JP5064127B2 - 表示装置用基板及びその製造方法、並びに、液晶表示装置及びその製造方法 - Google Patents
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Description
図68において、液晶パネル1を構成する一方の透明性絶縁基板、例えばガラス基板2上に形成された走査線の電極端子5に、駆動信号を供給する半導体集積回路チップ3を、導電性の接着剤を用いて接続するCOG(Chip−On−Glass)方式や、例えばポリイミド系樹脂薄膜をベースとし、金または半田メッキされた銅箔の端子を有するTCPフィルム4を、信号線の電極端子6に導電性媒体を含む適当な接着剤で圧接して固定するTCP(Tape−Carrier−Package)方式などの実装手段によって、電気信号が画像表示部に供給される。ここでは、便宜上二つの実装方式を同時に図示しているが、実際には何れかの方式が適宜選択される。
11(図68では7)は走査線であり、12(図68では8)は信号線であり、13は液晶セルであり、液晶セル13は電気的には容量素子として扱われる。実線で描かれた素子類は、液晶パネルを構成する一方のガラス基板2上に形成され、点線で描かれた全ての液晶セル13に共通な対向電極14は、もう一方の対向ガラス基板9の対向する主面上に形成されている。絶縁ゲート型トランジスタ10のOFF抵抗あるいは液晶セル13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13の時定数を大きくするための補助の蓄積容量15を、液晶セル13に並列に加える等の回路的工夫が加味される。なお、16は蓄積容量15の共通母線となる蓄積容量線または共通電極線である。
液晶パネル1を構成する2枚のガラス基板2,9は、樹脂性のファイバ、ビーズあるいはカラーフィルタ9上に形成された柱状スペーサ等のスペーサ材(何れも図示せず)によって、数μm程度の所定の距離を隔てて形成され、その間隙(ギャップ)は、対向ガラス基板9の周縁部において有機性樹脂よりなるシール材と封口材(何れも図示せず)とで封止された閉空間になっており、この閉空間に液晶17が充填されている。
この4枚マスク・プロセスは、下記に説明するように、ハーフトーン露光技術を用いて、チャネルを含む半導体層の島化工程とソース・ドレイン配線工程を1枚のフォトマスクで形成する、工程削減技術あるいは合理化技術である。
また、図72、74、76、78、80、82は、4枚マスク・プロセスの各製造工程に対応したアクティブ基板の単位画素の概略断面図である。これら断面図の(a)はA−A’線上(絶縁ゲート型トランジスタ領域)の断面図を示しており、(b)はB−B’線上(走査線の電極端子領域)の断面図を示しており、(c)はC−C’線上(信号線の電極端子領域)の断面図を示している(図81参照)。
過去、絶縁ゲート型トランジスタとして、エッチストップ型とチャネルエッチ型の2種類のものが多用されてきたが、ここではチャネルエッチ型の絶縁ゲート型トランジスタの採用が必須である。
次に、図示してないが、酸素プラズマ等の灰化手段により感光性樹脂パターン80A,80Bを1.5μm以上膜減りさせると、感光性樹脂パターン80Bが消失してチャネル形成領域の緩衝導電層36が露出するとともに、ソース・ドレイン配線形成領域にのみ膜減りした感光性樹脂パターン80C(12),80C(21)を残すことができる。
なお、上記酸素プラズマ処理において、感光性樹脂パターン80Aは、膜減りした感光性樹脂パターン80Cに変換されるので、パターン寸法の変化を抑制するため異方性を強めることが望ましい。異方性を強める手段として、RIE(Reactive Ion Etching)方式、高密度のプラズマ源を有するICP(Inductive Coupled Plasma)方式、TCP(Transfer Coupled Plasma)方式などの酸素プラズマ処理を挙げることができる。
次に、図79と図80に示すように、ガラス基板2の全面に透明性の絶縁層として0.3μm程度の膜厚の第2のSiNx層を被着し、パシベーション絶縁層37とする。続いて、ドレイン電極21上の領域と、画像表示部外の領域で走査線11と信号線12の電極端子が形成される領域に、それぞれ開口部62,63,64を形成する。すなわち、開口部63は、パシベーション絶縁層37とゲート絶縁層30が除去され、走査線の一部5が露出する。開口部62,64は、パシベーション絶縁層37が除去され、ドレイン電極21の一部と信号線の一部6が露出する。同様に蓄積容量線16上に開口部65を形成し、蓄積容量線16の一部が露出する。
なお、蓄積容量15の構成に関しては、図79と図80に示すように、ドレイン電極21と蓄積容量線16とが、ゲート絶縁層30、第1の非晶質シリコン層31A及び第2の非晶質シリコン層33Dを介して平面的に重なることで構成している(蓄積容量形成領域50は、右下がりの斜線部である。)。
また、電極端子に関しては、開口部63,64及びこれらの周囲のパシベーション絶縁層37上に、透明導電性の電極端子5A,6Aを選択的に形成している。
さらに、静電気対策として、走査線の電極端子5Aと信号線の電極端子6Aとの間を幅細の透明導電層パターン40で接続している。
従来、耐熱金属層34と緩衝導電層36にTiを用いると、その食刻には塩素系のガスを用いたドライエッチ処理が必要であり、自動的にALの食刻も塩素系のガスを用いたドライエッチ処理となり、材料面のみならず生産設備上の負担も大きかった。最近、三菱化学よりTiを食刻する新規な薬品が提供されるようになり、生産設備の投資負担も低減する可能性が高くなった。また、Tiに代えて耐熱金属層34と緩衝導電層36にMoを用いる場合、適量の硝酸を添加した燐酸溶液でMo/AL/Moの3層構成を1回の薬液処理で行うことが慣用化しており、生産設備の投資額が少なくても済むようになった。また、可能な限りソース・ドレイン配線を簡素化して、生産コストを下げる取組みが実施されていることも説明を要しない。
なお、マスク数を削減して生産性を向上させる技術として、たとえば、特許文献2〜4などに記載された技術がある。
ところで、生産コスト低減によるTFT(薄膜トランジスタ)液晶表示装置の市場価格の低下は、製品需要の新たな喚起をもたらすことができる。このため、TFT液晶表示装置の製造会社は、様々な工程数の削減に取り組んでいる。
すなわち、4枚マスク・プロセスにおいて適用されているチャネル形成工程は、ソース・ドレイン配線12,21間のソース・ドレイン配線材と半導体層を選択的に除去する工程である。この工程において、絶縁ゲート型トランジスタのON特性を大きく左右するチャネル長(現在の量産品で4〜6μm)が決定される。このチャネル長が変動すると、絶縁ゲート型トランジスタのON電流値を大きく変化させるので、従来の製造管理よりも一段と厳しい製造管理が必要である。この理由は、チャネル長、すなわちハーフトーン露光領域のパターン寸法は、露光量(光源強度とフォマスクのパターン精度、特にライン&スペース寸法)、感光性樹脂の塗布厚、感光性樹脂の現象処理、及び、当該のエッチング工程における感光性樹脂の膜減り量等多くのパラメータに左右されるからである。したがって、上記諸量を安定させることが難しく、さらに、これら諸量の面内均一性もあいまって、歩留り高く安定して生産することは、現実的ではなかった。
しかしながら、増大するCFの使用量に見合うだけの大量生産を数社のCF製造専門会社だけで対応することは、ビジネス上、投資リスクと納入時間に大きな課題があった。このため、最近は、CFを内製するパネルメーカが多くなっている。
さらに、広視野角化のために垂直配向液晶を用いる場合には、CFの対向電極上に配向規制材として樹脂製の突起を用いる場合も多く、ここでも別のフォトマスクが必要となる。この場合、TFT基板の製造に4枚のフォトマスクを用いると、液晶表示装置としては、計7枚のフォトマスクが必要となる。
また、ソース・ドレイン配線などの形成工程で、チャネルが形成されるが、本発明ではハーフトーン露光技術を用いていないので、従来例のようにチャネル長が変動するといった不具合を回避することができる。すなわち、厳しい製造管理を行う必要がなく、歩留りや画像品質を向上させることができる。
さらに、アクティブ基板の保護絶縁層に、感光性黒色顔料分散樹脂を用いてソース・ドレイン配線を保護している。この保護絶縁層は、ブラックマトリクスやフォトスペーサとしても機能するので、表示装置用基板の付加価値を向上させることができる。さらに、この表示装置用基板が液晶表示装置に用いられる場合には、カラーフィルタにブラックマトリクスやフォトスペーサを形成しなくてもすむので、液晶表示装置におけるトータルのマスク数を削減することができる。したがって、製造原価のコストダウンを図ることができる。
また、ソース・ドレイン配線などの形成工程で、チャネルが形成されるが、本発明ではハーフトーン露光技術を用いていないので、従来例のようにチャネル長が変動するといった不具合を回避することができる。すなわち、厳しい製造管理を行う必要がなく、歩留りや画像品質を向上させることができる。
また、通常、ゲート導電層として第一の金属層が用いられ、ソース・ドレイン電極用導電層として第2の金属層(耐熱金属層)が用いられ、信号線用導電層として第3の金属層が用いられる。
なお、上記構成により、透明導電層と信号線用導電層を含む積層体よりなり信号線とともに形成された擬似画素電極及び信号線用擬似電極端子は、保護絶縁層とパシベーション絶縁層への開口部形成時に開口部内の信号線用導電層を除去することによって、透明導電層よりなる画素電極及び信号線用電極端子となる。また、走査線用電極端子は、走査線と同一部材であるゲート導電層よりなる。
また、ソース・ドレイン配線などの形成工程で、チャネルが形成されるが、本発明ではハーフトーン露光技術を用いていないので、従来例のようにチャネル長が変動するといった不具合を回避することができる。すなわち、厳しい製造管理を行う必要がなく、歩留りや画像品質を向上させることができる。
さらに、走査線上の第1の非晶質シリコン層が部分的に除去されているので、寄生トランジスタの悪影響を回避することができ、表示装置用基板としての性能を向上させることができる。
また、通常、ゲート導電層として第一の金属層が用いられ、ソース・ドレイン電極用導電層として第2の金属層(耐熱金属層)が用いられ、信号線用導電層として第3の金属層が用いられる。
なお、上記構成により、透明導電層と信号線用導電層を含む積層体よりなり信号線とともに形成された擬似画素電極、走査線用擬似電極端子及び信号線用擬似電極端子は、保護絶縁層とパシベーション絶縁層への開口部形成時に開口部内の信号線用導電層を除去することによって、透明導電層よりなる画素電極、走査線用電極端子及び信号線用電極端子となる。
また、ソース・ドレイン配線などの形成工程で、チャネルが形成されるが、本発明ではハーフトーン露光技術を用いていないので、従来例のようにチャネル長が変動するといった不具合を回避することができる。すなわち、厳しい製造管理を行う必要がなく、歩留りや画像品質を向上させることができる。
さらに、走査線上の第1の非晶質シリコン層が部分的に除去されているので、寄生トランジスタの悪影響を回避することができ、表示装置用基板としての性能を向上させることができる。
また、通常、ゲート導電層として第一の金属層が用いられ、信号線用導電層として、耐熱金属層を含む1層以上の第2の金属層が用いられる。
なお、上記構成により、透明導電層とゲート導電層を含む積層体よりなり走査線とともに形成された擬似画素電極、走査線用擬似電極端子及び信号線用擬似電極端子は、半導体層の形成時にゲート導電層を除去することによって、透明導電層よりなる画素電極、走査線用電極端子及び信号線用電極端子となる。
また、ソース・ドレイン配線などの形成工程で、チャネルが形成されるが、本発明ではハーフトーン露光技術を用いていないので、従来例のようにチャネル長が変動するといった不具合を回避することができる。すなわち、厳しい製造管理を行う必要がなく、歩留りや画像品質を向上させることができる。
さらに、走査線上の第1の非晶質シリコン層が部分的に除去されているので、寄生トランジスタの悪影響を回避することができ、表示装置用基板としての性能を向上させることができる。
また、通常、ゲート導電層として第一の金属層が用いられ、信号線用導電層として、耐熱金属層を含む1層以上の第2の金属層が用いられる。
なお、上記構成により、透明導電層とゲート導電層を含む積層体よりなり走査線とともに形成された擬似画素電極、走査線用擬似電極端子及び信号線用擬似電極端子は、ソース・ドレイン配線などの形成時にゲート導電層を除去することによって、透明導電層よりなる画素電極、走査線用電極端子及び信号線用電極端子となる。
また、ソース・ドレイン配線などの形成工程で、チャネルが形成されるが、本発明ではハーフトーン露光技術を用いていないので、従来例のようにチャネル長が変動するといった不具合を回避することができる。すなわち、厳しい製造管理を行う必要がなく、歩留りや画像品質を向上させることができる。
さらに、走査線上の第1の非晶質シリコン層が部分的に除去されているので、寄生トランジスタの悪影響を回避することができ、表示装置用基板としての性能を向上させることができる。
また、通常、ゲート導電層として第一の金属層が用いられ、信号線用導電層として、耐熱金属層を含む1層以上の第2の金属層が用いられる。
なお、上記構成により、透明導電層とゲート導電層を含む積層体よりなり走査線とともに形成された擬似画素電極、走査線用擬似電極端子及び信号線用擬似電極端子は、保護絶縁層とパシベーション絶縁層への開口部形成時に開口部内のゲート導電層を除去することによって、透明導電層よりなる画素電極、走査線用電極端子及び信号線用電極端子となる。
このようにすると、保護絶縁層が、ソース配線やドレイン配線を保護し絶縁するとともに、ブラックマトリクスとしても機能するので、表示装置用基板の付加価値を向上させることができる。また、この表示装置用基板が液晶表示装置に用いられる場合には、カラーフィルタにブラックマトリクスを形成しなくてもすむので、液晶表示装置におけるトータルのマスク数を削減することができる。したがって、製造原価のコストダウンを図ることができる。
さらに、画素電極上に保護絶縁層とパシベーション絶縁層を突起状に残すことによって配向規制手段を付与し、垂直配向型の液晶モードに対応することも可能である。すなわち、工程削減とともに視野角改善を図ることができる。
なお、遮光性を有する材料として、感光性黒色顔料分散樹脂などが挙げられる。
このようにすると、保護絶縁層が、ソース配線やドレイン配線を保護し絶縁するとともに、フォトスペーサとしても機能するので、表示装置用基板の付加価値を向上させることができる。また、この表示装置用基板が液晶表示装置に用いられる場合には、スペーサ分散工程を不要とする、あるいは、カラーフィルタにフォトスペーサを形成しなくてもすむので、液晶表示装置におけるトータルのマスク数を削減することができる。したがって、製造原価のコストダウンを図ることができる。
