JP2011069950A - 液晶表示装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】コンタクトホールのテーパ角を大きく、かつ、色重ね部のテーパ角を小さく形成した、ＣＯＡ型の液晶表示装置およびその製造方法の提供する。
【解決手段】ＣＯＡ型の液晶表示装置およびその製造方法にあって、
カラーフィルタをフォトリソグラフィ技術によって形成する際に、カラーフィルタのコンタクトホールと色重ね部のいずれか一方あるいは双方をハーフトーン露光することによって、色重ね部のテーパ角がコンタクトホールのテーパ角よりも小さく形成する。
【選択図】図１

Description

本発明は液晶表示装置およびその製造方法に係り、いわゆるＣＯＡ（Color-Filter On Array）型の液晶表示装置およびその製造方法に関する。

液晶表示装置は、液晶を挟持して対向配置される一対の基板の液晶側の面に、表示領域を構成する多数の画素がマトリックス状に形成されている。そして、一方の基板の液晶側の面には、少なくとも、各画素に設けられた画素電極、画素選択用の薄膜トランジスタ、この薄膜トランジスタを駆動させるための信号線（ゲート信号線）、前記薄膜トランジスタを通して画素電極に映像信号を供給する信号線（ドレイン信号線）等が形成されている。

カラー表示用の液晶表示装置は、通常、画素電極、薄膜トランジスタが形成された前記基板（ＴＦＴ基板）と異なる他方の基板側に、顔料が含有された樹脂材からなるカラーフィルタが形成されており、このカラーフィルタによって、互いに隣接するたとえば３個の画素においてカラー表示用の単位画素を構成するようになっている。

しかし、近年、カラーフィタルは、画素電極、薄膜トランジスタが形成された基板側に形成されるものが知られるに至っている。この種の液晶表示装置がＣＯＡ（Color-Filter On Array）型と称される所以である。この場合、カラーフィルタは、薄膜トランジスタを被って形成し、該薄膜トランジスタを液晶との直接の接触による特性劣化を回避させる保護膜を兼ねた構成とするのが通常である。

この場合、画素電極は、液晶に電界を発生させるための電極となることから、カラーフィルタの上層に形成されることになる。このため、カラーフィルタには、カラーフィルタの下層側に形成される薄膜トランジスタと電気的な導通を図るため、コンタクトホールが形成されるのが通常となる。

本願発明に関連する文献としてはたとえば下記特許文献１、２がある。特許文献１は、ＣＯＡ型の液晶表示装置において、カラーフィルタに、レーザ照射法、ドライエッチング法、あるいは露光、一括現像によって、微細なコンタクトホールを形成する旨の記載がなされている。また、特許文献２は、ＣＯＡ型の液晶表示装置において、遮光膜上にカラーフィルタの材料であるネガ型感光性樹脂膜を形成し、遮光膜をマスクとして背面露光、現像することにより、カラーフィルタにコンタクトホールを形成する旨の記載がなされている。

特開２００１−３３０８５１号公報 特開２０００−２９０６９号公報

上述したＣＯＡの液晶表示装置において、カラーフィルタに形成されるコンタクトホールの径を小さくすることは画素の開口率を向上させる観点から好ましい。しかし、樹脂材からなるカラーフィルタは層厚が比較的大きく、コンタクトホールの径を小さくしようとする場合には、コンタクトホールの側壁面を急峻に、すなわち、基板面に対する角度（コンタクトホール部のテーパ角）を大きくするように制御することが望まれる。

ここで、カラーフィルタは、たとえば赤（Ｒ）、青（Ｇ）、緑（Ｂ）の各色を呈し、マトリックス状に配置される各画素において、たとえばｙ方向に配列される各画素を被う同一色のカラーフィルタが、ｘ方向へ、たとえば、赤（Ｒ）、青（Ｇ）、緑（Ｂ）と、この順番が繰り返されるように配置される。この場合、隣接する色違いカラーフィルタの境界となる部分は一方の側のカラーフィルタの上に他方のカラーフィルタが重なるように構成されるが、この重なり部（色重ね部）における幅（色重ね量）、および色重ね部における高さ（色重ね段差）は小さいことが望ましい。このようにした場合、画素の開口率を向上させることができるとともに、カラーフィルタの表面を平坦化でき、信頼性ある配向膜の形成ができるからである。

しかし、カラーフィタルは、周知のフォトリソグラフィ技術によって前記コンタクトホールの形成とともにパターン化する場合、コンタクトホール部のテーパ角を大きくなるように制御することによって、その端辺の側壁面が急峻に、すなわち、基板面に対する角度（色重ね部のテーパ角）も大きくなってしまう。このため、隣接する色違いカラーフィルタにおいて、その色重ね部における色重ね量、および色重ね段差は大きくなってしまうことになる。

