JPH11212109A

JPH11212109A - 液晶表示装置用基板

Info

Publication number: JPH11212109A
Application number: JP10016210A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Sawayama; 豊澤山
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1998-01-28
Filing date: 1998-01-28
Publication date: 1999-08-06
Anticipated expiration: 2018-01-28
Also published as: JP3422676B2

Abstract

(57)【要約】【課題】従来プロセスと同様にして作製された基板を
支障なく、ＰＯＰ構造や反射型のものに適用することが
できるようにする。【解決手段】高開口率化を図るために用いる第１の層
間絶縁膜３１の形成領域を表示領域以外にも設けてあ
り、第１の配線１９と第２の配線１７とを接続するため
に第２の層間絶縁膜１３に形成した第２のコンタクトホ
ール部分が前記第１の層間絶縁膜３１で覆われるので、
画素電極３２をパターン化する際において、第２のコン
タクトホール部分を第１の層間絶縁膜３１で保護でき、
従来プロセスと同様にして作製しても支障なく、ＰＯＰ
構造の液晶表示装置やＰＯＰ構造の反射型液晶表示装置
に適用することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、パーソナルコンピ
ュータ等の表示手段などに用いられる液晶表示装置を構
成すべく利用される液晶表示装置用基板に関する。

【０００２】

【従来の技術】これまで、パーソナルコンピュータ等の
ＯＡ（Offlce Automation）機器のポータブル化が年々
進歩し、その表示媒体にも様々な要望が出されてきてい
る。このような表示媒体としては、液晶、エレクトロル
ミネッセンス、プラズマ、エレクトロクロミック等が使
用されており、特に、液晶を用いた液晶表示装置（Liqu
id Crystal Display;LCD）は、低消費電力で表示が可能
であり、携帯性にも優れていることから、最も実用化が
進んでいる。

【０００３】この液晶表示装置への要望としては、（１）より明るい表示（２）更なる低消費電力が常に求められている。そして、上記要望に対する解答
の一つとしてそれぞれ、（１）層間絶縁膜を用いて高開口率化を図ったＬＣＤ
（以下、ＰＯＰ：Pixel OnPassibationと称する）（２）液晶層と隣接した反射電極を有する反射型ＬＣＤが考えられる。

【０００４】ＰＯＰ構造を用いることの効果は、図７に
図示する通りである。つまり、従来の液晶表示装置に用
いる基板は、図７（ａ１）（断面図）および（ｂ１）
（平面図）に示すように、基板上にスイッチング素子と
して設けた薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）１０のドレイン
電極と電気的に接続して画素電極１１を設けた構造とな
っている。これに対して、ＰＯＰ構造の液晶表示装置に
用いる基板は、図７（ａ２）（断面図）および（ｂ２）
（平面図）に示すように、ＴＦＴ１０を有するガラス基
板上に層間絶縁膜３１を設け、層間絶縁膜３１の上に形
成した上部画素電極３２を、層間絶縁膜３１に形成した
コンタクトホール３４を介してＴＦＴ１０のドレイン電
極と電気的に接続した下部画素電極３３と電気的に接続
した構成となっている。よって、図７（ａ１）と（ａ
２）に示すように、ＰＯＰ構造の液晶表示装置は従来の
液晶表示装置より高い開口率が得られる。

【０００５】更に、ＰＯＰ構造の反射型液晶表示装置で
は、図７（ｂ３）に示すように、ゲートバス配線やソー
スバス配線の上にまで、画素電極として機能する反射画
素電極３２ａを形成できるため、より効果が高い。

【０００６】ここで、従来の液晶表示装置に用いる基板
の代表例として、ＴＦＴを用いた場合の基板構成は図８
に示すとおりである。図８（ａ）および（ｂ）に示すよ
うに、複数のゲートバス配線３及び複数のソースバス配
線４が交差して形成され、その交点にスイッチング素子
としてＴＦＴ１０が形成されている。このＴＦＴ１０
は、ゲートバス配線３から分岐したゲート電極８と、ソ
ースバス配線４から分岐したソース電極９、画素電極１
１に電気的に接続するためのドレイン電極１４とからな
る。

【０００７】次に、端子から表示領域までの配線構成に
ついて説明する。

【０００８】図８（ａ）に示すように、対向ガラス基板
設置領域１２から外側に存在するゲート側、ソース側端
子１、２から表示領域（対向ガラス基板設置領域１２と
ほぼ同一領域）までは、液晶表示装置として構成された
際に外部に露出した状態となる。そのため、ゲート側引
出配線５、ソース側引出配線６等の金属配線がむき出し
の状態となり、酸化、断線、腐食等が発生するという問
題がある。また、駆動用のドライバ等と接続するための
ゲート側端子１およびソース側端子２は、酸化に対する
耐性などからＩＴＯが一般に用いられるが、このＩＴＯ
単体では抵抗が高いため、ＩＴＯは引出配線５、６又は
バス配線３、４に用いることは不向きである。

