JP2006201793A - 薄膜トランジスタ表示パネル及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】必要なマスクの数や工程数を更に減少させることで低コスト化や工程時間の更なる短縮を実現させる、薄膜トランジスタ表示パネルの製造方法を提供する。
【解決手段】本発明による薄膜トランジスタ表示パネルの製造方法は：ゲート線、データ線、及びドレイン電極を含む薄膜トランジスタを形成する段階；薄膜トランジスタの上に絶縁膜を形成する段階；絶縁膜の上に第１導電膜を形成し、ドレイン電極と電気的に接続する段階；第１導電膜の上に第２導電膜を形成する段階；第２導電膜の上に、厚さの異なる二つの部分を含む感光膜を形成する段階；感光膜をマスクとして利用し、第１エッチング液で第２導電膜をエッチングする段階；感光膜と第２導電膜とをマスクとして利用し、第２エッチング液で第１導電膜をエッチングする段階；を含む。
【選択図】図１１
【解決手段】本発明による薄膜トランジスタ表示パネルの製造方法は：ゲート線、データ線、及びドレイン電極を含む薄膜トランジスタを形成する段階；薄膜トランジスタの上に絶縁膜を形成する段階；絶縁膜の上に第１導電膜を形成し、ドレイン電極と電気的に接続する段階；第１導電膜の上に第２導電膜を形成する段階；第２導電膜の上に、厚さの異なる二つの部分を含む感光膜を形成する段階；感光膜をマスクとして利用し、第１エッチング液で第２導電膜をエッチングする段階；感光膜と第２導電膜とをマスクとして利用し、第２エッチング液で第１導電膜をエッチングする段階；を含む。
【選択図】図１１
Description
本発明は、薄膜トランジスタ表示パネル及びその製造方法に関し、特に液晶表示装置に搭載される薄膜トランジスタ表示パネルに関する。
液晶表示装置は、現在最も広く使用されている平板表示装置の一つである。液晶表示装置は、二枚の表示パネルと、その間に封入された液晶層とを有する。表示パネルには複数の画素がマトリックス状に配置されている。各画素には薄膜トランジスタと電極とが設置され、薄膜トランジスタのオンにより、電極から所定の電圧が液晶層に対して印加される。そのとき、液晶層では液晶分子の配向が変化し、液晶層の光透過率が変化する。液晶表示装置はそのような液晶層の光透過率の変化を画素ごとに制御することで、表示パネルに画像を再現する。
液晶表示装置は、透過型、反射型、及び半透過型に大別される。透過型液晶表示装置は、表示パネルの背面を照明（バックライト）で照らして画像を表示パネルの前面に表示する。反射液晶表示装置は、表示パネルの前面を照らす自然光を表示パネルの背面で反射して画像を表示パネルの前面に表示する。半透過型液晶表示装置は、透過型の構造と反射型の構造とを結合させた構造を持ち、屋内等の比較的暗い環境では内部の照明（バックライト）を利用して画像を表示し（透過モード）、屋外等の比較的明るい環境では外部光を表示パネルの背面で反射して画像を表示する（反射モード）。
表示パネルの製造工程では、上記の薄膜トランジスタと電極とが半導体プロセスを利用して基板上に積層される。特に、基板に電極等のパターンを転写するのにフォトエッチングが利用される。例えば、透過型液晶表示パネルの一般的な製造工程では、フォトエッチングによるパターンの転写が４、５回行われる。一方、従来の半透過型液晶表示パネルの製造工程では、ゲート線のパターン、半導体層のパターン、データ線のパターン、有機絶縁膜のパターンとそのコンタクトホール、保護膜のコンタクトホール、透明電極のパターン、及び反射電極のパターン、の各転写が異なるフォトエッチング工程で行われる。その結果、半透過型液晶表示パネルの製造工程では、マスクが少なくとも７枚必要である。このように、従来の半透過型液晶表示パネルの製造工程は透過型液晶表示パネルの製造工程より必要なマスクの数が多いので、更なる低コスト化や工程時間の更なる短縮が困難である。
本発明の目的は、必要なマスクの数や工程数を更に減少させることで、更なる低コスト化や工程時間の更なる短縮を実現させる薄膜トランジスタ表示パネルの製造方法を提供することにある。
本発明の目的は、必要なマスクの数や工程数を更に減少させることで、更なる低コスト化や工程時間の更なる短縮を実現させる薄膜トランジスタ表示パネルの製造方法を提供することにある。
本発明による薄膜トランジスタ表示パネルの製造方法は、
ゲート電極、ソース電極、及びドレイン電極を含む薄膜トランジスタを形成する段階、
その薄膜トランジスタの上に絶縁膜を形成する段階、
その絶縁膜の上に第１導電膜を形成し、上記のドレイン電極と電気的に接続する段階、
第１導電膜の上に第２導電膜を形成する段階、
第１部分とそれより薄い第２部分とを含む感光膜、を第２導電膜の上に形成する段階、
その感光膜をマスクとして利用し、第１エッチング液で第２導電膜をエッチングする段階、及び、
感光膜と第２導電膜とをマスクとして利用し、第２エッチング液で第１導電膜をエッチングする段階、を有する。
ゲート電極、ソース電極、及びドレイン電極を含む薄膜トランジスタを形成する段階、
その薄膜トランジスタの上に絶縁膜を形成する段階、
その絶縁膜の上に第１導電膜を形成し、上記のドレイン電極と電気的に接続する段階、
第１導電膜の上に第２導電膜を形成する段階、
第１部分とそれより薄い第２部分とを含む感光膜、を第２導電膜の上に形成する段階、
その感光膜をマスクとして利用し、第１エッチング液で第２導電膜をエッチングする段階、及び、
感光膜と第２導電膜とをマスクとして利用し、第２エッチング液で第１導電膜をエッチングする段階、を有する。
ここで、薄膜トランジスタを形成する段階が、
上記のゲート電極を含むゲート線を形成する段階、並びに、
そのゲート線の上に、半導体層、上記のソース電極を含むデータ線、及び上記のドレイン電極を形成する段階、
