JPH0749507A - 液晶表示基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 製造工数の大幅な低減。 【構成】 液晶を介して互いに対向する透明基板のうち
一方の透明基板の液晶側の面に形成された、透明画素電
極と、この透明画素電極を駆動するための信号線と、こ
の信号線の上層に形成され透明画素電極の形成領域を開
口させた絶縁膜とを備えた液晶表示基板において、前記
透明画素電極の材料層と該信号線の材料層との積層体を
透明基板面の全域に順次形成する工程と、前記積層体を
前記透明画素電極のパターンを含めたパターンで選択エ
ッチングする工程と、選択エッチングされた積層体の上
層に前記絶縁膜を形成する工程と、この絶縁膜をマスク
としてその開口から露呈された信号線の材料層をエッチ
ングする工程と、からなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示基板の製造方
法に係り、たとえば、いわゆるアクティブ・マトリック
ス方式の液晶表示基板の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】アクティブ・マトリックス方式の液晶表
示基板は、マトリクス状に配列された複数の画素電極の
それぞれに対応して非線形素子（スイッチング素子）を
設けたものである。

【０００３】各画素における液晶は理論的には常時駆動
（デューティ比：１．０）されているので、時分割駆動
方式を採用している、いわゆる単純マトリックス方式と
比べてアクティブ方式はコントラストがよく、特にカラ
ー液晶表示装置では欠かせない技術となりつつある。ス
イッチング素子として代表的なものとしては薄膜トラン
ジスタ（ＴＦＴ）がある。

【０００４】そして、このような液晶表示基板における
マトリクス状に配置された各画素電極は、ゲート信号線
の電圧供給によりオンする薄膜トランジスタを介してド
レイン信号線からの信号電圧が印加されるように構成さ
れている。

【０００５】ここで、画素電極は透明導電材料から構成
され、従来では、その形成を独立に、すなわち周知のフ
ォトリソグラフィ技術を用いて形成していた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな液晶表示基板は製造においては、その製造工数が極
めて多いという問題が指摘され、その大幅な低減がなさ
れることが要望されるに到った。

【０００７】本発明は、このような事情に基づいてなさ
れたものであり、その目的とするところのものは、製造
工数の大幅な低減を図った液晶表示基板の製造方法を提
供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明による製造方法は、液晶を介して互い
に対向する透明基板のうち一方の透明基板の液晶側の面
に形成された、透明画素電極と、この透明画素電極を駆
動させるための信号線と、この信号線の上層に形成され
透明画素電極の形成領域を開口させた絶縁膜とを備えた
液晶表示基板において、前記透明画素電極の材料層と該
信号線の材料層との積層体を透明基板面の全域に順次形
成する工程と、前記積層体を前記透明画素電極のパター
ンを含めたパターンで選択エッチングする工程と、選択
エッチングされた積層体の上層に前記絶縁膜を形成する
工程と、この絶縁膜をマスクとしてその開口から露呈さ
れた信号線の材料層をエッチングする工程と、からなる
ものである。

【０００９】

【作用】このように構成された液晶表示基板の製造方法
は、たとえば、液晶表示基板がアクティブ・マトリクス
方式のものであって、ゲート信号線がドレイン信号線よ
りも下層に形成されている場合、まず、透明基板面の全
域に、透明画素電極の材料層とゲート信号線の材料層と
の順次積層層体を形成する。

【００１０】そして、この積層体を前記透明画素電極の
パターンを含めたパターンで選択エッチングする。した
がって、この段階では、透明画素電極の形成領域にはゲ
ート信号線の材料層が上層に形成されている状態となっ
ている。

【００１１】その後、このように形成された積層体の上
層に、透明画素電極の形成領域を開口させた絶縁膜を形
成する。この場合の絶縁膜は、通常、ＴＦＴのゲート絶
縁膜、および後の工程で形成されるドレイン信号線との
電気的絶縁を図る層間絶縁膜となる。

【００１２】さらに、この絶縁膜をマスクとしてその開
口から露呈された信号線の材料層をエッチングして、透
明画素電極の形成領域にはその材料層が絶縁膜から露呈
されることになる。

【００１３】この工程から判明するように、特に透明画
素電極のパターン形成（選択エッチング工程）を独自に
行う必要がなくなり、大幅な製造工数の低減が図れるこ
とになる。

【００１４】このような製造方法は、ドレイン信号線の
形成においてもそのまま適用できる。この場合、該ドレ
イン信号線の上層に形成される絶縁膜は該ドレイン信号
線と液晶との接触から保護する保護膜として機能するも
のとなる。