なお、このような異なった膜厚の保護絶縁層(感光性黒色顔料分散樹脂パターン)の作製には、ハーフトーン露光技術が用いられる。
このようにすると、表示画像の階調性などを向上させることができ、表示装置用基板としての付加価値を向上させることができる。
このようにすると、透光性を向上させることができ、液晶表示装置に用いられた場合、画像品質を向上させることができる。
また、ソース・ドレイン配線などの形成工程で、チャネルが形成されるが、本発明ではハーフトーン露光技術を用いていないので、従来例のようにチャネル長が変動するといった不具合を回避することができる。すなわち、厳しい製造管理を行う必要がなく、歩留りや画像品質を向上させることができる。
また、通常、第一の金属層としてゲート導電層が用いられ、第2の金属層(耐熱金属層)としてソース・ドレイン電極用導電層が用いられ、第3の金属層として信号線用導電層が用いられる。
なお、上記方法により、透明導電層と信号線用導電層を含む積層体よりなり信号線とともに形成された擬似画素電極及び信号線用擬似電極端子は、保護絶縁層とパシベーション絶縁層への開口部形成時に開口部内の信号線用導電層を除去することによって、透明導電層よりなる画素電極及び信号線用電極端子となる。このため、画素電極を形成するための独立した写真食刻工程は、不要である。また、走査線用電極端子は、走査線と同一部材であるゲート導電層よりなる。
また、ソース・ドレイン配線などの形成工程で、チャネルが形成されるが、本発明ではハーフトーン露光技術を用いていないので、従来例のようにチャネル長が変動するといった不具合を回避することができる。すなわち、厳しい製造管理を行う必要がなく、歩留りや画像品質を向上させることができる。
さらに、走査線上の第1の非晶質シリコン層が部分的に除去されているので、寄生トランジスタの悪影響を回避することができ、表示装置用基板としての性能を向上させることができる。
また、通常、第一の金属層としてゲート導電層が用いられ、第2の金属層(耐熱金属層)としてソース・ドレイン電極用導電層が用いられ、第3の金属層として信号線用導電層が用いられる。
なお、上記方法により、透明導電層と信号線用導電層を含む積層体よりなり信号線とともに形成された擬似画素電極、走査線用擬似電極端子及び信号線用擬似電極端子は、保護絶縁層とパシベーション絶縁層への開口部形成時に開口部内の信号線用導電層を除去することによって、透明導電層よりなる画素電極、走査線用電極端子及び信号線用電極端子となる。このため、画素電極を形成するための独立した写真食刻工程は、不要である。
また、ソース・ドレイン配線などの形成工程で、チャネルが形成されるが、本発明ではハーフトーン露光技術を用いていないので、従来例のようにチャネル長が変動するといった不具合を回避することができる。すなわち、厳しい製造管理を行う必要がなく、歩留りや画像品質を向上させることができる。
さらに、走査線上の第1の非晶質シリコン層が部分的に除去されているので、寄生トランジスタの悪影響を回避することができ、表示装置用基板としての性能を向上させることができる。
また、通常、第一の金属層としてゲート導電層が用いられ、耐熱金属層を含む1層以上の第2の金属層として信号線用導電層が用いられる。
なお、上記方法により、透明導電層とゲート導電層を含む積層体よりなり走査線とともに形成された擬似画素電極、走査線用擬似電極端子及び信号線用擬似電極端子は、半導体層の形成時にゲート導電層を除去することによって、透明導電層よりなる画素電極、走査線用電極端子及び信号線用電極端子となる。このため、画素電極を形成するための独立した写真食刻工程は、不要である。
また、ソース・ドレイン配線などの形成工程で、チャネルが形成されるが、本発明ではハーフトーン露光技術を用いていないので、従来例のようにチャネル長が変動するといった不具合を回避することができる。すなわち、厳しい製造管理を行う必要がなく、歩留りや画像品質を向上させることができる。
さらに、走査線上の第1の非晶質シリコン層が部分的に除去されているので、寄生トランジスタの悪影響を回避することができ、表示装置用基板としての性能を向上させることができる。
また、通常、第一の金属層としてゲート導電層が用いられ、耐熱金属層を含む1層以上の第2の金属層として信号線用導電層が用いられる。
なお、上記方法により、透明導電層とゲート導電層を含む積層体よりなり走査線とともに形成された擬似画素電極、走査線用擬似電極端子及び信号線用擬似電極端子は、ソース・ドレイン配線などの形成時にゲート導電層を除去することによって、透明導電層よりなる画素電極、走査線用電極端子及び信号線用電極端子となる。このため、画素電極を形成するための独立した写真食刻工程は、不要である。
また、ソース・ドレイン配線などの形成工程で、チャネルが形成されるが、本発明ではハーフトーン露光技術を用いていないので、従来例のようにチャネル長が変動するといった不具合を回避することができる。すなわち、厳しい製造管理を行う必要がなく、歩留りや画像品質を向上させることができる。
さらに、走査線上の第1の非晶質シリコン層が部分的に除去されているので、寄生トランジスタの悪影響を回避することができ、表示装置用基板としての性能を向上させることができる。
また、通常、第一の金属層としてゲート導電層が用いられ、耐熱金属層を含む1層以上の第2の金属層として信号線用導電層が用いられる。
なお、上記方法により、透明導電層とゲート導電層を含む積層体よりなり走査線とともに形成された擬似画素電極、走査線用擬似電極端子及び信号線用擬似電極端子は、保護絶縁層とパシベーション絶縁層への開口部形成時に開口部内のゲート導電層を除去することによって、透明導電層よりなる画素電極、走査線用電極端子及び信号線用電極端子となる。このため、画素電極を形成するための独立した写真食刻工程は、不要である。
このようにすると、保護絶縁層が、ソース配線やドレイン配線を保護し絶縁するとともに、ブラックマトリクスとしても機能するので、表示装置用基板の付加価値を向上させることができる。また、この表示装置用基板が液晶表示装置に用いられる場合には、カラーフィルタにブラックマトリクスを形成しなくてもすむので、液晶表示装置におけるトータルのマスク数を削減することができる。したがって、製造原価のコストダウンを図ることができる。
さらに、画素電極上に保護絶縁層とパシベーション絶縁層を突起状に残すことによって配向規制手段を付与し、垂直配向型の液晶モードに対応することも可能である。すなわち、工程削減とともに視野角改善を図ることができる。
なお、遮光性を有する材料として、感光性黒色顔料分散樹脂などが挙げられる。
このようにすると、保護絶縁層が、ソース配線やドレイン配線を保護し絶縁するとともに、フォトスペーサとしても機能するので、表示装置用基板の付加価値を向上させることができる。また、この表示装置用基板が液晶表示装置に用いられる場合には、スペーサ分散工程を不要とする、あるいは、カラーフィルタにフォトスペーサを形成しなくてもすむので、液晶表示装置におけるトータルのマスク数を削減することができる。したがって、製造原価のコストダウンを図ることができる。
なお、このような異なった膜厚の保護絶縁層(感光性黒色顔料分散樹脂パターン)の作製には、ハーフトーン露光技術が用いられる。
このようにすると、表示画像の階調性などを向上させることができ、表示装置用基板としての付加価値を向上させることができる。
このようにすると、透光性を向上させることができ、液晶表示装置に用いられた場合、画像品質を向上させることができる。
このように、本発明は、液晶表示装置の発明としても有効であり、保護絶縁層が、ソース配線やドレイン配線を保護し絶縁するとともに、ブラックマトリクスやフォトスペーサとしても機能するので、カラーフィルタにブラックマトリクスやフォトスペーサを形成しなくてもすみ、液晶表示装置におけるトータルのマスク数を削減することができる。したがって、製造原価のコストダウンを図ることができる。
また、チャネルを形成する際、ハーフトーン露光技術を用いていないので、従来例のようにチャネル長が変動するといった不具合を回避することができる。すなわち、厳しい製造管理を行う必要がなく、歩留りや画像品質を向上させることができる。
このように、本発明は、液晶表示装置の製造方法の発明としても有効であり、保護絶縁層が、ソース配線やドレイン配線を保護し絶縁するとともに、ブラックマトリクスやフォトスペーサとしても機能するので、カラーフィルタにブラックマトリクスやフォトスペーサを形成しなくてもすみ、液晶表示装置におけるトータルのマスク数を削減することができる。したがって、製造原価のコストダウンを図ることができる。
また、チャネルを形成する際、ハーフトーン露光技術を用いていないので、従来例のようにチャネル長が変動するといった不具合を回避することができる。すなわち、厳しい製造管理を行う必要がなく、歩留りや画像品質を向上させることができる。
また、ソース・ドレイン配線などの形成工程で、チャネルが形成されるが、本発明ではハーフトーン露光技術を用いていないので、従来例のようにチャネル長が変動するといった不具合を回避することができる。すなわち、厳しい製造管理を行う必要がなく、歩留りや画像品質を向上させることができる。
さらに、ブラックマトリクスやフォトスペーサとしても機能する保護絶縁層を形成することにより、液晶表示装置におけるトータル的な製造工程数を削減することができる。
図1は、本発明の第一実施形態に係る表示装置用基板の製造方法を説明するための概略フローチャート図を示している。
また、図2、4、6、8、10は、本発明の第一実施形態に係る表示装置用基板の製造方法を説明するための、各製造工程に対応した単位画素の概略平面図である。
さらに、図3、5、7、9、11は、本発明の第一実施形態に係る表示装置用基板の製造方法を説明するための、各製造工程に対応した単位画素の概略断面図である。これら概略断面図の(a)はA−A’線上(絶縁ゲート型トランジスタ(薄膜トランジスタ)領域)の断面図を示しており、(b)はB−B’線上(走査線用電極端子領域)の断面図を示しており、(c)はC−C’線上(信号線用電極端子領域)の断面図を示している(図10参照)。
本実施形態の表示装置用基板は、チャネルエッチ型の絶縁ゲート型トランジスタ(薄膜トランジスタ)を有している。
なお、従来例と同一の部位については、同一の符号を付して、詳細な説明を省略する。
また、画素電極の製造工程を合理化するに当り、本実施形態(第一実施形態)及び第二実施形態の表示装置用基板は、透明導電層と第3の金属層(信号線用導電層(ソース・ドレイン配線用導電層とも呼ばれる。))との積層体よりなる信号線を有している。さらに、透明導電層と第1の金属層(ゲート導電層)との積層体よりなる走査線を有する表示装置用基板を、第三〜五実施形態として説明する。
すなわち、透明かつ絶縁性を有するガラス基板2、例えばコーニング社製の商品名1737の一主面上に、SPT等の真空製膜装置を用いて、膜厚0.1〜0.3μm程度の第1の金属層(ゲート導電層)92を被着する。
第1の金属層92は、例えばTi,Ta,Cr,Mo等の単層金属でもよい。また、低抵抗化のためには、AL(アルミニウム)又は耐熱AL合金を用いてもよく、後述する透明導電層とのアルカリ液中における電池効果を回避するためには、Mo/AL/Mo又はAL(Nd)/Mo等の積層構造としてもよい。ここでAL(Nd)は、数重量%以下のNdを含む耐熱性の高いAL合金を意味し、Ndに代えてNi,Ta,Hf等を含むAL合金でも支障はない。なお、低抵抗のためALに代えてCuまたはCu合金を用いることも可能である。
続いて、微細加工技術により、ゲート電極11A、ゲート電極11Aと接続された走査線11、走査線用電極端子5A、蓄積容量線16及び蓄積容量線用電極端子7Aを形成する。なお、走査線11と接続された走査線用電極端子5Aや、蓄積容量線16と接続された蓄積容量線用電極端子7Aは、画像表示部外の領域に形成される。
すなわち、ガラス基板2の全面にPCVD装置を用いて、ゲート絶縁層30としての第1のSiNx層、不純物をほとんど含まず絶縁ゲート型トランジスタのチャネルとなる第1の非晶質シリコン層31、及び、不純物を含み絶縁ゲート型トランジスタのソース及びドレインとなる第2の非晶質シリコン層33の3種類の薄膜層を、例えば0.3−0.2−0.05μm程度の膜厚で順次被着する。さらに、SPT等の真空製膜装置を用いて、膜厚0.1μm程度の第2の金属層(ソース・ドレイン電極用導電層)34を被着する。通常、第2の金属層34として、耐熱金属層(例えばMo,Ti等の薄膜層)が用いられる。なお、第2の金属層34は、後述するようにソース電極34S及びドレイン電極34Dとなる。
すなわち、微細加工技術により、トランジスタ形成領域であるゲート電極11Aの上方に、第2の金属層34A,第2の非晶質シリコン層33A及び第1の非晶質シリコン層31Aを含む積層体を島状に形成し、ゲート絶縁層30を露出させる。また、形成された島は、絶縁ゲート型トランジスタの半導体層領域となる。
すなわち、ソース・ドレイン配線の形成工程では、ガラス基板2の全面にSPT等の真空製膜装置を用いて、膜厚0.1μm程度の透明導電層91と、信号線用導電層(ソース・ドレイン配線用金属層)としての第3の金属層35を順次被着する。続いて、微細加工技術により、第3の金属層35と透明導電層91を食刻し、第2の金属層34Aと第2の非晶質シリコン33Aをゲート絶縁層30に対して選択的に食刻し、さらに第1の非晶質シリコン31Aを0.05〜0.1μm程度残して食刻する。これにより、ゲート電極11Aの上方に、チャネル31A、ソース電極34S及びドレイン電極34Dが形成される。また、上述したように第3の金属層35と透明導電層91を食刻することによって、透明導電層91と第3の金属層35を含む積層体からなるソース配線12S、信号線12、ドレイン配線21、擬似画素電極P22及び信号線用擬似電極端子P6が形成される。ソース配線12Sは、ソース電極34S及び信号線12と接続され、信号線12は信号線用擬似電極端子P6と接続されている。また、ドレイン配線21は、ドレイン電極34D及び擬似画素電極P22と接続されている。
すなわち、ガラス基板2上の全面に、PCVD装置を用いて、透明絶縁性のパシベーション絶縁層37として膜厚0.3μm程度の第2のSiNx層を被着する。これにより、第2のSiNx層はパシベーション絶縁層37として機能し、絶縁ゲート型トランジスタのチャネルである第1の非晶質シリコン31Aを外気より保護する。
