JP3067938B2

JP3067938B2 - 液晶パネル用基板とその製造方法

Info

Publication number: JP3067938B2
Application number: JP2712594A
Authority: JP
Inventors: 清弘川崎
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1993-10-27
Filing date: 1994-02-25
Publication date: 2000-07-24
Anticipated expiration: 2015-07-24
Also published as: JPH07175088A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は画像表示機能を有する液
晶パネル、とりわけ一方の基板にスイッチング素子を用
いた液晶画像表示装置において有効な液晶パネルと、そ
の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年の微細加工技術、液晶材料および実
装技術等の進歩により３〜１５インチ程度のサイズでは
あるが、液晶パネルで実用上支障ないテレビジョン画像
や各種の画像表示が商用ベースですでに得られている。
液晶パネルを構成する２枚のガラス板の一方にＲＧＢの
着色層を形成しておくことによりカラー表示も容易に実
現され、また絵素毎にスイッチング素子を内蔵させた、
いわゆるアクティブ型の液晶パネルではクロストークも
少なく、かつ高いコントラスト比を有する画像が保証さ
れる。

【０００３】このような液晶パネルは、走査線としては
１２０〜９６０本、信号線としては２４０〜２０００本
程度のマトリクス編成が標準的で、たとえば図１７に示
すように液晶パネル１を構成する一方の透明性絶縁基板
であるガラス基板２上に形成された走査線の電極端子群
６に駆動信号を供給する半導体集積回路チップ３を直接
接続するＣＯＧ（Chip-On-Glass ）方式や、たとえばポ
リイミド系樹脂薄膜をベースとし、金メッキされた銅箔
の端子群（図示せず）を有する接続フィルム４を信号線
の電極端子群５に接着剤で圧接しながら固定する方式な
どの実装手段によって電気信号が画像表示部に供給され
る。ここでは便宜上二つの実装方式を同時に図示してい
るが、実際にはいずれかの実装方式が選ばれることは言
うまでもない。なお、図中の７、８は液晶パネル１中央
の画像表示部と信号線および走査線の電極端子群５、６
との間を接続する配線路で、必ずしも電極端子群と同じ
導電材で構成される必要はない。

【０００４】９は全ての液晶セルに共通の透明導電性の
対向電極を閉空間側に有する液晶パネル１を構成するも
う１枚のガラス板で、２枚のガラス板２、９は石英ファ
イバやプラスチック・ビ−ズ等のスペ−サによって数μ
ｍ程度の所定の距離を隔てて形成され、その間隙（ギャ
ップ）は有機性樹脂よりなるシール材と封口材で封止さ
れた閉空間になっており、閉空間には液晶が充填されて
いる。カラ−表示を実現するには、ガラス板９の閉空間
側に着色層と称する染料または顔料のいずれか一方もし
くは両方を含む有機薄膜が被着されて色表示機能が与え
られるので、その場合にはガラス基板９は、別名カラー
フィルタと呼ばれる。そして液晶材の性質によってはガ
ラス板９上面またはガラス板２の下面のいずれかもしく
は両面上に偏光板が貼付され、液晶パネル１は電気光学
素子として機能する。

【０００５】図１８はスイッチング素子として絶縁ゲー
ト型トランジスタ１０を絵素毎に配置したアクティブ型
液晶パネルの等価回路図である。実線で描かれた素子は
一方のガラス基板２上に、そして破線で描かれた素子は
もう一方のガラス基板９上に形成されている。走査線１
１（８）と信号線１２（７）は、たとえば非晶質シリコ
ン（ａ−Ｓｉ）を半導体層とし、シリコン窒化層（Ｓｉ
Ｎｘ）をゲート絶縁層とするＴＦＴ（薄膜トランジス
タ）１０の形成と同時にガラス基板２上に作製される。
液晶セル１３は図１９に示すようにガラス板２上に形成
された透明導電性の絵素電極１４と、カラーフィルタ９
上に形成された同じく透明導電性の対向電極１５と、２
枚のガラス板で構成された閉空間を満たす液晶１６とで
構成され、電気的にはコンデンサと同じ扱いを受ける。
液晶セル１３の時定数を大きくするための蓄積容量の構
成に関してはいくつかの選択が可能で、たとえば図１８
では蓄積容量２２は前段の走査線と絵素電極１４とで構
成されている。

【０００６】図１８において蓄積容量２２はアクティブ
型の液晶パネルとしては必ずしも必須の構成要素とは限
らないが、駆動用信号源の利用効率の向上、浮遊寄生容
量の障害の抑制および高温動作時の画像のちらつき（フ
リッカ）防止等には効果的存在で、実用上はほぼ採用さ
れている。

