JPH11258630A - カラー液晶表示装置の製造方法 - Google Patents

カラー液晶表示装置の製造方法

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JPH11258630A
JPH11258630A JP6268698A JP6268698A JPH11258630A JP H11258630 A JPH11258630 A JP H11258630A JP 6268698 A JP6268698 A JP 6268698A JP 6268698 A JP6268698 A JP 6268698A JP H11258630 A JPH11258630 A JP H11258630A
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JP
Japan
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forming
color filter
liquid crystal
crystal display
thin film
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JP6268698A
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English (en)
Inventor
Masahito Sawada
雅人 澤田
Masao Takashima
真穂 高島
Naoya Hayamizu
直哉 速水
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 カラーフィルタへの損傷を招くことなく、T
FTの信号電極と画素電極とが良好に接続されたカラー
液晶表示装置の製造方法を提供する。 【解決手段】 透明基板上に薄膜トランジスタを形成す
る工程と、前記薄膜トランジスタを含む前記基板上に前
記薄膜トランジスタの信号電極に対応する箇所にコンタ
クトホールが開口されたカラーフィルタを一体的に形成
する工程と、前記カラーフィルタを含む全面に透明導電
膜を成膜し、パターニングすることにより前記薄膜トラ
ンジスタの信号電極と前記コンタクトホールを通して接
続された画素電極を形成する工程とを具備したカラー液
晶表示装置の製造方法において、前記カラーフィルタの
形成後、前記透明導電膜の成膜前に前記カラーフィルタ
に最大ピークが172nm±2nmの波長を有する紫外
線を照射することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、カラー液晶表示装
置の製造方法に関し、特に薄膜トランジスタ(TFT)
上にカラーフィルタを形成した構造のカラー液晶表示装
置の製造方法の改良に係わる。
【0002】
【従来の技術】カラー液晶表示装置においては、ガラス
基板のような透明基板上にマトリックス状に配列された
スイッチング素子としての薄膜トランジスタ(TFT)
および透明導電材からなる画素電極を選択駆動すること
により、画面上に表示パターンが形成される。例えば、
アクティブマトリックス型のカラー液晶表示装置では透
明基板にTFT、画素電極およびこれらに信号を与える
配線が形成されたアレイ基材と透明板に赤、青、緑のカ
ラーフィルタを形成した対向基材とを所定のギャップを
あけて配置し、これらのギャップに液晶を封入した構造
を有する。
【0003】これに対し、透明基板にTFTとカラーフ
ィルタとを一体的に形成したアレイ基材に透明基板から
なる対向基材を所定のギャップをあけて配置し、これら
のギャップに液晶を封入した構造を有するカラー液晶表
示装置は、開口率が大きく、かつ省電力化を図ることが
できるという特徴を有する。
【0004】ところで、前記構造のカラー液晶表示装置
は、次のような方法により製造される。まず、ガラス板
のような透明基板上にTFTをマトリックス状に形成す
る。つづいて、これらのTFTを含む前記透明基板上に
顔料分散レジストを用いて赤、青、緑のカラーフィルタ
をそれぞれ形成する。この時、後述する画素電極と前記
TFTの信号電極とを接続するためのコンタクトホール
を前記カラーフィルタに開口する。ひきつづき、全面に
ITOのような透明導電膜を堆積し、パターニングする
ことにより前記カラーフィルタ上に前記コンタクトホー
ルを通して前記TFTの信号電極と接続された画素電極
を形成する。次いで、前記画素電極を含む面に配向処理
がなされた膜を形成してアレイ基材を作製する。この
後、前記アレイ基材と同様に配向処理がなされた膜を有
するガラス基板からなる対向基材とをスペーサを介在し
