JP4677654B2

JP4677654B2 - 透過型液晶表示装置及びその製造方法

Info

Publication number: JP4677654B2
Application number: JP2000117585A
Authority: JP
Inventors: 国弘塩田
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2000-04-19
Filing date: 2000-04-19
Publication date: 2011-04-27
Anticipated expiration: 2020-04-19
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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、透過型液晶表示装置及びその製造方法に関し、より詳細には、透明有機平坦化膜上に形成されている透明画素電極が、コンタクトホールを介して、ＴＦＴスイチング素子等のソース及びドレイン電極配線である下層の電極配線と導通されている透過型液晶表示装置及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、液晶表示装置は、軽量で、低消費電力の特徴が活かされて、テレビ、パソコン或いはプロジェクター等のディスプレイデバイスとして各分野に利用されている。特に、カラー表示の液晶表示装置が質・量とも急速に拡大利用され、その液晶カラー表示もモノカラー表示、マルチカラー表示又はフルカラー表示と、それぞれの目的、用途に対応させて利用されている。
【０００３】
また、コントラストや、カラー化、表示画面の大面積化等を容易にさせるＴＦＴを表示画素のスイチッング素子として備えたアクティブマトリックス基板と、透明対向電極を有する対向基板間に液晶を充填された透過型のアクティブマトリックス型液晶表示装置等が広く用いられている。
【０００４】
また、近年の液晶表示装置は、更なる高精細化、高精彩化及び大面積化の方向にあって、画像のコントラス、その画像表示の鮮明さ、安定性等に係わって、透過型の液晶表示装置の実用上の光学的特性として、液晶表示パネルを照明するバックライトによる画素面の光透過性が重要になっている。
【０００５】
また、最近の液晶表示装置の軽量化、薄型化、大面積化等に伴って、一層の低消費電力での動作が要求され、しかも、光透過性に係わって、液晶表示パネルの照明用の消費電力を、節約・低減化させることが重要な課題でもある。
【０００６】
また、このような透過型液晶表示装置においては、画素表示部の開口率を向上させるため、電極配線及びＴＦＴ素子部以外の全てを開口部とし、透明画素電極膜を、通常、電極配線及びＴＦＴ素子部の全面を有機系の透明絶縁性膜で平坦化させた膜上に形成させている。また、このように形成されている透明画素電極と下層の電極配線とを導通させるために、通常、ＴＦＴスイチッング素子の保護膜としての層間絶縁膜と有機系の透明絶縁平坦化膜とを介してコンタクトホールが設けられている。
【０００７】
従って、このような有機系平坦化膜と無機系層間絶縁膜を介して、上述したコンタクトホールが形成されるため、コンタクトホール形成及びスパッタ等の処理工程で、特に、この透明有機絶縁平坦化膜が、ダメージを受けて劣化する傾向にあり、開口部の光透過性を低下させる要因になっている。
【０００８】
そこで、特開平１０−２０３４２号公報には、無機系絶縁膜上に感光性の有機系絶縁膜が積層されている絶縁膜にコンタクトホールを貫通形成させるに際して、フォトリソグラフィで上部コンタクトホールを形成し、下部の無機系絶縁膜にコンタクトホールを形成させるに、上部の感光性の有機系絶縁膜にエッチングダメージを生じさせない方法が記載されている。
【０００９】
すなわち、この感光性の有機系透明絶縁膜をマスクに、有機膜を劣化させない炭素−フッ素−水素からなるエッチングガスで、下部のシリコン系絶縁膜をドライエッチングさせることで、この感光性有機系透明絶縁膜表面のエッチングダメージ発生防止とシリコン系絶縁膜のサイドエッチング防止をするものである。
