JPH04294329A - 液晶表示装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、大面積のガラス基板上
に薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を備えた画素部が多数配
置されて成る大画面のアクティブマトリックス液晶ディ
スプレイとして好適な液晶表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置を初めとして、平面表示デ
ィバイスには様々なものが知られている。中でもＴＦＴ
を備えたアクティブマトリックス液晶ディスプレイ（Ｔ
ＦＴ−ＬＣＤ）は、表示画面が曲面であるブラウン管に
比較して完全な平面上に表示を行えるので、表示のぶれ
や歪みがなく、しかもスペースファクタに優れている。 またこのアクティブマトリックス液晶ディスプレイは、
表示のコントラスト比が高く、カラー表示が可能であり
、しかも駆動電圧が２０Ｖ程度と比較的低いためコンピ
ュータなどの表示部として好適である。

【０００３】このような特徴を有するアクティブマトリ
ックス液晶ディスプレイは、第１の基板とこの基板に対
向する対向基板との間に液晶材料が挟持された物である
。第１の基板は、ガラス基板上に少なくとも１本以上の
走査電極と、これと直交する少なくとも１本以上の信号
電極とが設けられたもので、これら走査電極と信号電極
との交点には表示電極と、薄膜トランジスタ素子あるい
はその他の非線形素子とが配置されている。薄膜トラン
ジスタ素子は、信号電極及び走査電極の少なくとも一方
と接続されている。前記対向基板には、表示電極と対向
する対向電極が設けられている。

【０００４】このディスプレイ製造のためには、ガラス
基板上に数ミクロン幅の微細パターンを繰返し製作する
必要があり、現在は、ＬＳＩ製造と同様にホトレジスト
とホトマスクを用いたパターニングプロセスを繰返し行
なっている。ＬＳＩ製造工程では、１枚のＳｉ基板上に
同時に多数のＬＳＩチップを作り込み、チップ完成後に
チップ毎に切離し、良品のみを取りだし使用する。これ
に対し、アクティブマトリクス液晶ディスプレイは１枚
のガラス基板上に多数の画素を作成し、全体として１枚
のディスプレイを構成するため、すべての画素が動作し
なくては良品とならない。従って、良品のディスプレイ
を得るためには極めて低い欠陥率が必要である。しかも
、基板のサイズがＬＳＩでは６〜８″程度であるのに対
し、アクティブマトリクス液晶ディスプレイでは、１０
″〜１４″と大きく、さらに大型化、高精細化が求めら
れている。

【０００５】基板上へのパターン形成工程では、ホトリ
ソグラフィーと呼ばれるパターニング工程が通常使われ
る。以下にその概略を述べる。すなわち、このパターニ
ング工程では、まず、蒸着した半導体、絶縁体または導
体薄膜上にホトレジストと呼ばれる感光性樹脂を全面に
塗布し、これにホトマスクを用いて特定のパターン部に
のみ光を当て感光させる。この時、ホトレジストは光化
学変化を起こし、感光部と、非感光部とで特定の溶媒に
対する溶解度が変化する。その後現像液と呼ばれる溶媒
で洗浄すると、感光部または非感光部のみのレジストが
溶け去る。この状態で、ドライまたはウエットエッチン
グを施し、レジストに被われていない部分の薄膜を取り
去る。その後残ったレジストを除去することによって、
１回のホトリソグラフィーと呼ばれるパターニング工程
が完了する。

【０００６】しかしながら、現在この方式では、大面積
基板を用いる場合、マスク及び感光プロセスをステッパ
方式と呼ばれる分割露光方式により実現しており、露光
工程のスループットに問題があった。

【０００７】そこで、大面積基板上のレジストパターン
を印刷法により形成することが考えられている。特願平
２−２１２３２４によれば、薄膜トランジスタの製造に
関して、レジストパターンを印刷法を用いて形成するこ
とにより、レジストパターンの形成効率を向上でき、薄
膜パターンの量産性を向上できることが紹介されている
。

【０００８】しかしながら、ＴＦＴ−ＬＣＤ用の基板を
得るためには印刷時に１０層程度の薄膜パターンを精度
良く重ねあわせなければならない。

【０００９】ＴＦＴ−ＬＣＤ用の基板の概要を図５に示
す。ガラス基板５１上の中央部にディスプレイ部５２が
配置され、この周囲に複数のアライメントマーク部５３
が配置されている。アライメントマーク５３は、図６に
示すように、複数のアライメントマーク５４の集合体で
ある。ディスプレイ部５２は図７に拡大して示すような
ＴＦＴ９と表示電極５６とを備えた画素部５５がマトリ
ックス状に配置された部分である。そしてこれら画素部
５５の境界上には、走査電極２と信号電極４とが配線さ
れている。

