(57)【要約】【課題】本発明は、スイッチング素子が形成されたアレイ基板側にカラーフィルタを形成したＣＦ−ｏｎ−ＴＦＴ構造の液晶表示装置用基板に関し、フォトリソグラフィ工程を代表とする製造プロセスを簡略化でき、且つ高い信頼性を有する液晶表示装置用基板を提供することを目的とする。【解決手段】ガラス基板３上にマトリクス状に配列された複数の画素領域Ｐから引き出されたゲートバスライン６に電気的に接続された第１の端子電極５２ａと、画素電極の形成材料でガラス基板３上に直接形成された第２の端子電極５２ｂと、第１及び第２の端子電極５２ａ、５２ｂを電気的に接続する電極繋ぎ換え領域５２ｃとを備え、外部回路とゲートバスライン６とを電気的に接続する外部接続端子を有するように構成する。【選択図】図５
2010231233.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向配置される対向基板とともに液晶を挟持する絶縁性基板と、
前記絶縁性基板上にマトリクス状に配列されてスイッチング素子と樹脂カラーフィルタ層と画素電極とがこの順に形成された複数の画素領域からなる表示領域と、
前記表示領域外周囲に前記樹脂カラーフィルタ層を積層して形成した遮光層を備えた額縁領域と、
前記表示領域の前記樹脂カラーフィルタ層と前記画素電極との間に形成された絶縁性樹脂材料からなるオーバーコート層と
を有することを特徴とする液晶表示装置用基板。
【請求項２】
対向配置される対向基板とともに液晶を挟持する絶縁性基板と、
前記絶縁性基板上にマトリクス状に配列され、スイッチング素子が形成された複数の画素領域と、
前記スイッチング素子上方を覆って前記画素領域上に形成される少なくとも１層の樹脂カラーフィルタ層と
を有することを特徴とする液晶表示装置用基板。
【請求項３】
請求項２記載の液晶表示装置用基板において、
前記複数色の樹脂カラーフィルタ層のうち少なくとも１層は、基板面法線方向に見て、隣接する画素の前記スイッチング素子上を覆うように張り出したＴ字状パターン又は┣状（ト字状）パターンを有していること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【請求項４】
対向配置される対向基板とともに液晶を挟持する絶縁性基板と、
前記絶縁性基板上にマトリクス状に配列された複数の画素領域に形成された樹脂カラーフィルタ層と、
前記樹脂カラーフィルタ層の上層に形成された画素電極と、
前記樹脂カラーフィルタ層の下方に形成され、前記画素電極と接続された蓄積容量電極と、
前記蓄積容量電極に開口した第１開口パターンと、前記第１開口パターン上方で前記画素電極に開口され、前記第１開口パターンに内包される大きさの第２開口パターンと、前記樹脂カラーフィルタ層に前記第１開口パターンを内包する位置及び大きさに開口された第３開口パターンとを備えた位置ずれ確認用バーニアパターンと
を有することを特徴とする液晶表示装置用基板。
【請求項５】
対向配置される対向基板とともに液晶を挟持する絶縁性基板と、
前記絶縁性基板上にマトリクス状に配列されて、スイッチング素子と、シリコン窒化膜と、樹脂カラーフィルタ層と、画素電極とがこの順に形成された複数の画素領域からなる表示領域と、
前記表示領域の前記樹脂カラーフィルタ層と前記画素電極との間に形成された絶縁性樹脂材料からなるオーバーコート層と、
開口面積が、前記樹脂カラーフィルタ層＞前記シリコン窒化膜＞前記オーバーコート層となるように前記スイッチング素子上に開口されたコンタクトホールと
を有することを特徴とする液晶表示装置用基板。
【請求項６】
対向配置される対向基板とともに液晶を挟持する絶縁性基板と、
前記絶縁性基板上にマトリクス状に配列されて、スイッチング素子と、シリコン窒化膜と、樹脂カラーフィルタ層と、画素電極とがこの順に形成された複数の画素領域からなる表示領域と、
前記表示領域の前記樹脂カラーフィルタ層と前記画素電極との間に形成された絶縁性樹脂材料からなるオーバーコート層と、
開口面積が、前記オーバーコート層＞前記樹脂カラーフィルタ層＞前記シリコン窒化膜となるように前記スイッチング素子上に開口されたコンタクトホールと
を有することを特徴とする液晶表示装置用基板。
【請求項７】
対向配置される対向基板とともに液晶を挟持する絶縁性基板と、
前記絶縁性基板上にマトリクス状に配列されてスイッチング素子と樹脂カラーフィルタ層と画素電極とがこの順に形成された複数の画素領域からなる表示領域と、
前記表示領域外周囲に前記樹脂カラーフィルタ層を積層して形成した遮光層と、前記画素電極の形成材料で形成され前記遮光層の前記カラーフィルタ層上層を覆う保護膜とを備えた額縁領域と
を有することを特徴とする液晶表示装置用基板。
【請求項８】
一対の基板と、前記一対の基板間に封入された液晶とを有する液晶表示装置であって、
前記基板の一方に、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の液晶表示装置用基板を用いること
を特徴とする液晶表示装置。
【請求項９】
請求項８記載の液晶表示装置において、
前記液晶は、液晶分子にプレチルト角を付与するポリマーを含んでいること
を特徴とする液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置用基板及びその製造方法及びそれを用いた液晶表示装置に係り、特に、薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ；ＴＦＴ）等のスイッチング素子を用いたアクティブマトリクス型の液晶表示装置に用いられる液晶表示装置用基板及びその製造方法に関する。さらに、スイッチング素子が形成されたアレイ基板側にカラーフィルタ（Ｃｏｌｏｒ  Ｆｉｌｔｅｒ；ＣＦ）を形成したＣＦ−ｏｎ−ＴＦＴ構造の液晶表示装置用基板及びその製造方法及びそれを用いた液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＴＦＴをスイッチング素子として用いたアクティブマトリクス型の液晶表示装置（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ；ＬＣＤ）は、例えば、特開平６−２０２１５３号公報に開示されている。当該公報には、以下に概説するように、チャネル保護膜が形成された逆スタガ型のＴＦＴ−ＬＣＤが開示されている。
【０００３】
開示されたＴＦＴ−ＬＣＤには、ＴＦＴが形成された基板のほぼ全面に無機絶縁材料からなるパッシベーション膜が形成されている。パッシベーション膜上には、透明電極材料で形成された画素電極が形成されている。画素電極は、パッシベーション膜を開口したコンタクトホールを介してＴＦＴのソース電極に接続されている。
【０００４】
ドレインバスラインに接続される外部接続端子（以下、ドレイン端子と略称する）は、ｎ+型ａ−Ｓｉ層及び金属層で形成された下部電極を有している。下部電極上には、パッ
シベーション膜に開口されたコンタクトホールを介して、画素電極と同一材料の酸化導電膜からなる上部電極が積層されて下部電極の酸化を防止している。上部電極にドレインバスライン駆動回路の接続端子が接続されて各ドレインバスラインに所定の階調電圧が印加されるようになっている。
【０００５】
また、ゲートバスラインに接続される外部接続端子（以下、ゲート端子と略称する）は、ゲート電極及びゲートバスラインと共通の層をなす金属層で形成された下部電極を有している。下部電極上には、ゲート絶縁膜と共通の層をなす絶縁膜及びパッシベーション膜に開口されたコンタクトホールを介して、画素電極と同一材料の酸化導電膜からなる上部電極が積層され、下部電極の酸化を防止している。上部電極にゲートバスライン駆動回路の接続端子が接続されて各ゲートバスラインに所定のゲートパルスが順次印加されるようになっている。
