JP2007193373A - Substrate for use in liquid crystal display and liquid crystal display using the same - Google Patents
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Description
本発明は、液晶表示装置用基板及びその製造方法及びそれを用いた液晶表示装置に係り、特に、薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor;TFT)等のスイッチング素子を用いたアクティブマトリクス型の液晶表示装置に用いられる液晶表示装置用基板及びその製造方法に関する。さらに、スイッチング素子が形成されたアレイ基板側にカラーフィルタ(Color Filter;CF)を形成したCF−on−TFT構造の液晶表示装置用基板及びその製造方法及びそれを用いた液晶表示装置に関する。 The present invention relates to a substrate for a liquid crystal display device, a manufacturing method thereof, and a liquid crystal display device using the same, and more particularly, to an active matrix liquid crystal display device using a switching element such as a thin film transistor (TFT). The present invention relates to a liquid crystal display device substrate and a manufacturing method thereof. Further, the present invention relates to a substrate for a liquid crystal display device having a CF-on-TFT structure in which a color filter (CF) is formed on the array substrate side on which switching elements are formed, a manufacturing method thereof, and a liquid crystal display device using the same.
TFTをスイッチング素子として用いたアクティブマトリクス型の液晶表示装置(Liquid Crystal Display;LCD)は、例えば、特開平6−202153号公報に開示されている。当該公報には、以下に概説するように、チャネル保護膜が形成された逆スタガ型のTFT−LCDが開示されている。 An active matrix type liquid crystal display (LCD) using a TFT as a switching element is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 6-202153. The gazette discloses an inverted stagger type TFT-LCD in which a channel protective film is formed as outlined below.
開示されたTFT−LCDには、TFTが形成された基板のほぼ全面に無機絶縁材料からなるパッシベーション膜が形成されている。パッシベーション膜上には、透明電極材料で形成された画素電極が形成されている。画素電極は、パッシベーション膜を開口したコンタクトホールを介してTFTのソース電極に接続されている。 In the disclosed TFT-LCD, a passivation film made of an inorganic insulating material is formed on almost the entire surface of the substrate on which the TFT is formed. A pixel electrode formed of a transparent electrode material is formed on the passivation film. The pixel electrode is connected to the source electrode of the TFT through a contact hole having an opening in the passivation film.
ドレインバスラインに接続される外部接続端子(以下、ドレイン端子と略称する)は、n+型a−Si層及び金属層で形成された下部電極を有している。下部電極上には、パッシベーション膜に開口されたコンタクトホールを介して、画素電極と同一材料の酸化導電膜からなる上部電極が積層されて下部電極の酸化を防止している。上部電極にドレインバスライン駆動回路の接続端子が接続されて各ドレインバスラインに所定の階調電圧が印加されるようになっている。 An external connection terminal (hereinafter abbreviated as a drain terminal) connected to the drain bus line has a lower electrode formed of an n + -type a-Si layer and a metal layer. On the lower electrode, an upper electrode made of an oxide conductive film made of the same material as that of the pixel electrode is laminated through a contact hole opened in the passivation film to prevent the lower electrode from being oxidized. A connection terminal of a drain bus line driving circuit is connected to the upper electrode so that a predetermined gradation voltage is applied to each drain bus line.
また、ゲートバスラインに接続される外部接続端子(以下、ゲート端子と略称する)は、ゲート電極及びゲートバスラインと共通の層をなす金属層で形成された下部電極を有している。下部電極上には、ゲート絶縁膜と共通の層をなす絶縁膜及びパッシベーション膜に開口されたコンタクトホールを介して、画素電極と同一材料の酸化導電膜からなる上部電極が積層され、下部電極の酸化を防止している。上部電極にゲートバスライン駆動回路の接続端子が接続されて各ゲートバスラインに所定のゲートパルスが順次印加されるようになっている。 In addition, an external connection terminal (hereinafter abbreviated as a gate terminal) connected to the gate bus line has a lower electrode formed of a metal layer that forms a common layer with the gate electrode and the gate bus line. An upper electrode made of an oxide conductive film made of the same material as the pixel electrode is stacked on the lower electrode through a contact hole opened in the insulating film and the passivation film that form a common layer with the gate insulating film. Prevents oxidation. A connection terminal of a gate bus line driving circuit is connected to the upper electrode so that a predetermined gate pulse is sequentially applied to each gate bus line.
次に、上記チャネル保護膜が形成された逆スタガ型TFT−LCDの製造方法について概説する。ガラス基板等の透明絶縁性基板上に複数のゲートバスライン及びゲート端子下部電極を形成する。次に、全面に絶縁膜を形成する。なお、この絶縁膜においてゲート電極上部は特にゲート絶縁膜と称する。続いて、絶縁膜上にa−Si層を形成し、次いでチャネル保護膜を形成する。次いで、n+型a−Si層を成膜した後、金属層を成膜し、チャネル保護膜をエッチングストッパとして一括エッチングし、TFT部のゲート絶縁膜上にa−Si層の動作半導体層を形成すると共に、チャネル保護膜の両側にソース電極及びドレイン電極を形成してTFTが完成する。 Next, an outline of a method for manufacturing an inverted stagger type TFT-LCD having the channel protective film formed thereon will be described. A plurality of gate bus lines and gate terminal lower electrodes are formed on a transparent insulating substrate such as a glass substrate. Next, an insulating film is formed on the entire surface. In this insulating film, the upper portion of the gate electrode is particularly called a gate insulating film. Subsequently, an a-Si layer is formed on the insulating film, and then a channel protective film is formed. Next, after forming an n + -type a-Si layer, a metal layer is formed, and the channel protective film is collectively etched as an etching stopper, and an a-Si layer operating semiconductor layer is formed on the gate insulating film of the TFT portion. At the same time, a source electrode and a drain electrode are formed on both sides of the channel protective film to complete the TFT.
また同時に、ドレインバスラインに接続するn+型a−Si層及び金属層からなるドレイン端子下部電極を形成する。 At the same time, a drain terminal lower electrode composed of an n + type a-Si layer and a metal layer connected to the drain bus line is formed.
次いで、全面に、無機絶縁性材料であるSiN膜、SiO2膜、又はこれらの複合膜からなる厚さ400nmのパッシベーション膜を成膜する。次いで、レジストを塗布した後、フォトリソグラフィ法を用いて、ソース電極、ドレイン端子下部電極、及びゲート端子下部電極上にそれぞれ開口部を持つレジストパターンを形成する。そしてこのレジストパターンをマスクとしてパッシベーション膜又はパッシベーション膜及び絶縁膜をエッチングし、コンタクトホールをそれぞれ開口する。 Next, a passivation film having a thickness of 400 nm made of an SiN film, an SiO 2 film, or a composite film thereof, which is an inorganic insulating material, is formed on the entire surface. Next, after applying a resist, a resist pattern having openings on the source electrode, the drain terminal lower electrode, and the gate terminal lower electrode is formed by photolithography. Then, using this resist pattern as a mask, the passivation film or the passivation film and the insulating film are etched to open contact holes, respectively.
次いで、全面に、スパッタ法等を用いて、厚さ100nmのITO等からなる透明導電膜を成膜する。次いで、透明導電膜を所定の形状にパターニングし、コンタクトホールを介してソース電極に接続する画素電極を形成する。また同時に、別のコンタクトホールを介してドレイン端子下部電極に接続するドレイン端子上部電極を形成し、さらに他のコンタクトホールを介してゲート端子下部電極に接続するゲート端子上部電極を形成する。 Next, a transparent conductive film made of ITO or the like having a thickness of 100 nm is formed on the entire surface by sputtering or the like. Next, the transparent conductive film is patterned into a predetermined shape to form a pixel electrode connected to the source electrode through the contact hole. At the same time, a drain terminal upper electrode connected to the drain terminal lower electrode through another contact hole is formed, and a gate terminal upper electrode connected to the gate terminal lower electrode through another contact hole is formed.
このように上記公報の記載によれば、ゲート端子及びドレイン端子を形成する場合、ゲート端子下部電極及びドレイン端子下部電極を形成し、ゲート端子下部電極及びドレイン端子下部電極上部を覆うパッシベーション膜を成膜し、パッシベーション膜をエッチングしてコンタクトホールを開口し、コンタクトホールを介してゲート端子下部電極に接続する透明導電膜からなるゲート端子上部電極及び、ドレイン端子下部電極に接続する透明導電膜からなるドレイン端子上部電極を、画素電極と同時に形成するようにしている。 As described above, according to the above publication, when the gate terminal and the drain terminal are formed, the gate terminal lower electrode and the drain terminal lower electrode are formed, and the passivation film that covers the gate terminal lower electrode and the drain terminal lower electrode is formed. And forming a contact hole by etching the passivation film and comprising a transparent conductive film connected to the gate terminal upper electrode and the drain terminal lower electrode connected to the gate terminal lower electrode through the contact hole. The drain terminal upper electrode is formed simultaneously with the pixel electrode.
また、特開2000−231123号公報には、基板面法線方向に見て、画素間領域及び画素内を横切る蓄積容量バスラインを遮光する遮光膜(ブラックマトリクス;BM)上に、画素毎に形成されたカラーフィルタのエッジ部を重ねることが開示されている。 Japanese Patent Laid-Open No. 2000-231123 discloses, on a pixel-by-pixel basis, a light-shielding film (black matrix; BM) that shields an inter-pixel region and a storage capacitor bus line crossing the pixel when viewed in the normal direction of the substrate surface. It is disclosed that the edge portions of the formed color filter are overlapped.
さらに、特開昭54−092022号公報には、TFTのフォトコンダクティビティによるリーク電流の発生を抑制するためにアレイ基板又は対向基板上に遮光膜を設けることが開示されている。 Further, Japanese Patent Laid-Open No. 54-092022 discloses that a light shielding film is provided on an array substrate or a counter substrate in order to suppress the occurrence of leakage current due to photoconductivity of TFT.
またさらに、アレイ基板側にカラーフィルタを形成するCF−on−TFT構造について、例えば特開昭56−140324号公報には、隣接画素間の分光特性が異なること、及び画素間でカラーフィルタを重ねて柱状スペーサを形成することが開示されている。 Furthermore, regarding a CF-on-TFT structure in which a color filter is formed on the array substrate side, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 56-140324 discloses that spectral characteristics between adjacent pixels are different and color filters are overlapped between pixels. It is disclosed that columnar spacers are formed.
また、CF−on−TFT構造において、色樹脂を重ねて遮光機能を持たせたり、配線を遮光膜として用いて開口率を稼いだりすることや、遮光膜のエッジに色樹脂を重ねる構造等は公知技術である。 In addition, in the CF-on-TFT structure, the color resin is overlapped to give a light shielding function, the wiring is used as a light shielding film to increase the aperture ratio, the structure in which the color resin is superimposed on the edge of the light shielding film, etc. This is a known technique.
また、特開平01−068726号公報には、TFT上が薄く、他の領域が厚い平坦化透明絶縁膜上に画素を形成することが開示されている。 Japanese Patent Laid-Open No. 01-068726 discloses that pixels are formed on a flattened transparent insulating film that is thin on the TFT and thick in other regions.
また、マトリクス状に配列された複数の画素で構成される表示領域の周辺部の額縁領域は、バックライトからの漏れ光を遮光する遮光領域として機能させる必要がある。このため、対向基板側にCFが形成されたLCDの場合には、額縁領域に樹脂CF層を積層するか、あるいは低反射Cr(クロム)膜を成膜して遮光機能を持たせるようにしている。また、CF−on−TFT構造のLCDでは、額縁領域に樹脂CFを積層させて遮光機能を持たせるようにしている。 In addition, the frame area in the periphery of the display area composed of a plurality of pixels arranged in a matrix needs to function as a light shielding area that shields leakage light from the backlight. For this reason, in the case of an LCD in which CF is formed on the counter substrate side, a resin CF layer is laminated in the frame region, or a low reflection Cr (chromium) film is formed so as to have a light shielding function. Yes. In an LCD having a CF-on-TFT structure, a resin CF is laminated in the frame region so as to have a light shielding function.
ところで、上記特開平6−202153号公報に開示された無機絶縁膜のパッシベーション膜に代えて、絶縁性有機樹脂材料によるオーバーコート(OC)層を用いる場合について検討する。シリコン窒化膜(SiN)等の無機絶縁膜の膜厚は一般に300〜400nmと薄膜なのに対し、OC層は、膜厚が1000〜3000nmと極めて厚くなる点に特徴を有している。また、OC層は、OC層を形成する樹脂の誘電率が約3あるいはそれ以下で比較的小さいため、膜厚が厚いことと併せて、TFT特性を劣化させる寄生容量を低減できるという利点を有している。 By the way, the case where an overcoat (OC) layer made of an insulating organic resin material is used instead of the passivation film of the inorganic insulating film disclosed in the above-mentioned JP-A-6-202153 will be examined. The thickness of an inorganic insulating film such as a silicon nitride film (SiN) is generally as thin as 300 to 400 nm, whereas the OC layer is characterized in that the film thickness is extremely thick as 1000 to 3000 nm. In addition, since the OC layer has a relatively small dielectric constant of about 3 or less, the OC layer has the advantage of being able to reduce parasitic capacitance that degrades TFT characteristics in combination with the thick film thickness. is doing.