【０００７】図１９はカラー液晶画像表示装置の要部断
面図である。染色された感光性ゼラチンまたは着色性感
光性樹脂等よりなる着色層１８は先述したように、カラ
ーフィルタ９の閉空間側で絵素電極１４に対応してＲＧ
Ｂの三原色で所定の配列に従って配置されている。全て
の絵素電極１４に共通の対向電極１５は着色層１８の存
在による電圧配分損失を避けるためには図示したように
着色層１８上に形成される。液晶１６に接して２枚のガ
ラス板２、９上に被着された、たとえば０．１μｍ程度
の膜厚のポリイミド系樹脂薄膜層１９は液晶分子を決め
られた方向に揃えるための配向膜である。加えて液晶１
６にツイスト・ネマチック（ＴＮ）型のものを用いる場
合には上下に２枚の偏光板２０を必要とする。

【０００８】ＲＧＢの着色層１８の境界に低反射性の不
透明膜２１を配置すると、ガラス板２上の信号線１２等
の配線層からの反射光を防止できてコントラスト比が向
上し、またスイッチング素子である薄膜トランジスタ１
０の外部光照射によるＯＦＦ時のリーク電流の増大が防
げて強い外光の下でも動作させることが可能となり、ブ
ラックマトリクス（ＢＭ）として実用化されている。ブ
ラックマトリクス材の構成も多数考えられるが、着色層
の境界における段差の発生状況と光の透過率を考慮する
と、コスト高にはなるが０．１μｍ程度の膜厚のＣｒ薄
膜が簡便である。

【０００９】なお、図１９において理解を簡単にするた
め、薄膜トランジスタ１０、走査線１１、及び蓄積容量
２２に加えて光源やスペ−サ等の主要因子は省略されて
いる。２３は絵素電極１４と薄膜トランジスタ１０のド
レインとを接続するための導電性薄膜で、一般的には信
号線１２と同一の材質で同時に形成される。ここでは図
示しなかったが、対向電極１５は画像表示部より僅かに
外よりの隅部で適当な導電性ペーストを介してガラス板
２上の適当な導電性パターンに接続され、電極端子群
５、６の一部に組み込まれて電気的接続が与えられる。

【００１０】図２０には現在採用されているスイッチン
グ素子である絶縁ゲ−ト型トランジスタの一つの典型的
な平面パターン配置図を示す。ここでは蓄積容量２２は
前段の走査線１１’と開口部３０を経由して絵素電極１
４に接続された蓄積電極３１とで構成されている。図２
０のＡ−Ａ’線上の製造工程断面図を図２１から図２８
に示し、絶縁ゲ−ト型トランジスタも含めて液晶画像表
示用ＴＦＴ基板の製造プロセスを以下に説明する。

【００１１】まず図２１に示したように、ガラス板２の
一主面上に絵素電極１４をたとえば、スパッタ等の真空
製膜装置を用いて０．１μｍの膜厚のＩＴＯ（Indium−
Tin−Oxide ）で被着して選択的パターン形成を行な
い、全面に０．１μｍの膜厚の酸化シリコン層２４を被
着する。酸化シリコン層２４は後工程でＰ−ＣＶＤによ
ってＩＴＯよりなる絵素電極１４が還元され、被着され
るＳｉＮｘ層の白濁を防止する機能を有する。その被着
方法は常圧ＣＶＤでもプラズマＣＶＤでも構わない。

【００１２】次に図２２に示したように絶縁ゲート型ト
ランジスタのゲートを兼ねる走査線１１をたとえば、ス
パッタ等の真空製膜装置を用いて０．１μｍの膜厚のク
ロム（Ｃｒ）で被着して選択的パターン形成を行なう。

【００１３】引続き図２３に示したように、ゲート絶縁
層２５となる第１のシリコン窒化層（ＳｉＮｘ）、不純
物を殆ど含まない第１の非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ）層
２６、エッチング・ストッパーとなる第２のシリコン窒
化層（ＳｉＮｘ）２７の３層をたとえば、０．４、０．
０５、０．１μｍの膜厚でプラズマＣＶＤ装置を用いて
連続的に堆積する。

【００１４】そして図２４に示したように、ゲートを兼
ねる走査線１１上でゲートよりも細く第２のＳｉＮｘ層
を選択的に残して２７’とし、不純物を含まない第１の
非晶質シリコン層２６を露出した後、全面に不純物とし
てたとえば燐（Ｐ）を含む第２の非晶質シリコン層（ｎ
+ ・ａ−Ｓｉ）２８を、たとえば０．０５μｍの膜厚で
プラズマＣＶＤ装置を用いて全面に被着する。

