JP3663741B2 - アクティブマトリックス型液晶表示装置及びその製造方法 - Google Patents

アクティブマトリックス型液晶表示装置及びその製造方法 Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、薄膜トランジスタを用いたアクティブマトリックス型の液晶表示装置及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、薄膜トランジスタ基板と、対向基板と、これらの基板間に電気光学的変調材料としてのTN(twisted nematic)液晶や強誘電性液晶等を狭持した構造のアクティブマトリクス型液晶表示装置(液晶パネル)が知られている。この液晶表示装置では、薄膜トランジスタ基板に、薄膜トランジスタ(TFT)及びこれにより選択駆動される画素電極が設けられ、対向基板には対向電極が設けられている。
【0003】
図1には従来の液晶表示装置の一例が示される(なお、以下に示す図面においては、薄膜トランジスタの構造を明確に表すために、薄膜トランジスタの大きさを実際のものよりも大きく表している)。対向して設けた薄膜トランジスタ基板101と対向基板102との間に液晶103が封入されている。対向基板102には、クロム等の遮光膜からなるブラックマトリックス104、赤色・緑色・青色に染色されたゼラチンで形成された赤色・緑色・青色カラーフィルタ部105、106、107が形成されている。この上に保護絶縁膜108と透明導電膜からなる対向電極109が形成されている。一方、薄膜トランジスタ基板101には、その内側にゲート絶縁膜110、ゲート線111、ソース線112、層間絶縁膜113、及びコンタクトホール114等からなる薄膜トランジスタ115とこれにより選択駆動される透明導電膜からなる画素電極116が設けられている。画素電極116上、対向電極109上には、配向膜117、118が積層されラビング処理されている。なお、ソース線112上には保護膜となる絶縁膜119が形成されており、画素電極116の上部においてはこの絶縁膜は除去されウィンドウが開かれている。これによりソース線112を保護できると共に、液晶に印加される電圧がこの絶縁膜の存在により低減されるという事態を防止できる。画素電極と対向電極間の距離は、一般にセルギャップと呼ばれており、光学特性を大きく左右するパラメータである。このセルギャップは、大型液晶パネルになる程ばらつき易く、この為大型液晶パネルにおいては、ギャップ材(スペーサ)120を使用し均一性を保っている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところが上記従来技術には以下に述べる様な4つの問題がある。
【0005】
第1は、薄膜トランジスタ基板と対向基板を張り合わせる場合、薄膜トランジスタ基板に形成された画素電極と、対向基板に形成されたカラーフィルタやブラックマトリックスとのアライメント余裕を大きく取る必要があることである。これにより開口率が大きく低下していた。この問題は、ブラックマトリックスを薄膜トランジスタ基板側に形成することでかなり改善できることが判っており、各社検討がなされている。(例えば特開平2−207222号公報には、ブラックマトリックスとなるべき遮光層を薄膜トランジスタ基板に形成する手法が開示されている。)
ブラックマトリックスを薄膜トランジスタ基板側に形成する場合、ブラックマトリックスを構成する材料としては、遮光材を添加したレジスト(ブラックレジスト)が最有力視されているが、これについても更に3つの課題が残されている。
【0006】
課題1−1はNa等の汚染である。ブラックレジストの遮光材として、赤・緑・青の顔料を混ぜたものが知られているが、これらの顔料にはかなり多量の不純物が含まれており、中でも薄膜トランジスタのNa汚染による特性劣化が懸念されている。
【0007】
課題1−2は配向不良である。上記の様なブラックレジストにおける、膜厚と遮光性の関係を図2に示す。これより充分な遮光性(光透過率1.5%以下、OD値1.8以上)を得る為には少なくとも1.5μm以上の膜厚が必要となることが判る。。この場合、その段差によってラビングがうまく出来なくなり、ブラックマトリックスのパターンに沿って、液晶の配向不良が発生する。一方比抵抗も重要である。なぜなら、画素電極間を渡る様なパターンを形成しようとする場合、その比抵抗は液晶に対して、充分高いことが要求されるからである。そして遮光性能と比抵抗は一般に相反しており、その両立が難しい。上記のブラックレジストにおける比抵抗は、膜厚にもよるが約108Ωcmであり、スペックを満たすものではない。
【0008】
この他に配向不良の原因として考えられるのは、ブラックレジストの加工形状である。図3にその一例を示すが、オーバーハング構造になっており、庇の下の部分(図3の点A)においては、ラビングされにくい状態になっている。
【0009】
課題1−3は工程数の増大である。マスク枚数だけを考えても、薄膜トランジスタ基板側で必要となるマスク枚数は、1枚増加することになる。
【0010】
第2は、紫外線による薄膜トランジスタの特性劣化である。図4は紫外線照射前後の薄膜トランジスタ特性を比較したものである。この様に紫外線を照射することにより、特性が劣化しているのが判る。薄膜トランジスタ基板と対向基板を張り合わせる場合、紫外線硬化型接着剤が良く使用される。また実際の使用においても、薄膜トランジスタは紫外線にさらされる為、信頼性を確保する上で大きな障害になっていた。
【0011】
第3はスペーサである。もしスペーサをばらまく工程が省略できれば、スループットの向上とコスト低減を実現できる。
【0012】
第4は、静電気対策用の配線のエッチングである。上記従来技術では説明しなかったが、薄膜トランジスタ基板を形成する場合、静電気による歩留りを防ぐ為、ゲート線のパターンを短絡しておき、最後に切り離す方法が用いられる。しかしながら、これにより工程数の増大が生じていた。
【0013】
本発明は以上述べた技術的課題を解決するためになされたものであり、工程数を増やさずに、ブラックマトリックスを薄膜トランジスタ基板側に形成することが可能になる。またこれによる配向不良等も生じない。同様に、工程数を増やすことなく静電気対策用の配線をエッチングすることが可能になる。更に紫外線による薄膜トランジスタの特性劣化を防止し、スペーサをばらまく工程を省略可能ならしめるものである。
【0014】
【課題を解決するための手段及び作用】
上記課題を解決するために請求項1、及び請求項29の発明は、画素電極とブラックマトリックスの間に保護膜層を形成することを特徴とする。これにより、ブラックマトリックスの比抵抗が低い場合でも画質に影響を与えることがなくなった。
【0015】
請求項2、及び請求項30の発明は、請求項1、及び請求項29のいずれかにおいて、ブラックマトリックスには遮光材を添加したレジスト膜が用いられていることを特徴とする。画素電極とブラックマトリックスの間に保護膜層を形成することにより、ブラックマトリックスの比抵抗が低い場合でも画質に影響を与えることがなくなった。また遮光材に使用されている顔料等からのNa汚染等が防止でき、有効な手段と言える。
【0016】
請求項3、及び請求項31の発明は、請求項2、及び請求項30のいずれかにおいて、ブラックマトリックスにはカーボンを添加したレジスト膜が用いられていることを特徴とする。これにより遮光性を向上させ、ブラックマトリックスの膜厚を低減して配向不良を防止する。かつ画素電極とブラックマトリックスの間に保護膜層を形成することで、比抵抗が低いといった欠点を補うというものである。
【0017】
請求項4、及び請求項32の発明は、請求項3、及び請求項31のいずれかにおいて、遮光材の中でカーボンの占める割合が50wt%以上であることを特徴とする。
【0018】
請求項5、及び請求項33の発明は、請求項3、及び請求項31のいずれかにおいて、遮光材の中でカーボンの占める割合が80wt%以上であることを特徴とする。
【0019】
請求項6、及び請求項34の発明は、請求項3、及び請求項31のいずれかにおいて、遮光材の中でカーボンの占める割合が100wt%であることを特徴とする。
【0020】
請求項7、及び請求項35の発明は、ブラックマトリックスのパターンをマスクに、下部の保護膜層をエッチングすることで、ブラックマトリックスの形成と、画素電極上部の保護膜除去に必要なマスクを1枚で済ませるというものである。これにより、工程数の増大を最低限にとどめることが可能になる。
【0021】
請求項8、及び請求項36の発明は、請求項7、及び請求項35のいずれかにおいて、保護膜層は異方性エッチングによりエッチングされることを特徴とする。これにより、ブラックマトリックスの加工形状に起因するラビング不良も防止できる。
【0022】
請求項9及び請求項37の発明は、請求項1から請求項8、及び請求項29から請求項36のいずれかにおいて、ブラックマトリックスのパターンがシール部にも形成されていることを特徴とする。これにより、ブラックマトリックスのパターンがシール部の保護膜の一部となり、信頼性が向上する。また、ブラックマトリックスのパターンをマスクに下層の保護膜をエッチングしたとしても、配線が露出することがない。
【0023】
請求項10及び請求項38の発明は、請求項1から請求項8、及び請求項29から請求項36のいずれかにおいて、
薄膜トランジスタ基板と対向基板を張り合わせる際に目印となるパターンが、前記ブラックマトリックスにより形成されていることを特徴とする。
【0024】
これにより、薄膜トランジスタ基板のほぼ全面をブラックマトリックス材料が覆っていても、薄膜トランジスタ基板と対向基板を張り合わせる際に、不都合は生じない。
【0025】
請求項11及び請求項39の発明は、請求項1から請求項8、及び請求項29から請求項36のいずれかにおいて、アクティブマトリックス型液晶表示装置にはドライバーが内蔵されており、かつ前記ブラックマトリックスのパターンがドライバー部にも形成されていることを特徴とする。これにより、ブラックマトリックスのパターンがドライバー部の保護膜の一部となり、信頼性が向上する。また、ブラックマトリックスのパターンをマスクに下層の保護膜をエッチングしたとしても、配線が露出することがない。
【0026】
請求項12、及び請求項40の発明は、薄膜トランジスタ上に紫外線遮光層を形成し、特性の劣化を防止しようとするものである。
【0027】
請求項13、及び請求項41の発明は、ブラックマトリックスが薄膜トランジスタ上の紫外線遮光層を兼ねることを特徴とする。従って、紫外線遮光層を形成することによる工程数の増大を防ぐことが可能になる。
【0028】
請求項14、及び請求項42の発明は、ブラックマトリックスがスペーサを兼ねていることを特徴とする。これにより、スペーサをばらまく工程が省略でき、スループットの向上とコスト低減が可能になる。
【0029】
請求項15、及び請求項43の発明は、ブラックマトリックスと、その上層に形成された絶縁膜からなるパターンがスペーサを兼ねていることを特徴とする。
【0030】
請求項16、及び請求項44の発明は、ブラックマトリックスと、その下層に形成された保護膜からなるパターンがスペーサを兼ねていることを特徴とする。
【0031】
請求項17、及び請求項45の発明は、請求項14から請求項16、及び請求項42から請求項44のいずれかにおいて、スペーサを兼ねるパターンが、ソース線方向にのみ形成されていることを特徴とする。スペーサとなるパターンが画素の四方に形成された場合、液晶の注入が困難になる可能性がある。そこでソース線方向にのみスペーサとなるパターンを形成することで、それを防止できる。
【0032】
請求項18、及び請求項46の発明は、請求項17及び請求項45のいずれかにおいて、ゲート線方向のブラックマトリックスはゲート線或いは容量線が兼ねることを特徴とする。これにより、ゲート線方向のブラックマトリックスを別に形成する必要がなく、コストの増大を引き起こさない。
【0033】
請求項19、及び請求項47の発明は、請求項17から請求項18、及び請求項45から請求項46のいずれかにおいて、液晶の注入口はソース線方向に形成されていることを特徴とする。スペーサを兼ねるパターンが、ソース線方向にのみ形成されていることから、液晶の注入口がソース線方向にあると液晶の注入を短時間に且つ歩留り良く行うことができる。
【0034】
請求項20、及び請求項48の発明は、請求項14から請求項16、及び請求項42から請求項44のいずれかにおいて、スペーサを兼ねるパターンが、ゲート線方向にのみ形成されていることを特徴とする。スペーサとなるパターンが画素の四方に形成された場合、液晶の注入が困難になる可能性がある。そこでゲート線方向にのみスペーサとなるパターンを形成することで、それを防止できる。
【0035】
請求項21、及び請求項49の発明は、請求項20及び請求項48のいずれかにおいて、ゲート線方向のブラックマトリックスはゲート線或いはソース線が兼ねることを特徴とする。これにより、ソース線方向のブラックマトリックスを別に形成する必要がなく、コストの増大を引き起こさない。
【0036】
請求項22、及び請求項50の発明は、請求項20から請求項21、及び請求項48から請求項49のいずれかにおいて、液晶の注入口はゲート線方向に形成されていることを特徴とする。スペーサを兼ねるパターンが、ゲート線方向にのみ形成されていることから、液晶の注入口がゲート線方向にあると液晶の注入を短時間に且つ歩留り良く行うことができる。
【0037】
請求項23、及び請求項51の発明は、画素電極上に、ブラックマトリックスが設けられ、このパターンをマスクにして、下部に形成された静電気対策用の配線を切り放すことを特徴とする。静電気対策用の配線は、表示エリア外に設けられるのが一般的であり、一方ブラックマトリックスは画素電極上の周辺部を遮光する為のものである。従って、静電気対策用の配線を切り放すことを目的とした、ブラックマトリックスのパターンが形成されていても、表示特性に悪影響を与えることはない。この発明により、工程数とコストを低減する事が可能になった。
【0038】
請求項24、及び請求項52の発明は、画素電極上に、保護膜のパターンが設けられ、このパターンをマスクにして、下部に形成された静電気対策用の配線を切り放すことを特徴とする。静電気対策用の配線は、表示エリア外に設けられるのが一般的であり、一方保護膜のパターンは画素電極上にウインドウを開ける為のものである。従って、静電気対策用の配線を切り放すことを目的とした、保護膜のパターンが形成されていても、表示特性に悪影響を与えることはない。この発明により、工程数とコストを低減する事が可能になった。
【0039】
請求項25、及び請求項53の発明は、画素電極上に、保護膜層が形成され、更にこの上層にブラックマトリックスが設けられ、保護膜層がブラックマトリックスのパターンに対して自己整合的にエッチングされ、更にこのパターンをマスクにして、下部に形成された静電気対策用の配線を切り放すことを特徴とする。静電気対策用の配線は、表示エリア外に設けられるのが一般的であり、一方ブラックマトリックスや保護膜のパターンは、画素電極上の周辺部を遮光したり画素電極上にウインドウを開ける為のものである。従って、静電気対策用の配線を切り放すことを目的とした、ブラックマトリックスのパターンが形成されていても、表示特性に悪影響を与えることはない。この発明により、工程数とコストを低減する事が可能になった。
【0040】
請求項26、及び請求項54の発明は、ソース線或いは画素電極を接続する為のコンタクトホールを開口する際、静電気対策用の配線の一部を露出させ、この後画素電極上に設けられた、ブラックマトリックスのパターンをマスクにして、静電気対策用の配線を切り放すことを特徴とする。静電気対策用の配線は、通常ゲート線で行われるが、この上には層間絶縁膜が形成されている。従って後の切り放し工程を考えた場合、コンタクトホールを開口する際、静電気対策用の配線の一部を露出させておいた方が、無理なく切り放すことができる。また、静電気対策用の配線は、表示エリア外に設けられるのが一般的であり、一方ブラックマトリックスは画素電極上の周辺部を遮光する為のものである。従って、静電気対策用の配線を切り放すことを目的とした、ブラックマトリックスのパターンが形成されていても、表示特性に悪影響を与えることはない。この発明により、工程数とコストを低減する事が可能になった。
【0041】
請求項27、及び請求項55の発明は、ソース線或いは画素電極を接続する為のコンタクトホールを開口する際、静電気対策用の配線の一部を露出させ、この後画素電極上に設けられた、保護膜のパターンをマスクにして、静電気対策用の配線を切り放すことを特徴とする。静電気対策用の配線は、通常ゲート線で行われるが、この上には層間絶縁膜が形成されている。従って後の切り放し工程を考えた場合、コンタクトホールを開口する際、静電気対策用の配線の一部を露出させておいた方が、無理なく切り放すことができる。また、静電気対策用の配線は、表示エリア外に設けられるのが一般的であり、一方保護膜のパターンは画素電極上にウインドウを開ける為のものである。従って、静電気対策用の配線を切り放すことを目的とした、保護膜のパターンが形成されていても、表示特性に悪影響を与えることはない。この発明により、工程数とコストを低減する事が可能になった。
【0042】
請求項28、及び請求項56の発明は、ソース線或いは画素電極を接続する為のコンタクトホールを開口する際、静電気対策用の配線の一部を露出させ、この後画素電極上に設けられた、保護膜のパターンをマスクにして、静電気対策用の配線を切り放すことを特徴とする。静電気対策用の配線は、通常ゲート線で行われるが、この上には層間絶縁膜が形成されている。従って後の切り放し工程を考えた場合、コンタクトホールを開口する際、静電気対策用の配線の一部を露出させておいた方が、無理なく切り放すことができる。また、静電気対策用の配線は、表示エリア外に設けられるのが一般的であり、一方ブラックマトリックスや保護膜のパターンは、画素電極上の周辺部を遮光したり画素電極上にウインドウを開ける為のものである。従って、静電気対策用の配線を切り放すことを目的とした、ブラックマトリックスのパターンが形成されていても、表示特性に悪影響を与えることはない。この発明により、工程数とコストを低減する事が可能になった。
【0043】
請求項57の発明は、請求項1から請求項56のいずれかにおいて、薄膜トランジスタは多結晶シリコン薄膜トランジスタであることを特徴とするアクティブマトリックス型液晶表示装置及びその製造方法。
【0044】
請求項58の発明は、請求項57において、前記多結晶シリコン薄膜トランジスタは、600℃以下のプロセスで形成した多結晶シリコン薄膜トランジスタであることを特徴とする。
【0045】
請求項59の発明は、請求項57において、前記多結晶シリコン薄膜トランジスタは、450℃以下のプロセスで形成した多結晶シリコン薄膜トランジスタであることを特徴とする。
【0046】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施例について図面を用いて詳しく説明する。
【0047】
(実施例1)
本発明の第1の実施例を図5を用いて詳しく説明する。図5は、薄膜トランジスタ基板の画素電極上に保護膜層が形成され、更にこの上層にブラックマトリックスが設けられたアクティブマトリックス型液晶表示装置の一例を示す構造断面図である。(なお、以下に示す図面においては、薄膜トランジスタの構造を明確に表すために、薄膜トランジスタの大きさを実際のものよりも大きく表している)。
【0048】
薄膜トランジスタ基板501の内側に、チャネル領域502、ソース領域503、ドレイン領域504、ゲート絶縁膜505、ゲート線506、層間絶縁膜507、コンタクトホール508、及びソース線509等からなる薄膜トランジスタ510と、これにより選択駆動され、ストライプ型、モザイク型、トライアングル型等のパターンに配置された、透明導電膜からなる画素電極511が設けられている。
【0049】
ソース線509上には保護膜となる絶縁膜512が形成されている。ただし画素電極511の上部においてはこの絶縁膜は除去されウィンドウが開かれている。これによりソース線509を保護できると共に、液晶に印加される電圧がこの絶縁膜の存在により低減されるという事態を防止できる。
【0050】
更に保護膜512上には、画素電極511間の隙間を遮光する形でブラックマトリックス513が形成されている。
【0051】
ブラックマトリックス材料としては、例えばレジスト内に赤色、緑色、青色等の顔料を分散した顔料分散型のブラックレジスト等を用いることができる。レジストに分散する顔料としては、特に制限されないが、例えば赤色系顔料としてはペリレン系、アントラキノン系、ジアントラキノン系、アゾ系、ジアゾ系、キナクリドン系、アントラセン系等の顔料が挙げられる。また緑色系顔料としてはハロゲン化フタロシアニン系等の顔料が挙げられる。また青色系顔料としては、金属フタロシアニン系、インダンスロン系、インドフェノール系等の顔料が挙げられる。この他にも、紫色系、黄色系、シアニン系及びマゼンタ系の顔料等を併用することも可能である。また本実施例のブラックレジストはネガ型のみならずポジ型でもよく、ネガ型のレジストとしては、例えば溶剤(エチル−3−エトキシプロピオネート、メトキシプロピルアセテート、シクロヘキサン、3−メトキシブチルアセテート等)と樹脂(メタクリル樹脂等)とモノマー(多感能アクリルモノマー等)とから成るもの等が考えられる。
【0052】
ブラックマトリックスの膜厚としては、たとえば1.3μm〜2.0μm程度が考えられる。
【0053】
従来においては、このブラックマトリックスは、クロム等からなる遮光膜により形成されていた。このため、応力によるクラックが生じたり、クロム等の反射によるギラツキが生じる等の問題があった。これに対して、本実施例では、ブラックマトリックスが色素を添加した絶縁膜により形成されているため、このようなクラックが生じたり、ギラツキが生じたりすることがない。
【0054】
また本実施例によれば、画素電極及びゲート線との間の寄生容量の問題が生じないため、画質の低下等を防止できる。
【0055】
薄膜トランジスタ基板501は対向基板514と張り合わされ、その間に液晶515が封入されている。
【0056】
