JP3340353B2 - 液晶画像表示装置の製造方法と液晶画像表示装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はスイッチ素子として
薄膜半導体素子を用いて構成される液晶画像表示装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置において液晶セルの動的動
作を可能にし、多重化を実現するためには、トランジス
タやダイオード等の非線形スイッチ素子と液晶セルとで
構成される単位絵素を、二次元のマトリクスに配置する
必要がある。

【０００３】図１１は非線形スイツチ素子として絶縁ゲ
ート型トランジスタ１を用いたアクティブ型液晶画像表
示装置の等価回路を示し、２は液晶セル、３は走査線、
４は信号線である。実線で描かれた素子は液晶画像表示
装置を構成する一方のガラス基板の上に形成され、点線
で描かれ全ての液晶セルに共通な対向電極５は他方のガ
ラス基板の上に形成されている。

【０００４】絶縁ゲート型トランジスタ１のオフ抵抗あ
るいは液晶セル２の抵抗が低い場合や表示画像の階調性
を重視する場合には、負荷としての液晶セル２の時定数
を大きくするための補助の蓄積容量６を液晶セル２に並
列に加える等の回路的工夫が加味される。蓄積容量６を
構成する方法にはいくつかの選択が可能で、図１１では
全絵素に共通する蓄積容量線３０が示されている。

【０００５】図１２は液晶画像表示装置を構成する一方
の透明絶縁基板であるアクティブ基板の平面図であり、
同図のＡ−Ａ’線に対応した液晶画像表示装置の断面図
を図１３に示す。ここでは薄膜半導体素子として非晶質
シリコンを半導体材料とする薄膜トランジスタについて
説明する。

【０００６】絶縁ゲート型トランジスタ１は、少なくと
も走査線３の一部で形成され膜厚０．１μｍ程度のＣｒ
薄膜よりなるゲート電極３ａと、ゲート絶縁層１３およ
び半導体層１２を介して前記ゲート電極３ａと一部が重
なるように形成された膜厚０．５μｍ程度の金属層、例
えばＡｌよりなる信号線（ソース）４とドレイン電極７
とで構成される。

【０００７】液晶セル２は、膜厚０．１μｍ程度の透明
導電性のＩＴＯよりなる絵素電極８が形成されている一
方のガラス基板９と、同じくＩＴＯよりなる共通の対向
電極５が形成されている他方のガラス基板１０との間に
形成されており、この厚み数μｍの液晶セル２には液晶
が充填されて液晶層１１となっている。カラー表示を得
るためには他方のガラス基板１０に適当な着色層が形成
されている必要がある。

【０００８】半導体層１２は膜厚０．１〜０．３μｍ程
度の不純物をほとんど含まない非晶質シリコンを島状に
形成したものであり、ゲート絶縁層１３は膜厚０．３μ
ｍ程度のシリコン窒化層（Ｓｉ₃Ｎ₄）であり、これらの
薄膜はＰＣＶＤ等の低温成膜装置を用いてガラス基板９
の上に被着形成される。

【０００９】なお、理解を容易にするため、液晶画像表
示装置としての構成は最低限度の構成因子について説明
している。そのため、例えば絶縁ゲート型トランジスタ
のソース・ドレインのオーミック性を高めるためにソー
ス・ドレイン配線４，７と半導体層１２との間に不純物
として燐を含んだ非晶質シリコン層を介在させる技術、
あるいは絶縁ゲート型トランジスタの耐熱性を高めるた
めにソース・ドレイン配線４，７と不純物を含んだ非晶
質シリコン層との間にＣｒ，Ｍｏ，Ｔｉ等の耐熱バリア
金属を介在させる技術、高温動作時あるいは長期信頼性
の向上のためアクティブなガラス基板９の上にシリコン
窒化層（Ｓｉ₃Ｎ₄）よりなるパシベーション絶縁層を形
成する技術等については説明を省略した。

【００１０】また、液晶セルとして動作させるために必
要な配向膜、偏光板および光源等の光学素子として必要
な構成因子、さらに液晶セルの厚みを規制するスペーサ
材等についても図１３では記載を省略している。

【００１１】表示装置としての性能向上には明るさ、コ
ントラスト比、見易さなど多々あるが、消費電力を低減
させるためにも開口率の大きな液晶表示装置の要望が商
品化当初より大である。

【００１２】開口率とは、実効的に表示に寄与する領域
の単位絵素に対する面積比であって、非晶質シリコン薄
膜トランジスタを内蔵する液晶デバイスでは、表示に寄
与する絵素電極の他に上記薄膜トランジスタや信号線、
走査線等の電極配線が存在するために開口率は１００％
にはなり得ない。特に、高精細のデバイスになると電極
配線の占める割合が高くなり、開口率を高くすることが
困難となる。液晶デバイスがカラー化されたものであれ
ば、一方の基板であるカラーフィルタのＲ，Ｇ，Ｂの各
着色層間を埋めるブラックマトリクスによってもさらに
開口率は低下する。

【００１３】本発明者は特公平５−３５４３３号公報で
既に開口率を高める技術を確立している。これは図１４
と図１５に示すように構成されている。なお、図１４は
液晶画像表示装置を構成する一方のアクティブ基板とし
ての前記一方のガラス基板９の平面図であり、同図のＡ
−Ａ’線に対応したガラス基板９の断面図を図１５に示
す。

【００１４】図１５に示したように、液晶デバイスを構
成する一方のガラス基板９の上に、光遮断性材質である
非晶質シリコン層１２を半導体材料とする薄膜トランジ
スタ１と、同じく光遮断性材質よりなる走査線３、信号
線４およびドレイン電極７を形成した後に、絵素電極８
となる透明導電層１４を全面に被着形成し、さらにネガ
型感光性樹脂１５を塗布し、ガラス基板９の裏面から紫
外線１６を照射する技術を核とするものである。

【００１５】光遮断性の半導体層１２，走査線３，信号
線４およびドレイン電極７とを除く領域が裏面露光で選
択的に残されるため、形成される絵素電極８’の有効利
用率は図１４の太い縁取りで示したように単位絵素内で
走査線３や信号線４とは面一で目一杯形成され、ほぼ１
００％となる優れた技術である。

【００１６】絵素電極８’が接続される薄膜トランジス
タのドレイン電極７は、通常、信号線４と同一の材質で
構成されるため、ガラス基板９の裏面からの露光だけで
はドレイン電極７の上に絵素電極を残すことができな
い。そのため、図１５に示すように適正な大きさの開口
部を有するＣｒパターン１７を被着されたフォトマスク
１８を用い、このフォトマスク１８を通してガラス基板
９の上方から紫外線１９を照射する一般的な写真食刻技
術を併用して、ドレイン電極７の上にも絵素電極の一部
を形成している。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】液晶表示デバイスの大
画面化は時代の要請で年々拡大する一方であるが、これ
らのデバイスを製作するための微細加工に用いられる露
光機も照射エリアの拡大のためのレンズ系の拡大や、ス
テッピング領域の拡大のために生産設備としてのコスト
も増加する一方であり、精密な露光技術を必要としない
プロセス開発が重要であり、加えて常にコストダウンの
ための生産性向上やプロセスの合理化が求められてい
る。

【００１８】しかしながら従来の技術では、開口率の大
きい液晶画像表示装置を製造しようとすれば、上記のよ
うにガラス基板９の裏面から露光する裏面光源とフォト
マスク１８を通してガラス基板９の上方から露光する表
面露光とを併用しなければドレイン電極７の上に絵素電
極の一部を形成できない欠点がある。

【００１９】本発明は上記した現状に鑑みなされたもの
で、裏面露光だけで絵素電極を形成し、製造工程を簡略
化できる液晶表示装置の製造方法と液晶画像表示装置を
提供することを目的とする。

【００２０】

【課題を解決するための手段】本発明の液晶画像表示装
置の製造方法は、絵素電極と接続される絶縁ゲート型ト
ランジスタのドレイン電極に設けた開口部を通過した裏
面からの露光によってドレイン電極の上に位置する透明
導電層上の感光性樹脂を露光することを特徴とする。

【００２１】この発明によると、裏面露光だけであるに
も関わらずドレイン電極の上にも絵素電極となる透明導
電層を残すことができ、絵素電極の形成工程を簡略化で
きる。

【００２２】

【発明の実施の形態】請求項１に記載の液晶画像表示装
置の製造方法は、一主面上に光遮断性材質からなる薄膜
層を有する薄膜トランジスタと前記薄膜トランジスタの
ドレイン電極に接続された透明導電性の絵素電極とを少
なくとも各々１個は有する単位絵素が二次元のマトリク
スに配列された第１の透明絶縁基板と、一主面上に少な
くとも透明絶縁層が形成された第２の透明絶縁基板との
間に液晶を充填してなる液晶画像表示装置を製造するに
際し、絵素電極の形成は、第１の透明絶縁基板の一主面
上に光遮断性材質からなる薄膜層を有する薄膜トランジ
スタ、前記薄膜トランジスタのゲート電極を含む走査
線、前記薄膜トランジスタのソース電極を含む信号線お
よびゲート電極と重ならない領域に開口部を有するドレ
イン電極とを形成し、第１の透明絶縁基板の上に透明導
電層を形成し、前記透明導電層の上にネガ型感光性樹脂
を塗布し、第１の透明絶縁基板の他の主面上から光を照
射して絵素電極となる領域の感光性樹脂を露光し、前記
感光性樹脂の現像後に選択的に残された感光性樹脂をマ
スクとして絵素電極を選択的に形成することを特徴とす
る。