【００１０】
また、特開平１１−２８３９３４号公報には、コンタクトホールに係わってコンタクト抵抗値を高めないために、透明性樹脂膜からなる層間絶縁膜に形成されるコンタクトホール表面に、その抵抗を高める要因であるコンタクトエッチング時に付着する残さ物を物理的又は化学的に清浄化させる方法が記載されている。
【００１１】
すなわち、その物理的な清浄化法（スパッタクリーニング）として、水素、ヘリウム、窒素等のプラズマ処理によるプラズマイオン衝撃によりコンタクトホール表面の残さ物を除去するものである。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
以上のような状況下にあって、上述した特開平１０−２０３４２号公報に提案されている液晶表示装置の製造方法では、上部の有機系透明絶縁膜を感光性樹脂を用いて形成させ、この層にフォトリソグラフィでコンタクトホールを形成させ、このホールをシリコン系絶縁膜（層間絶縁保護膜）に貫通させるに際して、有機絶縁膜をエッチングさせないエッチングガスを用いることにより、この有機絶縁膜をマスクとして、下部のシリコン系絶縁膜に、コンタクトホールを形成させるものである。
【００１３】
このように透明有機絶縁平坦化膜として、感光性樹脂を用いることにより、下部のシリコン系絶縁膜にコンタクトホールを形成させても、エッチングガスを特定することで上部有機平坦化膜へのダメージを防止することができる。
【００１４】
ところが、この上部の透明有機絶縁平坦化膜が、感光性樹脂でない場合、例えば、通常に用いられている熱硬化性のアクリル系透明有機膜に適応させることができない。
【００１５】
通常、コンタクトエッチングで、下部のシリコン系絶縁膜にコンタクトホールを貫通開孔させた場合に、一般的に、コンタクトホール内に残さ物が付着する傾向にある。このような場合に、上述した特開平１１−２８３９３４号公報に記載されている、例えば、物理的な清浄化法であるスパッタクリーニング（又は逆スパッタ）で、除去させることができる。
【００１６】
しかしながら、図９（ａ）に図示する如く、透明有機絶縁平坦化膜８面が、直接プラズマイオンに曝される状態で、スパッタクリーニングを実施させた場合には、図９（ｂ）に示す如く、残さ物１１を除去させることができても、プラズマダメージにより、むき出し状態にある上層の透明有機絶縁平坦化膜の表層部がダメージを受けて、その表面がラフネス１７ａ面になり、その表層部は膜質劣化層１７ｂとなる。
【００１７】
このようなプラズマイオンによるダメージ（膜質劣化）を受けることで、主に有機膜のＣ−Ｃ結合の切断による分子側鎖の分離等の表層部の分子構造を変質させたり、表面をラフネスにさせる。その結果、透明有機絶縁平坦化膜の光透過率を著しく低下させることになる。
【００１８】
近年の液晶表示パネルの軽量化、薄型化及び大面積化等に係わって、特に、透過型液晶表示装置におけるバックライトの消費電力を、節約・低減化の方向においては、このように製造工程で、画素開口部の透明有機絶縁平坦化膜を膜質を劣化させて、表示開口部の光の透過率を低下させることは、絶対に避けなければならない。
【００１９】
そこで、本発明者によれば、透過型液晶表示装置の製造方法において、ＴＦＴ及びソース及びドレイン電極配線を含むＴＦＴスイッチング素子を有し、これらを保護する無機系の層間絶縁膜を有し、その上に透明有機絶縁平坦化膜（以下、単に平坦化膜と称す場合もある）を形成させ、その上に画素透明電極膜を形成させ、この画素透明電極膜を、ＴＦＴスイチッング素子に接続している下層の電極配線に導通させるため、エッチングによって、これらの平坦化膜と層間絶縁膜とを貫通させて、下層の電極配線に達するコンタクトホールを形成させる。
【００２０】
従って、本発明の目的は、これらの製造工程を介して、コンタクトホールを含めて画素表示開口部に良好な画素透明電極膜が形成され、しかも、透明有機絶縁平坦化膜の光透過率を損ねさせることがないことを特徴とする透過型液晶表示装置の製造方法を提供させることである。
