JP2001066632A - Tft type liquid crystal display device - Google Patents
Tft type liquid crystal display deviceInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ＴＦＴ型液晶表示
装置およびその製造方法に関し、特にＴＦＴを覆って形
成された層間絶縁膜上に画素電極を設けたＴＦＴ型液晶
表示装置およびその製造方法に関する。The present invention relates to a TFT type liquid crystal display device and a method of manufacturing the same, and more particularly to a TFT type liquid crystal display device having a pixel electrode provided on an interlayer insulating film formed over a TFT and a method of manufacturing the same. .
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来のＴＦＴ型液晶表示装置は、種々提
案されているが、フィールド・シーケンシャル・ピクセ
ル（Field Shield Pixcel）構造と呼ばれ図２に示す様
な、ＴＦＴを覆って形成された層間絶縁膜上に透明画素
電極を設けた構造が使われている。図２に示す様に、Ｔ
ＦＴ型液晶表示装置は、下側のガラス基板２１上にゲー
ト電極２２が形成され、ゲート電極２２及びガラス基板
２１上にゲート絶縁膜２３が形成され、このゲート絶縁
膜２３上にあってゲート電極２２上に半導体層２４を形
成されている。ゲート絶縁膜２３上にあって端部を半導
体層２４に接続させてソース電極２５が形成され、半導
体層２４に接続させてソース電極２５が形成され、更
に、ゲート絶縁膜２３には、ソース電極２５の上記端部
と対向する端部を半導体層２４と接続させてドレイン電
極２６が形成されている。これらソース電極２５及びド
レイン電極２６上に層間絶縁膜２７が形成され、この層
間絶縁膜２７上にあって、この膜２７を介してコンタク
トホール２９を通してドレイン電極２６に電気的接続さ
せて透明画素電極２８が形成されている。そして、画素
電極２８及び層間絶縁膜２７上に下側配向膜３０が形成
されている。2. Description of the Related Art Various types of conventional TFT type liquid crystal display devices have been proposed, but they are called a field sequential pixel (Field Shield Pixcel) structure, and an interlayer formed over the TFT as shown in FIG. A structure in which a transparent pixel electrode is provided on an insulating film is used. As shown in FIG.
In the FT-type liquid crystal display device, a gate electrode 22 is formed on a lower glass substrate 21, a gate insulating film 23 is formed on the gate electrode 22 and the glass substrate 21, and the gate electrode 22 is formed on the gate insulating film 23. A semiconductor layer 24 is formed on 22. A source electrode 25 is formed on the gate insulating film 23 by connecting an end portion to the semiconductor layer 24, a source electrode 25 is formed by connecting to the semiconductor layer 24, and a source electrode 25 is formed on the gate insulating film 23. A drain electrode 26 is formed by connecting an end of the semiconductor layer 25 facing the above-mentioned end to the semiconductor layer 24. An interlayer insulating film 27 is formed on the source electrode 25 and the drain electrode 26. The transparent insulating film 27 is formed on the interlayer insulating film 27, and is electrically connected to the drain electrode 26 through the contact hole 29 through the film 27. 28 are formed. Then, a lower alignment film 30 is formed on the pixel electrode 28 and the interlayer insulating film 27.
【０００３】下側のガラス基板２１に対向し、かつ液晶
層２１を挟んで上側のガラス基板３２が設けられ、この
ガラス基板３１の下側には、カラーフィルター３３が形
成され、その下側には共通電極３４が形成され、更に、
その下側に上側配向膜３５が形成されている。ガラス基
板１１、３１の外面には、偏光板３６、３６が設けられ
ている。An upper glass substrate 32 is provided opposite to the lower glass substrate 21 with the liquid crystal layer 21 interposed therebetween. A color filter 33 is formed below the glass substrate 31, and a color filter 33 is formed below the color filter 33. Is formed with a common electrode 34,
An upper alignment film 35 is formed below the lower surface. Polarizing plates 36, 36 are provided on the outer surfaces of the glass substrates 11, 31, respectively.
【０００４】ＴＦＴ型液晶表示装置用層間絶縁膜２７に
要求される機能としては、次項が上げられる。 （１）ソース電極２５に接続したソース配線（図示を省
略）やゲート電極２２に接続したゲート配線（図示を省
略）間、及び各配線と透明画素電極２８間の容量を低下
させること。この点では、材料特性として比低誘電率で
あることが必要である。誘電率は、クラウジウスークラ
ペイロンの式から、分極率と密度が低い材料が適合す
る。 （２）ＴＦＴは、４０００オングストロームないし６０
００オングストロームの段差を生ずる。この部分の平坦
化も配向処理等の後プロセスで層間絶縁膜２７に要求さ
れる機能である。 （３）ＴＦＴを保護するパッシベーション膜としての働
きが要求される。 （４）層間絶縁膜２７を介して透明画素電極２８とソー
ス電極２５を電気的に接続するが、画素電極２８のステ
ップカバレージ性の向上やコンタクトホール２９周辺で
のドメイン形成の抑制のためにコンタクトホール２９の
断面形状の制御性が要求される。The functions required for the interlayer insulating film 27 for a TFT type liquid crystal display device are as follows. (1) To reduce the capacitance between the source wiring (not shown) connected to the source electrode 25 and the gate wiring (not shown) connected to the gate electrode 22, and between each wiring and the transparent pixel electrode 28. In this regard, it is necessary that the material characteristics have a relatively low dielectric constant. From the Clausius-Clapeyron equation, materials with low polarizability and low density are suitable for the dielectric constant. (2) 4000 angstrom to 60 ft
A step of 00 angstroms is generated. The flattening of this portion is also a function required for the interlayer insulating film 27 in a post-process such as an alignment process. (3) It is required to function as a passivation film for protecting the TFT. (4) The transparent pixel electrode 28 and the source electrode 25 are electrically connected through the interlayer insulating film 27. The contact is made to improve the step coverage of the pixel electrode 28 and to suppress the domain formation around the contact hole 29. Controllability of the cross-sectional shape of the hole 29 is required.
