JPH04309927A - アクティブマトリクス基板の製造方法とこれを用いた液晶表示素子 - 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】本発明はアクティブマトリクス基
板の製造方法とこれを用いた液晶表示素子に関する。

【０００２】

【従来の技術】画素毎にスイッチング素子を搭載したア
クティブマトリクス型液晶表示素子は、薄型、軽量、低
電圧駆動等の特長をもっており、ブラウン管に代わる表
示素子として注目されている。この液晶表示素子を構成
するアクティブマトリクス基板は、薄膜トランジスタを
スイッチング素子として搭載した場合を例にとると、従
来、特開昭６０ー１８９６６号公報に記載されているよ
うな方法で製造されていた。この詳細を図４を用いて説
明する。（ａ）〜（ｈ）に断面を（ｉ）〜（ｌ）に平面
図を示す。

【０００３】（ａ）石英等の表面が絶縁性を有する基板
１上に、スパッタリングや真空蒸着によりアルミやクロ
ム等の金属膜２３を形成する工程。（真空工程１）（ｂ
）（ａ）で得た金属膜２３をホトエッチングにより加工
し、ゲート電極２及びこれに信号を伝達する走査線２１
を形成する工程。（（ｉ）に平面図で示す。）（ｃ）（
ｂ）で得た基板上に、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｖａ
ｐｏｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法によってシリコン窒
化膜（Ｓｉｌｉｃｏｎ　Ｎｉｔｒｉｄｅ　以下、ＳｉＮ
と略す）等のゲート絶縁膜３と非晶質シリコン（Ａｍｏ
ｒｐｈｏｕｓ　Ｓｉｌｉｃｏｎ　以下、ａ−Ｓｉと略す
）等の半導体層４を設ける工程。（真空工程２）（ｄ）
半導体層４上にレジストパターンを形成した後、ドライ
エッチングを施し、半導体層４を加工する工程。 （真空工程３） （ｅ）（ｄ）で得た基板上に、スパッタリングや真空蒸
着によりクロムやアルミ等の金属膜６２を形成する工程
。（真空工程４） （ｆ）（ｅ）で得た金属膜６２をホトエッチングし、ソ
ース電極５、ドレイン電極６、及びドレイン電極６に信
号を伝達する信号線６１を形成する工程。

【０００４】（ｇ）（ｆ）で得た基板上にスパッタリン
グによりＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ　Ｔｉｎ　Ｏｘｉｄｅ）
等の透明導電膜７１を形成する工程。（真空工程５） （ｈ）（ｇ）で得た透明導電膜をホトエッチングし、画
素電極７を形成する工程。からなっていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来例では、スパ
ッタリングやドライエッチング等の減圧状態で行う工程
（真空工程）を数回用いてアクティブマトリクス基板の
製造を行っていた。周知のように、スパッタリングやド
ライエッチング等の工程は、基板セット、真空排気、基
板加熱、成膜（またはエッチング）、基板冷却、大気解
放からなっているため、この工程に要する時間が長い。 また、成膜によって得た薄膜をホトエッチングして所定
のパターンを得る必要がある。このため、アクティブマ
トリクス基板の製造に要する時間が長くなり、単位時間
あたりの生産数が限られてくるため、製造コストが増加
するという問題点があった。従って、これを用いた液晶
表示素子のコストが増加するという問題点があった。

【０００６】本発明の目的は、アクティブマトリクス基
板の製造コスト増加を防止し、安価なアクティブマトリ
クス基板の製造方法及びこれを用いた液晶表示素子を提
供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的は、アクティブ
マトリクス基板を構成するスイッチング素子や各配線及
び画素電極の形成を、常圧状態で行えるめっきや塗布ま
たは印刷を用いることにより達成される。

【０００８】

【作用】印刷では、基板に直接パターンを形成できるの
で、成膜やエッチングの工程を省略することができる。

【０００９】塗布は、ロールコータまたはスピン塗布に
より薄膜を形成できるので、真空工程を用いる必要がな
い。また、塗布する物質に感光性を付与することにより
エッチングの工程を省略することができる。