対向基板514には、赤色・緑色・青色に染色されたゼラチンで形成された赤色・緑色・青色カラーフィルタ部516、517、518が形成されている。染色媒体(被染色体)としては、ゼラチン以外に、カゼイン、フィッシュグリュー、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロビドン、ポリビニルアルコール、ポリイミド、ポリアミド、ポリ尿素、ポリウレタン、ポリケイヒ酸、アクリル樹脂及びそれらの誘導体等を使用できる。また染色液としては酸性染料、反応性染料等を用いることができ、赤色の染色液としてはカヤノールミーリングレッドRS(日本化薬製)+酢酸+水、緑色の染色液としてはブリリアントインドブルー(ヘキスト製)+スミノールイエローMR(住友化学製)+酢酸+水、青色の染料液としてはカヤノールサヤニン6B(日本化薬製)+酢酸+水を用いることができる。但し染料液はこれらに限られるものではない。染色法により着色層(カラーフィルタ)を形成する手法としては種々のものがある。一般的には、例えば染色媒体を露光・現像によりパターニングし、その後、赤色の染色液に浸し赤色の着色層を形成する。青色、緑色の着色層も同様である。
【0057】
この上に保護絶縁膜519と透明導電膜からなる対向電極520が形成されている。
【0058】
画素電極511上と対向電極520上には、配向膜521、522が積層されラビング処理されている。画素電極と対向電極間の距離は、一般にセルギャップと呼ばれており、光学特性を大きく左右するパラメータである。このセルギャップは、大型液晶パネルになる程ばらつき易く、この為大型液晶パネルにおいては、ギャップ材(スペーサ)523を使用し均一性を保っている。
本発明によれば、画素電極とブラックマトリックスの間に保護膜層を形成することで、ブラックマトリックスの比抵抗が低い場合でも画質に影響を与えることがなくなった。また本実施例の様に、ブラックマトリックス材料として、顔料分散型のブラックレジストを用いる場合には、保護膜層により顔料等からのNa汚染等も防止できる。
【0059】
(実施例2)
本発明の第2の実施例を図6を用いて詳しく説明する。
【0060】
第2の実施例は、第1の実施例と同様に、薄膜トランジスタ基板の画素電極上に保護膜層が形成され、更にこの上層にブラックマトリックスが設けられたアクティブマトリックス型液晶表示装置の一例を示すものである。第1の実施例と異なるのは、ブラックマトリックス材料として少なくともカーボンを遮光材として用いたブラックレジスト等を使用している点である。
【0061】
従って図6においては、薄膜トランジスタ基板のみの断面図を示し、対向基板或いは液晶素子部分の図は省略する。(なお、以下に示す図面においては、薄膜トランジスタの構造を明確に表すために、薄膜トランジスタの大きさを実際のものよりも大きく表している)。
【0062】
薄膜トランジスタ基板601の内側に、チャネル領域602、ソース領域603、ドレイン領域604、ゲート絶縁膜605、ゲート線606、層間絶縁膜607、コンタクトホール608、及びソース線609等からなる薄膜トランジスタ610と、これにより選択駆動され、ストライプ型、モザイク型、トライアングル型等のパターンに配置された、透明導電膜からなる画素電極611が設けられている。ソース線609上には保護膜となる絶縁膜612が形成されている。ただし画素電極611の上部においてはこの絶縁膜は除去されウィンドウが開かれている。これによりソース線609を保護できると共に、液晶に印加される電圧がこの絶縁膜の存在により低減されるという事態を防止できる。更に保護膜612上には、画素電極611間の隙間を遮光する形でブラックマトリックス613が形成されている。
【0063】
ブラックマトリックス材料としては、例えばレジスト内に赤色、緑色、青色等の顔料を分散した顔料分散型のブラックレジストに更にカーボンを添加したもの等を用いることができる。レジストに分散する顔料や、溶剤等については実施例1で既に述べて有るのでここでは省略する。
【0064】
カーボンを添加したブラックレジストは遮光性に優れている為、ブラックマトリックスの膜厚を薄くすることが可能であり、たとえば0.5μm程度にまで薄
【0065】
膜化が可能である。従って【発明が解決しようとする課題】の項で述べた配向不良を大幅に低減できる。
【0066】
これまでカーボンを添加したブラックレジストは、比抵抗が106Ωcm程度と極端に低いのが欠点とされていた。しかし本発明によれば、画素電極とブラックマトリックスの間に保護膜層を形成することで、その欠点を克服した。また、保護膜層により顔料等からのNa汚染等も防止できる。
【0067】
ブラックレジストにおけるカーボンの添加量としては、各々のパネルで最適値が異なり、これが幾つであっても本発明の主旨を逸しない。ただし、一般的にはブラックレジスト中の遮光成分に対して、たとえば50wt%以上が望ましい。更に言えば、80wt%以上が望ましく、100wt%のものが理想的である。
【0068】
(実施例3)
本発明の第3の実施例を図7を用いて詳しく説明する。
【0069】
第3の実施例は、第1の実施例と同様に、薄膜トランジスタ基板の画素電極上に保護膜層が形成され、更にこの上層にブラックマトリックスが設けられたアクティブマトリックス型液晶表示装置の一例を示すものである。第1の実施例と異なるのは、保護膜層がブラックマトリックスのパターンに対して自己整合的にエッチングされている点である。従って図7においては、薄膜トランジスタ基板のみの断面図を示し、対向基板或いは液晶素子部分の図は省略する。(なお、以下に示す図面においては、薄膜トランジスタの構造を明確に表すために、薄膜トランジスタの大きさを実際のものよりも大きく表している)。
【0070】
薄膜トランジスタ基板701の内側に、チャネル領域702、ソース領域703、ドレイン領域704、ゲート絶縁膜705、ゲート線706、層間絶縁膜707、コンタクトホール708、及びソース線709等からなる薄膜トランジスタ710と、これにより選択駆動され、ストライプ型、モザイク型、トライアングル型等のパターンに配置された、透明導電膜からなる画素電極711が設けられている。ソース線709上には保護膜となる絶縁膜712が形成されている。ただし画素電極711の上部においてはこの絶縁膜は除去されウィンドウが開かれている。これによりソース線709を保護できると共に、液晶に印加される電圧がこの絶縁膜の存在により低減されるという事態を防止できる。更に保護膜712上には、画素電極711間の隙間を遮光する形でブラックマトリックス713が形成されている。
【0071】
ここで前記保護膜712は、ブラックマトリックス713のパターンに対して自己整合的にエッチングされている。これまで保護膜712と、ブラックマトリックス713のパターンは別々に形成されており、これによって工程数の増大とコストの上昇が生じていたが、本発明によりマスク枚数を1枚減らすことが可能となった。
【0072】
ブラックマトリックス材料としては、例えばレジスト内に赤色、緑色、青色等の顔料を分散した顔料分散型のブラックレジストや、これに更にカーボンを添加したもの等を用いることができる。レジストに分散する顔料や、溶剤等については実施例1、実施例2で既に述べて有るのでここでは省略する。
【0073】
(実施例4)
本発明の第4の実施例を図8を用いて詳しく説明する。
【0074】
第4の実施例は、第3の実施例と同様に、薄膜トランジスタ基板の画素電極上に保護膜層が形成され、更にこの上層にブラックマトリックスが設けられたアクティブマトリックス型液晶表示装置において、保護膜層がブラックマトリックスのパターンに対して自己整合的にエッチングされたアクティブマトリックス型液晶表示装置の一例を示すものである。第3の実施例と異なるのは、保護膜層のエッチングが異方性エッチング法により行われている点である。従って図8においては、薄膜トランジスタ基板のみの断面図を示し、対向基板或いは液晶素子部分の図は省略する。(なお、以下に示す図面においては、薄膜トランジスタの構造を明確に表すために、薄膜トランジスタの大きさを実際のものよりも大きく表している)。
【0075】
薄膜トランジスタ基板801の内側に、チャネル領域802、ソース領域803、ドレイン領域804、ゲート絶縁膜805、ゲート線806、層間絶縁膜807、コンタクトホール808、及びソース線809等からなる薄膜トランジスタ810と、これにより選択駆動され、ストライプ型、モザイク型、トライアングル型等のパターンに配置された、透明導電膜からなる画素電極811が設けられている。ソース線809上には保護膜となる絶縁膜812が形成されている。ただし画素電極811の上部においてはこの絶縁膜は除去されウィンドウが開かれている。これによりソース線809を保護できると共に、液晶に印加される電圧がこの絶縁膜の存在により低減されるという事態を防止できる。更に保護膜812上には、画素電極811間の隙間を遮光する形でブラックマトリックス813が形成されている。
【0076】
ここで前記保護膜812は、たとえばCHF3ガスを用いたRIE等により、ブラックマトリックス813のパターンに対して自己整合的にエッチングされている。これまで保護膜812と、ブラックマトリックス813のパターンは別々に形成されており、これによって工程数の増大とコストの上昇が生じていたが、本発明によりマスク枚数を1枚減らすことが可能となった。
【0077】
更に本発明を用いた場合の、ブラックレジストの周辺部分の断面形状を図9に示すが、図9の点A部分が従来の様にオーバーハング構造になっていない為、ラビング不良が起き難い状態になっている。これにより配向不良が減少し、歩留りを大幅に改善できた。
【0078】
本実施例では異方性エッチングの方法として、CHF3ガスを用いたRIEを挙げたが、これがCHF3ガス以外の他のエッチングガスであったとしても本発明の主旨を逸しない。またたとえばRIE以外の、たとえばイオンミキシング法等の他のエッチング法を用いたとしても本発明の主旨を逸しない。
【0079】
(実施例5)
本発明の第5の実施例を図10を用いて詳しく説明する。
【0080】
第5の実施例は、ブラックマトリックスのパターンがシール部にも設けられたアクティブマトリックス型液晶表示装置の一例を示すものである。
【0081】
図10は薄膜トランジスタ基板の平面図であるが、大きく言って表示領域1001、端子部1002、シール部1003に分けられる。ブラックマトリックスを薄膜トランジスタ基板側に形成する場合、従来は表示領域のみに形成していた。これを少なくともシール部も覆う様にすることで、ブラックマトリックスのパターン1004がシール部の保護膜の一部となり、信頼性の向上に寄与する。また、ブラックマトリックスのパターンをマスクに下層の保護膜をエッチングしたとしても、シール部を横切る配線が露出することがない。
【0082】
(実施例6)
本発明の第6の実施例を図11を用いて詳しく説明する。
【0083】
第6の実施例は、薄膜トランジスタ基板と対向基板を張り合わせる際に目印となるパターンが、ブラックマトリックスにより形成されているアクティブマトリックス型液晶表示装置の一例を示すものである。
【0084】
図11は薄膜トランジスタ基板の平面図であるが、大きく言って表示領域1101、端子部1102、シール部1103に分けられる。ブラックマトリックスを薄膜トランジスタ基板側に形成するにあたり、ブラックマトリックスのパターンがパネル全体を覆う様にすることで、ブラックマトリックスのパターンが保護膜の一部となり、信頼性が向上する。また、ブラックマトリックスのパターンをマスクに下層の保護膜をエッチングしたとしても、シール部を横切る配線が露出することがない。しかしこの方法では、薄膜トランジスタ基板と対向基板を張り合わせる際のアライメントが困難になる。そこでブラックマトリックスのパターンにより、目印となるパターン1104を設けることでこの問題を解決した。
【0085】
(実施例7)
本発明の第7の実施例を図12を用いて詳しく説明する。
【0086】
第7の実施例は、ドライバーが内蔵されたアクティブマトリックス型液晶表示装置において、ブラックマトリックスのパターンがドライバー部にも設けられたアクティブマトリックス型液晶表示装置の一例を示すものである。
【0087】
図12はドライバーを内蔵した薄膜トランジスタ基板の平面図であるが、大きく言って表示領域1201、ドライバー部1202、シール部1203に分けられる。ブラックマトリックスを薄膜トランジスタ基板側に形成する場合、従来は表示領域のみに形成していた。これをドライバー部も覆う様にすることで、ブラックマトリックスのパターン1204がドライバー部の保護膜の一部となり、信頼性が向上する。また、ブラックマトリックスのパターンをマスクに下層の保護膜をエッチングしたとしても、シール部を横切る配線が露出することがない。
【0088】
(実施例8)
本発明の第8の実施例を図13を用いて詳しく説明する。
【0089】
第8の実施例は、薄膜トランジスタ上に紫外線遮光層を形成した、アクティブマトリックス型液晶表示装置であり、これにより特性の劣化を防止しようとするものである。図13はその一例を示す構造断面図である。(なお、以下に示す図面においては、薄膜トランジスタの構造を明確に表すために、薄膜トランジスタの大きさを実際のものよりも大きく表している)。
【0090】
薄膜トランジスタ基板1301の内側に、チャネル領域1302、ソース領域1303、ドレイン領域1304、ゲート絶縁膜1305、ゲート線1306、層間絶縁膜1307、コンタクトホール1308、及びソース線1309等からなる薄膜トランジスタ1310と、これにより選択駆動され、ストライプ型、モザイク型、トライアングル型等のパターンに配置された、透明導電膜からなる画素電極1311が設けられている。
【0091】
ソース線1309上には保護膜となる絶縁膜1312が形成されている。ただし画素電極1311の上部においてはこの絶縁膜は除去されウィンドウが開かれている。これによりソース線1309を保護できると共に、液晶に印加される電圧がこの絶縁膜の存在により低減されるという事態を防止できる。
【0092】
更に保護膜1312上には、薄膜トランジスタ1310を覆う形で紫外線遮光層1313が形成されている。本実施例によれば、紫外線遮光層により薄膜トランジスタに照射される紫外線の強度を大幅に低減でき、これにより、信頼性を向上させることができる。
【0093】
薄膜トランジスタ基板1301は対向基板1314と張り合わされ、その間に液晶1315が封入されている。対向基板1314には、酸化クロム等の遮光膜からなるブラックマトリックス1316、赤色・緑色・青色に染色されたゼラチンで形成された赤色・緑色・青色カラーフィルタ部1317、1318、1319が形成されている。
【0094】
この上に保護絶縁膜1320と透明導電膜からなる対向電極1321が形成されている。画素電極1311上と対向電極1321上には、配向膜1322、1323が積層されラビング処理されている。画素電極と対向電極間の距離は、一般にセルギャップと呼ばれており、光学特性を大きく左右するパラメータである。このセルギャップは、大型液晶パネルになる程ばらつき易く、この為大型液晶パネルにおいては、ギャップ材(スペーサ)1324を使用し均一性を保っている。
【0095】
(実施例9)
本発明の第9の実施例を図14を用いて詳しく説明する。
【0096】
第9の実施例は、第8の実施例と同様に、薄膜トランジスタ上に紫外線遮光層を形成した、アクティブマトリックス型液晶表示装置であり、これにより特性の劣化を防止しようとするものである。第8の実施例と異なるのは、ブラックマトリックスが前記紫外線遮光層を兼ねている点である。図14はその一例を示す構造断面図である。(なお、以下に示す図面においては、薄膜トランジスタの構造を明確に表すために、薄膜トランジスタの大きさを実際のものよりも大きく表している)。
【0097】
薄膜トランジスタ基板1401の内側に、チャネル領域1402、ソース領域1403、ドレイン領域1404、ゲート絶縁膜1405、ゲート線1406、層間絶縁膜1407、コンタクトホール1408、及びソース線1409等からなる薄膜トランジスタ1410と、これにより選択駆動され、ストライプ型、モザイク型、トライアングル型等のパターンに配置された、透明導電膜からなる画素電極1411が設けられている。
【0098】
ソース線1409上には保護膜となる絶縁膜1412が形成されている。ただし画素電極1411の上部においてはこの絶縁膜は除去されウィンドウが開かれている。これによりソース線1409を保護できると共に、液晶に印加される電圧がこの絶縁膜の存在により低減されるという事態を防止できる。
【0099】
更に保護膜1412上には、画素電極1411間の隙間を遮光する形でブラックマトリックス1413が形成されている。このパターンが薄膜トランジスタ1410を覆っており、紫外線遮光層の役割も果たしている。本実施例によれば、このブラックマトリックスのパターンにより薄膜トランジスタに照射される紫外線の強度を大幅に低減でき、これにより、信頼性を向上させることができる。
【0100】
薄膜トランジスタ基板1401は対向基板1414と張り合わされ、その間に液晶1415が封入されている。対向基板1414には、赤色・緑色・青色の顔料を分散させたカラーレジストで形成された赤色・緑色・青色カラーフィルタ部1416、1417、1418が形成されている。
【0101】
この上に保護絶縁膜1419と透明導電膜からなる対向電極1420が形成されている。画素電極1411上と対向電極1420上には、配向膜1421、1422が積層されラビング処理されている。画素電極と対向電極間の距離は、一般にセルギャップと呼ばれており、光学特性を大きく左右するパラメータである。このセルギャップは、大型液晶パネルになる程ばらつき易く、この為大型液晶パネルにおいては、ギャップ材(スペーサ)1423を使用し均一性を保っている。
【0102】
(実施例10)
本発明の第10の実施例を図15を用いて詳しく説明する。
【0103】
第10の実施例は、薄膜トランジスタ基板上にブラックマトリックスが形成されており、このブラックマトリックスのパターンがスペーサを兼ねていることを特徴とするアクティブマトリックス型液晶表示装置である。図15はその一例を示す構造断面図である。(なお、以下に示す図面においては、薄膜トランジスタの構造を明確に表すために、薄膜トランジスタの大きさを実際のものよりも大きく表している)。
【0104】
薄膜トランジスタ基板1501の内側に、チャネル領域1502、ソース領域1503、ドレイン領域1504、ゲート絶縁膜1505、ゲート線1506、層間絶縁膜1507、コンタクトホール1508、及びソース線1509等からなる薄膜トランジスタ1510と、これにより選択駆動され、ストライプ型、モザイク型、トライアングル型等のパターンに配置された、透明導電膜からなる画素電極1511が設けられている。画素電極1511上には、画素電極1511間の隙間を遮光する形でブラックマトリックス1512が形成されており、同時にスペーサの役割も果たしている。
【0105】
本実施例によれば、ブラックマトリックスがスペーサを兼ねることにより、スペーサをばらまく工程が省略でき、スループットの向上とコスト低減が可能になる。
【0106】
薄膜トランジスタ基板1501は対向基板1513と張り合わされ、その間に液晶1514が封入されている。対向基板1513には、赤色・緑色・青色の顔料を分散させたカラーレジストで形成された赤色・緑色・青色カラーフィルタ部1515、1516、1517が形成されている。この上に保護絶縁膜1518と透明導電膜からなる対向電極1519が形成されている。画素電極1511上と対向電極1519上には、配向膜1520、1521が積層されラビング処理されている。画素電極と対向電極間の距離は、一般にセルギャップと呼ばれており、光学特性を大きく左右するパラメータである。このセルギャップは、大型液晶パネルになる程ばらつき易いが、ブラックマトリックスのパターンがスペーサの役割を果たしている為、均一性が保たれている。
【0107】
(実施例11)
本発明の第11の実施例を図16を用いて詳しく説明する。
【0108】
第11の実施例は、第10の実施例と同様に、薄膜トランジスタ基板上にブラックマトリックスが形成されており、このブラックマトリックスのパターンがスペーサを兼ねていることを特徴とするアクティブマトリックス型液晶表示装置である。第10の実施例と異なるのは、ブラックマトリックス上に絶縁膜が形成され、この絶縁膜がブラックマトリックスと共にスペーサの役割をする点である。図16はその一例を示す構造断面図である。(なお、以下に示す図面においては、薄膜トランジスタの構造を明確に表すために、薄膜トランジスタの大きさを実際のものよりも大きく表している)。
【0109】
薄膜トランジスタ基板1601の内側に、チャネル領域1602、ソース領域1603、ドレイン領域1604、ゲート絶縁膜1605、ゲート線1606、層間絶縁膜1607、コンタクトホール1608、及びソース線1609等からなる薄膜トランジスタ1610と、これにより選択駆動され、ストライプ型、モザイク型、トライアングル型等のパターンに配置された、透明導電膜からなる画素電極1611が設けられている。画素電極1611上には、画素電極1611間の隙間を遮光する形でブラックマトリックス1612が形成されており、更にこの上に絶縁膜1613が形成されている。この絶縁膜がブラックマトリックスと共にスペーサの役割を果たしている。
【0110】
本実施例によれば、スペーサをばらまく工程が省略でき、スループットの向上とコスト低減が可能になる。またブラックマトリックス上に絶縁膜を形成することにより、ブラックマトリックス材料の比抵抗が低い場合でも、画質に悪影響を及ぼすことがない。
【0111】
薄膜トランジスタ基板1601は対向基板1614と張り合わされ、その間に液晶1615が封入されている。対向基板1614には、赤色・緑色・青色の顔料を分散させたカラーレジストで形成された赤色・緑色・青色カラーフィルタ部1616、1617、1618が形成されている。この上に保護絶縁膜1619と透明導電膜からなる対向電極1620が形成されている。画素電極1611上と対向電極1620上には、配向膜1621、1622が積層されラビング処理されている。画素電極と対向電極間の距離は、一般にセルギャップと呼ばれており、光学特性を大きく左右するパラメータである。このセルギャップは、大型液晶パネルになる程ばらつき易いが、絶縁膜とブラックマトリックスからなるパターンがスペーサの役割を果たしている為、均一性が保たれている。
【0112】
(実施例12)
本発明の第12の実施例を図17を用いて詳しく説明する。
【0113】
第12の実施例は、第10の実施例と同様に、薄膜トランジスタ基板上にブラックマトリックスが形成されており、このブラックマトリックスのパターンがスペーサを兼ねていることを特徴とするアクティブマトリックス型液晶表示装置である。第10の実施例と異なるのは、ブラックマトリックスの下層に絶縁膜が形成され、この絶縁膜がブラックマトリックスと共にスペーサの役割をする点である。図17はその一例を示す構造断面図である。(なお、以下に示す図面においては、薄膜トランジスタの構造を明確に表すために、薄膜トランジスタの大きさを実際のものよりも大きく表している)。
