JP4565573B2 - 液晶表示パネルの製造方法 - Google Patents

液晶表示パネルの製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP4565573B2
JP4565573B2 JP2006242274A JP2006242274A JP4565573B2 JP 4565573 B2 JP4565573 B2 JP 4565573B2 JP 2006242274 A JP2006242274 A JP 2006242274A JP 2006242274 A JP2006242274 A JP 2006242274A JP 4565573 B2 JP4565573 B2 JP 4565573B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
conductive film
liquid crystal
crystal display
electrode
ink
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2006242274A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2008066494A (ja
Inventor
芳和 好本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Future Vision Inc
Original Assignee
Future Vision Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Future Vision Inc filed Critical Future Vision Inc
Priority to JP2006242274A priority Critical patent/JP4565573B2/ja
Priority to TW096129398A priority patent/TW200828450A/zh
Priority to KR1020070082178A priority patent/KR100922272B1/ko
Priority to CN200710141673A priority patent/CN100578327C/zh
Priority to EP07253499A priority patent/EP1898461A3/en
Priority to US11/850,743 priority patent/US20080062344A1/en
Publication of JP2008066494A publication Critical patent/JP2008066494A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4565573B2 publication Critical patent/JP4565573B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/136Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
    • G02F1/1362Active matrix addressed cells
    • G02F1/136286Wiring, e.g. gate line, drain line
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/136Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D30/00Field-effect transistors [FET]
    • H10D30/60Insulated-gate field-effect transistors [IGFET]
    • H10D30/67Thin-film transistors [TFT]
    • H10D30/6729Thin-film transistors [TFT] characterised by the electrodes
    • H10D30/6737Thin-film transistors [TFT] characterised by the electrodes characterised by the electrode materials
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D30/00Field-effect transistors [FET]
    • H10D30/60Insulated-gate field-effect transistors [IGFET]
    • H10D30/67Thin-film transistors [TFT]
    • H10D30/674Thin-film transistors [TFT] characterised by the active materials
    • H10D30/6741Group IV materials, e.g. germanium or silicon carbide
    • H10D30/6743Silicon
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D86/00Integrated devices formed in or on insulating or conducting substrates, e.g. formed in silicon-on-insulator [SOI] substrates or on stainless steel or glass substrates
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D86/00Integrated devices formed in or on insulating or conducting substrates, e.g. formed in silicon-on-insulator [SOI] substrates or on stainless steel or glass substrates
    • H10D86/01Manufacture or treatment
    • H10D86/021Manufacture or treatment of multiple TFTs
    • H10D86/0231Manufacture or treatment of multiple TFTs using masks, e.g. half-tone masks
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D86/00Integrated devices formed in or on insulating or conducting substrates, e.g. formed in silicon-on-insulator [SOI] substrates or on stainless steel or glass substrates
    • H10D86/01Manufacture or treatment
    • H10D86/021Manufacture or treatment of multiple TFTs
    • H10D86/0241Manufacture or treatment of multiple TFTs using liquid deposition, e.g. printing
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D86/00Integrated devices formed in or on insulating or conducting substrates, e.g. formed in silicon-on-insulator [SOI] substrates or on stainless steel or glass substrates
    • H10D86/40Integrated devices formed in or on insulating or conducting substrates, e.g. formed in silicon-on-insulator [SOI] substrates or on stainless steel or glass substrates characterised by multiple TFTs
    • H10D86/441Interconnections, e.g. scanning lines
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D86/00Integrated devices formed in or on insulating or conducting substrates, e.g. formed in silicon-on-insulator [SOI] substrates or on stainless steel or glass substrates
    • H10D86/40Integrated devices formed in or on insulating or conducting substrates, e.g. formed in silicon-on-insulator [SOI] substrates or on stainless steel or glass substrates characterised by multiple TFTs
    • H10D86/60Integrated devices formed in or on insulating or conducting substrates, e.g. formed in silicon-on-insulator [SOI] substrates or on stainless steel or glass substrates characterised by multiple TFTs wherein the TFTs are in active matrices
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/136Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
    • G02F1/1362Active matrix addressed cells
    • G02F1/136231Active matrix addressed cells for reducing the number of lithographic steps
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/136Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
    • G02F1/1362Active matrix addressed cells
    • G02F1/136286Wiring, e.g. gate line, drain line
    • G02F1/13629Multilayer wirings
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/136Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
    • G02F1/1362Active matrix addressed cells
    • G02F1/136286Wiring, e.g. gate line, drain line
    • G02F1/136295Materials; Compositions; Manufacture processes

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Thin Film Transistor (AREA)
  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)