ところが一方で、OC層は、上層に形成された電極材との密着性が無機絶縁材料からなるパッシベーション膜と比較して劣っており、また、膜厚が厚いために大きな段差が形成されてしまうため、上層に形成される電極材の段切れ等による導通不良の発生や、電極材の残渣又は電極幅の細りの発生等のエッチング不良の問題が発生し易い。
さらに、OC層にコンタクトホールを開口して下層電極と電気的接続をとる場合においても、OC層の厚い樹脂層に形成するコンタクトホールの形状やホール位置と上下電極との位置関係に十分考慮する必要が生じる。
On the other hand, the OC layer is inferior in adhesion to the electrode material formed in the upper layer compared to the passivation film made of an inorganic insulating material, and a large step is formed due to the thick film thickness. Therefore, problems of poor etching due to disconnection of the electrode material formed in the upper layer and problems of etching failure such as generation of electrode material residue or electrode width narrowing are likely to occur.
Furthermore, even when a contact hole is opened in the OC layer to make an electrical connection with the lower layer electrode, the shape of the contact hole formed in the thick resin layer of the OC layer and the positional relationship between the hole position and the upper and lower electrodes should be fully considered. Need arises.
またさらに、液晶表示装置用基板に形成された配線パターンの検査工程で、樹脂CF層の膜厚が厚いために、落射光学系を備えた測定装置で樹脂CF層下層の配線パターンに焦点を合わせるのが困難であるという問題も生じている。 Further, in the inspection process of the wiring pattern formed on the substrate for the liquid crystal display device, since the resin CF layer is thick, the measurement is provided with an epi-illumination optical system so that the wiring pattern under the resin CF layer is focused. There is also a problem that it is difficult.
また、額縁領域の遮光にBM膜を用いる場合、BM膜として通常、低反射Cr膜や黒色樹脂膜が用いられるが、これらの形成工程はパネル製造のコスト高の要因になっている。樹脂CF層を重ねて遮光層にする場合には、遮光能力を高めるためにR、G、Bの3層の積層構造か、あるいは液晶層の遮光能力を併用したCF樹脂層2層構造があるが漏れ光の問題が生じる可能性がある。 When a BM film is used to shield the frame region, a low reflection Cr film or a black resin film is usually used as the BM film. However, these formation processes are a factor in increasing the cost of manufacturing the panel. When the resin CF layer is overlapped to form a light shielding layer, there is a three-layer structure of R, G, B in order to enhance the light shielding ability, or a CF resin layer two-layer structure in which the light shielding ability of the liquid crystal layer is used in combination. There may be a problem of leakage light.
また、CF−on−TFT構造において、例えば色成分として顔料を分散した樹脂をCF層に用いる場合は、顔料の無機成分が液晶層および半導体層を汚染する可能性がある点に留意する必要がある。CF−on−TFT構造によれば、対向基板側には基本的にコモン電極及び配向膜だけを形成すればよく基板簡略化が実現できるものの、従来対向電極側にあった遮光機能まで省略するため、アレイ基板上に如何に最適に遮光機能を持たせるかが重要な課題となる。 In addition, in the CF-on-TFT structure, for example, when a resin in which a pigment is dispersed as a color component is used for the CF layer, it is necessary to note that the inorganic component of the pigment may contaminate the liquid crystal layer and the semiconductor layer. is there. According to the CF-on-TFT structure, only the common electrode and the alignment film are basically formed on the counter substrate side, and the substrate can be simplified. However, the light shielding function on the counter electrode side is omitted. An important issue is how to optimally provide the light shielding function on the array substrate.
CF−on−TFT構造での遮光機能に関しては、室内灯や太陽光などの外光の入射によるTFTのフォトコンダクティビティに起因する誤動作の問題と、透過型表示装置におけるバックライトからの漏れ光による周辺額縁部のぎらつき及び画素のコントラスト低下が問題となる。表示領域周辺の額縁部に対しては、バックライトの光が強力なため、樹脂CF層を最低2色分以上積層した遮光膜が必要となることが実験の結果明らかになっている。ところが、額縁部には樹脂CF層を2層積層して表示領域の画素には各1層のCF層を形成すると、表示領域と額縁部との高さが異なってしまい、セルギャップ厚がばらついてしまうという問題が発生する。全面にOC層を形成して平坦化を図っても額縁部の積層された樹脂CF層42の高さが比較的大きいので十分な平坦化効果は得られない。 Regarding the light blocking function in the CF-on-TFT structure, there is a problem of malfunction due to the photoconductivity of the TFT due to the incidence of outside light such as room light or sunlight, and leakage light from the backlight in the transmissive display device. Glittering of the peripheral frame and lowering of pixel contrast are problematic. As a result of experiments, it has been clarified that a light-shielding film in which at least two colors of resin CF layers are laminated is necessary for the frame portion around the display area because the light of the backlight is strong. However, when two resin CF layers are stacked on the frame portion and one CF layer is formed on each pixel in the display region, the height of the display region and the frame portion differs, and the cell gap thickness varies. The problem of end up occurs. Even if an OC layer is formed on the entire surface for flattening, a sufficient flattening effect cannot be obtained because the height of the resin CF layer 42 on which the frame portion is laminated is relatively large.
本発明の目的は、フォトリソグラフィ工程を代表とする製造プロセスを簡略化でき、且つ高い信頼性を有する液晶表示装置用基板及びその製造方法及びそれを用いた液晶表示装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a substrate for a liquid crystal display device that can simplify a manufacturing process represented by a photolithography process and has high reliability, a manufacturing method thereof, and a liquid crystal display device using the same.
上記目的は、対向配置される対向基板とともに液晶を挟持する絶縁性基板と、前記絶縁性基板上にマトリクス状に配列された複数の画素領域に形成された画素電極と、前記画素電極とバスラインとに接続されたスイッチング素子と、前記バスラインに電気的に接続された第1の端子電極と、前記画素電極の形成材料で前記絶縁性基板上に形成された第2の端子電極と、前記第1及び第2の端子電極を電気的に接続する電極繋ぎ換え領域とを備え、外部回路と前記バスラインとを電気的に接続する外部接続端子とを有することを特徴とする液晶表示装置用基板によって達成される。 An object of the present invention is to provide an insulative substrate that sandwiches a liquid crystal together with an opposing substrate disposed opposite to each other, pixel electrodes formed in a plurality of pixel regions arranged in a matrix on the insulative substrate, the pixel electrodes, and a bus line A switching element connected to each other, a first terminal electrode electrically connected to the bus line, a second terminal electrode formed on the insulating substrate with a material for forming the pixel electrode, An electrode connection region for electrically connecting the first and second terminal electrodes, and an external connection terminal for electrically connecting an external circuit and the bus line. Achieved by the substrate.
基板全面に樹脂層を形成し、当該樹脂層上に例えば透明酸化電極材等からなる電極配線等を形成すると、当該配線等の樹脂層との密着性はガラス基板上よりも劣る場合が多く、剥離を生じる場合がある。このため、樹脂層を開口して配線等をガラス基板に直接接触させてパターニングすることにより配線等の剥離を抑制できる。また、樹脂層の開口部が直線的な形状を有する場合、段差が激しく電極配線間で透明酸化電極材等のエッチング残渣が生じてしまうことがある。これに対して、電極端子間の樹脂層の開口パターンを先端が尖った形状にすることにより、選択部の段差形状を緩和してエッチング残渣の発生を抑えることができる。 When a resin layer is formed on the entire surface of the substrate and an electrode wiring made of, for example, a transparent oxide electrode material is formed on the resin layer, the adhesion with the resin layer such as the wiring is often inferior to that on the glass substrate. Separation may occur. For this reason, peeling of wiring etc. can be suppressed by opening a resin layer and making a wiring etc. contact a glass substrate directly, and patterning. Moreover, when the opening part of a resin layer has a linear shape, a level | step difference is intense and etching residues, such as a transparent oxide electrode material, may arise between electrode wiring. On the other hand, by forming the opening pattern of the resin layer between the electrode terminals into a shape with a sharp tip, it is possible to relax the step shape of the selection portion and suppress the generation of etching residues.
対向電極に遮光膜を持たないCF−on−TFT構造において、表示領域周辺の額縁領域は、バックライトユニットからの強烈な光漏れが問題となる。そのため、額縁領域は2色以上の色樹脂重ねによる遮光が必要である。ところが、オーバーコート(OC)層を備えた構成では、額縁領域は2層積層のCF層とOC層の積層された膜厚となり、表示領域のCF層1層とOC層の積層された膜厚よりも高くなり段差が大きくなる。これにより液晶のセル厚が変動してしまい、いわゆる額縁ムラと呼ばれる表示ムラを引き起こしてしまう。これに対応するため、額縁領域でCF樹脂を3層重ねるようにして、且つ当該領域ではOC層を形成しないようにして開口領域を設けておく。そして、ゲート絶縁膜等のエッチングに当該額縁領域を晒すことにより、CF樹脂重ね部の最上部CF層をエッチング除去して額縁領域全体の膜厚を樹脂CF層2層+αとすることにより、表示領域との間で著しい段差を生じさせないようにすることができる。
In the CF-on-TFT structure in which the counter electrode does not have a light-shielding film, intense light leakage from the backlight unit becomes a problem in the frame region around the display region. Therefore, the frame area needs to be shielded from light by overlapping two or more color resins. However, in the configuration including the overcoat (OC) layer, the frame region has a film thickness in which the CF layer and the OC layer are stacked in two layers, and the film thickness in which the
また、額縁領域全体の膜厚を樹脂CF層2層+αとした後、必要に応じてその上部に画素電極の形成と同一の工程で透明電極パターンによりカラーフィルタ層の露出領域を覆う。さらに、当該透明電極を対向電極(コモン電極)と同電位にすることにより、額縁領域上の液晶層を電圧無印加状態にできるため、MVA(Multi−domain Vertical Alignment)−LCD等のノーマリブラック(NB)型の表示方式においては十分な遮光が可能となる。 Further, after setting the film thickness of the entire frame region to two resin CF layers + α, the exposed region of the color filter layer is covered with a transparent electrode pattern in the same process as the formation of the pixel electrode, if necessary. Further, since the liquid crystal layer on the frame region can be in a no-voltage application state by making the transparent electrode the same potential as the counter electrode (common electrode), normally black such as MVA (Multi-domain Vertical Alignment) -LCD In the (NB) type display method, sufficient light shielding is possible.
MVA−LCD等のNB型の表示方式では、TFTがオフのときに液晶層が外光に対する遮光機能を実質的に持つため、樹脂CF層のうち最も透過率の高い緑色の樹脂CF層が1層でも遮光領域に存在すれば十分遮光機能が作用するのでフォトコンダクティビティによるTFTの誤動作は生じない。 In the NB type display system such as MVA-LCD, the liquid crystal layer substantially has a light shielding function against external light when the TFT is off. Therefore, the green resin CF layer having the highest transmittance among the resin CF layers is one. Even if the layer exists in the light-shielding region, the light-shielding function is sufficient, so that TFT malfunction due to photoconductivity does not occur.
また近年、対向基板側の配向規制用構造物である土手の形成を省略し、対向基板とアレイ基板との間にモノマーを配合した液晶を注入した後にコモン電極と画素電極の間に電圧を印加しつつ、当該液晶にUV光を照射してモノマーを重合させ、液晶分子にプレチルト角を付与するMVA−LCDが登場している。このポリマーを用いたプレチルト角付与技術を用いたMVA−LCDの場合も、額縁領域の遮光領域表面のカラーフィルタ層の露出領域に画素電極の形成と同一の工程で透明電極パターンを形成することが望ましい。さらに、当該透明電極を対向電極あるいはコモン電極と同電位にすることにより、額縁領域の遮光領域上の液晶層を電圧無印加状態にして、当該領域の液晶分子にプレチルト角を付与しないようにできるのでNB型の表示方式において十分な遮光能力が得られる。 In recent years, the formation of a bank, which is an alignment regulating structure on the counter substrate side, has been omitted, and a voltage is applied between the common electrode and the pixel electrode after injecting a liquid crystal compounded with a monomer between the counter substrate and the array substrate. On the other hand, MVA-LCDs have been introduced that irradiate the liquid crystal with UV light to polymerize the monomer and give the liquid crystal molecules a pretilt angle. In the case of MVA-LCD using the pretilt angle imparting technology using this polymer, a transparent electrode pattern can be formed in the same process as the pixel electrode formation in the exposed region of the color filter layer on the surface of the light shielding region in the frame region. desirable. Furthermore, by setting the transparent electrode to the same potential as the counter electrode or the common electrode, the liquid crystal layer on the light-shielding region in the frame region can be in a voltage-free state so that no pretilt angle is given to the liquid crystal molecules in the region. Therefore, a sufficient light shielding ability can be obtained in the NB display method.
