JP2008256854A - 薄膜トランジスタアレイ基板、その製造方法および液晶表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】TFTアレイ基板において、各配線間のクロストークを低減する。
【解決手段】TFTアレイ基板は、透明基板上に配置され、ゲート電極4aが分岐して延在するゲート配線1と、下部絶縁膜を介してゲート電極4aの上方を覆う半導体層3と、半導体層3を介してゲート電極4aの上側にそれぞれ一部が重なりかつゲート配線1とは交差しないようにそれぞれ別個に配置されたソース/ドレイン電極4b,4cと、ソース/ドレイン電極4b,4cを覆う上部絶縁膜と、この上部絶縁膜の上側においてゲート配線1と交差する方向に配置され、ソース電極4bに接続された上部ソース配線8と、ドレイン電極4cに電気的に接続された透明な画素電極11とを備え、少なくともゲート配線1と上部ソース配線8とが交差する交差部21では、ゲート配線1と上部ソース配線8との間に上記上部絶縁膜が配置されている。
【選択図】図1
【解決手段】TFTアレイ基板は、透明基板上に配置され、ゲート電極4aが分岐して延在するゲート配線1と、下部絶縁膜を介してゲート電極4aの上方を覆う半導体層3と、半導体層3を介してゲート電極4aの上側にそれぞれ一部が重なりかつゲート配線1とは交差しないようにそれぞれ別個に配置されたソース/ドレイン電極4b,4cと、ソース/ドレイン電極4b,4cを覆う上部絶縁膜と、この上部絶縁膜の上側においてゲート配線1と交差する方向に配置され、ソース電極4bに接続された上部ソース配線8と、ドレイン電極4cに電気的に接続された透明な画素電極11とを備え、少なくともゲート配線1と上部ソース配線8とが交差する交差部21では、ゲート配線1と上部ソース配線8との間に上記上部絶縁膜が配置されている。
【選択図】図1
Description
本発明は、薄膜トランジスタアレイ基板、その製造方法および液晶表示装置に関するものである。
TFT(Thin Film Transistor)型液晶表示装置は、薄膜トランジスタアレイ基板(以下「TFTアレイ基板」ともいう。)とカラーフィルタ基板(以下「CF基板」ともいう。)との間に液晶が封入された構造となっている。TFT型液晶表示装置は、TFTアレイ基板側の各画素領域の画素電極とCF基板側の共通電極との間に印加される電界強度を制御することにより、各画素領域における液晶の配向状態を変えることによって光の透過率を変化させて画像を表示している。
このような従来技術に基づく液晶表示装置においては、TFTアレイ基板に、画像信号を供給するためのソース配線と、ゲート信号を伝達するためのゲート配線とが格子状に配置されている。ソース配線とゲート配線との交差部近傍には薄膜トランジスタ(以下、「TFT」という。)が配置されて、各画素領域に区画形成されている。一方、CF基板には、共通電極が形成され、各画素領域に対応してカラーフィルタ層(以下、「CF層」という。)が形成されている。各画素領域を区画するようにブラックマトリックス層(以下、「BM層」という。)が形成されている。また、TFTは、ソース配線に接続されたソース電極、ゲート配線に接続されたゲート電極、および画素電極に接続されたドレイン電極を有している。
このような液晶表示装置のTFTアレイ基板の部分平面図を図55に示す。このTFTアレイ基板は、格子状に配置されたゲート配線1およびソース配線18を備えている。ゲート配線1とソース配線18とに囲まれることによって各画素領域が区画されている。各画素領域に1枚ずつの画素電極11が形成されている。各画素電極11を個別かつ選択的に制御するためにゲート配線1とソース配線18との交差部近傍にはTFT4が設けられている。図55におけるLVI−LVI線、LVII−LVII線に関する矢視断面図を図56、図57にそれぞれ示す。
図55、図56に示すように、TFT4は、アモルファスシリコン(a−Si)からなる半導体層3を備えている。図56に示されるように、半導体層3は2層からなる。さらに、ゲート配線1、ソース配線18にそれぞれ電気的に接続されたゲート電極4a、ソース電極4bを備えている。さらに、画素電極11に電気的に接続されたドレイン電極4cを備えている。
さらに、図55、図57に示すように、各画素領域を横切るように補助容量共通配線12が配置されており、補助容量電極10が補助容量共通配線12との間で画素電圧保持用の補助容量を形成するように配置されている。ドレイン電極4cはドレイン配線19を介して補助容量電極10と電気的に接続されている。補助容量電極10、ドレイン配線19およびドレイン電極4cはソース配線18と同一の層で連続的に形成されている。ドレイン配線19はソース配線18から離れるように配置されている。
図55におけるLVIII−LVIII線に関する矢視断面図を図58に示す。配線同士の交差部20においては、図58に示すようにゲート配線1とソース配線18とが近接しているため、容量結合により互いの配線間同士で影響を与えてしまうクロストークが発生し、その影響で画素電極11への印加電圧の制御が正しく行なわれなくなり、光の透過率が所望の値から外れてしまう。
この問題に対して、たとえば特開平10−171369号公報(特許文献1)では、配線同士の交差部におけるソース配線の幅を局所的に狭くすることが行なわれている。特許文献1では、このことによる容量低減の効果が線抵抗増加による悪影響より大きく、容量と抵抗との積である時定数が小さくなると記載されている。
特開平10−171369号公報
しかしながら、特許文献1に記載の方法では、交差部における配線幅を小さくすることで、断線の発生による良品率低下の問題および抵抗の増加による信号の劣化の問題が生じる。また、抵抗を低く抑えるために交差部以外の部分における線幅を増加させると、画素の開口率を小さくしてしまうことになる。このため、液晶表示装置のTFTアレイ基板においては、上述のような配線抵抗の増加や開口率の低下が無く、各配線間のクロストークを低減して表示品位の低下を防ぐことが求められている。
一般的に、交差部におけるクロストークの大きさは交差部での容量が小さいほど低減される。交差部における配線間の容量Cは、配線間に厚さd1,d2,…,dn、誘電率ε1,ε2,…,εnの膜が存在するとして、交差部の面積をSとした場合、式(1)で表される。
C=S/(d1/ε1+d2/ε2+・・・+dn/εn) ‥‥‥‥‥‥(1)
このため、式(1)に従えば、配線間の絶縁膜を厚く、かつ誘電率を小さくし、さらには、交差部の面積を小さくすることにより、交差部の容量が小さくなり、クロストークが低減される。
このため、式(1)に従えば、配線間の絶縁膜を厚く、かつ誘電率を小さくし、さらには、交差部の面積を小さくすることにより、交差部の容量が小さくなり、クロストークが低減される。
しかしながら、配線間の絶縁膜を厚くすると上部配線と下部配線間の絶縁不良の危険性が高まる。また、配線間の絶縁膜の誘電率を下げるためにポーラス状の材質としたり、従来用いられている無機材料に比べて誘電率の低い有機高分子材料を用いたりすることが検討されているが、配線金属の拡散防止などの課題を解決する必要がある。
