JPH09304792A

JPH09304792A - 液晶表示装置の製造方法

Info

Publication number: JPH09304792A
Application number: JP12470196A
Authority: JP
Inventors: Koichi Hayakawa; 康一早川
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1996-05-20
Filing date: 1996-05-20
Publication date: 1997-11-28

Abstract

(57)【要約】【課題】軽量かつ丈夫な液晶表示装置を製造すること
ができると共に、液晶表示装置の画質をより一層向上さ
せることができる液晶表示装置の製造方法を提供するこ
と。【解決手段】工程基板１５の上にトランジスタ３１、
透明電極２４、ゲート線２６およびデータ線２７の各配
線を形成して能動電極部３４を作製し、その上に透明基
板としての熱硬化型の透明樹脂３０を形成する。その
後、全体を水酸化カリウム水溶液に浸して、工程基板１
５と能動電極部３４との間に形成されたポリシリコン膜
１６を溶解し、工程基板１５から能動電極部３４を剥離
する。これにより透明基板は能動電極部３４の作製中は
使用されることはないので、透明基板に耐熱性のないプ
ラスチック等を用いることができ、軽量かつ丈夫な液晶
表示装置を製造することができる。また、能動電極部３
４の液晶との接触面を平坦とすることができるので、液
晶表示装置の画質をより一層向上させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置の製
造方法、さらに詳しくは、アクティブマトリックス方式
の液晶表示装置における能動電極部の製造方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置（ＬＣＤ）は、公知のよう
に、数μｍの間隔を置いて向かい合わせた２枚の透明基
板と、その隙間に満たされた液晶とから成る。これら透
明基板の内側にはそれぞれ透明電極が形成されており、
液晶に電場を印加できるようになっている。透明電極は
細かく分割されており、その１つ１つの電位を制御する
ことにより液晶の透過率を制御し、図形を表示するよう
になっている。

【０００３】そこで、ＴＶセット、コンピュータディス
プレイに用いられる液晶表示装置には、数十万から数百
万個の透明電極が用いられており、これらの透明電極の
１つ１つに電位を設定する方法には大別して単純マトリ
ックス方式と、アクティブマトリックス方式の２種類が
ある。アクティブマトリックス方式では、片側の透明基
板の各透明電極に能動（アクティブ）素子としてトラン
ジスタを１つずつ付加し、電極の電位を保持している。
このような電極を能動電極という。それに対して単純マ
トリックス方式では、トランジスタを必要としない。よ
って、アクティブマトリックス方式は単純マトリックス
方式に比較して作成に高度な技術が必要であるが、アク
ティブマトリックス方式の方が動画の再生に優れ、画質
も良好であるために注目されている。

【０００４】能動電極部は透明基板に形成されるのであ
るが、従来のアクティブマトリックス方式の液晶表示装
置は例えば特開昭６２−９２０号公報に開示されてお
り、その構成を図８に示す。これは、石英板またはガラ
ス板の透明基板１、２にそれぞれ透明電極４、５を形成
して互いに向き合わせ、これらの間に液晶３を満たすこ
とにより構成されるのであるが、一方の透明基板１上に
は透明電極４の電位を制御する薄膜トランジスタ（ＴＦ
Ｔ）素子６が設けられており、ＴＦＴ素子６はｎ型のア
モルファス（非晶質）シリコン７、ｉ型のアモルファス
シリコン８、ゲート絶縁膜９およびゲート電極１０から
構成されている。なお、１１はソース電極、１２は透明
基板１、２の間隔を制御するスペーサである。なおま
た、本従来例の液晶表示装置ではアモルファスシリコン
によりＴＦＴ素子６を構成しているが、現在では透明基
板の上にポリ（多結晶）シリコン膜を堆積し、この膜を
加工することで、トランジスタすなわちＴＦＴ素子を実
現している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】現在、一般的に行われ
ているアクティブマトリックス方式の液晶表示装置は、
透明電極およびトランジスタを透明基板の表面に作成
し、電極面で液晶を挟み込むことによって形成されてい
る。トランジスタを形成するためには、高温（４５０℃
以上）のプロセスが欠かせない。そのために、高温プロ
セスに耐える透明基板が必要である。現在では、一般に
温度５００℃以上のプロセスを含む場合には石英を用
い、それ以下の温度の場合には通常のガラスを用いる。
これらの材料は重く、割れ易いという問題があり、ま
た、液晶に接する面にトランジスタを形成するため、基
板表面の平坦度が悪いという問題がある。

