JPH10186404A

JPH10186404A - アクティブマトリクス型液晶表示装置およびその製造方法

Info

Publication number: JPH10186404A
Application number: JP34915596A
Authority: JP
Inventors: Hirohiko Nishiki; 博彦錦; Yoshiharu Kataoka; 義晴片岡; Yoshikazu Sakihana; 由和咲花
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1996-12-27
Filing date: 1996-12-27
Publication date: 1998-07-14

Abstract

(57)【要約】【課題】層間絶縁膜を介して高開口率化を図った液晶
表示装置の、表示品位向上および良品率向上を図る。【解決手段】ガラスなどの絶縁性基板１０上のゲート
配線１や信号配線、ＴＦＴなどのスイッチング素子を覆
うように層間絶縁膜を設け、配線と重なるように画素電
極９を配置した液晶表示装置で、絶縁性基板１０の厚み
をコンタクトホール形成部１０ａで他より厚くする。こ
の構成により、各配線と画素電極９間の寄生容量を減少
させる為に層間絶縁膜８を厚く形成しても、コンタクト
不良が起こらない。また、コンタクトホール７の大きさ
を小さくすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＴＦＴ（薄膜トラ
ンジスタ）などのスイッチング素子を用いたアクティブ
マトリクス型液晶表示装置とその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１５は従来の液晶表示装置のアクティ
ブマトリクス基板上の１画素部分の平面図で、図１６
は、図１５Ｆ−Ｆ’線断面図で、図１７は、液晶表示装
置の表示領域周辺部分を示す断面図である。なお、図１
５では画素電極５９以外を点線で示す。

【０００３】まず、アクティブマトリクス基板は、ガラ
スなどの絶縁性基板６０上に、アルミ、タンタルなどで
走査配線としてゲート配線５１、補助容量形成のための
Ｃｓ配線５５、チッ化シリコンなどでゲート絶縁膜５６
を間に介して、アルミ、タンタル、ＩＴＯなどで信号配
線としてソース配線５２がそれぞれ交差するように形成
されている。ゲート配線５１とソース配線５２の交差部
近傍にスイッチング素子としてＴＦＴ５３が設けられ、
画素電極５９の制御を行う。

【０００４】また、アクリル、ポリイミドなどで層間絶
縁膜５８を各配線及びＴＦＴ５３を覆うように設け、コ
ンタクトホール５７を介してＴＦＴのドレイン電極に接
続された接続電極５４と画素電極５９とが接続されてい
る。このとき、画素電極５９を各配線と重ね合わせるこ
とにより高開口率化が図れる。

【０００５】そして、前記アクティブマトリクス基板
と、ガラスなどの絶縁性基板上に対向電極６２、カラー
フィルター６５、遮光膜６６を備えた対向基板６１を貼
合わせ、スペーサー６７で間隙を一定にし、液晶６４を
シール剤６３で封入し、実装端子６８と配線が接続され
て液晶表示装置が形成される。

【０００６】この様な液晶表示装置では、各配線と画素
電極５９を重ね合わせている為、高開口率化が図れ、同
じバックライトを使用した場合は輝度向上、同じ明るさ
にした場合は低消費電力化が図れる。また、層間絶縁膜
５８としてアクリルやポリイミドのような有機薄膜を使
用することにより、アクティブマトリクス基板の表面が
平坦化され配向不良を防止することができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】前記液晶表示装置で
は、各配線と画素電極５９を重ね合わせている為、各配
線と画素電極５９間の寄生容量が増加し、クロストーク
などが発生し表示品位が低下するという問題がある。そ
の為、前記高開口率構造において表示品位を上げるため
には、画素電極５９とゲート配線５１及びソース配線５
２との間の寄生容量を低減する必要があり、層間絶縁膜
５８の膜厚を厚くすることが有効な手段である。

【０００８】しかし、層間絶縁膜５８を厚くするとコン
タクトホール５７を形成する際に、層間絶縁膜５８を完
全に除去することが困難となり、その結果、接続電極５
４と画素電極５９の接触不良による点灯不良が発生する
という問題点があった。また、接続電極５４と画素電極
５９の接触を良好にする為にはコンタクトホール５７に
テーパーをつける必要があるが、層間絶縁膜５８を厚く
形成するとコンタクトホール５７の大きさが大きくな
り、コンタクトホール５７は平坦でない為、配向乱れが
生じ光抜けがなどの表示不良が起こる。このため、表示
不良領域が大きくなり表示品位が低下してしまう。ま
た、コンタクトホール５７を隠して表示品位を向上させ
る場合は、開口率が低下してしまう。

【０００９】また、アクティブマトリクス基板と対向基
板６１との平行度を保つため、スペーサー６７を基板間
に配置しているが、シール剤６３に混入するスペーサー
６７と表示部分のスペーサー６７の径を共通化するため
に、シール部分にも層間絶縁膜５８を形成して表示領域
とシール部分の断差を小さくしている。しかし、層間絶
縁膜５８と絶縁性基板６０との間の密着力が他の膜の密
着力やシール剤６３の密着力と比較して弱い為に、図１
７に示すように、層間絶縁膜５８がシール剤６３より外
部まで形成されている場合には、層間絶縁膜５８と絶縁
性基板６０との界面に湿気などが侵入することが考えら
れる。このため、高温、高湿度試験などの信頼性試験の
際に表示領域周辺部分の層間絶縁膜５８が剥がれる可能
性があり、信頼性上の問題があった。

