JP2000250025A - 反射型液晶表示装置及びその製造方法並びに反射型液晶表示装置の製造用マスク - Google Patents
反射型液晶表示装置及びその製造方法並びに反射型液晶表示装置の製造用マスクInfo
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- JP2000250025A JP2000250025A JP11047543A JP4754399A JP2000250025A JP 2000250025 A JP2000250025 A JP 2000250025A JP 11047543 A JP11047543 A JP 11047543A JP 4754399 A JP4754399 A JP 4754399A JP 2000250025 A JP2000250025 A JP 2000250025A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 低電力駆動が可能で表示品位に優れた高開口
率の反射型液晶表示装置を簡易なプロセスで安定的に得
る。 【解決手段】 感光性を有する絶縁性樹脂をゲート電極
配線２、ソース電極配線７及びＴＦＴ等に起因する段差
を解消するように平坦に塗布し、露光量を変えて露光、
現像することにより、画素領域内に非分離パターンであ
る適度な凹凸を、ＴＦＴのドレイン電極８上に分離パタ
ーンであるコンタクトホール１２を有する層間絶縁膜１
１を形成する。絶縁性樹脂の露光は、非分離パターンと
分離パターンを異なるマスクに配置した分割露光により
行い、非分離パターンを分離パターンの露光量に対して
２０〜８０％内の所定の露光量で露光する。例えば、こ
こではｈ線のステッパー露光機を用い、コンタクトホー
ル１２部を４００mj／cm2 で、画素領域内の凹凸を１６
０mj／cm2 で露光した。
率の反射型液晶表示装置を簡易なプロセスで安定的に得
る。 【解決手段】 感光性を有する絶縁性樹脂をゲート電極
配線２、ソース電極配線７及びＴＦＴ等に起因する段差
を解消するように平坦に塗布し、露光量を変えて露光、
現像することにより、画素領域内に非分離パターンであ
る適度な凹凸を、ＴＦＴのドレイン電極８上に分離パタ
ーンであるコンタクトホール１２を有する層間絶縁膜１
１を形成する。絶縁性樹脂の露光は、非分離パターンと
分離パターンを異なるマスクに配置した分割露光により
行い、非分離パターンを分離パターンの露光量に対して
２０〜８０％内の所定の露光量で露光する。例えば、こ
こではｈ線のステッパー露光機を用い、コンタクトホー
ル１２部を４００mj／cm2 で、画素領域内の凹凸を１６
０mj／cm2 で露光した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、外部より入射した
光を反射させ表示を行う反射型液晶表示装置及びその製
造方法に関する。
光を反射させ表示を行う反射型液晶表示装置及びその製
造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】液晶表示装置は、ＣＲＴに代わるフラッ
トパネルディスプレイの一つとして活発に研究開発が行
われており、特に消費電力が小さいことや薄型であると
いう特徴を生かして、電池駆動の小型ＴＶ、ノートブッ
ク型コンピュータ、カーナビゲーション及び携帯端末機
器等として実用化されている。液晶表示装置の駆動方法
として、高品質表示であることから薄膜トランジスタ
（以下ＴＦＴと記す）をスイッチング素子に用いたアク
ティブマトリクス型ＴＦＴアレイが主として用いられて
いる。ディスプレイの構成としては、透過型と反射型の
ものがあり、反射型のものは透過型のようなバックライ
ト光源が不要であることから低消費電力が実現でき、携
帯端末等の用途として極めて適していると言える。この
反射型液晶表示装置は、格子状に設けられた走査線及び
信号線、ＴＦＴ、反射画素電極等を備えた第一の絶縁性
基板と、カラーフィルタ、ブラックマトリクス及び対向
電極等を備えた第二の絶縁性基板を対向させ、これらの
基板間に液晶を配置するよう構成されている。
トパネルディスプレイの一つとして活発に研究開発が行
われており、特に消費電力が小さいことや薄型であると
いう特徴を生かして、電池駆動の小型ＴＶ、ノートブッ
ク型コンピュータ、カーナビゲーション及び携帯端末機
器等として実用化されている。液晶表示装置の駆動方法
として、高品質表示であることから薄膜トランジスタ
（以下ＴＦＴと記す）をスイッチング素子に用いたアク
ティブマトリクス型ＴＦＴアレイが主として用いられて
いる。ディスプレイの構成としては、透過型と反射型の
ものがあり、反射型のものは透過型のようなバックライ
ト光源が不要であることから低消費電力が実現でき、携
帯端末等の用途として極めて適していると言える。この
反射型液晶表示装置は、格子状に設けられた走査線及び
信号線、ＴＦＴ、反射画素電極等を備えた第一の絶縁性
基板と、カラーフィルタ、ブラックマトリクス及び対向
電極等を備えた第二の絶縁性基板を対向させ、これらの
基板間に液晶を配置するよう構成されている。
【０００３】反射型液晶表示装置の表示特性向上には、
液晶表示パネルの画素部の有効表示面積を大きくし、光
の利用効率を高めること、すなわち画素の高開口率化が
有効である。高開口率画素のＴＦＴアレイを得る方法と
しては、走査線、信号線及びＴＦＴに起因する段差を解
消する十分な厚さのある絶縁性樹脂からなる層間絶縁膜
を形成し、この層間絶縁膜上に、前述の走査線及び信号
線等と重畳させて広い面積で画素電極を形成し、層間絶
縁膜に設けられたコンタクトホールにより画素電極とＴ
ＦＴのドレイン電極とを接続する方法が有効である。こ
の方法によれば、基板の凹凸に起因するラビング時の不
