CN100492147C - 液晶显示装置及其制造方法 - Google Patents

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CN100492147C CNB2007101073673A CN200710107367A CN100492147C CN 100492147 C CN100492147 C CN 100492147C CN B2007101073673 A CNB2007101073673 A CN B2007101073673A CN 200710107367 A CN200710107367 A CN 200710107367A CN 100492147 C CN100492147 C CN 100492147C
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Abstract

本发明涉及一种液晶显示装置及其制造方法,具体是,液晶显示装置的辅助电容线以及端子部由Al或者Al合金层以及Mo层形成,辅助电容下侧电极以及所述端子部的各自的***部,依次由第1绝缘膜、比所述第1绝缘膜的厚度薄的第2绝缘膜、以及第3绝缘膜所覆盖,同时辅助电容下侧由所述第2绝缘膜覆盖,在辅助电容下侧电极的第2绝缘膜的表面上设置有辅助电容上侧电极。

Description

液晶显示装置及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种液晶显示装置及其制造方法,特别是涉及一种可以减少在辅助电容形成区域的短路,并在不减少每个像素的开口率的情况下而增大辅助电容,从而适合于比较小的像素面积或高精细化的液晶显示装置及其制造方法。
背景技术
近年来,不仅在信息通信设备,即使是在一般的电气设备中也大多使用液晶显示装置。液晶显示装置由基板以及在该一对基板间所形成的液晶层组成,其中基板由在表面形成了电极等的一对玻璃等组成。并且,通过在基板的电极上施加电压,重新排列液晶分子而改变光的透光率,以显示各种各样的图像。
这样的液晶显示装置,在一例基板表面以矩阵状形成扫描线以及信号线。并且在被该两布线所包围的区域构成有阵列基板,该阵列基板上形成有作为液晶驱动用开关元件的薄膜晶体管(Thin FilmTransistor:TFT)、向液晶施加电压的显示电极、以及形成用于保持信号的辅助电容的辅助电容线。并且在另侧基板表面构成有彩色滤光器基板,该彩色滤光器基板上形成有红(R)、绿(G)、蓝(B)等的彩色滤光器以及共通电极等。然后,在两基板间密封液晶而构成液晶显示装置。
阵列基板上所形成的辅助电容线,是为了形成一种辅助电容以将信号线所提供的信号的电荷保持一定时间。通常该辅助电容是通过将辅助电容的一部分作为一电极,将TFT的漏极电极或像素电极的一部分作为另一电极,将覆盖TFT的栅极电极的栅极绝缘膜作为电介质而形成电容器。另外,该辅助电容通常由铝、钼或者铬等遮光性导电材料形成。
然而,从防止液晶显示装置的串扰或闪烁的观点出发,辅助电容的容量大一些好。但是,随着近年的技术革新,通过液晶显示装置的小型化、高精细化的发展,每个像素的大小变小,因此大量获取辅助电容在现实中是困难的。
作为解决上述问题的技术,已知的有特表2005-506575号公报中公开的液晶显示装置。利用图8A和图8B来说明该液晶显示装置的阵列基板70。其中,图8A是阵列基板的俯视图,图8B是图8A的X-X剖视图。
阵列基板70在绝缘基板71上形成有扫描线72、辅助电容线73、辅助电容图形74、栅极绝缘膜75、半导体图形76、信号线77、辅助电容用导电图形78、像素电极79、保护绝缘膜80、接触孔81、开口82。另外,按每个像素形成具有栅极电极G、源极电极S、漏极电极D的薄膜晶体管TFT。
辅助电容通过将栅极绝缘膜75介于辅助电容图形74和辅助电容用导电图形78之间而形成。这时,与辅助电容图形74和像素电极79重合而形成辅助电容的情况相比,同样重叠面积的情况下可以确保更大的静电电容。
在该特表2005-506575号公报中公开的液晶显示装置的阵列基板70中,将电介质作为栅极绝缘膜75。这时在阵列基板70中,可以通过将栅极绝缘膜75的厚度变薄而使辅助电容变大。但是,如果将栅极绝缘膜75的厚度变得更薄,则确保栅极绝缘膜75所覆盖的栅极电极G以及扫描线72和其他部件之间的电绝缘性就会变得困难。
专利第2584290号公报所公开的液晶显示装置90解决了上述问题点。利用图9及图10A~G来说明该液晶显示装置90的阵列基板。其中,图9是特许第2584290号公报所公开的阵列基板的几个像素份的俯视图,图10A~图10G是将图9的阵列基板的制造工序按顺序表示的局部剖视图。
