JP3741372B2 - 液晶表示器の自己位置合わせ画素電極の製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示器の画素電極の制作方法に関し、特に、薄膜トランジスタ液晶表示器（ＴＦＴ−ＬＣＤ）の自己位置合わせ画素電極の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示器は、外形が軽くて薄く、電力消費量が少なく輻射汚染等がないため、ノートパソコン、個人データアシスタント（ＰＤＡ）等の携帯式情報機器に広く応用されている。
【０００３】
現在、薄膜トランジスタ液晶表示器（ＴＦＴ−ＬＣＤ）を製造する方法の大半は、カラーフィルターを薄膜トランジスタに直接形成させる技術（ｃｏｌｏｒ ｆｉｌｔｅｒ ｏｎ ＴＦＴ，ＣＯＴ）を利用している。また、ＴＦＴ−ＬＣＤの液晶層の厚さを維持するために、通常はＴＦＴ−ＬＣＤのパネルに任意スプレイ（ｓｐｒａｙ）の方式でプラスチックビーズ（ｐｌａｓｔｉｃ ｂｅａｄ）、ガラスビーズ又はガラス繊維を入植する。これにより、液晶層間の間隙（ｃｅｌｌ ｇａｐ）を支持すると共に間隙の大きさを制御することができるので、安定な表示品質が得られる。しかしながら、入植されたプラスチックビーズ等が光透過領域に位置するため、不均一な分布となり、カタマリ現象が生じてしまう。結局、プラスチックビーズによる光の散乱照射が発生し、ＴＦＴ−ＬＣＤの光コントラストが低減するので、白点（ｗｈｉｔｅ ｐｏｉｎｔ）が現れるようになり、表示の品質に悪影響を与えることになる。このような問題を回避するため、従来のプラスチックビーズの代わりに、マイクロプロセスにより製造されたフォトスペーサ（ｐｈｏｔｏ ｓｐａｃｅｒ）を用いることが提案されている。この提案を採択することによって、間隙の大きさ及び位置を精密に制御することが可能となり、このように、間隙の大きさを所要に維持することができ、画面の表示品質が向上される。更に、フォトスペーサを非透過領域に配置していれば、プラスチックビーズ等による光漏れの現象がより確実に回避される。
【０００４】
図１〜図３は、ＣＯＴ型ＴＦＴ−ＬＣＤ１０を製造する従来の方法を示している。図１に示すように、ＴＦＴ−ＬＣＤ１０の下側ガラス基板１２に、複数本の走査線（ｓｃａｎ ｌｉｎｅ）と、各走査線に垂直な複数の信号線（ｓｉｇｎａｌ ｌｉｎｅ）（図示せず）とが形成されている。各信号線と各走査線とによって、下側ガラス基板１２の表面に複数の画素電極区域１４が互いに隣接するように配置されている。各画素電極区域１４はＴＦＴ構造１６を有し、そしてＴＦＴ構造１６は、複合結晶のシリコン層と、ゲート導電層と、ゲート誘電層と、チャネル層と、ソース電極と、ドレーン電極（図示せず）とを有している。
【０００５】
また、平坦層１８はＴＦＴ構造１６に接続されており、この平坦層１８には、黒色の光阻止層（図示せず）が形成されている。更に、マイクロエッチングプロセスを利用して黒色の光阻止層に複数の黒色マトリックス（ｂｌａｃｋ ｍａｔｒｉｘ）層２０を形成する。各黒色マトリックス層２０は、それぞれ下方のＴＦＴ構造１６に対応しているので、ＴＦＴ−ＬＣＤ１０のコントラストが向上されて、ＴＦＴ構造１６の光漏れ電流が防止されると共に、ＴＦＴ−ＬＣＤ１０の表示時に生じる斜め光漏れが防止される。その後、下側ガラス基板１２に赤色フィルター層（図示せず）を形成すると共に、マイクロエッチングプロセスを用いて赤色フィルター層に赤色フィルターマトリックス２２を形成させる。この際、赤色フィルター層は、約１０〜５０重量（ｄｒｙ ｗｅｉｇｈｔ）％の赤色染料を含有する光阻止層または感光樹脂（ｐｈｏｔｏｓｅｎｓｉｔｉｖｅ ｒｅｓｉｎ）である。そして、上述した工程を繰り返すことによって、下側ガラス基板１２の上方に緑色フィルターマトリックス２４および青色フィルターマトリックス２６が形成される。このように、下側ガラス基板１２の上に位置された赤色フィルターマトリックス２２と緑色フィルターマトリックス２４と青色フィルターマトリックス２６とによって、Ｒ／Ｇ／Ｂカラーフィルター構造が形成される。
【０００６】
