JPH1138437A - 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

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JPH1138437A
JPH1138437A JP19678697A JP19678697A JPH1138437A JP H1138437 A JPH1138437 A JP H1138437A JP 19678697 A JP19678697 A JP 19678697A JP 19678697 A JP19678697 A JP 19678697A JP H1138437 A JPH1138437 A JP H1138437A
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JP
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insulating film
interlayer insulating
light
switching element
liquid crystal
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JP19678697A
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Masaya Yamakawa
真弥 山川
Tetsushi Yabuta
哲史 薮田
Atsushi Ban
厚志 伴
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 信号線及びスイッチング素子を覆う絶縁膜上
に画素電極をを設けた液晶表示装置において、スイッチ
ング素子の特性劣化を招くことなく、スイッチング素子
形成基板上に遮光膜を形成する。 【解決手段】 信号線8、20及びスイッチング素子1
5を覆う絶縁膜12に、スイッチング素子15と画素電
極13との接続を行うためのコンタクトホール14を形
成すると同時に、スイッチング素子15上にも凹部16
を形成する。そして、該凹部16に沿って遮光膜11を
形成することによって、バックライトからの光が該遮光
膜11に反射してスイッチング素子15のチャネル領域
21に入射することが無くなり、スイッチング素子の特
性劣化を防ぐことができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、TFT基板上に遮
光膜を備えた液晶表示装置及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】液晶表示装置としては、互いに直交差す
る複数のゲート信号線及びソース信号線、マトリクス状
の画素電極、スイッチング素子としてのTFTを基板上
に形成した、いわゆるアクティブマトリクス型液晶表示
装置が知られている。
【0003】図4の(a)にこの従来のアクティブマト
リクス型液晶表示装置に用いられるTFT基板の平面図
を示す。なお、同図中108は画素電極、120はゲー
ト信号線、114はソース信号線、112は容量配線、
113はTFTである。また、図4の(b)に図4の
(a)のB−B断面図を示す。同図において、101は
ガラス等の透光性基板、102はゲート信号線120か
ら延出して形成されたゲート電極、103はゲート絶縁
膜、104はアモルファスSi層、105、106はそ
れぞれn+型アモルファスSi層からなるソース電極、
ドレイン電極、107はITO等の透明導電膜、10
9、110は金属層、111はチャネル保護膜をそれぞ
れ示している。なお、前記透明導電膜107及び金属層
109は同一形状に積層して設けられ、ソース信号線1
14となっている。
【0004】ところで、前記画素電極108とゲート信
号線120及びソース信号線114とは分離されている
ので、この間隙からの光抜けを防ぐ必要がある。また、
TFT113のアモルファスSi層104のチャネル領
域121へ光が入射した場合、オフ電流が生じてしまい
TFTの特性が劣化するため、前記チャネル領域121
を遮光する必要がある。そのため、従来はTFT基板に
対向して設けられ、対向電極やマイクロカラーフィルタ
が形成されたカラーフィルタ基板に遮光膜を設けてい
た。
【0005】ところが、近年カラーフィルタ基板のコス
トを下げるために、図5の(a)、(b)に示すように
前記遮光膜115をTFT基板側に形成する方法が知ら
れている。なお、図5の(b)は図5の(a)における
C−C断面図である。なお、図5において、図4と同じ
部材については同一の符号を付し、説明を省略する。
【0006】このような構造とすることによって、カラ
ーフィルタ基板側に遮光膜を設けた場合に比べ、視差ず
れや貼合せ時のアライメントマージンを考慮して遮光膜
を大きく形成する必要がなくなり、開口率を限界まで大
きくすることができる。