【０００５】層間絶縁膜２７として、現状、ＣＶＤやス
パッタによる薄膜やスピンコート塗布による有機・無機
系の塗膜が検討されている。有機系層間絶縁膜用材料と
しては、アクリル系、シロキサン系、やフッ化ポリイミ
ド系等が用いられてきた。有機系層間絶縁膜は、通常ス
ピンコートで形成するので、必要な電気容量に応て膜厚
を調節できる。フッ化ポリイミド系では、高い耐熱性を
中心に耐プロセス性のある材料として注目される。At present, a thin film formed by CVD or sputtering or an organic / inorganic coating film formed by spin coating is being studied as the interlayer insulating film 27. As the material for the organic interlayer insulating film, acrylic, siloxane, fluorinated polyimide and the like have been used. Since the organic interlayer insulating film is usually formed by spin coating, the film thickness can be adjusted according to the required electric capacity. In the case of fluorinated polyimides, attention is paid to them as a material having process resistance with a focus on high heat resistance.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】層間絶縁膜２７とし
て、窒化ケイ素膜は物性的に比誘電率εが大きいため、
たとえばＣＶＤによる窒化ケイ素膜を層間絶縁膜２７と
して使用した場合、比誘電率が約７と大きくなり、また
膜厚も数千オングストロームであることから、静電気容
量が大きい。その結果、ＴＦＴ型液晶表示装置のソース
配線やゲート配線と透明画素電極２８との間の結合容量
が大きくなり、各配線の信号が透明画素電極２８にの
り、表示品位を低下させる。この現象は、クロストーク
や残像として知られている。また、その形成方法から厚
膜を厚くするのが難しく、電気容量を低下させるのに難
がある。As the interlayer insulating film 27, a silicon nitride film is physically large in relative dielectric constant ε.
For example, when a silicon nitride film formed by CVD is used as the interlayer insulating film 27, the relative dielectric constant is as large as about 7, and the film thickness is several thousand angstroms, so that the electrostatic capacity is large. As a result, the coupling capacitance between the source wiring or the gate wiring of the TFT type liquid crystal display device and the transparent pixel electrode 28 increases, and the signal of each wiring is transferred to the transparent pixel electrode 28, thereby deteriorating the display quality. This phenomenon is known as crosstalk or afterimage. In addition, it is difficult to increase the thickness of the thick film due to the formation method, and it is difficult to reduce the electric capacity.
【０００７】窒化ケイ素膜を層間絶縁膜２７に用いたＴ
ＦＴ型液晶表示装置では、上記課題を回避するために、
ソース配線やゲート配線と透明画素電極２８との間をで
きるだけ大きく離して、各配線からの信号が透明画素電
極２８にのらないように設計している。このように設計
すると、表示に寄与しない非開口部が増加し、ＴＦＴ型
液晶表示装置として暗い表示となる。特に、高精細なＴ
ＦＴ型液晶表示装置では、一般的に開口率が低くなりさ
らに暗い表示となるが、上記理由で更に開口率を下げる
と顕著に表示が暗くなり、その影響が大きい。また、窒
化ケイ素膜によれば、層間絶縁膜２７の機能として要求
されるパッシベーション性は得られるが、平坦化の機能
については要求を満足出来ない。成膜条件や、膜厚によ
ってむしろステップカバレージ性の問題を生ずる場合が
ある。T using silicon nitride film as interlayer insulating film 27
In the FT type liquid crystal display device, in order to avoid the above problem,
The distance between the source wiring or the gate wiring and the transparent pixel electrode 28 is set as large as possible so that a signal from each wiring is not applied to the transparent pixel electrode 28. With this design, the number of non-opening portions that do not contribute to display increases, and a dark display is obtained as a TFT type liquid crystal display device. In particular, high-definition T
In the FT type liquid crystal display device, generally, the aperture ratio becomes lower and the display becomes darker. However, if the aperture ratio is further lowered for the above-mentioned reason, the display becomes remarkably dark and the influence is large. Further, according to the silicon nitride film, the passivation required as a function of the interlayer insulating film 27 can be obtained, but the flattening function cannot be satisfied. Depending on the film forming conditions and the film thickness, a problem of step coverage may occur rather.
【０００８】一方、たとえば従来の有機系層間絶縁膜用
ポリイミドは、ポリミック酸残基のある状態では、誘電
率が高くなるので、脂肪族残基の水素を完全にフッ素に
置換してフッ素化させ、ポリイミド化した状態で使用さ
れていた。この状態だと、フッ素化による透明性を向上
させ、低誘電率化を達成できるが、層間絶縁膜２７と透
明画素電極２８との接着性に問題を生ずる。したがっ
て、フッ化ポリイミドで透明性や低誘電性を得ながら、
同時に層間絶縁膜２７と透明画素電極２８との接着性を
向上させることが必要であった。On the other hand, for example, a conventional polyimide for an organic interlayer insulating film has a high dielectric constant in the presence of a polymic acid residue, so that hydrogen of an aliphatic residue is completely replaced with fluorine to be fluorinated. Used in a polyimide state. In this state, transparency due to fluorination can be improved and a low dielectric constant can be achieved, but there is a problem in adhesion between the interlayer insulating film 27 and the transparent pixel electrode 28. Therefore, while obtaining transparency and low dielectric properties with fluorinated polyimide,
At the same time, it is necessary to improve the adhesion between the interlayer insulating film 27 and the transparent pixel electrode 28.