そして、Ｒ／Ｇ／Ｂカラーフィルター構造の上に保護層（ｏｖｅｒｃｏａｔ ｌａｙｅｒ）２８を形成させ、更に保護層２８の上に光阻止層（図示せず）を形成させる。同時に、マイクロエッチングプロセスを行うことによって、保護層２８とカラーフィルター構造２２，２４，２６と黒色マトリックス層２０とに接触用穴（図示せず）を形成させる。次に、下側ガラス基板１２に酸化インジウム錫（ｉｎｄｉｕｍ ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ，ＩＴＯ）を沈積して低インピーダンスの透明導電層３０を形成させる。このように、この透明導電層３０が接触穴に充填されるので、接触プラグ３２が形成される。この接触プラグを介して、透明導電層３０とＴＦＴ構造１６のドレーン電極が互いに接続されている。そして、マイクロエッチングプロセスにより透明電極層３０の一部を除去した後、更に該透明電極３０の上に配向膜３４を形成させる。
【０００７】
また、図２に示すように、ＴＦＴ−ＬＣＤ１０の上側ガラス基板３６の上に透明導電層３８が形成されており、更に透明導電層３８に厚さ約３μｍの複数の突起物（ｐｒｏｔｒｕｓｉｏｎ）４０が形成される。次に、複数の厚さ約５μｍの隙間充填物（ｓｐａｃｅｒ）４２を突起物４０に形成させる。同時に、スピンコーティング（ｓｐｉｎ−ｃｏａｔｉｎｇ）により、配向膜（ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ ｆｉｌｍ）４４が上側ガラス基板３６に形成される。この場合、隙間充填物４２は、感光性ポリイミド（ｐｈｏｔｏｓｅｎｓｉｔｉｖｅ ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ，ＰＩ）材料である。
【０００８】
更に、図３に示すように、上側ガラス基板３６と下側ガラス基板１２が互いに対向するように配置され、両ガラス基板１２，３６の間に液晶分子４６が注入されることで、従来のＴＦＴ−ＬＣＤ１０が完成される。この際、ＴＦＴ−ＬＣＤ１０における各突起物４０は、下方の各画素電極区域１４の側に対応するようになり、各隙間充填物４２は、各走査線と各信号線との交差点に対応する。
【０００９】
【特許文献１】
特開平５−１６５０３７号公報
特開平９−６１８２９号公報
特開平１１−２４９１５２号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ＴＦＴ−ＬＣＤ１０を製造する従来の方法では、下側ガラス基板１２の黒色マトリックス層２０とＲ／Ｇ／Ｂカラーフィルター構造２２，２４，２６と透明導電層３０と、上側基板３６の突起物４０と隙間充填物４２とを形成するには、マイクロエッチングプロセスを複数回にわたって行うことが必要となるので、製造ステップおよび生産コストが大幅に増加してしまう。そして、ＴＦＴ−ＬＣＤ１０を製造する従来の方法では、ＴＦＴ構造１６に対応する黒色マトリックス層２０は、複数回のマイクロエッチングプロセスを行ったため、位置誤差が発生してしまう。結局、光漏れが生じ、ＴＦＴ−ＬＣＤ１０の正常操作に悪影響を与える。
【００１１】
本発明の目的は、液晶表示器の自己位置合わせ画素電極の製造方法を提供し、製造工程を簡略化し製造コストを低減することにある。
【００１２】
本発明の他の目的は、両ガラス基板間に位置されている充填物が同時に黒色マトリックス層の機能を有する薄膜トランジスタ液晶表示器を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の最も好ましい実施例によれば、液晶表示器（ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｄｉｓｐｌａｙ，ＬＣＤ）の自己位置合わせ画素電極を製造する方法が提供されている。この液晶表示器が基板に搭載されており、この基板は、複数本の走査線（ｓｃａｎ ｌｉｎｅ）と、これら走査線に垂直な複数本の信号線（ｓｉｇｎａｌ ｌｉｎｅ）とを含み、各信号線および各走査線によって、互いに隣接する複数の画素電極区域が基板の表面に配置されている。この方法は、基板上に感光（ｐｈｏｔｏｓｅｎｓｉｔｉｖｅ）材料層を形成することと、各画素電極区域内の感光材料層を除去することによって、一部の感光材料層を各走査線および各信号線に残留して隙間充填物（ｓｐａｃｅｒ）として用い、隙間充填物の上側表面面積を隙間充填物の下側表面面積より大きくすることと、基板の上方に導電層を形成させて隙間充填物と各画素電極区域とを覆うこととを含む。各画素電極区域上の導電層は、前記隙間充填物によって隔離されて自己位置合わせ画素電極を形成させる。
【００１４】
本発明の自己位置合わせ画素電極の製造方法は、アンダーカット輪郭を利用すると共に、各走査線および各信号線に位置された感光材料層をＴＦＴ−ＬＣＤの隙間充填物として利用するので、後続工程として下側ガラス基板に透明導電層を形成するとき、隙間充填物により各画素電極区域上方の透明導電層の区域を隔離することができる。従って、本発明の自己位置合わせ画素電極の製造方法を利用することによって、製造プロセスを簡略化して生産コストを低減するだけでなく、複数回のマイクロエッチングプロセスによる位置合わせ精度低下の問題を回避することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