て所定のギャップをあけて配置し、これらギャップに液
晶を封入することによりカラー液晶表示装置を製造す
る。
【0005】
【発明が解決しょうとする課題】しかしながら、前述し
た方法により製造されたカラー液晶表示装置はカラーフ
ィルタのコンタクトホールにおいてTFTの信号電極と
画素電極との接触抵抗が大きくなるため、表示時に多数
の輝点が現れるという表示不良を生じる。
【0006】本発明は、カラーフィルタへの損傷を招く
ことなくTFTの信号電極と画素電極とが良好に接続さ
れたカラー液晶表示装置の製造方法を提供しようとする
ものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明に係わるカラー液
晶表示装置の製造方法は、透明基板上に薄膜トランジス
タを形成する工程と、前記薄膜トランジスタを含む前記
基板上に前記薄膜トランジスタの信号電極に対応する箇
所にコンタクトホールが開口されたカラーフィルタを一
体的に形成する工程と、前記カラーフィルタを含む全面
に透明導電膜を成膜し、パターニングすることにより前
記薄膜トランジスタの信号電極と前記コンタクトホール
を通して接続された画素電極を形成する工程とを具備し
たカラー液晶表示装置の製造方法において、前記カラー
フィルタの形成後、前記透明導電膜の成膜前に前記カラ
ーフィルタに最大ピークが172nm±2nmの波長を
有する紫外線を照射することを特徴とするものである。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係わるカラー液晶
表示装置の製造方法を詳細に説明する。 (第1工程)まず、ガラス基板のような透明基板上にゲ
ート電極を形成した後、少なくともこのゲート電極上に
ゲート絶縁膜を形成する。つづいて、前記ゲート電極に
対応する前記ゲート絶縁膜上にアモルファスシリコン、
多結晶シリコンからなる半導体層を形成する。ひきつづ
き、全面に金属膜を形成し、パターニングすることによ
りソース、ドレイン電極を形成して複数の薄膜トランジ
スタ(TFT)を作製する。
【0009】前記ゲート電極材料としては、例えばM
o,Ta,MoTi,Cr,Al,Ni,Cu,MoW
のような金属を挙げることができる。これらの電極材料
は、スパッタ法や真空蒸着法により成膜され、この金属
膜を写真蝕刻法により形成したレジストパターンをマス
クとして選択的にエッチングすることによりゲート電極
が形成される。
【0010】なお、前記ソース、ドレイン電極の形成に
先立って、前記半導体層にn型またはp型の不純物を含
むソース、ドレインの半導体領域を形成してもよい。 ( 第2工程)次いで、前記TFTを含む前記基板上に顔
料レジストを用いて赤、青、緑のカラーフィルタを形成
する。この時、前記カラーフィルタの前記TFTの信号
電極に対応する箇所にコンタクトホールを開口する。つ
づいて、全面に最大ピークが172nm±2nmの波長
を有する紫外線を照射することにより、前記コンタクト
ホールから露出された前記信号電極部分に付着されたレ
ジスト残渣が除去される。
【0011】前記最大ピークが172nm±2nmの波
長を有する紫外線としては、例えばエキシマランプを光
源として放出されたものが挙げられる。 (第3工程)次いで、前記カラーフィルタを含む全面に
透明導電膜を成膜し、パターニングすることにより前記
TFTの信号電極と前記コンタクトホールを通して接続
された画素電極を形成する。つづいて、前記画素電極上
に配向処理された被膜を形成してアレイ基材を作製す
る。この後、前記アレイ基材と同様に配向処理がなされ
た膜を有するガラス基板からなる対向基材とをスペーサ
を介在して所定のギャップをあけて配置し、これらギャ
ップに液晶を封入することにによりカラー液晶表示装置
を製造する。
【0012】以上説明した本発明によれば、コンタクト
ホールが開口されたカラーフィルタの形成後、前記透明
導電膜の成膜前にカラーフィルタに最大ピークが172
nm±2nmの波長を有する紫外線を照射することによ
って、前記カラーフィルタ表面を損傷することなく、前
記コンタクトホールから露出されたTFTの信号電極部
分に付着されたレジスト残渣を除去することができる。
その結果、その後前記カラーフィルタを含む全面に透明
導電膜を成膜し、パターニングすることにより前記TF
Tの前記信号電極と前記コンタクトホールを通して良好
に接続された画素電極を形成することができる。したが
って、多数の輝点が現れたり、画面のざらつきなどの不
良を解消した高い表示性能を有するカラー液晶表示装置
を製造することができる。
【0013】なお、前記コンタクトホールから露出され
たTFTの信号電極部分に付着されたレジスト残渣を除
