JP2006350346A - 液晶表示装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】エンボシングパターンの収率と反射効率との更なる向上、及び製造工程の更なる簡単化を実現可能な液晶表示装置の製造方法を提供する。
【解決手段】本発明による液晶表示装置の製造方法は、陰刻エンボシングパターンと突出部とを含むモールドを有機保護膜の表面に加圧することで、有機保護膜の表面に陽刻エンボシングパターンと接触孔とを形成し、その接触孔からドレイン電極を露出させる。有機保護膜の粘度が高い場合はモールドを除去してから有機保護膜をフォトエッチングでパターニングする。有機保護膜の粘度が低い場合は予めモールドの上にマスクを重ねておき、モールドとマスクとを有機保護膜の上に置いたままで有機保護膜を露光して硬化させる。
【選択図】図４Ｃ
【解決手段】本発明による液晶表示装置の製造方法は、陰刻エンボシングパターンと突出部とを含むモールドを有機保護膜の表面に加圧することで、有機保護膜の表面に陽刻エンボシングパターンと接触孔とを形成し、その接触孔からドレイン電極を露出させる。有機保護膜の粘度が高い場合はモールドを除去してから有機保護膜をフォトエッチングでパターニングする。有機保護膜の粘度が低い場合は予めモールドの上にマスクを重ねておき、モールドとマスクとを有機保護膜の上に置いたままで有機保護膜を露光して硬化させる。
【選択図】図４Ｃ
Description
本発明は液晶表示装置に関し、特に反射型又は半透過型液晶表示装置の製造方法に関する。
液晶表示装置は液晶パネルを有する。液晶パネルは、互いに対向する薄膜トランジスタ基板とカラーフィルタ基板、及びそれらの間に挟まれた液晶層から成る。液晶パネルは非発光素子であり、外部の光源から照射された光を部分的に透過し、又は反射することで各画素の輝度を変化させる。特に薄膜トランジスタ基板には画素ごとに画素電極が形成され、画素電極に対する印加電圧を制御して液晶層内の液晶分子の配向方向を調節することにより、各画素の透過率又は反射率が調節される。
液晶表示装置は光源の形態によって、透過型、反射型、及び半透過型に分けられる。透過型液晶表示装置では、液晶パネルの背面に配置されたバックライトユニットからの光が液晶パネルを透過することにより画像が表示される。反射型液晶表示装置では、外部光（特に自然光）を液晶パネルで反射することにより画像が表示される。反射型液晶表示装置はバックライトを使用しないので、透過型液晶表示装置より省電力化に有利である。従って、近年では、携帯用通信機器に搭載される液晶表示装置として反射型液晶表示装置が一般的である。半透過型液晶表示装置は透過型と反射型とのそれぞれの長所を生かした装置である。すなわち、使用環境の明るさに応じて外部光とバックライトユニットの光とを使い分けることにより、使用環境の明るさの変化に関わらず、常に適切な輝度を効率良く確保できる。
薄膜トランジスタ基板では、有機保護膜で覆われた表面の上に画素電極が形成されている。反射型又は半透過型液晶表示装置では特に画素電極が反射層を含み、その反射層で外部光が前方に反射される。反射層の下地にある有機保護膜の領域には一般に、エンボシングパターンが形成されている。それにより、画素電極の反射層には同様なエンボシングパターンが誘導されているので外部光が乱反射する。従って、液晶パネルには外部の物体が映らない。
反射型又は半透過型液晶表示装置では特に、有機保護膜が薄膜トランジスタの全面に塗布された後、スリットマスクを用いたエッチングにより有機保護膜の表面にエンボシングパターンが形成される。しかし、この方法ではエンボシングパターンの成形精度の更なる向上が困難であるので、収率や反射効率の更なる向上がいずれも困難である。その他に、エンボシングパターンの形成工程の更なる簡素化が困難である。
本発明の目的は、エンボシングパターンの収率と反射効率との更なる向上、及び製造工程の更なる簡単化を実現可能な液晶表示装置の製造方法の提供にある。
本発明の目的は、エンボシングパターンの収率と反射効率との更なる向上、及び製造工程の更なる簡単化を実現可能な液晶表示装置の製造方法の提供にある。
本発明による液晶表示装置の製造方法は、
絶縁基板の上に、互いに交差するゲート配線とデータ配線、及び、ゲート配線とデータ配線との間の交差点付近にドレイン電極を含む薄膜トランジスタ、を形成して有機保護膜で覆う段階；
第１エンボシングパターンと突出部とを含むモールド、を有機保護膜の上に配置して加圧し、ゲート配線とデータ配線とで区切られた画素領域のそれぞれで、第１エンボシングパターンと突出部とを反転させた形状の第２エンボシングパターンと接触孔とを有機保護膜に形成し、その接触孔からドレイン電極を露出させる段階；並びに、
画素領域のそれぞれで有機保護膜の上に画素電極を形成し、上記の接触孔を通じてその画素電極をドレイン電極と連結する段階；を有する。好ましくは、モールドの加圧時、突出部の先端部がドレイン電極に接する。それにより、上記の接触孔が簡単に形成される。好ましくは、画素電極の少なくとも一部に反射層が形成され、その反射層の少なくとも一部が第２エンボシングパターンを覆う。それにより、上記の液晶表示装置が反射型又は半透過型として製造され、特に反射層には外部の物体が映らない。更に、第１エンボシングパターンが設けられたモールドの表面には好ましくは離型剤が塗布されている。それにより、モールドと有機保護膜との間が容易に分離可能である。