【００２３】請求項２記載の液晶画像表示装置の製造方
法は、一主面上に光遮断性材質からなる薄膜層を有する
薄膜トランジスタと前記薄膜トランジスタのドレイン電
極に接続された透明導電性の絵素電極とを少なくとも各
々１個は有する単位絵素が二次元のマトリクスに配列さ
れた第１の透明絶縁基板と、一主面上に少なくとも透明
絶縁層が形成された第２の透明絶縁基板との間に液晶を
充填してなる液晶画像表示装置を製造するに際し、絵素
電極の形成は、第１の透明絶縁基板の一主面上に光遮断
性材質からなる薄膜層を有する薄膜トランジスタ、前記
薄膜トランジスタのゲート電極を含む走査線、前記薄膜
トランジスタのソース電極を含む信号線およびゲート電
極と重ならない領域に第１の開口部を有するドレイン電
極とを形成後、全面に透明絶縁を形成して平坦化し、薄
膜トランジスタのドレイン電極上の透明絶縁層に第２の
開口部を形成し、前記透明絶縁層の上に透明導電層を形
成し、前記透明導電層の上にネガ型感光性樹脂を塗布
し、第１の透明絶縁基板の他の主面上から光を照射して
絵素電極となる領域の感光性樹脂を露光し、前記感光性
樹脂の現像後に選択的に残された感光性樹脂をマスクと
して絵素電極を選択的に形成することを特徴とする。

【００２４】

【００２５】請求項３記載の液晶画像表示装置の製造方
法は、一主面上に光遮断性材質からなる薄膜層を有する
薄膜トランジスタと前記薄膜トランジスタのドレイン電
極に接続された透明導電性の絵素電極と蓄積容量とを少
なくとも各々１個は有する単位絵素が二次元のマトリク
スに配列された第１の透明絶縁基板と、一主面上に少な
くとも透明絶縁層が形成された第２の透明絶縁基板との
間に液晶を充填してなる液晶画像表示装置を製造するに
際し、絵素電極の形成は、第１の透明絶縁基板の一主面
上に光遮断性材質からなる薄膜層を有する薄膜トランジ
スタ、前記薄膜トランジスタのゲート電極を含む走査
線、蓄積容量線、前記薄膜トランジスタのソース電極を
含む信号線及びゲート電極と重ならない領域に第１の開
口部を有するドレイン電極と蓄積容量線上を含み蓄積容
量線と重ならない領域に第３の開口部を有する蓄積電極
とを形成後、全面に透明絶縁層を形成して平坦化し、薄
膜トランジスタのドレイン電極上と蓄積電極上の透明絶
縁層に第２の開口部を形成し、前記の透明絶縁層の上に
透明導電層を形成し、前記透明導電層の上にネガ型感光
性樹脂を塗布し、第１の透明絶縁基板の他の主面上から
光を照射して絵素電極となる領域の感光性樹脂を露光
し、前記感光性樹脂の現像後に選択的に残された感光性
樹脂をマスクとして絵素電極を選択的に形成することを
特徴とする。

【００２６】請求項４記載の液晶画像表示装置の製造方
法は、一主面上に光遮断性材質からなる薄膜層を有する
薄膜トランジスタと前記薄膜トランジスタのドレイン電
極に接続された透明導電性の絵素電極と蓄積容量とを少
なくとも各々１個は有する単位絵素が二次元のマトリク
スに配列された第１の透明絶縁基板と、一主面上に少な
くとも透明絶縁層が形成された第２の透明絶縁基板との
間に液晶を充填してなる液晶画像表示装置を製造するに
際し、絵素電極の形成は、第１の透明絶縁基板の一主面
上に光遮断性材質からなる薄膜層を有する薄膜トランジ
スタ、前記薄膜トランジスタのゲート電極を含む走査
線、前記薄膜トランジスタのソース電極を含む信号線お
よびゲート電極と重ならない領域に第３の開口部を有す
る蓄積電極とゲート電極と重ならない領域に第１の開口
部を有するドレイン電極とを形成後、全面に透明絶縁層
を形成して平坦化し、薄膜トランジスタのドレイン電極
上と蓄積電極上の透明絶縁層に第２の開口部を形成し、
前記の透明絶縁層の上に透明導電層を形成し、前記透明
導電層の上にネガ型感光性樹脂を塗布し、第１の透明絶
縁基板の他の主面上から光を照射して絵素電極となる領
域の感光性樹脂を露光し、前記感光性樹脂の現像後に選
択的に残された感光性樹脂をマスクとして絵素電極を選
択的に形成することを特徴とする。

【００２７】請求項５記載の液晶画像表示装置の製造方
法は、一主面上に光遮断性材質からなる薄膜層を有する
薄膜トランジスタと前記薄膜トランジスタのドレイン電
極に接続された透明導電性の絵素電極と蓄積容量とを少
なくとも各々１個は有する単位絵素が二次元のマトリク
スに配列された第１の透明絶縁基板と、一主面上に少な
くとも透明絶縁層が形成された第２の透明絶縁基板との
間に液晶を充填してなる液晶画像表示装置を製造するに
際し、前記第１の透明絶縁基板の形成は、第１の透明絶
縁基板の一主面上に薄膜トランジスタのゲート電極を含
む走査線と蓄積容量線とを形成する工程と、少なくとも
１層以上のゲート絶縁層となる第１の絶縁層と薄膜トラ
ンジスタのチャネルとなる第１の半導体層と第２の絶縁
層とを順次全面に被着する工程と、前記ゲート電極上の
第２の絶縁層を選択的に残して第１の半導体層を露出す
る工程と、全面に不純物を含む第２の半導体層を被着す
る工程と、全面に１層以上の金属層を被着する工程と、
前記１層以上の金属層と第２と第１の半導体層とを選択
的に除去して選択的に残された第２の絶縁層を一部含ん
で薄膜トランジスタのソース電極を含む信号線とゲート
電極と重ならない領域に複数個の第１の開口部を有する
ドレイン電極と蓄積容量線上を含み蓄積容量線と重なら
ない領域に複数個の第３の開口部を有する蓄積電極とを
形成する工程と、全面に透明絶縁層を形成して平坦化す
る工程と、薄膜トランジスタのドレイン電極上と蓄積電
極上と端子電極上の透明絶縁層に第２の開口部を形成す
る工程と、走査線の端子電極上の第１の絶縁層を除去し
て端子電極を露出する工程と、前記の透明絶縁層の上に
透明導電層を形成する工程と、前記透明導電層の上にネ
ガ型感光性樹脂を塗布し、第１の透明絶縁基板の他の主
面上から光を照射して絵素電極となる領域の感光性樹脂
を露光し、前記感光性樹脂の現像後に選択的に残された
感光性樹脂をマスクとして絵素電極を選択的に形成する
ことを特徴とする。

【００２８】請求項６記載の液晶画像表示装置の製造方
法は、一主面上に光遮断性材質からなる薄膜層を有する
薄膜トランジスタと前記薄膜トランジスタのドレイン電
極に接続された透明導電性の絵素電極と蓄積容量とを少
なくとも各々１個は有する単位絵素が二次元のマトリク
スに配列された第１の透明絶縁基板と、一主面上に少な
くとも透明絶縁層が形成された第２の透明絶縁基板との
間に液晶を充填してなる液晶画像表示装置を製造するに
際し、前記第１の透明絶縁基板の形成は、第１の透明絶
縁基板の一主面上に薄膜トランジスタのゲート電極を含
む走査線を形成する工程と、少なくとも１層以上のゲー
ト絶縁層となる第１の絶縁層と薄膜トランジスタのチャ
ネルとなる第１の半導体層と第２の絶縁層とを順次全面
に被着する工程と、前記ゲート電極上の第２の絶縁層を
選択的に残して第１の半導体層を露出する工程と、全面
に不純物を含む第２の半導体層を被着する工程と、全面
に１層以上の金属層を被着する工程と、前記１層以上の
金属層と第２と第１の半導体層とを選択的に除去して選
択的に残された第２の絶縁層を一部含んで薄膜トランジ
スタのソース電極を含む信号線とゲート電極と重ならな
い領域に複数個の第１の開口部を有するドレイン電極と
走査線上を含み走査線と重ならない領域に複数個の第３
の開口部を有する蓄積電極とを形成する工程と、全面に
透明絶縁層を形成して平坦化する工程と、薄膜トランジ
スタのドレイン電極上と蓄積電極上と端子電極上の透明
絶縁層に第２の開口部を形成する工程と、走査線の端子
電極上の第１の絶縁層を除去して端子電極を露出する工
程と、前記の透明絶縁層の上に透明導電層を形成する工
程と、前記透明導電層の上にネガ型感光性樹脂を塗布
し、第１の透明絶縁基板の他の主面上から光を照射して
絵素電極となる領域の感光性樹脂を露光し、前記感光性
樹脂の現像後に選択的に残された感光性樹脂をマスクと
して絵素電極を選択的に形成することを特徴とする。