すなわち、まず、図8と図9に示すように、ガラス基板2の全面上に、保護絶縁層90として1μm以上の膜厚の感光性黒色顔料分散樹脂を塗布し、続いて、露光及び現像を行う。これにより、擬似画素電極P22、走査線用電極端子5A、信号線用擬似電極端子P6及び蓄積容量線用電極端子7A上に、それぞれ画素電極用開口部38,走査線11の電極端子用開口部63、信号線12の電極端子用開口部64及び蓄積容量線16の電極端子用開口部65を有する保護絶縁層90を形成する。
すなわち、保護絶縁層90である感光性黒色顔料分散樹脂をマスクとして、各開口部38、63、64、65内のパシベーション絶縁層37を選択的に除去し、各開口部内にそれぞれ擬似画素電極P22、ゲート絶縁層30、信号線用擬似電極端子P6及びゲート絶縁層30を露出させる。
すなわち、保護絶縁層90である感光性黒色顔料分散樹脂をマスクとして、開口部38と開口部64内の第3の金属層35(と緩衝金属層36)を選択的に除去し、透明導電層91からなる画素電極22及び信号線用電極端子6Aを露出させる。ここで、透明導電層91である、ITZO組成比(wt%)が85:10:5のITZO膜は、パシベーション絶縁層37の製膜時に受ける加熱処理より結晶性を与えられるので、混酸を用いて第3の金属層35(Mo薄膜層とAL薄膜層)を除去しても、画素電極22と信号線用電極端子6Aが膜減りするとか消失するといった恐れは無い。
すなわち、感光性黒色顔料分散樹脂90をマスクとして、開口部63、65内のゲート絶縁層30を選択的に除去し、開口部63、65内にそれぞれ第1の金属層92よりなる走査線用電極端子5A及び蓄積容量線用電極端子7Aを露出させる。
なお、上記ステップS8において、混酸を用いて第3の金属層35を除去する際、走査線用電極端子5A及び蓄積容量線用電極端子7Aは、ゲート絶縁層30で覆われているので、この混酸によって除去されることはない。また、ステップS9において、ゲート絶縁層30を除去する際、透明導電性の画素電極22と透明導電性の信号線用電極端子6Aは、ゲート絶縁層30のエッチングガスに対して耐性があるので、膜厚が減少する等の不具合は回避されている。さらに、混酸に対して耐性があるTi,Cr等の金属薄膜を第1の金属層92に選択した場合は、開口部63内のパシベーション絶縁層37とゲート絶縁層30を一気に貫通して除去し、その後、開口部38と開口部64内の第3の金属層35を選択的に除去して、透明導電性の画素電極22と信号線用電極端子6Aを露出させることが可能である。
なお、蓄積容量15の構成に関しては、図10と図11に示すように、画素電極22及び擬似画素電極P22と蓄積容量線16とが、ゲート絶縁層30を介して平面的に重なることで構成している(蓄積容量形成領域52は、点線による右下がりの斜線部である。)。
また、ソース・ドレイン配線などの形成工程で、チャネルが形成されるが、本発明ではハーフトーン露光技術を用いていないので、従来例のようにチャネル長が変動するといった不具合を回避することができる。すなわち、厳しい製造管理を行う必要がなく、歩留りや画像品質を向上させることができる。
さらに、保護絶縁層90への開口部形成工程(最終の写真食刻工程)がBM形成工程を兼ねているので、表示装置用基板2Aの作製は、実質的には3枚のフォトマスクを用いてなされている。したがって、従来の液晶表示装置と比較して製造工程数の削減は明白である。
なお、本実施形態では、走査線用電極端子5Aと信号線用電極端子6Aを導電性の部材で接続していない。したがって、たとえば、パネル組立以降のプロセスと電気検査等において、静電気対策が必要となる。
次に、この第一実施形態の応用例について、図面を参照して説明する。
たとえば、上記実施形態では、保護絶縁層90として、ネガ型の感光性黒色顔料分散樹脂(この樹脂は、通常、CF基板のBMに用いられる。)が用いられるが、この樹脂の代わりに、最近開発されたポジ型の感光性黒色顔料分散樹脂を用いてハーフトーン露光技術を併用してもよい。このようにすると、図12と図13に示すように、画素電極P22、走査線用電極端子5A、信号線用擬似電極端子P6及び蓄積容量線用電極端子7A上に、それぞれ画素電極用開口部38及び電極端子用開口部63、64,65を有するとともに、スペーサ配置領域85Aの膜厚が例えば3μmで、その他の領域85Bの膜厚が例えば1μmとなるような感光性黒色顔料分散樹脂パターン85A,85Bを形成することができる。この感光性黒色顔料分散樹脂パターン85A,85Bをマスクとして、上記のように各開口部内のパシベーション絶縁層37、第3の金属層35(と緩衝導電層36)やゲート絶縁層30を選択的に除去して、透明導電性の画素電極22と、走査線用電極端子5A及び蓄積容量線用電極端子7Aと、透明導電性の信号線用電極端子6Aを露出させる。また、スペーサ配置領域85Aは画素内で画像表示に支障のない領域が適しており、例えば図12に示すように信号線12上に配置されるが、走査線11上や蓄積容量線16上でもよい。
また、表示装置用基板2A´上にBMを形成するため、従来のような表示装置用基板とCF基板との貼り合せにおける相対的な位置ずれは、自動的に吸収されて開口率も自動的に向上する副次的な効果も得られる。
第一実施形態の表示装置用基板2Aは、上述した表示装置用基板の製造方法の第一実施形態により製造された表示装置用基板である(図10,11参照)。
表示装置用基板2Aは、チャネルエッチ型の絶縁ゲート型トランジスタを有する表示装置用基板であって、ゲート電極11A、走査線11、ゲート絶縁体30、チャネル31A、ソース電極34S、ソース配線12S、信号線12、ドレイン電極34D、ドレイン配線21、画素電極22、パシベーション絶縁層37及び保護絶縁層90などを備えている。
また、ゲート絶縁層30は、ガラス基板2、ゲート電極11A、走査線11及び走査線用電極端子5A上に被着されている。
さらに、チャネル31A、ソース電極34S及びドレイン電極34Dは、ゲート絶縁層30に続いて順次被着され、ゲート電極11A上に島状に形成された不純物を含まない第1の非晶質シリコン層31、不純物を含む第2の非晶質シリコン層33及びソース・ドレイン電極用導電層(第2の金属層34)を含む多層体から、形成されている。すなわち、チャネル31A、ソース電極34S及びドレイン電極34Dは、前記多層体から、通常の露光技術を用いて(ハーフトーン露光技術を用いることなく)、第2の金属層34、第2の非晶質シリコン層33及び第1の非晶質シリコン層31の一部を除去することによって、形成されている。
また、パシベーション絶縁層37及び保護絶縁層90は、擬似画素電極P22上の画素電極用開口部38、走査線用電極端子5A上の電極端子用開口部63及び信号線用擬似電極端子P6上の電極端子用開口部64が形成されている。
さらに、画素電極22及び信号線用電極端子6Aは、透明導電層91からなり、擬似画素電極P22及び信号線用擬似電極端子P6から、第3の金属層35が除去されることによって、露出している。
また、走査線用電極端子5Aは、ゲート絶縁層30に電極端子用開口部63が形成されることによって、露出している。
このようにすると、保護絶縁層90が、ソース配線12Sやドレイン配線21を保護・絶縁するとともに、ブラックマトリクスとしても機能するので、表示装置用基板の付加価値を向上させることができる。また、この表示装置用基板2Aが液晶表示装置に用いられる場合には、カラーフィルタにブラックマトリクスを形成しなくてもすむので、液晶表示装置におけるトータルのマスク数を削減することができる。したがって、製造原価のコストダウンを図ることができる。
このようにすると、導電性及び透光性を向上させることができ、表示装置用基板としての性能を高めることができる。
さらに、ガラス基板2が、透明であり、かつ、絶縁性を有し、さらに、パシベーション絶縁層37が透明であるので、透光性を向上させることができ、液晶表示装置に用いられた場合、画像品質を向上させることができる。
なお、本実施形態の蓄積容量形成領域52は、画素電極22と蓄積容量線16とがゲート絶縁層30を介して平面的に重なることによって蓄積容量を構成しているが、これに限定されるものではない。たとえば、画素電極22(または画素電極22に接続された蓄積電極)と前段の走査線11とがゲート絶縁層30を介して重なることによって蓄積容量を構成してもよい。
また、ソース・ドレイン配線などの形成工程で、チャネルが形成されるが、本発明ではハーフトーン露光技術を用いていないので、従来例のようにチャネル長が変動するといった不具合を回避することができる。すなわち、厳しい製造管理を行う必要がなく、歩留りや画像品質を向上させることができる。
さらに、保護絶縁層90への開口部形成工程(最終の写真食刻工程)がBM形成工程を兼ねているので、表示装置用基板2Aの作製は、実質的には3枚のフォトマスクを用いてなされている。したがって、従来の液晶表示装置と比較して製造工程数の削減は明白である。
第一実施形態の応用例にかかる表示装置用基板2A´は、上述した表示装置用基板の製造方法の第一実施形態の応用例により製造された表示装置用基板である(図12,13参照)。
すなわち、スペーサ領域の保護絶縁層90の膜厚を、他の領域に比べて厚くし、感光性黒色顔料分散樹脂パターン85Aをフォトスペーサとするとよい。
このようにすると、保護絶縁層90が、ソース配線12Sやドレイン配線21などを保護し絶縁するとともに、フォトスペーサとしても機能するので、表示装置用基板2A´の付加価値を向上させることができる。また、この表示装置用基板2A´が液晶表示装置に用いられる場合には、カラーフィルタにフォトスペーサを形成しなくてもすむので、液晶表示装置におけるトータルのマスク数を削減することができる。したがって、製造原価のコストダウンを図ることができる。
図14は、本発明の第二実施形態に係る表示装置用基板の製造方法を説明するための概略フローチャート図を示している。
また、図15、17、19、21、23は、本発明の第二実施形態に係る表示装置用基板の製造方法を説明するための、各製造工程に対応した単位画素の概略平面図である。
さらに、図16、18、20、22、24は、本発明の第二実施形態に係る表示装置用基板の製造方法を説明するための、各製造工程に対応した単位画素の概略断面図である。これら概略断面図の(a)はA−A’線上(絶縁ゲート型トランジスタ(薄膜トランジスタ)領域)の断面図を示しており、(b)はB−B’線上(走査線用電極端子領域)の断面図を示しており、(c)はC−C’線上(信号線用電極端子領域)の断面図を示している(図23参照)。
本実施形態の表示装置用基板は、チャネルエッチ型の絶縁ゲート型トランジスタ(薄膜トランジスタ)を有している。
なお、上記実施形態や応用例と同一の部位については、同一の符号を付して、詳細な説明を省略する。
すなわち、透明かつ絶縁性を有するガラス基板2、例えばコーニング社製の商品名1737の一主面上に、SPT等の真空製膜装置を用いて、膜厚0.1〜0.3μm程度の第1の金属層(ゲート導電層)92を被着する。
続いて、微細加工技術により、ゲート電極11A、ゲート電極11Aと接続された走査線11、走査線用擬似電極端子P5、蓄積容量線16及び蓄積容量線用擬似電極端子P7を形成する。なお、走査線11と接続された走査線用擬似電極端子P5や、蓄積容量線16と接続された蓄積容量線用擬似電極端子P7は、画像表示部外の領域に形成される。
なお、このステップS12は、上記第一実施形態のステップS2とほぼ同様としてある。
すなわち、ゲート電極11A、走査線11及び蓄積容量線16上に、ゲート絶縁層30、第1の非晶質シリコン層31、第2の非晶質シリコン層33及び第2の金属層34を含む積層体を、ゲート電極11A、走査線11及び蓄積容量線16より幅広く形成し、走査線用擬似電極端子P5、蓄積容量線用擬似電極端子P7及びガラス基板2を露出させる。
これにより、ゲート電極11A、走査線11及び蓄積容量線16は、上面及び側面がゲート絶縁層30で覆われる。また、ゲート電極11A、走査線11及び蓄積容量線16上に、ゲート絶縁層30Aと、第1の非晶質シリコン層31A及び第2の非晶質シリコン層33Aを含む積層体からなる半導体層領域と、第2の金属層34Aを形成する。
この除去にあたり、第2の金属層(耐熱金属層)34がMo(又は、Ti)の場合、第2の金属層34は、弗素系(Tiの場合は塩素系)ガスを用いたドライエッチングによって除去され、続いて、第2の非晶質シリコン層33、第1の非晶質シリコン層31及びゲート絶縁層30は、弗素系ガスを用いたドライエッチングによって除去される。また、第1の金属層92がMo,Ti,Taの場合、第1の金属層92は、引き続き弗素系ガス又は塩素系ガスを用いたドライエッチによって除去される。また、第1の金属層92がCrの場合、第1の金属層92は、専用のエッチング液を用いて除去される。さらに、第1の金属層92がMo/AL/MoまたはAL(Nd)/Mo等の積層体の場合、第1の金属層92は、燐酸に数重量%の硝酸を添加した混酸を用いて、ウェットエッチングによって除去される。
すなわち、ソース・ドレイン配線の形成工程では、ガラス基板2の全面にSPT等の真空製膜装置を用いて、膜厚0.1μm程度の透明導電層91と、信号線用導電層(ソース・ドレイン配線用金属層)としての第3の金属層35を順次被着する。続いて、微細加工技術により、第3の金属層35と透明導電層91を食刻し、第2の金属層34Aと第2の非晶質シリコン33Aを食刻し、さらに第1の非晶質シリコン31Aを0.05〜0.1μm程度残して食刻する。これにより、ゲート電極11Aの上方に、チャネル31A、ソース電極34S及びドレイン電極34Dが形成される。また、上述したように第3の金属層35と透明導電層91を食刻することによって、透明導電層91と第3の金属層35を含む積層体からなるソース配線12S、信号線12、ドレイン配線21、擬似画素電極P22、走査線用擬似電極端子P5´、信号線用擬似電極端子P6及び蓄積容量線用擬似電極端子P7´が形成される。
なお、走査線用擬似電極端子P5´及び蓄積容量線用擬似電極端子P7´は、それぞれ上記走査線用擬似電極端子P5及び蓄積容量線用擬似電極端子P7上に形成される。また、透明導電層91と第3の金属層35の詳細な内容については、上記第一実施形態にて記載した通りである。
すなわち、ガラス基板2上の全面に、PCVD装置を用いて、透明絶縁性のパシベーション絶縁層37として膜厚0.3μm程度の第2のSiNx層を被着する。これにより、第2のSiNx層はパシベーション絶縁層37として機能し、絶縁ゲート型トランジスタのチャネルである第1の非晶質シリコン31Aを外気より保護する。
すなわち、まず、図21と図22に示すように、ガラス基板2の全面上に、保護絶縁層90として1μm以上の膜厚の感光性黒色顔料分散樹脂を塗布し、続いて、露光及び現像を行う。これにより、擬似画素電極P22、走査線用擬似電極端子P5´、信号線用擬似電極端子P6、蓄積容量線用擬似電極端子P7´及び走査線11上に、それぞれ画素電極用開口部38,走査線11の電極端子用開口部63、信号線12の電極端子用開口部64、蓄積容量線16の電極端子用開口部65及び寄生トランジスタ防止用開口部67を有する保護絶縁層90を形成する。