そこで、本発明では、上述のような配線抵抗の増加や接続不良の問題が無く、開口率を低下させることも無く、各配線間のクロストークを低減することができるTFTアレイ基板、その製造方法および液晶表示装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明に基づく薄膜トランジスタアレイ基板は、透明基板と、上記透明基板上に配置され、ゲート電極が分岐して延在するゲート配線と、上記ゲート配線を覆う下部絶縁膜と、上記下部絶縁膜を介して上記ゲート電極の上方を覆う半導体層と、上記半導体層を介して上記ゲート電極の上側にそれぞれ少なくとも一部が重なりかつ上記ゲート配線とは交差しないようにそれぞれ別個に配置されたソース電極およびドレイン電極と、上記ソース電極および上記ドレイン電極を覆う上部絶縁膜と、上記上部絶縁膜の上側において上記ゲート配線と交差する方向に配置され、上記ソース電極に接続された上部ソース配線と、上記ドレイン電極に電気的に接続された透明な画素電極とを備え、少なくとも上記ゲート配線と上記上部ソース配線とが交差する交差部では、上記ゲート配線と上記上部ソース配線との間に上記上部絶縁膜が配置されている。
本発明によれば、ゲート配線と上部ソース配線との間に上部絶縁膜が配置されているので、従来技術の構成に比べて、交差部における容量を小さくすることができ、その結果、従来技術に比べてクロストークを抑制したTFTアレイ基板とすることができる。
(実施の形態1)
(構成)
図1〜図4を参照して、本発明に基づく実施の形態1における薄膜トランジスタアレイ基板(TFTアレイ基板)について説明する。このTFTアレイ基板の1つの画素領域に注目した部分平面図を図1に示す。図1におけるII−II線、III−III線、IV−IV線に関する矢視断面図を図2、図3、図4にそれぞれ示す。
(構成)
図1〜図4を参照して、本発明に基づく実施の形態1における薄膜トランジスタアレイ基板(TFTアレイ基板)について説明する。このTFTアレイ基板の1つの画素領域に注目した部分平面図を図1に示す。図1におけるII−II線、III−III線、IV−IV線に関する矢視断面図を図2、図3、図4にそれぞれ示す。
このTFTアレイ基板101は、透明基板50と、透明基板50上に配置され、ゲート電極4aが分岐して延在するゲート配線1と、ゲート配線1を覆う下部絶縁膜2と、下部絶縁膜2を介してゲート電極4aの上方を覆う半導体層3と、半導体層3を介してゲート電極4aの上側にそれぞれ少なくとも一部が重なりかつゲート配線1とは交差しないようにそれぞれ別個に配置されたソース電極4bおよびドレイン電極4cと、ソース電極4bおよびドレイン電極4cを覆う上部絶縁膜6と、上部絶縁膜6の上側において前記ゲート配線1と交差する方向に配置され、ソース電極4bに接続された上部ソース配線8と、ドレイン電極4cに電気的に接続された透明な画素電極11とを備える。少なくともゲート配線1と上部ソース配線8とが交差する交差部21では、図4に示すようにゲート配線1と上部ソース配線8との間に上部絶縁膜6が配置されている。
ゲート電極4aは図1に示すようにゲート配線1から分岐して延在するものであるので、図2に示すように、ゲート電極4aも下部絶縁膜2で覆われている。半導体膜3、ソース電極4b、ドレイン電極4cは下部絶縁膜2の上側に接するように配置されている。ソース電極4bおよびドレイン電極4cを覆うように保護膜5が設けられている。上部絶縁膜6は保護膜5を介してソース電極4bおよびドレイン電極4cを覆うように配置されている。上部ソース配線8はコンタクトホール7を介してソース電極4bに接続されている。上部ソース配線8および上部絶縁膜6を上側から覆うようにオーバーコート膜9が形成されている。上部絶縁膜6がない領域すなわち上部絶縁膜6の開口部においては、保護膜5も開口しており、オーバーコート膜9は下部絶縁膜2を直接覆っている。したがって、オーバーコート膜9の上面は上部絶縁膜6の有無に起因して凹凸を有する。図2、図3に示すように、画素電極11はオーバーコート膜9の凹凸をなぞるようにオーバーコート膜9の上側に形成されている。
(製造方法)
さらに、図5〜図11を参照して、本実施の形態におけるTFTアレイ基板の製造方法について説明する。
さらに、図5〜図11を参照して、本実施の形態におけるTFTアレイ基板の製造方法について説明する。
(ゲート配線をパターン形成する工程)
この製造方法では、まず、図5に示すように、透明基板50上に、ゲート電極4aが分岐して延在するゲート配線1をパターン形成する工程を行なう。この工程は透明基板50としてのガラス基板の上にスパッタ法などによってアルミニウムなどの金属膜を成膜して、フォトリソグラフィを行なうことによって行なうことができる。図5の例では、ゲート配線1とは別個に平行に延在する補助容量共通配線12も同時にパターン形成している。
この製造方法では、まず、図5に示すように、透明基板50上に、ゲート電極4aが分岐して延在するゲート配線1をパターン形成する工程を行なう。この工程は透明基板50としてのガラス基板の上にスパッタ法などによってアルミニウムなどの金属膜を成膜して、フォトリソグラフィを行なうことによって行なうことができる。図5の例では、ゲート配線1とは別個に平行に延在する補助容量共通配線12も同時にパターン形成している。
(下部絶縁膜を形成する工程)
図6に示すように、ゲート配線1を覆うように下部絶縁膜2を形成する工程を行なう。下部絶縁膜2は窒化シリコンなどからなる膜であってよく、プラズマCVD法によって形成する。ここでは、下部絶縁膜2は、ゲート配線1を覆うように形成するものとして述べたが、図6の例では下部絶縁膜2はゲート配線1だけでなく補助容量共通配線12も覆うように形成している。
図6に示すように、ゲート配線1を覆うように下部絶縁膜2を形成する工程を行なう。下部絶縁膜2は窒化シリコンなどからなる膜であってよく、プラズマCVD法によって形成する。ここでは、下部絶縁膜2は、ゲート配線1を覆うように形成するものとして述べたが、図6の例では下部絶縁膜2はゲート配線1だけでなく補助容量共通配線12も覆うように形成している。
(半導体層をパターン形成する工程)
図7に示すように、下部絶縁膜2上のうちゲート電極4aの上方を覆う位置に半導体層3をパターン形成する工程を行なう。半導体層3はアモルファスシリコン層とn+型アモルファスシリコン層との積層構造とする。半導体層3はプラズマCVD法によって形成し、フォトリソグラフィ法によってパターニングする。
図7に示すように、下部絶縁膜2上のうちゲート電極4aの上方を覆う位置に半導体層3をパターン形成する工程を行なう。半導体層3はアモルファスシリコン層とn+型アモルファスシリコン層との積層構造とする。半導体層3はプラズマCVD法によって形成し、フォトリソグラフィ法によってパターニングする。
(電極等形成工程)