絶縁基板の上に、互いに交差するゲート配線とデータ配線、及び、ゲート配線とデータ配線との間の交差点付近にドレイン電極を含む薄膜トランジスタ、を形成して有機保護膜で覆う段階；
第１エンボシングパターンと突出部とを含むモールド、を有機保護膜の上に配置して加圧し、ゲート配線とデータ配線とで区切られた画素領域のそれぞれで、第１エンボシングパターンと突出部とを反転させた形状の第２エンボシングパターンと接触孔とを有機保護膜に形成し、その接触孔からドレイン電極を露出させる段階；並びに、
画素領域のそれぞれで有機保護膜の上に画素電極を形成し、上記の接触孔を通じてその画素電極をドレイン電極と連結する段階；を有する。好ましくは、モールドの加圧時、突出部の先端部がドレイン電極に接する。それにより、上記の接触孔が簡単に形成される。好ましくは、画素電極の少なくとも一部に反射層が形成され、その反射層の少なくとも一部が第２エンボシングパターンを覆う。それにより、上記の液晶表示装置が反射型又は半透過型として製造され、特に反射層には外部の物体が映らない。更に、第１エンボシングパターンが設けられたモールドの表面には好ましくは離型剤が塗布されている。それにより、モールドと有機保護膜との間が容易に分離可能である。
好ましくは、有機保護膜が、可塑性を示す程度の高粘度の有機物を含む。更に好ましくは、本発明による液晶表示装置の製造方法が、モールドを除去した後、有機保護膜を露光して現像することにより、第２エンボシングパターンが形成された領域以外から有機保護膜を除去する段階、をさらに有する。その場合、有機保護膜の露光時に使用されるマスクが好ましくは、画素領域のそれぞれに対向する領域に開口部を含む。
有機保護膜は、流動性を示す程度の低粘度の有機物を含んでいても良い。その場合、有機保護膜に第２エンボシングパターンと接触孔とを形成する段階が、好ましくは、
開口部を含むマスク、をモールドに重ね、その開口部を画素領域に対向させる段階、及び、
そのマスクを用いて有機保護膜を露光して硬化させる段階、を含む。好ましくは、モールドとマスクとを除去した後、有機保護膜を現像することにより、第２エンボシングパターンが形成された領域以外から有機保護膜を除去する段階、をさらに有する。ここで、モールドは好ましくは紫外線を透過させる。更に好ましくは、モールドがＰＤＭＳ（ポリジメチルシロキサン：polydimethylsiloxane）から成る。また、モールドとマスクとを重ねるとき、好ましくは、モールドに接するマスクの表面と第１エンボシングパターンの頂上部との間の距離が0.1mm〜0.7mmである。それにより、紫外線の屈折が最小限に抑えられるので、有機保護膜には良質な形状のエンボシングパターンが形成される。
開口部を含むマスク、をモールドに重ね、その開口部を画素領域に対向させる段階、及び、
そのマスクを用いて有機保護膜を露光して硬化させる段階、を含む。好ましくは、モールドとマスクとを除去した後、有機保護膜を現像することにより、第２エンボシングパターンが形成された領域以外から有機保護膜を除去する段階、をさらに有する。ここで、モールドは好ましくは紫外線を透過させる。更に好ましくは、モールドがＰＤＭＳ（ポリジメチルシロキサン：polydimethylsiloxane）から成る。また、モールドとマスクとを重ねるとき、好ましくは、モールドに接するマスクの表面と第１エンボシングパターンの頂上部との間の距離が0.1mm〜0.7mmである。それにより、紫外線の屈折が最小限に抑えられるので、有機保護膜には良質な形状のエンボシングパターンが形成される。
本発明による液晶表示装置の製造方法では上記の通り、有機保護膜にモールドを加圧することで、エンボシングパターンをモールドから有機保護膜に転写する。それにより、従来のスリットマスクを用いたエッチングによるエンボシングパターンの形成方法とは異なり、より広い基板の範囲に一度に、かつ精度良く、エンボシングパターンを形成できる。その結果、エンボシングパターンの収率と反射効率との両方が更に向上し、かつ製造工程が更に簡単化される。
以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態を詳しく説明する。
図３に示されているように、本発明の実施形態による液晶パネル1は、互いに対向している薄膜トランジスタ基板100とカラーフィルタ基板200、及びそれらの間に挟まれている液晶層300を含む。
図３に示されているように、本発明の実施形態による液晶パネル1は、互いに対向している薄膜トランジスタ基板100とカラーフィルタ基板200、及びそれらの間に挟まれている液晶層300を含む。
まず、薄膜トランジスタ基板100について説明する。