【０００６】
次に、上記チャネル保護膜が形成された逆スタガ型ＴＦＴ−ＬＣＤの製造方法について概説する。ガラス基板等の透明絶縁性基板上に複数のゲートバスライン及びゲート端子下部電極を形成する。次に、全面に絶縁膜を形成する。なお、この絶縁膜においてゲート電極上部は特にゲート絶縁膜と称する。続いて、絶縁膜上にａ−Ｓｉ層を形成し、次いでチャネル保護膜を形成する。次いで、ｎ+型ａ−Ｓｉ層を成膜した後、金属層を成膜し、チ
ャネル保護膜をエッチングストッパとして一括エッチングし、ＴＦＴ部のゲート絶縁膜上にａ−Ｓｉ層の動作半導体層を形成すると共に、チャネル保護膜の両側にソース電極及びドレイン電極を形成してＴＦＴが完成する。
【０００７】
また同時に、ドレインバスラインに接続するｎ+型ａ−Ｓｉ層及び金属層からなるドレ
イン端子下部電極を形成する。
【０００８】
次いで、全面に、無機絶縁性材料であるＳｉＮ膜、ＳｉＯ2膜、又はこれらの複合膜か
らなる厚さ４００ｎｍのパッシベーション膜を成膜する。次いで、レジストを塗布した後、フォトリソグラフィ法を用いて、ソース電極、ドレイン端子下部電極、及びゲート端子下部電極上にそれぞれ開口部を持つレジストパターンを形成する。そしてこのレジストパターンをマスクとしてパッシベーション膜又はパッシベーション膜及び絶縁膜をエッチングし、コンタクトホールをそれぞれ開口する。
【０００９】
次いで、全面に、スパッタ法等を用いて、厚さ１００ｎｍのＩＴＯ等からなる透明導電膜を成膜する。次いで、透明導電膜を所定の形状にパターニングし、コンタクトホールを介してソース電極に接続する画素電極を形成する。また同時に、別のコンタクトホールを介してドレイン端子下部電極に接続するドレイン端子上部電極を形成し、さらに他のコンタクトホールを介してゲート端子下部電極に接続するゲート端子上部電極を形成する。
【００１０】
このように上記公報の記載によれば、ゲート端子及びドレイン端子を形成する場合、ゲート端子下部電極及びドレイン端子下部電極を形成し、ゲート端子下部電極及びドレイン端子下部電極上部を覆うパッシベーション膜を成膜し、パッシベーション膜をエッチングしてコンタクトホールを開口し、コンタクトホールを介してゲート端子下部電極に接続する透明導電膜からなるゲート端子上部電極及び、ドレイン端子下部電極に接続する透明導電膜からなるドレイン端子上部電極を、画素電極と同時に形成するようにしている。
【００１１】
また、特開２０００−２３１１２３号公報には、基板面法線方向に見て、画素間領域及び画素内を横切る蓄積容量バスラインを遮光する遮光膜（ブラックマトリクス；ＢＭ）上に、画素毎に形成されたカラーフィルタのエッジ部を重ねることが開示されている。
【００１２】
さらに、特開昭５４−０９２０２２号公報には、ＴＦＴのフォトコンダクティビティによるリーク電流の発生を抑制するためにアレイ基板又は対向基板上に遮光膜を設けることが開示されている。
【００１３】
またさらに、アレイ基板側にカラーフィルタを形成するＣＦ−ｏｎ−ＴＦＴ構造について、例えば特開昭５６−１４０３２４号公報には、隣接画素間の分光特性が異なること、及び画素間でカラーフィルタを重ねて柱状スペーサを形成することが開示されている。
【００１４】
また、ＣＦ−ｏｎ−ＴＦＴ構造において、色樹脂を重ねて遮光機能を持たせたり、配線を遮光膜として用いて開口率を稼いだりすることや、遮光膜のエッジに色樹脂を重ねる構造等は公知技術である。
【００１５】
また、特開平０１−０６８７２６号公報には、ＴＦＴ上が薄く、他の領域が厚い平坦化透明絶縁膜上に画素を形成することが開示されている。
【００１６】
また、マトリクス状に配列された複数の画素で構成される表示領域の周辺部の額縁領域は、バックライトからの漏れ光を遮光する遮光領域として機能させる必要がある。このため、対向基板側にＣＦが形成されたＬＣＤの場合には、額縁領域に樹脂ＣＦ層を積層するか、あるいは低反射Ｃｒ（クロム）膜を成膜して遮光機能を持たせるようにしている。また、ＣＦ−ｏｎ−ＴＦＴ構造のＬＣＤでは、額縁領域に樹脂ＣＦを積層させて遮光機能を持たせるようにしている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
ところで、上記特開平６−２０２１５３号公報に開示された無機絶縁膜のパッシベーション膜に代えて、絶縁性有機樹脂材料によるオーバーコート（ＯＣ）層を用いる場合について検討する。シリコン窒化膜（ＳｉＮ）等の無機絶縁膜の膜厚は一般に３００〜４００
ｎｍと薄膜なのに対し、ＯＣ層は、膜厚が１０００〜３０００ｎｍと極めて厚くなる点に特徴を有している。また、ＯＣ層は、ＯＣ層を形成する樹脂の誘電率が約３あるいはそれ以下で比較的小さいため、膜厚が厚いことと併せて、ＴＦＴ特性を劣化させる寄生容量を低減できるという利点を有している。
【００１８】
ところが一方で、ＯＣ層は、上層に形成された電極材との密着性が無機絶縁材料からなるパッシベーション膜と比較して劣っており、また、膜厚が厚いために大きな段差が形成されてしまうため、上層に形成される電極材の段切れ等による導通不良の発生や、電極材の残渣又は電極幅の細りの発生等のエッチング不良の問題が発生し易い。
さらに、ＯＣ層にコンタクトホールを開口して下層電極と電気的接続をとる場合においても、ＯＣ層の厚い樹脂層に形成するコンタクトホールの形状やホール位置と上下電極との位置関係に十分考慮する必要が生じる。
【００１９】
またさらに、液晶表示装置用基板に形成された配線パターンの検査工程で、樹脂ＣＦ層の膜厚が厚いために、落射光学系を備えた測定装置で樹脂ＣＦ層下層の配線パターンに焦点を合わせるのが困難であるという問題も生じている。
【００２０】
また、額縁領域の遮光にＢＭ膜を用いる場合、ＢＭ膜として通常、低反射Ｃｒ膜や黒色樹脂膜が用いられるが、これらの形成工程はパネル製造のコスト高の要因になっている。樹脂ＣＦ層を重ねて遮光層にする場合には、遮光能力を高めるためにＲ、Ｇ、Ｂの３層の積層構造か、あるいは液晶層の遮光能力を併用したＣＦ樹脂層２層構造があるが漏れ光の問題が生じる可能性がある。
【００２１】
また、ＣＦ−ｏｎ−ＴＦＴ構造において、例えば色成分として顔料を分散した樹脂をＣＦ層に用いる場合は、顔料の無機成分が液晶層および半導体層を汚染する可能性がある点に留意する必要がある。ＣＦ−ｏｎ−ＴＦＴ構造によれば、対向基板側には基本的にコモン電極及び配向膜だけを形成すればよく基板簡略化が実現できるものの、従来対向電極側にあった遮光機能まで省略するため、アレイ基板上に如何に最適に遮光機能を持たせるかが重要な課題となる。
【００２２】
ＣＦ−ｏｎ−ＴＦＴ構造での遮光機能に関しては、室内灯や太陽光などの外光の入射によるＴＦＴのフォトコンダクティビティに起因する誤動作の問題と、透過型表示装置におけるバックライトからの漏れ光による周辺額縁部のぎらつき及び画素のコントラスト低下が問題となる。表示領域周辺の額縁部に対しては、バックライトの光が強力なため、樹脂ＣＦ層を最低２色分以上積層した遮光膜が必要となることが実験の結果明らかになっている。ところが、額縁部には樹脂ＣＦ層を２層積層して表示領域の画素には各１層のＣＦ層を形成すると、表示領域と額縁部との高さが異なってしまい、セルギャップ厚がばらついてしまうという問題が発生する。全面にＯＣ層を形成して平坦化を図っても額縁部の積層された樹脂ＣＦ層４２の高さが比較的大きいので十分な平坦化効果は得られない。
【００２３】
本発明の目的は、フォトリソグラフィ工程を代表とする製造プロセスを簡略化でき、且つ高い信頼性を有する液晶表示装置用基板及びその製造方法及びそれを用いた液晶表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
