JP2929704B2 - 液晶表示用基板の製造方法 - Google Patents

液晶表示用基板の製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、液晶表示パネルに用いる液晶表示用基板の
製造方法に関する。
従来の技術 最近、液晶表示技術が大きく進展し、画像の美しさで
は従来の陰極線管に匹敵するようになってきた。その上
に、薄い、軽いなどの特徴とあいまって、期待される表
示装置の座を占めるようになってきた。
従来の液晶表示装置のパネルは2枚の透明電極を備え
たガラス基板を液晶を挟んで対向させ、張り合わせたも
のである。透明電極をストライプ状に形成し、対向電極
同志クロスするようにしたものを単純マトリクスパネル
といい、薄膜トランジスタを絵素枚に形成したものをTF
T(Thin Film Transistor)パネルという。単純マトリ
クスパネルは構造が簡単であり、また、ドライバーの数
が少なく安価である。しかし、画質においては遠くTFT
パネルには及ばない。TFTパネルは画質はよいが、薄膜
装置を用いて、絵素毎にトランジスタを付けねばなら
ず、歩留まりが悪く、大変効果なものになってしまって
いる。
発明が解決しようとする課題 上記に説明したように、従来ある液晶パネルはその構
造並びに製造方法から、価格において制約がある。
本発明は低価格化を可能にすると共に、従来のパネル
構造並びに製造方法では不可能であった大画面(例えば
50インチ)の製造を可能とするものである。
課題を解決するための手段 上記問題を解決するために本発明においては、トラン
ジスタを含む液晶駆動回路を表面に形成した単結晶シリ
コン基板の表面に仮の補強材を張り付けて補強し、前記
単結晶シリコン基板を裏側から研磨して薄くし、部分的
にエッチングにより窓をあけた後、透明基板を張り付
け、前記仮の補強材を除去して液晶表示用基板を製造せ
んとするものであり、その液晶表示用基板を液晶パネル
の一方の基板として使用するものである。
作用 本発明を用いれば、パネルの歩留まりが上がり、容易
に大画面化が可能である。且つ、画質も良好のものが得
られる。
実 施 例 まず、本発明者が先に開発した液晶表示パネルに用い
る液晶表示用基板の一例の構造について、第1図の断面
図を参照しながら説明する。一般に良く知られているTN
液晶を用いた液晶表示パネルはこの基板と対向電極とを
間隙をあけて向かい合わせ、間に液晶を注入し、外側に
偏光板を配置して構成する。
液晶と触れる基板と対向電極の表面には液晶分子配向
層を設け配向処理を行うのが通常である。ここで、重要
であるのは第1図のような構成のものが液晶表示パネル
の一方の基板の構成要素となっていることである。この
基板の上に種々の処理をしたり、あるいは別の構成物を
付加していっても良い。以下においては、基本構成につ
いてのみ記述する。101は透明絶縁体薄膜108上に形成し
た液晶駆動用薄膜回路からなる液晶駆動用箔状回路であ
る。図においては薄待回路を簡単に省略して描いてい
る。104はゲート電極、105は半導体薄膜、106はソース
電極またはドレイン電極であり、薄膜トランジスタを構
成している。107は透明電極である。現実には、種々の
付加的な膜を含むものである。これらは本発明の要点に
おいて重要でないので省略する。液晶駆動用薄膜回路は
アモルファスシリコン薄膜を用いたものとポリシリコン
薄膜を用いたものが現在使われている。薄膜素子がアク
ティブでないものでは、チタンの陽極酸化膜を利用した
非直線素子もある。
103は透明支持体であり、102は透明支持体と液晶駆動
用箔状回路とを張り浸ける樹脂層である。
第1図のような構成を取ることにより多くの利用点が
生ずる。第1の利点は後述するように、複数枚の液晶駆
動用箔状回路を一枚の透明支持体上に平面的に配列接続
し、継ぎ目のない画像が得られることである。第2の利
点は液晶駆動用箔状回路を形成する際に、その基板が透
明でなくともよいことであり、特製の良いトランジスタ
を得ることができる高温プロセスが使えることである
(後述するように、液晶駆動用箔状回路作成プロセスに
おいて、後に取り除かれる液晶駆動用箔状回路を形成す
る基板に透明性が要求されず、耐熱性のある安価な基板
が使える)。特にポリシリコンの液晶駆動用薄膜回路の
製造に有効である。第3の利点は透明支持体に軽い樹脂
が利用できることであり、大型になったときに有利にな
る。