【００１０】従来、ＴＦＴ９等を構成する各層間のアラ
イメントを合わせる場合には、基板５１の周囲に配置さ
れたアライメントマーク部５３において基板５１と版の
アライメントパターンが重なるように版と被印刷物との
相対関係を調整していた。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】この点において、現在
の印刷方式では、数μｍの線幅をパターニングするため
にはアライメント精度が不十分であり、この点について
配慮が不足していた。本発明は、印刷法によってレジス
トパターンを形成する場合においても高い層間アライメ
ント精度を達成できる液晶表示装置を提供することを目
的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の液晶表示装置に
おいては、基板上に最初に形成される不透明な薄膜によ
って形成された基準マークと、前記不透明薄膜形成後に
形成される薄膜によって形成されると共に前記基準マー
クとほぼ一致する輪郭を有す位置合わせマークとからな
るアライメントマークを、複数の画素部に配置すること
によって、前記目的を達成した。

【００１３】アライメントマークを配置するのに好適な
画素部内の位置としては、表示電極の輪郭部の内側また
は外側、表示電極内の不透明領域、隣合う画素部の境界
部分等が挙げられる。

【００１４】また液晶表示装置のディスプレイ部に複数
配置された画素部のうち外周側に配置された画素部にア
ライメントマークを設けると、アライメント精度を高め
ることができる。分割露光方式によって露光処理を行う
場合は、１ステップで露光処理される画素部の集合の外
側に配置されている画素部にアライメントマークを形成
すると良い。

【００１５】

【作用】ＴＦＴを形成する基板上の、第１層目の薄膜パ
ターニング時に複数の画素部内に基準マークを少なくと
も１個以上形成しておく。これを用いて２層目以後のア
ライメントを行なうことにより、２層目以後のレジスト
パターン形成時に基板全面に渡って精度良くアライメン
トできる。

【００１６】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の液晶表示装置
を詳しく説明する。

【００１７】（実施例１）図１は第１実施例の液晶表示
装置に複数設けられた画素部の一つを示している。

【００１８】画素部にはＴＦＴ９と表示電極８が設けら
れている。ＴＦＴ９は、ゲート電極部６とドレイン電極
部７とソース電極部１５とによって概略構成されている
。そして画素部と画素部との境界には走査電極２および
この走査電極２と交差する信号電極４が配線されている
。表示電極８の一部分には、絶縁膜を介して蓄積容量共
通電極３が設けられている。蓄積容量共通電極３は、表
示電極８との間に蓄積容量を形成し、電気的に液晶容量
と並列に接続することにより画素の液晶印加電圧を十分
保つことができるように設けられた電極で、図示しない
対向基板に設けられた対向電極と同一電位に接続されて
いる。

【００１９】この画素部内には、５箇所にアライメント
マーク１０ａ〜１０ｅが設けられている。各アライメン
トマーク１０ａ〜１０ｅは、基準マーク１ａ〜１ｅと位
置合わせマーク６１ａ〜６１ｅとによって構成されてい
る。基準マーク１ａ〜１ｅは基板上に最初に形成される
不透明な薄膜、すなわち第１パターニング層を用いて形
成されている。位置合わせマーク６１ａ〜６１ｅは、第
１パターニング層を形成した後に形成される層、即ち被
アライメント層によって形成されたマークである。この
位置合わせマーク６１ａ〜６１ｅは、前記基準マーク１
ａ〜１ｅと輪郭がほぼ一致するように形成されている。

【００２０】アライメントマーク１０ａは、基準マーク
１ａが隣接する画素部との境界近傍に設けられており、
走査電極２のパターンを一部切り欠くことによって位置
合わせマーク６１ａが形成されている。

【００２１】アライメントマーク１０ｂは、表示電極８
の角部に基準マーク１ｂが配置されており、表示電極８
に窓を開けることによって位置合わせマーク６１ｂが形
成されている。

【００２２】アライメントマーク１０ｃは、絶縁層を位
置合わせするために設けられたものある。絶縁層が必要
な部分は、走査電線２と信号電線４とが交差する部分と
、蓄積容量共通電極３と表示電極８とが重なる部分とＴ
ＦＴ９の部分とであるが、通常は他の不要な部分まで形
成されている。アライメントマーク１０ｃは、このよう
な本来は絶縁膜が不要な部分にある絶縁膜に位置合わせ
マーク６１ｃとなる窓を開けることによって形成されて
いる。

【００２３】アライメントマーク１０ｄは、画素部の周
辺部分にある被アライメント層が本来不要な部分に形成
された額縁状の位置合わせマーク６１ｄからなるもので
ある。

【００２４】アライメントマーク１０ｅは、信号電極４
から延びる２本の突起１６と、信号電極４と同じ層によ
って隣接する画素部に設けられた補助マーク５とによっ
て位置合わせマーク６１ｅが形成される。この例のアラ
イメントマーク１０ｅは、隣接する画素部が形成される
と、突起１６と補助マーク５とが接続して位置合わせマ
ーク６１ｅとなる。