良も防止することができる。一方、光の利用効率を高め
る方法としては、入射光側に散乱フィルム（前方散乱板
方式）を施さないで、前述の第一の絶縁性基板に良好な
指向性を有する散乱光が得られる反射膜兼画素電極を設
ける方法が提案されている。これは、反射膜兼画素電極
の表面に適度な凹凸を設けることで良好な散乱光を得る
ものである。この構造を用い、フォトリソグラフィ法に
て、感光性を有する絶縁性樹脂表面に凹凸を形成した反
射型液晶表示装置が特開平９−９０４２６号公報に開示
されている。
液晶表示パネルの画素部の有効表示面積を大きくし、光
の利用効率を高めること、すなわち画素の高開口率化が
有効である。高開口率画素のＴＦＴアレイを得る方法と
しては、走査線、信号線及びＴＦＴに起因する段差を解
消する十分な厚さのある絶縁性樹脂からなる層間絶縁膜
を形成し、この層間絶縁膜上に、前述の走査線及び信号
線等と重畳させて広い面積で画素電極を形成し、層間絶
縁膜に設けられたコンタクトホールにより画素電極とＴ
ＦＴのドレイン電極とを接続する方法が有効である。こ
の方法によれば、基板の凹凸に起因するラビング時の不
良も防止することができる。一方、光の利用効率を高め
る方法としては、入射光側に散乱フィルム（前方散乱板
方式）を施さないで、前述の第一の絶縁性基板に良好な
指向性を有する散乱光が得られる反射膜兼画素電極を設
ける方法が提案されている。これは、反射膜兼画素電極
の表面に適度な凹凸を設けることで良好な散乱光を得る
ものである。この構造を用い、フォトリソグラフィ法に
て、感光性を有する絶縁性樹脂表面に凹凸を形成した反
射型液晶表示装置が特開平９−９０４２６号公報に開示
されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開平９−９０４２６号公報では、凹凸用パターンとコン
タクトホール用パターンの両方が形成されたマスクを用
い、それらの寸法差で現像時の溶解速度を変えることに
より凹凸パターンとコンタクトホールパターンを同時に
形成する方法が記載されているが、コンタクトホールを
形成するとともに樹脂表面に良好な散乱光が得られる反
射膜用の凹凸を安定的に得ることは非常に難しい。さら
に、鏡面反射が無い良好な散乱光を得るためには、凹凸
パターンにある程度の大きさが必要であり、その溶解速
度はコンタクトホールパターン溶解速度とほとんど差が
無いため、凹凸パターンとコンタクトホールパターンを
区別して形成することは非常に困難である。
開平９−９０４２６号公報では、凹凸用パターンとコン
タクトホール用パターンの両方が形成されたマスクを用
い、それらの寸法差で現像時の溶解速度を変えることに
より凹凸パターンとコンタクトホールパターンを同時に
形成する方法が記載されているが、コンタクトホールを
形成するとともに樹脂表面に良好な散乱光が得られる反
射膜用の凹凸を安定的に得ることは非常に難しい。さら
に、鏡面反射が無い良好な散乱光を得るためには、凹凸
パターンにある程度の大きさが必要であり、その溶解速
度はコンタクトホールパターン溶解速度とほとんど差が
無いため、凹凸パターンとコンタクトホールパターンを
区別して形成することは非常に困難である。
【０００５】また、特開平７−１９８９１９号公報で
は、光の透過量が制御された露光マスクを用い、光量を
感光性膜の深さ方向で多段に変化させて露光し、表面に
凹凸を有する反射板の形成方法が開示されている。しか
しながら、良好な散乱特性を得るためには平らな部分を
無くする必要があり、例えば１２. １ＳＶＧＡアレイの
場合、１画素内に２００〜３００程度の凹凸が必要であ
る。総画素数１４４万画素に対し、反射斑を無くすため
凹凸の画素間形状を均一にする必要があり、上記の条件
を満たす露光を行うことが可能なマスクは非常に高価で
あり、且つそのようなマスクを製造することは非常に困
難である。さらに、露光現像された樹脂は熱処理される
が、この熱処理によって樹脂は流動化し、樹脂の物性値
から決まる固有の形状になるため、多段に露光量を変え
て凹凸を形成しても、隣接する微小な凹凸は淘汰されて
しまうという問題がある。
は、光の透過量が制御された露光マスクを用い、光量を
感光性膜の深さ方向で多段に変化させて露光し、表面に
凹凸を有する反射板の形成方法が開示されている。しか
しながら、良好な散乱特性を得るためには平らな部分を
無くする必要があり、例えば１２. １ＳＶＧＡアレイの
場合、１画素内に２００〜３００程度の凹凸が必要であ
る。総画素数１４４万画素に対し、反射斑を無くすため
凹凸の画素間形状を均一にする必要があり、上記の条件
を満たす露光を行うことが可能なマスクは非常に高価で
あり、且つそのようなマスクを製造することは非常に困
難である。さらに、露光現像された樹脂は熱処理される
が、この熱処理によって樹脂は流動化し、樹脂の物性値
から決まる固有の形状になるため、多段に露光量を変え
て凹凸を形成しても、隣接する微小な凹凸は淘汰されて
しまうという問題がある。
【０００６】本発明は、上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、低電力駆動が可能で表示品位に
優れた高開口率ＴＦＴアレイ基板を、簡易なプロセスで
安定的に得ることが可能な反射型液晶表示装置の製造方
法を提供することを目的とする。
ためになされたもので、低電力駆動が可能で表示品位に
優れた高開口率ＴＦＴアレイ基板を、簡易なプロセスで
安定的に得ることが可能な反射型液晶表示装置の製造方
法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明に係わる反射型液
晶表示装置の製造方法は、絶縁性基板上に複数本の走査
線と、この走査線と交差する複数本の信号線と、走査線
及び信号線によって区画された個々の画素領域にスイッ
チング素子を形成する工程と、基板上に、感光性を有す