【００１０】めっきは任意の部分に金属膜を形成するこ
とができるため、真空工程やエッチング工程を用いずに
電極や配線の形成ができる。

【００１１】このように、印刷や塗布、めっきのような
常圧状態で形成できる方法を用いてアクティブマトリク
ス基板を構成する各種パターンを形成すると、従来成膜
に要していた真空排気や基板加熱等の工程を削減するこ
とができる。また、膜形成とパタ−ン形成を同じに行え
るのでホトエッチングの工程を大幅に削減することがで
きる。よって、アクティブマトリクス基板の製造工程が
大幅に削減される。

【００１２】

【実施例】以下、図を用いて本発明の一実施例を説明す
る。

【００１３】〈実施例１〉図１は薄膜トランジスタをス
イッチング素子として搭載したアクティブマトリクス基
板の製造に本発明を適用した場合の工程図である。 （ａ）〜（ｅ）にその断面を（ｆ）〜（ｉ）に平面図を
示す。以下、この工程を説明する。

【００１４】（ａ）石英やガラス等の表面が絶縁された
基板１上に、パラジウム等を含んだめっき核を印刷によ
って任意の形状に形成した後、これをめっき液に浸漬し
て銅やニッケル等の金属膜によるゲート電極２及びこれ
に信号を伝達する走査線２１を形成する。（（ａ）は平
面図（ｆ）のＡ−Ａ断面図） （ｂ）（ａ）で得た基板上に感光性を付与した例えばポ
リイミド等の絶縁膜を塗布し、感光させ、不要な部分を
現像により除去し、これを硬化させゲート絶縁膜３を形
成する。

【００１５】（ｃ）（ｂ）で得たゲート絶縁膜３上に、
例えば、シリコン等の半導体を含んだ溶剤または有機物
の半導体等を印刷し、これを硬化させ半導体層４を形成
する。（（ｃ）は平面図（ｇ）のＣ−Ｃ断面図）（ｄ）
薄膜トランジスタのチャネルとなる部分にレジスト等の
絶縁物からなるチャネル保護膜２３を形成した後、半導
体層表面をパラジウムを含んだ溶液で活性化処理し、こ
れをめっき液に浸漬してニッケルや銅によるソース電極
５、ドレイン電極６及びドレイン電極に信号を伝達する
信号線６１を形成する。（（ｄ）は平面図（ｈ）のＤ−
Ｄ断面図） （ｅ）（ｄ）で形成したチャネル保護膜を取り除いた後
、例えば、酸化インジウム等の可視光透過性の導電粒子
を含んだ溶剤を印刷し、これを硬化させて画素電極７を
形成する。（（ｅ）は平面図（ｉ）のＥ−Ｅ断面図）こ
れによって、アクティブマトリクス基板は完成する。

【００１６】以上のように、本実施例ではアクティブマ
トリクス基板の製造の全工程にわたり、めっき、印刷ま
たは塗布を用いており、真空を使用する工程を一切用い
ない。即ち、常圧状態で全てを形成している。これが本
発明の特徴である。このような方法でアクティブマトリ
クス基板の製造を行うと、従来、成膜に要していた真空
排気や基板加熱等の工程を削減することができる。また
、膜形成とパタ−ニングを同じに行うので、ホトエッチ
ングの工程を大幅に削減することができる。従って、ア
クティブマトリクス基板の製造工程を大幅に削減するこ
とができる。

【００１７】〈実施例２〉図２はＭＩＭ（Ｍｅｔａｌ　
Ｉｎｓｕｌａｔｅｒ　Ｍｅｔａｌ　）素子をスイッチン
グ素子として搭載したアクティブマトリクス基板の製造
に本発明を適用した場合の工程図である。以下、この工
程を説明する。

【００１８】（ａ）表面が絶縁物で覆われた例えば石英
等の基板１上に、パラジウム等を含んだめっき核を所定
の形状に形成した後、これをめっき液に浸漬してニッケ
ルや銅等の金属膜による下部電極１９を形成する。

