JPH10148845A - Liquid crystal display device and its production - Google Patents
Liquid crystal display device and its productionInfo
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- JPH10148845A JPH10148845A JP30846796A JP30846796A JPH10148845A JP H10148845 A JPH10148845 A JP H10148845A JP 30846796 A JP30846796 A JP 30846796A JP 30846796 A JP30846796 A JP 30846796A JP H10148845 A JPH10148845 A JP H10148845A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は液晶表示装置および
その製造方法に関するものである。[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a liquid crystal display device and a method of manufacturing the same.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、ノートパソコンや携帯端末用の表
示装置として液晶表示装置が多く用いられているが、な
かでも動画表示が可能なアクティブマトリクス型の液晶
表示装置は、その表示性能の良さから大きな注目を集め
ている。このアクティブマトリクス型の液晶表示装置
は、透明基板上に多数の画素電極と各画素電極を駆動す
る多数の薄膜ダイオードや薄膜トランジスタなどの非線
形素子を２次元のマトリクス状に配列した構成となって
いる。なお、以下の説明では非線形素子として薄膜トラ
ンジスタを用いた場合について説明を行う。これまでの
アクティブマトリクス型の液晶表示装置ではまず初めに
画素電極を形成し、その後に走査電極、薄膜トランジス
タおよび信号電極を形成する。このような構成では、画
素電極と走査線及び信号線との短絡を防止するために、
図２に示したようにフォト工程の合わせ精度に対応した
距離Ｘだけ走査線２及び信号線５より離し画素電極８を
形成する必要があり、表示部分の開口率を大きくするこ
とができなかった。このため最近では、走査線、薄膜ト
ランジスタ及び信号線と画素電極の間に層間絶縁膜を形
成して、走査線及び信号線と画素電極の距離を小さくし
てもそれらの間の短絡を前記層間絶縁膜によって防ぎ、
表示部分の開口率を大きくすることが考えられている。
図３は、透明基板上に走査線、薄膜トランジスタおよび
信号線を形成し、その上に層間絶縁膜を形成し、さらに
その上に画素電極を形成したアクティブマトリクス型液
晶表示装置の一部分であり、ガラスや石英などの透明基
板１と走査線(ゲート)電極２、ゲート絶縁膜３、半導体
層４、信号線(ドレイン)電極５、ソース電極６、層間絶
縁膜７及び画素電極８により構成されている。このアク
ティブマトリクス型液晶表示装置は、前記透明基板１上
に非線形素子である薄膜トランジスタＴｒを形成した
後、前記層間絶縁膜７が形成されている。一般に前記層
間絶縁膜の膜厚は液晶表示装置の表示性能を考慮して数
μｍである。前記層間絶縁膜７には、前記画素電極８と
ソース電極６とを電気的に接続するためにソース電極６
上部の層間絶縁膜に断面がＶ字状の勾配をもった開口部
９を設けて前記画素電極８とソース電極６とを直接接触
させる。ここで前記開口部９の側面とソース電極６との
間の角θをテーパー角θとする。2. Description of the Related Art In recent years, liquid crystal display devices have been widely used as display devices for notebook computers and portable terminals. Among them, an active matrix type liquid crystal display device capable of displaying a moving image has a high display performance. Has attracted great attention. This active matrix type liquid crystal display device has a structure in which a large number of pixel electrodes and a large number of non-linear elements such as thin film diodes and thin film transistors for driving each pixel electrode are arranged in a two-dimensional matrix on a transparent substrate. In the following description, a case where a thin film transistor is used as a nonlinear element will be described. In a conventional active matrix type liquid crystal display device, a pixel electrode is formed first, and then a scanning electrode, a thin film transistor, and a signal electrode are formed. In such a configuration, in order to prevent a short circuit between the pixel electrode and the scanning line and the signal line,
As shown in FIG. 2, the pixel electrode 8 needs to be formed apart from the scanning line 2 and the signal line 5 by a distance X corresponding to the alignment accuracy of the photo process, and the aperture ratio of the display portion cannot be increased. . For this reason, recently, an interlayer insulating film is formed between a scanning line, a thin film transistor, and a signal line and a pixel electrode, and even if the distance between the scanning line and the signal line and the pixel electrode is reduced, a short circuit between the scanning line and the signal line and the pixel electrode is prevented. Prevented by a membrane,
It has been considered to increase the aperture ratio of the display portion.
FIG. 3 is a part of an active matrix liquid crystal display device in which a scanning line, a thin film transistor, and a signal line are formed on a transparent substrate, an interlayer insulating film is formed thereon, and a pixel electrode is formed thereon. It is composed of a transparent substrate 1 of quartz or quartz and a scanning line (gate) electrode 2, a gate insulating film 3, a semiconductor layer 4, a signal line (drain) electrode 5, a source electrode 6, an interlayer insulating film 7, and a pixel electrode 8. . In this active matrix type liquid crystal display device, after forming a thin film transistor Tr as a nonlinear element on the transparent substrate 1, the interlayer insulating film 7 is formed. Generally, the thickness of the interlayer insulating film is several μm in consideration of the display performance of the liquid crystal display device. The interlayer insulating film 7 has a source electrode 6 for electrically connecting the pixel electrode 8 and the source electrode 6.
The pixel electrode 8 and the source electrode 6 are brought into direct contact with each other by forming an opening 9 having a V-shaped cross section in the upper interlayer insulating film. Here, the angle θ between the side surface of the opening 9 and the source electrode 6 is defined as a taper angle θ.
【０００３】また従来の開口部９の形成方法としては、
例えば層間絶縁膜７として感光性のアクリル系透明性樹
脂を用い、この樹脂を塗布、プリべーク、露光、現像と
いう工程を経ることにより開口部９が形成される。この
後、例えばホットプレートを用いて熱処理を行い樹脂を
硬化させる。従来は前記開口部９の形状に関しては、そ
れを制御するのに有効な手段および形状を制御すること
による効果が明確でなかった。A conventional method for forming the opening 9 is as follows.