去する方法としては、オゾンガス雰囲気に曝した状態で
UV照射を施す方法または酸素プラズマ処理を施す方法
が考えられる。しかしながら、これららの方法ではカラ
ーフィルタの表面荒れが生じるため、このカラーフィル
上に成膜された透明導電膜が虫食い状態になる。その結
果、前記透明導電膜をパタニーングすることにより形成
された画素電極を有するカラー液晶表示装置は表示時に
おいて画面のざらつきや線欠陥を生じる。
【0014】
【実施例】以下、本発明の好ましい実施例を図面を参照
して詳細に説明する。 (実施例1)まず、図1の(a)に示すようにガラス基
板1上にスパッタ法によりMoTa膜を堆積し、パター
ニングすることにより複数のゲート電極2を前記ガラス
基板1上に形成した後、 前記ゲート電極2を含む全面
にSiOx からなるゲート絶縁膜3をCVD法により形
成した。つづいて、CVD法によりアモルファスシリコ
ン(a−Si)膜を形成した後、バターニングすること
により前記各ゲート電極2を覆う半導体層4を形成し
た。ひきつづき、前記半導体層4を含む全面に上にCV
D法によりSiOx 膜を堆積し、パターニングすること
により前記ゲート電極2に対応する前記半導体層4上に
エッチングストッパ部5を形成した。さらに、全面にC
VD法によりn型不純物を含むアモルファスシリコン
(n+ 型a−Si)膜を形成し、パターニングすること
によりn+ 型a−Siからなるソース、ドレイン領域
6,7を形成した。その後、全面にCVD法によりAl
膜を堆積し、パターニングすることにより前記ソース、
ドレイン領域6,7とそれぞれ接続されたソース、ドレ
イン電極(信号電極)8,9を形成して複数のTFT1
0を作製した。
【0015】次いで、図1の(b)に示すように複数の
TFT10を含む基板1上に赤色顔料分散レジスト(富
士ハント社製商品名;カラーモザイクRED)を600
rpm, 15秒のスピン塗布を行い、ホットプレート上
で90℃、3分間プリベークを行って赤色顔料分散レジ
スト膜11を形成した。つづいて、カラーフィルタおよ
びコンタクトホール形成用の開口を有するフォトマスク
12を用い、i線のアライナー露光装置(キャノン社製
商品名;PLA501)で照射エネルギー250mJ/
cm2 で露光を行った。ひきつづき、図1 の(c)に示
すように露光後のレジスト膜に現像液(富士ハント社製
商品名;CD2000)を80秒間スプレーし、流水で
60秒間洗浄し、さらにスピン乾燥した。この後、大気
中、オーブンで230℃、1時間ポストベークを行うこ
とによりTFT10のドレイン電極9に対応する箇所に
コンタクトホール13が開口された赤色フィルタ14を
形成した。
【0016】次いで、図1の(d)に示すように青色顔
料分散レジスト(富士ハント社製商品名;カラーモザイ
クBLUE)および緑色顔料分散レジスト(富士ハント
社製商品名;カラーモザイクGREEN)を用いて前記
赤色フィルタと同様な操作により前記赤色フィルタ14
に隣接してコンタクトホール15を有する青色フィルタ
16およびコンタクトホール(図示せず)を有する緑色
フィルタ17を形成した。この時、同図(d)に示すよ
うに前記コンタクトホール13,15から露出された前
記TFT10のドレイン電極(信号電極)9部分にレジ
スト残渣18が付着されていた。
【0017】次いで、前記基板1を100℃に加熱しな
がら、大気中で前記カラーフィルタ14,16,17に
誘電体バリア放電エキシマランプ(東芝ライテック社製
商品名;ゼノンクロライド)を光源として最大ピークが
172nmの波長を有する紫外線を2分間照射すること
により、図2の(e)に示すように前記カラーフィルタ
14,16,17のコンタクトホール13,15から露
出されたドレイン電極(信号電極)9部分に付着された
レジスト残渣18を除去した。
【0018】次いで、図2の(f)に示すように全面に
厚さ150nmのITO膜19を成膜した。この時の成
膜条件は、チャンバの到達真空度1.0×10-3Pa、
Ar流量15.0sccm、O2 流量30sccm、ス
パッタ圧力0.42Pa、DCパワー500Wとした。
つづいて、全面にレジスト膜を被覆し、フォトリソグラ
フィ技術によりレジストパターン20を形成した前記I
TO膜19上に形成した。その後、図2の(g)に示す
ように前記レジストパターン20をマスクとして前記I
TO膜19を25℃の王水(HCl:HNO3 :H2
=30:1:100)で100秒間処理することにより
前記ITO膜19をを選択的にエッチング除去すること
により前記TFT10の信号電極9とコンタクトホール
を通して接続された複数の画素電極21を前記カラーフ
ィルタ14,16,17上に形成した。