る絶縁性樹脂を走査線、信号線及びスイッチング素子等
に起因する段差を解消するように平坦に塗布し、露光量
を変えて露光、現像することにより、画素領域内に非分
離パターンである適度な凹凸を、スイッチング素子のド
レイン電極上に分離パターンであるコンタクトホールを
有する層間絶縁膜を形成する工程と、層間絶縁膜上にＡ
ｌ等の高反射膜を成膜後、パターニングし、個々の画素
領域に整合した位置に層間絶縁膜による凹凸を有し、コ
ンタクトホールを介してスイッチング素子と電気的に接
続された反射画素電極を形成する工程を含んで製造する
ようにしたものである。また、層間絶縁膜を形成する工
程において、絶縁性樹脂の露光は、非分離パターンと分
離パターンを異なるマスクに配置した分割露光により行
い、非分離パターンを分離パターンの露光量に対して２
０〜８０％内の所定の露光量で露光するものである。
晶表示装置の製造方法は、絶縁性基板上に複数本の走査
線と、この走査線と交差する複数本の信号線と、走査線
及び信号線によって区画された個々の画素領域にスイッ
チング素子を形成する工程と、基板上に、感光性を有す
る絶縁性樹脂を走査線、信号線及びスイッチング素子等
に起因する段差を解消するように平坦に塗布し、露光量
を変えて露光、現像することにより、画素領域内に非分
離パターンである適度な凹凸を、スイッチング素子のド
レイン電極上に分離パターンであるコンタクトホールを
有する層間絶縁膜を形成する工程と、層間絶縁膜上にＡ
ｌ等の高反射膜を成膜後、パターニングし、個々の画素
領域に整合した位置に層間絶縁膜による凹凸を有し、コ
ンタクトホールを介してスイッチング素子と電気的に接
続された反射画素電極を形成する工程を含んで製造する
ようにしたものである。また、層間絶縁膜を形成する工
程において、絶縁性樹脂の露光は、非分離パターンと分
離パターンを異なるマスクに配置した分割露光により行
い、非分離パターンを分離パターンの露光量に対して２
０〜８０％内の所定の露光量で露光するものである。
【０００８】また、層間絶縁膜を形成する工程におい
て、絶縁性樹脂の露光に、ガラス等の基材に紫外線を２
０〜８０％内の所定の値でカットする紫外線フィルター
層を含む２層以上の遮光材を有し、紫外線フィルター層
は、画素領域に整合した位置のマスクパターン開口部に
配置したマスクを用いたものである。また、本発明に係
わる反射型液晶表示装置は、上記のいずれかに記載の方
法によって製造されたものである。また、本発明に係わ
る反射型液晶表示装置の製造用マスクは、格子状に設け
られた走査線及び信号線、ＴＦＴ、層間絶縁膜及び反射
画素電極等を備えた第一の絶縁性基板と、カラーフィル
ター及び対向電極等を備えた第二の絶縁性基板を対向さ
せ、これらの基板間に液晶を配置してなる反射型液晶表
示装置の製造用マスクにおいて、ガラス等の基材に紫外
線を２０〜８０％内の所定の値でカットする紫外線フィ
ルター層を含む２層以上の遮光材を備え、上記紫外線フ
ィルター層を画素領域に整合した位置のマスクパターン
開口部に配置したものである。さらに、紫外線フィルタ
ー層としてａ−Ｓｉ膜、紫外線を完全に遮光する遮光材
としてＣｒ／ＣｒＯX 膜を用いたものである。
て、絶縁性樹脂の露光に、ガラス等の基材に紫外線を２
０〜８０％内の所定の値でカットする紫外線フィルター
層を含む２層以上の遮光材を有し、紫外線フィルター層
は、画素領域に整合した位置のマスクパターン開口部に
配置したマスクを用いたものである。また、本発明に係
わる反射型液晶表示装置は、上記のいずれかに記載の方
法によって製造されたものである。また、本発明に係わ
る反射型液晶表示装置の製造用マスクは、格子状に設け
られた走査線及び信号線、ＴＦＴ、層間絶縁膜及び反射
画素電極等を備えた第一の絶縁性基板と、カラーフィル
ター及び対向電極等を備えた第二の絶縁性基板を対向さ
せ、これらの基板間に液晶を配置してなる反射型液晶表
示装置の製造用マスクにおいて、ガラス等の基材に紫外
線を２０〜８０％内の所定の値でカットする紫外線フィ
ルター層を含む２層以上の遮光材を備え、上記紫外線フ
ィルター層を画素領域に整合した位置のマスクパターン
開口部に配置したものである。さらに、紫外線フィルタ
ー層としてａ−Ｓｉ膜、紫外線を完全に遮光する遮光材
としてＣｒ／ＣｒＯX 膜を用いたものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】実施の形態１．以下に、本発明の
実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本実施
の形態における反射型液晶表示装置を構成するＴＦＴア
レイ基板を示す部分平面図、図２は、本実施の形態にお
けるＴＦＴアレイ基板の製造工程の一部を示す部分断面
図である。図において、１は例えばガラス基板等の絶縁
性基板、２は絶縁性基板１上に行方向に形成された走査
線であるゲート電極配線、２ａはゲート電極、３は共通
電極配線、４はゲート絶縁膜、５はゲート電極配線２及
び後述のソース電極配線によって区画された個々の画素
領域に形成されたスイッチング素子であるＴＦＴの半導
体層となるアモルファスシリコン膜（以下、ａ−Ｓｉ膜
と記す）、６は上記ＴＦＴのオーミックコンタクト層と
なる不純物をドープした低抵抗アモルファスシリコン膜
（以下、ｎ+ −ａ−Ｓｉ膜と記す）、７は絶縁性基板１
上に列方向に形成された信号線であるソース電極配線、
７ａはソース電極、８はドレイン電極、９はＴＦＴのチ
ャネル部、１０はＴＦＴを保護するパッシベーション
膜、１１はゲート電極配線２、ソース電極配線７及びＴ
ＦＴに起因する段差を解消すると共に、表面に意図的に
凹凸が形成された層間絶縁膜、１２は層間絶縁膜１１に
設けられたコンタクトホール、１３は層間絶縁膜１１上
に形成され、コンタクトホール１２を介してＴＦＴのド
