JPH04293021A - アクティブマトリックス型液晶表示素子の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、アクティブマトリッ
クス型液晶表示素子の製造方法に係り、特にそのＴＦＴ
アレイ基板の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に電子機器の小形化、軽量化および
低消費電力化が進む中で、ディスプレイの分野において
もＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ　Ｒａｙ　Ｔｕｂｅ）　に代
わるものとして、フラットパネル・ディスプレイの研究
・開発が活発に行なわれている。この中でも、液晶ディ
スプレイは大面積表示が可能であること、フルカラ−化
が可能であること、および低電流・低電圧動作であるこ
と等の点で注目を集めている。

【０００３】液晶ディスプレイには、その目的に応じて
様々な動作方式があるが、アクティブマトリックス方式
は、フルカラ−の動画表示を高解像度で行なうことが可
能であることが特徴である。このアクティブマトリック
ス方式は、マトリックス状に配置した電極の交点を一画
素とし、その一画素毎にスイッチング素子を設ける方式
である。更に、アクティブマトリックス方式は、非線形
ダイオ−ド型と薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴと略称
）型に分類出来るが、このうち特に後者の研究・開発が
活発に行なわれている。

【０００４】さて、従来のＴＦＴを使用したアレイ基板
の概略は図４に示すようになり、ＴＦＴは等価回路で示
してある。この図４において、ガラス基板１上にはほぼ
平行に等間隔で配設された信号電極線２と、この信号電
極線２とほぼ直交し且つ窒化シリコン等の層間絶縁膜で
信号電極線２と電気的に絶縁された走査電極線３と、信
号電極線２と走査電極線３との交点付近に配置され全体
としてマトリックス状になった表示画素部４とから構成
されている。

【０００５】この表示画素部４の一例を示すと図５のよ
うになり、ＴＦＴはガラス基板１０上にゲ−ト電極１１
、ゲ−ト絶縁膜１２、半導体膜１３、半導体保護膜１４
、低抵抗半導体膜１５、ソ−ス電極１６、およびドレイ
ン電極１７とから構成されている。このＴＦＴは、ソ−
ス電極１６の部分で画素電極１８に電気的に接続されて
いる。ここで、ゲ−ト電極１１は図４における走査電極
線３と同一であり、ドレイン電極１７は図４における信
号電極線２と同一である。

【０００６】次に、図５で示した従来のアクティブマト
リックス型液晶表示素子用のＴＦＴアレイ基板の製造方
法について述べると、先ずガラス基板１０上に走査電極
線３とゲ−ト電極１１を形成し、次にゲ−ト絶縁膜１２
、半導体膜１３、半導体保護膜１４を順次形成する。 その後、半導体保護膜１４をパタ−ニングし低抵抗半導
体膜１５を成膜した後、半導体膜１３および低抵抗半導
体膜１５を所定の形状にパタ−ニングする。次に、画素
電極１８を形成し、ソ−ス電極１６、ドレイン電極１７
および信号電極線２を形成する。こられの所望のパタ−
ンを得る方法としては、従来よりフォトリソグラフィ−
技術が一般的である。又、エッチングの際に用いるレジ
ストとしては、ポジレジストあるいはネガレジストが一
般的であるが、レジストの剥離が容易で且つ使い易いと
いった点から、ポジレジストが現在主流となっている。 そして、ＴＦＴを保護するために、この上部を窒化シリ
コン等の絶縁膜（図示せず）で覆うと共に、この上に配
向膜２０を形成している。一方、ガラス基板２１上には
、ＴＦＴと対向するように遮光膜２２が形成されており
、更に対向電極２３および配向膜２４が順次形成されて
いる。そして、２つのガラス基板１０、２１の間には液
晶２５を封入し、アクティブマトリックス型液晶表示素
子を構成する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来のアクティブマトリックス型液晶表示素子の
製造方法においては、画素電極１８として用いているＩ
ＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ　Ｔｉｎ　Ｏｘｉｄｅ）　とソ−ス
電極１６とする金属が必ず直接接続する。そのため、信
号電極線抵抗をより低抵抗にするためにアルミニウム（
以下、Ａｌと略称）を電極材料として選択した場合、ポ
ジレジストの現像液がアルカリ系であることからＡｌの
パタ−ニング特にその現像工程でレジストと共にＡｌも
浸蝕されてしまい、ＡｌとＩＴＯが現像液を電解液とし
た電気化学反応（電池作用）を起こしＩＴＯが還元され
、画素電極１８の不良を招いていた。又、電池作用を防
ぐために、上層あるいは下層にのみ他の金属を設けＡｌ
との積層構造としても、金属の粒界を通して電池として
作用し、同様の不良が発生する問題を有していた。更に
、ＡｌとＩＴＯの電池作用を防ぐために、他の金属でＡ
ｌをサンドイッチした積層構造としても、Ａｌの上層に
他の金属が残っている状態では、後工程で対向基板と貼
り合わせてセル化した場合、接着剤との付着強度が弱く
なるため水分の染み込みが発生する。その結果、表示不
良を招いたり、外部電極との接続の際に、その付着強度
の弱さから外部電極が剥がれてしまったり、又、接触抵
抗が大きくなるなどの問題を有していた。