図8に示すように、ゲート電極4aの上側にそれぞれ少なくとも一部が重なりかつゲート配線1とは交差しないソース電極4bおよびドレイン電極4cを半導体層3上にそれぞれ別個に形成すると同時に、ドレイン電極4cと画素電極11とを接続するためのドレイン配線19を形成する電極等形成工程を行なう。ドレイン配線19の先には補助容量電極10も一体的につながっている。これらの配線や電極はアルミニウムなどの金属膜を成膜した後、フォトリソグラフィを行なうことによって形成する。ドレイン電極4cと画素電極11との間の接続には、ドレイン配線19だけでなく補助容量電極10も寄与している。補助容量電極10は下部絶縁膜2および半導体膜3を介して補助容量共通配線12との間でドレイン電圧保持用の補助容量を構成するような位置に形成する。
図8に示すように、ゲート電極4aの上側にそれぞれ少なくとも一部が重なりかつゲート配線1とは交差しないソース電極4bおよびドレイン電極4cを半導体層3上にそれぞれ別個に形成すると同時に、ドレイン電極4cと画素電極11とを接続するためのドレイン配線19を形成する電極等形成工程を行なう。ドレイン配線19の先には補助容量電極10も一体的につながっている。これらの配線や電極はアルミニウムなどの金属膜を成膜した後、フォトリソグラフィを行なうことによって形成する。ドレイン電極4cと画素電極11との間の接続には、ドレイン配線19だけでなく補助容量電極10も寄与している。補助容量電極10は下部絶縁膜2および半導体膜3を介して補助容量共通配線12との間でドレイン電圧保持用の補助容量を構成するような位置に形成する。
(保護膜を形成する工程)
この上に全面を覆うように、窒化シリコン、酸化シリコンなどからなる保護膜5を形成する(図示せず)。すなわち、下部絶縁膜2、ソース電極4b、ドレイン電極4c、補助容量電極10およびドレイン配線19を一括して覆うように保護膜5を形成する。
この上に全面を覆うように、窒化シリコン、酸化シリコンなどからなる保護膜5を形成する(図示せず)。すなわち、下部絶縁膜2、ソース電極4b、ドレイン電極4c、補助容量電極10およびドレイン配線19を一括して覆うように保護膜5を形成する。
(上部絶縁膜形成工程)
さらに、図9に示すように、ゲート配線1と上部ソース配線8の配置予定領域とが交差する交差部21を覆い、かつ、ソース電極4bおよびドレイン電極4cを覆うように、上部絶縁膜6をパターン形成する上部絶縁膜形成工程を行なう。上部絶縁膜6は、一旦全面を覆うように形成した後に不所望部分を除去することによって形成される。このとき、ソース電極4bのうち、コンタクトホール7が接続する領域においては保護膜5、上部絶縁膜6を開口させる。この結果、コンタクトホール7の底面にはソース電極4bが露出する。保護膜5と上部絶縁膜6とを同一材料にしてもかまわないが、TFT4を保護する保護膜としての機能、その後成膜されるソース配線とゲート配線との距離、膜厚および表面の平坦性などの関係を考慮すると、保護膜5と上部絶縁膜6とは互いに異なる材料を用いた方が好ましい。
さらに、図9に示すように、ゲート配線1と上部ソース配線8の配置予定領域とが交差する交差部21を覆い、かつ、ソース電極4bおよびドレイン電極4cを覆うように、上部絶縁膜6をパターン形成する上部絶縁膜形成工程を行なう。上部絶縁膜6は、一旦全面を覆うように形成した後に不所望部分を除去することによって形成される。このとき、ソース電極4bのうち、コンタクトホール7が接続する領域においては保護膜5、上部絶縁膜6を開口させる。この結果、コンタクトホール7の底面にはソース電極4bが露出する。保護膜5と上部絶縁膜6とを同一材料にしてもかまわないが、TFT4を保護する保護膜としての機能、その後成膜されるソース配線とゲート配線との距離、膜厚および表面の平坦性などの関係を考慮すると、保護膜5と上部絶縁膜6とは互いに異なる材料を用いた方が好ましい。
(上部ソース配線形成工程)
図10に示すように、上部絶縁膜6の上側において、ソース電極4bに接続された上部ソース配線8を、ゲート配線1と交差する方向に延在するようにパターン形成する上部ソース配線形成工程を行なう。上部ソース配線8はアルミニウムなどの金属膜により形成する。
図10に示すように、上部絶縁膜6の上側において、ソース電極4bに接続された上部ソース配線8を、ゲート配線1と交差する方向に延在するようにパターン形成する上部ソース配線形成工程を行なう。上部ソース配線8はアルミニウムなどの金属膜により形成する。
(オーバーコート膜を形成する工程)
上部ソース配線8の上を覆うようにオーバーコート膜9を形成する工程を行なう(図示せず)。これは表面を平坦化するための工程であり、オーバーコート膜9の材料となる感光性樹脂を塗布することによって行なう。
上部ソース配線8の上を覆うようにオーバーコート膜9を形成する工程を行なう(図示せず)。これは表面を平坦化するための工程であり、オーバーコート膜9の材料となる感光性樹脂を塗布することによって行なう。
(画素電極をパターン形成する工程)
この製造方法は、さらに図11に示すようにオーバーコート膜9の上に補助容量電極10に電気的に接続されるように透明な画素電極11をパターン形成する工程を含む。この工程のためにはまず、オーバーコート膜9にコンタクトホール14を形成する。コンタクトホール14の底面には補助容量電極10が露出する。その後、ITO、IZO、ZnOなどからなる透明導電膜をスパッタ法により形成し、フォトリソグラフィ法などでパターニングすることによって、補助容量電極10と電気的に接続された画素電極11を形成する。
この製造方法は、さらに図11に示すようにオーバーコート膜9の上に補助容量電極10に電気的に接続されるように透明な画素電極11をパターン形成する工程を含む。この工程のためにはまず、オーバーコート膜9にコンタクトホール14を形成する。コンタクトホール14の底面には補助容量電極10が露出する。その後、ITO、IZO、ZnOなどからなる透明導電膜をスパッタ法により形成し、フォトリソグラフィ法などでパターニングすることによって、補助容量電極10と電気的に接続された画素電極11を形成する。
ここまでの各工程を行なうことによって、図11に示す構造を得ることができる。図11に示す構造は、図1に示した構造と同一である。すなわち、図11にハッチングを付してわかりやすく示したものが図1である。
(作用・効果)
本実施の形態では、交差部21の断面が図4に示したようになる。本実施の形態では、ゲート配線1と上部ソース配線8との間に上部絶縁膜6が配置されているので、従来技術の構成に比べて、交差部における容量は小さくなる。したがって、従来技術に比べてクロストークを抑制したTFTアレイ基板とすることができる。保護膜5と上部絶縁膜6とは、同じ材料で形成しても異なる材料で形成してもよい。下部絶縁膜2、保護膜5、上部絶縁膜6の3層がいずれも同じ材料で同じ膜厚であるとすれば、交差部の容量は式(1)により、図58に示した従来技術の例と比べて1/3となる。
本実施の形態では、交差部21の断面が図4に示したようになる。本実施の形態では、ゲート配線1と上部ソース配線8との間に上部絶縁膜6が配置されているので、従来技術の構成に比べて、交差部における容量は小さくなる。したがって、従来技術に比べてクロストークを抑制したTFTアレイ基板とすることができる。保護膜5と上部絶縁膜6とは、同じ材料で形成しても異なる材料で形成してもよい。下部絶縁膜2、保護膜5、上部絶縁膜6の3層がいずれも同じ材料で同じ膜厚であるとすれば、交差部の容量は式(1)により、図58に示した従来技術の例と比べて1/3となる。