【００１０】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたもので、表示品位を向上させながら、スイッチング
素子と画素電極のコンタクト不良や、表示領域周辺部分
での層間絶縁膜の膜剥がれを防止して、良品率、信頼性
を向上することができるアクティブマトリクス型液晶表
示装置とその製造方法を提供することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明のアクティブマト
リクス型液晶表示装置は、基板上に走査配線と信号配線
およびその交差部近傍にスイッチング素子が設けられ、
該スイッチング素子、走査配線、および信号配線の上部
に層間絶縁膜が形成され、該層間絶縁膜上に形成された
画素電極が層間絶縁膜に形成されたコンタクトホールを
介してスイッチング素子と電気的に接続されたアクティ
ブマトリクス基板と、対向基板との間に液晶を挟持し、
該アクティブマトリクス基板のコンタクトホールが形成
される部分の基板厚を、少なくとも表示領域内の他の部
分よりも厚く形成したことを特徴とする。

【００１２】この構成により、コンタクト不良を防止す
ることができ、良品率が向上する。また、コンタクトホ
ールの大きさを小さくすることができるので、配向不良
が生じる領域を小さくすることができ、表示品位の向上
や開口率の向上を図ることができる。その為、層間絶縁
膜を厚く形成でき、表示品位の向上が図れる。

【００１３】また、基板上に走査配線と信号配線および
その交差部近傍にスイッチング素子が設けられ、該スイ
ッチング素子、走査配線、および信号配線の上部に層間
絶縁膜が形成され該層間絶縁膜上に形成された画素電極
がスイッチング素子と電気的に接続されたアクティブマ
トリクス基板と、対向基板との間に液晶を挟持し、該ア
クティブマトリクス基板のスイッチング素子と画素電極
を接続する部分の基板厚を、少なくとも表示領域内の他
の部分より厚く、かつ層間絶縁膜の膜厚より厚く形成し
たことを特徴とする。

【００１４】この構成により、画素とスイッチング素子
を接続するコンタクトホールを設けなくても良い為、接
続不良が減少し、また、画素電極表面の平坦化を図る事
ができる。その為、層間絶縁膜を厚く形成でき、表示品
位の向上が図れる。また、コンタクトホール形成工程を
無くすことができコストダウンが図れる。

【００１５】また、基板上に走査配線と信号配線および
その交差部近傍にスイッチング素子が設けられ、該スイ
ッチング素子、走査配線、および信号配線の上部に層間
絶縁膜が形成され該層間絶縁膜上に形成された画素電極
がスイッチング素子と電気的に接続されたアクティブマ
トリクス基板と、対向基板とをシール剤で貼り合わせ、
その間に液晶を挟持し、前記基板のうちの少なくとも一
方の、シール剤を形成される部分の基板厚を、他の部分
よりも厚く形成したことを特徴とする。

【００１６】この構成により、層間絶縁膜をシール部分
より外側に配置しなくても基板間の間隙が一定になり、
層間絶縁膜として若干密着性の悪い物を使用した場合で
も高温、高湿度下で層間絶縁膜が剥がれることがなく信
頼性の向上が図れる。

【００１７】また、基板の段部のテーパー角が６０度以
下であっても良い。この構成により、上部に形成する配
線が断線を起こしにくくなり良品率の向上が図れる。

【００１８】また、画素電極とスイッチング素子の接続
を配線の上で行っても良い。この構成により、接続部分
が平坦でなくとも配向乱れによる光抜けを配線で隠すこ
とができ、コントラストが良くなり表示品位の向上が図
れる。

【００１９】また、スイッチング素子と画素電極を接続
する部分の基板厚が、層間絶縁膜の表面より１００ｎｍ
から５００ｎｍ突出するように厚く形成されていても良
い。この構成により、配向乱れが生じない範囲で、プロ
セスマージンを持たすことができる。

【００２０】また、本発明のアクティブマトリクス型液
晶表示装置の製造方法は、少なくとも表示領域内の画素
とスイッチング素子を接続する部分以外の基板をエッチ
ングする工程と、該基板上にスイッチング素子、走査配
線、および信号配線を形成し、該基板をエッチングした
部分に層間絶縁膜を形成し、該層間絶縁膜上に画素電極
を形成する工程と、該基板と対向基板とをシール剤で貼
り合わせ、その間に液晶を封入する工程とを有すること
を特徴とする。

【００２１】この製造方法により、簡単な工程の追加で
画素とスイッチング素子との接続不良を防止することが
でき、良品率の向上が図れる。また、コンタクトホール
の大きさを小さくすることができ、配向乱れが生じる領
域を小さくすることができ、表示品位の向上や開口率の
向上を図れる。その為、層間絶縁膜を厚く形成でき、表
示品位の向上が図れる。