本発明の目的は、コンタクトホール部のテーパ角を大きく、色重ね部のテーパ角を小さく形成した、ＣＯＡ型の液晶表示装置およびその製造方法を提供することにある。

本発明の液晶表示装置の製造方法は、ＣＯＡ型のカラーフィルタのパターンするにあって、いわゆるハーフトーン露光を用いることによって、コンタクトホール部のテーパ角を大きく、色重ね部のテーパ角を小さく形成できるようにしたものである。

本発明の構成は、たとえば、以下のようなものとすることができる。

（１）本発明の液晶表示装置の製造方法は、液晶を挟持して対向配置される一対の基板のうち一方の基板の前記液晶側の面に、第１方向に延在され前記第１方向と交差する第２方向に並設されるゲート信号線と、前記第２方向に延在され前記第１方向に並設されるドレイン信号線と、一対の隣接するゲート信号線と一対の隣接するドレイン信号線に囲まれる領域にそれぞれ前記ゲート信号線からの走査信号によって駆動する薄膜トランジスタと、前記ゲート信号線、前記ドレイン信号線、前記薄膜トランジスタを被って形成されたカラーフィルタと、このカラーフィルタの上方の層に形成された画素電極と、を備えた液晶表示装置の製造方法に関する。

さらに本発明の液晶表示装置の製造方法は、前記カラーフィルタが、平面的に観て、前記ゲート信号線あるいは前記ドレイン信号線上において、隣接する色の異なる一方のカラーフィルタと他方のカラーフィルタとの色重ね部を有して形成されるとともに、前記画素電極と前記薄膜トランジスタを電気的に接続させるためのコンタクトホールを有し、それぞれのカラーフィルタをフォトリソグラフィ技術によって形成する際に、それぞれのカラーフィルタのコンタクトホール部と色重ね部のいずれか一方あるいは双方をハーフトーン露光することによって、前記色重ね部のテーパ角が前記コンタクトホールのテーパ角よりも小さく形成する工程を備えることを特徴とする。

（２）本発明の液晶表示装置の製造方法は、（１）において、前記カラーフィルタの前記色重ね部のテーパ角は３０°以上７５°以下であることを特徴とする。

（３）本発明の液晶表示装置の製造方法は、（１）において、前記カラーフィルタの前記コンタクトホール部のテーパ角は４５°以上９０°以下であることを特徴とする。

（４）本発明の液晶表示装置の製造方法は、（１）において、カラーフィルタは顔料が含有されて構成され、その顔料濃度が１０％以上６０％以下であることを特徴とする。

（５）本発明の液晶表示装置の製造方法は、（１）において、前記カラーフィルタの前記色重ね部における色重ね量は１μｍ以上７μｍ以下であることを特徴とする。

（６）本発明の液晶表示装置の製造方法は、（１）において、前記カラーフィルタの前記色重ね部におけるハーフトーン露光は前記カラーフィタルの端辺から内側へ１μｍ以上５μｍ以下の範囲で行うことを特徴とする。

（７）本発明の液晶表示装置の製造方法は、（１）において、前記カラーフィルタの前記コンタクト部におけるハーフトーン露光は前記コンタクト部の外輪郭から内側へ１μｍ以上５μｍ以下の範囲で行うことを特徴とする。

（８）本発明の液晶表示装置は、液晶を挟持して対向配置される一対の基板のうち一方の基板の前記液晶側の面に、第１方向に延在され前記第１方向と交差する第２方向に並設されるゲート信号線と、前記第２方向に延在され前記第１方向に並設されるドレイン信号線と、一対の隣接するゲート信号線と一対の隣接するドレイン信号線に囲まれる領域にそれぞれ前記ゲート信号線からの走査信号によって駆動する薄膜トランジスタと、前記ゲート信号線、前記ドレイン信号線、前記薄膜トランジスタを被って形成されたカラーフィルタと、このカラーフィルタの上方の層に形成された画素電極と、を備える。

さらに本発明の液晶表示装置は、前記カラーフィルタが、平面的に観て、前記ゲート信号線あるいは前記ドレイン信号線上において、隣接する色の異なる一方のカラーフィルタと他方のカラーフィルタとの色重ね部を有して形成されるとともに、前記画素電極と前記薄膜トランジスタを電気的に接続させるためのコンタクトホールを有して構成される、前記色重ね部のテーパ角が前記コンタクトホールのテーパ角よりも小さく形成されていることを特徴とする。

（９）本発明の液晶表示装置は、（８）において、前記カラーフィルタの前記色重ね部のテーパ角は３０°以上７５°以下であることを特徴とする。

（１０）本発明の液晶表示装置は、（８）において、前記カラーフィルタの前記コンタクトホールのテーパ角は４５°以上９０°以下であることを特徴とする。

（１１）本発明の液晶表示装置は、（８）において、カラーフィルタは顔料が含有されて構成され、その顔料濃度が１０％以上６０％以下であることを特徴とする。

（１２）本発明の液晶表示装置は、（８）において、前記カラーフィルタの前記色重ね部における色重ね量は１μｍ以上７μｍ以下であることを特徴とする。

なお、上記した構成はあくまで一例であり、本発明は、技術思想を逸脱しない範囲内で適宜変更が可能である。また、上記した構成以外の本発明の構成の例は、本願明細書全体の記載または図面から明らかにされる。