を含み、上記の絶縁膜を形成する段階が、
データ線の上とドレイン電極の上とに保護膜と有機絶縁膜とを形成する段階、
を含んでも良い。
上記のゲート電極を含むゲート線を形成する段階、並びに、
そのゲート線の上に、半導体層、上記のソース電極を含むデータ線、及び上記のドレイン電極を形成する段階、
を含み、上記の絶縁膜を形成する段階が、
データ線の上とドレイン電極の上とに保護膜と有機絶縁膜とを形成する段階、
を含んでも良い。
本発明による上記の薄膜トランジスタ表示パネルの製造方法は好ましくは、
第１導電膜をエッチングした後、エッチングバックにより感光膜の第２部分を除去して第２導電膜を露出させる段階、及び、
残存している感光膜の第１部分をマスクとして利用し、露出している第２導電膜を第１エッチング液でエッチングする段階、
をさらに有する。
第１導電膜をエッチングした後、エッチングバックにより感光膜の第２部分を除去して第２導電膜を露出させる段階、及び、
残存している感光膜の第１部分をマスクとして利用し、露出している第２導電膜を第１エッチング液でエッチングする段階、
をさらに有する。
好ましくは、第１導電膜がＩＴＯを含む。更に好ましくは、そのＩＴＯが非晶質である。その場合、好ましくは、第１導電膜を形成する段階が、
ＩＴＯを含む膜を、水素または水蒸気の少なくともいずれかにさらす段階、
を含む。更に、第１導電膜が25℃〜150℃の温度下で形成される。一方、第２エッチング液が好ましくは、硫酸を含み、または、塩酸若しくはシュウ酸と界面活性剤とを含む。好ましくは、第２導電膜がアルミニウムまたはアルミニウム合金を含む。その場合、好ましくは、第１エッチング液が、リン酸、硝酸、及び酢酸を含む。
ＩＴＯを含む膜を、水素または水蒸気の少なくともいずれかにさらす段階、
を含む。更に、第１導電膜が25℃〜150℃の温度下で形成される。一方、第２エッチング液が好ましくは、硫酸を含み、または、塩酸若しくはシュウ酸と界面活性剤とを含む。好ましくは、第２導電膜がアルミニウムまたはアルミニウム合金を含む。その場合、好ましくは、第１エッチング液が、リン酸、硝酸、及び酢酸を含む。
本発明の上記の方法で製造された薄膜トランジスタ表示パネルは、
基板、
その基板の上に形成されているゲート線、
そのゲート線の上に形成されているデータ線、
そのデータ線の上に形成されている絶縁膜、
その絶縁膜の上に形成されている透明電極、及び、
その透明電極の上に形成され、その透明電極の一辺と実質的に重なっている辺を含む反射電極、を備える。ここで、透明電極が上記の第１導電膜から形成され、反射電極が上記の第２導電膜から形成される。従って、好ましくは、透明電極がＩＴＯを含む。更に好ましくは、そのＩＴＯが非晶質形態である。一方、反射電極は好ましくは、アルミニウム、アルミニウム合金、銀、及び銀合金の少なくともいずれかを含む。更に、反射電極が、透明電極を露出させる開口部を含んでも良い。
基板、
その基板の上に形成されているゲート線、
そのゲート線の上に形成されているデータ線、
そのデータ線の上に形成されている絶縁膜、
その絶縁膜の上に形成されている透明電極、及び、
その透明電極の上に形成され、その透明電極の一辺と実質的に重なっている辺を含む反射電極、を備える。ここで、透明電極が上記の第１導電膜から形成され、反射電極が上記の第２導電膜から形成される。従って、好ましくは、透明電極がＩＴＯを含む。更に好ましくは、そのＩＴＯが非晶質形態である。一方、反射電極は好ましくは、アルミニウム、アルミニウム合金、銀、及び銀合金の少なくともいずれかを含む。更に、反射電極が、透明電極を露出させる開口部を含んでも良い。
本発明による上記の薄膜トランジスタ表示パネルは、上記の反射電極に代え、透明電極の上に形成され、透明電極の一辺から一定の距離だけ離れた辺を含む反射電極、を備えても良い。その場合、好ましくは、透明電極の一辺が反射電極の外側に位置する。更に好ましくは、上記の一定の距離が反射電極の厚さ以上である。
本発明によれば、ゲート線のパターン、半導体層とデータ線とのパターン、保護膜と有機絶縁膜とのパターン、及び、画素電極と接触補助部材とのパターン、の各転写に１枚ずつマスクが使用されれば良い。従って、本発明による薄膜トランジスタ表示パネルの製造方法は、特に半透過型液晶表示パネルに適用されるとき、従来の製造方法とは異なり、パターンの転写には高々４枚のマスクが準備されれば良い。その結果、薄膜トランジスタ表示パネルの製造コストを更に削減でき、かつ製造時間を更に短縮できる。
以下、添付した図面を参照しながら、本発明の実施形態を詳細に説明する。
《実施形態１》
本発明の実施形態１による製造方法で得られる薄膜トランジスタ表示パネル（以下、表示パネルと略す）は好ましくは、半透過型液晶表示パネルである（図１、２参照）。液晶表示装置は二枚の表示パネルと、その間に挟まれた液晶層とを有する。表示パネルの一方100は、図１に示されているように、複数のゲート線121、複数の維持電極線131、及び複数のデータ線171を有する。
《実施形態１》
本発明の実施形態１による製造方法で得られる薄膜トランジスタ表示パネル（以下、表示パネルと略す）は好ましくは、半透過型液晶表示パネルである（図１、２参照）。液晶表示装置は二枚の表示パネルと、その間に挟まれた液晶層とを有する。表示パネルの一方100は、図１に示されているように、複数のゲート線121、複数の維持電極線131、及び複数のデータ線171を有する。