【００２９】請求項７記載の液晶画像表示装置は、一主
面上に光遮断性材質からなる薄膜層を有する薄膜トラン
ジスタと前記薄膜トランジスタのドレイン電極に接続さ
れた透明導電性の絵素電極とを少なくとも各々１個は有
する単位絵素が二次元のマトリクスに配列された第１の
透明絶縁基板と、一主面上に少なくとも透明絶縁層が形
成された第２の透明絶縁基板との間に液晶を充填してな
る液晶画像表示装置において、前記単位絵素を相互接続
する前記薄膜トランジスタのゲート電極を含む走査線と
前記薄膜トランジスタのソース電極を含む信号線とドレ
イン電極とが光遮断性材質からなる薄膜層で形成され、
前記ドレイン電極はゲート電極と重ならない領域で第１
の透明絶縁基板の上に形成されたゲート絶縁層が露出す
る開口部を設け、前記ドレイン電極の上から前記ゲート
絶縁層にかけて裏面からの露光による写真食刻工程を経
て前記絵素電極となる透明導電層を設けたことを特徴と
する。

【００３０】この構成によると、ドレイン電極の上に形
成された透明導電層を、この透明導電層の上に塗布した
ネガ型感光性樹脂層を露光してレジスト膜を形成してエ
ッチングする場合に、第１の透明絶縁基板の裏面側から
の露光によって、ドレイン電極に形成した開口部を通し
てネガ型感光性樹脂層を露光することができる。

【００３１】請求項８記載の液晶画像表示装置は、一主
面上に光遮断性材質からなる薄膜層を有する薄膜トラン
ジスタと前記薄膜トランジスタのドレイン電極に接続さ
れた透明導電性の絵素電極とを少なくとも各々１個は有
する単位絵素が二次元のマトリクスに配列された第１の
透明絶縁基板と、一主面上に少なくとも透明絶縁層が形
成された第２の透明絶縁基板との間に液晶を充填してな
る液晶画像表示装置において、前記単位絵素を相互接続
する前記薄膜トランジスタのゲート電極を含む走査線と
前記薄膜トランジスタのソース電極を含む信号線とドレ
イン電極とが光遮断性材質からなる薄膜層で形成され、
前記ドレイン電極はゲート電極と重ならない領域で第１
の透明絶縁基板の上に形成されたゲート絶縁層が露出す
る第１の開口部を設け、前記ドレイン電極の上から前記
ゲート絶縁層にかけて透明絶縁層を設け、前記の透明絶
縁層には第１の開口部の近傍の前記ドレイン電極の一部
が露出する第２の開口部を設け、前記の透明絶縁層の上
と第２の開口部を通して前記ドレイン電極にかけて裏面
からの露光による写真食刻工程を経て前記絵素電極とな
る透明導電層を設けたことを特徴とする。

【００３２】この構成によると、ドレイン電極の上に透
明絶縁層を介して形成された透明導電層を、この透明導
電層の上に塗布したネガ型感光性樹脂層を露光してレジ
スト膜を形成してエッチングする場合に、第１の透明絶
縁基板の裏面側からの露光によって、ドレイン電極に形
成した第１の開口部を通してネガ型感光性樹脂層を露光
することができる。

【００３３】

【００３４】請求項９記載の液晶画像表示装置は、一主
面上に光遮断性材質からなる薄膜層を有する薄膜トラン
ジスタと前記薄膜トランジスタのドレイン電極に接続さ
れた透明導電性の絵素電極と蓄積容量とを少なくとも各
々１個は有する単位絵素が二次元のマトリクスに配列さ
れた第１の透明絶縁基板と、一主面上に少なくとも透明
絶縁層が形成された第２の透明絶縁基板との間に液晶を
充填してなる液晶画像表示装置において、前記単位絵素
を相互接続する前記薄膜トランジスタのゲート電極を含
む走査線、蓄積容量線および蓄積容量線上を含む蓄積電
極と前記薄膜トランジスタのソース電極を含む信号線と
ドレイン電極とが光遮断性材質からなる薄膜層で形成さ
れ、前記ドレイン電極はゲート電極と重ならない領域で
また蓄積電極は蓄積容量線と重ならない領域で第１の透
明絶縁基板の上に形成されたゲート絶縁層が露出する複
数個の第１と第３の開口部を設け、前記ドレイン電極の
上から前記ゲート絶縁層にかけて透明絶縁層を設け、前
記の透明絶縁層には第１の開口部の近傍の前記ドレイン
電極の一部と第３の開口部の近傍の前記蓄積電極の一部
とが露出する第２の開口部を設け、前記の透明絶縁層の
上と第２の開口部を通して前記ドレイン電極と蓄積電極
にかけて裏面からの露光による写真食刻工程を経て前記
絵素電極となる透明導電層を設けたことを特徴とする。

【００３５】この構成によると、ドレイン電極の上と蓄
積電極の上に透明絶縁層を介して形成された透明導電層
を、この透明導電層の上に塗付したネガ型感光性樹脂を
露光してレジスト膜を形成してエッチングする場合に、
第１の透明絶縁基板の裏面側からの露光によって、ドレ
イン電極に形成した第１の開口部を通してドレイン電極
上に、また蓄積電極に形成した第３の開口部を通して蓄
積電極上にもネガ型感光性樹脂を露光することができ
る。請求項１０記載の液晶画像表示装置は、一主面上に
光遮断性材質からなる薄膜層を有する薄膜トランジスタ
と前記薄膜トランジスタのドレイン電極に接続された透
明導電性の絵素電極と蓄積容量とを少なくとも各々１個
は有する単位絵素が二次元のマトリクスに配列された第
１の透明絶縁基板と、一主面上に少なくとも透明絶縁層
が形成された第２の透明絶縁基板との間に液晶を充填し
てなる液晶画像表示装置において、前記単位絵素を相互
接続する前記薄膜トランジスタのゲート電極を含む走査
線および走査線上を含む蓄積電極と前記薄膜トランジス
タのソース電極を含む信号線とドレイン電極とが光遮断
性材質からなる薄膜層で形成され、前記ドレイン電極は
ゲート電極と重ならない領域でまた蓄積電極は走査線と
重ならない領域で第１の透明絶縁基板の上に形成された
ゲート絶縁層が露出する複数個の第１と第３の開口部を
設け、前記ドレイン電極の上から前記ゲート絶縁層にか
けて透明絶縁層を設け、前記の透明絶縁層には第１の開
口部の近傍の前記ドレイン電極の一部と第３の開口部の
近傍の前記蓄積電極の一部が露出する第２の開口部を設
け、前記の透明絶縁層の上と第２の開口部を通して前記
ドレイン電極と蓄積電極にかけて裏面からの露光による
写真食刻工程を経て前記絵素電極となる透明導電層を設
けたことを特徴とする。

【００３６】この構成によると、ドレイン電極の上と蓄
積電極の上に透明絶縁層を介して形成された透明導電層
を、この透明導電層の上に塗布したネガ型感光性樹脂層
を露光してレジスト膜を形成してエッチングする場合
に、第１の透明絶縁基板の裏面側からの露光によって、
ドレイン電極に形成した第１の開口部を通してドレイン
電極上に、また蓄積電極に形成した第３の開口部を通し
て蓄積電極上にもネガ型感光性樹脂層を露光することが
できる。

【００３７】請求項１１記載の液晶画像表示装置は、一
主面上に光遮断性材質からなる薄膜層を有する薄膜トラ
ンジスタと前記薄膜トランジスタのドレイン電極に接続
された透明導電性の絵素電極と蓄積容量とを少なくとも
各々１個は有する単位絵素が二次元のマトリクスに配列
された第１の透明絶縁基板と、一主面上に少なくとも透
明絶縁層が形成された第２の透明絶縁基板との間に液晶
を充填してなる液晶画像表示装置において、前記単位絵
素を相互接続する前記薄膜トランジスタのゲート電極を
含む走査線、蓄積容量線および蓄積容量線上を含む蓄積
電極と前記薄膜トランジスタのソース電極を含む信号線
とドレイン電極とが光遮断性材質からなる薄膜層で形成
され、前記ドレイン電極はゲート電極と重ならない領域
でまた蓄積電極は蓄積容量線と重ならない領域で第１の
透明絶縁基板の上に形成されたゲート絶縁層と第１の透
明絶縁基板が露出する複数個の第１と第３の開口部を設
け、前記ドレイン電極の上から前記ゲート絶縁層にかけ
て透明絶縁層を設け、前記の透明絶縁層には第１の開口
部の近傍の前記ドレイン電極の一部と第３の開口部の近
傍の前記蓄積電極の一部とが露出する第２の開口部を設
け、前記の透明絶縁層の上と第２の開口部を通して前記
ドレイン電極と蓄積電極にかけて裏面からの露光による
写真食刻工程を経て前記絵素電極となる透明導電層を設
けたことを特徴とする。

【００３８】この構成によると、ドレイン電極の上と蓄
積電極の上に透明絶縁層を介して形成された透明導電層
を、この透明導電層の上に塗布したネガ型感光性樹脂層
を露光してレジスト膜を形成してエッチングする場合
に、第１の透明絶縁基板の裏面側からの露光によって、
ドレイン電極に形成した第１の開口部を通してドレイン
電極上に、また蓄積電極に形成した第３の開口部を通し
て蓄積電極上にもネガ型感光性樹脂層を露光することが
できる。また走査線の端子電極への開口部形成工程が、
透明絶縁層への第２の開口部形成と同時になされるの
で、製造工程数が削減される。