For example, a photosensitive acrylic transparent resin is used as the interlayer insulating film 7, and the opening 9 is formed by applying, prebaking, exposing, and developing the resin. Thereafter, heat treatment is performed using, for example, a hot plate to cure the resin. Conventionally, regarding the shape of the opening 9, it is not clear what means is effective for controlling the shape and the effect of controlling the shape.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】上記従来のアクティブ
マトリクス型の液晶表示装置では、前記開口部９を設
け、画素電極８を開口部９の側面および底面に形成する
際に、画素電極８とソース電極６とが電気的に接続でき
ていない場合や、断線などにより良好なコンタクトが得
られていない場合があり、歩留まり低下の原因になると
いう問題があった。また前記開口部９を設けることによ
り、開口部９の領域では画素電極８の形成面が傾いてい
るために液晶の配向状態が画素電極８が水平に形成され
ている部分の液晶の配向状態と異なるために、黒表示を
行ったときに光抜けが生じることになるが、特に、開口
部９の領域が、開口部９の下に設けられているソース電
極より画素電極側へはみ出した場合、その部分の光抜け
が発生すると液晶表示装置の開口率を下げ、コントラス
トの低下など液晶表示装置の表示品位を悪化させる原因
となっていた。In the conventional active matrix type liquid crystal display device described above, the opening 9 is provided, and when the pixel electrode 8 is formed on the side and bottom surfaces of the opening 9, the pixel electrode 8 and the source are connected. In some cases, the electrode 6 cannot be electrically connected, and in other cases, good contact cannot be obtained due to disconnection or the like, which causes a problem of lowering the yield. Further, by providing the opening 9, in the region of the opening 9, since the surface on which the pixel electrode 8 is formed is inclined, the alignment state of the liquid crystal is different from the alignment state of the liquid crystal in the portion where the pixel electrode 8 is formed horizontally. Due to the difference, light leakage occurs when performing black display. In particular, when the region of the opening 9 protrudes from the source electrode provided below the opening 9 to the pixel electrode side, When light leakage occurs in that portion, the aperture ratio of the liquid crystal display device is reduced, which causes deterioration in display quality of the liquid crystal display device such as reduction in contrast.
【０００５】また、従来は開口部９に設ける形状を安定
して均質に形成する方法が確立していなかった。プリべ
ーク、露光、現像という工程を経て開口部９が形成され
た後、樹脂の熱硬化処理が施されるが、その工程におい
て、ホットプレートの温度が高い場合には、基板に反り
が生じて基板面内に温度分布ができ面内で開口部９のテ
ーパー角θにばらつきが生じたり、樹脂の粘度が下がり
すぎて形成した開口部９がふさがってしまうという問題
があった。また、前記熱処理工程において、温度が低い
場合には樹脂硬化が十分でなく層間絶縁膜７の成膜工程
以降の製造プロセスや液晶表示装置の信頼性及び表示品
位に大きな問題が生じていた。Conventionally, a method for stably and uniformly forming a shape provided in the opening 9 has not been established. After the opening 9 is formed through the steps of pre-bake, exposure, and development, the resin is subjected to a thermosetting treatment. In this step, when the temperature of the hot plate is high, the substrate is warped. As a result, there is a problem that a temperature distribution occurs in the substrate surface, and the taper angle θ of the opening 9 varies in the surface, and the viscosity of the resin becomes too low, so that the formed opening 9 is blocked. Further, in the heat treatment step, when the temperature is low, if the temperature is low, the curing of the resin is not sufficient, and a serious problem occurs in the manufacturing process after the step of forming the interlayer insulating film 7, the reliability of the liquid crystal display device, and the display quality.
【０００６】本発明は上記のような現状に鑑みてなされ
たもので、層間絶縁膜に設ける開口部の形状として、画
素電極とソース電極との電気的接続の良好性が確保さ
れ、かつ光抜けの発生がない形状を持つ液晶表示装置を
提供し、また開口部に設ける形状を安定して均質に形成
する方法を確立した液晶表示装置の製造方法を提供する
ことを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above situation, and the shape of an opening provided in an interlayer insulating film ensures good electrical connection between a pixel electrode and a source electrode, and ensures light leakage. It is an object of the present invention to provide a liquid crystal display device having a shape free from generation of a liquid crystal, and to provide a method of manufacturing a liquid crystal display device in which a method for stably and uniformly forming a shape provided in an opening is established.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る液晶表示装置は、画素電極と非線形素
子の一つの電極とを電気的に接続するために前記非線形
素子上部の層間絶縁膜に断面がＶ字状の勾配をもった開
口部に設けて前記画素電極と前記非線形素子とを直接接
触させる構造であって、前記開口部の側面と前記非線形
素子との間のテーパー角が１０°から５０°の範囲内に
あることを特徴とする。In order to achieve the above object, a liquid crystal display device according to the present invention comprises a liquid crystal display having a structure in which a pixel electrode is electrically connected to one electrode of a nonlinear element. A structure in which an insulating film is provided in an opening having a V-shaped gradient in cross section to directly contact the pixel electrode and the nonlinear element, and a taper angle between a side surface of the opening and the nonlinear element. Is in the range of 10 ° to 50 °.
【０００８】かかる構成により、本発明に係る液晶表示
装置は、ソース電極の上部の絶縁膜層に設けた開口部の
テーパー角θを１０゜から５０゜に制御することがで
き、画素電極とソース電極との良好なコンタクトを実現
し、かつ黒表示を行ったときに開口部のテーパー部での
光抜けがなくコントラストが高く表示品位の良い液晶表
示装置を実現することができる。With such a configuration, the liquid crystal display device according to the present invention can control the taper angle θ of the opening formed in the insulating film layer above the source electrode from 10 ° to 50 °, and the pixel electrode and the source can be controlled. It is possible to realize a liquid crystal display device that achieves good contact with the electrode, has no light leakage at the tapered portion of the opening when performing black display, and has high contrast and high display quality.