次に、トップゲート（ｔｏｐ ｇａｔｅ）構造を有するＣＯＴ型低温多結晶シリコン薄膜トランジスタ（ｌｏｗ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｐｏｌｙｓｉｌｉｃｏｎ ｔｈｉｎ ｆｉｌｍ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ，ＬＴＰＳ ＴＦＴ）液晶表示器（ＬＣＤ）に基づいて本発明の実施例を説明する。なお、本発明の応用は、これによって限定されるものではなく、他の型の液晶表示器も、本発明の自己位置合わせ画素電極の製造方法によって製造可能である。
【００１６】
次に、図４〜図７によって説明する。図４は、本発明のＴＦＴ−ＬＣＤ５０を示す平面図である。図５〜図７は、図４のＩ−Ｉ'線に沿って得られた断面図であり、本発明のＴＦＴ−ＬＣＤ５０の製造方法を示している。図４および図５に示すように、本発明に係るＴＦＴ−ＬＣＤ５０の自己位置合わせ画素電極の製造方法では、まず下側ガラス基板５２を用意する。この下側ガラス基板５２は、複数の走査線と、各走査線に垂直な複数の信号線（図４および図５に示されていない）とを有する。各信号線および各走査線によって、下側ガラス基板５２の表面に、互いに隣接する複数の画素電極区域５４が配置されている。各画素電極区域５４はＴＦＴ構造５６を有し、これは多晶シリコン層と、トップゲート導電層と、ゲート誘電体層と、チャネル層と、ソース電極と、ドレーン電極５８とを含んでいる。
【００１７】
ＴＦＴ構造５６の上に平坦層５８を形成させ、この平坦層５８には、ＴＦＴ構造５６に対応する複数の黒色マトリックス層６０を形成させる。その後、下側ガラス基板５２に、Ｒ／Ｇ／Ｂカラーフィルター構造６２，６４，６６を形成させ、更にＲ／Ｇ／Ｂカラーフィルター構造６２，６４，６６に保護層６８と、厚さ約３〜４μmの感光（ｐｈｏｔｏｓｅｎｓｉｔｉｖｅ）材料層７０とを順次に形成させる。
【００１８】
そして図６に示すように、マスク（図６に示されていない）を利用してマイクロ現像プロセスを行うことによって、各画素電極区域５４に位置されている感光材料層７０を除去すると共に、図４に示すように残留の感光材料層７２を各走査線および各信号線に位置させる。なお、残留の感光材料層７２は、ＴＦＴ−ＬＣＤ５０の隙間充填物として用いられ、更にこの隙間充填物７２はアンダーカット輪郭を有している。このように、マイクロプロセスにおける露光エネルギー及び露光時間を制御することによって、隙間充填物７２の上面面積は下面面積より大きくなり、即ち略台形のようになる。また、ＴＦＴ−ＬＣＤ５０の両ガラス基板に液晶分子を注入する作業を容易にするため、図４に示すように、各信号線と各走査線との交差点における隙間充填物７２に突起物７４を形成させる。次に、保護層６８と、Ｒ／Ｇ／Ｂカラーフィルター構造６２，６４，６６と、黒色マトリックス層６０と、平坦層５８とに、それぞれ接触穴（図６に示されていない）が形成されている。また、下側ガラス基板５２に酸化インジウム錫（ｉｎｄｉｕｍｔｉｎ ｏｘｉｄｅ，ＩＴＯ）を沈積させることによって、透明導電層７６を形成させる。このように、自己位置合わせ画素電極が形成され、透明導電層７６が接触穴に充填されるので、接触プラグ７８が形成される。これにより、透明導電層７６とＴＦＴ構造５６のドレーン電極５８は、互いに連結されるようになる。ここで、隙間充填物７２はアンダーカット輪郭を有すると共に、ＩＴＯ透明導電層７６のメッキ膜特性を有するので、各画素電極区域５４を覆う透明導電層７６は、隙間充填物７２によって自動的に隔離されて、透明電極層７６は不連続の透明導電層７６となる。
【００１９】
次に、図７に示すように、透明導電層８０と配向膜８２とを含む上側ガラス基板８４を下側ガラス基板５２と対向するように配置し、両ガラス基板５２と８４との間に液晶分子８６を注入することで、本発明のＴＦＴ−ＬＣＤ５０の製造が完成となる。本発明の最も好ましい実施例では、隙間充填物７２が感光材料であり、各信号線が各走査線の上方に位置されているが、本発明はこれによって限定されるものではない。例えば、隙間充填物７２は黒色の樹脂材料でもよいので、ＴＦＴ−ＬＣＤ５０の黒色マトリックス層としても用いることができる。つまり、図８に示すように、このような隙間充填物は、ＴＦＴ構造の上方に配置されてＴＦＴ構造を覆うようになっているので、光漏れ現象が防止できる。