Description

本発明は、液晶表示装置に係り、特に、アクティブ・マトリクス型の液晶表示パネルの製造方法に関する。

液晶表示装置は、液晶表示パネルPNLと駆動回路およびバックライト等の周辺装置を組み合わせて構成される。図16は、典型的な縦電界型(所謂TN型)の液晶表示装置の概略構成例を説明する断面模式図である。通常、アクティブ・マトリクス型の液晶表示装置を構成する液晶表示パネルは、第1基板(アクティブ・マトリクス基板あるいは薄膜トランジスタ基板)で構成される第1パネルPNL1と、第2基板(対向基板あるいはカラーフィルタ基板)で構成される第2パネルPNL2との間に液晶LCを封入して形成され
る。
第1パネルPNL1を構成する第1基板SUB1の内面には、薄膜トランジスタTFTと、この薄膜トランジスタTFTで駆動される画素電極PXを有し、最上層には第1配向膜ORI1が成膜され、液晶配向制御能が付与されている。また、外面(背面)には第1偏光板POL1が貼付されている。一方、第2パネルPNL2を構成する第2基板SUB2の内面には、カラーフィルタCF、隣接画素のカラーフィルタとの間を区画する遮光層(ブラックマトリクス)BM、対向電極CTを有し、最上層には第2配向膜ORI2が成膜され、液晶配向制御能が付与されている。また、外面(表面)には、偏光軸を第1偏光板POL1の偏光軸とはクロスニコル配置した第2偏光板POL2が貼付されている。なお、細かな構成は図示を省略した。
第1基板SUB1に薄膜トランジスタTFTを作り込む製造工程では、当該基板上に、先ず、クロム等の金属膜からなる平行配置された複数のゲート配線およびこの各ゲート配線から画素毎に延びるゲート電極が形成される。その後、絶縁層、能動層(シリコン半導体層)、データ配線、ドレイン電極およびソース電極、画素電極、保護膜、配向膜などを形成し、配向膜に液晶配向制御能を付与して第1基板が形成される。第1基板SUB1の背面には、バックライトBLKが設置されている。なお、この液晶表示パネルを駆動するための回路は図示していない。
図17は、図16で説明した液晶表示パネルの1画素の構成例とこの画素を構成する薄膜トランジスタの構成例を説明する図である。すなわち、図17(a)は画素の平面図、図17(b)は、図16(a)のG−G’線に沿った断面図である。図17(a)に示したように、1画素は隣接したゲート配線とデータ配線で囲まれる領域に形成される。この画素領域内で、薄膜トランジスタTFTはゲート配線GLとデータ配線DLとの交差部に配置されている。また、画素を構成する画素電極PXがコンタクトホールTHを通して薄膜トランジスタTFTのソース電極SD1に接続され、また補助容量配線CLとの間で補助容量を形成している。なお、ソース電極とドレイン電極は動作中に入れ替わるが、ここではソース電極をSD1、ドレイン電極をSD2と固定して説明する。
図17(b)において、薄膜トランジスタTFTは、第1基板SUB1の表面に形成された下地膜UWの上に形成されている。ゲート配線GLから延びるゲート電極GTを覆ってゲート絶縁膜GIが形成されている。このゲート絶縁膜GI上に能動層としてのシリコン(Si)半導体層SIとオーミックコンタクト層(n+Si)NS(単にコンタクト層とも言う)、ソース電極SD1及びドレイン電極SD2が順次積層される。下地膜UWは、窒化シリコンと酸化シリコンの積層膜で形成される。
このゲート配線GLおよびゲート電極GTを覆ってシリコン・ナイトライド(SiNx)を好適とするゲート絶縁膜GIが成膜され、その上にゲート配線GLと交差する複数のデータ配線DLが形成される。なお、このデータ配線DLと同時にソース電極SD1とドレイン電極SD2が同層で形成される。
この画素はフルカラー表示の場合は各単色(赤、緑、青)の副画素となるが、ここでは単に画素と称する。画素を構成する薄膜トランジスタTFTは、上記したように、ゲート電極GTと、このゲート電極の上にパターニングされたシリコン半導体膜SIと、シリコン半導体膜の上層に分離して形成されたオーミックコンタクト層(n+シリコン)NSと、分離したオーミックコンタクト層のそれぞれに接続したソース電極とドレイン電極とで構成される。
この薄膜トランジスタの上層には保護膜PASが成膜され、その上にITOを好適とする画素電極PXがパターニングされて、保護膜PASに開けたコンタクトホールTHでソース電極SD1に接続している。なお、画素電極PXと保護膜PASを覆って第1配向膜(図16参照)が成膜されるが図示はしていない。
一方、図示しない他方の基板には、フルカラーの場合は3色のカラーフィルタと平滑層(オーバーコート層、図16には示していない)を介した対向電極(図16参照)が形成される。そして、対向電極を覆って第2配向膜(図16参照)が成膜され、上記した一方の基板であるアクティブ・マトリクス基板と重ねあわせ、その間隙に液晶が封入される。