【００２２】また、基板上にスイッチング素子、走査配
線、および信号配線を形成し、該スイッチング素子と配
線を覆うように層間絶縁膜を形成し、該層間絶縁膜上に
画素電極を形成するアクティブマトリクス基板形成工程
と、該アクティブマトリクス基板と対向基板とをシール
剤で貼り合わせ、その間に液晶を封入する工程と、該ア
クティブマトリクス基板と対向基板の少なくとも一方の
シール剤形成部以外をエッチングすることを特徴とす
る。

【００２３】この製造方法により、簡単な工程の追加で
層間絶縁膜をシール部分より外側に配置しなくても基板
間の間隙が一定になり、層間絶縁膜として若干密着性の
悪い物を使用した場合でも、高温、高湿度下で層間絶縁
膜が剥がれることがなく信頼性の向上が図れる。

【００２４】また、該基板を０．５μｍ〜１０μｍエッ
チングしても良い。この製造方法により、該基板の凹凸
を層間絶縁膜で容易に平坦化することができるので配向
不良を防止することができる。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を、図面
を用いながら説明する。なお、実施形態中の平面図では
画素電極９を実線で示し、その他の配線などを点線で示
す。

【００２６】（実施形態１）図１に、液晶表示装置のア
クティブマトリクス基板の１画素部分の平面図を、図２
に、図１Ａ−Ａ’線断面図を示す。まず、アクティブマ
トリクス基板は、ガラス、プラスチックなどの絶縁性基
板１０上に、アルミ、タンタルなどで走査配線としてゲ
ート配線１、補助容量形成のためのＣｓ配線５を、チッ
化シリコンなどでゲート絶縁膜６を間に介して、アル
ミ、タンタル、ＩＴＯなどで信号配線としてソース配線
２が各々交差するように形成されている。ゲート配線１
とソース配線２の交差部近傍にスイッチング素子として
ＴＦＴ３が設けられ、画素電極９の制御を行う。

【００２７】また、アクリル、ポリイミドなどで層間絶
縁膜８を各配線及びＴＦＴ３を覆うように設け、層間絶
縁膜８に設けたコンタクトホール７を介して、ＴＦＴの
ドレイン電極に接続された接続電極４と、透過型の場合
ＩＴＯ等の透明導電膜で、反射型の場合アルミなどで形
成された画素電極９が接続されている。ここで、本実施
形態では、Ｃｓ配線５上に設けたコンタクトホール形成
部１０ａ以外の絶縁性基板１０が薄くなっている。

【００２８】例えば、層間絶縁膜８をゲート配線１上に
４μｍの膜厚で配置し接続電極４の膜厚を１００ｎｍと
すると、従来は接続電極上には３．９μｍ層間絶縁膜８
が存在しており、基板の中心と端ではエッチングのばら
つきが有る為、コンタクトホール７を安定して形成する
ことは困難であった。また、コンタクトホール７をテー
パー角４５度、幅５μｍで層間絶縁膜８に形成すると、
コンタクトホール７上側の幅は約１３μｍは必要にな
り、配向乱れによる光抜け発生領域が大きくなる。

【００２９】しかし、本実施形態のようにコンタクトホ
ール形成部１０ａを他より３．５μｍ高くなるようにし
てやると、接続電極４上の層間絶縁膜８膜厚は０．４μ
ｍとなり、安定してコンタクトホール７を形成すること
ができる。また、コンタクトホール７上側部分の幅が約
６μｍとなり光抜け発生領域を大幅に減少することがで
きる。また、コントラストの低下を抑える為にコンタク
トホール７を、タンタルなど遮光性導電膜で形成したＣ
ｓ配線５で隠しているが、配線を幅広にする必要が無く
なり開口率が向上する。

【００３０】そして、前記アクティブマトリクス基板
と、ガラスなどの絶縁性基板上に対向電極１２、カラー
フィルター１５、図示しない遮光膜を備えた対向基板１
１とを貼合せ、スペーサー１７で間隙を一定にし、液晶
１４をシール剤１３で封入された液晶表示装置が構成さ
れる。

【００３１】以上のように、本実施形態の液晶表示装置
は構成され、以下に上記液晶表示装置のアクティブマト
リクス基板の製造方法の一例を示す。

【００３２】図３は、本実施形態の液晶表示装置の、ア
クティブマトリクス基板製造方法説明図である。まず、
ガラスなどの絶縁性基板１０上に、コンタクトホール形
成部１０ａをレジスト１９で覆い（図３（ａ））、エッ
チング液として、０．５ｍｏｌ％濃度のフッ酸（室温）
で、２０分間３．５μｍ程エッチングし、レジストを除
去した（図３（ｂ））。