【0114】
薄膜トランジスタ基板1701の内側に、チャネル領域1702、ソース領域1703、ドレイン領域1704、ゲート絶縁膜1705、ゲート線1706、層間絶縁膜1707、コンタクトホール1708、及びソース線1709等からなる薄膜トランジスタ1710と、これにより選択駆動され、ストライプ型、モザイク型、トライアングル型等のパターンに配置された、透明導電膜からなる画素電極1711が設けられている。ソース線1709上には保護膜となる絶縁膜1712が形成されている。ただし画素電極1711の上部においてはこの絶縁膜は除去されウィンドウが開かれている。これによりソース線1709を保護できると共に、液晶に印加される電圧がこの絶縁膜の存在により低減されるという事態を防止できる。更に保護膜1712上には、画素電極1711間の隙間を遮光する形でブラックマトリックス1713が形成されている。このブラックマトリックス1713が保護膜1712と共にスペーサの役割を果たしている。
【0115】
本実施例によれば、スペーサをばらまく工程が省略でき、スループットの向上とコスト低減が可能になる。またブラックマトリックスの下層に絶縁膜を形成することにより、ブラックマトリックス材料の比抵抗が低い場合でも、画質に悪影響を及ぼすことがない。
【0116】
薄膜トランジスタ基板1701は対向基板1714と張り合わされ、その間に液晶1715が封入されている。対向基板1714には、赤色・緑色・青色の顔料を分散させたカラーレジストで形成された赤色・緑色・青色カラーフィルタ部1716、1717、1718が形成されている。この上に保護絶縁膜1719と透明導電膜からなる対向電極1720が形成されている。画素電極1711上と対向電極1720上には、配向膜1721、1722が積層されラビング処理されている。画素電極と対向電極間の距離は、一般にセルギャップと呼ばれており、光学特性を大きく左右するパラメータである。このセルギャップは、大型液晶パネルになる程ばらつき易いが、絶縁膜とブラックマトリックスからなるパターンがスペーサの役割を果たしている為、均一性が保たれている。
【0117】
(実施例13)
本発明の第13の実施例を図18を用いて詳しく説明する。
【0118】
第13の実施例は、第10の実施例と同様に、薄膜トランジスタ基板上にブラックマトリックスが形成されており、このブラックマトリックスのパターンがスペーサを兼ねていることを特徴とするアクティブマトリックス型液晶表示装置である。第10の実施例と異なるのは、ブラックマトリックスがソース線方向にのみ形成されている点である。図18はその一例を示す構造断面図である。(なお、以下に示す図面においては、薄膜トランジスタの構造を明確に表すために、薄膜トランジスタの大きさを実際のものよりも大きく表している)。
【0119】
薄膜トランジスタ基板1801の内側に、チャネル領域1802、ソース領域1803、ドレイン領域1804、ゲート絶縁膜1805、ゲート線1806、層間絶縁膜1807、コンタクトホール1808、及びソース線1809等からなる薄膜トランジスタ1810と、これにより選択駆動され、ストライプ型、モザイク型、トライアングル型等のパターンに配置された、透明導電膜からなる画素電極1811が設けられている。画素電極1811上には、ソース線1809に沿った画素電極1811間の隙間を遮光する形でブラックマトリックス1812が形成されており、スペーサの役割も果たしている。
【0120】
本実施例によれば、スペーサをばらまく工程が省略でき、スループットの向上とコスト低減が可能になる。またブラックマトリックスをゲート線に沿った方向にも形成した場合、画素電極1811の四方に高い壁ができる為、液晶の注入がし難いと言った問題が生じていたが、ソース線方向にのみ形成することにより、この問題を解決した。
【0121】
薄膜トランジスタ基板1801は対向基板1813と張り合わされ、その間に液晶1814が封入されている。対向基板1813には、クロム等の遮光膜からなり、少なくともゲート線方向に沿って形成されたブラックマトリックス1815、赤色・緑色・青色の顔料を分散させたカラーレジストで形成された赤色・緑色・青色カラーフィルタ部1816、1817、1818が形成されている。この上に保護絶縁膜1819と透明導電膜からなる対向電極1820が形成されている。画素電極1811上と対向電極1820上には、配向膜1821、1822が積層されラビング処理されている。画素電極と対向電極間の距離は、一般にセルギャップと呼ばれており、光学特性を大きく左右するパラメータである。このセルギャップは、大型液晶パネルになる程ばらつき易いが、ブラックマトリックスからなるパターンがスペーサの役割を果たしている為、均一性が保たれている。
【0122】
本実施例ではブラックマトリックスのみがスペーサの役割を兼ねている場合について説明したが、実施例11或いは実施例12で説明した様に、ブラックマトリックスの上層或いは下層に絶縁膜を設け、これらの絶縁膜とブラックマトリックスとでスペーサを形成する場合でも本発明の主旨を逸しない。
【0123】
(実施例14)
本発明の第14の実施例を図19を用いて詳しく説明する。
【0124】
第14の実施例は、第13の実施例と同様に、薄膜トランジスタ基板上にブラックマトリックスが形成され、このブラックマトリックスのパターンがスペーサを兼ねており、且つこのブラックマトリックスがソース線方向にのみ形成されていることを特徴とするアクティブマトリックス型液晶表示装置である。第13の実施例と異なるのは、ゲート線方向のブラックマトリックスは、ゲート線或いは容量線が兼ねている点である。図19はその一例を示す平面図である。
【0125】
薄膜トランジスタ基板の内側に、チャネル領域1902、ソース領域1903、ドレイン領域1904、ゲート絶縁膜、ゲート線1906、層間絶縁膜、コンタクトホール1908、及びソース線1909等からなる薄膜トランジスタと、これにより選択駆動され、ストライプ型、モザイク型、トライアングル型等のパターンに配置された、透明導電膜からなる画素電極1911が設けられている。画素電極1911上には、ソース線1909に沿った画素電極1911間の隙間を遮光する形でブラックマトリックス1912が形成されており、スペーサの役割も果たしている。また画素電極1911上は、ゲート線1906とオーバーラップしており、ゲート線がブラックマトリックスの一部を兼ねている。
【0126】
本実施例によれば、スペーサをばらまく工程が省略でき、スループットの向上とコスト低減が可能になる。またブラックマトリックスをゲート線に沿った方向にも形成した場合、画素電極1911の四方に高い壁ができる為、液晶の注入がし難いと言った問題が生じていたが、ソース線方向にのみ形成することにより、この問題を解決した。更にこの時、ゲート線或いは容量線が、ゲート線方向のブラックマトリックスを兼ねることにより、ゲート線方向のブラックマトリックスのみ別に形成する必要がなくなり、コストの増大を引き起こさない。
【0127】
本実施例ではブラックマトリックスのみがスペーサの役割を兼ねている場合について説明したが、実施例11或いは実施例12で説明した様に、ブラックマトリックスの上層或いは下層に絶縁膜を設け、これらの絶縁膜とブラックマトリックスとでスペーサを形成する場合でも本発明の主旨を逸しない。
【0128】
また本実施例ではゲート線がブラックマトリックスの一部を兼ねている場合について説明したが、容量線がブラックマトリックスの一部を担っていても本発明の主旨を逸しない。
【0129】
(実施例15)
本発明の第15の実施例を図20を用いて詳しく説明する。
【0130】
第15の実施例は、第13及び第14の実施例と同様に、薄膜トランジスタ基板上にブラックマトリックスが形成され、このブラックマトリックスのパターンがスペーサを兼ねており、且つこのブラックマトリックスがソース線方向にのみ形成されていることを特徴とするアクティブマトリックス型液晶表示装置である。第13及び第14の実施例と異なるのは、液晶の注入口がソース線方向に形成されている点である。図20はその一例を示す薄膜トランジスタ基板の平面図であるが、表示領域2001、端子部2002、シール部2003に分けられる。またスペーサを兼ねるブラックマトリックス2004がソース線方向に形成されている。シール部にはシール材2006が塗られ、ここでは図示しないが、対向基板と張り合わせられることになる。この時、点Aが液晶の注入口になる。
【0131】
本実施例によれば、スペーサをばらまく工程が省略でき、スループットの向上とコスト低減が可能になる。またブラックマトリックスをゲート線に沿った方向にも形成した場合、画素電極の四方に高い壁ができる為、液晶の注入がし難いと言った問題が生じていたが、ソース線方向にのみ形成することにより、この問題を解決した。更にこの時、液晶の注入口がソース線方向にあると液晶の注入を短時間に且つ歩留り良く行うことができる。
【0132】
本実施例ではブラックマトリックスのみがスペーサの役割を兼ねている場合について説明したが、実施例11或いは実施例12で説明した様に、ブラックマトリックスの上層或いは下層に絶縁膜を設け、これらの絶縁膜とブラックマトリックスとでスペーサを形成する場合でも本発明の主旨を逸しない。
【0133】
(実施例16)
本発明の第16の実施例を図21を用いて詳しく説明する。
【0134】
第16の実施例は、第10の実施例と同様に、薄膜トランジスタ基板上にブラックマトリックスが形成されており、このブラックマトリックスのパターンがスペーサを兼ねていることを特徴とするアクティブマトリックス型液晶表示装置である。第10の実施例と異なるのは、ブラックマトリックスがゲート線方向にのみ形成されている点である。図21はその一例を示す平面図である。
【0135】
薄膜トランジスタ基板の内側に、チャネル領域2102、ソース領域2103、ドレイン領域2104、ゲート絶縁膜、ゲート線2106、層間絶縁膜、コンタクトホール2108、及びソース線2109等からなる薄膜トランジスタと、これにより選択駆動され、ストライプ型、モザイク型、トライアングル型等のパターンに配置された、透明導電膜からなる画素電極2111が設けられている。画素電極2111上には、ゲート線2106に沿った画素電極2111間の隙間を遮光する形でブラックマトリックス2112が形成されており、スペーサの役割も果たしている。
【0136】
本実施例によれば、スペーサをばらまく工程が省略でき、スループットの向上とコスト低減が可能になる。またブラックマトリックスをソース線に沿った方向にも形成した場合、画素電極2111の四方に高い壁ができる為、液晶の注入がし難いと言った問題が生じていたが、ゲート線方向にのみ形成することにより、この問題を解決した。
【0137】
本実施例ではブラックマトリックスのみがスペーサの役割を兼ねている場合について説明したが、実施例11或いは実施例12で説明した様に、ブラックマトリックスの上層或いは下層に絶縁膜を設け、これらの絶縁膜とブラックマトリックスとでスペーサを形成する場合でも本発明の主旨を逸しない。
【0138】
(実施例17)
本発明の第17の実施例を図22を用いて詳しく説明する。
【0139】
第17の実施例は、第16の実施例と同様に、薄膜トランジスタ基板上にブラックマトリックスが形成され、このブラックマトリックスのパターンがスペーサを兼ねており、且つこのブラックマトリックスがゲート線方向にのみ形成されていることを特徴とするアクティブマトリックス型液晶表示装置である。第16の実施例と異なるのは、ソース線方向のブラックマトリックスは、ゲート線或いはソース線が兼ねている点である。図22はその一例を示す平面図である。
【0140】
薄膜トランジスタ基板の内側に、チャネル領域2202、ソース領域2203、ドレイン領域2204、ゲート絶縁膜、ゲート線2206、層間絶縁膜、コンタクトホール2208、及びソース線2209等からなる薄膜トランジスタと、これにより選択駆動され、ストライプ型、モザイク型、トライアングル型等のパターンに配置された、透明導電膜からなる画素電極2211が設けられている。画素電極2211上には、ゲート線2206に沿った画素電極2211間の隙間を遮光する形でブラックマトリックス2212が形成されており、同時にスペーサとして機能している。また、画素電極2211をソース線2209とオーバーラップさせることでブラックマトリックスの役割も果たしている。
【0141】
本実施例によれば、スペーサをばらまく工程が省略でき、スループットの向上とコスト低減が可能になる。またブラックマトリックスをソース線に沿った方向にも形成した場合、画素電極2211の四方に高い壁ができる為、液晶の注入がし難いと言った問題が生じていたが、ゲート線方向にのみ形成することにより、この問題を解決した。更にこの時、ゲート線或いはソース線が、ソース線方向のブラックマトリックスを兼ねることにより、ソース線方向のブラックマトリックスのみ別に形成する必要がなくなり、コストの増大を引き起こさない。
【0142】
本実施例ではブラックマトリックスのみがスペーサの役割を兼ねている場合について説明したが、実施例11或いは実施例12で説明した様に、ブラックマトリックスの上層或いは下層に絶縁膜を設け、これらの絶縁膜とブラックマトリックスとでスペーサを形成する場合でも本発明の主旨を逸しない。
【0143】
また本実施例ではソース線がブラックマトリックスの一部を兼ねている場合について説明したが、ゲート線がブラックマトリックスの一部を担っていても本発明の主旨を逸しない。
【0144】
(実施例18)
本発明の第18の実施例を図23を用いて詳しく説明する。
【0145】
第18の実施例は、第16及び第17の実施例と同様に、薄膜トランジスタ基板上にブラックマトリックスが形成され、このブラックマトリックスのパターンがスペーサを兼ねており、且つこのブラックマトリックスがゲート線方向にのみ形成されていることを特徴とするアクティブマトリックス型液晶表示装置である。第16及び第17の実施例と異なるのは、液晶の注入口がゲート線方向に形成されている点である。図23はその一例を示す薄膜トランジスタ基板の平面図であるが、表示領域2301、端子部2302、シール部2303に分けられる。またスペーサを兼ねるブラックマトリックスがゲート線方向に形成されている。シール部にはシール材2306が塗られ、ここでは図示しないが、対向基板と張り合わせられることになる。この時、点Aが液晶の注入口になる。
【0146】
本実施例によれば、スペーサをばらまく工程が省略でき、スループットの向上とコスト低減が可能になる。またブラックマトリックスをソース線に沿った方向にも形成した場合、画素電極の四方に高い壁ができる為、液晶の注入がし難いと言った問題が生じていたが、ゲート線方向にのみ形成することにより、この問題を解決した。更にこの時、液晶の注入口がゲート線方向にあると液晶の注入を短時間に且つ歩留り良く行うことができる。
【0147】
本実施例ではブラックマトリックスのみがスペーサの役割を兼ねている場合について説明したが、実施例11或いは実施例12で説明した様に、ブラックマトリックスの上層或いは下層に絶縁膜を設け、これらの絶縁膜とブラックマトリックスとでスペーサを形成する場合でも本発明の主旨を逸しない。
【0148】
(実施例19)
本発明の第19の実施例を図24を用いて詳しく説明する。
【0149】
第19の実施例は、画素電極上に、ブラックマトリックスが設けられ、このパターンをマスクにして、下部に形成された静電気対策用の配線を切り放すことを特徴とするアクティブマトリックス型液晶表示装置である。図24はその一例を示す平面図と平面図A−A’部における構造断面図である。
【0150】
薄膜トランジスタ基板2401の内側に、チャネル領域2402、ソース領域2403、ドレイン領域2404、ゲート絶縁膜2405、ゲート線2406、層間絶縁膜2407、コンタクトホール2408、及びソース線2409等からなる薄膜トランジスタと、これにより選択駆動され、ストライプ型、モザイク型、トライアングル型等のパターンに配置された、透明導電膜からなる画素電極2410が設けられている。画素電極2410上には、画素電極2410間の隙間を遮光する形でブラックマトリックス2411が形成されており、同時にスペーサとして機能している。ここでソース線2409は、静電気による破壊を防止する為に、最初の段階では互いにショートされている。
【0151】
本発明では、ブラックマトリックス2411を形成する際に、このショートされている部分にウィンドウ2412を開け、ブラックマトリックスのパターンをマスクにして切り放しを行っている。静電気対策用の配線は、表示エリア外に設けられるのが一般的であり、一方ブラックマトリックスは画素電極上の周辺部を遮光する為のものである。従って、静電気対策用の配線を切り放すことを目的とした、ブラックマトリックスのパターンが形成されていても、表示特性に悪影響を与えることはない。これにより、工程数とコストを低減する事が可能になった。
【0152】
(実施例20)
本発明の第20の実施例を図25を用いて詳しく説明する。
【0153】
第20の実施例は、画素電極上に保護膜のパターンが設けられ、このパターンをマスクにして、下部に形成された静電気対策用の配線を切り放すことを特徴とするアクティブマトリックス型液晶表示装置である。図25はその一例を示す平面図と平面図A−A’部における構造断面図である。
【0154】
薄膜トランジスタ基板2501の内側に、チャネル領域2502、ソース領域2503、ドレイン領域2504、ゲート絶縁膜2505、ゲート線2506、層間絶縁膜2507、コンタクトホール2508、及びソース線2509等からなる薄膜トランジスタと、これにより選択駆動され、ストライプ型、モザイク型、トライアングル型等のパターンに配置された、透明導電膜からなる画素電極2510が設けられている。ソース線2509上には保護膜となる絶縁膜2511が形成されている。ただし画素電極2510の上部においてはこの絶縁膜は除去されウィンドウが開かれている。これによりソース線2509を保護できると共に、液晶に印加される電圧がこの絶縁膜の存在により低減されるという事態を防止できる。ここでソース線2509は、静電気による破壊を防止する為に、最初の段階では互いにショートされている。
【0155】
本発明では、保護膜のパターン2511を形成する際に、このショートされている部分にウィンドウ2512を開け、この保護膜のパターンをマスクにして切り放しを行っている。静電気対策用の配線は、表示エリア外に設けられるのが一般的であり、一方保護膜のパターンは画素電極上にウインドウを開ける為のものである。従って、静電気対策用の配線を切り放すことを目的とした、保護膜のパターンが形成されていても、表示特性に悪影響を与えることはない。この発明により、工程数とコストを低減する事が可能になった。
【0156】
(実施例21)
本発明の第21の実施例を図26を用いて詳しく説明する。
【0157】
第21の実施例は、画素電極上に保護膜層、更にその上層にブラックマトリックスが設けられ、前記保護膜層がブラックマトリックスのパターンに対して自己整合的にエッチングされており、更にそのパターンをマスクにして、下部に形成された静電気対策用の配線が切り放されていることを特徴とするアクティブマトリックス型液晶表示装置の一例を示すものである。図26はその一例を示す平面図と平面図A−A’部における構造断面図である。
【0158】
薄膜トランジスタ基板2601の内側に、チャネル領域2602、ソース領域2603、ドレイン領域2604、ゲート絶縁膜2605、ゲート線2606、層間絶縁膜2607、コンタクトホール2608、及びソース線2609等からなる薄膜トランジスタと、これにより選択駆動され、ストライプ型、モザイク型、トライアングル型等のパターンに配置された、透明導電膜からなる画素電極2610が設けられている。ソース線2609上には保護膜となる絶縁膜2611が形成されている。ただし画素電極2610の上部においてはこの絶縁膜は除去されウィンドウが開かれている。これによりソース線2609を保護できると共に、液晶に印加される電圧がこの絶縁膜の存在により低減されるという事態を防止できる。更に保護膜2611上には、画素電極2610間の隙間を遮光する形でブラックマトリックス2612が形成されている。ここで前記保護膜2611は、ブラックマトリックス2612のパターンに対して自己整合的にエッチングされている。これまで保護膜2611と、ブラックマトリックス2612のパターンは別々に形成されており、これによって工程数の増大とコストの上昇が生じていたが、本発明によりマスク枚数を1枚減らすことが可能となった。ところでソース線2609は、静電気による破壊を防止する為に、最初の段階では互いにショートされている。
【0159】
本発明では、ブラックマトリックスのパターン2612を形成する際に、このショートされている部分にウィンドウ2613を開け、このブラックマトリックスのパターンをマスクにして保護膜2611をエッチングし、続いてショートされている部分の切り放しも行っている。静電気対策用の配線は、表示エリア外に設けられるのが一般的であり、一方ブラックマトリックスのパターンは画素電極上の周辺部を遮光する為のものである。従って、静電気対策用の配線を切り放すことを目的とした、ブラックマトリックスのパターンが表示エリア外に形成されていても、表示特性に悪影響を与えることはない。これにより、工程数とコストを低減する事が可能になった。
【0160】
(実施例22)
本発明の第22の実施例を図27を用いて詳しく説明する。第22の実施例は、ソース線或いは画素電極を接続する為のコンタクトホールを開口する際、静電気対策用配線の一部を予め露出させておき、その後画素電極上に設けられた、ブラックマトリックスのパターンをマスクにして、前記静電気対策用配線を切り放すことを特徴とするアクティブマトリックス型液晶表示装置である。図27はその一例を示す平面図と平面図A−A’部における構造断面図である。
【0161】
薄膜トランジスタ基板2701の内側に、チャネル領域2702、ソース領域2703、ドレイン領域2704、ゲート絶縁膜2705、ゲート線2706、層間絶縁膜2707、コンタクトホール2708、及びソース線2709等からなる薄膜トランジスタと、これにより選択駆動され、ストライプ型、モザイク型、トライアングル型等のパターンに配置された、透明導電膜からなる画素電極2710が設けられている。画素電極2710上には、画素電極2710間の隙間を遮光する形でブラックマトリックス2711が形成されている。ところでゲート線2706は、静電気による破壊を防止する為に、最初の段階では互いにショートされている。
