JP4134253B2 - Active matrix substrate, method for manufacturing the same, and display device - Google Patents
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Description
本発明は、アクティブマトリクス基板およびその製造方法、ならびに、当該アクティブマトリクス基板を用いた表示装置およびその製造方法に関する。 The present invention relates to an active matrix substrate and a manufacturing method thereof, and a display device using the active matrix substrate and a manufacturing method thereof.
近年、液晶表示装置は、室内で使用されるデスクトップ型コンピュータやテレビジョン装置の画像表示素子としてだけではなく、携帯電話、ノート型またはラップトップ型パーソナルコンピュータ、携帯テレビ、デジタルカメラ、デジタルカムコーダなどの各種携帯型電子装置、更にはカーナビゲーション装置などの車載用電子装置における情報表示素子としても広く利用されている。 In recent years, liquid crystal display devices are used not only as image display elements for desktop computers and television devices used indoors, but also for mobile phones, notebook or laptop personal computers, portable televisions, digital cameras, digital camcorders, etc. It is also widely used as an information display element in various portable electronic devices and further in-vehicle electronic devices such as car navigation devices.
各種液晶表示装置のうち、マトリクス電極で駆動される液晶表示装置は、パッシブマトリクス駆動により動作する表示装置とアクティブマトリクス駆動により動作する表示装置に大別される。このうち、アクティブマトリクス型表示装置では、行(row)および列(column)からなるマトリクス状に配列された画素毎にスイッチング素子が設けられており、互いに交差するように配列された複数の信号配線および走査配線を用いてスイッチング素子を制御し、選択された画素電極に所望の信号電荷(データ信号)を与えることができる。 Among various liquid crystal display devices, liquid crystal display devices driven by matrix electrodes are roughly classified into display devices that operate by passive matrix driving and display devices that operate by active matrix driving. Among these, in the active matrix display device, a switching element is provided for each pixel arranged in a matrix of rows and columns, and a plurality of signal wirings arranged so as to cross each other. In addition, the switching element is controlled using the scanning wiring, and a desired signal charge (data signal) can be given to the selected pixel electrode.
まず、図43および図44を参照しながら、従来のアクティブマトリクス型表示装置を説明する。図43は液晶表示装置の概略構成を示しており、図44は典型的な液晶パネルの断面構成を示している。 First, a conventional active matrix display device will be described with reference to FIGS. 43 and 44. FIG. FIG. 43 shows a schematic configuration of a liquid crystal display device, and FIG. 44 shows a cross-sectional configuration of a typical liquid crystal panel.
液晶表示装置は、図43に示されるように、光を空間的に変調する液晶パネル50、液晶バネル内のスイッチング素子を選択的に駆動するためのゲートドライブ回路51、液晶パネル50内の各画素電極に信号を与えるソースドライブ回路52、ゲートドライバ/ソースドライバ53などから構成されている。
As shown in FIG. 43, the liquid crystal display device includes a
液晶パネル50は、図44に示されるように、ガラスから形成された一対の透明絶縁基板54および55と、これらの基板54および55に挟まれた液晶層(例えばツイステッド・ネマティック液晶層)38と、これらの外側に配置された一対の偏光子56とを備えている。
As shown in FIG. 44, the
基板54の液晶層側面には複数の画素電極114がマトリクス状に配列されており、画素電極114および対向基板55上の共通透明電極36により、液晶層38の選択された部分に所望の電圧を印加することができる。画素電極114は、基板54上に形成された薄膜トランジスタ110および信号配線(不図示)を介してソースドライブ回路52に接続されている。薄膜トランジスタ110のスイッチング動作は、基板54上に形成された走査配線によって制御される。この走査配線は、ゲートドライバ回路51に接続されている。
A plurality of
一方、基板55の液晶層側の面には、ブラッカラーフィルタ、カラーフィルタ(R、G、B)、および共通透明電極36が設けられている。
On the other hand, a black color filter, color filters (R, G, B), and a common
基板54および基板55の液晶層側は、いずれも配向膜37によって覆われ、液晶層38中には数μm径のスペーサ40が分散されている。
Both the liquid crystal layer sides of the
上述の構成を備えた基板54は、全体として「アクティブマトリクス基板」と称されている。これに対して、基板55は「対向基板」と称されている。
The
以下、従来のアクティブマトリクス基板について、その構造を説明する。 Hereinafter, the structure of a conventional active matrix substrate will be described.
図45(a)は、従来のアクティブマトリクス基板における単位画素領域のレイアウトを示しており、図45(b)は、そのA−A’線断面を示している。 FIG. 45A shows a layout of a unit pixel region in a conventional active matrix substrate, and FIG. 45B shows a cross section taken along line A-A ′.
図示されている例では、ガラス基板121上に、複数の走査配線102と、走査配線102に交差する複数の信号配線105とが設けられている。走査配線102と信号配線105とは異なる層(レイヤ)のレベルに位置し、それらの中間レイヤに配置された絶縁膜104によって分離されている。
In the illustrated example, a plurality of
走査配線102と信号配線105によって囲まれた矩形領域内には、透明導電膜などからなる画素電極114が形成されている。画素電極114は、走査配線102と信号配線105とが交差する部分の近傍に形成された薄膜トランジスタ110を介して、信号配線105から信号電荷を受け取る。画素電極114の下には走査配線102に平行な補助容量配線113が形成されており、画素電極114と補助容量配線113との間に補助容量を形成する。
A
薄膜トランジスタ110は、走査配線102から垂直に突出する支線(ゲート電極103)と、ゲート電極103を覆うゲート絶縁膜104と、ゲート絶縁膜104を介してゲート電極103と重なり合っている真性半導体層106と、真性半導体層106上に形成された不純物添加半導体層107と、不純物添加半導体層107を介して真性半導体層106のソース/ドレイン領域に接続されるソース電極108およびドレイン電極109を備えている。ソース電極108は、信号配線105から垂直に突出する支線であり、信号配線105と一体的に形成されている。
The
ドレイン電極109は、薄膜トランジスタ110のドレイン領域と画素電極114とを電気的に接続する導電部材であり、金属膜をパターニングすることによって、信号配線105およびソース電極108とともに形成される。すなわち、この例では、信号配線105、ソース電極108、およびドレイン電極109は、同一レイヤに属しており、相互の配置関係はフォトリソグラフィ工程で用いるマスクパターンによって規定される。
The
ソース電極108とドレイン電極109との間は、真性半導体層106のチャネル領域を介して接続されており、チャネル領域の導通状態はゲート電極103の電位によって制御される。薄膜トランジスタ110がnチャネル型である場合、ゲート電極103の電位をトランジスタの反転しきい値以上に増加させれば、薄膜トランジスタ110はオン状態になる。このとき、ソース電極108とドレイン電極109とは電気的に導通するため、信号配線105と画素電極114との間で電荷のやりとりが行なわれる。
The
薄膜トランジスタ110を正常に動作させるには、ソース電極108およびドレイン電極109の少なくとも一部分をゲート電極103に重ねる必要がある。ゲート電極103の線幅は、10μm程度またはそれ以下であるため、信号配線105、ソース電極108、およびドレイン電極109を形成するためのフォトリソグラフィ工程においては、基板121上に既に形成されているゲート電極103に対する位置合わせ(以下、「アライメント」と称する。)を高い精度で実行する必要がある。通常、±数μm以下のアライメント精度が要求される。
In order for the
また、ゲート電極103とドレイン電極109との間の重なり領域の面積は、表示特性を左右するゲート・ドレイン間容量Cgdを規定し、このゲート・ドレイン間容量Cgdの大きさが基板面内でばらつくと、表示品質が劣化する。このため、実際の生産工程においては、露光装置のアライメント精度を±1μm以下に制御し、アライメントズレを可能な限り小さく抑えている。
The area of the overlapping region between the
このように、近年のアクティブマトリクス基板の製造に要求されるアライメント精度は非常に高く、この要求に対応する露光装置が開発され・実用化されている。しかし、アライメント精度の高い露光装置が実用化される以前は、製造歩留まりを向上させるため、アクティブマトリクス基板の配置レイアウトを工夫し、アライメントマージンを大きくしていた。 As described above, the alignment accuracy required for manufacturing an active matrix substrate in recent years is very high, and an exposure apparatus that meets this requirement has been developed and put into practical use. However, before an exposure apparatus with high alignment accuracy was put into practical use, the layout of the active matrix substrate was devised to increase the alignment margin in order to improve the manufacturing yield.
図46は、露光装置のアライメント精度が悪かった時代に提案されたアクティブマトリクス基板のレイアウトである。図示されている構成では、ドレイン電極109が画素電極114から信号配線105に対して平行に延び、走査配線102と交差している。薄膜トランジスタ110は、信号配線105と走査配線102とが交差する部分およびその近傍に形成されている。この例では、走査配線102も信号配線105も支線を有しておらず、走査配線102そのものがゲート電極として機能するとともに、信号配線105の一部がソース電極108として機能する。
FIG. 46 is a layout of an active matrix substrate proposed in an era when the alignment accuracy of the exposure apparatus was poor. In the illustrated configuration, the
上記構成を有するアクティブマトリクス基板は、次のようにして作製される。 The active matrix substrate having the above configuration is manufactured as follows.
まず、ガラス基板101上に透明導電膜161および不純物添加半導体層107を順次堆積した後、第1のマスクを用いて不純物添加半導体層107および透明導電膜161をパターンニングし、信号配線105、ドレイン電極109、および画素電極114を形成する。
First, after sequentially depositing the transparent
次に、真性半導体層106、ゲート絶縁膜104、および金属薄膜102を順次積層した後、第2のマスクを用い、金属薄膜102、ゲート絶縁膜104、および真性半導体層106を順次パターニングする。こうして、金属薄膜102から走査配線102および補助容量配線113を形成する。
Next, after the
このような方法によれば、最初に形成した信号配線105およびドレイン電極109に対し、後に形成する走査配線102の位置が多少ずれたとしても、信号配線105と走査配線102との重なり、および、ドレイン電極109と走査配線102の重なりを確保することができ、ゲート・ドレイン間容量Cgdのバラツキも抑制される。
According to such a method, even if the position of the
しかし、図46の構成では、真性半導体層106が走査配線102の下層レベルに存在しており、全ての信号配線105を横切るようにして直線状に長く延びている。このため、薄膜トランジスタ110をオン状態にするための走査信号(選択信号)を走査配線105に入力したとき、図示されているドレイン電極109と、このドレイン電極109の図中左側に位置する信号配線105との間における半導体層106が薄膜トランジスタ110のチャネル領域として機能するだけではなく、ドレイン電極109とドレイン電極109の図中右側に位置する信号配線105との間における半導体層106も寄生トランジスタのチャネル領域として機能してしまう。このため、左右に隣接する画素間でクロストークが発生し、アクティブマトリクス型液晶表示装置の特徴である高い表示コントラストを達成することができない。
However, in the configuration of FIG. 46, the
上記の問題を解決するため、図47に示すような構成を有するアクティブマトリクス基板が提案された(特許文献1)。このアクティブマトリクス基板の基本的な構造は、図45に示すアクティブマトリクス基板の基本構成と同じである。相違点は、走査配線102に支線(ゲート電極103)が設けられておらず、直線状に延びる走査配線102自体がゲート電極として機能する点と、ドレイン電極109が信号配線105に対して平行に延びている点にある。このような構成を採用することにより、多少のアライメントズレが生じても、薄膜トランジスタ110は正常に動作し、ドレイン電極109と走査配線102との重なり領域の面積も変動しないため、容量Cgdのバラツキを抑えることができる。
In order to solve the above problem, an active matrix substrate having a configuration as shown in FIG. 47 has been proposed (Patent Document 1). The basic structure of this active matrix substrate is the same as the basic structure of the active matrix substrate shown in FIG. The difference is that the
図47の構造によれば、アライメントマージンを10〜20μm程度にまで拡大することができる。しかし、現在、アクティブマトリクス基板の製造に使用されている露光装置のほとんどが±1μm以内のアライメント精度を達成しているため、結局のところ図47の構造は採用されず、開口率の向上、不良発生時の修正を容易にする等の目的のため、図45の構造が採用されている場合が多い。 47, the alignment margin can be expanded to about 10 to 20 μm. However, since most of the exposure apparatuses currently used for manufacturing the active matrix substrate achieve alignment accuracy within ± 1 μm, the structure shown in FIG. 47 is not adopted in the end. For the purpose of facilitating correction at the time of occurrence, the structure of FIG. 45 is often adopted.
また、層間絶縁膜上に画素電極を設けて画素電極と信号配線とを別レイヤに形成し、画素電極を信号配線上に重ねる構造も提案されている(特許文献2等)。このような構成では、画素電極と信号配線とが別のレイヤに形成され、画素電極と信号配線との隙間を無くすことができるため、画素電極の面積(開口率)を拡大することができ、液晶表示装置の消費電力を抑えることができる。
近年、電子機器を軽量化するため、ガラス基板に代え、ガラス基板よりも軽いプラスチック基板を用いて液晶表示装置を製造することが試みられている。 In recent years, in order to reduce the weight of electronic devices, it has been attempted to manufacture a liquid crystal display device using a plastic substrate that is lighter than the glass substrate instead of the glass substrate.
しかしながら、プラスチック基板の寸法は、製造プロセス中に大きく変化し、その変化量もプロセスによって変動するため、実用化の上で大きな支障をきたしている。 However, the dimensions of the plastic substrate greatly change during the manufacturing process, and the amount of change varies depending on the process.
プラスチック基板の主面に平行な方向に関する寸法変化率(以下、「基板伸縮率」と称する。)は、製造プロセス中の処理温度やプラスチック基板が吸収する水分の量によって強く影響される。例えば、温度による基板伸縮率は、ガラス基板の場合3〜5ppm/℃であるのに対し、プラスチック基板の場合は50〜100ppm/℃である。また、プラスチック基板の場合、水分吸収による基板伸縮率は3000ppmにも達する。 The rate of dimensional change in the direction parallel to the main surface of the plastic substrate (hereinafter referred to as “substrate expansion / contraction rate”) is strongly influenced by the processing temperature during the manufacturing process and the amount of moisture absorbed by the plastic substrate. For example, the substrate expansion / contraction rate due to temperature is 3 to 5 ppm / ° C. for a glass substrate, whereas it is 50 to 100 ppm / ° C. for a plastic substrate. In the case of a plastic substrate, the substrate expansion / contraction rate due to moisture absorption reaches 3000 ppm.
3000ppmにも達するという基板伸縮率は、製造プロセス中の全工程を経ることによって生じ得る最大値である。本願発明者は、フォトリソグラフィ工程におけるマスクアライメントの実際のズレ量を評価するため、プラスチック基板上に薄膜トランジスタを作製するプロセスを実際に行ない、2つのフォトリソクグラフィー工程間に生じた基板伸縮率を測定した。その結果、マスクアライメントの必要なフォトリソグラフィ工程間で500〜1000ppm程度の基板伸縮が発生していることがわかった。 The substrate expansion / contraction rate of 3000 ppm is the maximum value that can be generated through all the steps in the manufacturing process. The inventor of the present application actually performs a process of fabricating a thin film transistor on a plastic substrate in order to evaluate an actual shift amount of the mask alignment in the photolithography process, and measures a substrate expansion / contraction ratio generated between the two photolithography processes. did. As a result, it was found that substrate expansion and contraction of about 500 to 1000 ppm occurred between photolithography processes requiring mask alignment.
このような大きさの基板伸縮が対角5インチのプラスチック基板で生じると、基板サイズは64μm〜128μm変動することになる。このような範囲で基板サイズの変動が生じると、従来のアクティブマトリクス基板の製造方法では、正常に動作する薄膜トランジスタを作製できなくなる。 If such a size of the substrate expansion / contraction occurs in a 5-inch diagonal plastic substrate, the substrate size varies by 64 μm to 128 μm. If the substrate size fluctuates in such a range, the conventional active matrix substrate manufacturing method cannot manufacture a thin film transistor that operates normally.
本発明者は、図47の従来構造で実現可能なアライメントマージンを評価してみた。図48は、図47の基本構造に対して信号配線105の線幅に相当するアライメントマージンを与えた場合のレイアウトを示している。このレイアウトをもとに、図47の従来構造を持つアクティブマトリクス基板(対角5インチ)で対応可能な基板伸縮量を計算機シミュレーションにより求めた。その結果を下記の表1に記載する。
The inventor has evaluated the alignment margin that can be realized with the conventional structure of FIG. FIG. 48 shows a layout when an alignment margin corresponding to the line width of the
表1からわかるように、例えば画素ピッチが250μmの画素を有するアクティブマトリクス基板では、±14μm以下のアライメントマージンしか得ることができない。この程度のアライメントマージンでは、220ppm以下の基板伸縮率にしか対応できない。 As can be seen from Table 1, for example, in an active matrix substrate having pixels with a pixel pitch of 250 μm, only an alignment margin of ± 14 μm or less can be obtained. With such an alignment margin, only a substrate expansion / contraction rate of 220 ppm or less can be handled.
以上のことからわかるように、従来の構成を採用する限り、プラスチック基板を用いてアクティブマトリクス基板を製造することはできず、衝撃に弱く、軽量化の困難なガラス基板を用いてアクティブマトリクス基板を製造するしかない。 As can be seen from the above, as long as the conventional configuration is adopted, an active matrix substrate cannot be manufactured using a plastic substrate, and the active matrix substrate is formed using a glass substrate that is weak against impact and difficult to reduce in weight. There is no choice but to manufacture.
本発明はかかる諸点に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、プラスチック基板のように伸縮率の大きな基板を用いても、アライメントズレに起因する問題が生じないアクティブマトリクス基板およびその製造方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above points, and its main object is to produce an active matrix substrate that does not cause problems due to misalignment even when a substrate having a large expansion / contraction ratio such as a plastic substrate is used. It is to provide a method.
本発明の他の目的は、プラスチック基板上に薄膜トランジスタアレイを集積したアクティブマトリクス基板を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide an active matrix substrate in which a thin film transistor array is integrated on a plastic substrate.
本発明の更に他の目的は、上記アクティブマトリクス基板を用いて製造した表示装置を提供することにある。 Still another object of the present invention is to provide a display device manufactured using the active matrix substrate.
本発明によるアクティブマトリクス基板は、基板と、前記基板上に形成された複数の走査配線と、絶縁膜を介して前記走査配線と交差する複数の信号配線と、前記基板上に形成され、対応する走査配線上の走査信号に応答して動作する複数の薄膜トランジスタと、薄膜トランジスタを介して、対応する信号配線と電気的に接続され得る複数の画素電極とを備えたアクティブマトリクス基板であって、各画素電極、および、これに対応する薄膜トランジスタは、導電部材によって相互接続されており、前記画素電極および前記導電部材は、それぞれ、隣接する異なる走査配線と交差している。 An active matrix substrate according to the present invention is formed on a substrate, a plurality of scanning wirings formed on the substrate, a plurality of signal wirings crossing the scanning wirings through an insulating film, and correspondingly An active matrix substrate including a plurality of thin film transistors that operate in response to a scanning signal on a scanning wiring, and a plurality of pixel electrodes that can be electrically connected to a corresponding signal wiring through the thin film transistor, The electrode and the thin film transistor corresponding to the electrode are interconnected by a conductive member, and the pixel electrode and the conductive member intersect with different adjacent scanning lines.
本発明による他のアクティブマトリクス基板は、基板と、前記基板上に形成された複数の走査配線と、複数の補助容量配線と、絶縁膜を介して前記走査配線、補助容量配線と交差する複数の信号配線と、前記基板上に形成され、対応する走査配線に印加される信号に応答して動作する複数の薄膜トランジスタと、薄膜トランジスタを介して、対応する信号配線と電気的に接続され得る複数の画素電極とと備えたアクティブマトリクス基板であって、各画素電極、および、これに対応する薄膜トランジスタは、導電部材によって相互に接続されており、前記画素電極および前記導電部材は、それぞれ、隣接する異なる走査配線と交差するとともに、また、隣接する異なる補助容量配線とも交差している。 Another active matrix substrate according to the present invention includes a substrate, a plurality of scanning wirings formed on the substrate, a plurality of auxiliary capacitance wirings, and a plurality of scanning wirings and auxiliary capacitance wirings intersecting with each other through an insulating film. Signal wiring, a plurality of thin film transistors formed on the substrate and operating in response to a signal applied to the corresponding scanning wiring, and a plurality of pixels that can be electrically connected to the corresponding signal wiring through the thin film transistor Each pixel electrode and the corresponding thin film transistor are connected to each other by a conductive member, and the pixel electrode and the conductive member are adjacent to each other in different scans. In addition to intersecting with the wiring, it also intersects with a different adjacent auxiliary capacitance wiring.
本発明によるアクティブマトリクス基板は、基板と、前記基板上に形成された複数の走査配線と、複数の補助容量配線と、第1の絶縁膜を介して前記走査配線、補助容量配線と交差する複数の信号配線と、前記基板上に形成され、対応する走査配線に印加される信号に応答して動作する複数の薄膜トランジスタと、薄膜トランジスタを介して、対応する信号配線と電気的に接続され得る複数の下層画素電極と、第2の絶縁膜を介して前記下層画素電極の上層に配置され、コンタクトホールを介して前記下層画素電極と電気的に接続される複数の上層画素電極と、
を備えたアクティブマトリクス基板であって、前記信号配線、前記導電部材、および下層画素電極は、いずれも、同一の導電膜をパターニングすることによって形成され、各画素電極、および、これに対応する薄膜トランジスタは、導電部材によって相互に接続されており、前記下層画素電極および前記導電部材は、それぞれ、隣接する異なる走査配線と交差するとともに、また、隣接する異なる補助容量配線とも交差している。
An active matrix substrate according to the present invention includes a substrate, a plurality of scanning wirings formed on the substrate, a plurality of auxiliary capacitance wirings, and a plurality of intersections with the scanning wirings and auxiliary capacitance wirings via a first insulating film. A plurality of thin film transistors that are formed on the substrate and operate in response to a signal applied to the corresponding scanning wiring, and a plurality of thin film transistors that can be electrically connected to the corresponding signal wiring through the thin film transistor A plurality of upper layer pixel electrodes disposed on an upper layer of the lower layer pixel electrode through a second insulating film and electrically connected to the lower layer pixel electrode through a contact hole;
The signal wiring, the conductive member, and the lower pixel electrode are all formed by patterning the same conductive film, and each pixel electrode and a thin film transistor corresponding thereto Are connected to each other by a conductive member, and the lower pixel electrode and the conductive member intersect with different adjacent scanning lines and also intersect with different adjacent auxiliary capacitance lines.
本発明によるアクティブマトリクス基板は、基板と、前記基板上に形成された複数の走査配線と、第1の絶縁膜を介して前記走査配線と交差する複数の信号配線と、前記基板上に形成され、対応する走査配線に印加される信号に応答して動作する複数の薄膜トランジスタと、薄膜トランジスタを介して、対応する信号配線と電気的に接続され得る複数の下層画素電極と、第2の絶縁膜を介して前記下層画素電極の上層に配置され、コンタクトホールを介して前記下層の画素電極と電気的に接続される複数の上層画素電極とを備えたアクティブマトリクス基板であって、前記信号配線、前記導電部材、および下層画素電極は、いずれも、同一の導電膜をパターニングすることによって形成され、前記下層画素電極および上層画素電極によって構成される画素電極、および、これに対応する薄膜トランジスタは、前記導電部材によって相互に接続されており、前記下層画素電極および前記導電部材は、それぞれ、隣接する異なる走査配線と交差している。 An active matrix substrate according to the present invention is formed on a substrate, a plurality of scanning wirings formed on the substrate, a plurality of signal wirings intersecting the scanning wirings via a first insulating film, and the substrate. A plurality of thin film transistors that operate in response to a signal applied to a corresponding scanning line; a plurality of lower layer pixel electrodes that can be electrically connected to the corresponding signal line through the thin film transistor; and a second insulating film. An active matrix substrate having a plurality of upper layer pixel electrodes electrically connected to the lower layer pixel electrodes through contact holes, the signal line, The conductive member and the lower pixel electrode are both formed by patterning the same conductive film, and are composed of the lower pixel electrode and the upper pixel electrode. Pixel electrodes, and, the thin film transistor corresponding thereto, are connected to each other by the conductive member, the lower pixel electrode and the conductive member, respectively, intersect the adjacent different scanning lines.
本発明によるアクティブマトリクス基板は、基板と、前記基板上に形成された複数の走査配線と、複数の補助容量配線と、絶縁膜を介して前記走査配線、補助容量配線と交差する複数の信号配線と、前記基板上に形成され、対応する走査配線に印加される信号に応答して動作する複数の薄膜トランジスタと、薄膜トランジスタを介して、対応する信号配線と電気的に接続され得る複数の下層画素電極と、絶縁膜を介して前記下層の画素電極の上層に配置され、コンタクトホールを介して前記下層画素電極と電気的に接続される複数の上層画素電極とを備えたアクティブマトリクス基板であって、前記信号配線、前記導電部材、および下層画素電極は、いずれも、同一の導電膜をパターニングすることによって形成され、前記下層画素電極および上層画素電極によって構成される画素電極、および、これに対応する薄膜トランジスタは、導電部材によって相互に接続されており、隣接する前記走査配線および前記補助容量配線のうち、一方は前記下層画素電極と交差し、他方は前記導電部材と交差している。 An active matrix substrate according to the present invention includes a substrate, a plurality of scanning wirings formed on the substrate, a plurality of auxiliary capacitance wirings, and a plurality of signal wirings crossing the scanning wirings and the auxiliary capacitance wirings through an insulating film. A plurality of thin film transistors which are formed on the substrate and operate in response to a signal applied to a corresponding scanning line, and a plurality of lower layer pixel electrodes which can be electrically connected to the corresponding signal line through the thin film transistor And an active matrix substrate including a plurality of upper layer pixel electrodes that are disposed on an upper layer of the lower layer pixel electrode through an insulating film and electrically connected to the lower layer pixel electrode through a contact hole, The signal wiring, the conductive member, and the lower pixel electrode are all formed by patterning the same conductive film, and the lower pixel electrode and the lower pixel electrode are formed. The pixel electrode constituted by the upper layer pixel electrode and the thin film transistor corresponding thereto are connected to each other by a conductive member, and one of the adjacent scanning wiring and auxiliary capacitance wiring intersects the lower layer pixel electrode. The other crosses the conductive member.
