WO2006085529A1 - 表示装置及び表示装置の製造方法 - Google Patents

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WO2006085529A1
WO2006085529A1 PCT/JP2006/302065 JP2006302065W WO2006085529A1 WO 2006085529 A1 WO2006085529 A1 WO 2006085529A1 JP 2006302065 W JP2006302065 W JP 2006302065W WO 2006085529 A1 WO2006085529 A1 WO 2006085529A1
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WO
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wiring
pixel electrode
display device
signal wiring
layer
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Application number
PCT/JP2006/302065
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English (en)
French (fr)
Inventor
Nobuyoshi Nagashima
Original Assignee
Sharp Kabushiki Kaisha
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Sharp Kabushiki Kaisha filed Critical Sharp Kabushiki Kaisha
Publication of WO2006085529A1 publication Critical patent/WO2006085529A1/ja

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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/136—Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
    • G02F1/1362—Active matrix addressed cells
    • G02F1/136286—Wiring, e.g. gate line, drain line
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
    • H01L27/12—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body
    • H01L27/1214—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body comprising a plurality of TFTs formed on a non-semiconducting substrate, e.g. driving circuits for AMLCDs
    • H01L27/124—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body comprising a plurality of TFTs formed on a non-semiconducting substrate, e.g. driving circuits for AMLCDs with a particular composition, shape or layout of the wiring layers specially adapted to the circuit arrangement, e.g. scanning lines in LCD pixel circuits
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
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    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/136—Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
    • G02F1/13606—Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit having means for reducing parasitic capacitance

Definitions

  • the present invention relates to a display device in which a plurality of pixel portions are formed in a matrix and a method for manufacturing the display device, and more particularly to a liquid crystal display device and the like excellent in image display quality.
  • liquid crystal display devices have been widely used as display units for home appliances such as computers and televisions.
  • Liquid crystal display devices use a liquid crystal panel in which liquid crystal is sealed between two transparent substrates.
  • FIG. 1 is a plan view showing a part of an array substrate of a conventional liquid crystal display device
  • FIGS. 2 (a) and 2 (b) are end views showing a cross section of a main part of the conventional liquid crystal display device. This corresponds to the A—A cross section in Fig. 1.
  • the liquid crystal display device 100 has a liquid crystal layer 140 formed between a pair of mutually opposing array substrate 102 and color filter substrate 103.
  • the array substrate 102 a large number of pixel electrodes 117 are provided in a matrix in the vertical and horizontal directions on the surface of the transparent substrate 110.
  • the color filter substrate 103 is provided with a counter electrode 133 on almost the entire surface.
  • the array substrate 102 is arranged in parallel to each other around the pixel electrode 117 and a pair of scanning wirings 11 la and 11 lb arranged in parallel to each other.
  • the signal wirings 112a and 112b are formed so as to be orthogonal to each other.
  • the scanning wirings l lla and 11 lb intersect with the signal wirings 112a and 112b so that the signal wirings 112a and 112b are on the upper layer and the scanning wirings l lla and 111b are on the lower layer.
  • the signal wiring 112a located on the left side of the central pixel electrode 117 and the scanning wiring 11la located in the lower layer are connected to the gate electrode 120 of the scanning wiring 11la.
  • a driving element (thin film transistor) 113 is formed.
  • the driving element 113 is ON / OFF controlled by a scanning signal voltage supplied from the gate electrode 120 of the scanning wiring 11la.
  • the display signal voltage supplied from the source electrode 121 of the signal wiring 112a is supplied to the pixel electrode 117 via the drain wiring 114 extended from the drain electrode 114a and the contact hole portion 117a of the pixel electrode 117.
  • Drain wiring 11 A portion of 4 that overlaps with the auxiliary capacitance wiring 116 arranged in parallel with the scanning wiring 11 la functions as the auxiliary capacitance counter electrode 114b.
  • a black matrix 131 is formed on the surface of the transparent substrate 130 of the color filter substrate 103.
  • the black matrix 131 shields light from a region where the running wirings ll la, 1111), the signal wirings 112 & 112b and the driving elements 113 (see FIG. 1) are formed on the array substrate 102 side.
  • a color filter 132 of only one of red (R), green (G) and blue (B) is formed for each pixel. ing.
  • two electrostatic capacitances are formed between the pixel electrode 117 and the signal wirings 112a, 112b.
  • the electrostatic capacitance is mainly formed at a portion where the pixel electrode 117 and the signal wirings 112a and 112b overlap. The capacitance increases as the distance between the pixel electrode and the signal wiring is shorter, and as the overlapping portion is longer.
  • a photolithography method is used to pattern the wiring, driving elements, electrodes, and the like on the glass substrate.
  • a photolithography method for example, a resist material is applied on a substrate on which a metal film or the like is formed, and the resist material is exposed using a mask, and then developed to form a resist pattern, and the substrate is etched. The portion other than the resist pattern is removed.
  • FIG. 2 (b) is a cross-sectional view showing a case where the mask alignment of the array substrate in FIG. 2 (a) is shifted and the pixel electrode is shifted to the left with respect to the signal wiring.
  • the electrostatic capacitance Csdl of the signal wiring 112a and the static of the signal wiring 112b changes.
  • the capacitance Csdl of the signal wiring 112a is small because the signal wiring 112a is far from the central pixel electrode 117, and the area where the two overlap is reduced when viewed in plan.
  • the capacitance Csd2 of the signal wiring 112b is large because the signal wiring 112b is close to the central pixel electrode 17 and the area of the overlapping portion of the signal wiring 112b increases when viewed in plan.
  • the electrostatic capacity Csdl of the signal wiring 112a and the electrostatic capacity Csd2 of the signal wiring 112b become different.
  • the mask alignment accuracy of the exposure apparatus in order to eliminate mask misalignment in the exposure process during the manufacture of the array substrate, the mask alignment accuracy of the exposure apparatus, magnification error, mask manufacturing error, divided area joining error, etc. It is possible to increase the accuracy. However, increasing these precisions has the problem that the exposure apparatus becomes very expensive and the manufacturing cost increases.
  • the problem to be solved by the present invention is to suppress the change in the capacitance (Csd) between the pixel electrode and the signal wiring even if the relative position of the pixel electrode and the signal wiring changes due to a manufacturing error or the like. And a method for manufacturing the display device.
  • the display device is provided with a drive element in the vicinity of the intersection between the scanning line and the signal line, and is connected to the drive element via the drain line and the contact hole part.
  • the signal wiring is arranged in a lower layer at a substantially central position of the pixel electrodes.
  • the drain wiring is preferably arranged in the lower layer of the gap between the adjacent pixel electrodes. Further, it is preferable that an auxiliary capacitance wiring is provided and the auxiliary capacitance wiring is arranged so as to overlap the drain wiring.
  • the contact hole portion may be provided on a side opposite to a side where the drain wiring is arranged with respect to the signal wiring.
  • the drain wiring may have an extended portion extended to the vicinity of the adjacent pixel electrode, and may be configured as described above.
  • a driving element is provided in the vicinity of the intersection of the scanning wiring and the signal wiring, and the picture element connected to the driving element via the drain wiring and the contact hole portion.
  • a method of manufacturing a display device in which electrodes are formed in a matrix wherein a scanning wiring forming step of forming a first wiring layer including a scanning wiring on a substrate surface and a signal wiring on an upper layer of the first wiring layer are provided.
  • the signal wiring is a pixel element.
  • the gist of the invention is to provide a pixel electrode on the upper layer of the signal wiring so as to be approximately at the center in the lateral direction of the electrode.
  • the relative positions of the pixel electrode and the signal wiring are changed due to a manufacturing error or the like due to the configuration in which the signal wiring is arranged in a lower layer at a substantially central position of the pixel electrode.
  • the change in the capacitance (Csd) between the pixel electrode and the signal wiring is suppressed.
  • the signal wiring is arranged between the adjacent pixel electrodes, the above-described problem occurs. In this configuration, the signal wiring is arranged approximately in the middle of the pixel electrode.
  • the "substantially central position of the pixel electrode" which is a constituent requirement of the present invention, means that even if the relative position of the signal wiring and the pixel electrode is shifted due to a manufacturing error or the like, there is a difference between the pixel electrode and the signal wiring.
  • the range where Csd does not change.
  • the drain wiring is arranged in the lower layer of the gap between the adjacent pixel electrodes.
  • the gap between adjacent pixel electrodes is a part that is shielded by a black matrix or the like, so by arranging the drain wiring at this position, the drain wiring can be prevented while preventing the pixel aperture ratio from decreasing. Can be provided.
