JP2004317889A - 液晶表示装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】基板表面の段差に起因する配向欠陥の発生を抑制することができる液晶表示装置の製造方法を提供する。
【解決手段】ＴＦＴ９５を形成したアレイ基板１０全面に、第２層間絶縁膜として機能する平坦化膜１８を塗布する（図３（ｂ））。次に、開口パターン４１ａを配したフォトマスク４１を介して光（ｉ線）を照射して平坦化膜１８を露光（露光量：２００ｍＪ／ｃｍ２ ）する（図３（ｃ））。また、開口パターン４２ａを配したフォトマスク４２を介して光を照射して平坦化膜１８を露光（露光量：５０ｍＪ／ｃｍ２ ）する（図３（ｄ））。そして、スプレー現像を行うことにより露光された領域を除去（エッチング）し、密着露光機でブリーチ露光を行う。これにより、平坦化膜１８を貫通する第２コンタクトホール２０が形成されるとともに、ＴＦＴ９５を形成した領域上の平坦化膜１８に凹部８０が形成される（図３（ｅ））。
【選択図】 図３
【解決手段】ＴＦＴ９５を形成したアレイ基板１０全面に、第２層間絶縁膜として機能する平坦化膜１８を塗布する（図３（ｂ））。次に、開口パターン４１ａを配したフォトマスク４１を介して光（ｉ線）を照射して平坦化膜１８を露光（露光量：２００ｍＪ／ｃｍ２ ）する（図３（ｃ））。また、開口パターン４２ａを配したフォトマスク４２を介して光を照射して平坦化膜１８を露光（露光量：５０ｍＪ／ｃｍ２ ）する（図３（ｄ））。そして、スプレー現像を行うことにより露光された領域を除去（エッチング）し、密着露光機でブリーチ露光を行う。これにより、平坦化膜１８を貫通する第２コンタクトホール２０が形成されるとともに、ＴＦＴ９５を形成した領域上の平坦化膜１８に凹部８０が形成される（図３（ｅ））。
【選択図】 図３
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は液晶表示装置の製造方法に関し、より具体的には、基板に形成したスイッチング素子に起因する段差を制御することにより、配向欠陥の発生を抑制することができる液晶表示装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置は、電極を設けた２つの基板を、その電極が対向するように配置させて生じる空隙内に液晶物質を封入し、その電極間に電圧を印加することにより、印加された電圧によって決定される液晶物質の光透過率を制御する構成をしている。
【０００３】
一般的に普及しているＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）液晶は、印加電圧に対する応答速度が十〜数十ｍｓであり、印加電圧が低い領域では応答速度が急激に遅くなり百ｍｓに近い値となる場合もある。従って、ＴＮ液晶を用いた液晶表示装置にて動画（６０画像／秒）表示する場合には、液晶分子が動作しきれず画像がぼやけてしまうため、ＴＮ液晶はマルチメディア等の動画表示用途には不適である。
【０００４】
そこで、自発分極特性を有し、印加電圧に対する応答速度が数十〜数百μｓと高速であるＦＬＣ又はＡＦＬＣを用いた液晶表示装置が実用化されている。これらの高速応答可能な液晶を液晶表示装置に用いた場合には、液晶分子の分極を短時間で完了させることにより優れた動画表示が可能である。
【０００５】
液晶表示装置の表示制御方式としては、大別して単純マトリックス方式とアクティブマトリックス方式との二つの方式が一般的であるが、後者のアクティブマトリックス方式は、ＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）、ＭＩＭ（Ｍｅｔａｌ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ Ｍｅｔａｌ）等のスイッチング素子を介して各画素に印加する電圧を制御し、印加された電圧に応じた階調（多階調）表示が可能であるため、より精細な画像表示を行うことができる。従って、最近のモニタ、テレビ、携帯端末等の液晶表示装置の多くは、アクティブマトリックス方式を採用している。
【０００６】
図９は従来の液晶表示装置の模式的平面図であり、図１０は図９のＸ−Ｘ線における構造断面図、図１１は図９のＸＩ−ＸＩ線における構造断面図、図１２は図９のＸＩＩ−ＸＩＩ線における構造断面図である。なお、図９は分かり易くするため構成要素の一部を省略して示す。従来の液晶表示装置は、画素電極１１５を設けたアレイ基板１１０，対向電極１６２を設けた対向基板１６０の表面上に図示しない配向膜をそれぞれ形成した後に、アレイ基板１１０と対向基板１６０とを対向するように配置させて生じた空隙内に液晶物質１９０を封入し、更にアレイ基板１１０，対向基板１６０の表面に偏光板１３６，１８６を夫々貼付け、画素電極１１５，対向電極１６２間に電圧を印加することにより、印加された電圧によって決定される液晶物質１９０の光透過率を制御する構成をしている。
アレイ基板１１０には、半導体層１１１、ゲート電極１１２、ソース電極１１３、及びドレイン電極１１４、それらを絶縁する酸化膜、窒化膜等のゲート絶縁膜１１６，第１層間絶縁膜１１７，第２層間絶縁膜１２５、並びに、半導体層１１１とソース電極１１３及びドレイン電極１１４とを適宜接続する第１コンタクトホール１１９ａ，１１９ｂを積層して形成することにより、スイッチング素子であるＴＦＴ１９５を形成し、第２コンタクトホール１２０を通じてＴＦＴ１９５のドレイン電極１１４に画素電極１１５を接続する。従って、ＴＦＴ１９５をアレイ基板１１０に形成することは、複数のレイヤを積層することに他ならず、アレイ基板１１０に積層したそれらのレイヤに起因して段差（凹凸）が生じる。一方、対向基板１６０には、ブラックマトリックスと呼ばれる遮光膜１６１を形成することにより、隣合う画素を分離して解像度を向上する。また、カラー化のためには、図示しないカラーフィルタを更に設ける必要がある。従って、対向基板１６０も同様に、遮光膜１６１、カラーフィルタ等のレイヤに起因して段差が生じる。
これらアレイ基板１１０及び対向基板１６０に生じた段差は液晶物質１９０の配向状態を乱す要因となって配向欠陥が発生する。図１３は従来の液晶表示装置における配向欠陥の発生状態を示す模式図である。図１３に示すように、従来の液晶表示装置には、ＴＦＴ１９５を起点とする配向欠陥１９１と、ソース電極１１３を起点とする配向欠陥１９２とが発生する。
【０００７】
そこで、ＴＦＴ１９５を形成した後に、第２層間絶縁膜としてアクリル系樹脂等の平坦化膜を形成し、ＴＦＴ１９５、ゲート電極１１２、及びソース電極１１３に起因した段差を緩和する構成とした液晶表示装置が実用化されている（例えば、特許文献１参照。）。
図１４は平坦化処理された液晶表示装置の模式的平面図であり、図１５は図１４のＸＶ−ＸＶ線における構造断面図、図１６は図１４のＸＶＩ−ＸＶＩ線における構造断面図、図１７は図１４のＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ線における構造断面図である。なお、図１４は分かり易くするため構成要素の一部を省略して示す。平坦化処理された液晶表示装置は、アレイ基板１１０に図９〜図１２と同様に各種レイヤを積層してＴＦＴ１９５を形成した後、第２層間絶縁膜としてアクリル系樹脂等の平坦化膜１１８を全面にスピンコートし、一方、対向基板１６０に図９〜図１２と同様に各種レイヤを積層した後、アレイ基板と同様に平坦化膜１６３を全面にスピンコートし、積層したレイヤにより生じた段差を緩和することで配向欠陥の発生を低減することができる。なお、その他の構成は前述した図９〜図１２と同様であるので、対応する部分には同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。
【０００８】
【特許文献１】
特許第３２４７８７０号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した平坦化処理により、アレイ基板の表面に生じる段差をある程度平坦化することができるが、ＴＦＴ１９５を形成した領域上に生じる段差（凸部）までを平坦化することは困難である。すなわち、平坦化処理により、ソース電極１１３に起因する段差（図１６）、及びゲート電極１１２に起因する段差（図１７）は解消することができるが、ＴＦＴ１９５に起因する段差（図１５）までは解消することができない。
【００１０】
特に、ＦＬＣ、ＡＦＬＣであるカイラルスメクティック（Ｓｃ＊）相は粘度が高いため、等方（Ｉｓｏ）相まで昇温して低粘度化した液晶物質を空パネルに注入し、冷却により温度を降下させてカイラルスメクティック（Ｓｃ＊）相を発現させて利用するのが一般的である。この相転移の際に、温度降下に起因する体積収縮が生じてしまうため、液晶物質にストレスが印加されて配向欠陥が発生する。図１８は平坦化処理された液晶表示装置における配向欠陥の発生状態を示す模式図である。図１８に示すように、液晶表示装置を平坦化処理した場合であっても、ＴＦＴ１９５に起因する凸部が残存してしまい、ＴＦＴ１９５を起点とする配向欠陥１９１が発生する。なお、Ｓｃ＊相を発現させる相系列としては、Ｉｓｏ相→スメクティックＡ相（Ｓａ相）→Ｓｃ＊相，Ｉｓｏ相→カイラルネマティック（Ｎ＊相）→Ｓａ相→Ｓｃ＊相，Ｉｓｏ相→Ｎ＊相→Ｓｃ＊相等の相系列パターンが一般的に知られている。
【００１１】
従って、液晶物質の体積収縮により基板間の対向距離（以下、ギャップ）が収縮した場合、スイッチング素子を形成した領域におけるギャップの収縮率が、その領域の周囲におけるギャップの収縮率より大きく、この収縮率の相違が液晶物質の移動を生じさせ、液晶物質の流出部に相当するスイッチング素子を起点に配向欠陥が発生して画質及びコントラスト特性、並びに透過率等の表示品質が低下するという問題があった。
