JPH09258200A - 液晶表示装置、およびその製造方法 - Google Patents

液晶表示装置、およびその製造方法

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JPH09258200A
JPH09258200A JP7158696A JP7158696A JPH09258200A JP H09258200 A JPH09258200 A JP H09258200A JP 7158696 A JP7158696 A JP 7158696A JP 7158696 A JP7158696 A JP 7158696A JP H09258200 A JPH09258200 A JP H09258200A
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JP
Japan
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forming
light
shielding film
liquid crystal
insulating film
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JP7158696A
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English (en)
Inventor
Nobuo Imai
信雄 今井
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の遮光膜の遮光特性を劣化することな
く、「映り込み」を抑え、しかも液晶配向特性を劣化さ
せることのない遮光膜を使い、遮光膜の表面に不所望な
凹凸のない液晶表示装置を提供することを目的とする。 【解決手段】 絶縁体中に、少くとも金属微粒子または
半金属微粒子より選ばれた1種または2種以上の元素の
微粒子が分散してなる遮光膜上に複数層の絶縁膜を設け
る。さらに複数層のうち第1層目を低温で形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置、及
びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、液晶表示装置にはブラックマト
リックスと呼ばれる遮光膜が使用されている。この遮光
膜として、表示画素電極アレイ基板上の表示画素電極を
除いた領域上に絶縁性遮光膜のマトリックスを配置する
方法が提案されている(特開昭63−64023号公
報)。
【0003】この場合の絶縁性遮光膜は、ポリマーに黒
色染料または補色関係にある2色以上の染料を配合し黒
色化したものを配合し使用するものである。従来、スイ
ッチング素子が配置された表示画素電極アレイ基板とカ
ラーフィルタ上に形成された遮光膜を有する基板との合
わせ精度が通常4〜8μmあるため、ブラックマトリッ
クスの開口パターンは前後合わせ精度分のマージンを見
込んで設計しなければならなかった。
【0004】しかし、この方法によれば、これらの合わ
せ精度は300mm角以上の大基板においても従来に比べ
て1/2程度以下であるため、合わせずれによる開口率
の低下を抑えることができ、バックライト光が回り込ん
でオフ抵抗が低下するのを避けることが可能となる。
【0005】また、他の遮光膜として、遮光膜をレジス
トとして用い、このレジストとしてポリマーに染料,顔
料を分散させたものが実用化されている。また、他の遮
光膜として、スイッチング素子内の金属配線が併用して
いる場合あるいはパッシベーション層内に金属層よりな
る遮光膜を設ける場合などがある。
【0006】しかし、この場合、導電性の金属を遮光膜
として使用しているため、画素電極と信号線の間の容量
カップリングに基づく画素電極の変動等の問題がある。
このため、本出願人は特願平7−77451号にて、絶
縁体中に金属微粒子を分散させた遮光膜を提案した。即
ち、遮光特性を劣化することなく、映り込みを抑え、し
かも液晶配向特性を劣化することのない遮光膜が提案さ
れている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、表示画
素電極アレイ基板の下層にこの遮光膜を配置すると、そ
の後の工程で高温の処理が必要となる場合に不都合が生
じることが分かってきた。すなわち、高温の工程によ
り、遮光膜上層部に分散させた金属微粒子が異常成長
し、表面に凹凸が形成され、その上部に形成される薄膜
トランジスタの信頼性を損なう恐れがある。
【0008】本発明は、上記問題点に鑑みなされたもの
で、映り込みがなく、液晶配向特性が良好で、充分な遮
光特性を有する遮光膜を使用し、かつ、薄膜トランジス
タ形成面に凹凸が生じない表示画素電極アレイ基板、強
いては良好な表示を行う液晶表示装置を提供することを
目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、第1の基板
と、前記第1の基板上にマトリクス状に形成された遮光
膜と、前記遮光膜を被覆して形成された絶縁膜と、マト
リクス状に形成された前記遮光膜の交点近傍に形成され
たスイッチング素子と、前記スイッチング素子に接続さ
れた表示画素電極と、を有する表示画素電極アレイ基板
と、前記表示画素電極アレイ基板と対向して配置された
第2の基板と、前記第2の基板の一主面上に形成された
対向電極とを有する対向基板と、前記表示画素電極アレ
イ基板と前記対向基板との間に挟持された液晶と、を有