【００２０】
即ち、本発明の自己位置合わせ画素電極の製造方法は、アンダーカット輪郭を利用すると共に、各走査線および各信号線に位置された感光材料層をＴＦＴ−ＬＣＤの隙間充填物として利用するので、隙間の大きさを良好に維持することができる。また、後続工程として下側ガラス基板に透明導電層を形成するとき、他のマイクロエッチングプロセスが必要なく、隙間充填物により各画素電極区域上方の透明導電層の区域を隔離することができる。従って、本発明の自己位置合わせ画素電極の製造方法を利用することによって、製造プロセスを簡略化して生産コストを低減するだけでなく、複数回のマイクロエッチングプロセスによる位置合わせ精度低下の問題も回避できるようになる。
【００２１】
【発明の効果】
従来技術に比べて、本発明に係る自己位置合わせ画素電極は、マイクロエッチングプロセスを用いて透明導電層を除去する作業が必要なく、アンダーカット輪郭を有する隙間充填物を利用するだけで各画素電極上方の透明導電層を離隔することができる。これにより、製造ステップを減少してコストを低減するだけでなく、本発明の隙間充填物は、黒色マトリックス層の機能を有するので、遮光効果が得られ、ＴＦＴ−ＬＣＤのコントラストが向上されて、よりよい表示品質が確保できる。
【００２２】
以上に説明したのは、本発明に係る好ましい実施例であって、特許請求の範囲内で行われる変更および修飾は、全て特許請求の範囲によってカバーされている。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＣＯＴ型ＴＦＴ−ＬＣＤを製造する従来の方法を示す説明図である。
【図２】ＣＯＴ型ＴＦＴ−ＬＣＤを製造する従来の方法を示す説明図である。
【図３】ＣＯＴ型ＴＦＴ−ＬＣＤを製造する従来の方法を示す説明図である。
【図４】本発明のＴＦＴ−ＬＣＤを示す平面図である。
【図５】図４のＩ−Ｉ線に沿って得られた断面図であり、本発明のＴＦＴ−ＬＣＤを製造する方法を示している。
【図６】図４のＩ−Ｉ線に沿って得られた断面図であり、本発明のＴＦＴ−ＬＣＤを製造する方法を示している。
【図７】図４のＩ−Ｉ線に沿って得られた断面図であり、本発明のＴＦＴ−ＬＣＤを製造する方法を示している。
【図８】本発明のＴＦＴ−ＬＣＤを示す平面図である。
【符号の説明】
１０ ＴＦＴ−ＬＣＤ
１２ 下側ガラス基板
１４ 画素電極区域
１６ ＴＦＴ構造
１８ 平坦層
２０ 黒色マトリックス層
２２ 赤色フィルターマトリックス
２４ 緑色フィルターマトリックス
２６ 青色フィルターマトリックス
２８ 保護層
３０ 透明導電層
３２ 接触プラグ
３４ 配向膜
３６ 上側ガラス基板
３８ 透明導電層
４０ 突起物
４２ 隙間充填物
４４ 配向膜
４６ 液晶分子
５０ ＴＦＴ−ＬＣＤ
５２ 下側ガラス基板
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示器の画素電極の制作方法に関し、特に、薄膜トランジスタ液晶表示器（ＴＦＴ−ＬＣＤ）の自己位置合わせ画素電極の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示器は、外形が軽くて薄く、電力消費量が少なく輻射汚染等がないため、ノートパソコン、個人データアシスタント（ＰＤＡ）等の携帯式情報機器に広く応用されている。
【０００３】
現在、薄膜トランジスタ液晶表示器（ＴＦＴ−ＬＣＤ）を製造する方法の大半は、カラーフィルターを薄膜トランジスタに直接形成させる技術（ｃｏｌｏｒ ｆｉｌｔｅｒ ｏｎ ＴＦＴ，ＣＯＴ）を利用している。また、ＴＦＴ−ＬＣＤの液晶層の厚さを維持するために、通常はＴＦＴ−ＬＣＤのパネルに任意スプレイ（ｓｐｒａｙ）の方式でプラスチックビーズ（ｐｌａｓｔｉｃ ｂｅａｄ）、ガラスビーズ又はガラス繊維を入植する。これにより、液晶層間の間隙（ｃｅｌｌ ｇａｐ）を支持すると共に間隙の大きさを制御することができるので、安定な表示品質が得られる。しかしながら、入植されたプラスチックビーズ等が光透過領域に位置するため、不均一な分布となり、カタマリ現象が生じてしまう。結局、プラスチックビーズによる光の散乱照射が発生し、ＴＦＴ−ＬＣＤの光コントラストが低減するので、白点（ｗｈｉｔｅ ｐｏｉｎｔ）が現れるようになり、表示の品質に悪影響を与えることになる。このような問題を回避するため、従来のプラスチックビーズの代わりに、マイクロプロセスにより製造されたフォトスペーサ（ｐｈｏｔｏ ｓｐａｃｅｒ）を用いることが提案されている。この提案を採択することによって、間隙の大きさ及び位置を精密に制御することが可能となり、このように、間隙の大きさを所要に維持することができ、画面の表示品質が向上される。更に、フォトスペーサを非透過領域に配置していれば、プラスチックビーズ等による光漏れの現象がより確実に回避される。