首先,在由玻璃板组成的绝缘性基板91上,图形形成由ITO(IndiumTin Oxide)组成的辅助电容线92。接着,形成栅极金属膜93并进行图形化(图10A)。
再有,通过等离子CVD等,连续形成由SiNx或Si0x组成的绝缘膜94、作为活性层的例如由a-Si组成的非晶质半导体膜95、以及参杂了不纯物的例如由n+a-Si膜组成的欧姆接触用半导体膜96(图10B)。这时,为了不发生漏极/栅极、源/栅极之间的短路,绝缘膜94的膜厚
Figure C200710107367D0008134510QIETU
设定得十分厚,例如设定为X=4000
Figure C200710107367D0008134514QIETU
接着,用相同的抗蚀剂对欧姆接触用半导体膜96和非晶质半导体膜95进行蚀刻成图形(图10C)。并且,将辅助电容线92和在后工序形成的显示用透明电极97重合的部分作为开口图形(图9的虚线部分)留出后涂布抗蚀剂(图10A~G未图示),并通过绝缘膜94用的蚀刻剂进行蚀刻(图10D),使得作为辅助电容用绝缘膜而薄到所希望的膜厚Y=2000
接着,将由ITO组成的显示用透明电极97形成图形(图10E)。再将漏极以及源极用金属膜98进行图形形成(图10F),并将残留在TFT的频道部的欧姆接触用半导体膜96进行蚀刻除去后,完成液晶显示用阵列基板(图10G)。将通过这样的构成而得到的阵列基板隔着液晶物质相向配置在共通电极基板上,从而得到液晶显示装置90。
在这样的现有技术中,辅助电容线92的辅助电容电极部以及像素电极97相当于电容器的电极。并且,辅助电容线92的辅助电容电极部和像素电极97之间存在的绝缘膜94相当于电容器的电介质。这时,相对于栅极电极93上的绝缘膜94的厚度X=4000
Figure C200710107367D0009134543QIETU
,辅助电容线92上的绝缘膜的厚度Y=2000
Figure C200710107367D0009134553QIETU
,所以达到以下效果,即漏极/栅极、源/栅极之间的短路难以发生,并且即使不扩大辅助电容线92的面积也可以确保必要的辅助电容。
所述专利第2584290号公报所公开的液晶显示装置90的阵列基板中,通过蚀刻仅将辅助电容线92的辅助电容电极部表面的栅极绝缘膜的厚度变薄一些。并且通过这样,保持由栅极绝缘膜所覆盖的栅极电极以及扫描线和其它部件之间的电绝缘性的同时,使辅助电容增加。
但是,仅仅使辅助电容线表面的栅极绝缘膜的厚度变薄,很多情况下,在辅助电容电极和相向的辅助电容上侧电极之间发生短路。
本申请的发明人对于借助通过将上述辅助电容电极部表面的绝缘膜的厚度局部变薄而形成的绝缘膜来形成辅助电容时产生的、辅助电容电极部和辅助电容上侧电极之间的短路的原因进行了各种各样的研讨。其结果,作为该短路的原因,我们发现,其与为了输入来自外部的驱动信号等而设置在信号线和扫描线等上的端子部有关系。
就是说,在制造工序中,在辅助电容上侧电极上方以及端子部上方设置有包含钝化膜的绝缘膜。并且通过在其后的工序将该绝缘膜蚀刻并除去,从而使辅助电容上侧电极及端子部露出。
相对于这时在辅助电容上侧电极上存在的绝缘膜的厚度,端子部上的绝缘膜的厚度大幅度地变厚。这是由于作为端子部上的绝缘膜,不仅有存在于辅助电容上侧电极上的绝缘膜,还存在栅极绝缘膜的缘故。
因此,即使辅助电容上侧电极上的绝缘膜的蚀刻结束了,存在于端子部的绝缘膜的蚀刻还未结束。并且到端子部的绝缘膜的蚀刻结束之前的期间,露出的辅助电容上侧电极继续曝露在蚀刻的氛围中。因此在辅助电容电极部和辅助电容上侧电极之间存在的绝缘膜受到损伤。
这里,如果在辅助电容电极部和辅助电容上侧电极之间存在具有充分厚度的绝缘膜,即使辅助电容上侧电极受到损伤,也很少有问题。
但是,为了增大辅助电容,而使辅助电容电极部和辅助电容上侧电极之间的间隔极其狭小,在这样的构成中,由于辅助电容上侧电极的损伤,辅助电容上侧电极的一部分将其下的薄绝缘膜弄破,从而和辅助电容电极部发生短路。
因此,本申请的发明人改变辅助电容上例电极上的绝缘膜以及端子部上的绝缘膜的构成,同时通过重新调整制造工序,实现可以大幅地减少辅助电容电极部和辅助电容上侧电极部之间的短路,从而完成本发明。
发明内容
本发明的目的是提供一种液晶显示装置及其制造方法,即,对于为了不降低每个像素的开口率,即使是小像素面积或者是高精细化的像素也可以确保大的辅助电容,从而使形成辅助电容的区域的绝缘膜变薄的液晶显示装置,可以抑制辅助电容电极部和辅助电容上侧电极之间的短路。