【0007】ところで、近年更なる開口率の向上を目指
し、図6に示す構造を有するアクティブマトリクス型液
晶表示装置が開発されている。なお、図6の(a)はこ
のアクティブマトリクス型液晶表示装置に用いられるT
FT基板の平面図であり、図6の(b)は図6の(a)
におけるD−D断面図である。図6において、116は
ITO等からなる接続用電極であり、容量配線112上
まで形成されている。また、117は層間絶縁膜であ
り、118はコンタクトホールである。画素電極108
はこの層間絶縁膜117上に形成されており、コンタク
トホール118において前記接続用電極116に接続さ
れている。
【0008】このような構造の場合、ゲート信号線及び
ソース信号線と画素電極とをわずかに重ね合わせて形成
することができるため、ゲート信号線及びソース信号線
と画素電極との間を遮光する必要が無くなる。また、通
常ゲート信号線は遮光性の金属で形成されるため、ゲー
ト信号線上に新たに遮光膜を形成する必要はない。ま
た、ソース信号線114も2層で形成されており、その
内の一方が遮光性の金属109で形成されているため、
ソース信号線上も新たに遮光膜を形成する必要はない。
したがって、図6の(b)に示されるように、TFT1
13のチャネル領域121を遮光するために画素電極1
08上の所定領域のみに遮光膜115を形成すれば良
い。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図6に
示す構造の液晶表示装置の場合、図6の(b)の矢印で
示されるように、TFT基板の背面に設けられる図示し
ないバックライトからの光が前記遮光膜115で反射
し、TFT113のチャネル領域121に入射してしま
うという問題点があった。
【0010】本発明は上述した問題点に鑑みてなされた
ものであり、開口率が高く、TFT基板上に遮光膜を有
する液晶表示装置において、バックライトからの光がチ
ャネル領域に入射することを防ぐ液晶表示装置及びその
製造方法を提供するものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項1記載の
液晶表示装置は、互いに直交する複数のゲート信号線及
びソース信号線と、マトリクス状のスイッチング素子を
有し、該ゲート信号線、ソース信号線及びスイッチング
素子を覆うようにコンタクトホールを有する層間絶縁膜
が設けられ、前記層間絶縁膜上に前記コンタクトホール
を介して前記スイッチング素子と接続された画素電極を
備えた液晶表示装置において、前記スイッチング素子上
の層間絶縁膜に凹部が形成され、前記スイッチング素子
のチャネル領域を遮光する遮光膜が、前記凹部に沿って
形成されていることを特徴とするものである。
【0012】したがって、バックライトからの光が前記
遮光膜で反射したとしても、TFTのチャネル領域に入
射する反射光を大幅に減少させることが可能となる。
【0013】前記遮光膜を前記層間絶縁膜上に形成した
場合には、該遮光膜をパターニングする際に、下層の層
間絶縁膜に与えるダメージを抑えることができる。ま
た、前記遮光膜と画素電極との電気的なコンタクト性が
悪いと液晶にかかる電界にむらが生じることがあるが、
前記遮光膜を前記層間絶縁膜上に形成した場合では、液
晶層にかかる電界を均一にすることができる。
【0014】本発明の請求項4記載の液晶表示装置の製
造方法は、互いに直交する複数のゲート信号線、ソース
信号線及びマトリクス状のスイッチング素子を有し、該
ゲート信号線、ソース信号線、スイッチング素子を覆う
ようにコンタクトホールを有する層間絶縁膜が設けら
れ、前記層間絶縁膜上に前記コンタクトホールを介して
前記スイッチング素子と接続された画素電極を備え、前
記スイッチング素子上の層間絶縁膜に凹部が形成され、
前記スイッチング素子のチャネル領域を遮光する遮光膜
が、前記凹部に沿って形成されている液晶表示装置の製
造方法であって、基板上にゲート信号線、ゲート絶縁
膜、スイッチング素子、ソース信号線を順次形成しパタ
ーニングする工程と、これらを覆って層間絶縁膜を形成
し、該層間絶縁膜のコンタクトホール形成領域及び凹部
形成領域に照射される光量が異なる露光マスクを用い
て、前記層間絶縁膜にコンタクトホール及び凹部を同時
に形成する工程と、を少なくとも有することを特徴とす
るものである。
【0015】したがって、前記コンタクトホール及び凹
部を別工程で形成する必要がないため、従来の製造方法
に比べて製造工程の増加を伴うことなく製造することが
可能となる。
【0016】
【発明の実施の形態】本発明の実施形態について、図1
を用いて以下に説明する。図1の(a)は本実施形態に
おける液晶表示装置に用いられるTFT基板の平面図を
示し、図1の(b)に図1の(a)のA−A断面図を示
す。同図において、1はガラス等の透光性基板、2はゲ
ート信号線20から延出して形成されたゲート電極、3
は容量配線、4はゲート絶縁膜、5はアモルファスSi
層、6はソース電極、7はドレイン電極、8はソース信