ある好ましい実施形態では、前記信号配線から分岐して前記走査配線と交差するソース電極を備え、前記導電部材と前記走査配線との交差部は、前記信号配線と前記走査配線との交差部および前記ソース電極と前記走査配線との交差部で挟まれている。 In a preferred embodiment, the device includes a source electrode that branches from the signal wiring and intersects the scanning wiring, and the intersection between the conductive member and the scanning wiring includes an intersection between the signal wiring and the scanning wiring, and the scanning wiring. It is sandwiched at the intersection of the source electrode and the scanning wiring.
ある好ましい実施形態では、前記信号配線と前記導電部材との間の距離は、前記導電部材と前記ソース電極との間の距離と略等しい。 In a preferred embodiment, a distance between the signal wiring and the conductive member is substantially equal to a distance between the conductive member and the source electrode.
ある好ましい実施形態では、前記薄膜トランジスタのチャネル部が隣合う信号配線のほぼ中央に位置する。 In a preferred embodiment, the channel portion of the thin film transistor is located approximately at the center of the adjacent signal wiring.
ある好ましい実施形態では、前記薄膜トランジスタのチャネル部が前記上層画素電極によって覆われている。 In a preferred embodiment, a channel portion of the thin film transistor is covered with the upper layer pixel electrode.
ある好ましい実施形態において、各薄膜トランジスタの半導体層は、前記走査配線に対して自己整合的に形成されており、前記信号配線および導電部材は、前記半導体層と交差するように配置されている。 In a preferred embodiment, the semiconductor layer of each thin film transistor is formed in a self-aligned manner with respect to the scanning wiring, and the signal wiring and the conductive member are arranged so as to intersect the semiconductor layer.
ある好ましい実施形態において、前記信号配線および導電部材は、前記半導体層を乗り越えるように配置されており、前記半導体層のチャネル領域は、前記走査配線に対して自己整合的に形成されたチャネル保護層によって覆われている。 In a preferred embodiment, the signal wiring and the conductive member are arranged so as to cross over the semiconductor layer, and a channel protection layer formed in a self-aligned manner with respect to the scanning wiring in the channel region of the semiconductor layer Covered by.
ある好ましい実施形態において、前記チャネル保護層の側面のうち、前記信号配線および導電部材が延伸する方向に平行な側面は、前記信号配線および導電部材の外側の側面に整合している。 In a preferred embodiment, a side surface parallel to a direction in which the signal wiring and the conductive member extend out of the side surfaces of the channel protective layer is aligned with the outer side surface of the signal wiring and the conductive member.
ある好ましい実施形態において、前記チャネル保護層の側面のうち、前記走査配線が延伸する方向に対して平行な2つの側面間距離は、前記走査配線の線幅よりも狭い。 In a preferred embodiment, a distance between two side surfaces parallel to a direction in which the scanning wiring extends among side surfaces of the channel protective layer is narrower than a line width of the scanning wiring.
ある好ましい実施形態において、前記導電部材は、前記導電部材に接続されている画素電極から前記信号配線に対して平行な方向に延長しており、前記導電部材の先端から、前記導電部材に接続された画素電極の反対側の端までの距離が走査配線間隔の1倍より長く、走査配線間隔の2倍未満である。 In a preferred embodiment, the conductive member extends from a pixel electrode connected to the conductive member in a direction parallel to the signal wiring, and is connected to the conductive member from a tip of the conductive member. The distance to the opposite end of the pixel electrode is longer than 1 times the scanning wiring interval and less than 2 times the scanning wiring interval.
ある好ましい実施形態において、前記信号配線、前記導電部材、および前記画素電極は、いずれも、同一の導電膜をパターニングすることによって形成された導電層を含んでいる。 In a preferred embodiment, each of the signal wiring, the conductive member, and the pixel electrode includes a conductive layer formed by patterning the same conductive film.
ある好ましい実施形態において、前記信号配線、前記導電部材、および前記画素電極は、いずれも、同一の透明導電膜をパターニングすることによって形成された透明導電層を含んでおり、前記信号配線に含まれる前記透明導電層の上には、遮光性を有する膜が配置されている。 In a preferred embodiment, each of the signal wiring, the conductive member, and the pixel electrode includes a transparent conductive layer formed by patterning the same transparent conductive film, and is included in the signal wiring. A film having a light shielding property is disposed on the transparent conductive layer.
ある好ましい実施形態において、前記遮光性を有する膜の電気抵抗率は、前記透明導電層の電気抵抗率よりも低い金属から形成されている。 In a preferred embodiment, the light-shielding film has an electric resistivity made of a metal lower than an electric resistivity of the transparent conductive layer.
ある好ましい実施形態において、前記走査配線および前記信号配線は、表示領域内において、前記基板の表面に平行な方位に突出する部分を有していない。 In a preferred embodiment, the scanning wiring and the signal wiring do not have a portion protruding in a direction parallel to the surface of the substrate in the display region.
ある好ましい実施形態において、前記走査配線は遮光性金属から形成されている。 In a preferred embodiment, the scanning wiring is made of a light shielding metal.
ある好ましい実施形態において、前記複数の走査配線の各々は、少なくとも前記薄膜トランジスタが形成される領域において、光を透過し得るスリット状開口部分を有している。 In a preferred embodiment, each of the plurality of scanning wirings has a slit-like opening that can transmit light at least in a region where the thin film transistor is formed.
ある好ましい実施形態において、前記複数の走査配線の各々は、少なくとも前記薄膜トランジスタが形成される領域において、複数の配線部分に分離されている。 In a preferred embodiment, each of the plurality of scanning wirings is separated into a plurality of wiring portions at least in a region where the thin film transistor is formed.
ある好ましい実施形態において、前記複数の配線部分の各々の線幅は、前記走査配線を覆うネガ型感光性樹脂層を形成した後、前記基板裏面側から前記基板に光を照射し、それによって前記ネガ型感光性樹脂層の一部を露光するとき、前記光の回折により、前記複数の配線部分上に位置する前記ネガ型感光性樹脂層の実質的に全部を感光させることができる大きさである。 In a preferred embodiment, the line width of each of the plurality of wiring portions is such that after forming a negative photosensitive resin layer covering the scanning wiring, the substrate is irradiated with light from the back side of the substrate, thereby When a part of the negative photosensitive resin layer is exposed, the diffraction of the light is such that substantially all of the negative photosensitive resin layer located on the plurality of wiring portions can be exposed. is there.
ある好ましい実施形態において、前記信号配線に平行な方向に対する前記基板の伸縮率が、前記信号配線に垂直な方向に対する前記基板の伸縮率よりも小さくなるように、前記基板と前記信号配線との間の配置関係が規定されている。 In a preferred embodiment, the expansion ratio of the substrate with respect to a direction parallel to the signal wiring is smaller than the expansion ratio of the substrate with respect to a direction perpendicular to the signal wiring. The arrangement relationship is defined.
ある好ましい実施形態において、前記複数の走査配線は、表示領域よりも外側に延長されており、各走査配線の延長部の長さは走査配線ピッチよりも大きい。 In a preferred embodiment, the plurality of scanning lines are extended outward from the display area, and the length of the extension of each scanning line is larger than the scanning line pitch.
ある好ましい実施形態において、前記画素電極上にカラーフィルタが形成されている。 In a preferred embodiment, a color filter is formed on the pixel electrode.
ある好ましい実施形態において、前記基板は、プラスチックから形成されている。 In a preferred embodiment, the substrate is made of plastic.
本発明によるアクティブマトリクス基板は、プラスチック基板と、前記プラスチック基板上に形成された第1の走査配線と、前記プラスチック基板上に形成され、前記第1の走査配線に対して平行に配置された第2の走査配線と、前記プラスチック基板上に形成され、前記第2の走査配線に対して平行に配置された第3の走査配線と、絶縁膜を介して前記第1から第3の走査配線と交差する信号配線と、前記第1の走査配線を横切る第1の画素電極と、前記第2の走査配線を横切る第2の画素電極と、前記第2の走査配線に対して自己整合的に形成された第1の薄膜トランジスタと、前記第3の走査配線に対して自己整合的に形成された第2の薄膜トランジスタとを備え、前記第1の画素電極は、前記第2の走査配線を横切る第1の導電部材によって前記第1の薄膜トランジスタに接続され、前記第2の画素電極は、前記第3の走査配線を横切る第2の導電部材によって前記第2の薄膜トランジスタに接続されている。 An active matrix substrate according to the present invention includes a plastic substrate, a first scanning wiring formed on the plastic substrate, and a first scanning wiring formed on the plastic substrate and arranged in parallel to the first scanning wiring. Two scanning wirings, a third scanning wiring formed on the plastic substrate and arranged in parallel to the second scanning wiring, and the first to third scanning wirings through an insulating film, A signal wiring that intersects, a first pixel electrode that crosses the first scanning wiring, a second pixel electrode that crosses the second scanning wiring, and the second scanning wiring are formed in a self-aligned manner. The first thin film transistor and a second thin film transistor formed in a self-aligned manner with respect to the third scanning line, and the first pixel electrode crosses the second scanning line. Conductive members Thus connected to the first thin film transistor, the second pixel electrode is connected to the second thin film transistor by a second conductive member across said third scanning line.
本発明の表示装置は、上記いずれかの記載のアクティブマトリクス基板と、前記アクティブマトリクス基板に対向する基板と、前記アクティブマトリクス基板と前記対向基板との間に位置する光変調層とを備えている。 A display device of the present invention includes any one of the active matrix substrates described above, a substrate facing the active matrix substrate, and a light modulation layer positioned between the active matrix substrate and the counter substrate. .
本発明の携帯型電子装置は、前記表示装置を備えていることを特徴とする。 A portable electronic device according to the present invention includes the display device.
本発明によるアクティブマトリクス基板の製造方法は、基板上に複数の走査配線を形成する工程と、前記走査配線を覆う絶縁膜を形成する工程と、前記絶縁膜上に半導体層を形成する工程と、前記半導体層上にポジ型レジスト層を形成する工程と、前記基板の裏面側から前記基板に光を照射し、それによって前記ポジ型レジスト層を露光した後、現像により、前記走査配線に整合した第1のレジストマスクを前記走査配線の上方に形成する工程と、前記半導体層のうち前記第1のレジストマスクによって覆われていない部分を除去し、薄膜トランジスタの半導体領域として機能する部分を含む線状半導体層を前記走査配線に対して自己整合的に形成する工程と、前記第1のレジストマスクを除去する工程と、前記線状半導体層を覆うように導電膜を堆積する工程と、第2のレジストマスクを用いて前記導電膜をパターニングすることにより、前記走査配線と交差する信号配線および画素電極を形成するとともに、前記画素電極から前記信号配線に平行に延長し、前記画素電極が交差している走査配線に隣接する走査配線と交差する導電部材を形成し、更に、前記線状半導体層をパターニングすることにより、前記信号配線および導電部材の下方に前記薄膜トランジスタの半導体領域を形成する工程とを包含する。 An active matrix substrate manufacturing method according to the present invention includes a step of forming a plurality of scanning lines on a substrate, a step of forming an insulating film covering the scanning lines, a step of forming a semiconductor layer on the insulating film, A step of forming a positive resist layer on the semiconductor layer, and irradiating the substrate with light from the back side of the substrate, thereby exposing the positive resist layer and then developing and aligning with the scanning wiring A step of forming a first resist mask above the scanning wiring; and a portion of the semiconductor layer that is not covered by the first resist mask is removed to include a portion that functions as a semiconductor region of the thin film transistor Forming a semiconductor layer in a self-aligned manner with respect to the scanning wiring; removing the first resist mask; and guiding the semiconductor layer so as to cover the linear semiconductor layer. A process of depositing a film and patterning the conductive film using a second resist mask to form a signal wiring and a pixel electrode crossing the scanning wiring, and from the pixel electrode to the signal wiring in parallel A conductive member intersecting with the scanning wiring adjacent to the scanning wiring intersecting with the pixel electrode is formed, and further, by patterning the linear semiconductor layer, the signal wiring and the conductive member are disposed under the signal wiring and the conductive member. Forming a semiconductor region of the thin film transistor.
ある好ましい実施形態において、前記薄膜トランジスタの半導体領域を形成する工程は、前記第2のレジストマスクとして、前記信号配線および導電部材を規定する相対的に厚い部分と、前記信号配線と前記導電部材との隙間の領域を規定する相対的に薄い部分とを有するレジストパターンを形成する工程と、前記導電膜および線状半導体層のうち、前記レジストパターンに覆われていない部分をエッチングする工程と、前記レジストパターンの相対的に薄い部分を除去する工程と、前記導電膜のうち、前記レジストパターンの相対的に薄い部分に覆われていた部分をエッチングし、前記信号配線および前記導電部材を形成する工程とを包含する。 In a preferred embodiment, the step of forming a semiconductor region of the thin film transistor includes, as the second resist mask, a relatively thick portion that defines the signal wiring and the conductive member, and the signal wiring and the conductive member. Forming a resist pattern having a relatively thin portion defining a gap region, etching a portion of the conductive film and the linear semiconductor layer not covered with the resist pattern, and the resist Removing a relatively thin portion of the pattern; and etching the portion of the conductive film covered by the relatively thin portion of the resist pattern to form the signal wiring and the conductive member; Is included.
本発明による他のアクティブマトリクス基板の製造方法は、基板上に複数の走査配線を形成する工程と、前記走査配線を覆う絶縁膜を形成する工程と、前記絶縁膜上に半導体層を形成する工程と、前記半導体層上にポジ型レジスト層を形成する工程と、前記基板の裏面側から前記基板に光を照射し、それによって前記ポジ型レジスト層を露光した後、現像により、前記走査配線に整合した第1のレジストマスクを前記走査配線の上方に形成する工程と、前記半導体層のうち前記第1のレジストマスクによって覆われていない部分を除去し、薄膜トランジスタの半導体領域として機能する部分を含む線状半導体層を前記走査配線に対して自己整合的に形成する工程と、前記第1のレジストマスクを除去する工程と、前記線状半導体層を覆うように透明導電膜を堆積する工程と、前記透明導電膜上に遮光膜を堆積する工程と、第2のレジストマスクを用いて前記遮光膜および透明導電膜をパターニングすることにより、前記走査配線と交差する信号配線および画素電極を形成するとともに、前記画素電極から前記信号配線に平行に延長し、前記画素電極が交差している走査配線に隣接する走査配線と交差する導電部材を形成し、更に、前記線状半導体層をパターニングすることにより、前記信号配線および導電部材の下方に前記薄膜トランジスタの半導体領域を形成する工程と、ネガ型感光性樹脂材料を前記基板上に塗布する工程と、前記基板の裏面側から前記基板に光を照射し、それによって前記ネガ型感光性樹脂材料を露光した後、現像することにより、非感光部分を除去し、ブラックマトリクスを形成する工程とを包含する。 Another method of manufacturing an active matrix substrate according to the present invention includes a step of forming a plurality of scanning lines on the substrate, a step of forming an insulating film covering the scanning lines, and a step of forming a semiconductor layer on the insulating film. And forming a positive resist layer on the semiconductor layer; irradiating the substrate with light from the back side of the substrate, thereby exposing the positive resist layer; Forming a matched first resist mask above the scan wiring; and removing a portion of the semiconductor layer not covered by the first resist mask to include a portion functioning as a semiconductor region of the thin film transistor Forming a linear semiconductor layer in a self-aligned manner with respect to the scanning wiring; removing the first resist mask; and covering the linear semiconductor layer A step of depositing a transparent conductive film, a step of depositing a light shielding film on the transparent conductive film, and patterning the light shielding film and the transparent conductive film using a second resist mask, thereby crossing the scanning wiring. Forming a signal line and a pixel electrode, extending in parallel to the signal line from the pixel electrode, forming a conductive member that intersects a scan line adjacent to the scan line intersected by the pixel electrode; and Forming a semiconductor region of the thin film transistor under the signal wiring and the conductive member by patterning a linear semiconductor layer; applying a negative photosensitive resin material on the substrate; and a back surface of the substrate The substrate is irradiated with light from the side, thereby exposing the negative photosensitive resin material, and then developing to remove non-photosensitive portions and Comprising a step of forming a click matrix.
ある好ましい実施形態においては、前記ネガ型感光性樹脂材料を露光する際、前記走査配線および遮光膜が形成されていない領域を透過する光を用いて、前記信号配線、導電部材、および薄膜トランジスタの半導体領域の上に位置する前記ネガ型感光性樹脂材料を感光し、それよって、前記画素電極が形成されていない領域を前記ブラックマトリクスによって覆う。 In a preferred embodiment, when exposing the negative photosensitive resin material, the signal wiring, the conductive member, and the semiconductor of the thin film transistor are transmitted using light that passes through the region where the scanning wiring and the light shielding film are not formed. The negative photosensitive resin material located on the area is exposed to light so that the area where the pixel electrode is not formed is covered with the black matrix.
ある好ましい実施形態においては、前記遮光膜のうち、前記ブラックマトリクスによって覆われてない部分をエッチングし、前記画素電極上に透光領域を形成する。 In a preferred embodiment, a portion of the light shielding film that is not covered with the black matrix is etched to form a light transmitting region on the pixel electrode.
ある好ましい実施形態において、前記薄膜トランジスタの半導体領域を形成する工程は、前記第2のレジストマスクとして、前記信号配線および導電部材を規定する相対的に厚い部分と、前記信号配線と前記導電部材との隙間の領域を規定する相対的に薄い部分とを有するレジストパターンを形成する工程と、前記導電膜および線状半導体層のうち、前記レジストパターンに覆われていない部分をエッチングする工程と、前記レジストパターンの相対的に薄い部分を除去する工程と、前記導電膜のうち、前記レジストパターンの相対的に薄い部分に覆われていた部分をエッチングし、前記信号配線および前記導電部材を形成する工程とを包含する。 In a preferred embodiment, the step of forming a semiconductor region of the thin film transistor includes, as the second resist mask, a relatively thick portion that defines the signal wiring and the conductive member, and the signal wiring and the conductive member. Forming a resist pattern having a relatively thin portion defining a gap region, etching a portion of the conductive film and the linear semiconductor layer not covered with the resist pattern, and the resist Removing a relatively thin portion of the pattern; and etching the portion of the conductive film covered by the relatively thin portion of the resist pattern to form the signal wiring and the conductive member; Is included.
本発明によるアクティブマトリクス基板の製造方法は、基板上に複数の走査配線を形成する工程と、前記走査配線を覆う絶縁膜を形成する工程と、前記絶縁膜上に半導体層を形成する工程と、前記半導体層上にチャネル保護層を形成する工程と、前記チャネル保護層上に第1のポジ型レジスト層を形成する工程と、前記基板の裏面側から前記基板に光を照射し、それによって前記第1のポジ型レジスト層を露光した後、現像により、前記走査配線に整合した第1のレジストマスクを前記走査配線の上方に形成する工程と、前記チャネル保護層のうち前記第1のレジストマスクによって覆われていない部分を除去し、前記走査配線の線幅よりも狭い線幅を有するチャネル保護層を前記走査配線に対して自己整合的に形成する工程と、前記チャネル保護層および半導体層を覆うようにコンタクト層を堆積する工程と、前記コンタクト層上に第2のポジ型レジスト層を形成する工程と、前記基板の裏面側から前記基板に光を照射し、それによって前記第2のポジ型レジスト層を露光した後、現像により、前記走査配線に整合した第2のレジストマスクを前記走査配線の上方に形成する工程と、前記コンタクト層および半導体層のうち前記第2のレジストマスクによって覆われていない部分を除去し、線状コンタクト層、および薄膜トランジスタの半導体領域として機能する部分を含む線状半導体層を前記走査配線に対して自己整合的に形成する工程と、前記第2のレジストマスクを除去する工程と、前記線状コンタクト層を覆うように導電膜を堆積する工程と、第3のレジストマスクを用いて前記導電膜をパターニングすることにより、前記走査配線と交差する信号配線および画素電極を形成するとともに、前記画素電極から前記信号配線に平行に延伸し、前記画素電極が交差している走査配線に隣接する走査配線と交差する導電部材を形成し、更に、前記線状コンタクト層、チャネル保護層、および半導体層をパターニングすることにより、前記信号配線および導電部材の下方に前記チャネル保護膜で上面が部分的に覆われた前記薄膜トランジスタの半導体領域を形成する工程とを包含する。 An active matrix substrate manufacturing method according to the present invention includes a step of forming a plurality of scanning lines on a substrate, a step of forming an insulating film covering the scanning lines, a step of forming a semiconductor layer on the insulating film, Forming a channel protective layer on the semiconductor layer; forming a first positive resist layer on the channel protective layer; and irradiating the substrate with light from the back side of the substrate, thereby Forming a first resist mask aligned with the scanning wiring by developing after exposing the first positive resist layer; and developing the first resist mask out of the channel protective layer. Removing a portion that is not covered by a channel, and forming a channel protective layer having a line width narrower than the line width of the scanning wiring in a self-aligned manner with respect to the scanning wiring; Depositing a contact layer so as to cover the protective layer and the semiconductor layer; forming a second positive resist layer on the contact layer; irradiating the substrate with light from the back side of the substrate; Forming a second resist mask aligned with the scanning wiring by development after exposing the second positive resist layer by developing, and the first of the contact layer and the semiconductor layer. Removing a portion not covered by the resist mask of 2 and forming a linear contact layer and a linear semiconductor layer including a portion functioning as a semiconductor region of the thin film transistor in a self-aligned manner with respect to the scanning wiring; A step of removing the second resist mask, a step of depositing a conductive film so as to cover the linear contact layer, and a third resist mask. By patterning the conductive film, a signal wiring and a pixel electrode intersecting with the scanning wiring are formed, and the scanning wiring extending from the pixel electrode in parallel to the signal wiring and intersecting with the pixel electrode is formed. By forming a conductive member that intersects with an adjacent scanning line, and further patterning the linear contact layer, channel protective layer, and semiconductor layer, the channel protective film has an upper surface below the signal line and conductive member. Forming a partially covered semiconductor region of the thin film transistor.
ある好ましい実施形態において、前記薄膜トランジスタの半導体領域を形成する工程は、前記第3のレジストマスクとして、前記信号配線および導電部材を規定する相対的に厚い部分と、前記信号配線と前記導電部材との隙間の領域を規定する相対的に薄い部分とを有するレジストパターンを形成する工程と、前記導電膜、線状コンタクト層、線状チャネル保護層、および線状半導体層のうち、前記レジストパターンに覆われていない部分をエッチングする工程と、前記レジストパターンの相対的に薄い部分を除去する工程と、前記導電膜およびコンタクト層のうち、前記レジストパターンの相対的に薄い部分によって覆われていた部分をエッチングし、前記信号配線および前記導電部材を分離して形成する工程とを包含する。 In a preferred embodiment, the step of forming a semiconductor region of the thin film transistor includes, as the third resist mask, a relatively thick portion that defines the signal wiring and the conductive member, and the signal wiring and the conductive member. Forming a resist pattern having a relatively thin portion that defines a gap region; and covering the resist pattern among the conductive film, the linear contact layer, the linear channel protective layer, and the linear semiconductor layer. A step of etching a portion that is not covered, a step of removing a relatively thin portion of the resist pattern, and a portion of the conductive film and contact layer that is covered by a relatively thin portion of the resist pattern. Etching and separating the signal wiring and the conductive member.
本発明によるアクティブマトリクス基板の製造方法は、基板上に複数の走査配線を形成する工程と、前記走査配線を覆う絶縁膜を形成する工程と、前記絶縁膜上に半導体層を形成する工程と、前記半導体層上にチャネル保護層を形成する工程と、前記チャネル保護層上にポジ型レジスト層を形成する工程と、前記基板の裏面側から前記基板に光を照射し、それによって前記ポジ型レジスト層を露光した後、現像により、前記走査配線に整合した第1のレジストマスクを前記走査配線の上方に形成する工程と、前記チャネル保護層のうち前記第1のレジストマスクによって覆われていない部分を除去し、チャネル保護層を前記走査配線に対して自己整合的に形成する工程と、前記チャネル保護層および半導体層を覆うようにコンタクト層を堆積する工程と、前記コンタクト層を覆うように導電膜を堆積する工程と、第2のレジストマスクを用いて、前記導電膜をパターニングすることにより、前記走査配線と交差する信号配線および画素電極を形成するとともに、前記画素電極から前記信号配線に沿って延伸し、前記画素電極が交差している走査配線に隣接する走査配線と交差する導電部材を形成し、更に、前記コンタクト層、チャネル保護層、および半導体層をパターニングすることにより、前記信号配線および導電部材の下方に前記チャネル保護膜で上面が覆われた前記薄膜トランジスタの半導体領域を形成する工程とを包含する。 An active matrix substrate manufacturing method according to the present invention includes a step of forming a plurality of scanning lines on a substrate, a step of forming an insulating film covering the scanning lines, a step of forming a semiconductor layer on the insulating film, A step of forming a channel protective layer on the semiconductor layer; a step of forming a positive resist layer on the channel protective layer; and irradiating the substrate with light from a back surface side of the substrate, whereby the positive resist Forming a first resist mask aligned with the scanning wiring by developing after exposing the layer, and a portion of the channel protective layer not covered by the first resist mask Forming a channel protective layer in a self-aligned manner with respect to the scanning wiring, and depositing a contact layer so as to cover the channel protective layer and the semiconductor layer Forming a signal wiring and a pixel electrode crossing the scanning wiring by patterning the conductive film using a second resist mask, and a step of depositing a conductive film so as to cover the contact layer. And forming a conductive member extending from the pixel electrode along the signal wiring and intersecting a scanning wiring adjacent to the scanning wiring intersecting with the pixel electrode, and further, the contact layer, the channel protective layer, And patterning the semiconductor layer to form a semiconductor region of the thin film transistor whose upper surface is covered with the channel protective film below the signal wiring and the conductive member.