ゲート線121は表示パネル100の横方向に延びている。ゲート線121の端部129は他の部分より面積が大きく、その中央部分が第１コンタクトホール181に接続されている。ゲート線121は第１コンタクトホール181を通して表示パネル100のパッド、更に外部の駆動装置に接続され（図示せず）、その駆動装置から出力されるゲート信号を伝送する。データ線171は表示パネルの縦方向に延びている。データ線171の端部179は他の部分より面積が大きく、その中央部分が第２コンタクトホール182に接続されている。データ線171は第２コンタクトホール182を通して表示パネル100のパッド、更に外部の駆動装置に接続され（図示せず）、その駆動装置から出力されるデータ電圧を伝送する。
ゲート線121とデータ線171とで区切られた領域がそれぞれ、一つの画素として機能する。すなわち、表示パネル100には複数の画素がマトリックス状に配置されている。維持電極線131は表示パネル100の横方向に延び、各画素を横断している。維持電極線131に対しては外部から所定の電圧（好ましくは共通電極に対して印加される電圧と等しい）が印加される。更に、維持電極線131からは遮光部135が表示パネル100の縦方向に延びてデータ線171を覆っている。各画素は画素電極190で覆われ、更に、画素電極190の構造に従って透過領域TAと反射領域RAとに分かれている。透過領域TAでは画素電極190が透明電極192のみを含むので、光透過率が高い。一方、反射領域RAでは画素電極190が透明電極192に加え、反射電極194を含むので、光反射率が高い。
反射領域RAには更に、薄膜トランジスタとストレージキャパシタとが含まれている。薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）はゲート線121とデータ線171との交差点の近傍に形成されている。薄膜トランジスタのゲート電極124は、表示パネル100の縦方向に拡がるゲート線121の拡張部124である。薄膜トランジスタのソース電極173は、データ線171から表示パネル100の横方向に向かって延びている枝である。薄膜トランジスタのドレイン電極175、177は島状であり、画素ごとに独立している。ドレイン電極の一部175はソース電極173と共に、半導体層154を介してゲート電極124の上に重なっている（詳細は後述参照）。その半導体層154が薄膜トランジスタの活性層として利用され、特に薄膜トランジスタのチャンネルを含む。ドレイン電極175の拡張部177は第３コンタクトホール185を介して画素電極190に接続されている。ドレイン電極175の拡張部177は更に、絶縁層を介して維持電極線131の拡張部（以下、維持電極という）133の上に重なっている。こうして、画素電極190、ドレイン電極175の拡張部177、維持電極133、及びそれらの間に挟まれている誘電体の層からストレージキャパシタが構成されている。
図１に示されている表示パネル100の構造は、好ましくは一枚の基板に形成された積層構造から成る（図２参照）。表示パネル100の基板110は絶縁物であり、好ましくは、透明なガラスである。ゲート線121と維持電極線131とは、図２から理解されるように、基板110の表面に直接、形成されている（図２には、ゲート電極124とゲート線121の端部129、及び、維持電極133と遮光部135が示されている）。好ましくは、ゲート線121と維持電極線131との各側面が基板110の表面に対し、約30°〜80°の角度で傾斜している。ゲート線121と維持電極線131とは導電膜を含む。その導電膜は好ましくは、アルミニウム系金属（アルミニウムやアルミニウム合金）、銀系金属（銀や銀合金）、銅系金属（銅や銅合金）、モリブデン系金属（モリブデンやモリブデン合金）、クロム、チタニウム、またはタンタルを含む。ゲート線121と維持電極線131との各構造は更に、物性の異なる二つの導電膜（図示せず）を含む多層構造であっても良い。その場合、好ましくは、導電膜の一方が比抵抗の低い金属（例えばアルミニウム系金属）を含み、ゲート線121と維持電極線131とのそれぞれで信号遅延や電圧降下を低減させる。更に好ましくは、導電膜の他方が、特にＩＴＯ（Indium Tin Oxide）またはＩＺＯ（Indium Zinc Oxide）に対する接触特性の優れた物質（例えば、モリブデン（Mo）、モリブデン合金、クロム（Cr）、またはこれらの合金）を含む。そのような、比抵抗の低い導電膜と接触特性の優れた導電膜との組み合わせとしては、例えば、クロム膜とアルミニウム−ネオジム（Nd）合金膜との組み合わせが挙げられる。
ゲート線121の上と維持電極線131の上、及びそれらの近傍の基板110の表面はゲート絶縁膜140で覆われている（図２参照）。ゲート絶縁膜140は好ましくは、窒化ケイ素（SiNx）を含む。ゲート絶縁膜140の上には複数の半導体層151が形成されている。半導体層151は好ましくは、水素化非晶質シリコン（a−Si：H）を含む。半導体層151はデータ線171の下地に相当し、データ線171と同様に、表示パネル100の縦方向に延びている（図１参照）。半導体層151は更に、複数の突出部154を含む。突出部154はドレイン電極175とその拡張部177との下地に相当し、特にゲート電極124と重なる部分が薄膜トランジスタの活性層として利用される。
半導体層151の上には複数の線状オーミック接触部材161と島状オーミック接触部材165とが形成されている（図２参照）。オーミック接触部材161、165は好ましくは、シリサイドまたはｎ＋水素化非晶質シリコン（ｎ型不純物が高濃度にドーピングされた水素化非晶質シリコン）を含む。線状オーミック接触部材161は半導体層151と同様にデータ線171の下地に相当し、データ線171に沿って表示パネル100の縦方向に延び、半導体層151を覆う（図１、図２参照）。線状オーミック接触部材161は更に複数の突出部163を含む。この突出部163はソース電極173の下地に相当し、半導体層151の突出部154の一部を覆う。島状オーミック接触部材165はドレイン電極175とその拡張部177との下地に相当し、半導体層151の突出部154の他の部分を覆う。オーミック接触部材161、163、165により、それぞれの下地の半導体層151、154と、データ線171、ソース電極173、またはドレイン電極175、177との間では接触抵抗が低い。好ましくは、オーミック接触部材161、163、165の各側面が基板110の表面に対し、30°〜80°の角度で傾斜している（図２参照）。