(実施の形態2)
(構成)
図12、図13を参照して、本発明に基づく実施の形態2におけるTFTアレイ基板について説明する。このTFTアレイ基板102を図12に示す。図12におけるXIII−XIII線に関する矢視断面図を図13に示す。
(構成)
図12、図13を参照して、本発明に基づく実施の形態2におけるTFTアレイ基板について説明する。このTFTアレイ基板102を図12に示す。図12におけるXIII−XIII線に関する矢視断面図を図13に示す。
このTFTアレイ基板102は、基本的に実施の形態1で説明したTFTアレイ基板101と同様であるが、下部ソース配線15を備えるという点で異なる。TFTアレイ基板102における下部ソース配線15は、ソース電極4bと電気的に接続され、上部ソース配線8より下側に配置されている。下部ソース配線15はゲート配線1とは上下方向に重なり合わないように配置されており、ソース電極4bと上部ソース配線8との間でとりうる電気的接続ルートのうち少なくとも1つは下部ソース配線15を経由している。上部ソース配線8と下部ソース配線15との間の電気的接続は1以上の箇所でコンタクトホール7によって行なわれている。
(製造方法)
さらに、図14を参照して、本実施の形態におけるTFTアレイ基板の製造方法について説明する。この製造方法は、実施の形態1で説明したTFTアレイ基板の製造方法と基本的に同様であるが、以下の点で異なる。すなわち、本実施の形態における製造方法では、実施の形態1で述べた電極等形成工程において、ソース電極4b、ドレイン電極4c、補助容量電極10およびドレイン配線19を形成するだけでなく、図14に示すように、ゲート配線1とは上下方向に重なり合わないように配置され、ソース電極4bと電気的に接続される下部ソース配線15も同時に形成する。
さらに、図14を参照して、本実施の形態におけるTFTアレイ基板の製造方法について説明する。この製造方法は、実施の形態1で説明したTFTアレイ基板の製造方法と基本的に同様であるが、以下の点で異なる。すなわち、本実施の形態における製造方法では、実施の形態1で述べた電極等形成工程において、ソース電極4b、ドレイン電極4c、補助容量電極10およびドレイン配線19を形成するだけでなく、図14に示すように、ゲート配線1とは上下方向に重なり合わないように配置され、ソース電極4bと電気的に接続される下部ソース配線15も同時に形成する。
本実施の形態における製造方法では、保護膜5および上部絶縁膜6にコンタクトホール7を形成する際にコンタクトホール7の底面にはソース電極4bまたは下部ソース配線15が露出するようにする。コンタクトホール7は1本の下部ソース配線15に対して2以上の箇所に設けることが好ましい。下部ソース配線15は全長にわたって等幅であってもよいが、図14に示した例のように、コンタクトホール7を受ける部位において局所的に幅が広くなっていれば、接続が確実となるので好ましい。上部ソース配線形成工程においては、コンタクトホール7を通じてソース電極4bまたは下部ソース配線15に接続するように上部ソース配線8を形成する。ソース電極4bと下部ソース配線15とは同一レイヤー内で連続しているので、ソース電極4bと上部ソース配線8との間でとりうる電気的接続ルートのうち少なくとも1つは下部ソース配線15を経由することとなる。ソース電極4bと下部ソース配線15とは連続した一体物の導電層として形成することが好ましいが、一体物でない別々の層として形成した場合であっても、何らかの方法で独自に電気的に接続されていればよい。
ここで述べた以外の工程については、実施の形態1で説明したものと同じである。
(作用・効果)
本実施の形態では、実施の形態1と同様にクロストークを抑制するという効果を得ることができる。しかも実施の形態1の構成に比べて下部ソース配線15を追加的に備えているので、上部ソース配線8とソース電極4bとの間の接続不良をより確実に防止することができる。接続不良をより確実に防止するためには、コンタクトホール7は1本の下部ソース配線15に対して2以上の箇所に設けることが好ましい。
(作用・効果)
本実施の形態では、実施の形態1と同様にクロストークを抑制するという効果を得ることができる。しかも実施の形態1の構成に比べて下部ソース配線15を追加的に備えているので、上部ソース配線8とソース電極4bとの間の接続不良をより確実に防止することができる。接続不良をより確実に防止するためには、コンタクトホール7は1本の下部ソース配線15に対して2以上の箇所に設けることが好ましい。
本実施の形態では、上部ソース配線8が一本筋の通ったメインの配線となっており、下部ソース配線15は追加的に設けられているに過ぎないため、仮に上部ソース配線8と下部ソース配線15との間でコンタクト不良があったとしても、そこで上部ソース配線8に沿って流れてきた各画素領域へのソース信号の伝達が完全に途絶えるわけではないので、コンタクト不良が表示映像に輝線、黒線などの大きな不良となって現れることは避けることができる。
(実施の形態3)
(構成)
本発明に基づく実施の形態3における薄膜トランジスタアレイ基板(TFTアレイ基板)について説明する。本実施の形態におけるTFTアレイ基板の構成は、基本的に実施の形態1で説明したものと同様であるが、本実施の形態では、保護膜5と上部絶縁膜6とで異なる材料を用いている。
(構成)
本発明に基づく実施の形態3における薄膜トランジスタアレイ基板(TFTアレイ基板)について説明する。本実施の形態におけるTFTアレイ基板の構成は、基本的に実施の形態1で説明したものと同様であるが、本実施の形態では、保護膜5と上部絶縁膜6とで異なる材料を用いている。
本実施の形態におけるTFTアレイ基板においては、保護膜5は窒化シリコンによってパターン形成されたものである。上部絶縁膜6は、有機系材料である感光性樹脂を一旦全面に塗布し、コンタクトホール7を形成するようにパターン露光して形成したものである。すなわち、本実施の形態では、上部絶縁膜6が感光性樹脂膜である。本実施の形態では、下部絶縁膜2および保護膜5が窒化シリコンからなり、上部絶縁膜6が感光性樹脂からなり、これら3層の厚みはいずれも等しくなっている。
なお、上部絶縁膜6は、感光性樹脂膜であるだけでなく、遮光性を有することが好ましい。上部絶縁膜6が遮光性を有すれば、TFTへの光入射によるノイズも低減できるからである。さらに、上部絶縁膜6が遮光性を有すれば、CF基板に形成していたBM層をTFTアレイ基板に形成するのと同じことになり、CF基板の製造コストが低減される。さらにTFTアレイ基板とCF基板との貼合せ不良も減らすことができる。したがって、液晶表示装置の製造コスト削減にもつながる。
(作用・効果)
一般的に、有機物よりなる樹脂は、無機物である窒化シリコンや酸化シリコンに比べて誘電率が小さいため、式(1)より、交差部の容量を小さくすることができる。下部絶縁膜2および保護膜5が窒化シリコンからなり、上部絶縁膜6が感光性樹脂からなる場合、これら3層の誘電率εは順におおよそε1=7,ε2=7,ε3=3である。これら3層の膜厚がd1=d2=d3とすべて同じである場合、
C=S/(1/7+1/7+1/3)=1/(13/21)=S×21/13