【００１５】ついで図２５に示したように、ゲート（走
査線）１１上周辺に上記２層の非晶質シリコン層を島状
に選択的に形成して２６’、２８’とし、ゲート絶縁層
２５を露出する。

【００１６】その後、図２６に示したようにゲート絶縁
層２５の一部を選択的に除去して走査線１１への接続の
ための開口部（図示せず）と絵素電極１４への接続のた
めの開口部２９、（３０）を形成した後、図２７に示し
たように上記開口部２９を含んでたとえば０．１μｍの
膜厚のクロム（Ｃｒ）と０．５μｍの膜厚のアルミ（Ａ
ｌ）の２層よりなるゲート配線（図示せず）、蓄積電極
３１（図２０）と、第２のＳｉＮｘ層２７’と一部重な
るように一対のソース・ドレイン配線１２、２３とを選
択的に被着形成する。さらにソース・ドレイン配線をマ
スクとして第２のＳｉＮｘ層２７’上の不純物を含む第
２の非晶質シリコン層２８’を選択的に除去して絶縁ゲ
−ト型トランジスタとしては完成する。このとき、ソー
ス・ドレイン配線でカバーされていない第１の非晶質シ
リコン層２６’は第２の非晶質シリコン層２８’の過食
刻によって消失してしまう。このように第２のＳｉＮｘ
層２７’は非晶質シリコン層２８’の過食刻に対して絶
縁ゲート型トランジスタのチャネルとなる不純物を含ま
ない非晶質シリコン層２６’を保護する機能を発揮して
いるので、エッチング・ストッパと称される。

【００１７】最後に図２８に示したように、全面にパシ
ベーション層としてたとえば、ＳｉＮｘ層３２を０．２
〜０．５μｍの膜厚でプラズマＣＶＤ装置を用いて被着
する。そして走査線１１や信号線１２の端子電極６およ
び５上の絶縁層を選択的に除去して開口部を形成し、端
子電極を露出する。なお、液晶セルに印加される実効電
圧を減少させないため、あるいはパシベーション層３２
の膜質の関係から絵素電極１４上のパシベーション層も
開口部３３として同時に除去することが行われるが多
い。

【００１８】以上述べた製造方法では、２種類の非晶質
シリコン層を島状に形成してゲート絶縁層を露出してか
ら、走査線や絵素電極への接続のための開口部形成が実
行されているが、製造工程（特に写真食刻工程）の合理
化のために非晶質シリコン層を島状に形成することな
く、２種類の非晶質シリコン層とゲート絶縁層およびそ
の他の絶縁層を含む多層膜を一気に食刻して、上記開口
部を形成することも可能である。開口部形成が多層膜の
食刻となってやや複雑になり、かつドライエッチを採用
しないと開口部の断面形状が逆テーパになり易いなど工
業上の課題がないわけではないが、非晶質シリコン層を
島状に形成する工程を省略することができるからであ
る。ただし、後者の場合には非晶質シリコン層の不透明
性に鑑み、ゲート配線とソース・ドレイン配線をマスク
として前記配線間の不要な非晶質シリコン層を除去した
後か、３層形成前、すなわちゲート絶縁層形成前に絵素
電極が形成されなければならないことは容易に理解され
よう。

【００１９】なお、絶縁ゲ−ト型トランジスタの耐熱性
を向上させるために、ソース・ドレイン配線１２、２３
と不純物を含む非晶質シリコン層２８’との間に耐熱バ
リア・メタルとしてＣｒを紹介しているが、その他にも
Ｔｉ（チタン）等の金属薄膜層やシリサイド薄膜層がよ
く採用されている。耐熱バリア・メタルの技術の詳細に
ついてはここでは省略する。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】上記した製造方法で
は、図２０に示したように絵素電極１４の周辺には開口
部３３のパターン形成時の合わせ精度分だけ酸化シリコ
ン層、ゲート絶縁層およびパシベーション絶縁層が残ら
ざるを得ない。合わせ精度はマスク精度、ガラス板の熱
収縮量、露光時の基板の温度による膨張量、露光機の合
わせ精度の総和で決まり、デバイスサイズが大きい場合
や高密度で絵素電極が小さい場合にはその量（３〜５μ
ｍ）は簡単に開口率を１０％程度は低下させてしまう。
すなわち、絵素電極１４を１００％露出することは困難
である。

【００２１】また、ＴＦＴ液晶デバイスを早期に普及さ
せるためには低価格化が工業的には必須要件で、低コス
ト化のために製造工程の簡略化や短縮化が強く望まれて
いるのが現状である。