線状オーミック接触部材161の上にはデータ線171形成され、線状オーミック接触部材161の突出部163の上にはソース電極173が形成され、島状オーミック接触部材165の上にはドレイン電極175が形成されている（図１、２参照）。データ線171、173とドレイン電極175、177とは好ましくは、耐熱性金属（例えば、クロム、モリブデン系の金属、タンタル、またはチタニウム）を含み、更に好ましくは、ゲート線121と同様な導電膜を含む。好ましくは、データ線171、173とドレイン電極175、177との各側面が基板110の表面に対し、約30°〜80°の角度で傾斜している（図２参照）。ここで、ソース電極173とドレイン電極175との間からは、半導体層151の突出部154の一部が露出している。
ゲート線121、データ線171、173、ドレイン電極175、177、及び半導体層151の露出部分（突出部154の一部）は保護膜180で覆われている（図２参照）。保護膜180は好ましくは、無機物質（例えば窒化ケイ素や酸化ケイ素）を含む。保護膜180は更に、有機絶縁膜187で覆われている。有機絶縁膜187は好ましくは、優れた平坦化特性と感光性とを持つ有機物質を含む。好ましくは、有機絶縁膜187の表面に凹凸パターン188が形成されている。保護膜180と有機絶縁膜187とには更に、第１〜第３コンタクトホール181、182、185が形成されている。第１コンタクトホール181ではゲート線121の拡張部129が露出している。第２コンタクトホール182ではデータ線171の拡張部179が露出している。第３コンタクトホール185ではドレイン電極175の拡張部177が露出している。第１〜第３コンタクトホール181、182、185の各形状は、多角形、円形、またはその他の形状であっても良い。更に、各側壁が好ましくは、基板110の表面に対して30°〜85°の角度で傾斜した斜面、または複数の段を含む。
有機絶縁膜187の上には複数の画素電極190が形成されている（図２参照）。画素電極190は、透明電極192と、その上に形成されている反射電極194との積層構造を含む。透明電極192と反射電極194とはそれぞれほぼ長方形であり、特に、反射電極194の三辺が透明電極192の辺の一部と、ほぼ重なっている（図１参照）。より正確には、反射電極194の三辺が透明電極192の対応する辺から微小距離tだけ離れている。透明電極192は好ましくは透明な導体、特にＩＴＯを含む。更に好ましくは、ＩＴＯが非晶質である。その他に、多結晶であっても良い。透明電極192の材料としてはその他に、透明な導電性ポリマーが含まれても良い。反射電極194は好ましくは、光反射率の高い導体（例えば、アルミニウムまたはアルミニウム合金、銀または銀合金）を含む。反射電極194は特に、有機絶縁膜187の凹凸パターン188の上に形成され、その凹凸パターン188と同じ凹凸形状を含む。それにより、反射電極194の表面では光が乱反射されるので、液晶表示装置の外部にある物体の像が画面には映らない。画素電極190は更に、接触補助層（図示せず）を含んでも良い。接触補助層は好ましくは、モリブデン若しくはモリブデン合金、クロム、チタニウム、またはタンタルを含む。接触補助層は、透明電極192と反射電極194との間の良好な接触を確保し、特に透明電極192との接触による反射電極194の酸化を防ぐ。
表示パネル100とは別の表示パネルには共通電極が形成され、液晶層を介して画素電極190に対向している（図示せず）。ゲート電極124に対してゲート信号が印加されて薄膜トランジスタがターンオンするとき、画素電極190はデータ線171から、ソース電極173、ドレイン電極175、その拡張部177、及び第３コンタクトホール185を介してデータ電圧の印加を受ける。そのとき、その画素電極190と共通電極との間には電場が生じ、両者間の液晶層に含まれている液晶分子の配向を変化させ、その光透過率を変化させる。こうして、画素の輝度が変化する。画素電極190、共通電極、及び液晶層は、回路的にはキャパシタと等価である（以下、液晶キャパシタという）。薄膜トランジスタのオン期間中、液晶キャパシタが充電され、薄膜トランジスタがターンオフした後も、オン期間中に印加された電圧を維持する。
ストレージキャパシタは、画素電極190、ドレイン電極175の拡張部177、維持電極133、並びに、それらの電極間に挟まれている有機絶縁膜187、絶縁膜180、島状オーミック接触部材165、半導体層151の突出部154、及びゲート絶縁膜140を含む。ストレージキャパシタは液晶キャパシタと並列に接続され、その電圧維持能力を補っている。
第１コンタクトホール181の上には好ましくは第１接触補助部材81が形成され、ゲート線121の端部129に接続されている。第２コンタクトホール182の上には好ましくは第２接触補助部材82が形成され、データ線171の端部179に接続されている。接触補助部材81、82は、ゲート線121の端部129やデータ線171の端部179と外部装置との間の良好な接続を確保し、更に各接続部を保護する。接触補助部材81、82は更に好ましくは、透明電極192や反射電極194と同一の層で形成される。
以上に述べた薄膜トランジスタ表示パネルの構造は、本発明の実施形態１による製造方法を利用し、以下のように製造される（図３〜１２参照）。