【００１５】

【実施例】図２は、本発明による液晶表示基板ＡＲの等
価回路とその周辺回路の結線図を示した図である。

【００１６】同図は回路図ではあるが、実際の幾何学的
配置に対応して描かれている。液晶表示基板ＡＲは複数
の画素を二次元状に配列したマトリクス・アレイであ
る。

【００１７】図中、Ｘは映像信号線（ドレイン信号線）
ＤＬを意味し、添字Ｇ、ＢおよびＲがそれぞれ緑、青お
よび赤画素に対応して付加されている。Ｙは走査信号線
（ゲート信号線）ＧＬを意味し、添字１，２，３，…，
endは走査タイミングの順序に従って付加されている。

【００１８】映像信号線Ｘ（添字省略）は交互に上側
（または奇数）映像信号駆動回路Ｈｅ、下側（または偶
数）映像信号駆動回路Ｈｏに接続されている。

【００１９】走査信号線Ｙ（添字省略）は垂直走査回路
Ｖに接続されている。

【００２０】ＳＵＰは１つの電圧源から複数の分圧した
安定化された電圧源を得るための電源回路やホスト（上
位演算処理装置）からのＣＲＴ（陰極線管）用の情報を
ＴＦＴ液晶表示装置用の情報に交換する回路を含む回路
である。

【００２１】〔実施例１．〕図３は、本発明による液晶
表示基板ＡＲの一実施例を示す平面図である。同図にお
いて、下部透明基板ＳＵＢ１があり、この下部透明基板
ＳＵＢ１の上面には上部透明基板ＳＵＢ２が配置されて
いる。

【００２２】上部透明基板ＳＵＢ２は下部透明基板ＳＵ
Ｂ１よりも面積が小さく、該下部透明基板ＳＵＢ１の周
辺部を露呈させた状態で配置されている。

【００２３】なお、下部透明基板ＳＵＢ１と上部透明基
板ＳＵＢ２の間には液晶が介在されているとともに、該
上部透明基板ＳＵＢ２の周辺に配置されたスペーサＳＬ
によって該液晶の封入がなされるようになっている。

【００２４】上部透明基板ＳＵＢ２から露呈された下部
透明基板ＳＵＢ１の周辺には、前記図２の回路図に対応
させて、その図中縦方向の辺部にはゲート信号端子群Ｇ
Ｂが配置され、また横方向の辺部にはドレイン信号端子
群ＤＢが配置されている。

【００２５】図４は、図３のＩ−Ｉにおける断面を示し
た図である。ただし、図４において上部透明基板ＳＵＢ
２と液晶は省略している。

【００２６】図４において、下部透明基板ＳＵＢ１の液
晶側の面には、シリコン酸化膜ＳＩＯが全域に形成さ
れ、このシリコン酸化膜ＳＩＯの表面にはゲート信号線
ＧＬが形成されている。このゲート信号線ＧＬは、ＩＴ
Ｏ（Indium-Tin-Oxide）からなる透明導電膜ＩＴＯとＡ
ｌ等からなる導電膜ＧＴの順次積層体から構成されてい
る。

【００２７】このゲート信号線ＧＬは、その一部におい
て後述する薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）のゲート電極を
構成するとともに、その端部において前記スペーサＳＬ
の外側にまで延在されて前記ゲート信号端子群ＧＢのう
ちの一つであるゲート信号端子ＧＢ１を構成している。

【００２８】そして、このゲート信号線ＧＬを含んでた
とえばシリコン窒化膜からなる絶縁膜ＧＩが形成され、
この絶縁膜は前記薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）の形成領
域においてはゲート絶縁膜を構成し、それ以外の領域に
おいては該ゲート信号線ＧＬと後述するドレイン信号線
ＤＬとの交差部における層間絶縁膜としての機能を有す
ることになる。

【００２９】ここで、この絶縁膜ＧＩは、透明画素電極
ＩＴＯ１の形成領域、およびゲート信号線ＧＬのゲート
信号端子ＧＢ１の形成領域にそれぞれ開口されたもので
あり、この開口された絶縁膜ＧＩをマスクとして該透明
画素電極ＩＴＯ１およびゲート信号端子ＧＢ１を形成す
る機能を有するものであり、この点においては、図１に
示す製造工程で詳述する。