上記した薄膜トランジスタ基板の配線等をインクジェット法で形成するものが特許文献1に開示されている。特許文献1では、薄膜トランジスタTFTのゲート電極を、導電材料を含有する液体材料を用いて、インクジェット法によって形成し、また、薄膜トランジスタTFTのソース電極及びドレイン電極を、半導体材料を含有する液体材料を用いて、インクジェット法によって形成することが記載されている。
特開2003−318193号公報
薄膜トランジスタ基板への薄膜トランジスタの作り込みには、(1)ゲート電極形成、(2)能動層アイランド形成、(3)ソース・ドレイン電極形成、(4)コンタクトホール形成、(5)画素電極形成の各工程にホトリソプロセスを用いている。これらのホトリソプロセスは、メタル等のスパッタ工程、レジスト塗布とマスク露光・現像工程、エッチング工程、レジスト剥離・洗浄工程の繰り返しである。しかし、このような工程を繰り返すホトリソプロセスでは、露光マスクを用いた大規模な製造設備が必要で、製品コストの引き下げを阻害する要因ともなっている。
近年、上記のような工程に替えて、インクジェットを用いた直描が提案されている。インクジェット直描を採用することにより、薄膜トランジスタ形成の簡素化が図られ、製造設備の削減と生産効率の大幅な向上が可能となり、液晶表示装置のコストダウンが期待されている。
具体的には、薄膜トランジスタのゲート配線とゲート電極、データ配線を含めたソース電極とドレイン電極をインクジェット直描で行うことでホトリソプロセス数を削減することが可能とされている。しかし、依然として尚3回のホトリソプロセスを必要としている。
本発明の目的は、薄膜トランジスタの製造プロセスにおいて、さらにインクジェット直描工程を適用することでホトリソプロセス数を可能な限り削減して製造工程を簡略化し、液晶表示装置のさらなるコストダウンを実現した液晶表示パネルの製造方法と液晶表示パネルを提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明は、液晶表示パネルのゲート配線とゲート電極、データ配線を含めたソース電極とドレイン電極の何れかの工程、又はそれらの幾つかの工程にインクジェット直描プロセスを導入することに加えて、能動層アイランド形成にインクジェット直描プロセスを用いた方法で製造することを特徴とする。
本発明により、低コストで液晶表示パネルを得ることができる。
以下、本発明の最良の実施の形態を、実施例の図面を参照して詳細に説明する。
図1は、本発明の液晶表示パネルを構成する第1基板(薄膜トランジスタ基板)の製造プロセスの実施例1の要部を説明する工程図で、ゲート形成から能動層アイランドの形成までの工程図を示す。なお、ゲート形成はゲート配線とゲート電極の形成を含む。実施例1では、ゲート電極の形成をホトリソプロセスで行い、能動層アイランドは第1の導電性インクの直描で形成したソース電極とドレイン電極をエッチングマスクに利用してパターニングする。
図2乃至図6は、図1のプロセスにおける要部構造の説明図である。なお、図4は図3のA−A'線に沿った断面図、図6は図5のB−B'線に沿った断面図である。以下、図2乃至図6を参照して図1の工程を説明する。図1(a)のゲート形成では、ゲート形成用メタル(クロム、アルミニウム、あるいは銅等)をスパッタしてメタル薄膜を成膜する(P−1)。このメタル薄膜の上に感光性レジストを塗布し、露光マスクを用いた露光、現像するホト工程でレジストのゲートパターンを形成する(P−2)。レジストから露出したメタルをエッチングして感光性レジストで覆われた部分のみを残す(P−3)。感光性レジストを剥離し、洗浄してゲート(ゲート配線とゲート電極)を形成する(P−4)。
そして、図1(b)の能動層アイランドとソース電極およびドレイン電極形成工程では、図2に平面を示したように、ゲート形成後、ゲート配線GLとゲート電極GTの上層にゲート絶縁膜GI、シリコン半導体層SI、コンタクト層となるn+シリコン層NSを、この順にCVD法で成膜する(3層CVD)(P−5)。この上層に、図3(a)のように、ソース電極材料(ソース電極とドレイン電極およびデータ配線材料)インク(第1の導電性インク)をインクジェット直描してソース直描パターンDL,SD1A,SD2Aを形成する(P−6)。図1(b)にはソース直描プロセスとして示す。
この上にITOを好適とする透明導電性粒子を含む第2の導電性インクをインクジェット直描してキャップ層CAPを形成する(図3(b)および図4参照)。このとき、キャップ層CAPチャネル部分のコンタクト層NSの上にも塗布される。キャップ層CAPを形成したソース電極とドレイン電極およびチャネル部分をマスクとして、先ずコンタクト層(n+シリコン層)NSをエッチングし、次にシリコン半導体層SIをエッチングして能動層アイランドを形成する(P−7)(図5、図6参照)。