【００１２】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、スイッチング素子を形成した領域におけるギャップを前記領域の周囲におけるギャップ以上にすべく、前記領域に位置する絶縁膜の一部を除去することにより、前記領域におけるギャップの収縮率を、前記領域の周囲におけるギャップの収縮率と比較して同等、又は小さくして配向欠陥の発生を抑制し、画質及びコントラスト特性、並びに透過率等の表示品質が低下することのない液晶表示装置の製造方法の提供を目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る液晶表示装置の製造方法は、スイッチング素子を形成した後、該スイッチング素子を被覆する絶縁膜を形成し、形成した絶縁膜を貫通して前記スイッチング素子の一方の電極まで開口するコンタクトホールを形成し、形成したコンタクトホールを介して前記電極に接続する画素電極を形成した第１基板と、対向電極を形成した第２基板とを備え、前記対向電極を前記画素電極に対向させ、前記第１基板と前記第２基板とのギャップに液晶物質を封入し、前記画素電極と前記対向電極との間に印加される電圧により前記液晶物質の光透過率を制御する構成とした液晶表示装置の製造方法において、前記スイッチング素子を形成した領域におけるギャップを前記領域の周囲におけるギャップ以上にすべく、前記領域に位置する絶縁膜の一部を除去する処理を含むことを特徴とする。
【００１４】
このような液晶表示装置の製造方法にあっては、スイッチング素子を形成した領域に位置する絶縁膜の一部を除去することにより、前記領域におけるギャップを前記領域の周囲におけるギャップ以上にする。従って、前記領域におけるギャップの収縮率を、前記領域の周囲におけるギャップの収縮率と比較して同等、又は小さくして配向欠陥の発生を抑制する。
【００１５】
また、絶縁膜がポジ型の感光性樹脂である場合には、フォトマスクを介して光を照射して絶縁膜を露光すれば、容易に絶縁膜を露光する露光量を調整して、除去される絶縁膜の量を制御することをができるため、絶縁膜の形状を所望のものに加工することができる。
【００１６】
また、絶縁膜を露光する露光量を、コンタクトホールを形成するのに必要な露光量より少ないようにすれば、絶縁膜を残存させておくことができる。従って、スイッチング素子を形成した領域におけるギャップを前記領域の周囲におけるギャップと同等、すなわち平坦化することができる。
【００１７】
また、スイッチング素子を形成した領域の絶縁膜を露光する第１パターンと、コンタクトホールを形成する領域の絶縁膜を露光する第２パターンとを含み、第１パターンが第２パターンに比べて、照射された光をより多く散乱又は吸収させるパターンを有するフォトマスクを用いれば、１枚のフォトマスクで、スイッチング素子を形成した領域の絶縁膜を露光する露光量と、コンタクトホールを形成する領域の絶縁膜を露光する露光量とを調整して、除去される絶縁膜の量を制御することをができるため、スイッチング素子を形成した領域に位置する絶縁膜の一部を除去でき、同時に、コンタクトホールを形成することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。
【００１９】
（実施の形態１）
図１は本発明に係る液晶表示装置の一例を示す模式的平面図、図２は図１のＩＩ−ＩＩ線における構造断面図である。なお、図１は分かり易くするため構成要素の一部を省略して示す。図中１０，６０は、可視光領域（３８０ｎｍ〜７７０ｎｍ）における透過率が優れたガラス又は石英等からなる絶縁性基板であり、以下、基板を区別するために絶縁性基板１０をアレイ基板１０、絶縁性基板６０を対向基板６０という。
【００２０】
アレイ基板１０には、アモルファスシリコン等の半導体層１１がマトリックス状に形成されており、各半導体層１１の中央部には、ポリシリコン等のゲート電極１２が酸化膜、窒化膜等のゲート絶縁膜１６を介して形成されている。一方、ゲート電極１２が被覆されていない半導体層１１の両端部には、リン等のＮ型キャリアがイオン注入されており、半導体層１１の両端部がそれぞれソース１１ａ，ドレイン１１ｂとして機能し、且つゲート電極１２がゲートとして機能するＴＦＴ９５を構成する。そして、第１コンタクトホール１９ａ，１９ｂにより、半導体層１１のソース１１ａ，ドレイン１１ｂとそれぞれ接続したアルミニウム等のソース電極１３，ドレイン電極１４が、ＮＳＧ、ＢＰＳＧ等の第１層間絶縁膜１７を介して形成されている。なお、半導体層１１の幅がゲート幅、ゲート電極１２の幅がゲート長となり、この２つのパラメータ及びイオン注入条件等によりスイッチング特性が決定される。
【００２１】
半導体層１１、ゲート電極１２、ソース電極１３、及びドレイン電極１４が形成されたアレイ基板１０には、ポジ型アクリル系樹脂（住友化学製：ＰＭＨＳ−９０１）等の第２層間絶縁膜として機能する平坦化膜１８が形成されている。ここで、平坦化膜１８は、ＴＦＴ９５が形成された領域におけるアレイ基板１０からの高さが、その領域の周囲における高さより低い状態で形成されている。もちろん、平坦化されているほうが好ましいが、本発明の特徴、すなわち従来の液晶表示装置との相違を誇張するために、ＴＦＴ９５の領域上の平坦化膜１８が凹部８０を有する形態を示した（詳細は後述する）。なお、下地は平坦であるほうが好ましいため、平坦化膜１８は段差を緩和すべく数μｍという比較的厚い膜厚で形成されている。従って、平坦化膜１８に用いる材料は、液晶表示装置全体としての透過率を低下することのないよう、可視光領域における透過率が優れた材料であることが望ましい。また、平坦化膜１８を厚くすることにより、画素電極１５に対するゲート電極１２及びソース電極１３の寄生容量を低減して、クロストークを低減することができる。
【００２２】
平坦化膜１８には、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）製の透過率に優れた画素電極１５がマトリックス状に形成されており、平坦化膜１８に設けた第２コンタクトホール２０を通じて、ＴＦＴ９５のドレイン電極１４に接続されている。このような構成により、ＴＦＴ９５は、ゲート電極１２に供給される走査信号を入力することによってオン／オフ制御され、オン期間にはソース電極１３に入力するデータ電圧を画素電極１５に印加し、オフ期間にはそれまでのデータ電圧を保持することができる。なお、画素電極１５には、ポリアミック酸溶液等の配向膜溶液をスピンコータにより塗布し、２００℃で３０分間焼成を行って、膜厚が２０ｎｍとなる図示しない配向膜が形成されている。配向膜は、液晶物質のアレイ基板１０側の配向方向がゲート電極１２の長手方向となるように、レーヨン製の布により図１のゲート電極１２の長手方向、例えば、左から右方向にラビングされ、その側鎖方向が規制されている。
【００２３】
一方、対向基板６０のアレイ基板１０対向面には、Ｃｒ（Ｃｈｒｏｍｉｕｍ）又はＷＳｉ（Ｗｏｌｆｒａｍ（Ｔｕｎｇｓｔｅｎ） Ｓｉｌｉｃｉｄｅ）等の遮光特性に優れた遮光膜６１が、前述したアレイ基板１０と対向した場合に画素電極１５を除いた領域とマッチングするように形成されている（図１では不図示）。更に、ポジ型アクリル系樹脂等の平坦化膜６３により下地を平坦化したうえで、ＩＴＯ製の透過率に優れた対向電極（共通電極ともいう）６２が形成されている。なお、遮光膜６１の欠損領域は、光が出射される領域である画素開口部６６となる。もちろん、遮光膜６１は必要に応じて形成されるものであって必ずしも必要ではない。なお、対向電極６２には、前述のアレイ基板１０と同様に、膜厚が２０ｎｍとなる図示しない配向膜が形成されており、液晶物質の対向基板６０側の配向方向を決定すべく、レーヨン製の布によりラビング処理され、その側鎖方向が規制されている。
【００２４】
このような構成を有するアレイ基板１０及び対向基板６０は、画素電極１５及び対向電極６２を対向して配置され、画素電極１５と対向電極６２との間にギャップを保持するための図示しないギャップ保持材が形成されており、形成した空隙内に、ナフタレン系液晶を主成分とするＦＬＣ等の液晶物質９０が充填されている。ここで、図２に示すように、ＴＦＴ９５が形成された領域におけるギャップが、その領域の周囲におけるギャップより広い状態で形成されている。
【００２５】
更に、相互の偏光軸方向が直交した（クロスニコル状態の）２枚の偏光板３６，８６が、偏光板３６（又は８６）の偏光軸と液晶分子長軸との方向を一致させた状態で、アレイ基板１０，対向基板６０の表面に夫々貼付けられており、ＴＦＴを介して画素電極１５に印加された電圧と対向電極６２に印加された電圧との電圧差に基づいて、液晶物質９０の光透過率が制御され、遮光膜６１が形成されていない矩形部にあたる画素開口部６６から光が出射するよう構成されている。
【００２６】
以上のように構成された液晶表示装置の製造方法について説明する。まず、本発明の特徴点であるアレイ基板の製造方法について説明する。なお、ＴＦＴを形成するまでの製造方法は従来の方法と同様であるため図面を省略し、本発明の主旨であるＴＦＴ形成後の製造方法について詳述する。図３は本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置に用いるアレイ基板の製造方法を示す説明図であり、同図（ａ）はＴＦＴ形成工程を、同図（ｂ）は平坦化膜塗布工程を、同図（ｃ）は第１露光工程を、同図（ｄ）は第２露光工程を、同図（ｅ）は現像工程を、同図（ｆ）は画素電極形成工程を、それぞれ示す。
【００２７】
（ＴＦＴ形成工程）
まず、アレイ基板１０に、それ自体公知のフォトリソグラフィー法により所定パターンのアモルファスシリコン等の半導体層１１をマトリックス上に形成した後、半導体層１１を含む全面に、酸化膜、窒化膜等のゲート絶縁膜１６を形成し、各半導体層１１の中央部に、フォトリソグラフィー法により所定パターンのポリシリコン等のゲート電極１２を形成する。次に、リン等のＮ型キャリアをイオン化した後、イオン化したキャリアを高電圧（数十ｋＶ〜数百ｋＶ等）により半導体層１１へ注入し、半導体層１１をアニールにより再結晶化させて両端部を所定のＮ型キャリア濃度となるソース１１ａ，ドレイン１１ｂを形成する。そして、フォトリソグラフィー法により半導体層１１のソース１１ａ，ドレイン１１ｂまで貫通する第１コンタクトホール１９ａ，１９ｂを有するＮＳＧ、ＢＰＳＧ等の第１層間絶縁膜１７を形成する。更に、アルミニウム等の導電膜をスパッタリングした後、フォトリソグラフィー法により所定パターンのソース電極１３，ドレイン電極１４を形成する（図３（ａ））。