【００１９】（ｂ）（ａ）で得た基板上に感光性を付与
したポリイミド等の絶縁物を塗布しこれを感光及び現像
し所定のパターンに加工した後、硬化させて絶縁層１８
を形成する。

【００２０】（ｃ）（ｂ）で得た基板上に、酸化インジ
ウム等の可視光透過性がある導電性粒子を混入した溶剤
を印刷し、これを硬化させて画素電極７を形成する。

【００２１】（ｄ）（ｃ）で得た基板上にパラジウム等
を含んだめっき核を印刷によって所定の形状に形成した
後、これをめっき液に浸漬してニッケルや銅等の金属膜
による上部電極２０を形成する。

【００２２】以上の工程により、ＭＩＭ素子をスイッチ
ング素子として用いたアクティブマトリクス基板が完成
する。

【００２３】本実施例でもその形成全般にわたり真空の
工程を用いていない。また、ホトエッチングの工程も大
幅に削減されている。

【００２４】〈実施例３〉図３に本発明の実施例１で得
られたアクティブマトリクス基板を搭載して液晶表示素
子を実現した素子例を示す。図３（ａ）に、その平面図
を、（ｂ）に断面図を示す。

【００２５】同図において、１０はアクティブマトリク
ス基板、１１は偏光板、１２はカラーフィルタ、１３は
透明導電膜からなる画素電極７の対向電極で同じく透明
導電膜から構成されているもの、１４、１５はそれぞれ
保護膜、１６は配向膜、そして１７はその間に充填、密
封された液晶を示す。

【００２６】この液晶表示素子の実装組立は、周知の方
法にしたがって行った。

【００２７】本発明で形成したアクティブマトリクス基
板は、製造工程が短いため、製造コストが従来に比べ大
幅に低減される。これを用いて液晶表示素子を製造する
ことにより、その製造コストを低減することができた。

【００２８】

【発明の効果】本発明のアクティブマトリクス基板を構
成する各パターンを印刷で形成すると、真空を用いる成
膜工程が省略でき、ホトエッチングの工程を大幅に削減
することができる。めっきを用いた場合には、金属膜を
用いる配線や電極の成膜工程及びそのホトエッチング工
程を大幅に削減することができる。塗布を用いた場合に
は、真空を用いる成膜工程中の真空排気等の工程を削減
することができる。また、塗布する材料に感光性を付与
した場合には、ホトエッチングの工程を大幅に削減する
ことができる。従って、これら常圧状態でパターン形成
可能な方法でアクティブマトリクス基板を構成する全て
の構成物を形成することにより、アクティブマトリクス
基板の製造工程を大幅に短縮することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】スイッチング素子として薄膜トランジスタを搭
載したアクティブマトリクス基板に本発明を適用した工
程図、

【図２】スイッチング素子としてＭＩＭ素子を搭載した
アクティブマトリクス基板に本発明を適用した工程図、

【図３】液晶表示素子の平面図（ａ）およびその断面図
（ｂ）、

【図４】スイッチング素子として薄膜トランジスタを搭
載したアクティブマトリクス基板の従来技術による工程
図。

【符号の説明】

１…基板、２…ゲート電極、３…ゲート絶縁膜、４…半
導体層、５…ソース電極、６…ドレイン電極、７…画素
電極、２１…走査線、２３…チャネル保護膜、６１…信
号線。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】アレイ状に配置したスイッチング素子と、
   これに信号を伝達する配線と画素電極により構成された
   アクティブマトリクス基板の製造において、前記スイッ
   チング素子の構成物や前記各配線及び前記画素電極の形
   成の全てを常圧状態で行うことを特徴とするアクティブ
   マトリクス基板の製造方法。
2. 【請求項２】請求項１において、常圧状態で行う形成方
   法としてめっき法、塗布法、及び印刷法を用いるアクテ
   ィブマトリクス基板の製造方法。
3. 【請求項３】請求項１または２のアクティブマトリクス
   基板の製造方法により得たアクティブマトリクス基板を
   用いる液晶表示素子。