レイン電極８と接続される反射画素電極である。
実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本実施
の形態における反射型液晶表示装置を構成するＴＦＴア
レイ基板を示す部分平面図、図２は、本実施の形態にお
けるＴＦＴアレイ基板の製造工程の一部を示す部分断面
図である。図において、１は例えばガラス基板等の絶縁
性基板、２は絶縁性基板１上に行方向に形成された走査
線であるゲート電極配線、２ａはゲート電極、３は共通
電極配線、４はゲート絶縁膜、５はゲート電極配線２及
び後述のソース電極配線によって区画された個々の画素
領域に形成されたスイッチング素子であるＴＦＴの半導
体層となるアモルファスシリコン膜（以下、ａ−Ｓｉ膜
と記す）、６は上記ＴＦＴのオーミックコンタクト層と
なる不純物をドープした低抵抗アモルファスシリコン膜
（以下、ｎ+ −ａ−Ｓｉ膜と記す）、７は絶縁性基板１
上に列方向に形成された信号線であるソース電極配線、
７ａはソース電極、８はドレイン電極、９はＴＦＴのチ
ャネル部、１０はＴＦＴを保護するパッシベーション
膜、１１はゲート電極配線２、ソース電極配線７及びＴ
ＦＴに起因する段差を解消すると共に、表面に意図的に
凹凸が形成された層間絶縁膜、１２は層間絶縁膜１１に
設けられたコンタクトホール、１３は層間絶縁膜１１上
に形成され、コンタクトホール１２を介してＴＦＴのド
レイン電極８と接続される反射画素電極である。
【００１０】次に、本実施の形態におけるＴＦＴアレイ
基板の製造方法を図２を用いて説明する。まず、絶縁性
基板１上にスパッタ法等を用いてＣｒを成膜し、フォト
リソグラフィ法にて複数本のゲート電極配線２及び共通
電極配線３を形成する。次に、プラズマＣＶＤ法等を用
いて窒化シリコンからなるゲート絶縁膜４、ａ−Ｓｉ膜
５、ｎ+ −ａ−Ｓｉ膜６を順次成膜し、フォトリソグラ
フィ法を用いてａ−Ｓｉ膜５、ｎ+ −ａ−Ｓｉ膜６をパ
ターニングしてＴＦＴの半導体層を形成する。さらに、
スパッタリング法、フォトリソグラフィ法により、ゲー
ト電極配線２と交差する複数本のソース電極配線７、ド
レイン電極８並びにＴＦＴのチャネル部９を形成し、ゲ
ート電極配線２及びソース電極配線７によって区画され
た個々の画素領域にＴＦＴを形成する。なお、ドレイン
電極８の一端は、無機絶縁膜であるゲート絶縁膜４を挟
み、後に形成される反射画素電極１３のエリア内で、下
層に低抵抗金属で形成された共通電極配線３と対向し、
容量（コンデンサ）を形成する構造である。さらに、Ｔ
ＦＴを保護するパッシベーション膜１０をＣＶＤ法等で
成膜する（図２（ａ））。
基板の製造方法を図２を用いて説明する。まず、絶縁性
基板１上にスパッタ法等を用いてＣｒを成膜し、フォト
リソグラフィ法にて複数本のゲート電極配線２及び共通
電極配線３を形成する。次に、プラズマＣＶＤ法等を用
いて窒化シリコンからなるゲート絶縁膜４、ａ−Ｓｉ膜
５、ｎ+ −ａ−Ｓｉ膜６を順次成膜し、フォトリソグラ
フィ法を用いてａ−Ｓｉ膜５、ｎ+ −ａ−Ｓｉ膜６をパ
ターニングしてＴＦＴの半導体層を形成する。さらに、
スパッタリング法、フォトリソグラフィ法により、ゲー
ト電極配線２と交差する複数本のソース電極配線７、ド
レイン電極８並びにＴＦＴのチャネル部９を形成し、ゲ
ート電極配線２及びソース電極配線７によって区画され
た個々の画素領域にＴＦＴを形成する。なお、ドレイン
電極８の一端は、無機絶縁膜であるゲート絶縁膜４を挟
み、後に形成される反射画素電極１３のエリア内で、下
層に低抵抗金属で形成された共通電極配線３と対向し、
容量（コンデンサ）を形成する構造である。さらに、Ｔ
ＦＴを保護するパッシベーション膜１０をＣＶＤ法等で
成膜する（図２（ａ））。
【００１１】次に、上記基板上に、感光性を有する絶縁
性樹脂をゲート電極配線２、ソース電極配線７及びＴＦ
Ｔ等に起因する段差を解消するように平坦に塗布し、露
光量を変えて露光、現像することにより、画素領域内に
非分離パターンである適度な凹凸を、ＴＦＴのドレイン
電極８上に分離パターンであるコンタクトホール１２を
有する層間絶縁膜１１を形成する。ここでは、感光性を
有する絶縁性樹脂として、低誘電率（＜４）でポジ型の
アクリル系樹脂（JSR 製PC-335、i 線、h 線感光品）を
約４μｍ塗布した。また、凹凸は、ゲート電極配線２
上、ソース電極配線７上及び上記容量形成位置の一部を
除く画素領域内に形成した。なお、本実施の形態では、
絶縁性樹脂の露光は、非分離パターンと分離パターンを
異なるマスクに配置した分割露光により行い、非分離パ
ターンを分離パターンの露光量に対して２０〜８０％内
の所定の露光量で露光した。露光装置としては、ｈ線の
ステッパー露光機を用い、コンタクトホール１２部を４
００mj／cm2 （ＵＶ光１）で、画素内の凹凸を１６０mj
／cm2 （ＵＶ光２）で露光した（図２（ｂ））。
性樹脂をゲート電極配線２、ソース電極配線７及びＴＦ
Ｔ等に起因する段差を解消するように平坦に塗布し、露
光量を変えて露光、現像することにより、画素領域内に
非分離パターンである適度な凹凸を、ＴＦＴのドレイン
電極８上に分離パターンであるコンタクトホール１２を
有する層間絶縁膜１１を形成する。ここでは、感光性を
有する絶縁性樹脂として、低誘電率（＜４）でポジ型の
アクリル系樹脂（JSR 製PC-335、i 線、h 線感光品）を
約４μｍ塗布した。また、凹凸は、ゲート電極配線２
上、ソース電極配線７上及び上記容量形成位置の一部を
除く画素領域内に形成した。なお、本実施の形態では、
絶縁性樹脂の露光は、非分離パターンと分離パターンを
異なるマスクに配置した分割露光により行い、非分離パ
ターンを分離パターンの露光量に対して２０〜８０％内
の所定の露光量で露光した。露光装置としては、ｈ線の