【００２１】
また、本発明の他の目的は、このような製造方法によって得られ、特に、上層の透明有機絶縁平坦化膜の光透過率が良好で画素開口部の光透過性に優れ、この平坦化膜と透明画素電極膜とが剥離等がなく安定に形成され、コンタクトホールを介しての透明画素電極と下層の電極配線との導通性に優れていることを特徴とする透過型液晶表示装置を提供させることである。
【００２２】
【課題を解決する手段】
本発明者は、上記する課題に鑑みて、その課題を解決すべく鋭意検討を行った結果、上述したコンタクトホールをエッチングで開孔させ、コンタクトホール内に発生する残さ物を除去させるに際して、透明画素電極膜に着目して、その一部を予め透明有機絶縁平坦化膜上に形成させることで、次後工程で、透明有機絶縁平坦化膜を劣化させないことを見出して、本発明を完成させるに至った。
【００２３】
そこで、本発明による透過型液晶表示装置の製造方法によれば、画素面上に形成されている透明有機絶縁平坦化膜の膜面上にこの平坦化膜の保護膜が形成され、その保護膜上に形成されている透明画素電極膜と下層電極層とがコンタクトホールを介して電気的に導通されていることを特徴とする透過型液晶表示装置の製造方法を提供する。
【００２４】
すなわち、エッチングによって、透明有機絶縁平坦化膜と層間絶縁膜とを貫通させて、下層の電極配線層に達するコンタクトホールを開孔させる。
【００２５】
このコンタクトホ−ル内に付着している残さ物を、スパッタクリーニングで除去させて、コンタクトホール内を清浄化させる前に、この透明有機絶縁平坦化膜上に、予め透明性であるか、又は透明性で、且つ通気性である膜を形成させて、平坦化膜の保護膜とする。
【００２６】
次いで、スパッタクリーニングで、残さ物を除去させてコンタクトホール内を清浄化させた後、コンタクトホール内を含む保護膜面上に透明画素電極膜を形成されることを特徴とする。
【００２７】
これにより、透明有機絶縁平坦化膜にダメージ（膜質劣化）を及ぼすことなく、通常の清浄化方法である、例えば、スパッタクリーニング（又は逆スパッタ）を実施することができる。
【００２８】
また、この保護膜として、例えば、画素透明電極膜と同質の素材の一部を予め分割させて、透明有機絶縁平坦化膜上に形成させることができる。
【００２９】
また、この保護膜を形成させるにあたって、透明性であるが、その形成膜が、容易にガス等を通気させる程度の低密さで成膜させることで、次工程で加温を要する工程が組み合わされても、この透明有機絶縁平坦化膜から発生するガス分を効果的に揮散させることができる。
【００３０】
その結果、有機系の平坦化膜上に保護膜を設けても、保護膜の膜剥がれが防止されて、この保護膜上に形成される透明画素電極膜を安定化させることができる。
【００３１】
また、本発明によれば、このような製造方法によって、透明有機絶縁平坦化膜上に、透明性で、又は透明性で、且つ通気性である保護膜を設けることで、逆スパッタ等の製造工程における平坦化膜の耐スパッタ性が施され、逆スパッタによるコンタクトホールの清浄化が果たされ、特に、上層の透明有機絶縁平坦化膜の光透過率が良好で画素開口部の光透過性に優れ、この平坦化膜と透明画素電極膜とが剥離等がなく安定に形成され、コンタクトホールを介して、透明画素電極と下層の電極配線との導通性に優れていることを特徴とする透過型液晶表示装置を提供する。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以上から、図１〜図９を参照しながら、本発明による透過型液晶表示装置の製造方法及び得られる透過型液晶表示装置についての実施の形態を、以下に説明する。なお、図６を除く全図において、図示されていないが、ゲート絶縁膜は、絶縁基板上に形成されているものである。
【００３３】
まず、図６に示す透過型液晶表示装置の断面図を参照して、既に上述した、本発明による製造方法によって得られる透過型液晶表示装置を以下に説明する。
【００３４】
