JP3393470B2 - 液晶表示装置及びその製造方法 - Google Patents

液晶表示装置及びその製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、TFTを用いた液
晶表示装置に関し、特に、画素電極の構造とその製造方
法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の液晶表示装置の製造方法を、画素
電極の形成工程に焦点を絞って、図5の製造工程断面図
を参照しながら説明する。
【0003】図5(a)に示した第1の従来例では、I
TO層を形成後、パッシベーション層を形成せずに各画
素を分離していた。そのためITOスパッタ時、ドライ
エッチング時に発生した導電性の異物30、配向膜ラビ
ング工程で発生した導電性の異物31が隣接画素分離部
分32に付着し、隣接する画素電極26を短絡して2個
対点欠陥を引き起していた。
【0004】又、図5(b)に示した第2の従来例で
は、ITO層を分離後にパッシベーション層を追加した
場合でも、パッシベーション膜47形成後に発生した異
物51に関しては効果があるが、形成前に画素電極46
間の隣接画素分離部分52に付着していた異物50につ
いては効果がない。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】液晶表示装置の製造の
際に、隣接する2個の画素が短絡することで発生する2
個対点欠陥が発生している。この原因は、ITO層から
なる画素電極26が導電性の異物30により短絡される
ために発生することが判明している。2個対点欠陥が生
じた場合、パネルは不良品となるので、歩留まりを著し
く悪化させる。このため、導電性の異物による短絡を防
ぐ素子構造が必要となる。
【0006】本発明の目的は、液晶表示装置の製造工程
において、画素電極の短絡を生じさせる異物が発生して
も、短絡に到らない画素電極の構造及びその製造方法を
提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の液晶表示装置
は、基板上に形成された複数の素子と、前記素子を含む
前記基板を覆う絶縁膜と、前記素子上の前記絶縁膜の所
定領域に設けられた開口部と、前記絶縁膜上に設けられ
前記開口部を通して前記素子と接続する導電膜と、前記
導電膜を覆い、かつ、前記導電膜に対して庇となる保護
絶縁膜とを含むことを特徴とし、前記導電膜が透明導電
膜であり、前記保護絶縁膜がシリコン酸化膜又はシリコ
ン窒化膜からなり、前記絶縁膜が平坦化処理された平坦
化絶縁膜である、というもので、具体的には、前記素子
が薄膜トランジスタである、というものである。
【0008】本発明の液晶表示装置の製造方法は、複数
の素子が絶縁膜に覆われた基板を用意し、前記素子の上
の前記絶縁膜の所定領域を除去して前記絶縁膜に開口部
を設け、前記開口部を含む前記絶縁膜上に導電膜、保護
絶縁膜を順に堆積させ、前記保護絶縁膜と前記導電膜を
順にエッチング除去して前記保護絶縁膜を前記導電膜に
対して庇とすることを特徴とし、前記保護絶縁膜がシリ
コン酸化膜又はシリコン窒化膜からなり、第1のエッチ
ングの形態として、前記エッチングがドライエッチング
により行われ、前記ドライエッチングが、ヨウ化水素
(HI)ガスを用いたRFプラズマドライエッチングで
あり、前記ヨウ化水素ガスのガス流量が100〜300
ccm、真空度が1.0〜1.3Pa、RF電力が50
0〜1000Wの条件の下に行われる、というものであ
り、その結果、前記ドライエッチングが、前記導電膜の
前記シリコン酸化膜又は前記シリコン窒化膜に対するエ
ッチングレートが1よりも大きいドライエッチングとな
る、というものである。
【0009】前記保護絶縁膜がシリコン酸化膜又はシリ
コン窒化膜からなる本発明の製造方法の第2のエッチン
グの形態として、前記エッチングがウェットエッチング
により行われ、前記ウェットエッチングが、前記シリコ
ン酸化膜又は前記シリコン窒化膜をマスクとして塩酸
(HCl)により行われる、というものである。
【0010】最後に、上記製造方法における導電膜と保