なお、保護絶縁層90は、透明導電層パターン40を露出させるための開口部をも有している。
すなわち、保護絶縁層90である感光性黒色顔料分散樹脂をマスクとして、各開口部38、63、64、65、67内のパシベーション絶縁層37を選択的に除去し、各開口部内にそれぞれ擬似画素電極P22、走査線用擬似電極端子P5´、信号線用擬似電極端子P6、蓄積容量線用擬似電極端子P7´及び第1の非晶質シリコン層31Aを露出させる。
すなわち、保護絶縁層90である感光性黒色顔料分散樹脂をマスクとして、開口部38、63、64、65内の第3の金属層35(Mo薄膜層とAL薄膜層)を選択的に除去し、透明導電層91からなる画素電極22、走査線用電極端子5A、信号線用電極端子6A及び蓄積容量線用電極端子7Aを露出させる。ここで、透明導電層91である、ITZO組成比(wt%)が85:10:5のITZO膜は、パシベーション絶縁層37の製膜時に受ける加熱処理より結晶性を与えられるので、混酸を用いて第3の金属層35(Mo薄膜層とAL薄膜層)を除去しても、画素電極22、走査線用電極端子5A、信号線用電極端子6A及び蓄積容量線用電極端子7Aが膜減りするとか消失するといった恐れは無い。
すなわち、感光性黒色顔料分散樹脂90をマスクとして、寄生トランジスタ防止用開口部67内の第1の非晶質シリコン層31Aを選択的に除去し、開口部67内にゲート絶縁層30Aを露出させる。このようにすると、開口部67内の不要な第1の非晶質シリコン31Aが除去され、寄生トランジスタの発生を阻止することができる。
なお、蓄積容量15の構成に関しては、図23に示すように、画素電極22及び擬似画素電極P22と蓄積容量線16とが、ゲート絶縁層30を介して平面的に重なることで構成している(蓄積容量形成領域52は、点線による右下がりの斜線部である。)。
また、静電気対策については、走査線用擬似電極端子P5´、信号線用擬似電極端子P6及び蓄積容量線用電極端子P7´と接続され、第3の金属層35及び透明導電層91とからなる静電気対策パターンを形成し、続いて、第3の金属層35を除去して得られる透明導電層パターン40を形成してある。これにより、従来例とほぼ同等の静電気対策を施すことができる。
また、ソース・ドレイン配線などの形成工程で、チャネルが形成されるが、本発明ではハーフトーン露光技術を用いていないので、従来例のようにチャネル長が変動するといった不具合を回避することができる。すなわち、厳しい製造管理を行う必要がなく、歩留りや画像品質を向上させることができる。
さらに、保護絶縁層90への開口部形成工程(最終の写真食刻工程)がBM形成工程を兼ねているので、表示装置用基板2Bの作製は、実質的には3枚のフォトマスクを用いてなされている。したがって、従来の液晶表示装置と比較して製造工程数の削減は明白である。
次に、この第二実施形態の応用例について、図面を参照して説明する。
たとえば、上記実施形態では、保護絶縁層90として、ネガ型の感光性黒色顔料分散樹脂(この樹脂は、通常、CF基板のBMに用いられる。)が用いられるが、この樹脂の代わりに、最近開発されたポジ型の感光性黒色顔料分散樹脂を用いてハーフトーン露光技術を併用してもよい。このようにすると、図25と図26に示すように、画素電極22、走査線用電極端子5A、信号線用電極端子6A、蓄積容量線用電極端子7A及び走査線11上に、それぞれ画素電極用開口部38、電極端子用開口部63、64,65及び寄生トランジスタ防止用開口部67を有するとともに、スペーサ配置領域85Aの膜厚が例えば3μmで、その他の領域85Bの膜厚が例えば1μmとなるような感光性黒色顔料分散樹脂パターン85A,85Bを形成することができる。この感光性黒色顔料分散樹脂パターン85A,85Bをマスクとして、上記のように各開口部内のパシベーション絶縁層37、第3の金属層35や第1の非晶質シリコン層31を選択的に除去して、透明導電性の画素電極22と、透明導電性の走査線用電極端子5A、信号線用電極端子6A及び蓄積容量線用電極端子7Aを露出させる。また、スペーサ配置領域85Aは、画素内で画像表示に支障のない領域(画素電極以外の領域)に形成される。
また、表示装置用基板2B´上にBMを形成するため、従来のような表示装置用基板とCF基板との貼り合せにおける相対的な位置ずれは、自動的に吸収されて開口率も自動的に向上する副次的な効果も得られる。
第二実施形態の表示装置用基板2Bは、上述した表示装置用基板の製造方法の第二実施形態により製造された表示装置用基板である(図23,24参照)。
表示装置用基板2Bは、チャネルエッチ型の絶縁ゲート型トランジスタを有する表示装置用基板であって、ゲート電極11A、走査線11、ゲート絶縁体30A、チャネル31A、ソース電極34S、ソース配線12S、信号線12、ドレイン電極34D、ドレイン配線21、画素電極22、パシベーション絶縁層37及び保護絶縁層90などを備えている。
また、ゲート絶縁層30Aは、ゲート電極11A及び走査線11上に、ゲート電極11A及び走査線11より幅広く形成されている。これにより、ゲート電極11A及び走査線11の上面及び側面は、ゲート絶縁層30Aによって覆われている。
さらに、チャネル31A、ソース電極34S及びドレイン電極34Dは、ゲート絶縁層30に続いて順次被着され、ゲート電極11A上にゲート電極11Aより幅広く形成された不純物を含まない第1の非晶質シリコン層31、不純物を含む第2の非晶質シリコン層33及びソース・ドレイン電極用導電層(第2の金属層34)を含む多層体から、形成されている。すなわち、チャネル31A、ソース電極34S及びドレイン電極34Dは、前記多層体から、通常の露光技術を用いて(ハーフトーン露光技術を用いることなく)、第2の金属層34、第2の非晶質シリコン層33及び第1の非晶質シリコン層31の一部を除去することによって、形成されている。
また、パシベーション絶縁層37及び保護絶縁層90は、擬似画素電極P22上の画素電極用開口部38、走査線11上の寄生トランジスタ防止用開口部67、走査線用擬似電極端子P5´上の電極端子用開口部63及び信号線用擬似電極端子P6上の電極端子用開口部64が形成されている。
さらに、画素電極22、走査線用電極端子5A及び信号線用電極端子6Aは、透明導電層91からなり、擬似画素電極P22、走査線用擬似電極端子P5´及び信号線用擬似電極端子P6から、第3の金属層35が除去されることによって、露出している。
このようにすると、保護絶縁層90が、ソース配線12Sやドレイン配線21を保護・絶縁するとともに、ブラックマトリクスとしても機能するので、表示装置用基板の付加価値を向上させることができる。また、この表示装置用基板2Bが液晶表示装置に用いられる場合には、カラーフィルタにブラックマトリクスを形成しなくてもすむので、液晶表示装置におけるトータルのマスク数を削減することができる。したがって、製造原価のコストダウンを図ることができる。
このようにすると、導電性及び透光性を向上させることができ、表示装置用基板としての性能を高めることができる。
さらに、寄生トランジスタ防止用開口部67内の第1の非晶質シリコン層31Aを選択的に除去し、開口部67内にゲート絶縁層30Aを露出させている。このようにすると、開口部67内の不要な第1の非晶質シリコン31Aが除去され、寄生トランジスタの発生を阻止することができる。
また、ガラス基板2が、透明であり、かつ、絶縁性を有し、さらに、パシベーション絶縁層37が透明であるので、透光性を向上させることができ、液晶表示装置に用いられた場合、画像品質を向上させることができる。
なお、本実施形態の蓄積容量形成領域52は、画素電極22と蓄積容量線16とがゲート絶縁層30を介して平面的に重なることによって蓄積容量を構成しているが、これに限定されるものではない。たとえば、画素電極22(または画素電極22に接続された蓄積電極)と前段の走査線11とがゲート絶縁層30を介して重なることによって蓄積容量を構成してもよい。
また、ソース・ドレイン配線などの形成工程で、チャネルが形成されるが、本発明ではハーフトーン露光技術を用いていないので、従来例のようにチャネル長が変動するといった不具合を回避することができる。すなわち、厳しい製造管理を行う必要がなく、歩留りや画像品質を向上させることができる。
さらに、保護絶縁層90への開口部形成工程(最終の写真食刻工程)がBM形成工程を兼ねているので、表示装置用基板2Bの作製は、実質的には3枚のフォトマスクを用いてなされている。したがって、従来の液晶表示装置と比較して製造工程数の削減は明白である。
第二実施形態の応用例にかかる表示装置用基板2B´は、上述した表示装置用基板の製造方法の第二実施形態の応用例により製造された表示装置用基板である(図25,26参照)。
すなわち、スペーサ領域の保護絶縁層90の膜厚を、他の領域に比べて厚くし、感光性黒色顔料分散樹脂パターン85Aをフォトスペーサとするとよい。
このようにすると、保護絶縁層90が、ソース配線12Sやドレイン配線21などを保護し絶縁するとともに、フォトスペーサとしても機能するので、表示装置用基板2B´の付加価値を向上させることができる。また、この表示装置用基板2B´が液晶表示装置に用いられる場合には、カラーフィルタにフォトスペーサを形成しなくてもすむので、液晶表示装置におけるトータルのマスク数を削減することができる。したがって、製造原価のコストダウンを図ることができる。
図27は、本発明の第三実施形態に係る表示装置用基板の製造方法を説明するための概略フローチャート図を示している。
また、図28、30、32、34、36、38は、本発明の第三実施形態に係る表示装置用基板の製造方法を説明するための、各製造工程に対応した単位画素の概略平面図である。
さらに、図29、31、33、35、37、39は、本発明の第三実施形態に係る表示装置用基板の製造方法を説明するための、各製造工程に対応した単位画素の概略断面図である。これら概略断面図の(a)はA−A’線上(絶縁ゲート型トランジスタ(薄膜トランジスタ)領域)の断面図を示しており、(b)はB−B’線上(走査線用電極端子領域)の断面図を示しており、(c)はC−C’線上(信号線用電極端子領域)の断面図を示している(図38参照)。
本実施形態の表示装置用基板は、チャネルエッチ型の絶縁ゲート型トランジスタ(薄膜トランジスタ)を有している。
なお、上記実施形態や応用例と同一の部位については、同一の符号を付して、詳細な説明を省略する。
すなわち、透明かつ絶縁性を有するガラス基板2、例えばコーニング社製の商品名1737の一主面上に、SPT等の真空製膜装置を用いて、膜厚0.1μm程度の透明導電層91と、膜厚0.1〜0.3μm程度のゲート導電層としての第1の金属層92を被着する。
第1の金属層92については、第一実施形態にて記述した通りであるが、走査線11の低抵抗化と透明導電層91との電池反応防止のためには、Mo/AL/MoまたはMo/AL(Nd)等の積層構成が最適である。
透明導電層91については、上述したように、スパッタターゲットのITZO組成比(wt%)が85:10:5のITZO膜を用いるとよい。このようにすると、混酸を用いて第1の金属層92をエッチングすると、透明導電層91も同時にエッチングされるので製造工程数を削減することができる。また、積層断面の形状制御も容易となる。
なお、走査線11と接続された走査線用擬似電極端子94、蓄積容量線16と接続された蓄積容量線用擬似電極端子96及び信号線用擬似電極端子95は、画像表示部外の領域に形成される。
また、本実施形態の擬似画素電極93は、蓄積容量線16の両側の二箇所に対向して形成される。
すなわち、ガラス基板2の全面にPCVD装置を用いて、ゲート絶縁層30としての第1のSiNx層、不純物をほとんど含まず絶縁ゲート型トランジスタのチャネルとなる第1の非晶質シリコン層31、及び、不純物を含み絶縁ゲート型トランジスタのソース及びドレインとなる第2の非晶質シリコン層33の3種類の薄膜層を、例えば0.3−0.2−0.05μm程度の膜厚で順次被着する。
すなわち、ゲート電極11A及び走査線11上に、ゲート絶縁層30A、第1の非晶質シリコン層31A及び第2の非晶質シリコン層33Aを含む積層体を、ゲート電極11A、及び走査線11より幅広く形成する。また、蓄積容量線16上に、ゲート絶縁層30B、第1の非晶質シリコン層31B及び第2の非晶質シリコン層33Bを含む積層体を、蓄積容量線16より幅広く形成する。これにより、走査線用擬似電極端子94、擬似画素電極93、信号線用擬似電極端子95、蓄積容量線用擬似電極端子96及びガラス基板2を露出させる。また、ゲート電極11A、走査線11及び蓄積容量線16は、上面及び側面がゲート絶縁層30で覆われる。
すなわち、ガラス基板2上に露出している第1の金属層92A〜92Cを選択的に除去し、走査線用電極端子5A、画素電極22及び信号線用電極端子6Aを露出させる。また、このとき、蓄積容量線用電極端子7Aも露出される。
ここで、透明導電層91である、ITZO組成比(wt%)が85:10:5のITZO膜は、ゲート絶縁層30の製膜時に受ける加熱処理より結晶性を与えられるので、混酸を用いて第1の金属層92A〜92Cを除去しても、走査線用電極端子5A、画素電極22及び信号線用電極端子6Aが膜減りするとか消失するといった恐れは無い。
ここで、上記第2の金属層35´が単層の場合、第2の金属層35´として、第1の金属層92と同様にTi,Cr,Mo等の耐熱金属が用いられる。また、第2の金属層35´が信号線12の低抵抗化のためにAL薄膜層を併用する場合、第2の金属層35´は、透明導電層とのアルカリ反応を回避するために、上述したように耐熱金属層34としてMo薄膜層などを介在させる必要がある。なお、本実施形態の第2の金属層35´は、耐熱金属層34´としてのMo薄膜層とAL薄膜層とからなる。また、図35において、理解しやすいように、金属層35´に含まれる耐熱金属層34´を図示してある。
すなわち、ソース・ドレイン配線の形成工程では、ガラス基板2の全面にSPT等の真空製膜装置を用いて、第2の金属層(ソース・ドレイン配線用金属層)35´(AL薄膜層及び膜厚0.1μm程度の耐熱金属層(緩衝金属層)34´)を順次被着する。続いて、微細加工技術により、第2の金属層35´を食刻し、さらに第2の非晶質シリコン33Aを選択的に食刻して、第1の非晶質シリコン31Aは0.05〜0.1μm程度残して食刻する。これにより、ゲート電極11Aの上方に、チャネル31A、ソース電極33S及びドレイン電極33Dが形成される。また、上述したように第2の金属層35´を食刻することによって、第2の金属層35´(AL薄膜層及び耐熱金属層(緩衝金属層)34´を含む積層体)からなるソース配線12S、信号線12及びドレイン配線21が形成される。このとき、画素内の蓄積容量線16上に、対向する画素電極22どうしを接続する蓄積電極72も形成される。