逆スタガ型のTFTは、NSI(チャネルエッチ)型とISI(チャネル保護膜)型の2種類の代表的構造を有しているが、何れの構造においても樹脂CF層に含まれる顔料成分によるa−Si等の動作半導体層への汚染が問題となる。TFT上に直接樹脂CF層を形成する場合の汚染の問題に関し、樹脂CF層の形成材料の体積抵抗率の相違で汚染の程度が異なることが見出された。 The inverted stagger type TFT has two typical structures of an NSI (channel etch) type and an ISI (channel protective film) type. In either structure, the a due to the pigment component contained in the resin CF layer Contamination of the active semiconductor layer such as -Si becomes a problem. Regarding the problem of contamination in the case where the resin CF layer is directly formed on the TFT, it has been found that the degree of contamination varies depending on the volume resistivity of the resin CF layer forming material.
体積抵抗率が小さい材料は電荷を蓄積し焼き付きを生じさせる。従って体積抵抗率はできるだけ大きいCF材が好ましい。さらには、SiN等の無機絶縁膜をTFT上に層間絶縁膜として設けることが好ましい。この場合、従来のLCDに用いられているゲート絶縁膜や保護膜等の300〜400nmの膜厚に比べて極めて薄い膜厚、例えば、膜厚10〜150nm程度でよく、好適には50〜120nm程度がよい。 A material having a small volume resistivity accumulates electric charge and causes seizure. Therefore, a CF material having as large a volume resistivity as possible is preferable. Furthermore, it is preferable to provide an inorganic insulating film such as SiN as an interlayer insulating film on the TFT. In this case, the film thickness may be extremely small compared to the film thickness of 300 to 400 nm, such as a gate insulating film or a protective film used in a conventional LCD, for example, about 10 to 150 nm, and preferably 50 to 120 nm. The degree is good.
CF−on−TFT構造においては、従来の数十〜数百nm程度の段差ではなく、数千nmの段差が形成されるOC層が存在することにより、落射光学系の検査装置でのフォーカス不良が生じたり、CF樹脂の存在によりパターンの識別不良が生じたりしている。 In the CF-on-TFT structure, there is an OC layer in which a step of several thousand nm is formed instead of the step of about several tens to several hundreds of nanometers in the conventional structure. Or defective pattern identification due to the presence of the CF resin.
これらの問題に対して、例えば、蓄積容量電極に開口パターンを設け、さらにその上層のCF層にも同様の開口パターンを設けることで、オートフォーカスの障害となるCF層による落射光の吸収をなくすことができ、また、蓄積容量電極の開口パターンと画素電極に開口した開口パターンとの重ね合せを測定できるようになる。 To solve these problems, for example, by providing an opening pattern in the storage capacitor electrode and further providing a similar opening pattern in the upper CF layer, absorption of incident light by the CF layer that hinders autofocusing is eliminated. In addition, it is possible to measure the superposition of the opening pattern of the storage capacitor electrode and the opening pattern opened in the pixel electrode.
TFTのソース電極と画素電極の電気的接続をとるコンタクトホールの形状については、ソース電極上に存在するCF層、SiN層、OC層のコンタクトホール径の関係を、CF層>SiN層>OC層とすることにより、OC層でCF樹脂を上下から覆う構造が可能となり、樹脂CF層内の顔料などによる液晶あるいはTFTへの汚染の影響を排除することができる。 Regarding the shape of the contact hole that electrically connects the TFT source electrode and the pixel electrode, the relationship of the contact hole diameter of the CF layer, SiN layer, and OC layer existing on the source electrode is expressed as CF layer> SiN layer> OC layer. By doing so, a structure in which the CF resin is covered from above and below by the OC layer becomes possible, and the influence of contamination on the liquid crystal or TFT by the pigment in the resin CF layer can be eliminated.
また、CF樹脂の体積抵抗率が大きく汚染等の問題がない場合は、画素電極の段切れを防止することを目的として、コンタクトホール径をOC層>CF層>SiN層とすることが好ましい。 When the volume resistivity of the CF resin is large and there is no problem such as contamination, the contact hole diameter is preferably OC layer> CF layer> SiN layer for the purpose of preventing disconnection of the pixel electrode.
OC層やCF層は有機樹脂からなり、その熱膨張係数はガラスより1桁小さい。また、熱膨張率は画素電極に用いられる透明酸化導電膜に対しても1桁異なるため、熱ストレスにより画素電極にクラックが入ることがあった。 The OC layer and the CF layer are made of an organic resin, and their thermal expansion coefficient is an order of magnitude smaller than that of glass. Further, since the thermal expansion coefficient differs by an order of magnitude with respect to the transparent oxide conductive film used for the pixel electrode, the pixel electrode may be cracked due to thermal stress.
熱膨張率が異なることに起因するクラックは、段差部であるコンタクトホールに発生しやすいため、ストレスを緩和できるコンタクトホール構造が必要となる。 Since cracks resulting from different thermal expansion coefficients are likely to occur in contact holes that are stepped portions, a contact hole structure that can relieve stress is required.
コンタクトホールでのクラックを減少させるには、画素電極エッジとコンタクトホールの距離を十分とることが必要であり、好ましくは6μm以上必要である。この距離は樹脂膜の膜厚とも相関を有している。 In order to reduce cracks in the contact hole, it is necessary to ensure a sufficient distance between the pixel electrode edge and the contact hole, and preferably 6 μm or more. This distance has a correlation with the film thickness of the resin film.
樹脂膜とコンタクトホールの位置関係は重要であり、OC層の膜厚と画素端部の距離の関係を2.5倍以上にすること、コンタクトホール端のテーパ部の距離を膜厚の1.5倍以上あるいは、角度を45°以下とすることによりクラックの発生を抑制することができる。 The positional relationship between the resin film and the contact hole is important. The relationship between the film thickness of the OC layer and the distance between the pixel end portions should be 2.5 times or more. Generation of cracks can be suppressed by setting the angle to 5 times or more or to an angle of 45 ° or less.
本発明によれば、CF層やOC層に新規な樹脂を用いることもなく、また、配線層と画素領域端部を重ねたりすることもなく且つ特別な遮光パターンを有さない構造であっても、表示特性に優れ、且つ信頼性の高い高性能の液晶表示装置を実現できる。 According to the present invention, a new resin is not used for the CF layer and the OC layer, the wiring layer and the pixel region end are not overlapped, and there is no special light shielding pattern. In addition, a high-performance liquid crystal display device having excellent display characteristics and high reliability can be realized.
また、本発明によれば、アレイ基板側に樹脂CF層を設けると共に遮光機能も備えるようにしたので、液晶表示装置の製造工程を全体として簡略化できるだけでなく、対向基板との貼り合せ精度が多少低くても高開口率で高精細のパネルを量産できるようになる。 According to the present invention, since the resin CF layer is provided on the array substrate side and the light shielding function is provided, not only the manufacturing process of the liquid crystal display device can be simplified as a whole, but also the bonding accuracy with the counter substrate can be improved. High-definition panels with a high aperture ratio can be mass-produced even if slightly lower.
また、本発明によれば、額縁領域と表示領域との間で著しい段差を生じさせることなく額縁領域に十分な遮光機能を持たせることができる。また、遮光層を構成する樹脂CFが直接液晶層に接しないようにできるので、液晶への汚染を防止することができる。
また、本発明によれば、額縁領域上の液晶層を遮光層として効率的に利用することができる。
In addition, according to the present invention, the frame area can have a sufficient light shielding function without causing a significant step between the frame area and the display area. In addition, since the resin CF constituting the light shielding layer can be prevented from coming into direct contact with the liquid crystal layer, contamination of the liquid crystal can be prevented.
Further, according to the present invention, the liquid crystal layer on the frame region can be efficiently used as a light shielding layer.
本発明の第1の実施の形態による液晶表示装置用基板及びその製造方法及びそれを用いた液晶表示装置について図1乃至図45及び図50を用いて説明する。まず、本実施の形態による液晶表示装置の概略の構成について図1を用いて説明する。本実施の形態による液晶表示装置は、TFT2等が形成されたTFT基板(アレイ基板)1とコモン電極等が形成された対向基板4とを対向させて貼り合わせ、その間に液晶を封入した構造を有している。TFT基板1は、TFT2形成面側に例えば顔料分散型の樹脂CF層が形成され、その上層に絶縁性有機樹脂材料からなるOC層が形成されたCF−on−TFT構造を有している。
A substrate for a liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention, a manufacturing method thereof, and a liquid crystal display device using the same will be described with reference to FIGS. 1 to 45 and FIG. First, a schematic configuration of the liquid crystal display device according to the present embodiment will be described with reference to FIG. The liquid crystal display device according to the present embodiment has a structure in which a TFT substrate (array substrate) 1 on which
図2は、TFT基板1上に形成された素子の等価回路を示している。TFT基板1上には、図中左右方向に延びるゲートバスライン6が互いに平行に複数形成され、それらにほぼ直角に交差して図中上下方向に延びるドレインバスライン8が互いに平行に複数形成されている。複数のゲートバスライン6とドレインバスライン8とで囲まれた各領域が画素領域となる。各画素領域にはTFT2と画素電極10が形成されている。各TFT2のドレイン電極は隣接するドレインバスライン8に接続され、ゲート電極は隣接するゲートバスライン6に接続され、ソース電極は画素電極10に接続されている。各画素領域のほぼ中央には、ゲートバスライン6と平行に蓄積容量バスライン12が形成されている。これらのTFT2や画素電極10、各バスライン6、8、12は、フォトリソグラフィ工程で形成され、「成膜→レジスト塗布→露光→現像→エッチング→レジスト剥離」という一連の半導体プロセスを繰り返して形成される。
FIG. 2 shows an equivalent circuit of the element formed on the
図1に戻り、液晶を封止して対向基板4と対向配置されたTFT基板1には、複数のゲートバスライン6を駆動するドライバICが実装されたゲートバスライン駆動回路14と、複数のドレインバスライン8を駆動するドライバICが実装されたドレインバスライン駆動回路16とが設けられている。これらの駆動回路14、16は、制御回路18から出力された所定の信号に基づいて、走査信号やデータ信号を所定のゲートバスライン6あるいはドレインバスライン8に出力するようになっている。TFT基板1の素子形成面と反対側の基板面には偏光板20が配置され、偏光板20のTFT基板1と反対側の面にはバックライトユニット22が取り付けられている。対向基板4のコモン電極形成面と反対側の面には、偏光板20とクロスニコルに配置された偏光板24が貼り付けられている。
Returning to FIG. 1, the