【０００９】アクリル系層間絶縁膜は、比誘電率を３．
５以下にすることは難しいが、厚膜化により、ソース配
線やゲート配線と透明画素電極２８との間の結合容量を
低下させることは可能である。しかし厚膜化すると、コ
ンタクトホール２９の開口内縁部の角部からコンタクト
ホール２９の内壁にかけて、透明画素電極２８のステッ
プカバーレッジ性が低下するので、配線抵抗がばらつき
易くなって、透明画素電極２８とドレイン電極２６との
電気的接続に不安定さを生じる、とういう問題があり、
最悪の場合、コンタクトホール２９の開口内縁部の角部
にて断線が生じる、という問題がある。The relative dielectric constant of the acrylic interlayer insulating film is 3.
Although it is difficult to reduce the thickness to 5 or less, it is possible to reduce the coupling capacitance between the source wiring or the gate wiring and the transparent pixel electrode 28 by increasing the thickness. However, when the film thickness is increased, the step coverage of the transparent pixel electrode 28 is reduced from the corner of the inner edge of the opening of the contact hole 29 to the inner wall of the contact hole 29. Instability in the electrical connection between the electrode and the drain electrode 26,
In the worst case, there is a problem that a disconnection occurs at a corner of the inner edge of the opening of the contact hole 29.
【００１０】そこで本発明は、層間絶縁膜の膜厚を厚く
しても、層間絶縁膜上に形成した透明画素電極とドレイ
ン電極とを、コンタクトホールを介して断線することな
く安定して接続できるＴＦＴ型液晶表示装置およびその
製造方法を提供することを目的としている。Therefore, according to the present invention, even if the thickness of the interlayer insulating film is increased, the transparent pixel electrode and the drain electrode formed on the interlayer insulating film can be stably connected via the contact hole without disconnection. It is an object of the present invention to provide a TFT type liquid crystal display device and a method for manufacturing the same.
【００１１】本発明に係わるＴＦＴ型液晶表示装置は、
液晶層を挟んだ一対の基板の一方の基板上に、ゲート電
極、ゲート絶縁膜及び半導体層が順に重ねて形成される
とともに、半導体層のチャネル領域の両側にソース電極
及びドレイン電極が配置されたＴＦＴが形成され、ＴＦ
Ｔ上に有機物からなる層間絶縁膜が形成され、層間絶縁
膜上に透明画素電極が形成され、透明画素電極とドレイ
ン電極とが層間絶縁膜に形成されたコンタクトホールを
介して接続され、コンタクトホールがドレイン電極から
透明画素電極に向けて拡径に形成されてなるとともに、
開口内縁部が０．５乃至２．０μｍの曲率を有するもの
である。かかるＴＦＴ型液晶表示装置によれば、層間絶
縁膜の膜厚を厚くしても、コンタクトホールの開口内縁
部からその内壁にかけて、透明画素電極のステップカバ
レージ性を向上させることができるので、層間絶縁膜上
に形成した画素電極とドレイン電極とを、コンタクトホ
ールを介して断線することなく信頼性よく接続でき、ま
たコンタクトホール周辺の液晶ドメイン領域の大きさを
低減させることができる。The TFT type liquid crystal display device according to the present invention comprises:
A gate electrode, a gate insulating film, and a semiconductor layer were sequentially formed over one of a pair of substrates sandwiching a liquid crystal layer, and source and drain electrodes were arranged on both sides of a channel region of the semiconductor layer. TFT is formed, TF
An interlayer insulating film made of an organic material is formed on T, a transparent pixel electrode is formed on the interlayer insulating film, and the transparent pixel electrode and the drain electrode are connected via a contact hole formed in the interlayer insulating film. Is formed so as to increase in diameter from the drain electrode toward the transparent pixel electrode,
The inner edge of the opening has a curvature of 0.5 to 2.0 μm. According to such a TFT type liquid crystal display device, even if the thickness of the interlayer insulating film is increased, the step coverage of the transparent pixel electrode can be improved from the inner edge of the opening of the contact hole to the inner wall thereof. The pixel electrode and the drain electrode formed on the film can be reliably connected via the contact hole without disconnection, and the size of the liquid crystal domain region around the contact hole can be reduced.
【００１２】上記コンタクトホールの開口内縁部の曲率
が０．５μｍ未満の場合は、透明画素電極のステップカ
バレージ性が低下し、配線抵抗がばらつき電気的特性が
不安定になり、場合によっては断線となる。また、液晶
セルに組み上げた場合、コンタクトホール上に生じる液
晶ドメイン領域がその周辺に広がり、結果として遮光す
べき領域を増大させて開口率を低下させてしまう。一
方、コンタクトホールの開口内縁部の曲率が２μｍを越
えた場合、コンタクトホールの領域が広がり、遮光すべ
き領域が増大して、開口率が低下する。したがって、
０．５乃至２．０μｍの曲率を有するように形成され
る。When the curvature of the inner edge of the opening of the contact hole is less than 0.5 μm, the step coverage of the transparent pixel electrode decreases, the wiring resistance varies, the electrical characteristics become unstable, and in some cases, the disconnection may occur. Become. Further, when assembled in a liquid crystal cell, the liquid crystal domain region generated on the contact hole spreads around the contact hole, and as a result, the area to be shielded from light increases, and the aperture ratio decreases. On the other hand, when the curvature of the inner edge portion of the opening of the contact hole exceeds 2 μm, the area of the contact hole is widened, the area to be shielded is increased, and the aperture ratio is reduced. Therefore,
It is formed to have a curvature of 0.5 to 2.0 μm.
