフ
ロー後の前記レジストを剥離することによって、ドレイ
ン配線とアイランドとをパターニング形成する工程と、 (c)前記透明絶縁性基板上に、絶縁膜を堆積し、前記
絶縁膜を貫通し、所定の位置に前記アイランドのソース
電極に接続するための絶縁膜コンタクトを、フォトリソ
グラフィー工程を用いたパターニングによって形成する
工程と、 (d)前記透明絶縁性基板上に、画素電極となる透明導
電膜を堆積し、不要な前記透明導電膜を除去し、前記画
素電極と前記共通電極とをフォトリソグラフィー工程を
用いたパターニングによって形成すると共に、前記画素
電極と前記ソース電極とを接続する工程とを含むことを
特徴とする広視野角液晶表示装置の製造方法。 - 【請求項3】共通電極,画素電極がTFTの保護膜上に
配置され、液晶層に封止されている液晶分子の分子軸の
方向をアクティブマトリックス基板表面と水平な表面で
回転させて表示を行うことにより、広視野角表示を可能
にした広視野角液晶表示装置の製造方法において、 (a)透明絶縁性基板上に、ゲート電極金属層を積層
し、ゲート電極を、フォトリソグラフィー工程を用いた
パターニングによって形成する工程と、 (b)前記透明絶縁性基板上に、層間絶縁膜とa−Si
層とn+ a−Si層とドレイン電極金属層とをこの順
に堆積し、厚さの異なる複数の領域を持つレジストを使
用したフォトリソグラフィー工程によって、前記a−S
i層,n+ a−Si層,ドレイン電極金属層の不要な
部分を除去してパターニングし、未露光部をアッシング
した後、所定の前記a−Si層の一部,前記n+ a−
Si層,前記ドレイン電極金属層を除去した後、前記未
露光部を剥離して、ドレイン配線とアイランドとをパタ
ーニング形成する工程と、 (c)前記透明絶縁性基板上に、絶縁膜を堆積し、前記
絶縁膜を貫通し、所定の位置に前記アイランドのソース
電極に接続するための絶縁膜コンタクトをフォトリソグ
ラフィー工程を用いたパターニングによって形成する工
程と、 (d)前記透明絶縁性基板上に、画素電極となる透明導
電膜を堆積し、不要な前記透明導電膜を除去し、前記画
素電極と前記共通電極とを、フォトリソグラフィー工程
を用いたパターニングによって形成すると共に、前記画
素電極と前記ソース電極とを接続する工程とを含むこと
を特徴とする広視野角液晶表示装置の製造方法。 - 【請求項4】共通電極,画素電極がTFTの保護膜上に
配置され、液晶層に封止されている液晶分子の分子軸の
方向をアクティブマトリックス基板表面と水平な表面で
回転させて表示を行うことにより、広視野角表示を可能
にした広視野角液晶表示装置の製造方法において、 (a)透明絶縁性基板上に、ゲート電極金属層とゲート
絶縁体とa−Si層とをこの順に積層し、ゲート電極と
ゲート絶縁膜と半導体層とからなるアイランドを、フォ
トリソグラフィー工程を用いたパターニングによって形
成する工程と、 (b)前記透明絶縁性基板上に、層間絶縁膜とドレイン
電極金属層とをこの順に堆積し、所定の領域の前記ドレ
イン電極金属層を除去することによってドレイン配線
を、フォトリソグラフィー工程を用いたパターニングに
よって形成する工程と、 (c)前記透明絶縁性基板上に、絶縁膜を堆積し、前記
絶縁膜を貫通し、所定の位置にソース/ドレイン電極と
接続するための絶縁膜コンタクトを印刷によって形成す
る工程と、 (d)前記透明絶縁性基板上に、透明導電膜を堆積し、
不要な前記透明導電膜を除去し、クシ歯状の前記画素電
極と前記共通電極とを互い違いに配置するようフォトリ
ソグラフィー工程を用いたパターニングによって形成す
ると共に、前記ソース電極と前記画素電極とを接続し、
かつ、前記ドレイン電極とドレイン線とを接続する工程
とを含むことを特徴とする広視野角液晶表示装置の製造
方法。 - 【請求項5】共通電極,画素電極がTFTの保護膜上に
配置され、液晶層に封止されている液晶分子の分子軸の
方向をアクティブマトリックス基板表面と水平な表面で
回転させて表示を行うことにより、広視野角表示を可能
にした広視野角液晶表示装置の製造方法において、 (a)透明絶縁性基板上に、ゲート電極金属層を積層
し、ゲート電極をフォトリソグラフィー工程を用いたパ