本発明によれば、既に上述した如く、製造工程及びその構成において、特に画素電極基板側に、従来法に比べて顕著な特徴及び相違するものとして、透明有機絶縁平坦化膜に対する保護膜層を設けているが、従来の保護膜を設けない画素電極板の構造と比較して、素子を構成する層数が同じで、しかも、表示画素の開口部の透過率を低下させない透過型液晶表示装置である。
【００３５】
画素電極基板１６ａ上に形成されているＴＦＴ層に接続して形成されているソース及びドレイン電極からなるＴＦＴスイチッング素子を保護させる目的で形成されている無機系の層間絶縁膜（第２層間絶縁膜）７が、ＴＦＴスイチッング素子上でアイランド状の段差構造を形成させている。次いで、この段差形状を平坦化させる透明有機絶縁平坦化膜８が形成され、これらの平坦化膜８と第２層間絶縁膜７とを貫通させて、ＴＦＴスイチッング素子の電極からリード電極として連続している下層の電極配線面に達するコンタクトホール（第２コンタクトホール）が形成されている。
【００３６】
このコンタクトホールを介して、画素開口部に形成されている透明画素電極１２が、上述した下層の電極配線に導通されている。ここで、透明有機絶縁平坦化膜８上に形成されている透明で、光透過性の保護膜９ａ上に、透明画素電極１２が、形成されていることが、本発明における構成の特徴である。このような保護膜を形成させることで、既に上述した如く、画素表示の開口部の透過率を損ねることなく、しかも、このコントクトホールを含め、この保護膜上に形成されている透明画素電極膜が、剥離や、断線等を発生させ難い透過型液晶表示装置を提供する。
【００３７】
そこで、このような特徴を有する透過型液晶表示装置の製造方法の第１の実施の形態について、図１〜図３に示す製造工程図を参照しながら以下に説明する。
【００３８】
図１（ａ）に示す工程で、絶縁基板上に、ＣＶＤ又はスパッタ法でシリコン層を膜厚、３０〜１００ｎｍの範囲で形成させた後、ＰＲ及びエッチングによりアイランド状にＴＦＴ層１を形成する。次いで、ＣＶＤ又はスパッタ法で、シリコン系絶縁膜を膜厚、１０〜１００ｎｍの範囲で、ゲート絶縁膜２として形成させる。なお、シリコン層を多結晶膜で形成させる場合に、シリコン薄膜形成後、ＥＬＡ法又はアニール法で多結晶化させる工程を適宜用いることができる。
【００３９】
次いで、ＣＶＤ又はスパッタ法で、ゲート絶縁膜２上に膜厚、５０〜３００の範囲で導電性の金属又は合金を形成させた後、ＰＲ及びエッチング法により、これらの金属又は合金からなるゲート配線３を形成させる。ここで、ゲート配線として、Ａｌ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔａ等の金属や、ＡｌＳｉ、ＡｌＣｕＳｉ、ＴｉＳｉ、ＭｏＳｉ、ＷＳｉ等の合金（金属シリサイド）等が単独又はこれらを組合わせた積層構造として適宜形成させることができる。
【００４０】
次いで、図１（ｂ）の工程で、アイランド状に形成されたＴＦＴ層１−ゲート配線３上を覆うように、ＣＶＤ又はスパッタ法で、シリコン系絶縁膜の第１層間絶縁膜４を膜厚、１００〜５００ｎｍの範囲で形成させる。
【００４１】
次いで、図１（ｃ）の工程に示す如く、前工程で形成された第１層間絶縁膜４の段差形状部（アイランド部）に、ＰＲ及びエッチングにより、下層のＴＦＴ層１に達する第１コンタクトホール５ａ、５ｂを形成させた後、図１（ｄ）の工程に示す如く、このコンタクトホール及びその上部周辺上にＣＶＤ、スパッタ及び蒸着等で、Ａｌ（アムミニウム）等の金属を埋込み及び被着させ、ＰＲ及びエッチング法でソース電極６ａ及びドレイン電極６ｂと、これらの電極にリード状に連続してこの段差部の周辺の平坦部に伸びる下層の電極配線６０を含めて形成させる。
【００４２】
次いで、図１（ｅ）の工程に示す如く、ソース電極６ａ及びドレイン電極６ｂ及びこれらのリード電極としての下層の電極配線６０上を覆うようにＣＶＤ又はスパッタ法で、シリコン系絶縁膜の第２層間絶縁膜７を膜厚、３００〜８００ｎｍの範囲で形成させる。このように多段のアイランド状に形成される段差形状を平坦化させるために、本発明において、図２（ｆ）の工程に示す如く、アクリル系有機膜をこの段差形状を有する第２層間絶縁膜７上に、スピンコートさせて、透明有機絶縁平坦化膜８を基板上の第２層間層間膜面に形成させる。