護絶縁膜とが、真空中で連続して堆積される、というも
のである。
【0011】
【発明の実施の形態】本発明の基本的な構成は、TFT
回路を用いた液晶表示装置において、ITO画素電極の
上にパッシベーション層が形成されており、ドライエッ
チにより隣接する画素を分離する際、ITO画素電極層
をパッシベーション層に対して横方向に意図的にオーバ
ーエッチングさせることで、ITO画素電極の端がパッ
シベーション層の端よりも内側後退し、パッシベーショ
ン層がITO画素電極に対して庇状の断面構造を持つこ
とを特徴とする。
【0012】図1は、本発明の基本的な構造を示す画素
電極及びTFT回路近傍の断面図である。
【0013】ガラス基板1上にTFT回路2が形成され
ており、その上を有機材料からなる平坦化絶縁膜3が形
成されている。平坦化絶縁膜3にはTFT回路2と電気
的接続をとるための開口部4が設けられ、そこを通して
平坦化絶縁膜3上にITO層5からなる画素電極6が形
成されている。この画素電極6の上にはシリコン酸化膜
(SiO2)8又はシリコン窒化膜(SiNx)9から
なるパッシベーション膜7が形成されており、パッシベ
ーション膜7と画素電極6とは、その断面構造におい
て、画素電極6が上部のパッシベーション膜7よりも内
側に後退した形状となっている。
【0014】次に、本発明の基本的な構造を実現させる
本発明の製造方法の第1の実施形態を、図2を用いて説
明する。
【0015】まず、ガラス基板1上にTFT回路2を形
成し、TFT回路2を覆う絶縁膜を堆積させ、更に平坦
化処理を施して平坦化絶縁膜3を形成する。続いて、T
FT回路2の上の平坦化絶縁膜3の所定領域をエッチン
グ除去して開口部4を設け、開口部4を含む平坦化絶縁
膜3の全面に画素電極となるITO層5をスパッタ法に
より堆積する(図2(a))。
【0016】次に、ITO層5の堆積に続きパッシベー
ション膜となるシリコン酸化膜(SiO2)8をスパッ
タ法またはCVD法により堆積する(図2(b))。
【0017】最後に、フォトレジスト膜10を用いて、
RFプラズマドライエッチングにより隣接画素を分離す
る。この時、エッチングガスにヨウ化水素(HI)を用
い、真空度1.3Pa、ガス流量300ccm、投入R
F電力800Wのエッチング条件の下にエッチングを行
うと、ITO層5のエッチングレートがシリコン酸化膜
8のエッチングレートに対して5以上となる条件が得ら
れる。この条件により、シリコン酸化膜8とITO層5
を1度のドライエッチングにより分離する。エッチング
の際には意図的にエッチング過剰となるように処理時間
を調整し、画素電極6がパッシベーション膜7よりも内
側に後退した断面構造を形成する(図2(c))。
【0018】以下に、図3を用いて本発明の製造方法の
第1の実施形態の効果を説明する。
【0019】今回の発明の第1の実施形態により得られ
る画素電極の構造を用いれば、図3(a)に示すよう
に、ITOスパッタ時に発生した異物10は、その後の
シリコン酸化膜8の堆積の段階でシリコン酸化膜8の下
に固定される。仮に隣接画素分離部分12に付着してい
た場合でも異物10の組成はITOであり、ドライエッ
チング処理時に選択比が十分に高い条件を用いるため、
切断されてしまい短絡の原因にはならない。これによ
り、パッシベーション膜7の下の互いに隣接する画素電
極6の絶縁が保証できる。
【0020】画素電極6分離後に異物11が発生し、隣
接画素分離部分12に付着しても、断面形状が庇状にな
っているため、隣接する画素電極6間の短絡は発生しな
い。このようにして、平坦化絶縁膜3の上での画素電極
6間の絶縁が保証される。
【0021】以上の効果により、導電性の異物による隣
接画素電極間の短絡を防止することができ、2個対点欠
陥の発生を防止できる。
【0022】又、隣接画素の絶縁が保証されるので、2
個対欠陥が発生しない。2個対欠陥が除去されること
で、液晶表示装置の歩留まりは必然的に向上する。
【0023】更に、絶縁膜とITOは同じフォトレジス
トパターンで同時にエッチングするため、増加する工程
は絶縁膜堆積工程のみである。
【0024】本発明の製造方法の第1の実施形態ではパ