上述した液晶表示装置およびその製造方法によれば、ＣＯＡ型のカラーフィルタにおいて、コンタクトホール部のテーパ角を大きく、かつ、色重ね部のテーパ角を小さく形成できるようになる。

本発明のその他の効果については、明細書全体の記載から明らかにされる。

本発明の液晶表示装置のカラーフィルタの製造方法の実施例を示す説明図である。 本発明の液晶表示装置の画素の実施例を示す平面図である。 図２のIII−III線における断面図である。 図２のIV−IV線における断面図である。 カラーフィタルに含有させる顔料濃度を変化させた場合の、露光量に対して得られる色重ね部のテーパ角を示すグラフである。 隣接するカラーフィルタの色重ね量を変化させた場合の、色重ね部のテーパ角に対する色重ね段差を示すグラフである。

本発明の実施例を図面を参照しながら説明する。なお、各図および各実施例において、同一または類似の構成要素には同じ符号を付し、説明を省略する。

〈画素の構成〉
図２は、本発明の液晶表示装置の画素の一実施例を示した平面図である。図２に示す画素はマトリックス状に配置された複数の画素のうちの一つを示している。このため、図示の画素に対して上下左右には同じ構成の画素が形成されている。また、図２のIII−III線における断面図を図３に、図２のIV−IV線における断面図を図４に示している。図３、図４は、いずれも、液晶を挟持して対向配置される一対の基板のうちいわゆるＴＦＴ基板と称される基板側に形成された画素を示している。

図２において、基板ＳＵＢ１（図３、４参照）の表面に、たとえばポリシリコンからなる半導体層ＰＳが島状に形成されている。この半導体層ＰＳは薄膜トランジスタＴＦＴの半導体層となるもので、中央において屈曲部を有し両端において面積の大きな部分を備えたパターンで構成されている。なお、薄膜トランジスタＴＦＴは後述するゲート電極が半導体層ＰＳよりも上層に形成されるいわゆるトップゲート型の構造からなるＭＩＳ（Metal Insulator Semiconductor）トランジスタとなっている。

基板ＳＵＢ１の表面には、半導体層ＰＳをも被って絶縁膜ＧＩ（図３、４参照）が形成されている。この絶縁膜ＧＩは薄膜トランジスタＴＦＴの形成領域において前記薄膜トランジスタＴＦＴのゲート絶縁膜として機能するようになっている。

絶縁膜ＧＩの表面には、図中ｘ方向に延在しｙ方向に並設されるゲート信号線ＧＬが形成されている。これらゲート信号線ＧＬは、図中ｙ方向に並設される各画素の間を走行するようにして形成される。また、ゲート信号線ＧＬは、それ自体が前記半導体層ＰＳの一部を交差するようにして形成されるとともに、前記半導体層ＰＳの他の部分を交差する突起部（図中符号ＧＬｐｊで示す）を有している。これにより、ゲート信号線ＧＬは半導体層ＰＳと交差する部分において薄膜トランジスタＴＦＴのゲート電極（ダブルゲート）としての機能を有するようになっている。なお、半導体層ＰＳは、ゲート信号線ＧＬの形成後において前記ゲート電極をマスクとして不純物がドープされることにより、前記ゲート電極の直下の領域に薄膜トランジスタＴＦＴのチャネル領域等が形成されるようになっている。

絶縁膜ＧＩの表面には、ゲート信号線ＧＬをも被って層間絶縁膜ＩＮ１（図３、４参照）が形成され、この層間絶縁膜ＩＮ１の上面には、図中ｙ方向に延在しｘ方向に並設されるドレイン信号線ＤＬが形成されている。これらドレイン信号線ＤＬは、図中ｘ方向に並設される各画素の間を走行するようにして形成される。ドレイン信号線ＤＬは、前記半導体層ＰＳの一端の面積が大きく形成された領域上を走行するように形成され、層間絶縁膜ＩＮ１に予め形成されたスルーホールＴＨ１を通して前記半導体層ＰＳの一端に電気的に接続されている。ドレイン信号線ＤＬの半導体層ＰＳと電気的に接続された部分は薄膜トランジスタＴＦＴのドレイン電極として機能するようになっている。