となる。一方、図58に示した従来の構成においては、
C=S/(1/7)=S×7
と見積もられ、本実施の形態では、交差部の容量は、従来の構成に比べて3/13倍と低減できることがわかる。
一般的に、有機物よりなる樹脂は、無機物である窒化シリコンや酸化シリコンに比べて誘電率が小さいため、式(1)より、交差部の容量を小さくすることができる。下部絶縁膜2および保護膜5が窒化シリコンからなり、上部絶縁膜6が感光性樹脂からなる場合、これら3層の誘電率εは順におおよそε1=7,ε2=7,ε3=3である。これら3層の膜厚がd1=d2=d3とすべて同じである場合、
C=S/(1/7+1/7+1/3)=1/(13/21)=S×21/13
となる。一方、図58に示した従来の構成においては、
C=S/(1/7)=S×7
と見積もられ、本実施の形態では、交差部の容量は、従来の構成に比べて3/13倍と低減できることがわかる。
本実施の形態におけるTFTアレイ基板の製造方法としては、上部絶縁膜形成工程では、上部絶縁膜6として感光性樹脂膜を形成することが好ましい。さらに、感光性樹脂膜として遮光性を有する膜を用いることが好ましい。
(実施の形態4)
(構成)
図15、図16を参照して、本発明に基づく実施の形態4における薄膜トランジスタアレイ基板(TFTアレイ基板)について説明する。このTFTアレイ基板103を図15に示す。図16は、図15におけるXVI−XVI線に関する矢視断面図である。本実施の形態におけるTFTアレイ基板103においては、ドレイン電極4cと画素電極11とをドレイン配線19が接続しており、上部絶縁膜6は、上部ソース配線8に沿って線状に延在する上部ソース配線平行延在部分を含み、ドレイン配線は、上部ソース配線平行延在部分に沿って配置された部分を含む。
(構成)
図15、図16を参照して、本発明に基づく実施の形態4における薄膜トランジスタアレイ基板(TFTアレイ基板)について説明する。このTFTアレイ基板103を図15に示す。図16は、図15におけるXVI−XVI線に関する矢視断面図である。本実施の形態におけるTFTアレイ基板103においては、ドレイン電極4cと画素電極11とをドレイン配線19が接続しており、上部絶縁膜6は、上部ソース配線8に沿って線状に延在する上部ソース配線平行延在部分を含み、ドレイン配線は、上部ソース配線平行延在部分に沿って配置された部分を含む。
(製造方法)
図17〜図31を参照して、本実施の形態におけるTFTアレイ基板の製造方法について説明する。この製造方法は、実施の形態1で説明したものと途中までは同じである。すなわち、半導体層をパターン形成する工程までは同じである。次に電極等形成工程を行なう。ドレイン配線19の形状が実施の形態1で説明したものと異なるが、金属膜を成膜した後にフォトリソグラフィを行なうという点は、実施の形態1で説明したものと同様である。
図17〜図31を参照して、本実施の形態におけるTFTアレイ基板の製造方法について説明する。この製造方法は、実施の形態1で説明したものと途中までは同じである。すなわち、半導体層をパターン形成する工程までは同じである。次に電極等形成工程を行なう。ドレイン配線19の形状が実施の形態1で説明したものと異なるが、金属膜を成膜した後にフォトリソグラフィを行なうという点は、実施の形態1で説明したものと同様である。
本実施の形態におけるTFTアレイ基板の製造方法においては、上部絶縁膜形成工程でマルチトーン露光を行なう。以下に詳しく説明する。
このTFTアレイ基板103の製造途中である電極等形成工程の直後の状態の部分平面図を図17に示す。この図17の配置において、さらに全面を保護膜5で覆い、さらに全面を感光性樹脂からなる上部絶縁膜6で覆った状態でのXVIII−XVIII線、XIX−XIX線、XX−XX線に関する矢視断面図をそれぞれ図18、図19、図20に示す。
上部絶縁膜6で覆った後の表面をプラズマ処理によって撥液化する。図18、図19、図20において上方から降り注ぐ矢印はプラズマ処理を表す。
その後、感光性樹脂である上部絶縁膜6に対して、図21、図22、図23に示すようにマスク71を用いて3階調の露光を行なう。図21〜図23は、図18〜図20にそれぞれ対応する部位が露光される様子を示している。ソース電極4bに対する接続部(図21参照)および画素部(図22参照)を領域Dとし、領域Dは全透過とする。上部ソース配線8の形成予定領域を領域Cとし、領域Cは半透過とする。その他の部分を領域Aとし、領域Aは不透過とする。こうして3階調の露光をおこない、図24、図25、図26に示すように上部絶縁膜6をパターニングする。図24〜図26は、図21〜図23にそれぞれ対応する部位における現像後の様子を示している。上部絶縁膜6は、領域Aでは完全に残り、領域Dでは完全に除去されている。半透過で露光された領域Cは図24に示すように上部絶縁膜6の上面において溝16となっている。
次に、このようにパターニングされた上部絶縁膜6をマスクとして保護膜5をドライエッチングする。図27〜図29は、図24〜図26にそれぞれ対応する部位における現像後の様子を示している。
その後、図27、図29の上部絶縁膜6の上面に形成された溝16にメタルインクをインクジェット法により滴下する。その結果、図30、図31に示すように上部ソース配線8が形成される。図30、図31は、図27、図29にそれぞれ対応する部位におけるメタルインク滴下後の様子を示している。図30に示すように、上部ソース配線8はコンタクトホール7を通じてソース電極4bに電気的に接続される。
その後、感光性樹脂を塗布することによってオーバーコート膜9を形成する。ドレイン配線19と画素電極11との接続部であるコンタクトホール14を形成し、各画素領域を区画するように露光およびドライエッチングを行なう。これは表面を平坦化するための工程である。
画素電極をパターン形成する工程は、実施の形態1で説明したのと同様に行なう。ここまでの各工程を行なうことによって、図15に示すTFTアレイ基板103を得ることができる。
言い換えれば、本実施の形態におけるTFTアレイ基板の製造方法は、前記電極等形成工程の後で前記上部絶縁膜形成工程の前に、ソース電極4bおよびドレイン電極4cを覆うように保護膜5を形成する工程を含み、前記上部絶縁膜形成工程の後に、パターン形成された上部絶縁膜6をマスクとして保護膜5をエッチングする工程を含み、前記上部絶縁膜形成工程は、絶縁性の感光性樹脂膜を形成する工程と、前記感光性樹脂膜の表面に撥液化処理を施す工程と、前記撥液化処理がなされた前記感光性樹脂膜にマルチトーン露光を施すことにより、前記感光性樹脂膜が完全に除去される第1領域(領域D)、前記感光性樹脂膜の上面から一定厚み分が部分的に除去される第2領域(領域C)および前記感光性樹脂膜がそのまま残る第3領域(領域A)の少なくとも3通りに作り分ける工程とを含んでおり、前記上部ソース配線形成工程は、前記感光性樹脂膜の前記第2領域にメタルインクを塗布することによって上部ソース配線8を形成する工程である。
(作用・効果)
本実施の形態におけるTFTアレイ基板の製造方法によれば、従来の構成に比べて配線同士の交差部でのクロストークが抑制されたTFTアレイ基板を、実施の形態1で示した製造方法より少ないフォトプロセス回数で製造することができる。したがって、低コストのTFTアレイ基板とすることができる。