上記目的は、対向配置される対向基板とともに液晶を挟持する絶縁性基板と、前記絶縁性基板上にマトリクス状に配列された複数の画素領域に形成された画素電極と、前記画素電極とバスラインとに接続されたスイッチング素子と、前記バスラインに電気的に接続された第１の端子電極と、前記画素電極の形成材料で前記絶縁性基板上に形成された第２の端子電極と、前記第１及び第２の端子電極を電気的に接続する電極繋ぎ換え領域とを備え
、外部回路と前記バスラインとを電気的に接続する外部接続端子とを有することを特徴とする液晶表示装置用基板によって達成される。
【００２５】
基板全面に樹脂層を形成し、当該樹脂層上に例えば透明酸化電極材等からなる電極配線等を形成すると、当該配線等の樹脂層との密着性はガラス基板上よりも劣る場合が多く、剥離を生じる場合がある。このため、樹脂層を開口して配線等をガラス基板に直接接触させてパターニングすることにより配線等の剥離を抑制できる。また、樹脂層の開口部が直線的な形状を有する場合、段差が激しく電極配線間で透明酸化電極材等のエッチング残渣が生じてしまうことがある。これに対して、電極端子間の樹脂層の開口パターンを先端が尖った形状にすることにより、選択部の段差形状を緩和してエッチング残渣の発生を抑えることができる。
【００２６】
対向電極に遮光膜を持たないＣＦ−ｏｎ−ＴＦＴ構造において、表示領域周辺の額縁領域は、バックライトユニットからの強烈な光漏れが問題となる。そのため、額縁領域は２色以上の色樹脂重ねによる遮光が必要である。ところが、オーバーコート（ＯＣ）層を備えた構成では、額縁領域は２層積層のＣＦ層とＯＣ層の積層された膜厚となり、表示領域のＣＦ層１層とＯＣ層の積層された膜厚よりも高くなり段差が大きくなる。これにより液晶のセル厚が変動してしまい、いわゆる額縁ムラと呼ばれる表示ムラを引き起こしてしまう。これに対応するため、額縁領域でＣＦ樹脂を３層重ねるようにして、且つ当該領域ではＯＣ層を形成しないようにして開口領域を設けておく。そして、ゲート絶縁膜等のエッチングに当該額縁領域を晒すことにより、ＣＦ樹脂重ね部の最上部ＣＦ層をエッチング除去して額縁領域全体の膜厚を樹脂ＣＦ層２層＋αとすることにより、表示領域との間で著しい段差を生じさせないようにすることができる。
【００２７】
また、額縁領域全体の膜厚を樹脂ＣＦ層２層＋αとした後、必要に応じてその上部に画素電極の形成と同一の工程で透明電極パターンによりカラーフィルタ層の露出領域を覆う。さらに、当該透明電極を対向電極（コモン電極）と同電位にすることにより、額縁領域上の液晶層を電圧無印加状態にできるため、ＭＶＡ（Ｍｕｌｔｉ−ｄｏｍａｉｎ  Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）−ＬＣＤ等のノーマリブラック（ＮＢ）型の表示方式においては十分な遮光が可能となる。
【００２８】
ＭＶＡ−ＬＣＤ等のＮＢ型の表示方式では、ＴＦＴがオフのときに液晶層が外光に対する遮光機能を実質的に持つため、樹脂ＣＦ層のうち最も透過率の高い緑色の樹脂ＣＦ層が１層でも遮光領域に存在すれば十分遮光機能が作用するのでフォトコンダクティビティによるＴＦＴの誤動作は生じない。
【００２９】
また近年、対向基板側の配向規制用構造物である土手の形成を省略し、対向基板とアレイ基板との間にモノマーを配合した液晶を注入した後にコモン電極と画素電極の間に電圧を印加しつつ、当該液晶にＵＶ光を照射してモノマーを重合させ、液晶分子にプレチルト角を付与するＭＶＡ−ＬＣＤが登場している。このポリマーを用いたプレチルト角付与技術を用いたＭＶＡ−ＬＣＤの場合も、額縁領域の遮光領域表面のカラーフィルタ層の露出領域に画素電極の形成と同一の工程で透明電極パターンを形成することが望ましい。さらに、当該透明電極を対向電極あるいはコモン電極と同電位にすることにより、額縁領域の遮光領域上の液晶層を電圧無印加状態にして、当該領域の液晶分子にプレチルト角を付与しないようにできるのでＮＢ型の表示方式において十分な遮光能力が得られる。
【００３０】
逆スタガ型のＴＦＴは、ＮＳＩ（チャネルエッチ）型とＩＳＩ（チャネル保護膜）型の２種類の代表的構造を有しているが、何れの構造においても樹脂ＣＦ層に含まれる顔料成分によるａ−Ｓｉ等の動作半導体層への汚染が問題となる。ＴＦＴ上に直接樹脂ＣＦ層を形成する場合の汚染の問題に関し、樹脂ＣＦ層の形成材料の体積抵抗率の相違で汚染の程
度が異なることが見出された。
【００３１】
体積抵抗率が小さい材料は電荷を蓄積し焼き付きを生じさせる。従って体積抵抗率はできるだけ大きいＣＦ材が好ましい。さらには、ＳｉＮ等の無機絶縁膜をＴＦＴ上に層間絶縁膜として設けることが好ましい。この場合、従来のＬＣＤに用いられているゲート絶縁膜や保護膜等の３００〜４００ｎｍの膜厚に比べて極めて薄い膜厚、例えば、膜厚１０〜１５０ｎｍ程度でよく、好適には５０〜１２０ｎｍ程度がよい。
【００３２】
ＣＦ−ｏｎ−ＴＦＴ構造においては、従来の数十〜数百ｎｍ程度の段差ではなく、数千ｎｍの段差が形成されるＯＣ層が存在することにより、落射光学系の検査装置でのフォーカス不良が生じたり、ＣＦ樹脂の存在によりパターンの識別不良が生じたりしている。
【００３３】
これらの問題に対して、例えば、蓄積容量電極に開口パターンを設け、さらにその上層のＣＦ層にも同様の開口パターンを設けることで、オートフォーカスの障害となるＣＦ層による落射光の吸収をなくすことができ、また、蓄積容量電極の開口パターンと画素電極に開口した開口パターンとの重ね合せを測定できるようになる。
【００３４】
ＴＦＴのソース電極と画素電極の電気的接続をとるコンタクトホールの形状については、ソース電極上に存在するＣＦ層、ＳｉＮ層、ＯＣ層のコンタクトホール径の関係を、ＣＦ層＞ＳｉＮ層＞ＯＣ層とすることにより、ＯＣ層でＣＦ樹脂を上下から覆う構造が可能となり、樹脂ＣＦ層内の顔料などによる液晶あるいはＴＦＴへの汚染の影響を排除することができる。
【００３５】
また、ＣＦ樹脂の体積抵抗率が大きく汚染等の問題がない場合は、画素電極の段切れを防止することを目的として、コンタクトホール径をＯＣ層＞ＣＦ層＞ＳｉＮ層とすることが好ましい。
【００３６】
ＯＣ層やＣＦ層は有機樹脂からなり、その熱膨張係数はガラスより１桁小さい。また、熱膨張率は画素電極に用いられる透明酸化導電膜に対しても１桁異なるため、熱ストレスにより画素電極にクラックが入ることがあった。
【００３７】
熱膨張率が異なることに起因するクラックは、段差部であるコンタクトホールに発生しやすいため、ストレスを緩和できるコンタクトホール構造が必要となる。
【００３８】
コンタクトホールでのクラックを減少させるには、画素電極エッジとコンタクトホールの距離を十分とることが必要であり、好ましくは６μｍ以上必要である。この距離は樹脂膜の膜厚とも相関を有している。
【００３９】
樹脂膜とコンタクトホールの位置関係は重要であり、ＯＣ層の膜厚と画素端部の距離の関係を２．５倍以上にすること、コンタクトホール端のテーパ部の距離を膜厚の１．５倍以上あるいは、角度を４５°以下とすることによりクラックの発生を抑制することができる。
【発明の効果】
【００４０】
本発明によれば、ＣＦ層やＯＣ層に新規な樹脂を用いることもなく、また、配線層と画素領域端部を重ねたりすることもなく且つ特別な遮光パターンを有さない構造であっても、表示特性に優れ、且つ信頼性の高い高性能の液晶表示装置を実現できる。
【００４１】
また、本発明によれば、アレイ基板側に樹脂ＣＦ層を設けると共に遮光機能も備えるようにしたので、液晶表示装置の製造工程を全体として簡略化できるだけでなく、対向基板
との貼り合せ精度が多少低くても高開口率で高精細のパネルを量産できるようになる。
【００４２】
また、本発明によれば、額縁領域と表示領域との間で著しい段差を生じさせることなく額縁領域に十分な遮光機能を持たせることができる。また、遮光層を構成する樹脂ＣＦが直接液晶層に接しないようにできるので、液晶への汚染を防止することができる。