前記第1の導電性インクには、溶媒に銀粒子又は銅粒子などの低抵抗金属粒子を分散して含み、第2の導電性インクとしては、溶媒に透明導電性粒子又は金属粒子を分散して含むものを用いることができる。また、第1の導電性インクに含む低抵抗金属粒子は銀粒子又は銅粒子の何れか、又はそれらの混合粒子が好適であり、第2の導電性インクに含む透明導電性粒子はITO又はIZO、もしくはIZTOなどの金属酸化物粒子を用い、金属粒子としてニッケル粒子を用いることができる。
図7は、本発明の液晶表示パネルを構成する第1基板(薄膜トランジスタ基板)の製造プロセスの実施例1の要部を説明する図1に続く工程図で、層間絶縁膜・コンタクトホール形成から画素電極・チャネルのギャップ形成までの工程図を示す。また、図8〜図12は、図7の工程の要部構造の説明図である。以下、図8乃至図12を参照して図7の工程を説明する。
図7(a)において、キャップ層CAPを形成したソース電極とドレイン電極およびチャネル部分をマスクとしてエッチング加工して形成した能動層アイランドを覆って層間絶縁膜を形成する(P−8)。この層間絶縁膜に感光性レジストを塗布し、露光マスクを用いて露光し、能動層アイランドのソース電極とドレイン電極部分のキャップ層部分の層間絶縁膜を可溶化し(P−9)、現像して当該部分のエッチングを行い(P−10)、ソース電極とドレイン電極部分のキャップ層部分を露出させる(図8参照)。
図8(a)は図7のプロセス(P−10)で形成されたソース電極とドレイン電極部分を含む画素部分の要部平面図、図8(b)は図8(a)のデータ配線DL部分のC―C'線に沿った断面図、図8(c)は図8(a)の薄膜トランジスタ部分のD―D'線に沿った断面図である。図7のプロセス(P−10)により、ソース電極とドレイン電極部分のキャップ層CAPが露出され、他の部分は層間絶縁膜INSで覆われている。ただし、このとき、図9、図10に示したように、データ配線DLの端子部分(図9)、およびゲート配線GLの端子部分(図10)もキャップ層CAPが露出されるようにホト処理とエッチング処理が同時に行われる。
次に、図7(b)における画素、ギャップ形成工程は画素電極の形成とソース電極とドレイン電極の分離加工工程である。先ず、図7のプロセス(P−10)の後にITOを好適とする透明導電膜を全面スパッタする(P−11)。なお、ITOに代えてIZO、IZTOなどを用いることができる。その上に、図11(a)に示したように、感光性レジストRGを塗布し、データ配線、ゲート配線、チャネル部分のITOを露出させるホトリソプロセス(単にホトとも言う)を施す(P−12)。図11(b)に図11(a)のE‐E'線に沿った断面を、図11(c)に図11(a)のF‐F'線に沿った断面を示す。
露出した部分のITOをエッチングして(P−13)、チャネル部分のキャップ層CAPを除去する。キャップ層やデータ配線端子およびゲート配線端子部分にニッケル膜をキャップ層として使用した場合はこの部分のエッチングを行う(P−14)。これにより、チャネル部分のITOをソース電極SD1の部分とドレイン電極SD2の部分に分離する。このとき、画素領域に画素電極としてのITOが分離される。この画素電極はソース電極SD1と一体になっている。その後、コンタクト層NSをエッチングしてギャップを形成し(P−15)、不要となった感光性レジストを剥離して薄膜トランジスタを完成する。この状態を図12に示す。このとき、ギャップの間隔dはキャップ層CAPの間隔となり、図4に示したインクジェット直描によるソース電極SD1Aとドレイン電極SD2Aのインク膜の間隔Dよりかなり狭くなる。例えば、間隔Dは10μm以上であるのに対し、間隔dは4μm以下とすることができ、高速の薄膜トランジスタを実現でき、高精細表示が可能となる。
図13は、本発明の効果を説明するための工程比較図である。図13の従来技術の工程Aと本発明の工程Bは、ゲート形成工程と層間絶縁膜、ホール形成工程は同じで、能動層アイランド、ソース・ドレイン(S―D)電極形成工程と画素形成工程が異なる。工程Aと工程Bにおけるゲート形成工程では、ゲートメタルスパッタ→ホト→メタルエッチング→レジストの剥離・洗浄でゲート配線とゲート電極が形成される。
工程Aでは、その能動層アイランド、ソース・ドレイン(S―D)電極形成工程は、3層CVD→ホト→コンタクト層エッチング→レジストの剥離と洗浄→ソースメタルスパッタ→ホト→メタルエッチング→ギャップエッチング→レジスト剥離・洗浄の各工程を経る
。また、同じく層間絶縁膜、ホール形成工程では、層間絶縁膜を成膜→ホト→エッチングで必要なコンタクトホールが形成される。そして、画素形成工程では、ITOスパッタ→ホト→エッチング→レジスト剥離・洗浄が施される。
一方、本発明の工程Bは、上記と同様のゲート形成工程に続くアイランド・S―D形成工程では、3層CVD→ソース電極のインクジェット直描→コンタクト層エッチングが施される。そして、層間絶縁膜、ホール形成工程の後の画素形成工程では、ITOスパッタ→ホト→エッチング→ギャップエッチング→レジスト剥離・洗浄が施される。