また、ドレイン信号線ＤＬの形成の際には、前記半導体層ＰＳの他端の面積が大きく形成された領域上に薄膜トランジスタＴＦＴのソース電極ＳＴが形成され、このソース電極ＳＴは層間絶縁膜ＩＮ１に予め形成されたスルーホールＴＨ２を通して前記半導体層ＰＳの他端に電気的に接続されている。このソース電極ＳＴは、その延在部に比較的大きな面積を有し、この部分において後述の画素電極ＰＸと接続されるようになっている。

このように薄膜トランジスタＴＦＴのドレイン電極（ドレイン信号線ＤＬ）、およびソース電極ＳＴが形成された層間絶縁膜ＩＮ１の表面には、ドレイン信号線ＤＬ、およびソース電極ＳＴをも被って保護膜ＰＡＳ（図３、４参照）が形成されている。この保護膜ＰＡＳはたとえば薄膜トランジスタＴＦＴの液晶との接触を回避するために形成され、たとえば無機絶縁膜ＰＡＳ１（図３、４参照）および有機絶縁膜ＰＡＳ２（図３、４参照）が順次積層された２層構造からなっている。

ここで、有機絶縁膜ＰＡＳ２は、たとえば樹脂材から構成され、カラーフィルタＣＦを兼ねた構成となっている。すなわち、有機絶縁膜ＰＡＳ２は樹脂材に所定の色の顔料が含有されたものとなっている。カラーフィルタＣＦは、図２において、たとえば図中ｙ方向に並設される各画素の画素群に対して同色となっており、前記各画素を被った帯状のパターンで形成されている。そして、このような帯状のパターンからなるカラーフィルタＣＦは、図中ｘ方向に、たとえば、青色（Ｂ）のカラーフィルタＣＦ（図中符号ＣＦ（Ｂ）で示す）、赤色（Ｒ）のカラーフィルタＣＦ（図中符号ＣＦ（Ｒ）で示す）、緑色（Ｇ）のカラーフィルタ（図中符号ＣＦ（Ｇ）で示す）の順で、繰り返し配置されるようになっている。図２に示す画素は、たとえば、その左右に隣接する２つの画素とともにカラー表示用の単位画素を構成するようになっている。図２に示すカラーフィルタＣＦ（Ｒ）は、図中左側に隣接するカラーフィルタＣＦ（Ｂ）とドレイン信号線ＤＬ（図中符号ＤＬ（ＤＬｌ）で示す）上において重なり部（色重ね部）を有し、図中右側に隣接するカラーフィルタＣＦ（Ｇ）とドレイン信号線ＤＬ（図中符号ＤＬ（ＤＬｒ）で示す）上において重なり部（色重ね部）を有するようになっている。なお、このカラーフィルタＣＦの構成については後に詳述する。

保護膜ＰＡＳ２を兼ねるカラーフィルタＣＦの上面には、たとえばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）の透明導電膜からなる対向電極ＣＴが形成されている。この対向電極ＣＴは、各画素においてほぼ全域を被う面状の電極として形成され、たとえば、ドレイン信号線ＤＬを跨って図中ｘ方向に並設される各画素に共通に形成されている。この対向電極ＣＴには表示領域の外側から映像信号に対して基準となる基準信号が供給されるようになっている。なお、この対向電極ＣＴは、薄膜トランジスタＴＦＴの近傍において開口部ＯＰが形成されている。後述するように、この部分は、前記薄膜トランジスタＴＦＴのソース電極ＳＴと後述の画素電極ＰＸとの電気的接続が図れるようになっており、この電気的接続部が対向電極ＣＴにショートしてしまうのを回避させるためである。

対向電極ＣＴが形成された表面には前記対向電極ＣＴをも被って層間絶縁膜ＩＮ２（図３、４参照）が形成され、この層間絶縁膜ＩＮ２の表面には、画素ごとにたとえばＩＴＯからなる画素電極ＰＸが形成されている。画素電極ＰＸは、たとえば図中ｙ方向に延在しｘ方向に並設される複数（図中ではたとえば２個示している）の線状の電極から構成されている。そして、これら電極の同方向の各端部はそれぞれ互いに接続されたパターンとなっている。複数の電極を同電位にするためである。また、画素電極ＰＸは、薄膜トランジスタＴＦＴ側の端部において、予め形成された層間絶縁膜ＩＮ２、保護膜ＰＡＳ２（カラーフィルタＣＦ）、保護膜ＰＡＳ１に形成されたスルーホールＴＨ３を通して薄膜トランジスタＴＦＴのソース電極ＳＴと電気的に接続されている。保護膜ＰＡＳ２（カラーフィルタＣＦ）上に形成された対向電極ＣＴは、前記スルーホールＴＨ３の周辺を露出させる前記開口部ＯＰが形成され、この開口部ＯＰによって、画素電極ＰＸと対向電極ＣＴとの電気的接続を回避させるようになっている。