  • an auxiliary capacitance wiring is further provided and this auxiliary capacitance wiring is arranged so as to overlap the drain wiring, in this case as well, the auxiliary aperture is prevented while lowering the pixel aperture ratio. Capacitance wiring can be provided.
  • the auxiliary capacitance can be increased.
  • the drain wiring has the following effects if it is configured to have an extended portion that extends to the vicinity of adjacent pixel electrodes. For example, if an auxiliary capacity line is superimposed on the extension of the drain line, it will contribute to an increase in the auxiliary capacity.
  • the extended portion of the drain wiring can be used as a correction wiring for correcting a defect of the drive element. For example, when one drive element of two adjacent pixel electrodes is defective, the extension of each drain wiring is connected to each other so that the other drive element operates the two pixel electrodes. This makes it possible to prevent missing picture elements.
  • the pixel electrode and the signal wiring are provided by adopting the method of providing the pixel electrode so that the signal wiring is at a substantially central position in the lateral direction of the pixel electrode.
  • a display device can be obtained in which the change in capacitance (Csd) between the pixel electrode and the signal wiring is suppressed. Therefore, when manufacturing a display device with a large screen, it can be easily manufactured using a conventional exposure apparatus when performing divided exposure in a photolithography process.
  • the manufacturing method of the present invention since it is not necessary to increase the accuracy of the manufacturing apparatus, an expensive manufacturing apparatus is not required, and the manufacturing cost of the display apparatus can be reduced.
  • FIG. 1 is a plan view showing a part of an array substrate of a conventional liquid crystal display device.
  • FIG. 2 (a) and (b) are end views showing a cross section of a main part of a conventional liquid crystal display device, corresponding to the AA cross section of FIG.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the liquid crystal display device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a plan view schematically showing one picture element of the array substrate of the liquid crystal display device of FIG.
  • FIG. 5 (a) and (b) are cross-sectional views of the main part of the liquid crystal display device in FIG. Indicates.
  • FIG. 6 is a plan view schematically showing picture elements adjacent to each other in the horizontal direction and the vertical direction of the array substrate included in the liquid crystal display device according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 (a) to (e) are process diagrams showing a method of manufacturing an array substrate, and each figure shows an end face of the C C line cutting portion of FIG.
  • FIG. 8 (a) to (e) are process charts showing a method of manufacturing an array substrate, and each figure shows an end surface of the cut line D-D in FIG.
  • FIG. 9 (a) to (c) show the mask pattern of photolithography for one picture element, (a) is a plan view showing the pattern of the first wiring layer, and (b) shows the second pattern.
  • FIG. 5C is a plan view showing a pattern of a wiring layer of FIG. 8C, and FIG.
  • FIG. 10 (a) to (e) are process diagrams showing a pattern forming method by a photolithography method.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the liquid crystal display device according to the first embodiment of the present invention.
  • the liquid crystal display device 1 has a liquid crystal 40 sealed between a pair of array substrate 2 and color filter substrate 3 facing each other, and is disposed on the plastic bead or color filter substrate side. The spacing between the substrates is kept constant by a spacer such as a columnar resin structure (not shown).
  • the liquid crystal display device 1 is an active matrix color liquid crystal display device.
  • the array substrate 2 is formed as an active matrix substrate in which a plurality of drive elements 13 having TFT (thin film transistor) force and pixel electrodes 17 as display electrodes are provided in a matrix in the row direction and the column direction. Yes.
  • the color filter side substrate 3 is provided with a color filter 32 and a counter electrode (common electrode) 33 that faces the pixel electrode 17.
  • the orientation of the liquid crystal is controlled by the electric field strength between the pixel electrode 17 and the counter electrode 33.
  • FIG. 4 is a plan view schematically showing one picture element of the array substrate of the liquid crystal display device of FIG. 5 (a) and 5 (b) are cross-sectional views of the main part of the liquid crystal display device of FIG. 3, and FIG. 5 (b) shows a state in which the signal wiring is shifted to the left in the figure with respect to (a). Show. 5 (a) and 5 (b) correspond to the BB cross-sectional position in FIG.
  • an image is displayed by a dot matrix system in which pixels (pixels) of the minimum unit are arranged vertically and horizontally.
  • pixels (pixels) of the minimum unit are arranged vertically and horizontally.
  • one pixel is generally divided into three colors of red (R), green (G), and blue (B), and the drive elements are driven so that 1Z3 pixels of each color are driven. It has.
  • each color pixel divided into 1Z3 is called a pixel.
  • the picture element is not limited to the 1Z3 pixel separated into three colors, but may be the smallest unit pixel that has a drive element and can be controlled.
  • a picture element is sometimes called a sub-pixel.
  • the array substrate 2 will be described.
  • the portion surrounded by a dotted line shows the pixel electrode 17, and in this case, three pixel electrodes including the central pixel electrode 17 are arranged side by side.
  • the scanning wiring 11 having an aluminum equal force extending in the horizontal direction at the vertical position in the figure of the pixel electrode 17 and the signal wiring 12 having an aluminum equal force extending in the vertical direction at the center position of the pixel electrode 17 are mutually connected. It is formed so as to be perpendicular to.
  • the scanning wiring 11 and the signal wiring 12 intersect at the intersection so that the signal wiring 12 is on the upper layer side and the scanning wiring 11 is on the lower layer side, and the scanning wiring 11 and the signal wiring 12 are across the intersection. Is electrically insulated.
  • the horizontal (left / right) direction of the picture element is the row direction of the picture elements arranged in a matrix, for example, the horizontal direction in FIG.
  • the vertical (vertical) direction of the picture element is a column direction of the picture elements arranged in a matrix, for example, the vertical direction in FIG.
  • the scanning wiring 11 located below the central pixel electrode 17 and the signal wiring 12 are crossed at one place on the gate electrode 11a of the scanning wiring 11.
  • a connected drive element (thin film transistor) 13 is formed.
  • the scanning wiring 11 located above is not shown, and is for the pixel electrode.
  • the drive element 13 is on / off controlled by a scanning signal voltage supplied from the gate electrode 11a of the scanning wiring 11.
  • the surface supplied from the source electrode 12a of the signal wiring 12 The indication signal voltage is supplied to the pixel electrode 17 through the drain wiring 14 extended from the drain electrode 14a and the contact hole portion 17a of the pixel electrode 17.
  • a portion of the drain wiring 14 that overlaps the auxiliary capacitance wiring 16 arranged in parallel with the scanning wiring 11 functions as the auxiliary capacitance counter electrode 14b.
  • most of the drain wiring 14 extended by the upward force of the left force in the drawing of the drive element 13 is, in this case, the central pixel electrode 17 and the left pixel electrode. It is arranged in the lower layer of the gap with 17. As shown in FIG. 5 (a), the gap between the adjacent pixel electrodes 17 and 17 is a portion shielded from light by the black matrix 31 provided on the color filter substrate 3. By arranging 14 (see Fig. 4), the pixel aperture ratio can be prevented from decreasing.
  • the scanning wiring 11, the gate electrode 11a, and the auxiliary capacitance wiring 16 shown in FIG. 4 described above are formed in the same wiring layer (first wiring layer), and are shown in FIG. 5 (a).
  • a gate insulating film 18 such as silicon nitride.
  • the signal wiring 12, the source electrode 12a, the drain electrode 14a, the drain wiring 14, and the storage capacitor counter electrode 14b are formed in the same wiring layer (second wiring layer) on the gate insulating film 18, as shown in FIG.
  • an interlayer insulating film 19 made of an organic insulating material.
  • a pixel electrode 17 is formed on the interlayer insulating film 19 for each pixel region.
  • the pixel electrode 17 is formed of a transparent conductor such as an ITO (indium-tin oxide) material.
  • a black matrix 31 is formed on the surface (lower side in the figure) of the glass substrate 30 on the array substrate 2 side.
  • the black matrix 31 shields light from the scanning wiring 11 on the glass substrate 10 side, the region where the driving element 13 is formed, and the region between the pixel electrodes 17 (see FIG. 4).
  • a color filter 32 of one of red (R), green (G), and blue (B) is formed on the surface of the glass substrate 30 for each picture element.
  • red (R), green (G), and blue (B) color filters are repeatedly arranged in the horizontal direction of the picture elements, and the same color filters are arranged in the vertical direction of the picture elements.
  • a common electrode 33 common to each pixel is formed under the color filter 32.
  • the counter electrode 33 is also formed of a transparent conductor such as an ITO material.
  • the signal wiring 12 in the array substrate 2 is arranged in the lower layer at the center position of the pixel electrode 17. It becomes a composition!