ターニングによって形成する工程と、 (b)前記透明絶縁性基板上に、層間絶縁膜とa−Si
層とn+ a−Si層とドレイン電極金属層とをこの順
に堆積し、厚さの異なる複数の領域を持つレジストを使
用したフォトリソグラフィー工程によって、前記ドレイ
ン電極金属層の不要な部分を除去してパターニングし、
未露光部をアッシングしてリフローした後、前記n+
a−Si層および前記a−Si層の一部を除去し、リフ
ロー後の前記レジストを剥離することによって、ドレイ
ン配線とアイランドとをパターニング形成する工程と、 (c)前記透明絶縁性基板上に、絶縁膜を堆積し、前記
絶縁膜を貫通し、所定の位置に前記アイランドのソース
電極に接続するための絶縁膜コンタクトを印刷によって
形成する工程と、 (d)前記透明絶縁性基板上に、画素電極となる透明導
電膜を堆積し、不要な前記透明導電膜を除去し、前記画
素電極と前記共通電極とをフォトリソグラフィー工程を
用いたパターニングによって形成すると共に、前記画素
電極と前記ソース電極とを接続する工程とを含むことを
特徴とする広視野角液晶表示装置の製造方法。 - 【請求項6】共通電極,画素電極がTFTの保護膜上に
配置され、液晶層に封止されている液晶分子の分子軸の
方向をアクティブマトリックス基板表面と水平な表面で
回転させて表示を行うことにより、広視野角表示を可能
にした広視野角液晶表示装置の製造方法において、 (a)透明絶縁性基板上に、ゲート電極金属層を積層
し、ゲート電極を、フォトリソグラフィー工程を用いた
パターニングによって形成する工程と、 (b)前記透明絶縁性基板上に、層間絶縁膜とa−Si
層とn+ a−Si層とドレイン電極金属層とをこの順
に堆積し、厚さの異なる複数の領域を持つレジストを使
用したフォトリソグラフィー工程によって、前記a−S
i層,n+ a−Si層,ドレイン電極金属層の不要な
部分を除去してパターニングし、未露光部をアッシング
した後、所定の前記a−Si層の一部,前記n+ a−
Si層,前記ドレイン電極金属層を除去した後、前記未
露光部を剥離して、ドレイン配線とアイランドとをパタ
ーニング形成する工程と、 (c)前記透明絶縁性基板上に、絶縁膜を堆積し、前記
絶縁膜を貫通し、所定の位置に前記アイランドのソース
電極に接続するための絶縁膜コンタクトを印刷によって
形成する工程と、 (d)前記透明絶縁性基板上に、画素電極となる透明導
電膜を堆積し、不要な前記透明導電膜を除去し、前記画
素電極と前記共通電極とを、フォトリソグラフィー工程
を用いたパターニングによって形成すると共に、前記画
素電極と前記ソース電極とを接続する工程とを含むこと
を特徴とする広視野角液晶表示装置の製造方法。 - 【請求項7】前記絶縁膜は、下層の無機絶縁膜と上層の
有機絶縁膜の積層膜とからなり、前記上層の有機絶縁膜
をフォトリソグラフィー工程によって所定の位置を開口
した後に、前記上層の有機絶縁膜をマスクに前記下層の
無機絶縁膜のエッチングを行うことを特徴とする請求項
1乃至6のいずれか1に記載の広視野角液晶表示装置の
製造方法。 - 【請求項8】前記ゲート電極は、高融点金属の単層、も
しくは上層の高融点金属と下層のAl又はAl合金とか
ら構成される2層積層膜であることを特徴とする請求項
1乃至7のいずれか1に記載の広視野角液晶表示装置の
製造方法。 - 【請求項9】前記ソース電極及び前記ドレイン電極は、
高融点金属の単層、もしくは上層の高融点金属と下層の
Al又はAl合金とから構成される2層積層膜、もしく
は上層の高融点金属と中層のAl又はAl合金と下層の
高融点金属とから構成される3層積層膜であることを特
徴とする請求項1乃至7のいずれか1に記載の広視野角
液晶表示装置の製造方法。 - 【請求項10】前記高融点金属は、Cr又はMoである
ことを特徴とする請求項8又は9に記載の広視野角液晶
表示装置の製造方法。 - 【請求項11】前記絶縁膜は、感光性であることを特徴
とする請求項1乃至10のいずれか1に記載の広視野角
液晶表示装置の製造方法。
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