ステッパー露光機を用い、コンタクトホール１２部を４
００mj／cm2 （ＵＶ光１）で、画素内の凹凸を１６０mj
／cm2 （ＵＶ光２）で露光した（図２（ｂ））。
【００１２】ポジ型感光樹脂の溶解速度は、感光剤の分
解率に大きく依存する（これをＳ字カーブ特性と称す
る）ことを利用し、画素領域内の凹凸部とコンタクトホ
ール１２部の感光剤の分解率を変え、溶解速度に差を持
たせ、コンタクトホール１２が十分に解像できる時間で
現像を行い、深さＡのコンタクトホール１２と深さＢの
凹凸をそれぞれ得た（図２（ｃ））。現像液は、弱アル
カリ現像液（TMAH0.4wt%）を用いた。現像後、２００〜
２３０℃で約１時間焼成し、画素領域内に適度な凹凸
と、ＴＦＴのドレイン電極８上にコンタクトホール１２
を有する層間絶縁膜１１を形成した。以上の工程によっ
て得られた層間絶縁膜１１表面のプロファイルを触針式
膜厚計で測定し、表面形状を確認した結果を図３に示
す。図において、（ａ）はコンタクトホール部、（ｂ）
は凹凸部の形状をそれぞれ示し、図中Ａは層間絶縁膜１
１の底部である基板面を示している。このように、本実
施の形態における製造方法によれば、良好な凹凸と底部
まで分離されたコンタクトホール１２が形成されている
ことが確認できた。
解率に大きく依存する（これをＳ字カーブ特性と称す
る）ことを利用し、画素領域内の凹凸部とコンタクトホ
ール１２部の感光剤の分解率を変え、溶解速度に差を持
たせ、コンタクトホール１２が十分に解像できる時間で
現像を行い、深さＡのコンタクトホール１２と深さＢの
凹凸をそれぞれ得た（図２（ｃ））。現像液は、弱アル
カリ現像液（TMAH0.4wt%）を用いた。現像後、２００〜
２３０℃で約１時間焼成し、画素領域内に適度な凹凸
と、ＴＦＴのドレイン電極８上にコンタクトホール１２
を有する層間絶縁膜１１を形成した。以上の工程によっ
て得られた層間絶縁膜１１表面のプロファイルを触針式
膜厚計で測定し、表面形状を確認した結果を図３に示
す。図において、（ａ）はコンタクトホール部、（ｂ）
は凹凸部の形状をそれぞれ示し、図中Ａは層間絶縁膜１
１の底部である基板面を示している。このように、本実
施の形態における製造方法によれば、良好な凹凸と底部
まで分離されたコンタクトホール１２が形成されている
ことが確認できた。
【００１３】次に、コンタクトホール１２部のパッシベ
ーション膜１０をエッチングし、ドレイン電極８をコン
タクトホール１２内に露出させる。同時に、トランスフ
ァー電極を含む端子コンタクト部（図示せず）のパッシ
ベーション膜１０も除去する。さらに、層間絶縁膜１１
上にＡｌ等の高反射膜を成膜後、パターニングし、個々
の画素領域に整合した位置に層間絶縁膜１１による凹凸
を有し、コンタクトホール１２を介してＴＦＴのドレイ
ン電極８と電気的に接続された反射画素電極１３を形成
した（図２（ｄ））。以上の工程により得られたＴＦＴ
アレイ基板と、対向電極等が形成された他の絶縁性基板
の表面にそれぞれ配向膜を形成後、これらを対向させ基
板間に液晶材料を注入することにより、本実施の形態に
おける反射型液晶表示装置が完成する。
ーション膜１０をエッチングし、ドレイン電極８をコン
タクトホール１２内に露出させる。同時に、トランスフ
ァー電極を含む端子コンタクト部（図示せず）のパッシ
ベーション膜１０も除去する。さらに、層間絶縁膜１１
上にＡｌ等の高反射膜を成膜後、パターニングし、個々
の画素領域に整合した位置に層間絶縁膜１１による凹凸
を有し、コンタクトホール１２を介してＴＦＴのドレイ
ン電極８と電気的に接続された反射画素電極１３を形成
した（図２（ｄ））。以上の工程により得られたＴＦＴ
アレイ基板と、対向電極等が形成された他の絶縁性基板
の表面にそれぞれ配向膜を形成後、これらを対向させ基
板間に液晶材料を注入することにより、本実施の形態に
おける反射型液晶表示装置が完成する。
【００１４】なお、本実施の形態では反射画素電極１３
としてＡｌを用いたが、銀等の高反射膜を用いてもよ
い。また、層間絶縁膜１１を黒色等の有色樹脂で形成す
るこよにより、不要部からの反射を抑えることができ
る。さらに、層間絶縁膜１１の凹凸パターン寸法は、大
小のものをランダムに配置しても良い。また、本実施の
形態では、層間絶縁膜１１の下にパッシベーション膜１
０を設けたが、パッシベーション膜１０は設けなくても
良い。また、本実施の形態では、ステッパー方式を用い
て、露光パターン割り当てを変えた分割露光を行うた
め、従来に比べて処理能力を低下させることはない。一
括露光方式も適用可能であるが、処理能力を大きく低下
させるため適さない。
としてＡｌを用いたが、銀等の高反射膜を用いてもよ
い。また、層間絶縁膜１１を黒色等の有色樹脂で形成す
るこよにより、不要部からの反射を抑えることができ
る。さらに、層間絶縁膜１１の凹凸パターン寸法は、大
小のものをランダムに配置しても良い。また、本実施の
形態では、層間絶縁膜１１の下にパッシベーション膜１
０を設けたが、パッシベーション膜１０は設けなくても
良い。また、本実施の形態では、ステッパー方式を用い
て、露光パターン割り当てを変えた分割露光を行うた
め、従来に比べて処理能力を低下させることはない。一
括露光方式も適用可能であるが、処理能力を大きく低下
させるため適さない。
【００１５】以上のように、本実施の形態において製造
されたＴＦＴアレイ基板によれば、層間絶縁膜１１が十
分に厚く形成されているため、反射画素電極１３をゲー
ト電極配線２及びソース電極配線７と重畳させて最上層
に広い面積で形成することが可能であり、低電力で十分
に液晶駆動が可能であると共に、コントラストの高い表
示品位に優れた高開口率の反射型液晶表示装置を、簡易
なプロセスで安定的に得ることが可能である。また、表
示不良の削減による歩留まり向上のため、製造コストの
低減も可能となる。