第2図は第1図の液晶表示用基板の一つの製造方法を
説明する工程図である。第2図(a)は腐食性基板202
上の透明絶縁体薄膜108の上に作成した薄膜トランジス
タ201を含む液晶駆動用箔状回路101を表している。腐食
性基板202は例えばシリコンウエハーがある。透明絶縁
体薄膜はシリコンウェハー上に形成した酸化シリコン膜
がある。
このようなものは市販されている。薄膜トランジスタ
を含む液晶駆動用薄膜回路はアモルファスシリコン薄膜
あるいはポリシリコン薄膜を用いて作成可能である。
第2図(b)は作成した腐食性基板付き液晶駆動用箔
状回路の上に硝子あるいはプラスチック等の透明支持体
203を樹脂層204で張り付けたところを示している。
第2図(c)は腐食性基板202を腐食して取り除いた
結果で、液晶表示用基板205を示している。
腐食性基板202がシリコンで透明絶縁体薄膜108が酸化
シリコンの場合は、これをストッパーとして化学エッチ
ングで容易に実現できる。半導体プロエスに馴染みのあ
る技術者には周知のことである。腐食性基板を金属にす
ることも容易に考えられる。
第3図、第4図はこれまた本発明者が先に開発した別
の一例を示す。液晶表示用基板205と対向電極の間に液
晶を挟んで駆動する場合、透明絶縁体薄膜108が厚いと
高い駆動電圧を必要とする。このような場合は、第3図
の様に絵素の部分だけ掘り込み301を作ることが可能で
ある。あるいは第4図のように透明絶縁体薄膜にコンタ
クト窓401をあけて、透明電極402を形成することも可能
である。この場合第1図にある透明電極107は要らな
い。第4図のものの作成は、第2図の工程の第2図
(c)の後、透明絶縁体薄膜にコンタクト窓をあけ、透
明電極を形成すれば良い。
使用する液晶によっては液晶表示用基板205上透明絶
縁体薄膜108上に配向膜を設け、配向処理を行う第5図
は本発明者が先に開発した液晶表示パネルに用いる液晶
表示用基板のさらに別の一例の断面図を示す。樹脂層が
カラーフィルタを含むようにい構成したものである。カ
ラーフィルタの各色RGB502,503,504とブラック501を樹
脂層102に埋め込んである。透明支持体103とカラーフィ
ルタ層との間に接着のための樹脂層があっても構わな
い。
第6図は別の液晶表示用基板の構成を示すものであ
る。この構成においては、一枚ではなく、複数枚の液晶
駆動用箔状回路を平面的に配列し、一枚の透明支持体で
保持している。そのために、一枚の液晶駆動用箔状回路
の大きさに拘らず、サイズの大きい液晶表示用基板がで
きる。接合部があっても接合部の厚みが薄いために視覚
的に見えない。図において、液晶駆動用箔状回路は接合
部601で途切れている。薄膜トランジスタ201は省略して
描いてある。一つの液晶駆動用箔状回路と隣の液晶駆動
用箔状回路とは結線603(ゲート電極あるいはソース電
極)により、コンタクト窓602を通して接続している。
後述するように、接続は透明絶縁体薄膜108の薄膜トラ
ンジスタのある面で行うこともできる。
複数の液晶駆動用箔状回路を用いた第6図の液晶表示
用基板の製造方法は、液晶駆動用箔状回路を形成した腐
食性基板を複数枚用意した、一枚の透明支持体上に並べ
接着すればよく、工程は第2図と同じである。腐食性基
板を取り除いた後、コンタクト窓をあけ、配線すれば良
い。
第7図はこれまた本発明者が先に開発した液晶表示パ
ネルに使う液晶表示用基板の別の例の断面図を示す。こ
こでは、第1図のものとは液晶駆動用箔状回路が上下逆
さまになっている。透明絶縁体薄膜108側を透明支持体1
03に樹脂層102によって接着している。
第8図は第7図の構成の液晶表示用基板の作成方法を
説明する工程図をしめす。第8図(a)は第2図(a)
と同じ工程で腐食性基板202上に、透明絶縁体薄膜108と
その上の液晶駆動用薄膜回路からなる液晶駆動用箔状回
路101を設ける。201は薄膜トランジスタである。第8図
(b)の工程において、この液晶駆動用箔状回路の上に
除去可能な樹脂(例えば、ワックス等の熱可塑性の樹脂
あるいは用材に可溶性の樹脂等)802を介在させて仮の
補強材801をつける。次に、第8図(c)にあるように
腐食性基板202を腐食して取り除く。ここまでの工程
は、除去可能な樹脂と仮の補強材を除いて、第2図の工
程と同じである。腐食性基板を取り除いた後、第8図
(d)のように、透明支持体803を樹脂層804にて接着す
る。その後、第8図(e)のように、仮の補強材801を