図13に示した上記の従来技術の工程Aと本発明の工程Bを比較すると、アイランド・S―D形成工程ではホト工程を使用しないため、露光マスクの数が削減でき、低コストで液晶表示装置を製造できる。
図14は、本発明の効果を説明するための他の工程比較図である。図14の従来技術の工程Cと本発明の工程Bも、ゲート形成工程と層間絶縁膜、ホール形成工程は同じで、能動層アイランド、ソース・ドレイン(S―D)電極形成工程と画素形成工程が異なる。工程Cと工程Bにおけるゲート形成工程では、図13と同様に、ゲートメタルスパッタ→ホト→メタルエッチング→レジストの剥離・洗浄でゲート配線とゲート電極が形成される。
工程Cでは、その能動層アイランド、ソース・ドレイン(S―D)電極形成工程は、3層CVD→ソースメタルスパッタ→ホト→メタルエッチング→コンタクト層エッチング→アッシング→メタルエッチング→ギャップエッチング→レジストの剥離と洗状の各工程を経る。また、同じく層間絶縁膜、ホール形成工程では、層間絶縁膜を成膜→ホト→エッチングで必要なコンタクトホールが形成される。そして、画素形成工程では、ITOスパッタ→ホト→エッチング→レジスト剥離・洗浄が施される。
一方、本発明の工程Bは、図13と同様で、ゲート形成工程に続くアイランド・S―D形成工程では、3層CVD→ソースのインクジェット直描→コンタクト層エッチングが施される。そして、層間絶縁膜、ホール形成工程の後の画素形成工程では、ITOスパッタ→ホト→エッチング→ギャップエッチング→レジスト剥離・洗浄が施される。
図14に示した上記の従来技術の工程Aと本発明の工程Bを比較すると、アイランド・S―D形成工程ではホト工程を使用しないため、露光マスクの数が削減でき、低コストで液晶表示装置を製造できる。
図15は、アクティブ・マトリクス型液晶表示装置の等価回路を説明する図である。図15(a)は液晶表示パネル全体の回路図、図15(b)は図15(a)における画素部PXLの拡大図である。図15(a)において、表示パネルPNLには多数の画素部PXLがマトリクス配列されており、各画素部PXLはゲート配線駆動回路GDRで選択され、データ配線駆動回路DDRからの表示データ信号に応じて点灯される。
すなわち、ゲート配線駆動回路GDRによって選択されたゲート配線GLに対応して、データ配線駆動回路DDRからデータ配線DLを通して液晶表示パネルPNLの画素部PXLにおける薄膜トランジスタTFTに表示データ(電圧)が供給される。
図15(b)に示したように、画素部PXLを構成する薄膜トランジスタTFTは、ゲート配線GLとデータ配線DLとの交差部に設けられる。薄膜トランジスタTFTのゲート電極GTはゲート配線GLに接続し、薄膜トランジスタTFTのドレイン電極SD2には、データ配線DLが接続されている。
薄膜トランジスタTFTのソース電極SD1は液晶(素子)LCの画素電極PXに接続される。液晶LCは、画素電極PXと共通電極CTとの間にあって、画素電極PXに供給されるデータ(電圧)により駆動される。なお、データを一時保持するための補助容量Caがドレイン電極SD2と補助容量配線CLとの間に接続されている。
以上の説明中、インクジェット直描で形成する配線や電極、あるいはアイランド形成層等は、インクジェットでインクを塗布した後に、乾燥し、焼成を施して薄膜とする。
本発明の液晶表示パネルを構成する第1基板の製造プロセスの実施例1の要部を説明する工程図である。 図1のプロセスにおける要部構造の説明図である。 図1のプロセスにおける要部構造の説明図である。 図1のプロセスにおける要部構造の説明図である。 図1のプロセスにおける要部構造の説明図である。 図1のプロセスにおける要部構造の説明図である。 本発明の液晶表示パネルを構成する第1基板(薄膜トランジスタ基板)の製造プロセスの実施例1の要部を説明する図1に続く工程図である。 図7のプロセスにおける要部構造の説明図である。 図7のプロセスにおける要部構造の説明図である。 図7のプロセスにおける要部構造の説明図である。 図7のプロセスにおける要部構造の説明図である。 図7のプロセスにおける要部構造の説明図である。 本発明の効果を説明するための工程比較図である。 本発明の効果を説明するための他の工程比較図である。 アクティブ・マトリクス型液晶表示装置の等価回路を説明する図である。 典型的は縦電界型(所謂TN型)の液晶表示装置の概略構成例を説明する断面模式図である。 図16で説明した液晶表示パネルの1画素の構成例とこの画素を構成する薄膜トランジスタの構成例を説明する図である。
SUB1・・・第1基板(薄膜トランジスタ基板)、SUB2・・・第2基板(カラーフィルタ基板)、GL・・・ゲート配線、GT・・・ゲート電極、GI・・・ゲート絶縁膜、NS・・・n+コンタクト層、SI・・・シリコン半導体層、TCF・・・透明導電膜、RG・・・ホトレジスト、CAP・・・キャップ層。