【００２８】
（平坦化膜塗布工程）
そして、ＴＦＴ９５を形成したアレイ基板１０全面に、第２層間絶縁膜として機能する平坦化膜１８（例えば、ポジ型アクリル系樹脂（住友化学製：ＰＭＨＳ−９０１））をスピンコート法により２．５μｍの膜厚で塗布し、１１０℃にて２分間プリベークして樹脂中の溶剤を蒸発させる（図３（ｂ））。ここで、ＴＦＴ９５を形成した領域における平坦化膜１８は凸状の形状を有している。
【００２９】
（第１露光工程）
そして、開口パターン４１ａを配したフォトマスク４１を介してｉ線（３６５ｎｍ）ステッパにより光を照射して平坦化膜１８を露光（露光量：２００ｍＪ／ｃｍ２ ）する。なお、開口パターン４１ａは第２コンタクトホール２０を形成すべきドレイン電極１４の一端部にｉ線が照射されるようにパターニングされている（図３（ｃ））。
【００３０】
（第２露光工程）
また、開口パターン４２ａを配したフォトマスク４２を介してｉ線ステッパにより光を照射して平坦化膜１８を露光（露光量：５０ｍＪ／ｃｍ２ ）する。なお、開口パターン４２ａはＴＦＴ９５を形成した領域にｉ線が照射されるようにパターニングされている。また、第２露光工程にて照射される露光量は、第１露光工程の露光量に比べて少なくなるように設定されている（図３（ｄ））。
【００３１】
（現像工程）
そして、アレイ基板１０を０．２％ＴＭＡＨ水溶液等の現像液にてスプレー現像を行うことにより、第１露光工程及び第２露光工程にて露光された領域を除去（エッチング）し、密着露光機でブリーチ露光（露光量：３００ｍＪ／ｃｍ２ ）を行い、クリーンオーブンにて、２２０℃、３０分間のポストベークを行う。これにより、平坦化膜１８を貫通する第２コンタクトホール２０が形成されるとともに、ＴＦＴ９５を形成した領域上の平坦化膜１８に凹部８０が形成される（図３（ｅ））。
【００３２】
（画素電極工程）
更に、ＩＴＯ等の透明導電膜をスパッタリングした後、フォトリソグラフィー法により所定パターンの画素電極１５を形成する。これにより、画素電極１５は、第２コンタクトホール２０を通じてドレイン電極１４と接続される（図３（ｆ））。
【００３３】
次に、第２露光工程に用いたフォトマスク４２について説明する。図４は本発明の実施の形態１に係るフォトマスクのパターンと露光する領域との対応を示す概略図である。フォトマスク４２は、平坦化膜１８にｉ線を露光すべきＴＦＴ９５を形成した領域を選択するために用いるものであり、ＴＦＴ９５を形成した領域にｉ線を照射させるべく、開口パターン４２ａがパターニングされている。つまり、開口パターン４２ａの領域に入射されたｉ線は透過し、開口パターン４２ａを除く領域に入射されたｉ線は遮光される。
【００３４】
次に、アレイ基板１０と対向基板６０とを接着して液晶表示装置とする製造方法について説明する。図５はアレイ基板と対向基板とを接着して液晶表示装置とする製造方法を示す説明図であり、同図（ａ）は配向膜形成工程を、同図（ｂ）はギャップ保持材・シール材形成工程を、同図（ｃ）は接着工程を、同図（ｄ）は液晶注入工程を、それぞれ示す。
【００３５】
（配向膜形成工程）
まず、アレイ基板１０，対向基板６０上に、ポリアミック酸溶液等の配向膜溶液をスピンコータにより塗布し、２００℃で３０分間焼成を行い、膜厚が２０ｎｍとなる配向膜２１，７１を夫々形成する（図５（ａ））。
【００３６】
（ギャップ保持材・シール材形成工程）
そして、対向基板６０上の配向膜７１の側鎖方向を規制すべくレーヨン製の布によりラビング処理した後、第１ギャップ保持材として機能する未硬化状態の球状（粒径４．０μｍ）のエポキシビーズ８１と、第２ギャップ保持材として機能する球状（粒径１．８μｍ）のシリカビーズ８２とを、エポキシビーズ８１及びシリカビーズ８２が凝集しないように、静電散布法又はドライ散布法等により、エポキシビーズ８１が約８０個／ｍｍ２ 、シリカビーズ８２が約１５０個／ｍｍ２ の散布密度となるように散布条件を夫々調整して均一に散布する。一方、アレイ基板１０上の配向膜２１の側鎖方向を規制すべくレーヨン製の布によりラビング処理した後、アレイ基板１０の周辺部に未硬化状態の熱硬化性エポキシ系樹脂等のシール材３１をディスペンサにより環状に塗布し、塗布したシール材３１を８０℃で乾燥して仮硬化（半硬化）させる（図５（ｂ））。なお、シール材３１には、図示しない液晶注入口が設けられている。
【００３７】
（接着工程）
そして、エポキシビーズ８１、シリカビーズ８２、及びシール材３１を介して、アレイ基板１０の各画素電極１５と対向基板６０の各画素開口部６６とが対向するように、アレイ基板１０と対向基板６０とをアライメントし、真空包装機により真空パックしてアレイ基板１０及び対向基板６０の外側から大気圧（略１００ｋＰａ）が加圧された加圧状態にする。更に、加圧状態を維持しながら１３５℃で１．５時間加熱して、エポキシビーズ８１及びシール材３１をアレイ基板１０及び対向基板６０に接着する（図５（ｃ））。
【００３８】
（液晶注入工程）
そして、Ｃｈ相まで昇温して低粘度化したＦＬＣである液晶物質９０を、シール材３１の一部に設けた液晶注入口から、真空注入法により注入した後、室温まで冷却してＳｃ＊相を発現させ、液晶注入口をＵＶ硬化性樹脂により封口処理する。更に、相互の偏光軸方向が直交した（クロスニコル状態の）２枚の偏光板３６，８６を、偏光板３６（又は８６）の偏光軸と液晶分子長軸との方向を一致させた状態で、アレイ基板１０，対向基板６０の表面に夫々貼付けて液晶表示装置とする（図５（ｄ））。ここで、液晶注入口から注入した液晶物質９０は、相系列がＩｓｏ相→Ｎ＊相→Ｓｃ＊相となる単安定（片安定）性を有する強誘電性液晶材料組成物であり、Ｎ＊相→Ｓｃ＊相への相転移時にＤＣ電界を印加することにより、自発分極の方向を揃えて一様な配向状態にさせる。以上のような製造方法により、画素電極１５と画素開口部６６とで一つの画素（一つの液晶セル）が構成され、全体としてマトリクス状に画素が配列された液晶表示装置を製造することができる。
【００３９】
以上のようにして製造した液晶表示装置の表示品質を評価した。液晶表示装置の背面よりバックライトの光が入射できるようにバックライトを配置して、画素電極１５と対向電極６２との間に０Ｖの電圧を印加して黒画面を表示させた際の画素電極１５を観測したが、配向欠陥の発生に起因する光漏れは発生せず、画質及びコントラスト特性、並びに透過率等の表示品質の低下も見られなかった。つまり、図１３，図１８に示したようなＴＦＴ９５を起点とする配向欠陥、及びソース電極を起点とする配向欠陥の発生を抑制することができることを確認した。これは、ＴＦＴ９５が形成された領域におけるギャップが、その領域の周囲におけるギャップより広い状態で形成されているため、液晶物質９０の体積収縮によりギャップが収縮した場合、ＴＦＴ９５が形成された領域におけるギャップの収縮率が、その領域の周囲におけるギャップの収縮率より小さく、ＴＦＴ９５が形成された領域が、液晶物質９０の移動を生じさせる流出部とはならず、配向欠陥の発生を抑制できたものと推定される。
【００４０】
（実施の形態２）
実施の形態１では、第２コンタクトホール２０の形状を決定するフォトマスク４１を用いて平坦化膜１８を露光する第１露光工程と、ＴＦＴ９５を形成した領域における平坦化膜１８の表面形状を決定するフォトマスク４２を用いて平坦化膜１８を露光する第２露光工程とを実行する製造方法の一例について説明したが、一枚のフォトマスクを用いて平坦化膜を露光させるようにしてもよく、このようにした一例が実施の形態２である。なお、実施の形態２による液晶表示装置の構成は実施の形態１と同様であるため、その説明を省略する。
【００４１】
図６は本発明の実施の形態２に係る液晶表示装置に用いるアレイ基板の製造方法を示す説明図であり、同図（ａ）はＴＦＴ形成工程を、同図（ｂ）は平坦化膜塗布工程を、同図（ｃ）は露光工程を、同図（ｄ）は現像工程を、同図（ｅ）は画素電極形成工程を、それぞれ示す。なお、本実施形態の製造方法は露光工程を一枚のフォトマスクを用いて露光を行う点が、図４に示した実施の形態１の製造方法と相違し、その他の工程は実施の形態１と同様であるため説明を省略し、本実施形態において特徴的である露光工程及び現像工程について詳述する。
【００４２】
（露光工程）
露光工程では、第１パターン４３ａ及び第２パターン４３ｂを配したフォトマスク４３を介してｉ線ステッパにより光を照射して平坦化膜１８を露光（露光量：２００ｍＪ／ｃｍ２ ）する。なお、第１パターン４３ａはＴＦＴ９５を形成した領域にｉ線が照射されるようにパターニングされ、一方、第２パターン４３ｂは第２コンタクトホール２０を形成すべきドレイン電極１４の一端部にｉ線が照射されるようにパターニングされている。ここで、本実施形態においては、第１パターン４３ａを透過するｉ線の光量は、第２パターン４３ｂを透過するｉ線の光量の略１／４程度しか透過しないようにパターニングされている。従って、このようなフォトマスク４３を用いることにより、ｉ線を照射する領域に加えて照射量までを制御することができる（図６（ｃ））。なお、具体的なパターンについては後述する。
【００４３】
（現像工程）
そして、アレイ基板１０を０．２％ＴＭＡＨ水溶液等の現像液にてスプレー現像を行うことにより、露光工程にて露光された領域をエッチングし、密着露光機でブリーチ露光（露光量：３００ｍＪ／ｃｍ２ ）を行い、クリーンオーブンにて、２２０℃、３０分間のポストベークを行う。これにより、１枚のフォトマスク４３を用いて、平坦化膜１８を貫通する第２コンタクトホール２０と、ＴＦＴ９５を形成した領域上の平坦化膜１８を凹状にする凹部８０とを形成することができる（図６（ｄ））。
【００４４】