ここで、保護膜ＰＡＳ２（カラーフィルタＣＦ）に形成される前記スルーホールＴＨ３は、図３に示すように、その側壁面の基板面に対する角度θ２（コンタクトホールＴＨ３のテーパ角θ２）が、４５°以上９０°以下の値に設定されている。このことから、コンタクトホールＴＨ３のテーパ角θ２は比較的大きく（急峻に）設定され、該コンタクトホールＴＨ３の径を小さくすることができるようになる。したがって、画素の開口率を向上させる効果を奏するようになる。一方、保護膜ＰＡＳ２（カラーフィルタＣＦ）の辺に相当する色重ね部は、図４に示すように、その側壁面の基板に対する角度θ１（色重ね部のテーパ角θ１）が、コンタクトホールＴＨ３のテーパ角θ２よりも小さく、３０°以上７５°以下の値に設定されている。即ち、θ１とθ２の関係は、θ１＜θ２となる用に設定される。この場合、色重ね分のテーパ角θ１は比較的小さく（緩やかに）設定され、色重ね部における幅（色重ね量）、および色重ね部における高さ（色重ね段差）を小さくできる効果を奏する。色重ね部における色重ね量を小さくできることにより、画素の開口率を向上させることができる。画素の開口率を大きくするためには、色重ね量を１μｍ以上７μｍ以下の範囲にすればよい。図４における本実施例では、ドレイン線ＤＬの幅を３μｍとしてある。ドレイン線ＤＬはメタル配線であり、光を透過しない。そのため、ドレイン線ＤＬと同等の幅に色重ね量を調整することで、画素の開口率を向上させることができる。

また、層間絶縁膜ＩＮ２上には配向膜が形成されている。色重ね段差が大きくなると配向膜にも段差の影響がでる。色重ね部における色重ね段差を小さくできることにより、配向膜を信頼性よく形成できるようになる。配向膜の乱れを抑制するためには、色重ね段差は１．０μｍ以下にすれば良い。

色重ね分のテーパ角θ１を上述した範囲内で設定することにより、色重ね量を１μｍ以上７μｍ以下の範囲に、また色重ね段差を１.０μｍ以下にできるようになる。

なお、図３、図４では、図示していないが、層間絶縁膜ＩＮ２上には画素電極ＰＸをも被って配向膜が形成され、この配向膜は液晶と直接に接触されて、液晶の分子の初期配向方向を決定するようになっている。上述したように、カラーフィルタＣＦは、それらの色重ね部において、色重ね段差が小さく形成されていることから、配向膜を信頼性よく形成することができる。

〈製造方法〉
次に、上述したカラーフィルタＣＦの製造方法について説明する。ここで、カラーフィルタＣＦの製造方法の説明に先立ち、カラーフィルタＣＦのフォトリソグラフィ技術による形成の際の露光、カラーフィルタＣＦに含有させる顔料濃度、カラーフィルタＣＦの端辺に形成されるテーパ角、さらに、カラーフィルタＣＦ同士のテーパ角の部分における色重ね段差、および色重ね量において一定の相関があることについて説明する。

まず、図５に示すグラフは、横軸に露光量（ｍＪ／ｃｍ２）を、縦軸にテーパ角（°）をとっており、カラーフィタルＣＦに含有させる顔料濃度を変化させた場合の、露光量に対するテーパ角を示している。顔料濃度は６０％、３５％、１０％に設定してある。カラーフィルタＣＦの基板ＳＵＢ１に対する密着性を向上させるためには露光量を大きくすることがよいことが確かめられているが、図５から明らかとなるように、露光量を大きくするにしたがってテーパ角も大きくなってしまう。このため、テーパ角を形成する部分においてハーフトーン露光することにより、基板ＳＵＢ１に対する密着性を確保したカラーフィルタＣＦにおいてテーパ角を所望の値に制御できることが判る。また、図６に示すグラフは、横軸にテーパ角（°）を、縦軸に色重ね段差（μｍ）をとっており、隣接するカラーフィルタＣＦの色重ね量を変化させた場合の、テーパ角に対する色重ね段差を示している。図６から明らかとなるように、カラーフィルタＣＦのテーパ角を制御できることによって、色重ね段差を所望の値に制御することができる。

図１は、図２、３、４に示したカラーフィルタＣＦのうちたとえばカラーフィタルＣＦ（Ｒ）を例に挙げて示している。カラーフィタルＣＦ（Ｂ）、カラーフィタルＣＦ（Ｇ）においても、後述する構成を適用できる。前記カラーフィタルＣＦ（Ｒ）は、樹脂材に顔料が含有されて構成され、フォトリソグラフィ技術によって、たとえば図中ｙ方向に並設される各画素に共通に被って形成されることは上述した通りである。