【００４３】
また、通常、このような多段のアイランド状に形成させるＴＦＴスイッチング素子部を保護するには、この有機系の透明絶縁平坦化膜だけで保護・平坦化させるよりは、好ましくは、無機系の層間絶縁膜を介して、その膜上にこの透明有機絶縁平坦化膜が適宜形成させることが、保護を十分に果たすためからより好適である。
【００４４】
次いで、第１の実施の形態における工程の特徴として、図２（ｇ）の工程に示す如く、この透明有機絶縁平坦化膜８上にスパッタ又はＣＶＤ法で、ＩＴＯ等の透明な部材を、ガス分が効果的に揮散可能な（通気する）程度に成膜密度が疎な膜質に形成させる。これによって、逆スパッタ等の次工程におけるこの平坦化膜８の保護膜９ａとなる。
【００４５】
なお、本発明において透明性とは、光を垂直照射して透過した光量と光源の光量との相対比で表される光透過率で、波長４００〜８００ｎｍの光における光透過率が９０％以上である。また、通気性とは、膜中のボイド等の空隙部分以外の体積比率で表される相対密度で、５０〜９０％の範囲にある。
【００４６】
更には、このような性質の保護膜を作る方法に係わって、例えば、スパッタ法を用いた場合には、ターゲットに用いる相対密度を同程度のものを用いることが好適である。また、プラズマＣＶＤ法においては、成膜時の温度を下げたり（通常、３００℃以下）、圧力を上げたり（通常、１Ｐａ以上）することで膜質を疎にすることができる。
【００４７】
本発明において、この保護膜の膜厚は、逆スパッタとの条件、特にスパッタ装置の性能等によって、一概に特定されないが、本発明においては、保護膜上に形成される画素電極膜との兼ねあいから、可能な限り薄くすることが好適である。
【００４８】
従って、少なくとも、１５ｎｍ以上で、好ましくは、２０ｎｍ以上で、４０ｎｍ以下の範囲で、適宜好適に形成させることができる。この膜厚が、下限値未満であると、例えば、逆スパッタ時において、透明有機絶縁平坦化膜に対して耐スパッタ性を十分に果たすことができなく、一方、上限値を超える厚みで保護膜を形成させても単に必要以上に厚くするだけで経済的に不利になり、また、その上に形成させる透明画素電極との兼ねあいから必要以上に厚くする利点がない。
【００４９】
次いで、図３（ｈ）の工程に示す如く、この保護膜の上から、ＰＲ及びエッチングによって、透明有機絶縁平坦化膜、第２層間絶縁膜を貫通させて、下層の電極配線６０面に達する第２コンタクトホール１０ａを形成させる。ここで、図示されている如く、コンタクトホールにエッチング残さ物１１ａが付着される。
【００５０】
そこで、本発明においては、図３（ｉ）の工程に示す如く、逆スパッタ処理を施すことにより、コンタクト部の残さ物や、下層の電極配線面６０上の金属酸化被膜を除去されて、コンタクト内面、特に、下層電極配線面が清浄化される。
【００５１】
このような保護膜を設けたことで逆スパッタ処理後においても、既に図９（ｂ）で説明した如くのダメージを平坦化膜に及ぼすことが全くない。
【００５２】
次いで、図３（ｊ）の工程に示す如く、スパッタ又はＣＶＤ法で、コンタクトホール１０ａ内面を含む保護膜面９ａ上に、透明画素電極１２のＩＴＯを膜厚、３０〜１００ｎｍの範囲で適宜に形成させることができる。
【００５３】
これによって、保護膜上に形成された膜透明画素電極膜が、コンタクトホールを介して、コンタクトホール底部の電極配線に良好に密着されて、この電極配線６０に連続しているドレイン電極に導通させることになる。
【００５４】
ここで、透明画素電極の膜厚は、上述する範囲内で可能な限り厚くし、例えば、画素膜の（Ｒ、Ｇ、Ｂ）によって異なるが、平均して８０ｎｍの膜厚で保護膜上に形成させる。
【００５５】
また、本発明において、このような特徴を有する透過型液晶表示装置の製造方法として、第２の実施の形態を提供することができる。その実施の形態を図４及び図５に示す製造工程図を参照しながら以下に説明する。
【００５６】