号線、9は接続電極、10はチャネル保護膜、11は遮
光膜、12は層間絶縁膜、13は画素電極、14はコン
タクトホール、15はTFTをそれぞれ示している。な
お、本実施形態では、前記ソース信号線8及び接続電極
9を、透明導電膜31、41及び金属層32、42を積
層したものを用いている。
【0017】図1の(b)に示すように、層間絶縁膜1
2には、TFT15上の領域において凹部16が設けら
れており、該凹部16の上に遮光膜11が形成されてい
る。したがって、TFT基板の背面に設けられる図示し
ないバックライトから照射された光は、該遮光膜11で
反射したとしてもTFT15のチャネル領域に入射する
光を大幅に減少させるので、TFT15の特性劣化を抑
えることができる。
【0018】なお、前記凹部16のテーパ角度はプロセ
ス上の制御を考慮すると30°から60°、特に45°
程度が好ましい。
【0019】以下に、本実施形態の液晶表示装置の製造
方法について、図1の(a)におけるA−A断面におけ
る断面フロー図を用いて説明する。
【0020】まず、図2の(a)に示されるように、透
光性基板1上にTa等の金属からなるゲート信号線(図
示せず)及びこれから延出して形成されるゲート電極
2、及び容量配線3を形成し、所定の形状にパターニン
グする。
【0021】続いて、図2の(b)に示されるように、
前記ゲート電極2及び容量配線3を覆うようにゲート絶
縁膜4を形成した後、アモルファスSi層5、及びソー
ス電極6、ドレイン電極7となるn+型アモルファスS
i層を順次形成し、図示した形状にパターニングする。
【0022】続いて、図2の(c)に示されるように、
ソース信号線8、接続電極9となる透明導電膜31、4
1及び金属層32、42を順次形成し、所定の形状にパ
ターニングする。更に、前記透明導電膜31、41及び
金属層32、42を順次パターニングした後、レジスト
パターン後或いは金属層32、42をエッチングマスク
としてチャネル領域21をエッチングすることによっ
て、前記n+型アモルファスSi層をソース電極6、ド
レイン電極7に分割する。更に、これらを覆うチャネル
保護膜10を形成し、TFTを作製する。
【0023】なお、図示していないが、前記アモルファ
スSi層5の上部に、その上に形成されるn+型アモル
ファスSi層のエッチング時に受けるダメージを防ぐた
めのエッチングストッパを形成しても良い。
【0024】続いて、感光性のアクリル系樹脂等からな
る層間絶縁膜12をスピン塗布法等の手法によって基板
全面に形成する。前記層間絶縁膜12としては、アクリ
ル系樹脂の他にもフッ素系樹脂やポリイミド系樹脂等を
用いることもできる。続いて、図2の(d)に示される
ように、前記層間絶縁膜12に対してコンタクトホール
14形成領域及びTFT上の凹部16形成領域にのみ光
が照射される露光マスクを介して露光し、アルカリ性の
溶液によって処理する。このとき、TFT上の凹部16
に照射される光の光量を小さく抑えるために、該凹部に
対応する露光マスクは半透明とするか、或いは微細なメ
ッシュ状のパターンとする。このように、露光時に前記
凹部16に照射される光の光量を小さく抑えることによ
って、層間絶縁膜12を貫くコンタクトホール14の形
成と、層間絶縁膜の途中まで形成される凹部16の形成
とを同時に行うことができる。
【0025】続いて、図2の(e)に示されるように、
ITO等からなる画素電極13をスパッタ法等により形
成しパターニングを行った後、金属からなる遮光膜11
を形成し、前記凹部16上にパターニングすることによ
って、TFT基板が形成される。
【0026】このようにして形成されたTFT基板と図
示しない対向電極及びカラーフィルタが形成されたカラ
ーフィルタ基板とを所定の間隙を保って貼合せ、該間隙
に液晶を封入し、図示しない駆動回路及び照明装置を組
み合わせることによって液晶表示装置が完成する。
【0027】この液晶表示装置は、TFT基板上にTF
T15のチャネル領域を遮光する遮光膜11が形成され
ているので、カラーフィルタ基板に遮光膜を形成する必
要が無くなり、カラーフィルタ基板を安価に形成するこ
とができると共に、前記遮光膜11が、前記TFT15
のチャネル領域上の層間絶縁膜12に形成された凹部に
沿って形成されているため、バックライトからの光が遮
光膜11で反射してもTFT15のチャネル領域に照射
される光を大幅に減少させることができる。
【0028】また、前記遮光膜11が画素電極13の上
に形成されているので、前記遮光膜11をパターニング
する際に、下層の層間絶縁膜12に与えるダメージを抑
えることができる。
【0029】なお、前記遮光膜11は、図3に示すよう
に層間絶縁膜12と画素電極13との間に形成しても良
い。図1に示す構造の場合、前記遮光膜と画素電極との
電気的なコンタクト性が悪いと液晶にかかる電界にむら
が生じることがあるが、図3に示す場合、遮光膜11形
成箇所においても液晶層にかかる電界を均一にすること