すなわち、ガラス基板2上の全面に、PCVD装置を用いて、透明絶縁性のパシベーション絶縁層37として膜厚0.3μm程度の第2のSiNx層を被着する。これにより、第2のSiNx層はパシベーション絶縁層37として機能し、絶縁ゲート型トランジスタのチャネルである第1の非晶質シリコン31Aを外気より保護する。
すなわち、まず、図36と図37に示すように、ガラス基板2の全面上に、保護絶縁層90として1μm以上の膜厚の感光性黒色顔料分散樹脂を塗布し、続いて、露光及び現像を行う。これにより、画素電極22、走査線用電極端子5A、信号線用電極端子6A、蓄積容量線用電極端子7A及び走査線11上に、それぞれ画素電極用開口部38,走査線11の電極端子用開口部63、信号線12の電極端子用開口部64、蓄積容量線16の電極端子用開口部65及び寄生トランジスタ防止用開口部67を有する保護絶縁層90を形成する。
すなわち、保護絶縁層90である感光性黒色顔料分散樹脂をマスクとして、各開口部38、63、64、65、67内のパシベーション絶縁層37を選択的に除去し、各開口部内にそれぞれ画素電極22、走査線用電極端子5A、信号線用電極端子6A、蓄積容量線用電極端子7A及び第1の非晶質シリコン層31Aを露出させる。
すなわち、感光性黒色顔料分散樹脂90をマスクとして、寄生トランジスタ防止用開口部67内の第1の非晶質シリコン層31Aを選択的に除去し、開口部67内にゲート絶縁層30Aを露出させる。このようにすると、開口部67内の不要な第1の非晶質シリコン31Aが除去され、寄生トランジスタの発生を阻止することができる。
なお、蓄積容量15の構成に関しては、図34に示すように、蓄積電極72と蓄積容量線16とが、第2の非晶質シリコン層33B、第1の非晶質シリコン層31B及びゲート絶縁層30Bを介して平面的に重なることで構成している(蓄積容量形成領域52は、点線による右下がりの斜線部である。)。
また、静電気対策については、走査線用擬似電極端子94、信号線用擬似電極端子95及び蓄積容量線用擬似電極端子96と接続され、第1の金属層92と透明導電層91とからなる静電気対策パターンを形成し、続いて、第1の金属層92を除去して得られる透明導電層パターン40を形成してある。これにより、従来例とほぼ同等の静電気対策を施すことができる。
また、ソース・ドレイン配線などの形成工程で、チャネルが形成されるが、本発明ではハーフトーン露光技術を用いていないので、従来例のようにチャネル長が変動するといった不具合を回避することができる。すなわち、厳しい製造管理を行う必要がなく、歩留りや画像品質を向上させることができる。
さらに、保護絶縁層90への開口部形成工程(最終の写真食刻工程)がBM形成工程を兼ねているので、表示装置用基板2Cの作製は、実質的には3枚のフォトマスクを用いてなされている。したがって、従来の液晶表示装置と比較して製造工程数の削減は明白である。
次に、この第三実施形態の応用例について、図面を参照して説明する。
たとえば、上記実施形態では、保護絶縁層90として、ネガ型の感光性黒色顔料分散樹脂(この樹脂は、通常、CF基板のBMに用いられる。)が用いられるが、この樹脂の代わりに、最近開発されたポジ型の感光性黒色顔料分散樹脂を用いてハーフトーン露光技術を併用してもよい。このようにすると、図40と図41に示すように、画素電極22、走査線用電極端子5A、信号線用電極端子6A、蓄積容量線用電極端子7A及び走査線11上に、それぞれ画素電極用開口部38、電極端子用開口部63、64,65及び寄生トランジスタ防止用開口部67を有するとともに、スペーサ配置領域85Aの膜厚が例えば3μmで、その他の領域85Bの膜厚が例えば1μmとなるような感光性黒色顔料分散樹脂パターン85A,85Bを形成することができる。この感光性黒色顔料分散樹脂パターン85A,85Bをマスクとして、上記のように各開口部内のパシベーション絶縁層37や第1の非晶質シリコン層31を選択的に除去して、透明導電性の画素電極22と、透明導電性の走査線用電極端子5A、信号線用電極端子6A及び蓄積容量線用電極端子7Aを露出させる。また、スペーサ配置領域85Aは、画素内で画像表示に支障のない領域(画素電極以外の領域)に形成される。
また、表示装置用基板2C´上にBMを形成するため、従来のような表示装置用基板とCF基板との貼り合せにおける相対的な位置ずれは、自動的に吸収されて開口率も自動的に向上する副次的な効果も得られる。
第三実施形態の表示装置用基板2Cは、上述した表示装置用基板の製造方法の第三実施形態により製造された表示装置用基板である(図38,39参照)。
表示装置用基板2Cは、チャネルエッチ型の絶縁ゲート型トランジスタを有する表示装置用基板であって、ゲート電極11A、走査線11、ゲート絶縁体30A、チャネル31A、ソース電極33S、ソース配線12S、信号線12、ドレイン電極33D、ドレイン配線21、画素電極22、パシベーション絶縁層37及び保護絶縁層90などを備えている。
また、ゲート絶縁層30A、不純物を含まない第1の非晶質シリコン層31A及び不純物を含む第2の非晶質シリコン層33Aは、ガラス基板2、ゲート電極11A、走査線11、走査線用擬似電極端子94、信号線用擬似電極端子95及び擬似画素電極93上に順次被着され、ゲート電極11A及び走査線11上にゲート電極11A及び走査線11上より幅広く形成されている。これにより、ゲート電極11A及び走査線11の上面及び側面は、ゲート絶縁層30Aによって覆われている。
さらに、透明導電層91からなる画素電極22、走査線用電極端子5A及び信号線用電極端子6Aは、擬似画素電極93、走査線用擬似電極端子94及び信号線用擬似電極端子95から、第1の金属層(ゲート導電層)92が除去されることにより露出される。
また、パシベーション絶縁層37及び保護絶縁層90は、画素電極22上の画素電極用開口部38、走査線11上の寄生トランジスタ防止用開口部67、走査線用電極端子5A上の電極端子用開口部63及び信号線用電極端子6A上の電極端子用開口部64が形成されている。
さらに、寄生トランジスタ防止用開口部67内のゲート絶縁層30は、第1の非晶質シリコン層31が除去されることにより、寄生トランジスタ防止用開口部67内に露出している。
このようにすると、保護絶縁層90が、ソース配線12Sやドレイン配線21を保護・絶縁するとともに、ブラックマトリクスとしても機能するので、表示装置用基板の付加価値を向上させることができる。また、この表示装置用基板2Cが液晶表示装置に用いられる場合には、カラーフィルタにブラックマトリクスを形成しなくてもすむので、液晶表示装置におけるトータルのマスク数を削減することができる。したがって、製造原価のコストダウンを図ることができる。
このようにすると、導電性及び透光性を向上させることができ、表示装置用基板としての性能を高めることができる。
さらに、寄生トランジスタ防止用開口部67内の第1の非晶質シリコン層31Aを選択的に除去し、開口部67内にゲート絶縁層30Aを露出させている。このようにすると、開口部67内の不要な第1の非晶質シリコン31Aが除去され、寄生トランジスタの発生を阻止することができる。
また、ガラス基板2が、透明であり、かつ、絶縁性を有し、さらに、パシベーション絶縁層37が透明であるので、透光性を向上させることができ、液晶表示装置に用いられた場合、画像品質を向上させることができる。
なお、本実施形態の蓄積容量形成領域52は、一対の画素電極22を接続させる蓄積電極72と蓄積容量線16とがゲート絶縁層30を介して平面的に重なることによって蓄積容量を構成している。
また、ソース・ドレイン配線などの形成工程で、チャネルが形成されるが、本発明ではハーフトーン露光技術を用いていないので、従来例のようにチャネル長が変動するといった不具合を回避することができる。すなわち、厳しい製造管理を行う必要がなく、歩留りや画像品質を向上させることができる。
さらに、保護絶縁層90への開口部形成工程(最終の写真食刻工程)がBM形成工程を兼ねているので、表示装置用基板2Cの作製は、実質的には3枚のフォトマスクを用いてなされている。したがって、従来の液晶表示装置と比較して製造工程数の削減は明白である。
第三実施形態の応用例にかかる表示装置用基板2C´は、上述した表示装置用基板の製造方法の第三実施形態の応用例により製造された表示装置用基板である(図40,41参照)。
すなわち、スペーサ領域の保護絶縁層90の膜厚を、他の領域に比べて厚くし、感光性黒色顔料分散樹脂パターン85Aをフォトスペーサとするとよい。
このようにすると、保護絶縁層90が、ソース配線12Sやドレイン配線21などを保護し絶縁するとともに、フォトスペーサとしても機能するので、表示装置用基板2C´の付加価値を向上させることができる。また、この表示装置用基板2C´が液晶表示装置に用いられる場合には、カラーフィルタにフォトスペーサを形成しなくてもすむので、液晶表示装置におけるトータルのマスク数を削減することができる。したがって、製造原価のコストダウンを図ることができる。
図42は、本発明の第四実施形態に係る表示装置用基板の製造方法を説明するための概略フローチャート図を示している。
また、図43、45、47、49、51は、本発明の第四実施形態に係る表示装置用基板の製造方法を説明するための、各製造工程に対応した単位画素の概略平面図である。
さらに、図44、46、48、50、52は、本発明の第四実施形態に係る表示装置用基板の製造方法を説明するための、各製造工程に対応した単位画素の概略断面図である。これら概略断面図の(a)はA−A’線上(絶縁ゲート型トランジスタ(薄膜トランジスタ)領域)の断面図を示しており、(b)はB−B’線上(走査線用電極端子領域)の断面図を示しており、(c)はC−C’線上(信号線用電極端子領域)の断面図を示している(図51参照)。
本実施形態の表示装置用基板は、チャネルエッチ型の絶縁ゲート型トランジスタ(薄膜トランジスタ)を有している。
なお、上記実施形態や応用例と同一の部位については、同一の符号を付して、詳細な説明を省略する。
すなわち、透明かつ絶縁性を有するガラス基板2、例えばコーニング社製の商品名1737の一主面上に、SPT等の真空製膜装置を用いて、膜厚0.1μm程度の透明導電層91と、膜厚0.1〜0.3μm程度のゲート導電層としての第1の金属層92を被着する。
第1の金属層92については、第一実施形態にて記述した通りであるが、走査線11の低抵抗化と透明導電層91との電池反応防止のためには、Mo/AL/MoまたはMo/AL(Nd)等の積層構成が最適である。
透明導電層91については、スパッタターゲットのITZO組成比(wt%)が70:15:15のITZO膜を用いるとよい。ITZO組成比(wt%)が70:15:15のITZO膜は、加熱の有無によらず酸性溶液に対して耐性を有している。すなわち、燐酸に数%の硝酸を添加した混酸を用いて第1の金属層92を除去しても、画素電極22、走査線用電極端子5A及び信号線用電極端子6Aなどが膜減りするとか消失するといった不具合は発生しない。
なお、走査線11と接続された走査線用擬似電極端子94、蓄積容量線16と接続された蓄積容量線用擬似電極端子96及び信号線用擬似電極端子95は、画像表示部外の領域に形成される。
また、本実施形態の擬似画素電極93は、蓄積容量線16の両側の二箇所に対向して形成される。
すなわち、ガラス基板2の全面にPCVD装置を用いて、ゲート絶縁層30としての第1のSiNx層、不純物をほとんど含まず絶縁ゲート型トランジスタのチャネルとなる第1の非晶質シリコン層31、及び、不純物を含み絶縁ゲート型トランジスタのソース及びドレインとなる第2の非晶質シリコン層33の3種類の薄膜層を、例えば0.3−0.2−0.05μm程度の膜厚で順次被着する。
すなわち、ゲート電極11A及び走査線11上に、ゲート絶縁層30A、第1の非晶質シリコン層31A及び第2の非晶質シリコン層33Aを含む積層体を、ゲート電極11A、及び走査線11より幅広く形成する。また、蓄積容量線16上に、ゲート絶縁層30B、第1の非晶質シリコン層31B及び第2の非晶質シリコン層33Bを含む積層体を、蓄積容量線16より幅広く形成する。これにより、走査線用擬似電極端子94、擬似画素電極93、信号線用擬似電極端子95、蓄積容量線用擬似電極端子96及びガラス基板2を露出させる。また、ゲート電極11A、走査線11及び蓄積容量線16は、上面及び側面がゲート絶縁層30で覆われる。
ここで、本実施形態の耐熱金属層34´を含む1層以上の第2の金属層35´の詳細な内容については、上記第三実施形態にて記載した通りである。
すなわち、ガラス基板2上の全面に、PCVD装置を用いて、透明絶縁性のパシベーション絶縁層37として膜厚0.3μm程度の第2のSiNx層を被着する。これにより、第2のSiNx層はパシベーション絶縁層37として機能し、絶縁ゲート型トランジスタのチャネルである第1の非晶質シリコン31Aを外気より保護する。
すなわち、まず、図49と図50に示すように、ガラス基板2の全面上に、保護絶縁層90として1μm以上の膜厚の感光性黒色顔料分散樹脂を塗布し、続いて、露光及び現像を行う。これにより、画素電極22、走査線用電極端子5A、信号線用電極端子6A、蓄積容量線用電極端子7A及び走査線11上に、それぞれ画素電極用開口部38,走査線11の電極端子用開口部63、信号線12の電極端子用開口部64、蓄積容量線16の電極端子用開口部65及び寄生トランジスタ防止用開口部67を有する保護絶縁層90を形成する。
すなわち、保護絶縁層90である感光性黒色顔料分散樹脂をマスクとして、各開口部38、63、64、65、67内のパシベーション絶縁層37を選択的に除去し、各開口部内にそれぞれ画素電極22、走査線用電極端子5A、信号線用電極端子6A、蓄積容量線用電極端子7A及び第1の非晶質シリコン層31Aを露出させる。
すなわち、感光性黒色顔料分散樹脂90をマスクとして、寄生トランジスタ防止用開口部67内の第1の非晶質シリコン層31Aを選択的に除去し、開口部67内にゲート絶縁層30Aを露出させる。このようにすると、開口部67内の不要な第1の非晶質シリコン31Aが除去され、寄生トランジスタの発生を阻止することができる。
なお、蓄積容量15の構成に関しては、図47に示すように、蓄積電極72と蓄積容量線16とが、第2の非晶質シリコン層33B、第1の非晶質シリコン層31B及びゲート絶縁層30Bを介して平面的に重なることで構成している(蓄積容量形成領域52は、点線による右下がりの斜線部である。)。
また、静電気対策については、走査線用擬似電極端子94、信号線用擬似電極端子95及び蓄積容量線用擬似電極端子96と接続され、第1の金属層92と透明導電層91とからなる静電気対策パターンを形成し、続いて、第1の金属層92を除去して得られる透明導電層パターン40を形成してある。これにより、従来例とほぼ同等の静電気対策を施すことができる。