ある好ましい実施形態において、前記薄膜トランジスタの半導体領域を形成する工程は、前記第2のレジストマスクとして、前記信号配線および導電部材を規定する相対的に厚い部分と、前記信号配線と前記導電部材との隙間の領域を規定する相対的に薄い部分とを有するレジストパターンを形成する工程と、前記導電膜、コンタクト層、チャネル保護層、および半導体層のうち、前記レジストパターンに覆われていない部分をエッチングする工程と、前記レジストパターンの相対的に薄い部分を除去する工程と、前記導電膜およびコンタクト層のうち、前記レジストパターンの相対的に薄い部分によって覆われていた部分をエッチングし、前記信号配線および前記導電部材を分離して形成する工程とを包含する。 In a preferred embodiment, the step of forming a semiconductor region of the thin film transistor includes, as the second resist mask, a relatively thick portion that defines the signal wiring and the conductive member, and the signal wiring and the conductive member. Forming a resist pattern having a relatively thin portion that defines a gap region, and etching a portion of the conductive film, contact layer, channel protective layer, and semiconductor layer that is not covered with the resist pattern; A step of removing a relatively thin portion of the resist pattern; and etching a portion of the conductive film and the contact layer that is covered with a relatively thin portion of the resist pattern, And forming the conductive member separately.
ある好ましい実施形態においては、前記コンタクト層の形成前に、裏面露光法により、前記半導体層を前記走査配線に対して自己整合的に形成する。 In a preferred embodiment, before forming the contact layer, the semiconductor layer is formed in a self-aligned manner with respect to the scanning wiring by a backside exposure method.
ある好ましい実施形態においては、前記レジストパターンの相対的に薄い部分を除去した後、前記導電膜およびコンタクト層のうち、前記レジストパターンの相対的に薄い部分によって覆われていた部分をエッチングする際、前記半導体層の露出部分をエッチングし、前記チャネル保護層の下方に薄膜トランジスタの半導体領域を残す。 In a preferred embodiment, after removing a relatively thin portion of the resist pattern, when etching a portion of the conductive film and the contact layer covered by the relatively thin portion of the resist pattern, The exposed portion of the semiconductor layer is etched to leave a semiconductor region of the thin film transistor below the channel protective layer.
本発明による更に他のアクティブマトリクス基板の製造方法は、基板上に半導体膜を形成する工程と、前記半導体膜上に第1導電膜を形成する工程と、前記第1導電膜および前記半導体膜をパターニングすることにより、複数の信号配線、複数の画素電極、および各画素電極から前記信号配線に沿って延びる導電部材を形成するとともに、前記信号配線と前記導電部材との間の領域に位置する前記半導体膜は除去しないで残す工程と、前記基板上に絶縁膜を形成する工程と、前記絶縁膜上に第2導電膜を形成する工程と、前記第2導電膜をパターニングすることにより、前記信号配線、画素電極および導電部材と交差する複数の走査配線を形成するとともに、前記信号配線と前記導電部材との間の領域に位置する前記半導体膜のうち、前記走査配線の下方に位置する部分以外の部分をエッチングする工程とを包含する。 Still another active matrix substrate manufacturing method according to the present invention includes a step of forming a semiconductor film on a substrate, a step of forming a first conductive film on the semiconductor film, the first conductive film and the semiconductor film. By patterning, a plurality of signal lines, a plurality of pixel electrodes, and a conductive member extending from each pixel electrode along the signal lines are formed, and the region located between the signal lines and the conductive member Leaving the semiconductor film without removing, forming an insulating film on the substrate, forming a second conductive film on the insulating film, patterning the second conductive film, A plurality of scanning wirings intersecting the wiring, the pixel electrode, and the conductive member are formed, and the running film is included in the semiconductor film located in a region between the signal wiring and the conductive member. Comprising a step of etching portions other than the portion located below the wire.
好ましい実施形態において、前記第1導電膜および前記半導体膜をパターニングする工程は、前記信号配線、前記画素電極、および前記導電部材を規定する相対的に厚い部分と、前記信号配線と前記導電部材との間の領域を規定する相対的に薄い部分とを有するレジストマスクを形成する工程と、前記第1導電膜および前記半導体膜のうち、前記レジストマスクに覆われていない部分をエッチングする工程と、前記レジストマスクから前記相対的に薄い部分を除去する工程と、前記第1導電膜のうち、前記レジストマスクの前記相対的に薄い部分によって覆われていた部分をエッチングする工程と包含する。 In a preferred embodiment, the step of patterning the first conductive film and the semiconductor film includes a relatively thick portion that defines the signal wiring, the pixel electrode, and the conductive member, the signal wiring, and the conductive member. Forming a resist mask having a relatively thin portion defining a region between the first conductive film and the semiconductor film, and etching a portion not covered by the resist mask; Removing the relatively thin portion from the resist mask; and etching the portion of the first conductive film covered by the relatively thin portion of the resist mask.
アクティブマトリクス基板の製造方法は、基板上にゲート電極を形成する工程と、前記ゲート電極を覆うゲート絶縁膜を形成する工程と、前記ゲート絶縁膜上に半導体層を形成する工程と、前記半導体層上にポジ型レジスト層を形成する工程と、前記基板の裏面側から前記基板に光を照射し、それによって前記ポジ型レジスト層を露光した後、現像により、前記ゲート電極に整合した第1のレジストマスクを前記ゲート電極の上方に形成する工程と、前記半導体層のうち前記第1のレジストマスクによって覆われていない部分を除去し、薄膜トランジスタの半導体領域として機能する部分を含む半導体層を前記ゲート電極に対して自己整合的に形成する工程と、前記第1のレジストマスクを除去する工程と、前記半導体層を覆うように導電膜を堆積する工程と、
第2のレジストマスクを用いて前記導電膜をパターニングすることにより、前記ゲート電極と交差するソース電極およびドレイン電極を形成し、更に、前記半導体層をパターニングすることにより、前記ソース電極およびドレイン電極の下方に前記薄膜トランジスタの半導体領域を形成する工程とを包含する。
A method of manufacturing an active matrix substrate includes a step of forming a gate electrode on a substrate, a step of forming a gate insulating film covering the gate electrode, a step of forming a semiconductor layer on the gate insulating film, and the semiconductor layer Forming a positive resist layer thereon; and irradiating the substrate with light from the back side of the substrate, thereby exposing the positive resist layer, and then developing the first resist layer aligned with the gate electrode. Forming a resist mask above the gate electrode; removing a portion of the semiconductor layer that is not covered by the first resist mask; and providing a semiconductor layer including a portion functioning as a semiconductor region of a thin film transistor to the gate Forming in a self-aligned manner with respect to the electrode; removing the first resist mask; and a conductive film so as to cover the semiconductor layer Depositing,
By patterning the conductive film using a second resist mask, a source electrode and a drain electrode intersecting with the gate electrode are formed, and further, by patterning the semiconductor layer, the source electrode and the drain electrode are formed. Forming a semiconductor region of the thin film transistor below.
ある好ましい実施形態において、前記薄膜トランジスタの半導体領域を形成する工程は、前記第2のレジストマスクとして、前記ソース電極およびドレイン電極を規定する相対的に厚い部分と、前記ソース電極と前記ドレイン電極との隙間の領域を規定する相対的に薄い部分とを有するレジストパターンを形成する工程と、前記導電膜および半導体層のうち、前記レジストパターンに覆われていない部分をエッチングする工程と、前記レジストパターンの相対的に薄い部分を除去する工程と、前記導電膜のうち、前記レジストパターンの相対的に薄い部分に覆われていた部分をエッチングし、前記ソース電極およびドレイン電極を形成する工程とを包含する。 In a preferred embodiment, the step of forming a semiconductor region of the thin film transistor includes, as the second resist mask, a relatively thick portion that defines the source electrode and the drain electrode, and the source electrode and the drain electrode. Forming a resist pattern having a relatively thin portion that defines a gap region; etching a portion of the conductive film and the semiconductor layer that is not covered with the resist pattern; and Removing a relatively thin portion; and etching a portion of the conductive film covered by a relatively thin portion of the resist pattern to form the source electrode and the drain electrode. .
ある好ましい実施形態において、前記ソース電極は、前記走査配線と交差するように直線状に延びる信号配線の一部であり、前記ドレイン電極は、画素電極から前記信号配線に沿って平行に延びている。 In a preferred embodiment, the source electrode is a part of a signal wiring extending linearly so as to intersect the scanning wiring, and the drain electrode extends in parallel from the pixel electrode along the signal wiring. .
本発明による更に他のアクティブマトリクス基板の製造方法は、基板上にゲート電極を形成する工程と、前記ゲート電極を覆うゲート絶縁膜を形成する工程と、前記ゲート絶縁膜上に半導体層を形成する工程と、前記半導体層上にチャネル保護層を形成する工程と、前記チャネル保護層上に第1のポジ型レジスト層を形成する工程と、前記基板の裏面側から前記基板に光を照射し、それによって前記第1のポジ型レジスト層を露光した後、現像により、前記ゲート電極に整合した第1のレジストマスクを前記ゲート電極の上方に形成する工程と、前記チャネル保護層のうち前記第1のレジストマスクによって覆われていない部分を除去し、前記チャネル保護層を前記ゲート電極に対して自己整合的に配置する工程と、前記チャネル保護層および半導体層を覆うようにコンタクト層を堆積する工程と、前記コンタクト層上に第2のポジ型レジスト層を形成する工程と、前記基板の裏面側から前記基板に光を照射し、それによって前記第2のポジ型レジスト層を露光した後、現像により、前記ゲート電極に整合した第2のレジストマスクを前記ゲート電極の上方に形成する工程と、前記コンタクト層および半導体層のうち前記第2のレジストマスクによって覆われていない部分を除去し、コンタクト層、チャネル保護層、および薄膜トランジスタの半導体領域として機能する部分を含む半導体層を前記ゲート電極に対して自己整合的に形成する工程と、前記第2のレジストマスクを除去する工程と、前記コンタクト層を覆うように導電膜を堆積する工程と、第3のレジストマスクを用いて前記導電膜をパターニングすることにより、前記ゲート電極と交差するソース電極およびドレイン電極を形成し、更に、前記コンタクト層、チャネル保護層、および半導体層をパターニングすることにより、前記ソース電極およびドレイン電極の下方に前記チャネル保護膜で上面が部分的に覆われた前記薄膜トランジスタの半導体領域を形成する工程とを包含する。 Still another active matrix substrate manufacturing method according to the present invention includes a step of forming a gate electrode on a substrate, a step of forming a gate insulating film covering the gate electrode, and forming a semiconductor layer on the gate insulating film. A step, a step of forming a channel protective layer on the semiconductor layer, a step of forming a first positive resist layer on the channel protective layer, irradiating the substrate with light from the back side of the substrate, Thereby, after exposing the first positive resist layer, by developing, a first resist mask aligned with the gate electrode is formed above the gate electrode, and the first of the channel protective layers is the first resist mask. Removing the portion not covered by the resist mask and disposing the channel protective layer in a self-aligned manner with respect to the gate electrode; and Depositing a contact layer so as to cover the semiconductor layer; forming a second positive resist layer on the contact layer; and irradiating the substrate with light from the back side of the substrate, thereby A step of forming a second resist mask aligned with the gate electrode by developing after exposing the second positive resist layer, and the second resist of the contact layer and the semiconductor layer. Removing the portion not covered by the mask and forming a semiconductor layer including a contact layer, a channel protective layer, and a portion functioning as a semiconductor region of the thin film transistor in a self-aligned manner with respect to the gate electrode; A step of removing the resist mask, a step of depositing a conductive film so as to cover the contact layer, and a third resist mask By patterning the conductive film, a source electrode and a drain electrode intersecting the gate electrode are formed, and by further patterning the contact layer, the channel protective layer, and the semiconductor layer, the source electrode and the drain electrode are formed. Forming a semiconductor region of the thin film transistor, the upper surface of which is partially covered with the channel protective film.
ある好ましい実施形態において、前記薄膜トランジスタの半導体層を形成する工程は、前記第3のレジストマスクとして、前記ソース電極およびドレイン電極を規定する相対的に厚い部分と、前記ソース電極と前記ドレイン電極との隙間の領域を規定する相対的に薄い部分とを有するレジストパターンを形成する工程と、前記導電膜、コンタクト層、および半導体層のうち、前記レジストパターンに覆われていない部分をエッチングする工程と、前記レジストパターンの相対的に薄い部分を除去する工程と、前記導電膜およびコンタクト層のうち、前記レジストパターンの相対的に薄い部分に覆われていた部分をエッチングし、前記ソース電極およびドレイン電極を分離して形成する工程とを包含する。 In a preferred embodiment, the step of forming a semiconductor layer of the thin film transistor includes, as the third resist mask, a relatively thick portion that defines the source electrode and the drain electrode, and the source electrode and the drain electrode. Forming a resist pattern having a relatively thin portion that defines a gap region; and etching a portion of the conductive film, contact layer, and semiconductor layer that is not covered with the resist pattern; Removing a relatively thin portion of the resist pattern; and etching a portion of the conductive film and the contact layer covered by a relatively thin portion of the resist pattern to form the source electrode and the drain electrode. And forming them separately.
ある好ましい実施形態おいて、前記チャネル保護層の幅は前記半導体領域の幅よりも狭く設定される。 In a preferred embodiment, the width of the channel protective layer is set narrower than the width of the semiconductor region.
本発明によるアクティブマトリクス基板の製造方法は、基板上にゲート電極を形成する工程と、前記ゲート電極を覆うゲート絶縁膜を形成する工程と、前記ゲート絶縁膜上に半導体層を形成する工程と、前記半導体層上にチャネル保護層を形成する工程と、前記チャネル保護層上にポジ型レジスト層を形成する工程と、前記基板の裏面側から前記基板に光を照射し、それによって前記ポジ型レジスト層を露光した後、現像により、前記ゲート電極に整合した第1のレジストマスクを前記ゲート電極の上方に形成する工程と、前記チャネル保護層のうち前記第1のレジストマスクによって覆われていない部分を除去し、前記チャネル保護層を前記ゲート電極に対して自己整合的に配置する工程と、前記チャネル保護層および半導体層を覆うようにコンタクト層を堆積する工程と、前記コンタクト層を覆うように導電膜を堆積する工程と、第2のレジストマスクを用いて前記導電膜をパターニングすることにより、前記ゲート電極と交差するソース電極およびドレイン電極を形成し、更に、前記コンタクト層、チャネル保護層、および半導体層をパターニングすることにより、前記ソース電極およびドレイン電極の下方に前記チャネル保護膜で上面が部分的に覆われた前記薄膜トランジスタの半導体領域を形成する工程とを包含する。 An active matrix substrate manufacturing method according to the present invention includes a step of forming a gate electrode on a substrate, a step of forming a gate insulating film covering the gate electrode, a step of forming a semiconductor layer on the gate insulating film, A step of forming a channel protective layer on the semiconductor layer; a step of forming a positive resist layer on the channel protective layer; and irradiating the substrate with light from a back surface side of the substrate, whereby the positive resist Forming a first resist mask aligned with the gate electrode by developing after exposing the layer; and a portion of the channel protective layer not covered by the first resist mask. And the channel protective layer is disposed in a self-aligned manner with respect to the gate electrode, and the channel protective layer and the semiconductor layer are covered. Depositing a contact layer; depositing a conductive film so as to cover the contact layer; and patterning the conductive film using a second resist mask to thereby form a source electrode and a drain intersecting the gate electrode The semiconductor of the thin film transistor in which an upper surface is partially covered with the channel protective film below the source electrode and the drain electrode by forming an electrode and further patterning the contact layer, the channel protective layer, and the semiconductor layer Forming a region.
ある好ましい実施形態において、前記薄膜トランジスタの半導体領域を形成する工程は、前記第2のレジストマスクとして、前記ソース電極およびドレイン電極を規定する相対的に厚い部分と、前記ソース電極と前記ドレイン電極との隙間の領域を規定する相対的に薄い部分とを有するレジストパターンを形成する工程と、前記導電膜、コンタクト層、および半導体層のうち、前記レジストパターンに覆われていない部分をエッチングする工程と、前記レジストパターンの相対的に薄い部分を除去する工程と、前記導電膜およびコンタクト層のうち、前記レジストパターンの相対的に薄い部分によって覆われていた部分をエッチングし、前記信号配線および前記導電部材を分離して形成する工程とを包含する。 In a preferred embodiment, the step of forming a semiconductor region of the thin film transistor includes, as the second resist mask, a relatively thick portion that defines the source electrode and the drain electrode, and the source electrode and the drain electrode. Forming a resist pattern having a relatively thin portion that defines a gap region; and etching a portion of the conductive film, contact layer, and semiconductor layer that is not covered with the resist pattern; Removing the relatively thin portion of the resist pattern; and etching the portion of the conductive film and the contact layer that is covered by the relatively thin portion of the resist pattern to form the signal wiring and the conductive member And separately forming.
ある好ましい実施形態においては、前記コンタクト層の形成前に、裏面露光法により、前記半導体層を前記ゲート電極に対して自己整合的に形成する。 In a preferred embodiment, the semiconductor layer is formed in a self-aligned manner with respect to the gate electrode by a backside exposure method before the contact layer is formed.
ある好ましい実施形態においては、前記レジストパターンの相対的に薄い部分を除去した後、前記導電膜およびコンタクト層のうち、前記レジストパターンの相対的に薄い部分によって覆われていた部分をエッチングする際、前記半導体層の露出部分をエッチングし、前記チャネル保護層の下方に薄膜トランジスタの半導体領域を残す。 In a preferred embodiment, after removing a relatively thin portion of the resist pattern, when etching a portion of the conductive film and the contact layer covered by the relatively thin portion of the resist pattern, The exposed portion of the semiconductor layer is etched to leave a semiconductor region of the thin film transistor below the channel protective layer.
本発明の薄膜トランジスタは、基板と、前記基板上に形成されたゲート電極と、前記ゲート電極上に形成されたゲート絶縁膜と、前記ゲート絶縁膜を介して前記ゲート電極の上方に形成された半導体層と、前記半導体層と交差するように形成されたソース電極と、前記半導体層と交差するように形成されたドレイン電極とを備え、前記半導体層の側面のうち、前記ソース電極およびドレイン電極が延びる方向に平行な側面は、前記ソース電極およびドレイン電極の外側の側面に整合している。 The thin film transistor of the present invention includes a substrate, a gate electrode formed on the substrate, a gate insulating film formed on the gate electrode, and a semiconductor formed above the gate electrode through the gate insulating film. A source electrode formed so as to cross the semiconductor layer, and a drain electrode formed so as to cross the semiconductor layer. Side surfaces parallel to the extending direction are aligned with the outer side surfaces of the source electrode and the drain electrode.
ある好ましい実施形態において、前記半導体層の側面のうち、前記ゲート電極が延びる方向に平行な側面は、前記ゲート電極の側面に整合している。 In a preferred embodiment, a side surface parallel to a direction in which the gate electrode extends out of the side surfaces of the semiconductor layer is aligned with the side surface of the gate electrode.
ある好ましい実施形態において、前記ソース電極と前記半導体層の間、および前記ドレイン電極と前記半導体層との間には、コンタクト層が設けられている。 In a preferred embodiment, a contact layer is provided between the source electrode and the semiconductor layer and between the drain electrode and the semiconductor layer.
本発明による薄膜トランジスタは、基板と、前記基板上に形成されたゲート電極と、前記ゲート電極上に形成されたゲート絶縁膜と、前記ゲート絶縁膜を介して前記ゲート電極の上方に形成された半導体層と、前記半導体層上に形成されたチャネル保護層と、前記チャネル保護層と交差するように形成されたソース電極と、前記チャネル保護層と交差するように形成されたドレイン電極とを備え、前記チャネル保護層の側面のうち、前記ソース電極およびドレイン電極が延びる方向に平行な側面は、前記ソース電極およびドレイン電極の外側の側面に整合している。 The thin film transistor according to the present invention includes a substrate, a gate electrode formed on the substrate, a gate insulating film formed on the gate electrode, and a semiconductor formed above the gate electrode through the gate insulating film. A layer, a channel protective layer formed on the semiconductor layer, a source electrode formed to cross the channel protective layer, and a drain electrode formed to cross the channel protective layer, Of the side surfaces of the channel protective layer, the side surfaces parallel to the direction in which the source electrode and the drain electrode extend are aligned with the outer side surfaces of the source electrode and the drain electrode.
好ましい実施形態において、前記チャネル保護層の側面のうち、前記ゲート電極が延びる方向に平行な2つの側面間距離は前記ゲート電極の線幅よりも狭い。 In a preferred embodiment, a distance between two side surfaces parallel to a direction in which the gate electrode extends among side surfaces of the channel protective layer is narrower than a line width of the gate electrode.
好ましい実施形態において、前記半導体層の側面のうち、前記ゲート電極が延びる方向に平行な側面は、前記ゲート電極の側面に整合している。 In a preferred embodiment, of the side surfaces of the semiconductor layer, side surfaces parallel to the direction in which the gate electrode extends are aligned with the side surfaces of the gate electrode.
好ましい実施形態において、前記半導体層の側面のうち、前記ソース電極およびドレイン電極が延びる方向に平行な側面は、前記ソース電極およびドレイン電極の外側の側面に整合している。 In a preferred embodiment, a side surface parallel to a direction in which the source electrode and the drain electrode extend out of the side surfaces of the semiconductor layer is aligned with the outer side surface of the source electrode and the drain electrode.
好ましい実施形態において、前記ソース電極と前記半導体層の間、および前記ドレイン電極と前記半導体層との間には、コンタクト層が設けられている。 In a preferred embodiment, a contact layer is provided between the source electrode and the semiconductor layer and between the drain electrode and the semiconductor layer.
本発明のアクティブマトリクス基板によれば、画素電極を薄膜トランジスタに接続するための導電部材が、当該画素電極から離れた位置にある走査配線の位置まで延伸し、走査配線と交差している。このため、走査配線と導電部材との間のアライメントマージンが充分に大きくなり、プラスチック基板のように伸縮率の大きな基板を用いることが可能となる。 According to the active matrix substrate of the present invention, the conductive member for connecting the pixel electrode to the thin film transistor extends to the position of the scanning wiring at a position away from the pixel electrode and intersects the scanning wiring. For this reason, the alignment margin between the scanning wiring and the conductive member becomes sufficiently large, and it becomes possible to use a substrate having a large expansion / contraction rate such as a plastic substrate.
薄膜トランジスタの半導体層が走査配線(ゲート電極)上に自己整合的に形成されている場合は、製造に際して、半導体層と走査配線(ゲート電極)との間のマスクアライメントが不要となるため、基板が大きく伸縮しても、薄膜トランジスタの半導体層と走査配線(ゲート電極)との間に位置ずれが生じない。 When the semiconductor layer of the thin film transistor is formed in a self-aligned manner on the scanning wiring (gate electrode), mask alignment between the semiconductor layer and the scanning wiring (gate electrode) is not necessary during manufacturing. Even if it expands and contracts greatly, no positional deviation occurs between the semiconductor layer of the thin film transistor and the scanning wiring (gate electrode).
薄膜トランジスタの半導体層上にチャネル保護層が設けられている場合、半導体層のチャネル領域が製造プロセス中にエッチングされず、トランジスタ特性のバラツキが防止される。また、チャネル保護層が走査配線(ゲート電極)に対して自己整合的に形成される場合、チャネル保護層と走査配線(ゲート電極)との間のマスクアライメントが不要となるため、基板が大きく伸縮しても、チャネル保護層と走査配線(ゲート電極)との間において位置ずれが生じないという利点がある。 In the case where a channel protective layer is provided over the semiconductor layer of the thin film transistor, the channel region of the semiconductor layer is not etched during the manufacturing process, and variations in transistor characteristics are prevented. In addition, when the channel protective layer is formed in a self-aligned manner with respect to the scanning wiring (gate electrode), mask alignment between the channel protective layer and the scanning wiring (gate electrode) becomes unnecessary, so that the substrate is greatly expanded and contracted. Even in this case, there is an advantage that no positional deviation occurs between the channel protective layer and the scanning wiring (gate electrode).
走査配線(ゲート電極)が遮光性金属から形成されていると、裏面露光法を用いて上記の半導体層やチャネル保護層を形成することができる。 When the scanning wiring (gate electrode) is formed of a light-shielding metal, the semiconductor layer and the channel protective layer can be formed using a back exposure method.
薄膜トランジスタがブラックマトリクスで覆われていると、外光による薄膜トランジスタのオフ電流リーク増加が抑制される。 When the thin film transistor is covered with the black matrix, an increase in off current leakage of the thin film transistor due to external light is suppressed.
本発明のアクティブマトリクス基板の製造方法によれば、裏面露光法により、薄膜トランジスタを走査配線上に自己整合的に形成することができるため、基板の伸縮が生じても、薄膜トランジスタと走査配線との間のアライメントズレを問題にする必要が無くなる。また、ソース電極として機能する信号配線、およびドレイン電極として機能する導電部材を走査配線と交差させることが容易なレイアウトを採用しているため、基板の伸縮が大きくても、正常に機能する薄膜トランジスタを形成できる。このため、従来は実現が困難であるとされていたプラスチック基板を用いてアクティブマトリクス基板を製造することが可能になる。 According to the manufacturing method of the active matrix substrate of the present invention, the thin film transistor can be formed on the scanning wiring in a self-aligned manner by the backside exposure method. There is no need to make the alignment misalignment a problem. In addition, a thin film transistor that functions normally even when the substrate expands or contracts is employed because the layout is such that the signal wiring functioning as the source electrode and the conductive member functioning as the drain electrode can easily intersect the scanning wiring. Can be formed. For this reason, it becomes possible to manufacture an active matrix substrate using a plastic substrate that has been considered difficult to realize in the past.