【0162】
本発明では、コンタクトホールを開口する際に、ゲート線等で形成された静電気対策用配線の一部2712も予め露出させておき、ブラックマトリックス2711を形成する際に、この部分に更にウィンドウ2713を開け、それをマスクにして切り放しを行っている。一般にゲート線等で形成された静電気対策用配線上には層間絶縁膜が形成されており、従ってコンタクトホールを開口する際、静電気対策用の配線の一部を露出させておいた方が、無理なく切り放すことができる。また静電気対策用の配線は、表示エリア外に設けられるのが一般的であり、一方ブラックマトリックスは画素電極上の周辺部を遮光する為のものである。従って、静電気対策用の配線を切り放すことを目的とした、ブラックマトリックスのパターンが表示エリア外に形成されていても、表示特性に悪影響を与えることはない。これにより、工程数とコストを低減する事が可能になった。
【0163】
(実施例23)
本発明の第23の実施例を図28を用いて詳しく説明する。第23の実施例は、ソース線或いは画素電極を接続する為のコンタクトホールを開口する際、静電気対策用配線の一部を予め露出させておき、その後画素電極上に設けられた、保護膜のパターンをマスクにして、前記静電気対策用配線を切り放すことを特徴とするアクティブマトリックス型液晶表示装置である。図28はその一例を示す平面図と平面図A−A’部における構造断面図である。
【0164】
薄膜トランジスタ基板2801の内側に、チャネル領域2802、ソース領域2803、ドレイン領域2804、ゲート絶縁膜2805、ゲート線2806、層間絶縁膜2807、コンタクトホール2808、及びソース線2809等からなる薄膜トランジスタと、これにより選択駆動され、ストライプ型、モザイク型、トライアングル型等のパターンに配置された、透明導電膜からなる画素電極2810が設けられている。
【0165】
ソース線2809上には保護膜となる絶縁膜2811が形成されている。ただし画素電極2810の上部においてはこの絶縁膜は除去されウィンドウが開かれている。これによりソース線2809を保護できると共に、液晶に印加される電圧がこの絶縁膜の存在により低減されるという事態を防止できる。ここでゲート線2806は、静電気による破壊を防止する為に、最初の段階では互いにショートされている。
【0166】
本発明では、コンタクトホールを開口する際に、ゲート線等で形成された静電気対策用配線の一部2812も予め露出させておき、保護膜のパターン2811を形成する際に、この部分に更にウィンドウ2813を開け、それをマスクにして切り放しを行っている。一般にゲート線等で形成された静電気対策用配線上には層間絶縁膜が形成されており、従ってコンタクトホールを開口する際、静電気対策用の配線の一部を露出させておいた方が、無理なく切り放すことができる。また静電気対策用の配線は、表示エリア外に設けられるのが一般的であり、一方保護膜のパターンは画素電極上にウインドウを開ける為のものである。従って、静電気対策用の配線を切り放すことを目的とした、保護膜のパターンが表示エリア外に形成されていても、表示特性に悪影響を与えることはない。この発明により、工程数とコストを低減する事が可能になった。
【0167】
(実施例24)
本発明の第24の実施例を図29を用いて詳しく説明する。第24の実施例は、ソース線或いは画素電極を接続する為のコンタクトホールを開口する際、静電気対策用配線の一部を予め露出させておき、その後画素電極上に保護膜層、更にその上層にブラックマトリックスが設けられ、前記保護膜層がブラックマトリックスのパターンに対して自己整合的にエッチングされており、更にそのパターンをマスクにして、下部に形成された静電気対策用の配線が切り放されていることを特徴とするアクティブマトリックス型液晶表示装置の一例を示すものである。図29はその一例を示す平面図と平面図A−A’部における構造断面図である。
【0168】
薄膜トランジスタ基板2901の内側に、チャネル領域2902、ソース領域2903、ドレイン領域2904、ゲート絶縁膜2905、ゲート線2906、層間絶縁膜2907、コンタクトホール2908、及びソース線2909等からなる薄膜トランジスタと、これにより選択駆動され、ストライプ型、モザイク型、トライアングル型等のパターンに配置された、透明導電膜からなる画素電極2910が設けられている。ソース線2909上には保護膜となる絶縁膜2911が形成されている。ただし、画素電極2910の上部においてはこの絶縁膜は除去されウィンドウが開かれている。これによりソース線2909を保護できると共に、液晶に印加される電圧がこの絶縁膜の存在により低減されるという事態を防止できる。更に保護膜2911上には、画素電極2910間の隙間を遮光する形でブラックマトリックス2912が形成されている。ここで前記保護膜2911は、ブラックマトリックス2912のパターンに対して自己整合的にエッチングされている。これまで保護膜2911と、ブラックマトリックス2912のパターンは別々に形成されており、これによって工程数の増大とコストの上昇が生じていたが、本発明によりマスク枚数を1枚減らすことが可能となった。ところでゲート線2906は、静電気による破壊を防止する為に、最初の段階では互いにショートされている。
【0169】
本発明では、コンタクトホールを開口する際に、ゲート線等で形成された静電気対策用配線の一部2913も予め露出させておき、ブラックマトリックスのパターン2912を形成する際に、この部分に更にウィンドウ2914を開け、このブラックマトリックスのパターンをマスクにして保護膜2911をエッチングし、続いてショートされている部分の切り放しも行っている。一般にゲート線等で形成された静電気対策用配線上には層間絶縁膜が形成されており、従ってコンタクトホールを開口する際、静電気対策用の配線の一部を露出させておいた方が、無理なく切り放すことができる。また静電気対策用の配線は、表示エリア外に設けられるのが一般的であり、一方ブラックマトリックスや保護膜のパターンは、画素電極上の周辺部を遮光したり画素電極上にウインドウを開ける為のものである。従って、静電気対策用の配線を切り放すことを目的とした、ブラックマトリックスのパターンが表示エリア外に形成されていても、表示特性に悪影響を与えることはない。これにより、工程数とコストを低減する事が可能になった。
【0170】
(実施例25)
本発明の第25の実施例を図30を用いて詳しく説明する。図30は、薄膜トランジスタ基板の画素電極上に保護膜層が形成され、更にこの上層にブラックマトリックスが設けられたアクティブマトリックス型液晶表示装置の製造方法の一例を示す工程断面図である。(なお、以下に示す図面においては、薄膜トランジスタの構造を明確に表すために、薄膜トランジスタの大きさを実際のものよりも大きく表している)。
【0171】
薄膜トランジスタ基板3001の内側に、チャネル領域3002、ソース領域3003、ドレイン領域3004、ゲート絶縁膜3005、ゲート線3006、層間絶縁膜3007、コンタクトホール3008、及びソース線3009等からなる薄膜トランジスタ3010と、これにより選択駆動され、ストライプ型、モザイク型、トライアングル型等のパターンに配置された、透明導電膜からなる画素電極3011を形成する。(図30(a)参照)
次にソース線3009上に保護膜となる絶縁膜3012を形成する。更にこの上に、光露光技術等を用いてレジストパターン3013を形成し、画素電極3011上部の絶縁膜3012を除去する。これによりソース線3009を保護できると共に、液晶に印加される電圧がこの絶縁膜の存在により低減されるという事態を防止できる。(図30(b)参照)
この後レジストパターン3013を除去し、画素電極3011間の隙間を遮光する形でブラックマトリックス3014を形成する。(図30(c)参照)
ブラックマトリックス材料としては、例えばレジスト内に赤色、緑色、青色等の顔料を分散した顔料分散型のブラックレジスト等を用いることができる。レジストに分散する顔料としては、特に制限されないが、例えば赤色系顔料としてはペリレン系、アントラキノン系、ジアントラキノン系、アゾ系、ジアゾ系、キナクリドン系、アントラセン系等の顔料が挙げられる。また緑色系顔料としてはハロゲン化フタロシアニン系等の顔料が挙げられる。また青色系顔料としては、金属フタロシアニン系、インダンスロン系、インドフェノール系等の顔料が挙げられる。この他にも、紫色系、黄色系、シアニン系及びマゼンタ系の顔料等を併用することも可能である。また本実施例のブラックレジストはネガ型のみならずポジ型でもよく、ネガ型のレジストとしては、例えば溶剤(エチル−3−エトキシプロピオネート、メトキシプロピルアセテート、シクロヘキサン、3−メトキシブチルアセテート等)と樹脂(メタクリル樹脂等)とモノマー(多感能アクリルモノマー等)とから成るもの等が考えられる。
【0172】
ブラックマトリックスの膜厚としては、たとえば1.3μm〜2.0μm程度が考えられる。従来においては、このブラックマトリックスは、クロム等からなる遮光膜により形成されていた。このため、応力によるクラックが生じたり、クロム等の反射によるギラツキが生じる等の問題があった。これに対して、本実施例では、ブラックマトリックスが色素を添加した絶縁膜により形成されているため、このようなクラックが生じたり、ギラツキが生じたりすることがない。
【0173】
また本実施例によれば、画素電極及びゲート線との間の寄生容量の問題が生じないため、画質の低下等を防止できる。
【0174】
薄膜トランジスタ基板3001は対向基板3015と張り合わされ、その間に液晶3016が封入されている。(図30(d)参照)
対向基板3015には、赤色・緑色・青色に染色されたゼラチンで形成された赤色・緑色・青色カラーフィルタ部3017、3018、3019が形成されている。染色媒体(被染色体)としては、ゼラチン以外に、カゼイン、フィッシュグリュー、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロビドン、ポリビニルアルコール、ポリイミド、ポリアミド、ポリ尿素、ポリウレタン、ポリケイヒ酸、アクリル樹脂及びそれらの誘導体等を使用できる。また染色液としては酸性染料、反応性染料等を用いることができ、赤色の染色液としてはカヤノールミーリングレッドRS(日本化薬製)+酢酸+水、緑色の染色液としてはブリリアントインドブルー(ヘキスト製)+スミノールイエローMR(住友化学製)+酢酸+水、青色の染料液としてはカヤノールサヤニン6B(日本化薬製)+酢酸+水を用いることができる。但し染料液はこれらに限られるものではない。染色法により着色層(カラーフィルタ)を形成する手法としては種々のものがある。一般的には、例えば染色媒体を露光・現像によりパターニングし、その後、赤色の染色液に浸し赤色の着色層を形成する。青色、緑色の着色層も同様である。
【0175】
この上に保護絶縁膜3020と透明導電膜からなる対向電極3021が形成されている。画素電極3011上と対向電極3021上には、配向膜3022、3023が積層されラビング処理されている。画素電極と対向電極間の距離は、一般にセルギャップと呼ばれており、光学特性を大きく左右するパラメータである。このセルギャップは、大型液晶パネルになる程ばらつき易く、この為大型液晶パネルにおいては、ギャップ材(スペーサ)3024を使用し均一性を保っている。
【0176】
本発明によれば、画素電極とブラックマトリックスの間に保護膜層を形成することで、ブラックマトリックスの比抵抗が低い場合でも画質に影響を与えることがなくなった。また本実施例の様に、ブラックマトリックス材料として、顔料分散型のブラックレジストを用いる場合には、保護膜層により顔料等からのNa汚染等も防止できる。
【0177】
ところで、本実施例における薄膜トランジスタは、コプラナ構造になっているが、これがたとえばスタガ構造であったり、逆スタガ構造であっても本発明の主旨は逸しない。
【0178】
本発明において、薄膜トランジスタは、多結晶シリコン薄膜トランジスタであっても、アモルファスシリコン薄膜トランジスタであっても本発明の主旨は逸しない。
【0179】
本発明において、薄膜トランジスタは、600℃以下のプロセスで形成した多結晶シリコン薄膜トランジスタであっても本発明の主旨は逸しない。
【0180】
本発明において、薄膜トランジスタは、450℃以下のプロセスで形成した多結晶シリコン薄膜トランジスタであっても本発明の主旨は逸しない。
【0181】
(実施例26)
本発明の第26の実施例を図31を用いて詳しく説明する。
【0182】
第26の実施例は、第25の実施例と同様に、薄膜トランジスタ基板の画素電極上に保護膜層が形成され、更にこの上層にブラックマトリックスが設けられたアクティブマトリックス型液晶表示装置の製造方法の一例を示すものである。第25の実施例と異なるのは、ブラックマトリックス材料として少なくともカーボンを遮光材として用いたブラックレジスト等を使用している点である。
【0183】
従って図31においては、薄膜トランジスタ基板のみの工程断面図を示し、対向基板或いは液晶素子部分の図は省略する。(なお、以下に示す図面においては、薄膜トランジスタの構造を明確に表すために、薄膜トランジスタの大きさを実際のものよりも大きく表している)。
【0184】
薄膜トランジスタ基板3101の内側に、チャネル領域3102、ソース領域3103、ドレイン領域3104、ゲート絶縁膜3105、ゲート線3106、層間絶縁膜3107、コンタクトホール3108、及びソース線3109等からなる薄膜トランジスタ3110と、これにより選択駆動され、ストライプ型、モザイク型、トライアングル型等のパターンに配置された、透明導電膜からなる画素電極3111を形成する。(図31(a)参照)
次にソース線3109上に、保護膜となる絶縁膜3112を形成する。更にこの上に、光露光技術等を用いてレジストパターン3113を形成し、画素電極3111上部の絶縁膜3112を除去する。これによりソース線3109を保護できると共に、液晶に印加される電圧がこの絶縁膜の存在により低減されるという事態を防止できる。(図31(b)参照)
この後レジストパターン3113を除去し、画素電極3111間の隙間を遮光する形でブラックマトリックス3114を形成する。(図31(c)参照)
ブラックマトリックス材料としては、例えばレジスト内に赤色、緑色、青色等の顔料を分散した顔料分散型のブラックレジストに更にカーボンを添加したもの等を用いることができる。レジストに分散する顔料や、溶剤等については実施例25で既に述べて有るのでここでは省略する。
【0185】
カーボンを添加したブラックレジストは遮光性に優れている為、ブラックマトリックスの膜厚を薄くすることが可能であり、たとえば0.5μm程度にまで薄
【0186】
膜化が可能である。従って【発明が解決しようとする課題】の項で述べた配向不良を大幅に低減できる。
【0187】
これまでカーボンを添加したブラックレジストは、比抵抗が106Ωcm程度と極端に低いのが欠点とされていた。しかし本発明によれば、画素電極とブラックマトリックスの間に保護膜層を形成することで、その欠点を克服した。また、保護膜層により顔料等からのNa汚染等も防止できる。
【0188】
ブラックレジストにおけるカーボンの添加量としては、各々のパネルで最適値が異なり、これが幾つであっても本発明の主旨を逸しない。ただし、一般的にはブラックレジスト中の遮光成分に対して、たとえば50wt%以上が望ましい。更に言えば、80wt%以上が望ましく、100wt%のものが理想的である。
【0189】
(実施例27)
本発明の第27の実施例を図32を用いて詳しく説明する。
【0190】
第27の実施例は、第25の実施例と同様に、薄膜トランジスタ基板の画素電極上に保護膜層が形成され、更にこの上層にブラックマトリックスが設けられたアクティブマトリックス型液晶表示装置の製造方法の一例を示すものである。第25の実施例と異なるのは、保護膜層がブラックマトリックスのパターンに対して自己整合的にエッチングされている点である。従って図32においては、薄膜トランジスタ基板のみの工程断面図を示し、対向基板或いは液晶素子部分の図は省略する。(なお、以下に示す図面においては、薄膜トランジスタの構造を明確に表すために、薄膜トランジスタの大きさを実際のものよりも大きく表している)。
【0191】
薄膜トランジスタ基板3201の内側に、チャネル領域3202、ソース領域3203、ドレイン領域3204、ゲート絶縁膜3205、ゲート線3206、層間絶縁膜3207、コンタクトホール3208、及びソース線3209等からなる薄膜トランジスタ3210と、これにより選択駆動され、ストライプ型、モザイク型、トライアングル型等のパターンに配置された、透明導電膜からなる画素電極3211を形成する。(図32(a)参照)
次にソース線3209上に、保護膜となる絶縁膜3212を形成する。更にこの上に、画素電極3211間の隙間を遮光する形でブラックマトリックス3213を形成する。(図32(b)参照)
この後前記保護膜3212を、ブラックマトリックス3213のパターンに対して自己整合的にエッチングする。これによりソース線3209を保護できると共に、液晶に印加される電圧がこの絶縁膜の存在により低減されるという事態を防止できる。(図32(c)参照)
これまで保護膜3212と、ブラックマトリックス3213のパターンは別々に形成されており、これによって工程数の増大とコストの上昇が生じていたが、本発明によりマスク枚数を1枚減らすことが可能となった。
【0192】
ブラックマトリックス材料としては、例えばレジスト内に赤色、緑色、青色等の顔料を分散した顔料分散型のブラックレジストや、これに更にカーボンを添加したもの等を用いることができる。レジストに分散する顔料や、溶剤等については実施例25、実施例26で既に述べて有るのでここでは省略する。
【0193】
(実施例28)
本発明の第28の実施例を図33を用いて詳しく説明する。
【0194】
第28の実施例は、第27の実施例と同様に、薄膜トランジスタ基板の画素電極上に保護膜層が形成され、更にこの上層にブラックマトリックスが設けられたアクティブマトリックス型液晶表示装置において、保護膜層がブラックマトリックスのパターンに対して自己整合的にエッチングされたアクティブマトリックス型液晶表示装置の製造方法の一例を示すものである。第27の実施例と異なるのは、保護膜層のエッチングが異方性エッチング法により行われている点である。従って図33においては、薄膜トランジスタ基板のみの工程断面図を示し、対向基板或いは液晶素子部分の図は省略する。(なお、以下に示す図面においては、薄膜トランジスタの構造を明確に表すために、薄膜トランジスタの大きさを実際のものよりも大きく表している)。
【0195】
薄膜トランジスタ基板3301の内側に、チャネル領域3302、ソース領域3303、ドレイン領域3304、ゲート絶縁膜3305、ゲート線3306、層間絶縁膜3307、コンタクトホール3308、及びソース線3309等からなる薄膜トランジスタ3310と、これにより選択駆動され、ストライプ型、モザイク型、トライアングル型等のパターンに配置された、透明導電膜からなる画素電極3311を形成する。(図33(a)参照)
次にソース線3309上に、保護膜となる絶縁膜3312を形成する。更に保護膜3312上には、画素電極3311間の隙間を遮光する形でブラックマトリックス3313を形成する。(図33(b)参照)
次に前記保護膜3312を、たとえばCHF3ガスを用いたRIE等により、ブラックマトリックス3313のパターンに対して自己整合的にエッチングする。これによりソース線3309を保護できると共に、液晶に印加される電圧がこの絶縁膜の存在により低減されるという事態を防止できる。(図33(c)参照)
これまで保護膜3312と、ブラックマトリックス3313のパターンは別々に形成されており、これによって工程数の増大とコストの上昇が生じていたが、本発明によりマスク枚数を1枚減らすことが可能となった。
【0196】
更に本発明を用いた場合の、ブラックレジストの周辺部分の断面形状を図34に示すが、図34の点A部分が従来の様にオーバーハング構造になっていない為、ラビング不良が起き難い状態になっている。これにより配向不良が減少し、歩留りを大幅に改善できた。
【0197】
本実施例では異方性エッチングの方法として、CHF3ガスを用いたRIEを挙げたが、これがCHF3ガス以外の他のエッチングガスであったとしても本発明の主旨を逸しない。またたとえばRIE以外の、たとえばイオンミキシング法等の他のエッチング法を用いたとしても本発明の主旨を逸しない。
【0198】
(実施例29)
本発明の第29の実施例を図35を用いて詳しく説明する。第29の実施例は、ブラックマトリックスのパターンがシール部にも設けられたアクティブマトリックス型液晶表示装置の製造方法の一例を示すものである。(なお、以下に示す図面においては、薄膜トランジスタの構造を明確に表すために、薄膜トランジスタの大きさを実際のものよりも大きく表している)。
【0199】
薄膜トランジスタ基板3501の内側に、チャネル領域3502、ソース領域3503、ドレイン領域3504、ゲート絶縁膜3505、ゲート線3506、層間絶縁膜3507、コンタクトホール3508、及びソース線3509等からなる薄膜トランジスタ3510と、これにより選択駆動され、ストライプ型、モザイク型、トライアングル型等のパターンに配置された、透明導電膜からなる画素電極3511を形成する。(図35(a)参照)
次にソース線3509上に保護膜となる絶縁膜3512を形成する。更にこの上に、光露光技術等を用いてレジストパターン3513を形成し、画素電極3511上部の絶縁膜3512を除去する。これによりソース線3509を保護できると共に、液晶に印加される電圧がこの絶縁膜の存在により低減されるという事態を防止できる。(図35(b)参照)
この後レジストパターン3513を除去し、画素電極3511間の隙間を遮光する形でブラックマトリックス3514を形成する。ブラックマトリックスを薄膜トランジスタ基板側に形成する場合、従来は表示領域3515のみに形成していた。これを少なくともシール部3516も覆う様にすることで、ブラックマトリックスのパターン3514がシール部の保護膜の一部となり、信頼性の向上に寄与する。また、実施例27で説明した様に、ブラックマトリックスのパターンをマスクに下層の保護膜を自己整合的にエッチングしたとしても、シール部を横切る配線3517が露出することがない。(図35(c)参照)
次にシール部にシール材3518を形成し、薄膜トランジスタ基板3501を対向基板3519と張り合わせる。続いて、薄膜トランジスタ基板3501と対向基板3519の間に、液晶3520を封入し、アクティブマトリックス型液晶表示装置が完成する。(図35(d)参照)