【００２５】これらのアライメントマーク１０ａ〜１０
ｅが設けられた液晶表示装置においては、基準マーク１
ａ〜１ｅに位置合わせマーク６１ａ〜６１ｅを合わせる
ことによって、第１パターニング層とその後に形成され
る被アライメント層とを基板全面に渡って精度良くアラ
イメントを合わせることができる。従ってこの液晶表示
装置によれば、分割露光方式においては勿論のこと、印
刷法を用いた場合でも層間アライメント精度が高い薄膜
パターンを形成することができ、大面積のＴＦＴ−ＬＣ
Ｄを効率よく製造できる。

【００２６】（実施例２）第２の実施例を図２を用いて
説明する。画素の構成要素は第１実施例と同じである。 本実施例においては、アライメント基準マーク２０が画
素部内の周辺部、表示電極８の周囲に配置されている。 実際のＴＦＴ−ＬＣＤではノーマリホワイトモードを使
っており、表示電極８間の光漏れを押さえるため表示電
極８周辺は遮光層により覆われている。従って、表示電
極８周辺は表示には関与しないためここにアライメント
マークを配置しても表示品質には影響しない。この実施
例の液晶表示装置においても、各基準マーク２０に各被
アライメント層の位置合せマークを重ねあわせることに
より、各層のアライメントを行なう。この実施例の液晶
表示装置においても、前記実施例１と同様の作用効果が
得られる。

【００２７】（実施例３）第３の実施例を図３を用いて
説明する。この実施例の液晶表示装置においても、実施
例２の液晶表示装置と同様の理由から遮光層の影となる
表示電極８上の周辺部にアライメント基準マーク３１を
配置した。この配置であれば、表示領域を大きく取るこ
とができ、画素内に不透明なアライメントマークを配置
しても開口率の低下を最小限に留めることができる。こ
の実施例の液晶表示装置においても、前記実施例１と同
様の作用効果を得ることができる。

【００２８】（実施例４）次に第４の実施例を第４図を
用いて説明する。本実施例ではアライメント基準マーク
４１を蓄積容量部に配置している。蓄積容量部は透明な
表示電極８と、不透明な金属薄膜により構成される蓄積
容量共通電極３とから構成されており、全体として不透
明である。従ってこの部分にアライメントマークを配置
しても表示品質には影響しない。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の液晶表示
装置は、基板上に最初に形成される不透明な薄膜によっ
て形成された基準マークと、前記不透明薄膜形成後に形
成される薄膜によって形成された前記基準マークとほぼ
一致する輪郭を有す位置合せマークとからなるアライメ
ントマークが複数の画素部に配置されたものなので、基
準マークに位置合せマークを合わせるように各薄膜パタ
ーンを形成することにより各薄膜パターンの位置を正確
に定めることができる。従ってこの液晶表示装置によれ
ば、分割露光方式においては勿論のこと、印刷法を利用
した場合でも層間アライメント精度が高い薄膜パターン
を形成することができ、大面積のＴＦＴ−ＬＣＤを効率
よく製造できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の液晶表示装置の要部を示す概略平面
図。

【図２】実施例２の液晶表示装置の要部を示す概略平面
図。

【図３】実施例３の液晶表示装置の要部を示す概略平面
図。

【図４】実施例４の液晶表示装置の要部を示す概略平面
図。

【図５】一般的な液晶表示装置を構成する基板を示す概
略平面図。

【図６】図５中Ａ部の拡大図。

【図７】図５中Ｂ部の拡大図。

【符号の説明】

１ａ〜１ｅ　　基準マーク ２　　走査電極 ４　　信号電極 ８　　表示電極 ９　　薄膜トランジスタ素子（ＴＦＴ）１０ａ〜１０ｅ
　　アライメントマーク６１ａ〜６１ｅ　　位置合わせ
マーク

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　薄膜トランジスタ素子およびこの薄膜
   トランジスタ素子に接続された表示電極を備えた画素部
   が複数配置され、これら画素部の境界に走査電極および
   この走査電極と交差する信号電極が配線された第一基板
   に対して、対向電極を備えた対向基板が対向配置され、
   これら基板間に液晶が挟持された液晶表示装置において
   、前記第一基板上に最初に形成される不透明な薄膜によ
   って形成された基準マークと、前記不透明薄膜形成後に
   形成される薄膜によって形成された前記基準マークとほ
   ぼ一致する輪郭を有する位置合わせマークとからなるア
   ライメントマークが、複数の画素部に配置されたことを
   特徴とする液晶表示装置。
2. 【請求項２】　　前記アライメントマークが前記表示電
   極の輪郭部の内側または外側に設けられたことを特徴と
   する請求項１記載の液晶表示装置。
3. 【請求項３】　　前記アライメントマークが表示電極内
   の不透明領域に配置されたことを特徴とする請求項１記
   載の液晶表示装置。
4. 【請求項４】　　前記アライメントマークが互いに隣合
   う画素部の境界部分に配置されたことを特徴とする請求
   項１記載の液晶表示装置。
5. 【請求項５】　　複数配置された画素部のうち外周側に
   配置された画素部にアライメントマークが形成されたこ
   とを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。