【００３９】請求項１２記載の液晶画像表示装置は、一
主面上に光遮断性材質からなる薄膜層を有する薄膜トラ
ンジスタと前記薄膜トランジスタのドレイン電極に接続
された透明導電性の絵素電極と蓄積容量とを少なくとも
各々１個は有する単位絵素が二次元のマトリクスに配列
された第１の透明絶縁基板と、一主面上に少なくとも透
明絶縁層が形成された第２の透明絶縁基板との間に液晶
を充填してなる液晶画像表示装置において、前記単位絵
素を相互接続する前記薄膜トランジスタのゲート電極を
含む走査線および走査線線上を含む蓄積電極と前記薄膜
トランジスタのソース電極を含む信号線とドレイン電極
とが光遮断性材質からなる薄膜層で形成され、前記ドレ
イン電極はゲート電極と重ならない領域でまた蓄積電極
は走査線と重ならない領域で第１の透明絶縁基板の上に
形成されたゲート絶縁層と第１の透明絶縁基板が露出す
る複数個の第１と第３の開口部を設け、前記ドレイン電
極の上から前記ゲート絶縁層にかけて透明絶縁層を設
け、前記の透明絶縁層には第１の開口部の近傍の前記ド
レイン電極の一部と第３の開口部の近傍の前記蓄積電極
の一部とが露出する第２の開口部を設け、前記の透明絶
縁層の上と第２の開口部を通して前記ドレイン電極と蓄
積電極にかけて裏面からの露光による写真食刻工程を経
て前記絵素電極となる透明導電層を設けたことを特徴と
する。

【００４０】この構成によると、ドレイン電極の上と蓄
積電極の上に透明絶縁層を介して形成された透明導電層
を、この透明導電層の上に塗布したネガ型感光性樹脂層
を露光してレジスト膜を形成してエッチングする場合
に、第１の透明絶縁基板の裏面側からの露光によって、
ドレイン電極に形成した第１の開口部を通してドレイン
電極上に、また蓄積電極に形成した第３の開口部を通し
て蓄積電極上にもネガ型感光性樹脂層を露光することが
できる。また走査線の端子電極への開口部形成工程が、
透明絶縁層への第２の開口部形成と同時になされるの
で、製造工程が削減される。

【００４１】以下、本発明の各実施の形態を図１〜図１
０を参照しながら説明する。なお、従来例と同一または
相当する部位には同じ符号を付与する。 （実施の形態１）図１と図２は（実施の形態１）を示
す。

【００４２】図１はアクティブ基板としての一方のガラ
ス基板９の平面配置図であり、同図のＡ−Ａ’線上の断
面図を図２に示す。本発明による液晶画像表示装置も先
願例と同様に絵素電極の形成に先立ち、薄膜トランジス
タと走査線および信号線とドレイン電極との形成がなさ
れる。薄膜トランジスタの半導体材質は非晶質シリコン
の薄膜であり、走査線や信号線も金属材料で形成される
が、これらの材料は通常に用いられる膜厚（0.1〜1.0μ
ｍ）では紫外線に対して不透明である。

【００４３】そこで、先ず、走査線３，信号線４，ドレ
イン電極７および非晶質シリコン層である半導体層１２
を含む絶縁ゲート型トランジスタをガラス基板９の一主
面上に形成する。

【００４４】この時は、図１に示したようにドレイン電
極７のパターン内にゲート電極３と重ならない領域で開
口部２０を設けて下地のゲート絶縁層１３を露出させて
おくことが本発明の主眼点である。その後、全面に例え
ばＩТОよりなる透明導電層１４を０．１〜０．２μｍ
の膜厚でスパッタ等の真空成膜装置を用いて被着形成す
る。その上に、ネガ型感光性樹脂１５を塗布する。

【００４５】ネガ型感光性樹脂１５とは、ブタジエン系
のゴム樹脂を主成分とし現像液にキシレンや酢酸ブチル
等の有機溶剤を用いるものであっても（例えば、東京応
化製の商品名ＯＭＲ−８３）、露光後加熱が必要なノボ
ラック系の樹脂を主成分とし現像液にアルカリ液体を用
いる化学増幅型のものであっても（例えば、東京応化製
の商品名ＴＦＮ−００９ＰＬ）、透明導電層１４と信号
線４との化学的な反応による腐食に注意すれば選択は自
由である。

【００４６】そして、ガラス基板９の他の主面（裏面）
より紫外線１６を照射する。ガラス基板９，ゲート絶縁
層１３，透明導電層１４は、何れも波長が短くなるにつ
れて透過率は低下するが、写真食刻工程で用いられる紫
外線の波長領域４５０〜３５０ｎｍでは概ね数１０％程
度の透過率を有するので、紫外線１６の照射時間を適宜
長くすれば裏面からの紫外線照射によって感光性樹脂を
感光させることができる。

【００４７】さらに具体的に説明すると、前述したよう
に走査線３，信号線４，ドレイン電極７および非晶質シ
リコンの半導体層１２は紫外線の光をほとんど透過させ
ないので、ネガ型の感光性樹脂１５は上記の不透明物質
を除いて選択的に感光される。

【００４８】この時、ドレイン電極７に形成された開口
部２０より回折によって回り込んだ紫外線１６”は、ド
レイン電極７の上の感光性樹脂を感光させることが可能
である。あるいは裏面照射する紫外線１６に斜め成分１
６’を含ませることにより、上記の回り込みを助長させ
る手段を加味してもよい。裏面露光の上記の回り込みは
絵素電極パターンの寸法を大きく形成する方向に作用す
るが、過食刻によって絵素電極の大きさを制御すること
はさほど困難な技術ではないからである。

【００４９】何れにせよ、ドレイン電極７の上にも感光
性樹脂を効率良く残す必要があり、そのためには図１に
示された開口部２０の周辺のドレイン電極部の幅Ｌは露
光機の解像力が有する最大の解像力、例えば２〜３μｍ
程度にすることが望ましい。これは片側１〜１．５μｍ
程度の回り込みが必要なことと等価で、この量が絵素電
極を形成するための感光性樹脂パターンの拡がり量とな
るからである。

【００５０】この後は、現像（化学増幅型ネガの場合に
は露光後に加熱処理が必要であるが）によってガラス基
板９の上には選択的に残された感光性樹脂パターンを得
ることができる。この感光性樹脂パターンは単位絵素内
で島状の半導体層１２と走査線３，信号線４およびドレ
イン電極７の一部を除いて選択的に残されている。

【００５１】既に述べたように前記不透明材質の端部と
感光性樹脂パターンとの端部はほぼ同一線上で揃うの
で、感光性樹脂パターンをマスクとして透明導電層１４
の食刻を行い、図１に示されたように自己整合的に形成
された絵素電極８”を得ることができる。

【００５２】なお、透明導電層１４の食刻に当たり、僅
かばかりの過食刻を施すと絵素電極８”と露出している
信号線４との短絡が防止できて、点欠陥の発生を抑制す
ることができることは容易に理解されよう。

【００５３】（実施の形態２）図３と図４は（実施の形
態２）を示す。図３はアクティブ基板である一方の基板
９の平面配置図であり、同図のＡ−Ａ’線上の断面図を
図４に示す。

【００５４】（実施の形態１）との差異は、図２と図４
を比較して分かるように、ゲート絶縁層１３と透明導電
層１４との間に透明絶縁層２１が設けられており、この
透明絶縁層２１の前記ドレイン電極７の上の部分には第
２の開口部２２が形成されている点である。ドレイン電
極７のパターン内には（実施の形態１）と同様にゲート
電極３と重ならない領域で開口部２０が形成されてい
る。

【００５５】この（実施の形態２）では、不透明材質よ
りなる薄膜トランジスタ、走査線３，信号線４およびド
レイン電極７を形成後、ガラス基板９の全面に透明絶縁
層２１を被着または塗布形成して平坦化する。その膜厚
はガラス基板９の上の上記した素子の段差を埋めること
ができればよく、１〜３μｍに選ばれる。平坦化は、例
えばＳｉ₃Ｎ₄等の無機絶縁層を被着後に研磨して、ある
いは透明絶縁性樹脂の塗布後のレベリング放置によって
等、その手段は問わない。平坦度は後述するように高い
方が望ましいが、最大段差０．１μｍ程度ならば樹脂層
の塗布後のレベリングに自然放置でも容易に得られる。
なお、透明絶縁層２１を１μｍ以上の膜厚で形成したい
場合には、その被着方法による生産性の低下および膜内
応力の発生等の観点からは樹脂層の方が好ましい結果が
得られるであろう。

【００５６】平坦化された透明絶縁層２１の形成後、通
常の写真食刻技術を用いて開口部２２を選択的に形成
し、ドレイン電極７の一部を露出する。この時に透明絶
縁層２１に感光性（例えば、日本合成ゴム製の商品名オ
プトマー：ＰＣ３０２）のものを用いれば微細加工工程
の合理化ができることは言うまでもない。すなわち、通
常の感光性樹脂の塗布工程と剥離工程が合理化されて製
造工程数が削減するからである。

【００５７】しかる後、透明導電層１４を全面に被着形
成し、（実施の形態１）と同様にネガ型感光性樹脂１５
を用いてガラス基板９の裏面からの紫外線照射で絵素電
極８”を自己整合的に形成する。

【００５８】当然のことながら、この場合には絵素電極
８”が過露光または回り込みによって大きめに形成され
ても透明絶縁層２１が介在するので、絵素電極８”と信
号線４とが短絡する恐れは皆無である。ドレイン電極７
の開口部２０を除く領域と透明絶縁層２１に形成された
開口部２２との重なった縦線部２３は、開口部２０から
の紫外線１６の回り込みによって絵素電極８”の一部を
形成することが可能であり、しかも開口部２２によって
ドレイン電極７が露出しているので、ドレイン電極７と
絵素電極８”との接続が裏面露光だけで形成されたこと
が理解されよう。