(実施例30)
本発明の第30の実施例を図36を用いて詳しく説明する。第30の実施例は、薄膜トランジスタ基板と対向基板を張り合わせる際に目印となるパターンが、ブラックマトリックスにより形成されているアクティブマトリックス型液晶表示装置の製造方法の一例を示すものである。(なお、以下に示す図面においては、薄膜トランジスタの構造を明確に表すために、薄膜トランジスタの大きさを実際のものよりも大きく表している)。
【0200】
薄膜トランジスタ基板3601の内側に、チャネル領域3602、ソース領域3603、ドレイン領域3604、ゲート絶縁膜3605、ゲート線3606、層間絶縁膜3607、コンタクトホール3608、及びソース線3609等からなる薄膜トランジスタ3610と、これにより選択駆動され、ストライプ型、モザイク型、トライアングル型等のパターンに配置された、透明導電膜からなる画素電極3611を形成する。(図36(a)参照)
次にソース線3609上に保護膜となる絶縁膜3612を形成する。更にこの上に、光露光技術等を用いてレジストパターン3613を形成し、画素電極3611上部の絶縁膜3612を除去する。これによりソース線3609を保護できると共に、液晶に印加される電圧がこの絶縁膜の存在により低減されるという事態を防止できる。(図36(b)参照)
この後レジストパターン3613を除去し、画素電極3611間の隙間を遮光する形でブラックマトリックス3614を形成する。ブラックマトリックスを薄膜トランジスタ基板側に形成する場合、従来は表示領域3515のみに形成していた。これを、ブラックマトリックスのパターンがパネル全体を覆う様にすることで、ブラックマトリックスのパターンが保護膜の一部となり、信頼性が向上する。また、実施例27で説明した様に、ブラックマトリックスのパターンをマスクに下層の保護膜をエッチングしたとしても、シール部を横切る配線3616等が露出することがない。しかしこの方法では、薄膜トランジスタ基板と対向基板を張り合わせる際のアライメントが困難になる。そこでブラックマトリックスのパターンにより、目印となるパターン3617を設けることでこの問題を解決した。(図36(c)参照)
次に、ブラックマトリックスのパターンにより形成した目印3617を基準にして、薄膜トランジスタ基板3601を対向基板3618と張り合わせる。続いて、薄膜トランジスタ基板3601と対向基板3618の間に、液晶3619を封入し、アクティブマトリックス型液晶表示装置が完成する。(図36(d)参照)
(実施例31)
本発明の第31の実施例を図37を用いて詳しく説明する。第31の実施例は、ドライバーが内蔵されたアクティブマトリックス型液晶表示装置において、ブラックマトリックスのパターンがドライバー部にも設けられたアクティブマトリックス型液晶表示装置の製造方法の一例を示すものである。(なお、以下に示す図面においては、薄膜トランジスタの構造を明確に表すために、薄膜トランジスタの大きさを実際のものよりも大きく表している)。
【0201】
薄膜トランジスタ基板3701の内側に、チャネル領域3702、ソース領域3703、ドレイン領域3704、ゲート絶縁膜3705、ゲート線3706、層間絶縁膜3707、コンタクトホール3708、及びソース線3709等からなる薄膜トランジスタ3710と、これにより選択駆動され、ストライプ型、モザイク型、トライアングル型等のパターンに配置された、透明導電膜からなる画素電極3711を形成する。(図37(a)参照)
次にソース線3709上に保護膜となる絶縁膜3712を形成する。更にこの上に、光露光技術等を用いてレジストパターン3713を形成し、画素電極3711上部の絶縁膜3712を除去する。これによりソース線3709を保護できると共に、液晶に印加される電圧がこの絶縁膜の存在により低減されるという事態を防止できる。(図37(b)参照)
この後レジストパターン3713を除去し、画素電極3711間の隙間を遮光する形でブラックマトリックス3714を形成する。ブラックマトリックスを薄膜トランジスタ基板側に形成する場合、従来は表示領域3715のみに形成していた。これを少なくとも内蔵ドライバー部3716も覆う様にすることで、ブラックマトリックスのパターン3714が内蔵ドライバー部3716の保護膜の一部となり、信頼性の向上に寄与する。また、実施例27で説明した様に、ブラックマトリックスのパターンをマスクに下層の保護膜を自己整合的にエッチングしたとしても、内蔵ドライバー部の薄膜トランジスタが露出することがない。(図37(c)参照)
次に、薄膜トランジスタ基板3701を対向基板3717と張り合わせる。続いて、薄膜トランジスタ基板3701と対向基板3717の間に、液晶3718を封入し、アクティブマトリックス型液晶表示装置が完成する。(図37(d)参照)
(実施例32)
本発明の第32の実施例を図38を用いて詳しく説明する。第32の実施例は、薄膜トランジスタ上に紫外線遮光層を形成した、アクティブマトリックス型液晶表示装置の製造方法であり、これにより特性の劣化を防止しようとするものである。図38はその一例を示す工程断面図である。(なお、以下に示す図面においては、薄膜トランジスタの構造を明確に表すために、薄膜トランジスタの大きさを実際のものよりも大きく表している)。
【0202】
薄膜トランジスタ基板3801の内側に、チャネル領域3802、ソース領域3803、ドレイン領域3804、ゲート絶縁膜3805、ゲート線3806、層間絶縁膜3807、コンタクトホール3808、及びソース線3809等からなる薄膜トランジスタ3810と、これにより選択駆動され、ストライプ型、モザイク型、トライアングル型等のパターンに配置された、透明導電膜からなる画素電極3811を形成する。(図38(a)参照)
次にソース線3809上に保護膜となる絶縁膜3812を形成する。更にこの上に、光露光技術等を用いてレジストパターン3813を形成し、画素電極3811上部の絶縁膜3812を除去する。これによりソース線3809を保護できると共に、液晶に印加される電圧がこの絶縁膜の存在により低減されるという事態を防止できる。(図38(b)参照)
この後レジストパターン3813を除去し、薄膜トランジスタ3810を覆う形で紫外線遮光層3814を形成する。本実施例によれば、紫外線遮光層により薄膜トランジスタに照射される紫外線の強度を大幅に低減でき、これにより、信頼性を向上させることができる。(図38(c)参照)
薄膜トランジスタ基板3801は対向基板3815と張り合わされ、その間に液晶3816を封入する。対向基板3815には、酸化クロム等の遮光膜からなるブラックマトリックス3817、赤色・緑色・青色に染色されたゼラチンで形成された赤色・緑色・青色カラーフィルタ部3818、3819、3820が形成されている。
【0203】
この上に保護絶縁膜3821と透明導電膜からなる対向電極3822が形成されている。画素電極3811上と対向電極3822上には、配向膜3823、3824が積層されラビング処理されている。画素電極と対向電極間の距離は、一般にセルギャップと呼ばれており、光学特性を大きく左右するパラメータである。このセルギャップは、大型液晶パネルになる程ばらつき易く、この為大型液晶パネルにおいては、ギャップ材(スペーサ)3825を使用し均一性を保っている。(図38(d)参照)
(実施例33)
本発明の第33の実施例を図39を用いて詳しく説明する。
【0204】
第33の実施例は、第32の実施例と同様に、薄膜トランジスタ上に紫外線遮光層を形成した、アクティブマトリックス型液晶表示装置の製造方法であり、これにより特性の劣化を防止しようとするものである。第32の実施例と異なるのは、ブラックマトリックスが前記紫外線遮光層を兼ねている点である。図39はその一例を示す工程断面図である。(なお、以下に示す図面においては、薄膜トランジスタの構造を明確に表すために、薄膜トランジスタの大きさを実際のものよりも大きく表している)。
【0205】
薄膜トランジスタ基板3901の内側に、チャネル領域3902、ソース領域3903、ドレイン領域3904、ゲート絶縁膜3905、ゲート線3906、層間絶縁膜3907、コンタクトホール3908、及びソース線3909等からなる薄膜トランジスタ3910と、これにより選択駆動され、ストライプ型、モザイク型、トライアングル型等のパターンに配置された、透明導電膜からなる画素電極3911を形成する。(図39(a)参照)
次にソース線3909上に保護膜となる絶縁膜3912を形成する。更にこの上に、光露光技術等を用いてレジストパターン3913を形成し、画素電極3911上部の絶縁膜3912を除去する。これによりソース線3909を保護できると共に、液晶に印加される電圧がこの絶縁膜の存在により低減されるという事態を防止できる。(図39(b)参照)
この後レジストパターン3913を除去し、画素電極3911間の隙間を遮光する形でブラックマトリックス3914を形成する。このパターンが薄膜トランジスタ3910を覆っており、紫外線遮光層の役割も果たしている。本実施例によれば、このブラックマトリックスのパターンにより薄膜トランジスタに照射される紫外線の強度を大幅に低減でき、これにより、信頼性を向上させることができる。(図39(c)参照)
薄膜トランジスタ基板3901は対向基板3915と張り合わされ、その間に液晶3916が封入される。対向基板3915には、赤色・緑色・青色に染色されたゼラチンで形成された赤色・緑色・青色カラーフィルタ部3917、3918、3919が形成されている。
【0206】
この上に保護絶縁膜3920と透明導電膜からなる対向電極3921が形成されている。画素電極3911上と対向電極3921上には、配向膜3922、3923が積層されラビング処理されている。画素電極と対向電極間の距離は、一般にセルギャップと呼ばれており、光学特性を大きく左右するパラメータである。このセルギャップは、大型液晶パネルになる程ばらつき易く、この為大型液晶パネルにおいては、ギャップ材(スペーサ)3924を使用し均一性を保っている。(図39(d)参照)
(実施例34)
本発明の第34の実施例を図40を用いて詳しく説明する。
【0207】
第34の実施例は、薄膜トランジスタ基板上にブラックマトリックスが形成されており、このブラックマトリックスのパターンがスペーサを兼ねていることを特徴とするアクティブマトリックス型液晶表示装置の製造方法である。図40はその一例を示す工程断面図である。(なお、以下に示す図面においては、薄膜トランジスタの構造を明確に表すために、薄膜トランジスタの大きさを実際のものよりも大きく表している)。
【0208】
薄膜トランジスタ基板4001の内側に、チャネル領域4002、ソース領域4003、ドレイン領域4004、ゲート絶縁膜4005、ゲート線4006、層間絶縁膜4007、コンタクトホール4008、及びソース線4009等からなる薄膜トランジスタ4010と、これにより選択駆動され、ストライプ型、モザイク型、トライアングル型等のパターンに配置された、透明導電膜からなる画素電極4011を形成する。(図40(a)参照)
次に、画素電極4011間の隙間を遮光する形でブラックマトリックス4012を形成する。このパターンが、同時にスペーサの役割も果たしている。本実施例によれば、ブラックマトリックスがスペーサを兼ねることにより、スペーサをばらまく工程が省略でき、スループットの向上とコスト低減が可能になる。(図40(b)参照)
薄膜トランジスタ基板4001は対向基板4013と張り合せ、その間に液晶4014を封入する。対向基板4013には、赤色・緑色・青色の顔料を分散させたカラーレジストで形成された赤色・緑色・青色カラーフィルタ部4015、4016、4017が形成されている。この上に保護絶縁膜4018と透明導電膜からなる対向電極4019が形成されている。画素電極4011上と対向電極4019上には、配向膜4020、4021が積層されラビング処理されている。画素電極と対向電極間の距離は、一般にセルギャップと呼ばれており、光学特性を大きく左右するパラメータである。このセルギャップは、大型液晶パネルになる程ばらつき易いが、ブラックマトリックスのパターンがスペーサの役割を果たしている為、均一性が保たれている。(図40(c)参照)
(実施例35)
本発明の第35の実施例を図41を用いて詳しく説明する。第35の実施例は、第34の実施例と同様に、薄膜トランジスタ基板上にブラックマトリックスが形成されており、このブラックマトリックスのパターンがスペーサを兼ねていることを特徴とするアクティブマトリックス型液晶表示装置の製造方法である。第34の実施例と異なるのは、ブラックマトリックス上に絶縁膜が形成され、この絶縁膜がブラックマトリックスと共にスペーサの役割をする点である。図41はその一例を示す工程断面図である。(なお、以下に示す図面においては、薄膜トランジスタの構造を明確に表すために、薄膜トランジスタの大きさを実際のものよりも大きく表している)。
【0209】
薄膜トランジスタ基板4101の内側に、チャネル領域4102、ソース領域4103、ドレイン領域4104、ゲート絶縁膜4105、ゲート線4106、層間絶縁膜4107、コンタクトホール4108、及びソース線4109等からなる薄膜トランジスタ4110と、これにより選択駆動され、ストライプ型、モザイク型、トライアングル型等のパターンに配置された、透明導電膜からなる画素電極4111を形成する。(図41(a)参照)
次に、画素電極4111間の隙間を遮光する形でブラックマトリックス4112を形成する、更にこの上に絶縁膜4113が形成されている。この絶縁膜がブラックマトリックスと共にスペーサの役割を果たしている。本実施例によれば、スペーサをばらまく工程が省略でき、スループットの向上とコスト低減が可能になる。またブラックマトリックス上に絶縁膜を形成することにより、ブラックマトリックス材料の比抵抗が低い場合でも、画質に悪影響を及ぼすことがない。
【0210】
(図41(b)参照)
薄膜トランジスタ基板4101は対向基板4114と張り合せ、その間に液晶4115を封入する。対向基板4114には、赤色・緑色・青色の顔料を分散させたカラーレジストで形成された赤色・緑色・青色カラーフィルタ部4116、4117、4118が形成されている。この上に保護絶縁膜4119と透明導電膜からなる対向電極4120が形成されている。画素電極4111上と対向電極4120上には、配向膜4121、4122が積層されラビング処理されている。画素電極と対向電極間の距離は、一般にセルギャップと呼ばれており、光学特性を大きく左右するパラメータである。このセルギャップは、大型液晶パネルになる程ばらつき易いが、ブラックマトリックスのパターンがスペーサの役割を果たしている為、均一性が保たれている。(図41(c)参照)
(実施例36)
本発明の第36の実施例を図42を用いて詳しく説明する。第36の実施例は、第34の実施例と同様に、薄膜トランジスタ基板上にブラックマトリックスが形成されており、このブラックマトリックスのパターンがスペーサを兼ねていることを特徴とするアクティブマトリックス型液晶表示装置の製造方法である。第34の実施例と異なるのは、ブラックマトリックスの下層に絶縁膜が形成され、この絶縁膜がブラックマトリックスと共にスペーサの役割をする点である。図42はその一例を示す工程断面図である。(なお、以下に示す図面においては、薄膜トランジスタの構造を明確に表すために、薄膜トランジスタの大きさを実際のものよりも大きく表している)。
【0211】
薄膜トランジスタ基板4201の内側に、チャネル領域4202、ソース領域4203、ドレイン領域4204、ゲート絶縁膜4205、ゲート線4206、層間絶縁膜4207、コンタクトホール4208、及びソース線4209等からなる薄膜トランジスタ4210と、これにより選択駆動され、ストライプ型、モザイク型、トライアングル型等のパターンに配置された、透明導電膜からなる画素電極4211を形成する。(図42(a)参照)
次にソース線4209上に保護膜となる絶縁膜4212を形成する。更にこの上に、光露光技術等を用いてレジストパターン4213を形成し、画素電極4211上部の絶縁膜4212を除去する。これによりソース線4209を保護できると共に、液晶に印加される電圧がこの絶縁膜の存在により低減されるという事態を防止できる。(図42(b)参照)
この後レジストパターン4213を除去し、画素電極4211間の隙間を遮光する形でブラックマトリックス4214を形成する。このブラックマトリックスが保護膜4212と共にスペーサの役割を果たしている。本実施例によれば、スペーサをばらまく工程が省略でき、スループットの向上とコスト低減が可能になる。またブラックマトリックスの下層に絶縁膜を形成することにより、ブラックマトリックス材料の比抵抗が低い場合でも、画質に悪影響を及ぼすことがない。(図42(c)参照)
薄膜トランジスタ基板4201は対向基板4215と張り合せ、その間に液晶4216を封入する。対向基板4215には、赤色・緑色・青色の顔料を分散させたカラーレジストで形成された赤色・緑色・青色カラーフィルタ部4217、4218、4219が形成されている。この上に保護絶縁膜4220と透明導電膜からなる対向電極4221が形成されている。画素電極4211上と対向電極4221上には、配向膜4222、4223が積層されラビング処理されている。画素電極と対向電極間の距離は、一般にセルギャップと呼ばれており、光学特性を大きく左右するパラメータである。このセルギャップは、大型液晶パネルになる程ばらつき易いが、絶縁膜とブラックマトリックスからなるパターンがスペーサの役割を果たしている為、均一性が保たれている。(図42(d)参照)
(実施例37)
本発明の第37の実施例を図43を用いて詳しく説明する。第37の実施例は、第34の実施例と同様に、薄膜トランジスタ基板上にブラックマトリックスが形成されており、このブラックマトリックスのパターンがスペーサを兼ねていることを特徴とするアクティブマトリックス型液晶表示装置の製造方法である。第34の実施例と異なるのは、ブラックマトリックスがソース線方向にのみ形成されている点である。図43はその一例を示す工程断面図と平面図である。
【0212】
薄膜トランジスタ基板4301の内側に、チャネル領域4302、ソース領域4303、ドレイン領域4304、ゲート絶縁膜4305、ゲート線4306、層間絶縁膜4307、コンタクトホール4308、及びソース線4309等からなる薄膜トランジスタ4310と、これにより選択駆動され、ストライプ型、モザイク型、トライアングル型等のパターンに配置された、透明導電膜からなる画素電極4311を形成する。(図43(a)参照)
次にソース線4309に沿った画素電極4311間の隙間を遮光する形でブラックマトリックス4312が形成されており、スペーサの役割も果たしている。
【0213】
本実施例によれば、スペーサをばらまく工程が省略でき、スループットの向上とコスト低減が可能になる。またブラックマトリックスをゲート線に沿った方向にも形成した場合、画素電極4311の四方に高い壁ができる為、液晶の注入がし難いと言った問題が生じていたが、ソース線方向にのみ形成することにより、この問題を解決した。(図43(b)(c)参照)
次に薄膜トランジスタ基板4301を対向基板4313と張り合せ、その間に液晶4314を封入する。対向基板4313には、クロム等の遮光膜からなり、少なくともゲート線方向に沿って形成されたブラックマトリックス4315、赤色・緑色・青色の顔料を分散させたカラーレジストで形成された赤色・緑色・青色カラーフィルタ部4316、4317、4318が形成されている。この上に保護絶縁膜4319と透明導電膜からなる対向電極4320が形成されている。画素電極4311上と対向電極4320上には、配向膜4321、4322が積層されラビング処理されている。画素電極と対向電極間の距離は、一般にセルギャップと呼ばれており、光学特性を大きく左右するパラメータである。このセルギャップは、大型液晶パネルになる程ばらつき易いが、ブラックマトリックスからなるパターンがスペーサの役割を果たしている為、均一性が保たれている。(図43(d)参照)
本実施例ではブラックマトリックスのみがスペーサの役割を兼ねている場合について説明したが、実施例35或いは実施例36で説明した様に、ブラックマトリックスの上層或いは下層に絶縁膜を設け、これらの絶縁膜とブラックマトリックスとでスペーサを形成する場合でも本発明の主旨を逸しない。
【0214】
(実施例38)
本発明の第38の実施例を図44を用いて詳しく説明する。第38の実施例は、第37の実施例と同様に、薄膜トランジスタ基板上にブラックマトリックスが形成されており、このブラックマトリックスのパターンがスペーサを兼ね、且つこのブラックマトリックスがソース線方向にのみ形成されていることを特徴とするアクティブマトリックス型液晶表示装置の製造方法である。第37の実施例と異なるのは、ゲート線方向のブラックマトリックスは、ゲート線或いは容量線が兼ねている点である。図44はその一例を示す工程断面図と平面図である。
【0215】
薄膜トランジスタ基板4401の内側に、チャネル領域4402、ソース領域4403、ドレイン領域4404、ゲート絶縁膜4405、ゲート線4406、層間絶縁膜4407、コンタクトホール4408、及びソース線4409等からなる薄膜トランジスタ4410と、これにより選択駆動され、ストライプ型、モザイク型、トライアングル型等のパターンに配置された、透明導電膜からなる画素電極4411を形成する。(図44(a)参照)
次にソース線4409に沿った画素電極4411間の隙間を遮光する形でブラックマトリックス4412が形成されており、スペーサの役割も果たしている。また画素電極4411上は、ゲート線4406とオーバーラップしており、ゲート線がブラックマトリックスの一部を兼ねている。本実施例によれば、スペーサをばらまく工程が省略でき、スループットの向上とコスト低減が可能になる。またブラックマトリックスをゲート線に沿った方向にも形成した場合、画素電極4411の四方に高い壁ができる為、液晶の注入がし難いと言った問題が生じていたが、ソース線方向にのみ形成することにより、この問題を解決した。更にこの時、ゲート線或いは容量線が、ゲート線方向のブラックマトリックスを兼ねることにより、ゲート線方向のブラックマトリックスのみ別に形成する必要がなくなり、コストの増大を引き起こさない。(図44(b)(c)参照)
次に薄膜トランジスタ基板4401を対向基板4413と張り合せ、その間に液晶4414を封入する。対向基板4413には、赤色・緑色・青色の顔料を分散させたカラーレジストで形成された赤色・緑色・青色カラーフィルタ部4415、4416、4417が形成されている。この上に保護絶縁膜4418と透明導電膜からなる対向電極4419が形成されている。画素電極4411上と対向電極4419上には、配向膜4420、4421が積層されラビング処理されている。画素電極と対向電極間の距離は、一般にセルギャップと呼ばれており、光学特性を大きく左右するパラメータである。このセルギャップは、大型液晶パネルになる程ばらつき易いが、ブラックマトリックスからなるパターンがスペーサの役割を果たしている為、均一性が保たれている。(図44(d)参照)