【０００９】また上記目的を達成するために、前記本発
明に係る液晶表示装置の製造方法は、少なくとも透明基
板上にマトリクス状の走査線電極及び信号線電極とその
交点に非線形素子を形成する工程と、層間絶縁膜を形成
する工程と、前記非線形素子上に設ける開口部の側面と
前記非線形素子との間のテーパー角を１０°から５０°
の範囲内に形成するテーパー角形成工程と、前記層間絶
縁膜の上に画素電極を形成し、前記開口部において前記
画素電極と非線形素子を接続する工程とからなる。According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a liquid crystal display device according to the present invention, comprising the steps of forming a matrix-shaped scanning line electrode and a signal line electrode on at least a transparent substrate and forming a non-linear element at an intersection thereof. Forming an interlayer insulating film; and forming a taper angle between the side surface of the opening provided on the nonlinear element and the nonlinear element from 10 ° to 50 °.
And a step of forming a pixel electrode on the interlayer insulating film and connecting the pixel electrode and the non-linear element in the opening.
【００１０】さらに前記テーパー角形成工程は、テーパ
ー角制御工程と樹脂硬化処理工程の多段階工程からな
り、第１の工程である前記テーパー角制御工程がテーパ
ー角を制御して形成する温度により一定時間プリベーク
熱処理を行うことで前記テーパー角を１０°から５０°
の範囲内に形成する工程であり、第２の工程である前記
樹脂硬化処理工程が前記樹脂を硬化させる温度により樹
脂熱硬化処理を行なう工程であることが好ましい。Further, the taper angle forming step includes a multi-step process of a taper angle control step and a resin curing step, and the first step, the taper angle control step, is constant depending on the temperature at which the taper angle is controlled to form. Time pre-bake heat treatment to increase the taper angle from 10 ° to 50 °
It is preferable that the resin curing treatment step, which is the second step, is a step of performing a resin thermosetting treatment at a temperature at which the resin is cured.
【００１１】かかる構成により、本発明に係る液晶表示
装置の製造方法は、多段階の熱処理を行うことにより、
層間絶縁膜の成膜工程以降の製造プロセスや液晶表示装
置の信頼性や表示品位に問題を生じることなく層間絶縁
膜の開口部のテーパー角を１０°から５０°の範囲内に
制御することができる。With such a configuration, the method for manufacturing a liquid crystal display device according to the present invention performs multi-step heat treatment,
It is possible to control the taper angle of the opening of the interlayer insulating film within a range of 10 ° to 50 ° without causing a problem in the manufacturing process after the film forming process of the interlayer insulating film and the reliability and display quality of the liquid crystal display device. it can.
【００１２】また上記目的を達成するために、本発明に
係る液晶表示装置の製造方法において前記テーパー角を
制御して形成する方法は、透明基板上に、マトリクス状
の走査線電極及び信号線電極とその交点に非線形素子を
形成し、その上に層間絶縁膜を形成し、さらにその上に
画素電極を形成した液晶表示装置の製造工程での前記画
素電極と前記非線形素子の一つの電極とを電気的に接続
するために前記非線形素子上部の層間絶縁膜に断面がＶ
字状の勾配をもった開口部を設けて前記画素電極と前記
非線形素子とを直接接触させる構造を形成する方法にお
いて、前記開口部の側面と前記非線形素子との間のテー
パー角形成工程において、前記テーパー角形成工程が、
テーパー角制御工程と樹脂硬化処理工程の多段階工程か
らなり、第１の工程である前記テーパー角制御工程がテ
ーパー角を制御して形成する温度により一定時間プリベ
ーク熱処理を行うことでテーパー角を形成する工程であ
り、第２の工程である前記樹脂硬化処理工程が樹脂を硬
化させる温度により樹脂熱硬化処理を行なう工程からな
る。According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a liquid crystal display device according to the present invention, wherein the taper angle is controlled to form a matrix-shaped scanning line electrode and a signal line electrode on a transparent substrate. A non-linear element is formed at the intersection thereof, an interlayer insulating film is formed thereon, and the pixel electrode and one electrode of the non-linear element in a manufacturing process of a liquid crystal display device further having a pixel electrode formed thereon. In order to make electrical connection, the cross section of the interlayer insulating film above the nonlinear element is V
In a method of forming a structure in which an opening having a character-shaped gradient is provided to directly contact the pixel electrode and the non-linear element, in the step of forming a taper angle between the side surface of the opening and the non-linear element, The taper angle forming step,
The taper angle control step is a multi-step process of a resin curing treatment step. The first step, the taper angle control step, controls the taper angle by performing a pre-bake heat treatment for a predetermined time to form the taper angle. The second step, the resin curing treatment step, is a step of performing a resin thermosetting treatment at a temperature at which the resin is cured.
【００１３】かかる方法により、前記開口部の側面と前
記非線形素子との間のテーパー角を制御して開口部に設
ける形状を安定して均質に形成することができる。According to this method, the shape provided in the opening can be stably and uniformly formed by controlling the taper angle between the side surface of the opening and the nonlinear element.