【００３０】さらに、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）の形
成領域に形成されたゲート絶縁膜（絶縁膜ＧＩの一部）
の上面には、半導体層ＡＳが形成され、この半導体層Ａ
Ｓの上面には、図示しないドレイン信号線と同工程で形
成されるドレイン電極ＳＤ２およびソース電極ＳＤ１が
形成されている。

【００３１】該ドレイン電極ＳＤ２は図示しないドレイ
ン信号線ＤＬと一体に形成され、このドレイン信号線Ｄ
ＬはスペーサＳＬの外側にまで延在されて前記ドレイン
信号端子群ＤＢのうちの一つであるドレイン信号端子を
構成している。

【００３２】また、ソース電極ＳＤ１は前記シリコン酸
化膜ＳＩＯの表面に形成されたＩＴＯからなる透明画素
電極ＩＴＯ１に接続されている。この透明画素電極ＩＴ
Ｏ１は、積層体からなるゲート信号線ＧＬの下層に位置
づけられる透明導電膜ＩＴＯからなり、その上層の導電
膜ＧＩは前記絶縁膜ＧＩをマスクとして選択エッチング
されたものとなっている。

【００３３】さらに、たとえばシリコン窒化膜からなる
保護膜（絶縁膜）ＰＳＶが形成され、この保護膜ＰＳＶ
は、前記透明画素電極ＩＴＯ１の形成領域、およびゲー
ト信号線ＧＬのゲート信号端子ＧＢ１の形成領域に開口
がなされたものとなっている。

【００３４】そして、このように開口がなされた保護膜
ＰＳＶの表面には配向膜ＯＲＩ１が形成されている。

【００３５】次に、このように構成された液晶表示基板
の製造方法の実施例を図１（ａ）ないし（ｄ）を用いて
説明する。

【００３６】工程１．（図１（ａ）） 下部透明基板ＳＵＢＳＵＢ１の表面の全域にシリコン酸
化膜ＳＩＯを形成し、このシリコン酸化膜ＳＩＯの表面
全域に、ＩＴＯからなる透明導電膜ＩＴＯ、およびＩＴ
Ｏ以外の金属たとえばＡｌ等からなる導電膜ＧＩを順次
形成する。

【００３７】なお、この場合の導電膜ＧＩは、Ａｌのみ
に限らず他の金属であってもよく、また多種の金属から
なる積層体であってもよいことはいうまでもない。

【００３８】工程２．（図１（ｂ）） 透明導電膜ＩＴＯと導電膜ＧＩの順次積層体を、同一の
パターンで選択エッチングする。この場合、ゲート信号
線ＧＬの形成領域はもちろんのこと、透明画素電極ＩＴ
Ｏ１の形成領域に形成された該積層体を残存させるよう
にする。

【００３９】工程３．（図１（ｃ）） さらに、絶縁膜ＧＩを全面に形成した後、透明画素電極
ＩＴＯ１の形成領域およびゲート信号線ＧＬのゲート信
号端子ＧＢの形成領域における該絶縁膜ＧＩを選択エッ
チングする。

【００４０】これにより、残存する絶縁膜ＧＩの開口か
らは前記積層体の上層に形成された導電膜ＧＩが露呈さ
れることになる。

【００４１】工程４．（図１（ｄ）） 絶縁膜ＧＩをマスクとして、この絶縁膜ＧＩから露呈さ
れている導電膜ＧＩを選択エッチングし、その下層に位
置づけられている透明導電膜ＩＴＯを露呈させる。

【００４２】これにより、透明画素電極ＩＴＯ１を所定
のパターンに選択エッチングして画素電極を形成する独
自の工程はなくなり、この分の工数を削減させることが
できるようになる。

【００４３】その後は、通常の工程で、半導体層ＡＳ、
ドレイン信号線ＤＬ（ドレイン電極ＳＤ２、ソース電極
ＳＤ１をも一体に形成する）、保護膜ＰＳＶ、および配
向膜ＯＲＩ１を形成する。

【００４４】上述した実施例は、ゲート信号線ＧＬの形
成に本発明を適用したものであるが、これに限定され
ず、ドレイン信号線ＤＬにおいても同様に適用できる。

【００４５】〔実施例２．〕図５は、図３のＶ−Ｖ線に
おける断面を示す図である。

【００４６】同図において、図４と同符号のものは同材
料のものを示している。図４と異なる構成は、ゲート信
号線ＧＬはＡｌなどの金属からなる導電膜で構成され
（図４に示すように、透明導電膜との積層体で構成され
ていない）、その代わり、ドレイン信号線ＤＬが透明導
電膜ＩＴＯと導電膜ＧＴとの積層体で構成されているこ
とにある。