また、本発明によれば、額縁領域上の液晶層を遮光層として効率的に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の第１の実施の形態による液晶表示装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態による液晶表示装置のＴＦＴ基板側の等価回路を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態による液晶表示装置用基板におけるガラス基板３上の１画素を液晶層側から見た状態を示す図である。
【図４】図３のＡ−Ａ線で切断した断面を示す図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態による液晶表示装置用基板におけるＴＦＴ基板１を液晶層側から見た状態であって額縁領域近傍の構成を示す図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態による液晶表示装置用基板におけるガラス基板３上のゲート端子近傍の構造を示す図である。
【図７】図６のＣ−Ｃ線で切断した断面を示す図である。
【図８】図６のＤ−Ｄ線で切断した断面を示す図である。
【図９】本発明の第１の実施の形態による液晶表示装置用基板におけるガラス基板３上のドレイン端子近傍の構造を示す図である。
【図１０】図９のＥ−Ｅ線で切断した断面を示す図である。
【図１１】図９のＦ−Ｆ線で切断した断面を示す図である。
【図１２】本発明の第１の実施の形態による液晶表示装置用基板における図３のＡ−Ａ線で切断したＴＦＴ形成領域の製造工程断面図（その１）である。
【図１３】本発明の第１の実施の形態による液晶表示装置用基板における図３のＡ−Ａ線で切断したＴＦＴ形成領域の製造工程断面図（その２）である。
【図１４】本発明の第１の実施の形態による液晶表示装置用基板における図３のＡ−Ａ線で切断したＴＦＴ形成領域の製造工程断面図（その３）である。
【図１５】本発明の第１の実施の形態による液晶表示装置用基板における図３のＡ−Ａ線で切断したＴＦＴ形成領域の製造工程断面図（その４）である。
【図１６】本発明の第１の実施の形態による液晶表示装置用基板における図３のＡ−Ａ線で切断したＴＦＴ形成領域の製造工程断面図（その５）である。
【図１７】本発明の第１の実施の形態による液晶表示装置用基板における図３のＡ−Ａ線で切断したＴＦＴ形成領域の製造工程断面図（その６）である。
【図１８】本発明の第１の実施の形態による液晶表示装置用基板における図３のＡ−Ａ線で切断したＴＦＴ形成領域の製造工程断面図（その７）である。
【図１９】本発明の第１の実施の形態による液晶表示装置用基板における図３のＢ−Ｂ線で切断した蓄積容量形成領域であってコンタクトホール４８を通る領域の製造工程断面図（その１）である。
【図２０】本発明の第１の実施の形態による液晶表示装置用基板における図３のＢ−Ｂ線で切断した蓄積容量形成領域であってコンタクトホール４８を通る領域の製造工程断面図（その２）である。
【図２１】本発明の第１の実施の形態による液晶表示装置用基板における図３のＢ−Ｂ線で切断した蓄積容量形成領域であってコンタクトホール４８を通る領域の製造工程断面図（その３）である。
【図２２】本発明の第１の実施の形態による液晶表示装置用基板における図３のＢ−Ｂ線で切断した蓄積容量形成領域であってコンタクトホール４８を通る領域の製造工程断面図（その４）である。
【図２３】本発明の第１の実施の形態による液晶表示装置用基板における図３のＢ−Ｂ線で切断した蓄積容量形成領域であってコンタクトホール４８を通る領域の製造工程断面図（その５）である。
【図２４】本発明の第１の実施の形態による液晶表示装置用基板における図３のＢ−Ｂ線で切断した蓄積容量形成領域であってコンタクトホール４８を通る領域の製造工程断面図（その６）である。
【図２５】本発明の第１の実施の形態による液晶表示装置用基板における図３のＢ−Ｂ線で切断した蓄積容量形成領域であってコンタクトホール４８を通る領域の製造工程断面図（その７）である。
【図２６】本発明の第１の実施の形態による液晶表示装置用基板における図６のＣ−Ｃ線で切断したゲート端子５２の第２の端子電極５２ｂの領域の製造工程断面図（その１）である。
【図２７】本発明の第１の実施の形態による液晶表示装置用基板における図６のＣ−Ｃ線で切断したゲート端子５２の第２の端子電極５２ｂの領域の製造工程断面図（その２）である。
【図２８】本発明の第１の実施の形態による液晶表示装置用基板における図６のＣ−Ｃ線で切断したゲート端子５２の第２の端子電極５２ｂの領域の製造工程断面図（その３）である。
【図２９】本発明の第１の実施の形態による液晶表示装置用基板における図６のＣ−Ｃ線で切断したゲート端子５２の第２の端子電極５２ｂの領域の製造工程断面図（その４）である。
【図３０】本発明の第１の実施の形態による液晶表示装置用基板における図６のＤ−Ｄ線で切断したゲート端子５２の電極繋ぎ換え領域５２ｃの製造工程断面図（その１）である。
【図３１】本発明の第１の実施の形態による液晶表示装置用基板における図６のＤ−Ｄ線で切断したゲート端子５２の電極繋ぎ換え領域５２ｃの製造工程断面図（その２）である。
【図３２】本発明の第１の実施の形態による液晶表示装置用基板における図６のＤ−Ｄ線で切断したゲート端子５２の電極繋ぎ換え領域５２ｃの製造工程断面図（その３）である。
【図３３】本発明の第１の実施の形態による液晶表示装置用基板における図６のＤ−Ｄ線で切断したゲート端子５２の電極繋ぎ換え領域５２ｃの製造工程断面図（その４）である。
【図３４】本発明の第１の実施の形態による液晶表示装置用基板における図６のＤ−Ｄ線で切断したゲート端子５２の電極繋ぎ換え領域５２ｃの製造工程断面図（その５）である。
【図３５】本発明の第１の実施の形態による液晶表示装置用基板における図９のＥ−Ｅ線で切断したドレイン端子５４の第２の端子電極５４ｂの製造工程断面図（その１）である。
【図３６】本発明の第１の実施の形態による液晶表示装置用基板における図９のＥ−Ｅ線で切断したドレイン端子５４の第２の端子電極５４ｂの製造工程断面図（その２）である。
【図３７】本発明の第１の実施の形態による液晶表示装置用基板における図９のＥ−Ｅ線で切断したドレイン端子５４の第２の端子電極５４ｂの製造工程断面図（その３）である。
【図３８】本発明の第１の実施の形態による液晶表示装置用基板における図９のＥ−Ｅ線で切断したドレイン端子５４の第２の端子電極５４ｂの製造工程断面図（その４）である。
【図３９】本発明の第１の実施の形態による液晶表示装置用基板における図９のＦ−Ｆ線で切断したドレイン端子５４電極繋ぎ換え領域５４の製造工程断面図（その１）である。
【図４０】本発明の第１の実施の形態による液晶表示装置用基板における図９のＦ−Ｆ線で切断したドレイン端子５４電極繋ぎ換え領域５４の製造工程断面図（その２）である。
【図４１】本発明の第１の実施の形態による液晶表示装置用基板における図９のＦ−Ｆ線で切断したドレイン端子５４電極繋ぎ換え領域５４の製造工程断面図（その３）である。
【図４２】本発明の第１の実施の形態による液晶表示装置用基板における図９のＦ−Ｆ線で切断したドレイン端子５４電極繋ぎ換え領域５４の製造工程断面図（その４）である。
【図４３】本発明の第１の実施の形態による液晶表示装置用基板における図９のＦ−Ｆ線で切断したドレイン端子５４電極繋ぎ換え領域５４の製造工程断面図（その５）である。
【図４４】本発明の第１の実施の形態による液晶表示装置用基板における樹脂ＣＦ層４２Ｒ、４２Ｇ、４２Ｂが形成された複数の画素領域Ｐをガラス基板３の基板面法線方向に見た状態を示す図である。
【図４５】本発明の第１の実施の形態による液晶表示装置用基板におけるコンタクトホール４６近傍の変形例を示す図である。