【００２２】加えてＴＮ液晶では、光のリタデーション
を利用するため視野角が狭い欠点も商品として提供され
た当初から指摘されていた。さらに、ＴＦＴ基板とカラ
ーフィルタとを貼り合わせて液晶パネル化する工程で
も、シール材がある程度軟化状態にないと両者の合わせ
精度を確保できないが、軟化しているだけシール材が硬
化する過程でずれが生じ、基板の反りやうねりも相まっ
て両者を精度良く貼り合わせる合わせることは困難で、
数μｍの合わせ精度しか実現できていない。このため、
ブラックマトリクスを幅広に形成しておく必要があり、
開口率が低下することは避けられない。カラーフィルタ
のコストダウンの観点からも、ＴＦＴ基板上で有効なブ
ラックマトリクスを形成することは火急の課題となって
いる。

【００２３】本発明は上記した現況に鑑みなされたもの
で、工程数の低下と開口率の大きなＴＦＴ液晶パネルを
同時にもたらすＴＦＴ液晶デバイスと製造方法を提供す
ることを目的とする。

【００２４】

【課題を解決するための手段】本発明は絵素電極である
透明電極上にゲート金属層を被着した状態でＴＦＴを作
製するプロセス設計と、裏面露光による自己整合的な開
口部形成と、開口部形成のマスク材に黒色顔料レジスト
を採用することによって目的が達せられる。

【００２５】

【作用】本発明は透明導電層と金属層との積層をゲート
電極と疑似絵素電極とするプロセス設計でパターニング
工程が１回減少し、裏面露光で絵素電極と同一サイズの
開口部を形成し、開口部内の金属層を除去することによ
り絵素電極を１００％露出することができる。また、開
口部形成に用いるマスク材に黒色顔料レジストを採用す
ると、ＴＦＴ基板上で絵素電極以外は黒色顔料レジスト
で覆うことができるので、そのまま残してブラックマト
リクスとして機能させることができる。

【００２６】

【実施例】以下本発明の実施例について図１〜図１６を
参照しながら説明する。なお便宜上、同一の部位には従
来例と同じ符号を付すこととする。本発明の第１の実施
例によるＴＦＴ基板の平面的なパターン配置図を図１
に、また同図のＡ−Ａ’線上の製造工程断面図を図２か
ら図９に示し、以下その製造方法を詳細に記述する。

【００２７】まず図２に示したように、ガラス板２の一
主面上にスパッタ等の真空製膜装置を用いて０．１μｍ
の膜厚のＩＴＯ（Indium−Tin −Oxide ）３４と０．１
μｍの膜厚のクロム（Ｃｒ）３５とを順次、被着する。

【００２８】つぎに図３に示したように、ＩＴＯとＣｒ
との積層よりなるゲートを兼ねる走査線１１と疑似絵素
電極３６の選択的パターン形成を行う。少なくとも積層
の上側のＣｒのパターン幅が下側のＩＴＯのパターン幅
よりも小さくなるような食刻を行う必要がある。湿式食
刻ではネガレジストを用い、Ｃｒの食刻後にネガレジス
トを加熱して流動化させる等の工夫が必要であるが、乾
式食刻では比較的容易に実現できよう。積層パターンの
形成後に全面に０．１〜０．３μｍの膜厚の酸化シリコ
ン層２４を被着する。これは先述したように積層パター
ンのエッジ部でＩＴＯが還元されるのを防止するためで
あるが、本実施例では液晶層に実効的に印加される電圧
とＴＦＴの性能指数に強く影響する設計要因となる点に
注意する必要がある。

【００２９】引続き図４に示したように、ゲート絶縁層
２５となる第１のシリコン窒化層（ＳｉＮｘ）、不純物
を殆ど含まない第１の非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ）層２
６、エッチング・ストッパーとなる第２のシリコン窒化
層（ＳｉＮｘ）２７の３層をたとえば、０．４、０．０
５、０．１μｍの膜厚でプラズマＣＶＤ装置を用いて連
続的に堆積する。

【００３０】そして図５に示したように、ゲート１１上
でゲートよりも細く第２のＳｉＮｘ層を選択的に残して
２７’とし、不純物を含まない第１の非晶質シリコン層
２６を露出した後、全面に不純物としてたとえば燐
（Ｐ）を含む第２の非晶質シリコン層２８を、たとえば
０．０５μｍの膜厚でプラズマＣＶＤ装置を用いて全面
に被着する。

