JPH0570155B2 - - Google Patents

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JPH0570155B2
JPH0570155B2 JP14532584A JP14532584A JPH0570155B2 JP H0570155 B2 JPH0570155 B2 JP H0570155B2 JP 14532584 A JP14532584 A JP 14532584A JP 14532584 A JP14532584 A JP 14532584A JP H0570155 B2 JPH0570155 B2 JP H0570155B2
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JP
Japan
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electrode line
pattern
matrix type
mask
gate electrode
Prior art date
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JP14532584A
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JPS6123192A (ja
Inventor
Takao Matsumoto
Yoichiro Oonishi
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
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Publication of JPS6123192A publication Critical patent/JPS6123192A/ja
Publication of JPH0570155B2 publication Critical patent/JPH0570155B2/ja
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  • Liquid Crystal (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は、マトリクス型表示装置の製造方法
に関し、特に大型装置の解像度の改善に関するも
のである。
〔従来技術〕
第1図はマトリクス型表示装置の基板1におけ
る配置を示すもので、複数個のゲート電極線2と
複数個のソース電極線3が互いに直交して配置さ
れ、各交点領域に画素を有するマトリクス型アレ
イ4より成る表示エリア部と、ゲート電極線2と
ソース電極線3に接続され、マトリクス型アレイ
4の周囲に配置された周辺リードアウト部5で構
成されている。機種によつてはソース電極線3が
ドレイン電極線となることもある。
第2図は表示エリア部におけるマトリクス型ア
レイ4の一画素の構成を示すものであり、第3図
はマトリクス型アレイ4で構成されるマトリクス
型表示装置の表示エリア部における断面を示すも
のである。
図において、6は例えば薄膜トランジスタ(以
下TFTと称す)などのスイツチ機能を有する能
動素子で、そのドレイン電極7に画素電極8及び
信号蓄積コンデンサ9が接続され、さらに、画素
電極8は表示材料10に接続されている。
また、マトリクス型表示装置は、基板材11の
上にマトリクス型アレイ4及び周辺リードアウト
部5を形成した基板、例えばマトリクス型アレイ
基板1と、これと対向する透明導電電極12を有
する対向電極基板13との間に、例えば液晶など
の表示材料10を挾持して構成されている。
さらに、第4図は従来の製造方法によるマトリ
クス型アレイ4のパターン図、第5図は第4図の
−線断面図である。
従来のマトリクス型表示装置の製造方法を以下
に述べる。
マトリクス型アレイ4は、例えば石英ガラス等
の透明絶縁基板等よりなる基板材11の表面に、
まずゲート電極線2を形成する。これは、例えば
A等をスパツタ法等で基板材11上に全面成膜
し、大型のワンシヨツト露光マスクを用いたワン
シヨツト露光法による写真製版法により、フオト
レジストを形成する。ゲート電極線形成用フオト
マスクを用い、各マスク間のマスク合せをし、露
光し、現像してレジストパターンを形成する。こ
の後、Aをエツチングして所望形状のゲート電
極線2を形成する。以下同様の大型マスクによる
ワンシヨツト露光法によつて、ゲート絶縁膜1
4、アモルフアス、シリコン等の半導体膜15、
ソース電極線3、ドレイン電極7、保護膜16、