  • the drain wiring 14 has an extension portion 14c extending to a position near the upper pixel electrode 17 and an extension portion 14d extending slightly downward.
  • a floating conductive film 20 for correction is provided below the gap between the extension 14c and the extension 14d.
  • the drive element 13 for the pixel electrode 17 on the lower side in the figure is defective
  • the intermediate position 21 of the drain wiring 14 as shown in the figure is cut by a laser
  • the correction conductive on the upper side in the figure is
  • the extension part 14c at the position of the film 20 and the end parts 22 and 23 of the extension part 14d are laser-melt processed so that the extension part 14c and the extension part 14d are conductively connected via the conductive film 20 for correction.
  • the normal driving element 13 on the upper side in the drawing can also operate the lower pixel electrode 17 so that the missing pixel can be corrected easily.
  • the auxiliary capacitance wiring 16 is provided with an extension portion 16a extending upward and an extension portion 16b extending downward so as to overlap the drain wiring 14 and its extension portion 14c.
  • the auxiliary capacitance can be increased.
  • the extension portions 16a and 16b of the auxiliary capacitance wiring 16 are located in the gap between the pixel electrodes 17 adjacent to each other on the left and right as in the case of the drain wiring 14, Therefore, the light is shielded. Therefore, it is possible to increase the auxiliary capacity without causing a decrease in the pixel aperture ratio.
  • a contact hole 24 and a storage capacitor counter electrode 25 are also provided on the side opposite to the side where the drain wiring 14 is disposed with respect to the signal wiring 12 so as to overlap the storage capacitor wiring 16. This also contributes to increasing the auxiliary capacity.
  • the force indicating the configuration in which the signal wiring 12 passes through the lower layer of the pixel electrode 17 at approximately the center position may be an approximately center position.
  • the approximate center position is the signal wiring 12 and the pixel electrode 17. This is the range in which the Csd between the pixel electrode and the signal wiring does not change even if the relative position is shifted due to manufacturing errors.
  • the present invention can be applied to a display device in which a plurality of pixel portions are formed in a matrix, and is not limited to a liquid crystal display device.
  • FIGS. 7 (a) to (e) and FIGS. 8 (a) to (e) are process diagrams showing the method of manufacturing the array substrate.
  • FIGS. 7 (a) to (e) are shown in FIG. 8 (a) to 8 (e) are end views of the CC line cutting section of FIG. Figures 9 (a) to (c) show the mask pattern of photolithography for one picture element
  • Figure 9 (a) is a plan view showing the pattern of the first wiring layer
  • FIG. 9C is a plan view showing a pattern of a second wiring layer
  • FIG. 9C is a plan view showing a pattern of pixel electrodes.
  • 10 (a) to 10 (e) are process diagrams showing a pattern forming method using a photolithography method.
  • the display device manufacturing method of the present invention includes a scanning wiring forming step of forming a first wiring layer including the scanning wiring 11 on the surface of a substrate such as the glass substrate 10 when the array substrate is manufactured. At least a signal wiring forming step of forming a second wiring layer including the signal wiring 12 on the upper layer of the wiring layer and a pixel electrode forming step of forming the pixel electrode 17 on the upper layer of the signal wiring 12. Then, in the process of forming the pixel electrode 17, the pixel electrode 17 is provided on the upper layer of the signal wiring 12 so that the signal wiring 12 is at a substantially central position in the lateral direction of the pixel electrode 17.
  • a method for manufacturing the array substrate 2 will be described. First, as shown in FIG.
  • a conductive film 61 such as a metal film is provided on the entire surface of the transparent substrate 60.
  • a transparent substrate 60 a substrate having a transparent insulating property such as glass or plastic is used.
  • a glass substrate for example, one having a thickness of 0.5 mm, 0.7 mm, 1.1 mm or the like can be used.
  • the conductive film 61 includes a metal film such as titanium (Ti), chromium (Cr), aluminum (A1), molybdenum (Mo), tantalum (Ta), tandastain (W), copper (Cu), molybdenum tantalum ( An alloy film such as MoTa), molybdenum tungsten (MoW), titanium nitride (TiN), or a laminated film of these can be used.
  • the conductive film 61 can be formed to a thickness of 1000 A to 5000 A, for example, by sputtering.
  • the first wiring layer includes the scanning wiring 11, the gate electrode 11a, and the auxiliary capacitance wiring 16, and is provided in the wiring pattern shown in FIG. 9 (a).
  • Pattern formation by a photolithography method is performed by first applying a photosensitive material such as a photoresist onto the conductive film 61 provided on the entire surface of the transparent substrate 60, as shown in FIG.
  • the resist layer 62 is formed by pre-betaning the coated photosensitive material.
  • the photosensitive material can be applied by spin coating, roll coating, slit coating, or the like.
  • the resist layer 62 is irradiated with ultraviolet rays R or the like through the mask 63 on which a predetermined pattern is formed to cure a predetermined shape portion of the resist layer 62. Some are decomposed (exposure process).
  • the photosensitive material a negative type or a positive type can be used.
  • the resist layer 62 shown in FIG. 10 is a negative photosensitive material.
  • the mask 63 used for the negative resist is formed so that the pattern forming portion transmits ultraviolet rays. In the resist layer 62, the portion irradiated with the ultraviolet ray R is cured, but the unirradiated portion is uncured, and the unirradiated portion is dissolved and removed by subsequent development.
  • an exposure apparatus including an optical apparatus, alignment apparatus, and transport apparatus can be used.
  • a proximity system, a mirror projection system, a lens projection system, or the like can be used.
  • an inexpensive small mask can be used, but it is necessary to perform division exposure several times.
  • the alignment accuracy of the exposure apparatus, the magnification error, the mask manufacturing error, the divided area joining error, and the like become problems in order to eliminate the mask alignment shift at the time of exposure.
  • the signal wiring is formed in the lower layer of the approximate center position of the pixel electrode, so that the shift does not affect the display of the pixel. Uniform display can be performed throughout. As a result, even if the display device becomes larger and the number of divisions increases, the exposure apparatus does not require more precision than necessary, so even conventional exposure machines can be used for manufacturing large display devices. A display device can be manufactured at low cost.
  • the exposed substrate 60 is subjected to development of the resist layer 62 by a predetermined development method, and unnecessary portions of the resist layer 62 are removed. Thereafter, post-beta is performed by heating at a high temperature to form a resist pattern 64 as shown in FIG.
  • an alkali developer containing an organic alkali such as sodium carbonate trimethylammonium hydride, tetramethylammonium hydroxide or the like can be used.
  • the unexposed portion dissolves in the case of a negative resist
  • the exposed portion dissolves in the case of a positive resist.
  • shower type development, dip type development, paddle type development, and the like can be used. After development, thoroughly rinse the developer with pure water or the like.
  • etching is performed on the conductive film 61 on which the resist pattern 64 is formed, and unnecessary portions of the conductive film 61 other than the portion on which the resist pattern 64 is provided are removed.
  • Etching may be wet etching such as shower etching or dip etching, plasma etching, chemical dry etching, reactive ion etching, dry etching such as inductively coupled plasma etching, or the like.
  • the resist pattern 64 can be removed by dissolving the resist resin with strong alkali, a ketone solvent such as acetone or MEK (methyl ethyl ketone), or an organic solvent such as an ester solvent such as ethyl acetate or methyl acetate.
  • ashing that is chemically decomposed by a zical or the like, ozone ashing using ozone, ozone, ultraviolet light, or the like can be used.
  • the first wiring layer composed of the scanning wiring 11, the gate electrode 11a, and the auxiliary capacitance wiring 16 is formed.
  • a predetermined pattern is formed.
  • the glass substrate 60 provided with the first wiring layer is provided with a gate insulating film 18 that has silicon nitride (SiNx) isotropic force, amorphous silicon or polysilicon isotropic force.
  • SiNx silicon nitride
  • a high-resistance semiconductor layer 65 and amorphous silicon (n + amorphous silicon) doped with phosphorus, etc. are sequentially formed by plasma CVD (chemical vapor deposition), etc.
  • a conductive film 67 is formed by, for example.
  • the silicon nitride film used as the gate insulating film 18 can be formed to about 3000A to 5000A.
  • the amorphous silicon film used as the high resistance semiconductor layer 65 can be formed at about 1000 A to 5000 A.
  • the n + amorphous silicon film used as the low-resistance semiconductor layer 66 can be formed to about 400A to 700A.
  • the conductive film 67 is made of Ti, Cr, Al, Mo, Ta, W, Cu, MoTa, MoW, TiN, or a laminated film thereof, and has a thickness of 1000A to 5000A. A film can be formed.