【０００８】この発明は、上記事情に鑑みなされたもの
で、ＡｌとＩＴＯの電気化学反応を防ぎ、且つ対向基板
や外部電極との付着強度の強いＡｌを露出させ、歩留ま
りの高いアクティブマトリックス型液晶表示素子の製造
方法を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明は、絶縁性基板
上に設けたゲ−ト電極、このゲ−ト電極を被覆するゲ−
ト絶縁膜、このゲ−ト絶縁膜上の半導体膜、ソ−ス・ド
レイン電極からなる薄膜トランジスタを複数本の走査電
極線と信号電極線の交点付近に配置してマトリックス状
に形成し、且つ各々の薄膜トランジスタに透明導電膜よ
りなる画素電極を少なくとも有するアクティブマトリッ
クス型液晶表示素子の製造方法において、上記信号電極
線およびソ−ス・ドレイン電極が少なくともそのレジス
トパタ−ニングの現像工程まではアルミニウムを他の高
融点金属でサンドイッチした積層構造とし、その後の工
程で上層の高融点金属をエッチング除去しアルミニウム
を露出させることを特徴とするアクティブマトリックス
型液晶表示素子の製造方法である。

【００１０】

【作用】この発明によれば、ＡｌとＩＴＯの電気化学反
応が防止され、且つ対向基板や外部電極との付着強度が
強く、歩留まりが高い。

【００１１】

【実施例】以下、図面を参照して、この発明の一実施例
を詳細に説明する。図１はこの発明の製造方法により得
られたアクティブマトリックス型液晶表示素子を示した
もので、従来例（図５）と同一箇所は同一符号を付して
ある。

【００１２】即ち、図中の符号１０、２１はガラス基板
、１１はゲ−ト電極、１２はゲ−ト絶縁膜、１３は半導
体膜、１４は半導体保護膜、１５は低抵抗半導体膜、１
６はソ−ス電極、１７はドレイン電極、１８は画素電極
、２０、２４は配向膜、２２は遮光膜、２３は対向電極
、２５は液晶１１である。

【００１３】このように構成されたアクティブマトリッ
クス型液晶表示素子のＴＦＴアレイ基板は、図２（ａ）
、（ｂ）および図３（ｃ）、（ｄ）に示す工程により製
造する。

【００１４】先ず、図２（ａ）に示すように、例えば第
１のガラス基板１０上に、例えばモリブデン・タンタル
合金をスパッタ法等により約２０００オングストロ−ム
成膜し、フォトリソグラフィ−法によりストライプ状の
走査電極線３（図４参照）と、この走査電極線３に電気
的に接続しているゲ−ト電極１１を形成する。続いて、
全面に例えばプラズマＣＶＤ法等によりゲ−ト絶縁膜１
２として例えば約４０００オングストロ−ムの酸化硅素
（ＳｉＯｘ）　と、半導体膜１３として例えば約５００
オングストロ−ムのアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）
および半導体保護膜１４として例えば約４０００オング
ストロ−ムの窒化硅素（ＳｉＮｘ）を順次成膜した後、
フォトリソグラフィ−法により例えばゲ−ト電極１１の
概略内側に半導体保護膜１４を形成する。

【００１５】次に、例えばプラズマＣＶＤ法により不純
物ド−プ・アモルファスシリコン（ｎ＋ａ−Ｓｉ）から
なる低抵抗半導体膜１５を約５００オングストロ−ム成
膜し、半導体膜１３および低抵抗半導体膜１５をフォト
リソグラフィ−法により例えば信号電極線２（図４参照
）とほぼ同一形状に成形する。次に、透明導電膜層とし
て例えばＩＴＯを全面に約１０００オングストロ−ム成
膜し、フォトリソグラフィ−法により画素電極１８を形
成する。

【００１６】次に、図２（ｂ）に示すように、例えばＡ
ｌとエッチング選択性のある約５００オングストロ−ム
のクロミウム（Ｃｒ）と約１μｍのＡｌ、更に約３００
オングストロ−ムのＣｒをスパッタ法等で成膜、積層構
造とする。次に、図３（ｃ）に示すように、フォトリソ
グラフィ−法により上層のＣｒ、続いてＡｌをエッチン
グする。その後、レジスト２６剥離を行なう。