本実施の形態におけるTFTアレイ基板の製造方法によれば、従来の構成に比べて配線同士の交差部でのクロストークが抑制されたTFTアレイ基板を、実施の形態1で示した製造方法より少ないフォトプロセス回数で製造することができる。したがって、低コストのTFTアレイ基板とすることができる。
(実施の形態5)
(製造方法)
図32〜図46を参照して、本発明に基づく実施の形態5における薄膜トランジスタアレイ基板(TFTアレイ基板)の製造方法について説明する。この製造方法の途中である電極等形成工程の直後の状態の部分平面図は図32に示すとおりである。図32の配置において、さらに全面を保護膜5で覆い、さらに全面を感光性樹脂からなる上部絶縁膜6で覆い、露光のためのマスクを被せたときのXXXIII−XXXIII線、XXXIV−XXXIV線、XXXV−XXXV線に関する矢視断面図をそれぞれ図33、図34、図35に示す。
(製造方法)
図32〜図46を参照して、本発明に基づく実施の形態5における薄膜トランジスタアレイ基板(TFTアレイ基板)の製造方法について説明する。この製造方法の途中である電極等形成工程の直後の状態の部分平面図は図32に示すとおりである。図32の配置において、さらに全面を保護膜5で覆い、さらに全面を感光性樹脂からなる上部絶縁膜6で覆い、露光のためのマスクを被せたときのXXXIII−XXXIII線、XXXIV−XXXIV線、XXXV−XXXV線に関する矢視断面図をそれぞれ図33、図34、図35に示す。
感光性樹脂である上部絶縁膜6に対して、図33、図34、図35に示すようにマスク72を用いて4階調の露光を行なう。ソース電極4bに対する接続部(図21参照)および画素部(図22参照)を領域Dとし、領域Dは全透過とする。上部ソース配線8の形成予定領域は、部位によって領域Bまたは領域Cとし、領域B,Cは半透過とする。領域Cにおいては領域Bにおけるよりもマスク72を薄くすることによって、領域Cの方が領域Bよりも多くの光量が透過するようにする。その他の部分を領域Aとし、領域Aは不透過とする。こうして4階調の露光をおこない、図36、図37、図38に示すようにパターニングする。図36〜図38は、図33〜図35にそれぞれ対応する部位における現像後の様子を示している。上部絶縁膜6は、領域Aでは完全に残り、領域Dでは完全に除去されている。半透過で露光された領域B,Cは上部絶縁膜6の上面において溝16a,16bとなっている。領域B,Cでは領域Cの方が多くの光量を透過させていたので、領域Cに対応する溝16bは、領域Bに対応する溝16aに比べて深くなっている。溝16bの底には保護膜5は露出せず上部絶縁膜6が薄く残っている。
次に、このようにパターニングされた上部絶縁膜6をマスクとして保護膜5および上部絶縁膜6の表層をドライエッチングする。このドライエッチングの際に上部絶縁膜6の表層はアッシングされる。したがって、溝16bの底に薄く残っていた上部絶縁膜6は除去され、溝16bの底に保護膜5が露出する。図39〜図41は、図36〜図38にそれぞれ対応する部位におけるドライエッチング後の様子を示している。
その後、図42〜図44に示すように、フッ素系ガスを含有したプロセスガスによるプラズマ処理を表面に施すことにより、保護膜5を親液化し、上部絶縁膜6を撥液化する。図42〜図44は、図39〜図41に対応する部位がそれぞれプラズマ処理されている様子を示している。保護膜5は窒化シリコンなどの無機物からなる。上述のプラズマ処理によって、有機物の表面は撥液化しやすいので、上部絶縁膜6は撥液化される。プラズマ処理の結果、露出部分の材質の無機/有機の区別に応じて親液/撥液のパターンが形成される。
その後、図42、図44の上部絶縁膜6の上面に形成された溝16a,16bにメタルインクをインクジェット法により滴下する。図45、図46は、図42、図44にそれぞれ対応する部位におけるメタルインク滴下後の様子を示している。こうして上部ソース配線8が形成される。上部ソース配線8はコンタクトホール7を通じてソース電極4bに電気的に接続される。
その後、オーバーコート膜9を形成する工程、画素電極をパターン形成する工程は、実施の形態1で説明したのと同様に行なう。ここまでの各工程を行なうことによって、TFTアレイ基板を得ることができる。
言い換えれば、本実施の形態におけるTFTアレイ基板の製造方法は、前記電極等形成工程の後で前記上部絶縁膜形成工程の前に、ソース電極4bおよびドレイン電極4cを覆うように無機物によって保護膜5を形成する工程を含み、前記上部絶縁膜形成工程の後に、パターン形成された上部絶縁膜6をマスクとして保護膜5をエッチングする工程を含み、前記上部絶縁膜形成工程は、絶縁性の感光性樹脂膜を形成する工程と、前記撥液化処理がなされた前記感光性樹脂膜にマルチトーン露光を施すことにより、前記感光性樹脂膜が完全に除去される第1領域(領域D)、前記感光性樹脂膜の上面から一定厚み分が部分的に除去される第2領域(領域C)、前記第2領域よりは少ない一定厚み分が上面から部分的に除去される第3領域(領域B)および前記感光性樹脂膜がそのまま残る第4領域(領域A)の少なくとも4通りに作り分ける工程と、プラズマ処理によって、保護膜5の表面に対する親液化および前記感光性樹脂膜の表面に対する撥液化を同時に行なう工程とを含んでおり、保護膜5をエッチングする工程は、前記第2領域の前記感光性樹脂膜を完全に除去する程度に前記感光性樹脂膜に対してアッシングを行なうものであり、前記上部ソース配線形成工程は、前記第2領域の前記感光性樹脂膜を完全に除去した結果露出する保護膜5の上側にメタルインクを塗布することによって上部ソース配線8を形成する工程である。
(作用・効果)
本実施の形態におけるTFTアレイ基板の製造方法によれば、従来の構成に比べて配線同士の交差部でのクロストークが抑制されたTFTアレイ基板を、実施の形態1で示した製造方法より少ないフォトプロセス回数で製造することができる。したがって、低コストのTFTアレイ基板とすることができる。
本実施の形態におけるTFTアレイ基板の製造方法によれば、従来の構成に比べて配線同士の交差部でのクロストークが抑制されたTFTアレイ基板を、実施の形態1で示した製造方法より少ないフォトプロセス回数で製造することができる。したがって、低コストのTFTアレイ基板とすることができる。
(実施の形態6)
(構成)
図47〜図49を参照して、本発明に基づく実施の形態6における薄膜トランジスタアレイ基板(TFTアレイ基板)について説明する。このTFTアレイ基板104を図47に示す。図48、図49は、それぞれ図47におけるXLVIII−XLVIII線、XLIX−XLIX線に関する矢視断面図である。本実施の形態におけるTFTアレイ基板104は、各種配線の他にCF層17R,17G,17B(以下、色を区別せずに総称するときは「CF層17」という。)を備えている。すなわち、従来の構成であれば貼り合わせられる相手方の基板であるCF基板の側に形成されていたCF層が、TFTアレイ基板側に形成されている。CF層17R,17G,17Bはそれぞれ赤、緑、青の色である。CF層にはこれら3色があり、2本のゲート配線1と2本の上部ソース配線8とによって囲まれる画素領域の1つに対して、これら3色のうちのいずれか1色のCF層が配置されている。1つの画素領域の中央を補助容量共通配線12が横切っているが、補助容量共通配線12の両側を合わせて1つの画素領域と数える。したがって、補助容量共通配線12の両側の区域には同じ色のCF層17が配置されている。