されたＴＦＴアレイ基板によれば、層間絶縁膜１１が十
分に厚く形成されているため、反射画素電極１３をゲー
ト電極配線２及びソース電極配線７と重畳させて最上層
に広い面積で形成することが可能であり、低電力で十分
に液晶駆動が可能であると共に、コントラストの高い表
示品位に優れた高開口率の反射型液晶表示装置を、簡易
なプロセスで安定的に得ることが可能である。また、表
示不良の削減による歩留まり向上のため、製造コストの
低減も可能となる。
【００１６】実施の形態２．図４は、本発明の実施の形
態２であるＴＦＴアレイ基板の製造方法の一部を示す部
分断面図である。図において、１４は本実施の形態にて
使用されるマスクであり、１５は基材であるガラス材、
１６は紫外線フィルター層である遮光材Ａ、１７は紫外
線を完全にカットする遮光材Ｂを示している。また、図
中、ａは画素パターンエリア、ｂはコンタクトホールパ
ターンエリアを示している。なお、図中、同一、相当部
分には同一符号を付し説明を省略する。本実施の形態で
は、格子状に設けられたゲート電極配線２及びソース電
極配線７、ＴＦＴ、層間絶縁膜１１及び反射画素電極１
３等を備えた第一の絶縁性基板と、カラーフィルター及
び対向電極等を備えた第二の絶縁性基板を対向させ、こ
れらの基板間に液晶を配置してなる反射型液晶表示装置
の製造用マスクにおいて、層間絶縁膜１１を形成するた
めの絶縁性樹脂の露光に、ガラス等の基材に紫外線を２
０〜８０％内の所定の値でカットする紫外線フィルター
層を含む２層以上の遮光材（ここでは遮光材Ａ１６及び
遮光材Ｂ１７）を有し、紫外線フィルター層を画素領域
に整合した位置のマスクパターン開口部に配置したマス
ク１４を用いたものである。
態２であるＴＦＴアレイ基板の製造方法の一部を示す部
分断面図である。図において、１４は本実施の形態にて
使用されるマスクであり、１５は基材であるガラス材、
１６は紫外線フィルター層である遮光材Ａ、１７は紫外
線を完全にカットする遮光材Ｂを示している。また、図
中、ａは画素パターンエリア、ｂはコンタクトホールパ
ターンエリアを示している。なお、図中、同一、相当部
分には同一符号を付し説明を省略する。本実施の形態で
は、格子状に設けられたゲート電極配線２及びソース電
極配線７、ＴＦＴ、層間絶縁膜１１及び反射画素電極１
３等を備えた第一の絶縁性基板と、カラーフィルター及
び対向電極等を備えた第二の絶縁性基板を対向させ、こ
れらの基板間に液晶を配置してなる反射型液晶表示装置
の製造用マスクにおいて、層間絶縁膜１１を形成するた
めの絶縁性樹脂の露光に、ガラス等の基材に紫外線を２
０〜８０％内の所定の値でカットする紫外線フィルター
層を含む２層以上の遮光材（ここでは遮光材Ａ１６及び
遮光材Ｂ１７）を有し、紫外線フィルター層を画素領域
に整合した位置のマスクパターン開口部に配置したマス
ク１４を用いたものである。
【００１７】本実施の形態におけるＴＦＴアレイ基板の
製造方法を説明する。なお、絶縁性基板１上にＴＦＴを
保護するパッシベーション膜１０を成膜する工程まで
は、上記実施の形態１と同様であるため、説明を省略す
る。パッシベーション膜１０形成後、感光性を有する低
誘電率（＜４）でポジ型のアクリル系樹脂（JSR 製PC-3
35、i 線、h 線感光品）を、ゲート電極配線２、ソース
電極配線７及びＴＦＴに起因する段差を解消するように
表面を平坦に塗布し、フォトリソグラフィ法にてマスク
１４を用いて露光、現像し、ゲート電極配線２上、ソー
ス電極配線７上及び上記容量形成位置の一部を除く画素
領域内に適度の凹凸を形成し、且つドレイン電極８上に
コンタクトホールを形成する。
製造方法を説明する。なお、絶縁性基板１上にＴＦＴを
保護するパッシベーション膜１０を成膜する工程まで
は、上記実施の形態１と同様であるため、説明を省略す
る。パッシベーション膜１０形成後、感光性を有する低
誘電率（＜４）でポジ型のアクリル系樹脂（JSR 製PC-3
35、i 線、h 線感光品）を、ゲート電極配線２、ソース
電極配線７及びＴＦＴに起因する段差を解消するように
表面を平坦に塗布し、フォトリソグラフィ法にてマスク
１４を用いて露光、現像し、ゲート電極配線２上、ソー
ス電極配線７上及び上記容量形成位置の一部を除く画素
領域内に適度の凹凸を形成し、且つドレイン電極８上に
コンタクトホールを形成する。
【００１８】上記実施の形態１では、画素領域内の凹凸
とドレイン電極８上のコンタクトホールを別マスクに配
置し、露光量を変えた分割露光を行った。ｈ線の露光機
を用い、コンタクトホール部を４００mj／cm2 、画素領
域内の凹凸を１６０mj／cm2で露光することにより、良
好な凹凸とコンタクトホールが形成されることは確認さ
れている。一方、本実施の形態では、画素領域内の凹凸
パターンとコンタクトホールパターンを同一マスク１４
内に配置したものである。ａ−Ｓｉ膜厚に対するｈ線の
透過率（計算値）を図５に示す。画素パターンエリアａ
の開口部に厚さ４nmの遮光膜Ａ１６を残すと、ｈ線は５
９. ８％吸収される。このとき、コンタクトホール部を
十分に開口するために４００mj／cm2 で露光すると、画
素内の凹凸パターンエリア部の露光量は１６０mj／cm2
となり、それぞれに適した露光量が得られる。なお、マ
スク１４は、ａ−Ｓｉ膜を一部の開口部に残すか否かの
「１」「０」制御であるため、高い精度が要求されるこ
となく、安価で歩留まり良く製造できる。また、マスク
１４の構成は、紫外線フィルター機能を有する遮光材Ａ
１６、紫外線を完全に遮光する遮光材Ｂ１７を配置する
順序は問わない。また、紫外線フィルター機能を有する
遮光材Ａとして、ａ−Ｓｉ膜の他の金属薄膜を用いても
良い。さらに、紫外線を完全に遮光する遮光膜Ｂとして
は、Ｃｒ／ＣｒＯX 膜の他に、Ｍｏ、ＭｏＳｉ等の膜を
用いることもできる。
とドレイン電極８上のコンタクトホールを別マスクに配