  • a resist pattern is formed in a pattern of the second wiring layer on the conductive film 67 by a photolithography method, followed by dry etching using an etching gas such as a chlorine-based gas, and the resist is peeled off.
  • the second wiring comprising the signal wiring 12, the source electrode 12a, the drain wiring 14, the drain electrode 14a, and the auxiliary capacitance counter electrode 14b.
  • a wiring layer is obtained.
  • the second wiring layer such as the auxiliary capacitance counter electrode 14b is formed between the first wiring layer such as the auxiliary capacitance wiring 16 and the like via the gate insulating film 18. ing.
  • the low-resistance semiconductor layer 66 is subjected to source drain separation by dry etching using chlorine gas or the like, so that the driving element 13 made of TFT is formed as shown in FIG. 7 (d).
  • an acrylic photosensitive resin or the like is applied by spin coating, slit coating, or the like to form an interlayer insulating film 19 made of an organic insulating material.
  • the thickness of the interlayer insulating film 19 can be formed to about 3 ⁇ m, for example.
  • a contact hole portion 17a for electrically contacting the drain wiring 14 and the pixel electrode 17 is formed by a photolithography method.
  • the array substrate 2 is obtained by providing the pixel electrode 17 on the surface of the interlayer insulating film 19.
  • the pixel electrode 17 is formed by forming a transparent conductive material into a predetermined shape of the pixel electrode 17 as shown in FIG. Then, pattern formation is performed.
  • the transparent conductive material used for forming the pixel electrode 17 for example, ITO, IZO (indium-zinc oxide), zinc oxide, oxide tin, or the like is used.
  • the transparent conductive film can be formed to a thickness of 500A to 2000A.
  • a method for manufacturing the color filter substrate 3 will be described.
  • a negative acrylic photosensitive resin solution in which carbon fine particles are dispersed is applied to the surface of the glass substrate 30 by spin coating or slit coating, followed by drying to form a black photosensitive resin layer.
  • the black photosensitive resin layer is exposed through a photomask and then developed to form black matrix (BM) 31.
  • BM black matrix
  • openings for the first colored layer are respectively formed in regions where the first colored layer (for example, red layer), the second colored layer (for example, green layer), and the third colored layer (for example, blue layer) are formed.
  • the BM is formed so that an opening for the second colored layer and an opening for the third colored layer (each opening corresponds to each pixel electrode) are formed.
  • a negative acrylic photosensitive resin solution in which a pigment is dispersed by spin coating, slit coating, or the like is applied to the opening for the first colored layer, followed by drying and using a photomask. Then, exposure and development are performed to form a first colored layer (red layer). Thereafter, the second colored layer (for example, the green layer) and the third colored layer (for example, the blue layer) are formed in the same manner, whereby the power color filter 32 is obtained. Further, a transparent electrode (counter electrode) 33 made of ITO or the like is formed on the surface of the color filter 32 by sputtering, and then a pattern is formed in the shape of the counter electrode by a photolithography method, whereby a color filter substrate is obtained. 3 is obtained.
  • An alignment film (not shown) having a polyimide resin strength is formed on the pixel electrode 17 surface of the array substrate 2 and the counter electrode 33 surface of the color filter substrate 3 formed as described above, and alignment processing is performed.
  • Alignment film formation First, after baking and degassing the substrate, the substrate is washed and an alignment film is applied. After the alignment film is applied, the alignment film is baked, washed, and then further baked as a degassing treatment. Next, using a rubbing apparatus, the alignment process is performed by rubbing the surface of the alignment film in a certain direction with a rubbing cloth or the like.
  • the liquid crystal 40 is sealed between the two substrates (see FIG. 3), whereby the liquid crystal display device 1 is obtained.