また、ソース・ドレイン配線などの形成工程で、チャネルが形成されるが、本発明ではハーフトーン露光技術を用いていないので、従来例のようにチャネル長が変動するといった不具合を回避することができる。すなわち、厳しい製造管理を行う必要がなく、歩留りや画像品質を向上させることができる。
さらに、保護絶縁層90への開口部形成工程(最終の写真食刻工程)がBM形成工程を兼ねているので、表示装置用基板2Dの作製は、実質的には3枚のフォトマスクを用いてなされている。したがって、従来の液晶表示装置と比較して製造工程数の削減は明白である。
また、第三実施形態と比べて、第2の金属層35´を除去する際、第1の金属層92A〜92Cをも選択的に除去することができるので、製造工程数の削減が可能となる。
次に、この第四実施形態の応用例について、図面を参照して説明する。
たとえば、上記実施形態では、保護絶縁層90として、ネガ型の感光性黒色顔料分散樹脂(この樹脂は、通常、CF基板のBMに用いられる。)が用いられるが、この樹脂の代わりに、最近開発されたポジ型の感光性黒色顔料分散樹脂を用いてハーフトーン露光技術を併用してもよい。このようにすると、図53と図54に示すように、画素電極22、走査線用電極端子5A、信号線用電極端子6A、蓄積容量線用電極端子7A及び走査線11上に、それぞれ画素電極用開口部38、電極端子用開口部63、64,65及び寄生トランジスタ防止用開口部67を有するとともに、スペーサ配置領域85Aの膜厚が例えば3μmで、その他の領域85Bの膜厚が例えば1μmとなるような感光性黒色顔料分散樹脂パターン85A,85Bを形成することができる。この感光性黒色顔料分散樹脂パターン85A,85Bをマスクとして、上記のように各開口部内のパシベーション絶縁層37や第1の非晶質シリコン層31を選択的に除去して、透明導電性の画素電極22と、透明導電性の走査線用電極端子5A、信号線用電極端子6A及び蓄積容量線用電極端子7Aを露出させる。また、スペーサ配置領域85Aは、画素内で画像表示に支障のない領域(画素電極以外の領域)に形成される。
また、表示装置用基板2D´上にBMを形成するため、従来のような表示装置用基板とCF基板との貼り合せにおける相対的な位置ずれは、自動的に吸収されて開口率も自動的に向上する副次的な効果も得られる。
第四実施形態の表示装置用基板2Dは、上述した表示装置用基板の製造方法の第四実施形態により製造された表示装置用基板である(図51,52参照)。
表示装置用基板2Dは、チャネルエッチ型の絶縁ゲート型トランジスタを有する表示装置用基板であって、ゲート電極11A、走査線11、ゲート絶縁体30A、チャネル31A、ソース電極33S、ソース配線12S、信号線12、ドレイン電極33D、ドレイン配線21、画素電極22、パシベーション絶縁層37及び保護絶縁層90などを備えている。
また、ゲート絶縁層30A、不純物を含まない第1の非晶質シリコン層31A及び不純物を含む第2の非晶質シリコン層33Aは、ガラス基板2、ゲート電極11A、走査線11、走査線用擬似電極端子94、信号線用擬似電極端子95及び擬似画素電極93上に順次被着され、ゲート電極11A及び走査線11上にゲート電極11A及び走査線11上より幅広く形成されている。これにより、ゲート電極11A及び走査線11の上面及び側面は、ゲート絶縁層30Aによって覆われている。
このとき使用されるレジストは、チャネル31A、ソース電極33S及びドレイン電極33Dを形成する際に使用されるレジストである。なお、本実施形態では、ソース電極及びドレイン電極を、第2の非晶質シリコン層33からなるソース電極33S及びドレイン電極33Dとしてあるが、ソース電極33S及びドレイン電極33Dの上方の信号線用導電層(第2の金属層35´)を、ソース電極及びドレイン電極としてもよい。
また、パシベーション絶縁層37及び保護絶縁層90は、画素電極22上の画素電極用開口部38、走査線11上の寄生トランジスタ防止用開口部67、走査線用電極端子5A上の電極端子用開口部63及び信号線用電極端子6A上の電極端子用開口部64が形成されている。
さらに、寄生トランジスタ防止用開口部67内のゲート絶縁層30は、第1の非晶質シリコン層31が除去されることにより、寄生トランジスタ防止用開口部67内に露出している。
このようにすると、保護絶縁層90が、ソース配線12Sやドレイン配線21を保護・絶縁するとともに、ブラックマトリクスとしても機能するので、表示装置用基板の付加価値を向上させることができる。また、この表示装置用基板2Dが液晶表示装置に用いられる場合には、カラーフィルタにブラックマトリクスを形成しなくてもすむので、液晶表示装置におけるトータルのマスク数を削減することができる。したがって、製造原価のコストダウンを図ることができる。
このようにすると、導電性及び透光性を向上させることができ、表示装置用基板としての性能を高めることができる。また、第三実施形態と比べて、第2の金属層35´を除去する際、第1の金属層92A〜92Cをも選択的に除去することができるので、製造工程数の削減が可能となる。
さらに、寄生トランジスタ防止用開口部67内の第1の非晶質シリコン層31Aを選択的に除去し、開口部67内にゲート絶縁層30Aを露出させている。このようにすると、開口部67内の不要な第1の非晶質シリコン31Aが除去され、寄生トランジスタの発生を阻止することができる。
また、ガラス基板2が、透明であり、かつ、絶縁性を有し、さらに、パシベーション絶縁層37が透明であるので、透光性を向上させることができ、液晶表示装置に用いられた場合、画像品質を向上させることができる。
なお、本実施形態の蓄積容量形成領域52は、一対の画素電極22を接続させる蓄積電極72と蓄積容量線16とがゲート絶縁層30を介して平面的に重なることによって蓄積容量を構成している。
また、ソース・ドレイン配線などの形成工程で、チャネルが形成されるが、本発明ではハーフトーン露光技術を用いていないので、従来例のようにチャネル長が変動するといった不具合を回避することができる。すなわち、厳しい製造管理を行う必要がなく、歩留りや画像品質を向上させることができる。
さらに、保護絶縁層90への開口部形成工程(最終の写真食刻工程)がBM形成工程を兼ねているので、表示装置用基板2Dの作製は、実質的には3枚のフォトマスクを用いてなされている。したがって、従来の液晶表示装置と比較して製造工程数の削減は明白である。
また、第三実施形態と比べて、第2の金属層35´を除去する際、第1の金属層92A〜92Cをも選択的に除去することができるので、製造工程数の削減が可能となる。
第四実施形態の応用例にかかる表示装置用基板2D´は、上述した表示装置用基板の製造方法の第四実施形態の応用例により製造された表示装置用基板である(図53,54参照)。
すなわち、スペーサ領域の保護絶縁層90の膜厚を、他の領域に比べて厚くし、感光性黒色顔料分散樹脂パターン85Aをフォトスペーサとするとよい。
このようにすると、保護絶縁層90が、ソース配線12Sやドレイン配線21などを保護し絶縁するとともに、フォトスペーサとしても機能するので、表示装置用基板2D´の付加価値を向上させることができる。また、この表示装置用基板2D´が液晶表示装置に用いられる場合には、カラーフィルタにフォトスペーサを形成しなくてもすむので、液晶表示装置におけるトータルのマスク数を削減することができる。したがって、製造原価のコストダウンを図ることができる。
図55は、本発明の第五実施形態に係る表示装置用基板の製造方法を説明するための概略フローチャート図を示している。
また、図56、58、60、62、64は、本発明の第五実施形態に係る表示装置用基板の製造方法を説明するための、各製造工程に対応した単位画素の概略平面図である。
さらに、図57、59、61、63、65は、本発明の第五実施形態に係る表示装置用基板の製造方法を説明するための、各製造工程に対応した単位画素の概略断面図である。これら概略断面図の(a)はA−A’線上(絶縁ゲート型トランジスタ(薄膜トランジスタ)領域)の断面図を示しており、(b)はB−B’線上(走査線用電極端子領域)の断面図を示しており、(c)はC−C’線上(信号線用電極端子領域)の断面図を示している(図64参照)。
本実施形態の表示装置用基板は、チャネルエッチ型の絶縁ゲート型トランジスタ(薄膜トランジスタ)を有している。
なお、上記実施形態や応用例と同一の部位については、同一の符号を付して、詳細な説明を省略する。
すなわち、透明かつ絶縁性を有するガラス基板2、例えばコーニング社製の商品名1737の一主面上に、SPT等の真空製膜装置を用いて、膜厚0.1μm程度の透明導電層91と、膜厚0.1〜0.3μm程度のゲート導電層としての第1の金属層92を被着する。
第1の金属層92については、後述する第2の金属層35´の食刻時に第1の金属層92が食刻されないように、第1の金属層92として、例えばTi,Cr等の耐熱金属が選択されている。
透明導電層91については、スパッタターゲットのITZO組成比(wt%)が85:10:5のITZO膜を用いるとよい。このようにすると、混酸を用いて第1の金属層92をエッチングすると、透明導電層91も同時にエッチングされるので製造工程数を削減することができる。また、積層断面の形状制御も容易となる。
なお、走査線11と接続された走査線用擬似電極端子94、蓄積容量線16と接続された蓄積容量線用擬似電極端子96及び信号線用擬似電極端子95は、画像表示部外の領域に形成される。
また、本実施形態の擬似画素電極93は、蓄積容量線16の両側の二箇所に対向して形成される。
すなわち、ガラス基板2の全面にPCVD装置を用いて、ゲート絶縁層30としての第1のSiNx層、不純物をほとんど含まず絶縁ゲート型トランジスタのチャネルとなる第1の非晶質シリコン層31、及び、不純物を含み絶縁ゲート型トランジスタのソース及びドレインとなる第2の非晶質シリコン層33の3種類の薄膜層を、例えば0.3−0.2−0.05μm程度の膜厚で順次被着する。
すなわち、ゲート電極11A及び走査線11上に、ゲート絶縁層30A、第1の非晶質シリコン層31A及び第2の非晶質シリコン層33Aを含む積層体を、ゲート電極11A、及び走査線11より幅広く形成する。また、蓄積容量線16上に、ゲート絶縁層30B、第1の非晶質シリコン層31B及び第2の非晶質シリコン層33Bを含む積層体を、蓄積容量線16より幅広く形成する。これにより、走査線用擬似電極端子94、擬似画素電極93、信号線用擬似電極端子95、蓄積容量線用擬似電極端子96及びガラス基板2を露出させる。また、ゲート電極11A、走査線11及び蓄積容量線16は、上面及び側面がゲート絶縁層30で覆われる。
ここで、本実施形態の耐熱金属層34´を含む1層以上の第2の金属層35´についての詳細な内容については、上記第三実施形態にて記載した通りである。
すなわち、ガラス基板2上の全面に、PCVD装置を用いて、透明絶縁性のパシベーション絶縁層37として膜厚0.3μm程度の第2のSiNx層を被着する。これにより、第2のSiNx層はパシベーション絶縁層37として機能し、絶縁ゲート型トランジスタのチャネルである第1の非晶質シリコン31Aを外気より保護する。
すなわち、まず、図62と図63に示すように、ガラス基板2の全面上に、保護絶縁層90として1μm以上の膜厚の感光性黒色顔料分散樹脂を塗布し、続いて、露光及び現像を行う。これにより、擬似画素電極93、走査線用擬似電極端子94、信号線用擬似電極端子95、蓄積容量線用擬似電極端子96及び走査線11上に、それぞれ画素電極用開口部38,走査線11の電極端子用開口部63、信号線12の電極端子用開口部64、蓄積容量線16の電極端子用開口部65及び寄生トランジスタ防止用開口部67を有する保護絶縁層90を形成する。
すなわち、保護絶縁層90である感光性黒色顔料分散樹脂をマスクとして、各開口部38、63、64、65、67内のパシベーション絶縁層37を選択的に除去し、各開口部内にそれぞれ擬似画素電極93、走査線用擬似電極端子94、信号線用擬似電極端子95、蓄積容量線用擬似電極端子96及び第1の非晶質シリコン層31Aを露出させる。
すなわち、保護絶縁層90である感光性黒色顔料分散樹脂をマスクとして、各開口部38、63、64、65内の第1の金属層92を選択的に除去し、各開口部内にそれぞれ画素電極22、走査線用電極端子5A、信号線用電極端子6A及び蓄積容量線用電極端子7Aを露出させる。
すなわち、感光性黒色顔料分散樹脂90をマスクとして、寄生トランジスタ防止用開口部67内の第1の非晶質シリコン層31Aを選択的に除去し、開口部67内にゲート絶縁層30Aを露出させる。このようにすると、開口部67内の不要な第1の非晶質シリコン31Aが除去され、寄生トランジスタの発生を阻止することができる。
なお、蓄積容量15の構成に関しては、図60に示すように、蓄積電極72と蓄積容量線16とが、第2の非晶質シリコン層33B、第1の非晶質シリコン層31B及びゲート絶縁層30Bを介して平面的に重なることで構成している(蓄積容量形成領域52は、点線による右下がりの斜線部である。)。
また、静電気対策については、走査線用擬似電極端子94、信号線用擬似電極端子95及び蓄積容量線用擬似電極端子96と接続され、第1の金属層92と透明導電層91とからなる静電気対策パターンを形成し、続いて、第1の金属層92を除去して得られる透明導電層パターン40を形成してある。これにより、従来例とほぼ同等の静電気対策を施すことができる。
また、ソース・ドレイン配線などの形成工程で、チャネルが形成されるが、本発明ではハーフトーン露光技術を用いていないので、従来例のようにチャネル長が変動するといった不具合を回避することができる。すなわち、厳しい製造管理を行う必要がなく、歩留りや画像品質を向上させることができる。
さらに、保護絶縁層90への開口部形成工程(最終の写真食刻工程)がBM形成工程を兼ねているので、表示装置用基板2Dの作製は、実質的には3枚のフォトマスクを用いてなされている。したがって、従来の液晶表示装置と比較して製造工程数の削減は明白である。
また、保護絶縁層90の形成後に、第1の金属層92A〜92Cを選択的に除去しており、工程設計の自由度を拡大することができる。
次に、この第五実施形態の応用例について、図面を参照して説明する。
たとえば、上記実施形態では、保護絶縁層90として、ネガ型の感光性黒色顔料分散樹脂(この樹脂は、通常、CF基板のBMに用いられる。)が用いられるが、この樹脂の代わりに、最近開発されたポジ型の感光性黒色顔料分散樹脂を用いてハーフトーン露光技術を併用してもよい。このようにすると、図66と図67に示すように、擬似画素電極93、走査線用擬似電極端子94、信号線用擬似電極端子95、蓄積容量線用擬似電極端子96及び走査線11上に、それぞれ画素電極用開口部38、電極端子用開口部63、64,65及び寄生トランジスタ防止用開口部67を有するとともに、スペーサ配置領域85Aの膜厚が例えば3μmで、その他の領域85Bの膜厚が例えば1μmとなるような感光性黒色顔料分散樹脂パターン85A,85Bを形成することができる。この感光性黒色顔料分散樹脂パターン85A,85Bをマスクとして、上記のように各開口部内のパシベーション絶縁層37、第1の金属層92や第1の非晶質シリコン層31を選択的に除去して、透明導電性の画素電極22と、透明導電性の走査線用電極端子5A、信号線用電極端子6A及び蓄積容量線用電極端子7Aを露出させる。また、スペーサ配置領域85Aは、画素内で画像表示に支障のない領域(画素電極以外の領域)に形成される。