【０００９】以上のことから、一般に、この端子から表
示領域までの配線上には、ＴＦＴ製造工程中で形成され
る層間絶縁膜（例えばゲート絶縁膜）が残され、引出配
線５、６を保護している（以降、このゲート絶縁膜を、
ＰＯＰ構造の層間絶縁膜と区別するために第２の層間絶
縁膜と称し、ＰＯＰ構造の絶縁膜を第１の層間絶縁膜と
称する）。

【００１０】また、ＴＦＴが逆スタガ型ＴＦＴであっ
て、引出配線６などの金属配線を保護すべくゲート絶縁
膜を第２の層間絶縁膜として用いた場合、第２の層間絶
縁膜より後の工程で形成されるソースバス配線４と、こ
れに接続するソース側引出配線６とのコンタクト領域７
については、図８（ｃ）に示すように、前記ゲート絶縁
膜にコンタクトホール１５を形成し、このコンタクトホ
ール１５を介し、ソースバス配線４がゲート絶縁膜下の
引出配線６に接続される。

【００１１】このソースバス配線とソース側引出配線と
のコンタクト領域と、ソース側引出配線と端子とのコン
タクト領域とを詳細に示した図が図９（ｂ）であり、図
９（ａ）はゲート側引出配線と端子とのコンタクト領域
を示した図である。尚、これ以後において、図９（ｂ）
に示すように、第２の層間絶縁膜１３に形成されたコン
タクトホールを介して互いに接続する電極のうち、第２
の層間絶縁膜１３の上側に形成されたものを第１の配
線、第２の層間絶縁膜１３の下側に形成されたものを第
２の配線と称する。

【００１２】図９（ａ）に示すゲート側においては、ゲ
ート側引出配線（５）としての第２の配線１７は第２の
層間絶縁膜１３により保護されており、第２の層間絶縁
膜１３の上にドライバ等を接続すべく形成した前記端子
（１）としての端子電極１８が、第２の層間絶縁膜１３
に形成したコンタクトホールを有するコンタクト領域４
３で第２の配線１７と電気的に接続される。

【００１３】図９（ｂ）に示すソース側においては、上
記と同様にコンタクト領域４３を有する端子接続部分
（１８が端子２である）を形成するのに加え、コンタク
ト領域１５を別に設けることで、ソースバス配線（４）
としての第１の配線１９と、前記ソース側引出配線
（６）としての第２の配線１７とを接続する。但し、コ
ンタクト領域１５に設けたコンタクトホール１５ａはテ
ーパ形状が急峻であるため、図９（ｃ）に示すように、
第１の配線１９だけでは段差部で段切れ部３８が発生し
易くなる。そこで、この問題を解決するため、図９
（ｄ）に示すように、コンタクト領域１５には冗長ＩＴ
Ｏ膜１６等で２重配線化することが多い。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】前述したＰＯＰ構造の
液晶表示装置及びＰＯＰ構造の反射型液晶表示装置の場
合、光の有効利用の手段としては共に、第１の層間絶縁
膜を用いることで、バス配線により囲まれる表示可能領
域（反射型液晶表示装置にいたってはバス配線上まで）
を最大限に利用可能としているが、設備投資および製造
コストの面を考慮すると、従来より行ってきた従来プロ
セスを用いて基板を製造することが最も好ましい。

【００１５】図１０は、従来プロセスを、上述の第２の
層間絶縁膜１３（ゲート絶縁膜２２としても機能する）
を介して、第１の配線１９と第２の配線１７と端子電極
１８とを接続した領域に適用した場合における、画素電
極形成時の各工程を順に示す図である。

【００１６】まず、図１０（ａ）に示すように、コンタ
クト領域１５の冗長としての冗長ＩＴＯ膜１６、端子電
極１８およびゲート絶縁膜２２（第２の層間絶縁膜１
３）などを有するガラス基板２０上に、第１の層間絶縁
膜３１を成膜する。

【００１７】次に、図１０（ｂ）に示すように、第１の
層間絶縁膜３１を所定の形状に加工する。このとき、端
子電極１８の部分では、第１の層間絶縁膜３１は不要で
ある。

【００１８】次に、図１０（ｃ）に示すように、上部画
素電極３２を成膜する。

【００１９】次に、図１０（ｄ）に示すように、上部画
素電極３２を所定の形状に加工するためのフォトレジス
ト３５を形成する。このとき、フォトレジスト３５は端
子電極１８の部分では必要である。この状態でエッチン
グ処理を行うことで、フォトレジスト３５の形状に反映
した端子電極１８を形成することが可能となり、エッチ
ング終了後、フォトレジスト３５を剥離することによ
り、図１０（ｅ）に示す形態となる。