ができる。
【0030】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項1
記載の液晶表示装置は、スイッチング素子上の層間絶縁
膜に凹部が形成され、前記スイッチング素子のチャネル
領域を遮光する遮光膜が、前記凹部に沿って形成されて
いるので、バックライトからの光が前記遮光膜で反射し
たとしても、TFTのチャネル領域に入射する反射光を
大幅に減少させることができるという効果を奏する。
【0031】前記遮光膜を前記層間絶縁膜上に形成した
場合には、該遮光膜をパターニングする際に、下層の層
間絶縁膜に与えるダメージを抑えることができる。ま
た、前記遮光膜と画素電極との電気的なコンタクト性が
悪いと液晶にかかる電界にむらが生じることがあるが、
前記遮光膜を前記層間絶縁膜上に形成した場合では、液
晶層にかかる電界を均一にすることができる。
【0032】本発明の請求項4記載の液晶表示装置の製
造方法は、基板上にゲート信号線、ゲート絶縁膜、スイ
ッチング素子、ソース信号線を順次形成しパターニング
する工程と、これらを覆って層間絶縁膜を形成し、該層
間絶縁膜のコンタクトホール形成領域及び凹部形成領域
に照射される光量が異なる露光マスクを用いて、前記層
間絶縁膜にコンタクトホール及び凹部を同時に形成する
工程と、を少なくとも有しているので、前記コンタクト
ホール及び凹部を別工程で形成する必要がなく、従来の
製造方法に比べて製造工程の増加を伴わずに製造するこ
とができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の液晶表示装置のTFT基板を示す平面
図及び断面図である。
【図2】本発明の液晶表示装置のTFT基板の製造工程
を示すフロー図である。
【図3】本発明の別の液晶表示装置のTFT基板を示す
断面図である。
【図4】従来技術の液晶表示装置のTFT基板を示す平
面図及び断面図である。
【図5】従来技術の液晶表示装置のTFT基板を示す平
面図及び断面図である。
【図6】従来技術の液晶表示装置のTFT基板を示す平
面図及び断面図である。
【符号の説明】
1 透光性基板 2 ゲート電極 3 容量配線 4 ゲート絶縁膜 5 アモルファスSi層 6 ソース電極 7 ドレイン電極 8 ソース信号線 9 接続用電極 10 チャネル保護膜 11 遮光膜 12 層間絶縁膜 13 画素電極 14 コンタクトホール 15 TFT 16 凹部 20 ゲート信号線 21 チャネル領域 31 透明導電膜 32 金属層 41 透明導電膜 42 金属層

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 互いに直交する複数のゲート信号線及び
    ソース信号線と、マトリクス状のスイッチング素子を有
    し、該ゲート信号線、ソース信号線及びスイッチング素
    子を覆うようにコンタクトホールを有する層間絶縁膜が
    設けられ、前記層間絶縁膜上に前記コンタクトホールを
    介して前記スイッチング素子と接続された画素電極を備
    えた液晶表示装置において、 前記スイッチング素子上の層間絶縁膜に凹部が形成さ
    れ、前記スイッチング素子のチャネル領域を遮光する遮
    光膜が、前記凹部に沿って形成されていることを特徴と
    する液晶表示装置。
  2. 【請求項2】 前記遮光膜が、前記層間絶縁膜上に形成
    される画素電極上に形成されていることを特徴とする請
    求項1記載の液晶表示装置。
  3. 【請求項3】 前記遮光膜が前記層間絶縁膜上に形成さ
    れ、該遮光膜を覆うように画素電極が形成されているこ
    とを特徴とする請求項1記載の液晶表示装置。
  4. 【請求項4】 互いに直交する複数のゲート信号線、ソ
    ース信号線及びマトリクス状のスイッチング素子を有
    し、該ゲート信号線、ソース信号線、スイッチング素子
    を覆うようにコンタクトホールを有する層間絶縁膜が設
    けられ、前記層間絶縁膜上に前記コンタクトホールを介
    して前記スイッチング素子と接続された画素電極を備
    え、前記スイッチング素子上の層間絶縁膜に凹部が形成
    され、前記スイッチング素子のチャネル領域を遮光する
    遮光膜が、前記凹部に沿って形成されている液晶表示装
    置の製造方法であって、 基板上にゲート信号線、ゲート絶縁膜、スイッチング素
    子、ソース信号線を順次形成しパターニングする工程
    と、 これらを覆って層間絶縁膜を形成し、該層間絶縁膜のコ
    ンタクトホール形成領域及び凹部形成領域に照射される
    光量が異なる露光マスクを用いて、前記層間絶縁膜にコ
    ンタクトホール及び凹部を同時に形成する工程と、を少
    なくとも有することを特徴とする液晶表示装置の製造方
    法。
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