置し、露光量を変えた分割露光を行った。ｈ線の露光機
を用い、コンタクトホール部を４００mj／cm2 、画素領
域内の凹凸を１６０mj／cm2で露光することにより、良
好な凹凸とコンタクトホールが形成されることは確認さ
れている。一方、本実施の形態では、画素領域内の凹凸
パターンとコンタクトホールパターンを同一マスク１４
内に配置したものである。ａ−Ｓｉ膜厚に対するｈ線の
透過率（計算値）を図５に示す。画素パターンエリアａ
の開口部に厚さ４nmの遮光膜Ａ１６を残すと、ｈ線は５
９. ８％吸収される。このとき、コンタクトホール部を
十分に開口するために４００mj／cm2 で露光すると、画
素内の凹凸パターンエリア部の露光量は１６０mj／cm2
となり、それぞれに適した露光量が得られる。なお、マ
スク１４は、ａ−Ｓｉ膜を一部の開口部に残すか否かの
「１」「０」制御であるため、高い精度が要求されるこ
となく、安価で歩留まり良く製造できる。また、マスク
１４の構成は、紫外線フィルター機能を有する遮光材Ａ
１６、紫外線を完全に遮光する遮光材Ｂ１７を配置する
順序は問わない。また、紫外線フィルター機能を有する
遮光材Ａとして、ａ−Ｓｉ膜の他の金属薄膜を用いても
良い。さらに、紫外線を完全に遮光する遮光膜Ｂとして
は、Ｃｒ／ＣｒＯX 膜の他に、Ｍｏ、ＭｏＳｉ等の膜を
用いることもできる。
【００１９】以上のように、マスク１４を用いて露光し
た後、弱アルカリ現像液（TMAH0.4wt%）を用いて現像
し、２００〜２３０℃で約１時間焼成し、画素領域内に
適度な凹凸と、ドレイン電極８上にコンタクトホールを
有する層間絶縁膜１１を形成した。これ以降の工程につ
いては、上記実施の形態１と同様であるので説明を省略
する。本実施の形態においても、上記実施の形態１と同
様の効果が得られ、さらに、本実施の形態では、一括露
光方式に適用した場合でも処理能力を低下させないた
め、プロセス装置の制約が緩和される。
た後、弱アルカリ現像液（TMAH0.4wt%）を用いて現像
し、２００〜２３０℃で約１時間焼成し、画素領域内に
適度な凹凸と、ドレイン電極８上にコンタクトホールを
有する層間絶縁膜１１を形成した。これ以降の工程につ
いては、上記実施の形態１と同様であるので説明を省略
する。本実施の形態においても、上記実施の形態１と同
様の効果が得られ、さらに、本実施の形態では、一括露
光方式に適用した場合でも処理能力を低下させないた
め、プロセス装置の制約が緩和される。
【００２０】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、感光性
を有する絶縁性樹脂を走査線、信号線及びスイッチング
素子等に起因する段差を解消するように平坦に塗布し、
露光量を変えて露光、現像することにより、画素領域内
に非分離パターンである適度な凹凸を、スイッチング素
子のドレイン電極上に分離パターンであるコンタクトホ
ールを有する層間絶縁膜を形成するようにしたので、低
電力駆動が可能で表示品位に優れた高開口率の反射型液
晶表示装置を簡易なプロセスで安定的に得ることが可能
となった。
を有する絶縁性樹脂を走査線、信号線及びスイッチング
素子等に起因する段差を解消するように平坦に塗布し、
露光量を変えて露光、現像することにより、画素領域内
に非分離パターンである適度な凹凸を、スイッチング素
子のドレイン電極上に分離パターンであるコンタクトホ
ールを有する層間絶縁膜を形成するようにしたので、低
電力駆動が可能で表示品位に優れた高開口率の反射型液
晶表示装置を簡易なプロセスで安定的に得ることが可能
となった。
【図１】 本発明の実施の形態１である反射型液晶表示
装置を構成するＴＦＴアレイ基板を示す部分平面図であ
る。
装置を構成するＴＦＴアレイ基板を示す部分平面図であ
る。
【図２】 本発明の実施の形態１におけるＴＦＴアレイ
基板の製造方法の一部を示す部分断面図である。
基板の製造方法の一部を示す部分断面図である。
【図３】 本発明の実施の形態１において作成された層
間絶縁膜の表面形状を触針式膜厚計で測定した結果を示
す図である。
間絶縁膜の表面形状を触針式膜厚計で測定した結果を示
す図である。
【図４】 本発明の実施の形態２におけるＴＦＴアレイ
基板の製造方法の一部を示す部分断面図である。
基板の製造方法の一部を示す部分断面図である。
【図５】 ａ−Ｓｉ膜厚に対するｈ線の透過率（計算
値）を示す図である。
値）を示す図である。
１ 絶縁性基板、２ ゲート電極配線、２ａ ゲート電
極、３ 共通電極配線、４ ゲート絶縁膜、５ ａ−Ｓ
ｉ膜、６ ｎ+ −ａ−Ｓｉ膜、７ ソース電極配線、７
ａ ソース電極、８ ドレイン電極、９ チャネル部、
１０ パッシベーション膜、１１ 層間絶縁膜、１２
コンタクトホール、１３ 反射画素電極、１４ マス
ク、１５ ガラス材、１６ 遮光材Ａ、１７ 遮光材
Ｂ。
極、３ 共通電極配線、４ ゲート絶縁膜、５ ａ−Ｓ
ｉ膜、６ ｎ+ −ａ−Ｓｉ膜、７ ソース電極配線、７
ａ ソース電極、８ ドレイン電極、９ チャネル部、
１０ パッシベーション膜、１１ 層間絶縁膜、１２
コンタクトホール、１３ 反射画素電極、１４ マス
ク、１５ ガラス材、１６ 遮光材Ａ、１７ 遮光材
Ｂ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中口 佳祐 熊本県菊池郡西合志町御代志997番地 株 式会社アドバンスト・ディスプレイ内 Ｆターム(参考） 2H091 FA02Y FA14Y FA34X FB08 FC26 GA07 GA13 GA16 LA12 LA16 LA17 2H092 HA28 JA26 JA46 JB07 JB51 JB57 JB58 KA05 KA12 KA18 KB04 KB13 MA05 MA13 MA16 MA17 NA07 NA19 NA27 PA08