カラーフィルタＣＦ（Ｒ）の図中左側辺は、図中左側に隣接するカラーフィルタ（図示せず）との色重ね部ＰＬ（図中ＰＬｌで示す）となり、カラーフィルタＣＦ（Ｒ）の図中右側辺は、図中右側に隣接するカラーフィルタ（図示せず）との色重ね部ＰＬ（図中ＰＬｒで示す）となる。ここで、カラーフィルタＣＦ（Ｒ）の幅Ｗを画素寸法と称する。また、カラーフィルタＣＦ（Ｒ）の各辺から内側へｗ１の幅分だけハーフトーン露光する場合があり、このｗ１を色重ね分のハーフトーン加工寸法と称する。なお、図中、色重ね分ＰＬの幅と色重ね分のハーフトーン加工寸法ｗ１を一致づけて描画しているが、これらは必ずしも一致するものではなく、前記色重ね分ＰＬの幅は色重ね量と同じ概念で用いている。

また、カラーフィルタＣＦ（ｒ）の図中下側の中央部には正方形状のスルーホールＴＨ３が形成される領域となっている。ここで、ここでスルーホールＴＨ３の一辺の長さＬをコンタクトホール加工径と称する。また、スルーホールＴＨ３のテーパ角を所定の値にするため、スルーホールＴＨ３の外輪郭から内側へｗ２の幅分だけハーフトーン露光する場合があり、このｗ２をコンタクトホール部のハーフトーン加工寸法と称する。

表１は、カラーフィルタＣＦの上述した構成において、顔料濃度、フォトリソグラフィ技術における露光量、コンタクトホール部のハーフトーン加工寸法、色重ね部のハーフトーン加工寸法等を種々変化させて構成した場合（実施例１〜実施例２０）に得られるコンタクトホール部のテーパ角θ２、および色重ね部のテーパ角θ１等を示している。

表１中、まず、実施例１ないし実施例８は、色重ね量を一定とし、コンタクトホール部の設定を変化させた場合のハーフトーン加工寸法等の関係を示している。実施例１ないし実施例３は、カラーフィルタＣＦの顔料濃度（％）、露光量（ｍＪ／ｃｍ２）、コンタクトホール部の加工経（μｍ）を、それぞれ、６０％、２００ｍＪ／ｃｍ２、９μｍとした。実施例１でコンタクトホール部のハーフトーン加工寸法を１μｍとすることによって、コンタクトホール部のテーパ角が９０°となった。また、実施例２でコンタクトホール部のハーフトーン加工寸法を２μｍとすることによって、コンタクトホール部のテーパ角が８０°となった。また、実施例３でコンタクトホール部のハーフトーン加工寸法を３μｍとすることによって、コンタクトホール部のテーパ角が７０°となった。これに対し、比較例１に示すように、コンタクトホール部のハーフトーン加工寸法を０μｍとした場合、コンタクトホール部のテーパ角は１２０°となり逆テーパ形状となった。画素電極ＰＸは、スルーホールＴＨ３を通して薄膜トランジスタＴＦＴのソース電極ＳＴと電気的に接続する必要がある。スルーホールＴＨ３の側壁が逆テーパになると、画素電極ＰＸとソース電極との電気的接続が困難になる。画素電極ＰＸとソース電極間の断線を防ぐため、コンタクトホールＴＨ３の側壁面の角度θ２は９０°以下に形成する。好ましくはコンタクトホールＴＨ３の側壁面の角度θ２は４５°≦θ２≦９０°に形成する。

実施例４ないし実施例６は、カラーフィルタＣＦの顔料濃度（％）、露光量（ｍＪ／ｃｍ２）、コンタクトホール部の加工経（μｍ）を、それぞれ、３５％、１７５ｍＪ／ｃｍ２、７μｍとした。実施例４でコンタクトホール部のハーフトーン加工寸法を１μｍとすることによって、コンタクトホール部のテーパ角が７０°となった。また、実施例５でコンタクトホール部のハーフトーン加工寸法を２μｍとすることによって、コンタクトホール部のテーパ角が６０°となった。また、実施例６でコンタクトホール部のハーフトーン加工寸法を３μｍとすることによって、コンタクトホール部のテーパ角が５０°となった。これに対し、比較例２に示すように、コンタクトホール部のハーフトーン加工寸法を０μｍとした場合、コンタクトホール部のテーパ角は９５°となり、逆テーパとなった。実施例７および実施例８は、カラーフィルタＣＦの顔料濃度（％）、露光量（ｍＪ／ｃｍ２）、コンタクトホール部の加工経（μｍ）を、それぞれ、１０％、２００ｍＪ／ｃｍ２、５μｍとした。実施例７でコンタクトホール部のハーフトーン加工寸法を１μｍとすることによって、コンタクトホール部のテーパ角が５５°となった。また、実施例８でコンタクトホール部のハーフトーン加工寸法を２μｍとすることによって、コンタクトホール部のテーパ角が４５°となった。これに対し、比較例３に示すように、コンタクトホール部のハーフトーン加工寸法を０μｍとした場合、コンタクトホール部のテーパ角は９５°となり、逆テーパとなった。