次に、露光工程に用いたフォトマスク４３について説明する。図７は本発明の実施の形態２に係るフォトマスクのパターンと露光する領域との対応を示す概略図である。フォトマスク４３は、平坦化膜にｉ線を露光すべきＴＦＴ９５を形成した領域を選択するための第１パターン４３ａと、第２コンタクトホール２０を形成すべきドレイン電極１４の一端部を選択するための第２パターン４３ｂとがパターニングされている。具体的なパターンとしては、例えば、第２パターン４３ｂが開口パターン、第１パターン４３ａがｉ線の波長（３６５ｎｍ）よりも小さい径の開口部がアレイ状に配されたパターンであり、第１パターン４３ａに配するアレイ状の開口部の径を調整することにより露光量を制御する。つまり、第２パターン４３ｂの領域に入射されたｉ線は、その略１００％が透過し、第１パターン４３ａの領域に入射されたｉ線は、一部が散乱又は吸収され、アレイ状に配した開口部の径に応じたもの（例えば、略２５％）が透過する。また、第１パターン４３ａ及び第２パターン４３ｂを除く領域に入射されたｉ線は、その略１００％が遮光される。なお、フォトマスク４３に照射する光の波長に基づいて、アレイ状の開口部の径を決定する必要があることは言うまでもない。
【００４５】
以上のようにして製造した液晶表示装置の表示品質を、実施の形態１と同様の方法で評価したが、配向欠陥の発生に起因する光漏れは発生せず、画質及びコントラスト特性、並びに透過率等の表示品質の低下も見られなかった。つまり、図１３，図１８に示したようなＴＦＴを起点とする配向欠陥、及びソース電極を起点とする配向欠陥の発生を抑制することができることを確認した。
【００４６】
なお、各実施の形態にて詳述した液晶表示装置は、ＴＦＴ９５が形成された領域におけるギャップが、その領域の周囲におけるギャップより広い状態の形態について説明したが、図８に示すように、ＴＦＴ９５が形成された領域におけるギャップが、その領域の周囲におけるギャップと同等、すなわち平坦化されている形態であるほうが好ましく、例えば、実施の形態１では平坦化膜１８を露光する露光量を、実施の形態２では第１パターン４３ａのｉ線に対する散乱又は吸収率を、適宜調整することにより、ＴＦＴ９５が形成された領域における平坦化膜１８のエッチング量を制御すれば所望の形状（平坦状）に加工することができる。
【００４７】
また、各実施の形態にて詳述した液晶表示装置は、アレイ基板６０上に能動層となる半導体層１１を形成した後、ゲート絶縁膜１６を介してゲート電極１２を形成する構造としたが、もちろん、ゲート電極１２を形成した後、ゲート絶縁膜１６を介して半導体層１１を形成する構造としてもよい。
【００４８】
更に、ＴＦＴの能動層としてポリシリコンが形成されていてもよく、ポリシリコンとすれば、キャリアの電界効果移動度を向上させ、スイッチング特性を向上させることができる。もちろん、スイッチング素子としてＴＦＴに限定されるものではなく、ＭＩＭ等のスイッチング素子であってもよい。
【００４９】
（付記１） スイッチング素子を形成した後、該スイッチング素子を被覆する絶縁膜を形成し、形成した絶縁膜を貫通して前記スイッチング素子の一方の電極まで開口するコンタクトホールを形成し、形成したコンタクトホールを介して前記電極に接続する画素電極を形成した第１基板と、対向電極を形成した第２基板とを備え、前記対向電極を前記画素電極に対向させ、前記第１基板と前記第２基板とのギャップに液晶物質を封入し、前記画素電極と前記対向電極との間に印加される電圧により前記液晶物質の光透過率を制御する構成とした液晶表示装置の製造方法において、前記スイッチング素子を形成した領域におけるギャップを前記領域の周囲におけるギャップ以上にすべく、前記領域に位置する絶縁膜の一部を除去する処理を含むことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
（付記２） 前記絶縁膜は、所定波長の光に感光した場合に、現像液に溶解する特性を有するポジ型の感光性樹脂であり、前記処理は、フォトマスクを介して前記所定波長の光を照射して前記絶縁膜を露光すべくなしてあり、前記絶縁膜を露光する露光量を調整することにより、前記現像液に溶解して除去される絶縁膜の量を制御することを特徴とする付記１に記載の液晶表示装置の製造方法。
（付記３） 前記露光量は、前記コンタクトホールを形成するのに必要な露光量より少ないことを特徴とする付記２に記載の液晶表示装置の製造方法。
（付記４） 前記処理は、前記コンタクトホールを形成する際に実行すべくなしてあることを特徴とする付記１乃至付記３のいずれかに記載の液晶表示装置の製造方法。
（付記５） 前記フォトマスクは、前記スイッチング素子を形成した領域を露光する第１パターンと、前記コンタクトホールを形成する領域を露光する第２パターンとを備えており、前記第１パターンは、前記第２パターンに比べて前記所定波長の光を散乱又は吸収させるパターンを有していることを特徴とする付記４に記載の液晶表示装置の製造方法。
（付記６） 前記液晶物質は、強誘電性液晶又は反強誘電性液晶であることを特徴とする付記１乃至付記５のいずれかに記載の液晶表示装置の製造方法。
（付記７） 前記強誘電性液晶は、単安定型の強誘電性液晶であることを特徴とする付記６に記載の液晶表示装置の製造方法。
【００５０】
【発明の効果】
以上詳述した如く本発明によれば、スイッチング素子を形成した領域におけるギャップを前記領域の周囲におけるギャップ以上にすべく、前記領域に位置する絶縁膜の一部を除去することにより、前記領域におけるギャップの収縮率を、前記領域の周囲におけるギャップの収縮率と比較して同等、又は小さくして配向欠陥の発生を抑制し、画質及びコントラスト特性、並びに透過率等の表示品質の低下を防止することができる。
【００５１】
また、絶縁膜がポジ型の感光性樹脂である場合には、フォトマスクを介して光を照射して絶縁膜を露光すれば、容易に絶縁膜を露光する露光量を調整して、除去される絶縁膜の量を制御することをができるため、絶縁膜の形状を所望のものに加工することができる。
【００５２】
また、絶縁膜を露光する露光量を、コンタクトホールを形成するのに必要な露光量より少ないようにすれば、絶縁膜を残存させ、スイッチング素子を形成した領域におけるギャップを前記領域の周囲におけるギャップと同等、すなわち平坦化することができる。
【００５３】
また、スイッチング素子を形成した領域の絶縁膜を露光する第１パターンと、コンタクトホールを形成する領域の絶縁膜を露光する第２パターンとを含み、第１パターンが第２パターンに比べて、照射された光をより多く散乱又は吸収させるパターンを有するフォトマスクを用いれば、１枚のフォトマスクで、スイッチング素子を形成した領域の絶縁膜を露光する露光量と、コンタクトホールを形成する領域の絶縁膜を露光する露光量とを調整して、除去される絶縁膜の量を制御することをができるため、スイッチング素子を形成した領域に位置する絶縁膜の一部を除去でき、同時に、コンタクトホールを形成することができる等、優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る液晶表示装置の一例を示す模式的平面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線における構造断面図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置に用いるアレイ基板の製造方法を示す説明図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係るフォトマスクのパターンと露光する領域との対応を示す概略図である。
【図５】アレイ基板と対向基板とを接着して液晶表示装置とする製造方法を示す説明図である。
【図６】本発明の実施の形態２に係る液晶表示装置に用いるアレイ基板の製造方法を示す説明図である。
【図７】本発明の実施の形態２に係るフォトマスクのパターンと露光する領域との対応を示す概略図である。
【図８】本発明に係る液晶表示装置の他の一例を示す構造断面図である。
【図９】従来の液晶表示装置の模式的平面図である。
【図１０】図９のＸ−Ｘ線における構造断面図である。
【図１１】図９のＸＩ−ＸＩ線における構造断面図である。
【図１２】図９のＸＩＩ−ＸＩＩ線における構造断面図である。
【図１３】従来の液晶表示装置における配向欠陥の発生状態を示す模式図である。
【図１４】平坦化処理された液晶表示装置の模式的平面図である。
【図１５】図１４のＸＶ−ＸＶ線における構造断面図である。
【図１６】図１４のＸＶＩ−ＸＶＩ線における構造断面図である。
【図１７】図１４のＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ線における構造断面図である。
【図１８】平坦化処理された液晶表示装置における配向欠陥の発生状態を示す模式図である。
【符号の説明】
１０ アレイ基板
１２ ゲート電極
１３ ソース電極
１４ ドレイン電極
１５ 画素電極
１８ 平坦化膜
１９ａ，１９ｂ 第１コンタクトホール
２０ 第２コンタクトホール
９０ 液晶物質
６０ 対向基板
６２ 対向電極
８１ エポキシビーズ
８２ シリカビーズ
【発明の属する技術分野】
本発明は液晶表示装置の製造方法に関し、より具体的には、基板に形成したスイッチング素子に起因する段差を制御することにより、配向欠陥の発生を抑制することができる液晶表示装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置は、電極を設けた２つの基板を、その電極が対向するように配置させて生じる空隙内に液晶物質を封入し、その電極間に電圧を印加することにより、印加された電圧によって決定される液晶物質の光透過率を制御する構成をしている。
【０００３】
一般的に普及しているＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）液晶は、印加電圧に対する応答速度が十〜数十ｍｓであり、印加電圧が低い領域では応答速度が急激に遅くなり百ｍｓに近い値となる場合もある。従って、ＴＮ液晶を用いた液晶表示装置にて動画（６０画像／秒）表示する場合には、液晶分子が動作しきれず画像がぼやけてしまうため、ＴＮ液晶はマルチメディア等の動画表示用途には不適である。
【０００４】
そこで、自発分極特性を有し、印加電圧に対する応答速度が数十〜数百μｓと高速であるＦＬＣ又はＡＦＬＣを用いた液晶表示装置が実用化されている。これらの高速応答可能な液晶を液晶表示装置に用いた場合には、液晶分子の分極を短時間で完了させることにより優れた動画表示が可能である。
【０００５】