ッシベーション膜7としてシリコン酸化膜を用いた例を
示したが、シリコン酸化膜に代えてシリコン窒化膜(S
iNx)ても良い。
【0025】本発明の製造方法の第2の実施形態とし
て、パッシベーション層としてシリコン窒化膜(SiN
x)を用いた場合の例を示す。図2(a)、(b)まで
の製造工程は第1の実施形態と全く同じであるので説明
は省略し、図2(c)のシリコン酸化膜8をシリコン窒
化膜9と読み替えて説明する。
【0026】パッシベーション層をシリコン窒化膜(S
iNx)とした場合、エッチングガスにはヨウ化水素
(HI)を用い、ガス流量が100〜300ccm、真
空度が1.0〜1.3Pa、RF電力が500〜100
0Wの下のエッチングを行うと、ITO層5のエッチン
グレートがシリコン窒化膜9のエッチングレートに対し
て5以上となる条件が得られる。シリコン酸化膜を用い
た場合と同様の効果により庇状の断面形状が形成可能で
ある。
【0027】以上、本発明の第1、2の実施形態におい
ては、シリコン酸化膜とシリコン窒化膜を用いた例を示
したが、シリコン酸化膜又はシリコン窒化膜に代えて、
画素電極材料(第1、2の実施形態においてはITO
層)のエッチングレートが相対的に大きくなる材料を適
宜選択して用いても良いことは言うまでもない。
【0028】次に、本発明の製造方法の第3の実施形態
として、隣接画素電極の分離にドライエッチングとウェ
ットエッチングとの組み合わせを用いる製造方法を、I
TO層、パッシベーション層堆積後の製造工程に焦点を
絞って、図4を用いて説明する。
【0029】まず、CF4ガスを用いたプラズマドライ
エッチングにより、シリコン酸化膜18をエッチングし
てパッシベーション膜17を形成する(図4(a))。
続いて、CF4プラズマドライエッチングではITO層
15はエッチングされないため、オーバーエッチングに
よるITO層15のダメージを考慮する必要はない。よ
ってシリコン酸化膜がエッチング可能であれば条件は問
わない。1例として、CF4ガス流量40ccm、酸素
ガス流量10ccm、真空度1〜20Pa、投入RF電
力300〜1000Wのエッチング条件でシリコン酸化
膜のエッチングが可能である。
【0030】次に、塩酸(HCl)によりITO層15
をエッチング除去して画素電極16を形成する(図4
(b))。シリコン酸化膜からなるパッシベーション膜
17はHClによってエッチングされないので、ITO
層15がエッチング可能であれば、塩酸の濃度は問わな
い。また、パッシベーション膜17がエッチングマスク
の役割を果たすため、通常のエッチングの際に必要とな
るフォトレジストによるマスクパターン形成は不要であ
る。ドライエッチングのみを用いる場合に比べて、増加
する工程はHClによるウエットエッチング工程のみ
で、大幅な工程数の増加がなく、実施形態1、2と同様
の効果が得られる。
【0031】最後に、上記本発明の第1〜3の実施形態
において、ITO層とそれに続く絶縁膜を真空中で連続
堆積する手法を採用すれば、ITO層と絶縁膜界面が大
気に暴露されることがなくなり、パッシベーション層形
成前の洗浄工程が不要になって工程数を削減できるとと
もに、大気に暴露することで付着する可能性のある異物
を削減できる、という効果も得られる。
【0032】
【発明の効果】本発明の液晶表示装置は、ITO層をそ
の上のシリコン酸化膜と共に一度のドライエッチングで
分離し、更に、ITO層をパッシベーション膜に対して
オーバーエッチングするので、パッシベーション膜の下
の画素電極は確実に隣接する画素電極から分離され、分
離後に異物が発生した場合でもパッシベーション膜の庇
に阻まれて画素電極間の短絡が発生しない。以上によ
り、隣接する画素電極間の絶縁性が保証される。
【0033】又、ITO層とパッシベーション層を連続
で成膜する方法を用いた場合、画素電極を形成後にパッ
シベーション層を堆積させた場合に生じる画素電極間の
導電性異物が発生しなくなるため、画素電極間の短絡を
更に減らすことができる。
【0034】これらの効果により、隣接画素の絶縁が保
証されるので、2個対欠陥が発生せず、2個対欠陥が除
去されることで、液晶表示装置の歩留まりは必然的に向