【００５９】上記の各電極線３，４と絵素電極８”との
間の透明絶縁層２１を介した平面的な重なりは、寄生容
量としてゴーストの発生などの表示画像の劣化をもたら
すので、好ましくは過露光による感光性樹脂パターンの
広がりを考慮した過食刻で絵素電極８”を自己整合的に
形成する方が望ましい結果が得られる。

【００６０】しかしながら、平坦化された透明絶縁層２
１の厚みが例えば１．５μｍ以上あれば、絵素電極８”
が過露光によって大きめに形成されても絵素電極８”と
走査線３および信号線４との間で形成される寄生容量は
小さく、表示画像が劣化することはない。

【００６１】すなわち、平坦化された透明絶縁層２１の
厚みは厚い方が、またその比誘電率は小さい方が電気的
には有利である。ただし、ドレイン電極７と絵素電極
８”との接続のための開口部２２の段差が増大して絵素
電極８”が断線し易くなるので、開口部２２の形成に当
たっては断面をテーパ状に制御する必要性が発生するこ
とを補足しておく。

【００６２】（実施の形態３）図５、図６、図７は（実
施の形態３）を示す。図５はアクティブ基板である一方
の基板９の平面配置図であり、同図のＡ−Ａ’線上の断
面図を図６に示し、画像表示部外の領域に設けられる走
査線と信号線の端子電極の平面図と断面図を図７に示
す。

【００６３】（実施の形態２）との差異は、図３と図５
を比較しても分かるように蓄積容量線３０が付加される
とともに、蓄積容量線３０と重ならない領域で蓄積電極
３１のパターン内と透明絶縁層２１にはそれぞれ第３の
開口部３２と第２の開口部３３が形成されている点であ
る。ドレイン電極７のパターン内と透明絶縁層２１には
（実施の形態１）と同様にゲート電極３と重ならない領
域でそれぞれ第１の開口部２０と第２の開口部２２とが
形成されている。

【００６４】この（実施の形態３）では、蓄積電極３１
に複数個の第３の開口部３２が存在するため、図１に示
したドレイン電極７に形成された開口部２０と全く同様
の作用が生じ、ゲート絶縁層１３、透明絶縁層２１およ
び透明導電層１４を介して蓄積電極３１上のネガ型感光
性樹脂１５は、開口部３２からの回折光によって部分的
に感光させることが可能である。このため、不透明な材
質よりなる蓄積電極３１の上にも開口部３２の近傍では
絵素電極８”を形成することができて、絵素電極８”と
蓄積電極３１とが電気的に接続され、蓄積電極３１（絵
素電極８”）と蓄積容量線３０はゲート絶縁層１３を介
して蓄積容量６を構成することができるのである。

【００６５】蓄積容量線３０で絵素電極８”が分断され
ないように、蓄積電極３１は蓄積容量線３０を挟んで上
下に２箇所設けられており、また蓄積容量線３０と蓄積
電極３１が短絡しないよう開口部３２は蓄積容量線３０
上には配置していない。

【００６６】この（実施の形態３）では、図５および図
７（ａ）に示したように不透明材質よりなる薄膜トラン
ジスタ、走査線３，信号線４，蓄積容量線３０およびド
レイン電極７，蓄積電極３１を形成後、ガラス基板９の
全面に透明絶縁層２１を被着または塗布形成して平坦化
する。その膜厚はガラス基板９の上の上記した素子の段
差を埋めることができればよく、１〜３μｍに選ばれ
る。

【００６７】平坦化された透明絶縁層２１の形成後、通
常の写真食刻技術を用いて第２の開口部２２と３３を選
択的に形成し、ドレイン電極７と蓄積電極３１の一部を
露出する。この時に透明絶縁層２１に感光性（例えば、
日本合成ゴム製の商品名オプトマー：ＰＣ３０２）のも
のを用いれば微細加工の工程の合理化ができることは既
に述べた通りである。

【００６８】この時、画像表示部外に設けられた走査線
３と信号線４の端子電極については、図６に示した通り
である。走査線３の端子電極３５は通常、ゲート絶縁層
１３に形成され走査線３の一部が露出している開口部２
４をカバーするように形成され、信号線４と同一の材質
で信号線４と同時に形成される。これに対して、信号線
４の端子電極３６は信号線４の端部がその機能を担うよ
う形成されている。したがって、端子電極を露出してお
くためには、走査線３の端子電極３５上と信号線４の端
子電極３６上の透明絶縁層２１にそれぞれ第２の開口部
３７，３８が形成される。

【００６９】しかる後、図７（ｂ）に示したように透明
導電層１４を全面に被着形成し、（実施の形態２）と同
様にネガ型感光性樹脂１５を用いてガラス基板９の裏面
からの紫外線照射で露光して現像後に感光性樹脂樹脂パ
ターン１５’を選択的に得る。

【００７０】そして、感光性樹脂パターン１５’をマス
クとして透明導電層１４を食刻して絵素電極８”を選択
的に形成して、図７（ｃ）に示したように請求項１０に
記載の液晶画像表示装置用アクティブ基板が得られる。

【００７１】（実施の形態４）請求項１１ に記載された液晶画像表示装置では、蓄積容
量６は絵素電極８”と前段の走査線３とが第１の絶縁層
１３を介して構成されるので、不透明な材質よりなる走
査線３上に適当な導電性薄膜を形成するための工夫が必
要である。それは図８に示したように走査線３と重なら
ない領域で第３の開口部３９を有する蓄積電極３１を走
査線３上に配置し、蓄積電極３１上の透明絶縁層２１に
第２の開口部４０を設けることによって達成され、開口
部３９からの回折光によって不透明な蓄積電極３１の上
にも開口部３９の近傍では絵素電極８”を部分的に形成
することは容易に理解されよう。

【００７２】（実施の形態５） 以上、述べた（実施の形態３，４）は従来の製造方法に
も適用可能な絵素電極の形成方法であるが、ここで本発
明に最適な合理化プロセスを導入した場合の絵素電極の
形成方法、すなわち請求項５，６および請求項１１，１
２について図５，図８と図９，図１０を参照しながら説
明する。

【００７３】請求項５に記載のアクティブ基板９の製造
方法は以下に述べる通りである。先ず、図９（ａ）に示
したように透明絶縁基板９の一主面上にゲート電極３ａ
を含む走査線３と蓄積容量線３０を選択的に形成する。
この工程は従来と同一で、例えば膜厚０．１〜０．３μ
ｍ程度のＣｒ，Ｍｏ，Ａｌ等の金属薄膜層をＳＰＴ等の
真空成膜装置を用いて形成すれば良い。

【００７４】次に、プラズマＣＶＤ装置を用いてゲート
絶縁層となる第１のシリコン窒化層１３と不純物をほと
んど含まない第１の非晶質シリコン層４１と第２のシリ
コン窒化層４２を、例えばそれぞれ０．３，０．０５，
０．１μｍ程度の膜厚で被着し、図９（ｂ）に示したよ
うにゲート３ａの上に第２のシリコン窒化層を選択的に
残して４２’とし、第１の非晶質シリコン層４１を露出
する。

【００７５】引き続き、プラズマＣＶＤ装置を用いて全
面に不純物を含む第２の非晶質シリコン層４３を被着
し、さらに全面に１層以上の金属薄膜層を被着し、図９
（ｃ）に示したように１層以上の金属薄膜層と第２と第
１の非晶質シリコン層を選択的に除去し、第１の絶縁層
１３と第２の絶縁層４２’を露出し、第２のシリコン窒
化層４２’の一部を含んで一対のソース電極を含む信号
線４とドレイン電極７と、蓄積容量線３０上を含んで蓄
積電極３１とを選択的に形成する。この時、ドレイン電
極７には複数個の第１の開口部２０が形成され、蓄積電
極３１には複数個の第３の開口部３２が形成されて第１
の絶縁層１３が露出している。

【００７６】ここで、１層以上の金属薄膜層と記載する
理由は、例えばＣｒ，Ｔｉ等の耐熱性の高い金属層であ
れば１層でも何等支障はないが、信号線４の低抵抗化の
ためにＡｌを採用するならば、信号線４と不純物を含む
第２の非晶質シリコン層４３’との間のオーミック性を
確保するために膜厚０．１μｍ程度のＣｒ，Ｔｉ，Ｍｏ
等の耐熱バリア金属層を介在させる必要があり、また後
続の工程で透明導電層であるＩＴＯとの電気化学的な反
応による不具合を回避するために、Ａｌの上にＣｒ，Ｔ
ｉ，Ｍｏ等の他の金属層を被着する結果、ソース・ドレ
イン電極４，７が上記したような３層構成の積層となる
ことがあるからである。

【００７７】ソース・ドレイン電極４，７と蓄積電極３
１の形成後、全面に透明絶縁層２１を厚く、例えば膜厚
１〜３μｍで被着形成し、図５と図９（ｄ）に示したよ
うにドレイン電極７の上と蓄積電極３１の上に第２の開
口部２２，３３を選択的に形成してドレイン電極７と蓄
積電極３１をそれぞれ一部露出させる。