  • the liquid crystal is sealed by leaving an inlet for liquid crystal injection in a part of the periphery of the substrate, providing a seal material in a frame shape in the other part, and filling the space surrounded by the seal material with liquid crystal.
  • a vacuum injection method, a one drop filling method, or the like is used for filling the liquid crystal.
  • a substrate bonding method using a dropping injection method is as follows. Using the surface of the array substrate on which the alignment film is provided, apply UV-curing seal resin in a frame shape to provide a seal. Liquid crystal is injected into the portion surrounded by the seal portion of the color filter substrate using the dropping injection method. The liquid crystal injection amount is set to an optimum amount so as to obtain a desired cell gap. Furthermore, the two substrates filled with the above liquid crystal are put in a bonding apparatus, the atmosphere in the bonding apparatus is reduced to lPa, and then the atmosphere is brought to atmospheric pressure. A gap in the seal portion is obtained. Next, UV irradiation is performed with a UV curing device to temporarily cure the seal resin. Furthermore, beta is performed to perform final curing of the seal resin. At this time, the liquid crystal spreads inside the seal resin and the liquid crystal is filled in the cell.

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Description

明 細 書
表示装置及び表示装置の製造方法
技術分野
[0001] 本発明は、複数の画素部がマトリックス状に形成された表示装置及び表示装置の 製造方法に関し、特に画像表示品位に優れた液晶表示装置等に関する。
背景技術
[0002] 近年、コンピュータやテレビなどの家電製品の表示部として、液晶表示装置が広く 用いられている。液晶表示装置には、 2枚の透明基板の間に液晶が封入された液晶 パネルが使われている。
[0003] 図 1は従来の液晶表示装置のアレイ基板の一部を示す平面図であり、図 2 (a)、 (b )は従来の液晶表示装置の要部断面を示す端面図であり、図 1の A— A断面に対応 している。図 1及び図 2 (a)、 （b)に示すように、液晶表示装置 100は、一対の相互に 対向するアレイ基板 102とカラーフィルタ基板 103との間に、液晶層 140が形成され ている。アレイ基板 102は、透明基板 110の表面に、多数の絵素電極 117が縦横に マトリックス状に設けられている。またカラーフィルタ基板 103は、表面のほぼ全面に 対向電極 133が設けられている。
[0004] 図 1に示すように、アレイ基板 102は、絵素電極 117の周囲に、相互に平行に配置 されている一対の走査配線 11 la、 11 lbと、相互に平行に配置されている信号配線 112a, 112bとが直交するように形成されている。走査配線 l l la、 11 lbと信号配線 112a, 112bは、信号配線 112a、 112bが上層、走査配線 l l la、 111bが下層にな るように交差している。図 1において図中、中央の絵素電極 117の左側に位置する信 号配線 112aと、下層に位置する走査配線 11 laとの交差部には、走査配線 11 laの ゲート電極 120に接続された駆動素子 (薄膜トランジスタ） 113が形成されている。
[0005] 駆動素子 113は、走査配線 11 laのゲート電極 120より供給される走査信号電圧に よってオン Zオフ制御される。また、信号配線 112aのソース電極 121より供給される 表示信号電圧は、ドレイン電極 114aから延長されたドレイン配線 114及び絵素電極 117のコンタクトホール部 117aを介して絵素電極 117に供給される。ドレイン配線 11 4のうち、走査配線 11 laと平行に配された補助容量配線 116に重畳する部分が補 助容量対向電極 114bとして機能する。
[0006] 図 2に示すように、カラーフィルタ基板 103の透明基板 130の表面にはブラックマト リックス 131が形成されている。このブラックマトリックス 131は、アレイ基板 102側の走 查配線 l l la、 1111)、信号配線112&、 112b及び駆動素子 113 (図 1参照）が形成さ れた領域を遮光する。また、カラーフィルタ基板 103の透明基板 130の表面には、各 絵素毎に赤色 (R)、緑色 (G)及び青色（B)のぅちの 、ずれか 1色のカラーフィルタ 13 2が形成されている。
[0007] このような液晶表示装置では、寄生容量である絵素電極一信号配線間の静電容量
(Csd)を考慮しなければならないことが分力つている（例えば、特開平 5— 80353号 公報参照)。
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0008] 図 2 (a)に示すように、絵素電極 117と信号配線 112a、 112bとの間には、 2つの静 電容量 (Csdl、 Csd2)が形成される。静電容量は、主に絵素電極 117と信号配線 1 12a, 112bが重なる部分で形成される。そして静電容量は、絵素電極—信号配線間 の距離が近いほど、また、重なる部分が長いほど、その容量が大きくなる。
[0009] このアレイ基板 102を製造する場合、ガラス基板上に配線、駆動素子及び電極等 をパターン形成するために、フォトリソグラフィ一法が用いられる。フォトリソグラフィー 法は、例えば金属膜等を製膜した基板上にレジスト材料を塗布し、レジスト材料にマ スクを用いて露光した後、現像してレジストパターンを形成し、基板のエッチングを行 V、レジストパターン以外の部分を除去するものである。
[0010] 近年、液晶テレビの大画面化等に伴い、用いられる液晶表示装置も大型化してい る。しかし、大型の液晶表示装置に用いられるアレイ基板を製造する場合でも、従来 の液晶表示装置製造用の露光装置が用られる。例えば、フォトリソグラフィー工程の 露光工程では、一画面のアレイ基板を複数の領域に分けて露光する分割露光を行う ことで、大画面用のアレイ基板を製造していた。し力しながら、このように分割露光を 行うと、露光の際にマスク合わせのずれが生じやすいという問題があった。 [0011] フォトリソグラフィー工程にぉ 、てマスク合わせのずれが生じると、配線、駆動素子 及び電極等の形成される位置が、正規の位置力 ずれてしまうことになる。図 2 (b)は 同図（a)のアレイ基板のマスク合わせがずれて、絵素電極が信号配線に対して左側 にずれた場合を示す断面図である。図 2 (b)に示すように、マスク合わせのずれによ つて、絵素電極 117と信号配線 112a、 112bの相対位置が変わると、信号配線 112a の静電容量 Csdlと、信号配線 112bの静電容量 Csd2が変化する。
[0012] 信号配線 112aの静電容量 Csdlは、信号配線 112aが中央の絵素電極 117から遠 くなり、平面視した場合に両者が重なる部分の面積が少なくなるため、容量が小さく なる。これに対し、信号配線 112bの静電容量 Csd2は、信号配線 112bが中央の絵 素電極 17に近くなり、平面視した場合に両者の重なる部分の面積が大きくなるため、 容量が大きくなる。その結果、信号配線 112aの静電容量 Csdlと信号配線 112bの 静電容量 Csd2の大きさが異なる状態になってしまう。静電容量 Csdlと静電容量 Cs d2が相違すると、液晶に力かる実効電圧に差を生じさせ、 1つの絵素における左右 両端側に輝度差が現れて、表示の均一性が損なわれるという問題があった。
[0013] また、アレイ基板の製造の際に、露光工程におけるマスク合わせのずれをなくすた めには、露光装置のマスクのァライメント精度、倍率誤差、マスク製造誤差、分割領 域継ぎ合わせ誤差等の精度を上げることが考えられる。し力しながら、これらの精度 を上げると、露光装置が非常に高価になってしい、製造コストが上昇するという問題 かあつた。
[0014] そこで、本発明が解決する課題は、絵素電極と信号配線が製造誤差等によってそ の相対位置が変わっても絵素電極一信号配線間の静電容量 (Csd)の変化が抑制さ れる表示装置、及び表示装置の製造方法を提供することである。
課題を解決するための手段
[0015] 上記課題を解決するため、本発明に係る表示装置は、走査配線と信号配線との交 差部近傍に駆動素子が設けられ、この駆動素子にドレイン配線及びコンタクトホール 部を介して接続された絵素電極がマトリックス状に形成された表示装置において、前 記信号配線は前記絵素電極の略中央位置の下層に配されていることを要旨とするも のである。 [0016] この場合、前記ドレイン配線は、隣り合う絵素電極間の隙間の下層に配されて 、る 構成であると良い。また、更に補助容量配線が設けられると共に、この補助容量配線 は前記ドレイン配線に重畳して配されて 、る構成であると良 、。