【００３１】ついで図６に示したように、ゲート１１上
周辺に上記２層の非晶質シリコン層を島状に選択的に形
成して２６’、２８’とし、ゲート絶縁層２５を露出す
る。その後図７に示したようにゲート絶縁層２５の一部
を選択的に除去して走査線１１への接続のための開口部
（図示せず）と絵素電極１４への接続のための開口部２
９、（３０）を形成した後、図８に示したように上記開
口部を含んでたとえば０．１μｍの膜厚のクロム（Ｃ
ｒ）と０．５μｍの膜厚のアルミ（Ａｌ）の２層よりな
るゲート配線（図示せず）、蓄積電極３１（図１）と第
２のＳｉＮｘ層２７’と一部重なるように一対のソース
・ドレイン配線１２、２３を選択的に被着形成し、ソー
ス・ドレイン配線をマスクとして第２のＳｉＮｘ層２
７’上の不純物を含む第２の非晶質シリコン層２８’を
選択的に除去する。さらに全面にパシベーション層とし
てたとえば、ＳｉＮｘ層３２を０．２〜０．５μｍの膜
厚でプラズマＣＶＤ装置を用いて被着する。そして全面
にネガ型の感光性樹脂３７を塗布した後、ガラス板２の
下方より紫外線３８を照射して現像すると、疑似絵素電
極３６に対応した開口部３９を得ることができる。しか
しながら、紫外線３８に対して不透明なたとえば、信号
線１２等の部位に対応した領域を開口させないために
は、精度は低くてよいが、通常のガラス板２上方からの
マスク露光を併用する必要がある。ただし端子電極５、
６を露出するために、端子電極５、６上はガラス板２上
方からの露光を行う必要はない。

【００３２】開口部３９を形成した後、開口部３９内の
パシベーションＳｉＮｘ層、ゲート絶縁層、酸化シリコ
ン層を適当な手段、たとえば乾式のドライエッチで除去
して疑似絵素電極３６を露出し、疑似絵素電極３６上の
クロム薄膜を除去すれば透明導電性の絵素電極１４が露
出する。最後に前記感光性樹脂３７を除去して図９に示
したように液晶パネル用ＴＦＴ基板が完成する。

【００３３】本発明の第２の実施例は、視野角を広げる
ためのデバイス設計手法であり、図１０に単位絵素の平
面的なパターン配置図を示し、同図のＡ−Ａ’線上の製
造工程断面図を図１１から図１４に示す。

【００３４】視野角を広げるために、本発明は絵素電極
上に絶縁層を分散させて残す手法を採用する。これは対
向電極−液晶層−絵素電極１４よりなるコンデンサ構成
において、絵素電極上に適当な厚みの絶縁層が介在する
と液晶層に加わる実効電圧が低下する現象を利用して、
同一の絵素電極内で液晶層の実効電圧と液晶セルの透過
率の関係曲線に幅を持たせ、見かけ上視野角を広げたこ
とと等価にする技術である。

【００３５】本発明では絵素電極上に金属層を被着され
た疑似絵素電極を採用しているため、図１０の平面的な
パターン配置図からも明らかなように、絵素電極上に絶
縁層を選択的に残すことは極めて容易である。絵素電極
上では所定の、たとえばスリットパターン４０状に絶縁
層が除去されている。

【００３６】製造方法は第１の実施例と基本的には同一
に進行する。唯一の違いはゲート金属層を積層された疑
似絵素電極にスリット状４０の開口部が形成されている
ことである。これは図１１に示したようにポジ型の感光
性樹脂パターン４１、４２を用いてＩＴＯとＣｒとの積
層よりなるゲートを兼ねる走査線１１と疑似絵素電極３
６の選択的パターン形成を行うとき、ポストベークを省
略してＣｒとＩＴＯの食刻を行い、再度露光機を用いて
感光性樹脂パターン４２に選択的紫外線照射を行った後
に現像することによって合理化が可能である。すなわ
ち、感光性樹脂の剥離工程と新たな感光性樹脂の塗布工
程が省略されている。このようにして図１２に示したよ
うに疑似絵素電極３６上のＣｒ層にスリット状のパター
ンを形成する。

【００３７】図１３は図８に対応する工程を示し、疑似
絵素電極３６上のＣｒ層にスリット状のパターンが形成
されているために、裏面露光によって得られるネガ型の
感光性樹脂層３７にもスリット状の開口部４３が形成さ
れる。

【００３８】開口部４３を形成した後、開口部４３内の
パシベーションＳｉＮｘ層、ゲート絶縁層、酸化シリコ
ン層を適当な手段、たとえば乾式のドライエッチで除去
して疑似絵素電極３６を露出し、クロム薄膜を除去すれ
ば透明導電性の絵素電極１４上にスリット状の絶縁層が
残される。最後に前記感光性樹脂３７を除去して図１４
に示したように、本発明の第２の実施例による液晶パネ
ル用ＴＦＴ基板が完成する。