【００７８】この時、画像表示部外の領域で、図１０に
示したように走査線３の端子電極３５の上と信号線４の
端子電極３６の上の透明絶縁層２１に第２の開口部３
７，３８を同時に形成する。また（実施の形態３，４）
と異なり、走査線３の端子電極３５は走査線３の端部で
構成可能である。この結果、開口部３８内には信号線４
の端子電極３６の一部が露出する。

【００７９】この後、図１０（ｂ）に示したように開口
部３７内の第１の絶縁層１３を選択的に除去して走査線
３の端子電極３５の一部を露出する。この時、開口部３
８内に露出している端子電極３６が消失しないような食
刻方法と端子電極３６の材料選定がプロセス設計の範疇
となっている。また、同時に図９（ｅ）に示したように
開口部２２内の第１の絶縁層１３も除去されて、開口部
２２内にはドレイン電極７の一部と透明絶縁基板９が露
出する。

【００８０】そして、図９（ｅ）に示したように、ＳＰ
Ｔ等の真空成膜装置を用いて膜厚０．１μｍ程度の透明
導電層１４を全面に被着し、さらにネガ型の感光性樹脂
１５を塗布し、（実施の形態２）と同様に透明絶縁基板
９の裏面からの紫外線照射により感光性樹脂１５を選択
的に露光して絵素電極８’を形成するための食刻マスク
として感光性樹脂パターン１５’を得る。

【００８１】蓄積電極３１に複数個の第２の開口部３２
が存在するために、図１に示したドレイン電極７に形成
された開口部２０と全く同様の作用によって、ゲート絶
縁層１３、透明絶縁層２１および透明導電層１４を介し
て蓄積電極３１上のネガ型感光性樹脂１５は、開口部３
２からの回折光によって感光させることが可能である。
このため、蓄積電極３１の上にも開口部３２の近傍では
絵素電極８”を形成することができることは既に述べた
通りである。

【００８２】選択的に得られた感光性樹脂１５’を食刻
マスクとして透明導電層１４を選択的に除去し、図５お
よび図９（ｆ）に示したように絵素電極８’を形成して
合理化プロセスが終了する。走査線３の端子電極３５と
信号線４の端子電極３６の周辺は裏面露光は不要である
ので適当な不透明マスクで感光性樹脂１５が感光されな
いような措置を講じておけば、端子電極の周辺に透明導
電層が存在して不要な短絡を起こす恐れは無くなる。

【００８３】（実施の形態６）請求項１２ に記載された液晶画像表示装置では、蓄積容
量６は絵素電極８”と前段の走査線３とが第１の絶縁層
１３を介して構成されるので、不透明な材質よりなる走
査線３上に適当な導電性薄膜を形成するための工夫が必
要である。それは図８に示したように走査線３と重なら
ない領域で第３の開口部３９を有する蓄積電極３１を走
査線３上に配置し、蓄積電極３１上の透明絶縁層２１に
第２の開口部４０を設けることによって達成され、開口
部３９からの回折光によって不透明な蓄積電極３１の上
にも開口部３９の近傍では絵素電極８”を部分的に形成
することは（実施の形態４）からも容易に理解されよ
う。

【００８４】

【発明の効果】以上のように本発明によると、単位絵素
内において薄膜トランジスタ、走査線および信号線を除
いた全ての領域を表示に寄与する絵素電極とすることが
可能でり、実効的な開口率は１００％となって明るい画
像が得られる点がまず第１の特徴として挙げられ、次に
絵素電極が裏面露光だけという簡易的な写真食刻技術で
形成される点が第２の特徴と言える。この効果は写真食
刻技術の合わせ精度や解像力が低下する大画面や高精細
の液晶画像表示装置において特に顕著な価値を発揮す
る。

【００８５】さらに表示モードが透過型でノーマリホワ
イトの液晶画像表示装置においては、表示表示画像がブ
ラック（無信号）の場合には画像表示装置裏面よりの光
源光が完全に遮断されるためにコントラスト比の改善も
著しい。

【００８６】また、絵素電極と走査線あるいは絵素電極
と信号線との平面的な重なりが無いか極めて小さく、し
たがって液晶画像表示装置の電気駆動に当って余分な消
費電力の増大も発生せず、寄生容量の増加に伴うゴース
トの発生やＳＮ比の悪化等の画質劣化も生じない。

【００８７】加えて、絵素電極の下に形成された平坦化
された透明絶縁層の存在は、絵素電極を自動的に平坦化
する。このため、絵素電極の上および絵素電極の周辺に
も余分な段差が存在しないので、配向膜の配向処理時に
極めて安定かつ滑らかな配向処理が可能となり、局所的
な非配向やドメインの発生が無く、上記したコントラス
ト比の向上をさらに増進し、極めて高いコントラスト比
を実現することが容易となった等の優れた効果が得られ
る。

【００８８】また、以上の説明からも明かなように、走
査線と信号線が光遮断性材質で構成され、また非線形ス
イッチ素子も同じく光遮断性材質からなる薄膜層を有し
ておれば、非線形スイッチ素子は本発明で記載した絶縁
ゲート型トランジスタに限らずダイオードやバリスタあ
るいはＭＩＭ等の二端子素子に対しても有効であり、ま
た走査線や信号線も金属薄膜に限定されず、紫外線を透
過させにくい多結晶やあるいは非晶質シリコンなどを用
いても抵抗値の制約が緩ければ何等支障となるものでは
ない。絶縁ゲート型トランジスタの構造や材質に関して
も、全く同様のことが当てはまり、ゲート絶縁層は透明
であればＳｉＮｘだけでなくＳｉＯ₂も使用可能であ
り、順スタガ、逆スタガ等の絶縁ゲート型トランジスタ
の構造的な差異も何等本発明の制約を受けないことも明
白であろう。蓄積容量を必要とする場合には、第１の絶
縁層を介して絵素電極と蓄積容量を構成する蓄積電極に
複数個の第３の開口部を形成しておけば良いことも証明
されている。

【００８９】合理化されたプロセスでは、半導体層を島
状に形成する工程がソース・ドレイン電極の形成と同時
になされており、透明絶縁層に開口部を形成してドレイ
ン電極を露出する工程で同時に走査線と信号線の端子電
極を露出させているので、ソース・ドレイン電極の形成
前に走査線の端子電極を露出させる工程は不必要であ
る。ただし、この結果、走査線と信号線の端子電極を適
当な導電性材質で接続することはできないので、静電気
対策には慎重を期する必要がある。これに対して、ソー
ス・ドレイン電極の形成前に走査線の端子電極を露出さ
せる工程を付加すれば、信号線の形成と同時に信号線を
走査線と短絡しておく静電気対策用のガードリングの形
成は極めて容易であることを補足しておく。

【図面の簡単な説明】

【図１】（実施の形態１）のアクティブ基板の平面図

【図２】図１のＡ−Ａ’線に沿う断面図

【図３】（実施の形態２）のアクティブ基板の平面図

【図４】図３のＡ−Ａ’線に沿う断面図

【図５】（実施の形態３，５）のアクティブ基板の平面
図

【図６】（実施の形態３）のアクティブ基板の端子電極
の平面図と断面図

【図７】図５のＡ−Ａ’線に沿う断面図

【図８】（実施の形態４，６）のアクティブ基板の平面
図

【図９】図５のＡ−Ａ’線に沿う断面図

【図１０】（実施の形態５，６）のアクティブ基板の端
子電極の平面図と断面図

【図１１】アクティブ型液晶画像表示装置の等価回路図

【図１２】液晶画像表示装置を構成する一方の基板の単
位絵素内の平面図

【図１３】図１２のＡ−Ａ’線に沿う断面図

【図１４】先願例の液晶画像表示装置を構成する一方の
基板の単位絵素内の平面図

【図１５】図１４のＡ−Ａ’線に沿う断面図

【符号の説明】

１ 薄膜トランジスタ ２ 液晶セル ３ 走査線（ゲート） ４ 信号線（ソース） ５ 対向電極 ６ 蓄積容量 ７ ドレイン電極 ８，８’，８” 絵素電極 ９，１０ ガラス基板（透明絶縁基板） １１ 液晶 １２ 半導体層 １３ ゲート（第１の）絶縁層 １４ 透明導電層（ＩＴＯ） １５，１５’ ネガ型感光性樹脂 １６，１６’ 紫外線 ２０，ドレイン電極内の（第１の）開口部 ２１ 透明絶縁層 ２２ ドレイン電極上の透明絶縁層に形成された（第２
の）開口部 ２３ 絵素電極とドレイン電極との接続部 ２４ 走査線の端子電極が露出する第１の絶縁層の開口
部 ３０ 蓄積容量線 ３１ 蓄積電極 ３２，３９ 蓄積電極内の（第３の）開口部 ３３，４０ 蓄積電極上の透明絶縁層に形成された
（第２の）開口部 ３５ 端子電極（走査線側） ３６ 端子電極（信号線側） ３７，３８ 端子電極上の透明絶縁層に形成された
（第２の）開口部 ４１ 第１の非晶質シリコン層 ４２ 第２の絶縁層 ４３ 第２の非晶質シリコン層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02F 1/136 G02F 1/1343