次に、表１中、実施例９ないし実施例１７は、コンタクトホール加工径およびコンタクトホールのハーフトーン加工寸法を一定とし、色重ね部の設定を変化させた場合のハーフトーン加工寸法等の関係を示している。実施例９ないし実施例１１は、カラーフィルタＣＦの顔料濃度（％）、露光量（ｍＪ／ｃｍ２）、画素寸法（μｍ）を、それぞれ、６０％、１２５ｍＪ／ｃｍ２、５０μｍとした。実施例９で色重ね部のハーフトーン加工寸法を１μｍとすることによって、色重ね部のテーパ角が７５°、色重ね量が５μｍ、色重ね段差が１．０μｍとなった。実施例１０で色重ね部のハーフトーン加工寸法を３μｍとすることによって、色重ね部のテーパ角が６５°、色重ね量が３μｍ、色重ね段差が０．６μｍとなった。実施例１１で色重ね部のハーフトーン加工寸法を５μｍとすることによって、色重ね部のテーパ角が５５°、色重ね量が１μｍ、色重ね段差が０．３μｍとなった。これに対し、比較例４に示すように、色重ね部のハーフトーン加工寸法を０μｍとした場合、色重ね部のテーパ角が９０°、色重ね量が５μｍ、色重ね段差が１．２μｍとなった。実施例１２ないし実施例１４は、カラーフィルタＣＦの顔料濃度（％）、露光量（ｍＪ／ｃｍ２）、画素寸法（μｍ）を、それぞれ、３５％、１４０ｍＪ／ｃｍ２、３７．５μｍとした。実施例１２で色重ね部のハーフトーン加工寸法を１μｍとすることによって、色重ね部のテーパ角が７０°、色重ね量が３μｍ、色重ね段差が０．７μｍとなった。実施例１３で色重ね部のハーフトーン加工寸法を３μｍとすることによって、色重ね部のテーパ角が６０°、色重ね量が５μｍ、色重ね段差が０．８μｍとなった。実施例１４で色重ね部のハーフトーン加工寸法を５μｍとすることによって、色重ね部のテーパ角が５０°、色重ね量が７μｍ、色重ね段差が１．０μｍとなった。これに対し、比較例５に示すように、色重ね部のハーフトーン加工寸法を０μｍとした場合、色重ね部のテーパ角が８０°、色重ね量が５μｍ、色重ね段差が１．１μｍとなった。実施例１５ないし実施例１７は、カラーフィルタＣＦの顔料濃度（％）、露光量（ｍＪ／ｃｍ２）、画素寸法（μｍ）を、それぞれ、１０％、１２０ｍＪ／ｃｍ２、２５μｍとした。実施例１５で色重ね部のハーフトーン加工寸法を１μｍとすることによって、色重ね部のテーパ角が５０°、色重ね量が３μｍ、色重ね段差が０．６μｍとなった。実施例１６で色重ね部のハーフトーン加工寸法を３μｍとすることによって、色重ね部のテーパ角が４０°、色重ね量が３μｍ、色重ね段差が０．５μｍとなった。実施例１７で色重ね部のハーフトーン加工寸法を５μｍとすることによって、色重ね部のテーパ角が３０°、色重ね量が３μｍ、色重ね段差が０．４μｍとなった。

さらに、表１中、実施例１８、実施例１９は、コンタクトホール部および色重ね分の双方の形成において、ハーフトーン加工寸法等の関係を示している。実施例１８は、カラーフィルタＣＦの顔料濃度（％）、露光量（ｍＪ／ｃｍ２）、コンタクトホール部の加工経（μｍ）を、それぞれ、６０％、１００ｍＪ／ｃｍ２、７μｍとした。コンタクトホール部のハーフトーン加工寸法を０μｍとすることによって、コンタクトホール部のテーパ角が７８°となった。そして、画素寸法を２５μｍ、色重ね部のハーフトーン加工寸法を３μｍとすることによって、色重ね部のテーパ角が４０°、色重ね量が３μｍ、色重ね段差が０．５μｍとなった。実施例１９は、カラーフィルタＣＦの顔料濃度（％）、露光量（ｍＪ／ｃｍ２）、コンタクトホール部の加工経（μｍ）を、それぞれ、３５％、２００ｍＪ／ｃｍ２、９μｍとした。コンタクトホール部のハーフトーン加工寸法を２μｍとすることによって、コンタクトホール部のテーパ角が７０°となった。そして、画素寸法を５０μｍ、色重ね部のハーフトーン加工寸法を５μｍとすることによって、色重ね部のテーパ角が６０°、色重ね量が１μｍ、色重ね段差が０．４μｍとなった。

以上、説明したことから明らかなように、本発明による液晶表示装置およびその製造方法によれば、ハーフトーン露光を用いることにより、ＣＯＡ型のカラーフィルタにおいて、コンタクトホール部のテーパ角を大きく、色重ね部のテーパ角を小さく形成できる。