【００２０】上記工程の図１０（ｅ）において、上部画
素電極３２を所定の形状にパターン化する際に、コンタ
クト領域１５の冗長としての冗長ＩＴＯ膜１６が消失し
てしまう。具体的には、ＰＯＰ構造の液晶表示装置の場
合は、上部画素電極がＩＴＯからなるときには、同一材
料であるため上部画素電極のエッチング時に消失し、反
射型液晶表示装置の場合には、反射画素電極がＡｌによ
り形成されるため、冗長ＩＴＯ膜１６との間で電蝕が発
生して冗長ＩＴＯ膜１６が消失してしまう。

【００２１】本発明は、このような従来技術の課題を解
決すべくなされたものであり、従来プロセスと同様にし
て作製しても支障なく、ＰＯＰ構造の液晶表示装置やＰ
ＯＰ構造の反射型液晶表示装置に適用することができる
液晶表示装置用基板を提供することを目的とする。

【００２２】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１の液晶
表示装置用基板は、液晶層を挟持する一対の基板の一方
の液晶表示装置用基板において、第１の層間絶縁膜の上
に画素電極を有し、該画素電極が、該第１の層間絶縁膜
の該画素電極とは反対側に形成された第１の配線に、該
第１の層間絶縁膜に設けた第１のコンタクトホールを介
して接続され、該第１の配線が、その該第１の層間絶縁
膜とは反対側に設けた第２の層間絶縁膜に設けられた第
２のコンタクトホールを介して第２の信号配線の一端部
に接続され、該第２の信号配線の他端部が信号入出力用
の端子として寄与する構成となっており、かつ、該第２
のコンタクトホールが、該第１の層間絶縁膜の下側に位
置するように形成され、そのことにより上記目的が達成
される。

【００２３】本発明の請求項２の液晶表示装置用基板
は、前記第１の配線の前記第２の層間絶縁膜とは反対側
であって、前記第２のコンタクトホール部分に、前記画
素電極にて覆われて冗長手段が形成され、該冗長手段と
前記画素電極とが、該画素電極を所定の形状にパターン
化する際のエッチングにて除去される材料からなること
を特徴とする。

【００２４】本発明の請求項３の液晶表示装置用基板
は、前記画素電極と前記冗長手段とがＩＴＯにより形成
されていることを特徴とする。

【００２５】本発明の請求項４の液晶表示装置用基板
は、前記画素電極がＡｌにより形成された反射画素電極
であり、前記冗長手段がＩＴＯにより形成されているこ
とを特徴とする。

【００２６】本発明の請求項５の液晶表示装置用基板
は、前記第１の層間絶縁膜が感光性樹脂により形成され
ていることを特徴とする。

【００２７】本発明の請求項６の液晶表示装置用基板
は、前記第２のコンタクトホールを覆う前記第１の配線
及び前記冗長手段の上に存在する前記第１の層間絶縁膜
が、該第２のコンタクトホール周縁に生じる段差の寸法
に対し、膜厚寸法を十分に厚くして形成されていること
を特徴とする。

【００２８】本発明の請求項７の液晶表示装置用基板
は、前記画素電極と前記第１の配線とがスイッチング素
子を介し電気的に接続されていることを特徴とする。

【００２９】以下、本発明の作用について説明する。

【００３０】請求項１によれば、高開口率化を図るため
に用いる第１の層間絶縁膜の形成領域を表示領域以外に
も設けてあり、第１の配線と第２の配線とを接続するた
めに第２の層間絶縁膜に形成した第２のコンタクトホー
ル部分が前記第１の層間絶縁膜で覆われる。よって、画
素電極をパターン化する際において、第２のコンタクト
ホール部分が第１の層間絶縁膜で保護される。

【００３１】請求項２によれば、第２のコンタクトホー
ル部分に画素電極にて覆って形成された冗長手段と画素
電極とが、画素電極を所定の形状にパターン化する際の
エッチングにて除去される材料からなるため、画素電極
に従来用いてきた材料をそのまま用いることができ、新
たな設備投資や材料開発などを省略することができる。

【００３２】請求項３によれば、請求項１の構成を採用
している故に、前記画素電極と前記冗長手段とをＩＴＯ
により形成しても、画素電極であるＩＴＯのエッチング
時に冗長手段が同時にエッチングされない。

【００３３】請求項４によれば、請求項１の構成を採用
している故に、前記画素電極がＡｌにより形成された反
射画素電極であり、前記冗長手段がＩＴＯにより形成さ
れていても、反射画素電極であるＡｌのフォトリソグラ
フィの現像時に冗長手段が現像液に晒されず、電蝕の発
生を防止できる。

【００３４】請求項５によれば、第１の層間絶縁膜を感
光性樹脂により形成することで、フォトリソグラフィ工
程のみで、つまりエッチングプロセス無しで、所望の形
状に加工することができる。