Claims (4)

  1. マトリクス配列した複数の画素の画素毎に薄膜トランジスタを形成した第1基板と、カラーフィルタを形成した第2の基板と、前記第1の基板と第2の基板との貼り合わせ間隙に液晶を封入した液晶表示パネルの製造方法であって、
    前記第1基板にゲート配線とゲート電極を形成し、その上にゲート絶縁膜を成膜後、半導体層を成膜し、該半導体層の上層にコンタクト層を成膜して能動層を形成し、
    前記能動層の上に、インクジェット直描により前記薄膜トランジスタのソース電極とドレイン電極およびデータ配線となる第1の導電性インクを塗布して第1の導電膜を形成し、
    前記第1の導電膜の上、および当該第1の導電膜の前記ソース電極と前記ドレイン電極となる当該第1の導電膜の間の前記コンタクト層の上に、インクジェット直描により第2の導電性インクを塗布してキャップ層となる第2の導電膜を形成し、
    前記第1の導電膜と前記第2の導電膜をマスクとして前記コンタクト層と前記半導体層をエッチング除去して能動層アイランドを形成し、
    前記能動層アイランドを覆って層間絶縁膜を形成し、
    前記層間絶縁膜に感光性レジストを塗布し、露光マスクを用いて露光し、現像し、前記能動層アイランドの前記層間絶縁膜をエッチング除去して前記第2の導電膜を露出
    露出した前記第2の導電膜を覆って透明導電膜を全面スパッタし、その上に感光性レジストを塗布し、
    前記感光性レジストを露光し、現像して前記ソース電極とドレイン電極の間の前記透明導電膜を露出させ、前記露出した部分の前記透明導電膜エッチング除去して前記ソース電極の部分とドレイン電極の部分とに分離し、
    前記透明導電膜が除去された部分の前記第2の導電膜と前記コンタクト層を順次エッチング除去して前記ソース電極と前記ドレイン電極の間の前記半導体層にチャネルを形成するためのギャップを設けることを特徴とする液晶表示パネルの製造方法。
  2. 請求項1において、
    前記第1の導電性インクは、溶媒に低抵抗金属粒子を分散して含み、
    前記第2の導電性インクは、溶媒に透明導電性粒子又は金属粒子を分散して含むことを特徴とする液晶表示パネルの製造方法。
  3. 請求項2において、
    前記第1の導電性インクに含む低抵抗金属粒子は、銀粒子又は銅粒子の何れか又はそれらの混合粒子であり、
    前記第2の導電性インクに含む透明導電性粒子は金属酸化物粒子で、金属粒子はニッケル粒子であることを特徴とする液晶表示パネルの製造方法。
  4. 請求項1において、
    前記透明導電膜はITO又はIZO、もしくはIZTOの何れかであることを特徴とする液晶表示パネルの製造方法。
JP2006242274A 2006-09-07 2006-09-07 液晶表示パネルの製造方法 Expired - Fee Related JP4565573B2 (ja)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006242274A JP4565573B2 (ja) 2006-09-07 2006-09-07 液晶表示パネルの製造方法
TW096129398A TW200828450A (en) 2006-09-07 2007-08-09 Method for manufacturing liquid crystal display panel and liquid crystal display panel
KR1020070082178A KR100922272B1 (ko) 2006-09-07 2007-08-16 액정 표시 패널의 제조 방법 및 액정 표시 패널
CN200710141673A CN100578327C (zh) 2006-09-07 2007-08-17 液晶显示板的制造方法及液晶显示板
EP07253499A EP1898461A3 (en) 2006-09-07 2007-09-04 Liquid crystal display panel and method for manufacturing the same
US11/850,743 US20080062344A1 (en) 2006-09-07 2007-09-06 Method for manufacturing liquid crystal display panel and liquid crystal display panel