【0019】次いで、前記画素電極21上に配向処理さ
れた被膜(図示せず)を形成してアレイ基材を作製した
後、前記アレイ基材と同様に配向処理がなされた被膜
(図示せず)を有するガラス基板からなる対向基材22
とをスペーサ23を介在して所定のギャップをあけて配
置し、これらギャップに液晶24を封入することにによ
りカラー液晶表示装置を製造した(図2の(h)図
示)。
【0020】(比較例1)ガラス基板上にTFTを形成
し、このガラス基板上にコンタクトホールを有する赤
色、青色、緑色のカラーフィルタを形成した後、紫外線
処理を施さずに、ITO膜を成膜し、パターニングして
画素電極を形成した以外、実施例1と同様な方法により
カラー液晶表示装置を製造した。
【0021】(比較例2)ガラス基板上にTFTを形成
し、このガラス基板上にコンタクトホールを有する赤
色、青色、緑色のカラーフィルタを形成した後、前記基
板を150℃に加熱し、オゾンを20L/分の流量で流
しながら、85mWの低圧水銀ランプから254nmの
UVを90秒間照射し、ひきつづきITO膜を成膜し、
パターニングして画素電極を形成した以外、実施例1と
同様な方法によりカラー液晶表示装置を製造した。
【0022】(比較例3)ガラス基板上にTFTを形成
し、このガラス基板上にコンタクトホールを有する赤
色、青色、緑色のカラーフィルタを形成した後、酸素プ
ラズマ処理を施し、ひきつづきITO膜を成膜し、パタ
ーニングして画素電極を形成した以外、実施例1と同様
な方法によりカラー液晶表示装置を製造した。なお、前
記酸素プラズマ処理条件はμ波1kW、チャンバ圧力7
0Pa、 O2 流量1000sccm、処理時間30秒
間とした。
【0023】以上の実施例1および比較例1〜3により
得られたカラー液晶表示装置について、前記アレイ基材
のコンタクト部の炭素濃度、コンタクト抵抗、画素電極
のサイドエッチング、画素電極のシート抵抗、画素電極
の外観および画質を調べた。その結果を下記表1に示
す。
【0024】
【表1】
【0025】前記表1から明らかなように実施例1によ
り得られたカラー液晶表示装置は、比較例1〜3により
得られたカラー液晶表示装置に比べて画素電極とTFT
の信号電極とのコンタクト抵抗が低く、画素電極のシー
ト抵抗が低く、画素電極の外観性に優れ、さらに良好な
画質を有することがわかる。なお、前記実施例ではTF
Tが逆スタガ型である構造のものを例にして説明した
が、これに限定されず、正スタガ型のTFTを有する構
造にしてもよい。
【0026】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、カ
ラーフィルタへの損傷を招くことなくTFTの信号電極
と画素電極とを良好に接続でき、ひいては多数の輝点が
現れたり、画面のざらつきなどの不良を解消した優れた
表示性能を有するカラー液晶表示装置の製造方法を提供
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1におけるカラー液晶表示装置
の製造工程を示す断面図。
【図2】本発明の実施例1におけるカラー液晶表示装置
の製造工程を示す断面図。
【符号の説明】
1…ガラス基板、 2…ゲート電極、 9…ドレイン電極(信号電極)、 10…薄膜トランジスタ、 13,15…コンタクトホール、 14…赤色フィルタ 16…青色フィルタ、 17…緑色フィルタ、 21…画素電極、 22…対向基材、 24…液晶。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 透明基板上に薄膜トランジスタを形成す
    る工程と、 前記薄膜トランジスタを含む前記基板上に前記薄膜トラ
    ンジスタの信号電極に対応する箇所にコンタクトホール
    が開口されたカラーフィルタを一体的に形成する工程
    と、 前記カラーフィルタを含む全面に透明導電膜を成膜し、
    パターニングすることにより前記薄膜トランジスタの信
    号電極と前記コンタクトホールを通して接続された画素
    電極を形成する工程とを具備したカラー液晶表示装置の
    製造方法において、 前記カラーフィルタの形成後、前記透明導電膜の成膜前
    に前記カラーフィルタに最大ピークが172nm±2n
    mの波長を有する紫外線を照射することを特徴とするカ
    ラー液晶表示装置の製造方法。
JP6268698A 1998-03-13 1998-03-13 カラー液晶表示装置の製造方法 Pending JPH11258630A (ja)

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