【００１４】[0014]
（発明の実施の形態１）図１は本実施形態１に係る液晶
表示装置の一部分の断面図である。画素電極８とソース
電極６とを電気的に接続するためにソース電極６上部の
層間絶縁膜に断面がＶ字状の勾配をもった開口部９を設
けられており、前記画素電極８とソース電極６とを直接
接触させる。前記開口部９の側面とソース電極６との間
の角度をテーパー角θとする。ここでテーパー角θを検
討すると、開口部９に設けるテーパー角θの大小によっ
て下記のような問題があることが分かった。(First Embodiment of the Invention) FIG. 1 is a sectional view of a part of a liquid crystal display device according to a first embodiment. In order to electrically connect the pixel electrode 8 and the source electrode 6, an opening 9 having a V-shaped gradient in cross section is provided in the interlayer insulating film above the source electrode 6. The electrode 6 is brought into direct contact. The angle between the side surface of the opening 9 and the source electrode 6 is defined as a taper angle θ. Here, when examining the taper angle θ, it was found that the following problems were caused depending on the size of the taper angle θ provided in the opening 9.
【００１５】開口部の９テーパー角θが大きい場合、画
素電極８とソース電極６の断線という問題がある。開口
部９のテーパー角θが大きくなるほど画素電極８とソー
ス電極６のコンタクトする領域が狭くなるため接続抵抗
が大きくなる傾向があり、角度によっては断線などによ
り良好なコンタクトが得られず歩留まり低下の原因とな
るという問題がある。If the 9 taper angle θ of the opening is large, there is a problem that the pixel electrode 8 and the source electrode 6 are disconnected. As the taper angle θ of the opening 9 increases, the contact area between the pixel electrode 8 and the source electrode 6 becomes narrower, so that the connection resistance tends to increase. Depending on the angle, good contact cannot be obtained due to disconnection or the like, and the yield decreases. There is a problem that causes.
【００１６】前記開口部の９テーパー角θが小さい場
合、光抜けという問題がある。前記開口部９のテーパー
角θが小さくなるほど開口部９のテーパー部の長さＬは
長くなるが、このテーパー部の領域では液晶の配向状態
が画素電極８上の液晶の配向状態と異なるために、黒表
示を行ったときに光抜けが生じることになる。特に前記
開口部９のテーパー領域が開口部９の下に設けられてい
るソース電極より画素電極側へはみ出した場合、その部
分に光抜けが発生することになる。光抜けが発生すると
コントラストの低下など液晶表示装置の表示品位を悪化
させる。When the 9 taper angle θ of the opening is small, there is a problem of light leakage. The smaller the taper angle θ of the opening 9 is, the longer the length L of the tapered portion of the opening 9 is. However, in this tapered region, the alignment state of the liquid crystal is different from the alignment state of the liquid crystal on the pixel electrode 8. When light is displayed in black, light leakage occurs. In particular, when the tapered region of the opening 9 protrudes from the source electrode provided below the opening 9 toward the pixel electrode, light leakage occurs at that portion. When light leakage occurs, the display quality of the liquid crystal display device is deteriorated such as a decrease in contrast.
【００１７】そこで、開口部９に設けるテーパー角θと
して、画素電極８とソース電極６のコンタクトの良好性
が確保され、かつ光抜けの発生がない範囲の角度を検討
を行なった。今、ソース電極６として例えばＴｉ、画素
電極８として例えばＩＴＯを用いた場合、テーパー角θ
を変化させるとこれらの接続抵抗は図４のように変化す
る。図４から、画素電極８とソース電極６の良好なコン
タクトを得られている角度５０°付近までであることが
分かった。よって設定すべきテーパー角θの上限値は５
０°と分かった。次に、テーパー角θを様々変化させて
光抜けの発生を調べて見ると、テーパー角θが１０°よ
り小さい場合には光抜けが顕著となりコントラストが大
幅に低下することが分かった。なお、層間絶縁膜７の膜
厚をｔ、開口部９の内径をｒ、ソース電極６の幅をｗと
すると開口部９のテーパー角θは、ｔａｎ-1（２ｔ／
（ｗ−ｒ））以上にすれば光抜けが発生せず好ましい。Therefore, as the taper angle θ provided in the opening 9, an angle in a range in which good contact between the pixel electrode 8 and the source electrode 6 is ensured and light does not leak was examined. If, for example, Ti is used as the source electrode 6 and ITO is used as the pixel electrode 8, for example, the taper angle θ
Are changed, these connection resistances change as shown in FIG. From FIG. 4, it was found that the angle was around 50 ° at which a good contact between the pixel electrode 8 and the source electrode 6 was obtained. Therefore, the upper limit of the taper angle θ to be set is 5
It turned out to be 0 °. Next, when the occurrence of light leakage was examined by variously changing the taper angle θ, it was found that when the taper angle θ was smaller than 10 °, light leakage was significant and the contrast was significantly reduced. When the thickness of the interlayer insulating film 7 is t, the inner diameter of the opening 9 is r, and the width of the source electrode 6 is w, the taper angle θ of the opening 9 is tan −1 (2t /
(Wr)) Above, light leakage does not occur, which is preferable.
【００１８】以上の検討より、テーパー角θは１０°か
ら５０°であれば、画素電極８とソース電極６のコンタ
クトの良好性が確保され、かつ光抜けの発生がない液晶
表示装置とすることができた。From the above examination, if the taper angle θ is 10 ° to 50 °, a liquid crystal display device in which good contact between the pixel electrode 8 and the source electrode 6 is ensured and light leakage does not occur. Was completed.