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006242274A JP4565573B2 (ja) 2006-09-07 2006-09-07 液晶表示パネルの製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2008066494A JP2008066494A (ja) 2008-03-21
JP4565573B2 true JP4565573B2 (ja) 2010-10-20

Family

ID=38846892

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006242274A Expired - Fee Related JP4565573B2 (ja) 2006-09-07 2006-09-07 液晶表示パネルの製造方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20080062344A1 (ja)
EP (1) EP1898461A3 (ja)
JP (1) JP4565573B2 (ja)
KR (1) KR100922272B1 (ja)
CN (1) CN100578327C (ja)
TW (1) TW200828450A (ja)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009103732A (ja) * 2007-10-19 2009-05-14 Sony Corp 表示装置およびその製造方法
CN102033343B (zh) 2009-09-25 2012-09-19 北京京东方光电科技有限公司 阵列基板及其制造方法
KR101284709B1 (ko) * 2010-09-20 2013-07-16 엘지디스플레이 주식회사 액정 표시장치와 이의 제조방법
CN102650763B (zh) * 2011-08-26 2015-01-07 北京京东方光电科技有限公司 一种液晶显示屏及其制造方法与显示器
WO2013080900A1 (en) * 2011-12-02 2013-06-06 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and method for manufacturing the same
JP6053490B2 (ja) 2011-12-23 2016-12-27 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体装置の作製方法
WO2013094547A1 (en) 2011-12-23 2013-06-27 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and method for manufacturing the same
CN107255896A (zh) * 2017-07-27 2017-10-17 深圳市华星光电技术有限公司 一种显示面板、阵列基板及其制造方法
KR102556021B1 (ko) * 2017-10-13 2023-07-17 삼성디스플레이 주식회사 디스플레이 장치 및 그 제조방법
CN112366178B (zh) * 2020-11-09 2023-03-28 Tcl华星光电技术有限公司 阵列基板的制备方法及阵列基板
CN112785962B (zh) * 2021-03-11 2024-03-08 厦门天马微电子有限公司 显示面板及显示装置

