JP2009133954A - 液晶表示装置及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の液晶表示装置の製造方法は、パッシベーション膜17の表面にコンタクトホール21aの形成予定位置に開口が形成された平坦化膜18を形成すると共に表示領域の周縁部の平坦化膜は除去し、次いで、フッ素系のエッチングガスを用いて露出しているパッシベーション膜17を除去する工程を備える。この方法を採用することによって、従来例よりもコンタクトホール21aの開口サイズが小さくなると共に製造工程数を減らすことができる。
【選択図】図5
Description
液晶層を挟持した一対の透明基板を備え、前記一対の透明基板のうちの一方の前記液晶層側には、
表示領域にマトリクス状に形成された複数の走査線及び信号線、複数の前記走査線及び信号線の交差部近傍に設けられたスイッチング素子、前記スイッチング素子の表面を被覆する第1絶縁膜、前記表示領域の表面全体にわたって形成された平坦化膜、前記平坦化膜上に第2絶縁膜を介して対向配置されたそれぞれ透明導電性材料から成る第1電極及び複数のスリットを有する第2電極と、前記表示領域の周縁部に形成された走査線と同材料からなる下側配線、信号線と同材料からなる上側配線、とを備える液晶表示装置において、
前記スイッチング素子は前記第1絶縁膜によって被覆されており、かつ、前記上側配線は前記第2絶縁膜によって被覆されていることを特徴とする。
(1)表示領域にマトリクス状に形成された複数の走査線及び信号線と、複数の前記走査線及び信号線の交差部近傍に設けられたスイッチング素子と、前記表示領域の周縁部に沿って形成された、コモン配線、走査線と同材料で形成された下側配線及び信号線と同材料で形成された上側配線と、少なくとも前記走査線、信号線、スイッチング素子、コモン配線及び上側配線の表面を被覆する第1絶縁膜を備える第1の透明基板を用意する工程、
(2)前記第1絶縁膜の表面全体に感光性樹脂からなる平坦化膜を形成し、露光及び現像することによって、前記スイッチング素子の電極に対応する位置に開口を形成すると共に前記表示領域の周縁部の平坦化膜を除去する工程、
(3)前記平坦化膜をマスクとして前記開口内の第1絶縁膜を除去して第1のコンタクトホールを形成すると共に前記表示領域の周縁部の第1絶縁膜を除去する工程、
(4)前記平坦化膜の表面に前記走査線及び信号線で囲まれた領域毎に透明導電性材料からなる第1電極を形成する工程、
(5)前記(4)の工程で得られた透明基板の表面全体に亘って第2絶縁膜を形成する工程、
(6)前記表示領域の周縁部に第2のコンタクトホールを形成する工程、
(7)前記(6)の工程で得られた透明基板の表面全体に亘って透明導電性材料からなる膜を形成した後、複数のスリットが形成された第2電極を形成する工程、
(8)前記(7)の工程で得られた第1の透明基板の表面に第2の透明基板を所定距離隔てて対向配置させて貼り合わせ、前記第1及び第2の透明基板間に液晶を封入する工程。
(a)複数の走査線及び信号線で区画された領域毎に複数のスリットが形成された第2電極を形成し、
(b)この第2電極を表示領域の周縁部で第4のコンタクトホールを経てコモン配線に電気的に接続し、
(c)下側配線上の第2のコンタクトホール及び上側配線上の第3のコンタクトホールを介して第2絶縁膜の表面を延在されたつなぎかえ配線を形成することによって上側配線と下側配線とを電気的に接続する。
(イ)つなぎかえ配線が、本発明では第2電極と同組成の透明導電性材料で形成されているのに対し、従来例では第1電極と同組成の透明導電性材料で形成されている点、
(ロ)つなぎかえ配線が、本発明では第2絶縁膜の表面に形成されているのに対し、従来例では第2絶縁膜の下に形成されている点、
(ハ)第1のコンタクトホール内の第1電極に、本発明では段差が生じていないのに対し、従来例では段差が生じている点。
この実施例のFFSモードの液晶表示装置10Aにおけるアレイ基板は、最初にガラス基板等の透明基板11の表面全体に亘って、例えばアルミニウム又はアルミニウム合金等の導電性層が形成される。その後、周知のフォトリソグラフィー法及びエッチング法によって、表示領域Dispに複数の走査線12を互いに平行になるように形成すると共に、表示領域Dispの周縁部(以下、「額縁領域Trim」という。)にコモン配線16a(図7参照)及びゲート配線16bを形成する。なお、ゲート配線16bは、必ずしも走査線12用の配線として使用されるものではなく、走査線12と同じ材質の配線であるために「ゲート配線」と称されているものであり、適宜各種の配線用に使用されるものである。このゲート配線16bは本発明における「下側配線」に対応する。なお、コモン配線16aは、ドライバICや各種端子が配置される周縁の一部を除いて、表示領域の外周部を囲むように、他の配線よりも太く形成されている。