本発明の実施形態による液晶表示装置は好ましくは小型であり、携帯電話等の携帯情報機器に搭載される。その場合、好ましくは、図１に示されているように、一つの大きな基板素材10から複数の薄膜トランジスタ基板100が一連の工程で同時に製造される。ここで、図１に示されている小さい矩形がそれぞれ、薄膜トランジスタ基板100である。尚、本発明は大型の液晶表示装置に対しても実施可能である。
本発明の実施形態による液晶表示装置は好ましくは小型であり、携帯電話等の携帯情報機器に搭載される。その場合、好ましくは、図１に示されているように、一つの大きな基板素材10から複数の薄膜トランジスタ基板100が一連の工程で同時に製造される。ここで、図１に示されている小さい矩形がそれぞれ、薄膜トランジスタ基板100である。尚、本発明は大型の液晶表示装置に対しても実施可能である。
図２、３に示されているように、各薄膜トランジスタ基板100では、第１絶縁基板110のすぐ上に複数のゲート配線121、122、123が形成されている。ゲート配線121、122、123は金属の単一層、又は多重層である。ゲート配線は、ゲート線121、ゲート電極122、及びゲートパッド123を含む。ゲート線121は薄膜トランジスタ基板100の横方向に延びている。ゲート電極122はゲート線121の幅の広い部分であり、各ゲート線121に複数形成されている。ゲートパッド123は各ゲート線121の端部を外部のゲート駆動部（図示せず）に連結し、ゲート駆動部から印加されるゲート信号をゲート線121に伝達する。
第１絶縁基板110の上にはゲート絶縁膜130が形成され、特にゲート配線121、122、123を覆っている（図３参照）。ゲート絶縁膜130は好ましくはシリコン窒化物（SiNx）から成る。ゲート電極122を覆うゲート絶縁膜130の部分の上には、非晶質シリコンなどの半導体から成る半導体層140が形成され、更にその上には、シリサイド又はｎ＋水素化非晶質シリコン（ｎ型不純物が高濃度でドーピングされている水素化非晶質シリコン）から成る抵抗性接触層150が形成されている（図３参照）。特に、ゲート電極122の上方では抵抗性接触層150が除去され、二つの部分150、151に分離されている。それらの二つの部分150、151の間からは半導体層140が露出している。
抵抗性接触層150、151とゲート絶縁膜130との上にはデータ配線161、162、163、164が形成されている（図３参照）。データ配線161、162、163、164は金属の単一層又は多重層である。データ配線は、データ線161、ソース電極162、ドレイン電極163、及びデータパッド164を含む（図２参照）。データ線161は薄膜トランジスタ基板100の縦方向に延び、ゲート電極122の近傍でゲート線121と交差している。ゲート線121とデータ線161とにより区切られた矩形領域がそれぞれ、一つの画素を形成する。ソース電極162はデータ線161の分枝であり、ゲート線121とデータ線161との間の各交差点付近から一つずつ、その交差点の近傍にある抵抗性接触層150の上まで延びている。ドレイン電極163は各画素に一つずつ設けられ、データ線161とソース電極162とのいずれからも分離されている。ドレイン電極163は特に、ソース電極162とは反対側の抵抗性接触層151の上に形成され、ゲート電極122の上方で半導体層140の露出部分を隔ててソース電極162と対向している（図２、３参照）。データパッド164は各データ線161の端部を外部のデータ駆動部（図示せず）に連結し、データ駆動部から印加されるデータ信号をデータ線161に伝達する。
ゲート電極122、その上を覆っているゲート絶縁膜130の部分、その上にある半導体層140の露出部分、ソース電極162、及びドレイン電極163が、一つの薄膜トランジスタTを構成している（図２、３参照）。特に、その薄膜トランジスタTのチャネルが半導体層140の露出部分に形成される。ここで、抵抗性接触層の一方150が半導体層140とソース電極162との間に存在し、他方151が半導体層140とドレイン電極163との間に存在するので、それらの間の接触抵抗が低い。
データ配線161、162、163、164、及び半導体層140の露出部分は有機保護膜170で覆われている（図３参照）。有機保護膜170は高分子有機物から成る。有機保護膜170には、陽刻エンボシングパターン175、ドレイン電極163を露出させるドレイン接触孔171、ゲートパッド123を露出させるゲートパッド接触孔172、及びデータパッド164を露出させるデータパッド接触孔173が形成されている。陽刻エンボシングパターン175は、有機保護膜170の表面に形成された凹凸パターンである。ここで、陽刻エンボシングパターン175に代えて陰刻エンボシングパターンが形成されていても良い。更に、保護膜170と薄膜トランジスタTとの間に、（好ましくはシリコン窒化物から成る）無機絶縁膜が形成されていても良い。それにより、薄膜トランジスタTの高い信頼性が確保される。有機保護膜170は好ましくは、可塑性を示す程度の高粘度の有機物を含み、特段の加工を受けなくても所定の形状を維持できる。その他に、有機保護膜170が、流動性を示す程度の低粘度の有機物から形成されていても良い。その場合、有機保護膜170が紫外線や熱によって硬化することにより、所定の形状を維持する。