【００１９】（発明の実施の形態２）図１は本実施形態
１で説明した液晶表示装置の一部分の断面図である。こ
こでガラスや石英などの透明基板１上に、例えばＡｌを
スパッタリング、フォトリソグラフィー、エッチングに
より走査線(ゲート)電極２を形成する。次にゲート絶縁
膜３として、例えばプラズマＣＶＤ法によりＳｉＮｘ、
次いで半導体層４としてａ−Ｓｉを連続的に堆積する。
次にスパッタ法により例えばＴｉを堆積し、フォトリソ
グラフィー、エッチングにより信号線（ドレイン）電極
５およびソース電極６が形成される。その上には層間絶
縁膜７として例えば感光性のアクリル系透明性樹脂が３
μｍ程度の膜厚で形成されている。層間絶縁膜７にはテ
ーパー角θの開口部９が設けられている。この後例えば
ＩＴＯをスパッタリング、フォトリソグラフィー、エッ
チングにより画素電極８が形成される。このとき、層間
絶縁膜７の開口部９を介して画素電極８とソース電極６
が電気的に接続される。(Embodiment 2) FIG. 1 is a sectional view of a part of the liquid crystal display device described in Embodiment 1. Here, a scanning line (gate) electrode 2 is formed on a transparent substrate 1 such as glass or quartz by sputtering, for example, Al, photolithography, or etching. Next, as the gate insulating film 3, for example, SiNx by a plasma CVD method,
Next, a-Si is continuously deposited as the semiconductor layer 4.
Next, for example, Ti is deposited by a sputtering method, and a signal line (drain) electrode 5 and a source electrode 6 are formed by photolithography and etching. On top of this, for example, a photosensitive acrylic transparent resin 3
It is formed with a thickness of about μm. An opening 9 having a taper angle θ is provided in the interlayer insulating film 7. Thereafter, the pixel electrode 8 is formed, for example, by sputtering ITO, photolithography, and etching. At this time, the pixel electrode 8 and the source electrode 6 are opened through the opening 9 of the interlayer insulating film 7.
Are electrically connected.
【００２０】以下に開口部９のテーパー角θの制御方法
を述べる。従来の開口部９の形成方法では、例えば層間
絶縁膜７として感光性のアクリル系透明性樹脂を用い、
この樹脂を塗布、プリべーク、露光、現像という工程を
経ることにより開口部９が形成される。この後、例えば
ホットプレートを用いて熱処理を行い樹脂を硬化させ
る。一般に樹脂の粘度は図５のように温度を上昇させる
と一旦粘度が下がり、ある粘度まで下がると今度は温度
と共に粘度が上がり硬化していく。従って、熱処理温度
を上げ樹脂の粘度を下げるほど開口部９のテーパー角θ
を小さくすることができる。ところが、ホットプレート
の温度が高い場合には、基板に反りが生じて基板面内に
温度分布ができ面内で開口部９のテーパー角θにばらつ
きが生じたり、樹脂の粘度が下がりすぎてせっかく形成
した開口部９がふさがってしまうという問題があり、ま
た温度が低い場合には樹脂の硬化が十分でなく層間絶縁
膜７の成膜工程以降の製造プロセスや液晶表示装置の信
頼性及び表示品位に大きな問題が生じる。A method for controlling the taper angle θ of the opening 9 will be described below. In the conventional method of forming the opening 9, for example, a photosensitive acrylic transparent resin is used as the interlayer insulating film 7,
The opening 9 is formed by the steps of coating, pre-baking, exposing, and developing the resin. Thereafter, heat treatment is performed using, for example, a hot plate to cure the resin. In general, as shown in FIG. 5, the viscosity of a resin once decreases when the temperature is increased, and when the viscosity is reduced to a certain level, the viscosity increases with the temperature and then hardens. Therefore, as the heat treatment temperature is increased and the viscosity of the resin is decreased, the taper angle θ of the opening 9 is increased.
Can be reduced. However, when the temperature of the hot plate is high, the substrate is warped and a temperature distribution is formed in the substrate surface, and the taper angle θ of the opening 9 is varied in the surface, or the viscosity of the resin is too low, so that it is troublesome. When the temperature is low, the resin is not sufficiently cured, and the manufacturing process after the step of forming the interlayer insulating film 7 and the reliability and display quality of the liquid crystal display device are problematic. Problems arise.
【００２１】本実施形態２は上記のような問題点を以下
のように解決する。テーパー角形成工程は、層間絶縁膜
７として感光性樹脂を用いるとき、通常、基板への樹脂
塗布工程、プリベーク工程、露光工程、現像工程、ホッ
トプレート等を用いた熱処理による樹脂熱硬化工程とい
う一連の工程からなるが、ここで、テーパー角θは一度
形成されるとその後の熱処理において角度θは変化しな
い性質を利用して、基板の製造の熱処理をテーパー角θ
の制御と樹脂硬化処理の多段階に分け、まず初めに開口
部９にあるテーパー角を形成するためには十分な温度で
かつ樹脂熱硬化には不十分な温度Ｔ１で一定時間プリベ
ーク熱処理を行うことでテーパー角θを一定の角度を持
つように形成し、その後Ｔ１以上の温度で樹脂熱硬化に
十分な温度Ｔ２で熱処理を行い、樹脂を十分に硬化させ
る。このように熱処理の多段階処理を行うことにより、
従来、ホットプレートの温度が高い場合に見られたよう
な、基板に反りが生じて基板面内に温度分布ができ面内
で開口部９のテーパー角θにばらつきが生じたり、樹脂
の粘度が下がりすぎてせっかく形成した開口部９がふさ
がってしまうという問題が解決でき、テーパー角θを一
定の角度に制御することができる。なお、樹脂を塗布す
るときの粘度ζとすると粘度がζと等しくなる温度Ｔζ
以下ではじめの熱処理を行うと、熱処理により開口部が
ふさがることがなく好ましい。Embodiment 2 solves the above problems as follows. When a photosensitive resin is used as the interlayer insulating film 7, the taper angle forming step is generally a series of steps of a resin application step to a substrate, a pre-bake step, an exposure step, a development step, and a resin thermosetting step by heat treatment using a hot plate or the like. Here, once the taper angle θ is formed, the heat treatment for manufacturing the substrate is performed by using the property that the angle θ does not change in the subsequent heat treatment.