次に、本実施形態による液晶表示装置用基板としてのTFT基板1の構成について図3乃至図11及び図50を用いて説明する。図3はガラス基板3上の1画素を液晶層側から見た状態を示している。図4は、図3のA−A線で切断した断面を示している。図5は、TFT基板1を液晶層側から見た状態であって額縁領域近傍の構成を示している。図6は、ガラス基板3上のゲート端子近傍の構造を示している。図7及び図8は、図6のC−C線及びD−D線で切断した断面を示している。図9は、ガラス基板3上のドレイン端子近傍の構造を示している。図10及び図11は、図9のE−E線及びF−F線で切断した断面を示している。図50は、図5に示す額縁領域56近傍の断面構成を示しており、ゲートバスライン6又はドレインバスライン8のいずれかの延伸方向に沿う断面を示している。
Next, the configuration of the
まず、図3及び図4に示すように、透明絶縁性基板としてのガラス基板3上には図中左右方向に延びる複数のゲートバスライン6(図3では1本のみ図示している)が形成されている。またガラス基板3上には、ゲートバスライン6と絶縁膜(ゲートバスライン6直上では「ゲート絶縁膜」ということにする)32を介して交差して図3上下方向に延びる複数のドレインバスライン8(図3では2本のみ図示している)が形成されている。これらゲートバスライン6とドレインバスライン8とで画定される領域が画素領域となる。そして、各ゲートバスライン6とドレインバスライン8との交差位置近傍にTFT2が形成されている。図3及び図4に示すように、上部金属層62及びオーミックコンタクト層36からなるTFT2のドレイン電極26は、図3中左側のドレインバスライン8から引き出されて、その端部がゲートバスライン6上に形成されたチャネル保護膜28上の一端辺側に位置するように形成されている。上部金属層62及びオーミックコンタクト層36からなるソース電極30は、ドレイン電極26に対向するようにチャネル保護膜28上の他端辺側に形成されている。このような構成においてチャネル保護膜28直下のゲートバスライン6領域がTFT2のゲート電極として機能するようになっている。図4に示すように、ゲートバスライン6上にはゲート絶縁膜32が形成され、ゲート絶縁膜32と上層のチャネル保護膜28との間にはチャネルを構成する例えばアモルファスシリコン(a−Si)からなる動作半導体層34が形成されている。動作半導体層34は、ドレイン/ソース電極26、30の例えばn+型a−Si層のオーミックコンタクト層36と接続されている。
First, as shown in FIGS. 3 and 4, a plurality of gate bus lines 6 (only one is shown in FIG. 3) are formed on the
また、図3に示すように、画素領域ほぼ中央を左右に延びる蓄積容量バスライン12が形成されている。画素領域内の蓄積容量バスライン12の上層には絶縁膜32を介して蓄積容量電極38が形成されている。
Further, as shown in FIG. 3, a storage
図4に示すTFT2上層及び不図示の蓄積容量電極38上層を含む画素領域全面には画素毎に所定の樹脂CF層42R(赤)、42G(緑)、42B(青)が形成されている。
Predetermined
画素領域の樹脂CF層42R、42G、42B上にはOC層44が形成されている。各画素のOC層44上には、透明酸化電極材をパターニングして画素電極10が形成されている。画素電極10は、OC層44及び、樹脂CF層42R、42G、42Bのいずれかを開口して形成されたコンタクトホール46を介してソース電極30と電気的に接続されている。同様に画素電極10は、OC層44及び、樹脂CF層42R、42G、42Bのいずれか開口して形成されたコンタクトホール48を介して蓄積容量電極38と電気的に接続されている。
An
次に、図5及び図50を用いてTFT基板1の額縁領域近傍の構造について説明する。なお図5において、各構成要素を明確に表示するため、表示領域50や額縁領域56、及びゲート端子/ドレイン端子の形成領域51、53等の寸法の比率は実際とは異なっている。図5に示すように、TFT基板1は、マトリクス状に配置された複数の画素領域Pが形成され、各画素領域P内にはTFT2が形成されている。複数の画素領域Pで画像の表示領域50が構成されている。各ゲートバスライン6は、TFT基板1の外周囲のゲート端子形成領域51に形成された複数のゲート端子52にそれぞれ接続されて、外部に設けられたゲートバスライン駆動回路14(図1参照)に接続されるようになっている。
Next, the structure near the frame region of the
同様にして、各ドレインバスライン8は、TFT基板1の外周囲のドレイン端子形成領域53に形成された複数のドレイン端子54にそれぞれ接続されて、外部に設けられたドレインバスライン駆動回路16(図1参照)に接続されるようになっている。
Similarly, each
図5において、符号4’は、TFT基板1と対向基板4とを貼り合せた際の、対向基板4のエッジ位置を示している。エッジ4’は、TFT基板1端辺よりほぼゲート端子/ドレイン端子の形成領域分だけ内方に位置するようになっている。
表示領域50内の各画素領域Pの周辺部は樹脂CF層42が少なくとも1層形成されており遮光層(BM)として機能するようになっている。BM層は、表示領域50内の複数の画素領域Pをそれぞれ画定してコントラストを稼ぐためと、TFT2を遮光して光リーク電流の発生を防止させるために用いられる。
In FIG. 5,
At least one resin CF layer 42 is formed at the periphery of each pixel region P in the
図50に示すように、表示領域50の外周囲の額縁領域56には、バックライトユニット22(図1参照)からの表示領域50外周囲の不要光を遮光するために、樹脂CF層42R、42G、42Bのうち、少なくともいずれか2層を積層して形成されたBM層が設けられている。図50に示す例では、樹脂CF層42R及び42Gがこの順に積層されて、さらに、樹脂CF層42Bの薄い層が積層されている。
また、TFT基板1を対向基板4と貼り合せるために、光硬化性樹脂からなるメインシール(シール剤)58がTFT基板1の額縁領域周囲に形成されている。
As shown in FIG. 50, in the
A main seal (sealant) 58 made of a photocurable resin is formed around the frame region of the
OC層44は、額縁領域56には形成されておらず、図5に示す表示領域50及び、メインシール58、ゲート端子/ドレイン端子の形成領域51、53内の両矢印44で示す領域に形成されている。
The
額縁領域56のOC層44が形成されていない領域には、樹脂CF層42による液晶の汚染を防止するために、画素電極10に用いる例えばITO等の透明導電膜材料で保護膜70が形成されている。
導電性を有する保護膜70は、両基板を貼り合わせた際には、不図示の対向基板4のコモン電極に接続されるようになっている。なお、コモン電極は両基板の貼り合わせ時では蓄積容量バスライン12とは電気的に分離されているか、あるいは少なくとも高抵抗状態で接続されている。
対向基板4のコモン電極とTFT基板1の蓄積容量バスライン12とは、ゲートバスライン駆動回路14とドレインバスライン駆動回路16とが実装されることによりトランスファを介して同電位に保たれるようになっている。
In the region of the
The conductive
The common electrode of the
次に、ゲート端子52の構成について、図6乃至図8を用いて説明する。図6は、図5に示した複数のゲート端子52のうちの2つを拡大して示している。図5及び図6において、ゲート端子52は、第1の端子電極52aと第2の端子電極52bとを有している。また、両電極52a、52bを電気的に接続する電極繋ぎ換え領域52cが設けられている。第1の端子電極52aは、ゲートバスライン6の形成と同時にゲートバスライン6の形成材料で形成されている。一方、第2の端子電極52bは、OC層44上に形成される画素電極10の形成と同時に画素電極10の形成材料で形成されている。
Next, the configuration of the
図6及び図6のD−D線での断面を表す図8に示すように、電極繋ぎ換え領域52cでOC層44は開口されており、さらに、下層のゲート絶縁膜32も開口されて、第1の端子電極52a表面が露出している。
また、隣接するゲート端子52間のOC層44は、電極繋ぎ換え領域52c側の第1の端子電極52a端面にほぼ一致する端面を有している。さらに、OC層44は、当該端面のほぼ中方部から突出して、ガラス基板3の基板面に平行な断面形状が例えば鋭角の頂角を有する三角形形状に形成された突起60を有している。
As shown in FIG. 8 representing a cross section taken along the line D-D of FIGS. 6 and 6, the
Further, the
図8に示すように、電極繋ぎ換え領域52cにおいて、第1の端子電極52a直上に第2の端子電極52bが形成されて、両電極52a、52bが電気的に接続されている。
このような構成により、OC層44はゲート端子形成領域51内の第2の端子電極52bの形成領域上に存在しないため、図6のC−C線での断面を表す図7に示すように、第2の端子電極52bは、電極繋ぎ換え領域52cからガラス基板3端辺に向かう方向でガラス基板3上に直接形成されている。
As shown in FIG. 8, in the
With such a configuration, since the
以上はゲート端子形成領域51について説明したが、ドレイン端子形成領域53もほぼ同様の構造を有している。次に、ドレイン端子54の構成について、図9乃至図11を用いて説明する。図9は、図5に示した複数のドレイン端子54のうちの2つを拡大して示している。図5及び図9において、ドレイン端子54は、第1の端子電極54aと第2の端子電極54bとを有している。また、両電極54a、54bを電気的に接続する電極繋ぎ換え領域54cが設けられている。第1の端子電極54aは、ドレインバスライン8の形成と同時にドレインバスライン8の形成材料で形成されている。一方、第2の端子電極54bは、OC層44上に形成される画素電極10の形成と同時に画素電極10の形成材料で形成されている。
Although the gate
図9及び図9のF−F線での断面を表す図11に示すように、電極繋ぎ換え領域54cでのOC層44は開口されており、第1の端子電極54a表面が露出している。
また、隣接するドレイン端子54間のOC層44は、電極繋ぎ換え領域54c側の第1の端子電極54a端面にほぼ一致する端面を有している。さらに、OC層44は、当該端面のほぼ中方部から突出して、ガラス基板3の基板面に平行な断面形状が例えば鋭角の頂角を有する三角形形状に形成された突起60を有している。
As shown in FIG. 11 representing a cross section taken along line FF in FIGS. 9 and 9, the
Further, the
図11に示すように、電極繋ぎ換え領域54cにおいて、第1の端子電極54a直上に第2の端子電極54bが形成されて、両電極54a、54bが電気的に接続されている。
このような構成により、OC層44はドレイン端子形成領域53内の第2の端子電極54bの形成領域上に存在しないため、図9のE−E線での断面を表す図10に示すように、第2の端子電極54bは、電極繋ぎ換え領域54cからガラス基板3端辺に向かう方向でガラス基板3上に直接形成されている。
As shown in FIG. 11, in the
With such a configuration, since the
なお、上記構成のドレイン端子54の構造に限らず、例えば、ゲートバスライン6形成材料を用いてゲート端子52の形成と同時にドレイン端子形成領域53にゲート端子52と同層の配線層を含むドレイン端子54を形成してもよい。この場合には電極繋ぎ換え領域が2箇所になり、例えば、ドレインバスライン8と同層金属で形成されてドレインバスライン8から延びる配線と、当該配線端部に第1の電極繋ぎ換え領域で接続されてその先に延びる画素電極10の形成材料で形成された配線とで第1の端子電極54aが構成される。そして、第2の電極繋ぎ換え領域から最先端部に向かって、第1の端子電極54aから延びる画素電極10の形成材料がゲートバスライン6形成材料で形成された端子電極上表面に積層された第2の端子電極54bが形成される構成となる。
The
次に、図1乃至図11及び図50に示した液晶表示装置の製造方法について図12乃至図45を用いて説明する。なお、図12乃至図45において、図1乃至図11及び図50に示した構成要素と同一の構成要素については同一の符号を付している。ここで、図12乃至図45のうち、図12乃至図18は、図3のA−A線で切断したTFT形成領域の製造工程断面図である。また、図19乃至図25は、図3のB−B線で切断した蓄積容量形成領域であってコンタクトホール48を通る領域の製造工程断面図である。また、図26乃至図29は図6のC−C線で切断したゲート端子52の第2の端子電極52bの領域の製造工程断面図である。図30乃至図34は、図6のD−D線で切断したゲート端子52の電極繋ぎ換え領域52cの製造工程断面図である。また、図35乃至図38は、図9のE−E線で切断したドレイン端子54の第2の端子電極54bの製造工程断面図である。図39乃至図43は図9のF−F線で切断したドレイン端子54電極繋ぎ換え領域54の製造工程断面図である。
Next, a method for manufacturing the liquid crystal display device shown in FIGS. 1 to 11 and 50 will be described with reference to FIGS. 12 to 45, the same components as those shown in FIGS. 1 to 11 and 50 are denoted by the same reference numerals. Here, among FIGS. 12 to 45, FIGS. 12 to 18 are cross-sectional views of manufacturing steps of the TFT formation region cut along the line AA of FIG. FIGS. 19 to 25 are sectional views of manufacturing steps of the storage capacitor formation region cut along the line BB in FIG. 26 to 29 are cross-sectional views of the manufacturing process of the region of the second
さて、透明絶縁性基板としてのガラス基板3上に直接、または必要に応じてSiOX等の保護膜を形成した後、例えばAl(アルミニウム)合金を膜厚例えば130nm、MoN(窒化モリブデン)を膜厚例えば70nm、およびMo(モリブデン)を膜厚例えば15nmでこの順にスパッタリングにより全面に成膜し、厚さ約215nmの金属層を形成する。Al合金としては、AlにNd(ネオジミウム)、Si(ケイ素)、Cu(銅)、Ti(チタン)、W(タングステン)、Ta(タンタル)、Sc(スカンジウム)等を1つまたは複数含む材料を用いることができる。
Now, after forming a protective film such as SiO x directly on the
次いで、全面にレジスト層を形成してから第1のマスク(フォトマスクあるいはレチクル、以下マスクという)を用いて露光してレジストマスクを形成し、燐酸系エッチャントを用いたウエットエッチングにより、ゲートバスライン6(図12参照)及び蓄積容量バスライン12(図19参照)、並びにゲート端子52の第1の端子電極52a(図26参照)を形成する。
Next, after forming a resist layer on the entire surface, a resist mask is formed by exposure using a first mask (photomask or reticle, hereinafter referred to as a mask), and gate bus lines are formed by wet etching using a phosphoric acid-based etchant. 6 (see FIG. 12) and the storage capacitor bus line 12 (see FIG. 19), and the first
次いで、例えばシリコン窒化膜(SiN)をプラズマCVD法により約400nmの厚さで基板全面に成膜してゲート絶縁膜(成膜の部位により層間絶縁膜;以下、成膜部位によりゲート絶縁膜又は絶縁膜という)32を形成する。次に、動作半導体層34を形成するための例えばアモルファスシリコン(a−Si)層34’をプラズマCVD法により約30nmの厚さで基板全面に成膜する。さらに、チャネル保護膜(エッチングストッパ)28を形成するための例えばシリコン窒化膜(SiN)28’をプラズマCVD法により約120nmの膜厚で全面に形成する(図12、図19、図26、図30、図35、及び図39参照)。
Next, for example, a silicon nitride film (SiN) is formed on the entire surface of the substrate with a thickness of about 400 nm by a plasma CVD method to form a gate insulating film (an interlayer insulating film depending on the film forming site; hereinafter, a gate insulating film or (Referred to as an insulating film) 32 is formed. Next, for example, an amorphous silicon (a-Si)
次に、スピンコート等により全面にフォトレジスト(図示せず)を塗布した後、ゲートバスライン6及び蓄積容量バスライン12をマスクとして、透明ガラス基板3に対して背面露光を行う。露光された領域のレジスト層を溶解することにより、ゲートバスライン6及び蓄積容量バスライン12並びにゲート端子52の第1の端子電極52a上に自己整合的にレジストパターン(図示せず)が形成される。このレジストパターンに対してさらに順方向から第2のマスクを用いて露光することにより、チャネル保護膜28の形成領域上のみにレジスト層が残存するレジストパターンが形成される。これをエッチングマスクとしてシリコン窒化膜28’に対してフッソ系ガスを用いたドライエッチングを施すことによりチャネル保護膜28が形成される(図13、図20、図27、図31、図36、及び図40参照)。