为了达到本发明的上述目的,本发明的液晶显示装置包括:多条信号线以及多条扫描线,以矩阵状配置在透明基板上;像素区域,由所述信号线以及所述扫描线所区分的区域组成;多条辅助电容线,与所述扫描线平行设置,在每个所述像素区域具有辅助电容电极部;辅助电容上侧电极,对应所述辅助电容电极部而设置;薄膜晶体管,设置在每个所述像素区域;像素电极,和所述薄膜晶体管的漏极电极形成电连接;端子部,设置在所述透明基板上,输入来自外部的信号;第1绝缘膜、第2绝缘膜、第3绝缘膜,形成在所述透明基板上,其特征在于,在所述辅助电容电极部,所述第1绝缘膜具有窗部,所述第2绝缘膜覆盖所述窗部并被覆在所述第1绝缘膜的表面,所述辅助电容上侧电极设置在第2绝缘膜的表面,在所述辅助电容上侧电极的表面形成有所述第3绝缘膜,在所述第3绝缘膜形成有辅助电容用接触孔,通过所述辅助电容用接触孔将所述辅助电容上侧电极和所述像素电极形成电连接;在所述端子部,在被层压的所述第1绝缘膜、所述第2绝缘膜和所述第3绝缘膜上形成端子部用接触孔,在所述端子部用接触孔处,所述第2绝缘膜将所述第1绝缘膜的开口部的边缘覆盖。
另外,本发明的液晶显示装置的制造方法,所述液晶显示装置包括:多条信号线以及多条扫描线,以矩阵状配置在透明基板上;像素区域,由通过所述信号线以及所述扫描线所区分的区域组成;多条辅助电容线,与所述扫描线平行设置,在每个所述像素区域具有辅助电容电极部;薄膜晶体管,设置在每个所述像素区域;像素电极,和所述薄膜晶体管的漏极电极形成电连接;端子部,设置在所述透明基板的***部,输入外部的信号,该制造方法其特征在于,包括如下工序:在所述透明基板的表面整体形成导电性金属层后,蚀刻所述导电性金属层,并分别形成所述薄膜晶体管的栅极电极、所述扫描线、所述辅助电容线、所述端子部的工序;为了覆盖所述透明基板的表面整体而形成第1绝缘膜之后,对存在于所述辅助电容电极部之上和所述端子部之上的所述第1绝缘膜进行蚀刻的工序;为了覆盖所述透明基板的表面整体而形成第2绝缘膜的工序;在所述第2绝缘膜的表面形成覆盖所述薄膜晶体管的栅极电极的上部的半导体层的工序;在所述第2绝缘膜的表面形成所述信号线、所述薄膜晶体管的源极电极以及漏极电极、位于所述辅助电容电极部的上方的辅助电容上侧电极的工序;在所述透明基板的表面整体覆盖第3绝缘膜之后,蚀刻所述辅助电容上侧电极上的第3绝缘膜、所述端子部上的所述第2绝缘膜以及第3绝缘膜,并形成辅助电容用的接触孔和端子部用的接触孔的工序;通过所述辅助电容用的接触孔,将所述像素电极和所述辅助电容上侧电极进行电连接的工序。
本发明通过具有上述构成,而达到以下优秀的效果。即,根据本发明的液晶显示装置,由于第2绝缘膜形成辅助电容的电介质层,因此在确保作为栅极绝缘膜而发挥功能的第1绝缘膜以及第2绝缘膜的厚度的同时,并且无需扩大辅助电容形成区域的面积也可以确保大的辅助电容,从而可以得到一种可以提高开口率,抑制串扰和闪烁等显示不良的液晶显示装置。另外,在端子部,其构成为第2绝缘膜覆盖第1绝缘膜的开口部的边缘,所以当第1绝缘膜不在该位置而形成端子部的接触孔时,可以缩短端子部上的绝缘膜(第2绝缘膜和第3绝缘膜)的蚀刻结束的时间。因此,辅助电容上侧电极曝露在蚀刻氛围中的时间变短,对辅助电容上侧电极和其下的第2绝缘膜的损伤降低。
另外,根据本发明的液晶显示装置,在端子部用的接触孔处,第1绝缘膜的开口部是形成辅助电容电极部的第1绝缘膜的窗部时而形成的,所以形成端子部的接触孔时,可以缩短端子部上的绝缘膜(第2绝缘膜和第3绝缘膜)的蚀刻结束的时间。因此,辅助电容上侧电极曝露在蚀刻氛围中的时间变短,对辅助电容上侧电极和其下的第2绝缘膜的损伤降低。
另外,根据本发明的液晶显示装置,由于包含将存在于辅助电容电极部之上和端子部之上的第1绝缘膜进行蚀刻的工序,所以在后面的工序,即,蚀刻辅助电容上侧电极上的第3绝缘膜、端子部上的所述第2绝缘膜以及第3绝缘膜,并形成辅助电容用的接触孔和端子部用的接触孔的工序中,辅助电容上侧电极曝露在蚀刻氛围中的时间变短,因此对辅助电容上侧电极和其下的第2绝缘膜的损伤降低。
附图说明
图1是透视实施例的液晶显示装置的彩色滤光器基板而表示的阵列基板的一像素的扩大俯视图。
图2是图1的A-A剖视图。
图3是液晶显示装置的整体外形俯视图。
图4A~图4F是表示图1的阵列基板制造工序中,到辅助电容上侧电极形成时之前的各工序的剖视图。
图5A~图5D是表示图1的阵列基板制造工序中,辅助电容上侧电极形成后的各工序的剖视图。
图6A是说明实施例的接触孔形成前的各部厚度的图。
图6B是说明比较例的接触孔形成前的各部厚度的图。
图7A是表示利用RIE法进行的蚀刻状态的概略图。
图7B是表示利用PE法进行的蚀刻状态的概略图。
图8A是现有技术的阵列基板的俯视图。
图8B是沿图8A所示的X-X线的剖视图。
图9是另一现有技术的阵列基板的俯视图。
图10A~图10G是表示图9所示的阵列基板的各制造工序的剖视图。
具体实施方式