【００３９】本発明の第３の実施例は、絵素電極上の絶
縁層の除去に用いるマスク材として、ネガ型の黒色顔料
レジストを採用するもので、その結果絵素電極以外の領
域は黒色顔料レジストで覆うことが可能となり、黒色顔
料レジストの良好な絶縁性も相まってそのまま残すこと
により、ＴＦＴ基板上にブラックマトリクスを形成可能
としたものである。単位絵素の平面的なパターン配置図
は図１とほぼ同等で、同図のＡ−Ａ’線上の製造工程断
面図を図１５と図１６に示す。

【００４０】第３の実施例においても、第１の実施例と
同一の製作工程を経て図１５に示したように信号線１２
とドレイン配線２３が形成される。その後、全面にネガ
型の黒色顔料レジスト４４を塗布した後、ガラス板２の
下方より紫外線３８を照射して現像すると、疑似絵素電
極３６に対応した開口部３９を得ることができる。しか
しながら、紫外線３８に対して不透明な、たとえば、信
号線１２等の部位に対応した領域を開口させないために
は精度は低くてよいが通常のガラス板２上方からのマス
ク露光を併用する必要がある。ただし端子電極を露出す
るために、端子電極上はガラス板２上方からの露光を行
う必要はない。

【００４１】黒色顔料レジストとしては、たとえば東京
応化製のＣＦＰＲ、ＢＫ−５０５を推奨することができ
る。このレジストは有機顔料タイプのカラーフィルタ用
顔料分散レジストで、その主な使用条件は以下に記載す
る通りである。推奨塗布厚１．９μｍを得るには、５０
０ｒｐｍ／２５秒のスピン塗布を行い、引続きホットプ
レート上で８０℃、３分のプリベークを行う。露光条件
は１５０ｍＪ／ｃｍ²であり、アルカリ性の専用現像液
で浸漬揺動法またはスプレイ法で６０〜９０秒間現像す
る。リンスは純水で、顔料残査を無くすためには強めの
スプレイが望ましい。熱硬化のためのポストベークはホ
ットプレート上で２００〜２５０℃、１０〜３０分の加
熱処理が必要であり、熱硬化によって約２０％程膜厚が
減少し、塗布厚１．９μｍが硬化後は１．５μｍに減膜
する。

【００４２】黒色顔料レジスト４４に開口部３９を形成
した後、開口部３９内のゲート絶縁層と酸化シリコン層
とを適当な手段、たとえば乾式のドライエッチで除去し
て疑似絵素電極３６を露出し、疑似絵素電極３６上のク
ロム薄膜を除去すれば透明導電性の絵素電極１４が露出
する。第３の実施例では開口部形成に用いた黒色顔料レ
ジストは除去せず、ＴＦＴ基板上に残したままＴＦＴ基
板工程を終える。その結果、図１６に示したように絵素
電極１４以外の領域は黒色顔料レジスト４４で覆われて
いる。第１および第２の実施例のようにＳｉＮｘ層のパ
シベーション層３２を採用しても何等支障はないが、黒
色顔料レジストの良好な絶縁性（１０¹⁴Ω／ｃｍ²）は
ＴＦＴ基板のパシベーションとしても十分な性能を有し
ており、第３の実施例においては図１６に示したように
パシベーション絶縁層としてのＳｉＮｘ層は不要とする
ことができる。端子電極をＩＴＯで構成するならば絵素
電極１４と同様の取扱が可能であり、また端子電極をＡ
Ｌで構成しても、上述したようなドライエッチとクロム
除去に対してＡＬは十分な耐薬品性を有し、端子電極上
の黒色顔料レジストの選択的開口に関しては何等問題は
発生しない。

【００４３】

【発明の効果】以上述べたように本発明においては、透
明導電層上にゲート金属層を積層して疑似絵素電極と
し、裏面露光で疑似絵素電極上の絶縁層とゲート金属層
を自己整合的に除去するため、絵素電極の有効開口率は
１００％となり、従来よりも明るい画像の液晶パネルが
得られる。

【００４４】また、絵素電極は疑似絵素電極としてゲー
トを兼ねる走査線と同時にパターニングされるため、従
来よりも塗布・露光・現像と一連の写真食刻工程が１回
減少し、生産コストの低減に大きく寄与する。

【００４５】加えて、疑似絵素電極の形成時に露光・現
像工程・食刻工程を追加することにより、視野角の広い
液晶パネルを得ることも可能であり、新たな価値の創出
という観点でも価値のある発明である。