ITO等よりなる画素電極8等を各マスク間の重ね
合わせを実施して形成することにより、マトリク
ス型アレイ4が完成する。また同様に周辺リード
アウト部5にはゲート電極線2及びソース電極線
3が形成される。
第6図、第7図はマトリクス型アレイ基板1の
特に高解像なパターン形成を必要とする画素の集
積より構成されるマトリクス型アレイ4のパター
ン形成を一般化して説明するためのパターン図で
ある。
マトリクス型アレイ4は、通常、ゲート電極線
2、ソース電極線3等の各構成要素部を形成する
ために約5〜10枚のフオトマスク(以下マスクと
称する)が用いられる。この各マスクの不完全性
に基く各マスク間のオーバレイの他、パターンの
エツジ粗さ、パターンの線幅変動及び基板材11
の歪み等に起因した誤差要因よりレジストレーシ
ヨン不良が生じていた。このようなマトリクス型
アレイ4の欠陥は、多くの場合、パターンのエツ
ジの状態に起因して発生するものである。
第6図イ,ロは一般化して、反図形のパターン
幅XLで構成されるパターンXと正図形のパター
ン幅YLで構成されるパターンYとの二枚のマス
クのレジストレーシヨンの理想的な状態を示した
パターン図及びそのイ−ロ線断面図である。
図において、Ψ(X)Ψ(Y)はパターンXとパ
ターンYの中心線を示す。この場合、エツジマー
ジン(M)はM=(XL−YL)/2で表わされる。
ところが、大型マスクを用いたワンシヨツト露光
法による実際のパターン形成の場合を第7図イ,
ロに示す。Ψ(X)はパターンXの中心線、Ψ
(Y)はパターンYの中心線である。図に示すよ
うに、実際のパターン形成においては、マスク上
におけるパターン位置のずれとマスク間の重ね合
わせのずれが重畳されたパターン位置精度(O)、
パターン幅変動(L)及びエツジ粗さ(E)等が
生じるため、実際のパターン形成におけるエツジ
マージン(M1)はM1=(XL−YL)/2−(O+
L+E)に減少する。
また、実際のマスクのパターン設計において、
パターンの最小線幅又は最小フイーチヤーサイズ
は、上記の理想的な状態におけるエツジマージン
(M)に近い値に設定される。
一方、マトリクス型表示装置は、例えばマンと
マシン間のインターフエースの役割を果たし、表
示情報量の増大の要求から、大画面かつ高解像度
なものが要求される。
ところが、通常の半導体素子用のシリコンウエ
ハの最大口径約150mm(6″)以上においては、パ
ターン形成の基準となるマスクに高精度なものが
なく、最小線幅又は最小フイーチヤーサイズで約
30μmが限界であり、このマスクパターンを基板
材11上にパターンを転写するのに必要な、例え
ばマスクアライナー等の装置の解像度も上記のシ
リコンウエハーの口径以上では約30μmが限界と
なつている。
また、TFT6を用いたマトリクス型表示装置
では、TFT6が通常不透明材料で構成され、表
示特性上欠陥部分となり、表示画素の開口率(画
素電極面積/画素面積)を低下させる。このた
め、TFT6等は可能な限り小面積に形成するこ
とが必要であるが、上記のように開口率はパター
ン形成の微細化に対するエツジマージン等の制約
条件で決定され、約30%が上限となる。
また、大面積のワンシヨツト露光法の大型マス
クにおける、大きな距離にかけてのパターン位置
の誤差、すなわち座標位置精度の誤差要因も大き
く、画面サイズが約150mm以上では約10μm以上の
値となる。又、各マスク間のオーバレイに関し、
大型マスク及び基板材11の熱膨張に伴なうパタ
ーン座標位置精度の誤差要因を回避するために、
厳密なる温度管理が必要であつた。
以上に説明したように、従来の大型のマトリク
ス型表示装置は、大型のワンシヨツト露光マスク
を用い、ワンシヨツト露光法による写真製版法に
よりパターンを形成しているために、パターンの
位置精度、パターン幅変動及びエツジ粗さなどの
誤差要因が増大するため、高解像度化が困難であ
つた。さらに、表示性能を左右する開口率の上昇
が不可能であると共に大きな距離にかけてのパタ
ーンの座標位置精度の悪さに基くパターン不良な
どにより、画素の生存率が低く、表示性能の高い
マトリクス型表示装置が得られないという欠点が
あつた。
〔発明の概要〕
この発明は、上記のような従来のものの欠点を
除去するためになされたもので、写真製版法によ
るパターン形成に、リードアウトが必要な上記ゲ
ート電極線及び上記ソース電極線(又はドレイン
電極線)を大型マスクを用いたワンシヨツト露光
法で形成する工程、少なくとも上記ゲート電極線
及び上記ソース電極線(又はドレイン電極線)を
除いてマトリクス型アレイを小型マスクを用いた