各画素では、有機保護膜170の陽刻エンボシングパターン175の上に画素電極180が形成され、各画素のほぼ全体を覆っている（図２、３参照）。画素電極180は透明な導電物質（好ましくはＩＴＯ（indium tin oxide）又はＩＺＯ（indium zinc oxide））から成る。画素電極180はドレイン接触孔171を通じてドレイン電極163と電気的に連結されている。画素電極180の表面には、その下地の有機保護膜170の陽刻エンボシングパターン175によって同様な陽刻エンボシングパターンが形成されている。
反射層190は各画素電極180の上に形成され、特にその一部を覆っている（図２、３参照）。反射層190は好ましくは、銀、クロム、アルミニウム、又はそれらの合金から成り、反射率が高い。その他に、アルミニウム／モリブデンの二重層であっても良い。反射層190は好ましくはドレイン接触孔171を通じてドレイン電極163と電気的に連結されている。更に、反射層190の表面には画素電極180の表面と同様な陽刻エンボシングパターンが形成されている。反射層190により、各画素の領域が、画素電極180の露出した領域（透過領域）と、反射層190で覆われた領域（反射領域）とに分かれている。透過領域では、液晶パネル1の後方（図３では第１絶縁基板110の下方）に配置されたバックライトユニット（図示せず）からの光が、薄膜トランジスタ基板100、液晶層300、及びカラーフィルタ基板200を順番に透過して液晶パネル1の前方に照射される。一方、反射領域では、液晶パネル1の前方からカラーフィルタ基板200に入射した外部光が反射層190で反射され、再び液晶パネル1の前方に照射される。ここで、反射層190の表面には陽刻エンボシングパターンが形成されているので、外部光が乱反射する。それにより、反射領域の実質的な反射率が高く、特に液晶パネル1の前方にある物体が画面には映らない。
薄膜トランジスタ基板100では更に、ゲートパッド接触孔172の上に第１接触補助部材181が形成され、データパッド接触孔173の上に第２接触補助部材182が形成されている（図２、３参照）。接触補助部材181、182は好ましくはＩＴＯ又はＩＺＯなどの透明な導電物質から成る。第１接触補助部材181はゲートパッド123を外部のゲート駆動回路に連結し、第２接触補助部材182はデータパッド164を外部のデータ駆動回路に連結する。
次に、カラーフィルタ基板200について説明する（図３参照）。
第２絶縁基板210のすぐ上（図３では下側）にはブラックマトリックス220が形成されている。ブラックマトリックス220は薄膜トランジスタ基板100の各画素間の領域（特に各画素の薄膜トランジスタTを含む領域）と対向し、外部から薄膜トランジスタTへ直接照射される光を遮断する。ブラックマトリックス220は好ましくは、黒色顔料が添加された感光性有機物質から成る。その黒色顔料としては好ましくは、カーボンブラックやチタニウムオキシドが使用される。
第２絶縁基板210のすぐ上（図３では下側）にはブラックマトリックス220が形成されている。ブラックマトリックス220は薄膜トランジスタ基板100の各画素間の領域（特に各画素の薄膜トランジスタTを含む領域）と対向し、外部から薄膜トランジスタTへ直接照射される光を遮断する。ブラックマトリックス220は好ましくは、黒色顔料が添加された感光性有機物質から成る。その黒色顔料としては好ましくは、カーボンブラックやチタニウムオキシドが使用される。
カラーフィルタ230は、ブラックマトリックス220を境界とする各領域を覆っている（図３参照）。カラーフィルタ230は好ましくは感光性有機物質から成る。カラーフィルタ230の色は好ましくは、赤色、緑色、及び青色のいずれかである。各色のカラーフィルタ230が所定の順序で交互に配置されている。カラーフィルタ230とブラックマトリックス220とはオーバーコート層240で覆われている。オーバーコート層240は、カラーフィルタ230の表面を平坦化させ、かつカラーフィルタ230を外部から保護する。オーバーコート層240は好ましくは、アクリル系エポキシ材料から成る。更に、オーバーコート層240は共通電極250で覆われている。共通電極250は透明な導電物質（好ましくはＩＴＯ又はＩＺＯ）から成る。共通電極250に対しては外部から一定の電圧が印加される。共通電極250に対する印加電圧と薄膜トランジスタ基板100の画素電極180に印加されるデータ信号との間の差により、それらの電極に挟まれた液晶層300には電界が生じる。その電界が、液晶層300に含まれている液晶分子301の配向方向を変化させる。
尚、好ましくはシラント（図示せず）が薄膜トランジスタ基板100とカラーフィルタ基板200とを接合すると共に、それらの基板の間に液晶層300を密封している。
尚、好ましくはシラント（図示せず）が薄膜トランジスタ基板100とカラーフィルタ基板200とを接合すると共に、それらの基板の間に液晶層300を密封している。
以下、本発明の実施形態による上記の液晶表示装置（特にその薄膜トランジスタ基板）を製造するための方法を説明する。ここで、その製造方法には、有機保護膜170の素材の粘度に応じて二通りがあり得る。本発明の第１実施形態による製造方法では、有機保護膜170として、可塑性を示す程度の高粘度の有機物が利用される（図４Ａ〜４Ｆ参照）。
第１工程では、まず、好ましくは図１に示されているように、一つの大きな基板素材10の上にマトリクス状に配置された複数の矩形領域を想定し、各矩形領域を薄膜トランジスタ基板100の第１絶縁基板110（図３参照）とする。次に、第１絶縁基板110の全面にゲート配線の素材を蒸着し、フォトエッチングでその蒸着膜をパターニングし、図２、３に示されているようなゲート配線（ゲート線121、ゲート電極122、及びゲートパッド123）を形成する。
第１工程では、まず、好ましくは図１に示されているように、一つの大きな基板素材10の上にマトリクス状に配置された複数の矩形領域を想定し、各矩形領域を薄膜トランジスタ基板100の第１絶縁基板110（図３参照）とする。次に、第１絶縁基板110の全面にゲート配線の素材を蒸着し、フォトエッチングでその蒸着膜をパターニングし、図２、３に示されているようなゲート配線（ゲート線121、ゲート電極122、及びゲートパッド123）を形成する。
第２工程では、まず、ゲート絶縁膜130、半導体層140、及び抵抗性接触層150の三層を順番に、連続して積層する。次に、半導体層140と抵抗性接触層150とをフォトエッチングでパターニングし、特にゲート電極122を覆うゲート絶縁膜130の部分の上に半導体層140と抵抗性接触層150とを残す（図３参照）。
第３工程では、まず、第１絶縁基板110の全面にデータ配線の素材を蒸着し、フォトエッチングでその蒸着膜をパターニングし、データ配線（データ線161、ソース電極162、及びドレイン電極163）を形成する（図２、３参照）。次に、データ配線161、162、163で覆われていない抵抗性接触層150（特にソース電極162とドレイン電極163との間の露出部分）をエッチングで除去する。それにより、抵抗性接触層がゲート電極122の上方で二つの部分150、151に分離され、ソース電極162とドレイン電極163との間から半導体層140が露出する。好ましくは、露出した半導体層140の表面に酸素プラズマを照射し、その表面を安定化させる。
第４工程では、まず、有機保護膜170を、好ましくはスピンコーティング又はスリットコーティングによって第１絶縁基板110の全面に形成する。次に、図４Ａに示されているように、有機保護膜170の上にモールド400を配置する。ここで、モールド400には陰刻エンボシングパターン410が設けられている。陰刻エンボシングパターン410は、図３に示されている陽刻エンボシングパターン175を反転させたパターンである。モールド400を有機保護膜170と対向させたとき、各画素の領域と対向する領域に陰刻エンボシングパターン410は形成されている。モールド400には更に、図４Ｃに示されているように、ドレイン電極163に対向する領域に突出部420を含む。
続いて、図４Ｂに矢印Fで示されているようにモールド400を加圧して有機保護膜170に押し付ける。それにより、有機保護膜170の表面に陰刻エンボシングパターン410が転写され、陽刻エンボシングパターン175が形成される（図４Ｂ、４Ｃ参照）。ここで、本発明の第１実施形態では有機保護膜170が高粘度の有機物から成るので、一旦形成された陽刻エンボシングパターン175が特段の加工を受けなくても維持される。尚、モールド400の表面には陰刻エンボシングパターン410に代えて陽刻エンボシングパターンが形成されていても良い。その場合、有機保護膜170の表面には、その陽刻エンボシングパターンの反転した陰刻エンボシングパターンが形成される。
更に、図４Ｃに示されているように、モールド400の加圧時、モールド400の突出部420が、ドレイン電極163を覆う有機保護膜170の部分に刺さり、その跡がドレイン接触孔171として有機保護膜170に残る。ここで、突出部420の高さは好ましくは、モールド400の加圧時に突出部420の先端がドレイン電極163に接する程度である。更に好ましくは、突出部420の断面が台形である。それにより、突出部420が有機保護膜170を容易に突き抜けると共に、ドレイン接触孔171の内面がドレイン電極163と画素電極180との間の連結に好ましい形状（ドレイン電極163から遠ざかるにつれて孔が拡がる形状）に形成される。
本発明の第１実施形態では有機保護膜170の粘度が高いので、好ましくは第５工程として次のような露光工程を行う。それにより、有機保護膜170の高粘度に関わらず、ドレイン接触孔171の内側から有機保護膜170を精度良く除去できる。
まず、図４Ｄに示されているように有機保護膜170の上からモールド400を除去し、その後、図４Ｅに示されているように、有機保護膜170の上方にマスク500を配置する。ここで、マスク500には開口部510が形成されているので、図４Ｅに示されている配置ではその開口部510を通して陽刻エンボシングパターン175が露出する（好ましくは、ドレイン接触孔171の内側はマスク500で塞がれている）。次に、マスク500の上方から紫外線UVを照射し、マスク500の開口部510を通して有機保護膜170を露光する。それにより、開口部510から露出した、陽刻エンボシングパターン175を含む有機保護膜170の部分が感光する。続いて、有機保護膜170に対して現像工程を行う。その結果、図４Ｆに示されているように、陽刻エンボシングパターン175が形成された領域以外では有機保護膜170が除去される。特に、図１に示されているように一つの大きな基板素材10の上に配置された複数の第１絶縁基板110を同時に加工する場合、上記の現像工程によって、各第１絶縁基板110の間の領域から有機保護膜170が除去される。更に、ドレイン接触孔171の内部に残存していた有機保護膜170が完全に除去される。こうして、良質な形状のドレイン接触孔171が形成される。尚、ゲートパッド接触孔172とデータパッド接触孔173とを同様な方法で形成しても良い。
まず、図４Ｄに示されているように有機保護膜170の上からモールド400を除去し、その後、図４Ｅに示されているように、有機保護膜170の上方にマスク500を配置する。ここで、マスク500には開口部510が形成されているので、図４Ｅに示されている配置ではその開口部510を通して陽刻エンボシングパターン175が露出する（好ましくは、ドレイン接触孔171の内側はマスク500で塞がれている）。次に、マスク500の上方から紫外線UVを照射し、マスク500の開口部510を通して有機保護膜170を露光する。それにより、開口部510から露出した、陽刻エンボシングパターン175を含む有機保護膜170の部分が感光する。続いて、有機保護膜170に対して現像工程を行う。その結果、図４Ｆに示されているように、陽刻エンボシングパターン175が形成された領域以外では有機保護膜170が除去される。特に、図１に示されているように一つの大きな基板素材10の上に配置された複数の第１絶縁基板110を同時に加工する場合、上記の現像工程によって、各第１絶縁基板110の間の領域から有機保護膜170が除去される。更に、ドレイン接触孔171の内部に残存していた有機保護膜170が完全に除去される。こうして、良質な形状のドレイン接触孔171が形成される。尚、ゲートパッド接触孔172とデータパッド接触孔173とを同様な方法で形成しても良い。
第１実施形態では、紫外線で感光した部分が現像工程で除去されずに残るような感光性有機物質が、有機保護膜170の素材として利用される。逆に、紫外線で感光した部分が現像工程で除去されるような感光性有機物質が、有機保護膜170の素材として利用されても良い。その場合、マスク500の開口部が、図４Ｅに示されている開口部510を反転させた形状に設けられる。
第６工程では、陽刻エンボシングパターン175が形成された有機保護膜170の上にＩＴＯ又はＩＺＯを蒸着してフォトエッチングでパターニングし、図２、３に示されているような画素電極180を形成する。更に、ゲートパッド接触孔172とデータパッド接触孔173とに接触補助部材181、182をそれぞれ形成する。
第７工程では、画素電極180の上に反射層の素材を蒸着してパターニングし、画素電極180の少なくとも一部を反射層190で覆う（図２、３参照）。その後、画素電極180と反射層190との上に配向膜（図示せず）を形成する。こうして、本発明の第１実施形態による薄膜トランジスタ基板100が完成する。
第７工程では、画素電極180の上に反射層の素材を蒸着してパターニングし、画素電極180の少なくとも一部を反射層190で覆う（図２、３参照）。その後、画素電極180と反射層190との上に配向膜（図示せず）を形成する。こうして、本発明の第１実施形態による薄膜トランジスタ基板100が完成する。
カラーフィルタ基板200は、公知の方法によって、第２絶縁基板210の上に、ブラックマトリックス220、カラーフィルタ230、オーバーコート層240、共通電極250、及び配向膜を順番に形成することで完成する。最後に、薄膜トランジスタ基板100とカラーフィルタ基板200とを対向させた状態で接着し、両基板の間に液晶を注入する。こうして、液晶パネル1が完成する。
本発明の第１実施形態による液晶表示装置の製造方法では上記の通り、従来の方法とは異なり、有機保護膜170の表面に陽刻エンボシングパターン175が、スリットマスクを使用せずに、モールド400によって転写される。それにより、製造工程が簡単化される。特に、図１に示されているように、一つの大きな基板素材10の上に配置された複数の第１絶縁基板110を覆う有機保護膜170に対して一度に、かつ精度良く、陽刻エンボシングパターン175を形成できる。その結果、陽刻エンボシングパターン175の収率と反射効率とが向上する。
本発明の第２実施形態による製造方法では、有機保護膜170として、流動性を示す程度の低粘度の有機物が利用されるので、第４工程と第５工程とが第１実施形態による方法とは異なる（図５Ａ〜５Ｄ参照）。尚、第２実施形態による第１〜３工程、及び第６、７工程は、第１実施形態による製造方法の各工程と同様であるので、それらの工程については第１実施形態の各工程についての上記の説明を援用する。
第４工程では、まず、有機保護膜170を、好ましくはスピンコーティング又はスリットコーティングによって第１絶縁基板110の全面に形成する（図５Ａ参照）。ここで、有機保護膜170は第１実施形態によるものとは異なり、低粘度の有機物から成り、紫外線又は熱によって硬化する。次に、図５Ａに示されているように、有機保護膜170の上にモールド400を配置する。ここで、モールド400の上面にはマスク500が重ねられている。モールド400には、第１実施形態によるものと同様に、陰刻エンボシングパターン410と突出部とが形成されている。モールド400を有機保護膜170と対向させたとき、各画素の領域と対向する領域に陰刻エンボシングパターン410が形成されている。更に、図４Ｃに示されているように、ドレイン電極163に対向する領域に突出部420が形成されている。モールド400は更に、特に紫外線に対して透明な材質から成る。その材質は好ましくはＰＤＭＳ（ポリジメチルシロキサン）である。マスク500には、第１実施形態では第５工程で用いられたもの（図４Ｅ参照）と同様に、開口部510が設けられ、その開口部510から、陰刻エンボシングパターン410が形成された領域のモールド400の裏面（図５Ａでは上面）が露出している。
続いて、図５Ｂに示されているようにモールド400とマスク500とを加圧して有機保護膜170に押し付ける。それにより、モールド400の陰刻エンボシングパターン410が有機保護膜170の表面に転写され、陽刻エンボシングパターン175が形成される。更に、図４Ｃに示されているように、モールド400の突出部420（図４Ｃ参照）が有機保護膜170に刺さり、そこにドレイン接触孔171が形成される。
本発明の第２実施形態では第１実施形態とは異なり、有機保護膜170の粘度が低いので、もしそのままモールド400を除去すれば陽刻エンボシングパターン175とドレイン接触孔171との各形状が崩れる。従って、第５工程では第１実施形態とは異なり、モールド400を有機保護膜170の上に置いたまま、次のような露光工程を行い、有機保護膜170を硬化させる。
まず、図５Ｂに示されているように有機保護膜170の上にモールド400とマスク500とを置いたまま、マスク500の上方から紫外線UVを照射し、マスク500とモールド400とを通して有機保護膜170を露光する。それにより、開口部510から露出した、陽刻エンボシングパターン175を含む有機保護膜170の部分が感光する。次に、有機保護膜170に対して現像工程を行う。その結果、図５Ｃに示されているように、陽刻エンボシングパターン175が形成された領域以外では有機保護膜170が除去される。更にその現像工程によって、ドレイン接触孔171の内部に残存していた有機保護膜170が完全に除去される。こうして、良質な形状のドレイン接触孔171が形成される。尚、ゲートパッド接触孔172とデータパッド接触孔173とを同様な方法で形成しても良い。次に、図５Ｃに示されているようにモールド400とマスク500とを除去する。ここで、好ましくは、陽刻エンボシングパターン175が設けられた有機保護膜170の表面に離型剤が塗布されている。それにより、モールド400が有機保護膜170から容易に分離される。その後、有機保護膜170に対して現像工程を行う。その結果、図５Ｄに示されているように、紫外線で感光した領域以外では有機保護膜170が除去され、陽刻エンボシングパターン175を含む部分だけが第１絶縁基板110の上に残る。
好ましくは、モールド400の裏面に接するマスク500の表面と陰刻エンボシングパターン410の頂上部との間の距離d1は0.1mm〜0.7mmである（図５Ａ参照）。距離d1がその範囲に収まっている場合、モールド400が十分に高い剛性を維持するので陰刻エンボシングパターン410が加圧時にも歪まない一方、紫外線UVがモールド400を透過する間では無視できる程度の歪曲しか受けない。従って、陽刻エンボシングパターン175の成形精度を十分に高く維持できるので、陽刻エンボシングパターン175の収率と反射効率とを十分に向上させることができる。
第２実施形態では、紫外線で感光した部分が現像工程で除去されずに残るような感光性有機物質が、有機保護膜170の素材として利用される。逆に、紫外線で感光した部分が現像工程で除去されるような感光性有機物質が、有機保護膜170の素材として利用されても良い。その場合、マスク500の開口部が、図５Ｂに示されている開口部510を反転させた形状に設けられる。
第２実施形態では第１実施形態とは異なり、有機保護膜170の粘度が低いので、モールド400の加圧時に、より良質な形状の陽刻エンボシングパターン175が形成される。更にモールド400によって陽刻エンボシングパターン175の良質な形状を維持した状態で有機保護膜170を硬化させるので、陽刻エンボシングパターン175の収率と反射効率とがいずれも向上する。
1 液晶パネル
10 基板素材
100 薄膜トランジスタ基板
110 第１絶縁基板
121 ゲート線
122 ゲート電極
123 ゲートパッド
130 ゲート絶縁膜
140 半導体層
150 抵抗性接触層
161 データ線
162 ソース電極
163 ドレイン電極
164 データパッド
170 有機保護膜
171 ドレイン接触孔
172 ゲートパッド接触孔
173 データパッド接触孔