【００３５】請求項６によれば、前記第２のコンタクト
ホールを覆う前記第１の配線及び前記冗長手段の上に存
在する前記第１の層間絶縁膜が、該第２のコンタクトホ
ール周縁に生じる段差の寸法に対し、膜厚寸法を十分に
厚くして形成されているので、以下に図１１にて説明す
る段切れ部や腐食部の発生を防止できる。

【００３６】図１１（ａ）に示すように、第１の層間絶
縁膜３１に十分な厚さがなければ、コンタクト領域１５
の段差で段切れ部３６が発生し、冗長ＩＴＯ膜１６を保
護できない箇所が発生する。または、段切れ部３６より
も軽微なカバレッジの悪いピンホールが発生する場合
も、同様に冗長ＩＴＯ膜１６を保護できない箇所が発生
する。その後、フォトリソグラフィ工程を行うと、図１
１（ｂ）に示すように、エッチャントや現像液が浸入し
て、冗長ＩＴＯ膜１６が侵食されて腐食部３７が発生す
る。本請求項６では、その現象を解消することができ
る。

【００３７】請求項７によれば、画素電極と第１の配線
とがスイッチング素子を介し電気的に接続されているの
で、かかる構成の液晶表示装置用基板を用いて液晶表示
装置を組み立てた場合、液晶層にかかる電圧のｏｎ／ｏ
ｆｆ比を大きくとることができ、高精細化が容易とな
る。

【００３８】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を図
面に従い説明する。

【００３９】（実施形態１）本実施形態１はＰＯＰ構造
の液晶表示装置の場合である。

【００４０】以下、図面を用いて本実施形態の液晶表示
装置について詳細に説明する。尚、本実施形態ではＴＦ
Ｔ基板を用いている。

【００４１】図１（ａ）〜（ｅ）はＴＦＴ基板の製造工
程のフローを示しており、図１中の（１）〜（３）はＴ
ＦＴ基板の各部分を示している。（１）はＴＦＴ素子部
分を、（２）はゲート側引出配線部分を、（３）はソー
ス側引出配線部分を示す。尚、ＴＦＴ素子部分について
は従来と同様であるため詳細な説明は省く。

【００４２】まず、図１（ａ）の（１）に示すように、
ＴＦＴのゲート電極２１及びゲートバス配線（図示せ
ず）をＴａにより形成し、また、図１（ａ）の（２）、
（３）に示すように、ゲート側引出配線５およびソース
側引出配線６を形成する。

【００４３】続いて、図１（ｂ）の（１）、（２）、
（３）に示すように、第２の層間絶縁膜１３としてＳｉ
Ｎｘをデポする。その一部が、ゲート絶縁膜２２として
機能する。

【００４４】次に、図１（ｃ）の（２）に示すように、
このゲート絶縁膜２２をゲート側端子の部分ではドライ
バを接続するコンタクト領域４３をドライエッチングに
よりエッチングし、図１（ｃ）の（３）に示すように、
ソース側端子の部分ではドライバを接続するコンタクト
領域４３と、後にソースバス配線４と接続するコンタク
ト領域１５をドライエッチングによりエッチングする。
その後に形成した、図１（ｃ）の（１）に示すｉ層２
３、エッチストッパ２４、ｎ⁺層２５はＴＦＴ素子部分
のみ残し、図１（ｃ）の（２）、（３）に示す引出配線
５、６の部分には形成しない。

【００４５】次いで、図１（ｄ）の（１）、（３）に示
すように、ドレイン電極２８、ソース電極２６、ソース
バス配線４用の金属としてＴｉを成膜し、フォトリソグ
ラフィ工程を用いて所定の形状に加工する。このとき、
図１（ｄ）の（３）に示すソース側引出配線の部分では
コンタクト領域１５のコンタクトホールを覆うように加
工し、ソースバス配線４と引出配線６とをコンタクト領
域１５を介し接続する。また、図１（ｄ）の（２）に示
すゲート側引出配線部分のＴｉは取り除く。

【００４６】次いで、図１（ｅ）の（１）、（２）、
（３）に示すように、画素領域の下部画素電極３３、冗
長配線としてのソース電極２７とドレイン電極２９およ
び端子部分のドライバ接続用の端子電極１８として、Ｉ
ＴＯ膜を形成し、ＴＦＴ基板が完成する。