まず、好ましくはスパッタリング法を用い、基板110の上に導電膜を蒸着する。ここで、その導電膜は好ましくは、アルミニウム系金属、銀系金属、銅系金属、モリブデン系金属、クロム、チタニウム、またはタンタルを含む。更に、フォトエッチング工程により、導電膜に所定のパターンが転写され、複数のゲート線121（特に、ゲート電極124とその拡張部129）と複数の維持電極線131（特に、維持電極133と遮光部135）とが形成される（図３、４参照）。
まず、好ましくはスパッタリング法を用い、基板110の上に導電膜を蒸着する。ここで、その導電膜は好ましくは、アルミニウム系金属、銀系金属、銅系金属、モリブデン系金属、クロム、チタニウム、またはタンタルを含む。更に、フォトエッチング工程により、導電膜に所定のパターンが転写され、複数のゲート線121（特に、ゲート電極124とその拡張部129）と複数の維持電極線131（特に、維持電極133と遮光部135）とが形成される（図３、４参照）。
次に、ゲート絶縁膜140、真性非晶質シリコン層150、不純物非晶質シリコン層160の３層をその順に、好ましくは化学気相蒸着法で積層する（図５参照）。続いて、導電膜170を好ましくはスパッタリング法で積層する。ここで、その導電膜170は好ましくは、耐熱性金属（クロム、モリブデン系金属、タンタル、またはチタニウム）を含む。更に、導電膜170の上に感光材料を塗布し、感光膜を形成する。
その後、光マスク（図示せず）を通して感光膜に光を照射する。ここで、その光マスクは、透過領域と遮光領域との他に、半透過領域を有する。光マスクの遮光領域は基板110の第１領域Aに対応し、半透過領域は基板110の第２領域Bに対応し、透過領域は基板110の第３領域Cに対応する（図５参照）。半透過領域は遮光領域とは異なり、光を透過させる。但し、半透過領域を透過可能な光の光量は、透過領域を透過可能な光の光量より少ない。ここで、半透過領域に含まれている遮光部の個々のサイズや間隔（例えばスリットパターンではスリットの幅や間隔）が、フォトエッチングに利用される露光器の分解能より小さく設定されている。これは光の回折を誘発して半透過領域で光を均一に分散するためである。従って、半透過領域に対応する基板110の第２領域Bでは感光膜に遮光部のパターンが転写されない。その代わり、第２領域Bの全体に照射される光の光量が、透過領域に対応する基板110の第３領域Cに照射される光の光量より低減する。透過領域、半透過領域、及び遮光領域間での透過光量の差により、基板110の第１〜３領域A〜C間では、感光する感光膜の厚さが異なる。その結果、現像後に残される感光膜の厚さが場所によって変化する。特に、残される感光膜の厚さが、遮光領域に対応する第１領域A、半透過領域に対応する第２領域B、及び透過領域に対応する第３領域Cの順に大きい。例えば図５では、現像後に残される感光膜が厚い第１部分52と薄い第２部分54とに分かれる。第１部分52は第１領域Aに位置し、第２部分54は第２領域Bに位置する。第３領域Cでは、下地の導電膜170が露出する。
導電膜170に湿式エッチングを施す。そのとき、現像後に残っている感光膜52、54がエッチングマスクとして機能するので、第３領域Cでのみ、導電膜170が除去される（図６参照）。それにより、第３領域Cでは不純物非晶質シリコン層160が露出する。一方、第１、２領域A、Bでは、ゲート電極124と維持電極133とを覆う導電膜170の一部174が残り、データ線171とその拡張部179とのパターンが形成される。続いて、第３領域Cから、露出している不純物非晶質シリコン層160、更に真性非晶質シリコン層150がエッチングにより除去される。それにより、第１、２領域A、Bでは、ゲート電極124と維持電極133とを覆う不純物非晶質シリコン層160の一部164が残り、オーミック接触部材161と半導体層151、154とのパターンが形成される（図６参照）。その上で、エッチングバックにより、第１領域Aでは感光膜の第１部分52が残されたまま、第２領域Bでは感光膜の第２部分54が除去され、導電膜170の一部174が露出する（図６参照）。
図６に示されている基板110に湿式エッチングを施し、第２領域Bで露出している導電膜170の一部174を除去して下地の不純物非晶質シリコン層160の一部164を露出させる。それにより、導電膜170の一部174がソース電極173とドレイン電極175とに分離される（図７、８参照）。次に、露出している不純物非晶質シリコン層160の一部164を乾式エッチングで除去し、不純物非晶質シリコン層160の一部164を線状オーミック接触部材163と島状オーミック接触部材165とに分離する（図７、８参照）。続いて、好ましくは窒化ケイ素から保護膜180を化学気相蒸着（ＣＶＤ）で形成し、更に有機物質をその上に塗布して有機絶縁膜187を形成する（図９、１０参照）。その上で、スリットマスクを通して有機絶縁膜187を露光して現像する。それにより、各画素の反射領域RA（図１参照）に相当する有機絶縁膜187の表面の一部188に凹凸パターンを形成する。それと同時に、第１、第２、及び第３コンタクトホール181、182、185を形成し、ゲート線の端部129の上、データ線の端部179の上、及びドレイン電極の拡張部175の上のそれぞれで保護膜180を露出させる（図９、１０参照）。更に、有機絶縁膜187をエッチングマスクとして利用してエッチングを施し、露出した保護膜180とその下地のゲート絶縁膜140とを除去する。こうして、第１〜３コンタクトホール181、182、185が完成する（図９、１０参照）。