【００４７】そして、この積層体において、透明画素電
極ＩＴＯ１、およびドレイン信号端子ＤＢ１は、その上
層に形成される保護膜（絶縁膜）ＰＳＶをマスクとして
選択エッチングされることによって形成されている。

【００４８】次に、このように構成された液晶表示基板
の製造方法の一実施例を図６（ａ）ないし（ｅ）を用い
て説明する。

【００４９】工程１．（図６（ａ）） 下部透明基板ＳＵＢ１の表面の全域にシリコン酸化膜Ｓ
ＩＯを形成し、通常の工程で、ゲート信号線ＧＬ、絶縁
膜ＧＩ、および半導体層ＡＳを形成する。

【００５０】工程２．（図６（ｂ）） このように加工された下部透明基板ＳＵＢ１の表面の全
域に、透明導電膜ＩＴＯ、導電膜ＳＤを順次形成する。

【００５１】この導電膜ＳＤはたとえばＡｌ等からな
り、また、これに限定されず、ＩＴＯ以外の他の金属の
積層体であってもよいことはいうまでもない。

【００５２】工程３．（図６（ｃ）） このように形成された積層体を同一のパターンに選択エ
ッチングし、これによって、透明画素電極ＩＴＯ１の形
成領域を含んだドレイン信号線ＤＬの形成領域に該積層
体を残存させる。

【００５３】工程４．（図６（ｄ）） 保護膜ＰＳＶを全域に形成した後、透明画素電極ＩＴＯ
１の形成領域、およびドレイン信号線ＤＬのドレイン信
号端子ＤＢ１の形成領域における保護膜ＰＳＶを選択エ
ッチングによって除去することにより、開口を設ける。

【００５４】工程５．（図６（ｅ）） このように開口された保護膜ＰＳＶをマスクとして、該
開口から露呈されている導電膜ＳＤを選択エッチングす
ることにより、その下層の透明導電膜ＩＴＯを露呈させ
る。

【００５５】このようにした場合でも、透明導電膜ＩＴ
Ｏを所定のパターンに選択エッチングして透明画素電極
ＩＴＯ１を形成する独自の工程はなくなり、この分の工
数を削減させることができるようになる。

【００５６】上述した実施例では、図示に示す薄膜トラ
ンジスタＴＦＴをスイッチング素子として備えた液晶表
示基板を示したものであるが、これに限定されることは
ない。要は、透明画素電極と、この透明画素電極を駆動
させるための信号線と、この信号線の上層に形成され透
明画素電極の形成領域を開口させた絶縁膜とを備えた液
晶表示基板に適用できることはいうまでもない。

【００５７】

【発明の効果】以上説明したことから明らかになるよう
に、本発明による液晶表示基板の製造方法によれば、製
造工数を大幅に低減できるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）ないし（ｄ）は、本発明による液晶表示
基板の製造方法の一実施例を示す工程図である。

【図２】本発明による液晶表示基板の等価回路とその周
辺回路の結線図を示した図である。

【図３】本発明による液晶表示基板の一実施例を示す平
面図である。

【図４】本発明による液晶表示基板の一実施例を示す断
面図である。

【図５】本発明による液晶表示基板の他の実施例を示す
断面図である。

【図６】（ａ）ないし（ｅ）は、本発明による液晶表示
基板の製造方法の他の実施例を示す工程図である。

【符号の説明】

ＳＵＢ１ 透明基板 ＩＴＯ１ 透明画素電極 ＩＴＯ 透明導電膜 ＧＬ ゲート信号線 ＤＬ ドレイン信号線 ＧＩ 絶縁膜 ＰＳＶ 保護膜

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液晶を介して互いに対向する透明基板の
   うち一方の透明基板の液晶側の面に形成された、透明画
   素電極と、この透明画素電極を駆動させるための信号線
   と、この信号線の上層に形成され透明画素電極の形成領
   域を開口させた絶縁膜とを備えた液晶表示基板におい
   て、 前記透明画素電極の材料層と該信号線の材料層との積層
   体を透明基板面の全域に順次形成する工程と、前記積層
   体を前記透明画素電極のパターンを含めたパターンで選
   択エッチングする工程と、選択エッチングされた積層体
   の上層に前記絶縁膜を形成する工程と、この絶縁膜をマ
   スクとしてその開口から露呈された信号線の材料層をエ
   ッチングする工程と、からなることを特徴とする液晶表
   示基板の製造方法。