すなわち、図示されてはいないが、第１の実施の形態において、図２（ｇ）−図３（ｈ）の工程で、コンタクトホールを開孔させるためにエッチングすることで、保護膜と透明有機絶縁平坦化膜とのエッチレートの差から、透明有機絶縁平坦化膜がサイドエッチングされて、段差を生じ（オーバーハング）させる傾向がある。
【００５７】
しかしながら、既に上述した如く、本発明において、この保護膜が、透明画素電極膜に用いるＩＴＯと同質のＩＴＯを用いることができるので、この保護膜がオーバーハングする場合でも、保護膜が導電性材で形成されるので、保護膜が絶縁性である場合に比べて、このコンタクトホールを介して、断線が発生し難い製造方法であるといえる。
【００５８】
そこで、図４及び図５に示す製造工程図を組合わせる第２の実施の形態により、このようなオーバーハングを適宜に防止させることができる。
【００５９】
すなわち、図１（ａ）〜（ｅ）工程及び図２（ｆ）工程まで、第１の実施の形態と同様にして、透明有機絶縁平坦化膜を形成させる。次いで、図４及び図５に示す工程から明らかなように、保護膜が、コンタクトホールを開孔させた後、コンタクトホールを含む透明有機絶縁平坦化膜上に形成させる。
【００６０】
図４（ｇ）の工程に示す如く、ＰＲ及びエッチングで、図３（ｈ）の工程と同様（第１の実施の形態）にして、第２コンタクトホール１０ｂを形成させると、コンタクトホールに同様に残さ物１１ｂが付着する。そこで、図４（ｈ）の工程に示す如く、コンタクトホールにこの残さ物を残したままで、既に上述した図２（ｇ）に示す工程と同様にして、保護膜９ａを全面に形成させる。
【００６１】
次いで、図４（ｉ）の工程に示す如く、コンタクトホール内面上の保護膜だけをエッチングによって、除去させる。次いで、第１の実施の形態と同様にして、図５（ｊ）の工程に示す如く、逆スパッタにより残さ物１１ｂを除去させた後、図５（ｋ）の工程により、清浄化されたコントクトホールを含め、保護膜９ａ上に透明画素電極膜１２を形成させることができる。
【００６２】
その結果、第１の実施の形態に比べて、第２の実施の形態においては、平坦化膜の形成後の処理工程数が、１工程増えるものの、図４（ｇ）〜（ｉ）に示す工程から明らかなように、エッチレートに係わってサイドエッチングを起こすような可能性がないので、第１の実施の形態における図３（ｈ）の工程で既に上述した、コンタクトホール形成時に、発生しがちなオーバーハングが防止される。
【００６３】
また、本発明によれば、既に上述した保護膜に透明で、通気性を有する膜として、ＩＴＯの他に、ＳｉＯ₂を、スパッタ及びＣＶＤ法で、適宜形成させることができる。また、ＩＴＯ及びＳｉＯ₂に対して、通気性の疎な膜質に形成させる方法として、成膜させる条件を調整することで、特に限定されるものではないが、例えば、スパッタ法においては、基本的にＩＴＯよりＳｉＯ₂が、より膜質が密になる傾向にある。
【００６４】
そこで、既に上述した如く、ゲート電極として、アルミニウム（Ａｌ）等のゲート電極が、通常、３５０℃以下で形成されていて、その次後工程として、例えば、アクリル系透明有機絶縁平坦化膜が、通常、２００〜２５０℃以下で形成される。また、本発明において、この保護膜を設けても画素部の透過率を低下させない条件下で、しかも、温度２００℃以下で、ＩＴＯ及びＳｉＯ₂を保護膜として形成させる。
【００６５】
このような状況下において、本発明においては、ＩＴＯ及びＳｉＯ₂が保護膜として使用され、例えば、ＳｉＯ₂を用いた場合に、表示デバイスの表示の電界応答時に、液晶の配向の状態において、ＩＴＯ（画素電極層）／ＳｉＯ₂（本発明の保護膜層）が、ＩＴＯ（画素電極層）／ＩＴＯ（本発明の保護膜層）よりも、リバースティルト（Ｒｅｖｅｒｓｅｔｉｌｔ：左右傾きが異なる液晶分子が混在して、視角が異なり表示ムラを発生させる。）の不具合を起こす確率が小さい（エッチング時に下地がＳｉＯ₂の場合に、ＩＴＯに比べて、エッチストップがかかりやすく、平坦化膜の段差が少なく、表示デバイスの表面段差を少なくする）。
【００６６】