上する、という効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の液晶表示装置における画素電極の構造
を示す断面図である。
【図2】本発明の画素電極の構造を得るための本発明の
製造方法の第1の実施形態を、製造工程順に示す断面図
である。
【図3】本発明の製造方法の第1の実施形態の効果を説
明するための断面図である。
【図4】本発明の画素電極の構造を得るための本発明の
製造方法の第2の実施形態を、製造工程順に示す断面図
である。
【図5】従来の液晶表示装置の画素電極の製造方法にお
ける問題点を示す断面図である。
【符号の説明】
1 ガラス基板 2 TFT回路 3 平坦化絶縁膜 4 開口部 5、15 ITO層 6、16、26、46 画素電極 7、17、47 パッシベーション膜 8 シリコン酸化膜 9 シリコン窒化膜 10、11、30、31、50、51 異物 12、32、52 隣接画素分離部分

Claims (12)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板上に形成された複数の素子と、前記
    素子を含む前記基板を覆う絶縁膜と、前記素子上の前記
    絶縁膜の所定領域に設けられた開口部と、前記絶縁膜上
    に設けられ前記開口部を通して前記素子と接続する導電
    膜と、前記導電膜を覆い、かつ、前記導電膜に対して庇
    となる保護絶縁膜とを含むことを特徴とする液晶表示装
    置。
  2. 【請求項2】 前記導電膜が透明導電膜である請求項1
    記載の液晶表示装置。
  3. 【請求項3】 前記保護絶縁膜がシリコン酸化膜又はシ
    リコン窒化膜からなる請求項1又は2記載の液晶表示装
    置。
  4. 【請求項4】 前記絶縁膜が平坦化処理された平坦化絶
    縁膜である請求項1、2又は3記載の液晶表示装置。
  5. 【請求項5】 前記素子が薄膜トランジスタである請求
    項1、2、3又は4記載の液晶表示装置。
  6. 【請求項6】 複数の素子が絶縁膜に覆われた基板を用
    意し、前記素子の上の前記絶縁膜の所定領域を除去して
    前記絶縁膜に開口部を設け、前記開口部を含む前記絶縁
    膜上に導電膜、保護絶縁膜を順に堆積させ、前記保護絶
    縁膜と前記導電膜を順にエッチング除去して前記保護絶
    縁膜を前記導電膜に対して庇とすることを特徴とする液
    晶表示装置の製造方法。
  7. 【請求項7】 前記保護絶縁膜がシリコン酸化膜又はシ
    リコン窒化膜からなり、前記エッチングがドライエッチ
    ングにより行われる請求項6記載の液晶表示装置の製造
    方法。
  8. 【請求項8】 前記ドライエッチングが、ヨウ化水素
    (HI)ガスを用いたRFプラズマドライエッチングで
    あり、前記ヨウ化水素ガスのガス流量が100〜300
    ccm、真空度が1.0〜1.3Pa、RF電力が50
    0〜1000Wの条件の下に行われる請求項7記載の液
    晶表示装置の製造方法。
  9. 【請求項9】 前記ドライエッチングが、前記導電膜の
    前記シリコン酸化膜又は前記シリコン窒化膜に対するエ
    ッチングレートが1よりも大きいドライエッチングであ
    る請求項7又は8記載の液晶表示装置の製造方法。
  10. 【請求項10】 前記保護絶縁膜がシリコン酸化膜又は
    シリコン窒化膜からなり、前記エッチングがウェットエ
    ッチングにより行われる請求項6記載の液晶表示装置の
    製造方法。
  11. 【請求項11】 前記ウェットエッチングが、前記シリ
    コン酸化膜又は前記シリコン窒化膜をマスクとして塩酸
    (HCl)により行われる請求項10記載の液晶表示装
    置の製造方法。
  12. 【請求項12】 前記導電膜と前記保護絶縁膜とが、真
    空中で連続して堆積される請求項6、7、8、9、10
    又は11記載の液晶表示装置の製造方法。
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