液晶表示装置の表示制御方式としては、大別して単純マトリックス方式とアクティブマトリックス方式との二つの方式が一般的であるが、後者のアクティブマトリックス方式は、ＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）、ＭＩＭ（Ｍｅｔａｌ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ Ｍｅｔａｌ）等のスイッチング素子を介して各画素に印加する電圧を制御し、印加された電圧に応じた階調（多階調）表示が可能であるため、より精細な画像表示を行うことができる。従って、最近のモニタ、テレビ、携帯端末等の液晶表示装置の多くは、アクティブマトリックス方式を採用している。
【０００６】
図９は従来の液晶表示装置の模式的平面図であり、図１０は図９のＸ−Ｘ線における構造断面図、図１１は図９のＸＩ−ＸＩ線における構造断面図、図１２は図９のＸＩＩ−ＸＩＩ線における構造断面図である。なお、図９は分かり易くするため構成要素の一部を省略して示す。従来の液晶表示装置は、画素電極１１５を設けたアレイ基板１１０，対向電極１６２を設けた対向基板１６０の表面上に図示しない配向膜をそれぞれ形成した後に、アレイ基板１１０と対向基板１６０とを対向するように配置させて生じた空隙内に液晶物質１９０を封入し、更にアレイ基板１１０，対向基板１６０の表面に偏光板１３６，１８６を夫々貼付け、画素電極１１５，対向電極１６２間に電圧を印加することにより、印加された電圧によって決定される液晶物質１９０の光透過率を制御する構成をしている。
アレイ基板１１０には、半導体層１１１、ゲート電極１１２、ソース電極１１３、及びドレイン電極１１４、それらを絶縁する酸化膜、窒化膜等のゲート絶縁膜１１６，第１層間絶縁膜１１７，第２層間絶縁膜１２５、並びに、半導体層１１１とソース電極１１３及びドレイン電極１１４とを適宜接続する第１コンタクトホール１１９ａ，１１９ｂを積層して形成することにより、スイッチング素子であるＴＦＴ１９５を形成し、第２コンタクトホール１２０を通じてＴＦＴ１９５のドレイン電極１１４に画素電極１１５を接続する。従って、ＴＦＴ１９５をアレイ基板１１０に形成することは、複数のレイヤを積層することに他ならず、アレイ基板１１０に積層したそれらのレイヤに起因して段差（凹凸）が生じる。一方、対向基板１６０には、ブラックマトリックスと呼ばれる遮光膜１６１を形成することにより、隣合う画素を分離して解像度を向上する。また、カラー化のためには、図示しないカラーフィルタを更に設ける必要がある。従って、対向基板１６０も同様に、遮光膜１６１、カラーフィルタ等のレイヤに起因して段差が生じる。
これらアレイ基板１１０及び対向基板１６０に生じた段差は液晶物質１９０の配向状態を乱す要因となって配向欠陥が発生する。図１３は従来の液晶表示装置における配向欠陥の発生状態を示す模式図である。図１３に示すように、従来の液晶表示装置には、ＴＦＴ１９５を起点とする配向欠陥１９１と、ソース電極１１３を起点とする配向欠陥１９２とが発生する。
【０００７】
そこで、ＴＦＴ１９５を形成した後に、第２層間絶縁膜としてアクリル系樹脂等の平坦化膜を形成し、ＴＦＴ１９５、ゲート電極１１２、及びソース電極１１３に起因した段差を緩和する構成とした液晶表示装置が実用化されている（例えば、特許文献１参照。）。
図１４は平坦化処理された液晶表示装置の模式的平面図であり、図１５は図１４のＸＶ−ＸＶ線における構造断面図、図１６は図１４のＸＶＩ−ＸＶＩ線における構造断面図、図１７は図１４のＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ線における構造断面図である。なお、図１４は分かり易くするため構成要素の一部を省略して示す。平坦化処理された液晶表示装置は、アレイ基板１１０に図９〜図１２と同様に各種レイヤを積層してＴＦＴ１９５を形成した後、第２層間絶縁膜としてアクリル系樹脂等の平坦化膜１１８を全面にスピンコートし、一方、対向基板１６０に図９〜図１２と同様に各種レイヤを積層した後、アレイ基板と同様に平坦化膜１６３を全面にスピンコートし、積層したレイヤにより生じた段差を緩和することで配向欠陥の発生を低減することができる。なお、その他の構成は前述した図９〜図１２と同様であるので、対応する部分には同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。
【０００８】
【特許文献１】
特許第３２４７８７０号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した平坦化処理により、アレイ基板の表面に生じる段差をある程度平坦化することができるが、ＴＦＴ１９５を形成した領域上に生じる段差（凸部）までを平坦化することは困難である。すなわち、平坦化処理により、ソース電極１１３に起因する段差（図１６）、及びゲート電極１１２に起因する段差（図１７）は解消することができるが、ＴＦＴ１９５に起因する段差（図１５）までは解消することができない。
【００１０】
特に、ＦＬＣ、ＡＦＬＣであるカイラルスメクティック（Ｓｃ＊）相は粘度が高いため、等方（Ｉｓｏ）相まで昇温して低粘度化した液晶物質を空パネルに注入し、冷却により温度を降下させてカイラルスメクティック（Ｓｃ＊）相を発現させて利用するのが一般的である。この相転移の際に、温度降下に起因する体積収縮が生じてしまうため、液晶物質にストレスが印加されて配向欠陥が発生する。図１８は平坦化処理された液晶表示装置における配向欠陥の発生状態を示す模式図である。図１８に示すように、液晶表示装置を平坦化処理した場合であっても、ＴＦＴ１９５に起因する凸部が残存してしまい、ＴＦＴ１９５を起点とする配向欠陥１９１が発生する。なお、Ｓｃ＊相を発現させる相系列としては、Ｉｓｏ相→スメクティックＡ相（Ｓａ相）→Ｓｃ＊相，Ｉｓｏ相→カイラルネマティック（Ｎ＊相）→Ｓａ相→Ｓｃ＊相，Ｉｓｏ相→Ｎ＊相→Ｓｃ＊相等の相系列パターンが一般的に知られている。
【００１１】
従って、液晶物質の体積収縮により基板間の対向距離（以下、ギャップ）が収縮した場合、スイッチング素子を形成した領域におけるギャップの収縮率が、その領域の周囲におけるギャップの収縮率より大きく、この収縮率の相違が液晶物質の移動を生じさせ、液晶物質の流出部に相当するスイッチング素子を起点に配向欠陥が発生して画質及びコントラスト特性、並びに透過率等の表示品質が低下するという問題があった。
【００１２】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、スイッチング素子を形成した領域におけるギャップを前記領域の周囲におけるギャップ以上にすべく、前記領域に位置する絶縁膜の一部を除去することにより、前記領域におけるギャップの収縮率を、前記領域の周囲におけるギャップの収縮率と比較して同等、又は小さくして配向欠陥の発生を抑制し、画質及びコントラスト特性、並びに透過率等の表示品質が低下することのない液晶表示装置の製造方法の提供を目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る液晶表示装置の製造方法は、スイッチング素子を形成した後、該スイッチング素子を被覆する絶縁膜を形成し、形成した絶縁膜を貫通して前記スイッチング素子の一方の電極まで開口するコンタクトホールを形成し、形成したコンタクトホールを介して前記電極に接続する画素電極を形成した第１基板と、対向電極を形成した第２基板とを備え、前記対向電極を前記画素電極に対向させ、前記第１基板と前記第２基板とのギャップに液晶物質を封入し、前記画素電極と前記対向電極との間に印加される電圧により前記液晶物質の光透過率を制御する構成とした液晶表示装置の製造方法において、前記スイッチング素子を形成した領域におけるギャップを前記領域の周囲におけるギャップ以上にすべく、前記領域に位置する絶縁膜の一部を除去する処理を含むことを特徴とする。
【００１４】
このような液晶表示装置の製造方法にあっては、スイッチング素子を形成した領域に位置する絶縁膜の一部を除去することにより、前記領域におけるギャップを前記領域の周囲におけるギャップ以上にする。従って、前記領域におけるギャップの収縮率を、前記領域の周囲におけるギャップの収縮率と比較して同等、又は小さくして配向欠陥の発生を抑制する。
【００１５】
また、絶縁膜がポジ型の感光性樹脂である場合には、フォトマスクを介して光を照射して絶縁膜を露光すれば、容易に絶縁膜を露光する露光量を調整して、除去される絶縁膜の量を制御することをができるため、絶縁膜の形状を所望のものに加工することができる。
【００１６】
また、絶縁膜を露光する露光量を、コンタクトホールを形成するのに必要な露光量より少ないようにすれば、絶縁膜を残存させておくことができる。従って、スイッチング素子を形成した領域におけるギャップを前記領域の周囲におけるギャップと同等、すなわち平坦化することができる。
【００１７】
また、スイッチング素子を形成した領域の絶縁膜を露光する第１パターンと、コンタクトホールを形成する領域の絶縁膜を露光する第２パターンとを含み、第１パターンが第２パターンに比べて、照射された光をより多く散乱又は吸収させるパターンを有するフォトマスクを用いれば、１枚のフォトマスクで、スイッチング素子を形成した領域の絶縁膜を露光する露光量と、コンタクトホールを形成する領域の絶縁膜を露光する露光量とを調整して、除去される絶縁膜の量を制御することをができるため、スイッチング素子を形成した領域に位置する絶縁膜の一部を除去でき、同時に、コンタクトホールを形成することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。
【００１９】
（実施の形態１）
図１は本発明に係る液晶表示装置の一例を示す模式的平面図、図２は図１のＩＩ−ＩＩ線における構造断面図である。なお、図１は分かり易くするため構成要素の一部を省略して示す。図中１０，６０は、可視光領域（３８０ｎｍ〜７７０ｎｍ）における透過率が優れたガラス又は石英等からなる絶縁性基板であり、以下、基板を区別するために絶縁性基板１０をアレイ基板１０、絶縁性基板６０を対向基板６０という。
【００２０】