And the resin curing treatment is performed in multiple stages. First, a pre-baking heat treatment is performed for a certain time at a temperature T1 that is sufficient for forming the taper angle in the opening 9 and insufficient for resin thermosetting. The taper angle θ is formed so as to have a constant angle, and then a heat treatment is performed at a temperature T2 or more at a temperature T2 sufficient for thermosetting the resin to sufficiently cure the resin. By performing the multi-step heat treatment in this way,
Conventionally, as is observed when the temperature of the hot plate is high, the substrate is warped to generate a temperature distribution in the substrate surface, and the taper angle θ of the opening 9 varies in the surface, or the viscosity of the resin increases. It is possible to solve the problem that the opening 9 formed too much and closes the formed opening 9 can be solved, and the taper angle θ can be controlled to a constant angle. In addition, when the viscosity at the time of applying the resin is 樹脂, the temperature Tζ at which the viscosity becomes equal to ζ
The first heat treatment described below is preferable because the heat treatment does not block the opening.
【００２２】一実施例として、層間絶縁膜７として例え
ば感光性のアクリル系透明性樹脂を３μｍの厚さで塗布
し、９０℃のプリベークを行い、露光、現像により開口
部９を形成した後、まずはじめに１３５℃で２分間の熱
処理、次に２２０℃で２分３０秒の熱処理を行うことに
より、開口部９のテーパー角θを１０゜から５０゜に制
御することができた。As an example, as the interlayer insulating film 7, for example, a photosensitive acrylic transparent resin is applied to a thickness of 3 μm, prebaked at 90 ° C., and an opening 9 is formed by exposure and development. First, a heat treatment at 135 ° C. for 2 minutes and then a heat treatment at 220 ° C. for 2 minutes 30 seconds could control the taper angle θ of the opening 9 from 10 ° to 50 °.
【００２３】上記方法で作製したアレイ基板にポリイミ
ド系配向膜を塗布し、ナイロン布などを用いてラビング
を行い配向処理を施した。この基板と同様な配向処理を
施したカラーフィルターおよび透明電極付き基板を貼り
合わせその間に例えばチッソ石油化学製カイラル材ＣＮ
を微量添加したメルク社製ネマティック液晶ＺＬＩ−４
７９２を充填し液晶表示装置を作製した。このように作
製した液晶表示装置では、層間絶縁膜７の開口部９のテ
ーパー角θを１０゜から５０゜に制御されており、画素
電極８とソース電極６の良好なコンタクトを得られてお
り、画素電極８とソース電極６のコンタクト不良によっ
て歩留まりが低下することがない。また画素電極８とソ
ース電極６の接続部分で例えば−３０℃と＋８０℃の熱
衝撃試験を行っても画素電極８とソース電極６間の断線
は生じず、接続抵抗値の変化も見られなかった。熱衝撃
などによって電気的接続が切れることのない信頼性の高
い液晶表示装置を実現することができた。また、黒表示
を行ったときに開口部９のテーパー部での光抜けがなく
コントラストが高く表示品位の良い液晶表示装置を実現
することができた。The array substrate prepared by the above method was coated with a polyimide-based alignment film, and rubbed with a nylon cloth or the like to perform an alignment process. A substrate with a color filter and a transparent electrode having undergone the same orientation treatment as this substrate is attached to each other, for example, a chiral material CN manufactured by Chisso Petrochemical Co., Ltd.
Nematic liquid crystal ZLI-4 manufactured by Merck Co., Ltd.
792 was filled to produce a liquid crystal display device. In the liquid crystal display device thus manufactured, the taper angle θ of the opening 9 of the interlayer insulating film 7 is controlled from 10 ° to 50 °, and good contact between the pixel electrode 8 and the source electrode 6 is obtained. In addition, the yield does not decrease due to defective contact between the pixel electrode 8 and the source electrode 6. Also, even if a thermal shock test is performed at, for example, −30 ° C. and + 80 ° C. at the connection portion between the pixel electrode 8 and the source electrode 6, no disconnection occurs between the pixel electrode 8 and the source electrode 6, and no change in the connection resistance value is observed. Was. A highly reliable liquid crystal display device in which electrical connection is not broken by thermal shock or the like was realized. Further, a liquid crystal display device having high contrast and high display quality without light leakage at the tapered portion of the opening 9 when performing black display was able to be realized.
【００２４】なお、非線形素子として薄膜トランジスタ
を用いたが薄膜ダイオードやＭＩＭ（Metal Insulator
Metal）を用いても構わない。Although a thin film transistor is used as the nonlinear element, a thin film diode or MIM (Metal Insulator) is used.
Metal) may be used.
【００２５】また層間絶縁膜７として非感光性樹脂を用
いても構わないが感光性樹脂を用いた方が液晶表示装置
の製造工程が簡略化されて好ましい。Although a non-photosensitive resin may be used as the interlayer insulating film 7, it is preferable to use a photosensitive resin because the manufacturing process of the liquid crystal display device is simplified.
【００２６】また、透過型液晶表示装置では層間絶縁膜
７としては透明性樹脂を用いた方が液晶表示装置の透過
率が高くなるという点で好ましいが、反射型液晶表示装
置においては層間絶縁膜７として透明性樹脂を用いる必
要は特にない。むしろ、例えば黒色の樹脂を用いた方が
対向側基板のブラックマトリクスが不必要となり、この
結果従来対向基板上のブラックマトリクスよって吸収さ
れていた光を利用することができ、しかも開口率があが
るために高輝度の反射型液晶表示装置を実現できるので
好ましい。In a transmissive liquid crystal display device, it is preferable to use a transparent resin as the interlayer insulating film 7 in that the transmittance of the liquid crystal display device is increased. However, in a reflective liquid crystal display device, an interlayer insulating film is used. It is not particularly necessary to use a transparent resin as 7. Rather, for example, the use of a black resin makes the black matrix of the opposing substrate unnecessary, and as a result, the light absorbed by the black matrix on the opposing substrate can be used, and the aperture ratio increases. This is preferable because a high-brightness reflective liquid crystal display device can be realized.