次いで、透明基板11の表面全体に平坦化膜層を形成し、露光及び現像することによって、表示領域の周縁部には平坦化膜を形成せず、表示領域には各ドレイン電極D上の第1のコンタクトホール21aの形成予定位置に開口が形成された一定厚さの平坦化膜18を形成する。この第2工程を経た後のTFT部分の断面図及びつなぎかえ配線部分及び第1のコンタクトホール21aの形成予定位置の平面図を図5(b)に示す。この第1のコンタクトホール21aにおけるパッシベーション膜17の開口幅をL1、平坦化膜18に形成された開口のテーパ部分の幅をL2とすると、平坦化膜18に形成された開口部分の幅W1はW1=L1+2×L2となる。なお、このときのコモン配線16a部分の構成は図5(b)に示したゲート配線16b部分の構成と同様である。
次いで、エッチングガスとして、SF6、CF4に代表されるフッ素系のガスを使用してプラズマエッチングを行い、露出しているパッシベーション膜17をエッチングして除去する。このフッ素系のエッチングガスを使用して、窒化ケイ素ないし酸化ケイ素等のケイ素系の化合物は選択的にエッチングし、平坦化膜18、ドレイン電極D及びソース配線16cがエッチングされ難い条件を選択し適用する。このとき、平坦化膜18はパッシベーション膜17のエッチングの際のマスクとして作用するため、平坦化膜18に形成された開口部分とパッシベーション膜17に形成され開口部分とは連続的につながるので、第1のコンタクトホール21aには段差が生じない。
次いで、ITOないしIZOからなる下側の透明導電性層を積層し、フォトリソグラフィー法及びエッチング法によって、表示領域Dispの走査線12及び信号線15によって区画された画素領域毎に所定のパターンに第1電極19を形成する。この第1電極19は、全ての画素領域毎に第1のコンタクトホール21aを介してドレイン電極Dと電気的に接続されている。そして、実施例の液晶表示装置10Aにおいては、この第1電極19が画素電極に対応する。この第4工程を経た後のTFT部分の断面図及びつなぎかえ配線部分の断面図を図5(d)に示す。なお、このときのコモン配線16a部分の構成は図5(d)に示したゲート配線16b部分の構成と同様である。
更に、第1電極19が形成された透明基板11の表面全体に亘り窒化ケイ素層ないし酸化ケイ素層からなる第2絶縁膜20を所定の厚さに形成する。この第2絶縁膜20は、平坦化膜18や第1電極19の表面を荒らさないようにするため、ゲート絶縁膜13やパッシベーション膜17の形成条件よりも穏やかな条件、いわゆる低温成膜条件で形成される。この第5工程を経た後のTFT部分の断面図及びつなぎかえ配線部分の断面図を図5(e)に示す。なお、このときのコモン配線16a部分の構成は図5(e)に示したゲート配線16b部分の構成と同様である。
その後、この第2絶縁膜20が形成された透明基板11の表面全体に亘ってフォトレジスト層を塗布し、第2〜第4のコンタクトホール形成予定位置が露出するようにパターン化されたマスクを用いて露光及び現像を行う。すなわち、現像後のフォトレジスト層30は、平面視で、ゲート配線16b用の第2のコンタクトホール21b形成予定位置、ソース配線16c用の第3のコンタクトホール21c形成予定位置、及び、コモン配線用の第4のコンタクトホール21d形成予定位置の第2絶縁膜20が露出するように形成される。この第6工程を経た後のTFT部分の断面図及びつなぎかえ配線部分の断面図を図5(f)に示す。なお、このときのコモン配線16a部分の構成は図5(f)に示したゲート配線16b部分の構成と同様である。
次いで、このフォトレジスト層をマスクとして、プラズマエッチングを行い、露出している第2絶縁膜20をエッチングして除去し、フォトレジストを剥離する。このプラズマエッチングとレジスト剥離により、ゲート配線16b及びコモン配線16a上のゲート絶縁膜13及び第2絶縁膜20が除去され、ソース配線16c上の第2絶縁膜20が除去され、それぞれ第2〜第4のコンタクトホール21b〜21dが形成される。