また、透過率の観点からすると、異質な膜を組合わせたＩＴＯ（画素電極層）／ＳｉＯ₂（保護膜層）よりも、同質のＩＴＯ（画素電極層）／ＩＴＯ（保護膜層）を組合わせた方が、透過率を変化させ難く、より透過率を低下させない。
【００６７】
そこで、保護膜をＩＴＯに代えてＳｉＯ₂を形成させる場合においても、ＩＴＯの場合と同様に上述した第１の実施の形態及び第２の実施の形態による製造方法で、同様にして本発明による透過型液晶表示装置を製造することができる。
【００６８】
ここで、図７（ｇ）〜（ｊ）及び図８（ｇ）〜（ｋ）に示す工程では、保護膜として、ＩＴＯに代えてＳｉＯ₂が用いられている以外は、既に上述した平坦化膜形成後のそれぞれ第１の実施の形態及び第２の実施の形態と全く同様な製造工程でそれぞれを製造することができる。
【００６９】
【発明の効果】
本発明によれば、画素面上に形成されている透明有機絶縁平坦化膜上に透明で、通気性の保護膜を形成させることにより、透明画素電極と下層電極配線の導通用のコンタクトホールを設け、このホールに清浄化逆スパッタを施しても、透明有機絶縁平坦化膜のスパッタダメージが防止され、画素開口部の透過率低下が防止される透過型液晶表示装置及びその製造方法を提供することができる。
【００７０】
これにより、保護膜として、画素透明電極膜と同質の素材を施すことができ、透明有機絶縁平坦化膜にダメージ（膜質劣化）を及ぼすことなく、通常の清浄化方法である、例えば、スパッタクリーニング（又は逆スパッタ）を実施させることができる。
【００７１】
また、この保護膜を形成させるにあたって、透明であるが、その形成膜が、容易にガス等を通気させる程度の低密さで成膜させることで、次工程で加温を要する工程を組み合わせても、この有機平坦化膜から発生するガス分を効果的に揮散（通気）させる。このように保護膜が通気性であることにより、有機系の平坦化膜上に保護膜を設けても、保護膜自体及びその上層の透明画素電極膜等の膜剥がれ防止や、密着性を損ねることがなく、透明画素電極膜を安定化させる。
【００７２】
これにより、逆スパッタを施しても、平坦化膜の透過率が損なわれなく、画素開口部の透過性に優れ、保護膜を介して透明画素電極膜の剥離等がなく、コンタクトホールを介しての透明画素電極と下層電極配線とが、高信頼性で導通されている透過型液晶表示装置及びその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による透過型液晶表示装置の製造方法の一例を示す製造工程図である。
【図２】図１に続く本発明による液晶表示装置の製造工程図を示す。
【図３】図２に続く本発明による液晶表示装置の製造工程図を示す。
【図４】本発明による透過型液晶表示装置の製造方法の別途例を示す製造工程図である。
【図５】図４に続く本発明による液晶表示装置の製造工程図を示す。
【図６】本発明による製造方法によって得られる透過型液晶表示装置の概念断面図を示す。
【図７】本発明による透過型液晶表示装置の製造方法の別途例を示す製造工程図である。
【図８】本発明による透過型液晶表示装置の製造方法の別途例を示す製造工程図である。
【図９】保護膜を要さない場合の有機平坦化膜の逆スパッタ時のダメージを表す。
【符号の説明】
１ＴＦＴ層
２ゲート絶縁膜
３ゲート配線
４第１層間絶縁膜
５ａ，５ｂ第１コンタクトホール
６ａ，６ｂソース電極及びドレイン電極
７第２層間絶縁膜
８透明有機絶縁平坦化膜
９ａ、９ｂ保護膜
１０ａ，１０ｂ第２コンタクトホール
１１，１１ａ，１１ｂ残さ物
１２透明画素電極（ＩＴＯ）
１３配向膜
１４対向電極（ＩＴＯ）
１５液晶材
１６ａ，１６ｂ絶縁基板
１７ａ表面のラフネス
１７ｂ変質劣化膜
６０ソース電極及びドレイン電極の電極配線部

Claims

透明有機絶縁平坦化膜の膜面上に形成されている透明画素電極膜と下層の電極配線とがコンタクトホールを介して電気的に導通されている透過型液晶表示装置の製造方法において、
前記透明有機絶縁平坦化膜と層間絶縁膜とを貫通させて前記下層の電極配線に達する前記コンタクトホールが開孔され、