【００４７】このとき、コンタクト領域１５にも冗長Ｉ
ＴＯ膜１６としてＩＴＯ膜を形成する。その理由を図９
を用いて説明する。

【００４８】図９（ｂ）に示すように、Ｔａにより形成
された第２の配線１７上の第２の層間絶縁膜１３である
ゲート絶縁膜に形成されたコンタクトホール１５ａは、
ドライエッチングによりエッチングされるため、テーパ
が非常に急峻となり急激な段差の変化が生じる。更に、
第２の層間絶縁膜１３の膜厚が３０００オングストロー
ム〜５０００オングストロームであるに対し、第１の配
線１９となるＴｉの膜厚が１０００オングストローム〜
３０００オングストロームであるため、図９（ｃ）に示
すようにコンタクトホール１５ａのエッジ部分でＴｉ膜
の段切れ部３８が発生し易い。この段切れ部３８に対す
る冗長として、図９（ｄ）に示すように冗長ＩＴＯ膜１
６を形成するのである。

【００４９】この様な構成のＴＦＴ基板を用いて、その
上にＰＯＰ構造を形成する工程を、図２を用いて説明す
る。尚、図２の（ａ）〜（ｅ）は各工程を示し、（１）
は画素電極部分であり、（２）は従来技術の課題の箇所
で説明した従来例（図１０）と同一の工程図であり、
（３）は本実施形態の場合のソース側引出配線部分の工
程図である。

【００５０】図１の工程により作製されたＴＦＴ基板上
に、図２（ａ）に示すように、第１の層間絶縁膜３１と
して感光性樹脂を塗布し、図２（ｂ）に示すように、フ
ォトリソグラフィ工程により所定の形状に加工する。

【００５１】その後の工程において、図２の（２）に示
すように、コンタクト領域１５を感光性樹脂３１で覆わ
ない場合と、図２の（３）に示すようにコンタクト領域
１５を感光性樹脂３１で覆う場合との両者を、図２の
（１）における画素電極の作製工程に従い追っていく
と、図２の（２）ではＩＴＯからなる上部画素電極３２
をパターニングする際に冗長ＩＴＯ膜１６も同時にエッ
チングされてしまう。但し、この場合、図２（ｃ）の
（２）および（３）に示すように、ＩＴＯからなる上部
画素電極３２の成膜時にマスクデポを行い、ＩＴＯから
なる端子電極１８上にはＩＴＯをデポしない。また、図
２（ｄ）の（２）、（３）に示すように、エッチング時
もフォトレジスト３５をＩＴＯからなる端子電極１８上
にも形成し、端子電極１８をエッチャントから保護して
いる。

【００５２】このため、従来例である図２の（２）では
前述したようにコンタクト領域１５での断線による不良
が多発し、製造歩留まりが大幅に低下する。これに対
し、本実施形態である、コンタクト領域１５を感光性樹
脂３１で覆った図２の（３）では、コンタクト領域１５
に形成した冗長ＩＴＯ膜１６が、第１の層間絶縁膜３１
により覆われているためにエチャントに晒されず、冗長
膜（または冗長配線）用としての機能を発揮することが
でき、製造歩留まりの大幅な向上が図れる。

【００５３】但し、先に述べたように、第１の層間絶縁
膜３１の膜厚が不十分であると、図１１（ａ）に示すよ
うに層間絶縁膜３１にもエッチャントが浸入するピンホ
ール（カバレッジの悪い部分）や段切れ部３６、図１１
（ｂ）に示す腐食部３７が発生してしまう。このため、
第１の層間絶縁膜３１は、コンタクト領域１５の段差に
比べ十分な膜厚が必要となる。

【００５４】尚、一般にマスクデポ法を採用する場合に
は、成膜領域と非成膜領域との間に数ｍｍ〜数ｃｍ程度
の離隔マージンが必要となる。そのため、例えば冗長Ｉ
ＴＯ膜１６上もデポマスクによる成膜されない部分にす
る場合、実際の表示領域からコンタクト領域１５まで十
分な距離が必要となる。このことは液晶表示装置の「額
縁」と呼ばれる非表示領域を増加させることにつなが
り、製造上好ましくない。

【００５５】本実施形態では、ＴＦＴ素子として逆スタ
ガ型を用いたが、スタガ型でも良く、さらにはＴＦＴに
限らず、単純マトリクス、ＭＩＭ（Ｍｅｔａｌ−Ｉｎｓ
ｕｌａｔｏｒ−Ｍｅｔａｌ）等でも上記実施形態と同様
の基板構成とする場合、つまり引出配線とバス配線とを
第２の層間絶縁膜１３のコンタクトホールを介して接続
（冗長ＩＴＯ膜１６有り）し、更に第１の層間絶縁膜３
１の上に、ＩＴＯからなる画素電極３２を形成する場合
にも有効である。

【００５６】また、ＴＦＴ、第１の層間絶縁膜を構成す
る材料についても、同様の効果および現象が発生するな
らば、本実施形態には限定されない。

【００５７】更に、本実施形態ではＩＴＯからなる画素
電極３２等の形成時にマスクデポ法を採用したのは、Ｉ
ＴＯからなる端子電極１８が保護される方法であるから
であり、同様な効果が得られるのであれば、マスクデポ
法に限定しない。例えば、画素電極３２用のＩＴＯ膜を
全面に成膜し、この時成膜したＩＴＯ膜で端子電極１８
を形成しても構わない。