【０００４】
図１〜図３は、ＣＯＴ型ＴＦＴ−ＬＣＤ１０を製造する従来の方法を示している。図１に示すように、ＴＦＴ−ＬＣＤ１０の下側ガラス基板１２に、複数本の走査線（ｓｃａｎ ｌｉｎｅ）と、各走査線に垂直な複数の信号線（ｓｉｇｎａｌ ｌｉｎｅ）（図示せず）とが形成されている。各信号線と各走査線とによって、下側ガラス基板１２の表面に複数の画素電極区域１４が互いに隣接するように配置されている。各画素電極区域１４はＴＦＴ構造１６を有し、そしてＴＦＴ構造１６は、複合結晶のシリコン層と、ゲート導電層と、ゲート誘電層と、チャネル層と、ソース電極と、ドレーン電極（図示せず）とを有している。
【０００５】
また、平坦層１８はＴＦＴ構造１６に接続されており、この平坦層１８には、黒色の光阻止層（図示せず）が形成されている。更に、マイクロエッチングプロセスを利用して黒色の光阻止層に複数の黒色マトリックス（ｂｌａｃｋ ｍａｔｒｉｘ）層２０を形成する。各黒色マトリックス層２０は、それぞれ下方のＴＦＴ構造１６に対応しているので、ＴＦＴ−ＬＣＤ１０のコントラストが向上されて、ＴＦＴ構造１６の光漏れ電流が防止されると共に、ＴＦＴ−ＬＣＤ１０の表示時に生じる斜め光漏れが防止される。その後、下側ガラス基板１２に赤色フィルター層（図示せず）を形成すると共に、マイクロエッチングプロセスを用いて赤色フィルター層に赤色フィルターマトリックス２２を形成させる。この際、赤色フィルター層は、約１０〜５０重量（ｄｒｙ ｗｅｉｇｈｔ）％の赤色染料を含有する光阻止層または感光樹脂（ｐｈｏｔｏｓｅｎｓｉｔｉｖｅ ｒｅｓｉｎ）である。そして、上述した工程を繰り返すことによって、下側ガラス基板１２の上方に緑色フィルターマトリックス２４および青色フィルターマトリックス２６が形成される。このように、下側ガラス基板１２の上に位置された赤色フィルターマトリックス２２と緑色フィルターマトリックス２４と青色フィルターマトリックス２６とによって、Ｒ／Ｇ／Ｂカラーフィルター構造が形成される。
【０００６】
そして、Ｒ／Ｇ／Ｂカラーフィルター構造の上に保護層（ｏｖｅｒｃｏａｔ ｌａｙｅｒ）２８を形成させ、更に保護層２８の上に光阻止層（図示せず）を形成させる。同時に、マイクロエッチングプロセスを行うことによって、保護層２８とカラーフィルター構造２２，２４，２６と黒色マトリックス層２０とに接触用穴（図示せず）を形成させる。次に、下側ガラス基板１２に酸化インジウム錫（ｉｎｄｉｕｍ ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ，ＩＴＯ）を沈積して低インピーダンスの透明導電層３０を形成させる。このように、この透明導電層３０が接触穴に充填されるので、接触プラグ３２が形成される。この接触プラグを介して、透明導電層３０とＴＦＴ構造１６のドレーン電極が互いに接続されている。そして、マイクロエッチングプロセスにより透明電極層３０の一部を除去した後、更に該透明電極３０の上に配向膜３４を形成させる。
【０００７】
また、図２に示すように、ＴＦＴ−ＬＣＤ１０の上側ガラス基板３６の上に透明導電層３８が形成されており、更に透明導電層３８に厚さ約３μｍの複数の突起物（ｐｒｏｔｒｕｓｉｏｎ）４０が形成される。次に、複数の厚さ約５μｍの隙間充填物（ｓｐａｃｅｒ）４２を突起物４０に形成させる。同時に、スピンコーティング（ｓｐｉｎ−ｃｏａｔｉｎｇ）により、配向膜（ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ ｆｉｌｍ）４４が上側ガラス基板３６に形成される。この場合、隙間充填物４２は、感光性ポリイミド（ｐｈｏｔｏｓｅｎｓｉｔｉｖｅ ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ，ＰＩ）材料である。
【０００８】
更に、図３に示すように、上側ガラス基板３６と下側ガラス基板１２が互いに対向するように配置され、両ガラス基板１２，３６の間に液晶分子４６が注入されることで、従来のＴＦＴ−ＬＣＤ１０が完成される。この際、ＴＦＴ−ＬＣＤ１０における各突起物４０は、下方の各画素電極区域１４の側に対応するようになり、各隙間充填物４２は、各走査線と各信号線との交差点に対応する。
【０００９】