アレイ基板１０には、アモルファスシリコン等の半導体層１１がマトリックス状に形成されており、各半導体層１１の中央部には、ポリシリコン等のゲート電極１２が酸化膜、窒化膜等のゲート絶縁膜１６を介して形成されている。一方、ゲート電極１２が被覆されていない半導体層１１の両端部には、リン等のＮ型キャリアがイオン注入されており、半導体層１１の両端部がそれぞれソース１１ａ，ドレイン１１ｂとして機能し、且つゲート電極１２がゲートとして機能するＴＦＴ９５を構成する。そして、第１コンタクトホール１９ａ，１９ｂにより、半導体層１１のソース１１ａ，ドレイン１１ｂとそれぞれ接続したアルミニウム等のソース電極１３，ドレイン電極１４が、ＮＳＧ、ＢＰＳＧ等の第１層間絶縁膜１７を介して形成されている。なお、半導体層１１の幅がゲート幅、ゲート電極１２の幅がゲート長となり、この２つのパラメータ及びイオン注入条件等によりスイッチング特性が決定される。
【００２１】
半導体層１１、ゲート電極１２、ソース電極１３、及びドレイン電極１４が形成されたアレイ基板１０には、ポジ型アクリル系樹脂（住友化学製：ＰＭＨＳ−９０１）等の第２層間絶縁膜として機能する平坦化膜１８が形成されている。ここで、平坦化膜１８は、ＴＦＴ９５が形成された領域におけるアレイ基板１０からの高さが、その領域の周囲における高さより低い状態で形成されている。もちろん、平坦化されているほうが好ましいが、本発明の特徴、すなわち従来の液晶表示装置との相違を誇張するために、ＴＦＴ９５の領域上の平坦化膜１８が凹部８０を有する形態を示した（詳細は後述する）。なお、下地は平坦であるほうが好ましいため、平坦化膜１８は段差を緩和すべく数μｍという比較的厚い膜厚で形成されている。従って、平坦化膜１８に用いる材料は、液晶表示装置全体としての透過率を低下することのないよう、可視光領域における透過率が優れた材料であることが望ましい。また、平坦化膜１８を厚くすることにより、画素電極１５に対するゲート電極１２及びソース電極１３の寄生容量を低減して、クロストークを低減することができる。
【００２２】
平坦化膜１８には、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）製の透過率に優れた画素電極１５がマトリックス状に形成されており、平坦化膜１８に設けた第２コンタクトホール２０を通じて、ＴＦＴ９５のドレイン電極１４に接続されている。このような構成により、ＴＦＴ９５は、ゲート電極１２に供給される走査信号を入力することによってオン／オフ制御され、オン期間にはソース電極１３に入力するデータ電圧を画素電極１５に印加し、オフ期間にはそれまでのデータ電圧を保持することができる。なお、画素電極１５には、ポリアミック酸溶液等の配向膜溶液をスピンコータにより塗布し、２００℃で３０分間焼成を行って、膜厚が２０ｎｍとなる図示しない配向膜が形成されている。配向膜は、液晶物質のアレイ基板１０側の配向方向がゲート電極１２の長手方向となるように、レーヨン製の布により図１のゲート電極１２の長手方向、例えば、左から右方向にラビングされ、その側鎖方向が規制されている。
【００２３】
一方、対向基板６０のアレイ基板１０対向面には、Ｃｒ（Ｃｈｒｏｍｉｕｍ）又はＷＳｉ（Ｗｏｌｆｒａｍ（Ｔｕｎｇｓｔｅｎ） Ｓｉｌｉｃｉｄｅ）等の遮光特性に優れた遮光膜６１が、前述したアレイ基板１０と対向した場合に画素電極１５を除いた領域とマッチングするように形成されている（図１では不図示）。更に、ポジ型アクリル系樹脂等の平坦化膜６３により下地を平坦化したうえで、ＩＴＯ製の透過率に優れた対向電極（共通電極ともいう）６２が形成されている。なお、遮光膜６１の欠損領域は、光が出射される領域である画素開口部６６となる。もちろん、遮光膜６１は必要に応じて形成されるものであって必ずしも必要ではない。なお、対向電極６２には、前述のアレイ基板１０と同様に、膜厚が２０ｎｍとなる図示しない配向膜が形成されており、液晶物質の対向基板６０側の配向方向を決定すべく、レーヨン製の布によりラビング処理され、その側鎖方向が規制されている。
【００２４】
このような構成を有するアレイ基板１０及び対向基板６０は、画素電極１５及び対向電極６２を対向して配置され、画素電極１５と対向電極６２との間にギャップを保持するための図示しないギャップ保持材が形成されており、形成した空隙内に、ナフタレン系液晶を主成分とするＦＬＣ等の液晶物質９０が充填されている。ここで、図２に示すように、ＴＦＴ９５が形成された領域におけるギャップが、その領域の周囲におけるギャップより広い状態で形成されている。
【００２５】
更に、相互の偏光軸方向が直交した（クロスニコル状態の）２枚の偏光板３６，８６が、偏光板３６（又は８６）の偏光軸と液晶分子長軸との方向を一致させた状態で、アレイ基板１０，対向基板６０の表面に夫々貼付けられており、ＴＦＴを介して画素電極１５に印加された電圧と対向電極６２に印加された電圧との電圧差に基づいて、液晶物質９０の光透過率が制御され、遮光膜６１が形成されていない矩形部にあたる画素開口部６６から光が出射するよう構成されている。
【００２６】
以上のように構成された液晶表示装置の製造方法について説明する。まず、本発明の特徴点であるアレイ基板の製造方法について説明する。なお、ＴＦＴを形成するまでの製造方法は従来の方法と同様であるため図面を省略し、本発明の主旨であるＴＦＴ形成後の製造方法について詳述する。図３は本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置に用いるアレイ基板の製造方法を示す説明図であり、同図（ａ）はＴＦＴ形成工程を、同図（ｂ）は平坦化膜塗布工程を、同図（ｃ）は第１露光工程を、同図（ｄ）は第２露光工程を、同図（ｅ）は現像工程を、同図（ｆ）は画素電極形成工程を、それぞれ示す。
【００２７】
（ＴＦＴ形成工程）
まず、アレイ基板１０に、それ自体公知のフォトリソグラフィー法により所定パターンのアモルファスシリコン等の半導体層１１をマトリックス上に形成した後、半導体層１１を含む全面に、酸化膜、窒化膜等のゲート絶縁膜１６を形成し、各半導体層１１の中央部に、フォトリソグラフィー法により所定パターンのポリシリコン等のゲート電極１２を形成する。次に、リン等のＮ型キャリアをイオン化した後、イオン化したキャリアを高電圧（数十ｋＶ〜数百ｋＶ等）により半導体層１１へ注入し、半導体層１１をアニールにより再結晶化させて両端部を所定のＮ型キャリア濃度となるソース１１ａ，ドレイン１１ｂを形成する。そして、フォトリソグラフィー法により半導体層１１のソース１１ａ，ドレイン１１ｂまで貫通する第１コンタクトホール１９ａ，１９ｂを有するＮＳＧ、ＢＰＳＧ等の第１層間絶縁膜１７を形成する。更に、アルミニウム等の導電膜をスパッタリングした後、フォトリソグラフィー法により所定パターンのソース電極１３，ドレイン電極１４を形成する（図３（ａ））。
【００２８】
（平坦化膜塗布工程）
そして、ＴＦＴ９５を形成したアレイ基板１０全面に、第２層間絶縁膜として機能する平坦化膜１８（例えば、ポジ型アクリル系樹脂（住友化学製：ＰＭＨＳ−９０１））をスピンコート法により２．５μｍの膜厚で塗布し、１１０℃にて２分間プリベークして樹脂中の溶剤を蒸発させる（図３（ｂ））。ここで、ＴＦＴ９５を形成した領域における平坦化膜１８は凸状の形状を有している。
【００２９】
（第１露光工程）
そして、開口パターン４１ａを配したフォトマスク４１を介してｉ線（３６５ｎｍ）ステッパにより光を照射して平坦化膜１８を露光（露光量：２００ｍＪ／ｃｍ２ ）する。なお、開口パターン４１ａは第２コンタクトホール２０を形成すべきドレイン電極１４の一端部にｉ線が照射されるようにパターニングされている（図３（ｃ））。
【００３０】
（第２露光工程）
また、開口パターン４２ａを配したフォトマスク４２を介してｉ線ステッパにより光を照射して平坦化膜１８を露光（露光量：５０ｍＪ／ｃｍ２ ）する。なお、開口パターン４２ａはＴＦＴ９５を形成した領域にｉ線が照射されるようにパターニングされている。また、第２露光工程にて照射される露光量は、第１露光工程の露光量に比べて少なくなるように設定されている（図３（ｄ））。
【００３１】
（現像工程）
そして、アレイ基板１０を０．２％ＴＭＡＨ水溶液等の現像液にてスプレー現像を行うことにより、第１露光工程及び第２露光工程にて露光された領域を除去（エッチング）し、密着露光機でブリーチ露光（露光量：３００ｍＪ／ｃｍ２ ）を行い、クリーンオーブンにて、２２０℃、３０分間のポストベークを行う。これにより、平坦化膜１８を貫通する第２コンタクトホール２０が形成されるとともに、ＴＦＴ９５を形成した領域上の平坦化膜１８に凹部８０が形成される（図３（ｅ））。
【００３２】
（画素電極工程）
更に、ＩＴＯ等の透明導電膜をスパッタリングした後、フォトリソグラフィー法により所定パターンの画素電極１５を形成する。これにより、画素電極１５は、第２コンタクトホール２０を通じてドレイン電極１４と接続される（図３（ｆ））。
【００３３】
次に、第２露光工程に用いたフォトマスク４２について説明する。図４は本発明の実施の形態１に係るフォトマスクのパターンと露光する領域との対応を示す概略図である。フォトマスク４２は、平坦化膜１８にｉ線を露光すべきＴＦＴ９５を形成した領域を選択するために用いるものであり、ＴＦＴ９５を形成した領域にｉ線を照射させるべく、開口パターン４２ａがパターニングされている。つまり、開口パターン４２ａの領域に入射されたｉ線は透過し、開口パターン４２ａを除く領域に入射されたｉ線は遮光される。
【００３４】
次に、アレイ基板１０と対向基板６０とを接着して液晶表示装置とする製造方法について説明する。図５はアレイ基板と対向基板とを接着して液晶表示装置とする製造方法を示す説明図であり、同図（ａ）は配向膜形成工程を、同図（ｂ）はギャップ保持材・シール材形成工程を、同図（ｃ）は接着工程を、同図（ｄ）は液晶注入工程を、それぞれ示す。
【００３５】
（配向膜形成工程）
まず、アレイ基板１０，対向基板６０上に、ポリアミック酸溶液等の配向膜溶液をスピンコータにより塗布し、２００℃で３０分間焼成を行い、膜厚が２０ｎｍとなる配向膜２１，７１を夫々形成する（図５（ａ））。
【００３６】
（ギャップ保持材・シール材形成工程）