【００５８】（実施形態２）本実施形態２は反射型液晶
表示装置の場合である。

【００５９】以下、図面を用いて本実施形態の液晶表示
装置について詳細に説明する。尚、本実施形態ではＴＦ
Ｔ基板を用いている。

【００６０】使用するＴＦＴ基板は、上記実施形態１と
同様の工程を経て作製されたものを使用する。但し、Ｔ
ＦＴ１０部分については、図３に示すように、Ｔｉによ
りソース電極２６、ドレイン電極２８および下部画素電
極３３を形成し、ＩＴＯによりソース電極２７およびド
レイン電極２９を形成する。

【００６１】この様なＴＦＴ基板の上に、後述する図５
（ａ）に示す第１の層間絶縁膜３１として感光性樹脂を
塗布し、フォトリソグラフィ工程により所定の形状に加
工する。

【００６２】尚、感光性樹脂の形状については、反射画
素電極自身に光拡散性を持たせるため凹凸形状を作製す
る方法も考えられるが、図の煩雑化を避けるため本実施
形態ではフラットな表面形状の第１の層間絶縁膜につい
て説明する。凹凸形状を有した第１の層間絶縁膜の製造
方法については、図４Ａ、図４Ｂに示すマスクＡ、Ｂを
用い、図４Ｃに示す工程順に製造を行う。なお、図４
Ａ、図４Ｂ中の４１は遮光部分、４２は透光部分であ
る。また、図４Ｃは、第２の層間絶縁膜１３および第２
の配線１７は省略して示している。

【００６３】図４Ｃの（１）に示すガラス基板の上に、
図４Ｃの（２）に示すように感光性樹脂を塗布する。次
に、図４Ｃの（３）に示すようにマスクＡを用いて感光
性樹脂に露光を行い、図４Ｃの（４）に示すように現像
を行う。次に、図４Ｃの（５）に示すように焼成を行っ
て、感光性樹脂の角を丸くするように形状を変化させ、
続いて図４Ｃの（６）に示すように、感光性樹脂の上に
平滑化用に樹脂を塗布する。次に、図４Ｃの（７）に示
すように、マスクＢを用いてコンタクトホールの形成部
分に露光を行い、図４Ｃの（８）に示すように現像およ
び焼成を行う。最後に、図４Ｃの（９）に示すように、
その上に反射画素電極を成膜する。これにより、反射画
素電極自身に光拡散性を持たせるため凹凸形状を作製す
ることができる。

【００６４】図５の（ａ）〜（ｅ）は反射画素電極の形
成工程を示し、（１）はＴＦＴ部分に関し、（２）は比
較例としての、上記第２の配線である引出配線と第１の
配線であるソースバス配線とのコンタクト領域１５を感
光性樹脂３１で覆わない場合であり、（３）は本実施形
態としての、上記第２の配線である引出配線と第１の配
線であるソースバス配線とのコンタクト領域１５を感光
性樹脂３１で覆う場合である。

【００６５】図５（ａ）、（ｂ）に示す第１の層間絶縁
膜３１の形成工程は前記実施形態１と同様であり、図５
（ｃ）の（２）、（３）に示す反射画素電極３２の成膜
工程も端子部分に成膜されないようマスクデポ法を用い
る。

【００６６】図５（ｃ）の（２）において、反射画素電
極３２であるＡｌ膜と冗長ＩＴＯ膜１６とが接触してい
る。この場合、図５（ｄ）の（２）に示すように、反射
画素電極３２であるＡｌ膜をパターニングするためのフ
ォトレジスト３５の現像時に、反射画素電極３２である
Ａｌ膜に発生したピンホールや段切れ部３６などの活性
領域が現像液より腐食され、現像液が浸入する。その結
果、図５（ｄ）の（２）に示すように、Ａｌ膜とＩＴＯ
膜と現像液とによる局部電池系が形成され、反射画素電
極３２であるＡｌ膜および冗長ＩＴＯ膜１６にともに腐
食部３７が生じ、コンタクト領域１５での断線による不
良が多発し、製造歩留まりが大幅に低下する。このよう
な腐食現象を「電蝕」とよび、図６に模式的に示す。

【００６７】図６（ａ）に示すように、Ａｌ膜の表面に
ピンホールや格子欠陥等の活性領域が存在すると、図６
（ｂ）に示すように、例えばアルカリ系現像液により上
記活性領域部分が腐食されていき、現像液がＩＴＯ膜に
も接触する。そして、図６（ｃ）に示すように、Ａｌ
膜、ＩＴＯ膜、および現像液により局部電池系が形成さ
れ、Ａｌ膜およびＩＴＯ膜ともに腐食する。なお、図６
（ｄ）は局部電池系のモデルを示す。