図１０に示されている基板110に、スパッタリング法によりＩＴＯを蒸着して第１導電膜196を形成し、更にその上に、アルミニウム系金属、または銀系金属を蒸着して第２導電膜198を積層する。この時、ＩＴＯは好ましくは、約25℃〜150℃の温度下で水素（H2）または水蒸気（H2O）を供給しながら蒸着される。それにより、第１導電膜196には、非晶質のＩＴＯが含まれる。次に、第２導電膜198の上に感光膜を塗布し、その上に光マスク（図示せず）を通して光を照射する。ここで、その光マスクは、上記のものと同様に、遮光領域、半透過領域、及び透過領域を有し、各領域を基板110の第１領域A、第２領域B、及び第３領域Cに対応させている（図１１参照）。従って、現像後、光マスクの第１領域Aには感光膜の第３部分56が残り、第２領域Bには第３部分56より薄い第４部分58が残る。特に、各画素の反射領域RAは第１領域Aに設定されているので感光膜の第３部分56で覆われ、各画素の透過領域TAは第２領域Bに設定されているので感光膜の第４部分58で覆われる。一方、第３領域Cでは感光膜が全て除去され、下地の第２導電膜198が露出する（図１１参照）特に、画素間の境界、第１コンタクトホール181の周囲、及び第２コンタクトホール182の周囲が第３領域Cに設定されているので、第２導電膜198が露出する。
感光膜の第３、４部分56、58をエッチングマスクとして第２導電膜198に湿式エッチングを施す。この場合に使用される第１エッチング液はアルミニウムエッチング液であり、好ましくは、リン酸（H2PO3）、硝酸（HNO3）、酢酸（CH3COOH）、及び脱塩水を所定の割合で含む。更に好ましくは、その割合が、リン酸63〜70％、硝酸4〜8％、及び酢酸12〜19％に設定されている。第１エッチング液は、第２導電膜198をエッチングするが、非晶質ＩＴＯを含む第１導電膜196はエッチングしない。従って、第３領域Cでは、下地の第１導電膜196には損傷を与えずに第２導電膜198だけをエッチングで除去できる。続いて、感光膜の第３、４部分56、58、及び残っている第２導電膜198をエッチングマスクとして利用して第１導電膜196に湿式エッチングを施す。この場合に使用される第２エッチング液はＩＺＯエッチング液であり、好ましくは、硫酸（H2SO4）を含む。更に好ましくは、第２エッチング液が、硫酸2〜15％、硫酸カリウム（KHSO4）1〜15％、及び脱塩水を含む。その他に、第２エッチング液が、塩酸（HCl）と界面活性剤とを含み（好ましくは、塩酸3〜25％、硝酸1〜10％、界面活性剤、及び脱塩水を含む）、または、シュウ酸（C2H2O4）と界面活性剤とを含んでも良い（好ましくは、シュウ酸5〜15％、界面活性剤、及び脱塩水を含む）。非晶質ＩＴＯは、多結晶ＩＴＯとは異なり、ＩＺＯエッチング液によってエッチングされる。一方、第２導電膜198はＩＺＯエッチング液によってはエッチングされない。従って、残っている第２導電膜198には損傷を与えずに第１導電膜196をエッチングで除去できる。こうして、第３領域Cでは第１導電膜196と第２導電膜198との両方が除去される。その結果、第１導電膜196と第２導電膜198とが画素間の境界で分離され、画素電極、すなわち透明電極192と反射電極197として残る。更に、導電膜192、197が第１コンタクトホール181の周囲と第２コンタクトホール182の周囲とで分離され、第１導電膜が接触補助部材81、82として残り、それらを覆う第２導電膜197も残る（図１２参照）。
その後、感光膜の第４部分58が除去されるまで感光膜にエッチングバックを施す。それにより、基板110の第２領域B、特に、各画素の透過領域TA、第１コンタクトホール181の近傍、及び第２コンタクトホール182の近傍では、第２導電膜197が露出する（図１２参照）。一方、基板110の第１領域A、特に各画素の反射領域RAでは、感光膜の第３部分56が第４部分58より厚く形成されているので、エッチングバックにより第４部分58の厚さだけ薄くなるが、完全には除去されずに残る。こうして、別のマスクを用いたフォトエッチングを行うことなく、感光膜の第４部分58のみを選択して除去できる。
基板110の第２領域Bに露出した第２導電膜197を湿式エッチングで除去する。それにより、各画素の透過領域TAでは透明電極192が露出し、コンタクトホール181、182では接触補助部材81、82が露出する（図２参照）。ここで、エッチング液としては上記の第２エッチング液、すなわちアルミニウムエッチング液が利用される。ここで、第１領域A（各画素の反射領域RA）の周縁部、すなわち感光膜の第３部分56の側面の下では、露出している第２導電膜197の周縁部がアルミニウムエッチング液によってエッチングされる。そのとき、エッチングされる幅tは、露出している第１領域A（各画素の反射領域RA）の周縁部で実質的に同一であり、第２導電膜（反射電極）197の厚さと実質的に同一以上である（図２参照）。このエッチングの幅が、図１、２に示されている反射電極194の三辺と透明電極192の辺との間の微小距離tに相当する。最後に、各画素の反射領域RAでは、残っている感光膜の第３部分56が除去され、下地の反射電極194が露出する（図２参照）。
以上の説明から明らかな通り、本発明の実施形態１による製造方法は、二種類の導電膜196、198を異なるエッチング液で選択的にエッチングすることにより、単一のマスクを用いた一回のフォトエッチングだけで透明電極192と反射電極194との両方を形成できる。従って、従来の製造方法（透明電極と反射電極とのそれぞれの形成に異なるマスクを用いた２回のフォトエッチング工程を含む）より工程数が少ない。その結果、製造コストが更に削減され、工程時間が更に短縮される。その上、透明電極192と反射電極194とが連続して蒸着されるので、反射電極194のリフティング現象を防止できる。
《実施形態２》