【０００６】すなわち、石英やガラスのような重くて割
れ易い材料を液晶表示装置に用いることが望ましくない
理由としては、液晶表示装置の利点は薄型、低消費電力
であり、このような利点を活かしてポータブル装置にも
用いられるのであり、重くて割れ易いという特徴はポー
タブル装置に適さないからである。

【０００７】また、表面の平坦度は液晶表示装置の画質
を左右する要因のひとつである。すなわち、液晶は棒状
の分子の向き（配光性と呼ぶ。）によって光の透過率を
制御するのであるが、表面の平坦度が悪くなると、表面
近傍で配光性が悪くなり、画質の劣化要因になってしま
う。

【０００８】本発明は上述の問題に鑑みてなされ、軽量
かつ丈夫な液晶表示装置を製造することができると共
に、液晶表示装置の画質をより一層向上させることがで
きる液晶表示装置の製造方法を提供することを課題とす
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】以上の課題は、透明基板
と、該透明基板上に形成され、かつトランジスタ、配線
及び透明電極で成る能動電極部とを有する液晶表示装置
の製造方法において、耐熱性を有する工程基板上に前記
能動電極部を形成し、該能動電極部上に前記透明基板を
形成し、その後、前記工程基板から前記能動電極部を剥
離するようにしたことを特徴とする液晶表示装置の製造
方法、によって解決される。

【００１０】この方法では、トランジスタ、配線および
透明電極で成る能動電極部の作製時に用いる工程基板
と、実使用時の透明基板とを分離している。これによ
り、工程基板は作製時のみに使用されるので、耐熱性の
みを満足すれば良く、また、透明基板は作製中には使用
されないので、高温に耐える必要がない。したがって、
透明基板に用いられる材料の選択性が広がる。さらに、
本発明によって液晶に接する部分を平坦にすることがで
きる。なぜなら、この部分は工程基板より剥離した部分
だからであり、工程基板が平坦であれば液晶に接する部
分も当然、平坦になるからである。これにより、液晶表
示装置の画質をより一層向上させることができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】耐熱性を有する工程基板上でトラ
ンジスタ、配線および透明電極を加工して能動電極部を
作製し、その上に透明基板を形成する。その後、工程基
板から能動電極部を剥離することにより、透明基板に能
動電極部を形成する。

【００１２】すなわち本発明は、工程基板と透明基板を
使い分け、能動電極部を作成するときは耐熱性を有する
工程基板を、そして実使用時には透明基板を使用するよ
うにしているで、透明基板に耐熱性を有さない材料、例
えばプラスチック等の基板を利用することができる。

【００１３】また、工程基板からの剥離により能動電極
部は平坦となるので、これにより能動電極部は平坦な面
で液晶に接することができ、よって表面近傍での配光性
が良くなり、ＬＣＤの画質をより一層、向上させること
ができる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例による液晶表示装置の
製造方法について図面を参照して説明する。そこで本実
施例では、工程基板に石英板を、透明基板に熱硬化型の
透明樹脂を用いたときの工程例について説明する。

【００１５】まず、充分に平坦な石英板を工程基板１５
として用意し、これにポリ（多結晶）シリコン１６を５
００ｎｍ程度堆積させる（図１参照）。なお必要に応じ
て表面を研磨し、平坦度を向上させるようにする。そし
て表面保護膜としての窒化シリコン（Ｓｉ₃ Ｎ₄ ）１７
を１００ｎｍ程度、遮光膜としてタングステンシリサイ
ド（ＷＳｉx ）１８を５０ｎｍ程度堆積させる（なお図
３〜図６には、遮光膜１８に、トランジスタ３１を遮光
する遮光領域を示す線１８ａを付している。）。次い
で、遮光膜１８と後述するトランジスタ３１（図３参
照）との間の絶縁膜として、二酸化シリコン（ＳｉＯ
₂ ）１９を１００ｎｍ程度堆積させる。

【００１６】次に、トランジスタ３１の作製方法につい
て説明する。

【００１７】二酸化シリコン膜１９の上にアモルファス
（非晶質）シリコン２０を１００ｎｍ程度堆積させ、そ
の後６５０℃で１０時間アニールする。このアニールに
よって、アモルファスシリコン２０が大粒径のポリ（多
結晶）シリコン２１になる。そして、しきい値電圧Ｖ_TH
の調整のため、ｐ型不純物としてホウ素（Ｂ）をポリシ
リコン膜２１の全面に、ドーズ量１０×１０¹³ｃｍ^-2、
エネルギ３０ｋｅＶでイオン注入し、フォトリソグラフ
ィ、エッチングを用いてトランジスタ以外の部分を取り
除く。このとき、タングステンシリサイド層１８まで取
り除き、窒化シリコン層１７は取り除かないようにする
（図２参照）。

【００１８】ポリシリコン膜２１を１０００℃で３０ｎ
ｍ程度酸化させ、この部分をゲート絶縁膜２２とする
（図３参照）。ゲート電極２３としてタングステンシリ
サイドを堆積させ、フォトリソグラフィ、エッチングを
用いてゲート加工を行う。ソース２１ａ、ドレイン２１
ｂ形成のため、ｎ型不純物リン（Ｐ）をポリシリコン膜
２１に、ドーズ量１０×１０¹⁵ｃｍ^-2、エネルギ５０ｋ
ｅＶでイオン注入する。その後、ポリシリコン２１の性
能向上のために４５０℃で１時間水素雰囲気でアニール
を行い、不純物活性化のために１０００℃で３０分間窒
素雰囲気でアニールを行う。

【００１９】以上のようにしてトランジスタ３１が形成
される。次に、液晶ドライブ用の透明電極２４を形成す
るのであるが、まず、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ膜）
を堆積し、その後、フォトレジスト、エッチングを用い
てパターンカットを行い、各素子ごとに分離する（図４
参照）。

【００２０】次に図５を参照して、ゲート線２６および
データ線２７の各配線の作製方法について説明すると、
まず、透明電極２４とゲート線２６を分離するための層
間絶縁膜として二酸化シリコン２５を５００ｎｍ程度堆
積させ、その後、ゲート電極２３とゲート線２６とを接
続するための接続孔（コンタクトホール）をフォトレジ
スト、エッチングを用いて開口する。そして、アルミニ
ウム（Ａｌ）を２００ｎｍ堆積させ、フォトレジスト、
エッチングを用いて加工することにより、ゲート線２６
を作製する。次に、データ線２７とゲート線２６とを分
離するための層間絶縁膜として二酸化シリコン２８を５
００ｎｍ程度堆積させ、その後、トランジスタ３１とデ
ータ線とを接続するための接続孔をフォトレジスト、エ
ッチングを用いて開口する。そして、アルミニウムを２
００ｎｍ堆積させ、フォトレジスト、エッチングを用い
て加工することにより、データ線２７を作製する。この
際、データ線２７がトランジスタ３１を覆い隠すように
加工することで、遮光膜を兼ねるようにする。そして、
素子全体を保護するための絶縁膜として窒化シリコン２
９を５００ｎｍ程度堆積させる。

【００２１】以上のようにして、工程基板１５の上にト
ランジスタ３１、透明電極２４、そしてゲート線２６お
よびデータ線２７の各配線で成る電極部３４が形成さ
れ、この電極部がアクティブマトリックス方式の液晶表
示装置における能動電極部３４となる。その後、素子支
持板である熱硬化型透明樹脂３０を１ｍｍ程度塗布し、
熱を加えて硬化させる。その後、全体をポリシリコン溶
解液である水酸化カリウム（ＫＯＨ）溶液に浸すことに
より工程基板１５の上に形成されたポリシリコン膜１６
を溶解し、工程基板１５から能動電極部３４を剥離する
（図６参照）。図７に本実施例により形成された能動電
極部３４、すなわちトランジスタ３１、透明電極２４お
よび各配線部分の平面図を示す（なお図において、能動
電極部３４には表面保護膜１７が形成されているものと
する）。ここで、符号３２はゲート線２６とゲート電極
２３との接続点、符号３３はデータ線２７とトランジス
タ３１との接続点を示している。

【００２２】本実施例によれば、工程基板はトランジス
タ作成時にのみ使用されるので耐熱性のみを満足すれば
よく、また、透明基板は作成中には使用されないので高
温に耐える必要がない。よって、透明基板に透明樹脂３
０のような耐熱性のないプラスチックを利用することが
でき、軽量かつ丈夫な液晶表示装置を製造することがで
きる。また本実施例では、トランジスタ３１はタングス
テンシリサイド膜１８およびデータ線２７によって遮光
されているために、ブラックマスク等の遮光マスクを必
要とすることはない。

【００２３】さらに本実施例によれば、能動電極部３４
は工程基板１５から剥離させた部分であるので平坦とな
る。これにより液晶に接する部分が平坦となるので、液
晶表示装置の画質をより一層向上させることができる。

【００２４】以上、本発明の実施例について説明した
が、勿論、本発明はこれに限ることなく、本発明の技術
的思想に基づいて種々の変形が可能である。

【００２５】例えば以上の実施例では、工程基板１５か
ら能動電極部３４を剥離するとき、ポリシリコン膜１６
を溶解するのに水酸化カリウム（ＫＯＨ）水溶液を用い
たが、これに限らず、水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）
₂ ）水溶液などの他の水酸化アルカリ水溶液を用いても
よい。

【００２６】また以上の実施例では、工程基板１５に石
英板を用いたが、ガラス板でもよい。すなわち、高温プ
ロセスに要求される耐熱性を満足すれば、どのような材
料を用いてもよい。

【００２７】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の液晶表示装
置の製造方法によれば、耐熱性のないプラスチック等の
材料を透明基板に用いることができるので、軽量かつ丈
夫な液晶表示装置を製造することができる。また、能動
電極部を平坦にすることができるので、液晶との界面も
平坦となり、よって液晶表示装置の画質をより一層向上
させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例による液晶表示装置の製造方法
を説明するための模式断面図である。

【図２】同トランジスタ作成中の模式断面図である。

【図３】同トランジスタ作成後の模式断面図である。

【図４】同透明電極形成後の模式断面図である。

【図５】同配線および透明基板形成後の模式断面図であ
る。

【図６】同能動電極部形成後の模式断面図である。

【図７】図６における平面図である。

【図８】従来例の液晶表示装置の能動電極部を示す模式
断面図である。

【符号の説明】

１５……工程基板、２３……ゲート電極、２４……透明
電極、２６……ゲート線、２７……データ線、３０……
透明基板、３１……トランジスタ、３４……能動電極
部。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透明基板と、該透明基板上に形成され、
かつトランジスタ、配線及び透明電極で成る能動電極部
とを有する液晶表示装置の製造方法において、耐熱性を有する工程基板上に前記能動電極部を形成し、該能動電極部上に前記透明基板を形成し、その後、前記工程基板から前記能動電極部を剥離するよ
うにしたことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【請求項２】前記工程基板は石英板で成り、前記透明基板は熱硬化型透明樹脂で成ることを特徴とす
る請求項１に記載の液晶表示装置の製造方法。