【００６８】これに対し、図５の（３）に示すコンタク
ト領域１５を第１の層間絶縁膜３１用の感光性樹脂で覆
った場合では、コンタクト領域１５に形成した冗長ＩＴ
Ｏ膜１６が第１の層間絶縁膜３１により保護されている
ため、図５（ｄ）の（３）に示すように、現像液が冗長
ＩＴＯ膜１６と接触することなく、従って冗長ＩＴＯ膜
１６が冗長膜（または冗長配線）としての機能を発揮す
ることができ、製造歩留まりの大幅な向上が図れる。

【００６９】但し、この場合も実施形態１と同様に、第
１の層間絶縁膜３１の膜厚が不十分、つまりコンタクト
領域１５のカバレッジが不十分であると、図１１（ａ）
に示すように第１の層間絶縁膜３１にも現像液が浸入す
る、第１の層間絶縁膜の段切れ部３６や、ピンホール
（図示せず）が発生し、この部分で電蝕が起こることに
より、図１１（ｂ）に示す腐食部３７が発生する。この
ため第１の層間絶縁膜３１は、コンタクト領域１５の段
差に比べ十分な膜厚が必要となる。

【００７０】尚、一般にマスクデポ法を採用する場合に
は、成膜領域と非成膜領域との間に数ｍｍ〜数ｃｍ程度
の離隔マージンが必要となる。そのため、例えば冗長Ｉ
ＴＯ膜１６上もデポマスクによる成膜されない部分にす
る場合、実際の表示領域からコンタクト領域１５まで十
分な距離が必要となる。このことは、液晶表示装置の
「額縁」と呼ばれる非表示領域を増加させることにつな
がり、製造上好ましくない。

【００７１】本実施形態では、ＴＦＴ素子として逆スタ
ガ型を用いたが、スタガ型でも良く、さらにはＴＦＴに
限らず、単純マトリクス、ＭＩＭ（Metal-Insulator-Me
tal）等でも上記実施形態と同様の基板構成とする場
合、つまり引出配線とバス配線とを第２の層間絶縁膜１
３のコンタクトホールを介して接続（冗長ＩＴＯ膜１６
有り）し、更に第１の層間絶縁膜３１の上に、Ａｌから
なる反射画素電極３２を形成する場合にも有効である。

【００７２】また、ＴＦＴ、第１の層間絶縁膜を構成す
る材料についても、同様の効果および現象が発生するな
らば、実施形態には限定されない。

【００７３】更に、Ａｌからなる反射画素電極３２の形
成時にマスクデポ法を採用したのは、ＩＴＯからなる端
子電極１８が保護される方法であるからであり、同様な
効果が得られるのであれば、マスクデポ法に限定しな
い。

【００７４】

【発明の効果】以上詳述したように本発明による場合に
は、高開口率化を図るために用いる第１の層間絶縁膜の
形成領域を表示領域以外にも設けてあり、第１の配線と
第２の配線とを接続するために第２の層間絶縁膜に形成
した第２のコンタクトホール部分が前記第１の層間絶縁
膜で覆われるので、画素電極をパターン化する際におい
て、第２のコンタクトホール部分を第１の層間絶縁膜で
保護でき、従来プロセスと同様にして作製しても支障な
く、ＰＯＰ構造の液晶表示装置やＰＯＰ構造の反射型液
晶表示装置に適用することができる。また、冗長手段と
しての冗長膜または冗長配線を保護することができるの
で、製造歩留まりの低下を防止することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態１におけるＴＦＴ基板の製造工程を示
す図（断面図）であり、（ａ）〜（ｅ）はその各工程を
示し、（１）はＴＦＴ素子部分、（２）はゲート端子部
分、（３）はソース端子部分を示す。

【図２】第１の層間絶縁膜を使用したＰＯＰ構造の液晶
表示装置において、上部画素電極の製造工程を示す図
（断面図）であり、（ａ）〜（ｅ）はその各工程を示
し、（１）は画素電極部分、（２）は従来技術の課題の
箇所で説明した従来例（図１０）と同一の工程図であ
り、（３）は本実施形態の場合のソース側引出配線部分
の工程図である。

【図３】反射型液晶表示装置（ＰＯＰ構造）に用いられ
るＴＦＴの断面構造の１例を示す断面図である。

【図４Ａ】マスクＡを示す平面図である。

【図４Ｂ】マスクＢを示す平面図である。

【図４Ｃ】（１）〜（９）は第１の層間絶縁膜に凹凸形
状をつけ、光拡散機能を付加させる場合の層間絶縁膜形
成工程を示す工程図（断面図）である。

【図５】実施形態２において、第１の層間絶縁膜を使用
した反射型ＰＯＰ構造の液晶表示装置の反射画素電極の
形成工程を示す図（断面図）であり、（ａ）〜（ｅ）は
その各工程を示し、（１）はＴＦＴ部分に関し、（２）
は比較例としての、上記第２の配線である引出配線と第
１の配線であるソースバス配線とのコンタクト領域を感
光性樹脂で覆わない場合であり、（３）は本実施形態と
しての、上記第２の配線である引出配線と第１の配線で
あるソースバス配線とのコンタクト領域を感光性樹脂で
覆う場合である。