Next, a photoresist (not shown) is applied to the entire surface by spin coating or the like, and then back exposure is performed on the
次に、希フッ酸を用いてアモルファスシリコン層34’表面を洗浄(自然酸化膜の除去)した後、速やかに、図14、図21、図28、図32、図37、及び図41に示すように、オーミックコンタクト層36を形成するための例えばn+型a−Si層36’をプラズマCVD法により約30nmの厚さに透明ガラス基板3全面に形成する。次いで、ドレイン電極26、ソース電極30、蓄積容量電極38、ドレインバスライン8、及びドレイン端子54の第1の端子電極54aを形成するための例えばTi/Al/Tiからなる金属層62をスパッタリングによりそれぞれ20/75/40nmの厚さに成膜する。金属層62は、Ti/Al/Ti等の複合膜以外にも、例えば、Cr(クロム)、Mo(モリブデン)、Ta(タンタル)、Ti(チタン)、Al(アルミニウム)等の単体あるいはそれらの複合膜を用いることができる。
Next, after cleaning the surface of the
次に、基板全面にフォトレジスト層(図示せず)を形成し、第3のマスクを用いてレジストを露光した後現像してレジスト層をパターニングする。パターニングされたレジスト層をエッチングマスク(図示せず)として、金属層62、n+型a−Si層36’、アモルファスシリコン層34’に対して塩素系ガスを用いたドライエッチングを施して、図15、図22、図29、図33、図38、及び図42に示すように、ドレインバスライン8、ドレイン端子54の第1の端子電極54a、ドレイン電極26、ソース電極30、蓄積容量電極38、及びオーミック層36並びに動作半導体層34を形成する。このエッチング処理において、チャネル保護膜28はエッチングストッパとして機能するので、その下層のアモルファスシリコン層34’はエッチングされずに残存して所望の動作半導体層34が形成される。
Next, a photoresist layer (not shown) is formed on the entire surface of the substrate, the resist is exposed using a third mask, and then developed to pattern the resist layer. Using the patterned resist layer as an etching mask (not shown), the
以上の工程が終了すると、図42に示すように、ドレイン端子54には、アモルファスシリコン層34’、n+型a−Si層36’、金属層62がこの順に積層された第1の端子電極54aが形成される。また、図15に示すように、ゲートバスライン6上にゲート絶縁膜32を介して動作半導体層34が形成され、動作半導体層34上にチャネル保護膜28、及びドレイン電極26、ソース電極30を備えたTFT構造の原型が形成される。ドレイン電極26及びソース電極30は、オーミックコンタクト層36、金属層62がこの順に積層された構造として形成される。また、図22に示すように、蓄積容量バスライン12上に絶縁膜32を介してアモルファスシリコン層34’が形成され、その上にn+型a−Si層36’、金属層62がこの順に積層された蓄積容量電極38が形成されている。
When the above steps are completed, as shown in FIG. 42, the
次に、R、G、Bそれぞれの画素領域Pに対して、樹脂CF層42R、42G、42Bをそれぞれ形成する。各樹脂CF層42R、42G、42Bは、図5の画素領域Pに示すように、上下方向に同一色になるようにストライプ状に形成される。
Next, resin CF layers 42R, 42G, and 42B are formed for the pixel regions P of R, G, and B, respectively. Each
まず、例えば、赤色(R)の顔料を分散させたアクリル系ネガ型感光性樹脂をスピンコータやスリットコータ等を用いてガラス基板3上全面に例えば膜厚170nmに塗布する。次いで、大型マスクを用いた近接露光(プロキシミティ露光)により所定の複数列の画素領域Pにストライプ状に樹脂が残るようにパターンを露光する。次いで、KOHなどのアルカリ現像液を用いて現像することにより赤色樹脂CF層42Rが形成される。これにより、当該赤色画素領域Pに対して赤色の分光特性が付与されると共に、外光のTFT2への入射を阻害する遮光機能を付加することができる(図16及び図23参照)。
First, for example, an acrylic negative photosensitive resin in which a red (R) pigment is dispersed is applied to the entire surface of the
上記と同様にして、青色(B)の顔料を分散させたアクリル系ネガ型感光性樹脂を塗布してパターニングし、赤色樹脂CF層42Rの隣列の画素領域Pにストライプ状の青色樹脂CF層42Bを形成する。これにより当該青色画素領域Pに対して青色の分光特性が付与されると共に、外光のTFT2への入射を阻害する遮光機能が付加される。
In the same manner as described above, an acrylic negative photosensitive resin in which a blue (B) pigment is dispersed is applied and patterned, and a striped blue resin CF layer is formed in the pixel region P adjacent to the red
さらに、緑色(B)の顔料を分散させたアクリル系ネガ型感光性樹脂を塗布してパターニングし、赤色樹脂CF層42R、及び青色樹脂CF層52Bに隣接する画素領域Pにストライプ状の緑色樹脂CF層42Gを形成する。これにより当該緑色画素領域Pに対して緑色の分光特性が付与されると共に、外光のTFT2への入射を阻害する遮光機能が付加される。
Further, an acrylic negative photosensitive resin in which a green (B) pigment is dispersed is applied and patterned, and a striped green resin is formed in the pixel region P adjacent to the red
樹脂CF層42R、42G、42Bは、図5及び図50に示す表示領域50内およびメインシール内側の額縁領域56に形成される。額縁領域56には樹脂CF層42R、42G、42Bの3層が積層されている。
The resin CF layers 42R, 42G, and 42B are formed in the
上記工程では、各画素領域Pに対して樹脂CF層42R、42G、42Bのいずれか1層形成するようにしているが、例えば、図44に示すような積層構造を採用することが好ましい。図44は、樹脂CF層42R、42G、42Bが形成された複数の画素領域Pをガラス基板3の基板面法線方向に見た状態を示している。図44第(A)行に例示する樹脂CF層42は、右隣りの画素のTFT2上を覆うように張り出した┣状(ト字状)パターンを有している。これにより各画素領域PのTFT2上は樹脂CF層の2層積層構造になるため、より遮光能力を向上させることができる。
In the above process, any one of the resin CF layers 42R, 42G, and 42B is formed for each pixel region P. For example, it is preferable to adopt a laminated structure as shown in FIG. FIG. 44 shows a state in which the plurality of pixel regions P in which the resin CF layers 42R, 42G, and 42B are formed are viewed in the normal direction of the substrate surface of the
図44第(B)行の例示は、最も可視光透過率が高い緑色の樹脂CF層42Gが、両隣りの画素のTFT2上を覆うように張り出したT字状(あるいは十字状)パターンを有している。これにより赤色及び青色の画素領域PのTFT2上は緑色の樹脂CF層42Gが重なった2層積層構造になるため、より遮光能力を向上させることができる。
In the example of the row (B) of FIG. 44, the green
図44第(C)行の例示は、最も可視光透過率が高い緑色の樹脂CF層42Gが、TFT2上を覆うよう行方向全体に張り出したパターンを有している。これにより赤色及び青色の画素領域PのTFT2上は緑色の樹脂CF層42Gが重なった2層積層構造になるため、より遮光能力を向上させることができる。
The example of the (C) row in FIG. 44 has a pattern in which the green
遮光機能に関し、NB(ノーマリブラック)モードのLCDでは外光の問題はあまり重要でなく、画素とバスラインとを重ねなくても画素配線間は電界が印加されないため黒表示となるので、コントラストの低下はほとんど生じない。しかしながら、TFT2上方はフォトコンダクティビティの影響を防ぐため最低限の遮光が必要となる。実験の結果R、G、Bの三色を樹脂CF層42で実現する場合、最も可視光透過率の高いG(緑)の樹脂CF層42Gであっても1層のみで十分にフォトコンダクティビティに対する遮光効果があることが判明している。
With respect to the light shielding function, the problem of external light is not so important for LCDs in NB (normally black) mode, and an electric field is not applied between pixel wirings without overlapping pixels and bus lines, resulting in black display. There is almost no drop in. However, a minimum light shielding is necessary above the
従って、最も可視光透過率が高い緑色の樹脂CF層42Gで隣接画素に張り出した┣状(ト字状)パターンやT字状あるいは十字状パターンを形成し、当該パターンの上下層には他の樹脂CF層42Rや42Bを形成しない樹脂CF層42Gだけの単層構成の遮光層にすることもできる。この場合の遮光用樹脂CF層42G単層パターンは、基板面法線方向に見て、ゲートバスライン6近傍必要領域だけを覆い、画素領域内の樹脂CF層42Rや42Bの形成領域を侵食しないように形成することが望ましい。
以上に鑑み遮光機能を満たすべくTFT2上を選択的に樹脂CF層42により遮光すればよい。
Accordingly, a green
In view of the above, the
このような樹脂CF層の積層構造における色樹脂の形成順序は任意であり、本例ではR、G、Bの順に形成している。しかしながら、樹脂CFが液晶層やTFT2に対して汚染等の悪影響を及ぼす可能性を考慮する必要があり、この観点からTFT2に直接接触する樹脂CF層には、樹脂CF層42R、42G、42Bのうち最も体積抵抗の大きい材料で形成されて樹脂CF層を用いることが望ましい。望ましい抵抗率としては1016Ω・cm以上であり、好適には2.0×1016〜2.2×1016Ω・cm以上である。
The order in which the color resins are formed in such a laminated structure of the resin CF layers is arbitrary, and in this example, they are formed in the order of R, G, and B. However, it is necessary to consider the possibility that the resin CF may adversely affect the liquid crystal layer and the
樹脂CF層42R、42G、42Bが形成されたら、続いて、TFT2のソース電極30上層の樹脂CF層42R、42G、42Bにコンタクトホール46を開口する(図16参照)。同様に、蓄積容量電極38上の樹脂CF層42R、42G、42Bにコンタクトホール48を開口する(図23参照)。
After the resin CF layers 42R, 42G, and 42B are formed, contact holes 46 are opened in the resin CF layers 42R, 42G, and 42B on the upper layer of the
次に、図17及び図24に示すようにOC層44を形成する。樹脂CF層の形成と同様にして、OC樹脂をスピンコータやスリットコータ等を用いてガラス基板3上全面に塗布し、140℃以下の温度で加熱処理する。使用するOC樹脂は、ネガ型の感光性を有するアクリル系樹脂である。次いで、大型マスクを用いて近接露光し、KOHなどのアルカリ現像液を用いて現像することによりOC層44が形成される。
Next, as shown in FIGS. 17 and 24, an
パターニングされたOC層44は、図34に示すように、ゲート端子端子形成領域51の電極繋ぎ換え領域52cで開口されており、底部に絶縁膜32が露出している。
As shown in FIG. 34, the patterned
また、OC層44は、隣接するゲート端子52間において、電極繋ぎ換え領域52c側の第1の端子電極52a端面にほぼ一致するように端面が形成されている。さらに、当該OC層44端面のほぼ中方部から突出して、ガラス基板3の基板面に平行な断面形状が例えば鋭角の頂角を有する三角形形状にパターニングされた突起60が形成される。
The
同様に、ドレイン端子形成領域53のOC層44は、図43に示すように、電極繋ぎ換え領域54cで開口されており、第1の端子電極54a表面が露出している。
Similarly, as shown in FIG. 43, the
また、OC層44は、隣接するドレイン端子54間において、電極繋ぎ換え領域54c側の第1の端子電極54a端面にほぼ一致するように端面が形成されている。さらに、当該OC層44端面のほぼ中方部から突出して、ガラス基板3の基板面に平行な断面形状が例えば鋭角の頂角を有する三角形形状にパターニングされた突起60が形成されている。
The
突起60は、OC層44をマスクとしたエッチングプロセスにおいて、ゲート端子52間やドレイン端子54間のように、上部配線となる第2の端子電極52b、54bのパターニングにおいてそれらの残渣が短絡不良となるような場合において有効に機能する。OC層44をマスクとする場合だけでなくポジ/ネガ型何れのレジストのレジストパターンをマスクとしたエッチングプロセスにおいて、突起60の形状効果により先端部ほど段差形状が緩和されるため、上部配線の残渣発生を抑制するのに突起60は効果を発揮する。
In the etching process using the
さらに、OC層44のパターニングで額縁領域56上のOC層44は剥離除去されており、額縁領域56にはOC層44は存在しない(図50参照)。表示領域外周部の額縁領域56に対しては、バックライトユニット22からの光が強力なため、樹脂CF層42の積層により最低2色以上での遮光が必要であることが実験の結果から明らかとなっている。このため、額縁領域56に積層構造の樹脂CF層42を形成して、さらにOC層44を積層してしまうと表示領域50と額縁領域56の高さが異なってしまい液晶のセル厚に影響が生じてしまうという問題が発生する。
Further, the
従って、基本的に樹脂CF層42が1層の表示領域50と2層以上の額縁領域との高さを同じにするためには、表示領域50の樹脂CF層42+OC層44に対して、額縁領域56を樹脂CF層42の2層構造あるいはそれより少し高い程度の構造にすればよい。
Therefore, basically, in order for the resin CF layer 42 to have the same height in the
またさらに、OC層44のパターニングにおいて、TFT2のソース電極30上層の樹脂CF層42に形成されたコンタクトホール46に位置合わせしてOC層44にもコンタクトホール46が形成される(図17参照)。同様に、蓄積容量電極38上層の樹脂CF層42に形成されたコンタクトホール48に位置合わせしてOC層44にもコンタクトホール48が形成される(図24参照)。
Further, in the patterning of the
続いて、OC層44をマスクとしてフッ素系ガスを用いたドライエッチングにより下層の絶縁膜32を除去する。このエッチングにより、図5に示すゲート端子52の第2の端子電極52bの形成領域(電極繋ぎ換え領域52cを含む)と、ドレイン端子54の第2の端子電極54bの形成領域の絶縁膜32が除去される。
Subsequently, the underlying insulating
この絶縁膜32のエッチングの際、額縁領域56はエッチングプロセスに晒されるため膜減りが生じる。樹脂CF層42を用いている場合には、概ねどの色においても1層分の膜厚の減少が生じる。これにより、樹脂CF層3層を積層した額縁領域は、ほぼ樹脂CF層2層積層の厚さに減少する(図50参照)。
When the insulating
また、コンタクトホール46、48下方のソース電極30及び蓄積容量電極38の金属層62を構成するTi(あるいはMo)はフッ素系ガスに対する耐性が低いため一部、主に中央部側からAlが剥き出しになるが、周辺部にはTi(あるいはMo)が残存するため、その後の画素電極10との接続は問題ない。同様に、ゲート端子形成領域51の電極繋ぎ換え領域52bの第1の端子電極52b及びドレイン端子形成領域54の電極繋ぎ換え領域54bの第1の端子電極54bの金属層Ti(あるいはMo)もフッ素系ガスに対する耐性が低いため一部、主に中央部側からAlが剥き出しになるが、周辺部にはTi(あるいはMo)が残存するため、その後の第2の端子電極52b、54bとの各接続に問題は生じない。
上記エッチングプロセスが終了したら、200〜230℃の範囲内で熱処理を行う。
Further, Ti (or Mo) constituting the
When the etching process is completed, heat treatment is performed within a range of 200 to 230 ° C.