【００２７】[0027]
【発明の効果】以上のように本発明の液晶表示装置およ
びその製造方法によれば、開口部９のテーパー角θを１
０゜から５０゜に制御することにより、画素電極８とソ
ース電極６との電気的接続が確実でかつ断線などのない
良好なコンタクトを得ることができ、歩留まりが高い液
晶表示装置とすることができる。また開口部９の領域
が、開口部９の下に設けられているソース電極より画素
電極側へはみ出すことがない構成とすることができ、光
抜けが発生することがなく、液晶表示装置の開口率の低
下、コントラストの低下を防止することができる。さら
に、画素電極とソース電極との接続部分で熱衝撃などに
よっても電気的接続が切れることのない信頼性の高い液
晶表示装置を実現することができる。As described above, according to the liquid crystal display device and the method of manufacturing the same of the present invention, the taper angle θ of the opening 9 is set to 1
By controlling the angle from 0 ° to 50 °, it is possible to obtain a good contact with which the electrical connection between the pixel electrode 8 and the source electrode 6 is reliable and free from disconnection and the like, and the liquid crystal display device has a high yield. it can. Further, a structure in which the region of the opening 9 does not protrude from the source electrode provided below the opening 9 to the pixel electrode side can be obtained, so that light leakage does not occur and the opening of the liquid crystal display device can be prevented. It is possible to prevent the rate and the contrast from being lowered. Further, it is possible to realize a highly reliable liquid crystal display device in which electrical connection is not broken even at a connection portion between a pixel electrode and a source electrode due to thermal shock or the like.
【００２８】また、開口部を形成する工程においてテー
パー角制御と樹脂熱硬化を多段階の熱処理工程で行うこ
とにより、層間絶縁膜の成膜工程以降の製造プロセスや
液晶表示装置の信頼性や表示品位に問題を生じることな
く層間絶縁膜の開口部のテーパー角θを制御することが
でき、開口部９に設ける形状を安定して均質に形成し、
開口部９のテーパー角θを１０゜から５０゜に制御する
ことができる。Further, in the step of forming the opening, the taper angle control and the resin thermosetting are performed in a multi-step heat treatment step, so that the manufacturing process after the step of forming the interlayer insulating film and the reliability and display of the liquid crystal display device are performed. The taper angle θ of the opening of the interlayer insulating film can be controlled without causing a problem in quality, and the shape provided in the opening 9 can be stably and uniformly formed.
The taper angle θ of the opening 9 can be controlled from 10 ° to 50 °.
【図１】本発明に係る液晶表示装置の一部分の断面図FIG. 1 is a cross-sectional view of a part of a liquid crystal display device according to the present invention.
【図２】本発明に係る液晶表示装置の一部分の平面図FIG. 2 is a plan view of a part of the liquid crystal display device according to the present invention.
【図３】従来の液晶表示装置の一部分の断面図FIG. 3 is a cross-sectional view of a part of a conventional liquid crystal display device.
【図４】層間絶縁膜の開口部のテーパー角θと画素電極
とソース電極の接続抵抗値変化を示すグラフFIG. 4 is a graph showing a change in a taper angle θ of an opening in an interlayer insulating film and a change in connection resistance between a pixel electrode and a source electrode.
【図５】温度と樹脂の粘度変化を示す図FIG. 5 is a diagram showing a change in temperature and viscosity of a resin.
１ 透明基板 ２ 走査線(ゲート)電極 ３ ゲート絶縁膜 ４ 半導体層 ５ 信号線(ドレイン)電極 ６ ソース電極 ７ 層間絶縁膜 ８ 画素電極 ９ 層間絶縁膜の開口部 Ｔｒ 薄膜トランジスタ θ 開口部のテーパー角 Ｌ 開口部のテーパー部の長さ Ｘ 画素電極と走査線または信号線との距離、 ζ 塗布するときの樹脂の粘度 Ｔζ 粘度がζと等しくなる温度 Reference Signs List 1 transparent substrate 2 scanning line (gate) electrode 3 gate insulating film 4 semiconductor layer 5 signal line (drain) electrode 6 source electrode 7 interlayer insulating film 8 pixel electrode 9 opening of interlayer insulating film Tr thin film transistor θ taper angle of opening L The length of the tapered portion of the opening X The distance between the pixel electrode and the scanning line or signal line, ζ The viscosity of the resin when applying Tζ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田村 達彦 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (72) Inventor Tatsuhiko Tamura 1006 Kazuma Kadoma, Kadoma City, Osaka Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
Claims (4)
極及び信号線電極とその交点に非線形素子を形成し、そ
の上に層間絶縁膜を形成し、さらにその上に画素電極を
形成した液晶表示装置において、前記画素電極と前記非
線形素子の一つの電極とを電気的に接続するために前記
非線形素子上部の層間絶縁膜に断面がＶ字状の勾配をも
った開口部を設けて前記画素電極と前記非線形素子とを
直接接触させる構造であって、前記開口部の側面と前記
非線形素子との間のテーパー角が１０°から５０°の範
囲内にあることを特徴とする液晶表示装置。1. A liquid crystal in which a matrix-shaped scanning line electrode and a signal line electrode and a non-linear element are formed at intersections thereof on a transparent substrate, an interlayer insulating film is formed thereon, and a pixel electrode is formed thereon. In the display device, in order to electrically connect the pixel electrode and one electrode of the nonlinear element, an opening having a V-shaped gradient in a cross section is provided in an interlayer insulating film on the nonlinear element. A liquid crystal display device having a structure in which an electrode and the nonlinear element are in direct contact with each other, wherein a taper angle between a side surface of the opening and the nonlinear element is in a range of 10 ° to 50 °.