【００３３】基板のエッチング液としては、フッ酸（Ｈ
Ｆ）、塩酸（ＨＣｌ）などの酸や、水酸化ナトリウム
（ＮａＯＨ）等のアルカリ性の液を単独、若しくは、そ
れらの混合液を使用することができる。但し、透過型の
液晶表示装置では、基板の光散乱特性があまり変化しな
いエッチング液を使用することが望ましい。光の散乱
は、曇り（磨りガラス状態）が目に見えないよう１．０
％未満、好ましくは０．５％未満が望ましい。また、こ
こでレジスト１９は絶縁性基板１０と選択エッチングが
できることが望ましいが、例えば絶縁性基板１０として
プラスチックを使用した場合、材料の選択によっては選
択エッチングができないことがあるが、その場合はレジ
スト１９を厚く設けてエッチングを行うと良い。また、
上層に積層する膜によるが、絶縁性基板１０の段部のテ
ーパー角を大きくすると断線が起こりやく、テーパー角
を６０度以下、好ましくは４５度以下にするのが望まし
い。

【００３４】その後、絶縁性基板１０上に、ゲート配線
１、Ｃｓ配線５、ゲート絶縁膜６、図示しない半導体
層、ｎ⁺Ｓｉ層を順次成膜して形成する。次に、ソース
配線２および接続電極４を構成する透明導電膜、ソース
配線２を構成する金属層を、スパッタ法により順次成膜
して所定形状にパターニングする（図３（ｃ））。この
様に構成することで、接続電極４による開口率の低下が
生じず、ソース配線２を２層構造にすることで断線冗長
性を持たすことができる。

【００３５】さらに、その上に、層間絶縁膜８として感
光性のアクリル樹脂を、スピン塗布法により４μｍの膜
厚で形成する。この樹脂に対して、所望のパターンに従
って露光し、アルカリ性の溶液によって現像処理する。
これにより露光された部分のみがアルカリ性の溶液によ
ってエッチングされ、層間絶縁膜８を貫通するコンタク
トホール７が形成されることになる。この様に、感光性
樹脂を使用するとパターニングにフォトレジスト工程が
不要であるので、生産性の点で有利である。

【００３６】その後、画素電極９となる透明導電膜をス
パッタ法により形成し、パターニングする（図３
（ｄ））。これにより画素電極９は、層間絶縁膜８を貫
くコンタクトホール７を介して、ＴＦＴ３と接続されて
いる接続電極４と接続されることになる。この様にし
て、本実施形態１のアクティブマトリクス基板を製造す
ることができる。

【００３７】したがって、この様にして得られたアクテ
ィブマトリクス基板は、ゲート配線１、ソース配線２お
よびＴＦＴ３と、画素電極９との間に厚い膜厚の層間絶
縁膜８が形成され、コンタクトホール形成部１０ａ上の
層間絶縁膜８が薄くなっているので、各配線と画素電極
９間の寄生容量を抑制し、表示品位の向上を図りながら
接続不良の防止や、コンタクトホール７の幅を小さくす
ることができる。その為、大幅に表示品位の向上、開口
率の向上を図ることができる。

【００３８】（実施形態２）図４に、本実施形態の液晶
表示装置のアクティブマトリクス基板の１画素部分の平
面図を、図５に、図４Ｂ−Ｂ’線断面図を示す。なお、
実施形態１と同じ符号を付して説明を省略する。

【００３９】本実施形態では、ソース配線２の断線冗長
構造として、ソース配線２を通常部分のソース配線２ａ
と、ソース配線２ａと並行に形成した予備配線２ｂと、
両者を接続している接続線２ｃで形成した（以下、はし
ご構造と記載）。はしご構造にすると、たとえ、ソース
配線２ａが断線したとしても、予備配線２ｂと接続線２
ｃにより信号が送られ、良品率の向上が図れる。このと
き、予備配線２ｂと接続線２ｃを接続電極４と同じく透
明導電膜で形成することにより開口率の低下が生じな
い。

【００４０】この様に、はしご構造の配線を用いると良
品率が向上するが、配線と画素電極９間の寄生容量が大
きくなってしまうという欠点がある。その為、本実施形
態では、コンタクトホール形成部１０ａ部分の絶縁性基
板１０の膜厚を、他より４．５μｍ程厚くした。この構
成により、例えば層間絶縁膜８の膜厚を５μｍとしたと
き従来であればコンタクトホール７の大きさを基板内で
均一にするのは困難であったが、本実施形態では約０．
５μｍの高さのコンタクトホール７を形成すれば良く、
基板内でのばらつきは少ない。また、ばらついたとして
もコンタクトホール７の大きさが小さいので、ばらつき
量も小さくなりＣｓ配線５で容易に隠すことができ、開
口率の低下を生じさせない。

【００４１】（実施形態３）図６に、本実施形態の液晶
表示装置のアクティブマトリクス基板の１画素部分の平
面図を、図７に、図６Ｃ−Ｃ’線断面図を示す。なお、
実施形態１、２と同じ箇所には、同じ符号を付して説明
を省略する。