する液晶表示装置において、前記遮光膜は絶縁体中に少
なくとも金属微粒子または半金属微粒子より選ばれた1
種または2種以上の元素の微粒子が分散してなり、前記
遮光膜を被覆する絶縁膜は複数層からなることを特徴と
する液晶表示装置である。
【0010】また本発明は、第1の基板上に、絶縁体中
に少なくとも金属微粒子または半金属微粒子より選ばれ
た1種または2種以上の元素の微粒子が分散してなる遮
光膜を形成する工程と、前記遮光膜上に絶縁膜を形成す
る工程と、前記スイッチング素子を形成する工程と、前
記スイッチング素子に接続される表示画素電極を形成す
る工程と、を含む表示画素電極アレイ基板を形成する工
程と、第2の基板上に対向電極を形成する工程を含む対
向基板を形成する工程と、前記表示画素電極アレイ基板
と前記対向基板とをシール材を介して貼り合わせる工程
と、前記貼り合わされた表示画素電極と対向基板との間
隙に液晶を注入し封止する工程とを含む液晶表示装置の
製造方法において、前記絶縁膜を形成する工程は、前記
遮光膜に接して形成される第1層を前記遮光膜中に分散
された微粒子の融点より低い温度で形成する第1工程を
含むことを特徴とする液晶表示装置の製造方法である。
【0011】
【発明の実施の形態】図1に本発明の他の実施例を示
す。図1は表示画素電極アレイ基板を詳細に説明した断
面図である。ガラスからなる絶縁基板19の一主面上
に、主にSiOx とBi微粒子よりなる遮光膜(Bi−
SiOx 遮光膜)8を形成する。この遮光膜8はスパッ
タによって5000オングストロームの厚さに堆積し、
所望の形状にエッチング加工して得られている。
【0012】そして、遮光膜8を被覆するように絶縁基
板19上に複数層から成る絶縁膜25a、25bを形成
する。本実施例の場合、2層とし、第1層25a、第2
層25bとも酸窒化シリコン(SiON)からなる。
【0013】次にITO(Indium Tin Ox
ide)とMo−W(モリブデン−タングステン)合金
を積層成膜し、フォトリソグラフィーによってエッチン
グ加工して、表示画素電極4と一体化したソース電極1
0及びドレイン電極12を形成する。
【0014】次に、枚葉式CVD装置でN2 雰囲気中で
150℃に遮光膜8が形成された絶縁基板19を加熱す
る。そして、プロセスガスとして、SiH4 を20sc
cm、N2 Oを120sccm、N2 を400sccm
の流量とし、13.56MHzの高周波電力を200
W、成膜圧力3Torrで第1層25aのSiONを3
000オングストロームの厚さに形成する。
【0015】続いて、第1層25aが形成された絶縁基
板19を330℃に加熱し、他の条件は第1層25a形
成の時と同じにして第2層25bのSiONを2000
オングストロームの厚さに形成する。
【0016】次に、これらを覆うように、能動素子14
としての膜厚0.1μmのa−Siを、低抵抗層13と
してのn+p−Siを、ゲート絶縁膜26としての膜厚
0.4μmのSiNx 膜を順次積層形成する。
【0017】続いて、AlとMoを積層し、フォトリソ
グラフィーによってエッチング加工してゲート電極15
を形成する。次に、同一パターンでSiNx 膜をエッチ
ングし、ゲート電極15のない部分にa−Siを露出さ
せる。そして、レジスト剥離後、ゲート電極15をマス
クとしてa−Si層にPをドーピングし、さらにXeC
lエキシマレーザーを照射して結晶化させる。
【0018】そして、N型多結晶シリコンを、フォトリ
ソグラフィーによってエッチング加工して、ソース領域
10とドレイン領域12を形成する。最後に、全体を例
えばSiNx などの保護膜27で覆い、画素部と周辺電
極部上の保護膜を除去する。
【0019】この時点では、ソース、ドレイン電極と同
様に表示画素電極4はITO上に不透明Mo−Wが乗っ
ているので、これもエッチング除去する。以上の工程に
より、本発明の液晶表示装置を得ることができる。
【0020】本実施例によれば、絶縁膜を2層とし、遮
光膜に接する層である第1層25aを150℃というB
iの融点である270℃よりもはるかに低い温度で形成
することで、Biが異常成長する可能性がなく平坦な表
面の絶縁膜を得ることができる。さらにその上に高温で
第2層25bを形成することにより絶縁性の高い絶縁膜
を形成することができる。即ち、これら第1層、第2層
を組み合わせて形成することにより、絶縁体中にBi微
粒子が分散して成る遮光膜上にも平坦でかつ絶縁性の高
い絶縁膜を形成することができる。
【0021】また、本実施例では2層ともSiONで形
成したが、この材質に限定されるものでなく、特にSi
Ox は応力が小いのでガラス基板に形成した場合にガラ
ス基板が歪むということがない。また、SiNx はガラ
スから能動層への汚染を遮断する効果があることが知ら
れており、さらに能動層の下に直接SiNx が形成され
ている場合、能動層の特性の劣化が少なく非常に相性が
よいことが分かっている。これら各種材料の特性を考慮
して適宜その組み合わせを選択することができる。
【0022】また、第1層を形成する温度はBiの融点
より低ければよいが、略200℃以下がより好ましい。
さらに、第2層を形成する温度はBiの融点より高い温
度であればよいが、より絶縁性の高い膜を形成するため
には略300℃以上が好ましい。
【0023】また、本発明は図2に示すような多結晶シ
リコンを能動層として用いた薄膜トランジスタの表示画
素電極アレイ基板にも適用できる。絶縁基板19上に同
様のプロセスで遮光膜8及び第1層の絶縁膜25a、第
2層目の絶縁膜25bが形成されている。
【0024】さらにその上層にソース領域30、ドレイ