【００１７】次に、図３（ｄ）に示すように、上層のＡ
ｌをマスクとして下層のＣｒをエッチングすると同時に
上層のＣｒをエッチングし、ストライプ状の信号電極線
２とこの信号電極線２に電気的に接続しているドレイン
電極１７と、ソ−ス電極１６を同時に形成する。上層お
よび下層のＣｒを膜厚を薄くしておくことにより、下層
のＣｒのサイドエッチングを発生することなく、上層の
Ｃｒの除去を行なうことが出来る。こうすることにより
、ＡｌとＩＴＯの電気化学反応を防ぎ、且つ対向基板お
よび外部電極との接続が容易で低抵抗なＡｌを露出させ
ることが出来る。そして、ソ−ス電極１６およびドレイ
ン電極１７と半導体保護膜１４をマスクとして、この半
導体保護膜１４上の低抵抗半導体膜１５の除去を行なう
。最後に、例えば窒化硅素のような絶縁膜（図示せず）
を約５０００オングストロ−ムから１μｍ成膜し、ＴＦ
Ｔアレイ基板の保護膜とする。

【００１８】この後、図示はしないが絶縁性基板の同じ
面上に例えばポリミイドからなる配向膜を例えばスピン
ナ−コ−ト法等により塗布し、約１００℃から約１８０
℃の間の適当な温度で焼成してからラビングを行なう。 こうして所望のアレイ基板が得られる。

【００１９】又、他方の絶縁性基板上にはＴＦＴに対向
するように光遮蔽膜を形成し、例えばＩＴＯからなる対
向電極を形成する。そして、この後は前述と同様に、絶
縁性基板の同じ面上に例えばポリミイドからなる配向膜
を例えばスピンナ−コ−ト法等により塗布し、約１００
℃から約１８０℃の間の適当な温度で焼成してからラビ
ングを行なう。こうして所望の対向電極が得られる。

【００２０】次に、アレイ基板と対向電極を、スペ−サ
−である例えば約１０μｍのアルミナのビ−ズを介して
配向膜が対向した状態で一体となるように、液晶の注入
口となる部分を除いて、例えばエポキシ系の接続剤から
なる封着剤でほぼ１０μｍ離して概略平行に貼り合わせ
る。次に、前述の注入口より液晶を注入した後、例えば
エポキシ系の接続剤からなる封止材で注入口を封止する
。こうしてアレイ基板と対向電極との間に液晶を挾持し
てなる所望のアクティブマトリクス型液晶表示素子（図
１）が得られる。

【００２１】以上のような構成により、ＡｌとＩＴＯの
電気化学反応によるＩＴＯの還元を防いで画素電極の不
良を無くし、且つ対向基板および外部電極との接続が容
易で低抵抗なＡｌを露出させることが出来、歩留まりの
高いアクティブマトリクス型液晶表示素子用のＴＦＴア
レイ基板が製造出来る。

【００２２】

【発明の効果】この発明によれば、信号電極線およびソ
−ス・ドレイン電極が少なくともそのレジストパタ−ニ
ングの現像工程まではアルミニウムを他の高融点金属で
サンドイッチした積層構造としているので、ＡｌとＩＴ
Ｏの電気化学反応を防ぎ画素電極の不良をなくすことが
出来る。そして、その後の工程で上層の高融点金属をエ
ッチング除去しアルミニウムを露出させているので、対
向基板や外部電極との付着強度を強く出来、歩留まりの
高いＴＦＴアレイ基板が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例に係る製造方法により得ら
れたアクティブマトリックス型液晶表示素子を示す断面
図。

【図２】この発明の一実施例に係るアクティブマトリッ
クス型液晶表示素子（ＴＦＴアレイ基板）の製造方法を
示す工程説明図。

【図３】この発明の一実施例に係るアクティブマトリッ
クス型液晶表示素子（ＴＦＴアレイ基板）の製造方法を
示す工程説明図。

【図４】従来のアクティブマトリックス型液晶表示素子
を示す概略平面図。

【図５】図４の要部を拡大して示す断面図。

【符号の説明】

２…信号電極線、３…走査電極線、１０、２１…ガラス
基板、１１…ゲ−ト電極、１２…ゲ−ト絶縁膜、１３…
半導体膜、１４…半導体保護膜、１５…低抵抗半導体膜
、１６…ソ−ス電極、１７…ドレイン電極、１８…画素
電極、２０、２４…配向膜、２２…遮光膜、２３…対向
電極、２５…液晶。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　絶縁性基板上に設けたゲ−ト電極、こ
   のゲ−ト電極を被覆するゲ−ト絶縁膜、このゲ−ト絶縁
   膜上の半導体膜、ソ−ス・ドレイン電極からなる薄膜ト
   ランジスタを複数本の走査電極線と信号電極線の交点付
   近に配置してマトリックス状に形成し、且つ各々の薄膜
   トランジスタに透明導電膜よりなる画素電極を少なくと
   も有するアクティブマトリックス型液晶表示素子の製造
   方法において、上記信号電極線およびソ−ス・ドレイン
   電極が少なくともそのレジストパタ−ニングの現像工程
   まではアルミニウムを他の高融点金属でサンドイッチし
   た積層構造とし、その後の工程で上層の高融点金属をエ
   ッチング除去しアルミニウムを露出させることを特徴と
   するアクティブマトリックス型液晶表示素子の製造方法
   。