[0017] 更に、前記コンタクトホール部は、前記信号配線に対してドレイン配線が配される側 とは反対の側にも設けられている構成であると良い。そして、前記ドレイン配線は、隣 り合う絵素電極近傍にまで延長された延長部を有して 、る構成であると良 、。
[0018] 本発明の表示装置の製造方法は、走査配線と信号配線との交差部近傍に駆動素 子が設けられ、この駆動素子にドレイン配線及びコンタクトホール部を介して接続さ れた絵素電極がマトリックス状に形成された表示装置の製造方法であって、基板表 面に走査配線を含む第 1の配線層を形成する走査配線形成工程と、第 1の配線層の 上層に信号配線を含む第 2の配線層を形成する信号配線形成工程と、信号配線の 上層に絵素電極を形成する絵素電極形成工程とを少なくとも有し、該絵素電極形成 工程において、信号配線が絵素電極の横方向の略中央位置になるように、信号配 線の上層に絵素電極を設けることを要旨とするものである。
発明の効果
[0019] 本発明の表示装置によれば、信号配線が絵素電極の略中央位置の下層に配され ているという構成により、絵素電極と信号配線が製造誤差等によってその相対位置が 変わっても、絵素電極一信号配線間の静電容量 (Csd)の変化が抑制される。従来 技術で説明した構成では、信号配線が隣合う絵素電極の間に配されているため、上 述したような不具合が生じるのである力 本構成では、信号配線を絵素電極の略中 央位置に配することにより、信号配線と絵素電極の相対位置がずれても、絵素電極 一信号配線間の距離は変わらず重畳する面積に変化はなぐ結果、 Csdにも変化は 生じないことになる。従って、製造誤差等により信号配線と絵素電極の相対位置がず れても、表示の均一性が損なわれない。
[0020] 尚、本発明の構成要件である「絵素電極の略中央位置」とは、信号配線と絵素電極 の相対位置が製造誤差等によってずれても、絵素電極一信号配線間の Csdに変化 が生じない範囲をいう。
[0021] この場合、前記ドレイン配線が、隣り合う絵素電極間の隙間の下層に配されている 構成にすれば、絵素開口率の低下を防止することができる。通常、隣り合う絵素電極 間の隙間はブラックマトリックスなどによって遮光される部分となっているため、この位 置にドレイン配線を配することにより、絵素開口率の低下を防止しつつドレイン配線を 設けることができる。また、更に補助容量配線が設けられると共に、この補助容量配 線が前記ドレイン配線に重畳して配されている構成にすれば、この場合も同様に、絵 素開口率の低下を防止しつつ補助容量配線を設けることができる。
[0022] 更に、前記コンタクトホール部は、前記信号配線に対してドレイン配線が配される側 とは反対の側にも設けられている構成にすれば、補助容量を増加させることができる 。そして、前記ドレイン配線は、隣り合う絵素電極近傍にまで延長された延長部を有 している構成にすれば、次のような効果がある。例えば、このドレイン配線の延長部に 補助容量配線を重畳させれば、補助容量増加に貢献することになる。また、このドレ イン配線の延長部を、駆動素子の不良等を修正するための修正用配線として用 、る こともできる。例えば、隣り合う 2つの絵素電極の一方の駆動素子が不良である場合、 それぞれのドレイン配線の延長部同士を接続することで、他方の駆動素子が 2つの 絵素電極を動作させるという修正が可能になり、絵素抜けを防止することができる。
[0023] 本発明の表示装置の製造方法によれば、信号配線が絵素電極の横方向の略中央 位置になるように絵素電極を設ける方法を採用したことにより、絵素電極と信号配線 が製造誤差等によってその相対位置が変わっても、絵素電極一信号配線間の静電 容量 (Csd)の変化が抑制される表示装置が得られる。そのため、大画面化した表示 装置を製造する場合、フォトリソグラフィー工程において分割露光を行う際などに、従 前の露光装置を利用して容易に製造することができる。更に本発明の製造方法によ れば、製造装置の精度を上げる必要がないため、高価な製造装置を必要とせず、表 示装置の製造コストを低減できる。
図面の簡単な説明
[0024] [図 1]従来の液晶表示装置のアレイ基板の一部を示す平面図である。
[図 2] (a)、（b)は従来の液晶表示装置の要部断面を示す端面図であり、図 1の A— A 断面に対応している。
[図 3]本発明の第 1の実施形態に係る液晶表示装置の断面図である。 [図 4]図 3の液晶表示装置のアレイ基板の 1絵素を模式的に示す平面図である。
[図 5] (a)、 （b)は、図 3の液晶表示装置の要部断面図であり、（b)は (a)に対し信号 配線が図中、左側にずれて形成された状態を示す。
[図 6]本発明の第 2の実施形態である液晶表示装置が備えるアレイ基板の横方向及 び縦方向に隣り合う絵素の概略を示す平面図である。
[図 7] (a)〜(e)はアレイ基板の製造方法を示す工程図であり、各図は、図 4の C C 線切断部の端面を示す。
[図 8] (a)〜(e)は、アレイ基板の製造方法を示す工程図であり、各図は図 4の D— D 線切断部の端面を示す。
[図 9] (a)〜（c)は 1絵素のフォトリソグラフィ一のマスクパターンを示し、 (a)は第 1の配 線層のパターンを示す平面図であり、 (b)は第 2の配線層のパターンを示す平面図 であり、（c)は絵素電極のパターンを示す平面図である。
[図 10] (a)〜（e)は、フォトリソグラフィ一法によるパターン形成方法を示す工程図であ る。
発明を実施するための最良の形態
[0025] 以下に、本発明に係る表示装置の実施の形態について図面を参照して説明する。
図 3は、本発明の第 1の実施形態に係る液晶表示装置の断面図である。液晶表示装 置 1は、図 3に示すように、 1対の相互に対向するアレイ基板 2とカラーフィルタ基板 3 の間に液晶 40が封入されており、プラスチックビーズや、カラーフィルタ基板側に設 けた柱状榭脂構造物等（図示しない)のスぺーサにより、基板間隔が一定に保持され ている。この液晶表示装置 1はアクティブマトリックス型カラー液晶表示装置である。
[0026] アレイ基板 2は、 TFT (薄膜トランジスタ)力もなる駆動素子 13及び表示電極として の絵素電極 17等が行方向と列方向にマトリックス状に複数個設けられたアクティブマ トリックス基板として形成されている。カラーフィルタ側基板 3には、カラーフィルタ 32 及び前記絵素電極 17に対向する対向電極 (共通電極） 33が設けられている。液晶 表示装置 1は、絵素電極 17と対向電極 33の間の電界強度により液晶の配向を制御 している。
[0027] 図 4は、図 3の液晶表示装置のアレイ基板の 1絵素を模式的に示す平面図である。 図 5 (a)、（b)は、図 3の液晶表示装置の要部断面図であり、（b)は (a)に対し信号配 線が図中、左側にずれて形成された状態を示す。尚、図 5 (a)、（b)は、図 4の B— B 断面位置に対応している。
[0028] 本発明の表示装置では、最小単位の画素（ピクセル)を縦横に並べるドットマトリック ス方式で画像が表示される。例えば表示装置でカラー表示を行う場合、一般に 1つ の画素を赤色 (R)、緑色 (G)、及び青色 (B)の 3色に分割し、各色の 1Z3ピクセル がそれぞれ駆動するように駆動素子を備えている。例えば、この 1画素を 1Z3に分割 した各色のピクセルを絵素と 、う。なお絵素は 3色に分解した 1Z3ピクセルのみなら ず、駆動素子を備えていて制御可能な最小単位のピクセルであればよい。絵素はサ ブ画素（サブピクセル）と呼ばれることもある。
[0029] 先ず、アレイ基板 2について説明する。図 4に示すように、点線で囲まれた部分が絵 素電極 17を示しており、この場合中央の絵素電極 17を含んだ 3つの絵素電極が横 並びになつている。これら絵素電極 17の図中の上下位置において横方向に延びる アルミニウム等力もなる走査配線 11と、絵素電極 17の中央位置を縦方向に延びる同 じくアルミニウム等力もなる信号配線 12とが相互に垂直になるように形成されている。 走査配線 11と信号配線 12とは、その交差部において、信号配線 12が上層側、走査 配線 11が下層側となるように交差しており、交差部にぉ ヽて走査配線 11と信号配線 12とは電気的に絶縁されている。
[0030] 尚、本発明において、絵素の横 (左右)方向とは、マトリックス状に配置されている絵 素の行方向であり、例えば図 4では左右方向である。また、絵素の縦 (上下)方向とは 、マトリックス状に配置された絵素の列方向のことであり、例えば図 4では上下方向で ある。
[0031] 図 4に示すように、図中、中央の絵素電極 17の下層に位置する走査配線 11と、信 号配線 12の交差部の一箇所には、走査配線 11のゲート電極 11aに接続された駆動 素子 (薄膜トランジスタ） 13が形成されている。尚、図中、上に位置する走査配線 11 は、更にその上に位置する図示しな!、絵素電極用のものである。
[0032] この駆動素子 13は、走査配線 11のゲート電極 11aより供給される走査信号電圧に よってオン Zオフ制御される。また、信号配線 12のソース電極 12aより供給される表 示信号電圧は、ドレイン電極 14aから延長されたドレイン配線 14及び絵素電極 17の コンタクトホール部 17aを介して絵素電極 17に供給される。ドレイン配線 14のうち、走 查配線 11と平行に配された補助容量配線 16に重畳する部分が補助容量対向電極 14bとして機能する。
[0033] 図 4に示すように、駆動素子 13の図中左力も上方に向力つて延長されたドレイン配 線 14の大部分は、この場合、中央の絵素電極 17と左の絵素電極 17との隙間の下層 に配されている。図 5 (a)に示すように、隣り合う絵素電極 17、 17間の隙間は、カラー フィルタ基板 3に設けられたブラックマトリックス 31によって遮光される部分となってい るため、この位置にドレイン配線 14を配することで（図 4参照）、絵素開口率の低下が 防止できる。