【００１３】また本発明に係わる層間絶縁膜は、次式The interlayer insulating film according to the present invention has the following formula:
【化７】 [式中、ｎは、５０ないし１０００の整数]で表されるポ
リメタクリル酸メチルと次式Embedded image [Wherein n is an integer of 50 to 1000] and polymethyl methacrylate represented by the following formula:
【化８】 で表されるグリシジルメタアクリレートを反応させてな
り次式Embedded image Glycidyl methacrylate represented by the following formula
【化９】 [式中，ｎ，ｍ、ｌは，５０ないし１０００の整数を示
す。]にて表される繰り返し単位を有するポリメタクリ
ル酸樹脂を使用することができる。Embedded image [In the formula, n, m, and l represent integers of 50 to 1,000. ], A polymethacrylic resin having a repeating unit represented by the following formula:
【００１４】かかる構成により、層間絶縁膜に比誘電率
が３．５程度のポリメタクリル酸樹脂を用いることによ
って、塗布形成により膜厚をより厚くすることができ、
電極間の容量結合の大きさを、必要に応じてより小さく
設定できる。また、コンタクトホールがドレイン電極か
ら透明画素電極に向けて拡径に形成できるとともに、そ
の製造条件を制御することで、コンタクトホールの開口
内縁部の曲率を０．５乃至２．０μｍの範囲で適宜設定
できる。したがって、層間絶縁膜の膜厚を厚くしても、
コンタクトホールの開口内縁部からその内壁にかけて、
透明画素電極のステップカバレージ性を向上させること
ができるので、層間絶縁膜上に形成した画素電極とドレ
イン電極とを、コンタクトホールを介して断線すること
なく信頼性よく接続でき、またコンタクトホール周辺の
液晶ドメイン領域の大きさを低減させることができる。According to this structure, by using a polymethacrylic acid resin having a relative dielectric constant of about 3.5 for the interlayer insulating film, the film thickness can be further increased by coating and forming.
The magnitude of the capacitive coupling between the electrodes can be set smaller if necessary. In addition, the contact hole can be formed so as to increase in diameter from the drain electrode toward the transparent pixel electrode, and by controlling the manufacturing conditions, the curvature of the inner edge of the opening of the contact hole can be appropriately set in the range of 0.5 to 2.0 μm. Can be set. Therefore, even if the thickness of the interlayer insulating film is increased,
From the inner edge of the opening of the contact hole to its inner wall,
Since the step coverage of the transparent pixel electrode can be improved, the pixel electrode and the drain electrode formed on the interlayer insulating film can be reliably connected without breaking through the contact hole, and the area around the contact hole can be improved. The size of the liquid crystal domain region can be reduced.
【００１５】本発明に係わるＴＦＴ型液晶表示装置の製
造方法は、基板上にゲート電極、ゲート絶縁膜及び半導
体層を順に重ねて形成し、半導体層のチャネル領域の両
側にソース電極及びドレイン電極を形成し、これらゲー
ト電極、半導体層、ソース電極及びドレイン電極を覆う
ように光硬化性樹脂からなる層間絶縁膜を形成して仮焼
成し、フォトリソグラフィック法によって層間絶縁膜の
ドレイン電極上にコンタクトホールを形成し、上記光硬
化性樹脂の軟化温度近傍の温度にて予備加熱し、ついで
本焼成するものである。かかる製造方法により、コンタ
クトホールがドレイン電極から透明画素電極に向けて拡
径に形成できるとともに、上記予備加熱温度を制御する
ことによって、コンタクトホールの開口内縁部の曲率の
大きさを適宜設定できる。したがって、層間絶縁膜の膜
厚を厚くしても、層間絶縁膜上に形成した透明画素電極
とドレイン電極とを、コンタクトホールを介して断線す
ることなく安定して接続できるＴＦＴ型液晶表示装置を
製造・提供できる。In a method of manufacturing a TFT type liquid crystal display device according to the present invention, a gate electrode, a gate insulating film and a semiconductor layer are sequentially formed on a substrate, and a source electrode and a drain electrode are formed on both sides of a channel region of the semiconductor layer. An interlayer insulating film made of a photocurable resin is formed so as to cover the gate electrode, the semiconductor layer, the source electrode and the drain electrode, and is preliminarily baked, and a contact hole is formed on the drain electrode of the interlayer insulating film by a photolithographic method. Is formed, pre-heated at a temperature near the softening temperature of the photocurable resin, and then main-baked. According to this manufacturing method, the diameter of the contact hole can be increased from the drain electrode toward the transparent pixel electrode, and the curvature of the inner edge of the opening of the contact hole can be appropriately set by controlling the preheating temperature. Accordingly, a TFT liquid crystal display device capable of stably connecting the transparent pixel electrode and the drain electrode formed on the interlayer insulating film without breaking through the contact hole even if the thickness of the interlayer insulating film is increased. Can be manufactured and provided.
【００１６】また層間絶縁膜は，次式The interlayer insulating film has the following formula:
【化１０】 [式中、ｎは、５０ないし１０００の整数を示す。]で表
されるポリメタクリル酸メチルと次式Embedded image [Wherein, n represents an integer of 50 to 1,000. And the following formula:
【化１１】 で表されるグリシジルメタアクリレートを反応させてな
り次式Embedded image Glycidyl methacrylate represented by the following formula
【化１２】 [式中，ｎ，ｍ、ｌは，５０ないし１０００の整数を示
す。]にて表される繰り返し単位を有するポリメタクリ
ル酸樹脂であり、前記予備加熱は１１０乃至１５５度で
６０乃至１２０秒間加熱して行われる。予備加熱温度が
１１０℃未満では、ポリメタクリル酸樹脂の軟化流動が
不十分で、コンタクトホールの開口内縁部の曲率が０．
４μｍと小さくなり、ステップカバレージ性も不安定で
断線を生じ易く、また液晶セルでの液晶ドメイン領域も
広くなる。一方、予備加熱温度が１５５℃を超える場合
は、ポリメタアクリル酸メチルの軟化流動が進み過ぎ、
コンタクトホールの直径が大きくなり、遮光膜によりカ
バーしなければならない領域が増大して、開口率上の問
題を生ずる。予備加熱温度１１０乃至１５５℃の範囲に
おいて、加熱時間を６０乃至１２０秒間に設定すると、
コンタクトホールは、開口内縁部の曲率が０．５乃至
２．０μｍの曲率を有するように形成される。したがっ
て、予備加熱は１１０乃至１５５度で６０乃至１２０秒
間加熱して行われるのが好ましい。Embedded image [In the formula, n, m, and l represent integers of 50 to 1,000. ], And the preheating is performed by heating at 110 to 155 degrees for 60 to 120 seconds. When the preheating temperature is lower than 110 ° C., the softening flow of the polymethacrylic acid resin is insufficient, and the curvature of the inner edge of the opening of the contact hole is not more than 0.1.