【図４６】本発明の第２の実施の形態による液晶表示装置用基板におけるＯＣ層４４、樹脂ＣＦ層４２、及びＳｉＮ膜４０のコンタクトホール４６における大小関係を示しており、第１の実施の形態の図１に対応する図である。
【図４７】本発明の第２の実施の形態による液晶表示装置用基板であってＳｉＮ膜４０が層間絶縁膜として形成されていることを示し、第１の実施の形態の図８に対応する図である。
【図４８】本発明の第２の実施の形態による液晶表示装置用基板であってＳｉＮ膜４０が層間絶縁膜として形成されていることを示し、第１の実施の形態の図１１に対応する図である。
【図４９】本発明の第３の実施の形態による液晶表示装置用基板を示す図である。
【図５０】本発明の第１の実施の形態による液晶表示装置用基板におけるＴＦＴ基板１の額縁領域５６近傍の断面構成を示しており、ゲートバスライン６又はドレインバスライン８のいずれかの延伸方向に沿う断面を示す図である。
【図５１】本発明の第２の実施の形態による液晶表示装置用基板と対向基板とを貼り合わせて液晶を封止した状態を示す断面図である。
【図５２】本発明の第２の実施の形態による液晶表示装置用基板と対向基板とを貼り合わせて液晶を封止した状態の他の例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
本発明の第１の実施の形態による液晶表示装置用基板及びその製造方法及びそれを用いた液晶表示装置について図１乃至図４５及び図５０を用いて説明する。まず、本実施の形態による液晶表示装置の概略の構成について図１を用いて説明する。本実施の形態による液晶表示装置は、ＴＦＴ２等が形成されたＴＦＴ基板（アレイ基板）１とコモン電極等が形成された対向基板４とを対向させて貼り合わせ、その間に液晶を封入した構造を有している。ＴＦＴ基板１は、ＴＦＴ２形成面側に例えば顔料分散型の樹脂ＣＦ層が形成され、その上層に絶縁性有機樹脂材料からなるＯＣ層が形成されたＣＦ−ｏｎ−ＴＦＴ構造を有している。
【００４５】
図２は、ＴＦＴ基板１上に形成された素子の等価回路を示している。ＴＦＴ基板１上には、図中左右方向に延びるゲートバスライン６が互いに平行に複数形成され、それらにほぼ直角に交差して図中上下方向に延びるドレインバスライン８が互いに平行に複数形成されている。複数のゲートバスライン６とドレインバスライン８とで囲まれた各領域が画素領域となる。各画素領域にはＴＦＴ２と画素電極１０が形成されている。各ＴＦＴ２のドレイン電極は隣接するドレインバスライン８に接続され、ゲート電極は隣接するゲートバスライン６に接続され、ソース電極は画素電極１０に接続されている。各画素領域のほぼ中央には、ゲートバスライン６と平行に蓄積容量バスライン１２が形成されている。これらのＴＦＴ２や画素電極１０、各バスライン６、８、１２は、フォトリソグラフィ工程で形成され、「成膜→レジスト塗布→露光→現像→エッチング→レジスト剥離」という一連の半導体プロセスを繰り返して形成される。
【００４６】
図１に戻り、液晶を封止して対向基板４と対向配置されたＴＦＴ基板１には、複数のゲートバスライン６を駆動するドライバＩＣが実装されたゲートバスライン駆動回路１４と、複数のドレインバスライン８を駆動するドライバＩＣが実装されたドレインバスライン駆動回路１６とが設けられている。これらの駆動回路１４、１６は、制御回路１８から出力された所定の信号に基づいて、走査信号やデータ信号を所定のゲートバスライン６あるいはドレインバスライン８に出力するようになっている。ＴＦＴ基板１の素子形成面と反対側の基板面には偏光板２０が配置され、偏光板２０のＴＦＴ基板１と反対側の面にはバックライトユニット２２が取り付けられている。対向基板４のコモン電極形成面と反対側の面には、偏光板２０とクロスニコルに配置された偏光板２４が貼り付けられている。
【００４７】
次に、本実施形態による液晶表示装置用基板としてのＴＦＴ基板１の構成について図３乃至図１１及び図５０を用いて説明する。図３はガラス基板３上の１画素を液晶層側から見た状態を示している。図４は、図３のＡ−Ａ線で切断した断面を示している。図５は、ＴＦＴ基板１を液晶層側から見た状態であって額縁領域近傍の構成を示している。図６は、ガラス基板３上のゲート端子近傍の構造を示している。図７及び図８は、図６のＣ−Ｃ線及びＤ−Ｄ線で切断した断面を示している。図９は、ガラス基板３上のドレイン端子近傍の構造を示している。図１０及び図１１は、図９のＥ−Ｅ線及びＦ−Ｆ線で切断した断面を示している。図５０は、図５に示す額縁領域５６近傍の断面構成を示しており、ゲートバスライン６又はドレインバスライン８のいずれかの延伸方向に沿う断面を示している。
【００４８】
まず、図３及び図４に示すように、透明絶縁性基板としてのガラス基板３上には図中左右方向に延びる複数のゲートバスライン６（図３では１本のみ図示している）が形成されている。またガラス基板３上には、ゲートバスライン６と絶縁膜（ゲートバスライン６直上では「ゲート絶縁膜」ということにする）３２を介して交差して図３上下方向に延びる複数のドレインバスライン８（図３では２本のみ図示している）が形成されている。これらゲートバスライン６とドレインバスライン８とで画定される領域が画素領域となる。そして、各ゲートバスライン６とドレインバスライン８との交差位置近傍にＴＦＴ２が形成されている。図３及び図４に示すように、上部金属層６２及びオーミックコンタクト層３６からなるＴＦＴ２のドレイン電極２６は、図３中左側のドレインバスライン８から引き出されて、その端部がゲートバスライン６上に形成されたチャネル保護膜２８上の一端辺側に位置するように形成されている。上部金属層６２及びオーミックコンタクト層３６からなるソース電極３０は、ドレイン電極２６に対向するようにチャネル保護膜２８上の他端辺側に形成されている。このような構成においてチャネル保護膜２８直下のゲートバスライン６領域がＴＦＴ２のゲート電極として機能するようになっている。図４に示すように、ゲートバスライン６上にはゲート絶縁膜３２が形成され、ゲート絶縁膜３２と上層のチャネル保護膜２８との間にはチャネルを構成する例えばアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）からなる動作半導体層３４が形成されている。動作半導体層３４は、ドレイン／ソース電極２６、３０の例えばｎ+型ａ−Ｓｉ層のオーミックコンタクト層３６と接続されて
いる。
【００４９】
また、図３に示すように、画素領域ほぼ中央を左右に延びる蓄積容量バスライン１２が形成されている。画素領域内の蓄積容量バスライン１２の上層には絶縁膜３２を介して蓄積容量電極３８が形成されている。
【００５０】
図４に示すＴＦＴ２上層及び不図示の蓄積容量電極３８上層を含む画素領域全面には画素毎に所定の樹脂ＣＦ層４２Ｒ（赤）、４２Ｇ（緑）、４２Ｂ（青）が形成されている。
【００５１】
画素領域の樹脂ＣＦ層４２Ｒ、４２Ｇ、４２Ｂ上にはＯＣ層４４が形成されている。各画素のＯＣ層４４上には、透明酸化電極材をパターニングして画素電極１０が形成されている。画素電極１０は、ＯＣ層４４及び、樹脂ＣＦ層４２Ｒ、４２Ｇ、４２Ｂのいずれかを開口して形成されたコンタクトホール４６を介してソース電極３０と電気的に接続されている。同様に画素電極１０は、ＯＣ層４４及び、樹脂ＣＦ層４２Ｒ、４２Ｇ、４２Ｂのいずれか開口して形成されたコンタクトホール４８を介して蓄積容量電極３８と電気的に接続されている。
【００５２】
次に、図５及び図５０を用いてＴＦＴ基板１の額縁領域近傍の構造について説明する。なお図５において、各構成要素を明確に表示するため、表示領域５０や額縁領域５６、及びゲート端子／ドレイン端子の形成領域５１、５３等の寸法の比率は実際とは異なっている。図５に示すように、ＴＦＴ基板１は、マトリクス状に配置された複数の画素領域Ｐが形成され、各画素領域Ｐ内にはＴＦＴ２が形成されている。複数の画素領域Ｐで画像の表示領域５０が構成されている。各ゲートバスライン６は、ＴＦＴ基板１の外周囲のゲート端子形成領域５１に形成された複数のゲート端子５２にそれぞれ接続されて、外部に設けられたゲートバスライン駆動回路１４（図１参照）に接続されるようになっている。