また、表示装置用基板2E´上にBMを形成するため、従来のような表示装置用基板とCF基板との貼り合せにおける相対的な位置ずれは、自動的に吸収されて開口率も自動的に向上する副次的な効果も得られる。
第五実施形態の表示装置用基板2Eは、上述した表示装置用基板の製造方法の第五実施形態により製造された表示装置用基板である(図64,65参照)。
表示装置用基板2Eは、チャネルエッチ型の絶縁ゲート型トランジスタを有する表示装置用基板であって、ゲート電極11A、走査線11、ゲート絶縁体30A、チャネル31A、ソース電極33S、ソース配線12S、信号線12、ドレイン電極33D、ドレイン配線21、画素電極22、パシベーション絶縁層37及び保護絶縁層90などを備えている。
また、ゲート絶縁層30A、不純物を含まない第1の非晶質シリコン層31A及び不純物を含む第2の非晶質シリコン層33Aは、ガラス基板2、ゲート電極11A、走査線11、走査線用擬似電極端子94、信号線用擬似電極端子95及び擬似画素電極93上に順次被着され、ゲート電極11A及び走査線11上にゲート電極11A及び走査線11上より幅広く形成されている。これにより、ゲート電極11A及び走査線11の上面及び側面は、ゲート絶縁層30Aによって覆われている。
このとき使用されるレジストは、チャネル31A、ソース電極33S及びドレイン電極33Dを形成する際に使用されるレジストである。なお、本実施形態では、ソース電極及びドレイン電極を、第2の非晶質シリコン層33からなるソース電極33S及びドレイン電極33Dとしてあるが、ソース電極33S及びドレイン電極33Dの上方の信号線用導電層(第2の金属層35´)を、ソース電極及びドレイン電極としてもよい。
また、パシベーション絶縁層37及び保護絶縁層90は、擬似画素電極93上の画素電極用開口部38、走査線11上の寄生トランジスタ防止用開口部67、走査線用擬似電極端子94上の電極端子用開口部63及び信号線用擬似電極端子95上の電極端子用開口部64が形成されている。
また、透明導電層91からなる画素電極22、走査線用電極端子5A及び信号線用電極端子6Aは、擬似画素電極93、走査線用擬似電極端子94及び信号線用擬似電極端子95から、第1の金属層92が除去されることにより露出される。
さらに、寄生トランジスタ防止用開口部67内のゲート絶縁層30は、第1の非晶質シリコン層31が除去されることにより、寄生トランジスタ防止用開口部67内に露出している。
このようにすると、保護絶縁層90が、ソース配線12Sやドレイン配線21を保護・絶縁するとともに、ブラックマトリクスとしても機能するので、表示装置用基板の付加価値を向上させることができる。また、この表示装置用基板2Eが液晶表示装置に用いられる場合には、カラーフィルタにブラックマトリクスを形成しなくてもすむので、液晶表示装置におけるトータルのマスク数を削減することができる。したがって、製造原価のコストダウンを図ることができる。
このようにすると、導電性及び透光性を向上させることができ、表示装置用基板としての性能を高めることができる。また、第三実施形態や第四実施形態と比べて、第1の金属層92A〜92Cを選択的に除去する工程を変更することができ、工程設計の自由度を広げることができる。
さらに、寄生トランジスタ防止用開口部67内の第1の非晶質シリコン層31Aを選択的に除去し、開口部67内にゲート絶縁層30Aを露出させている。このようにすると、開口部67内の不要な第1の非晶質シリコン31Aが除去され、寄生トランジスタの発生を阻止することができる。
また、ガラス基板2が、透明であり、かつ、絶縁性を有し、さらに、パシベーション絶縁層37が透明であるので、透光性を向上させることができ、液晶表示装置に用いられた場合、画像品質を向上させることができる。
なお、本実施形態の蓄積容量形成領域52は、一対の画素電極22を接続させる蓄積電極72と蓄積容量線16とがゲート絶縁層30を介して平面的に重なることによって蓄積容量を構成している。
また、ソース・ドレイン配線などの形成工程で、チャネルが形成されるが、本発明ではハーフトーン露光技術を用いていないので、従来例のようにチャネル長が変動するといった不具合を回避することができる。すなわち、厳しい製造管理を行う必要がなく、歩留りや画像品質を向上させることができる。
さらに、保護絶縁層90への開口部形成工程(最終の写真食刻工程)がBM形成工程を兼ねているので、表示装置用基板2Dの作製は、実質的には3枚のフォトマスクを用いてなされている。したがって、従来の液晶表示装置と比較して製造工程数の削減は明白である。
第五実施形態の応用例にかかる表示装置用基板2E´は、上述した表示装置用基板の製造方法の第五実施形態の応用例により製造された表示装置用基板である(図66,67参照)。
すなわち、スペーサ領域の保護絶縁層90の膜厚を、他の領域に比べて厚くし、感光性黒色顔料分散樹脂パターン85Aをフォトスペーサとするとよい。
このようにすると、保護絶縁層90が、ソース配線12Sやドレイン配線21などを保護し絶縁するとともに、フォトスペーサとしても機能するので、表示装置用基板2E´の付加価値を向上させることができる。また、この表示装置用基板2E´が液晶表示装置に用いられる場合には、カラーフィルタにフォトスペーサを形成しなくてもすむので、液晶表示装置におけるトータルのマスク数を削減することができる。したがって、製造原価のコストダウンを図ることができる。
また、本発明は、液晶表示装置及びその製造方法の発明としても有効である。
本実施形態の液晶表示装置は、チャネルエッチ型の絶縁ゲート型トランジスタの形成された表示装置用基板2A´と、カラーフィルタと、表示装置用基板2A´とカラーフィルタとの間に充填される液晶を有する液晶表示装置である。表示装置用基板2A´は、上記表示装置用基板の第一実施形態の応用例にかかる表示装置用基板である。すなわち、この液晶表示装置は、表示装置用基板2A´と、BM及びフォトスペーサの形成されていないカラーフィルタ9とを貼り合わせて液晶パネル化してある。
また、表示装置用基板2A´のソース・ドレイン配線などの形成工程で、チャネルが形成されるが、本発明ではハーフトーン露光技術を用いていないので、従来例のようにチャネル長が変動するといった不具合を回避することができる。すなわち、厳しい製造管理を行う必要がなく、歩留りや画像品質を向上させることができる。
さらに、本実施形態は、表示装置用基板2A´を用いる構成としてあるが、これに限定されるものではない。たとえば、上述した表示装置用基板2A,2B,2B´,2C,2C´,2E,2E´を用いる構成としてもよい。
また、表示装置用基板2A´のソース・ドレイン配線などの形成工程で、チャネルが形成されるが、本発明ではハーフトーン露光技術を用いていないので、従来例のようにチャネル長が変動するといった不具合を回避することができる。すなわち、厳しい製造管理を行う必要がなく、歩留りや画像品質を向上させることができる。
さらに、本実施形態は、上述した表示装置用基板2A´の製造方法を用いる方法としてあるが、これに限定されるものではない。たとえば、上述した表示装置用基板2A,2B,2B´,2C,2C´,2E,2E´の製造方法を用いる方法としてもよい。
例えば、液晶表示装置は透過型に限定されるものではなく、反射型や半透過型の液晶表示装置においても適用は可能である。
また、絶縁ゲート型トランジスタの半導体層も非晶質シリコン層に限定されないことも明らかである。
さらに、図示してないが、画素電極にスリット(切れ目)を入れたり、あるいは、画素電極上に保護絶縁層とパシベーション絶縁層を突起状に残すことによって配向規制手段を付与し、垂直配向型の液晶モードに対応することも可能である。したがって、工程削減とともに視野角の改善を図ることができる。
2:ガラス基板
2A,2A´,2B,2B´,2C,2C´:表示装置用基板(アクティブ基板)
2D,2D´,2E,2E´:表示装置用基板(アクティブ基板)
2F:表示装置用基板(アクティブ基板)
3:半導体集積回路チップ
4:TCPフィルム
5:走査線の一部または電極端子
5A:走査線用電極端子(電極端子)
P5,P5´:走査線用擬似電極端子
6:信号線の一部または電極端子
6A:信号線用電極端子(電極端子)
P6:信号線用擬似電極端子
7:配線路
7A:蓄積容量線用電極端子(電極端子)
P7,P7´:蓄積容量線用擬似電極端子
8:配線路
9:カラーフィルタ(対向ガラス基板)
10:絶縁ゲート型トランジスタ
11:走査線
11A:ゲート配線、ゲート電極
11P:保護配線
12:信号線(ソース配線、ソース電極)
12S:ソース配線
13:液晶セル
14:対向電極
15:蓄積容量部(蓄積容量)
16:蓄積容量線
17:液晶
18:着色層
19:偏光板
20:ポリイミド系樹脂薄膜
21:ドレイン電極(ドレイン配線)
21P:画素接続電極
22:画素電極
P22:擬似画素電極
23:半導体層
24:Cr薄膜層
30:ゲート絶縁層
31:第1の非晶質シリコン層
33:第2の非晶質シリコン層
34:第2の金属層(耐熱金属層)
34´:耐熱金属層(緩衝金属層)
34C2:蓄積電極
35:第3の金属層(低抵抗金属層)
35´:第2の金属層(ソース・ドレイン配線用金属層)
36:緩衝導電層
37:パシベーション絶縁層
38:画素電極用開口部
40:透明導電層パターン
50,52:蓄積容量形成領域
61A:ソース電極用開口部
62,62A:ドレイン電極用開口部(開口部)
63,63A:電極端子用開口部(開口部)
64:電極端子用開口部(開口部)
65,65A:電極端子用開口部(開口部)
66,66A:蓄積電極用開口部(開口部)
67:寄生トランジスタ防止用開口部
72:蓄積電極
80A,80B:感光性樹脂パターン
84,84A,84B:感光性樹脂パターン
85A,85B:感光性黒色顔料分散樹脂パターン
90:保護絶縁層
91:透明導電層
92:第1の金属層(ゲート導電層)
93:擬似画素電極
94:走査線用擬似電極端子
95:信号線用擬似電極端子
96:蓄積容量線用擬似電極端子
Claims (20)
- 基板の一主面上に被着されたゲート導電層から形成されたゲート電極、走査線及び走査線用電極端子と、
前記基板、ゲート電極、走査線及び走査線用電極端子上に被着されたゲート絶縁層と、
前記ゲート絶縁層に続いて順次被着され、前記ゲート電極上に島状に形成された不純物を含まない第1の非晶質シリコン層、不純物を含む第2の非晶質シリコン層及びソース・ドレイン電極用導電層、並びに、前記ソース・ドレイン電極用導電層とゲート絶縁層上に順次被着された透明導電層及び信号線用導電層を含む多層体から形成されたチャネル、ソース電極、ソース配線、信号線、信号線用擬似電極端子、ドレイン電極、ドレイン配線及び擬似画素電極と、
前記チャネル、ソース電極、ソース配線、信号線、信号線用擬似電極端子、ドレイン電極、ドレイン配線及び擬似画素電極の形成された前記基板上に順次被着され、前記擬似画素電極上の画素電極用開口部、前記走査線用電極端子上の電極端子用開口部及び前記信号線用擬似電極端子上の電極端子用開口部の形成されたパシベーション絶縁層及び保護絶縁層と、
前記擬似画素電極及び信号線用擬似電極端子から、前記信号線用導電層が除去されることにより露出された、前記透明導電層からなる画素電極及び信号線用電極端子と、
前記走査線用電極端子を露出させる、前記ゲート絶縁層に形成された電極端子用開口部と
を備えたことを特徴とする表示装置用基板。 - 基板の一主面上に被着されたゲート導電層から形成されたゲート電極、走査線及び走査線用擬似電極端子と、
前記基板、ゲート電極、走査線及び走査線用擬似電極端子上に順次被着され、前記ゲート電極及び走査線上に該ゲート電極及び走査線より幅広く形成されたゲート絶縁層、不純物を含まない第1の非晶質シリコン層、不純物を含む第2の非晶質シリコン層及びソース・ドレイン電極用導電層、並びに、前記ソース・ドレイン電極用導電層と基板上に順次被着された透明導電層及び信号線用導電層を含む多層体から形成されたチャネル、ソース電極、ソース配線、信号線、信号線用擬似電極端子、走査線用擬似電極端子、ドレイン電極、ドレイン配線及び擬似画素電極と、
前記チャネル、ソース電極、ソース配線、信号線、信号線用擬似電極端子、走査線用擬似電極端子、ドレイン電極、ドレイン配線及び擬似画素電極の形成された前記基板上に順次被着され、前記擬似画素電極上の画素電極用開口部、前記走査線上の寄生トランジスタ防止用開口部、前記走査線用擬似電極端子上の電極端子用開口部及び前記信号線用擬似電極端子上の電極端子用開口部の形成されたパシベーション絶縁層及び保護絶縁層と、
前記擬似画素電極、走査線用擬似電極端子及び信号線用擬似電極端子から、前記信号線用導電層が除去されることにより露出された、前記透明導電層からなる画素電極、走査線用電極端子及び信号線用電極端子と、
前記第1の非晶質シリコン層が除去されることにより、前記寄生トランジスタ防止用開口部内に露出された前記ゲート絶縁層と
を備えたことを特徴とする表示装置用基板。 - 基板の一主面上に被着された透明導電層とゲート導電層を含む積層体から形成されたゲート電極、走査線、走査線用擬似電極端子、信号線用擬似電極端子及び擬似画素電極と、
前記基板、ゲート電極、走査線、走査線用擬似電極端子、信号線用擬似電極端子及び擬似画素電極上に順次被着され、前記ゲート電極及び走査線上に該ゲート電極及び走査線上より幅広く形成されたゲート絶縁層、不純物を含まない第1の非晶質シリコン層及び不純物を含む第2の非晶質シリコン層と、
前記走査線用擬似電極端子、信号線用擬似電極端子及び擬似画素電極から、前記ゲート導電層が除去されることにより露出された、前記透明導電層からなる画素電極、走査線用電極端子及び信号線用電極端子と、
前記第2の非晶質シリコン層、透明導電層及び基板上に被着された信号線用導電層、前記第1の非晶質シリコン層及び第2の非晶質シリコン層を含む多層体から形成されたチャネル、ソース電極、ソース配線、前記信号線用電極端子と接続する信号線、ドレイン電極、及び、前記画素電極と接続するドレイン配線と、
前記チャネル、ソース電極、ソース配線、信号線、信号線用電極端子、走査線用電極端子、ドレイン電極、ドレイン配線及び画素電極の形成された前記基板上に順次被着され、前記画素電極上の画素電極用開口部、前記走査線上の寄生トランジスタ防止用開口部、前記走査線用電極端子上の電極端子用開口部及び前記信号線用電極端子上の電極端子用開口部の形成されたパシベーション絶縁層及び保護絶縁層と、