The thickness is as small as 4 μm, the step coverage is unstable, and the disconnection easily occurs, and the liquid crystal domain region in the liquid crystal cell is also widened. On the other hand, when the preheating temperature exceeds 155 ° C., the softening flow of the polymethyl methacrylate proceeds too much,
As the diameter of the contact hole increases, the area that must be covered by the light-shielding film increases, causing a problem in aperture ratio. When the heating time is set to 60 to 120 seconds in the preheating temperature range of 110 to 155 ° C,
The contact hole is formed such that the inner edge of the opening has a curvature of 0.5 to 2.0 μm. Therefore, the preheating is preferably performed by heating at 110 to 155 degrees for 60 to 120 seconds.
【００１７】このように、層間絶縁膜として上記ポリメ
タクリル酸樹脂を用いることで、コンタクトホールがド
レイン電極から透明画素電極に向けて拡径に形成できる
とともに、上記予備加熱温度とその加熱時間を適宜組み
合わせて制御することによって、コンタクトホールの開
口内縁部の曲率を０．５乃至２．０μｍの範囲で適宜設
定できる。As described above, by using the polymethacrylic acid resin as the interlayer insulating film, the contact hole can be formed so as to increase in diameter from the drain electrode toward the transparent pixel electrode, and the preheating temperature and the heating time can be appropriately adjusted. By controlling in combination, the curvature of the inner edge of the opening of the contact hole can be appropriately set in the range of 0.5 to 2.0 μm.
【００１８】[0018]
【発明の実施形態】以下、本発明に係わるＴＦＴ型液晶
表示装置の実施の形態を説明する。図１に示すように、
このＴＦＴ型液晶表示装置は、下側のガラス基板１上に
ゲート電極２が形成され、ゲート電極２及びガラス基板
１上にゲート絶縁膜３が形成され、このゲート絶縁膜３
上にあって、ゲート電極２の上方に半導体層４が形成さ
れている。またゲート絶縁膜３上にあって、半導体層４
の両端部のそれぞれに接続させて、ソース電極５及びド
レイン電極６が形成されてＴＦＴが構成されている。こ
れらソース電極５及びドレイン電極６上に有機物からな
る層間絶縁膜７が形成され、この層間絶縁膜７上にあっ
て、この膜７を介してコンタクトホール９を通してドレ
イン電極６に電気的接続させて透明画素電極８が形成さ
れている。そして、透明画素電極８及び層間絶縁膜７上
に下側配向膜１０が形成されている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of a TFT type liquid crystal display device according to the present invention will be described. As shown in FIG.
In this TFT type liquid crystal display device, a gate electrode 2 is formed on a lower glass substrate 1, and a gate insulating film 3 is formed on the gate electrode 2 and the glass substrate 1.
Above, above the gate electrode 2, a semiconductor layer 4 is formed. The semiconductor layer 4 on the gate insulating film 3
A source electrode 5 and a drain electrode 6 are formed so as to be connected to both ends of the TFT, respectively, to constitute a TFT. An interlayer insulating film 7 made of an organic material is formed on the source electrode 5 and the drain electrode 6. The interlayer insulating film 7 is formed on the interlayer insulating film 7 and electrically connected to the drain electrode 6 through the contact hole 9 through the film 7. A transparent pixel electrode 8 is formed. Then, a lower alignment film 10 is formed on the transparent pixel electrode 8 and the interlayer insulating film 7.
【００１９】上述の下側のガラス基板１に対向し、かつ
液晶層１１を挟んで上側のガラス基板１２が設けられ、
このガラス基板１１の下側には、カラーフィルター１３
が形成され、その下側には共通電極１４が形成され、更
に、その下側に上側配向膜１５が形成されている。ガラ
ス基板１、１１の外面には、偏光板１６、１６が設けら
れている。An upper glass substrate 12 is provided to face the lower glass substrate 1 and sandwich the liquid crystal layer 11 therebetween.
A color filter 13 is provided below the glass substrate 11.
Are formed, a common electrode 14 is formed below the lower electrode, and an upper alignment film 15 is formed below the lower electrode. Polarizing plates 16, 16 are provided on the outer surfaces of the glass substrates 1, 11.
【００２０】ＴＦＴ側のガラス基板１に層間絶縁膜７を
介してドレイン電極６と透明画素電極８とを電気的にコ
ンタクトさせた構造において、コンタクトホール９がド
レイン電極６から透明画素電極８に向けて拡径に形成さ
れ、開口内縁部が０．５乃至２．０μｍの曲率を有する
ように形成されている。In the structure in which the drain electrode 6 and the transparent pixel electrode 8 are electrically connected to the glass substrate 1 on the TFT side via the interlayer insulating film 7, the contact hole 9 extends from the drain electrode 6 to the transparent pixel electrode 8. The opening is formed such that the inner edge has a curvature of 0.5 to 2.0 μm.