本発明の表示装置によれば、上記のアクティブマトリクス基板を備えているため、軽量かつ耐衝撃性に優れたプラスチック基板を用いて表示を行なうことができる。 According to the display device of the present invention, since the active matrix substrate is provided, display can be performed using a plastic substrate that is lightweight and has excellent impact resistance.
(第1の実施形態)
図1〜図3を参照しながら、本発明によるアクティブマトリクス基板の第1の実施形態を説明する。
(First embodiment)
A first embodiment of an active matrix substrate according to the present invention will be described with reference to FIGS.
まず、図1を参照する。図1は、本実施形態におけるアクティブマトリクス基板100のレイアウト構成を模式的に示した平面図である。
First, refer to FIG. FIG. 1 is a plan view schematically showing the layout configuration of the
このアクティブマトリクス基板100は、ポリエーテルスルホン(PES)等のプラスチック材料から形成された絶縁性基板(以下、「プラスチック基板」と称する。)1と、プラスチック基板1上に形成された薄膜トランジスタアレイ構造を備えている。
This
プラスチック基板1の上には、複数の走査配線2および信号配線5が互いに直交するように配列されている。走査配線2および信号配線5は、異なるレイヤに属しており、中間レイヤに設けられた絶縁膜によって電気的に絶縁分離されている。図1では、簡明化のため、7本の走査配線2と8本の信号配線5が示されているが、実際には多数の走査配線2および信号配線5が配列されている。
A plurality of
走査配線2と信号配線5とが交差する領域には、図1において不図示の薄膜トランジスタが形成されている。この薄膜トランジスタを介して信号配線5と電気的に接続される画素電極14が走査配線2を乗り越えるように配置されている。
In the region where the
次に、図2を参照する。図2は、アクティブマトリクス基板100の表示領域の一部を拡大したレイアウト図であり、同一の画素列に属する2つの画素領域を示している。
Reference is now made to FIG. FIG. 2 is a layout diagram in which a part of the display area of the
走査配線2を乗り越えるように配置された画素電極14からは、信号配線5に対して平行な方向(Y軸方向)に導電部材9が長く延伸している。導電部材9は薄膜トランジスタ10のドレイン電極として機能するものであり、画素電極14と薄膜トランジスタ10とを電気的に相互接続する。
From the
本実施形態では、各薄膜トランジスタ10を構成する半導体層が走査配線2に対して自己整合的に形成されており、この半導体層を乗り越えるようにして信号配線5および導電部材(ドレイン電極)9が配置されている。或る任意の薄膜トランジスタ10に接続されるドレイン電極9と、そのドレイン電極9に接続される画素電極14とは、隣接する別々の走査配線2を横切っている。図1および図2に示されている例においては、+Y側から−Y側に向かって走査配線2が選択的に順次駆動される場合、先に選択駆動される走査配線2と交差する位置に画素電極14が配置されており、この画素電極14から延びるドレイン電極9は、その次に選択駆動される走査配線2と交差するように配されている。この場合、画素電極14と、これに重なる走査配線2との間で補助容量が形成される。走査配線の駆動方法は+Y側から−Y側に向かって進行する線順次駆動に限定されず、例えば、+Y側から−Y側に向かって進行するインタレース駆動や、−Y側から+Y側に向かって進行する線順次駆動を採用してもよい。
In the present embodiment, the semiconductor layer constituting each
次に、図3(a)〜(c)を参照する。図3(a)は、図2のA−A’線断面図であり、図3(b)は、図2のB−B’線断面図である。図3(c)は、走査配線2と、その上に位置している薄膜トランジスタ10の半導体層6および7を模式的に示す斜視図である。
Next, reference will be made to FIGS. 3A is a cross-sectional view taken along line A-A ′ of FIG. 2, and FIG. 3B is a cross-sectional view taken along line B-B ′ of FIG. 2. FIG. 3C is a perspective view schematically showing the
本実施形態の薄膜トランジスタ10は、図3(a)に示されるように、下層レベルから順番に、ゲート電極として機能する走査配線2、ゲート絶縁膜4、真性半導体層6、および、不純物添加半導体層7を含む積層構造を有している。本実施形態の真性半導体層6は、ノンドープのアモルファスシリコンから形成されており、不純物添加半導体層7はリン(P)などのn型不純物が高濃度にドープされたn+微結晶シリコンから形成されている。信号配線5およびドレイン電極9は、それぞれ、コンタクト層として機能する不純物添加半導体層7を介して、半導体層6のソース領域およびドレイン領域と電気的に接続されている。このことから明らかなように、本実施形態では、直線状に延びる信号配線5の一部(走査配線2と交差している部分)が薄膜トランジスタ10のソース電極8として機能している。
As shown in FIG. 3A, the
図3(c)に示されるように、半導体層6のうち、ソース領域Sとドレイン領域Dとの間の領域31はチャネル領域として機能し、チャネル領域31の上面には不純物添加半導体層7が存在していない。本実施形態では、チャネルエッチ型のボトムゲート薄膜トランジスタを採用しており、半導体層6のチャネル部の上面は、不純物添加半導体層7を除去する際に、薄くエッチングされている。
As shown in FIG. 3C, in the
本実施形態では、半導体層6および7の側面のうち、走査配線2が延びる方向に平行な側面は、走査配線2の側面に「整合」している。このような構成は、後述するように、裏面露光法を用いて行なう自己整合プロセスによって実現することができる。また、半導体層6および7の他の側面、信号配線5およびドレイン電極9の外側の側面と「整合」している。このような構成は、後述するように、信号配線5およびドレイン電極9のパターニングと、下層に位置する半導体層6および7のパターニングとを同一マスクを用いて行うことにより実現することができる。なお、本明細書における「整合」とは、或るレイヤに属するパターンエッジの位置が他のレイヤに属するパターンエッジの位置と完全に一致している場合だけではなく、或る程度ずれている場合を広く含むものとする。この「ずれ」は、マスクの合わせずれに起因して生じるものではなく、例えば、共通のマスク(レジストマスクなど)を用いて複数のレイヤのパターンを順次形成する場合に各レイヤにおけるサイドエッチ量が変化することによって生じ得るものである。
In the present embodiment, of the side surfaces of the semiconductor layers 6 and 7, the side surface parallel to the direction in which the
以上のことを考慮して、本明細書における「整合」とは、異なるレイヤに属するパターンがマスクの合わせずれに影響されない配置関係を有している状態を意味するものとする。 In consideration of the above, “matching” in this specification means a state in which patterns belonging to different layers have an arrangement relationship that is not affected by misalignment of the mask.
次に、図2のB−B’線断面図である図3(b)を参照すると、画素電極14が形成されている領域においても、走査配線2上に半導体層6および7が存在していることがわかる。ただし、画素電極が形成されている領域内における半導体層6および7は、図3(c)から明らかなように、薄膜トランジスタ10を構成する半導体層6および7からは分離されており、トランジスタ動作を行なうことはない。このため、同一行(走査配線)に属する画素間でクロストークが生じることはない。
Next, referring to FIG. 3B, which is a cross-sectional view taken along the line BB ′ of FIG. I understand that. However, the semiconductor layers 6 and 7 in the region where the pixel electrode is formed are separated from the semiconductor layers 6 and 7 constituting the
本実施形態では、信号配線5、ドレイン電極9、および画素電極14のすべてが1枚の透明電極膜をパターニングすることにより得られた透明導電層から構成され、信号配線5、ドレイン電極9、および画素電極14のすべてが同一レイヤに属している。信号配線5、ドレイン電極9、および画素電極14は、保護絶縁膜11によって覆われ、その上にはカラーフィルタ33が設けられている。
In the present embodiment, the
再び図2を参照する。 Refer to FIG. 2 again.
画素電極14を薄膜トランジスタ10に接続するドレイン電極9は、前述したように、画素電極14から信号配線5に対して平行に延伸し、ドレイン電極9に接続されるべき薄膜トランジスタ10を選択駆動(スイッチング)する走査配線2と交差している。このドレイン電極9は、対応する走査配線2以外の走査配線とは交差しないようにレイアウトされている。すなわち、ドレイン電極9の先端(図2の−Y方向側の端部)と画素電極14の反対側エッジ(図2の+Y方向側の端部)との間の距離は、走査配線間隔の1倍より長く、しかも、2倍未満に設定されている。これに対し、従来のアクティブマトリクス基板では、図27(a)示すように、ドレイン電極9の先端と画素電極14の反対側エッジとの間の距離は、走査配線間隔の1倍以下である。
As described above, the
次に、図2を参照しながら、ドレイン電極9および画素電極14の構成をより詳細に説明する。
Next, the configuration of the
図示されているドレイン電極9は、画素電極14の−X側および−Y側の角部から信号配線5に向かって短く突出した部分(接続部15)と、接続部15から信号配線5に対して平行な方向(−Y側)に長く延びる部分(延長部16)とから構成されている。ドレイン電極9の−Y側端と、ドレイン電極9に接続されている画素電極14の−Y側端との間の距離を「ドレイン電極9の長さ(Ld)」と定義すると、ドレイン電極9の長さLdは以下の式1のように示される。
Ld=Ppitch−DDgap−Ycon (式1)
ここで、Ppitchは画素ピッチ、DDgapはドレイン電極間ギャップ、Yconは接続部15の幅である。
The
L d = P pitch −DD gap −Y con (Formula 1)
Here, P pitch is the pixel pitch, DD gap is the gap between the drain electrodes, and Y con is the width of the connecting
プラスチック基板1上に所定間隔で複数の走査配線2を形成した後、プラスチック基板1が大きく伸縮して実際の走査配線ピッチが予測できない変動を示したとしても、図2に示す構成によれば、信号配線5、ドレイン電極9、および画素電極14をパターニングするとき、これらを走査配線2と確実に交差させるように位置合わせできる。
Even after the plurality of
走査配線2とドレイン電極9(画素電極14)との間のアライメントに必要なマージンは、ドレイン電極9の長さLdを大きくするほど拡がる。画素ピッチPpitchを一定と仮定した場合において、ドレイン電極9の長さLdを大きくするためには、DDgapおよびYconを出きる限り小さくすればよい。しかし、DDgapやYconの下限値は、パターニングを行なう際のフォトリソグラフィおよびエッチング技術によって規定され、限界がある。画素電極14の各々を確実に分離し、また、接続部15の狭小化や切断を回避するには、パターニング工程でのエッチングマージンを充分に確保する必要がある。
Margin required for alignment between the
通常、画素電極間ギャップ(PPgap)は、開口率向上の観点から可能な限り小さく設定されるため、ドレイン電極9の長さLdを最大化するには、ドレイン電極間ギャップDDgapを画素電極間ギャップPPgapに等しい大きさに設定すれば良い。このように設定した場合、下記の式2が成立する。
Ld=Ppitch−PPgap−Ycon (式2)
Usually, the gap between pixel electrodes (PP gap ) is set as small as possible from the viewpoint of improving the aperture ratio. Therefore , in order to maximize the length L d of the
L d = P pitch −PP gap −Y con (Formula 2)
図2では、式2がほぼ成り立つ場合のレイアウトが示されているが、ドレイン電極9の長さLdは、式2で定まる値を有している必要はなく、必要なアライメントマージンを確保できる値を有していれば良い。
In FIG. 2, the layout in the case where
なお、画素電極14のX軸に沿って測定したサイズYpixは、以下の式3で示される。
Ypix=Ppitch−PPgap (式3)
Note that the size Y pix measured along the X axis of the
Y pix = P pitch -PP gap (Formula 3)
図2の場合、式2および式3から以下の式4が成立する。
Ld=Ypix−Ycon (式4)
In the case of FIG. 2, the following
L d = Y pix −Y con (Formula 4)
走査配線2とドレイン電極9(画素電極14)との間のアライメントマージンΔYは、走査配線2の幅をGwidthとした場合、下記の式5で示される。
ΔY=Ld−PPgap−Gwidth (式5)
The alignment margin ΔY between the
ΔY = L d −PP gap −G width (Formula 5)
走査配線2を形成する工程を行なった後、ドレイン電極9(画素電極14)を形成するためのリソグラフィ工程を行なうまでの間に、プラスチック基板1が伸びるか縮むかがわかっている場合、表示領域内で最も端(上端または下端)に位置する画素に最も大きなアライメントマージンを与えることが好ましい。
When it is known whether the
図4(a)は、プラスチック基板1が延びる場合の配置例を示している。図4(a)の配置例では、表示領域内の−Y側端部に位置する画素の薄膜トランジスタ10および走査配線2がドレイン電極9のエッジ9Eの近傍と重なるようにしている。図4(a)の場合、プラスチック基板1の延びによって走査配線ピッチが画素ピッチよりも大きくなるため、走査配線2とドレイン電極9との交差部は、+Y方向に位置する画素ほど、対応するドレイン電極9のエッジ9Eから離れるようにシフトする。しかし、本実施形態の構成によれば、上記交差部のシフトを吸収する充分なアライメントマージンΔYが与えられるため、表示領域内の+Y側端部に位置する画素(不図示)においても、走査配線2とドレイン電極9(画素電極14)との間で適切な交差が確保される。
FIG. 4A shows an arrangement example when the
一方、図4(b)は、プラスチック基板が縮む場合の配置例を示している。図4(b)の配置例では、表示領域内の−Y側端部に位置する画素の走査配線2が画素電極14のエッジ14Eの近傍と重なるようにしている。図4(b)の場合は、基板の収縮によって走査配線ピッチが画素ピッチよりも小さくなるため、走査配線2と画素電極14との交差部は、+Y方向に位置する画素ほど、対応する画素電極14のエッジ14Eから離れるようにシフトする。しかし、本実施形態の構成によれば、上記交差部のシフトを吸収する充分なアライメントマージンΔYが与えられるため、表示領域内の+Y側端部に位置する画素(不図示)においても、走査配線2とドレイン電極9(画素電極14)との間で適切な交差が確保される。
On the other hand, FIG. 4B shows an arrangement example when the plastic substrate shrinks. In the arrangement example of FIG. 4B, the
プラスチック基板1の伸び/縮みのいずれにも対応できるようにするには、図5に示すように、プラスチック基板1の中央部付近で、ドレイン電極9の中央部と走査配線の中心線とをできる限り一致させるようにする。これにより、プラスチック基板1の伸み/縮みのいずれにも対応できるようになる。
In order to be able to cope with any expansion / contraction of the
このときのアライメントマージン±Δyは、以下の式6で表される。
±Δy=±(ΔY/2−dY) (式6)
ここで、dYは露光装置のアライメント精度である。
The alignment margin ± Δy at this time is expressed by the following
± Δy = ± (ΔY / 2−dY) (Formula 6)
Here, dY is the alignment accuracy of the exposure apparatus.
このように、本実施形態で採用するレイアウトによれば、プラスチック基板1の伸縮に伴って走査配線ピッチの増加/減少が生じても、これに対応できる大きなアライメントマージンがあるため、基板上のどこの位置においても薄膜トランジスタ10を作製し、トランジスタ特性や寄生容量の基板内バラツキを低減できる。
As described above, according to the layout employed in the present embodiment, there is a large alignment margin that can cope with the increase / decrease of the scanning wiring pitch accompanying the expansion / contraction of the
なお、前述したように、信号配線5、ドレイン電極9、および画素電極14の全ては同一の透明導電膜をパターニングすることによって形成されているため、信号配線5、ドレイン電極9、および画素電極14の配置関係について、アライメントズレを考慮する必要はない。
As described above, since the
従来のアクティブマトリクス基板では、走査配線2と信号配線5との交差部における寄生容量を低減するため、図49に示すように配線の交差部分にくびれを設けるのが一般的であった。しかし、本実施形態では、図2に示すように表示領域内の走査配線2および信号配線5の側面に凹部や凸部を設けていない構成を採用している。こうすることにより、走査配線2と信号配線5との間でアライメントズレが生じたとしても、薄膜トランジスタ10のゲート・ドレイン間容量Cgd、オン電流、走査配線・信号配線の交差部容量、補助容量などの特性変化を抑えることができる。
In the conventional active matrix substrate, in order to reduce the parasitic capacitance at the intersection between the
次に、図6、および図7A〜図7Cを参照しながら、アクティブマトリクス基板100の製造方法を詳細に説明する。図6は、主なプロセスステップにおける2つの画素領域を示す平面図であり、図7Aおよび図7Bは、図6のA−A’線断面およびB−B’線断面を示す工程断面図である。
Next, a method for manufacturing the
まず、図6(a)および図7Aの(a)に示すように、プラスチック基板1上に複数の走査配線2を形成する。走査配線2は、スパッタ法などを用いて、例えば厚さ200nm程度のタンタル(Ta)膜をプラスチック基板1上に堆積した後、フォトリソグラフィおよびエッチング工程でTa膜をパターニングすることによって得られる。走査配線2のパターンは、上記フォトリソグラフィで用いるマスク(第1マスク)によって規定される。走査配線2の幅は上記のGwidthで示され、例えば4.0〜20μm程度に設定され得る。一方、走査配線2のピッチ(走査配線ピッチ)は、上記のフォトリソグラフィ工程の段階で例えば150〜400μm程度に設定され得る。ただし、走査配線ピッチは、その後の製造プロセス工程を経るうちに、プラスチック基板1が熱や水分の影響を受けて伸縮するため、画素電極14などを形成するためのフォトリソグラフィ工程を行なうまでに設定値から500〜1000ppm程度は変動してしまう。
First, as shown in FIGS. 6A and 7A, a plurality of
次に、図7Aの(b)に示すように、化学気相成長法(CVD法)により、シリコンナイトライド(SiNx)からなるゲート絶縁膜(厚さ200〜500nm程度)4をプラスチック基板1上に堆積して走査配線2を完全に覆った後、ノンドープのアモルファスシリコン層(真性半導体層、厚さ100〜200nm程度)6およびP(リン)等のn型不純物がドープされた不純物添加半導体層(厚さ10〜50nm程度)7をゲート絶縁膜4上に積層する。真性半導体層6は、アモルファスシリコンから形成される代わりに、多結晶シリコンや微結晶シリコン等から形成されても良い。また、半導体層6には微量の不純物が不可避的に混入していてもよい。
Next, as shown in FIG. 7A (b), a gate insulating film (thickness of about 200 to 500 nm) 4 made of silicon nitride (SiN x ) is formed on the
次に、図7Aの(c)に示すように、フォトリソグラフィ工程で、不純物添加半導体層7上にポジ型レジスト膜90を塗布した後、プラスチック基板1の裏面側からレジスト膜90に光を照射する(裏面露光)。このとき、遮光性を有する走査配線2が1種のオプティカルマスクとして機能するため、レジスト膜90のうち走査配線2の真上に位置する部分は露光されず、走査配線2の存在しない領域の上に位置する部分が露光される。この後、現像を行なうことにより、図7Aの(d)に示すように、走査配線2の平面レイアウトと同様の平面レイアウトを持つレジストマスク90が走査配線2上に形成される。このレジストマスク90を用いて不純物添加半導体層7および真性半導体層6を順次エッチングすることにより、半導体層6および7を走査配線2上に自己整合的に形成することができる(図7A(e))。
Next, as shown in FIG. 7A (c), after applying a positive resist
図6(b)は、走査配線2の上に形成された不純物添加半導体層7の上面形状を示しており、不純物添加半導体層7の下層レベルには真性半導体層6および走査配線2が位置している。この段階における半導体層6および7は、画素毎に区分されておらず、走査配線2上を直線(ライン)状に延びている。なお、露光条件やエッチング条件を調整することにより、走査配線2の幅と半導体層6および7の幅との間に差異を与えることも可能である。
FIG. 6B shows the shape of the upper surface of the doped
本実施形態では、上記の裏面露光法を用いて半導体層のパターニングを行なうため、薄膜トランジスタ10は走査配線2上に配置されることになる(図2参照)。通常、走査配線を形成した後に薄膜トランジスタのための半導体層を形成する場合、走査配線に対する半導体層パターンのアライメントを高精度で実行する必要があるが、プラスチック基板上では伸縮による位置ズレ大きくなるため、薄膜トランジスタアレイをプラスチック基板上に作製することは実現困難である。これに対し、本実施形態のように裏面露光法を採用すれば、半導体層6のパターンと走査配線2とのアライメントが不要になるため、アライメントマージンを考慮する必要がなくなる。
In this embodiment, since the semiconductor layer is patterned using the above-described back exposure method, the
なお、本実施形態の走査配線材料はTaに限定されず、遮光性を有する導電材料であれば良い。遮光性は裏面露光法を採用するために必要である。Ta以外の走査配線材料として、電気抵抗が比較的低く、製造プロセスに対する適合性に優れているという理由から、Al、Mo/Al、TiN/Al/Ti、TaN/Ta/TaN等の積層膜やAl系合金等を好適に用いることができる。 In addition, the scanning wiring material of this embodiment is not limited to Ta, What is necessary is just the conductive material which has light-shielding property. The light shielding property is necessary to adopt the back exposure method. As a scanning wiring material other than Ta, a laminated film such as Al, Mo / Al, TiN / Al / Ti, TaN / Ta / TaN, etc. is used because of its relatively low electrical resistance and excellent compatibility with the manufacturing process. An Al-based alloy or the like can be preferably used.