【特許文献１】
特開平５−１６５０３７号公報
特開平９−６１８２９号公報
特開平１１−２４９１５２号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ＴＦＴ−ＬＣＤ１０を製造する従来の方法では、下側ガラス基板１２の黒色マトリックス層２０とＲ／Ｇ／Ｂカラーフィルター構造２２，２４，２６と透明導電層３０と、上側基板３６の突起物４０と隙間充填物４２とを形成するには、マイクロエッチングプロセスを複数回にわたって行うことが必要となるので、製造ステップおよび生産コストが大幅に増加してしまう。そして、ＴＦＴ−ＬＣＤ１０を製造する従来の方法では、ＴＦＴ構造１６に対応する黒色マトリックス層２０は、複数回のマイクロエッチングプロセスを行ったため、位置誤差が発生してしまう。結局、光漏れが生じ、ＴＦＴ−ＬＣＤ１０の正常操作に悪影響を与える。
【００１１】
本発明の目的は、液晶表示器の自己位置合わせ画素電極の製造方法を提供し、製造工程を簡略化し製造コストを低減することにある。
【００１２】
本発明の他の目的は、両ガラス基板間に位置されている充填物が同時に黒色マトリックス層の機能を有する薄膜トランジスタ液晶表示器を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の最も好ましい実施例によれば、液晶表示器（ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｄｉｓｐｌａｙ，ＬＣＤ）の自己位置合わせ画素電極を製造する方法が提供されている。この液晶表示器が基板に搭載されており、この基板は、複数本の走査線（ｓｃａｎ ｌｉｎｅ）と、これら走査線に垂直な複数本の信号線（ｓｉｇｎａｌ ｌｉｎｅ）とを含み、各信号線および各走査線によって、互いに隣接する複数の画素電極区域が基板の表面に配置されている。この方法は、基板上に感光（ｐｈｏｔｏｓｅｎｓｉｔｉｖｅ）材料層を形成することと、各画素電極区域内の感光材料層を除去することによって、一部の感光材料層を各走査線および各信号線に残留して隙間充填物（ｓｐａｃｅｒ）として用い、隙間充填物の上側表面面積を隙間充填物の下側表面面積より大きくすることと、基板の上方に導電層を形成させて隙間充填物と各画素電極区域とを覆うこととを含む。各画素電極区域上の導電層は、前記隙間充填物によって隔離されて自己位置合わせ画素電極を形成させる。
【００１４】
本発明の自己位置合わせ画素電極の製造方法は、アンダーカット輪郭を利用すると共に、各走査線および各信号線に位置された感光材料層をＴＦＴ−ＬＣＤの隙間充填物として利用するので、後続工程として下側ガラス基板に透明導電層を形成するとき、隙間充填物により各画素電極区域上方の透明導電層の区域を隔離することができる。従って、本発明の自己位置合わせ画素電極の製造方法を利用することによって、製造プロセスを簡略化して生産コストを低減するだけでなく、複数回のマイクロエッチングプロセスによる位置合わせ精度低下の問題を回避することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
次に、トップゲート（ｔｏｐ ｇａｔｅ）構造を有するＣＯＴ型低温多結晶シリコン薄膜トランジスタ（ｌｏｗ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｐｏｌｙｓｉｌｉｃｏｎ ｔｈｉｎ ｆｉｌｍ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ，ＬＴＰＳ ＴＦＴ）液晶表示器（ＬＣＤ）に基づいて本発明の実施例を説明する。なお、本発明の応用は、これによって限定されるものではなく、他の型の液晶表示器も、本発明の自己位置合わせ画素電極の製造方法によって製造可能である。
【００１６】
次に、図４〜図７によって説明する。図４は、本発明のＴＦＴ−ＬＣＤ５０を示す平面図である。図５〜図７は、図４のＩ−Ｉ'線に沿って得られた断面図であり、本発明のＴＦＴ−ＬＣＤ５０の製造方法を示している。図４および図５に示すように、本発明に係るＴＦＴ−ＬＣＤ５０の自己位置合わせ画素電極の製造方法では、まず下側ガラス基板５２を用意する。この下側ガラス基板５２は、複数の走査線と、各走査線に垂直な複数の信号線（図４および図５に示されていない）とを有する。各信号線および各走査線によって、下側ガラス基板５２の表面に、互いに隣接する複数の画素電極区域５４が配置されている。各画素電極区域５４はＴＦＴ構造５６を有し、これは多晶シリコン層と、トップゲート導電層と、ゲート誘電体層と、チャネル層と、ソース電極と、ドレーン電極５８とを含んでいる。