下面,参照附图说明本发明的最佳实施方式。但是,以下所示的实施方式是例示用于将本发明的技术思想具体化的液晶显示装置及其制造方法。因此,并非将本发明特定于该液晶显示装置及其制造方法,也适用于权利要求中所包含的其他实施方式中。
图1是透视本发明的实施例的液晶显示装置的彩色滤光器基板,而表示的相当于阵列基板的一个像素部分的扩大俯视图。图2是图1的A-A的剖视图。图3是用于说明扫描线、信号线以及端子部的配置的液晶显示装置的概略整体图。图4A~图4F是表示图1的阵列基板制造工序中,到辅助电容上侧电极形成时之前的各工序的剖视图。图5A~图5D相同的是表示辅助电容上侧电极形成之后的各工序的剖视图。另外,图4A~图4F以及图5A~图5D都是表示包含了对应图1的A-A剖面的位置以及端子部的状态。
本实施例的液晶显示装置10,由阵列基板13和彩色滤光器基板14组成的一对基板、和液晶层15组成。阵列基板13是在由玻璃等所组成的透明基板11上形成有各种布线等。彩色滤光器基板14是在透明基板12上形成有彩色滤光器等。液晶层15,通过密封材料(省略图示)将阵列基板13和彩色滤光器基板14的表面***部进行贴合,并密封到其内部。
阵列基板13上设置有扫描线16、信号线17、辅助电容线18、TFT和像素电极20。多条扫描线16和信号线17形成矩阵状。辅助电容线18在相邻的扫描线16之间,和扫描线16平行地设置。TFT由源极电极S、栅极电极G、漏极电极D以及半导体层19组成。像素电极20设置为覆盖由扫描线16和信号线17所围成的像素区域。该像素电极20是用由ITO(Indium Tin Oxide)或IZO(Indium Zinc Oxide)等组成的透明导电材料而设置的。另外,作为TFT的半导体层19,通常使用非晶硅(a-Si),但也有使用多晶硅(p-Si)的情况。
彩色滤光器基板14上设置有黑矩阵21、彩色滤光器22、共通电极23。黑矩阵21配合阵列基板13的像素区域呈矩阵状设置。彩色滤光器22由设置在被该黑矩阵21所包围的区域上的红(R)、绿(G)、蓝(B)等彩色材料组成。共通电极23设置为覆盖彩色滤光器22。但是,本发明不仅限于此。在横向电场方式的情况下没有共通电极。另外。如果是黑白显示的话,没有彩色滤光器。再有,如果是补色型的彩色显示的情况,不是以三原色,而是以更多种类的颜色来构成彩色滤光器。
下面参照图4A~4F以及图5A~5D来说明所述的液晶显示装置10的阵列基板13的制造工序。首先,如图4A所示,在透明基板11上,对由规定厚度的Al合金层24-1和规定厚的Mo层24-2的复层构造所组成的导电物质层24进行成膜。其中,作为Al合金层24-1,有Al-Nd和Al-Ta等。特别是Al-Nd和Al-Ta很难产生被称为小丘(hillock)的微小的突起,所以可以使用这些作为Al合金层。这时,虽然Mo层24-2不是必需的,但是如果只是Al合金层24-1的话,容易发生以下问题,如容易氧化,并容易形成被称为针孔的微小的洞。但是,由于事先设置了Mo层24-2,所以难以发生这样的问题。
如图4所示,用熟知的光刻法(photolithography)法来形成图形。通过该图形形成,将导电物质层24的一部分进行蚀刻并除去。并且在横向延伸的多条扫描线16、与该扫描线16相连的栅极电极G、以及这些多条扫描线16之间分别形成辅助电容线18。另外如图3所示,在阵列基板13的周边缘部形成端子部41。该端子部41是在安装驱动器用的IC时,为了将外部的驱动信号输入到布线而设置的。如图3所示,如果是小型的液晶显示装置,大多在一侧多个并列地形成端子部41。
另外,在图4B中,在1个像素区域显示有从扫描线16延伸出的栅极电极G、辅助电容下侧电极18a、和端子部41,其中,辅助电容下侧电极18a是由扩宽辅助电容线18的一部分而形成的Al合金层18a1和Mo层18a2的复层构造而组成的,而端子部41是由Al合金层41-1以及Mo层41-2组成的。该辅助电容下侧电极18a成为在辅助电容线18上所形成的辅助电容电极部。
下面,如图4C所示,将通过上述工序形成了扫描线16和辅助电容线18的透明基板11,在真空装置内进行例如250℃~350℃的高温加热,按照通用方法,通过等离子CVD(Plasma Chemical VaporDeposition)法等,在表面上形成由规定厚度(例如3000
Figure C200710107367D0017134731QIETU
)的氮化硅组成的第1绝缘膜25。