Claims (12)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一主面上に光遮断性材質からなる薄膜層
   を有する薄膜トランジスタと前記薄膜トランジスタのド
   レイン電極に接続された透明導電性の絵素電極とを少な
   くとも各々１個は有する単位絵素が二次元のマトリクス
   に配列された第１の透明絶縁基板と、一主面上に少なく
   とも透明絶縁層が形成された第２の透明絶縁基板との間
   に液晶を充填してなる液晶画像表示装置を製造するに際
   し、絵素電極の形成は、 第１の透明絶縁基板の一主面上に光遮断性材質からなる
   薄膜層を有する薄膜トランジスタ、前記薄膜トランジス
   タのゲート電極を含む走査線、前記薄膜トランジスタの
   ソース電極を含む信号線およびゲート電極と重ならない
   領域に開口部を有するドレイン電極とを形成し、 第１の透明絶縁基板の上に透明導電層を形成し、 前記透明導電層の上にネガ型感光性樹脂を塗布し、 第１の透明絶縁基板の他の主面上から光を照射して絵素
   電極となる領域の感光性樹脂を露光し、 前記感光性樹脂の現像後に選択的に残された感光性樹脂
   をマスクとして絵素電極を選択的に形成する液晶画像表
   示装置の製造方法。
2. 【請求項２】 一主面上に光遮断性材質からなる薄膜層
   を有する薄膜トランジスタと前記薄膜トランジスタのド
   レイン電極に接続された透明導電性の絵素電極とを少な
   くとも各々１個は有する単位絵素が二次元のマトリクス
   に配列された第１の透明絶縁基板と、一主面上に少なく
   とも透明絶縁層が形成された第２の透明絶縁基板との間
   に液晶を充填してなる液晶画像表示装置を製造するに際
   し、絵素電極の形成は、 第１の透明絶縁基板の一主面上に光遮断性材質からなる
   薄膜層を有する薄膜トランジスタ、前記薄膜トランジス
   タのゲート電極を含む走査線、前記薄膜トランジスタの
   ソース電極を含む信号線およびゲート電極と重ならない
   領域に第１の開口部を有するドレイン電極とを形成後、 全面に透明絶縁を形成して平坦化し、 薄膜トランジスタのドレイン電極上の透明絶縁層に第２
   の開口部を形成し、 前記透明絶縁層の上に透明導電層を形成し、 前記透明導電層の上にネガ型感光性樹脂を塗布し、 第１の透明絶縁基板の他の主面上から光を照射して絵素
   電極となる領域の感光性樹脂を露光し、 前記感光性樹脂の現像後に選択的に残された感光性樹脂
   をマスクとして絵素電極を選択的に形成する液晶画像表
   示装置の製造方法。
3. 【請求項３】 一主面上に光遮断性材質からなる薄膜層
   を有する薄膜トランジスタと前記薄膜トランジスタのド
   レイン電極に接続された透明導電性の絵素電極と蓄積容
   量とを少なくとも各々１個は有する単位絵素が二次元の
   マトリクスに配列された第１の透明絶縁基板と、一主面
   上に少なくとも透明絶縁層が形成された第２の透明絶縁
   基板との間に液晶を充填してなる液晶画像表示装置を製
   造するに際し、絵素電極の形成は、 第１の透明絶縁基板の一主面上に光遮断性材質からなる
   薄膜層を有する薄膜トランジスタ、前記薄膜トランジス
   タのゲート電極を含む走査線、蓄積容量線、前記薄膜ト
   ランジスタのソース電極を含む信号線及びゲート電極と
   重ならない領域に第１の開口部を有するドレイン電極と
   蓄積容量線上を含み蓄積容量線と重ならない領域に第３
   の開口部を有する蓄積電極とを形成後、 全面に透明絶縁層を形成して平坦化し、 薄膜トランジスタのドレイン電極上と蓄積電極上の透明
   絶縁層に第２の開口部を形成し、前記の透明絶縁層の上
   に透明導電層を形成し、 前記透明導電層の上にネガ型感光性樹脂を塗布し、 第１の透明絶縁基板の他の主面上から光を照射して絵素
   電極となる領域の感光性樹脂を露光し、 前記感光性樹脂の現像後に選択的に残された感光性樹脂
   をマスクとして絵素電極を選択的に形成する液晶画像表
   示装置の製造方法。
4. 【請求項４】 一主面上に光遮断性材質からなる薄膜層
   を有する薄膜トランジスタと前記薄膜トランジスタのド
   レイン電極に接続された透明導電性の絵素電極と蓄積容
   量とを少なくとも各々１個は有する単位絵素が二次元の
   マトリクスに配列された第１の透明絶縁基板と、一主面
   上に少なくとも透明絶縁層が形成された第２の透明絶縁
   基板との間に液晶を充填してなる液晶画像表示装置を製
   造するに際し、絵素電極の形成は、 第１の透明絶縁基板の一主面上に光遮断性材質からなる
   薄膜層を有する薄膜トランジスタ、前記薄膜トランジス
   タのゲート電極を含む走査線、前記薄膜トランジスタの
   ソース電極を含む信号線および走査線と重ならない領域
   に第３の開口部を有する蓄積電極とゲート電極と重なら
   ない領域に第１の開口部を有するドレイン電極とを形成
   後、 全面に透明絶縁層を形成して平坦化し、 薄膜トランジスタのドレイン電極上と蓄積電極上の透明
   絶縁層に第２の開口部を形成し、 前記の透明絶縁層の上に透明導電層を形成し、 前記透明導電層の上にネガ型感光性樹脂を塗布し、 第１の透明絶縁基板の他の主面上から光を照射して絵素
   電極となる領域の感光性樹脂を露光し、 前記感光性樹脂の現像後に選択的に残された感光性樹脂
   をマスクとして絵素電極を選択的に形成する液晶画像表
   示装置の製造方法。
5. 【請求項５】 一主面上に光遮断性材質からなる薄膜層
   を有する薄膜トランジスタと前記薄膜トランジスタのド
   レイン電極に接続された透明導電性の絵素電極と蓄積容
   量とを少なくとも各々１個は有する単位絵素が二次元の
   マトリクスに配列された第１の透明絶縁基板と、一主面
   上に少なくとも透明絶縁層が形成された第２の透明絶縁
   基板との間に液晶を充填してなる液晶画像表示装置を製
   造するに際し、前記第１の透明絶縁基板の形成は、 第１の透明絶縁基板の一主面上に薄膜トランジスタのゲ
   ート電極を含む走査線と蓄積容量線とを形成する工程
   と、 少なくとも１層以上のゲート絶縁層となる第１の絶縁層
   と薄膜トランジスタのチャネルとなる第１の半導体層と
   第２の絶縁層とを順次全面に被着する工程と、前記ゲー
   ト電極上の第２の絶縁層を選択的に残して第１の半導体
   層を露出する工程と、 全面に不純物を含む第２の半導体層を被着する工程と、 全面に１層以上の金属層を被着する工程と、 前記１層以上の金属層と第２と第１の半導体層とを選択
   的に除去して選択的に残された第２の絶縁層を一部含ん
   で薄膜トランジスタのソース電極を含む信号線とゲート
   電極と重ならない領域に複数個の第１の開口部を有する
   ドレイン電極と蓄積容量線上を含み蓄積容量線と重なら
   ない領域に複数個の第３の開口部を有する蓄積電極とを
   形成する工程と、 全面に透明絶縁層を形成して平坦化する工程と、 薄膜トランジスタのドレイン電極上と蓄積電極上と端子
   電極上の透明絶縁層に第２の開口部を形成する工程と、 走査線の端子電極上の第１の絶縁層を除去して端子電極
   を露出する工程と、 前記の透明絶縁層の上に透明導電層を形成する工程と、 前記透明導電層の上にネガ型感光性樹脂を塗布し、第１
   の透明絶縁基板の他の主面上から光を照射して絵素電極
   となる領域の感光性樹脂を露光し、前記感光性樹脂の現
   像後に選択的に残された感光性樹脂をマスクとして絵素
   電極を選択的に形成する工程とからなる液晶画像表示装
   置の製造方法。
6. 【請求項６】 一主面上に光遮断性材質からなる薄膜層
   を有する薄膜トランジスタと前記薄膜トランジスタのド
   レイン電極に接続された透明導電性の絵素電極と蓄積容
   量とを少なくとも各々１個は有する単位絵素が二次元の
   マトリクスに配列された第１の透明絶縁基板と、一主面
   上に少なくとも透明絶縁層が形成された第２の透明絶縁
   基板との間に液晶を充填してなる液晶画像表示装置を製
   造するに際し、前記第１の透明絶縁基板の形成は、 第１の透明絶縁基板の一主面上に薄膜トランジスタのゲ
   ート電極を含む走査線を形成する工程と、 少なくとも１層以上のゲート絶縁層となる第１の絶縁層
   と薄膜トランジスタのチャネルとなる第１の半導体層と
   第２の絶縁層とを順次全面に被着する工程と、 前記ゲート電極上の第２の絶縁層を選択的に残して第１
   の半導体層を露出する工程と、 全面に不純物を含む第２の半導体層を被着する工程と、 全面に１層以上の金属層を被着する工程と、 前記１層以上の金属層と第２と第１の半導体層とを選択
   的に除去して選択的に残された第２の絶縁層を一部含ん
   で薄膜トランジスタのソース電極を含む信号線とゲート
   電極と重ならない領域に複数個の第１の開口部を有する
   ドレイン電極と走査線上を含み走査線と重ならない領域