本実施例ではブラックマトリックスのみがスペーサの役割を兼ねている場合について説明したが、実施例35或いは実施例36で説明した様に、ブラックマトリックスの上層或いは下層に絶縁膜を設け、これらの絶縁膜とブラックマトリックスとでスペーサを形成する場合でも本発明の主旨を逸しない。
【0216】
また本実施例ではゲート線がブラックマトリックスの一部を兼ねている場合について説明したが、容量線がブラックマトリックスの一部を担っていても本発明の主旨を逸しない。
【0217】
(実施例39)
本発明の第39の実施例を図45及び図46を用いて詳しく説明する。第39の実施例は、第37及び第38の実施例と同様に、薄膜トランジスタ基板上にブラックマトリックスが形成され、このブラックマトリックスのパターンがスペーサを兼ねており、且つこのブラックマトリックスがソース線方向にのみ形成されていることを特徴とするアクティブマトリックス型液晶表示装置の製造方法である。第37及び第38の実施例と異なるのは、液晶の注入口がソース線方向に形成されている点である。図45はその一例を示す工程断面図と平面図、図46は図45(d)の平面図である。
【0218】
薄膜トランジスタ基板4501の内側に、チャネル領域4502、ソース領域4503、ドレイン領域4504、ゲート絶縁膜4505、ゲート線4506、層間絶縁膜4507、コンタクトホール4508、及びソース線4509等からなる薄膜トランジスタ4510と、これにより選択駆動され、ストライプ型、モザイク型、トライアングル型等のパターンに配置された、透明導電膜からなる画素電極4511を形成する。(図45(a)参照)
次にソース線4509に沿った画素電極4511間の隙間を遮光する形でブラックマトリックス4512が形成されており、スペーサの役割も果たしている。
【0219】
本実施例によれば、スペーサをばらまく工程が省略でき、スループットの向上とコスト低減が可能になる。またブラックマトリックスをゲート線に沿った方向にも形成した場合、画素電極4511の四方に高い壁ができる為、液晶の注入がし難いと言った問題が生じていたが、ソース線方向にのみ形成することにより、この問題を解決した。(図45(b)(c)参照)
次にシール部4516上に形成したシール材4513を用いて、薄膜トランジスタ基板4501を対向基板4514と張り合せ、その間に液晶4515を封入する。この時図46に示す様に、液晶の封入口Aはソース線方向に形成されている。液晶の封入口がゲート線方向にある場合、薄膜トランジスタ基板側4501に形成したブラックマトリックス4512に阻まれて、液晶を封入し難いと言った問題点があったが、液晶の封入口をソース線方向に形成する事で解決できた。対向基板4514には、クロム等の遮光膜からなり、少なくともゲート線方向に沿って形成されたブラックマトリックス4517、赤色・緑色・青色の顔料を分散させたカラーレジストで形成された赤色カラーフィルタ部4518、緑色カラーフィルタ部4519、またここでは図示しないが青色カラーフィルタ部が形成されている。この上に保護絶縁膜4521と透明導電膜からなる対向電極4522が形成されている。画素電極4511上と対向電極4522上には、配向膜4523、4524が積層されラビング処理されている。画素電極と対向電極間の距離は、一般にセルギャップと呼ばれており、光学特性を大きく左右するパラメータである。このセルギャップは、大型液晶パネルになる程ばらつき易いが、ブラックマトリックスからなるパターンがスペーサの役割を果たしている為、均一性が保たれている。(図45(d)参照)
本実施例ではブラックマトリックスのみがスペーサの役割を兼ねている場合について説明したが、実施例35或いは実施例36で説明した様に、ブラックマトリックスの上層或いは下層に絶縁膜を設け、これらの絶縁膜とブラックマトリックスとでスペーサを形成する場合でも本発明の主旨を逸しない。
【0220】
また本実施例ではゲート線方向のブラックマトリックスを対向基板に形成して低るが、実施例38で説明した様に、ゲート線あるいは容量線が、ゲート線方向のブラックマトリックスを兼ねていても本発明の主旨を逸しない。
【0221】
(実施例40)
本発明の第40の実施例を図47を用いて詳しく説明する。第40の実施例は、第34の実施例と同様に、薄膜トランジスタ基板上にブラックマトリックスが形成されており、このブラックマトリックスのパターンがスペーサを兼ねていることを特徴とするアクティブマトリックス型液晶表示装置の製造方法である。第34の実施例と異なるのは、ブラックマトリックスがゲート線方向にのみ形成されている点である。図47はその一例を示す平面図及び工程断面図である。
【0222】
薄膜トランジスタ基板4701の内側に、チャネル領域4702、ソース領域4703、ドレイン領域4704、ゲート絶縁膜4705、ゲート線4706、層間絶縁膜4707、コンタクトホール4708、及びソース線4709等からなる薄膜トランジスタ4710と、これにより選択駆動され、ストライプ型、モザイク型、トライアングル型等のパターンに配置された、透明導電膜からなる画素電極4711を形成する。(図47(a)参照)
次にソース線4709に沿った画素電極4711間の隙間を遮光する形でブラックマトリックス4712が形成されており、スペーサの役割も果たしている。
【0223】
本実施例によれば、スペーサをばらまく工程が省略でき、スループットの向上とコスト低減が可能になる。またブラックマトリックスをソース線に沿った方向にも形成した場合、画素電極4711の四方に高い壁ができる為、液晶の注入がし難いと言った問題が生じていたが、ゲート線方向にのみ形成することにより、この問題を解決した。(図47(b)(c)参照)
次に薄膜トランジスタ基板4701を対向基板4713と張り合せ、その間に液晶4714を封入する。対向基板4713には、クロム等の遮光膜からなり、少なくともソース線方向に沿って形成されたブラックマトリックス4715、赤色・緑色・青色の顔料を分散させたカラーレジストで形成された赤色・緑色・青色カラーフィルタ部4716、4717、4718が形成されている。この上に保護絶縁膜4719と透明導電膜からなる対向電極4720が形成されている。画素電極4711上と対向電極4720上には、配向膜4721、4722が積層されラビング処理されている。画素電極と対向電極間の距離は、一般にセルギャップと呼ばれており、光学特性を大きく左右するパラメータである。このセルギャップは、大型液晶パネルになる程ばらつき易いが、ブラックマトリックスからなるパターンがスペーサの役割を果たしている為、均一性が保たれている。(図47(d)参照)
本実施例ではブラックマトリックスのみがスペーサの役割を兼ねている場合について説明したが、実施例35或いは実施例36で説明した様に、ブラックマトリックスの上層或いは下層に絶縁膜を設け、これらの絶縁膜とブラックマトリックスとでスペーサを形成する場合でも本発明の主旨を逸しない。
【0224】
(実施例41)
本発明の第41の実施例を図48を用いて詳しく説明する。第41の実施例は、第40の実施例と同様に、薄膜トランジスタ基板上にブラックマトリックスが形成されており、このブラックマトリックスのパターンがスペーサを兼ね、且つこのブラックマトリックスがゲート線方向にのみ形成されていることを特徴とするアクティブマトリックス型液晶表示装置の製造方法である。第40の実施例と異なるのは、ソース線方向のブラックマトリックスは、ゲート線或いはソース線が兼ねている点である。図48はその一例を示す平面図及び工程断面図である。
【0225】
薄膜トランジスタ基板4801の内側に、チャネル領域4802、ソース領域4803、ドレイン領域4804、ゲート絶縁膜4805、ゲート線4806、層間絶縁膜4807、コンタクトホール4808、及びソース線4809等からなる薄膜トランジスタ4810と、これにより選択駆動され、ストライプ型、モザイク型、トライアングル型等のパターンに配置された、透明導電膜からなる画素電極4811を形成する。(図48(a)参照)
次にゲート線4806に沿った画素電極4811間の隙間を遮光する形でブラックマトリックス4812が形成されており、スペーサの役割も果たしている。また画素電極4811は、ソース線4809方向に延在したゲート線4806とオーバーラップしており、ゲート線がブラックマトリックスの一部を兼ねている。本実施例によれば、スペーサをばらまく工程が省略でき、スループットの向上とコスト低減が可能になる。またブラックマトリックスをソース線に沿った方向にも形成した場合、画素電極4811の四方に高い壁ができる為、液晶の注入がし難いと言った問題が生じていたが、ゲート線方向にのみ形成することにより、この問題を解決した。更にこの時、ゲート線或いはソース線が、ソース線方向のブラックマトリックスを兼ねることにより、ソース線方向のブラックマトリックスのみ別に形成する必要がなくなり、コストの増大を引き起こさない。(図48(b)(c)参照)
次に薄膜トランジスタ基板4801を対向基板4813と張り合せ、その間に液晶4814を封入する。対向基板4813には、赤色・緑色・青色の顔料を分散させたカラーレジストで形成された赤色・緑色・青色カラーフィルタ部4815、4816、4817が形成されている。この上に保護絶縁膜4818と透明導電膜からなる対向電極4819が形成されている。画素電極4811上と対向電極4819上には、配向膜4820、4821が積層されラビング処理されている。画素電極と対向電極間の距離は、一般にセルギャップと呼ばれており、光学特性を大きく左右するパラメータである。このセルギャップは、大型液晶パネルになる程ばらつき易いが、ブラックマトリックスからなるパターンがスペーサの役割を果たしている為、均一性が保たれている。(図48(d)参照)
本実施例ではブラックマトリックスのみがスペーサの役割を兼ねている場合について説明したが、実施例35或いは実施例36で説明した様に、ブラックマトリックスの上層或いは下層に絶縁膜を設け、これらの絶縁膜とブラックマトリックスとでスペーサを形成する場合でも本発明の主旨を逸しない。
【0226】
また本実施例ではゲート線がブラックマトリックスの一部を兼ねている場合について説明したが、ソース線がブラックマトリックスの一部を担っていても本発明の主旨を逸しない。
【0227】
(実施例42)
本発明の第42の実施例を図49及び図50を用いて詳しく説明する。第42の実施例は、第40及び第41の実施例と同様に、薄膜トランジスタ基板上にブラックマトリックスが形成され、このブラックマトリックスのパターンがスペーサを兼ねており、且つこのブラックマトリックスがゲート線方向にのみ形成されていることを特徴とするアクティブマトリックス型液晶表示装置の製造方法である。第40及び第41の実施例と異なるのは、液晶の注入口がゲート線方向に形成されている点である。図49はその一例を示す工程断面図及び平面図、図50は図49(d)の平面図である。
【0228】
薄膜トランジスタ基板4901の内側に、チャネル領域4902、ソース領域4903、ドレイン領域4904、ゲート絶縁膜4905、ゲート線4906、層間絶縁膜4907、コンタクトホール4908、及びソース線4909等からなる薄膜トランジスタ4910と、これにより選択駆動され、ストライプ型、モザイク型、トライアングル型等のパターンに配置された、透明導電膜からなる画素電極4911を形成する。(図49(a)参照)
次にゲート線4906に沿った画素電極4911間の隙間を遮光する形でブラックマトリックス4912が形成されており、スペーサの役割も果たしている。本実施例によれば、スペーサをばらまく工程が省略でき、スループットの向上とコスト低減が可能になる。またブラックマトリックスをソース線に沿った方向にも形成した場合、画素電極4911の四方に高い壁ができる為、液晶の注入がし難いと言った問題が生じていたが、ゲート線方向にのみ形成することにより、この問題を解決した。(図49(b)(c)参照)
次にシール部4913上に形成したシール材4914により、薄膜トランジスタ基板4901を対向基板4915と張り合せ、その間に液晶4916を封入する。この時、図50に示す様に液晶の封入口Aはゲート線方向に形成されている。液晶の封入口がソース線方向にある場合、薄膜トランジスタ基板側4901に形成したブラックマトリックス4912に阻まれて、液晶を封入し難いと言った問題点があったが、液晶の封入口をゲート線方向に形成する事で解決できた。対向基板4915には、クロム等の遮光膜からなり、少なくともソース線方向に沿って形成されたブラックマトリックス4917、赤色・緑色・青色の顔料を分散させたカラーレジストで形成された赤色カラーフィルタ部4918、緑色カラーフィルタ部4919、ここでは図示しないが青色カラーフィルタ部が形成されている。この上に保護絶縁膜4920と透明導電膜からなる対向電極4921が形成されている。画素電極4911上と対向電極4921上には、配向膜4922、4923が積層されラビング処理されている。画素電極と対向電極間の距離は、一般にセルギャップと呼ばれており、光学特性を大きく左右するパラメータである。このセルギャップは、大型液晶パネルになる程ばらつき易いが、ブラックマトリックスからなるパターンがスペーサの役割を果たしている為、均一性が保たれている。(図49(d)参照)
本実施例ではブラックマトリックスのみがスペーサの役割を兼ねている場合について説明したが、実施例35或いは実施例36で説明した様に、ブラックマトリックスの上層或いは下層に絶縁膜を設け、これらの絶縁膜とブラックマトリックスとでスペーサを形成する場合でも本発明の主旨を逸しない。
【0229】
また本実施例ではソース線方向のブラックマトリックスを対向基板に形成して低るが、実施例41で説明した様に、ゲート線あるいはソース線が、ソース線方向のブラックマトリックスを兼ねていても本発明の主旨を逸しない。
【0230】
(実施例43)
本発明の第43の実施例を図51、図52、図53を用いて詳しく説明する。第43の実施例は、画素電極上に、ブラックマトリックスが設けられ、このパターンをマスクにして、下部に形成された静電気対策用の配線を切り放すことを特徴とするアクティブマトリックス型液晶表示装置の製造方法である。図51、図52、図53はその一例を示す平面図と平面図A−A’における工程断面図である。
【0231】
薄膜トランジスタ基板5101の内側に、チャネル領域5102、ソース領域5103、ドレイン領域5104、ゲート絶縁膜5105、ゲート線5106、層間絶縁膜5107、コンタクトホール5108、及びソース線5109等からなる薄膜トランジスタと、これにより選択駆動され、ストライプ型、モザイク型、トライアングル型等のパターンに配置された、透明導電膜からなる画素電極5111を形成する。ここでソース線5109は、静電気による破壊を防止する為に、最初の段階では互いにショートされている。(図51参照)
次に画素電極5111間の隙間を遮光する形でブラックマトリックス5112を形成する。この際、ソース線5109がショートされている部分にウィンドウ5113を開ける。(図52参照)
次に、ブラックマトリックスのパターン5113をマスクにして、ソース線5109の切り放しを行う。静電気対策用の配線は、表示エリア外に設けられるのが一般的であり、一方ブラックマトリックスは画素電極上の周辺部を遮光する為のものである。従って、静電気対策用の配線を切り放すことを目的とした、ブラックマトリックスのパターンが形成されていても、表示特性に悪影響を与えることはない。これにより、工程数とコストを低減する事が可能になった。(図53参照)
(実施例44)
本発明の第44の実施例を図54、図55、図56を用いて詳しく説明する。第44の実施例は、画素電極上に保護膜が設けられ、このパターンをマスクにして、下部に形成された静電気対策用の配線を切り放すことを特徴とするアクティブマトリックス型液晶表示装置の製造方法である。図54、図55、図56はその一例を示す平面図と平面図A−A’における工程断面図である。
【0232】
薄膜トランジスタ基板5201の内側に、チャネル領域5202、ソース領域5203、ドレイン領域5204、ゲート絶縁膜5205、ゲート線5206、層間絶縁膜5207、コンタクトホール5208、及びソース線5209等からなる薄膜トランジスタと、これにより選択駆動され、ストライプ型、モザイク型、トライアングル型等のパターンに配置された、透明導電膜からなる画素電極5211を形成する。ここでソース線5109は、静電気による破壊を防止する為に、最初の段階では互いにショートされている。(図54参照)
次にソース線5209上に、保護膜となる絶縁膜5212を形成する。更にこの上に、光露光技術等を用いてレジストパターン5213を形成する。この際、ソース線5209がショートされている部分にもウィンドウ5214を開ける。次にレジストパターン5213をマスクにして画素電極5211上部の絶縁膜5212を除去する。これによりソース線5209を保護できると共に、液晶に印加される電圧がこの絶縁膜の存在により低減されるという事態を防止できる。この時、ウィンドウ5214部の絶縁膜5212も同時に除去され、ソース線5209が露出する。(図55参照)
次に、ウィンドウ5214をマスクにして、ソース線5209の切り放しを行う。静電気対策用の配線は、表示エリア外に設けられるのが一般的であり、一方保護膜のパターンは画素電極上にウインドウを開ける為のものである。従って、静電気対策用の配線を切り放すことを目的とした、保護膜のパターンが形成されていても、表示特性に悪影響を与えることはない。この発明により、工程数とコストを低減する事が可能になった。(図56参照)
(実施例45)
本発明の第45の実施例を図57、図58、図59を用いて詳しく説明する。第45の実施例は、画素電極上に保護膜層、更にその上層にブラックマトリックスが設けられ、前記保護膜層がブラックマトリックスのパターンに対して自己整合的にエッチングされており、更にそのパターンをマスクにして、下部に形成された静電気対策用の配線が切り放されていることを特徴とするアクティブマトリックス型液晶表示装置の製造方法である。図57、図58、図59はその一例を示す平面図と平面図A−A’における工程断面図である。
【0233】
薄膜トランジスタ基板5301の内側に、チャネル領域5302、ソース領域5303、ドレイン領域5304、ゲート絶縁膜5305、ゲート線5306、層間絶縁膜5307、コンタクトホール5308、及びソース線5309等からなる薄膜トランジスタと、これにより選択駆動され、ストライプ型、モザイク型、トライアングル型等のパターンに配置された、透明導電膜からなる画素電極5311を形成する。ここでソース線5309は、静電気による破壊を防止する為に、最初の段階では互いにショートされている。(図57参照)
次にソース線5309上に、保護膜となる絶縁膜5312を形成する。更に保護膜5312上には、画素電極5311間の隙間を遮光する形でブラックマトリックス5313を形成する。この際、ソース線5309がショートされている部分にもウィンドウ5314を開ける。次に前記保護膜5312を、たとえばCHF3ガスを用いたRIE等により、ブラックマトリックス5313のパターンに対して自己整合的にエッチングする。これによりソース線5309を保護できると共に、液晶に印加される電圧がこの絶縁膜の存在により低減されるという事態を防止できる。この時、ウィンドウ5314部の絶縁膜5312も同時に除去され、ソース線5309が露出する。(図58参照)
次に、ウィンドウ5314をマスクにして、ソース線5309の切り放しを行う。静電気対策用の配線は、表示エリア外に設けられるのが一般的であり、一方保護膜のパターンは画素電極上にウインドウを開ける為のものである。従って、静電気対策用の配線を切り放すことを目的とした、保護膜のパターンが形成されていても、表示特性に悪影響を与えることはない。この発明により、工程数とコストを低減する事が可能になった。(図59参照)
(実施例46)
本発明の第46の実施例を図60、図61、図62を用いて詳しく説明する。第46の実施例は、ソース線或いは画素電極を接続する為のコンタクトホールを開口する際、静電気対策用配線の一部を予め露出させておき、その後画素電極上に設けられた、ブラックマトリックスのパターンをマスクにして、前記静電気対策用配線を切り放すことを特徴とするアクティブマトリックス型液晶表示装置の製造方法である。図60、図61、図62はその一例を示す平面図と平面図A−A’における工程断面図である。
【0234】
薄膜トランジスタ基板5401の内側に、チャネル領域5402、ソース領域5403、ドレイン領域5404、ゲート絶縁膜5405、ゲート線5406、層間絶縁膜5407、コンタクトホール5408、及びソース線5409等からなる薄膜トランジスタ5410と、これにより選択駆動され、ストライプ型、モザイク型、トライアングル型等のパターンに配置された、透明導電膜からなる画素電極5411を形成する。ここでゲート線5406は、静電気による破壊を防止する為に、最初の段階では互いにショートされている。また前記コンタクトホール5408を開口する際には、ゲート線がショートされている部分にもコンタクトホール5412を開口し、ゲート線の一部を露出させる。(図60参照)
次に画素電極5411間の隙間を遮光する形でブラックマトリックス5413を形成する。この際、ゲート線5406がショートされている部分にウィンドウ5414を開ける。(図61参照)
次に、ブラックマトリックスのパターン5413をマスクにして、ゲート線5406の切り放しを行う。(図62参照)
本発明では、コンタクトホールを開口する際に、ゲート線等で形成された静電気対策用配線の一部も予め露出させておき、ブラックマトリックスを形成する際に、この部分に更にウィンドウを開け、それをマスクにして切り放しを行っている。一般にゲート線等で形成された静電気対策用配線上には層間絶縁膜が形成されており、従ってコンタクトホールを開口する際、静電気対策用の配線の一部を露出させておいた方が、無理なく切り放すことができる。静電気対策用の配線は、表示エリア外に設けられるのが一般的であり、一方ブラックマトリックスは画素電極上の周辺部を遮光する為のものである。従って、静電気対策用の配線を切り放すことを目的とした、ブラックマトリックスのパターンが形成されていても、表示特性に悪影響を与えることはない。これにより、工程数とコストを低減する事が可能になった。
【0235】
(実施例47)