ステツプアンドリピート又はストツプアンドリピ
ート露光法で形成する工程、及び上記周辺リード
アウト部を大型マスクを用いたワンシヨツト露光
法で形成する工程とを施すことにより、各部の要
求に応じた精度でパターンを形成し、大型の高解
像度化を可能にし、かつ開口率を高くして、表示
性能を良好にし、さらに大きな距離にかけてのパ
ターンの座標位置精度を改良して画素の生存率の
高いマトリクス型表示装置を提供することを目的
としている。
〔発明の実施例〕
以下、この発明の一実施例を図について説明す
る。大型のマトリクス型表示装置において、第8
図に示す周辺リードアウト部5は比較的低解像度
のパターン形成で目的が達成でき、第9図に示す
マトリクス型アレイ4で構成された表示エリア部
は高解像度なパターン形成を必要としている。従
つて、この発明では第10図、第11図に示すよ
うに、この表示エリア部のマトリクス型アレイ4
を高解像度でパターン形成可能な大きさ、例えば
4分割したアレイ4a〜4dや9分割したアレイ
4e〜4m等に分割して形成している。第12図
はこの発明の一実施例によるマトリクス型アレイ
4を示すパターン図であり、第13図は第12図
の−線断面図、第14図はこの発明の一
実施例による周辺リードアウト部5を示すパター
ン図、第15図はその−線断面を示す。
マトリクス型アレイ基板1の製造方法を以下に
述べる。始めに、例えば石英ガラス等の透明絶縁
基板等よりなる基板材11の表面に、ゲート電極
線2を形成する。これは、例えばA等を基板材
11の表面に全面成膜した後、大型マスクを用い
たワンシヨツト露光法で露光し、レジストパター
ンを現像し、Aをエツチングして所望形状のゲ
ート電極線2を形成する。更に表示エリア部を構
成するマトリクス型アレイ4の要素の中でリード
アウトの必要なソース電極線3(又はドレイン電
極線)のパターン形成を上記ゲート電極線2の方
法と同様に大型マスクを用いたワンシヨツト露光
法で形成する。次にゲート絶縁膜14、アモルフ
アスシリコン等の半導体膜15、保護膜16、
ITO等よりなる画素電極8等のマトリクス型アレ
イ4のリードアウトの必要でない構成要素のパタ
ーン形成を行なう。これは、特に高解像度パター
ンの形成を要求する多数の画素の集積により構成
されるため、第10図、第11図に示しように、
小型マスク、特に小型高解像マスク及び高解像ワ
ンシヨツト露光が可能なサイズの範囲内で分割、
例えば等分割し、小型高解像マスクを用いたステ
ツプアンドリピート法、又はストツプアンドリピ
ート法で形成する。一方、第14図及び第15図
に示す比較的低解像度のパターン形成で目的が達
成できる周辺リードアウト部5のパターン形成を
大型マスクを用いたワンシヨツト露光法で形成す
る。この後、レジストパターンを現像し、各構成
要素部材をエツチングして、所望形状のパターン
を形成し、マトリクス型アレイ基板1が完成す
る。
上記のようにマトリクス型表示装置を製造する
と、第16図イ,ロに示したパターン形成を一般
化した、反図形のパターンXと正図形のパターン
Yとの二枚のマスクの組合せの例において、マス
クの小型化により、マスク上におけるパターン位
置のずれとマスク間の重ね合わせのずれが重畳さ
れたパターン位置精度(O)、パターン幅変動
(L)及びエツジ粗さ(E)等が減少する。この
ため、エツジマージン(M2)はM2≒(XL−
YL)/2となり、理想的な状態の場合のエツジ
マージン(M)に限りなく接近する。
また、マトリクス型アレイ4のパターン設計に
おけるパターンの最小線幅、又は最小フイーチヤ
ーサイズは小型高解像マスクの製作法に基づくパ
ターン精度、例えば電子ビーム露光系で約2μmで
あり、エツジマージンも約3μm程度の設計が可能
となり、開口率も約70%以上の値が期待できる。
また、例えばマンとマシン間のインターフエー
スの役割を果たすマトリクス型表示装置の表示情
報量の増大の要求に対応した大画面化、高解像度
化への要求にも対応が容易となる。
なお、器種によつてはソース電極線がドレイン
電極線となることもある。
また、マトリクス型アレイ4を形成する際の分
割は上記実施例に限るものではなく、要求される
精度に応じたマスクの大きさによつて分割すれば
よい。
〔発明の効果〕
以上のように、この発明によれば、写真製版法
によるパターン形成にリードアウトが必要な上記
ゲート電極線、及び上記ソース電極線(又はドレ
イン電極線)を大型マスクを用いたワンシヨツト
露光法で形成する工程、少なくとも上記ゲート電
極線及び上記ソース電極線(又はドレイン電極
線)を除いてマトリクス型アレイを小型マスクを
用いたステツプアンドリピート又はストツプアン