続いて、透明酸化物導電材料であるITO(インジウム・ティン・オキサイド)からなる画素電極10形成用のITO膜(厚さ70nm)をスパッタリング等の薄膜形成方法により基板上全面に形成した後、所定パターンのレジストマスクを形成してシュウ酸系エッチャントを用いたウエットエッチングにより、コンタクトホール46、48を介してソース電極30及び蓄積容量電極48と電気的に接続された画素電極10を形成する(図18及び図25参照)。また、同時に、図5及び図8に示すように、ゲート端子形成領域51に第1の端子電極52aと電極繋ぎ換え領域52bで接続される第2の端子電極52bをパターニングし、図5及び図11に示すように、ドレイン端子形成領域54に第1の端子電極54aと電極繋ぎ換え領域54bで接続される第2の端子電極54bをパターニングする。この後、150〜230℃の範囲内、好ましくは200℃で熱処理をする。
Subsequently, an ITO film (
また、同時に、図50に示すように、額縁領域56のOC層44が形成されていない領域に露出している樹脂CF層42を覆うように保護膜70をパターニングする。
At the same time, as shown in FIG. 50, the
図45は、コンタクトホール46近傍の変形例を示している。図45に示すように、樹脂CF層42を形成した後、予め樹脂CF層42に広めのコンタクトホール46’を形成しておく。そして、OC層44を成膜してコンタクトホール46を開口する際、コンタクトホール46’内壁にOC層44を残存させるようにする。こうすることにより、コンタクトホール46内壁においても、樹脂CF層42をOC層44で覆うことができる。
FIG. 45 shows a modification near the
また、本実施の形態において、図3に幅αで示すコンタクトホール46エッジからゲートバスライン6までの基板面方向の距離は、画素領域の大きさが縦300μ横100μm程度である場合、6μm以上離されていることが重要である。
Further, in this embodiment, the distance in the substrate surface direction from the edge of the
このような、コンタクトホール46内壁にOC層44を残存させ、且つ幅αを6μm以上取ることにより、プロセス上においてコンタクトホール46に熱膨張率の違いによるストレスからのクラック(ひび割れ)等が発生する可能性を極めて低く抑えることができるようになる。
When the
OC層44上に画素電極10を配置する場合、上記のように熱膨張率の違いからクラック不良が発生しやすくなるが、平坦部ではなくコンタクトホール等の段差を有する部位付近で特徴的に発生する。従ってOC層44とコンタクトホールの関係は重要であり、画素領域の平坦部の距離や面積とコンタクトホールを形成する樹脂層の膜厚・穴径およびコンタクトホールのテーパ長の関係を調整することにより上記不良を改善できる。好ましくは、OC層44の膜厚と画素端部の距離の関係を2.5倍以上とすること、コンタクトホール端のテーパ部の距離を膜厚の1.5倍以上あるいは、角度を45°以下とする。
When the
また、図3に示すように、本実施形態による画素領域の画素電極10は、TFT2のソース電極30及び蓄積容量電極38を除き、基板面法線方向に見て、ゲートバスライン6やドレインバスライン8等の下部電極配線と重ならない構造となっている。このため、クロストークの発生も十分抑制することができ、優れた表示品質を得ることができる。
Further, as shown in FIG. 3, the
以上により、本実施の形態による液晶表示装置用基板(TFT基板1)が完成する。この後、パネル・ユニット工程を経て図1に示す液晶表示装置が完成する。本実施の形態による遮光機能をより効果的に機能させるにはノーマリブラック(NB)モードを採用するのが好ましく、さらに好ましくはMVAに代表される垂直配向のネガ型液晶を用いるのが好適である。 Thus, the liquid crystal display substrate (TFT substrate 1) according to the present embodiment is completed. Thereafter, the liquid crystal display device shown in FIG. 1 is completed through a panel unit process. In order to make the light shielding function according to the present embodiment function more effectively, it is preferable to adopt a normally black (NB) mode, and it is more preferable to use a vertically aligned negative type liquid crystal represented by MVA. is there.
上記構成及びその製造方法を用いた本実施の形態によれば、外部接続端子は、酸化導電材料からなる第2の端子電極52b、54bがガラス基板3に密着良好に直接形成されるので、端子剥がれ等による隣り合う端子間での短絡不良を防ぐことができる。
According to the present embodiment using the above-described configuration and the manufacturing method thereof, the external connection terminals are directly formed on the
また、本実施の形態の遮光構造によれば、画素領域の全てのTFT2上に少なくとも緑色の樹脂CF層を形成することが可能なので、十分な遮光性能の遮光膜を形成することができる。さらに、額縁領域56には、2層構造の樹脂CF層42を形成することができるので、バックライトユニットからの光漏れに対して十分な遮光が可能となる。一方で、画素領域Pは1層の樹脂CF層42とOC層44の積層構造とすることができるので、2層構造の樹脂CF層42の膜厚と1層の樹脂CF層42とOC層44の積層構造の膜厚とを略同一に形成すれば、均一なセルギャップが得られる液晶表示装置用基板を実現することができる。
Further, according to the light shielding structure of the present embodiment, since at least the green resin CF layer can be formed on all the TFTs 2 in the pixel region, a light shielding film with sufficient light shielding performance can be formed. Furthermore, since the resin CF layer 42 having a two-layer structure can be formed in the
なお、パネル・ユニット工程において、ポリマーを用いて液晶分子にプレチルト角を付与する場合には、液晶封入後に対向基板4のコモン電極とTFT基板1の画素電極10との間に所定の電圧を印加しつつUV光を液晶に照射して液晶中のモノマーを重合させる。これにより、液晶分子に所定のプレチルト角を付与することができる。このとき、額縁領域56上にも電圧が印加されていると、モノマーの重合により額縁領域56上の液晶分子にもプレチルト角が付与されてしまい、NBモードの場合は液晶層による遮光性能が低下する。これを抑えるため、額縁領域56上の導電性の保護膜70をコモン電極に接続して額縁領域56上の液晶に電圧が印加されない状態を作り出すようにする。
このプレチルト角の付与時に蓄積容量バスライン12に印加される電圧はコモン電圧とは異なるため、額縁領域56上の保護膜70は蓄積容量バスライン12に対しては電気的に分離されているか、高抵抗接続になっていることが重要である。
In the panel unit process, when a pretilt angle is given to liquid crystal molecules using a polymer, a predetermined voltage is applied between the common electrode of the
Since the voltage applied to the storage
次に、本発明の第2の実施の形態による液晶表示装置用基板及びその製造方法及びそれを用いた液晶表示装置について図46乃至図48と図51及び図52を用いて説明する。本実施の形態では、TFT2と樹脂CF層42との間に層間絶縁膜としてSiN膜40が形成されている場合について説明する。なお、第1の実施の形態と同一の機能作用を奏する構成要素には同一の符号を付してその説明は省略する。
Next, a substrate for a liquid crystal display device according to a second embodiment of the present invention, a method for manufacturing the same, and a liquid crystal display device using the same will be described with reference to FIGS. 46 to 48, 51 and 52. FIG. In the present embodiment, a case where a
まず、第1の実施の形態による液晶表示装置用基板の製造方法におけるTFT2の製造工程を示す図12乃至図15と同様の工程を経てTFT2の原型が完成する。次いで、保護膜として無機絶縁膜のSiN膜40をプラズマCVDにより膜厚10〜150nm以下、好ましくは50nm程度形成する。
First, the prototype of
SiN膜40の好適な成膜条件および膜質条件は以下のとおりである。
成膜温度:ゲート絶縁膜(SiN膜)32>270℃≧SiN膜40
屈折率(R.I.):ゲート絶縁膜(SiN膜)32の屈折率が1.82〜1.92であるとき、SiN膜40の屈折率は、1.92を超えること
エッチングレート(E.R.):(SiN膜40)/(ゲート絶縁膜(SiN膜)32)≧0.7
Suitable film formation conditions and film quality conditions for the
Deposition temperature: gate insulating film (SiN film) 32> 270 ° C. ≧
Refractive index (RI): When the refractive index of the gate insulating film (SiN film) 32 is 1.82 to 1.92, the refractive index of the
次いで、色樹脂の形成工程に移るが、第1の実施の形態と同様であるのでその説明は省略する。続いて、OC層44を形成するが、第1の実施の形態と同様であるのでその説明は省略するが、OC層44、樹脂CF層42、及びSiN膜40のコンタクトホール46における大小関係は、図46に示すようになっている。すなわち、樹脂CF層42>SiN膜40>OC層44となり、樹脂CF層42はOC層44で覆われた構造となっている。こうすることにより色樹脂の汚染の影響を防ぐことが可能となる。
Next, the process proceeds to a color resin forming process, which is the same as in the first embodiment, and a description thereof will be omitted. Subsequently, the
本実施の形態による液晶表示装置用基板の特徴的構成を図46乃至図48に示す。図46乃至図48は、第1の実施の形態における図1、図8及び図11にそれぞれ対応している。図46乃至図48に示すように、TFT2と樹脂CF層42との間に色樹脂による汚染防止用としてSiN膜40が層間絶縁膜として形成されている。
A characteristic configuration of the substrate for a liquid crystal display device according to the present embodiment is shown in FIGS. 46 to 48 correspond to FIG. 1, FIG. 8, and FIG. 11 in the first embodiment, respectively. As shown in FIGS. 46 to 48, the
本実施の形態による液晶表示装置用基板によっても、第1の実施の形態と同様の効果を奏することができる。さらに、TFT2上に層間保護膜を配置することで色樹脂による汚染を防止できるので、色樹脂の選択の自由度を広げることができる。さらに、第1及び第2の実施の形態によるチャネル保護タイプ(ISI)のTFT構造だけでなく、より汚染の影響を受けやすいエッチバックタイプ(NSI)のTFT構造のTFT基板に用いても好適である。また、液晶層に対してもOC層44が色樹脂を覆っている構造であるので液晶への汚染を防ぐことが可能である。
The liquid crystal display device substrate according to the present embodiment can provide the same effects as those of the first embodiment. Furthermore, since the contamination by the color resin can be prevented by disposing the interlayer protective film on the
図51は、本実施の形態によるTFT基板1と対向基板4とを貼り合わせて液晶84を封止した状態であって、図3のA−A線とB−B線を通る線で切断した断面を示している。図51に示すように、本実施の形態によるCF−on−TFT構造のTFT基板1を用いると、対向基板4はガラス基板上にコモン電極80と配向膜(不図示)だけを形成すればよい。セルギャップはガラス製や樹脂製の球状スペーサ(ビーズ)82により得られる。図52は、球状スペーサ82に代えて、フォトリソグラフィ工程を用いて柱状スペーサ86を形成し、柱状スペーサ86により所定のセルギャップを得るようにしたLCDを示している。図52では、柱状スペーサ86は対向基板4側に形成されているが、TFT基板1側に形成してももちろんよい。なお、図51及び図52に示す構成は第1の実施の形態及び次に説明する第3の実施の形態にももちろん適用可能である。
51 shows a state in which the
次に、本発明の第3の実施の形態による液晶表示装置用基板及びその製造方法及びそれを用いた液晶表示装置について図49を用いて説明する。本実施の形態による液晶表示装置用基板は、第1及び第2の実施の形態で説明したTFT基板1に対し、図49に示すように、さらに位置ずれ確認用のバーニアパターンを追加した点に特徴を有している。
Next, a substrate for a liquid crystal display device according to a third embodiment of the present invention, a method for manufacturing the same, and a liquid crystal display device using the same will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 49, the liquid crystal display device substrate according to the present embodiment is further added to the
図49に示すように、位置ずれ確認用のバーニアパターンは、蓄積容量電極38を開口して形成された長方形状の第1開口パターン64と、画素電極10を開口して形成され、第1開口パターン内に収まる大きさの長方形状の第2開口パターン66と、樹脂CF層42を開口して形成され、第1及び第2開口パターン64、66を包含する大きさの長方形状の第3開口パターンとを有している。
As shown in FIG. 49, the vernier pattern for confirming misregistration is formed by opening a rectangular
こうすることにより、落射光学系を備えた寸法測定機のオートフォーカスエラーや、樹脂CF層42での落射光吸収をなくすことができ、画素電極10と下層メタルパターンとの重ね合せ測定を容易に正確に行うことができるようになる。また、OC層44とコンタクトホール46等の形成を別途行うようにすれば、位置ずれ確認用バーニアパターン上のOC層44を除去することも可能であり、検査装置のフォーカスズレを改善することができる。
By doing this, it is possible to eliminate the autofocus error of the dimension measuring machine equipped with the epi-illumination optical system and the epi-illumination absorption by the resin CF layer 42, and the overlay measurement between the
本発明は、上記実施の形態に限らず種々の変形が可能である。
例えば、上記実施の形態での例示に限らず、本発明は、配線金属の種類や構造、及び膜厚や形成方法、あるいはエッチング方法が異なっていてももちろん適用可能である。
The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made.