接着,如图4D所示,通过干式蚀刻法之一的等离子蚀刻(PlasmaEtching:PE)法将在各自的每个像素区域的辅助电容下侧电极18a以及端子部41上存在的第1绝缘膜25除去。通过除去辅助电容下侧电极18a上的第1绝缘膜25而形成窗部27,通过除去端子部41上的第1绝缘膜25而形成开口部42。该PE法是各向同性干式蚀刻(IsotropicDry Etching)法,蚀刻条件稳定。因此,可以保留存在于窗部27、开口部42的Mo层18a2以及41-2并进行蚀刻。这时,如果采用干式蚀刻法之一的反应性离子蚀刻(Reactive Ion Etching:RIE)法的话,由离子进行的溅镀和蚀刻气体的化学反应同时产生,且存在于窗部27、开口部42的Mo层18a2以及41-2也被除去。因此最好采用PE法。这样,在将存在于辅助电容形成区域18a以及端子部41上的第1绝缘膜25除去并形成窗部27以及开口部42时采用PE法的话,可以在除去第1绝缘膜25时保留Mo层18a2和41-2,所以可以使相对于辅助电容形成区域18a上以及端子部41上的Al合金层18a1或41-1的热负荷减少。
之后,如图4E所示,通过等离子CVD法在透明基板11的表面整体形成第2绝缘膜26。第2绝缘膜26由比第1绝缘膜薄的规定厚度(例如1000
Figure C200710107367D0018134801QIETU
)的氮化硅组成。这时,在各自的像素领域,除了辅助电容下侧电极18a和端子部41之外,都被由第1绝缘膜25和第2绝缘膜26的两层组成的绝缘膜覆盖。并且在辅助电容下侧电极18a,窗部27被第2绝缘膜16覆盖。另外,在端子部41的区域,被覆有第2绝缘膜26,以覆盖第1绝缘膜25上形成的开口部42。因此,构成为第1绝缘膜25的开口部42的边缘被第2绝缘膜26覆盖。另外,其中第1绝缘膜25以及第2绝缘膜26这两者都作为栅极绝缘膜而发挥功能,而辅助电容下侧电极18a上的第2绝缘膜26作为辅助电容形成用电介质而发挥功能。
另外,为了避免在TFT的栅极电极G部分产生由静电而引起绝缘破坏,可以将第1绝缘膜25和第2绝缘膜26两者合并的厚度设定为当前通常采用的2500~5500。另外,在不引起短路的限度内,第2绝缘膜26的厚度最好薄些,可以是500~1500
Figure C200710107367D0018134817QIETU
。当第2绝缘膜26的厚度不满500
Figure C200710107367D0018134822QIETU
时,辅助电容下侧电极18a和辅助电容上侧电极18b之间的短路会变得频繁,因而不优选。另外,当第2绝缘膜26的厚度超过1500
Figure C200710107367D0018134827QIETU
时,辅助电容会变小因而也不优选。
再有,在第2绝缘膜26的表面整体以规定的厚度(例如a-Si层1300以及n+a-Si层300
Figure C200710107367D0018134848QIETU
)形成由例如a-Si层以及n+a-Si层组成的半导体膜。并且,之后通过RIE法将半导体膜除去,从而使在TFT的栅极电极G上的第2绝缘膜26的表面残留有半导体层19。
接着,在透明基板11上将由AI合金层以及Mo层的复层构造组成的导电物质层进行成膜。其中,Mo层虽不是必需的,但由于Al合金层和ITO等的透明导电材料的粘合性不太好,所以最好形成Mo层。并且如图1及图4F所示,将信号线17、源极电极S、漏极电极D、辅助电容上侧电极18b形成图形。多条信号线17向与扫描线16垂直的方向延伸。源极电极S从信号线17延伸设置并和半导体层19连接。辅助电容上侧电极18b位于辅助电容下侧电极18a之上的第2绝缘膜26的表面。漏极电极D的一端和半导体层19连接。这样,在透明基板11的扫描线16和信号线17的交叉部附近,形成有成为开关元件的TFT。其中,这里例示了将辅助电容上侧电极18b和漏极电极D一体形成的例子。但是也可以分别设置辅助电容上侧电极18b和漏极电极D。
再有,如图5A所示,为了覆盖这些各种布线,在透明基板11上将作为钝化膜的第3绝缘膜28进行成膜。第3绝缘膜28是为了表面的稳定化而设置的,是由无机绝缘性材料(例如氮化硅)组成。
接着,如图5B所示,为了将阵列基板13的表面平坦化,形成层间绝缘层29。并且在接下来的工序中,由于在辅助电容上侧电极18b之上的层间绝缘膜和位于端子部41之上的层间绝缘膜上形成接触孔30、接触孔43,因此形成接触孔30、接触孔43处的层间绝缘膜29被去除掉。该层间绝缘膜29由聚酰亚胺等有机绝缘材料组成。
之后,如图5C所示,在位于辅助电容上侧电极18b上的绝缘膜上形成接触孔30,并在位于端子部41上的绝缘膜上形成接触孔43。
在形成接触孔30和43时,辅助电容上侧电极18b的表面只被第3绝缘膜28所覆盖。另一方面,端子部41的表面被第2绝缘膜26以及第3绝缘膜28的两层膜所覆盖(参照图5B)。因此,如图6A所示,辅助电容上侧电极18b上的绝缘膜的厚度d1等于第3绝缘膜28的厚度2500