前記第1の非晶質シリコン層が除去されることにより、前記寄生トランジスタ防止用開口部内に露出された前記ゲート絶縁層と
を備えたことを特徴とする表示装置用基板。 - 基板の一主面上に被着された透明導電層とゲート導電層を含む積層体から形成されたゲート電極、走査線、走査線用擬似電極端子、信号線用擬似電極端子及び擬似画素電極と、
前記基板、ゲート電極、走査線、走査線用擬似電極端子、信号線用擬似電極端子及び擬似画素電極上に順次被着され、前記ゲート電極及び走査線上に該ゲート電極及び走査線上より幅広く形成されたゲート絶縁層、不純物を含まない第1の非晶質シリコン層及び不純物を含む第2の非晶質シリコン層と、
前記第2の非晶質シリコン層、ゲート導電層及び基板上に被着された信号線用導電層、前記第1の非晶質シリコン層及び第2の非晶質シリコン層を含む多層体から形成されたチャネル、ソース電極、ソース配線、前記信号線用擬似電極端子と接続する信号線、ドレイン電極、及び、前記擬似画素電極と接続するドレイン配線と、
前記走査線用擬似電極端子、信号線用擬似電極端子及び擬似画素電極から、前記ゲート導電層が除去されることにより露出された、前記透明導電層からなる画素電極、走査線用電極端子及び信号線用電極端子と、
前記チャネル、ソース電極、ソース配線、信号線、信号線用電極端子、走査線用電極端子、ドレイン電極、ドレイン配線及び画素電極の形成された前記基板上に順次被着され、前記画素電極上の画素電極用開口部、前記走査線上の寄生トランジスタ防止用開口部、前記走査線用電極端子上の電極端子用開口部及び前記信号線用電極端子上の電極端子用開口部の形成されたパシベーション絶縁層及び保護絶縁層と、
前記第1の非晶質シリコン層が除去されることにより、前記寄生トランジスタ防止用開口部内に露出された前記ゲート絶縁層と
を備えたことを特徴とする表示装置用基板。 - 基板の一主面上に被着された透明導電層とゲート導電層を含む積層体から形成されたゲート電極、走査線、走査線用擬似電極端子、信号線用擬似電極端子及び擬似画素電極と、
前記基板、ゲート電極、走査線、走査線用擬似電極端子、信号線用擬似電極端子及び擬似画素電極上に順次被着され、前記ゲート電極及び走査線上に該ゲート電極及び走査線上より幅広く形成されたゲート絶縁層、不純物を含まない第1の非晶質シリコン層及び不純物を含む第2の非晶質シリコン層と、
前記第2の非晶質シリコン層、ゲート導電層及び基板上に被着された信号線用導電層、前記第1の非晶質シリコン層及び第2の非晶質シリコン層を含む多層体から形成されたチャネル、ソース電極、ソース配線、前記信号線用擬似電極端子と接続する信号線、ドレイン電極、及び、前記擬似画素電極と接続するドレイン配線と、
前記チャネル、ソース電極、ソース配線、信号線、信号線用擬似電極端子、走査線用擬似電極端子、ドレイン電極、ドレイン配線及び擬似画素電極の形成された前記基板上に順次被着され、前記擬似画素電極上の画素電極用開口部、前記走査線上の寄生トランジスタ防止用開口部、前記走査線用擬似電極端子上の電極端子用開口部及び前記信号線用擬似電極端子上の電極端子用開口部の形成されたパシベーション絶縁層及び保護絶縁層と、
前記走査線用擬似電極端子、信号線用擬似電極端子及び擬似画素電極から、前記ゲート導電層が除去されることにより露出された、前記透明導電層からなる画素電極、走査線用電極端子及び信号線用電極端子と、
前記第1の非晶質シリコン層が除去されることにより、前記寄生トランジスタ防止用開口部内に露出された前記ゲート絶縁層と
を備えたことを特徴とする表示装置用基板。 - 前記保護絶縁層が、遮光性を有することを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の表示装置用基板。
- スペーサ領域の前記保護絶縁層の膜厚が、他の領域に比べて厚いことを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の表示装置用基板。
- 前記画素電極と一方の電極が接続される蓄積容量、前記蓄積容量の他方の電極と接続される蓄積容量線、及び、蓄積容量線用電極端子を形成することを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載の表示装置用基板。
- 前記基板が、透明であり、かつ、絶縁性を有し、さらに、前記パシベーション絶縁層が透明であることを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項に記載の表示装置用基板。
- 基板の一主面上に、第1の金属層よりなるゲート電極、走査線及び走査線用電極端子を形成する工程と、
ゲート絶縁層、不純物を含まない第1の非晶質シリコン層、不純物を含む第2の非晶質シリコン層及び第2の金属層を順次被着する工程と、
前記ゲート電極上に、前記第1の非晶質シリコン層、第2の非晶質シリコン層及び第2の金属層を含む積層体を島状に形成し、前記ゲート絶縁層を露出させる工程と、
透明導電層と第3の金属層を被着し、前記第3の金属層、透明導電層、第2の金属層、第2の非晶質シリコン層及び第1の非晶質シリコン層の一部を除去し、チャネル、ソース電極及びドレイン電極、並びに、前記透明導電層と第3の金属層を含む積層体よりなるソース配線、ドレイン配線、信号線、擬似画素電極及び信号線用擬似電極端子を形成する工程と、
パシベーション絶縁層を被着する工程と、
前記走査線用電極端子上の電極端子用開口部、前記信号線用擬似電極端子上の電極端子用開口部、及び、前記擬似画素電極上の画素電極用開口部を有する保護絶縁層を、前記パシベーション絶縁層上に形成する工程と、
前記パシベーション絶縁層を選択的に除去し、前記信号線用擬似電極端子と擬似画素電極を露出させる工程と、
前記第3の金属層を選択的に除去し、前記透明導電層よりなる信号線用電極端子と画素電極を露出させる工程と、
前記ゲート絶縁層を選択的に除去し、前記第1の金属層よりなる前記走査線用電極端子を露出させる工程と
を有する表示装置用基板の製造方法。 - 基板の一主面上に、第1の金属層よりなるゲート電極、走査線及び走査線用擬似電極端子を形成する工程と、
ゲート絶縁層、不純物を含まない第1の非晶質シリコン層、不純物を含む第2の非晶質シリコン層及び第2の金属層を順次被着する工程と、
前記ゲート電極及び走査線上に、前記ゲート絶縁層、第1の非晶質シリコン層、第2の非晶質シリコン層及び第2の金属層を含む積層体を、前記ゲート電極及び走査線より幅広く形成し、前記走査線用擬似電極端子及び基板を露出させる工程と、
透明導電層と第3の金属層を被着し、前記第3の金属層、透明導電層、第2の金属層、第2の非晶質シリコン層及び第1の非晶質シリコン層の一部を除去し、チャネル、ソース電極及びドレイン電極、並びに、前記透明導電層と第3の金属層を含む積層体よりなるソース配線、ドレイン配線、信号線、擬似画素電極、走査線用擬似電極端子及び信号線用擬似電極端子を形成する工程と、
パシベーション絶縁層を被着する工程と、
前記走査線用擬似電極端子上の電極端子用開口部、前記信号線用擬似電極端子上の電極端子用開口部、前記擬似画素電極上の画素電極用開口部、及び、前記走査線上の寄生トランジスタ防止用開口部を有する保護絶縁層を、前記パシベーション絶縁層上に形成する工程と、
前記パシベーション絶縁層を選択的に除去し、前記走査線用擬似電極端子、信号線用擬似電極端子、擬似画素電極及び第1の非晶質シリコン層を、各前記開口部内に露出させる工程と、
前記第3の金属層を選択的に除去し、前記透明導電層よりなる走査線用電極端子、信号線用電極端子及び画素電極を露出させる工程と、
前記寄生トランジスタ防止用開口部内の前記第1の非晶質シリコン層を選択的に除去し、前記寄生トランジスタ防止用開口部内に前記ゲート絶縁層を露出させる工程と
を有する表示装置用基板の製造方法。 - 基板の一主面上に、透明導電層と第1の金属層を含む積層体よりなるゲート電極、走査線、走査線用擬似電極端子、擬似画素電極及び信号線用擬似電極端子を形成する工程と、
ゲート絶縁層、不純物を含まない第1の非晶質シリコン層及び不純物を含む第2の非晶質シリコン層を順次被着する工程と、
前記ゲート電極及び走査線上に、前記ゲート絶縁層、第1の非晶質シリコン層及び第2の非晶質シリコン層を含む積層体を、前記ゲート電極及び走査線より幅広く形成し、前記走査線用擬似電極端子、擬似画素電極、信号線用擬似電極端子及び基板を露出させる工程と、
前記第1の金属層を選択的に除去し、前記透明導電層よりなる走査線用電極端子、画素電極及び信号線用電極端子を露出させる工程と、
耐熱金属層を含む1層以上の第2の金属層を被着し、前記第2の金属層、第2の非晶質シリコン層及び第1の非晶質シリコン層の一部を除去し、チャネル、ソース電極及びドレイン電極、並びに、前記第2の金属層よりなるソース配線、ドレイン配線及び信号線を形成する工程と、
パシベーション絶縁層を被着する工程と、
前記走査線用電極端子上の電極端子用開口部、前記信号線用電極端子上の電極端子用開口部、前記画素電極上の画素電極用開口部、及び、前記走査線上の寄生トランジスタ防止用開口部を有する保護絶縁層を、前記パシベーション絶縁層上に形成する工程と、
前記パシベーション絶縁層を選択的に除去し、前記走査線用電極端子、信号線用電極端子、画素電極及び第1の非晶質シリコン層を、各前記開口部内に露出させる工程と、
前記寄生トランジスタ防止用開口部内の前記第1の非晶質シリコン層を選択的に除去し、前記寄生トランジスタ防止用開口部内に前記ゲート絶縁層を露出させる工程と
を有する表示装置用基板の製造方法。 - 基板の一主面上に、透明導電層と第1の金属層を含む積層体よりなるゲート電極、走査線、走査線用擬似電極端子、擬似画素電極及び信号線用擬似電極端子を形成する工程と、
ゲート絶縁層、不純物を含まない第1の非晶質シリコン層及び不純物を含む第2の非晶質シリコン層を順次被着する工程と、
前記ゲート電極及び走査線上に、前記ゲート絶縁層、第1の非晶質シリコン層及び第2の非晶質シリコン層を含む積層体を、前記ゲート電極及び走査線より幅広く形成し、前記走査線用擬似電極端子、擬似画素電極、信号線用擬似電極端子及び基板を露出させる工程と、
耐熱金属層を含む1層以上の第2の金属層を被着し、前記第2の金属層、第1の金属層、第2の非晶質シリコン層及び第1の非晶質シリコン層の一部を除去し、チャネル、ソース電極及びドレイン電極、並びに、前記第2の金属層よりなるソース配線、ドレイン配線及び信号線を形成し、前記第1の金属層を選択的に除去し、前記透明導電層よりなる走査線用電極端子、画素電極及び信号線用電極端子を露出させる工程と、
パシベーション絶縁層を被着する工程と、
前記走査線用電極端子上の電極端子用開口部、前記信号線用電極端子上の電極端子用開口部、前記画素電極上の画素電極用開口部、及び、前記走査線上の寄生トランジスタ防止用開口部を有する保護絶縁層を、前記パシベーション絶縁層上に形成する工程と、
前記パシベーション絶縁層を選択的に除去し、前記走査線用電極端子、信号線用電極端子、画素電極及び第1の非晶質シリコン層を、各前記開口部内に露出させる工程と、
前記寄生トランジスタ防止用開口部内の前記第1の非晶質シリコン層を選択的に除去し、前記寄生トランジスタ防止用開口部内に前記ゲート絶縁層を露出させる工程と
を有する表示装置用基板の製造方法。 - 基板の一主面上に、透明導電層と第1の金属層を含む積層体よりなるゲート電極、走査線、走査線用擬似電極端子、擬似画素電極及び信号線用擬似電極端子を形成する工程と、
ゲート絶縁層、不純物を含まない第1の非晶質シリコン層及び不純物を含む第2の非晶質シリコン層を順次被着する工程と、
前記ゲート電極及び走査線上に、前記ゲート絶縁層、第1の非晶質シリコン層及び第2の非晶質シリコン層を含む積層体を、前記ゲート電極及び走査線より幅広く形成し、前記走査線用擬似電極端子、擬似画素電極、信号線用擬似電極端子及び基板を露出させる工程と、
耐熱金属層を含む1層以上の第2の金属層を被着し、前記第2の金属層、第2の非晶質シリコン層及び第1の非晶質シリコン層の一部を除去し、チャネル、ソース電極及びドレイン電極、並びに、前記第2の金属層よりなるソース配線、ドレイン配線及び信号線を形成する工程と、
パシベーション絶縁層を被着する工程と、
前記走査線用擬似電極端子上の電極端子用開口部、前記信号線用擬似電極端子上の電極端子用開口部、前記擬似画素電極上の画素電極用開口部、及び、前記走査線上の寄生トランジスタ防止用開口部を有する保護絶縁層を、前記パシベーション絶縁層上に形成する工程と、
前記パシベーション絶縁層を選択的に除去し、前記走査線用擬似電極端子、信号線用擬似電極端子、擬似画素電極及び第1の非晶質シリコン層を、各前記開口部内に露出させる工程と、
前記第1の金属層を選択的に除去し、前記透明導電層よりなる走査線用電極端子、信号線用電極端子及び画素電極を、各前記開口部内に露出させる工程と、
前記寄生トランジスタ防止用開口部内の前記第1の非晶質シリコン層を選択的に除去し、前記寄生トランジスタ防止用開口部内に前記ゲート絶縁層を露出させる工程と
を有する表示装置用基板の製造方法。 - 前記保護絶縁層が、遮光性を有することを特徴とする請求項10〜14のいずれか一項に記載の表示装置用基板の製造方法。
- スペーサ領域の前記保護絶縁層の膜厚が、他の領域に比べて厚いことを特徴とする請求項10〜15のいずれか一項に記載の表示装置用基板の製造方法。
- 前記画素電極と一方の電極が接続される蓄積容量、前記蓄積容量の他方の電極と接続される蓄積容量線、及び、蓄積容量線用電極端子を形成することを特徴とする請求項10〜16のいずれか一項に記載の表示装置用基板の製造方法。
- 前記基板が、透明であり、かつ、絶縁性を有し、さらに、前記パシベーション絶縁層が透明であることを特徴とする請求項10〜17のいずれか一項に記載の表示装置用基板の製造方法。
- 薄膜トランジスタの形成された表示装置用基板と、対向基板又はカラーフィルタと、前記表示装置用基板と前記対向基板又はカラーフィルタとの間に充填される液晶を有する液晶表示装置において、
前記表示装置用基板が、上記請求項1〜9のいずれか一項に記載の表示装置用基板であることを特徴とする液晶表示装置。 - 薄膜トランジスタの形成された表示装置用基板と、対向基板又はカラーフィルタとの間に液晶を充填する工程を有する液晶表示装置の製造方法において、
前記表示装置用基板が、上記請求項10〜18のいずれか一項に記載の表示装置用基板の製造方法を用いて製造されることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
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