本発明の第47の実施例を図63、図64、図65を用いて詳しく説明する。第47の実施例は、ソース線或いは画素電極を接続する為のコンタクトホールを開口する際、静電気対策用配線の一部を予め露出させておき、その後画素電極上に設けられた、保護膜のパターンをマスクにして、前記静電気対策用配線を切り放すことを特徴とするアクティブマトリックス型液晶表示装置の製造方法である。図63、図64、図65はその一例を示す平面図と平面図A−A’における工程断面図である。
【0236】
薄膜トランジスタ基板5501の内側に、チャネル領域5502、ソース領域5503、ドレイン領域5504、ゲート絶縁膜5505、ゲート線5506、層間絶縁膜5507、コンタクトホール5508、及びソース線5509等からなる薄膜トランジスタと、これにより選択駆動され、ストライプ型、モザイク型、トライアングル型等のパターンに配置された、透明導電膜からなる画素電極5511を形成する。ここでゲート線5506は、静電気による破壊を防止する為に、最初の段階では互いにショートされている。また前記コンタクトホール5508を開口する際には、ゲート線がショートされている部分にもコンタクトホール5512を開口し、ゲート線の一部を露出させる。(図63参照)
次にソース線5509上に、保護膜となる絶縁膜5513を形成する。更にこの上に、光露光技術等を用いてレジストパターン5514を形成する。この際、ゲート線5506がショートされている部分にもウィンドウ5515を開ける。(図64参照)
次にレジストパターン5514をマスクにして画素電極5511上部の絶縁膜5513を除去する。これによりソース線5509を保護できると共に、液晶に印加される電圧がこの絶縁膜の存在により低減されるという事態を防止できる。この時、ウィンドウ5515部の絶縁膜5513も同時に除去され、ゲート線5506が露出する。次に、ウィンドウ5515をマスクにして、ゲート線5506の切り放しを行い、レジストパターン5514を除去する。(図65参照)
本発明では、コンタクトホールを開口する際に、ゲート線等で形成された静電気対策用配線の一部も予め露出させておき、保護膜除去用のパターンを形成する際に、この部分に更にウィンドウを開け、それをマスクにして切り放しを行っている。一般にゲート線等で形成された静電気対策用配線上には層間絶縁膜が形成されており、従ってコンタクトホールを開口する際、静電気対策用の配線の一部を露出させておいた方が、無理なく切り放すことができる。静電気対策用の配線は、表示エリア外に設けられるのが一般的であり、一方保護膜のパターンは画素電極上にウインドウを開ける為のものである。従って、静電気対策用の配線を切り放すことを目的とした、保護膜のパターンが形成されていても、表示特性に悪影響を与えることはない。この発明により、工程数とコストを低減する事が可能になった。
【0237】
(実施例48)
本発明の第48の実施例を図66、図67、図68を用いて詳しく説明する。第48の実施例は、ソース線或いは画素電極を接続する為のコンタクトホールを開口する際、静電気対策用配線の一部を予め露出させておき、その後画素電極上に保護膜層、更にその上層にブラックマトリックスが設けられ、前記保護膜層がブラックマトリックスのパターンに対して自己整合的にエッチングされており、更にそのパターンをマスクにして、下部に形成された静電気対策用の配線が切り放されていることを特徴とするアクティブマトリックス型液晶表示装置の製造方法である。図66、図67、図68はその一例を示す平面図と平面図A−A’における工程断面図である。
【0238】
薄膜トランジスタ基板5601の内側に、チャネル領域5602、ソース領域5603、ドレイン領域5604、ゲート絶縁膜5605、ゲート線5606、層間絶縁膜5607、コンタクトホール5608、及びソース線5609等からなる薄膜トランジスタと、これにより選択駆動され、ストライプ型、モザイク型、トライアングル型等のパターンに配置された、透明導電膜からなる画素電極5611を形成する。ここでゲート線5606は、静電気による破壊を防止する為に、最初の段階では互いにショートされている。また前記コンタクトホール5608を開口する際には、ゲート線がショートされている部分にもコンタクトホール5612を開口し、ゲート線の一部を露出させる。(図66参照)
次にソース線5609上に、保護膜となる絶縁膜5613を形成する。更に保護膜5613上には、画素電極5611間の隙間を遮光する形でブラックマトリックス5614を形成する。この際、ゲート線5606がショートされている部分にもウィンドウ5615を開ける。(図67参照)
次に前記保護膜5613を、たとえばCHF3ガスを用いたRIE等により、ブラックマトリックス5614のパターンに対して自己整合的にエッチングする。これによりソース線5609を保護できると共に、液晶に印加される電圧がこの絶縁膜の存在により低減されるという事態を防止できる。この時、ウィンドウ5615部の絶縁膜5613も同時に除去され、ゲート線5606が露出する。次に、ウィンドウ5615をマスクにして、ゲート線5606の切り放しを行う。(図68参照)
本発明では、コンタクトホールを開口する際に、ゲート線等で形成された静電気対策用配線の一部も予め露出させておき、ブラックマトリックスのパターンを形成する際に、この部分に更にウィンドウを開け、このブラックマトリックスのパターンをマスクにして保護膜をエッチングし、続いてショートされている部分の切り放しも行っている。一般にゲート線等で形成された静電気対策用配線上には層間絶縁膜が形成されており、従ってコンタクトホールを開口する際、静電気対策用の配線の一部を露出させておいた方が、無理なく切り放すことができる。また静電気対策用の配線は、表示エリア外に設けられるのが一般的であり、一方ブラックマトリックスや保護膜のパターンは、画素電極上の周辺部を遮光したり画素電極上にウインドウを開ける為のものである。従って、静電気対策用の配線を切り放すことを目的とした、ブラックマトリックスのパターンが表示エリア外に形成されていても、表示特性に悪影響を与えることはない。これにより、工程数とコストを低減する事が可能になった。
【0239】
以上本発明の実施例を説明してきたが、その中で用いられた薄膜トランジスタは、単結晶薄膜トランジスタであっても、また非結晶薄膜トランジスタであっても本発明の主旨を逸しない。更に非結晶薄膜トランジスタの中でもアモルファス・シリコン薄膜トランジスタであっても、多結晶薄膜トランジスタであっても本発明の主旨を逸しない。
【0240】
本実施例における薄膜トランジスタは、コプラナ構造になっているが、これがたとえばスタガ構造であったり、逆スタガ構造であっても本発明の主旨は逸しない。
【0241】
また薄膜トランジスタが、多結晶薄膜トランジスタである場合、多結晶シリコン薄膜トランジスタは、600℃以下のプロセスで形成した多結晶シリコン薄膜トランジスタであっても本発明の主旨を逸しない。
更に薄膜トランジスタが、多結晶薄膜トランジスタである場合、多結晶シリコン薄膜トランジスタは、450℃以下のプロセスで形成した多結晶シリコン薄膜トランジスタであっても本発明の主旨を逸しない。
【0242】
【発明の効果】
請求項1〜6、及び請求項29〜34の発明によれば、画素電極とブラックマトリックスの間に保護膜層を形成することで、ブラックマトリックスの比抵抗が低い場合でも、画質に影響を与えることがない。また遮光材に使用されている顔料等からのNa汚染等も防止できる。
【0243】
請求項7〜8、及び請求項35〜36の発明によれば、ブラックマトリックスのパターンをマスクに、下部の保護膜層をエッチングすることで、ブラックマトリックスの形成と、画素電極上部の保護膜除去に必要なマスクを1枚で済ませるというものである。これにより、工程数の増大を最低限にとどめることが可能になる。更に、保護膜層のエッチングを異方性エッチングにより行うことで、ブラックマトリックスの加工形状に起因するラビング不良も防止できる。
【0244】
請求項9及び請求項37の発明によれば、ブラックマトリックスのパターンをシール部にも形成することで、ブラックマトリックスのパターンがシール部の保護膜の一部となり、信頼性を向上させることができる。また、ブラックマトリックスのパターンをマスクに下層の保護膜をエッチングする場合、配線が露出するのを防止できる。
【0245】
請求項10及び請求項38の発明によれば、薄膜トランジスタ基板と対向基板を張り合わせる際に目印となるパターンを、ブラックマトリックスにより形成することで、薄膜トランジスタ基板のほぼ全面をブラックマトリックス材料が覆っていても、対向基板を張り合わせる際に不都合は生じない。
【0246】
請求項11及び請求項39の発明によれば、ドライバーを内蔵したアクティブマトリックス型液晶表示装置において、ブラックマトリックスのパターンをドライバー部にも形成することで、ブラックマトリックスのパターンがドライバー部の保護膜の一部となり、信頼性を向上させることができる。また、ブラックマトリックスのパターンをマスクに下層の保護膜をエッチングする場合、配線が露出するのを防止できる。
【0247】
請求項12〜13、及び請求項40〜41の発明によれば、薄膜トランジスタ上に紫外線遮光層を形成することで、特性の劣化を防止できる。
【0248】
この際、ブラックマトリックスが紫外線遮光層を兼ねることで工程数の増大を防ぐことが可能になる。
【0249】
請求項14〜16、及び請求項42〜44の発明によれば、ブラックマトリックスとその上下に形成された絶縁膜がスペーサを兼ねることで、スペーサをばらまく工程が省略でき、スループットの向上とコスト低減が可能になる。
【0250】
請求項17〜19、及び請求項45〜47の発明によれば、スペーサを兼ねるパターンをソース線方向にのみ形成することで、液晶の注入工程が容易になる。この場合、ゲート線或いは容量線がゲート線方向のブラックマトリックスを兼ねることで、ゲート線方向のブラックマトリックスを別に形成する必要がなくなり、コストの増大を引き起こさない。また、液晶の注入口をソース線方向に形成することで液晶の注入を更に短時間に且つ歩留り良く行うことができる。
【0251】
請求項20〜22、及び請求項48〜50の発明によれば、スペーサを兼ねるパターンをゲート線方向にのみ形成することで液晶の注入工程が容易になる。この場合、ゲート線或いは容量線がソース線方向のブラックマトリックスを兼ねることで、ソース線方向のブラックマトリックスを別に形成する必要がなくなり、コストの増大を引き起こさない。また、液晶の注入口をゲート線方向に形成することで液晶の注入を更に短時間に且つ歩留り良く行うことができる。
【0252】
請求項23〜28、及び請求項51〜56の発明によれば、ブラックマトリックス或いは保護膜からなるパターン、或いはコンタクトホールのパターンをマスクにして、下部に形成された静電気対策用の配線を切り放すことにより、工程数とコストを低減する事が可能になった。
【0253】
【図面の簡単な説明】
【図1】 従来の液晶表示装置の一例を示す図である。
【図2】 赤・緑・青の顔料を遮光材として添加したブラックレジストにおいて、膜厚と遮光性の関係を示す図である。
【図3】 ブラックレジストの加工形状の一例を示す図である。
【図4】 紫外線照射前後の薄膜トランジスタ特性を比較した図である。
【図5】 第1の実施例の構造を示す断面図である。
【図6】 第2の実施例の構造を示す断面図である。
【図7】 第3の実施例の構造を示す断面図である。
【図8】 第4の実施例の構造を示す断面図である。
【図9】 本発明第4の実施例において、ブラックレジストの加工形状の一例を示す図である。
【図10】 第5の実施例の構造を示す平面図である。
【図11】 第6の実施例の構造を示す平面図である。
【図12】 第7の実施例の構造を示す平面図である。
【図13】 第8の実施例の構造を示す断面図である。
【図14】 第9の実施例の構造を示す断面図である。
【図15】 第10の実施例の構造を示す断面図である。
【図16】 第11の実施例の構造を示す断面図である。
【図17】 第12の実施例の構造を示す断面図である。
【図18】 第13の実施例の構造を示す断面図である。
【図19】 第14の実施例の構造を示す平面図である。
【図20】 第15の実施例の構造を示す平面図である。
【図21】 第16の実施例の構造を示す平面図である。
【図22】 第17の実施例の構造を示す平面図である。
【図23】 第18の実施例の構造を示す平面図である。
【図24】 第19の実施例の構造を示す平面図と構造断面図である。
【図25】 第20の実施例の構造を示す平面図と構造断面図である。
【図26】 第21の実施例の構造を示す平面図と構造断面図である。
【図27】 第22の実施例の構造を示す平面図と構造断面図である。
【図28】 第23の実施例の構造を示す平面図と構造断面図である。
【図29】 第24の実施例の構造を示す平面図である。
【図30】 第25の実施例の製造方法を示す工程断面図である。
【図31】 第26の実施例の製造方法を示す工程断面図である。
【図32】 第27の実施例の製造方法を示す工程断面図である。
【図33】 第28の実施例の製造方法を示す工程断面図である。
【図34】 本発明第28の実施例において、ブラックレジストの加工形状の一例を示す図である。
【図35】 第29の実施例の製造方法を示す工程断面図である。
【図36】 第30の実施例の製造方法を示す工程断面図である。
【図37】 第31の実施例の製造方法を示す工程断面図である。
【図38】 第32の実施例の製造方法を示す工程断面図である。
【図39】 第33の実施例の製造方法を示す工程断面図である。
【図40】 第34の実施例の製造方法を示す工程断面図である。
【図41】 第35の実施例の製造方法を示す工程断面図である。
【図42】 第36の実施例の製造方法を示す工程断面図である。
【図43】 第37の実施例の製造方法を示す工程断面図と平面図である。
【図44】 第38の実施例の製造方法を示す工程断面図と平面図である。
【図45】 第39の実施例の製造方法を示す工程断面図と平面図である。
【図46】 第39の実施例の製造方法を示す平面図である。
【図47】 第40の実施例の製造方法を示す平面図及び工程断面図である。
【図48】 第41の実施例の製造方法を示す平面図及び工程断面図である。
【図49】 第42の実施例の製造方法を示す平面図及び工程断面図である。
【図50】 第42の実施例の製造方法を示す平面図である。
【図51】 第43の実施例の製造方法を示す平面図及び工程断面図である。
【図52】 第43の実施例の製造方法を示す平面図及び工程断面図である。
【図53】 第43の実施例の製造方法を示す平面図及び工程断面図である。
【図54】 第44の実施例の製造方法を示す平面図及び工程断面図である。
【図55】 第44の実施例の製造方法を示す平面図及び工程断面図である。
【図56】 第44の実施例の製造方法を示す平面図及び工程断面図である。
【図57】 第45の実施例の製造方法を示す平面図及び工程断面図である。
【図58】 第45の実施例の製造方法を示す平面図及び工程断面図である。
【図59】 第45の実施例の製造方法を示す平面図及び工程断面図である。
【図60】 第46の実施例の製造方法を示す平面図及び工程断面図である。
【図61】 第46の実施例の製造方法を示す平面図及び工程断面図である。
【図62】 第46の実施例の製造方法を示す平面図及び工程断面図である。
【図63】 第47の実施例の製造方法を示す平面図及び工程断面図である。
【図64】 第47の実施例の製造方法を示す平面図及び工程断面図である。
【図65】 第47の実施例の製造方法を示す平面図及び工程断面図である。
【図66】 第48の実施例の製造方法を示す平面図及び工程断面図である。
【図67】 第48の実施例の製造方法を示す平面図及び工程断面図である。
【図68】 第48の実施例の製造方法を示す平面図及び工程断面図である。
【符号の説明】
101,501,601,701,801,1301,1401,1501,
1601,1701,1801,2401,2501,2601,2701,
2801,2901,3001,3101,3201,3301,3501,
3601,3701,3801,3901,4001,4101,4201,
4301,4401,4501,4701,4801,4901,5101,
5201,5301,5401,5501,5601
・・・薄膜トランジスタ基板
502,602,702,802,1302,1402,1502,1602,
1702,1802,1902,2102,2202,2402,2502,
2602,2702,2802,2902,3002,3102,3202,
3302,3502,3602,3702,3802,3902,4002,
4102,4202,4302,4402,4502,4702,4802,
4902,5102,5202,5302,5402,5502,5602
・・・チャネル領域
503,603,703,803,1303,1403,1503,1603,
1703,1803,1903,2103,2203,2403,2503,
2603,2703,2803,2903,3003,3103,3203,
3303,3503,3603,3703,3803,3903,4003,
4103,4203,4303,4403,4503,4703,4803,
4903,5103,5203,5303,5403,5503,5603
・・・ソース領域
504,604,704,804,1304,1404,1504,1604,
1704,1804,1904,2104,2204,2404,2504,
2604,2704,2804,2904,3004,3104,3204,
3304,3504,3604,3704,3804,3904,4004,
4104,4204,4304,4404,4504,4704,4804,
4904,5104,5204,5304,5404,5504,5604
・・・ドレイン領域
110,505,605,705,805,1305,1405,1505,
1605,1705,1805,2405,2505,2605,2705,
2805,2905,3105,3205,3305,3505,3605,
3705,3805,3905,4005,4105,4205,4305,
4405,4505,4705,4805,4905,5105,5205,
5305,5405,5505,5605
・・・ゲート絶縁膜
111,506,606,706,806,1306,1406,1506,
1606,1706,1806,1906,2106,2206,2406,
2506,2606,2706,2806,2906,3006,3106,
3206,3306,3506,3606,3706,3806,3906,
4006,4106,4206,4306,4406,4506,4706,
4806,4906,5106,5206,5306,5406,5506,
5606
・・・ゲート線
113,507,607,707,807,1307,1407,1507,
1607,1707,1807,2407,2507,2607,2707,
2807,3107,3207,3307,3507,3607,3707,
3807,2907,3907,4007,4107,4207,4307,
4407,4507,4707,4807,4907,5107,5207,
5307,5407,5507,5607
・・・層間絶縁膜
114,508,608,708,808,1308,1408,1508,
1608,1708,1808,1908,2108,2208,2408,
2508,2608,2708,2808,2908,3008,3108,
3208,3308,3508,3608,3708,3808,3908,
4008,4108,4208,4308,4408,4508,4708,
4808,4908,5108,5208,5308,5408,5412,
5508,5512,5608,5612
・・・コンタクトホール
112,509,609,709,809,1309,1409,1509,
1609,1709,1809,1909,2109,2209,2409,
2509,2609,2709,2809,2909,3009,3109,
3209,3309,3509,3609,3709,3809,3909,
4009,4109,4209,4309,4409,4509,4709,
4809,4909,5109,5209,5309,5409,5509,
5609
・・・ソース線
115,510,610,710,810,1310,1410,1510,
1610,1710,1810,3010,3110,3210,3310,
3510,3610,3710,3810,3910,4010,4110,
4210,4310,4410,4510,4710,4810,4910
・・・薄膜トランジスタ
116,511,611,711,811,1311,1411,1511,
1611,1711,1811,1911,2111,2211,2410,
2510,2610,2710,2810,2910,3011,3111,
3211,3311,3511,3611,3711,3811,3911,
4011,4111,4211,4311,4411,4511,4711,
4811,4911,5111,5211,5311,5411,5511,
5611
・・・画素電極
108,119,512,519,612,712,812,1312,
1320,1412,1419,1518,1613,1619,1712,
1719,1819,2511,2611,2811,2911,3012,
3020,3112,3212,3312,3512,3612,3712,
3812,3821,3912,3920,4018,4119,4212,
4220,4319,4418,4521,4719,4818,4920,
5212,5312,5513,5613
・・・保護絶縁膜
104,513,613,713,813,1004,1204,1316,
1413,1512,1612,1713,1812,1815,1912,
2004,2112,2212,2411,2612,2711,2912,
3014,3114,3213,3313,3514,3614,3714,
3817,3914,4012,4112,4214,4312,4315,
4412,4512,4517,4712,4715,4812,4912,
4917,5112,5313,5413,5614
・・・ブラックマトリックス
3013,3113,3513,3613,3713,3813,3913,
4213,5213,5514
・・・レジストパターン
4113
・・・絶縁膜