【００５３】
同様にして、各ドレインバスライン８は、ＴＦＴ基板１の外周囲のドレイン端子形成領域５３に形成された複数のドレイン端子５４にそれぞれ接続されて、外部に設けられたドレインバスライン駆動回路１６（図１参照）に接続されるようになっている。
【００５４】
図５において、符号４’は、ＴＦＴ基板１と対向基板４とを貼り合せた際の、対向基板
４のエッジ位置を示している。エッジ４’は、ＴＦＴ基板１端辺よりほぼゲート端子／ドレイン端子の形成領域分だけ内方に位置するようになっている。
表示領域５０内の各画素領域Ｐの周辺部は樹脂ＣＦ層４２が少なくとも１層形成されており遮光層（ＢＭ）として機能するようになっている。ＢＭ層は、表示領域５０内の複数の画素領域Ｐをそれぞれ画定してコントラストを稼ぐためと、ＴＦＴ２を遮光して光リーク電流の発生を防止させるために用いられる。
【００５５】
図５０に示すように、表示領域５０の外周囲の額縁領域５６には、バックライトユニット２２（図１参照）からの表示領域５０外周囲の不要光を遮光するために、樹脂ＣＦ層４２Ｒ、４２Ｇ、４２Ｂのうち、少なくともいずれか２層を積層して形成されたＢＭ層が設けられている。図５０に示す例では、樹脂ＣＦ層４２Ｒ及び４２Ｇがこの順に積層されて、さらに、樹脂ＣＦ層４２Ｂの薄い層が積層されている。
また、ＴＦＴ基板１を対向基板４と貼り合せるために、光硬化性樹脂からなるメインシール（シール剤）５８がＴＦＴ基板１の額縁領域周囲に形成されている。
【００５６】
ＯＣ層４４は、額縁領域５６には形成されておらず、図５に示す表示領域５０及び、メインシール５８、ゲート端子／ドレイン端子の形成領域５１、５３内の両矢印４４で示す領域に形成されている。
【００５７】
額縁領域５６のＯＣ層４４が形成されていない領域には、樹脂ＣＦ層４２による液晶の汚染を防止するために、画素電極１０に用いる例えばＩＴＯ等の透明導電膜材料で保護膜７０が形成されている。
導電性を有する保護膜７０は、両基板を貼り合わせた際には、不図示の対向基板４のコモン電極に接続されるようになっている。なお、コモン電極は両基板の貼り合わせ時では蓄積容量バスライン１２とは電気的に分離されているか、あるいは少なくとも高抵抗状態で接続されている。
対向基板４のコモン電極とＴＦＴ基板１の蓄積容量バスライン１２とは、ゲートバスライン駆動回路１４とドレインバスライン駆動回路１６とが実装されることによりトランスファを介して同電位に保たれるようになっている。
【００５８】
次に、ゲート端子５２の構成について、図６乃至図８を用いて説明する。図６は、図５に示した複数のゲート端子５２のうちの２つを拡大して示している。図５及び図６において、ゲート端子５２は、第１の端子電極５２ａと第２の端子電極５２ｂとを有している。また、両電極５２ａ、５２ｂを電気的に接続する電極繋ぎ換え領域５２ｃが設けられている。第１の端子電極５２ａは、ゲートバスライン６の形成と同時にゲートバスライン６の形成材料で形成されている。一方、第２の端子電極５２ｂは、ＯＣ層４４上に形成される画素電極１０の形成と同時に画素電極１０の形成材料で形成されている。
【００５９】
図６及び図６のＤ−Ｄ線での断面を表す図８に示すように、電極繋ぎ換え領域５２ｃでＯＣ層４４は開口されており、さらに、下層のゲート絶縁膜３２も開口されて、第１の端子電極５２ａ表面が露出している。
また、隣接するゲート端子５２間のＯＣ層４４は、電極繋ぎ換え領域５２ｃ側の第１の端子電極５２ａ端面にほぼ一致する端面を有している。さらに、ＯＣ層４４は、当該端面のほぼ中方部から突出して、ガラス基板３の基板面に平行な断面形状が例えば鋭角の頂角を有する三角形形状に形成された突起６０を有している。
【００６０】
図８に示すように、電極繋ぎ換え領域５２ｃにおいて、第１の端子電極５２ａ直上に第２の端子電極５２ｂが形成されて、両電極５２ａ、５２ｂが電気的に接続されている。
このような構成により、ＯＣ層４４はゲート端子形成領域５１内の第２の端子電極５２ｂの形成領域上に存在しないため、図６のＣ−Ｃ線での断面を表す図７に示すように、第
２の端子電極５２ｂは、電極繋ぎ換え領域５２ｃからガラス基板３端辺に向かう方向でガラス基板３上に直接形成されている。
【００６１】
以上はゲート端子形成領域５１について説明したが、ドレイン端子形成領域５３もほぼ同様の構造を有している。次に、ドレイン端子５４の構成について、図９乃至図１１を用いて説明する。図９は、図５に示した複数のドレイン端子５４のうちの２つを拡大して示している。図５及び図９において、ドレイン端子５４は、第１の端子電極５４ａと第２の端子電極５４ｂとを有している。また、両電極５４ａ、５４ｂを電気的に接続する電極繋ぎ換え領域５４ｃが設けられている。第１の端子電極５４ａは、ドレインバスライン８の形成と同時にドレインバスライン８の形成材料で形成されている。一方、第２の端子電極５４ｂは、ＯＣ層４４上に形成される画素電極１０の形成と同時に画素電極１０の形成材料で形成されている。
【００６２】
図９及び図９のＦ−Ｆ線での断面を表す図１１に示すように、電極繋ぎ換え領域５４ｃでのＯＣ層４４は開口されており、第１の端子電極５４ａ表面が露出している。
また、隣接するドレイン端子５４間のＯＣ層４４は、電極繋ぎ換え領域５４ｃ側の第１の端子電極５４ａ端面にほぼ一致する端面を有している。さらに、ＯＣ層４４は、当該端面のほぼ中方部から突出して、ガラス基板３の基板面に平行な断面形状が例えば鋭角の頂角を有する三角形形状に形成された突起６０を有している。
【００６３】
図１１に示すように、電極繋ぎ換え領域５４ｃにおいて、第１の端子電極５４ａ直上に第２の端子電極５４ｂが形成されて、両電極５４ａ、５４ｂが電気的に接続されている。
このような構成により、ＯＣ層４４はドレイン端子形成領域５３内の第２の端子電極５４ｂの形成領域上に存在しないため、図９のＥ−Ｅ線での断面を表す図１０に示すように、第２の端子電極５４ｂは、電極繋ぎ換え領域５４ｃからガラス基板３端辺に向かう方向でガラス基板３上に直接形成されている。
【００６４】
なお、上記構成のドレイン端子５４の構造に限らず、例えば、ゲートバスライン６形成材料を用いてゲート端子５２の形成と同時にドレイン端子形成領域５３にゲート端子５２と同層の配線層を含むドレイン端子５４を形成してもよい。この場合には電極繋ぎ換え領域が２箇所になり、例えば、ドレインバスライン８と同層金属で形成されてドレインバスライン８から延びる配線と、当該配線端部に第１の電極繋ぎ換え領域で接続されてその先に延びる画素電極１０の形成材料で形成された配線とで第１の端子電極５４ａが構成される。そして、第２の電極繋ぎ換え領域から最先端部に向かって、第１の端子電極５４ａから延びる画素電極１０の形成材料がゲートバスライン６形成材料で形成された端子電極上表面に積層された第２の端子電極５４ｂが形成される構成となる。
【００６５】
次に、図１乃至図１１及び図５０に示した液晶表示装置の製造方法について図１２乃至図４５を用いて説明する。なお、図１２乃至図４５において、図１乃至図１１及び図５０に示した構成要素と同一の構成要素については同一の符号を付している。ここで、図１２乃至図４５のうち、図１２乃至図１８は、図３のＡ−Ａ線で切断したＴＦＴ形成領域の製造工程断面図である。また、図１９乃至図２５は、図３のＢ−Ｂ線で切断した蓄積容量形成領域であってコンタクトホール４８を通る領域の製造工程断面図である。また、図２６乃至図２９は図６のＣ−Ｃ線で切断したゲート端子５２の第２の端子電極５２ｂの領域の製造工程断面図である。図３０乃至図３４は、図６のＤ−Ｄ線で切断したゲート端子５２の電極繋ぎ換え領域５２ｃの製造工程断面図である。また、図３５乃至図３８は、図９のＥ−Ｅ線で切断したドレイン端子５４の第２の端子電極５４ｂの製造工程断面図である。図３９乃至図４３は図９のＦ−Ｆ線で切断したドレイン端子５４電極繋ぎ換え領域５４の製造工程断面図である。