ドリピート露光法で形成する工程、及び上記周辺
リードアウト部を大型マスクを用いたワンシヨツ
ト露光法で形成する工程とを施すことにより、大
型のマトリクス型表示装置のパターン形成精度に
おいて、パターンの位置精度、パターン幅変動、
エツジ粗さ等の誤差要因が低減される結果、パタ
ーン設計の基準となるパターンの最小線幅又は最
小フイーチヤーサイズが、例えば約3μm程度に設
計でき、高解像度化が容易で、かつ表示性能を左
右する画素の開口率を、例えば約70%以上に増大
することが可能となる。
また、大きな距離にかけてのパターンの座標位
置精度が改良できる結果、画素の生存率が極めて
高く、表示性能の高いマトリクス型表示装置が得
られるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はマトリクス型表示装置の基板の配置
図、第2図はマトリクス型アレイの一画素を示す
構成図、第3図はマトリクス型表示装置の断面
図、第4図は従来の製造方法によるマトリクス型
アレイを示すパターン図、第5図は第4図の−
線断面図、第6図イ,ロはそれぞれパターン形
成の理想的なパターン図、及びそのロ−ロ線
断面図、第7図イ,ロはそれぞれ従来の製造方法
によるパターン形成のパターン図、及びそのロ
−ロ線断面図、第8図はマトリクス型表示装置
の周辺リードアウト部を示す配置図、第9図はマ
トリクス型アレイを示す配置図、第10図及び第
11図はこの発明の一実施例による製造方法に係
わる4分割及び9分割されたマトリクス型アレイ
を示す説明図、第12図はこの発明の一実施例に
よる製造方法によるマトリクス型アレイを示すパ
ターン図、第13図は第12図の−線断
面図、第14図、第15図はそれぞれこの発明の
一実施例による製造方法による周辺エリア部のパ
ターン図、及びその−線断面図、第16
図イ,ロはそれぞれこの発明の一実施例によるパ
ターン形成のパターン図、及びその−線
断面図である。 1……基板、2……ゲート電極線、3……ソー
ス電極線(又はドレイン電極線)、4,4a〜4
m……マトリクス型アレイ、5……周辺リードア
ウト部、6……能動素子、8……画素電極、9…
…信号蓄積コンデンサ、10……表示材料、12
……透明導電電極、13……対向電極基板。な
お、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示
す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 複数個のゲート電極線、及びこれらのゲート
    電極線と直交する複数個のソース電極線(又はド
    レイン電極線)を有し、スイツチ機能を有する能
    動素子、画素電極及び信号蓄積コンデンサを含む
    マトリクス型アレイを有し、かつ上記ゲート電極
    線と上記ソース電極線(又はドレイン電極線)に
    接続され、上記マトリクス型アレイの周囲に配置
    した周辺リードアウト部を有する基板、並びにこ
    の基板と対向する側に透明導電電極を有する対向
    電極基板との間に表示材料を挾持するものにおい
    て、写真製版法によるパターン形成に、リードア
    ウトが必要な上記ゲート電極線、及び上記ソース
    電極線(又はドレイン電極線)を大型マスクを用
    いたワンシヨツト露光法で形成する工程、少なく
    とも上記ゲート電極線及び上記ソース電極線(又
    はドレイン電極線)を除いてマトリクス型アレイ
    を小型マスクを用いたステツプアンドリピート又
    はストツプアンドリピート露光法で形成する工
    程、及び上記周辺リードアウト部を大型マスクを
    用いたワンシヨツト露光法で形成する工程とを施
    すことを特徴とするマトリクス型表示装置の製造
    方法。
JP59145325A 1984-07-11 1984-07-11 マトリクス型表示装置の製造方法 Granted JPS6123192A (ja)

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JPH0830794B2 (ja) * 1986-06-20 1996-03-27 松下電器産業株式会社 マトリクス型液晶表示装置
JPH0390791U (ja) * 1989-12-29 1991-09-17
KR20110071096A (ko) 2008-09-26 2011-06-28 아스카 세이야쿠 가부시키가이샤 기능성 소화관 장해의 예방 및/또는 치료제

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