(構成)
図47〜図49を参照して、本発明に基づく実施の形態6における薄膜トランジスタアレイ基板(TFTアレイ基板)について説明する。このTFTアレイ基板104を図47に示す。図48、図49は、それぞれ図47におけるXLVIII−XLVIII線、XLIX−XLIX線に関する矢視断面図である。本実施の形態におけるTFTアレイ基板104は、各種配線の他にCF層17R,17G,17B(以下、色を区別せずに総称するときは「CF層17」という。)を備えている。すなわち、従来の構成であれば貼り合わせられる相手方の基板であるCF基板の側に形成されていたCF層が、TFTアレイ基板側に形成されている。CF層17R,17G,17Bはそれぞれ赤、緑、青の色である。CF層にはこれら3色があり、2本のゲート配線1と2本の上部ソース配線8とによって囲まれる画素領域の1つに対して、これら3色のうちのいずれか1色のCF層が配置されている。1つの画素領域の中央を補助容量共通配線12が横切っているが、補助容量共通配線12の両側を合わせて1つの画素領域と数える。したがって、補助容量共通配線12の両側の区域には同じ色のCF層17が配置されている。
CF層17は、上部絶縁膜6および保護膜5が開口している領域をそれぞれ覆うように形成されている。図48、図49に示すように、CF層17は下部絶縁膜2を覆うように配置されており、オーバーコート膜9によって覆われている。図47に示すように、3つ並んだ画素領域にはR,G,Bの3色がこの順に並んでいる。表示領域の全域にわたって多数並んだ画素領域はR,G,Bの並びの繰り返しとなっている。ここではR,G,Bのうちの1色のみを占める領域を1つの画素領域と呼んでいるが、他の流儀として、ここで挙げた1色分の領域を1つの絵素(subpixel)と呼び、R,G,Bの3色の絵素の集合を画素(pixel)と呼ぶ場合もある。
(製造方法)
図50〜図54を参照して、本実施の形態におけるTFTアレイ基板の製造方法について説明する。この製造方法は、実施の形態4で説明したものと途中までは同じである。すなわち、実施の形態4で説明した上部ソース配線8を形成する工程までは同じである。ただし、上部ソース配線8は、実施の形態4で説明したようにインクジェット法で形成する以外に実施の形態1で説明したように金属膜で公知技術によって形成してもよい。
図50〜図54を参照して、本実施の形態におけるTFTアレイ基板の製造方法について説明する。この製造方法は、実施の形態4で説明したものと途中までは同じである。すなわち、実施の形態4で説明した上部ソース配線8を形成する工程までは同じである。ただし、上部ソース配線8は、実施の形態4で説明したようにインクジェット法で形成する以外に実施の形態1で説明したように金属膜で公知技術によって形成してもよい。
本実施の形態におけるTFTアレイ基板の製造方法において上部ソース配線8を形成し終えた直後の状態を図50に示す。ここでは上部ソース配線8とともに上部絶縁膜6が露出している。上部絶縁膜6が画素領域を区画しており、区画された枠状部分の内側の低くなった部分では上部絶縁膜6と保護膜5とがともに開口して下部絶縁膜2が露出している。
これに対して、フッ素プラズマ処理などを行なうことによって上部絶縁膜6の表面を撥液化する。さらに、インクジェット法により、画素領域の低くなった部分に対して顔料インクを塗布することで、CF層17を形成する。この状態での図50のLI−LI線に関する矢視断面図を図51に示す。
図52に示すように、含フッ素シランカップリング剤を添加した感光性樹脂からなるオーバーコート膜9を塗布する。オーバーコート膜9の焼成時に含フッ素シランカップリング剤が表面に析出するので、オーバーコート膜9の表面は撥液性となる。
図53に示すように、マスク73を用いて3階調の露光を行なう。マスク73は、ドレイン配線19と画素電極11との接続部であるコンタクトホール14の領域すなわち領域Dでは全透過、画素電極11の形成予定領域である領域Cは半透過、その他の部分である領域Aを不透過とするものである。オーバーコート膜9は感光性樹脂からなるので、現像することによってオーバーコート膜9の露光部分が除去されて図54に示すようになる。この3階調の露光および現像により領域Dにおいては、オーバーコート膜9、上部絶縁膜6、保護膜5が除去され、コンタクトホール14が形成される。半透過であった領域Cにおいてはオーバーコート膜9は表面から一定厚みだけ除去されて薄くなる。オーバーコート膜9の元の表面は上述したように撥液性であったが、表面から一定厚みだけ除去されることによって領域Cにおけるオーバーコート膜9では親液性の新たな表面が露出する。こうして、この現像によって親液性の領域と撥液性の領域とが同時に区別して形成される。
親液性となった領域に透明導電材料を塗布成膜することによって、画素電極11を形成する。こうして、図49に示した構造のTFTアレイ基板を得ることができる。
(作用・効果)
本実施の形態では、従来の構成に比べて配線同士の交差部でのクロストークが抑制されたTFTアレイ基板を、実施の形態1で示した製造方法より少ないフォトプロセス回数で製造することができる。したがって、低コストのTFTアレイ基板とすることができる。
本実施の形態では、従来の構成に比べて配線同士の交差部でのクロストークが抑制されたTFTアレイ基板を、実施の形態1で示した製造方法より少ないフォトプロセス回数で製造することができる。したがって、低コストのTFTアレイ基板とすることができる。
(実施の形態7)
(構成)
本発明に基づく実施の形態7における液晶表示装置について説明する。この液晶表示装置は、実施の形態1〜6のいずれかで説明したTFTアレイ基板と、対向基板と、前記薄膜トランジスタアレイ基板と前記対向基板とによって挟み込まれた液晶層とを備える。
(構成)
本発明に基づく実施の形態7における液晶表示装置について説明する。この液晶表示装置は、実施の形態1〜6のいずれかで説明したTFTアレイ基板と、対向基板と、前記薄膜トランジスタアレイ基板と前記対向基板とによって挟み込まれた液晶層とを備える。
(作用・効果)
本実施の形態における液晶表示装置は、従来技術に比べて交差部における容量を小さくすることによってクロストークを抑制したTFTアレイ基板を備えているので、表示不良の少ない液晶表示装置とすることができる。
本実施の形態における液晶表示装置は、従来技術に比べて交差部における容量を小さくすることによってクロストークを抑制したTFTアレイ基板を備えているので、表示不良の少ない液晶表示装置とすることができる。
なお、今回開示した上記実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。