【００６６】
さて、透明絶縁性基板としてのガラス基板３上に直接、または必要に応じてＳｉＯX等
の保護膜を形成した後、例えばＡｌ（アルミニウム）合金を膜厚例えば１３０ｎｍ、ＭｏＮ（窒化モリブデン）を膜厚例えば７０ｎｍ、およびＭｏ（モリブデン）を膜厚例えば１５ｎｍでこの順にスパッタリングにより全面に成膜し、厚さ約２１５ｎｍの金属層を形成する。Ａｌ合金としては、ＡｌにＮｄ（ネオジミウム）、Ｓｉ（ケイ素）、Ｃｕ（銅）、Ｔｉ（チタン）、Ｗ（タングステン）、Ｔａ（タンタル）、Ｓｃ（スカンジウム）等を１つまたは複数含む材料を用いることができる。
【００６７】
次いで、全面にレジスト層を形成してから第１のマスク（フォトマスクあるいはレチクル、以下マスクという）を用いて露光してレジストマスクを形成し、燐酸系エッチャントを用いたウエットエッチングにより、ゲートバスライン６（図１２参照）及び蓄積容量バスライン１２（図１９参照）、並びにゲート端子５２の第１の端子電極５２ａ（図２６参照）を形成する。
【００６８】
次いで、例えばシリコン窒化膜（ＳｉＮ）をプラズマＣＶＤ法により約４００ｎｍの厚さで基板全面に成膜してゲート絶縁膜（成膜の部位により層間絶縁膜；以下、成膜部位によりゲート絶縁膜又は絶縁膜という）３２を形成する。次に、動作半導体層３４を形成するための例えばアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）層３４’をプラズマＣＶＤ法により約３０ｎｍの厚さで基板全面に成膜する。さらに、チャネル保護膜（エッチングストッパ）２８を形成するための例えばシリコン窒化膜（ＳｉＮ）２８’をプラズマＣＶＤ法により約１２０ｎｍの膜厚で全面に形成する（図１２、図１９、図２６、図３０、図３５、及び図３９参照）。
【００６９】
次に、スピンコート等により全面にフォトレジスト（図示せず）を塗布した後、ゲートバスライン６及び蓄積容量バスライン１２をマスクとして、透明ガラス基板３に対して背面露光を行う。露光された領域のレジスト層を溶解することにより、ゲートバスライン６及び蓄積容量バスライン１２並びにゲート端子５２の第１の端子電極５２ａ上に自己整合的にレジストパターン（図示せず）が形成される。このレジストパターンに対してさらに順方向から第２のマスクを用いて露光することにより、チャネル保護膜２８の形成領域上のみにレジスト層が残存するレジストパターンが形成される。これをエッチングマスクとしてシリコン窒化膜２８’に対してフッソ系ガスを用いたドライエッチングを施すことによりチャネル保護膜２８が形成される（図１３、図２０、図２７、図３１、図３６、及び図４０参照）。
【００７０】
次に、希フッ酸を用いてアモルファスシリコン層３４’表面を洗浄（自然酸化膜の除去）した後、速やかに、図１４、図２１、図２８、図３２、図３７、及び図４１に示すように、オーミックコンタクト層３６を形成するための例えばｎ+型ａ−Ｓｉ層３６’をプラ
ズマＣＶＤ法により約３０ｎｍの厚さに透明ガラス基板３全面に形成する。次いで、ドレイン電極２６、ソース電極３０、蓄積容量電極３８、ドレインバスライン８、及びドレイン端子５４の第１の端子電極５４ａを形成するための例えばＴｉ／Ａｌ／Ｔｉからなる金属層６２をスパッタリングによりそれぞれ２０／７５／４０ｎｍの厚さに成膜する。金属層６２は、Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉ等の複合膜以外にも、例えば、Ｃｒ（クロム）、Ｍｏ（モリブデン）、Ｔａ（タンタル）、Ｔｉ（チタン）、Ａｌ（アルミニウム）等の単体あるいはそれらの複合膜を用いることができる。
【００７１】
次に、基板全面にフォトレジスト層（図示せず）を形成し、第３のマスクを用いてレジストを露光した後現像してレジスト層をパターニングする。パターニングされたレジスト層をエッチングマスク（図示せず）として、金属層６２、ｎ+型ａ−Ｓｉ層３６’、アモ
ルファスシリコン層３４’に対して塩素系ガスを用いたドライエッチングを施して、図１５、図２２、図２９、図３３、図３８、及び図４２に示すように、ドレインバスライン８
、ドレイン端子５４の第１の端子電極５４ａ、ドレイン電極２６、ソース電極３０、蓄積容量電極３８、及びオーミック層３６並びに動作半導体層３４を形成する。このエッチング処理において、チャネル保護膜２８はエッチングストッパとして機能するので、その下層のアモルファスシリコン層３４’はエッチングされずに残存して所望の動作半導体層３４が形成される。
【００７２】
以上の工程が終了すると、図４２に示すように、ドレイン端子５４には、アモルファスシリコン層３４’、ｎ+型ａ−Ｓｉ層３６’、金属層６２がこの順に積層された第１の端
子電極５４ａが形成される。また、図１５に示すように、ゲートバスライン６上にゲート絶縁膜３２を介して動作半導体層３４が形成され、動作半導体層３４上にチャネル保護膜２８、及びドレイン電極２６、ソース電極３０を備えたＴＦＴ構造の原型が形成される。ドレイン電極２６及びソース電極３０は、オーミックコンタクト層３６、金属層６２がこの順に積層された構造として形成される。また、図２２に示すように、蓄積容量バスライン１２上に絶縁膜３２を介してアモルファスシリコン層３４’が形成され、その上にｎ+
型ａ−Ｓｉ層３６’、金属層６２がこの順に積層された蓄積容量電極３８が形成されている。
【００７３】
次に、Ｒ、Ｇ、Ｂそれぞれの画素領域Ｐに対して、樹脂ＣＦ層４２Ｒ、４２Ｇ、４２Ｂをそれぞれ形成する。各樹脂ＣＦ層４２Ｒ、４２Ｇ、４２Ｂは、図５の画素領域Ｐに示すように、上下方向に同一色になるようにストライプ状に形成される。
【００７４】
まず、例えば、赤色（Ｒ）の顔料を分散させたアクリル系ネガ型感光性樹脂をスピンコータやスリットコータ等を用いてガラス基板３上全面に例えば膜厚１７０ｎｍに塗布する。次いで、大型マスクを用いた近接露光（プロキシミティ露光）により所定の複数列の画素領域Ｐにストライプ状に樹脂が残るようにパターンを露光する。次いで、ＫＯＨなどのアルカリ現像液を用いて現像することにより赤色樹脂ＣＦ層４２Ｒが形成される。これにより、当該赤色画素領域Ｐに対して赤色の分光特性が付与されると共に、外光のＴＦＴ２への入射を阻害する遮光機能を付加することができる（図１６及び図２３参照）。
【００７５】
上記と同様にして、青色（Ｂ）の顔料を分散させたアクリル系ネガ型感光性樹脂を塗布してパターニングし、赤色樹脂ＣＦ層４２Ｒの隣列の画素領域Ｐにストライプ状の青色樹脂ＣＦ層４２Ｂを形成する。これにより当該青色画素領域Ｐに対して青色の分光特性が付与されると共に、外光のＴＦＴ２への入射を阻害する遮光機能が付加される。
【００７６】
さらに、緑色（Ｂ）の顔料を分散させたアクリル系ネガ型感光性樹脂を塗布してパターニングし、赤色樹脂ＣＦ層４２Ｒ、及び青色樹脂ＣＦ層５２Ｂに隣接する画素領域Ｐにストライプ状の緑色樹脂ＣＦ層４２Ｇを形成する。これにより当該緑色画素領域Ｐに対して緑色の分光特性が付与されると共に、外光のＴＦＴ２への入射を阻害する遮光機能が付加される。
【００７７】
樹脂ＣＦ層４２Ｒ、４２Ｇ、４２Ｂは、図５及び図５０に示す表示領域５０内およびメインシール内側の額縁領域５６に形成される。額縁領域５６には樹脂ＣＦ層４２Ｒ、４２Ｇ、４２Ｂの３層が積層されている。
【００７８】
上記工程では、各画素領域Ｐに対して樹脂ＣＦ層４２Ｒ、４２Ｇ、４２Ｂのいずれか１層形成するようにしているが、例えば、図４４に示すような積層構造を採用することが好ましい。図４４は、樹脂ＣＦ層４２Ｒ、４２Ｇ、４２Ｂが形成された複数の画素領域Ｐをガラス基板３の基板面法線方向に見た状態を示している。図４４第（Ａ）行に例示する樹脂ＣＦ層４２は、右隣りの画素のＴＦＴ２上を覆うように張り出した┣状（ト字状）パターンを有している。これにより各画素領域ＰのＴＦＴ２上は樹脂ＣＦ層の２層積層構造に