次に、不純物添加半導体層7上のレジスト膜90を除去した後、図7Bの(a)に示すように、プラスチック基板1の最上面にインジウム・ティン・オキサイド(ITO)からなる透明導電膜91を堆積する。透明導電膜91の材料はITOに限定されるものではなく、可視光を充分に透過し得る導電性材料であれば良い。例えばIXOからなる透明導電膜を用いても良い。
Next, after removing the resist
この後、フォトリソグラフィおよびエッチング工程で透明導電膜91をパターニングすることにより、透明導電膜91から信号配線5、ドレイン電極9、および画素電極14を形成する。信号配線5、ドレイン電極9、および画素電極14のレイアウトは、上記フォトリソグラフィ工程に用いるマスク(第2マスク)によって規定される。以下、第2マスクを用いて行なうパターニング工程を詳細に説明する。
Thereafter, by patterning the transparent
まず、フォトリソグラフィ工程で、図6(c)および図7Bの(b)に示すようなレジストマスク92を形成する。図示されているレジストマスク92は、信号配線5、ドレイン電極9、画素電極14の形状を規定する相対的に厚いレジスト部分(厚さ:1.5〜3.0μm程度)92aと、信号配線5とドレイン電極9との間の領域を規定する相対的に薄いレジスト部分(厚さ:0.3〜1.0μm程度)92bとを有している。
First, a resist
図8および図9を参照しながら、このレジストマスク92の構成を更に詳細に説明する。図8(a)は、レジストマスク92の一部を示す部分拡大図であり、信号配線5、ドレイン電極9の端部、および画素電極14の角部を含む領域を拡大して示している。図8(b)、(c)および(d)は、それぞれ、図8(a)のC−C’線断面図、D−D’線断面図、およびE−E’線断面図である。図9は、図8に示されるレジストマスクの模式的斜視図である。
The configuration of the resist
このレジストマスク92は、基板1に塗布したレジスト膜に対する露光を行なう際、レジスト膜のうち、信号配線5とドレイン電極9との間の領域に位置する部分に適量の光を照射することで得られる(ハーフ露光法)。このような露光は、オプティカルマスクの適切な位置にスリットパターンを形成しておけば、光の干渉効果を利用して実現できる。
The resist
本実施形態では、まず、このような特殊形状を持ったレジストマスク92を用いて、透明導電膜91、不純物添加半導体層7、および真性半導体層6を順次エッチングする。図7Bの(c)は、このエッチングが完了した段階の断面を示している。この段階において、薄膜トランジスタ10のチャネル領域31はレジストマスク92の相対的に薄い部分92bによって覆われているため、チャネル領域31上の透明導電膜91および不純物添加半導体層7は全くエッチングされない。したがって、上記エッチングにより、それまでライン形状だった半導体層6は分離されてアイランド化されるが、透明導電膜91において信号配線5となるべき部分とドレイン電極9となるべき部分とは未分離のままである。
In this embodiment, first, the transparent
次に、例えば酸素プラズマを用いてレジストマスク92の表面部分をアッシング(灰化)するなどしてレジストマスク92を薄膜化し、図7Bの(d)に示すように薄膜トランジスタ10のチャネル部31を覆っていたレジスト部分92bを除去する。レジストマスク92の薄膜化のために酸素プラズマアッシングを行なうと、レジストマスク92の側面も、薄いレジスト部分92bの厚さ程度はアッシングされる。しかし、薄いレジスト部分92bの厚さは0.3〜1.0μm程度であるため、アッシングによる寸法シフト量も0.3〜1.0μm程度となる。この寸法シフト量の基板面内におけるバラツキは±20%程度以下であるため、仕上り寸法のバラツキも最大で±0.2μm程度となるが、トランジスタのチャネル幅は5〜10μm程度もあるため、トランジスタ特性にはほとんど影響しない。アッシング後のレジストマスク92の部分斜視図を図10に示す。
Next, the resist
このようにして薄膜トランジスタ10のチャネル領域31を覆っていた薄いレジスト部分92bを除去した後、再び、透明導電膜91および不純物添加半導体層7のエッチングを行なう。これより、図6(d)および図7Bの(e)に示される構造を得ることができる。このエッチングにより、透明導電膜91において信号配線5となるべき部分とドレイン電極9となるべき部分との間に位置する中間部分が除去され、分離された状態の信号配線5およびドレイン電極9が透明導電膜91から形成される。このエッチングに際し、チャネル領域31上に位置していた不純物添加半導体層7も除去され、真性半導体層6の露出表面も一部エッチングされる。この後、レジストマスク92(92a)を除去すると、図7Cの(a)に示される構成が得られる(図3(c)参照)。
In this way, after removing the thin resist
本実施形態では、上述のように、まず透明導電膜91のパターニングに際して透明導電膜91と走査配線2との間の中間レイヤに位置する線状(ライン状)半導体層6および7を画素毎に分離し、アイランド状にパターニングする(図6(c))。そして、その後に自己整合的なプロセスによって信号配線5とドレイン電極9とを完全に分離し、薄膜トランジスタ10を完成するに至る。このような方法を採用することにより、半導体層6および7を信号配線5およびドレイン電極9に対して自己整合させることが可能になり、信号配線5やドレイン電極9を規定するマスクレイヤと半導体層6を規定するマスクレイヤとの間でアライメントが不要になる。
In the present embodiment, as described above, the linear (line-shaped)
次に、図7Cの(b)に示すように、保護膜11で薄膜トランジスタ10を覆った後、電着法によって画素電極14上にカラーフィルタ33を形成する。従来のように対向基板側にカラーフィルタを形成すると、プラスチック基板の伸縮により、画素電極14に対するカラーフィルタの位置が大きくズレるため、正常な画像を表示することができなくなる。本実施形態では、このような問題を解決するため、カラーフィルタ33を画素電極14上に自己整合的に形成する。以下、図11を参照しながら、本実施形態で行なうカラーフィルタの電着形成を説明する。
Next, as shown in FIG. 7C (b), after covering the
電着法によって、赤(R)、緑(G)、および青(B)の3色のカラーフィルタを形成するためには、異なる色毎に3回の電着工程を行なう必要がある。本実施形態では、図11に示すスイッチング回路57をアクティブマトリクス基板の表示領域の周辺部に配置し、スイッチング回路57を用いて色毎に選択的に電着を行う。スイッチング回路57は薄膜トランジスタおよび配線によって構成されているが、これらは表示領域内の配線および薄膜トランジスタを作製するプロセスを利用して作製される。
In order to form three color filters of red (R), green (G), and blue (B) by the electrodeposition method, it is necessary to perform the electrodeposition process three times for each different color. In the present embodiment, the switching
まず、赤のカラーフィルタを電着する場合を説明する。この場合、スイッチング回路57の制御信号線Rsに対して薄膜トランジスタのオン信号(例えば「論理High」)を入力する一方、他の制御信号線BsおよびGsにオフ信号(例えば「論理Low」)を入力する。そして、電着反応を起こすための電圧Vをスイッチング回路57に与える。このとき、表示領域内の薄膜トランジスタをオン状態する信号を各走査配線2に入力しておく。これにより、赤を表示すべき画素電極の配列58に対して電圧Vが印加され、配列58における画素電極上に赤色塗料が電着形成される。このとき、電圧Vが印加された信号配線5やドレイン電極9の上にもカラーフィルタ33が形成されることになる(図7C(b))。
First, the case of electrodepositing a red color filter will be described. In this case, an ON signal (for example, “logic high”) of the thin film transistor is input to the control signal line Rs of the switching
他の色のカラーフィルタについても、上記電着工程と同様の工程を繰り返すことにより、緑を表示すべき配列59の画素電極上に緑色塗料が電着形成され、青を表示すべき配列60の画素電極上に青色塗料が電着形成される。こうして、3色のカラーフィルタを画素電極14に対して自己整合的かつ選択的に形成することができる。この方法によれば、3色のカラーフィルタ33がストライプ状に配列される。
For the other color filters, green paint is electrodeposited on the pixel electrodes of the
カラーフィルタ33を絶縁材料から形成すると、液晶表示装置の動作時に液晶層へ印加し得る実効電圧が低下してしまう。このような実効電圧の低下を防ぐため、本実施形態では導電性材料からカラーフィルタを形成している。
If the
以上説明してきたように、本実施形態では、自己整合プロセスを多く採用することにより、マスクアライメントの必要なフォトリソグラフィ工程の数を2回に抑えている。このため、基板伸縮の影響は、上記2回のフォトリソグラフィ工程のうち、先のフォトリソグラフィ工程で形成したパターンに対する後のフォトリソグラフィ工程におけるマスクアライメントのみに及ぶ。そして、ドレイン電極9および画素電極14の構造を図2に示す新規なものとすることにより、プラスチック基板1が大きく伸縮した場合でも、薄膜トランジスタ10の半導体層6とドレイン電極9との接続を確保することが可能になる。
As described above, in this embodiment, the number of photolithography processes that require mask alignment is reduced to two by employing many self-alignment processes. For this reason, the influence of substrate expansion / contraction extends only to the mask alignment in the subsequent photolithography process with respect to the pattern formed in the previous photolithography process among the two photolithography processes. Then, by making the structure of the
なお、プラスチック基板はガラス基板の場合と異なり大きく伸縮するため、従来のアライメントマークと同様のマークを用いてマスクアライメントを実行しようとすると、異なるレイヤ間のアライメントマークを相互に重ね合わせることができなくなる。そこで、本実施形態では、図12に示すようなパターンを有するアライメントマーカー120a、120bを採用する。図12に示す例では、第1マスクによって形成されるマーカー120aが、式6に示されるアライメントマージンΔyの2倍程度(またはそれ以上)のサイズを有する2次元的な目盛りパターンから構成されている。そして、第2マスクによって形成されるマーカー120bは、第1マスクによって形成されたマーカーに対して、どのような位置にあるかが明瞭にわかるパターン(例えば十字型パターン)から構成される。
In addition, since the plastic substrate expands and contracts greatly unlike the case of the glass substrate, when the mask alignment is performed using the same mark as the conventional alignment mark, the alignment marks between different layers cannot be overlapped with each other. . Therefore, in this embodiment,
このようなアライメントマーカー120aおよび120bにより、第2マスクによって形成されるパターンと、第1マスクによって形成されたパターンと間の位置ズレ量を読み取り、このズレ量をもとに第2マスクの位置を調整する。例えば、図12に示す2つのアライメントマーカー120aおよび120bのズレ量がほぼ均等になるようにマスクアライメントを実効すれば良い。
With
(実施例)
PESからなる対角5インチのプラスチック基板(厚さ:約0.2mm)を用いて上記アクティブマトリクス基板の実施例を試作した。本実施例では、1画素領域のサイズを300μm×100μm、走査配線の幅Gwidthを10μm、画素電極間ギャップPPgapを5μm、接続部の幅Yconを5μm、ドレイン電極の長さLdを290μmとした。使用した露光装置のアライメント精度は、±5μmであった。式5から、ΔY=290−5−10=275[μm]が得られる。
(Example)
An example of the above active matrix substrate was manufactured using a 5-inch diagonal plastic substrate made of PES (thickness: about 0.2 mm). In this embodiment, the size of one pixel region is 300 μm × 100 μm, the scanning line width G width is 10 μm, the inter-pixel electrode gap PP gap is 5 μm, the connecting portion width Y con is 5 μm, and the drain electrode length L d is It was 290 μm. The alignment accuracy of the used exposure apparatus was ± 5 μm. From
本実施例では、プラスチック基板の伸び縮みのどちらにも対応できるように、基板中央部においてドレイン電極の中心と走査配線の中心とをほぼ一致させた。その結果、本実施例のアライメントマージンは±132.5μmとなった(Δy=ΔY/2−dY=137.5−5=132.5[μm])。 In the present embodiment, the center of the drain electrode and the center of the scanning wiring are made to substantially coincide with each other at the center of the substrate so that both expansion and contraction of the plastic substrate can be handled. As a result, the alignment margin of this example was ± 132.5 μm (Δy = ΔY / 2−dY = 137.5−5 = 132.5 [μm]).
第1マスクによってプラスチック基板上に形成したパターン(マーカー)は、第2マスクを用いたリソグラフィ工程を行なう際に、第2マスクによるマーカーに対して片側で42μmずつシフトした。このパターンシフトは、661ppmの基板収縮に相当する。しかし、本実施例では、±132.5μmのアライメントマージンがあるため、正常に動作する薄膜トランジスタが基板のいずれの位置においても作製され、アクティブマトリクス基板として問題なく機能した。 The pattern (marker) formed on the plastic substrate by the first mask was shifted by 42 μm on one side with respect to the marker by the second mask when performing the lithography process using the second mask. This pattern shift corresponds to a substrate shrinkage of 661 ppm. However, in this embodiment, since there is an alignment margin of ± 132.5 μm, a thin film transistor that operates normally is manufactured at any position of the substrate and functions as an active matrix substrate without any problem.
一方、図48に示す従来構造による場合、基板伸縮の許容限界は±14μmに過ぎず、プラスチック基板を用いてアクティブマトリクス基板を製造することができない。 On the other hand, in the case of the conventional structure shown in FIG. 48, the allowable limit of substrate expansion / contraction is only ± 14 μm, and an active matrix substrate cannot be manufactured using a plastic substrate.
本発明による構造および従来構造において、各画素ピッチに対するアライメントマージンΔyを下記の表2に記載し、表2に基づいて作製したグラフを図13に示す。 In the structure according to the present invention and the conventional structure, the alignment margin Δy for each pixel pitch is described in Table 2 below, and a graph produced based on Table 2 is shown in FIG.
図13のグラフは、アライメントマージン(基板伸縮マージン)Δyと画素ピッチとの関係を示している。グラフからわかるように、本実施例によれば、従来例では得られなかったような大きなマージンが得られ、画素ピッチを相当に短くしても、プラスチック基板の使用が可能である。 The graph of FIG. 13 shows the relationship between the alignment margin (substrate expansion margin) Δy and the pixel pitch. As can be seen from the graph, according to the present embodiment, a large margin that cannot be obtained in the conventional example can be obtained, and a plastic substrate can be used even if the pixel pitch is considerably shortened.
以上説明してきたように、本実施形態によれば、アライメントが必要なフォトリソグラフィ工程の間に500ppmを超えるような伸縮が生じ得るような基板を用いても、カラーフィルタのレイヤを含む全レイヤのエレメントを適切な配置関係で形成できるため、プラスチック基板を用いたアクティブマトリクス型液晶表示装置を実現することができる。 As described above, according to the present embodiment, even when a substrate that can cause stretching exceeding 500 ppm during a photolithography process that requires alignment is used, all layers including the color filter layer are formed. Since the elements can be formed in an appropriate arrangement relationship, an active matrix liquid crystal display device using a plastic substrate can be realized.
なお、本実施形態のアクティブマトリクス基板を用いて液晶表示装置を作製する場合、ノーマリーホワイトタイプの液晶を使用すると、バックライト光が透明な信号配線やその近傍を漏れ出てくる。より詳細には、信号配線5の領域、信号配線5とドレイン電極9との間の領域、隣接する画素電極14の間の領域、隣接するドレイン電極9の間の領域からバックライト光が漏れ、表示画像のコントラストが低下する。これに対して、ノーマリーブラックモードで表示動作を行なえば、電圧が印加されていない画素電極14、隣接するドレイン電極9の間の領域、および、隣接する画素電極14の間の領域は黒く表示され、また、平均的な電圧が印加されている信号配線5は中間調になるため、表示コントラストの低下を抑制することができる。
Note that when a liquid crystal display device is manufactured using the active matrix substrate of the present embodiment, when a normally white type liquid crystal is used, the backlight light leaks through the transparent signal wiring and the vicinity thereof. More specifically, backlight light leaks from the region of the
(第2の実施形態)
第1の実施形態ではITOなどの透明導電膜をパターニングすることにより、信号配線5、ドレイン電極9、および画素電極14を形成しているため、透明である必要のない信号配線5も画素電極14と同様に透明導電膜から形成されている。一般に、透明導電膜の抵抗率は金属膜の抵抗率よりも大きく、ITOの抵抗率は200〜400μΩcmである。このため、ITOから信号配線を形成した場合、信号配線5を長くしすぎると信号伝達に遅延が生じやすくなる。したがって、第1の実施形態におけるアクティブマトリクス基板100のサイズは、対角5インチ程度が限度であると考えられる。
(Second Embodiment)
In the first embodiment, the
また、アクティブマトリクス基板100の対向基板上にブラックマトリクスを設けると、プラスチック基板の伸縮のせいで、ブラックマトリクスの開口部分と画素電極14との間に位置ずれが生じやすい。このために、ブラックマトリクスを全く設けないとすると、外光が薄膜トランジスタ10を照射し、オフリーク電流を増大させるおそれがある。薄膜トランジスタ10のオフリーク電流が増大すると、画素電極14および対向電極によって液晶層に印加すべき保持電圧が減少するため、表示画像のコントラストが低下する。また、ブラックマトリクスが設けられていない場合、前述のようにバックライトが透明な信号配線やその近傍を漏れ出てくるため、ノーマリーホワイトモードでの表示動作を行なうことができない。ノーマリーブラックモードでの動作を行なうとしても、信号配線5の上ではコントラストが僅かに低下してしまう。
In addition, when a black matrix is provided on the counter substrate of the
そこで、本実施形態では、これらの問題を解決するため、アクティブマトリクス基板の上に自己整合的な方法でブラックマトリクスを配置する。 Therefore, in this embodiment, in order to solve these problems, the black matrix is arranged on the active matrix substrate by a self-aligning method.
以下、図14および図15を参照しながら、本発明によるアクティブマトリクス基板の第2の実施形態を説明する。図14は、本実施形態におけるアクティブマトリクス基板200のレイアウトを示した平面図であり、図15(a)は、図14のA−A’線断面図であり、図15(b)は、図14のB−B’線断面図である。
Hereinafter, a second embodiment of an active matrix substrate according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 14 is a plan view showing the layout of the
図から明らかなように、本実施形態におけるアクティブマトリクス基板200の基本構成は、以下に述べる点を除いて、第1の実施形態におけるアクティブマトリクス基板100の基本構成と同様である。すなわち、本実施形態で特徴的な点は、以下のとおりである。
As is apparent from the figure, the basic configuration of the
(1) 画素電極14が形成されていない領域および画素電極14の周縁部を覆うようにブラックマトリクス35が配置されている(図14)。すなわち、信号配線5、走査配線2、薄膜トランジスタ10、信号配線5とドレイン電極9との隙間領域、ドレイン電極9と画素電極14との隙間領域、隣接する画素電極14の隙間領域、および、隣接するドレイン電極9の隙間領域の全てが、ブラックマトリクス35によって遮光される。
(1) A
(2) ブラックマトリクス35はネガ型の感光性を有する材料から形成されており、裏面露光によってパターニングされている。
(2) The
(3) カラーフィルタ33は、ブラックマトリクス35が形成されていない領域(画素電極14の上)に設けられている(図15(a)および(b))。
(3) The
(4) ITOからなる信号配線5およびドレイン電極9の上にTaからなる金属膜93が形成されている(図15(a))。
(4) A
ITOの抵抗率と比べてTaの抵抗率は25〜40μΩcmと低いため、Taからなる金属膜93が信号配線5と一体化して「低抵抗配線」として機能する。このため、ITOなどの透明導電膜のみから配線を形成した場合にくらべて信号の伝達速度を向上させることができ、本実施形態によれば、アクティブマトリクス基板の対角サイズを10インチ以上に拡大することが可能になる。
Since the resistivity of Ta is as low as 25 to 40 μΩcm as compared with the resistivity of ITO, the
なお、ブラックマトリクス35による遮光効果を主目的とし、配線の低抵抗化を目的にしない場合は、Taなどの性金属膜を透明導電層上に設ける代わりに、黒色樹脂材料などからなる遮光性絶材層を透明導電層上に配置しても良い。遮光性を有する金属膜/絶縁層は、いずれも、以下に説明する製造方法において、ブラックマトリクス35のパターニングにとって必要なオプティカルマスクとして機能する。
If the main purpose is the light shielding effect by the
以下、図16および図17を参照しながら、アクティブマトリクス基板200の製造方法を詳細に説明する。図16は、主なプロセスステップにおける2つの画素領域を示す平面図であり、図17は、図16のA−A’線断面およびB−B’線断面を示す工程断面図である。
Hereinafter, a method for manufacturing the
まず、図16(a)および図17(a)に示すように、プラスチック基板1上に複数の走査配線2を形成する。走査配線2は、スパッタ法などを用いてプラスチック基板1上にアルミニウム(Al)やTaなどの金属膜を堆積した後、フォトリソグラフィおよびエッチング工程で金属膜をパターニングすることによって得られる。走査配線2のパターンは、上記フォトリソグラフィで用いるマスク(第1マスク)によって規定される。
First, as shown in FIG. 16A and FIG. 17A, a plurality of
次に、図16(b)および図17(b)に示すように、走査配線2に自己整合した真性半導体層6および不純物添加半導体層7をゲート絶縁膜4を介して走査配線2上に形成する。このとき、第1の実施形態と同様に裏面露光法を用いる。なお、図16(b)には不純物添加半導体層7だけが示されているが、不純物添加半導体層7の真下に真性半導体層6と走査配線2が位置している。
Next, as shown in FIGS. 16B and 17B, an
次に、プラスチック基板1の上面にITOなどからなる透明導電膜91とTaなどからなる遮光性金属膜93を順次堆積した後、図17(c)に示すように、レジストマスク92を形成する。レジストマスク92は、第1の実施形態の場合と同様に、信号配線5、ドレイン電極9、画素電極14を規定する相対的に厚い部分92aと、信号配線5とドレイン電極9との間の領域を規定する相対的に薄い部分92bとを有している。
Next, after sequentially depositing a transparent
次に、レジストマスク92を用いて、遮光性金属膜93、透明導電膜91、不純物添加半導体層7および真性半導体層6を順次エッチングする。図16(c)および図17(c)は、このエッチングが完了した段階の構成を示している。この段階において、薄膜トランジスタ10のチャネル領域31はレジストマスク92の相対的に薄い部分92bによって覆われているため、チャネル領域の金属膜93、透明導電膜91、および不純物添加半導体層7は全くエッチングされていない。すなわち、透明導電膜91において信号配線5となるべき部分とドレイン電極9となるべき部分とは未分離のままである。
Next, the light-shielding
次に、例えば酸素プラズマアッシングなどにより、薄膜トランジスタ10のチャネル領域31を覆っていたレジスト部分92bを除去した後、再び、金属膜93、透明導電膜91および不純物添加半導体層7のエッチングを行なう。これより、図16(d)および図17(d)に示される構造を作製することができる。この段階では、金属膜93が信号配線5やドレイン電極9の上だけではなく、画素電極14の上にも存在している。透過型表示装置を作製するには、遮光性金属膜93のうち、画素電極14上の位置する部分を選択的に除去する必要がある。画素電極14上の遮光性金属膜は、以下に述べる方法でブラックマトリクスを形成した後に除去することになる。
Next, after removing the resist
図17(e)に示すように、プラスチック基板1の最上面に透明の保護膜11を堆積した後、保護膜11上にネガ型感光性ブラックマトリクス膜を塗布する。この感光性ブラックマトリクス膜に対して基板1の裏面側から光を照射する(裏面露光)。このとき、遮光性金属膜93のパターンが1種のオプティカルマスクとして機能するため、感光性ブラックマトリクス膜のうち、画素電極14の上方に位置する面積の比較的広い部分はほとんど露光されない。これに対し、信号配線5およびドレイン電極9を覆っている遮光性金属膜93は線幅が狭いため、基板裏面から照射される光の回折現象によって露光される。
As shown in FIG. 17E, after depositing a transparent
上記裏面露光の後、現像を行なうことによって感光性ブラックマトリクス膜の非露光部分を除去すると、図16(e)および図17(e)に示されるように、画素電極14の形状と略同一形状の開口部を画素電極14の上方に有するブラックマトリクス35が形成される。
When the non-exposed portion of the photosensitive black matrix film is removed by performing development after the back surface exposure, as shown in FIGS. 16 (e) and 17 (e), the shape of the
この後、ブラックマトリクス35をエッチングマスクとして用い、ブラックマトリクス35の開口部を介して露出する領域の保護膜11および遮光性金属膜93をエッチングする。このエッチングにより、画素電極14上に存在していた遮光性金属膜93が除去される。この後、電着法によりカラーフィルタ33を形成し、図17(f)の構成を得る。
Thereafter, using the
本実施形態によれば、透明導電層からなる信号配線5の上面を透明導電層よりも抵抗率の低い金属膜で裏打ち(バッキング)しているため、金属膜を含めた信号配線全体としての電気抵抗(配線抵抗)が低減され、対角5インチ以上の大型の液晶表示装置を実現することが可能になる。
According to the present embodiment, the upper surface of the
また、本実施形態では、アクティブマトリクス基板側にブラックマトリクスを設けたことにより、表示特性を大幅に向上させることができる。具体的には、表示領域内の薄膜トランジスタをブラックマトリクスで覆っているため、外光照射によるトランジスタのオフ電流リークが抑制され、このような電流リークに起因するコントラストの低下が防止される。また、ブラックマトリクスを設けたことにより、バックライト光の不要な漏れも抑制され、光漏れによるコントラストの低下も防止される。 In the present embodiment, the display characteristics can be greatly improved by providing the black matrix on the active matrix substrate side. Specifically, since the thin film transistor in the display region is covered with a black matrix, the off-current leakage of the transistor due to external light irradiation is suppressed, and the reduction in contrast due to such current leakage is prevented. In addition, by providing the black matrix, unnecessary leakage of backlight light is suppressed, and a decrease in contrast due to light leakage is also prevented.
(第3の実施形態)
以下、図18および図19を参照しながら、本発明によるアクティブマトリクス基板の第3の実施形態を説明する。図18は、本実施形態におけるアクティブマトリクス基板300のレイアウトの概略を示した平面図であり、図19(a)〜(d)は、裏面露光によるブラックマトリクスのパターニングを説明するための図である。
(Third embodiment)
Hereinafter, a third embodiment of the active matrix substrate according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 18 is a plan view schematically showing the layout of the
図18からわかるように、本実施形態におけるアクティブマトリクス基板300の基本構成は、走査配線2を除いて第2の実施形態におけるアクティブマトリクス基板200の基本構成と同様である。
As can be seen from FIG. 18, the basic configuration of the
本実施形態の特徴部分は、走査配線2が複数の配線部分2a〜2cに分岐されており、各配線部分2a〜2cの幅は6〜7μmに設定されている。薄膜トランジスタ10の半導体層6は走査配線2に対して自己整合しているため、半導体層6も配線部分2a〜2cに応じて3つに分離されている。このため、本実施形態では、画素毎に3つの薄膜トランジスタが配置され、それらが信号配線5とドレイン電極9との間で並列に接続された状態にある。走査配線2を構成する複数の配線部分2a〜2cには同一の走査信号が入力される、これに応答する3つの薄膜トランジスタは同様のスイッチング動作を行なう。
The characteristic part of this embodiment is that the
以下、各走査配線を複数の分岐する理由を説明する。 Hereinafter, the reason why each scanning wiring is branched into a plurality of parts will be described.