【００４２】実施形態１、２では、画素電極９と接続電
極４のを層間絶縁膜８に設けたコンタクトホール７を介
して行ったが、本実施形態では、画素電極９と接続電極
４の接続部分１０ｂの高さより層間絶縁膜８の高さを低
くしている。例えば、層間絶縁膜８の膜厚が４μｍとし
て、絶縁性基板１０を４．２μｍエッチングすると、接
続電極４は０．２μｍ程層間絶縁膜８上に出ることにな
る。この為、コンタクトホール形成工程が無くなりコス
トダウンが図れる。なお、このとき周辺部分よりあまり
高くしすぎると配向乱れが生じ、周辺と同じぐらいの高
さにしておくとプロセスマージンが無くなるため、１０
０ｎｍ〜５００ｎｍ程度高くしておくことが望ましい。
なお、説明は省略するが実施形態２で説明したはしご構
造にも適用可能である。

【００４３】（実施形態４）図８に、液晶表示装置のア
クティブマトリクス基板の１画素部分の平面図を、図９
に、図８Ｄ−Ｄ’線断面図を示す。なお、実施形態１〜
３と同じ箇所には、同じ符号を付して説明を省略する。

【００４４】本実施形態では、絶縁性基板１０をコンタ
クトホール形成部分１０ａだけでなく、ゲート配線１部
分も他より厚くなるようにした。その為、ゲート配線１
と画素電極９間の寄生容量は減少しないが、クロストー
ク不良など表示品位に大きく影響するソース配線２と画
素電極９間の寄生容量が減少し表示品位が向上する。

【００４５】図１０は、本実施形態の液晶表示装置のア
クティブマトリクス基板の製造方法の説明図である。ま
ず、ガラスなどの絶縁性基板１０上に、ゲート配線１と
Ｃｓ配線５を形成し（図１０（ａ））、配線をマスクに
してエッチングを行う（図１０（ｂ））。このとき、ゲ
ート配線１やＣｓ配線５を形成する際に使用したレジス
トをマスクにしてエッチングを行っても良い。この製造
方法によると、絶縁性基板１０エッチング用レジスト形
成工程が削減できる。

【００４６】その後、絶縁性基板１０上のゲート配線
１、Ｃｓ配線５上に、ゲート絶縁膜６、図示しない半導
体層、ｎ⁺Ｓｉ層を順次成膜して形成する。次に、ソー
ス配線２ａ、予備配線２ｂ、接続線２ｃおよび接続電極
４を構成する透明導電膜、ソース配線２ａを構成する金
属層を、スパッタ法により順次成膜して所定形状にパタ
ーニングする（図１０（ｃ））。

【００４７】さらに、その上に、層間絶縁膜８として感
光性のアクリル樹脂をスピン塗布法により形成する。こ
の樹脂に対して、所望のパターンに従って露光し、アル
カリ性の溶液によって現像処理する。これにより露光さ
れた部分のみがアルカリ性の溶液によってエッチングさ
れ、層間絶縁膜８を貫通するコンタクトホール７が形成
されることになる。その後、画素電極９となる透明導電
膜をスパッタ法により形成し、パターニングする（図１
０（ｄ））。これにより画素電極９は、層間絶縁膜８を
貫くコンタクトホール７を介して、ＴＦＴ３と接続され
ている接続電極４と接続されることになる。この様にし
て、本実施形態４のアクティブマトリクス基板を製造す
ることができる。

【００４８】したがって、この様にして得られたアクテ
ィブマトリクス基板は、ソース配線２と画素電極９との
間に厚い膜厚の層間絶縁膜８が形成され、コンタクトホ
ール形成部１０ａ上の層間絶縁膜８が薄くなっているの
で、ソース配線２と画素電極９間の寄生容量を抑制し、
表示品位の向上を図ることができる。また、接続不良の
防止やコンタクトホール７の幅を小さくすることができ
る。また、ソース配線２をはしご構造にした為、良品率
の向上を図ることができる。また、ゲート配線１、Ｃｓ
配線５をマスクに、若しくは、配線形成の際のレジスト
をマスクに絶縁性基板１０をエッチングすることによ
り、工程の短縮が図れる。

【００４９】（実施形態５）図１１に、液晶表示装置の
アクティブマトリクス基板の表示領域周辺部分の平面図
を、図１２に、図１１Ｅ−Ｅ’線断面図を示す。なお、
実施形態１〜４と同じ箇所には、同じ符号を付して説明
を省略する。

【００５０】まず、アクティブマトリクス基板は、絶縁
性基板１０上に、ゲート配線１、Ｃｓ配線５を、ゲート
絶縁膜６を間に介して、ソース配線２が各々交差するよ
うに形成されている。ゲート配線１とソース配線２の交
差部近傍にＴＦＴ３が設けられ、画素電極９の制御を行
う。また、層間絶縁膜８を各配線及びＴＦＴ３を覆うよ
うに設け、コンタクトホール７を介してＴＦＴのドレイ
ン電極に接続された接続電極４と画素電極９が接続され
ている。また、ソース配線２と実装端子１８が接続され
外部から信号が入力されるようになっている。