   に複数個の第３の開口部を有する蓄積電極とを形成する
   工程と、 全面に透明絶縁層を形成して平坦化する工程と、 薄膜トランジスタのドレイン電極上と蓄積電極上と端子
   電極上の透明絶縁層に第２の開口部を形成する工程と、 走査線の端子電極上の第１の絶縁層を除去して端子電極
   を露出する工程と、 前記の透明絶縁層の上に透明導電層を形成する工程と、 前記透明導電層の上にネガ型感光性樹脂を塗布し、第１
   の透明絶縁基板の他の主面上から光を照射して絵素電極
   となる領域の感光性樹脂を露光し、前記感光性樹脂の現
   像後に選択的に残された感光性樹脂をマスクとして絵素
   電極を選択的に形成する工程とからなる液晶画像表示装
   置の製造方法。
7. 【請求項７】 一主面上に光遮断性材質からなる薄膜層
   を有する薄膜トランジスタと前記薄膜トランジスタのド
   レイン電極に接続された透明導電性の絵素電極とを少な
   くとも各々１個は有する単位絵素が二次元のマトリクス
   に配列された第１の透明絶縁基板と、一主面上に少なく
   とも透明絶縁層が形成された第２の透明絶縁基板との間
   に液晶を充填してなる液晶画像表示装置において、 前記単位絵素を相互接続する前記薄膜トランジスタのゲ
   ート電極を含む走査線と前記薄膜トランジスタのソース
   電極を含む信号線とドレイン電極とが光遮断性材質から
   なる薄膜層で形成され、 前記ドレイン電極はゲート電極と重ならない領域で第１
   の透明絶縁基板の上に形成されたゲート絶縁層が露出す
   る開口部を設け、前記ドレイン電極の上から前記ゲート
   絶縁層にかけて裏面からの露光による写真食刻工程を経
   て前記絵素電極となる透明導電層を設けた液晶画像表示
   装置。
8. 【請求項８】 一主面上に光遮断性材質からなる薄膜層
   を有する薄膜トランジスタと前記薄膜トランジスタのド
   レイン電極に接続された透明導電性の絵素電極とを少な
   くとも各々１個は有する単位絵素が二次元のマトリクス
   に配列された第１の透明絶縁基板と、一主面上に少なく
   とも透明絶縁層が形成された第２の透明絶縁基板との間
   に液晶を充填してなる液晶画像表示装置において、 前記単位絵素を相互接続する前記薄膜トランジスタのゲ
   ート電極を含む走査線と前記薄膜トランジスタのソース
   電極を含む信号線とドレイン電極とが光遮断性材質から
   なる薄膜層で形成され、 前記ドレイン電極はゲート電極と重ならない領域で第１
   の透明絶縁基板の上に形成されたゲート絶縁層が露出す
   る第１の開口部を設け、 前記ドレイン電極の上から前記ゲート絶縁層にかけて透
   明絶縁層を設け、 前記の透明絶縁層には第１の開口部の近傍の前記ドレイ
   ン電極の一部が露出する第２の開口部を設け、 前記の透明絶縁層の上と第２の開口部を通して前記ドレ
   イン電極にかけて裏面からの露光による写真食刻工程を
   経て前記絵素電極となる透明導電層を設けた液晶画像表
   示装置。
9. 【請求項９】 一主面上に光遮断性材質からなる薄膜層
   を有する薄膜トランジスタと前記薄膜トランジスタのド
   レイン電極に接続された透明導電性の絵素電極と蓄積容
   量とを少なくとも各々１個は有する単位絵素が二次元の
   マトリクスに配列された第１の透明絶縁基板と、一主面
   上に少なくとも透明絶縁層が形成された第２の透明絶縁
   基板との間に液晶を充填してなる液晶画像表示装置にお
   いて、 前記単位絵素を相互接続する前記薄膜トランジスタのゲ
   ート電極を含む走査線、蓄積容量線および蓄積容量線上
   を含む蓄積電極と前記薄膜トランジスタのソース電極を
   含む信号線とドレイン電極とが光遮断性材質からなる薄
   膜層で形成され、 前記ドレイン電極はゲート電極と重ならない領域でまた
   蓄積電極は蓄積容量線 と重ならない領域で第１の透明絶
   縁基板の上に形成されたゲート絶縁層が露出する複数個
   の第１と第３の開口部を設け、 前記ドレイン電極の上から前記ゲート絶縁層にかけて透
   明絶縁層を設け、 前記の透明絶縁層には第１の開口部の近傍の前記ドレイ
   ン電極の一部と第３の開口部の近傍の前記蓄積電極の一
   部とが露出する第２の開口部を設け、 前記の透明絶縁層の上と第２の開口部を通して前記ドレ
   イン電極と蓄積電極にかけて裏面からの露光による写真
   食刻工程を経て前記絵素電極となる透明導電層を設けた
   液晶画像表示装置。
10. 【請求項１０】 一主面上に光遮断性材質からなる薄膜
    層を有する薄膜トランジスタと前記薄膜トランジスタの
    ドレイン電極に接続された透明導電性の絵素電極と蓄積
    容量とを少なくとも各々１個は有する単位絵素が二次元
    のマトリクスに配列された第１の透明絶縁基板と、一主
    面上に少なくとも透明絶縁層が形成された第２の透明絶
    縁基板との間に液晶を充填してなる液晶画像表示装置に
    おいて、 前記単位絵素を相互接続する前記薄膜トランジスタのゲ
    ート電極を含む走査線および走査線上を含む蓄積電極と
    前記薄膜トランジスタのソース電極を含む信号線とドレ
    イン電極とが光遮断性材質からなる薄膜層で形成され、 前記ドレイン電極はゲート電極と重ならない領域でまた
    蓄積電極は走査線と重ならない領域で第１の透明絶縁基
    板の上に形成されたゲート絶縁層が露出する複数個の第
    １と第３の開口部を設け、 前記ドレイン電極の上から前記ゲート絶縁層にかけて透
    明絶縁層を設け、 前記の透明絶縁層には第１の開口部の近傍の前記ドレイ
    ン電極の一部と第３の開口部の近傍の前記蓄積電極の一
    部が露出する第２の開口部を設け、 前記の透明絶縁層の上と第２の開口部を通して前記ドレ
    イン電極と蓄積電極にかけて裏面からの露光による写真
    食刻工程を経て前記絵素電極となる透明導電層を設けた
    液晶画像表示装置。
11. 【請求項１１】 一主面上に光遮断性材質からなる薄膜
    層を有する薄膜トランジスタと前記薄膜トランジスタの
    ドレイン電極に接続された透明導電性の絵素電極と蓄積
    容量とを少なくとも各々１個は有する単位絵素が二次元
    のマトリクスに配列された第１の透明絶縁基板と、一主
    面上に少なくとも透明絶縁層が形成された第２の透明絶
    縁基板との間に液晶を充填してなる液晶画像表示装置に
    おいて、 前記単位絵素を相互接続する前記薄膜トランジスタのゲ
    ート電極を含む走査線、蓄積容量線および蓄積容量線上
    を含む蓄積電極と前記薄膜トランジスタのソース電極を
    含む信号線とドレイン電極とが光遮断性材質からなる薄
    膜層で形成され、 前記ドレイン電極はゲート電極と重ならない領域でまた
    蓄積電極は蓄積容量線と重ならない領域で第１の透明絶
    縁基板の上に形成されたゲート絶縁層と第１の透明絶縁
    基板が露出する複数個の第１と第３の開口部を設け、 前記ドレイン電極の上から前記ゲート絶縁層にかけて透
    明絶縁層を設け、 前記の透明絶縁層には第１の開口部の近傍の前記ドレイ
    ン電極の一部と第３の開口部の近傍の前記蓄積電極の一
    部とが露出する第２の開口部を設け、 前記の透明絶縁層の上と第２の開口部を通して前記ドレ
    イン電極と蓄積電極にかけて裏面からの露光による写真
    食刻工程を経て前記絵素電極となる透明導電層を設けた
    液晶画像表示装置。
12. 【請求項１２】 一主面上に光遮断性材質からなる薄膜
    層を有する薄膜トランジスタと前記薄膜トランジスタの
    ドレイン電極に接続された透明導電性の絵素電極と蓄積
    容量とを少なくとも各々１個は有する単位絵素が二次元
    のマトリクスに配列された第１の透明絶縁基板と、一主
    面上に少なくとも透明絶縁層が形成された第２の透明絶
    縁基板との間に液晶を充填してなる液晶画像表示装置に
    おいて、 前記単位絵素を相互接続する前記薄膜トランジスタのゲ
    ート電極を含む走査線および走査線線上を含む蓄積電極
    と前記薄膜トランジスタのソース電極を含む信号線とド
    レイン電極とが光遮断性材質からなる薄膜層で形成さ
    れ、 前記ドレイン電極はゲート電極と重ならない領域でまた
    蓄積電極は走査線と重 ならない領域で第１の透明絶縁基
    板の上に形成されたゲート絶縁層と第１の透明絶縁基板
    が露出する複数個の第１と第３の開口部を設け、 前記ドレイン電極の上から前記ゲート絶縁層にかけて透
    明絶縁層を設け、 前記の透明絶縁層には第１の開口部の近傍の前記ドレイ
    ン電極の一部と第３の開口部の近傍の前記蓄積電極の一
    部とが露出する第２の開口部を設け、 前記の透明絶縁層の上と第２の開口部を通して前記ドレ
    イン電極と蓄積電極にかけて裏面からの露光による写真
    食刻工程を経て前記絵素電極となる透明導電層を設けた
    液晶画像表示装置。