Figure C200710107367D0020134919QIETU
,而端子部41上的绝缘膜的厚度d2等于第2绝缘膜26的厚度(1000
Figure C200710107367D0020134925QIETU
)和第3绝缘膜28的厚度(2500
Figure C200710107367D0020134930QIETU
)之和的3500。另外,图6A的目的是将此时的辅助电容上侧电极18b上的绝缘膜厚度d1和端子部41上的绝缘膜厚度d2之间的关系和后述的比较例进行对比。
这里,当位于辅助电容上侧电极18b上的第3绝缘膜28的蚀刻结束时,辅助电容上侧电极18b被露出(参照图5C)。另一方面,这时,在端子部41处,虽然端子部上的第3绝缘膜28的蚀刻结束了,但是端子部41上还残留着第2绝缘膜26。如果这样继续对残留在端子部41上的第2绝缘膜26进行蚀刻的话,其间,辅助电容上侧电极18b将继续被曝露在蚀刻的氛围中。
但是,由于和现有的作为栅极绝缘膜而发挥功能的层的厚度相比,第2绝缘膜26的厚度非常薄,所以,其暴露时间变短。因此辅助电容上侧电极18b以及位于其下部的第2绝缘膜26受到的损伤就少。
并且,当端子部41表面的第2绝缘膜26的蚀刻结束后,如图5C所示,在辅助电容上侧电极18b上形成有接触孔30,在端子部41上形成有接触孔43。这时,在端子部41处,在第1绝缘膜25上所形成的开口部42的边缘成为被第2绝缘膜26所覆盖的形状。并且第2绝缘膜26和第3绝缘膜28的位于接触孔43的剖面成为一个面。这样,在接触孔43处,由于第2绝缘膜26和第3绝缘膜28的端部形成成为一个面的剖面形状,所以当后述的透明导电材料被涂敷时,难以发生断线等情况。
另外,作为形成该接触孔30接触孔43时的蚀刻方法,最好用PE法进行。通常,为了形成接触孔30,在蚀刻位于辅助电容上侧电极18b上的第3绝缘膜28时,使用RIE法。这是因为RIE法具有强烈的各向异性。当蚀刻第3绝缘膜28时,一边将其上的抗蚀剂逐渐地削掉并一边进行蚀刻。因此,如图7A所示的锥度形成在第3绝缘膜28上。这样如果有第3绝缘膜28的上表面和侧面的夹角(用虚线圆圈围着的角)成为钝角的锥度的话,在接触孔30上形成成为像素电极的透明电极材料时,在第3绝缘膜28的上表面和侧面的夹角处就难以产生透明电极材料的切口。但是,如果采用RIE法的话,就会如图7A所示那样,也蚀刻辅助电容上侧电极18b等,对辅助电容上侧电极18b产生损伤。这时,如果辅助电容上侧电极18b下部的绝缘膜厚的话就没有问题。
但是,在位于辅助电容上侧电极18b下部的第2绝缘膜26变得非常薄的实施例的构成中,由于辅助电容上侧电极18b的损伤,有可能在辅助电容下侧电极18a和辅助电容上侧电极18b之间发生短路。因此,在该实施例中取代RIE法而使用PE法。根据具有各向同性的PE法,如图7B所示,第2绝缘膜28的上表面和侧面的夹角(用虚线圆圈围着的角)虽呈几乎垂直的状态,但是可以减低辅助电容上侧电极18b的损伤。
接着,在透明基板整体,形成由例如ITO组成的透明电极材料。并且如图5D所示,通过蚀刻在每1个像素区域形成像素电极20。并且,在端子部41上也形成用于外部连接的导电性端子44。另外,像素电极20,为了防止漏光,最好是设置为像素电极20的一部分位于扫描线16以及信号线17的上方,并且邻接的像素电极20之间为非连接状态。通过以上工序来制造实施例的阵列基板13。
通过上述制造方法而形成的阵列基板13的辅助电容,辅助电容下侧电极18a相当于作为电容器的一方的电极,而辅助电容上侧电极18b相当于作为电容器的另一方的电极。另外,在辅助电容下侧电极18a和辅助电容上侧电极18b之间配置的第2绝缘膜26相当于电容器的电介质。
由该第2绝缘膜26组成的电介质的厚度可以是500~1500,比现在使用的栅极绝缘膜的厚度2500~4500
Figure C200710107367D0022135011QIETU
要薄很多,因此即使不扩大辅助电容下侧电极18a的面积也可以大幅度地增大辅助电容。另外,由于栅极电极G以及扫描线16是被由第1绝缘膜25和第2绝缘膜26的层压体组成的栅极绝缘膜所覆盖的,所以可充分确保绝缘性以及耐绝缘破坏性。
另外,在该实施例中,在蚀刻存在于辅助电容下侧电极18a上的第1绝缘膜25时,也同时蚀刻并除去存在于端子部41上的第1绝缘膜25。因此,在透明基板11的表面整体上形成第3绝缘膜28时,端子部41上的绝缘膜成为第2绝缘膜26和第3绝缘膜28的两层构造(参照图5A)。这时,如果第2绝缘膜26的厚度较薄,当蚀刻辅助电容上侧电极18b上的第3绝缘膜28时,即使除去端子部41上的第2绝缘膜26以及第3绝缘膜28,辅助电容上侧电极18b曝露在蚀刻氛围下的时间也会变短。这样,辅助电容上侧电极18b以及其下部的第2绝缘膜26所受到的损伤会减少。并且,辅助电容下侧电极18a和辅助电容上侧电极18b之间的短路受到抑制,所以可以得到可靠性高的液晶显示装置10。