175 陽刻エンボシングパターン
180 画素電極
181 第１接触補助部材
182 第２接触補助部材
190 反射層
200 カラーフィルタ基板
210 第２絶縁基板
220 ブラックマトリックス
230 カラーフィルタ
240 オーバーコート層
250 共通電極
300 液晶層
301 液晶分子
400 モールド
410 陰刻エンボシングパターン
420 突出部
500 マスク
510 開口部
10 基板素材
100 薄膜トランジスタ基板
110 第１絶縁基板
121 ゲート線
122 ゲート電極
123 ゲートパッド
130 ゲート絶縁膜
140 半導体層
150 抵抗性接触層
161 データ線
162 ソース電極
163 ドレイン電極
164 データパッド
170 有機保護膜
171 ドレイン接触孔
172 ゲートパッド接触孔
173 データパッド接触孔
175 陽刻エンボシングパターン
180 画素電極
181 第１接触補助部材
182 第２接触補助部材
190 反射層
200 カラーフィルタ基板
210 第２絶縁基板
220 ブラックマトリックス
230 カラーフィルタ
240 オーバーコート層
250 共通電極
300 液晶層
301 液晶分子
400 モールド
410 陰刻エンボシングパターン
420 突出部
500 マスク
510 開口部
Claims (13)
- 絶縁基板の上に、互いに交差するゲート配線とデータ配線、及び、前記ゲート配線と前記データ配線との間の交差点付近にドレイン電極を含む薄膜トランジスタ、を形成して有機保護膜で覆う段階；
第１エンボシングパターンと突出部とを含むモールド、を前記有機保護膜の上に配置して加圧し、前記ゲート配線と前記データ配線とで区切られた画素領域のそれぞれで、前記第１エンボシングパターンと前記突出部とを反転させた形状の第２エンボシングパターンと接触孔とを前記有機保護膜に形成し、前記接触孔から前記ドレイン電極を露出させる段階；並びに、
前記画素領域のそれぞれで前記有機保護膜の上に画素電極を形成し、前記接触孔を通じて前記画素電極を前記ドレイン電極と連結する段階；
を有する液晶表示装置の製造方法。 - 前記モールドの加圧時、前記突出部の先端部が前記ドレイン電極に接する、請求項１に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記画素電極の少なくとも一部に反射層を形成し、前記反射層の少なくとも一部で前記第２エンボシングパターンを覆う段階、をさらに有する、請求項１に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記有機保護膜が、可塑性を示す程度の高粘度の有機物を含む、請求項１に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記モールドを除去した後、前記有機保護膜を露光して現像することにより、前記第２エンボシングパターンが形成された領域以外から前記有機保護膜を除去する段階、をさらに有する、請求項１に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記有機保護膜の露光時に使用されるマスクが、前記画素領域のそれぞれと対向する領域に開口部を含む、請求項５に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記有機保護膜が、流動性を示す程度の低粘度の有機物を含む、請求項１に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記有機保護膜に前記第２エンボシングパターンと前記接触孔とを形成する段階が、
開口部を含むマスク、を前記モールドに重ね、前記開口部を前記画素領域と対向させる段階、及び、
前記マスクを用いて前記有機保護膜を露光して硬化させる段階、
を含む、請求項１に記載の液晶表示装置の製造方法。 - 前記モールドと前記マスクとを除去した後、前記有機保護膜を現像することにより、前記第２エンボシングパターンが形成された領域以外から前記有機保護膜を除去する段階、をさらに有する、請求項８に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記モールドが紫外線を透過させる、請求項８に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記モールドがＰＤＭＳ（ポリジメチルシロキサン）から成る、請求項１０に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記モールドに接する前記マスクの表面と前記第１エンボシングパターンの頂上部との間の距離が0.1mm〜0.7mmである、請求項８に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記第１エンボシングパターンが設けられた前記モールドの表面には離型剤が塗布されている、請求項１に記載の液晶表示装置の製造方法。
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