For example, the present invention is not limited to the examples in the above embodiment, and the present invention can be applied even if the type and structure of the wiring metal, the film thickness, the formation method, or the etching method are different.
また、上記実施の形態ではTFT2がISI型であるが、本発明はこれに限らず、NSIや正スタガ型、あるいはコプレナー型等にももちろん適用可能である。さらに本発明は、TFTのチャネルを形成する半導体をa−Siに代えてポリシリコン(P−Si)にしてももちろん適用可能である。また、絶縁膜の構成や絶縁性基板がガラス基板に代えてプラスチック基板であっても本発明はもちろん適用可能である。
また、上記実施の形態では、蓄積容量(CS)バスライン12が画素中央を横切るいわゆる独立CS方式の画素構造を例にとって説明しているが、本発明はこれに限らず、独立CS方式に代えて、次段のゲートバスラインを蓄積容量バスラインとして利用するいわゆるCSオンゲート方式の画素構造にももちろん適用可能である。
In the above embodiment, the
In the above embodiment, a so-called independent CS type pixel structure in which the storage capacitor (CS)
以上説明した実施の形態による液晶表示装置及びその欠陥修復方法は、以下のようにまとめられる。
(付記1)
対向配置される対向基板とともに液晶を挟持する絶縁性基板と、
前記絶縁性基板上にマトリクス状に配列された複数の画素領域に形成された画素電極と、
前記画素電極とバスラインとに接続されたスイッチング素子と、
前記バスラインに電気的に接続された第1の端子電極と、前記画素電極の形成材料で前記絶縁性基板上に形成された第2の端子電極と、前記第1及び第2の端子電極を電気的に接続する電極繋ぎ換え領域とを備え、外部回路と前記バスラインとを電気的に接続する外部接続端子と
を有することを特徴とする液晶表示装置用基板。
The liquid crystal display device and the defect repair method thereof according to the embodiment described above can be summarized as follows.
(Appendix 1)
An insulating substrate sandwiching the liquid crystal together with the opposing substrate disposed oppositely;
Pixel electrodes formed in a plurality of pixel regions arranged in a matrix on the insulating substrate;
A switching element connected to the pixel electrode and the bus line;
A first terminal electrode electrically connected to the bus line; a second terminal electrode formed on the insulating substrate with a material for forming the pixel electrode; and the first and second terminal electrodes. A substrate for a liquid crystal display device, comprising: an electrode connection region for electrical connection, and an external connection terminal for electrically connecting an external circuit and the bus line.
(付記2)
付記1記載の液晶表示装置用基板において、
前記スイッチング素子と前記画素電極との間に形成された絶縁性樹脂材料からなるオーバーコート層をさらに有し、
前記オーバーコート層は、少なくとも前記第2の端子電極と前記絶縁性基板との間に形成されていないこと
を特徴とする液晶表示装置用基板。
(Appendix 2)
In the substrate for a liquid crystal display device according to
An overcoat layer made of an insulating resin material formed between the switching element and the pixel electrode;
The substrate for a liquid crystal display device, wherein the overcoat layer is not formed at least between the second terminal electrode and the insulating substrate.
(付記3)
付記2記載の液晶表示装置用基板において、
前記オーバーコート層は、前記電極繋ぎ換え領域近傍に突起を有していること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
(Appendix 3)
In the substrate for a liquid crystal display device according to
The substrate for a liquid crystal display device, wherein the overcoat layer has a protrusion in the vicinity of the electrode switching region.
(付記4)
対向配置される対向基板とともに液晶を挟持する絶縁性基板と、
前記絶縁性基板上にマトリクス状に配列されてスイッチング素子と樹脂カラーフィルタ層と画素電極とがこの順に形成された複数の画素領域からなる表示領域と、
前記表示領域外周囲に前記樹脂カラーフィルタ層を積層して形成した遮光層を備えた額縁領域と、
前記表示領域の前記樹脂カラーフィルタ層と前記画素電極との間に形成された絶縁性樹脂材料からなるオーバーコート層と
を有することを特徴とする液晶表示装置用基板。
(Appendix 4)
An insulating substrate sandwiching the liquid crystal together with the opposing substrate disposed oppositely;
A display region comprising a plurality of pixel regions arranged in a matrix on the insulating substrate and having switching elements, resin color filter layers, and pixel electrodes formed in this order;
A frame region provided with a light shielding layer formed by laminating the resin color filter layer around the display region;
A substrate for a liquid crystal display device, comprising: an overcoat layer made of an insulating resin material formed between the resin color filter layer in the display region and the pixel electrode.
(付記5)
対向配置される対向基板とともに液晶を挟持する絶縁性基板と、
前記絶縁性基板上にマトリクス状に配列され、スイッチング素子が形成された複数の画素領域と、
前記スイッチング素子上方を覆って前記画素領域上に形成される少なくとも1層の樹脂カラーフィルタ層と
を有することを特徴とする液晶表示装置用基板。
(Appendix 5)
An insulating substrate sandwiching the liquid crystal together with the opposing substrate disposed oppositely;
A plurality of pixel regions arranged in a matrix on the insulating substrate and having switching elements formed thereon;
A liquid crystal display substrate, comprising: at least one resin color filter layer formed on the pixel region so as to cover the switching element.
(付記6)
付記5記載の液晶表示装置用基板において、
前記樹脂カラーフィルタ層は、前記スイッチング素子上方で、複数色の層が積層されていること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
(Appendix 6)
In the substrate for a liquid crystal display device according to appendix 5,
A substrate for a liquid crystal display device, wherein the resin color filter layer has a plurality of color layers stacked above the switching element.
(付記7)
付記5又は6に記載の液晶表示装置用基板において、
前記複数色の樹脂カラーフィルタ層のうち少なくとも1層は、基板面法線方向に見て、隣接する画素の前記スイッチング素子上を覆うように張り出したT字状パターン又は┣状(ト字状)パターンを有していること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
(Appendix 7)
In the substrate for a liquid crystal display device according to
At least one layer of the resin color filter layers of the plurality of colors is a T-shaped pattern or a ridge shape (truncated shape) protruding so as to cover the switching elements of adjacent pixels when viewed in the normal direction of the substrate surface. A substrate for a liquid crystal display device, characterized by having a pattern.
(付記8)
付記6記載の液晶表示装置用基板において、
前記スイッチング素子に直接接触する前記樹脂カラーフィルタ層は、前記複数色の樹脂カラーフィルタ層のうちで最も体積抵抗の大きい材料で形成されていること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
(Appendix 8)
In the substrate for liquid crystal display device according to
The substrate for a liquid crystal display device, wherein the resin color filter layer in direct contact with the switching element is formed of a material having the largest volume resistance among the resin color filter layers of the plurality of colors.
(付記9)
付記8記載の液晶表示装置用基板において、
前記スイッチング素子に直接接触する前記樹脂カラーフィルタ層は、前記体積抵抗が、2.0×1016乃至2.2×1016Ω・cm又はそれ以上であること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
(Appendix 9)
In the substrate for liquid crystal display device according to
The resin color filter layer in direct contact with the switching element has a volume resistance of 2.0 × 10 16 to 2.2 × 10 16 Ω · cm or more. .
(付記10)
付記5乃至9のいずれか1項に記載の液晶表示装置用基板において、
前記スイッチング素子と前記樹脂カラーフィルタ層との間にSiNの層間絶縁膜が設けられていること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
(Appendix 10)
The substrate for a liquid crystal display device according to any one of appendices 5 to 9,
A substrate for a liquid crystal display device, wherein a SiN interlayer insulating film is provided between the switching element and the resin color filter layer.
(付記11)
付記10記載の液晶表示装置用基板において、
前記層間絶縁膜の屈折率は、前記スイッチング素子のゲート絶縁膜の屈折率が1.82〜1.92であるとき、1.92を超えていること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
(Appendix 11)
In the substrate for a liquid crystal display device according to
The substrate for a liquid crystal display device, wherein the refractive index of the interlayer insulating film exceeds 1.92 when the refractive index of the gate insulating film of the switching element is 1.82 to 1.92.
(付記12)
付記10又は11に記載の液晶表示装置用基板において、
前記層間絶縁膜の膜厚は、10nm以上150nm以下であること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
(Appendix 12)
In the substrate for a liquid crystal display device according to
The interlayer insulating film has a thickness of 10 nm to 150 nm.
(付記13)
付記10乃至12のいずれか1項に記載の液晶表示装置用基板において、
前記層間絶縁膜のパターニング時のエッチングレートは、
(前記層間絶縁膜のエッチング時間)/(前記ゲート絶縁膜のエッチング時間)≧0.7
であること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
(Appendix 13)
The substrate for a liquid crystal display device according to any one of
Etching rate at the time of patterning of the interlayer insulating film,
(Etching time of the interlayer insulating film) / (etching time of the gate insulating film) ≧ 0.7
A substrate for a liquid crystal display device.
(付記14)
対向配置される対向基板とともに液晶を挟持する絶縁性基板と、
前記絶縁性基板上にマトリクス状に配列された複数の画素領域に形成された樹脂カラーフィルタ層と、
前記樹脂カラーフィルタ層の上層に形成された画素電極と、
前記樹脂カラーフィルタ層の下方に形成され、前記画素電極と接続された蓄積容量電極と、
前記蓄積容量電極に開口した第1開口パターンと、前記第1開口パターン上方で前記画素電極に開口され、前記第1開口パターンに内包される大きさの第2開口パターンと、前記樹脂カラーフィルタ層に前記第1開口パターンを内包する位置及び大きさに開口された第3開口パターンとを備えた位置ずれ確認用バーニアパターンと
を有することを特徴とする液晶表示装置用基板。
(Appendix 14)
An insulating substrate sandwiching the liquid crystal together with the opposing substrate disposed oppositely;
A resin color filter layer formed in a plurality of pixel regions arranged in a matrix on the insulating substrate;
A pixel electrode formed in an upper layer of the resin color filter layer;
A storage capacitor electrode formed under the resin color filter layer and connected to the pixel electrode;
A first opening pattern that opens to the storage capacitor electrode; a second opening pattern that opens to the pixel electrode above the first opening pattern and is included in the first opening pattern; and the resin color filter layer And a misregistration confirmation vernier pattern provided with a third opening pattern opened to a position and size including the first opening pattern.
(付記15)
対向配置される対向基板とともに液晶を挟持する絶縁性基板と、
前記絶縁性基板上にマトリクス状に配列されて、スイッチング素子と、シリコン窒化膜と、樹脂カラーフィルタ層と、画素電極とがこの順に形成された複数の画素領域からなる表示領域と、
前記表示領域の前記樹脂カラーフィルタ層と前記画素電極との間に形成された絶縁性樹脂材料からなるオーバーコート層と、
開口面積が、前記樹脂カラーフィルタ層>前記シリコン窒化膜>前記オーバーコート層となるように前記スイッチング素子上に開口されたコンタクトホールと
を有することを特徴とする液晶表示装置用基板。
(Appendix 15)
An insulating substrate sandwiching the liquid crystal together with the opposing substrate disposed oppositely;
A display region composed of a plurality of pixel regions arranged in a matrix on the insulating substrate, wherein switching elements, silicon nitride films, resin color filter layers, and pixel electrodes are formed in this order;
An overcoat layer made of an insulating resin material formed between the resin color filter layer and the pixel electrode in the display region;
A substrate for a liquid crystal display device comprising: a contact hole opened on the switching element such that an opening area is the resin color filter layer> the silicon nitride film> the overcoat layer.