【００２１】層間絶縁膜７は、次式The interlayer insulating film 7 has the following formula:
【化１３】 [式中、ｎは、５０ないし１０００の整数]で表されるポ
リメタクリル酸メチルと次式Embedded image [Wherein n is an integer of 50 to 1000] and polymethyl methacrylate represented by the following formula:
【化１４】 で表されるグリシジルメタアクリレートを反応させてな
り次式Embedded image Glycidyl methacrylate represented by the following formula
【化１５】 [式中，ｎ，ｍ、ｌは，５０ないし１０００の整数を示
す。]にて表される繰り返し単位を有するポリメタクリ
ル酸樹脂である。Embedded image [In the formula, n, m, and l represent integers of 50 to 1,000. ] It is a polymethacrylic acid resin which has a repeating unit represented by these.
【００２２】ポリメタクリル酸樹脂からなる層間絶縁膜
７は、膜７を形成後仮焼成し、フォトリソグラフィック
法によって層間絶縁膜７のドレイン電極６の上方にコン
タクトホール９を形成し、ポリメタクリル酸樹脂の軟化
温度近傍の温度にて所定時間予備加熱し、ついで本焼成
することによって形成されるものであり、予備加熱温度
を１００乃至１６０度とし、加熱時間を６０乃至１２０
秒で適宜制御して予備加熱することにより、ドレイン電
極６から透明画素電極８に向けて拡径したコンタクトホ
ール９が形成できるとともに、ホール９の開口内縁部の
曲率を０．５乃至２．０μｍの範囲に制御できる。この
層間絶縁膜の膜厚は、１．５乃至３．０μｍである。The interlayer insulating film 7 made of polymethacrylic acid resin is preliminarily baked after forming the film 7, and a contact hole 9 is formed above the drain electrode 6 of the interlayer insulating film 7 by a photolithographic method. Is formed by preheating at a temperature near the softening temperature for a predetermined time and then performing main firing. The preheating temperature is set to 100 to 160 degrees, and the heating time is set to 60 to 120.
By preheating with appropriate control in seconds, a contact hole 9 whose diameter increases from the drain electrode 6 toward the transparent pixel electrode 8 can be formed, and the curvature of the inner edge of the opening of the hole 9 is 0.5 to 2.0 μm. Can be controlled within the range. The thickness of the interlayer insulating film is 1.5 to 3.0 μm.
【００２３】[0023]
【実施例】次に、層間絶縁膜の形成方法を説明する。原
料であるアクリル樹脂系感光性塗布液は、次の組成を有
するものを用いた。 アクリル樹脂：ポリメタアクリル酸メチル ２５％ 感光材料：ナフトキノンジアジド ５％ 硬化剤：グリシジルメタアクリレート ５％ 溶剤：ジエチレングリコールメチルエチルエーテル ６５％Next, a method of forming an interlayer insulating film will be described. The acrylic resin-based photosensitive coating liquid as a raw material had the following composition. Acrylic resin: Polymethyl methacrylate 25% Photosensitive material: Naphthoquinone diazide 5% Curing agent: Glycidyl methacrylate 5% Solvent: Diethylene glycol methyl ethyl ether 65%
【００２４】ついで、この塗布液を次のスピンコート及
び焼成条件でガラス基板上に成膜した。 スピン回転数：７００ｒｐｍ／３０秒 仮焼成温度／時間：９０度／１２０秒 その後、ミラープロジェクション方式の露光機（キャノ
ン社製ＭＰＡ−６００ＳＵＰＥＲ）で３μｍサイズのコ
ンタクトホールを有するフォトマスクを用い２２０ｍｊ
／ｃｍ２照射し、０．４％水酸化テトラヒドロアンモニ
ューム水溶液で１００秒間現像した。直径３μｍのコン
タクトホールを形成後、クリーンオーブンを用い本焼成
（温度：２３０℃、１時間）を行った。この本焼成に先
立って、予備加熱操作としてホットプレートを用いて、
ポリメタアクリル酸メチルの軟化点である１３０℃付近
の温度で加熱処理を行った。その時のコンタクトホール
の開口内縁部の曲率、及び液晶セル化後のドメイン発生
領域の評価を行った。予備加熱温度は、１１０℃、１１
５℃、１３０℃、１５５℃及び１６０℃を選択して実施
した。加熱時間については９０秒に固定した。Next, this coating solution was formed on a glass substrate under the following conditions of spin coating and baking. Spin speed: 700 rpm / 30 seconds Preliminary firing temperature / time: 90 degrees / 120 seconds Then, using a photomask having a contact hole of 3 μm size with a mirror projection type exposure machine (MPA-600SUPER manufactured by Canon Inc.), 220 mj.
/ Cm 2 and developed with a 0.4% aqueous solution of tetrahydroammonium hydroxide for 100 seconds. After forming a contact hole having a diameter of 3 μm, main firing (temperature: 230 ° C., 1 hour) was performed using a clean oven. Prior to this firing, using a hot plate as a preliminary heating operation,
Heat treatment was performed at a temperature around 130 ° C., which is the softening point of polymethyl methacrylate. At that time, the curvature of the inner edge of the opening of the contact hole and the domain generation region after the liquid crystal cell was formed were evaluated. Preheating temperature is 110 ° C, 11
5 ° C, 130 ° C, 155 ° C and 160 ° C were selected and performed. The heating time was fixed at 90 seconds.