Family Cites Families (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5032883A (en) * 1987-09-09 1991-07-16 Casio Computer Co., Ltd. Thin film transistor and method of manufacturing the same
US5187604A (en) * 1989-01-18 1993-02-16 Hitachi, Ltd. Multi-layer external terminals of liquid crystal displays with thin-film transistors
JP3009438B2 (ja) * 1989-08-14 2000-02-14 株式会社日立製作所 液晶表示装置
US5402254B1 (en) * 1990-10-17 1998-09-22 Hitachi Ltd Liquid crystal display device with tfts in which pixel electrodes are formed in the same plane as the gate electrodes with anodized oxide films before the deposition of silicon
JPH05341315A (ja) * 1992-06-08 1993-12-24 Hitachi Ltd 薄膜トランジスタ基板、液晶表示パネルおよび液晶表示装置
JP3184853B2 (ja) * 1993-06-24 2001-07-09 株式会社日立製作所 液晶表示装置
JP3861400B2 (ja) * 1997-09-01 2006-12-20 セイコーエプソン株式会社 電界発光素子およびその製造方法
JP2000269504A (ja) * 1999-03-16 2000-09-29 Hitachi Ltd 半導体装置、その製造方法及び液晶表示装置
US6335539B1 (en) * 1999-11-05 2002-01-01 International Business Machines Corporation Method for improving performance of organic semiconductors in bottom electrode structure
KR20010082831A (ko) * 2000-02-21 2001-08-31 구본준, 론 위라하디락사 액정표시장치의 제조방법
TW518442B (en) * 2000-06-29 2003-01-21 Au Optronics Corp Thin film transistor liquid crystal display and its manufacture method
US6872586B2 (en) * 2000-10-17 2005-03-29 Seiko Epson Corporation Method of manufacture of active matrix substrate and liquid crystal display device
GB2379083A (en) * 2001-08-20 2003-02-26 Seiko Epson Corp Inkjet printing on a substrate using two immiscible liquids
JP3963693B2 (ja) * 2001-10-15 2007-08-22 富士通株式会社 導電性有機化合物及び電子素子
US6555411B1 (en) * 2001-12-18 2003-04-29 Lucent Technologies Inc. Thin film transistors
JP2003318193A (ja) * 2002-04-22 2003-11-07 Seiko Epson Corp デバイス、その製造方法及び電子装置
US7183146B2 (en) * 2003-01-17 2007-02-27 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method of manufacturing semiconductor device
US20040197964A1 (en) * 2003-04-01 2004-10-07 Yu-Chou Lee Method for fabricating thin film transistor for liquid crystal display device
JP2004349583A (ja) * 2003-05-23 2004-12-09 Sharp Corp トランジスタの製造方法
KR100980020B1 (ko) * 2003-08-28 2010-09-03 삼성전자주식회사 박막 트랜지스터 표시판과 그 제조 방법
JP4666999B2 (ja) * 2003-10-28 2011-04-06 株式会社半導体エネルギー研究所 配線及び薄膜トランジスタの作製方法
JP4737971B2 (ja) * 2003-11-14 2011-08-03 株式会社半導体エネルギー研究所 液晶表示装置および液晶表示装置の作製方法
JP4671665B2 (ja) * 2003-11-14 2011-04-20 株式会社半導体エネルギー研究所 表示装置の作製方法
WO2005047967A1 (en) * 2003-11-14 2005-05-26 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Liquid crystal display device and method for manufacturing the same
US7659138B2 (en) * 2003-12-26 2010-02-09 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method for manufacturing an organic semiconductor element
JP4628040B2 (ja) * 2004-08-20 2011-02-09 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体素子を備えた表示装置の製造方法
JP2006148050A (ja) * 2004-10-21 2006-06-08 Seiko Epson Corp 薄膜トランジスタ、電気光学装置、及び電子機器
US8058652B2 (en) * 2004-10-28 2011-11-15 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device used as electro-optical device having channel formation region containing first element, and source or drain region containing second element
JP2006195142A (ja) * 2005-01-13 2006-07-27 Future Vision:Kk 配線パターンを有する基板及びそれを用いた液晶表示装置
JP4395659B2 (ja) * 2005-12-20 2010-01-13 株式会社フューチャービジョン 液晶表示装置とその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20080062344A1 (en) 2008-03-13
JP2008066494A (ja) 2008-03-21
TW200828450A (en) 2008-07-01
KR100922272B1 (ko) 2009-10-15
EP1898461A2 (en) 2008-03-12
CN101140398A (zh) 2008-03-12
EP1898461A3 (en) 2010-08-11
KR20080023109A (ko) 2008-03-12
CN100578327C (zh) 2010-01-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100922272B1 (ko) 액정 표시 패널의 제조 방법 및 액정 표시 패널
JP5044623B2 (ja) 電気泳動表示装置用アレイ基板及びその製造方法
JP4433480B2 (ja) 液晶表示装置及びその製造方法
KR101577659B1 (ko) 표시장치용 어레이 기판의 리워크 방법 및 어레이 기판
JP4722118B2 (ja) 液晶表示装置及びその製造方法
US20060093928A1 (en) Manufacturing method of color filter on TFT array and manufacturing method of LCD panel
US8023088B2 (en) Liquid crystal display device and manufacturing method of the liquid crystal display device
CN109599362B (zh) 薄膜晶体管基板的制造方法和薄膜晶体管基板
KR20060073379A (ko) 수평 전계 박막 트랜지스터 기판 및 그 제조 방법
US7977171B2 (en) Method for fabricating thin film transistor substrate
WO2009081633A1 (ja) アクティブマトリクス基板、これを備えた液晶表示装置、及びアクティブマトリクス基板の製造方法
CN107045237A (zh) 阵列基板及其制造方法
JP4751305B2 (ja) 液晶表示装置用アレイ基板及びその製造方法
US7489379B2 (en) Liquid crystal display device and fabricating method thereof
CN101140397B (zh) 液晶显示板及其制造方法
JP2010191283A (ja) アクティブ素子基板の製造方法、アクティブ素子基板、アクティブ型表示装置
JP4954868B2 (ja) 導電層を備えた基板の製造方法
US20180120610A1 (en) Liquid crystal display device and method of manufacturing same
KR101201707B1 (ko) 액정표시장치 및 그 제조방법
KR20080002202A (ko) 액정표시장치용 어레이 기판 및 그 제조방법
JP2006308686A (ja) 液晶表示装置の製造方法
KR20150051531A (ko) 액정표시장치의 제조방법
JP2008065012A (ja) 液晶表示パネル
KR101234212B1 (ko) 액정표시장치 및 그 제조방법
KR101188638B1 (ko) 액정표시소자 및 그 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20080110

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20081120

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090113

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090227

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20090915

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20091214

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20100202

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100608

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100611

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20100727

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20100730

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130813

Year of fee payment: 3

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees