JPH10311986A - 液晶表示装置及びその製造方法 - Google Patents
液晶表示装置及びその製造方法Info
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- JPH10311986A JPH10311986A JP12209597A JP12209597A JPH10311986A JP H10311986 A JPH10311986 A JP H10311986A JP 12209597 A JP12209597 A JP 12209597A JP 12209597 A JP12209597 A JP 12209597A JP H10311986 A JPH10311986 A JP H10311986A
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Abstract
ティブマトリクス基板を構成する透明基板上に設けた透
明絶縁膜にコンタクトホールを再現性良く形成する。 【解決手段】 アクティブマトリクス基板1を構成する
透明基板2上に設けた透明絶縁膜5のコンタクトホール
8を形成する領域の電極3上に、黒色導電体パターン4
を設ける。
Description
の製造方法に関するものであり、特に、アクティブマト
リクス型液晶表示装置に用いる薄膜トランジスタに対す
るコンタクトホールを精度良く形成するための構造及び
その製造方法に関するものである。
ソナルコンピュータ等の表示装置として用いられてお
り、より高画質のものが求められているが、この液晶表
示装置は大きく分けて、アクティブマトリクス型液晶表
示装置と単純マトリクス型液晶表示装置とがあり、この
内、前者のアクティブマトリクス型液晶表示装置が高画
質用として用いられている。
は、個々の画素に対応してアクティブマトリクス基板上
にマトリクス状に配置された多数のゲートバスラインと
ドレインバスラインに駆動電圧を印加し、ゲートバスラ
インとドレインバスラインとの交差部に配置された薄膜
トランジスタ(TFT)を選択駆動することにより、対
応する所望の画素をドット表示するように構成されてい
る。
晶表示装置においては、画素電極とゲートバスライン及
びドレインバスラインとの間に電気的接続性を待たせな
いために100nm(1000Å)程度の間隙を設けて
おり、この間隙を遮光するためのブラックマトリクス及
び共通電極を備えた対向基板をスペーサを介してアクテ
ィブマトリクス基板と対向させ、その間の空間に液晶を
注入することによって液晶パネルを完成させている。
ドレインバスラインとの間の間隙、及び、貼り合わせ時
のブラックマトリクスとの位置合わせのためのマージン
を必要とし、この位置合わせマージンにより開口率が5
7%程度に低下し、表示輝度の低下の原因となってい
る。
めに、画素電極の端とゲートバスライン及びドレインバ
スラインとが絶縁膜を介して重なるようにして、開口部
をゲートバスライン、ドレインバスライン、TFT素子
によって規定することが提案されており(必要ならば、
特開昭63−279228号公報参照)、この様に画素
電極を設けることによって開口率が約80%になり、従
来に比べて飛躍的に開口率を上昇させることができると
共に、ブラックマトリクスもTFT素子部のみを覆うよ
うに設ければ良くなる。
クス型液晶表示装置を、図5及び図6を参照して説明す
る。なお、図5はアクティブマトリクス型液晶表示装置
の概略的構成の説明図であり、図5(a)は要部平面
図、図5(b)は図5(a)のA−A′を結ぶ一点鎖線
に沿った要部断面図であり、また、図6はソース電極に
対するコンタクトホールの形成工程の説明図である。
ガラス基板31上に例えば厚さ150nmのCr膜を堆
積させてパターニングすることによってゲートバスライ
ン32及びゲート電極33を形成したのち、その上に例
えば厚さ400nmのSiN膜を堆積させてゲート絶縁
膜34とする。
及び、厚さ120nmのSiN膜を堆積させたのち、ゲ
ート電極33をマスクとしたセルフアライン露光を利用
してSiN膜をパターニングすることによってチャネル
保護膜36を形成する。
さ30nmのn+ 型α−Si膜37、及び、ドレインバ
スライン38、ドレイン電極39、ソース電極40、及
び、補助容量電極41となるTi/Al/Ti構造の導
電膜を堆積させたのち、RIE(反応性イオンエッチン
グ)によってTi/Al/Ti構造の導電膜及びn+型
α−Si膜37を一括してパターニングすることによっ
て、n+ 型α−Si膜37、ドレインバスライン38、
ドレイン電極39、ソース電極40、及び、補助容量電
極41からなるTFT素子部を形成する。
及びドレインバスライン38との間の寄生容量を低減す
るために、全面に例えば厚さ2μmの非感光性透明レジ
ストからなる厚い透明平坦化層42を塗布したのち、透
明平坦化層42のソース電極40及び補助容量電極41
に対する部分にコンタクトホール43,44を形成し、
次いで、全面にITO膜を堆積してパターニングするこ
とによって画素電極45を形成していた。
すると、まず、ソース電極40を設けた石英製ガラス基
板31上に、厚さ2μmの非感光性透明レジストからな
る厚い透明平坦化層42を塗布したのち、ポジ型レジス
ト層46を塗布し、コンタクトホールに対応する開口部
を有する遮光膜パターンを設けたフォトマスク47を用
いて紫外線48による露光を行う。なお、図において
は、説明を簡単にするためにソース電極40の直下の層
構造を省略しており、また、フォトマスク47について
も遮光膜パターンのみを示している。
ールに対応する開口部50を有するレジストパターン4
9を形成した後、プラズマアッシャー装置を用いてアッ
シング(灰化処理)することによって、レジストパター
ン49及び透明平坦化層42を同時にエッチングしてコ
ンタクトホール44を形成する。
トパターン49を除去して、コンタクトホール44の形
成工程が終了する。
透明平坦化層42として、非感光性透明レジストを用い
た場合には、パターン形成のために別個のレジスト層を
必要とし、また、コンタクトホール形成のためのエッチ
ング工程が必要となり、製造工程が多くなるという問題
がある。
透明平坦化層42としてそれ自体が感光性を有する感光
性透明レジストを用いれば良く、特に、ポジ型レジスト
を用いた場合には、除去したい部分にのみ光を照射すれ
ば良いので微細なパターンを形成するのに有利である
が、ポジ型レジストは光の透過率、特に、短波長領域に
おける透過率が低く、高い表示輝度が得られなくなると
いう問題がある。
率の高いネガ型の感光性透明レジストを用いた場合に
は、高い表示輝度が得られるものの、今度は、一辺の長
さが5〜10μmの細かなコンタクトホールを形成する
ことが困難になるという問題があるので、この問題点を
図7を参照して説明する。
に、厚さ2μmのネガ型感光性透明平坦化層51を塗布
したのち、コンタクトホールに対応する遮光膜パターン
を設けたフォトマスク52を用いて紫外線53による露
光を行い、現像することによってコンタクトホール44
を形成する。なお、この場合も、説明を簡単にするため
にソース電極40の直下の層構造を省略しており、ま
た、フォトマスク52についても遮光膜パターンのみを
示している。
電極40に対して設けるものであるので、仮に露光装置
の光照射の平行度が±1°以下と高くても、ソース電極
40からの反射光54によって、フォトマスク52の遮
光膜パターンの直下のネガ型感光性透明平坦化層51も
間接露光されることになり、現像してもソース電極40
に達した貫通したコンタクトホール44を形成できない
という問題が発生する。
をソース電極40の大きさより大きくすれば、コンタク
トホール44をソース電極40に達するように形成する
ことができるが、そうするとコンタクトホール44の端
部が画素の開口部にはみ出すことになり、その上に設け
た画素電極45に形成される段差部の影響がブラックマ
トリクスで覆われていない開口部に及び、段差に起因す
るディスクリネーションラインが発生し、コントラスト
が低下するという問題がある。
クス基板を構成する透明基板上に設けた透明絶縁膜にコ
ンタクトホールを再現性良く形成することを目的とす
る。
成の説明図であり、この図1を参照して本発明における
課題を解決するための手段を説明する。 図1(a)乃至(c)参照 (1)本発明は、液晶表示装置において、アクティブマ
トリクス基板1を構成する透明基板2上に設けた透明絶
縁膜5のコンタクトホール8を形成する領域の電極3上
に黒色導電体パターン4を設けたことを特徴とする。
領域の電極3上に黒色導電体パターン4を設けておくこ
とによって、コンタクトホール8を精度良く形成するこ
とができる。
て、透明絶縁膜5が、ネガ型感光性透明レジストからな
る透明平坦化層であることを特徴とする。
性透明レジストからなる透明平坦化層を用いることによ
って、パターニング工程を簡素化することができ、且
つ、透明絶縁膜5上に設ける画素電極9の平坦性を改善
することができ、また、ネガ型感光性透明レジストは光
の透過率が高いので表示輝度を高めることができる。
(2)において、黒色導電体パターン4を設ける電極3
が、ソース電極及び補助容量電極であることを特徴とす
る。
象となる電極3としては、画素電極9を接続するための
ソース電極が典型的なものであり、また、補助容量を補
助容量電極とゲートバスラインとの間で形成する場合に
は、画素電極9との接続を必要とする補助容量電極も対
象となる。
(3)のいずれかにおいて、黒色導電体パターン4が、
グラファイトの薄膜パターンであることを特徴とする。
グラファイトの薄膜パターンを用いることにより、十分
な導電性を得ることができるので、遅延等の駆動特性の
劣化を生ずることがなく、また、露光用光7に対する十
分な吸収率を得ることができるので、コンタクトホール
8を精度良く形成することができる。
造方法において、アクティブマトリクス基板1を構成す
る透明基板2上に設けた電極3を透明絶縁膜5で覆い、
電極3に対するコンタクトホール8を透明絶縁膜5に設
ける際に、予めコンタクトホール8を設ける領域の電極
3上に黒色導電体パターン4を設けておくことを特徴と
する。
領域の電極3上に黒色導電体パターン4を設けておくこ
とによって、露光用光7が黒色導電体パターン4で十分
吸収されるため、反射光による不所望な架橋反応が生じ
ないのでコンタクトホール8を精度良く形成することが
できる。
て、透明絶縁膜5が、ネガ型感光性透明レジストからな
る透明平坦化層であることを特徴とする。
は、透明絶縁膜5としてネガ型感光性透明レジストから
なる透明平坦化層を用い、他のフォトレジストを用いる
ことなくパターニング工程を行う際に特に問題になるの
で、本発明の工程が特に有用となる。
て、黒色導電体パターン4をリフトオフ法により形成し
たことを特徴とする。
を伴うことが多いので、黒色導電体パターン4をパター
ニングする際に黒色導電体自体のエッチングを必要とし
ないリフトオフ法を用いることが有効である。
て、電極3に対するコンタクトホール8を透明平坦化層
に設けるパターニング工程において、黒色導電体パター
ン4を形成した際に用いたマスクパターンと同一のマス
クパターンを用いてパターニングを行うことを特徴とす
る。
化層に設けるパターニング工程において、黒色導電体パ
ターン4を形成した際に用いたマスクパターンと同一の
マスクパターンを有するフォトマスク6を用いることに
よって、黒色導電体パターン4に対応したコンタクトホ
ール8を精度良く形成することができる。
て、電極3に対するコンタクトホール8を透明平坦化層
に設けるパターニング工程において、マスクを用いるこ
となくパターニングを行うことを特徴とする。
場合には、全面露光した場合、黒色導電体パターン4を
設けない部分においては透明基板2との界面からの反射
光による多重露光が生じるのに対し、黒色導電体パター
ン4を設けた部分においては露光用光7が吸収され露光
が不十分となり、現像することによって黒色導電体パタ
ーン4を設けた部分の透明平坦化層のみが除去されてコ
ンタクトホール8が形成されるので、フォトマスク6が
不要になる。
(9)のいずれかにおいて、黒色導電体パターン4を設
ける電極3が、ソース電極3及び補助容量電極3である
ことを特徴とする。
(10)のいずれかにおいて、黒色導電体パターン4
が、グラファイトの薄膜パターンであることを特徴とす
る。
態を図2及び図3を参照して説明する。なお、説明を簡
単にするために石英製ガラス基板上に直接ソース電極を
設けた状態を示すが、実際には、図5に示した従来例と
同様に、石英製ガラス基板上に、幅20μmのゲートバ
スラインを形成し、ゲートバスラインの一部に形成した
ゲート電極を利用してTFTを形成し、このTFTに対
するソース・ドレイン電極、ドレイン電極に接続する幅
6μmのドレインバスライン、及び、ゲートバスライン
に重なる補助容量電極を形成し、次いで、全体を覆うよ
うに、透明平坦化膜を設けている。
を覆うようにネガ型レジスト層13を塗布し、ソース電
極12に対応する遮光膜パターンを有するフォトマスク
14を用いて紫外線15で露光する。
ーン16を形成したのち、全面にグラファイト粒子を分
散した溶液を塗布し、乾燥させることにより厚さ100
〜300nm、例えば、150nmのグラファイト薄膜
17を形成する。
レジストパターン16と共に、その上に堆積するグラフ
ァイト薄膜17を除去して、8μm角のグラファイト薄
膜パターン18をソース電極12上に形成する。
ン18を厚さ100nmで8μm角とすると、約100
0Ωの抵抗の上昇となるが、コンタクトホールの抵抗と
しては十分な導通性を保つことが可能となる。
フォトレジスト、例えば、誘電率が3程度のアクリル系
樹脂であるCT(富士ハントエレクトロニクステクノロ
ジー株式会社製商品名)を、透明平坦化層19として塗
布する。
トロニクステクノロジー株式会社製商品名)の誘電率は
3程度であるので、透明平坦化層19の厚さが2μm以
上になるように塗布すれば、ドレインバスラインと画素
電極との間の寄生容量の影響を避けることができるの
で、透明平坦化層19の厚さは、2.0〜2.5μm、
例えば、2.2μmとする。
同じ遮光膜パターンを有するフォトマスク20を用い
て、ネガ型フォトレジストの性質を有する透明平坦化層
19を紫外線21で露光する。
ことによって、未露光部を除去して、グラファイト薄膜
パターン18に対応するコンタクトホール22を形成す
る。なお、この場合には、補助容量電極に対するコンタ
クトホールも同時に形成している。
タリング法を用いてITO膜を堆積させ、画素電極がド
レインバスラインに対しては幅3〜4μmだけ重なるよ
うに、また、ゲートバスラインに対しては5μm重なる
ように、蓚酸等のエッチャントを用いてパターニング
し、ソース電極12及び補助容量電極と電気的に接続す
る画素電極を形成する。
を規定するための所定のラビング処理を施したのち、ス
ペーサ及びシール剤を用いて、共通電極及びブラックマ
トリクスを設けた対向基板と貼り合わせ、その間隙に液
晶を注入することによってアクティブマトリクス型液晶
表示装置が完成する。
ンバスライン及びゲートバスラインとが重なって遮光膜
を兼ねることになるので、ブラックマトリクスはTFT
素子部のみを遮光するパターンで良い。
は、ソース電極12及び補助容量電極に対するコンタク
トホール22を形成する部分に予め黒色のグラファイト
薄膜パターン18を設けているので、透明平坦化層19
を露光する際に、ソース電極12及び補助容量電極によ
る不所望な反射光によりコンタクトホール22の形成部
分の透明平坦化層19が露光されることがなく、底まで
貫通するコンタクトホール22を再現性良く、且つ、精
度良く形成することができる。
明レジストに微細なコンタクトホールを形成することが
可能になるので、このネガ型感光性透明レジストを透明
平坦化層として用いることにより、画素開口率を高くし
たTFT基板を形成することが可能になる。
の形態を説明する。 図4(a)参照 上述の第1の実施の形態と同様に、まず、石英製ガラス
基板11上に設けたソース電極12を覆うようにネガ型
レジスト層を塗布し、ソース電極12に対応する遮光膜
パターンを有するフォトマスクを用いて紫外線で露光し
たのち、ネガ型レジスト層を現像してレジストパターン
を形成し、次いで、全面にグラファイト粒子を分散した
溶液を塗布し、乾燥させることにより厚さ100〜30
0nm、例えば、150nmのグラファイト薄膜を形成
する。
法によって、レジストパターンと共に、その上に堆積す
るグラファイト薄膜を除去して、8μm角のグラファイ