本発明の実施形態２による製造方法で得られる薄膜トランジスタ表示パネルの構造（図１３、１４参照）は、上記の実施形態１による製造方法で得られる薄膜トランジスタ表示パネルの構造（図１、２参照）と同様である。図１３、１４では、図１、２に示されている構成要素と同様な構成要素には、図１、２に示されている符号と同じ符号が付されている。更にそれら同様な構成要素の詳細については、上記の実施形態１での説明を援用する。
本発明の実施形態２による製造方法で得られる薄膜トランジスタ表示パネルの構造（図１３、１４参照）は、上記の実施形態１による製造方法で得られる薄膜トランジスタ表示パネルの構造（図１、２参照）と同様である。図１３、１４では、図１、２に示されている構成要素と同様な構成要素には、図１、２に示されている符号と同じ符号が付されている。更にそれら同様な構成要素の詳細については、上記の実施形態１での説明を援用する。
本発明の実施形態２による薄膜トランジスタ表示パネルでは、上記の実施形態１による表示パネルとは異なり、各画素で反射領域RAが透過領域TAを取り囲んでいる（図１３、１４参照）。即ち、反射電極194が内部に開口部195を含み、その開口部195を通して下地の透明電極192が露出している。一方、透明電極192の各辺は微小幅tだけ反射電極194の各辺より外側に位置する。ここで、この微小幅tは透明電極192の４辺で実質的に同一である。
図１３、１４に示されている薄膜トランジスタ表示パネルは、本発明の実施形態２による製造方法により、以下のように製造される（図１３〜１７参照）。
本発明の実施形態２による薄膜トランジスタ表示パネルの製造方法は、上記の実施形態１による製造方法に含まれている、図３〜８に示された工程と同様な工程を含む。それら同様な工程については、実施形態１での説明と図３〜８とを援用する。
本発明の実施形態２による薄膜トランジスタ表示パネルの製造方法は、上記の実施形態１による製造方法に含まれている、図３〜８に示された工程と同様な工程を含む。それら同様な工程については、実施形態１での説明と図３〜８とを援用する。
図８に示されている基板110の上に保護膜180を蒸着し、更にその上に有機絶縁膜187を塗布する（図１５参照）。その上で、好ましくはスリットマスクを用いて有機絶縁膜187を露光して現像する。それにより、各画素の反射領域RAに相当する有機絶縁膜187の表面に凹凸パターン188を形成する。更に、コンタクトホール181、182、185を形成する。次に、有機絶縁膜187の上に第１導電膜196と第２導電膜198とを連続して積層する（図１６参照）。更に、第２導電膜198の上に感光膜を形成し、その上に光マスクを通して光を照射する。この光マスクは実施形態１で用いられたものと同様に、透過領域と遮光領域との他に、半透過領域を有する。光マスクの遮光領域は基板110の第１領域Aに対応し、半透過領域は基板110の第２領域Bに対応し、透過領域は基板110の第３領域Cに対応する（図１６参照）。従って、現像後、第３領域Cからは感光膜が除去され、第１領域Aには感光膜の厚い第３部分56が残り、第２領域Bには感光膜の薄い第４部分58が残る。特に、各画素では反射領域RAが第１領域Aに設定されているので感光膜の第３部分56が残り、透過領域TAが第２領域Bに設定されているので感光膜の第４部分58が残る。
続いて、感光膜の第３部分56と第４部分58とをエッチングマスクとして利用し、第２導電膜198を第１エッチング液（アルミニウムエッチング液）でエッチングする（図１７参照）。その後、感光膜の第３部分56と第４部分58、及び残っている第２導電膜197をエッチングマスクとして利用し、第１導電膜192を第２エッチング液（ＩＺＯエッチング液）でエッチングする。更に、感光膜の第２部分58が除去されるまで感光膜にエッチングバックを施し、特に、各画素の透過領域TA、第１コンタクトホール181の近傍、及び第２コンタクトホール182の近傍で、第２導電膜197を露出させる。次に、露出した第２導電膜197を第１エッチング液（アルミニウムエッチング液）でエッチングして、透明電極192と接触補助部材81とを露出させる。この時、感光膜の第３部分56の側面の下に露出している第２導電膜197の周縁部がアルミニウムエッチング液によって微小幅tだけエッチングされる（図１３、１４参照）。ここで、微小幅tは露出している第２導電膜197の４辺で実質的に同一であり、第２導電膜197の厚さと実質的に同一以上である。その後、残っている感光膜の第３部分56を除去して反射電極194を露出させる。
上記の実施形態では、有機絶縁膜187の凹凸パターンが各画素の反射領域RAに形成されている。その他に、同様な凹凸パターンが各画素の透過領域TAにも形成されても良い。更に、上記の実施形態では、透過領域TAと反射領域RAとが同一の高さである。その他に、透過領域TAの保護膜180や有機絶縁膜187が除去されることで、透過領域TAが反射領域RAより低く形成されても良い。その他に、接触補助部材81、82が、透明電極192と同一の層から形成される代わりに、反射電極194と同一の層から形成されても良い。
以上、本発明の好ましい実施形態について詳細に説明したが、本発明の技術的範囲は上記の実施形態には限定されない。実際、当業者であれば、添付の特許請求の範囲で定義されている本発明の基本概念を利用した多様な変形や改良が可能であろう。従って、このような変形や改良も当然に、本発明の技術的範囲に属すると解されるべきである。
81、82 接触補助部材
100 薄膜トランジスタ表示パネル
110 絶縁基板
121 ゲート線
124 ゲート電極
129 ゲート線121の端部
131 維持電極線
133 維持電極
135 遮光部
140 ゲート絶縁膜
150 真性非晶質シリコン層
160 不純物非晶質シリコン層
151 半導体層
154 半導体層151の突出部
161、163、165 オーミック接触部材
170 導電膜
171 データ線
173 ソース電極
175 ドレイン電極