【００５１】そして、前記アクティブマトリクス基板
と、絶縁性基板上に対向電極１２、カラーフィルター１
５、遮光膜１６を備えた対向基板１１を貼合わされ、ス
ペーサー１７で間隙を一定にし、液晶１４をシール剤１
３で封入された液晶表示装置が構成される。ここで、本
実施形態の絶縁性基板１０は、シール形成部１０ｃより
外側が表示領域より膜厚が厚くなっている。例えば、層
間絶縁膜８の膜厚を４μｍ、画素電極９の膜厚を２００
ｎｍとしたとき、４．２μｍ程高くなるようにしておく
と、シール剤１３内のスペーサー１７と表示領域のスペ
ーサー１７を共通化しても、層間絶縁膜８が外部にふれ
ないため層間絶縁膜８に密着性が悪い材料を使用した場
合でも、高温、高湿度試験など信頼性試験で層間絶縁膜
８が剥がれる問題が無くなり、信頼性に優れた液晶表示
装置が得られる。

【００５２】以上のように、本実施形態の液晶表示装置
は構成され、以下に上記液晶表示装置のアクティブマト
リクス基板の製造方法の一例を示す。

【００５３】図１３は、図１２に示した本実施形態の液
晶表示装置の、アクティブマトリクス基板製造方法説明
図である。まず、ガラスなどの絶縁性基板１０上に、シ
ール形成部分１０ｃより外側をレジスト１９で覆い（図
１３（ａ））、エッチング液として０．５ｍｏｌ％濃度
のフッ酸（室温）で、２５分間４．２μｍ程エッチング
して、レジストを除去した（図１３（ｂ））。

【００５４】その後、絶縁性基板１０上に、ゲート配線
１、Ｃｓ配線５、ゲート絶縁膜６、図示しない半導体
層、ｎ⁺Ｓｉ層を順次成膜して形成する。次に、ソース
配線２および図示しない接続電極を構成する透明導電
膜、ソース配線２を構成する金属層を、スパッタ法によ
り順次成膜して所定形状にパターニングする（図１３
（ｃ））。

【００５５】さらに、その上に、層間絶縁膜８として感
光性のアクリル樹脂を、スピン塗布法により４μｍの膜
厚で形成する。この樹脂に対して、所望のパターンに従
って露光し、アルカリ性の溶液によって現像処理する。
これにより露光された部分のみがアルカリ性の溶液によ
ってエッチングされ、層間絶縁膜８を貫通するコンタク
トホール（図示せず）が形成されることになる。その
後、図示しない画素電極となる透明導電膜をスパッタ法
により２００ｎｍの膜厚で形成し、パターニングする
（図１３（ｄ））。このようにして、本実施形態５のア
クティブマトリクス基板を製造することができる。

【００５６】また、図１４に対向基板１１側のシール形
成部分１１ｃ以外をエッチングして、スペーサー１７の
径を同一にする場合の製造方法を示す。まず、ガラスな
どの対向基板上に、シール形成部分１１ｃより外側をレ
ジスト１９で覆い（図１４（ａ））、エッチング液とし
て０．５ｍｏｌ％濃度のフッ酸（室温）で、２５分間で
４．２μｍ程エッチングしてレジストを除去した（図１
４（ｂ））。

【００５７】その後、対向基板１１上に、赤、緑、青色
などのカラーフィルター１５、遮光膜１６、ＩＴＯなど
の透明導電膜で対向電極１２を形成する（図１４
（ｃ））。そして、前記対向基板と、アクティブマトリ
クス基板を貼合わせ、スペーサー１７で間隙を一定に
し、液晶１４をシール剤１３で封入して液晶表示装置が
形成される（図１４（ｄ））。

【００５８】したがって、このようにして得られたアク
ティブマトリクス基板は、層間絶縁膜８がシール剤１３
の外部まで形成されていない為、層間絶縁膜８に密着性
が悪い材料を使用した場合でも、高温、高湿度試験など
信頼性試験で層間絶縁膜８が剥がれる問題が無くなり、
信頼性が高い液晶表示装置が得られる。

【００５９】以上、図面を用いて実施形態の説明を行っ
たが、本発明は上記実施形態に限定されるものではな
く、例えば、エッチング方法として、ウェットエッチン
グ方式で説明したが、ドライエッチング方式で行っても
良い。また、ＴＦＴ型液晶表示装置を例に説明を行った
が、これに限らず他のスイッチング素子を用いたアクテ
ィブマトリクス液晶表示装置にも適用できる。

【００６０】

【発明の効果】以上、説明したように、本発明のアクテ
ィブマトリクス型液晶表示装置によると、基板上に走査
配線と信号配線およびその交差部近傍にスイッチング素
子が設けられ、該スイッチング素子、走査配線、および
信号配線の上部に層間絶縁膜が形成され、該層間絶縁膜
上に形成された画素電極が層間絶縁膜に形成されたコン
タクトホールを介してスイッチング素子と電気的に接続
されたアクティブマトリクス基板と、対向基板との間に
液晶を挟持し、該アクティブマトリクス基板のコンタク
トホールが形成される部分の基板厚を、少なくとも表示
領域内の他の部分よりも厚く形成したことにより、コン
タクト不良を防止することができ、良品率が向上する。
また、コンタクトホールの大きさを小さくすることがで
きるので、配向不良が生じる領域を小さくすることがで
き、表示品位の向上や開口率の向上を図ることができ
る。その為、層間絶縁膜を厚く形成でき、表示品位の向
上が図れる。