【００２５】処理基板の評価は、次のように行なった。
コンタクトホールの開口内縁部の曲率は、直径３μｍコ
ンタクトホール部分の断面をＳＥＭ観察して算出した。
ステップカバレージ性の評価については、層間絶縁膜に
整列させて設けた１００個のコンタクトホールを覆うよ
うにライン電極を形成し、ライン電極の抵抗値Ｒstp
（オームセンチメートル）を求め、層間絶縁膜上面の平
坦部におけるライン電極の抵抗値Ｒfltを抵抗値Ｒstpで
除算した値によって評価した。ここで、ライン電極は、
インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）からなる膜厚１０００
オングストローム、幅５μｍの膜で形成した。また、液
晶ドメインのサイズについては、各条件で処理した基板
を用い液晶セルを組み立て電圧ＯＮ／ＯＦＦ時の液晶ド
メインサイズを目視で読み取った。The evaluation of the processed substrate was performed as follows.
The curvature of the inner edge of the opening of the contact hole was calculated by SEM observation of a cross section of the contact hole having a diameter of 3 μm.
Regarding the evaluation of the step coverage, a line electrode is formed so as to cover 100 contact holes provided in alignment with the interlayer insulating film, and the resistance Rstp of the line electrode is formed.
(Ohm centimeters) was obtained and evaluated by dividing the resistance value Rflt of the line electrode in the flat portion on the upper surface of the interlayer insulating film by the resistance value Rstp. Here, the line electrode is
Thickness 1000 made of indium tin oxide (ITO)
It was formed of a film having a width of Angstroms and a width of 5 μm. As for the size of the liquid crystal domain, a liquid crystal cell was assembled using the substrate processed under each condition, and the liquid crystal domain size when the voltage was turned ON / OFF was visually read.
【００２６】評価結果を表１に示した。Table 1 shows the evaluation results.
【表１】 [Table 1]
【００２７】表１から明らかなように、予備加熱温度が
１００℃では、ポリメタアクリル酸メチルの軟化流動が
不十分で、コンタクトホールの開口内縁部の曲率が０．
４μｍと小さく、ステップカバレージ性も不安定で断線
を生ずるケースもあった。また、液晶セルでの液晶ドメ
イン領域も広く１．５μｍとなった。一方、予備加熱温
度が１６０℃の場合は、ポリメタアクリル酸メチルの軟
化流動が進み過ぎ、コンタクトホールの直径が大きくな
り、遮光膜によりカバーしなければならない領域が増大
して、開口率上の問題を生ずる。また、直径３μｍのコ
ンタクトホールの断面をＳＥＭ観察することにより、予
備加熱の温度が１１０℃乃至１５５℃で形成したコンタ
クトホールは、いずれもホールの上方に向けて拡径に形
成されており、コンタクトホールの内壁とガラス基板面
とが約７６度の角度を成すことがわかった。したがっ
て、コンタクトホールとして良好な結果を得たのは、ポ
リメタアクリル酸メチルの軟化点付近の温度が１１０乃
至１５５度の範囲での予備加熱によるもので、コンタク
トホールの開口内縁部の曲率が０．５乃至２．０μｍの
ものであることを示している。As is clear from Table 1, when the preheating temperature is 100 ° C., the softening flow of the polymethyl methacrylate is insufficient, and the curvature of the inner edge of the opening of the contact hole is 0.1 mm.
It was as small as 4 μm, the step coverage was unstable, and there were cases where disconnection occurred. Also, the liquid crystal domain region in the liquid crystal cell was 1.5 μm wide. On the other hand, when the preheating temperature is 160 ° C., the softening flow of the polymethyl methacrylate proceeds too much, the diameter of the contact hole becomes large, the area that must be covered by the light shielding film increases, and the aperture ratio increases. Cause problems. Further, by observing the cross section of the contact hole having a diameter of 3 μm by SEM, the contact holes formed at a preheating temperature of 110 ° C. to 155 ° C. are all formed so as to increase in diameter toward the upper side of the hole. It was found that the inner wall of the hole and the glass substrate surface make an angle of about 76 degrees. Therefore, a good result as a contact hole was obtained by preheating the temperature near the softening point of polymethyl methacrylate in the range of 110 to 155 ° C., and the curvature of the inner edge of the opening of the contact hole was zero. It indicates that the thickness is from 0.5 to 2.0 μm.
【００２８】[0028]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
層間絶縁膜の膜厚を厚くしても、コンタクトホールの開
口内縁部からその内壁にかけて、画素電極のステップカ
バレージ性を向上させることができるので、層間絶縁膜
上に形成した画素電極とドレイン電極とを、コンタクト
ホールを介して断線することなく信頼性よく接続でき、
またコンタクトホール液晶周辺のドメイン領域の大きさ
を低減させることができる。したがって、高精細ＴＦＴ
型液晶表示装置でも充分な開口率を得ることができる。As described above, according to the present invention,
Even if the thickness of the interlayer insulating film is increased, the step coverage of the pixel electrode can be improved from the inner edge of the opening of the contact hole to the inner wall thereof, so that the pixel electrode and drain electrode formed on the interlayer insulating film Can be connected reliably via the contact hole without disconnection,
Further, the size of the domain region around the contact hole liquid crystal can be reduced. Therefore, high-definition TFT
A sufficient aperture ratio can be obtained even with a liquid crystal display device.
【図１】本発明に係るＴＦＴ型液晶表示装置の一実施の
形態を示す断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of a TFT type liquid crystal display device according to the present invention.
【図２】従来のＴＦＴ型液晶表示装置の断面図である。FIG. 2 is a sectional view of a conventional TFT type liquid crystal display device.