102,514,1314,1414,1513,1614,1714,
1813,3015,3519,3618,3717,3815,3915,
4013,4114,4215,4313,4413,4514,4713,
4813,4915
・・・対向基板
103,515,1315,1415,1514,1615,1715,
1814,3016,3520,3619,3718,3816,3916,
4014,4115,4216,4314,4414,4515,4714,
4814,4916
・・・液晶
105,516,1317,1416,1515,1616,1716,
1816,3017,3818,3917,4015,4116,4217,
4316,4415,4518,4716,4815,4918
・・・赤色カラーフィルタ部
106,517,1318,1417,1516,1617,1717,
1817,3018,3819,3918,4016,4117,4218,
4317,4416,4519,4717,4816,4919
・・・緑色カラーフィルタ部
107,518,1319,1418,1517,1618,1718,
1818,3019,3820,3919,4017,4118,4219,
4318,4417,4718,4817
・・・青色カラーフィルタ部
109,520,1321,1420,1519,1620,1720,
1820,3021,3822,3921,4019,4120,4221,
4320,4419,4522,4720,4821
・・・対向電極
117,118,521,522,1322,1323,1421,1422,
1520,1521,1621,1622,1721,1722,1821,
1822,3022,3023,2823,2824,3922,3923,
4020,4021,4121,4122,4222,4223,4321,
4322,4420,4421,4523,4524,4721,4722,
4820,4821,4922,4923
・・・配向膜
120,523,1324,1423,3825,3924
・・・ギャップ材(スペーサ)
1001,1101,1201,2001,2301,3515,3615,
3715
・・・表示領域
1002,1102,1202,2002,2302
・・・端子部
1003,1003,1203,2003,2303,3516,4516,
4913
・・・シール部
1104,3617
・・・ブラックマトリックスにより形成された目印
1313,3814
・・・紫外線遮光層
2006,2306,3518,4513,4914
・・・シール材
2412,2512,2613,2713,2813,2914,5113,
5214,5314,5515,5615
・・・ウインドウ
2712,2812,2913
・・・静電気対策用配線
3517,3616
・・・シール部を横切る配線
3716
・・・内蔵ドライバー部

Claims (42)

  1. 薄膜トランジスタを有する薄膜トランジスタ基板と、対向電極を有する対向基板と、前記薄膜トランジスタ基板及び前記対向基板に狭持される液晶素子とを含むアクティブマトリックス型液晶表示装置において、
    前記薄膜トランジスタ基板に形成された画素電極上層に、保護膜層が形成され、更にこの上層にブラックマトリックスが設けられており、
    前記保護膜層が前記ブラックマトリックスのパターンに対して自己整合的にエッチングされており、
    前記画素電極の上部においては前記保護膜層は除去されウィンドウが開けられていることを特徴とするアクティブマトリックス型液晶表示装置。
  2. 請求項1において、前記ブラックマトリックスには遮光材を添加したレジスト膜が用いられており、該遮光材として少なくともカーボンが用いられ、前記遮光材の中でカーボンの占める割合が80wt%以上であることを特徴とするアクティブマトリックス型液晶表示装置。
  3. 請求項1において、前記ブラックマトリックスには遮光材を添加したレジスト膜が用いられており、該遮光材として少なくともカーボンが用いられ、前記遮光材の中でカーボンの占める割合が100wt%であることを特徴とするアクティブマトリックス型液晶表示装置。
  4. 請求項1において、前記保護膜層のエッチングには、異方性エッチングが用いられていることを特徴とするアクティブマトリックス型液晶表示装置。
  5. 請求項1、2、3又は4において、前記ブラックマトリックスのパターンがシール部にも形成されていることを特徴とするアクティブマトリックス型液晶表示装置。
  6. 請求項1、2、3又は4において、アクティブマトリックス型液晶表示装置にはドライバーがシール部の外側に配置されており、かつ前記ブラックマトリックスのパターンがドライバー部を覆うように形成されていることを特徴とするアクティブマトリックス型液晶表示装置。
  7. 請求項1から請求項6のいずれかにおいて、前記ブラックマトリックスが紫外線遮光層を兼ねることを特徴とするアクティブマトリックス型液晶表示装置。
  8. 薄膜トランジスタを有する薄膜トランジスタ基板と、対向電極を有する対向基板と、前記薄膜トランジスタ基板及び前記対向基板に狭持される液晶素子とを含むアクティブマトリックス型液晶表示装置において、
    前記薄膜トランジスタ基板に形成された画素電極上層に、ブラックマトリックスが設けられ、更にこの上層に絶縁膜からなるパターンが形成されており、このブラックマトリックスと絶縁膜からなるパターンがセルギャップを決定するスペーサを兼ねており、
    前記画素電極上と対向電極上には、それぞれ配向膜が積層され、これらの配向膜は前記絶縁膜からなるパターン上で互いに当接していることを特徴とするアクティブマトリックス型液晶表示装置。
  9. 請求項8において、前記セルギャップを決定するスペーサを兼ねるパターンは、ソース線方向にのみ形成されており、液晶の注入口はソース線方向に形成されていることを特徴とするアクティブマトリックス型液晶表示装置。
  10. 請求項9において、ゲート線方向のブラックマトリックスはゲート線或いは容量線が兼ねることを特徴とするアクティブマトリックス型液晶表示装置。
  11. 請求項8において、前記セルギャップを決定するスペーサを兼ねるパターンは、ゲート線方向にのみ形成されており、液晶の注入口はゲート線方向に形成されていることを特徴とするアクティブマトリックス型液晶表示装置。
  12. 請求項11において、ソース線方向のブラックマトリックスはソース線或いはゲート線が兼ねることを特徴とするアクティブマトリックス型液晶表示装置。
  13. 薄膜トランジスタを有する薄膜トランジスタ基板と、対向電極を有する対向基板と、前記薄膜トランジスタ基板及び前記対向基板に狭持される液晶素子とを含むアクティブマトリックス型液晶表示装置において、
    前記薄膜トランジスタ基板に形成された画素電極上層に、ブラックマトリックスが設けられ、
    該ブラックマトリックスを形成する際に、静電気対策用の配線がショートされている部分に対応し前記ブラックマトリックスにウィンドウが開けられており、
    前記ブラックマトリックスのパターンをマスクにして、下部に形成された前記静電気対策用の配線が切り放されていることを特徴とするアクティブマトリックス型液晶表示装置。
  14. 薄膜トランジスタを有する薄膜トランジスタ基板と、対向電極を有する対向基板と、前記薄膜トランジスタ基板及び前記対向基板に狭持される液晶素子とを含むアクティブマトリックス型液晶表示装置において、
    前記薄膜トランジスタ基板に形成された画素電極上層に、保護膜のパターンが形成されており、
    該保護膜のパターンを形成する際に、静電気対策用の配線がショートされている部分に対応し前記保護膜のパターンにウィンドウを開け、前記保護膜のパターンをマスクにして、下部に形成された前記静電気対策用の配線が切り放されていることを特徴とするアクティブマトリックス型液晶表示装置。
  15. 薄膜トランジスタを有する薄膜トランジスタ基板と、対向電極を有する対向基板と、前記薄膜トランジスタ基板及び前記対向基板に狭持される液晶素子とを含むアクティブマトリックス型液晶表示装置において、
    前記薄膜トランジスタ基板に形成された画素電極上層に、保護膜層が形成され、更にこの上層にブラックマトリックスが形成され、このブラックマトリックスが形成される際に、前記静電気対策用の配線のショートされている部分に対応して前記ブラックマトリックスにウィンドウが開けられており、
    前記保護膜層が前記ブラックマトリックスのパターンに対して自己整合的にエッチングされており、この保護膜層が自己整合的にエッチングされる際に、前記ブラックマトリックスのパターンをマスクにして、下部に形成された静電気対策用の配線が切り放なされていることを特徴とするアクティブマトリックス型液晶表示装置。
  16. 薄膜トランジスタを有する薄膜トランジスタ基板と、対向電極を有する対向基板と、前記薄膜トランジスタ基板及び前記対向基板に狭持される液晶素子とを含むアクティブマトリックス型液晶表示装置において、
    前記薄膜トランジスタとソース線或いは画素電極を接続する為のコンタクトホールが層間絶縁膜に開口され、このコンタクトホールが開口される際に、静電気対策用の配線の一部も予め露出されており、
    前記画素電極上層にブラックマトリックスが形成され、このブラックマトリックスが形 成される際に、前記静電気対策用の配線の前記一部に対応して前記ブラックマトリックスにウィンドウが開けられており、
    該ブラックマトリックスのパターンをマスクにして、下部に形成された前記静電気対策用の配線が切り放されていることを特徴とするアクティブマトリックス型液晶表示装置。
  17. 薄膜トランジスタを有する薄膜トランジスタ基板と、対向電極を有する対向基板と、前記薄膜トランジスタ基板及び前記対向基板に狭持される液晶素子とを含むアクティブマトリックス型液晶表示装置において、
    前記薄膜トランジスタとソース線或いは画素電極を接続する為のコンタクトホールが層間絶縁膜に開口され、このコンタクトホールが開口される際に、静電気対策用の配線の一部も予め露出されており、
    前記画素電極上層に保護膜が形成され、この保護膜が形成される際に、前記静電気対策用の配線の前記一部に対応して前記保護膜にウィンドウが開けられており、
    該保護膜のパターンをマスクにして、下部に形成された前記静電気対策用の配線を切り放されていることを特徴とするアクティブマトリックス型液晶表示装置。
  18. 薄膜トランジスタを有する薄膜トランジスタ基板と、対向電極を有する対向基板と、前記薄膜トランジスタ基板及び前記対向基板に狭持される液晶素子とを含むアクティブマトリックス型液晶表示装置において、
    前記薄膜トランジスタとソース線或いは画素電極を接続する為のコンタクトホールが層間絶縁膜に開口され、このコンタクトホールが開口される際に、静電気対策用の配線の一部も予め露出されており、
    前記薄膜トランジスタ基板に形成された画素電極上層に、保護膜層が形成され、更にこの上層にブラックマトリックスが設けられ、このブラックマトリックスが形成される際に、前記静電気対策用の配線の前記一部に対応する前記ブラックマトリックスの部分にウィンドウが開けられており、
    前記保護膜層は、前記ブラックマトリックスのパターンに対して自己整合的にエッチングされ、該ブラックマトリックスのパターンをマスクにして、下部に形成された前記静電気対策用の配線が切り放されていることを特徴とするアクティブマトリックス型液晶表示装置。
  19. 請求項1から請求項18のいずれかにおいて、前記薄膜トランジスタは多結晶シリコン薄膜トランジスタであることを特徴とするアクティブマトリックス型液晶表示装置。
  20. 請求項19において、前記多結晶シリコン薄膜トランジスタは、600℃以下のプロセスで形成した多結晶シリコン薄膜トランジスタであることを特徴とするアクティブマトリックス型液晶表示装置及びその製造方法。
  21. 請求項19において、前記多結晶シリコン薄膜トランジスタは、450℃以下のプロセスで形成した多結晶シリコン薄膜トランジスタであることを特徴とするアクティブマトリックス型液晶表示装置及びその製造方法。
  22. 薄膜トランジスタを有する薄膜トランジスタ基板と、対向電極を有する対向基板と、前記薄膜トランジスタ基板及び前記対向基板に狭持される液晶素子とを含むアクティブマトリックス型液晶表示装置の製造方法であって、
    前記画素電極を形成する工程と、
    前記画素電極上に保護膜層を形成する工程と、
    前記保護膜層上に前記ブラックマトリックスのパターンを形成する工程と、
    前記保護膜層を前記ブラックマトリックスのパターンに対して自己整合的にエッチングする工程を含み、
    前記画素電極の上部においては前記保護膜層を除去しウィンドウを開けることを特徴とするアクティブマトリックス型液晶表示装置の製造方法。
  23. 請求項22において、前記ブラックマトリックスには遮光材を添加したレジスト膜を用い、該遮光材として少なくともカーボンを用い、前記遮光材の中でカーボンの占める割合が80wt%以上であることを特徴とするアクティブマトリックス型液晶表示装置。
  24. 請求項22において、前記ブラックマトリックスには遮光材を添加したレジスト膜を用い、該遮光材として少なくともカーボンを用い、前記遮光材の中でカーボンの占める割合が100wt%であることを特徴とするアクティブマトリックス型液晶表示装置。
  25. 請求項22において、前記保護膜層のエッチングには、異方性エッチングを用いることを特徴とするアクティブマトリックス型液晶表示装置の製造方法。
  26. 請求項22、23、24又は25において、前記ブラックマトリックスのパターンがシール部にも形成されていることを特徴とするアクティブマトリックス型液晶表示装置の製造方法。
  27. 請求項22、23、24又は25において、アクティブマトリックス型液晶表示装置にはドライバーがシール部の外側に配置されており、かつ前記ブラックマトリックスのパターンをドライバー部を覆うように形成することを特徴とするアクティブマトリックス型液晶表示装置の製造方法。
  28. 請求項22から請求項27のいずれかにおいて、前記ブラックマトリックスが紫外線遮光層を兼ねることを特徴とするアクティブマトリックス型液晶表示装置の製造方法。
  29. 薄膜トランジスタを有する薄膜トランジスタ基板と、対向電極を有する対向基板と、前記薄膜トランジスタ基板及び前記対向基板に狭持される液晶素子とを含むアクティブマトリックス型液晶表示装置の製造方法であって、
    前記薄膜トランジスタ基板上に画素電極を形成する工程と、
    ブラックマトリックスを形成する工程と、
    前記ブラックマトリックス上に絶縁膜からなるパターンを形成する工程を含み、
    前記ブラックマトリックスと絶縁膜からなるパターンがセルギャップを決定するスペーサを兼ねており、
    前記画素電極上と対向電極上には、それぞれ配向膜を積層し、これらの配向膜は前記絶縁膜からなるパターン上で互いに当接していることを特徴とするアクティブマトリックス型液晶表示装置の製造方法。
  30. 請求項29において、前記セルギャップを決定するスペーサを兼ねるパターンは、ソース線方向にのみ形成されており、液晶の注入口はソース線方向に形成されていることを特徴とするアクティブマトリックス型液晶表示装置の製造方法。
  31. 請求項30において、ゲート線方向のブラックマトリックスはゲート線或いは容量線が兼ねることを特徴とするアクティブマトリックス型液晶表示装置。
  32. 請求項29において、前記セルギャップを決定するスペーサを兼ねるパターンは、ゲート線方向にのみ形成されており、液晶の注入口はゲート線方向に形成されていることを特徴とするアクティブマトリックス型液晶表示装置の製造方法。
  33. 請求項32において、ソース線方向のブラックマトリックスはゲート線或いはソース線 が兼ねることを特徴とするアクティブマトリックス型液晶表示装置。
  34. 薄膜トランジスタを有する薄膜トランジスタ基板と、対向電極を有する対向基板と、前記薄膜トランジスタ基板及び前記対向基板に狭持される液晶素子とを含むアクティブマトリックス型液晶表示装置の製造方法であって、
    前記薄膜トランジスタ基板上に、静電気対策用の配線を形成する工程と、
    画素電極を形成する工程と、
    前記画素電極上層にブラックマトリックスを形成する工程と、
    ブラックマトリックスのパターンをマスクにして、前記静電気対策用の配線を切り放す工程を含み、
    前記ブラックマトリックスを形成する際に、前記静電気対策用の配線のショートされている部分に対応して前記ブラックマトリックスにウィンドウを開けることを特徴とするアクティブマトリックス型液晶表示装置の製造方法。
  35. 薄膜トランジスタを有する薄膜トランジスタ基板と、対向電極を有する対向基板と、前記薄膜トランジスタ基板及び前記対向基板に狭持される液晶素子とを含むアクティブマトリックス型液晶表示装置の製造方法であって、
    前記薄膜トランジスタ基板上に、静電気対策用の配線を形成する工程と、
    画素電極を形成する工程と、
    前記画素電極上層に、保護膜のパターンを形成する工程と、
    前記保護膜のパターンをマスクにして、前記静電気対策用の配線を切り放す工程を含み、
    前記保護膜のパターンを形成する際に、前記静電気対策用の配線のショートされている部分に対応して前記保護膜にウィンドウを開けることを特徴とするアクティブマトリックス型液晶表示装置の製造方法。
  36. 薄膜トランジスタを有する薄膜トランジスタ基板と、対向電極を有する対向基板と、前記薄膜トランジスタ基板及び前記対向基板に狭持される液晶素子とを含むアクティブマトリックス型液晶表示装置の製造方法であって、
    前記薄膜トランジスタ基板上に、静電気対策用の配線を形成する工程と、
    画素電極を形成する工程と、
    保護膜を形成する工程と、
    ブラックマトリックスのパターンを形成する工程と、
    前記保護膜を前記ブラックマトリックスのパターンに対して自己整合的にエッチングする工程と、更に前記ブラックマトリックスのパターンをマスクにして、前記静電気対策用の配線を切り放す工程を含み、
    前記ブラックマトリックスを形成する際に、前記静電気対策用の配線のショートされている部分に対応して前記ブラックマトリックスにウィンドウを開け、
    前記自己整合的にエッチングする際に、前記静電気対策用の配線のショートされている部分を露出し前記切り放しを行うことを特徴とするアクティブマトリックス型液晶表示装置の製造方法。
  37. 薄膜トランジスタを有する薄膜トランジスタ基板と、対向電極を有する対向基板と、前記薄膜トランジスタ基板及び前記対向基板に狭持される液晶素子とを含むアクティブマトリックス型液晶表示装置の製造方法であって、
    前記薄膜トランジスタ基板上に、静電気対策用の配線を形成する工程と、
    前記薄膜トランジスタと、ソース線或いは画素電極を接続する為のコンタクトホールを層間絶縁膜に形成する工程と、
    画素電極を形成する工程と、
    前記画素電極上層にブラックマトリックスを形成する工程と、
    前記ブラックマトリックスのパターンをマスクにして、前記静電気対策用の配線を切り放す工程とを含み、
    前記コンタクトホールを開口する際に、前記静電気対策用の配線の一部も予め露出させておき、前記ブラックマトリックスを形成する際に、前記静電気対策用の配線の前記一部に対応して前記ブラックマトリックスにウィンドウを開けることを特徴とするアクティブマトリックス型液晶表示装置の製造方法。
  38. 薄膜トランジスタを有する薄膜トランジスタ基板と、対向電極を有する対向基板と、前記薄膜トランジスタ基板及び前記対向基板に狭持される液晶素子とを含むアクティブマトリックス型液晶表示装置の製造方法であって、
    前記薄膜トランジスタ基板上に、静電気対策用の配線を形成する工程と、
    前記薄膜トランジスタと、ソース線或いは画素電極を接続する為のコンタクトホールを層間絶縁膜に形成する工程と、
    画素電極を形成する工程と、
    前記画素電極の上層に保護膜のパターンを形成する工程と、
    前記保護膜のパターンをマスクにして、前記静電気対策用の配線を切り放す工程を含み、
    前記コンタクトホールを開口する際に、前記静電気対策用の配線のショートされている部分を予め露出させておき、前記保護膜を形成する際に、前記静電気対策用の配線がショートされている部分に対応して前記保護膜にウィンドウを開けることを特徴とするアクティブマトリックス型液晶表示装置の製造方法。
  39. 薄膜トランジスタを有する薄膜トランジスタ基板と、対向電極を有する対向基板と、前記薄膜トランジスタ基板及び前記対向基板に狭持される液晶素子とを含むアクティブマトリックス型液晶表示装置の製造方法であって、
    前記薄膜トランジスタ基板上に、静電気対策用の配線を形成する工程と、
    前記薄膜トランジスタと、ソース線或いは画素電極を接続する為のコンタクトホールを層間絶縁膜に形成する工程と、
    画素電極を形成する工程と、
    前記画素電極の上層に保護膜を形成する工程と、
    前記保護膜の上層にブラックマトリックスのパターンを形成する工程と、
    前記保護膜を前記ブラックマトリックスのパターンに対して自己整合的にエッチングする工程と、
    前記ブラックマトリックスのパターンをマスクにして、前記静電気対策用の配線を切り放す工程を含み、
    前記コンタクトホールを開口する際に、前記静電気対策用の配線のショートされている部分を予め露出させておき、前記ブラックマトリックスを形成する際に、前記静電気対策用の配線がショートされている部分に対応して前記ブラックマトリックスにウィンドウを開けることを特徴とするアクティブマトリックス型液晶表示装置の製造方法。
  40. 請求項22から請求項39のいずれかにおいて、前記薄膜トランジスタは多結晶シリコン薄膜トランジスタであることを特徴とするアクティブマトリックス型液晶表示装置の製造方法。
  41. 請求項40において、前記多結晶シリコン薄膜トランジスタは、600℃以下のプロセスで形成した多結晶シリコン薄膜トランジスタであることを特徴とするアクティブマトリックス型液晶表示装置及びその製造方法。
  42. 請求項40において、前記多結晶シリコン薄膜トランジスタは、450℃以下のプロセスで形成した多結晶シリコン薄膜トランジスタであることを特徴とするアクティブマトリックス型液晶表示装置及びその製造方法。
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