ン領域31、及びチャネル領域32を形成する多結晶シ
リコン層が形成され、チャネル領域の上部にゲート絶縁
膜26、ゲート電極15が順次積層されている。
【0025】さらに、全面に絶縁膜33が形成され、ソ
ース領域30とドレイン領域31上に開口された開口部
を介して、ソース電極10とソース領域30とが導通さ
れ、ドレイン電極12とドレイン領域31とが導通され
ている。
【0026】そして、ソース電極10に接続された表示
画素電極4が形成されている。このような構成の表示画
素電極アレイ基板以外でも本発明は様々な構成に適用で
きることはいうまでもない。
【0027】
【発明の効果】本発明によれば、遮光膜の表面に複数層
からなる絶縁膜を形成することによって、遮光膜中の金
属微粒子の異常成長を抑えることができる。従って、遮
光膜の表面に凹凸が形成されることがなく、その上に形
成される薄膜トランジスタの信頼性が大幅に向上する。
即ち、「映り込み」がなく、液晶配向特性、及び遮光特
性が充分な遮光膜を用いて良好な表示を行う液晶表示装
置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施例における液晶表示装置の表
示画素電極アレイ基板の断面図である。
【図2】 本発明の別の実施例における液晶表示装置の
表示画素電極アレイ基板である。
【符号の説明】
4…表示画素電極 8…遮光膜 10…ソース電極 12…ドレイン電極 13…低抵抗 14…能動層 15…ゲート電極 19…絶縁基板 25a、25b…絶縁膜 26…ゲート絶縁膜 27…保護膜

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1の基板と、前記第1の基板上にマト
    リクス状に形成された遮光膜と、前記遮光膜を被覆して
    形成された絶縁膜と、マトリクス状に形成された前記遮
    光膜の交点近傍に形成されたスイッチング素子と、前記
    スイッチング素子に接続された表示画素電極と、を有す
    る表示画素電極アレイ基板と、 前記表示画素電極アレイ基板と対向して配置された第2
    の基板と、前記第2の基板の一主面上に形成された対向
    電極とを有する対向基板と、 前記表示画素電極アレイ基板と前記対向基板との間に挟
    持された液晶と、を有する液晶表示装置において、 前記遮光膜は絶縁体中に少なくとも金属微粒子または半
    金属微粒子より選ばれた1種または2種以上の元素の微
    粒子が分散してなり、前記遮光膜を被覆する絶縁膜は複
    数層からなることを特徴とする液晶表示装置。
  2. 【請求項2】 前記絶縁膜を形成する複数層は異なる材
    料からなる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】 前記絶縁膜を形成する複数層は、酸化シ
    リコン、窒化シリコン、酸窒化シリコンのうちのいずれ
    かからなることを特徴とする請求項1または2いずれか
    記載の液晶表示装置。
  4. 【請求項4】 前記スイッチング素子は前記絶縁膜上に
    形成され、複数層から成る前記絶縁膜の前記スイッチン
    グ素子と接する層は窒化シリコンからなることを特徴と
    する請求項1、2または3いずれか記載の液晶表示装
    置。
  5. 【請求項5】 第1の基板上に、絶縁体中に少なくとも
    金属微粒子または半金属微粒子より選ばれた1種または
    2種以上の元素の微粒子が分散してなる遮光膜を形成す
    る工程と、前記遮光膜上に絶縁膜を形成する工程と、前
    記スイッチング素子を形成する工程と、前記スイッチン
    グ素子に接続される表示画素電極を形成する工程と、を
    含む表示画素電極アレイ基板を形成する工程と、 第2の基板上に対向電極を形成する工程を含む対向基板
    を形成する工程と、 前記表示画素電極アレイ基板と前記対向基板とをシール
    材を介して貼り合わせる工程と、前記貼り合わされた表
    示画素電極と対向基板との間隙に液晶を注入し封止する
    工程とを含む液晶表示装置の製造方法において、 前記絶縁膜を形成する工程は、前記遮光膜に接して形成
    される第1層を前記遮光膜中に分散された微粒子の融点
    より低い温度で形成する第1工程を含むことを特徴とす
    る液晶表示装置の製造方法。
  6. 【請求項6】 前記絶縁膜を形成する工程は、前記遮光
    膜に接して形成される第1層を270℃以下で形成する
    第1工程を含むことを特徴とする請求項5記載の液晶表
    示装置の製造方法。
  7. 【請求項7】 前記絶縁膜を形成する工程は、前記遮光
    膜に接して形成される第1層を形成する第1工程と、前
    記第1層より上層となる第2層を前記第1層を形成した
    温度よりも高い温度で形成する第2工程とを含むことを
    特徴とする請求項5または6いずれか記載の液晶表示装
    置の製造方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6567136B1 (en) 1998-12-14 2003-05-20 Nec Corporation Liquid crystal display device
CN107452758A (zh) * 2017-08-08 2017-12-08 京东方科技集团股份有限公司 显示基板及其制造方法和显示装置

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