そして、対向基板６０上の配向膜７１の側鎖方向を規制すべくレーヨン製の布によりラビング処理した後、第１ギャップ保持材として機能する未硬化状態の球状（粒径４．０μｍ）のエポキシビーズ８１と、第２ギャップ保持材として機能する球状（粒径１．８μｍ）のシリカビーズ８２とを、エポキシビーズ８１及びシリカビーズ８２が凝集しないように、静電散布法又はドライ散布法等により、エポキシビーズ８１が約８０個／ｍｍ２ 、シリカビーズ８２が約１５０個／ｍｍ２ の散布密度となるように散布条件を夫々調整して均一に散布する。一方、アレイ基板１０上の配向膜２１の側鎖方向を規制すべくレーヨン製の布によりラビング処理した後、アレイ基板１０の周辺部に未硬化状態の熱硬化性エポキシ系樹脂等のシール材３１をディスペンサにより環状に塗布し、塗布したシール材３１を８０℃で乾燥して仮硬化（半硬化）させる（図５（ｂ））。なお、シール材３１には、図示しない液晶注入口が設けられている。
【００３７】
（接着工程）
そして、エポキシビーズ８１、シリカビーズ８２、及びシール材３１を介して、アレイ基板１０の各画素電極１５と対向基板６０の各画素開口部６６とが対向するように、アレイ基板１０と対向基板６０とをアライメントし、真空包装機により真空パックしてアレイ基板１０及び対向基板６０の外側から大気圧（略１００ｋＰａ）が加圧された加圧状態にする。更に、加圧状態を維持しながら１３５℃で１．５時間加熱して、エポキシビーズ８１及びシール材３１をアレイ基板１０及び対向基板６０に接着する（図５（ｃ））。
【００３８】
（液晶注入工程）
そして、Ｃｈ相まで昇温して低粘度化したＦＬＣである液晶物質９０を、シール材３１の一部に設けた液晶注入口から、真空注入法により注入した後、室温まで冷却してＳｃ＊相を発現させ、液晶注入口をＵＶ硬化性樹脂により封口処理する。更に、相互の偏光軸方向が直交した（クロスニコル状態の）２枚の偏光板３６，８６を、偏光板３６（又は８６）の偏光軸と液晶分子長軸との方向を一致させた状態で、アレイ基板１０，対向基板６０の表面に夫々貼付けて液晶表示装置とする（図５（ｄ））。ここで、液晶注入口から注入した液晶物質９０は、相系列がＩｓｏ相→Ｎ＊相→Ｓｃ＊相となる単安定（片安定）性を有する強誘電性液晶材料組成物であり、Ｎ＊相→Ｓｃ＊相への相転移時にＤＣ電界を印加することにより、自発分極の方向を揃えて一様な配向状態にさせる。以上のような製造方法により、画素電極１５と画素開口部６６とで一つの画素（一つの液晶セル）が構成され、全体としてマトリクス状に画素が配列された液晶表示装置を製造することができる。
【００３９】
以上のようにして製造した液晶表示装置の表示品質を評価した。液晶表示装置の背面よりバックライトの光が入射できるようにバックライトを配置して、画素電極１５と対向電極６２との間に０Ｖの電圧を印加して黒画面を表示させた際の画素電極１５を観測したが、配向欠陥の発生に起因する光漏れは発生せず、画質及びコントラスト特性、並びに透過率等の表示品質の低下も見られなかった。つまり、図１３，図１８に示したようなＴＦＴ９５を起点とする配向欠陥、及びソース電極を起点とする配向欠陥の発生を抑制することができることを確認した。これは、ＴＦＴ９５が形成された領域におけるギャップが、その領域の周囲におけるギャップより広い状態で形成されているため、液晶物質９０の体積収縮によりギャップが収縮した場合、ＴＦＴ９５が形成された領域におけるギャップの収縮率が、その領域の周囲におけるギャップの収縮率より小さく、ＴＦＴ９５が形成された領域が、液晶物質９０の移動を生じさせる流出部とはならず、配向欠陥の発生を抑制できたものと推定される。
【００４０】
（実施の形態２）
実施の形態１では、第２コンタクトホール２０の形状を決定するフォトマスク４１を用いて平坦化膜１８を露光する第１露光工程と、ＴＦＴ９５を形成した領域における平坦化膜１８の表面形状を決定するフォトマスク４２を用いて平坦化膜１８を露光する第２露光工程とを実行する製造方法の一例について説明したが、一枚のフォトマスクを用いて平坦化膜を露光させるようにしてもよく、このようにした一例が実施の形態２である。なお、実施の形態２による液晶表示装置の構成は実施の形態１と同様であるため、その説明を省略する。
【００４１】
図６は本発明の実施の形態２に係る液晶表示装置に用いるアレイ基板の製造方法を示す説明図であり、同図（ａ）はＴＦＴ形成工程を、同図（ｂ）は平坦化膜塗布工程を、同図（ｃ）は露光工程を、同図（ｄ）は現像工程を、同図（ｅ）は画素電極形成工程を、それぞれ示す。なお、本実施形態の製造方法は露光工程を一枚のフォトマスクを用いて露光を行う点が、図４に示した実施の形態１の製造方法と相違し、その他の工程は実施の形態１と同様であるため説明を省略し、本実施形態において特徴的である露光工程及び現像工程について詳述する。
【００４２】
（露光工程）
露光工程では、第１パターン４３ａ及び第２パターン４３ｂを配したフォトマスク４３を介してｉ線ステッパにより光を照射して平坦化膜１８を露光（露光量：２００ｍＪ／ｃｍ２ ）する。なお、第１パターン４３ａはＴＦＴ９５を形成した領域にｉ線が照射されるようにパターニングされ、一方、第２パターン４３ｂは第２コンタクトホール２０を形成すべきドレイン電極１４の一端部にｉ線が照射されるようにパターニングされている。ここで、本実施形態においては、第１パターン４３ａを透過するｉ線の光量は、第２パターン４３ｂを透過するｉ線の光量の略１／４程度しか透過しないようにパターニングされている。従って、このようなフォトマスク４３を用いることにより、ｉ線を照射する領域に加えて照射量までを制御することができる（図６（ｃ））。なお、具体的なパターンについては後述する。
【００４３】
（現像工程）
そして、アレイ基板１０を０．２％ＴＭＡＨ水溶液等の現像液にてスプレー現像を行うことにより、露光工程にて露光された領域をエッチングし、密着露光機でブリーチ露光（露光量：３００ｍＪ／ｃｍ２ ）を行い、クリーンオーブンにて、２２０℃、３０分間のポストベークを行う。これにより、１枚のフォトマスク４３を用いて、平坦化膜１８を貫通する第２コンタクトホール２０と、ＴＦＴ９５を形成した領域上の平坦化膜１８を凹状にする凹部８０とを形成することができる（図６（ｄ））。
【００４４】
次に、露光工程に用いたフォトマスク４３について説明する。図７は本発明の実施の形態２に係るフォトマスクのパターンと露光する領域との対応を示す概略図である。フォトマスク４３は、平坦化膜にｉ線を露光すべきＴＦＴ９５を形成した領域を選択するための第１パターン４３ａと、第２コンタクトホール２０を形成すべきドレイン電極１４の一端部を選択するための第２パターン４３ｂとがパターニングされている。具体的なパターンとしては、例えば、第２パターン４３ｂが開口パターン、第１パターン４３ａがｉ線の波長（３６５ｎｍ）よりも小さい径の開口部がアレイ状に配されたパターンであり、第１パターン４３ａに配するアレイ状の開口部の径を調整することにより露光量を制御する。つまり、第２パターン４３ｂの領域に入射されたｉ線は、その略１００％が透過し、第１パターン４３ａの領域に入射されたｉ線は、一部が散乱又は吸収され、アレイ状に配した開口部の径に応じたもの（例えば、略２５％）が透過する。また、第１パターン４３ａ及び第２パターン４３ｂを除く領域に入射されたｉ線は、その略１００％が遮光される。なお、フォトマスク４３に照射する光の波長に基づいて、アレイ状の開口部の径を決定する必要があることは言うまでもない。
【００４５】
以上のようにして製造した液晶表示装置の表示品質を、実施の形態１と同様の方法で評価したが、配向欠陥の発生に起因する光漏れは発生せず、画質及びコントラスト特性、並びに透過率等の表示品質の低下も見られなかった。つまり、図１３，図１８に示したようなＴＦＴを起点とする配向欠陥、及びソース電極を起点とする配向欠陥の発生を抑制することができることを確認した。
【００４６】
なお、各実施の形態にて詳述した液晶表示装置は、ＴＦＴ９５が形成された領域におけるギャップが、その領域の周囲におけるギャップより広い状態の形態について説明したが、図８に示すように、ＴＦＴ９５が形成された領域におけるギャップが、その領域の周囲におけるギャップと同等、すなわち平坦化されている形態であるほうが好ましく、例えば、実施の形態１では平坦化膜１８を露光する露光量を、実施の形態２では第１パターン４３ａのｉ線に対する散乱又は吸収率を、適宜調整することにより、ＴＦＴ９５が形成された領域における平坦化膜１８のエッチング量を制御すれば所望の形状（平坦状）に加工することができる。
【００４７】
また、各実施の形態にて詳述した液晶表示装置は、アレイ基板６０上に能動層となる半導体層１１を形成した後、ゲート絶縁膜１６を介してゲート電極１２を形成する構造としたが、もちろん、ゲート電極１２を形成した後、ゲート絶縁膜１６を介して半導体層１１を形成する構造としてもよい。
【００４８】
更に、ＴＦＴの能動層としてポリシリコンが形成されていてもよく、ポリシリコンとすれば、キャリアの電界効果移動度を向上させ、スイッチング特性を向上させることができる。もちろん、スイッチング素子としてＴＦＴに限定されるものではなく、ＭＩＭ等のスイッチング素子であってもよい。
【００４９】
（付記１） スイッチング素子を形成した後、該スイッチング素子を被覆する絶縁膜を形成し、形成した絶縁膜を貫通して前記スイッチング素子の一方の電極まで開口するコンタクトホールを形成し、形成したコンタクトホールを介して前記電極に接続する画素電極を形成した第１基板と、対向電極を形成した第２基板とを備え、前記対向電極を前記画素電極に対向させ、前記第１基板と前記第２基板とのギャップに液晶物質を封入し、前記画素電極と前記対向電極との間に印加される電圧により前記液晶物質の光透過率を制御する構成とした液晶表示装置の製造方法において、前記スイッチング素子を形成した領域におけるギャップを前記領域の周囲におけるギャップ以上にすべく、前記領域に位置する絶縁膜の一部を除去する処理を含むことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
（付記２） 前記絶縁膜は、所定波長の光に感光した場合に、現像液に溶解する特性を有するポジ型の感光性樹脂であり、前記処理は、フォトマスクを介して前記所定波長の光を照射して前記絶縁膜を露光すべくなしてあり、前記絶縁膜を露光する露光量を調整することにより、前記現像液に溶解して除去される絶縁膜の量を制御することを特徴とする付記１に記載の液晶表示装置の製造方法。