であって、少なくとも透明基板上にマトリクス状の走査
線電極及び信号線電極とその交点に非線形素子を形成す
る工程と、前記層間絶縁膜を形成する工程と、前記非線
形素子上に設ける開口部の側面と前記非線形素子との間
のテーパー角を１０°から５０°の範囲内に形成するテ
ーパー角形成工程と、前記層間絶縁膜の上に画素電極を
形成し、前記開口部において前記画素電極と非線形素子
を接続する工程とからなる液晶表示装置の製造方法。2. A method for manufacturing a liquid crystal display device according to claim 1, wherein a step of forming a matrix-shaped scanning line electrode and a signal line electrode and a non-linear element at an intersection thereof at least on a transparent substrate; A step of forming a film, a step of forming a taper angle between a side surface of an opening provided on the nonlinear element and the nonlinear element within a range of 10 ° to 50 °, and a step of forming an interlayer insulating film. Forming a pixel electrode thereon and connecting the non-linear element to the pixel electrode at the opening.
制御工程と樹脂硬化処理工程の多段階工程からなり、第
１の工程である前記テーパー角制御工程がテーパー角を
制御して形成する温度により一定時間プリベーク熱処理
を行うことで前記テーパー角を１０°から５０°の範囲
内に形成する工程であり、第２の工程である前記樹脂硬
化処理工程が前記樹脂を硬化させる温度により樹脂熱硬
化処理を行なう工程である請求項２に記載の液晶表示装
置の製造方法。3. The taper angle forming step includes a multi-step process of a taper angle control step and a resin curing processing step, and the first step, the taper angle control step, controls the taper angle by controlling the temperature. A step of forming the taper angle within a range of 10 ° to 50 ° by performing a pre-baking heat treatment for a predetermined time, wherein the resin curing treatment step, which is the second step, depends on the temperature at which the resin is cured. 3. The method for manufacturing a liquid crystal display device according to claim 2, wherein the step is performed.
極及び信号線電極とその交点に非線形素子を形成し、そ
の上に層間絶縁膜を形成し、さらにその上に画素電極を
形成した液晶表示装置の製造工程での前記画素電極と前
記非線形素子の一つの電極とを電気的に接続するために
前記非線形素子上部の層間絶縁膜に断面がＶ字状の勾配
をもった開口部を設けて前記画素電極と前記非線形素子
とを直接接触させる構造を形成する方法において、前記
開口部の側面と前記非線形素子との間のテーパー角形成
工程において、前記テーパー角形成工程が、テーパー角
制御工程と樹脂硬化処理工程の多段階工程からなり、第
１の工程である前記テーパー角制御工程がテーパー角を
制御して形成する温度により一定時間プリベーク熱処理
を行うことでテーパー角を形成する工程であり、第２の
工程である前記樹脂硬化処理工程が樹脂を硬化させる温
度により樹脂熱硬化処理を行なう工程からなることを特
徴とする液晶表示装置の製造方法。4. A liquid crystal in which a matrix-shaped scanning line electrode and signal line electrode and a non-linear element are formed at intersections thereof on a transparent substrate, an interlayer insulating film is formed thereon, and a pixel electrode is further formed thereon. In order to electrically connect the pixel electrode and one electrode of the non-linear element in a manufacturing process of a display device, an opening having a V-shaped cross section is provided in an interlayer insulating film above the non-linear element. Forming a structure in which the pixel electrode and the non-linear element are in direct contact with each other, wherein in the taper angle forming step between the side surface of the opening and the non-linear element, the taper angle forming step includes a taper angle control step The first step, the taper angle control step, controls the taper angle by performing a pre-baking heat treatment for a certain time at a temperature formed by controlling the taper angle. The method for manufacturing a liquid crystal display device according to claim 1, wherein the step of forming an angle is a step of performing a resin thermosetting treatment at a temperature at which the resin is cured.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30846796A JPH10148845A (en) | 1996-11-19 | 1996-11-19 | Liquid crystal display device and its production |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30846796A JPH10148845A (en) | 1996-11-19 | 1996-11-19 | Liquid crystal display device and its production |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10148845A true JPH10148845A (en) | 1998-06-02 |
Family
ID=17981382
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30846796A Pending JPH10148845A (en) | 1996-11-19 | 1996-11-19 | Liquid crystal display device and its production |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10148845A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6392722B1 (en) | 1998-07-30 | 2002-05-21 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Liquid crystal display device, and video display apparatus, information processing apparatus using it and method thereof |
| JP2005159368A (en) * | 2003-11-27 | 2005-06-16 | Samsung Sdi Co Ltd | Flat plate display device |
| CN102810543A (en) * | 2011-05-30 | 2012-12-05 | 索尼公司 | Semiconductor device and manufacturing method thereof, display apparatus and electronic apparatus |
-
1996
- 1996-11-19 JP JP30846796A patent/JPH10148845A/en active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6392722B1 (en) | 1998-07-30 | 2002-05-21 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Liquid crystal display device, and video display apparatus, information processing apparatus using it and method thereof |
| JP2005159368A (en) * | 2003-11-27 | 2005-06-16 | Samsung Sdi Co Ltd | Flat plate display device |
| US7656087B2 (en) | 2003-11-27 | 2010-02-02 | Samsung Mobile Display Co., Ltd. | Flat panel display |
| US7936125B2 (en) | 2003-11-27 | 2011-05-03 | Samsung Mobile Display Co., Ltd. | Flat panel display |
| CN102810543A (en) * | 2011-05-30 | 2012-12-05 | 索尼公司 | Semiconductor device and manufacturing method thereof, display apparatus and electronic apparatus |
| JP2012248743A (en) * | 2011-05-30 | 2012-12-13 | Japan Display West Co Ltd | Semiconductor device, manufacturing method of the semiconductor device, display device, and electronic apparatus |
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