177 ドレイン電極175の拡張部
179 データ線171の端部
180 保護膜
181、182、185 コンタクトホール
187 有機絶縁膜
190 画素電極
192、196 第１導電膜（透明電極）
194、197、198 第２導電膜（反射電極）
195 反射電極194の開口部
100 薄膜トランジスタ表示パネル
110 絶縁基板
121 ゲート線
124 ゲート電極
129 ゲート線121の端部
131 維持電極線
133 維持電極
135 遮光部
140 ゲート絶縁膜
150 真性非晶質シリコン層
160 不純物非晶質シリコン層
151 半導体層
154 半導体層151の突出部
161、163、165 オーミック接触部材
170 導電膜
171 データ線
173 ソース電極
175 ドレイン電極
177 ドレイン電極175の拡張部
179 データ線171の端部
180 保護膜
181、182、185 コンタクトホール
187 有機絶縁膜
190 画素電極
192、196 第１導電膜（透明電極）
194、197、198 第２導電膜（反射電極）
195 反射電極194の開口部
Claims (24)
- ゲート電極、ソース電極、及びドレイン電極を含む薄膜トランジスタを形成する段階、
前記薄膜トランジスタの上に絶縁膜を形成する段階、
前記絶縁膜の上に第１導電膜を形成し、前記ドレイン電極と電気的に接続する段階、
前記第１導電膜の上に第２導電膜を形成する段階、
第１部分と、前記第１部分より薄い第２部分と、を含む感光膜、を前記第２導電膜の上に形成する段階、
前記感光膜をマスクとして利用し、第１エッチング液で前記第２導電膜をエッチングする段階、及び、
前記感光膜と前記第２導電膜とをマスクとして利用し、第２エッチング液で前記第１導電膜をエッチングする段階、
を有する薄膜トランジスタ表示パネルの製造方法。 - 前記第１導電膜をエッチングした後、エッチングバックにより前記感光膜の第２部分を除去して前記第２導電膜を露出させる段階、及び、
残存している前記感光膜の第１部分をマスクとして利用し、露出している前記第２導電膜を前記第１エッチング液でエッチングする段階、
をさらに有する、請求項１に記載の薄膜トランジスタ表示パネルの製造方法。 - 前記第１導電膜がＩＴＯを含む、請求項１に記載の薄膜トランジスタ表示パネルの製造方法。
- 前記ＩＴＯが非晶質である、請求項３に記載の薄膜トランジスタ表示パネルの製造方法。
- 前記第１導電膜を形成する段階が、
ＩＴＯを含む膜を、水素または水蒸気の少なくともいずれかにさらす段階、
を含む、請求項４に記載の薄膜トランジスタ表示パネルの製造方法。 - 前記第１導電膜が25℃〜150℃の温度下で形成される、請求項４に記載の薄膜トランジスタ表示パネルの製造方法。
- 前記第２エッチング液が硫酸を含む、請求項３に記載の薄膜トランジスタ表示パネルの製造方法。
- 前記第２エッチング液が塩酸と界面活性剤とを含む、請求項３に記載の薄膜トランジスタ表示パネルの製造方法。
- 前記第２エッチング液がシュウ酸と界面活性剤とを含む、請求項３に記載の薄膜トランジスタ表示パネルの製造方法。
- 前記第２導電膜がアルミニウムまたはアルミニウム合金を含む、請求項３に記載の薄膜トランジスタ表示パネルの製造方法。
- 前記第１エッチング液が、リン酸、硝酸、及び酢酸を含む、請求項１０に記載の薄膜トランジスタ表示パネルの製造方法。
- 前記薄膜トランジスタを形成する段階が、
前記ゲート電極を含むゲート線を形成する段階、並びに、
前記ゲート線の上に、半導体層、前記ソース電極を含むデータ線、及び前記ドレイン電極を形成する段階、
を含み、
前記絶縁膜を形成する段階が、
前記データ線の上と前記ドレイン電極の上とに保護膜と有機絶縁膜とを形成する段階、
を含む、請求項４に記載の薄膜トランジスタ表示パネルの製造方法。 - 基板、
前記基板の上に形成されているゲート線、
前記ゲート線の上に形成されているデータ線、
前記データ線の上に形成されている絶縁膜、
前記絶縁膜の上に形成されている透明電極、及び、
前記透明電極の上に形成され、前記透明電極の一辺と実質的に重なっている辺を含む反射電極、
を備える薄膜トランジスタ表示パネル。 - 前記透明電極がＩＴＯを含む、請求項１３に記載の薄膜トランジスタ表示パネル。
- 前記ＩＴＯが非晶質である、請求項１４に記載の薄膜トランジスタ表示パネル。
- 前記反射電極が、アルミニウム、アルミニウム合金、銀、または銀合金の少なくともいずれかを含む、請求項１３に記載の薄膜トランジスタ表示パネル。
- 前記反射電極が開口部を含む、請求項１３に記載の薄膜トランジスタ表示パネル。
- 基板、
前記基板の上に形成されているゲート線、
前記ゲート線の上に形成されているデータ線、
前記データ線の上に形成されている絶縁膜、
前記絶縁膜の上に形成されている透明電極、及び、
前記透明電極の上に形成され、前記透明電極の一辺から一定の距離だけ離れた辺を含む反射電極、
を備える薄膜トランジスタ表示パネル。 - 前記透明電極の一辺が前記反射電極の外側に位置する、請求項１８に記載の薄膜トランジスタ表示パネル。
- 前記一定の距離が前記反射電極の厚さ以上である、請求項１９に記載の薄膜トランジスタ表示パネル。
- 前記透明電極がＩＴＯを含む、請求項１８に記載の薄膜トランジスタ表示パネル。
- 前記ＩＴＯが非晶質である、請求項２１に記載の薄膜トランジスタ表示パネル。
- 前記反射電極が、アルミニウム、アルミニウム合金、銀、または銀合金の少なくともいずれかを含む、請求項１８に記載の薄膜トランジスタ表示パネル。
- 前記反射電極が、前記透明電極を露出させる開口部、を含む、請求項１８に記載の薄膜トランジスタ表示パネル。
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