除去可能な樹脂とともに取り除き、液晶表示用基板を完
成する。
第9図は本発明者が先に開発した上記例のものを基礎
にしてさらに改良を加えた本発明の液晶表示パネルに用
いる液相表示基板の一実施例の断面図を示す。箔状の単
結晶シリコンに窓をあけた液晶駆動用箔状回路901を透
明支持体902に樹脂層903を介して張り付けた液晶表示用
基板である。907は単結晶シリコンであり905がトランジ
スタである。904は窒化シリコンあるいは酸化シリコン
などの透明絶縁体薄膜である。906は透明電極である。
第10図は第9図の構成の液晶表示用基板の作成方法を
説明する工程図をしめす。第10図(a)はトランジスタ
を含む液晶駆動回路を形成したシリコンウエファーであ
る。シリコンウエファー907の表面に回路905があり、そ
の上に酸化膜あるいは窒化膜904があり、これにコンタ
クト窓をあけて、その上に形成した透明電極906と回路9
05を繋いでいる。回路905は大きく省略して描いてあ
る。このシリコンウエファに仮の補強材1001を除去可能
な接着材1002(例えばワックス)で第10図(b)のよう
に取りつける。シリコンウエファーは通常厚さが400〜7
00μであり、これに液晶表示パネルの絵素に対応する穴
(〜30μ□)をあけることは難しい。特殊なプラズマエ
ッチング(ECR)によりアスペクト比の大きいエッチン
グが可能になっているが、今のニーズには届かない。将
来は可能になるかもしれない。厚さ50μまで機械研磨す
る。このような技術は、ずいぶん進歩していて、ディス
クリートFETの製造に多く利用されている。その後フォ
トリソにより第10図(c)のように透明な窓1003をあけ
る。つぎに、透明支持体902を樹脂層903を接着剤として
第10図(d)のよりに張り付ける。次に、仮の補強材を
取り除けば第10図(e)のような液晶表示用基板ができ
あがる。接着材1002がワックスの場合は加熱すれば、溶
融して簡単に取れる。
発明の効果 以上の説明から明らかなように本発明を用いれば、透
明支持体すなわち透明基板上に歩留まりの良い小さいサ
イズのトランジスタを含む液晶駆動回路のアレイを転写
するようにしているために、歩留まりよく特性のよい液
晶表示用基板を製造できるばかりでなく、超大型液晶表
示用基板の製造も可能とするものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明者が先に開発した液晶表示パネルに用い
る液晶表示用基板の断面図、第2図は第1図の液晶表示
用基板の一つの製造方法を説明する工程図、第3図〜第
7図は本発明者が先に開発した液晶表示パネルに用いる
液晶表示用基板の各例の断面図、第8図は第7図の構成
の液晶表示用基板の製造方法を説明する工程図、第9図
は本発明の液晶表示パネルに用いる液晶表示用基板の一
実施例の断面図、第10図は第9図の構成の液晶表示用基
板の製造方法を説明する工程図である。 101,901……液晶駆動用箔状回路、102,204,804,903……
樹脂層、103,203,803,902……透明支持体、104……ゲー
ト電極、105……半導体薄膜、106……ソース電極または
ドレイン電極、107,906……透明電極、108,904……透明
絶縁体薄膜、201……薄膜トランジスタ、202……腐食性
基板、205……液晶表示用基板、301……堀込み、401,60
2……コンタクト窓、501……ブラック、502……R
(赤)、503……G(緑)、504……B(青)、601……
接合部、603……結線、801,1001……仮の補強材、802,1
002……除去可能な樹脂、905……トランジスタ、907…
…単結晶シリコンウエファー、1003……窓。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G02F 1/136 500

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】トランジスタを含む液晶駆動回路を表面に
    形成した単結晶シリコン基板の表面に仮の補強材を張り
    付けて補強し、前記単結晶シリコン基板を裏側から研磨
    して薄くし、部分的にエッチングにより窓をあけた後、
    透明基板を張り付け、前記仮の補強材を除去することを
    特徴とする液晶表示用基板の製造方法。
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