ト薄膜パターン18をソース電極12上に形成したの
ち、全面にCT(富士ハントエレクトロニクステクノロ
ジー株式会社製商品名)の様に、露光量のマージンの狭
い感光性透明ネガレジストを透明平坦化層19として厚
さが2.0〜2.5μm、例えば、2.2μmになるよ
うに塗布する。
ストの性質を有する透明平坦化層19の全面に紫外線2
1を照射する。
を設けていない領域においては、照射された紫外線21
が石英製ガラス基板11と透明平坦化層19の界面で反
射され、この反射光23により透明平坦化層19が多重
露光され、総合的露光量が多くなるのに対して、グラフ
ァイト薄膜パターン18を設けた領域においては、照射
された紫外線21はグラファイト薄膜パターン18で吸
収され、重複露光が生じないので総合的露光量は少なく
なる。
って、グラファイト薄膜パターン18を形成した部分に
コンタクトホール22を形成する。
ネガレジストを用いた場合、紫外線21の露光量を調整
することによって、総合的露光量の差によりグラファイ
ト薄膜パターン18を設けた部分にグラファイト薄膜パ
ターン18まで貫通するコンタクトホール22を再現性
良く、精度良く形成することができる。
いては、露光量のマージンの狭い感光性透明ネガレジス
トを用ることにより、マスクレスの露光によりコンタク
トホールを精度良く形成することができるので、フォト
マスク、及び、フォトマスクの位置合わせ工程が不要に
なり、製造工程が簡素化される。
ング素子として本発明の各実施の形態を説明したが、ス
イッチング素子はα−SiTFTに限られるものではな
く、多結晶Siを用いたTFTでも良く、さらには、M
IM素子等の他のスイッチング素子を用いても良いもの
である。
色導電体パターンとしてグラファイト薄膜パターンを用
いているが、グラファイト薄膜に限られるものではな
く、他の黒色導電体、例えば、カーボンブラックを用い
ても良いものであり、また、黒色導電体をパターニング
する際にはリフトオフ法以外にマスクを用いたマスクス
パッタリング法を用いても良いものである。
FT基板として石英製ガラス基板を用いているが、石英
製ガラス基板に限られるものでなく、α−SiTFTの
場合にはそれ程の高温熱処理工程が伴わないので、比較
的耐熱性の低いガラス基板等の透明絶縁基板を用いても
良いものである。
素開口率を高めるために画素電極とゲートバスライン及
びドレインバスラインとが重なった改良型のアクティブ
マトリクス型液晶表示装置として説明しているが、本発
明の技術思想は画素電極とゲートバスライン及びドレイ
ンバスラインとが重ならない型のアクティブマトリクス
型液晶表示装置に対しても有効である。
成予定領域の電極上に、グラファイト薄膜パターン等の
黒色導電体パターンを予め設けているので、透明平坦化
層として光学的特性の優れたネガ型感光性透明レジスト
を用いても微細なコンタクトホールを再現性良く、且
つ、精度良く形成することができ、アクティブマトリク
ス型液晶表示装置の高画質化及び高輝度化に寄与すると
ころが大きい。
程の説明図である。
程の説明図である。
である。
説明図である。
ある。
点の説明図である。
Claims (11)
- 【請求項1】 アクティブマトリクス基板を構成する透
明基板上に設けた透明絶縁膜のコンタクトホールを形成
する領域の電極上に、黒色導電体パターンを設けたこと
を特徴とする液晶表示装置。 - 【請求項2】 上記透明絶縁膜が、ネガ型感光性透明レ
ジストからなる透明平坦化層であることを特徴とする請
求項1記載の液晶表示装置。 - 【請求項3】 上記黒色導電体パターンを設ける電極
が、ソース電極及び補助容量電極であることを特徴とす
る請求項1または2に記載の液晶表示装置。 - 【請求項4】 上記黒色導電体パターンが、グラファイ
トの薄膜パターンであることを特徴とする請求項1乃至
3のいずれか1項に記載の液晶表示装置。 - 【請求項5】 アクティブマトリクス基板を構成する透
明基板上に設けた電極を透明絶縁膜で覆い、前記電極に
対するコンタクトホールを前記透明絶縁膜に設ける際
に、予めコンタクトホールを設ける領域の前記電極上
に、黒色導電体パターンを設けておくことを特徴とする