１、１２、２１、３２ ガラス基板 ２、２２ ゲート電極 ３、２３ ゲート絶縁膜 ４、２４ 半導体層 ５、２５ ソース電極 ６、２６ ドレイン電極 ７、２７ 層間絶縁膜 ８、２８ 透明画素電極 ９、２９ コンタクトホール １１、３１ 液晶層 1, 12, 21, 32 Glass substrate 2, 22 Gate electrode 3, 23 Gate insulating film 4, 24 Semiconductor layer 5, 25 Source electrode 6, 26 Drain electrode 7, 27 Interlayer insulating film 8, 28 Transparent pixel electrode 9, 29 Contact holes 11, 31 Liquid crystal layer
Claims (4)
上に、ゲート電極、ゲート絶縁膜及び半導体層が順に重
ねて形成されるとともに、該半導体層のチャネル領域の
両側にソース電極及びドレイン電極が配置されたＴＦＴ
が形成され、該ＴＦＴ上に有機物からなる層間絶縁膜が
形成され、該層間絶縁膜上に透明画素電極が形成され、
該透明画素電極と前記ドレイン電極とが前記層間絶縁膜
に形成されたコンタクトホールを介して接続され、該コ
ンタクトホールが前記ドレイン電極から透明画素電極に
向けて拡径に形成されてなるとともに、開口内縁部が
０．５乃至２．０μｍの曲率を有することを特徴とする
ＴＦＴ型液晶表示装置。1. A gate electrode, a gate insulating film and a semiconductor layer are sequentially formed on one of a pair of substrates sandwiching a liquid crystal layer, and a source electrode and a source electrode are formed on both sides of a channel region of the semiconductor layer. TFT with drain electrode
Is formed, an interlayer insulating film made of an organic material is formed on the TFT, a transparent pixel electrode is formed on the interlayer insulating film,
The transparent pixel electrode and the drain electrode are connected via a contact hole formed in the interlayer insulating film, and the contact hole is formed so as to increase in diameter from the drain electrode toward the transparent pixel electrode. A TFT type liquid crystal display device, wherein an inner edge portion has a curvature of 0.5 to 2.0 μm.
されるポリメタクリル酸メチルと次式 【化２】 で表されるグリシジルメタアクリレートを反応させてな
り次式 【化３】 [式中、ｎ、ｍ、ｌは、５０ないし１０００の整数を示
す。]にて表される繰り返し単位を有するポリメタクリ
ル酸樹脂であるを特徴とするＴＦＴ型液晶表示装置。2. The method according to claim 1, wherein the interlayer insulating film has the following formula: [Wherein, n represents an integer of 50 to 1,000. And polymethyl methacrylate represented by the following formula: Glycidyl methacrylate represented by the following formula: [In the formula, n, m, and l represent integers of 50 to 1,000. ] It is a polymethacrylic acid resin which has a repeating unit represented by these.
半導体層を順に重ねて形成し、該半導体層のチャネル領
域の両側にソース電極及びドレイン電極を形成し、これ
らゲート電極、半導体層、ソース電極及びドレイン電極
を覆うように光硬化性樹脂からなる層間絶縁膜を形成し
て仮焼成し、フォトリソグラフィック法によって該層間
絶縁膜の前記ドレイン電極上にコンタクトホールを形成
し、前記光硬化性樹脂の軟化温度近傍の温度にて予備加
熱し、ついで本焼成することを特徴とするＴＦＴ型液晶
表示装置の製造方法。3. A gate electrode, a gate insulating film and a semiconductor layer are sequentially formed on a substrate, and a source electrode and a drain electrode are formed on both sides of a channel region of the semiconductor layer. Forming an interlayer insulating film made of a photocurable resin so as to cover the electrode and the drain electrode, and pre-baking the same; forming a contact hole on the drain electrode of the interlayer insulating film by a photolithographic method; A preliminary heating at a temperature near the softening temperature of the above, followed by main baking.
されるポリメタクリル酸メチルと次式 【化５】 で表されるグリシジルメタアクリレートを反応させてな
り次式 【化６】 [式中，ｎ，ｍ、ｌは，５０ないし１０００の整数を示
す。]にて表される繰り返し単位を有するポリメタクリ
ル酸樹脂であり、前記予備加熱は１１０乃至１５５度で
６０乃至１２０秒間加熱して行われることを特徴とする
請項３記載のＴＦＴ型液晶表示装置の製造方法。4. The method according to claim 1, wherein the interlayer insulating film has the following formula: [Wherein, n represents an integer of 50 to 1,000. And polymethyl methacrylate represented by the following formula: Glycidyl methacrylate represented by the following formula: [In the formula, n, m, and l represent integers of 50 to 1,000. 4. The TFT liquid crystal display device according to claim 3, wherein the preheating is performed by heating at 110 to 155 degrees for 60 to 120 seconds. Manufacturing method.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23850999A JP2001066632A (en) | 1999-08-25 | 1999-08-25 | Tft type liquid crystal display device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23850999A JP2001066632A (en) | 1999-08-25 | 1999-08-25 | Tft type liquid crystal display device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001066632A true JP2001066632A (en) | 2001-03-16 |
Family
ID=17031317
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23850999A Withdrawn JP2001066632A (en) | 1999-08-25 | 1999-08-25 | Tft type liquid crystal display device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001066632A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006259383A (en) * | 2005-03-17 | 2006-09-28 | Seiko Epson Corp | Fabricating method for substrate for electronic device, substrate for electronic device, electronic device, and electronic equipment |
| CN100392691C (en) * | 2002-05-15 | 2008-06-04 | 株式会社半导体能源研究所 | Light emitting device and its producing method |
-
1999
- 1999-08-25 JP JP23850999A patent/JP2001066632A/en not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100392691C (en) * | 2002-05-15 | 2008-06-04 | 株式会社半导体能源研究所 | Light emitting device and its producing method |
| US7723179B2 (en) | 2002-05-15 | 2010-05-25 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Light emitting device and method for manufacturing the same |
| JP2006259383A (en) * | 2005-03-17 | 2006-09-28 | Seiko Epson Corp | Fabricating method for substrate for electronic device, substrate for electronic device, electronic device, and electronic equipment |
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