以上、本発明を実施例を用いて説明してきたが、これまでの各実施例で説明した構成はあくまで一例であり、本発明は、技術思想を逸脱しない範囲内で適宜変更が可能である。また、それぞれの実施例で説明した構成は、互いに矛盾しない限り、組み合わせて用いてもよい。

ＳＵＢ１、ＳＵＢ２……基板、ＴＦＴ……薄膜トランジスタ、ＰＳ……半導体層、ＧＩ……ゲート絶縁膜、ＧＬ……ゲート信号線、ＩＮ１、ＩＮ２……層間絶縁膜、ＤＬ……ドレイン信号線、ＳＴ……ソース電極、ＰＡＳ……保護膜、ＰＡＳ１……無機保護膜、ＰＡＳ２……有機保護膜（カラーフィタル）、ＣＦ……カラーフィルタ（有機保護膜）、ＣＴ……対向電極、ＯＰ……孔（対向電極に形成された孔）、ＰＸ……画素電極、ＴＨ１、ＴＨ２、ＴＨ３……コンタクトホール、ＰＬ……色重ね部。

Claims (12)

1. 液晶を挟持して対向配置される一対の基板のうち一方の基板の前記液晶側の面に、第１方向に延在され前記第１方向と交差する第２方向に並設されるゲート信号線と、前記第２方向に延在され前記第１方向に並設されるドレイン信号線と、
   前記ゲート信号線からの走査信号によって駆動する薄膜トランジスタと、
   前記ゲート信号線、前記ドレイン信号線、前記薄膜トランジスタを被って形成されたカラーフィルタと、このカラーフィルタの上方の層に形成された画素電極と、を備えた液晶表示装置の製造方法にあって、
   前記カラーフィルタは、隣接する一方のカラーフィルタと他方のカラーフィルタとが重なる色重ね部を有して形成されるとともに、前記画素電極と前記薄膜トランジスタを電気的に接続させるためのコンタクトホールが形成され、
   前記カラーフィルタをフォトリソグラフィ技術によって形成する際に、前記カラーフィルタのコンタクトホール部と色重ね部のいずれか一方あるいは双方をハーフトーン露光することによって、前記色重ね部のテーパ角が前記コンタクトホールのテーパ角よりも小さく形成する工程を備えることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
2. 前記カラーフィルタの前記色重ね部のテーパ角は３０°以上７５°以下であることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置の製造方法。
3. 前記カラーフィルタの前記コンタクトホール部のテーパ角は４５°以上９０°以下であることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置の製造方法。
4. カラーフィルタは顔料が含有されて構成され、その顔料濃度が１０％以上６０％以下であることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置の製造方法。
5. 前記カラーフィルタの前記色重ね部における色重ね量は１μｍ以上７μｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置の製造方法。
6. 前記カラーフィルタの前記色重ね部におけるハーフトーン露光は前記カラーフィタルの端辺から内側へ１μｍ以上５μｍ以下の範囲で行うことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置の製造方法。
7. 前記カラーフィルタの前記コンタクト部におけるハーフトーン露光は前記コンタクト部の外輪郭から内側へ１μｍ以上５μｍ以下の範囲で行うことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置の製造方法。
8. 液晶を挟持して対向配置される一対の基板のうち一方の基板の前記液晶側の面に、第１方向に延在され前記第１方向と交差する第２方向に並設されるゲート信号線と、前記第２方向に延在され前記第１方向に並設されるドレイン信号線と、
   前記ゲート信号線からの走査信号によって駆動する薄膜トランジスタと、
   前記ゲート信号線、前記ドレイン信号線、前記薄膜トランジスタを被って形成されたカラーフィルタと、このカラーフィルタの上方の層に形成された画素電極と、を備えた液晶表示装置にあって、
   前記カラーフィルタは、隣接する一方のカラーフィルタと他方のカラーフィルタとが重なる色重ね部と、、前記画素電極と前記薄膜トランジスタを電気的に接続させるためのコンタクトホールを有し、
   前記色重ね部のテーパ角が前記コンタクトホールのテーパ角よりも小さく形成されていることを特徴とする液晶表示装置。
9. 前記カラーフィルタの前記色重ね部のテーパ角は３０°以上７５°以下であることを特徴とする請求項８に記載の液晶表示装置。
10. 前記カラーフィルタの前記コンタクトホールのテーパ角は４５°以上９０°以下であることを特徴とする請求項８に記載の液晶表示装置。
11. カラーフィルタは顔料が含有されて構成され、その顔料濃度が１０％以上６０％以下であることを特徴とする請求項８に記載の液晶表示装置。
12. 前記カラーフィルタの前記色重ね部における色重ね量は１μｍ以上７μｍ以下であることを特徴とする請求項８に記載の液晶表示装置。

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