比较例:
在实施例中表示了下述例子,即当蚀刻设置在辅助电容下侧电极18a表面的第1绝缘膜25时,也同时蚀刻了设置在端子部41表面的第1绝缘膜25(参照图4D)。为了能够明确地确认实施例的效果,作为比较例,列出了当蚀刻设置在辅助电容形成区域18a表面的第1绝缘膜25时,不蚀刻设置在端子部41表面的第1绝缘膜25的示例。另外,除这一点之外,其他的和实施例的工序同样制作了阵列基板13。
将这时的比较例的构成和图6A并列显示在图6B中,其中图6A是对应实施例的图5B的图。将图6A所示的构成和图6B所示的构成进行对比可以明确地知道,图6B的比较例中,端子部41的表面是被第1绝缘膜25、第2绝缘膜26以及第3绝缘膜28的三层膜所覆盖。对于此,在图6A的实施例中,端子部41的表面是被第2绝缘膜26以及第3绝缘膜28的两层膜所覆盖。
因此,在图6B的比较例的情况下,端子部41上的绝缘膜的总厚度d3为6500
Figure C200710107367D0023135059QIETU
,是第1绝缘膜25(厚度3000
Figure C200710107367D0023135108QIETU
)、第2绝缘膜26(厚度1000
Figure C200710107367D0023135104QIETU
)以及第3绝缘膜28(厚度2500
Figure C200710107367D0023135115QIETU
)的总和。并且辅助电容上侧电极18b上的绝缘膜的厚度d1和实施例的情况相同,为2500
Figure C200710107367D0023135119QIETU
所以,在比较例中,当同时形成接触孔30和接触孔43时,且辅助电容上侧电极18b上的绝缘膜(厚度为2500的第3绝缘膜28)全部被蚀刻且露出辅助电容上侧电极18b时,端子部41上还残留着第1绝缘膜25(厚度为3000
Figure C200710107367D0023135135QIETU
)以及第2绝缘膜26(厚度为1000
Figure C200710107367D0023135129QIETU
)共两个绝缘膜(厚度为4000
Figure C200710107367D0023135139QIETU
)。
另一方面,在实施例中,当辅助电容上侧电极18b上的绝缘膜(厚度为2500
Figure C200710107367D0023135146QIETU
的第3绝缘膜28)被全部蚀刻时,在端子部41上只残留有第2绝缘膜(厚度为1000
Figure C200710107367D0024135157QIETU
)。因此,在实施例以及比较例中,如果在辅助电容上侧电极18b露出后还继续对端子部41上所残留的绝缘膜进行蚀刻的话,比起实施例,比较例在更长的时间里,辅助电容上侧电极18b曝露在蚀刻的氛围中。因此,辅助电容上侧电极18b和其下的第2绝缘膜26受到的损伤被积累,造成辅助电容下侧电极18a和辅助电容上侧电极18b之间的短路增大。
另外,在所述实施例中表示了以下例子,即,使用了由Al层18a1以及Mo层18a2所组成的扫描线16和栅极电极G或辅助电容线18,但并不仅限于此,也可以不设置Mo层18a2,进一步,作为AI层18a1,作为扫描线和辅助电容线也可以使用通常使用的Al层和其他的Al合金层。
另外,在所述的实施例中,对第1绝缘膜25、第2绝缘膜26以及第3绝缘膜28例示了均由氮化硅组成的例子,但也可以使其由氧化硅或氧化铝组成。但是,如果从绝缘性来看的话,第2绝缘膜26以及第3绝缘膜28最好是由氮化硅组成。
如以上所述,根据本发明的液晶显示装置,可以抑制形成辅助电容的辅助电容下侧电极18a和辅助电容上侧电极18b之间的短路,还可以增大辅助电容,所以可以降低显示不良。
另外,在本发明中,如果在像素电极20和层间绝缘层29之间或像素电极20的表面设置由光反射材料组成的反射板,则也可以作为半透射型或反射型的液晶显示装置。即,当作为半透射型的液晶显示装置时,可以将反射板设置在俯视时反射板和TFT以及辅助电容下侧电极18a重叠的区域,另外,当作为反射型的液晶显示装置时,可以将发射板设置在和像素电极重叠的区域。这时,如果在设置反射板的层间绝缘层29的表面形成细微的凹凸,反射部的视角会变宽,因而优选。

Claims (8)

1、一种液晶显示装置,包括:多条信号线以及多条扫描线,以矩阵状配置在透明基板上;像素区域,由所述信号线以及所述扫描线所区分的区域组成;多条辅助电容线,与所述扫描线平行设置,在每个所述像素区域具有辅助电容电极部;辅助电容上侧电极,对应所述辅助电容电极部而设置;薄膜晶体管,设置在每个所述像素区域;像素电极,和所述薄膜晶体管的漏极电极形成电连接;端子部,设置在所述透明基板上,输入来自外部的信号;第1绝缘膜、第2绝缘膜、第3绝缘膜,形成在所述透明基板上,所述液晶显示装置,其特征在于,