以下において、本発明の液晶表示装置の効果の確認及び独自の構成を示すために、従来例に対応する比較例の液晶表示装置10Bの構成を図8及び図9を用いて説明する。なお、図8A及び図8Cはそれぞれ実施例の図5(b)に対応する部分の構成を示し、また、図8Bは図6に対応する部分の構成を示す。更に、図9A及び図9Bはそれぞれ実施例の図5(g)に対応する部分の構成を示す。また、図8及び図9においては、図1〜図7に示した構成と同一の部分には同一の参照符号を付与してその詳細な説明は省略する。
(イ)実施例のつなぎかえ配線22aは第2電極22と同組成の透明導電性材料で形成されているのに対し、比較例のつなぎかえ配線19aは第1電極19と同組成の透明導電性材料で形成されている点、
(ロ)実施例のつなぎかえ配線22aは第2絶縁膜20の表面に形成されているのに対し、比較例のつなぎかえ配線19aは第2絶縁膜の下に形成されている点、
(ハ)実施例の第1のコンタクトホール21a内には段差が生じていないのに対し、比較例の第1のコンタクトホール21a内には段差25が生じている点、
で構成に差異が生じている。
Claims (4)
- 液晶層を挟持した一対の透明基板を備え、前記一対の透明基板のうちの一方の前記液晶層側には、
表示領域にマトリクス状に形成された複数の走査線及び信号線、複数の前記走査線及び信号線の交差部近傍に設けられたスイッチング素子、前記スイッチング素子の表面を被覆する第1絶縁膜、前記表示領域の表面全体にわたって形成された平坦化膜、前記平坦化膜上に第2絶縁膜を介して対向配置されたそれぞれ透明導電性材料から成る第1電極及び複数のスリットを有する第2電極と、前記表示領域の周縁部に形成された走査線と同材料からなる下側配線、信号線と同材料からなる上側配線、とを備える液晶表示装置において、
前記スイッチング素子は前記第1絶縁膜によって被覆されており、かつ、前記上側配線は前記第2絶縁膜によって被覆されていることを特徴とする液晶表示装置。 - 前記第1電極は、前記平坦化膜に形成された第1のコンタクトホールを介して前記スイッチング素子の電極に電気的に接続され、前記第2電極は、前記表示領域の全面に亘って形成されていると共に、前記表示領域の周縁部に形成されたコモン配線と電気的に接続されていることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。
- 前記下側配線と上側配線との間を電気的に接続するつなぎかえ配線を有し、前記つなぎかえ配線は、前記第2電極と同組成の透明導電性材料から形成されていると共に、前記第2絶縁膜の表面を延在されて前記上側配線上の第2絶縁膜に形成された第2のコンタクトホール及び前記下側配線上の第2絶縁膜と第1絶縁膜とに形成された第3のコンタクトホールを介して前記上側配線と下側配線とを電気的に接続されていることを特徴とする請求項1または2記載の液晶表示装置。
- 以下の(1)〜(9)の工程を有することを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
(1)表示領域にマトリクス状に形成された複数の走査線及び信号線と、複数の前記走査線及び信号線の交差部近傍に設けられたスイッチング素子と、前記表示領域の周縁部に沿って形成された、コモン配線、走査線と同材料で形成された下側配線及び信号線と同材料で形成された上側配線と、少なくとも前記走査線、信号線、スイッチング素子、コモン配線及び上側配線の表面を被覆する第1絶縁膜を備える第1の透明基板を用意する工程、
(2)前記第1絶縁膜の表面全体に感光性樹脂からなる平坦化膜を形成し、露光及び現像することによって、前記スイッチング素子の電極に対応する位置に開口を形成すると共に前記表示領域の周縁部の平坦化膜を除去する工程、
(3)前記平坦化膜をマスクとして前記開口内の第1絶縁膜を除去して第1のコンタクトホールを形成すると共に前記表示領域の周縁部の第1絶縁膜を除去する工程、
(4)前記平坦化膜の表面に前記走査線及び信号線で囲まれた領域毎に透明導電性材料からなる第1電極を形成する工程、
(5)前記(4)の工程で得られた透明基板の表面全体に亘って第2絶縁膜を形成する工程、
(6)前記表示領域の周縁部に第2のコンタクトホールを形成する工程、
(7)前記(6)の工程で得られた透明基板の表面全体に亘って透明導電性材料からなる膜を形成した後、複数のスリットが形成された第2電極を形成する工程、
(8)前記(7)の工程で得られた第1の透明基板の表面に第2の透明基板を所定距離隔てて対向配置させて貼り合わせ、前記第1及び第2の透明基板間に液晶を封入する工程。
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