【００６１】また、基板上に走査配線と信号配線および
その交差部近傍にスイッチング素子が設けられ、該スイ
ッチング素子、走査配線、および信号配線の上部に層間
絶縁膜が形成され該層間絶縁膜上に形成された画素電極
がスイッチング素子と電気的に接続されたアクティブマ
トリクス基板と、対向基板との間に液晶を挟持し、該ア
クティブマトリクス基板のスイッチング素子と画素電極
を接続する部分の基板厚を、少なくとも表示領域内の他
の部分より厚く、かつ層間絶縁膜の膜厚より厚く形成し
たことにより、画素とスイッチング素子を接続するコン
タクトホールを設けなくても良い為、接続不良が減少
し、また、画素電極表面の平坦化を図る事ができる。そ
の為、層間絶縁膜を厚く形成でき、表示品位の向上が図
れる。また、コンタクトホール形成工程を無くすことが
できコストダウンが図れる。

【００６２】また、基板上に走査配線と信号配線および
その交差部近傍にスイッチング素子が設けられ、該スイ
ッチング素子、走査配線、および信号配線の上部に層間
絶縁膜が形成され該層間絶縁膜上に形成された画素電極
がスイッチング素子と電気的に接続されたアクティブマ
トリクス基板と、対向基板とをシール剤で貼り合わせ、
その間に液晶を挟持し、前記基板のうちの少なくとも一
方の、シール剤を形成される部分の基板厚を、他の部分
よりも厚く形成したことにより、層間絶縁膜をシール部
分より外側に配置しなくても基板間の間隙が一定にな
り、層間絶縁膜として若干密着性の悪い物を使用した場
合でも高温、高湿度下で層間絶縁膜が剥がれることがな
く信頼性の向上が図れる。

【００６３】また、基板の段部のテーパー角が６０度以
下にすることにより、上部に形成する配線が断線を起こ
しにくくなり良品率の向上が図れる。

【００６４】また、画素電極とスイッチング素子の接続
を配線の上で行うことにより、接続部分が平坦でなくと
も配向乱れによる光抜けを配線で隠すことができ、コン
トラストが良くなり表示品位の向上が図れる。

【００６５】また、スイッチング素子と画素電極を接続
する部分の基板厚が、層間絶縁膜の表面より１００ｎｍ
から５００ｎｍ突出するように厚く形成されていること
により、配向乱れが生じない範囲で、プロセスマージン
を持たすことができる。

【００６６】また、本発明のアクティブマトリクス型液
晶表示装置の製造方法によると、少なくとも表示領域内
の画素とスイッチング素子を接続する部分以外の基板を
エッチングする工程と、該基板上にスイッチング素子、
走査配線、および信号配線を形成し、該基板をエッチン
グした部分に層間絶縁膜を形成し、該層間絶縁膜上に画
素電極を形成する工程と、該基板と対向基板とをシール
剤で貼り合わせ、その間に液晶を封入する工程とを有す
ることにより、簡単な工程の追加で画素とスイッチング
素子との接続不良を防止することができ、良品率の向上
が図れる。また、コンタクトホールの大きさを小さくす
ることができ、配向乱れが生じる領域を小さくすること
ができ、表示品位の向上や開口率の向上を図れる。その
為、層間絶縁膜を厚く形成でき、表示品位の向上が図れ
る。

【００６７】また、基板上にスイッチング素子、走査配
線、および信号配線を形成し、該スイッチング素子と配
線を覆うように層間絶縁膜を形成し、該層間絶縁膜上に
画素電極を形成するアクティブマトリクス基板形成工程
と、該アクティブマトリクス基板と対向基板とをシール
剤で貼り合わせ、その間に液晶を封入する工程と、該ア
クティブマトリクス基板と対向基板の少なくとも一方の
シール剤形成部以外をエッチングすることにより、簡単
な工程の追加で層間絶縁膜をシール部分より外側に配置
しなくても基板間の間隙が一定になり、層間絶縁膜とし
て若干密着性の悪い物を使用した場合でも、高温、高湿
度下で層間絶縁膜が剥がれることがなく信頼性の向上が
図れる。

【００６８】また、該基板を０．５μｍ〜１０μｍエッ
チングすることにより、該基板の凹凸を層間絶縁膜で容
易に平坦化することができるので配向不良を防止するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態１の液晶表示装置のアクティ
ブマトリクス基板における、１画素部分の平面図であ
る。