Claims (6)
- 【請求項１】 絶縁性基板上に複数本の走査線と、この
走査線と交差する複数本の信号線と、上記走査線及び上
記信号線によって区画された個々の画素領域にスイッチ
ング素子を形成する工程、 上記基板上に、感光性を有する絶縁性樹脂を上記走査
線、上記信号線及び上記スイッチング素子等に起因する
段差を解消するように平坦に塗布し、露光量を変えて露
光、現像することにより、画素領域内に非分離パターン
である適度な凹凸を、上記スイッチング素子のドレイン
電極上に分離パターンであるコンタクトホールを有する
層間絶縁膜を形成する工程、 上記層間絶縁膜上にＡｌ等の高反射膜を成膜後、パター
ニングし、個々の画素領域に整合した位置に上記層間絶
縁膜による凹凸を有し、上記コンタクトホールを介して
上記スイッチング素子と電気的に接続された反射画素電
極を形成する工程を含むことを特徴とする反射型液晶表
示装置の製造方法。 - 【請求項２】 層間絶縁膜を形成する工程において、絶
縁性樹脂の露光は、非分離パターンと分離パターンを異
なるマスクに配置した分割露光により行い、上記非分離
パターンを上記分離パターンの露光量に対して２０〜８
０％内の所定の露光量で露光することを特徴とする請求
項１記載の反射型液晶表示装置の製造方法。 - 【請求項３】 層間絶縁膜を形成する工程において、絶
縁性樹脂の露光に、ガラス等の基材に紫外線を２０〜８
０％内の所定の値でカットする紫外線フィルター層を含
む２層以上の遮光材を有し、上記紫外線フィルター層を
画素領域に整合した位置のマスクパターン開口部に配置
したマスクを用いたことを特徴とする請求項１記載の反
射型液晶表示装置の製造方法。 - 【請求項４】 請求項１〜請求項３のいずれか一項に記
載の方法によって製造されたことを特徴とする反射型液
晶表示装置。 - 【請求項５】 格子状に設けられた走査線及び信号線、
ＴＦＴ、層間絶縁膜及び反射画素電極等を備えた第一の
絶縁性基板と、カラーフィルター及び対向電極等を備え
た第二の絶縁性基板を対向させ、これらの基板間に液晶
を配置してなる反射型液晶表示装置の製造用マスクにお
いて、ガラス等の基材に紫外線を２０〜８０％内の所定
の値でカットする紫外線フィルター層を含む２層以上の
遮光材を備え、上記紫外線フィルター層を画素領域に整
合した位置のマスクパターン開口部に配置したことを特
徴とする反射型液晶表示装置の製造用マスク。 - 【請求項６】 紫外線フィルター層としてａ−Ｓｉ膜、
紫外線を完全に遮光する遮光材としてＣｒ／ＣｒＯX 膜
を用いたことを特徴とする請求項５記載の反射型液晶表
示装置の製造用マスク。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04754399A JP3992393B2 (ja) | 1999-02-25 | 1999-02-25 | 反射型液晶表示装置の製造方法及び反射型液晶表示装置の製造用マスク |
| KR1020000008734A KR100723599B1 (ko) | 1999-02-25 | 2000-02-23 | 반사형 액정표시장치 및 그 제조방법과 반사형액정표시장치의 제조용 마스크 |
| US09/512,107 US6985195B1 (en) | 1999-02-25 | 2000-02-24 | Reflection type liquid crystal display and method for manufacturing the same and mask for manufacturing reflection type liquid crystal display |
| TW089103197A TW477904B (en) | 1999-02-25 | 2000-02-24 | Reflection type liquid display device, its manufacturing process, and mask for making such reflection type liquid display device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04754399A JP3992393B2 (ja) | 1999-02-25 | 1999-02-25 | 反射型液晶表示装置の製造方法及び反射型液晶表示装置の製造用マスク |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000250025A true JP2000250025A (ja) | 2000-09-14 |
| JP3992393B2 JP3992393B2 (ja) | 2007-10-17 |
Family
ID=12778072
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04754399A Expired - Fee Related JP3992393B2 (ja) | 1999-02-25 | 1999-02-25 | 反射型液晶表示装置の製造方法及び反射型液晶表示装置の製造用マスク |
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|---|---|
| JP (1) | JP3992393B2 (ja) |
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-
1999
- 1999-02-25 JP JP04754399A patent/JP3992393B2/ja not_active Expired - Fee Related
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