[0034] 尚、上述した図 4に示す走査配線 11、ゲート電極 11a及び補助容量配線 16は、同 じ配線層（第 1の配線層）に形成されたもので、図 5 (a)に示す窒化シリコン等カゝらなる ゲート絶縁膜 18に覆われている。また、信号配線 12、ソース電極 12a、ドレイン電極 14a、ドレイン配線 14、補助容量対向電極 14bは、ゲート絶縁膜 18上の同じ配線層（ 第 2の配線層）に形成されたもので、図 5 (a)に示すように有機絶縁材料カゝらなる層間 絶縁膜 19に覆われている。そして、この層間絶縁膜 19の上には、各絵素領域毎に、 絵素電極 17が形成されている。この絵素電極 17は例えば ITO (indium-tin oxide :ィ ンジゥム酸化スズ)材料等の透明導電体により形成される。
[0035] 次に、カラーフィルタ基板 3について説明する。図 3に示すように、ガラス基板 30の アレイ基板 2側の表面（図中下側）にはブラックマトリックス 31が形成されている。この 場合、ブラックマトリックス 31は、ガラス基板 10側の走査配線 11、駆動素子 13が形成 された領域及び各絵素電極 17間の領域（図 4参照）を遮光するようになっている。
[0036] また、ガラス基板 30の表面には、各絵素毎に赤色 (R)、緑色 (G)及び青色 (B)のう ちのいずれか 1色のカラーフィルタ 32が形成されている。この実施の形態では、絵素 の横方向に赤色 (R)、緑色 (G)及び青色 (B)のカラーフィルタが順番に繰り返し並 び、絵素の縦方向には同色のカラーフィルタが並んでいる。このカラーフィルタ 32の 下には、各絵素共通の対向電極 33が形成されている。この対向電極 33も、 ITO材 料等の透明導電体により形成されている。 [0037] 以上説明した液晶表示装置 1は、図 4及び図 5 (a)に示すように、アレイ基板 2にお ける信号配線 12が絵素電極 17の中央位置の下層に配されて ヽる構成になって!/、る 。従って、図 5 (b)に示すように、例えば絵素電極 17と信号配線 12が製造誤差等に よってその相対位置が変わって形成されても、絵素電極 17—信号配線 12間の Csd の変化が抑制されるようになっている。つまり、信号配線 12と絵素電極 17の横方向 の相対位置がずれても、信号配線 11の横方向は常に絵素電極 17によて覆われるこ とになり、絵素電極 17と信号配線 11が重畳する面積に変化はないため、 Csdに変化 は生じないことになる。従って、製造誤差等により信号配線と絵素電極の横方向の相 対位置がずれても、表示の均一性が損なわれない。
[0038] 次に、図 6を参照して本発明の第 2の実施の形態に係る液晶表示装置について説 明する。尚、第 1の実施の形態と同一の構成については同符号を付して説明は省略 し、異なる点を中心に説明する。
[0039] 図示されるように、ドレイン配線 14は、それぞれ上の絵素電極 17近傍位置まで延 長された延長部 14cと、やや下方に延長された延長部 14dを有している。この延長部 14cと延長部 14dの隙間の下層には浮島状の修正用導電膜 20が重畳するように設 けられている。これは例えば、図中下側の絵素電極 17用の駆動素子 13が不良であ る場合、図示されるようなドレイン配線 14の途中位置 21をレーザにより切除し、図中 上側の修正用導電膜 20位置の延長部 14c及び延長部 14dの端部 22, 23をレーザ メルト加工することで、この修正用導電膜 20を介して延長部 14cと延長部 14dを導通 接続させるためのものである。これにより、図中上側の正常な駆動素子 13がその下 側の絵素電極 17をも動作させることが可能になり、簡易に絵素抜けを修正することが できる。
[0040] また、補助容量配線 16は、ドレイン配線 14及びその延長部 14cに重畳するように、 上方に延長された延長部 16aと下方に延長された延長部 16bが設けられている。こ れにより、ドレイン配線 14の延長部 14cを含んだほぼ全体を補助容量対向電極 14b として機能させることが可能になり、補助容量を増加させることができる。また、これら 補助容量配線 16の延長部 16a, 16bは、ドレイン配線 14の場合と同様に、左右に隣 り合う絵素電極 17間の隙間に位置するため、前述したようにブラックマトリックス 31に よって遮光されることになる。従って、絵素開口率の低下を招くことなぐ補助容量を 増加させることができる。更に、信号配線 12に対してドレイン配線 14が配される側と は反対の側にもコンタクトホール部 24及び補助容量対向電極 25が補助容量配線 16 に重畳して設けられて 、る。これも補助容量を増加させることに貢献する。
[0041] 以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に何ら 限定されるものではなぐ本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で 実施できることは勿論である。例えば、信号配線 12を絵素電極 17のほぼ中央位置の 下層を通るような構成を示した力 略中央位置であれば良ぐこの場合の略中央位置 とは、信号配線 12と絵素電極 17の相対位置が製造誤差等によってずれても、絵素 電極一信号配線間の Csdに変化が生じない範囲をいう。
[0042] また、浮島状の修正用導電膜 20を、ドレイン配線 14の延長部 14cと延長部 14dの 隙間の下層に設けた構成を示したが、上層に設けた構成でも勿論良い。更に、本発 明は複数の画素部をマトリックス状に形成する表示装置一般に適用することができ、 液晶表示装置に限定されな!ヽのは言うまでもな ヽ。
[0043] 以下、上記本発明の第 1の実施形態に係る液晶表示装置を例として、本発明の表 示装置の製造方法について説明する。図 7 (a)〜(e)及び図 8 (a)〜(e)は、アレイ基 板の製造方法を示す工程図であり、図 7 (a)〜（e)の各図は、図 4の C C線切断部 の端面図であり、図 8 (a)〜（e)の各図は図 4の D— D線切断部の端面図である。図 9 (a)〜（c)は 1絵素のフォトリソグラフィ一のマスクパターンを示し、図 9 (a)は第 1の配 線層のパターンを示す平面図であり、図 9 (b)は第 2の配線層のパターンを示す平面 図であり、図 9 (c)は絵素電極のパターンを示す平面図である。図 10 (a)〜（e)は、フ オトリソグラフィ一法によるパターン形成方法を示す工程図である。
[0044] 本発明の表示装置の製造方法は、アレイ基板を製造する際に、ガラス基板 10等の 基板表面に走査配線 11を含む第 1の配線層を形成する走査配線形成工程と、第 1 の配線層の上層に信号配線 12を含む第 2の配線層を形成する信号配線形成工程と 、信号配線 12の上層に絵素電極 17を形成する絵素電極形成工程とを少なくとも有 する。そして、絵素電極 17の形成工程において、信号配線 12が絵素電極 17の横方 向の略中央位置になるように、信号配線 12の上層に絵素電極 17を設けるものである [0045] 以下、アレイ基板 2の製造方法について説明する。先ず図 7 (a)に示すように、透明 基板 60の全面に金属膜等の導電性膜 61を設ける。透明基板 60は、ガラス、プラス チック等の透明絶縁性を有する基板が用いられる。ガラス基板の場合、例えば、 0. 5 mm、 0. 7mm、 1. 1mm等の厚みのものを用いることができる。導電性膜 61は、チタ ン（Ti)、クロム（Cr)、アルミニウム（A1)、モリブデン（Mo)、タンタル (Ta)、タンダステ ン (W)、銅（Cu)等の金属膜、モリブデンタンタル（MoTa)、モリブデンタングステン（ MoW)、窒化チタン (TiN)等の合金膜、又は、これらの積層膜等を用いることができ る。導電性膜 61は、例えばスパッタリング法にて 1000A〜5000Aの厚さに製膜す ることがでさる。
[0046] 次いで、導電性膜 61が設けられた透明基板 60に、フォトリソグラフィ一法によりバタ ーン形成を行い、第 1の配線層を形成する。第 1の配線層は、走査配線 11、ゲート電 極 11a及び補助容量配線 16からなり、図 9 (a)に示す配線パターンに設ける。
[0047] フォトリソグラフィ一法によるパターン形成は、先ず図 10 (a)に示すように、透明基板 60表面の全面に設けられた導電性膜 61の上に、フォトレジスト等の感光性材料を塗 布し、塗布された感光性材料をプリベータ（予備乾燥)して、レジスト層 62を形成する 。感光性材料の塗布は、スピンコート法、ロールコート法、スリットコート法等を用いる ことができる。
[0048] 次!、で図 10 (b)に示すように、所定のパターンが形成されたマスク 63を介してレジ スト層 62に紫外線 R等を照射してレジスト層 62の所定形状部分を硬化或 ヽは分解さ せる（露光工程)。感光性材料は、ネガ型、ポジ型を用いることができる。図 10に示す レジスト層 62は、ネガ型の感光性材料である。ネガ型レジストに用いるマスク 63は、 パターン形成部分が紫外線を透過するように形成されている。レジスト層 62は、紫外 線 Rを照射した部分が硬化するが、未照射の部分は未硬化であり、その後の現像に より未照射部分が溶解除去される。
[0049] 上記露光工程では、光学装置、ァライメント装置、及び搬送装置等からなる露光装 置を用いることができる。露光装置は、プロキシミティー方式、ミラープロジェクシヨン 方式、レンズプロジェクシヨン方式等の装置を用いることができる。 [0050] 例えば露光工程で、レンズプロジェクシヨン分割露光等の露光機を用いて露光を行 う場合、安価な小型マスクを使用することができるが、数回の分割露光を行う必要が ある。このような分割露光を行う際に、露光時のマスク合わせのずれをなくすには、露 光装置のァライメント精度、倍率誤差、マスク製造誤差、及び分割領域継ぎ合わせ誤 差等が問題となる。本発明では、仮に信号配線の位置が横方向にずれた場合であつ ても、信号配線を絵素電極の略中央位置の下層に形成するため、そのずれが絵素 の表示に影響を与えず全体に均一な表示を行うことができる。その結果、表示装置 が大型化して分割回数が増えた場合であっても、露光装置の各種精度は必要以上 に要求されないから、従来の露光機でも大型の表示装置の製造に利用可能であり、 安価に表示装置を製造することができる。