第1〜第2の実施形態で採用している裏面露光法によれば、走査配線2の幅が薄膜トランジスタ10のチャネル幅を規定する。トランジスタのオン電流はチャネル幅に比例するため、必要なオン電流を得るためには走査配線2の幅を大きくしたい場合がある。必要なオン電流の大きさは、画素電極14のサイズや駆動方法によって異なるが、画素電極14のサイズが300μm×100μm程度の場合、チャネル幅を10〜20μmに設計する必要がある。
According to the backside exposure method employed in the first to second embodiments, the width of the
しかし、走査配線2の幅が10μmを超えて大きくなると、裏面露光法を用いてブラックマトリクス35のパターニングを行なう際、回折光が走査配線2の中央上方まで充分に回り込めなくなる。図19(a)および(c)を参照しながら、この点を説明する。図19(a)および(b)は、薄膜トランジスタ形成領域におけるブラックマトリクス35の形状を示す平面図であり、図19(c)および(d)は、それぞれ、図19(a)および(b)のF−F’線断面図である。
However, when the width of the
走査配線2の幅が広すぎると、基板裏面側から照射される光の回折光が走査配線2の中央部に位置するネガ型感光性ブラックマトリクス膜までは到達しないため、走査配線2上においてブラックマトリクス膜の非感光部分が発生する。その結果、現像後には図19(a)および(c)にされるように走査配線2のエッジから数μm以内の領域だけがブラックマトリクス35によって覆われ、走査配線2の中央部をブラックマトリクス35で覆うことができない。このようなブラックマトリクス35では、薄膜トランジスタ10への外光照射を防止できず、薄膜トランジスタ10のオフ電流が増大してしまうことになる。
If the width of the
これに対し、図19(b)の例では、走査配線2を2本の配線部分2a〜2bに分割しており、裏面露光の際、配線部分2aと配線部分2bの間をスリット状の開口部として機能させ、この開口部を通過する光およびその回折光による露光領域を拡大している。このため、図19(d)に示されるように、走査配線2の上方はブラックマトリクス35によって完全に覆われる。
On the other hand, in the example of FIG. 19B, the
遮光性を有するパターン上に位置する感光性樹脂膜は、遮光性パターンのエッジから4μm程度内側に位置する部分も回折光によって感光されるため、走査配線2の幅が8μm程度以下であれば、特に、走査配線2を複数の部分に分割する必要はない。ただし、製造プロセスパラメータの変動により、配線幅が変化することも考慮すれば、配線幅はせいぜい6〜7μm程度にすることが好ましいと考えられる。
Since the photosensitive resin film located on the light-shielding pattern is also sensitized by the diffracted light at the portion located about 4 μm from the edge of the light-shielding pattern, if the width of the
再び、図18を参照する。図18に示される構成では、各走査配線2は3つの配線部分2a〜2cに分割されている。各配線部分2a〜2cの幅を6〜7μmに設定すると、走査配線2の実効的な幅(=チャネル幅)は18〜21μmとなる。
Reference is again made to FIG. In the configuration shown in FIG. 18, each
本実施形態でも半導体層6および7は、走査配線2に対して自己整合しているため、半導体層7も配線部分2a〜2cに応じて3つに分離されている。このため、画素毎に3つの薄膜トランジスタが配置され、それらが信号配線5とドレイン電極9との間で並列に接続された状態にある。走査配線2を構成する複数の配線部分2a〜2cには同一の走査信号が入力され、これに応答する3つの薄膜トランジスタは同様のスイッチング動作を行なうため、オン電流の増加を達成できる。
Also in this embodiment, since the semiconductor layers 6 and 7 are self-aligned with the
図18に示す例では、走査配線2を3本の配線部分に分割しているが、本発明はこれに限定されない。同一信号が入力されるひとつの走査配線を2本または4本以上に分割してもよい。なお、走査配線2は、表示領域以外の領域では1本の配線形状を有していても良い。例えば、走査配線がドライバ回路に接続される領域では、同一信号を受け取る複数の配線部分が1本の配線に接続されていることが好ましい。
In the example shown in FIG. 18, the
なお、走査配線2は、少なくとも薄膜トランジスタ10の半導体層6が形成される領域において複数の配線部分に分離されていれば良く、例えば画素電極14が配置される領域内において複数部分に分離されている必要はない。しかし、プラスチック基板1の伸縮により、X軸方向のアレイメントズレが生じるため、走査配線の平面形状は、表示領域内の位置によらず一様であることが好ましい。
The
このように、本実施形態によれば、走査配線2の実効的な線幅を大きくした場合でも、薄膜トランジスタ10を完全に覆うブラックマトリクス35を形成できる。
Thus, according to this embodiment, the
本実施形態では、ブラックマトリクス35の材料として光増幅型の感光性材料を用いているが、これに代えて、化学増幅型の感光性材料を用いてもよい。化学増幅型感光性材料の場合、光が直接当たらなくとも、光照射を受けた部分から反応が進行するため、遮光パターン上でのブラックマトリクス35の入り込み量を大きくしやすいという利点がある。
In this embodiment, a light amplification type photosensitive material is used as the material of the
(第4の実施形態)
以下、図20および図21を参照しながら、本発明によるアクティブマトリクス基板の第4の実施形態を説明する。図20は、本実施形態のアクティブマトリクス基板400を製造するための主なプロセスステップにおける2つの画素領域を示す平面図であり、図21は、図20のA−A’線断面およびB−B’線断面を示す工程断面図である。
(Fourth embodiment)
Hereinafter, a fourth embodiment of the active matrix substrate according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 20 is a plan view showing two pixel regions in main process steps for manufacturing the
前述した第1〜3の実施形態では、いずれも不純物添加半導体層7を真性半導体層6の上に直接堆積し、ソース電極として機能する信号配線5とドレイン電極9とを分離する際、不純物添加半導体層7のみならず真性半導体層6の表面もエッチングしていた。本実施形態では、真性半導体層6と不純物添加半導体層7との間にチャネル保護層を配置し、真性半導体層6のチャネル領域をエッチングしないようにする。
In any of the first to third embodiments described above, the impurity-added
本実施形態におけるアクティブマトリクス基板400の基本構成は、図20(e)および図21(f)からわかるように、真性半導体層6と不純物添加半導体層7との間にチャネル保護層95を設けた点を除き、第1の実施形態におけるアクティブマトリクス基板100の基本構成と同様である。チャネル保護層95の機能は製造工程中に発揮されるため、以下、本実施形態にかかるアクティブマトリクス基板400の製造方法を詳細に説明する。
As can be seen from FIGS. 20E and 21F, the basic configuration of the
まず、図20(a)および図21(a)に示すように、プラスチック基板1上に複数の走査配線2を形成する。走査配線2は、スパッタ法などを用いてプラスチック基板1上にAlNdやTaなどの金属膜を堆積した後、フォトリソグラフィおよびエッチング工程で金属膜をパターニングすることによって得られる。走査配線2のパターンは、上記フォトリソグラフィで用いるマスク(第1マスク)によって規定される。
First, as shown in FIGS. 20A and 21A, a plurality of
次に、図20(b)および図21(b)に示すように、ゲート絶縁膜4を介して基板1上に真性半導体層6およびチャネル保護層95を堆積した後、裏面露光法を用い、走査配線2に対して自己整合したチャネル保護層95を走査配線2上に形成する。このとき、真性半導体層6のパターニングは行なわず、チャネル保護層95だけをパターニングする。チャネル保護層95は、好適には、厚さ200nm程度のSiNx膜から形成され得る。本実施形態では、チャネル保護層95の線幅が走査配線2の線幅よりも1〜4μm程度狭くなるように、露光条件やエッチング条件を調節する。その結果、チャネル保護層95の各エッジの位置は、走査配線2の対応するエッジよりも内側に0.5〜2μm程度入り込むことになる。チャネル保護層92のサイドエッチ量を増加させて、走査配線2の線幅とチャネル保護層95の線幅との差を大きくするには、ウェットエッチングなどの等方性エッチングを用いることが好ましい。
Next, as shown in FIG. 20B and FIG. 21B, after the
次に、CVD法により、チャネル保護層95や真性半導体層6を覆うようにして不純物添加半導体層7を堆積した後、再び裏面露光法を用いて、走査配線2に自己整合した真性半導体層6および不純物添加半導体層7を走査配線2上に形成する。なお、図20(c)には不純物添加半導体層7だけが示されているが、不純物添加半導体層7の真下には、チャネル保護層95、真性半導体層6、および走査配線2が位置している。ただし、チャネル保護層95の幅は、真性半導体層6や走査配線2の線幅よりも狭く形成されている。ここで、チャネル保護層95の「幅」とは、チャネル保護層95の4つの側面のうち、走査配線2が延びる方向に平行な2つの側面間の距離を示している。
Next, an impurity-doped
次に、プラスチック基板1の上面にITOなどからなる透明導電膜91を堆積した後、図17(c)に示すように、レジストマスク92を形成する。レジストマスク92は、第1の実施形態の場合と同様に、信号配線5、ドレイン電極9、画素電極14を規定する相対的に厚い部分92aと、信号配線5とドレイン電極9との間の領域を規定する相対的に薄い部分92bとを有している。
Next, after depositing a transparent
次に、レジストマスク92を用いて、透明導電膜91、不純物添加半導体層7、チャネル保護層95、および真性半導体層6を順次エッチングする。図20(d)および図21(d)は、このエッチングが完了した段階の構成を示している。この段階において、薄膜トランジスタ10のチャネル領域はレジストマスク92の相対的に薄い部分92bによって覆われているため、チャネル領域の透明導電膜91などは全くエッチングされていない。
Next, using the resist
次に、例えば酸素プラズマアッシングなどにより、薄膜トランジスタ10のチャネル領域を覆っていたレジスト部分92bを除去した後、再び、透明導電膜91および不純物添加半導体層7のエッチングを行なう。このエッチングに際して、不純物添加半導体層7の下層レベルに位置しているチャネル保護層95はエッチストップ層として機能し、真性半導体層6のチャネル領域をエッチングから保護する。これより、図20(e)および図21(e)に示される構造を作製することができる。次に、プラスチック基板1の最上面に保護膜11を堆積した後、電着法によりカラーフィルタ33を形成し、図21(f)の構成を得る。
Next, after removing the resist
本実施形態によれば、信号配線5およびドレイン電極9をパターニングするためのマスクを用い、走査配線2上に位置する配線形状のチャネル保護層95を画素毎に分離している。このため、チャネル保護層95は、走査配線2に対して自己整合しているだけではなく、信号配線5やドレイン電極9に対しても自己整合している。より詳細には、チャネル保護層95の4つの側面のうち、信号配線5およびドレイン電極9が延びる方向に平行な2つの側面は、信号配線5およびドレイン電極9の外側の側面と整合している。
According to the present embodiment, the mask for patterning the
以上の結果、チャネル保護層95と信号配線5やドレイン電極9との間でアライメントズレが生じず、伸縮しやすい基板上にチャネル保護型の薄膜トランジスタアレイを作製することができる。
As a result, an alignment shift does not occur between the
このように、本実施形態では、チャネル保護層95に大きなアライメントマージンを与える必要が無い。また、チャネル保護層95の側面のうち、走査配線5が延伸する方向に対して平行な2つの側面間距離が走査配線5の線幅よりも狭いため、半導体層6の上面においてチャネル保護層95が存在しないコンタククト領域を形成できる。
Thus, in this embodiment, it is not necessary to give a large alignment margin to the channel
(第5の実施形態)
図22〜図25を参照しながら、本発明によるアクティブマトリクス基板の第5の実施形態を説明する。図中、前述した実施形態に対応する部材には同一の参照符号を付している。
(Fifth embodiment)
The fifth embodiment of the active matrix substrate according to the present invention will be described with reference to FIGS. In the figure, members corresponding to the above-described embodiments are denoted by the same reference numerals.
まず、図22を参照する。 First, referring to FIG.
図22は、本実施形態におけるアクティブマトリクス基板500のレイアウト構成を模式的に示した平面図である。本実施形態では、第1〜第4の実施形態と異なり、隣り合う走査配線2の間(例えば、配線G1と配線G2との間)に、走査配線2と平行に補助容量配線(Com)20が配置されている。補助容量配線20は、走査配線2と同レイヤに属し、走査配線の材料と同一の材料から形成されている。また、アクティブマトリクス基板500の画素領域内においては、補助容量配線20も走査配線2と同様に突起部のない真っ直ぐな配線形状を有している。図22では、簡略化のため、7本の走査配線2と、7本の補助容量配線20、8本の信号配線5が示されているが、実際には多数の配線が配列されている。
FIG. 22 is a plan view schematically showing the layout configuration of the
次に、図23を参照する。図23は、アクティブマトリクス基板500の表示領域の一部を拡大したレイアウト図である。
Reference is now made to FIG. FIG. 23 is a layout diagram in which a part of the display area of the
走査配線2および補助容量配線20を乗り越えるように配置された画素電極14からは、信号配線5に対して平行な方向(Y軸方向)に導電部材9が長く延伸している。導電部材9は薄膜トランジスタ10のドレイン電極として機能するものであり、画素電極14と薄膜トランジスタ10とを電気的に相互接続する。
A
本実施形態では、各薄膜トランジスタ10を構成する半導体層が走査配線2に対して自己整合的に形成されており、この半導体層を乗り越えるようにして信号配線および導電部材(ドレイン電極)9が配置される。半導体層は補助容量配線20上にも自己整合的に形成されており、物理的には薄膜トランジスタを形成している。しかし、補助容量配線20には、常時、その寄生的な薄膜トランジスタがオフとなるような信号が入力されている。その結果、上記の寄生薄膜トランジスタはスイッチング素子として機能しない。
In the present embodiment, the semiconductor layer constituting each
ある任意の薄膜ドランジスタ10に接続されるドレイン電極9と、そのドレイン電極9に接続される画素電極14とは、隣接する別々の走査配線2および補助容量配線20を横切っている。
A
アクティブマトリクス基板を液晶表示装置等に応用する場合、表示特性の向上と消費電力の低下を実現するため、薄膜トランジスタのゲート・ドレイン間容量Cgdによる画素電位の変動を抑制することが望ましい。Cgdによる画素電位の変化量ΔVは、ΔV=Cgd/(Cgd+Ccs+Clc)・Vgppで表される。 When an active matrix substrate is applied to a liquid crystal display device or the like, it is desirable to suppress a change in pixel potential due to a gate-drain capacitance C gd of a thin film transistor in order to improve display characteristics and reduce power consumption. The change amount ΔV of the pixel potential due to C gd is expressed by ΔV = C gd / (C gd + C cs + C lc ) · V gpp .
ここで、Ccsは補助電極容量(走査配線2および補助容量配線20と画素電極14との間の容量)、Clcは液晶容量、Vgppは走査配線2における信号のオンとオフのときの電位差である。Vgpp、Clcなどは、使用する材料やデバイスの基本的な特性によって決定されるため、補助容量Ccsを大きくすることによってΔVを低下させることが考えられる。しかしながら、アライメントフリー構造を採用した場合には、走査配線2の幅を大きくすることによって補助容量Ccsを大きくすることは、同時にCgdを大きくすることにつながる。このため、走査配線2の幅を調節してΔVを制御することは好ましくない。例えば、補助容量Ccsを大きくするため、走査配線の幅GwidthをK倍にしたとする。補助容量Ccsは、走査配線の幅Gwidthに比例するため、Ccs'=K・Ccsとなる。一方、ゲート−ドレイン間容量Cgdも走査配線の幅Gwidthに比例するため、Cgd'=K・Cgdとなる。したがって、引き込み電圧ΔV’は、以下の式7で示される。
Here, C cs is an auxiliary electrode capacitance (capacitance between the
ΔV’=K・Cgd/(K・Cgd+K・Ccs+Clc)
=Cgd/(Cgd+Ccs+Clc/K) (式7)
ΔV ′ = K · C gd / (K · C gd + K · C cs + C lc )
= C gd / (C gd + C cs + C lc / K) (Formula 7)
この式7から明らかなように、Kが大きくなるほど、引き込み電圧ΔV’が大きくなってしまう。式7において、Kを小さくすると、引き込み電圧ΔV’も小さくなる。しかし、製造プロセス上の制約などによって走査配線2の最小線幅は決まっており、Kを小さくすることによって引き込み電圧ΔV’を十分に小さくすることは困難である。
As is clear from
そこで、本実施形態では、走査配線2と画素電極14との間の容量に加えて、補助容量配線20と画素電極14との間で補助容量を形成している。この補助容量配線20の幅を調整することにより、引き込み電圧ΔVを低下させることができる。
Therefore, in this embodiment, in addition to the capacitance between the
本実施形態において、基板伸縮に対するマージンを大きくとるためには、同一の画素電極14と交差する走査配線2と補助容量配線20との間隔をできるだけ狭くすることが好ましい。
In the present embodiment, in order to increase the margin for the expansion and contraction of the substrate, it is preferable to make the interval between the
次に、図24および図25を参照する。図24は、図23のA−A’線断面図であり、図25は、図23のB−B’線断面図である。 Reference is now made to FIGS. 24 is a cross-sectional view taken along line A-A ′ in FIG. 23, and FIG. 25 is a cross-sectional view taken along line B-B ′ in FIG. 23.
本実施形態の薄膜トランジスタ10は、図24に示されるように、下層レベルから順番に、ゲート電極として機能する走査配線2、ゲート絶縁膜4、真性半導体6、および不純物添加半導体層7を含む積層構造を有している。本実施形態の真性半導体6は、ノンドープのアモルファスシリコンから形成されており、不純物添加半導体層7はリン(P)などのn型不純物が高濃度にドープされたn+微結晶シリコンから形成されている。信号配線5およびドレイン電極9は、それぞれ、コンタクト層として機能する不純物添加半導体層7を介して、半導体層6のソース領域およびドレイン領域と電気的に接続されている。このことから明らかなように、本実施形態では、直線状に延びる信号配線5の一部(走査配線2と交差している部分)が薄膜トランジスタ10のソース電極Sとして機能している。
As shown in FIG. 24, the
図24に示されるように、半導体層6のうち、ソース領域Sとドレイン領域Dとの間の領域31はチャネル領域として機能し、チャネル領域31の上面には不純物添加半導体層7が存在していない。本実施形態では、チャネルエッチ型のボトムゲート薄膜トランジスタを採用しており、半導体層6のチャネル部の上面は、不純物添加半導体層7を除去する際に薄くエッチングされている。
As shown in FIG. 24, a
画素電極14が形成されている領域においても、走査配線2上に半導体層6および7が存在していることが分かる。ただし、画素電極が形成されている領域内における半導体層6および7は、図24から明らかなように、薄膜トランジスタ10を構成する半導体層6および7からは分離されており、トランジスタ動作を行なうことはない。このため、同一行(走査配線)に属する画素間でクロストークを生じることはない。
It can be seen that the semiconductor layers 6 and 7 exist on the
補助容量配線20上の断面構成も、走査配線20上の断面構成と同様なものとなる。ここでも、信号配線5とドレイン電極9の間には半導体層6が存在するため、薄膜トランジスタが寄生的に形成されるが、補助容量配線には常時−8〜−15V程度の電圧が印加されているため、この寄生トランジスタが導通状態(オン状態)になることはない。故に、信号配線5とドレイン電極9は電気的に分離されている。
The cross-sectional configuration on the
本実施形態では、信号配線5、ドレイン電極9、画素電極14のすべてが1枚の反射電極膜をパターンニングすることより得られた導電層から構成され、信号配線5、ドレイン電極9、および画素電極14の全てが同一レイヤに属している。信号配線5、ドレイン電極9、および画素電極14は保護絶縁膜11によって覆われている。
In the present embodiment, the
走査配線2および補助容量配線20とドレイン電極9(画素電極14)との間のアライメントマージンΔYは、以下の式8で表される。
An alignment margin ΔY between the
ΔY=Ld−PPgap−Gwidth−Wcs−CGgap
=Ppitch−Gwidth−PPgap−Wcs−GCgap
−DDgap−Ycon (式8)
ここで、Gwidthは走査配線2の幅、Wcsは補助容量配線20の幅、GCgapは走査配線と補助容量配線20の間隔である。
ΔY = L d −PP gap −G width −W cs −CG gap
= P pitch -G width -PP gap -W cs -GC gap
-DD gap -Y con (Formula 8)
Here, G width is the width of the
このように本実施形態で採用するレイアウトによれば、プラスチック基板の伸縮に伴って走査配線ピッチの増加・減少が生じても、これに対応できる大きなアライメントマージンがあるため、基板上のどこの位置においても正常に動作する薄膜トランジスタを作製し、トランジスタ特性や寄生容量の基板内バラツキを低減できる。なお、前述したように、信号配線5、ドレイン電極9、および画素電極14の全ては同一の透明導電膜または反射電極材料膜をパターンニングすることによって形成されているため、信号配線5、ドレイン電極9、および画素電極14の配置関係について、アライメントずれを考慮する必要はない。
As described above, according to the layout adopted in the present embodiment, there is a large alignment margin that can cope with the increase / decrease of the scanning wiring pitch accompanying the expansion / contraction of the plastic substrate. In this case, a thin film transistor that operates normally can be manufactured, and variations in transistor characteristics and parasitic capacitance in the substrate can be reduced. As described above, since the
(実施例)
PESからなる5インチ角のプラスチック基板(厚さ0.2mm)を用いて上記アクティブマトリクス基板の実施例を試作した。パネルサイズは対角3.9インチで解像度は1/4VGA(320×RGB×240)である。1画素領域のサイズは82μm×246μm、走査配線2の幅Gwidthを8μm、画素電極間ギャップPPgapを5μm、接続部の幅Yconを5μm、補助容量配線の幅Wcsを25μm、補助容量配線20と走査配線2との間のギャップGCgapを10μm、ドレイン間のギャップDDgapを5μmとすると、ΔY=246−8−5−25−10−5−5=188μmとなる。
(Example)
An example of the above active matrix substrate was manufactured using a 5-inch square plastic substrate (thickness 0.2 mm) made of PES. The panel size is 3.9 inches diagonal and the resolution is 1/4 VGA (320 × RGB × 240). The size of one pixel region is 82 μm × 246 μm, the width G width of the
本実施例では、プラスチック基板の伸び縮みのどちらにも対応できるように、基板中央部においてΔY1=ΔY2となるよるに配置させた。その結果、走査配線層と、ソース配線・下層画素電極層と間のアライメントマージンΔYは±91μmとなった(ΔY=ΔY/2−dY、ここでdYはアライメント装置の精度で3μmである)。 In this embodiment, the plastic substrate is arranged so that ΔY1 = ΔY2 at the center of the substrate so as to cope with both expansion and contraction of the plastic substrate. As a result, the alignment margin ΔY between the scanning wiring layer and the source wiring / lower pixel electrode layer was ± 91 μm (ΔY = ΔY / 2−dY, where dY is 3 μm with the accuracy of the alignment apparatus).
ΔY方向の表示領域の長さは、240(ライン)×246(μm)=59040(μm)であるため、2つのレイヤ間で許容される基板伸縮マージンは1541ppmある。本試作においては、500〜700ppm程度基板伸縮が生じたが、十分なアライメントマージンがあるため、全て画素領域において薄膜トランジスタが正常に動作し、アクティブマトリクス基板として問題なく機能した。 Since the length of the display area in the ΔY direction is 240 (lines) × 246 (μm) = 59040 (μm), the allowable substrate expansion / contraction margin between the two layers is 1541 ppm. In this trial manufacture, the substrate was expanded or contracted by about 500 to 700 ppm. However, since there was a sufficient alignment margin, the thin film transistor normally operated in all pixel regions and functioned as an active matrix substrate without any problem.
本発明による構造および従来構造において、各画素ピッチに対する基板伸縮マージンを下記の表2に示す。表示領域のサイズが対角4インチ(81.2mm×61mm)で、短辺に走査配線端子を配置すると仮定している。 Table 2 below shows the substrate expansion / contraction margin for each pixel pitch in the structure according to the present invention and the conventional structure. It is assumed that the size of the display area is 4 inches diagonal (81.2 mm × 61 mm) and the scanning wiring terminals are arranged on the short side.
なお、露光装置の位置合わせ精度は±3μmであった。 The alignment accuracy of the exposure apparatus was ± 3 μm.
(第6の実施形態)
第1〜5の実施形態では、画素電極14と信号配線5が同一レイヤにあることにより、アライメントマージンを拡大することができる。しかしながら、信号配線があるため画素電極14の大きさには限界があり、開口率(反射型液晶表示装置においては絵素領域に対する画素電極の割合)を大きくすることができない。
(Sixth embodiment)
In the first to fifth embodiments, since the
プラスチック基板を用いた液晶表示装置は、基板の軽さ、薄さを生かすため、反射型液晶への応用が期待されている。反射型の液晶表示装置では、70%以上の開口率がなければ十分な視認性は得られないと言われている。そこで、従来のガラス基板上の反射型の液晶表示装置では、画素電極14と信号配線5と別レイヤに配置し、画素電極14と信号配線5間の隙間をなくすことで80〜90%の開口率を確保している。
A liquid crystal display device using a plastic substrate is expected to be applied to a reflective liquid crystal in order to make use of the lightness and thinness of the substrate. In a reflective liquid crystal display device, it is said that sufficient visibility cannot be obtained without an aperture ratio of 70% or more. Therefore, in a reflection type liquid crystal display device on a conventional glass substrate, the
第1〜5の実施形態の構造では、30〜50%程度の開口率しか得られないため、図26に示す第2の実施形態では、画素電極14を2層構成にしている。すなわち、反射電極として機能する上層の画素電極14Aと、補助容量を形成する下層の画素電極14Bとによって、画素電極14を構成している。上層画素電極14Aは、絶縁膜を介して信号配線5と別レイヤに配置されており、下層画素電極14Bは、信号配線5と同一レイヤに配置されている。このようにすることで、開口率を低下させることなく、アライメントマージンを大きくできる。
In the structures of the first to fifth embodiments, only an aperture ratio of about 30 to 50% can be obtained. Therefore, in the second embodiment shown in FIG. 26, the
以下、図26〜28を参照しながら、本実施形態について説明する。図26は、本実施形態におけるアクティブマトリクス基板600のレイアウトを示した平面図であり、図27は、図26のA−A’線断面図であり、図28は図26のB−B’断面図である。
Hereinafter, this embodiment will be described with reference to FIGS. 26 is a plan view showing the layout of the
図から明らかなように、本実施形態におけるアクティブマトリクス基板の構成は、下層の画素電極14Bよりも下層は、第5の実施形態におけるアクティブマトリクス基板の構成と同じである。
As is clear from the figure, the configuration of the active matrix substrate in the present embodiment is the same as the configuration of the active matrix substrate in the fifth embodiment in the lower layer than the
下層の画素電極14B、ドレイン電極9および信号配線5上には、層間絶縁膜が配置されている。14Aは上層の画素電極で、ALなどの反射電極材料から形成されている。下層の画素電極14B上の一部にコンタクトホールが形成されており、上層の画素電極14Aと下層の画素電極14Bが電気的に接続されている。上層の画素電極14Aは、下層の画素電極14Bよりも面積が大きいため、開口率を高くできる。また、補助容量は、下層の画素電極14Bと、補助容量配線20、走査配線2間で形成されるため、上層の画素電極14Aと走査配線層の間でアライメントを制御する必要はない。
An interlayer insulating film is disposed on the
したがって、走査配線を規定する第1のマスクと、ソース配線5および下層の画素電極14Bを規定する第2のマスクとの間のアライメントマージンΔYは、第5の実施形態におけるアライメントマージンの大きさと変わらない。したがって、ΔYは以下の式で表される。
Therefore, the alignment margin ΔY between the first mask that defines the scanning wiring and the second mask that defines the
ΔY=Ppitch−Gwidth−PPgap−Wcs−GCgap−DDgap−Ycon ΔY = P pitch −G width −PP gap −W cs −GC gap −DD gap −Y con
下層画素電極14Bの上層には、コンタクトホール21および上層画素電極14Bが形成されるため、これらのレイヤについてもアライメントマージンを考慮する必要がある。
Since the
コンタクトホール21は、必ず下層画素電極14B上に配置される必要がある。コンタクトホールの幅をWchとすると、コンタクトホール21層を規定する第3のマスクと、下層画素電極14Bを規定する第2のマスクとの間のアライメントマージンは、以下の式で表される。
The
ΔC=Pss−Ws−Wd−3・SDgap−Wch
ここで、Pssはソース配線ピッチ、Wsはソース配線の幅、Wdはドレイン電極の幅、SDgapはソース・ドレイン間のギャップである。
ΔC = P ss −W s −W d −3 · SD gap −W ch
Here, P ss is the source wiring pitch, W s is the width of the source wiring, W d is the width of the drain electrode, and SD gap is the gap between the source and drain.
なお、第2のマスクと第3のマスクとの間には、ΔY方向にも基板伸縮の制限があるが、ΔCに対して十分に大きいため無視した。プラスチック基板の伸縮は縦方向と横方向でほぼ同程度であるため、ΔCのマージンを満たしていれば、ΔY方向のマージンも満たしているはずである。 Note that there is a limitation on the expansion and contraction of the substrate in the ΔY direction between the second mask and the third mask, but it is ignored because it is sufficiently large with respect to ΔC. Since the expansion and contraction of the plastic substrate is almost the same in the vertical direction and the horizontal direction, if the margin of ΔC is satisfied, the margin in the ΔY direction should also be satisfied.
上層画素電極14Aは、コンタクトホール21上に形成される必要がるため、上層画素電極14A層を規定する第4マスクと、コンタクトホール21を規定する第3マスクとの間のアライメントマージンは、ΔP=Pss−PPtgapとなる。ここで、PPtgapは上層の画素電極14A間のギャップである。
Since the
次に、本実施形態の製造プロセスについて説明する。 Next, the manufacturing process of this embodiment will be described.