液晶表示装置の製造方法。 - 【請求項6】 上記透明絶縁膜が、ネガ型感光性透明レ
ジストからなる透明平坦化層であることを特徴とする請
求項5記載の液晶表示装置の製造方法。 - 【請求項7】 上記黒色導電体パターンを、リフトオフ
法により形成したことを特徴とする請求項6記載の液晶
表示装置の製造方法。 - 【請求項8】 上記電極に対するコンタクトホールを上
記透明平坦化層に設けるパターニング工程において、上
記黒色導電体パターンを形成した際に用いたマスクパタ
ーンと同一のマスクパターンを用いてパターニングを行
うことを特徴とする請求項7記載の液晶表示装置の製造
方法。 - 【請求項9】 上記電極に対するコンタクトホールを上
記透明平坦化層に設けるパターニング工程において、マ
スクを用いることなくパターニングを行うことを特徴と
する請求項7記載の液晶表示装置の製造方法。 - 【請求項10】 上記黒色導電体パターンを設ける電極
が、ソース電極及び補助容量電極であることを特徴とす
る請求項5乃至9のいずれか1項に記載の液晶表示装置
の製造方法。 - 【請求項11】 上記黒色導電体パターンが、グラファ
イトの薄膜パターンであることを特徴とする請求項5乃
至10のいずれか1項に記載の液晶表示装置の製造方
法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12209597A JP3892106B2 (ja) | 1997-05-13 | 1997-05-13 | 液晶表示装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12209597A JP3892106B2 (ja) | 1997-05-13 | 1997-05-13 | 液晶表示装置の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10311986A true JPH10311986A (ja) | 1998-11-24 |
JP3892106B2 JP3892106B2 (ja) | 2007-03-14 |
Family
ID=14827537
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP12209597A Expired - Fee Related JP3892106B2 (ja) | 1997-05-13 | 1997-05-13 | 液晶表示装置の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3892106B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100675088B1 (ko) * | 2000-02-16 | 2007-01-26 | 엘지.필립스 엘시디 주식회사 | 액정 표시장치 및 액정 표시장치 제조방법 |
KR100796481B1 (ko) * | 2000-12-29 | 2008-01-21 | 엘지.필립스 엘시디 주식회사 | 액정 디스플레이 패널 및 그 제조방법 |
-
1997
- 1997-05-13 JP JP12209597A patent/JP3892106B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100675088B1 (ko) * | 2000-02-16 | 2007-01-26 | 엘지.필립스 엘시디 주식회사 | 액정 표시장치 및 액정 표시장치 제조방법 |
KR100796481B1 (ko) * | 2000-12-29 | 2008-01-21 | 엘지.필립스 엘시디 주식회사 | 액정 디스플레이 패널 및 그 제조방법 |
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---|---|
JP3892106B2 (ja) | 2007-03-14 |
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