1 ゲート配線、2 下部絶縁膜、3 半導体層、4 TFT(薄膜トランジスタ)、4a ゲート電極、4b ソース電極、4c ドレイン電極、5 保護膜、6 上部絶縁膜、7 (ソース電極に接続するための)コンタクトホール、8 上部ソース配線、9 オーバーコート膜、10 補助容量電極、11 画素電極、12 補助容量共通配線、14 (ドレイン配線と画素電極とを接続するための)コンタクトホール、15 下部ソース配線、16,16a,16b 溝、17,17R,17G,17B カラーフィルタ層、18 ソース配線、19 ドレイン配線、20,21 交差部、50 透明基板、71,72,73 マスク、101,102,103,104 TFTアレイ基板(薄膜トランジスタアレイ基板)。
Claims (14)
- 透明基板と、
前記透明基板上に配置され、ゲート電極が分岐して延在するゲート配線と、
前記ゲート配線を覆う下部絶縁膜と、
前記下部絶縁膜を介して前記ゲート電極の上方を覆う半導体層と、
前記半導体層を介して前記ゲート電極の上側にそれぞれ少なくとも一部が重なりかつ前記ゲート配線とは交差しないようにそれぞれ別個に配置されたソース電極およびドレイン電極と、
前記ソース電極および前記ドレイン電極を覆う上部絶縁膜と、
前記上部絶縁膜の上側において前記ゲート配線と交差する方向に配置され、前記ソース電極に接続された上部ソース配線と、
前記ドレイン電極に電気的に接続された透明な画素電極とを備え、
少なくとも前記ゲート配線と前記上部ソース配線とが交差する交差部では、前記ゲート配線と前記上部ソース配線との間に前記上部絶縁膜が配置されている、薄膜トランジスタアレイ基板。 - 前記ソース電極と電気的に接続され、前記上部ソース配線より下側に配置された下部ソース配線を備え、
前記下部ソース配線は前記ゲート配線とは上下方向に重なり合わないように配置されており、前記ソース電極と前記上部ソース配線との間でとりうる電気的接続ルートのうち少なくとも1つは前記下部ソース配線を経由しており、前記上部ソース配線と前記下部ソース配線との間の電気的接続は1以上の箇所で行なわれている、請求項1に記載の薄膜トランジスタアレイ基板。 - 前記上部絶縁膜が感光性樹脂膜である、請求項1または2に記載の薄膜トランジスタアレイ基板。
- 前記上部絶縁膜が遮光性を有する、請求項3に記載の薄膜トランジスタアレイ基板。
- 前記ドレイン電極と前記画素電極とをドレイン配線が接続しており、前記上部絶縁膜は、前記上部ソース配線に沿って線状に延在する上部ソース配線平行延在部分を含み、前記ドレイン配線は、前記上部ソース配線平行延在部分に沿って配置された部分を含む、請求項4に記載の薄膜トランジスタアレイ基板。
- 前記ソース電極および前記ドレイン電極を覆う保護膜を備え、
前記上部絶縁膜は、前記保護膜を介して前記ソース電極および前記ドレイン電極を覆う、請求項1から5のいずれかに記載の薄膜トランジスタアレイ基板。 - 請求項1から6のいずれかに記載の薄膜トランジスタアレイ基板と、対向基板と、前記薄膜トランジスタアレイ基板と前記対向基板とによって挟み込まれた液晶層とを備える、液晶表示装置。
- 透明基板上に、ゲート電極が分岐して延在するゲート配線をパターン形成する工程と、
前記ゲート配線を覆うように下部絶縁膜を形成する工程と、
前記下部絶縁膜上のうち前記ゲート電極の上方を覆う位置に半導体層をパターン形成する工程と、
前記ゲート電極の上側にそれぞれ少なくとも一部が重なりかつ前記ゲート配線とは交差しないソース電極およびドレイン電極を前記半導体層上にそれぞれ別個に形成すると同時に、前記ドレイン電極と画素電極とを接続するためのドレイン配線を形成する電極等形成工程と、
前記ゲート配線と上部ソース配線の配置予定領域とが交差する交差部を覆い、かつ、前記ソース電極および前記ドレイン電極を覆うように、上部絶縁膜をパターン形成する上部絶縁膜形成工程と、
前記上部絶縁膜の上側において、前記ソース電極に接続された上部ソース配線を、前記ゲート配線と交差する方向に延在するようにパターン形成する前記上部ソース配線形成工程と、
前記ドレイン電極に電気的に接続された透明な画素電極をパターン形成する工程とを含む、薄膜トランジスタアレイ基板の製造方法。 - 前記電極等形成工程は、前記ゲート配線とは上下方向に重なり合わないように配置され、前記ソース電極と電気的に接続される下部ソース配線も同時に形成する、請求項8に記載の薄膜トランジスタアレイ基板の製造方法。
- 前記上部絶縁膜形成工程では、前記上部絶縁膜として感光性樹脂膜を形成する、請求項8または9に記載の薄膜トランジスタアレイ基板の製造方法。
- 前記感光性樹脂膜として遮光性を有する膜を用いる、請求項10に記載の薄膜トランジスタアレイ基板の製造方法。
- 前記上部絶縁膜形成工程では、マルチトーン露光を行なう、請求項10または11に記載の薄膜トランジスタアレイ基板の製造方法。
- 前記電極等形成工程の後で前記上部絶縁膜形成工程の前に、前記ソース電極および前記ドレイン電極を覆うように保護膜を形成する工程を含み、
前記上部絶縁膜形成工程の後に、パターン形成された前記上部絶縁膜をマスクとして前記保護膜をエッチングする工程を含み、
前記上部絶縁膜形成工程は、
絶縁性の感光性樹脂膜を形成する工程と、
前記感光性樹脂膜の表面に撥液化処理を施す工程と、
前記撥液化処理がなされた前記感光性樹脂膜にマルチトーン露光を施すことにより、前記感光性樹脂膜が完全に除去される第1領域、前記感光性樹脂膜の上面から一定厚み分が部分的に除去される第2領域および前記感光性樹脂膜がそのまま残る第3領域の少なくとも3通りに作り分ける工程とを含んでおり、
前記上部ソース配線形成工程は、前記感光性樹脂膜の前記第2領域にメタルインクを塗布することによって上部ソース配線を形成する工程である、請求項8または9に記載の薄膜トランジスタアレイ基板の製造方法。 - 前記電極等形成工程の後で前記上部絶縁膜形成工程の前に、前記ソース電極および前記ドレイン電極を覆うように無機物によって保護膜を形成する工程を含み、
前記上部絶縁膜形成工程の後に、パターン形成された前記上部絶縁膜をマスクとして前記保護膜をエッチングする工程を含み、
前記上部絶縁膜形成工程は、
絶縁性の感光性樹脂膜を形成する工程と、
前記撥液化処理がなされた前記感光性樹脂膜にマルチトーン露光を施すことにより、前記感光性樹脂膜が完全に除去される第1領域、前記感光性樹脂膜の上面から一定厚み分が部分的に除去される第2領域、前記第2領域よりは少ない一定厚み分が上面から部分的に除去される第3領域および前記感光性樹脂膜がそのまま残る第4領域の少なくとも4通りに作り分ける工程と、
プラズマ処理によって、前記保護膜の表面に対する親液化および前記感光性樹脂膜の表面に対する撥液化を同時に行なう工程とを含んでおり、
前記保護膜をエッチングする工程は、前記第2領域の前記感光性樹脂膜を完全に除去する程度に前記感光性樹脂膜に対してアッシングを行なうものであり、
前記上部ソース配線形成工程は、前記第2領域の前記感光性樹脂膜を完全に除去した結果露出する前記保護膜の上側にメタルインクを塗布することによって上部ソース配線を形成する工程である、請求項8または9に記載の薄膜トランジスタアレイ基板の製造方法。
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