図から明らかなように、信号配線5、ドレイン電極9および下層の画素電極14Bまでは、第1〜5の実施形態について説明した製造プロセスと同じ製造プロセスを採用することができる。薄膜トランジスタ10の構造は、チャネル保護膜型でもチャネルエッチ型でもどちらでも構わない。本実施形態では、チャネルエッチ型を採用している。
As is apparent from the figure, the same manufacturing process as that described in the first to fifth embodiments can be employed for the
薄膜トランジスタの上層に、無機絶縁膜または有機絶縁膜からなる層間絶縁膜21を堆積した後、フォトリソグラフィ工程でコンタクトホール22を形成する。層間絶縁膜21の厚さは例えば0.5〜3μmである。
After an
上記絶縁膜堆積工程では、基板の伸縮が少ない材料もしくは成膜方法を選択する必要がある。一般的に、有機絶縁膜の方が、無機絶縁膜よりも基板の伸縮が少ないので、ここでは、有機絶縁材料を選択した。 In the insulating film deposition step, it is necessary to select a material or a film formation method that causes less expansion and contraction of the substrate. In general, the organic insulating film is less stretched than the inorganic insulating film, so that the organic insulating material is selected here.
層間絶縁膜21の上に、Al、Al合金、銀合金などからなる反射電極材料の膜を堆積する。反射電極材料膜の厚さは例えば50〜100nm程度である。フォトリソグラフィ工程を経て、上記反射電極材料膜から上層画素電極14A(反射電極)を形成する。本実施形態では、下層画素電極は、厳密には画素電極として機能しないが、上層画素電極のための下層電極として機能するため、「下層画像電極」と称することとする。
A reflective electrode material film made of Al, Al alloy, silver alloy or the like is deposited on the
なお、信号配線層の材料は、透過型のアクティブマトリクス基板を製造する場合には、透明導電材料でなければならないが、反射型のアクティブマトリクス基板であれば、導電膜は遮光膜でも透明膜でも構わない。ただし、上層画素電極14Aと低抵抗のコンタクトを形成し得る材料を選択する必要がある。ここでは、上層画素電極の材料としてAlを使用するので、下層画素電極14B、信号配線5、およびドレイン電極9の材料としてTiを選択した。
The material of the signal wiring layer must be a transparent conductive material in the case of manufacturing a transmissive active matrix substrate. However, in the case of a reflective active matrix substrate, the conductive film may be a light shielding film or a transparent film. I do not care. However, it is necessary to select a material that can form a low-resistance contact with the
(実施例)
PESからなる5インチ角のプラスチック基板(厚さ0.2mm)を用いて上記アクティブマトリクス基板の実施例を試作した。パネルサイズは対角3.9”で解像度は1/4VGA(320×RGB×240)で、反射型用である。1画素領域のサイズは82μm×246μm、走査配線の幅Gwidthを8μm、下層の画素電極間ギャップPPgapを5μm、接続部の幅Yconを5μm、補助容量配線の幅Wcsを25μm、補助容量配線と走査配線間のギャップGCgapを10μm、ドレイン間のギャップDDgapを5μmとすると、ΔY=246−8−5−25−10−5−5=188μmとなる。
(Example)
An example of the above active matrix substrate was manufactured using a 5-inch square plastic substrate (thickness 0.2 mm) made of PES. The panel size is 3.9 "diagonal and the resolution is 1/4 VGA (320 x RGB x 240) for reflection type. The size of one pixel area is 82 µm x 246 µm, the scanning line width G width is 8 µm, the lower layer The pixel electrode gap PP gap is 5 μm, the connecting portion width Y con is 5 μm, the auxiliary capacitance wiring width W cs is 25 μm, the gap GC gap between the auxiliary capacitance wiring and the scanning wiring is 10 μm, and the drain gap DD gap is If it is 5 μm, then ΔY = 246-8-5-25-10-5-5 = 188 μm.
本実施例では、プラスチック基板の伸び縮みのどちらにも対応できるように、基板中央部においてΔY1=ΔY2となるよるに配置させた。その結果、走査配線層(第1のマスクレイヤ)と、ソース配線・下層画素電極層(第2のマスクレイヤ)と間のアライメントマージンΔYは±91μmとなった(ΔY=ΔY/2−dY)。ここで、dYはアライメント装置の精度であり、dY=3μmであった。 In this embodiment, the plastic substrate is arranged so that ΔY1 = ΔY2 at the center of the substrate so as to cope with both expansion and contraction of the plastic substrate. As a result, the alignment margin ΔY between the scanning wiring layer (first mask layer) and the source wiring / lower pixel electrode layer (second mask layer) was ± 91 μm (ΔY = ΔY / 2−dY). . Here, dY is the accuracy of the alignment apparatus, and dY = 3 μm.
ΔY方向の表示領域の長さは、240(ライン)×246(μm)=59040(μm)であるため、第1マスクと第2マスクとの間で許容される基板伸縮マージンは1541ppmある。実際に試作したところ、500〜700ppm程度基板伸縮が生じたが、アライメントマージンがあるため、全て画素領域において設計どおりの薄膜トランジスタと補助容量の形状を得た。 Since the length of the display area in the ΔY direction is 240 (line) × 246 (μm) = 59040 (μm), the allowable substrate expansion / contraction margin between the first mask and the second mask is 1541 ppm. When the prototype was actually manufactured, the substrate was expanded or contracted by about 500 to 700 ppm. However, since there was an alignment margin, the shape of the thin film transistor and the auxiliary capacitor as designed was obtained in all pixel regions.
一方、コンタクトホールを規定する第3のマスクは、第2のマスクに対してのみアライメントさせればよい。ソース配線の幅Wsを8μm、ドレイン電極の幅Wdを8μm、ソース・ドレイン間ギャップSDgapを5μm、コンタクトホールの幅を5μmとすると、ΔC=82−8−8−3×5−5=46μmとなる。 On the other hand, the third mask that defines the contact hole only needs to be aligned with the second mask. When the source wiring width Ws is 8 μm, the drain electrode width Wd is 8 μm, the source-drain gap SD gap is 5 μm, and the contact hole width is 5 μm, ΔC = 82-8-8-3 × 5-5 = 46 μm It becomes.
ここでも、基板の伸縮どちらにも対応できるように、基板中央においてΔc1=Δc2となるように配置させた。その結果、第2のマスクと第3のマスクとの間のアライメントマージンΔcは、±20μmであった(Δc=ΔC/2−dY)。 In this case, the substrate is arranged so that Δc1 = Δc2 at the center of the substrate so that both expansion and contraction of the substrate can be supported. As a result, the alignment margin Δc between the second mask and the third mask was ± 20 μm (Δc = ΔC / 2−dY).
なお、Y軸方向についても、基板中央部において、コンタクトホール21が下層画素電極14Bのほぼ中央にくるようにマスクアライメントを行った。
Note that also in the Y-axis direction, mask alignment was performed so that the
ΔCに平行な方向の表示領域の長さは、320×82×3=78720μmであるため、許容される基板伸縮マージンは254ppmしかない。しかしながら、第2のマスクレイヤと第3のマスクレイヤとのフォトリソ工程の間には、第1のマスクレイヤと第2のマスクレイヤとの工程間とは異なり、大きな基板伸縮を生じさせるCVD成膜工程がない。このため、実際に試作したところ、基板伸縮は最大でも1500ppm程度しかなく、本構造により十分アライメントすることができた。 Since the length of the display area in the direction parallel to ΔC is 320 × 82 × 3 = 78720 μm, the allowable substrate expansion / contraction margin is only 254 ppm. However, unlike the process between the first mask layer and the second mask layer, the CVD film formation that causes large substrate expansion and contraction is performed between the photolithography processes of the second mask layer and the third mask layer. There is no process. For this reason, when actually prototyped, there was only about 1500 ppm of expansion / contraction of the substrate at the maximum, and sufficient alignment could be achieved by this structure.
また、上層画素電極14Aを規定する第4のマスクは、第3のマスクに対いするアライメントのみを行えばよい。上層画素電極間のギャップPPtgapを5μmとすると、ΔP=82−5=77μmとなる。
In addition, the fourth mask that defines the
ここでも、基板の伸縮どちらにも対応できるように、基板中央においてΔp1=Δp2となるように配置させた。その結果、第4のマスクと第3のマスクとの間のアライメントマージンΔpは、±35.5μmであった(Δp=ΔP/2−dY)。 In this case, the substrate is arranged so that Δp1 = Δp2 at the center of the substrate so that both expansion and contraction of the substrate can be supported. As a result, the alignment margin Δp between the fourth mask and the third mask was ± 35.5 μm (Δp = ΔP / 2−dY).
ΔPに平行な方向の表示領域の長さは、320×82×3=78720μmであるため、許容される基板伸縮マージンは451ppmしかない。しかし、第3のマスクのためフォトリソグラフィ工程と第4のマスクのためフォトリソグラフィ工程との間には、大きな基板伸縮を生じさせるCVD成膜工程が存在しない。このため、十分第3のマスクと第4のマスクとの間のアライメントは比較的容易である。 Since the length of the display area in the direction parallel to ΔP is 320 × 82 × 3 = 78720 μm, the allowable substrate expansion / contraction margin is only 451 ppm. However, there is no CVD film forming process that causes large substrate expansion / contraction between the photolithography process for the third mask and the photolithography process for the fourth mask. For this reason, the alignment between the third mask and the fourth mask is relatively easy.
なお、本実施形態では、反射電極(上層画素電極)14Aを信号配線5と別のレイヤに配置したことにより、開口率(反射電極の画素領域に占める割合)が92%になる。
In the present embodiment, since the reflective electrode (upper pixel electrode) 14A is arranged in a layer different from the
また、従来構造では、全てのレイヤ間で数μm以下のアライメント精度が必要であるため、アライメントマージンが9μmのとき、許容できる基板伸縮は150ppmとな。そのため、従来構造では、プラスチック基板を用いてアクティブマトリクス基板を製造することができない。 Further, since the conventional structure requires alignment accuracy of several μm or less between all layers, the allowable substrate expansion / contraction is 150 ppm when the alignment margin is 9 μm. Therefore, in the conventional structure, an active matrix substrate cannot be manufactured using a plastic substrate.
現在の製造技術では、アクティブマトリクス基板として求められるTFT特性を得るためには、ゲート絶縁膜および半導体層を基板温度100〜200℃のCVD法で形成することが必要である。したがって、プラスチック基板上にアクティブマトリクス基板を実現するためには、本実施形態のように第1マスクと第2マスクとの間に大きなアライメントマージンを持つ画素構造が望ましい。 In the current manufacturing technology, in order to obtain TFT characteristics required as an active matrix substrate, it is necessary to form a gate insulating film and a semiconductor layer by a CVD method at a substrate temperature of 100 to 200 ° C. Therefore, in order to realize an active matrix substrate on a plastic substrate, a pixel structure having a large alignment margin between the first mask and the second mask as in the present embodiment is desirable.
本実施形態では、補助容量配線を備えたCs on Common構造を示したが、補助容量配線がない場合でも、同様な効果が得られる。図29〜図31は、本実施形態の構成から、補助用利用配線を取り除いた構造(Cs on Gate構造)を持つ改良例に係るアクティブマトリクス基板700を示す。アクティブマトリクス基板700によれば、ΔYをより大きくすることができる。
In the present embodiment, the Cs on Common structure provided with the auxiliary capacity wiring is shown, but the same effect can be obtained even when there is no auxiliary capacity wiring. FIGS. 29 to 31 show an
(第7の実施形態)
上記の第6の実施形態における構造を採用することにより、プラスチック基板を用いて3.9インチ1/4VGAの反射型液晶表示素子を製造することができる。しかしながら、より画素サイズの小さな場合や、パネルサイズが大きくなった場合、コンタクトホールのアライメントマージンΔCが不十分になるおそれがある。また、3.9インチ1/4VGA程度のパネルの場合でも、大量生産を考えると、アライメントマージンを更に大きくすることが好ましい。本実施形態では、コンタクトホールのアライメントマージンΔCを更に増大させることが可能な構成を採用している。
(Seventh embodiment)
By adopting the structure in the sixth embodiment, a 3.9
以下、図32〜34を参照しながら、本実施形態について説明する。図32は、本実施形態におけるアクティブマトリクス基板800のレイアウトを示した平面図であり、図33は、図32のA−A’線断面図であり、図34は図32のB−B’断面図である。
Hereinafter, this embodiment will be described with reference to FIGS. 32 is a plan view showing the layout of the
図からわかるように、本実施形態における下層画素電極14Bは、補助容量配線20を横切り、対応する走査配線は当該下層画素電極14Bから延びたドレイン電極9が横切っている。その結果、下層画素電極14BからX軸方向に沿って離れた領域にはドレイン電極9が存在せず、ソース配線5しか配置されていない。すこのため、下層画素電極14Bの幅(X軸方向サイズ)を相対的に広くすることが可能になり、その結果、コンタクトホールのアライメントマージンΔCを大きくすることができる。アライメントマージンΔCは、以下の式で表される。
As can be seen from the figure, the lower
ΔC=Pss−Ws−2・SDgap−Wch
ここで、Pssはソースピッチ、Wsはソース配線の幅、SDgapは画素電極とソース配線間のギャップ、WchはコンタクトホールのX軸方向の幅である。
ΔC = P ss −W s −2 · SD gap −W ch
Here, P ss is the source pitch, W s is the width of the source wiring, SD gap is the gap between the pixel electrode and the source wiring, and W ch is the width of the contact hole in the X-axis direction.
一方、ドレイン電極9は走査配線2のみを乗り越え、補助容量配線とは重なっておらず、また、下層の画素電極14Bは補助容量配線20のみを乗り越え走査配線2には重なっていない。このため、第1のマスクレイヤと、第2のマスクレイヤとの間の基板伸縮マージンΔYは、下式のようになる。
On the other hand, the
ΔY=(Ppitch−Gwidth−Wcs−DDgap−DGgap)/2 ΔY = (P pitch −G width −W cs −DD gap −DG gap ) / 2
本実施形態では、第2の実施形態に比べ、約1/2になるが、第2のマスクレイヤと第3のマスクレイヤ間のアライメントマージンを大きくする必要がある場合に有効である。 In this embodiment, although it is about ½ compared to the second embodiment, it is effective when it is necessary to increase the alignment margin between the second mask layer and the third mask layer.
なお、本実施形態に係るアクティブマトリクス基板800は、第6の実施形態に係るアクティブマトリクス基板を製造する方法と同様の方法で製造される。
Note that the
(実施例)
PESからなる5インインチ角のプラスチック基板(厚さ0.2mm)を用いて上記アクティブマトリクス基板の実施例を試作した。パネルサイズは対角2.5インチで解像度は1/4VGA(320×RGB×240)で、反射型用である。1画素領域のサイズは53×159μm、走査配線の幅Gwidthを8μm、補助容量配線の幅Wcsを10μm、ドレイン電極と下層の画素電極間のギャップDDgapを5μm、下層画素電極と走査配線の最小ギャップを3μmとすると、ΔY=(159−8−10−5−3)/2=133μmになる。
(Example)
An example of the above active matrix substrate was manufactured using a 5-inch inch plastic substrate (thickness 0.2 mm) made of PES. The panel size is 2.5 inches diagonal and the resolution is 1/4 VGA (320 × RGB × 240), which is for the reflection type. 1
本実施例では、プラスチック基板の伸び縮みのどちらにも対応できるように、基板中央部においてΔY1=ΔY2となるよるに配置させた。その結果、走査配線層(第1のマスクレイヤ)と、ソース配線・下層画素電極層(第2のマスクレイヤ)と間のアライメントマージンΔYは±63.5μmとなった(ΔY=ΔY/2−dY、dYはアライメント装置の精度で3μmであった)。 In this embodiment, the plastic substrate is arranged so that ΔY1 = ΔY2 at the center of the substrate so as to cope with both expansion and contraction of the plastic substrate. As a result, the alignment margin ΔY between the scanning wiring layer (first mask layer) and the source wiring / lower pixel electrode layer (second mask layer) was ± 63.5 μm (ΔY = ΔY / 2− dY and dY were 3 μm with the accuracy of the alignment device).
ΔY方向の表示領域の長さは、240ライン)×159(μm)=38160(μm)であるため、第1のマスクレイヤと第2のマスクレイヤとの間で許容される基板伸縮マージンは1664ppmになる。 Since the length of the display area in the ΔY direction is 240 lines) × 159 (μm) = 38160 (μm), the allowable substrate expansion / contraction margin between the first mask layer and the second mask layer is 1664 ppm. become.
コンタクトホール層(第3のマスクレイヤ)と、下層画素電極層(第2のマスクレイヤ)のアライメントマージンは、ΔC=53−8−2×5−5=30μmとなる。基板の伸縮どちらにも対応できるように、基板中央においてΔc1=Δc2となるように配置させた。その結果、第2のマスクレイヤと、第3のマスクレイヤ間のアライメントマージンΔcは±12μmであった(Δc=ΔC/2−dY)。ΔCに平行な方向の表示領域の長さは、320×53×3=50880μmであるため、許容される基板伸縮マージンは590ppmとなる。この値は、CVD工程のない第2のマスクレイヤと第3のマスクレイヤとのフォトリソ工程の間では十分なアライメントマージンである。 The alignment margin between the contact hole layer (third mask layer) and the lower pixel electrode layer (second mask layer) is ΔC = 53−8−2 × 5−5 = 30 μm. In order to be able to cope with both expansion and contraction of the substrate, it was arranged so that Δc1 = Δc2 at the center of the substrate. As a result, the alignment margin Δc between the second mask layer and the third mask layer was ± 12 μm (Δc = ΔC / 2−dY). Since the length of the display area in the direction parallel to ΔC is 320 × 53 × 3 = 50880 μm, the allowable substrate expansion / contraction margin is 590 ppm. This value is a sufficient alignment margin between the photolithography process of the second mask layer and the third mask layer without the CVD process.
一方、第2の実施形態の構造を採用すると、ソース配線の幅Wsを6μm、ドレイン電極の幅Wdを6μm、ソース・ドレイン間ギャップSDgapを5μm、コンタクトホールの幅を5μmの場合ΔC=53−8−8−3×5−5=17μmとなり、Δc=ΔC/2−dYは、±5.5μmしかない。基板伸縮マージンは108ppmしかなく、十分な製造マージンが得られない。 On the other hand, when the structure of the second embodiment is adopted, ΔC = 53− when the source wiring width Ws is 6 μm, the drain electrode width Wd is 6 μm, the source-drain gap SDgap is 5 μm, and the contact hole width is 5 μm. 8-8-3 × 5-5 = 17 μm, and Δc = ΔC / 2−dY is only ± 5.5 μm. The substrate expansion / contraction margin is only 108 ppm, and a sufficient manufacturing margin cannot be obtained.
したがって、本実施形態を採用することにより、上層画素電極14Aと下層画素電極14Bを接続するコンタクトホール22を形成する際のフォトアライメントマージンを拡大することができる。このため、例えば、本実施例に示したような2.5インチ1/4VGA相当の150PPIを超える高精細なアクティブマトリクス基板をプラスチック基板上に実現することができる。
Therefore, by adopting this embodiment, it is possible to expand the photo alignment margin when the
なお、上層の画素電極14Aの構造は第2の実施形態と同じ構造であるため、高い開口率が得られる。本実施例では開口率88%になる。
Since the structure of the
(第8の実施形態)
以下、図35〜38を参照しながら、本実施形態について説明する。図35は、本実施形態におけるアクティブマトリクス基板900のレイアウトを示した平面図であり、図36は、図35のA−A’線断面図であり、図37は図35のB−B’断面図であり、図38は図35のC−C’断面図である。
(Eighth embodiment)
Hereinafter, this embodiment will be described with reference to FIGS. 35 is a plan view showing a layout of the
本実施形態に係るアクティブマトリクス基板900と、第1〜7の実施形態にかかるアクティブマトリクス基板の相違点は、薄膜トランジスタの形状にある。
The difference between the
本実施形態では、信号配線5から枝分かれしたソース電極8Bが、ドレイン電極9の端部近傍を通って、信号配線5と平行な方向に曲がっている。ソース電極8Bは、信号配線5とともに、ドレイン電極9を挟み込んでいる。そして、信号配線5(ソース電極8A)、ソース電極8B、ドレイン電極9は、全て走査配線2および走査配線上の半導体層6を乗り越えるように配置されている。
In the present embodiment, the
図36に示されるように、走査配線2の上面の全体には半導体層6が残っているため、走査配線2上における信号配線5(ソース電極8A)とドレイン電極9との間の領域、および、ソース電極8Bとドレイン電極9との間の領域、どちらも、薄膜トランジスタとして機能する。
As shown in FIG. 36, since the
一方、ソース電極8Bと、隣の信号配線5(ソース電極8A)との間にも半導体層が存在するため、この領域は寄生薄膜トランジスタとして機能し得る。しかし、隣の信号配線5上の信号は、ソース電極8Bによってシールドされるため、ドレイン電極9を介して画素電極14Bの電位に影響を与えることはない。
On the other hand, since a semiconductor layer also exists between the
本実施形態では、図38から明らかなように、以下の式が成立する。
ΔY=(Ppitch−Gwidth−Wcs−Ws−3・SDgap)/2
In the present embodiment, as is apparent from FIG. 38, the following expression is established.
ΔY = (P pitch −G width −W cs −Ws−3 SD gap ) / 2
本実施形態によれば、薄膜トランジスタのチャネル部以外の半導体層をハーフ露光技術によって除去する工程が不要である。これにより、製造工程時間の短縮と、アクティブマトリクス基板の製造歩留向上を達成することが可能になる。 According to this embodiment, the process of removing semiconductor layers other than the channel part of a thin-film transistor by a half exposure technique is unnecessary. This makes it possible to shorten the manufacturing process time and improve the manufacturing yield of the active matrix substrate.
(第9の実施形態)
以下、図39〜40を参照しながら、本実施形態について説明する。図39は、本実施形態におけるアクティブマトリクス基板1000のレイアウトを示した平面図であり、図40は、図39のA−A’線断面図である。
(Ninth embodiment)
Hereinafter, this embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 39 is a plan view showing a layout of the
本実施形態に係るアクティブマトリクス基板1000は、第8の実施形態に係るアクティブマトリクス基板900と類似した構成を有している。アクティブマトリクス基板1000の特徴点のひとつは、ドレイン電極9が、隣り合う2本の信号配線5のほぼ中央に配置されていることにある。また、上層画素電極14Aが薄膜トランジスタのチャネル部を完全に覆っている。言いかえると、上層画素電極14Aが薄膜トランジスタのチャネル部を完全に覆うように、ドレイン電極9の位置が設定されている。他の点において、アクティブマトリクス基板1000の構成は、アクティブマトリクス基板900の構成と同様である。
The
このような構成により、薄膜トランジスタ10の光リーク電流が抑制されるため、液晶表示装置に応用した際のコントラストを改善することができる。
With such a configuration, light leakage current of the
本実施形態では、図40から明らかなように、以下の式が成立する。 In the present embodiment, as is apparent from FIG.
ΔY=(Ppitch−Gwidth−Wcs−2・Ws−3・SDgap)/2 ΔY = (P pitch −G width −W cs −2 · Ws−3 · SD gap ) / 2
本実施形態では、信号配線5、ドレイン電極9およびソース電極8Bが、互いに平行に延びる部分を有しており、これらの部分が走査配線2と直交している。本発明の効果を得るには、上記平行部分と走査配線2とが直交している必要は無く、90度以外の角度で交差していても良い。
In the present embodiment, the
ドレイン電極9は、アライメントずれによって、隣接する信号配線5の中央から多少外れた位置に設けられていてもよい。ただし、ドレイン電極9は、対応する下層画素電極14Bの中心部をY軸に沿って通る直線から、画素ピッチ(X軸方向に沿って計測した画素ピッチ)の±25%の範囲内にあることが好ましい。
The
本実施形態によれば、第8の実施形態と同様、薄膜トランジスタのチャネル部以外の半導体層をハーフ露光技術によって除去する工程が不要である。これにより、製造工程時間の短縮と、アクティブマトリクス基板の製造歩留向上を達成することが可能になる。 According to the present embodiment, as in the eighth embodiment, the step of removing the semiconductor layer other than the channel portion of the thin film transistor by the half exposure technique is unnecessary. This makes it possible to shorten the manufacturing process time and improve the manufacturing yield of the active matrix substrate.
(第10の実施形態)
以上の実施形態では、いずれも走査配線を下層レベルに形成し、薄膜トランジスタの半導体層を上層レベルに形成する構成を採用している。この構成のトランジスタは、ゲート電極として機能する走査配線がトランジスタの最下層レベルに位置するため、「ボトムゲート型トランジスタ(逆スタガー型トランジスタ)」と称されている。本実施形態では、ゲート電極として機能する走査配線がトランジスタの最上層の設けられている「トップゲート型トランジスタ(正スタガー型トランジスタ)」を用いてアクティブマトリクス基板を構成する。
(Tenth embodiment)
In the above embodiments, the scanning wiring is formed at the lower layer level and the semiconductor layer of the thin film transistor is formed at the upper layer level. A transistor having this configuration is called a “bottom gate transistor (reverse staggered transistor)” because a scanning wiring functioning as a gate electrode is located at the lowest level of the transistor. In this embodiment, an active matrix substrate is configured using a “top gate transistor (positive staggered transistor)” in which a scanning wiring functioning as a gate electrode is provided in the uppermost layer of the transistor.