【図６】（ａ）〜（ｃ）はＡｌ膜とＩＴＯ膜と現像液と
により局部電池が発生する工程を示す図（断面図）であ
り、（ｄ）は局部電池系のモデルを示す模式図である。

【図７】（ａ１）は従来の液晶表示装置を示す断面図、
（ａ２）はＰＯＰ構造の液晶表示装置を示す断面図、
（ｂ１）は従来の液晶表示装置を示す平面図、（ｂ２）
はＰＯＰ構造の液晶表示装置を示す平面図、（ｂ３）は
反射型液晶表示装置を示す平面図である。

【図８】（ａ）は従来の液晶表示装置に用いるＴＦＴ基
板の全体を示す平面図、（ｂ）はＴＦＴ部の拡大平面
図、（ｃ）は第１の配線と第２の配線とのコンタクト部
分を示す平面図である。

【図９】（ａ）はゲートバス配線とゲート側引出配線と
のコンタクト領域を示す断面図、（ｂ）はソースバス配
線とソース側引出配線とのコンタクト領域を示す断面図
であり、（ｃ）はコンタクト領域の段差で発生した第１
の配線の段切れ部を示す断面図、（ｄ）は段切れ部に対
する冗長ＩＴＯ膜を設けた状態を示す断面図である。

【図１０】第１の層間絶縁膜を保護膜として用いない場
合に、冗長ＩＴＯ膜や端子電極が消失することを説明す
る工程図（断面図）である。

【図１１】第１の層間絶縁膜のカバレッジ不足により生
じる不良のモードを示す断面図である。

【符号の説明】

１ゲート側端子２ソース側端子３ゲートバス配線４ソースバス配線５ゲート側引出配線６ソース側引出配線１０ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）１３第２の層間絶縁膜１５コンタクト領域１５ａコンタクトホール１６冗長ＩＴＯ膜１７第２の配線１８端子電極１９第１の配線２１ゲート電極２２ゲート絶縁膜２３ｉ層２４エッチストッパ２５ｎ⁺層２６ソース電極２７ソース電極２８ドレイン電極２９ドレイン電極３１第１の層間絶縁膜３２上部画素電極（または反射画素電極）３３下部画素電極３５フォトレジスト３６段切れ部３７腐食部３８段切れ部４１遮光部分４２透光部分４３コンタクト領域Ａ、Ｂマスク

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】液晶層を挟持する一対の基板の一方の液
晶表示装置用基板において、第１の層間絶縁膜の上に画素電極を有し、該画素電極
が、該第１の層間絶縁膜の該画素電極とは反対側に形成
された第１の配線に、該第１の層間絶縁膜に設けた第１
のコンタクトホールを介して接続され、該第１の配線
が、その該第１の層間絶縁膜とは反対側に設けた第２の
層間絶縁膜に設けられた第２のコンタクトホールを介し
て第２の信号配線の一端部に接続され、該第２の信号配
線の他端部が信号入出力用の端子として寄与する構成と
なっており、かつ、該第２のコンタクトホールが、該第１の層間絶縁
膜の下側に位置するように形成されている液晶表示装置
用基板。
【請求項２】前記第１の配線の前記第２の層間絶縁膜
とは反対側であって、前記第２のコンタクトホール部分
に、前記画素電極にて覆われて冗長手段が形成され、該
冗長手段と前記画素電極とが、該画素電極を所定の形状
にパターン化する際のエッチングにて除去される材料か
らなる請求項１記載の液晶表示装置用基板。
【請求項３】前記画素電極と前記冗長手段とがＩＴＯ
により形成されている請求項２記載の液晶表示装置用基
板。
【請求項４】前記画素電極がＡｌにより形成された反
射画素電極であり、前記冗長手段がＩＴＯにより形成さ
れている請求項２記載の液晶表示装置用基板。
【請求項５】前記第１の層間絶縁膜が感光性樹脂によ
り形成されている請求項１記載の液晶表示装置用基板。
【請求項６】前記第２のコンタクトホールを覆う前記
第１の配線及び前記冗長手段の上に存在する前記第１の
層間絶縁膜が、該第２のコンタクトホール周縁に生じる
段差の寸法に対し、膜厚寸法を十分に厚くして形成され
ている請求項１記載の液晶表示装置用基板。
【請求項７】前記画素電極と前記第１の配線とがスイ
ッチング素子を介し電気的に接続されている請求項１記
載の液晶表示装置用基板。