【図２】図１のＡ−Ａ’線断面図である。

【図３】実施形態１の製造方法説明図である。

【図４】本発明の実施形態２の液晶表示装置のアクティ
ブマトリクス基板における、１画素部分の平面図であ
る。

【図５】図４のＢ−Ｂ’線断面図である。

【図６】本発明の実施形態３の液晶表示装置のアクティ
ブマトリクス基板における、１画素部分の平面図であ
る。

【図７】図６のＣ−Ｃ’線断面図である。

【図８】本発明の実施形態４の液晶表示装置のアクティ
ブマトリクス基板における、１画素部分の平面図であ
る。

【図９】図８のＤ−Ｄ’線断面図である。

【図１０】実施形態４の製造方法説明図である。

【図１１】本発明の実施形態５の液晶表示装置のアクテ
ィブマトリクス基板における、表示領域周辺部の部分平
面図である。

【図１２】図１１のＥ−Ｅ’線断面図である。

【図１３】実施形態５の製造方法の一例を示す説明図で
ある。

【図１４】実施形態５の製造方法の別の一例を示す説明
図である。

【図１５】従来の液晶表示装置のアクティブマトリクス
基板における、１画素部分の平面図である。

【図１６】図１５のＦ−Ｆ’線断面図である。

【図１７】従来の液晶表示装置の、表示領域周辺部の部
分断面図である。

【符号の説明】

１ゲート配線２ソース配線３薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）４接続電極５Ｃｓ配線７コンタクトホール８層間絶縁膜９画素電極１０ガラス基板１０ａコンタクトホール形成部分１０ｂ接続部分１０ｃシール形成部分１１対向基板１１ｃシール形成部分１２対向電極１３シール剤１４液晶１７スペーサー１９レジスト

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上に走査配線と信号配線およびその
交差部近傍にスイッチング素子が設けられ、該スイッチ
ング素子、走査配線、および信号配線の上部に層間絶縁
膜が形成され、該層間絶縁膜上に形成された画素電極が
層間絶縁膜に形成されたコンタクトホールを介してスイ
ッチング素子と電気的に接続されたアクティブマトリク
ス基板と、対向基板との間に液晶を挟持してなるアクテ
ィブマトリクス型液晶表示装置において、該アクティブマトリクス基板のコンタクトホールが形成
される部分の基板厚を、少なくとも表示領域内の他の部
分よりも厚く形成したことを特徴とするアクティブマト
リクス型液晶表示装置。
【請求項２】基板上に走査配線と信号配線およびその
交差部近傍にスイッチング素子が設けられ、該スイッチ
ング素子、走査配線、および信号配線の上部に層間絶縁
膜が形成され該層間絶縁膜上に形成された画素電極がス
イッチング素子と電気的に接続されたアクティブマトリ
クス基板と、対向基板との間に液晶を挟持してなるアク
ティブマトリクス型液晶表示装置において、該アクティブマトリクス基板のスイッチング素子と画素
電極を接続する部分の基板厚を、少なくとも表示領域内
の他の部分より厚く、かつ層間絶縁膜の膜厚より厚く形
成したことを特徴とするアクティブマトリクス型液晶表
示装置。
【請求項３】基板上に走査配線と信号配線およびその
交差部近傍にスイッチング素子が設けられ、該スイッチ
ング素子、走査配線、および信号配線の上部に層間絶縁
膜が形成され該層間絶縁膜上に形成された画素電極がス
イッチング素子と電気的に接続されたアクティブマトリ
クス基板と、対向基板とをシール剤で貼り合わせ、その
間に液晶を挟持してなるアクティブマトリクス型液晶表
示装置において、前記基板のうちの少なくとも一方の、シール剤を形成さ
れる部分の基板厚を、他の部分よりも厚く形成したこと
を特徴とするアクティブマトリクス型液晶表示装置。
【請求項４】基板の段部のテーパー角が６０度以下で
あることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の
アクティブマトリクス型液晶表示装置。
【請求項５】画素電極とスイッチング素子の接続を配
線の上で行うことを特徴とする請求項１または２に記載
のアクティブマトリクス型液晶表示装置。
【請求項６】スイッチング素子と画素電極を接続する
部分の基板厚が、層間絶縁膜の表面より１００ｎｍから
５００ｎｍ突出するように厚く形成されていることを特
徴とする請求項２に記載のアクティブマトリクス型液晶
表示装置。
【請求項７】少なくとも表示領域内の画素とスイッチ
ング素子を接続する部分以外の基板をエッチングする工
程と、該基板上にスイッチング素子、走査配線、および信号配
線を形成し、該基板をエッチングした部分に層間絶縁膜
を形成し、該層間絶縁膜上に画素電極を形成する工程
と、該基板と対向基板とをシール剤で貼り合わせ、その間に
液晶を封入する工程とを有することを特徴とするアクテ
ィブマトリクス型液晶表示装置の製造方法。
【請求項８】基板上にスイッチング素子、走査配線、
および信号配線を形成し、該スイッチング素子と配線を
覆うように層間絶縁膜を形成し、該層間絶縁膜上に画素
電極を形成するアクティブマトリクス基板形成工程と、該アクティブマトリクス基板と対向基板とをシール剤で
貼り合わせ、その間に液晶を封入する工程と、該アクティブマトリクス基板と対向基板の少なくとも一
方のシール剤形成部以外をエッチングすることを特徴と
するアクティブマトリクス型液晶表示装置の製造方法。
【請求項９】該基板を０．５μｍ〜１０μｍエッチン
グすることを特徴とする請求項７または８に記載のアク
ティブマトリクス型液晶表示装置の製造方法。