本実施形態のアクティブマトリクス基板1100では、図41(c)および図42(d)に示されるように、走査配線2が、信号配線5、ドレイン電極9、および画素電極14の上層レベルに形成され、これら信号配線5、ドレイン電極9、および画素電極14と交差している。
In the
また、半導体層6は、信号配線5、ドレイン電極9、および画素電極14の下層レベルに配置されており、信号配線5、ドレイン電極9、および画素電極14によって覆われている。走査配線2の真下には必ずゲート絶縁膜4が存在し、走査配線2と画素電極14との間に補助容量が形成される。
The
以下、図41および図42を参照しながら、本実施形態にかかるアクティブマトリクス基板500の製造方法を説明する。
Hereinafter, a method for manufacturing the
まず、図42(a)に示すように、プラスチック基板1上に、ノンドープのアモルファスシリコンからなる真性半導体層6、P(リン)等がドープされた不純物添加半導体層7、およびAPC(Ag−Pd−Cu:銀合金)からなる反射金属膜96を積層した後、レジストマスク92を形成する。真性半導体層6、不純物添加半導体層7、および反射金属膜96の厚さは、それぞれ、例えば150nm、50nm、150nmである。レジストマスク92は、第1の実施形態の場合と同様に、信号配線5、ドレイン電極9、画素電極14を規定する相対的に厚い部分92aと、信号配線5とドレイン電極9との間の領域を規定する相対的に薄い部分92bとを有している。
First, as shown in FIG. 42A, an
次に、レジストマスク92を用いて、反射金属膜96、不純物添加半導体層7および真性半導体層6を順次エッチングする。図41(a)および図42(b)は、このエッチングが完了した段階の構成を示している。この段階において、薄膜トランジスタ10のチャネル領域はレジストマスク92の相対的に薄い部分92bによって覆われているため、チャネル領域の金属膜96、および不純物添加半導体層7は全くエッチングされていない。すなわち、反射金属膜96において信号配線5となるべき部分とドレイン電極9となるべき部分とは未分離のままである。
Next, the
次に、例えば酸素プラズマアッシングなどにより、薄膜トランジスタのチャネル領域を覆っていたレジスト部分92bを除去した後、再び、反射金属膜96、および不純物添加半導体層7のエッチングを行なう。レジストマスク92を除去することより、図41(b)および図42(c)に示される構造を作製することができる。この段階では、図41(b)に示されるように、信号配線5とドレイン電極9との隙間領域において、それらの下層レベルに位置する真性半導体層6が部分的に露出している。
Next, after removing the resist
次に、CVD法を用いて、厚さ400nmのSiNxからなるゲート絶縁膜4、厚さ200nmのAlNd膜を積層した後、第2マスクを用いて、AlNdをパターニングし、図41(b)および図42(d)に示されるように、走査配線2を形成する。
Next, after depositing a
この後、走査配線2をマスクとするエッチング工程を行ない、走査配線2によって覆われていない領域に位置するゲート絶縁膜4および真性半導体層6を除去する。その結果、図41(c)および図42(e)に示される構造が得られる。このエッチングにより、真性半導体層6のうち、薄膜トランジスタとして機能する部分を除き、信号配線5とドレイン電極9との間の領域に位置していた部分は除去される。なお、画素電極14およびドレイン電極9の下層レベルには、最終的に、画素電極14およびドレイン電極9と同様の形状を有する半導体層6および7が存在し、また、信号配線5の下層レベルにも、信号配線5と同様の形状を有する導体層6および7が存在する。
Thereafter, an etching process using the
本実施形態のアクティブマトリクス基板500は、反射型の画素電極14を有しており、反射型液晶表示装置を構成するために用いられる。本実施形態の製造方法によれば、画素電極14の下に半導体層6および7が残置されるため、画素電極14を透明導電膜から形成したとしても、透過型表示装置に適用することはできない。
The
なお、走査配線2の材料はAlNdに限定されず、ゲート絶縁膜4や半導体層6および7をエッチングする際にエッチングマスクとして機能し得る導電性材料であればよい。例えば、Ta、Mo、W、Ti、Al、もしくは、これらの合金、APC、またはITOあってもよい。また、これらの材料からなる層を複数積層した膜を用いても良い。
Note that the material of the
反射金属膜の材料もAPCに限定されず、Ag、Al、Au、または、これらの合金材料であってもよい。 The material of the reflective metal film is not limited to APC, and may be Ag, Al, Au, or an alloy material thereof.
ゲート絶縁膜4の材料もSiNxに限定されず、SiO2等の無機絶縁材料、BZT等の有機絶縁材料、または、これらの材料からにる層を積層した膜であってもよい。
The material of the
以上説明してきたように、本実施形態のアクティブマトリクス基板は、画素電極14が反射性金属膜から形成されており、最終的に組み立てられる表示装置は反射型である。これに対し、第1から第4の実施形態のアクティブマトリクス基板は、透過型表示装置に用いられるものであった。第1から第4の実施形態を反射型用に転用するには、透明導電膜に代えて反射金属膜を形成し、この反射金属膜をパターニングすることにより、信号配線5、ドレイン電極9、および画素電極14を形成すれば良い。この場合、画素電極14の下層レベルに半導体層6および7が残っていても問題無い。このため、反射型の場合は、画素電極14を形成する前において、半導体層6および7を走査配線2に整合した形状にパターニングしておく必要は無い。第4の実施形態の場合のように、線状のチャネル保護層を走査配線上に形成しておけば、その上に堆積したコンタクト層および反射金属膜をパターニングして信号配線5、ドレイン電極9、および画素電極14を形成する際、レジストマスク92の相対的に薄い部分92bを除去した後、チャネル保護層をエッチングマスクの一部として機能させることができる。このため、信号配線5とドレイン電極9との間の領域に位置する不要な半導体層をエッチングにより除去する際、チャネル保護層の真下には半導体層が残され、薄膜トランジスタの半導体領域として機能する部分が走査配線上に適切に配置されることになる。
As described above, in the active matrix substrate of this embodiment, the
なお、第6〜9の実施形態で採用した構成、すなわち、補助容量配線を用い構成や上層画素電極を絶縁膜上に配置する構成を本実施形態に係るトップケート型トランジスタと組み合わせてもよい。 Note that the configuration employed in the sixth to ninth embodiments, that is, the configuration using auxiliary capacitance wiring or the configuration in which the upper layer pixel electrode is disposed on the insulating film may be combined with the top-category transistor according to the present embodiment.
(第11の実施形態)
上記第1〜4の実施形態における走査配線2および信号配線5は、いずれも、直線的に延びる配線から構成されており、基板1の主面に平行な方向に突出する部分や窪んだ部分を有していない。このため、走査配線2と平行な方向にアライメントズレに生じても、各画素内のレイアウトに変化は生じない。これに対し、走査配線2に対して垂直な方向に関するアライメントズレは、アライメントマージン(ΔY)を超えない範囲に抑えられる必要があり、アライメントマージン(ΔY)の大きさは、画素ピッチよりも小さい。
(Eleventh embodiment)
Each of the
このため、基板伸縮率が方位によって一様でない場合は、基板伸縮率が小さい方位に対して平行に信号配線5を配置することが好ましい。そこで、本実施形態では、信号配線5に平行な方向に対する基板1の伸縮率が信号配線5に対して垂直な方向に対する基板1の伸縮率よりも小さくなるように、基板1に対する信号配線5の方向を設定している。これにより、信号配線5に平行な方向のアライメントズレを低減し、アライメントマージン(ΔY)内に確実におさまるようにしている。
For this reason, when the substrate expansion / contraction rate is not uniform depending on the direction, it is preferable to arrange the
一方、走査配線2に平行な方向に関して十分なアライメントマージンを確保するには、図1に示すように走査配線2を充分に長くし、表示領域(画素領域)の外側へまっすぐ延長しておく必要がある。このような延長部を走査配線2に設けておくことにより、走査配線2と平行な方向に関して信号配線5や画素電極14の位置ズレが生じても、信号配線5や画素電極14を走査配線2と確実に交差されることが可能になる。走査配線2と平行な方向に関するアライメントマージン(ΔX)は、走査配線2の延長部の長さによって規定される。
On the other hand, in order to secure a sufficient alignment margin in the direction parallel to the
本実施形態では、前述のように走査配線2と平行な方向に関する基板伸縮率が相対的に大きくなるような配置が選択されているため、走査配線2と平行な方向に関するアライメントマージン(ΔX)は、走査配線2と垂直な方向に関するアライメントマージン(ΔY)よりも大きく設定することが好ましい。このため、本実施形態では、走査配線2の延長部の長さを走査配線ピッチよりも長くしている。
In the present embodiment, as described above, an arrangement is selected such that the substrate expansion / contraction ratio in the direction parallel to the
以上、プラスチック基板を用いてアクティブマトリクス基板を実現する例を説明してきたが、本発明の適用範囲はこれに限定されない。本発明は、プラスチック基板のように製造プロセス中に伸縮する基板を用いる場合に顕著な効果を発揮するが、本発明によって得られる種々の効果のうち、アライメントズレに影響されにくいという効果は、プラスチック基板以外の基板(例えばガラス基板)を用いても充分に享受される。特に、大型の表示パネルをアライメント精度の低い露光装置などを用いて製造する場合に好ましい効果が得られる。 As mentioned above, although the example which implement | achieves an active-matrix board | substrate using a plastic substrate has been demonstrated, the application range of this invention is not limited to this. The present invention exerts a remarkable effect when using a substrate that expands and contracts during the manufacturing process, such as a plastic substrate, but among the various effects obtained by the present invention, the effect of being hardly affected by alignment misalignment is Even if a substrate other than the substrate (for example, a glass substrate) is used, it can be fully enjoyed. In particular, a favorable effect can be obtained when a large display panel is manufactured using an exposure apparatus having low alignment accuracy.
なお、本発明によるアクティブマトリクス基板は、液晶表示装置以外の表示装置(例えば有機ELを用いた表示装置)に適用しても優れた効果を奏する。 Note that the active matrix substrate according to the present invention has an excellent effect even when applied to a display device other than a liquid crystal display device (for example, a display device using organic EL).
なお、本願明細書における「交差」とは、例えば、図4(a)に示すように、ドレイン電極9が下層に位置する走査配線2を完全に乗り越えている状態のみを意味するのではなく、ドレイン電極9の先端(エッジ9E)の位置が走査配線2のエッジ(側面)の位置と一致している場合を含むものとする。
Note that “intersection” in the present specification does not mean only a state in which the
本発明のアクティブマトリクス基板によれば、画素電極を薄膜トランジスタに接続するための導電部材が、当該画素電極から離れた位置にある走査配線の位置まで延伸し、走査配線と交差している。このため、走査配線と導電部材との間のアライメントマージンが充分に大きくなり、プラスチック基板のように伸縮率の大きな基板を用いることが可能となる。 According to the active matrix substrate of the present invention, the conductive member for connecting the pixel electrode to the thin film transistor extends to the position of the scanning wiring at a position away from the pixel electrode and intersects the scanning wiring. For this reason, the alignment margin between the scanning wiring and the conductive member becomes sufficiently large, and it becomes possible to use a substrate having a large expansion / contraction rate such as a plastic substrate.
1 プラスチック基板
2 走査配線
3 ゲート電極
4 ゲート絶縁膜
5 信号配線
6 真性半導体層
7 不純物添加半導体層
8 ソース電極
9 ドレイン電極
10 薄膜トランジスタ(TFT)
11 保護絶縁膜
14 画素電極
15 ドレイン電極の接続部(画素電極に接続される部分)
20 補助容量配線
21 層間絶縁膜
22 コンタクトホ−ル
23 チャネル保護膜
31 薄膜トランジスタのチャネル領域
33 カラーフィルタ
35 ブラックマトリクス
36 対向電極
37 配向膜
38 液晶層
39 シール
40 スペーサ
50 液晶パネル
51 ゲートドライブ回路51
52 ソースドライブ回路52
53 ゲートドライバ/ソースドライバ
54 透明絶縁基板
55 対向基板
56 偏光子
91 透明導電膜
92 レジストマスク
93 遮光性金属膜
95 チャネル保護層
96 反射金属膜
101 プラスチック基板
102 走査配線
103 ゲート電極
104 ゲート絶縁膜
105 信号配線
106 真性半導体層
107 不純物添加半導体層(コンタクト層)
108 ソース電極
109 ドレイン電極
110 薄膜トランジスタ(TFT)
113 補助容量線
114 画素電極
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
20
52
53 Gate driver /
108
113
Claims (3)
前記走査配線を覆う絶縁膜を形成する工程と、
前記絶縁膜上に半導体層を形成する工程と、
前記半導体層上にポジ型レジスト層を形成する工程と、
前記基板の裏面側から前記基板に光を照射し、それによって前記ポジ型レジスト層を露光した後、現像により、前記走査配線に整合した第1のレジストマスクを前記走査配線の上方に形成する工程と、
前記半導体層のうち前記第1のレジストマスクによって覆われていない部分を除去し、薄膜トランジスタの半導体領域として機能する部分を含む線状半導体層を前記走査配線に対して自己整合的に形成する工程と、
前記第1のレジストマスクを除去する工程と、
前記線状半導体層を覆うように導電膜を堆積する工程と、
第2のレジストマスクを用いて前記導電膜をパターニングすることにより、前記走査配線と交差する信号配線および画素電極を形成するとともに、前記画素電極から前記信号配線に平行に延長し、前記画素電極が交差している走査配線に隣接する走査配線と交差する導電部材を形成し、更に、前記線状半導体層をパターニングすることにより、前記信号配線および導電部材の下方に前記薄膜トランジスタの半導体領域を形成する工程と、
を包含し、
前記薄膜トランジスタの半導体領域を形成する工程は、
前記第2のレジストマスクとして、前記信号配線および導電部材を規定する相対的に厚い部分と、前記信号配線と前記導電部材との隙間の領域を規定する相対的に薄い部分とを有するレジストパターンを形成する工程と、
前記導電膜および線状半導体層のうち、前記レジストパターンに覆われていない部分をエッチングする工程と、
前記レジストパターンの相対的に薄い部分を除去する工程と、
前記導電膜のうち、前記レジストパターンの相対的に薄い部分に覆われていた部分をエッチングし、前記信号配線および前記導電部材を形成する工程と、
を包含し、前記線状半導体層のうち前記レジストパターンの相対的に薄い部分に覆われていた部分を取り除かない、アクティブマトリクス基板の製造方法。 Forming a plurality of scanning lines on the substrate;
Forming an insulating film covering the scanning wiring;
Forming a semiconductor layer on the insulating film;
Forming a positive resist layer on the semiconductor layer;
A step of irradiating the substrate with light from the back side of the substrate, thereby exposing the positive resist layer, and then developing to form a first resist mask aligned with the scanning wiring above the scanning wiring by development. When,
Removing a portion of the semiconductor layer that is not covered by the first resist mask, and forming a linear semiconductor layer including a portion functioning as a semiconductor region of a thin film transistor in a self-aligned manner with respect to the scanning wiring; ,
Removing the first resist mask;
Depositing a conductive film so as to cover the linear semiconductor layer;
By patterning the conductive film using a second resist mask, a signal wiring and a pixel electrode intersecting with the scanning wiring are formed, and the pixel electrode extends in parallel to the signal wiring from the pixel electrode. A conductive member intersecting with the scanning wiring adjacent to the intersecting scanning wiring is formed, and further, the semiconductor region of the thin film transistor is formed under the signal wiring and the conductive member by patterning the linear semiconductor layer. Process,
It encompasses,
Forming the semiconductor region of the thin film transistor,
A resist pattern having, as the second resist mask, a relatively thick portion that defines the signal wiring and the conductive member, and a relatively thin portion that defines a gap area between the signal wiring and the conductive member. Forming, and
Etching a portion of the conductive film and the linear semiconductor layer that is not covered with the resist pattern;
Removing a relatively thin portion of the resist pattern;
Etching a portion of the conductive film covered by a relatively thin portion of the resist pattern to form the signal wiring and the conductive member;
And a portion of the linear semiconductor layer covered with a relatively thin portion of the resist pattern is not removed .
前記走査配線を覆う絶縁膜を形成する工程と、
前記絶縁膜上に半導体層を形成する工程と、
前記半導体層上にポジ型レジスト層を形成する工程と、
前記基板の裏面側から前記基板に光を照射し、それによって前記ポジ型レジスト層を露光した後、現像により、前記走査配線に整合した第1のレジストマスクを前記走査配線の上方に形成する工程と、
前記半導体層のうち前記第1のレジストマスクによって覆われていない部分を除去し、薄膜トランジスタの半導体領域として機能する部分を含む線状半導体層を前記走査配線に対して自己整合的に形成する工程と、
前記第1のレジストマスクを除去する工程と、
前記線状半導体層を覆うように透明導電膜を堆積する工程と、
前記透明導電膜上に遮光膜を堆積する工程と、
第2のレジストマスクを用いて前記遮光膜および透明導電膜をパターニングすることにより、前記走査配線と交差する信号配線および画素電極を形成するとともに、前記画素電極から前記信号配線に平行に延長し、前記画素電極が交差している走査配線に隣接する走査配線と交差する導電部材を形成し、更に、前記線状半導体層をパターニングすることにより、前記信号配線および導電部材の下方に前記薄膜トランジスタの半導体領域を形成する工程と、
ネガ型感光性樹脂材料を前記基板上に塗布する工程と、
前記基板の裏面側から前記基板に光を照射し、それによって前記ネガ型感光性樹脂材料を露光した後、現像することにより、非感光部分を除去し、ブラックマトリクスを形成する工程と、
を包含し、
前記薄膜トランジスタの半導体領域を形成する工程は、
前記第2のレジストマスクとして、前記信号配線および導電部材を規定する相対的に厚い部分と、前記信号配線と前記導電部材との隙間の領域を規定する相対的に薄い部分とを有するレジストパターンを形成する工程と、
前記導電膜および線状半導体層のうち、前記レジストパターンに覆われていない部分をエッチングする工程と、
前記レジストパターンの相対的に薄い部分を除去する工程と、
前記導電膜のうち、前記レジストパターンの相対的に薄い部分に覆われていた部分をエッチングし、前記信号配線および前記導電部材を形成する工程と、
を包含し、前記線状半導体層のうち前記レジストパターンの相対的に薄い部分に覆われていた部分を取り除かず、
前記ネガ型感光性樹脂材料を露光する際、前記走査配線および遮光膜が形成されていない領域を透過する光を用いて、前記信号配線、導電部材、および薄膜トランジスタの半導体領域の上に位置する前記ネガ型感光性樹脂材料を感光し、それによって、前記画素電極が形成されていない領域を前記ブラックマトリクスによって覆い、
前記遮光膜のうち、前記ブラックマトリクスによって覆われてない部分をエッチングし、前記画素電極上に透光領域を形成する、アクティブマトリクス基板の製造方法。 Forming a plurality of scanning lines on the substrate;
Forming an insulating film covering the scanning wiring;
Forming a semiconductor layer on the insulating film;
Forming a positive resist layer on the semiconductor layer;
A step of irradiating the substrate with light from the back side of the substrate, thereby exposing the positive resist layer, and then developing to form a first resist mask aligned with the scanning wiring above the scanning wiring by development. When,
Removing a portion of the semiconductor layer that is not covered by the first resist mask, and forming a linear semiconductor layer including a portion functioning as a semiconductor region of a thin film transistor in a self-aligned manner with respect to the scanning wiring; ,
Removing the first resist mask;
Depositing a transparent conductive film so as to cover the linear semiconductor layer;
Depositing a light shielding film on the transparent conductive film;
By patterning the light-shielding film and the transparent conductive film using a second resist mask, a signal wiring and a pixel electrode intersecting with the scanning wiring are formed, and extended from the pixel electrode in parallel to the signal wiring, A conductive member that intersects a scan line adjacent to the scan line that intersects with the pixel electrode is formed, and further, the linear semiconductor layer is patterned, so that the semiconductor of the thin film transistor is provided below the signal line and the conductive member. Forming a region;
Applying a negative photosensitive resin material on the substrate;
Irradiating the substrate with light from the back side of the substrate, thereby exposing the negative photosensitive resin material, and developing to remove non-photosensitive portions and forming a black matrix;
It encompasses,
Forming the semiconductor region of the thin film transistor,
A resist pattern having, as the second resist mask, a relatively thick portion that defines the signal wiring and the conductive member, and a relatively thin portion that defines a gap area between the signal wiring and the conductive member. Forming, and
Etching a portion of the conductive film and the linear semiconductor layer that is not covered with the resist pattern;
Removing a relatively thin portion of the resist pattern;
Etching a portion of the conductive film covered by a relatively thin portion of the resist pattern to form the signal wiring and the conductive member;
Without removing a portion of the linear semiconductor layer covered by a relatively thin portion of the resist pattern,
When exposing the negative photosensitive resin material, the signal wiring, the conductive member, and the thin film transistor located on the semiconductor region of the thin film transistor using light transmitted through a region where the scanning wiring and the light shielding film are not formed A negative photosensitive resin material is exposed, thereby covering the area where the pixel electrode is not formed with the black matrix;
A method for manufacturing an active matrix substrate , wherein a portion of the light shielding film that is not covered with the black matrix is etched to form a light transmitting region on the pixel electrode .
前記走査配線を覆う絶縁膜を形成する工程と、
前記絶縁膜上に半導体層を形成する工程と、
前記半導体層上にチャネル保護層を形成する工程と、
前記チャネル保護層上に第1のポジ型レジスト層を形成する工程と、
前記基板の裏面側から前記基板に光を照射し、それによって前記第1のポジ型レジスト層を露光した後、現像により、前記走査配線に整合した第1のレジストマスクを前記走査配線の上方に形成する工程と、
前記チャネル保護層のうち前記第1のレジストマスクによって覆われていない部分を除去し、前記走査配線の線幅よりも狭い線幅を有するチャネル保護層を前記走査配線に対して自己整合的に形成する工程と、
前記チャネル保護層および半導体層を覆うようにコンタクト層を堆積する工程と、
前記コンタクト層上に第2のポジ型レジスト層を形成する工程と、
前記基板の裏面側から前記基板に光を照射し、それによって前記第2のポジ型レジスト層を露光した後、現像により、前記走査配線に整合した第2のレジストマスクを前記走査配線の上方に形成する工程と、
前記コンタクト層および半導体層のうち前記第2のレジストマスクによって覆われていない部分を除去し、線状コンタクト層、および薄膜トランジスタの半導体領域として機能する部分を含む線状半導体層を前記走査配線に対して自己整合的に形成する工程と、
前記第2のレジストマスクを除去する工程と、
前記線状コンタクト層を覆うように導電膜を堆積する工程と、
第3のレジストマスクを用いて前記導電膜をパターニングすることにより、前記走査配線と交差する信号配線および画素電極を形成するとともに、前記画素電極から前記信号配線に平行に延伸し、前記画素電極が交差している走査配線に隣接する走査配線と交差する導電部材を形成し、更に、前記線状コンタクト層、チャネル保護層、および半導体層をパターニングすることにより、前記信号配線および導電部材の下方に前記チャネル保護膜で上面が部分的に覆われた前記薄膜トランジスタの半導体領域を形成する工程と、
を包含し、
前記薄膜トランジスタの半導体領域を形成する工程は、
前記第3のレジストマスクとして、前記信号配線および導電部材を規定する相対的に厚い部分と、前記信号配線と前記導電部材との隙間の領域を規定する相対的に薄い部分とを有するレジストパターンを形成する工程と、
前記導電膜、線状コンタクト層、線状チャネル保護層、および線状半導体層のうち、前記レジストパターンに覆われていない部分をエッチングする工程と、
前記レジストパターンの相対的に薄い部分を除去する工程と、
前記導電膜およびコンタクト層のうち、前記レジストパターンの相対的に薄い部分によって覆われていた部分をエッチングし、前記信号配線および前記導電部材を分離して形成する工程と、
を包含し、前記線状半導体層のうち前記レジストパターンの相対的に薄い部分に覆われていた部分を取り除かない、アクティブマトリクス基板の製造方法。 Forming a plurality of scanning lines on the substrate;
Forming an insulating film covering the scanning wiring;
Forming a semiconductor layer on the insulating film;
Forming a channel protective layer on the semiconductor layer;
Forming a first positive resist layer on the channel protective layer;
The substrate is irradiated with light from the back side of the substrate, thereby exposing the first positive resist layer, and then developed, a first resist mask aligned with the scanning line is formed above the scanning line by development. Forming, and
A portion of the channel protective layer that is not covered by the first resist mask is removed, and a channel protective layer having a line width narrower than the line width of the scanning wiring is formed in a self-aligned manner with respect to the scanning wiring. And a process of
Depositing a contact layer to cover the channel protective layer and the semiconductor layer;
Forming a second positive resist layer on the contact layer;
The substrate is irradiated with light from the back side of the substrate, thereby exposing the second positive resist layer, and then developed, a second resist mask aligned with the scanning wiring is formed above the scanning wiring by development. Forming, and
A portion of the contact layer and the semiconductor layer that is not covered with the second resist mask is removed, and a linear contact layer and a linear semiconductor layer including a portion functioning as a semiconductor region of the thin film transistor are formed on the scan wiring. Forming in a self-aligning manner,
Removing the second resist mask;
Depositing a conductive film so as to cover the linear contact layer;
By patterning the conductive film using a third resist mask, a signal wiring and a pixel electrode intersecting with the scanning wiring are formed, and the pixel electrode extends in parallel to the signal wiring from the pixel electrode. Forming a conductive member that intersects with the scanning wiring adjacent to the intersecting scanning wiring, and further patterning the linear contact layer, the channel protective layer, and the semiconductor layer, so that the signal wiring and the conductive member are formed below Forming a semiconductor region of the thin film transistor, the upper surface of which is partially covered with the channel protective film;
It encompasses,
Forming the semiconductor region of the thin film transistor,
A resist pattern having a relatively thick portion that defines the signal wiring and the conductive member and a relatively thin portion that defines a gap area between the signal wiring and the conductive member as the third resist mask. Forming, and
Etching a portion of the conductive film, linear contact layer, linear channel protective layer, and linear semiconductor layer that is not covered with the resist pattern;
Removing a relatively thin portion of the resist pattern;
Etching a portion of the conductive film and contact layer that was covered with a relatively thin portion of the resist pattern, and separating and forming the signal wiring and the conductive member ;
And a portion of the linear semiconductor layer covered with a relatively thin portion of the resist pattern is not removed .
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