前記コンタクトホールをスパッタクリーニングさせるに際して、前記透明有機絶縁平坦化膜上に、透明性のＩＴＯ保護膜が形成され、
次いで、スパッタクリーニングさせた後、前記コンタクトホールを含む前記保護膜面上に前記コンタクトホールを閉塞しない膜厚で前記透明画素電極膜が形成されることを特徴とする透過型液晶表示装置の製造方法。
前記保護膜が、透明性で、且つ空隙部以外の体積比率で表される相対密度が５０〜９０％の範囲にあることを特徴とする請求項１に記載の透過型液晶表示装置の製造方法。
前記保護膜が、前記コンタクトホールを開孔させる前、前記透明有機絶縁平坦化膜上に形成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の透過型液晶表示装置の製造方法。
前記保護膜が、前記コンタクトホールを開孔させた後、このコンタクトホールの内面を含む前記透明有機絶縁平坦化膜上に形成され、次いで、前記スパッタクリーニングの前に前記コンタクトホール内の保護膜がエッチングされることを特徴とする請求項１又は２に記載の透過型液晶表示装置の製造方法。
コンタクトホール開孔時に、前記コンタクトホールの底部に露出される下層の電極配線が、ＴＦＴスイッチング素子の電極に通じていることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の透過型液晶表示装置の製造方法。
前記保護膜が、スパッタ法で形成されることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の透過型液晶表示装置の製造方法。
前記保護膜の膜厚が、１５ｎｍ以上であることを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の透過型液晶表示装置の製造方法。
前記透明画素電極が、ＩＴＯであることを特徴とする請求項１〜７の何れかに記載の透過型液晶表示装置の製造方法。
透明画素電極膜と下層の電極配線とを導通させるために、透明有機絶縁平坦化膜と層間絶縁膜とを貫通させて前記電極配線に達して開孔されているコンタクトホールを有する透過型液晶表示装置において、
前記コンタクトホールを除く、前記透明有機絶縁平坦化膜上に形成されている透明性のＩＴＯ保護膜と、
前記コンタクトホール内を含む前記保護膜上に形成されている前記透明画素電極膜と、を具備し、
前記透明画素電極の膜厚が前記コンタクトホールを閉塞しない膜厚であって、コンタクトホール内での前記透明画素電極の膜厚が、前記透明有機絶縁平坦化膜上に形成されているＩＴＯ保護膜及び該保護膜上に形成されている前記透明画素電極膜の合計膜厚より小さく、且つ、前記コンタクホール底において、前記電極配線と前記透明画素電極との接触部にエッチング残渣を含まないことを特徴とする透過型液晶表示装置。
前記保護膜が、透明性で、且つ空隙部以外の体積比率で表される相対密度が５０〜９０％の範囲にあることを特徴とする請求項９に記載の透過型液晶表示装置。
前記保護膜が、前記コンタクトホール開口部において前記透明有機絶縁平坦化膜の開口部端より迫り出したオーバーハング状に形成されている請求項９又は１０に記載の透過型液晶表示装置。
前記保護膜が、前記コンタクトホール開口部において前記透明有機絶縁平坦化膜の開口部端より迫り出していないことを特徴とする請求項９又は１０に記載の透過型液晶表示装置。
前記コンタクトホールを開口時にコンタクトホール底に被着するエッチング残渣を、前記透明有機絶縁平坦化膜上に前記保護膜が存在する状態でスパッタクリーニングさせることにより、前記電極配線と前記透明画素電極との接触部がエッチング残渣を含まないことを特徴とする請求項９〜１２の何れかに記載の透過型液晶表示装置。
前記透明画素電極膜が、ＩＴＯであることを特徴とする請求項９〜１３の何れかに記載の透過型液晶表示装置。
前記保護膜の膜厚が、１５ｎｍ以上であることを特徴とする請求項９〜１４の何れかに記載の透過型液晶表示装置の製造方法。
前記透明画素電極膜の膜厚が、３０〜１００ｎｍの範囲にあることを特徴とする請求項９〜１５の何れかに記載の透過型液晶表示装置。