【００４６】さらに、絵素電極上の絶縁層の除去に用い
るマスク材として黒色顔料レジストを用い、そのままＴ
ＦＴ基板上に残すことにより、パシベーション絶縁層の
形成が不要となり、しかもＴＦＴ基板上にブラックマト
リクスを形成することが可能となり、カラーフィルタと
の貼り合わせ時の許容ずれ量も増大可能となるなど、コ
スト低減と作り易さの観点からも格別の効果が得られ
る。

【００４７】本発明の要点は、透明導電層とゲート金属
層との積層よりなる疑似絵素電極の形成と、裏面露光に
よる自己整合的な開口部形成プロセスにあり、ＴＦＴの
その他の構成や材料に関する規制が無いことは言うまで
もないだろう。たとえば、ソース・ドレイン配線をＡｌ
で構成し、その表面を陽極酸化して絶縁化した場合には
パシベーション絶縁層を採用しないことも可能である
が、このような場合でも絵素電極上の絶縁層と金属層を
自己整合的に除去する工程は構築可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例によるＴＦＴ基板の平面
的なパターン図

【図２】図１のＡ−Ａ’線上の製造工程断面図

【図３】図１のＡ−Ａ’線上の製造工程断面図

【図４】図１のＡ−Ａ’線上の製造工程断面図

【図５】図１のＡ−Ａ’線上の製造工程断面図

【図６】図１のＡ−Ａ’線上の製造工程断面図

【図７】図１のＡ−Ａ’線上の製造工程断面図

【図８】図１のＡ−Ａ’線上の製造工程断面図

【図９】図１のＡ−Ａ’線上の製造工程断面図

【図１０】本発明の第２の実施例によるＴＦＴ基板の平
面的なパターン図

【図１１】図１０のＡ−Ａ’線上の製造工程断面図

【図１２】図１０のＡ−Ａ’線上の製造工程断面図

【図１３】図１０のＡ−Ａ’線上の製造工程断面図

【図１４】図１０のＡ−Ａ’線上の製造工程断面図

【図１５】本発明の第３の実施例によるＴＦＴ基板の製
造工程断面図

【図１６】本発明の第３の実施例によるＴＦＴ基板の製
造工程断面図

【図１７】液晶パネルへの実装手段を示す斜視図

【図１８】アクティブ型液晶パネルの等価回路図

【図１９】カラー表示用同パネルの要部断面図

【図２０】従来のＴＦＴ基板上の平面パターン図

【図２１】図２０のＡ−Ａ’線上の製造工程断面図

【図２２】図２０のＡ−Ａ’線上の製造工程断面図

【図２３】図２０のＡ−Ａ’線上の製造工程断面図

【図２４】図２０のＡ−Ａ’線上の製造工程断面図

【図２５】図２０のＡ−Ａ’線上の製造工程断面図

【図２６】図２０のＡ−Ａ’線上の製造工程断面図

【図２７】図２０のＡ−Ａ’線上の製造工程断面図

【図２８】図２０のＡ−Ａ’線上の製造工程断面図

【符号の説明】

１液晶パネル２ガラス板３半導体チップ４接続フィルム５、６電極端子９対向ガラス基板またはカラ−フィルタ１０絶縁ゲ−ト型トランジスタ１１走査線１２信号線１３液晶セル１４絵素電極１５対向電極１６液晶２３ドレイン配線２４酸化シリコン層２５ゲート絶縁層２６不純物を含まない非晶質シリコン層２７エッチングストッパとしての絶縁層２８不純物を含む非晶質シリコン層２９、３０絵素電極への接続のための開口部３１蓄積電極３２パシベーション絶縁層３３絵素電極を露出するための開口部３４透明導電層（ＩＴＯ）３５ゲート金属層３６疑似絵素電極３７ネガ型感光性樹脂３８紫外線３９ネガ型感光性樹脂層及び（ネガ型）黒色顔料レ
ジストの開口部４０スリット状パターン４１ポジレジストのゲートパターン４２ポジレジストの（疑似）絵素電極パターン４４（ネガ型）黒色顔料レジスト