[0051] 次 、で、露光を行った基板 60は所定の現像方法でレジスト層 62の現像を行 、、レ ジスト層 62の不要部分を除去する。その後、高温で加熱してポストベータを行い、図 10 (c)に示すようにレジストパターン 64を形成する。現像液は、炭酸ナトリウムゃトリメ チルアンモ -ゥムハイドライド、テトラメチルアンモ -ゥムハイド口オキサイド等の有機 アルカリを含むアルカリ現像液を用いることができる。現像を行うと、ネガ型レジストの 場合は未露光部が溶解し、ポジ型レジストの場合は露光部が溶解する。また上記現 像方法としては、シャワー式現像、ディップ式現像、パドル式現像等を用いることがで きる。現像後、純水などにより現像液を十分リンスする。
[0052] 次いで図 10 (d)に示すように、レジストパターン 64が形成された導電性膜 61のエツ チングを行い、レジストパターン 64を設けた部分以外の導電性膜 61の不要部分を除 去する。エッチングは、シャワー式エッチング、ディップ式エッチング等のウエットエツ チング、プラズマエッチング、ケミカルドライエッチング、反応性イオンエッチング、誘 導結合型プラズマエッチング等のドライエッチング等を用いることができる。
[0053] ノターン状に形成された薄膜の上に残って 、るレジストパターン 64を剥離して除去 することで、図 10 (e)に示すように所定形状のパターンに形成された導電性膜 61が 得られる。レジストパターン 64の剥離方法は、強アルカリや、アセトン、 MEK (メチル ェチルケトン)等のケトン系溶剤や酢酸ェチルや酢酸メチル等のエステル系溶剤等 の有機溶剤等でレジスト榭脂を溶解して除去するウエット剥離、レジスト榭脂を酸素ラ ジカル等によって化学的に分解するアツシング、オゾンやオゾンと紫外線等を用いた オゾンアツシング等を用いることができる。
[0054] 上記工程により、図 7 (b)、図 8 (a)及び図 9 (a)に示すように、走査配線 11、ゲート 電極 11 a及び補助容量配線 16からなる第 1の配線層が、所定のパターンに形成され る。次いで図 7 (c)及び図 8 (b)に示すように、第 1の配線層を設けたガラス基板 60に 、窒化シリコン (SiNx)等力もなるゲート絶縁膜 18、アモルファスシリコンやポリシリコン 等力 なる高抵抗半導体層 65、リン等をドープしたアモルファスシリコン (n+ァモル ファスシリコン)等カゝらなる低抵抗半導体層 66をプラズマ CVD (化学的気層成長)法 等にて順次成膜し、スパッタリング等により導電性膜 67を成膜する。
[0055] ゲート絶縁膜 18として用いられる窒化シリコン膜は、 3000A〜5000A程度に形 成することができる。高抵抗半導体層 65として用いられるアモルファスシリコン膜は、 1000 A〜5000 A程度に形成することができる。低抵抗半導体層 66として用いられ る n+アモルファスシリコン膜は、 400A〜700A程度に形成することができる。導電 性膜 67は、導電性膜 61と同様に Ti、 Cr、 Al、 Mo、 Ta、 W、 Cu、 MoTa、 MoW、 Ti N又はこれらの積層膜等が用いられ、 1000A〜5000Aの厚さに製膜することがで きる。
[0056] 次いで導電性膜 67の上にフォトリソグラフィ一法により第 2の配線層のパターン状に レジストパターンを形成し、塩素系ガス等のエッチングガスを用いてドライエッチング し、レジストを剥離する。図 7 (d)、図 8 (c)及び図 9 (b)に示すように、信号配線 12、ソ ース電極 12a、ドレイン配線 14、ドレイン電極 14a、補助容量対向電極 14bからなる 第 2の配線層が得られる。図 8 (c)に示すように、補助容量対向電極 14b等の第 2の 配線層は、補助容量配線 16等の第 1の配線層との間に、ゲート絶縁膜 18を介して形 成されている。
[0057] その後、低抵抗半導体層 66を、塩素ガス等を用いたドライエッチングにてソースド レイン分離することで、図 7 (d)に示すように、 TFTからなる駆動素子 13が形成される 。次いで、アクリル系感光性榭脂等をスピンコート及びスリットコート等により塗布し、 有機絶縁材料カゝらなる層間絶縁膜 19を形成する。層間絶縁膜 19の厚さは例えば約 3 μ m程度に形成することができる。 [0058] 次いで、図 8 (d)に示すように、ドレイン配線 14と絵素電極 17とを電気的にコンタク トするためのコンタクトホール部 17a (図 1参照）をフォトリソグラフィ一法により形成す る。
[0059] 図 7 (e)及び図 8 (e)に示すように、層間絶縁膜 19の表面に絵素電極 17を設けるこ とで、アレイ基板 2が得られる。絵素電極 17の形成は、透明導電性材料をスパッタリ ング法等により製膜した後、これをフォトリソグラフィ一法などにより、図 9 (c)に示すよ うに所定の絵素電極 17の形状に、パターン形成を行う。絵素電極 17の形成に用いら れる透明導電性材料としては、例えば ITO、 IZO (indium-zinc oxide)、酸化亜鉛、酸 ィ匕スズ等が用いられる。透明導電膜の厚みは、 500A〜2000Aに形成することがで きる。
[0060] 以下、カラーフィルタ基板 3の製造方法を説明する。先ずガラス基板 30の表面にス ピンコート及びスリットコート等によりカーボンの微粒子を分散したネガ型のアクリル系 感光性榭脂液を塗布した後、乾燥を行い、黒色感光性榭脂層を形成する。続いて、 フォトマスクを介して黒色感光性榭脂層を露光した後、現像を行って、ブラックマトリツ タス (BM) 31を形成する。このとき、第 1着色層（例えば赤色層）、第 2着色層（例えば 緑色層）、及び、第 3着色層（例えば青色層）が形成される領域に、それぞれ第 1着色 層用の開口部、第 2着色層用の開口部、及び、第 3着色層用の開口部（各開口部は 各絵素電極に対応）が形成されるように、 BMを形成する。
[0061] 次に、第 1着色層用の開口部にスピンコート及びスリットコート等により顔料を分散し たネガ型のアクリル系感光性榭脂液を塗布した後、乾燥を行い、フォトマスクを用い て露光及び現像を行い、第 1着色層 (赤色層）を形成する。その後、第 2着色層 (例え ば緑色層）、及び、第 3着色層（例えば青色層）についても同様に形成することで、力 ラーフィルタ 32が得られる。更に、カラーフィルター 32の表面に、 ITO等からなる透 明電極 (対向電極） 33をスパッタリングにより形成し、その後、フォトリソグラフィ一法に より対向電極の形状にパターン形成を行うことで、カラーフィルタ基板 3が得られる。
[0062] 以下、液晶表示パネルの製造方法について説明する。上記により形成されたアレイ 基板 2の絵素電極 17面とカラーフィルタ基板 3の対向電極 33面に、それぞれポリイミ ド榭脂等力もなる配向膜 (図示せず)を形成し、配向処理を行う。配向膜形成は、先 ず、焼成を行い、基板を脱ガス処理した後、洗浄し配向膜を塗布する。配向膜塗布 後、配向膜の焼成を行い、洗浄を行った後、脱ガス処理として更に焼成を行う。次い で、ラビング装置を用いて、ラビング布等で配向膜の表面を一定方向に摺ることで配 向処理を行う。
[0063] 次にアレイ基板 2とカラーフィルタ基板 3を貼り合わせ、この 2枚の基板の間に液晶 4 0を封入する（図 3参照）ことで液晶表示装置 1が得られる。液晶の封入方法は、例え ば、基板周辺の一部に液晶注入のため注入口を残し、それ以外の部分に額縁状に シール材を設け、シール材に囲まれた空間に液晶を充填する。液晶の充填は、真空 注入法、滴下注入法（One Drop Filling)等が用いられる。
[0064] 例えば滴下注入法を用いた基板貼り合わせ方法は以下の通りである。アレイ基板 の配向膜を設けた面を用い、 UV硬化型シール榭脂を額縁状に塗布しシール部を設 ける。カラーフィルタ基板のシール部に囲まれた部分に、滴下注入法を用いて液晶を 注入する。液晶の注入量は、所望のセルギャップとなるよう最適な量とする。更に、上 記の液晶を充填した 2枚の基板を貼り合わせ装置内に入れ、貼り合わせ装置内の雰 囲気を lPaまで減圧した後、雰囲気を大気圧にすると、シール部分が押しつぶされ、 所望のシール部のギャップが得られる。次に、 UV硬化装置にて UV照射を行いシー ル榭脂の仮硬化を行う。さらにシール榭脂の最終硬化を行う為にベータを行う。この 時点でシール榭脂の内側に液晶が行き渡り液晶がセル内に充填された状態に至る。

Claims

請求の範囲
[1] 走査配線と信号配線との交差部近傍に駆動素子が設けられ、この駆動素子にドレ イン配線及びコンタクトホール部を介して接続された絵素電極がマトリックス状に形成 された表示装置にお!、て、前記信号配線は前記絵素電極の略中央位置の下層に配 されて ヽることを特徴とする表示装置。
[2] 前記ドレイン配線は、隣り合う絵素電極間の隙間の下層に配されていることを特徴 とする請求項 1に記載の表示装置。
[3] 更に補助容量配線が設けられると共に、この補助容量配線は前記ドレイン配線に 重畳して配されていることを特徴とする請求項 1又は 2に記載の表示装置。
[4] 前記コンタクトホール部は、前記信号配線に対してドレイン配線が配される側とは反 対の側にも設けられていることを特徴とする請求項 1から 3のいずれかに記載の表示 装置。
[5] 前記ドレイン配線は、隣り合う絵素電極近傍にまで延長された延長部を有して 、る ことを特徴とする請求項 1から 4のいずれかに記載の表示装置。
[6] 走査配線と信号配線との交差部近傍に駆動素子が設けられ、この駆動素子にドレ イン配線及びコンタクトホール部を介して接続された絵素電極がマトリックス状に形成 された表示装置の製造方法であって、基板表面に走査配線を含む第 1の配線層を 形成する走査配線形成工程と、第 1の配線層の上層に信号配線を含む第 2の配線 層を形成する信号配線形成工程と、信号配線の上層に絵素電極を形成する絵素電 極形成工程とを少なくとも有し、該絵素電極形成工程において、信号配線が絵素電 極の横方向の略中央位置になるように、信号配線の上層に絵素電極を設けることを 特徴とする表示装置の製造方法。
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