(付記16)
対向配置される対向基板とともに液晶を挟持する絶縁性基板と、
前記絶縁性基板上にマトリクス状に配列されて、スイッチング素子と、シリコン窒化膜と、樹脂カラーフィルタ層と、画素電極とがこの順に形成された複数の画素領域からなる表示領域と、
前記表示領域の前記樹脂カラーフィルタ層と前記画素電極との間に形成された絶縁性樹脂材料からなるオーバーコート層と、
開口面積が、前記オーバーコート層>前記樹脂カラーフィルタ層>前記シリコン窒化膜となるように前記スイッチング素子上に開口されたコンタクトホールと
を有することを特徴とする液晶表示装置用基板。
(Appendix 16)
An insulating substrate sandwiching the liquid crystal together with the opposing substrate disposed oppositely;
A display region composed of a plurality of pixel regions arranged in a matrix on the insulating substrate, wherein switching elements, silicon nitride films, resin color filter layers, and pixel electrodes are formed in this order;
An overcoat layer made of an insulating resin material formed between the resin color filter layer and the pixel electrode in the display region;
A substrate for a liquid crystal display device comprising: a contact hole opened on the switching element so that an opening area is the overcoat layer> the resin color filter layer> the silicon nitride film.
(付記17)
付記15又は16に記載の液晶表示装置用基板において、
前記コンタクトホール端と前記画素領域端部との最短距離は、6μm以上であること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
(Appendix 17)
In the substrate for liquid crystal display device according to
The shortest distance between the end of the contact hole and the end of the pixel region is 6 μm or more.
(付記18)
付記15乃至17のいずれか1項に記載の液晶表示装置用基板において、
前記コンタクトホールは、テーパ部の距離が前記オーバーコート層の膜厚の1.5倍以上、又はテーパ角度が45°以下であること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
(Appendix 18)
The substrate for a liquid crystal display device according to any one of appendices 15 to 17,
The contact hole has a taper portion distance of 1.5 times or more the film thickness of the overcoat layer, or a taper angle of 45 ° or less.
(付記19)
付記15乃至17のいずれか1項に記載の液晶表示装置用基板において、
前記コンタクトホール端と前記画素領域端部との最短距離は、前記オーバーコート層の膜厚の2.5倍以上であること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
(Appendix 19)
The substrate for a liquid crystal display device according to any one of appendices 15 to 17,
The shortest distance between the contact hole end and the pixel region end is at least 2.5 times the film thickness of the overcoat layer.
(付記20)
対向配置される対向基板とともに液晶を挟持する絶縁性基板と、
前記絶縁性基板上にマトリクス状に配列されてスイッチング素子と樹脂カラーフィルタ層と画素電極とがこの順に形成された複数の画素領域からなる表示領域と、
前記表示領域外周囲に前記樹脂カラーフィルタ層を積層して形成した遮光層と
、前記画素電極の形成材料で形成され前記遮光層の前記カラーフィルタ層上層を
覆う保護膜とを備えた額縁領域と
を有することを特徴とする液晶表示装置用基板。
(Appendix 20)
An insulating substrate sandwiching the liquid crystal together with the opposing substrate disposed oppositely;
A display region comprising a plurality of pixel regions arranged in a matrix on the insulating substrate and having switching elements, resin color filter layers, and pixel electrodes formed in this order;
A frame region comprising: a light shielding layer formed by laminating the resin color filter layer around the outer periphery of the display region; and a protective film formed of a material for forming the pixel electrode and covering the color filter layer upper layer of the light shielding layer; A substrate for a liquid crystal display device, comprising:
(付記21)
付記20記載の液晶表示装置用基板において、
前記保護膜は、前記対向基板に配置されたコモン電極と電気的に接続されること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
(Appendix 21)
In the substrate for a liquid crystal display device according to
The substrate for a liquid crystal display device, wherein the protective film is electrically connected to a common electrode disposed on the counter substrate.
(付記22)
付記20記載の液晶表示装置用基板において、
前記保護膜は、前記画素領域に設けられた蓄積容量を構成する蓄積容量配線に対して絶縁され、あるいは高抵抗で接続されること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
(Appendix 22)
In the substrate for a liquid crystal display device according to
The substrate for a liquid crystal display device, wherein the protective film is insulated or connected with a high resistance to a storage capacitor wiring constituting a storage capacitor provided in the pixel region.
(付記23)
一対の基板と、前記一対の基板間に封入された液晶とを有する液晶表示装置であって、
前記基板の一方に、付記1乃至22のいずれか1項に記載の液晶表示装置用基板を用いること
を特徴とする液晶表示装置。
(Appendix 23)
A liquid crystal display device having a pair of substrates and a liquid crystal sealed between the pair of substrates,
23. A liquid crystal display device, wherein the substrate for a liquid crystal display device according to any one of
(付記24)
付記23記載の液晶表示装置において、
前記液晶は、液晶分子にプレチルト角を付与するポリマーを含んでいること
を特徴とする液晶表示装置。
(Appendix 24)
In the liquid crystal display device according to attachment 23,
The liquid crystal display device, wherein the liquid crystal contains a polymer that imparts a pretilt angle to liquid crystal molecules.
1 TFT基板
2 TFT
3 ガラス基板
4 対向基板
4’ 対向基板4のエッジ
6 ゲートバスライン
8 ドレインバスライン
10 画素電極
12 蓄積容量バスライン
14 ゲートバスライン駆動回路
16 ドレインバスライン駆動回路
18 制御回路
20、24 偏光板
22 バックライトユニット
26 ドレイン電極
28 チャネル保護膜
30 ソース電極
32 ゲート絶縁膜
34 動作半導体層
36 オーミックコンタクト層
38 蓄積容量電極
40 SiN膜(層間絶縁膜)
42 樹脂CF層
44 OC層
46、48 コンタクトホール
50 表示領域
51 ゲート端子形成領域
52 ゲート端子
52a、54a 第1の端子電極
52b、54b 第2の端子電極
52c、54c 電極繋ぎ換え領域
53 ドレイン端子形成領域
54 ドレイン端子
56 額縁領域
58 メインシール
60 突起
62 金属層
64 第1開口パターン
66 第2開口パターン
68 第3開口パターン
70 保護膜
80 コモン電極
82 球状スペーサ
84 液晶
86 柱状スペーサ
1
3
42
Claims (9)
前記絶縁性基板上にマトリクス状に配列されてスイッチング素子と樹脂カラーフィルタ層と画素電極とがこの順に形成された複数の画素領域からなる表示領域と、
前記表示領域外周囲に前記樹脂カラーフィルタ層を積層して形成した遮光層を備えた額縁領域と、
前記表示領域の前記樹脂カラーフィルタ層と前記画素電極との間に形成された絶縁性樹脂材料からなるオーバーコート層と
を有することを特徴とする液晶表示装置用基板。 An insulating substrate sandwiching the liquid crystal together with the opposing substrate disposed oppositely;
A display region comprising a plurality of pixel regions arranged in a matrix on the insulating substrate and having switching elements, resin color filter layers, and pixel electrodes formed in this order;
A frame region provided with a light shielding layer formed by laminating the resin color filter layer around the display region;
A substrate for a liquid crystal display device, comprising: an overcoat layer made of an insulating resin material formed between the resin color filter layer in the display region and the pixel electrode.
前記絶縁性基板上にマトリクス状に配列され、スイッチング素子が形成された複数の画素領域と、
前記スイッチング素子上方を覆って前記画素領域上に形成される少なくとも1層の樹脂カラーフィルタ層と
を有することを特徴とする液晶表示装置用基板。 An insulating substrate sandwiching the liquid crystal together with the opposing substrate disposed oppositely;
A plurality of pixel regions arranged in a matrix on the insulating substrate and having switching elements formed thereon;
A liquid crystal display substrate, comprising: at least one resin color filter layer formed on the pixel region so as to cover the switching element.
前記複数色の樹脂カラーフィルタ層のうち少なくとも1層は、基板面法線方向に見て、隣接する画素の前記スイッチング素子上を覆うように張り出したT字状パターン又は┣状(ト字状)パターンを有していること
を特徴とする液晶表示装置用基板。 The substrate for a liquid crystal display device according to claim 2,
At least one layer of the resin color filter layers of the plurality of colors is a T-shaped pattern or a ridge shape (truncated shape) protruding so as to cover the switching elements of adjacent pixels when viewed in the normal direction of the substrate surface. A substrate for a liquid crystal display device, characterized by having a pattern.
前記絶縁性基板上にマトリクス状に配列された複数の画素領域に形成された樹脂カラーフィルタ層と、
前記樹脂カラーフィルタ層の上層に形成された画素電極と、
前記樹脂カラーフィルタ層の下方に形成され、前記画素電極と接続された蓄積容量電極と、
前記蓄積容量電極に開口した第1開口パターンと、前記第1開口パターン上方で前記画素電極に開口され、前記第1開口パターンに内包される大きさの第2開口パターンと、前記樹脂カラーフィルタ層に前記第1開口パターンを内包する位置及び大きさに開口された第3開口パターンとを備えた位置ずれ確認用バーニアパターンと
を有することを特徴とする液晶表示装置用基板。 An insulating substrate sandwiching the liquid crystal together with the opposing substrate disposed oppositely;
A resin color filter layer formed in a plurality of pixel regions arranged in a matrix on the insulating substrate;
A pixel electrode formed in an upper layer of the resin color filter layer;
A storage capacitor electrode formed under the resin color filter layer and connected to the pixel electrode;
A first opening pattern that opens to the storage capacitor electrode; a second opening pattern that opens to the pixel electrode above the first opening pattern and is included in the first opening pattern; and the resin color filter layer And a misregistration confirmation vernier pattern provided with a third opening pattern opened to a position and size including the first opening pattern.
前記絶縁性基板上にマトリクス状に配列されて、スイッチング素子と、シリコン窒化膜と、樹脂カラーフィルタ層と、画素電極とがこの順に形成された複数の画素領域からなる表示領域と、
前記表示領域の前記樹脂カラーフィルタ層と前記画素電極との間に形成された絶縁性樹脂材料からなるオーバーコート層と、
開口面積が、前記樹脂カラーフィルタ層>前記シリコン窒化膜>前記オーバーコート層となるように前記スイッチング素子上に開口されたコンタクトホールと
を有することを特徴とする液晶表示装置用基板。 An insulating substrate sandwiching the liquid crystal together with the opposing substrate disposed oppositely;
A display region composed of a plurality of pixel regions arranged in a matrix on the insulating substrate, wherein switching elements, silicon nitride films, resin color filter layers, and pixel electrodes are formed in this order;
An overcoat layer made of an insulating resin material formed between the resin color filter layer and the pixel electrode in the display region;
A substrate for a liquid crystal display device comprising: a contact hole opened on the switching element such that an opening area is the resin color filter layer> the silicon nitride film> the overcoat layer.
前記絶縁性基板上にマトリクス状に配列されて、スイッチング素子と、シリコン窒化膜と、樹脂カラーフィルタ層と、画素電極とがこの順に形成された複数の画素領域からなる表示領域と、
前記表示領域の前記樹脂カラーフィルタ層と前記画素電極との間に形成された絶縁性樹脂材料からなるオーバーコート層と、
開口面積が、前記オーバーコート層>前記樹脂カラーフィルタ層>前記シリコン窒化膜となるように前記スイッチング素子上に開口されたコンタクトホールと
を有することを特徴とする液晶表示装置用基板。 An insulating substrate sandwiching the liquid crystal together with the opposing substrate disposed oppositely;
A display region composed of a plurality of pixel regions arranged in a matrix on the insulating substrate, wherein switching elements, silicon nitride films, resin color filter layers, and pixel electrodes are formed in this order;
An overcoat layer made of an insulating resin material formed between the resin color filter layer and the pixel electrode in the display region;
A substrate for a liquid crystal display device comprising: a contact hole opened on the switching element so that an opening area is the overcoat layer> the resin color filter layer> the silicon nitride film.
前記絶縁性基板上にマトリクス状に配列されてスイッチング素子と樹脂カラーフィルタ層と画素電極とがこの順に形成された複数の画素領域からなる表示領域と、
前記表示領域外周囲に前記樹脂カラーフィルタ層を積層して形成した遮光層と、前記画素電極の形成材料で形成され前記遮光層の前記カラーフィルタ層上層を覆う保護膜とを備えた額縁領域と
を有することを特徴とする液晶表示装置用基板。 An insulating substrate sandwiching the liquid crystal together with the opposing substrate disposed oppositely;
A display region comprising a plurality of pixel regions arranged in a matrix on the insulating substrate and having switching elements, resin color filter layers, and pixel electrodes formed in this order;
A frame region comprising: a light shielding layer formed by laminating the resin color filter layer around the outer periphery of the display region; and a protective film formed of a material for forming the pixel electrode and covering the color filter layer upper layer of the light shielding layer; A substrate for a liquid crystal display device, comprising:
前記基板の一方に、請求項1乃至7のいずれか1項に記載の液晶表示装置用基板を用いること
を特徴とする液晶表示装置。 A liquid crystal display device having a pair of substrates and a liquid crystal sealed between the pair of substrates,
A liquid crystal display device comprising the substrate for a liquid crystal display device according to claim 1 as one of the substrates.
前記液晶は、液晶分子にプレチルト角を付与するポリマーを含んでいること
を特徴とする液晶表示装置。 The liquid crystal display device according to claim 8.
The liquid crystal display device, wherein the liquid crystal contains a polymer that imparts a pretilt angle to liquid crystal molecules.
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