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】透明性絶縁基板の一主面上に複数本の走
査線と、少なくとも１層以上の絶縁層を介して前記走査
線と概ね直交する複数本の信号線と、走査線と信号線の
交点毎に少なくとも一つの絶縁ゲート型トランジスタと
透明導電性の絵素電極とを有し、前記絶縁ゲート型トラ
ンジスタのゲートを兼ねる走査線が透明導電層と金属層
との積層よりなるとともに、前記絶縁ゲート型トランジ
スタのゲート絶縁層が少なくとも酸化シリコン層を含
み、前記透明導電性の絵素電極上の酸化シリコン層を含
む絶縁層が透明導電性の絵素電極と自己整合的に除去さ
れていることを特徴とする液晶パネル用基板。
【請求項２】透明性絶縁基板の一主面上に透明導電層
と金属層とを被着する工程と、前記透明導電層と金属層
との積層よりなるゲートを兼ねる走査線と擬似絵素電極
とを選択的に形成する工程と、全面に酸化シリコン層を
被着する工程を含み絶縁ゲート型トランジスタを形成す
る工程と、前記絶縁ゲート型トランジスタのドレインと
擬似絵素電極とを接続するドレイン配線と信号線とを形
成する工程と、全面にネガ型の感光性樹脂を塗布する工
程と、前記透明性絶縁基板の他の主面上からの紫外線照
射を含み前記擬似絵素電極上に自己整合的に開口部を形
成する工程と、前記開口部内の酸化シリコン層を含む絶
縁層と金属層とを選択的に除去して透明導電性の絵素電
極を露出する工程とからなる液晶パネル用基板の製造方
法。
【請求項３】透明性絶縁基板の一主面上に複数本の走
査線と、少なくとも一層以上の絶縁層を介して前記走査
線と概ね直交する複数本の信号線と、走査線と信号線の
交点毎に少なくとも一つの絶縁ゲート型トランジスタと
絵素電極とを有し、前記絶縁ゲート型トランジスタのゲ
ートを兼ねる走査線が透明導電層と金属層との積層より
なるとともに、前記絶縁ゲート型トランジスタのゲート
絶縁層が少なくとも酸化シリコン層を含み、前記絵素電
極上の酸化シリコン層を含む絶縁層が部分的にかつ自己
整合的に除去されていることを特徴とする液晶パネル用
基板。
【請求項４】透明性絶縁基板の一主面上に透明導電層
と金属層とを被着する工程と、前記透明導電層と金属層
との積層よりなるゲートを兼ねる走査線と疑似絵素電極
とを選択的に形成する工程と、前記疑似絵素電極上の金
属層に所定の開口部を選択的に形成する工程と、全面に
酸化シリコン層を被着する工程を含み絶縁ゲート型トラ
ンジスタを形成する工程と、前記絶縁ゲート型トランジ
スタのドレインと絵素電極とを接続するドレイン配線と
信号線とを形成する工程と、全面にネガ型感光性樹脂を
塗布する工程と、前記透明性絶縁基板の他の主面上から
の紫外線照射を含み前記疑似絵素電極上に前記所定の開
口部の逆パターンを自己整合的に形成する工程と、前記
逆パターン内の酸化シリコン層を含む絶縁層と金属層と
を選択的に除去する工程とからなる液晶パネル用基板の
製造方法。
【請求項５】透明性絶縁基板の一主面上に複数本の走
査線と、少なくとも１層以上の絶縁層を介して前記走査
線と概ね直交する複数本の信号線と、走査線と信号線の
交点毎に少なくとも一つの絶縁ゲート型トランジスタと
透明導電性の絵素電極とを有し、前記絶縁ゲート型トラ
ンジスタのゲートを兼ねる走査線が透明導電層と金属層
との積層よりなるとともに、前記絶縁ゲート型トランジ
スタのゲート絶縁層が少なくとも酸化シリコン層を含
み、前記絶縁ゲート型トランジスタのチャネル部を保護
する絶縁層が形成され、前記透明導電性の絵素電極上の
酸化シリコン層を含む絶縁層が透明導電性の絵素電極と
自己整合的に除去されているとともに前記透明導電性の
絵素電極を除いた領域に黒色顔料レジストが透明導電性
の絵素電極と自己整合的に形成されていることを特徴と
する液晶パネル用基板。
【請求項６】透明性絶縁基板の一主面上に透明導電層
と金属層とを被着する工程と、前記透明導電層と金属層
との積層よりなるゲートを兼ねる走査線と擬似絵素電極
とを選択的に形成する工程と、全面に酸化シリコン層を
被着する工程と絶縁ゲート型トランジスタのチャネル部
を保護する絶縁層を形成する工程とを含み絶縁ゲート型
トランジスタを形成する工程と、前記絶縁ゲート型トラ
ンジスタのドレインと擬似絵素電極とを接統するドレイ
ン配線と信号線とを形成する工程と、全面にネガ型の黒
色顔料レジストを塗布する工程と、前記透明性絶縁基板
の他の主面上からの紫外線照射を含み前記擬似絵素電極
上に自己整合的に開口部を形成する工程と、前記開口部
内の酸化シリコン層を含む絶縁層と金属層とを選択的に
除去して透明導電性の絵素電極を露出する工程とからな
る液晶パネル用基板の製造方法。