【００１７】
ＴＦＴ構造５６の上に平坦層５８を形成させ、この平坦層５８には、ＴＦＴ構造５６に対応する複数の黒色マトリックス層６０を形成させる。その後、下側ガラス基板５２に、Ｒ／Ｇ／Ｂカラーフィルター構造６２，６４，６６を形成させ、更にＲ／Ｇ／Ｂカラーフィルター構造６２，６４，６６に保護層６８と、厚さ約３〜４μmの感光（ｐｈｏｔｏｓｅｎｓｉｔｉｖｅ）材料層７０とを順次に形成させる。
【００１８】
そして図６に示すように、マスク（図６に示されていない）を利用してマイクロ現像プロセスを行うことによって、各画素電極区域５４に位置されている感光材料層７０を除去すると共に、図４に示すように残留の感光材料層７２を各走査線および各信号線に位置させる。なお、残留の感光材料層７２は、ＴＦＴ−ＬＣＤ５０の隙間充填物として用いられ、更にこの隙間充填物７２はアンダーカット輪郭を有している。このように、マイクロプロセスにおける露光エネルギー及び露光時間を制御することによって、隙間充填物７２の上面面積は下面面積より大きくなり、即ち略台形のようになる。また、ＴＦＴ−ＬＣＤ５０の両ガラス基板に液晶分子を注入する作業を容易にするため、図４に示すように、各信号線と各走査線との交差点における隙間充填物７２に突起物７４を形成させる。次に、保護層６８と、Ｒ／Ｇ／Ｂカラーフィルター構造６２，６４，６６と、黒色マトリックス層６０と、平坦層５８とに、それぞれ接触穴（図６に示されていない）が形成されている。また、下側ガラス基板５２に酸化インジウム錫（ｉｎｄｉｕｍｔｉｎ ｏｘｉｄｅ，ＩＴＯ）を沈積させることによって、透明導電層７６を形成させる。このように、自己位置合わせ画素電極が形成され、透明導電層７６が接触穴に充填されるので、接触プラグ７８が形成される。これにより、透明導電層７６とＴＦＴ構造５６のドレーン電極５８は、互いに連結されるようになる。ここで、隙間充填物７２はアンダーカット輪郭を有すると共に、ＩＴＯ透明導電層７６のメッキ膜特性を有するので、各画素電極区域５４を覆う透明導電層７６は、隙間充填物７２によって自動的に隔離されて、透明電極層７６は不連続の透明導電層７６となる。
【００１９】
次に、図７に示すように、透明導電層８０と配向膜８２とを含む上側ガラス基板８４を下側ガラス基板５２と対向するように配置し、両ガラス基板５２と８４との間に液晶分子８６を注入することで、本発明のＴＦＴ−ＬＣＤ５０の製造が完成となる。本発明の最も好ましい実施例では、隙間充填物７２が感光材料であり、各信号線が各走査線の上方に位置されているが、本発明はこれによって限定されるものではない。例えば、隙間充填物７２は黒色の樹脂材料でもよいので、ＴＦＴ−ＬＣＤ５０の黒色マトリックス層としても用いることができる。つまり、図８に示すように、このような隙間充填物は、ＴＦＴ構造の上方に配置されてＴＦＴ構造を覆うようになっているので、光漏れ現象が防止できる。
【００２０】
即ち、本発明の自己位置合わせ画素電極の製造方法は、アンダーカット輪郭を利用すると共に、各走査線および各信号線に位置された感光材料層をＴＦＴ−ＬＣＤの隙間充填物として利用するので、隙間の大きさを良好に維持することができる。また、後続工程として下側ガラス基板に透明導電層を形成するとき、他のマイクロエッチングプロセスが必要なく、隙間充填物により各画素電極区域上方の透明導電層の区域を隔離することができる。従って、本発明の自己位置合わせ画素電極の製造方法を利用することによって、製造プロセスを簡略化して生産コストを低減するだけでなく、複数回のマイクロエッチングプロセスによる位置合わせ精度低下の問題も回避できるようになる。
【００２１】
【発明の効果】
従来技術に比べて、本発明に係る自己位置合わせ画素電極は、マイクロエッチングプロセスを用いて透明導電層を除去する作業が必要なく、アンダーカット輪郭を有する隙間充填物を利用するだけで各画素電極上方の透明導電層を離隔することができる。これにより、製造ステップを減少してコストを低減するだけでなく、本発明の隙間充填物は、黒色マトリックス層の機能を有するので、遮光効果が得られ、ＴＦＴ−ＬＣＤのコントラストが向上されて、よりよい表示品質が確保できる。
【００２２】
以上に説明したのは、本発明に係る好ましい実施例であって、特許請求の範囲内で行われる変更および修飾は、全て特許請求の範囲によってカバーされている。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＣＯＴ型ＴＦＴ−ＬＣＤを製造する従来の方法を示す説明図である。