所述第2绝缘膜为,其膜厚比所述第1绝缘膜薄;
在所述辅助电容电极部,所述第1绝缘膜具有窗部,所述第2绝缘膜覆盖所述窗部并被覆在所述第1绝缘膜的表面,所述辅助电容上侧电极设置在所述第2绝缘膜的表面,在所述辅助电容上侧电极的表面形成有所述第3绝缘膜,在所述第3绝缘膜上形成有辅助电容用接触孔,所述辅助电容上侧电极和所述像素电极通过所述辅助电容用接触孔形成电连接;
在所述端子部,在被层压的所述第1绝缘膜、所述第2绝缘膜和所述第3绝缘膜上形成有端子部用接触孔,在所述端子部用接触孔处,所述第2绝缘膜覆盖所述第1绝缘膜的开口部的边缘。
2、如权利要求1所述的液晶显示装置,其特征在于,所述第1绝缘膜以及第2绝缘膜的合计厚度为
Figure C200710107367C00021
所述第2绝缘膜的厚度为
Figure C200710107367C00022
3、如权利要求1所述的液晶显示装置,其特征在于,所述辅助电容上侧电极是通过使所述漏极电极在所述辅助电容电极部的所述第2绝缘膜上延伸而形成的。
4、一种液晶显示装置,包括:多条信号线以及多条扫描线,以矩阵状配置在透明基板上;像素区域,由所述信号线以及所述扫描线所区分的区域组成;多条辅助电容线,与所述扫描线平行设置,在每个所述像素区域具有辅助电容电极部;辅助电容上侧电极,对应所述辅助电容电极部而设置;薄膜晶体管,设置在每个所述像素区域;像素电极,和所述薄膜晶体管的漏极电极形成电连接;端子部,设置在所述透明基板上,输入来自外部的信号;第1绝缘膜、第2绝缘膜、第3绝缘膜,形成在所述透明基板上,所述液晶显示装置,其特征在于,
所述第2绝缘膜为,其膜厚比所述第1绝缘膜薄;
在所述辅助电容电极部,所述第1绝缘膜具有窗部,所述第2绝缘膜覆盖所述窗部并被覆在所述第1绝缘膜的表面,所述辅助电容上侧电极设置在第2绝缘膜的表面,在所述辅助电容上侧电极的表面形成有所述第3绝缘膜,在所述第3绝缘膜上形成有辅助电容用接触孔,所述辅助电容上侧电极和所述像素电极通过所述辅助电容用接触孔形成电连接;
在所述端子部,在被层压的所述第1绝缘膜、所述第2绝缘膜和所述第3绝缘膜上形成有端子部用接触孔,在所述端子部用接触孔处,所述第1绝缘膜的开口部是和所述辅助电容电极部的所述第1绝缘膜的所述窗部同时形成的。
5、一种液晶显示装置的制造方法,该液晶显示装置包括:多条信号线以及多条扫描线,以矩阵状配置在透明基板上;像素区域,由所述信号线以及所述扫描线所区分的区域组成;多条辅助电容线,与所述扫描线平行设置,在每个所述像素区域具有辅助电容电极部;薄膜晶体管,设置在每个所述像素区域;像素电极,和所述薄膜晶体管的漏极电极形成电连接;端子部,设置在所述透明基板的***部,输入来自外部的信号,所述液晶显示装置的制造方法,其特征在于,包括以下工序:
在所述透明基板的表面整体形成导电性金属层后,蚀刻所述导电性金属层,并分别形成所述薄膜晶体管的栅极电极、所述扫描线、所述辅助电容线、所述端子部的工序;
形成第1绝缘膜以覆盖所述透明基板的表面整体之后,将存在于所述辅助电容电极部之上和所述端子部之上的所述第1绝缘膜进行蚀刻的工序;
形成比所述第1绝缘膜薄的第2绝缘膜以覆盖所述透明基板的表面整体的工序;
在所述第2绝缘膜的表面形成覆盖所述薄膜晶体管栅极电极的上部的半导体层的工序;
在所述第2绝缘膜的表面形成所述信号线、所述薄膜晶体管的源极电极以及漏极电极、位于所述辅助电容电极部的上方的辅助电容上侧电极的工序;
在所述透明基板的表面整体覆盖第3绝缘膜之后,蚀刻所述辅助电容上侧电极上的第3绝缘膜、所述端子部上的所述第2绝缘膜以及第3绝缘膜,并形成辅助电容用的接触孔和端子部用的接触孔的工序;
通过所述辅助电容用的接触孔,对所述像素电极和所述辅助电容上侧电极进行电连接的工序。
6、如权利要求5所述的液晶显示装置的制造方法,其特征在于,所述第1绝缘膜以及第2绝缘膜的合计厚度为
Figure C200710107367C00051
所述第2绝缘膜的厚度为
7、如权利要求5所述的液晶显示装置的制造方法,其特征在于,通过使所述薄膜晶体管的漏极电极在所述辅助电容电极部的所述第2绝缘膜上延伸,从而形成所述辅助电容上侧电极。
8、如权利要求5所述的液晶显示装置的制造方法,其特征在于,形成所述辅助电容用的接触孔和所述端子部用的接触孔的工序中的蚀刻,是通过等离子蚀刻法进行的。
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