（付記３） 前記露光量は、前記コンタクトホールを形成するのに必要な露光量より少ないことを特徴とする付記２に記載の液晶表示装置の製造方法。
（付記４） 前記処理は、前記コンタクトホールを形成する際に実行すべくなしてあることを特徴とする付記１乃至付記３のいずれかに記載の液晶表示装置の製造方法。
（付記５） 前記フォトマスクは、前記スイッチング素子を形成した領域を露光する第１パターンと、前記コンタクトホールを形成する領域を露光する第２パターンとを備えており、前記第１パターンは、前記第２パターンに比べて前記所定波長の光を散乱又は吸収させるパターンを有していることを特徴とする付記４に記載の液晶表示装置の製造方法。
（付記６） 前記液晶物質は、強誘電性液晶又は反強誘電性液晶であることを特徴とする付記１乃至付記５のいずれかに記載の液晶表示装置の製造方法。
（付記７） 前記強誘電性液晶は、単安定型の強誘電性液晶であることを特徴とする付記６に記載の液晶表示装置の製造方法。
【００５０】
【発明の効果】
以上詳述した如く本発明によれば、スイッチング素子を形成した領域におけるギャップを前記領域の周囲におけるギャップ以上にすべく、前記領域に位置する絶縁膜の一部を除去することにより、前記領域におけるギャップの収縮率を、前記領域の周囲におけるギャップの収縮率と比較して同等、又は小さくして配向欠陥の発生を抑制し、画質及びコントラスト特性、並びに透過率等の表示品質の低下を防止することができる。
【００５１】
また、絶縁膜がポジ型の感光性樹脂である場合には、フォトマスクを介して光を照射して絶縁膜を露光すれば、容易に絶縁膜を露光する露光量を調整して、除去される絶縁膜の量を制御することをができるため、絶縁膜の形状を所望のものに加工することができる。
【００５２】
また、絶縁膜を露光する露光量を、コンタクトホールを形成するのに必要な露光量より少ないようにすれば、絶縁膜を残存させ、スイッチング素子を形成した領域におけるギャップを前記領域の周囲におけるギャップと同等、すなわち平坦化することができる。
【００５３】
また、スイッチング素子を形成した領域の絶縁膜を露光する第１パターンと、コンタクトホールを形成する領域の絶縁膜を露光する第２パターンとを含み、第１パターンが第２パターンに比べて、照射された光をより多く散乱又は吸収させるパターンを有するフォトマスクを用いれば、１枚のフォトマスクで、スイッチング素子を形成した領域の絶縁膜を露光する露光量と、コンタクトホールを形成する領域の絶縁膜を露光する露光量とを調整して、除去される絶縁膜の量を制御することをができるため、スイッチング素子を形成した領域に位置する絶縁膜の一部を除去でき、同時に、コンタクトホールを形成することができる等、優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る液晶表示装置の一例を示す模式的平面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線における構造断面図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置に用いるアレイ基板の製造方法を示す説明図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係るフォトマスクのパターンと露光する領域との対応を示す概略図である。
【図５】アレイ基板と対向基板とを接着して液晶表示装置とする製造方法を示す説明図である。
【図６】本発明の実施の形態２に係る液晶表示装置に用いるアレイ基板の製造方法を示す説明図である。
【図７】本発明の実施の形態２に係るフォトマスクのパターンと露光する領域との対応を示す概略図である。
【図８】本発明に係る液晶表示装置の他の一例を示す構造断面図である。
【図９】従来の液晶表示装置の模式的平面図である。
【図１０】図９のＸ−Ｘ線における構造断面図である。
【図１１】図９のＸＩ−ＸＩ線における構造断面図である。
【図１２】図９のＸＩＩ−ＸＩＩ線における構造断面図である。
【図１３】従来の液晶表示装置における配向欠陥の発生状態を示す模式図である。
【図１４】平坦化処理された液晶表示装置の模式的平面図である。
【図１５】図１４のＸＶ−ＸＶ線における構造断面図である。
【図１６】図１４のＸＶＩ−ＸＶＩ線における構造断面図である。
【図１７】図１４のＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ線における構造断面図である。
【図１８】平坦化処理された液晶表示装置における配向欠陥の発生状態を示す模式図である。
【符号の説明】
１０ アレイ基板
１２ ゲート電極
１３ ソース電極
１４ ドレイン電極
１５ 画素電極
１８ 平坦化膜
１９ａ，１９ｂ 第１コンタクトホール
２０ 第２コンタクトホール
９０ 液晶物質
６０ 対向基板
６２ 対向電極
８１ エポキシビーズ
８２ シリカビーズ
Claims (5)
- スイッチング素子を形成した後、該スイッチング素子を被覆する絶縁膜を形成し、形成した絶縁膜を貫通して前記スイッチング素子の一方の電極まで開口するコンタクトホールを形成し、形成したコンタクトホールを介して前記電極に接続する画素電極を形成した第１基板と、対向電極を形成した第２基板とを備え、前記対向電極を前記画素電極に対向させ、前記第１基板と前記第２基板とのギャップに液晶物質を封入し、前記画素電極と前記対向電極との間に印加される電圧により前記液晶物質の光透過率を制御する構成とした液晶表示装置の製造方法において、
前記スイッチング素子を形成した領域におけるギャップを前記領域の周囲におけるギャップ以上にすべく、前記領域に位置する絶縁膜の一部を除去する処理を含むことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。 - 前記絶縁膜は、所定波長の光に感光した場合に、現像液に溶解する特性を有するポジ型の感光性樹脂であり、
前記処理は、フォトマスクを介して前記所定波長の光を照射して前記絶縁膜を露光すべくなしてあり、
前記絶縁膜を露光する露光量を調整することにより、前記現像液に溶解して除去される絶縁膜の量を制御することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置の製造方法。 - 前記露光量は、前記コンタクトホールを形成するのに必要な露光量より少ないことを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記処理は、前記コンタクトホールを形成する際に実行すべくなしてあることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記フォトマスクは、前記スイッチング素子を形成した領域を露光する第１パターンと、前記コンタクトホールを形成する領域を露光する第２パターンとを備えており、
前記第１パターンは、前記第２パターンに比べて前記所定波長の光を散乱又は吸収させるパターンを有していることを特徴とする請求項４に記載の液晶表示装置の製造方法。
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| JP2003113420A Withdrawn JP2004317889A (ja) | 2003-04-17 | 2003-04-17 | 液晶表示装置の製造方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004317889A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007017824A (ja) * | 2005-07-11 | 2007-01-25 | Sanyo Epson Imaging Devices Corp | 電気光学装置、及び電子機器 |
| KR20150010237A (ko) * | 2013-07-18 | 2015-01-28 | 삼성디스플레이 주식회사 | 액정 표시 장치의 제조 방법 |
| US9520416B2 (en) | 2014-11-17 | 2016-12-13 | Samsung Display Co., Ltd. | Thin film transistor array substrate and manufacturing method thereof |
-
2003
- 2003-04-17 JP JP2003113420A patent/JP2004317889A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007017824A (ja) * | 2005-07-11 | 2007-01-25 | Sanyo Epson Imaging Devices Corp | 電気光学装置、及び電子機器 |
| KR20150010237A (ko) * | 2013-07-18 | 2015-01-28 | 삼성디스플레이 주식회사 | 액정 표시 장치의 제조 방법 |
| US9128313B2 (en) | 2013-07-18 | 2015-09-08 | Samsung Display Co., Ltd. | Method of manufacturing liquid crystal display |
| KR102070437B1 (ko) | 2013-07-18 | 2020-01-29 | 삼성디스플레이 주식회사 | 액정 표시 장치의 제조 방법 |
| US9520416B2 (en) | 2014-11-17 | 2016-12-13 | Samsung Display Co., Ltd. | Thin film transistor array substrate and manufacturing method thereof |
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