【図２】ＣＯＴ型ＴＦＴ−ＬＣＤを製造する従来の方法を示す説明図である。
【図３】ＣＯＴ型ＴＦＴ−ＬＣＤを製造する従来の方法を示す説明図である。
【図４】本発明のＴＦＴ−ＬＣＤを示す平面図である。
【図５】図４のＩ−Ｉ線に沿って得られた断面図であり、本発明のＴＦＴ−ＬＣＤを製造する方法を示している。
【図６】図４のＩ−Ｉ線に沿って得られた断面図であり、本発明のＴＦＴ−ＬＣＤを製造する方法を示している。
【図７】図４のＩ−Ｉ線に沿って得られた断面図であり、本発明のＴＦＴ−ＬＣＤを製造する方法を示している。
【図８】本発明のＴＦＴ−ＬＣＤを示す平面図である。
【符号の説明】
１０ ＴＦＴ−ＬＣＤ
１２ 下側ガラス基板
１４ 画素電極区域
１６ ＴＦＴ構造
１８ 平坦層
２０ 黒色マトリックス層
２２ 赤色フィルターマトリックス
２４ 緑色フィルターマトリックス
２６ 青色フィルターマトリックス
２８ 保護層
３０ 透明導電層
３２ 接触プラグ
３４ 配向膜
３６ 上側ガラス基板
３８ 透明導電層
４０ 突起物
４２ 隙間充填物
４４ 配向膜
４６ 液晶分子
５０ ＴＦＴ−ＬＣＤ
５２ 下側ガラス基板
Claims (10)
- 液晶表示器が基板に搭載されており、複数本の走査線と、これら走査線に垂直な複数本の信号線とを含み、各信号線および各走査線によって、互いに隣接する複数の画素電極区域が基板の表面に配置される基板に搭載される液晶表示器の製造方法において、
基板上に感光材料層を形成すること、
各画素電極区域内の感光材料層を除去することによって、一部の感光材料層を各走査線および各信号線に残留して隙間充填物として用い、隙間充填物の上側表面面積を隙間充填物の下側表面面積より大きくすること、
基板の上方に導電層を形成させて隙間充填物と各画素電極区域とを覆うこと、
を含み、
各画素電極区域上の導電層は、前記隙間充填物によって隔離されて自己位置合わせ画素電極を形成させることを特徴とする液晶表示器の自己位置合わせ画素電極の製造方法。 - 前記液晶表示器は、低温多結晶シリコン薄膜トランジスタ液晶表示器であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
- 前記液晶表示器は、カラーフィルター構造を直接に薄膜トランジスタに形成した液晶表示器であり、前記基板は、透明ガラス基板であり、基板に感光材料層を形成させる前に、該基板に保護層を形成させ、この基板は更に赤／緑／青（Ｒ／Ｇ／Ｂ）カラーフィルター構造を含み、カラーフィルター構造を各画素電極区域に位置させ、そして赤／緑／青（Ｒ／Ｇ／Ｂ）カラーフィルター構造に接触穴を形成させて、前記透明導電層を接触穴に充填することを特徴とする請求項１に記載の方法。
- 各信号線および各走査線の上方に位置された隙間充填物は、黒色マトリックス層として用いられ、隙間充填物の断面が台形形状であり、隙間充填物の厚さは３〜４μmであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
- 前記導電層は透明導電層であり、酸化インジウム錫から構成されていることを特徴とする請求項１に記載の方法。
- 互いに隣接する複数の画素電極を含み、互いに隣接する各画素電極区域は、共通の側辺を有している基板に搭載される液晶表示器の製造方法において、
前記基板に黒色マトリックス層を形成すること、
一部の黒色マトリックス層を除去することによって、残留のアンダーカット輪郭を有する黒色マトリックス層を各画素電極の共通側辺に位置させること、
基板の上方に導電層を形成させこと、を含み、
各画素電極区域を覆っている導電層は、残留の黒色マトリックス層によって隔離されていることを特徴とする液晶表示器の自己位置合わせ画素電極の製造方法。 - 前記液晶表示器は、基板に形成された複数本の走査線と複数本の信号線とを含み、残留の黒色マトリックス層は、各信号線および各走査線の上方に位置され、残留の黒色マトリックス層の上面面積は、その下面面積より大きくなっており、そして隙間充填物として用いられ、隙間充填物の厚さは３〜４μmであることを特徴とする請求項６記載の方法。
- 前記残留の黒色マトリックス層の断面は、台形形状であることを特徴とする請求項６記載の方法。
- 前記導電層は透明導電層であり、酸化インジウム錫から構成されていることを特徴とする請求項６記載の方法。
- 前記基板に前記黒色マトリックス層を形成する前に、前記基板に保護層を形成することを特徴とする請求項６記載の方法。
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