なるため、より遮光能力を向上させることができる。
【００７９】
図４４第（Ｂ）行の例示は、最も可視光透過率が高い緑色の樹脂ＣＦ層４２Ｇが、両隣りの画素のＴＦＴ２上を覆うように張り出したＴ字状（あるいは十字状）パターンを有している。これにより赤色及び青色の画素領域ＰのＴＦＴ２上は緑色の樹脂ＣＦ層４２Ｇが重なった２層積層構造になるため、より遮光能力を向上させることができる。
【００８０】
図４４第（Ｃ）行の例示は、最も可視光透過率が高い緑色の樹脂ＣＦ層４２Ｇが、ＴＦＴ２上を覆うよう行方向全体に張り出したパターンを有している。これにより赤色及び青色の画素領域ＰのＴＦＴ２上は緑色の樹脂ＣＦ層４２Ｇが重なった２層積層構造になるため、より遮光能力を向上させることができる。
【００８１】
遮光機能に関し、ＮＢ（ノーマリブラック）モードのＬＣＤでは外光の問題はあまり重要でなく、画素とバスラインとを重ねなくても画素配線間は電界が印加されないため黒表示となるので、コントラストの低下はほとんど生じない。しかしながら、ＴＦＴ２上方はフォトコンダクティビティの影響を防ぐため最低限の遮光が必要となる。実験の結果Ｒ、Ｇ、Ｂの三色を樹脂ＣＦ層４２で実現する場合、最も可視光透過率の高いＧ（緑）の樹脂ＣＦ層４２Ｇであっても１層のみで十分にフォトコンダクティビティに対する遮光効果があることが判明している。
【００８２】
従って、最も可視光透過率が高い緑色の樹脂ＣＦ層４２Ｇで隣接画素に張り出した┣状（ト字状）パターンやＴ字状あるいは十字状パターンを形成し、当該パターンの上下層には他の樹脂ＣＦ層４２Ｒや４２Ｂを形成しない樹脂ＣＦ層４２Ｇだけの単層構成の遮光層にすることもできる。この場合の遮光用樹脂ＣＦ層４２Ｇ単層パターンは、基板面法線方向に見て、ゲートバスライン６近傍必要領域だけを覆い、画素領域内の樹脂ＣＦ層４２Ｒや４２Ｂの形成領域を侵食しないように形成することが望ましい。
以上に鑑み遮光機能を満たすべくＴＦＴ２上を選択的に樹脂ＣＦ層４２により遮光すればよい。
【００８３】
このような樹脂ＣＦ層の積層構造における色樹脂の形成順序は任意であり、本例ではＲ、Ｇ、Ｂの順に形成している。しかしながら、樹脂ＣＦが液晶層やＴＦＴ２に対して汚染等の悪影響を及ぼす可能性を考慮する必要があり、この観点からＴＦＴ２に直接接触する樹脂ＣＦ層には、樹脂ＣＦ層４２Ｒ、４２Ｇ、４２Ｂのうち最も体積抵抗の大きい材料で形成されて樹脂ＣＦ層を用いることが望ましい。望ましい抵抗率としては１０16Ω・ｃｍ以上であり、好適には２．０×１０16〜２．２×１０16Ω・ｃｍ以上である。
【００８４】
樹脂ＣＦ層４２Ｒ、４２Ｇ、４２Ｂが形成されたら、続いて、ＴＦＴ２のソース電極３０上層の樹脂ＣＦ層４２Ｒ、４２Ｇ、４２Ｂにコンタクトホール４６を開口する（図１６参照）。同様に、蓄積容量電極３８上の樹脂ＣＦ層４２Ｒ、４２Ｇ、４２Ｂにコンタクトホール４８を開口する（図２３参照）。
【００８５】
次に、図１７及び図２４に示すようにＯＣ層４４を形成する。樹脂ＣＦ層の形成と同様にして、ＯＣ樹脂をスピンコータやスリットコータ等を用いてガラス基板３上全面に塗布し、１４０℃以下の温度で加熱処理する。使用するＯＣ樹脂は、ネガ型の感光性を有するアクリル系樹脂である。次いで、大型マスクを用いて近接露光し、ＫＯＨなどのアルカリ現像液を用いて現像することによりＯＣ層４４が形成される。
【００８６】
パターニングされたＯＣ層４４は、図３４に示すように、ゲート端子端子形成領域５１の電極繋ぎ換え領域５２ｃで開口されており、底部に絶縁膜３２が露出している。
【００８７】
また、ＯＣ層４４は、隣接するゲート端子５２間において、電極繋ぎ換え領域５２ｃ側の第１の端子電極５２ａ端面にほぼ一致するように端面が形成されている。さらに、当該ＯＣ層４４端面のほぼ中方部から突出して、ガラス基板３の基板面に平行な断面形状が例えば鋭角の頂角を有する三角形形状にパターニングされた突起６０が形成される。
【００８８】
同様に、ドレイン端子形成領域５３のＯＣ層４４は、図４３に示すように、電極繋ぎ換え領域５４ｃで開口されており、第１の端子電極５４ａ表面が露出している。
【００８９】
また、ＯＣ層４４は、隣接するドレイン端子５４間において、電極繋ぎ換え領域５４ｃ側の第１の端子電極５４ａ端面にほぼ一致するように端面が形成されている。さらに、当該ＯＣ層４４端面のほぼ中方部から突出して、ガラス基板３の基板面に平行な断面形状が例えば鋭角の頂角を有する三角形形状にパターニングされた突起６０が形成されている。
【００９０】
突起６０は、ＯＣ層４４をマスクとしたエッチングプロセスにおいて、ゲート端子５２間やドレイン端子５４間のように、上部配線となる第２の端子電極５２ｂ、５４ｂのパターニングにおいてそれらの残渣が短絡不良となるような場合において有効に機能する。ＯＣ層４４をマスクとする場合だけでなくポジ／ネガ型何れのレジストのレジストパターンをマスクとしたエッチングプロセスにおいて、突起６０の形状効果により先端部ほど段差形状が緩和されるため、上部配線の残渣発生を抑制するのに突起６０は効果を発揮する。
【００９１】
さらに、ＯＣ層４４のパターニングで額縁領域５６上のＯＣ層４４は剥離除去されており、額縁領域５６にはＯＣ層４４は存在しない（図５０参照）。表示領域外周部の額縁領域５６に対しては、バックライトユニット２２からの光が強力なため、樹脂ＣＦ層４２の積層により最低２色以上での遮光が必要であることが実験の結果から明らかとなっている。このため、額縁領域５６に積層構造の樹脂ＣＦ層４２を形成して、さらにＯＣ層４４を積層してしまうと表示領域５０と額縁領域５６の高さが異なってしまい液晶のセル厚に影響が生じてしまうという問題が発生する。
【００９２】
従って、基本的に樹脂ＣＦ層４２が１層の表示領域５０と２層以上の額縁領域との高さを同じにするためには、表示領域５０の樹脂ＣＦ層４２＋ＯＣ層４４に対して、額縁領域５６を樹脂ＣＦ層４２の２層構造あるいはそれより少し高い程度の構造にすればよい。
【００９３】
またさらに、ＯＣ層４４のパターニングにおいて、ＴＦＴ２のソース電極３０上層の樹脂ＣＦ層４２に形成されたコンタクトホール４６に位置合わせしてＯＣ層４４にもコンタクトホール４６が形成される（図１７参照）。同様に、蓄積容量電極３８上層の樹脂ＣＦ層４２に形成されたコンタクトホール４８に位置合わせしてＯＣ層４４にもコンタクトホール４８が形成される（図２４参照）。
【００９４】
続いて、ＯＣ層４４をマスクとしてフッ素系ガスを用いたドライエッチングにより下層の絶縁膜３２を除去する。このエッチングにより、図５に示すゲート端子５２の第２の端子電極５２ｂの形成領域（電極繋ぎ換え領域５２ｃを含む）と、ドレイン端子５４の第２の端子電極５４ｂの形成領域の絶縁膜３２が除去される。
【００９５】
この絶縁膜３２のエッチングの際、額縁領域５６はエッチングプロセスに晒されるため膜減りが生じる。樹脂ＣＦ層４２を用いている場合には、概ねどの色においても１層分の膜厚の減少が生じる。これにより、樹脂ＣＦ層３層を積層した額縁領域は、ほぼ樹脂ＣＦ層２層積層の厚さに減少する（図５０参照）。
【００９６】
また、コンタクトホール４６、４８下方のソース電極３０及び蓄積容量電極３８の金属層６２を構成するＴｉ（あるいはＭｏ）はフッ素系ガスに対する耐性が低いため一部、主
に中央部側からＡｌが剥き出しになるが、周辺部にはＴｉ（あるいはＭｏ）が残存するため、その後の画素電極１０との接続は問題ない。同様に、ゲート端子形成領域５１の電極繋ぎ換え領域５２ｂの第１の端子電極５２ｂ及びドレイン端子形成領域５４の電極繋ぎ換え領域５４ｂの第１の端子電極５４ｂの金属層Ｔｉ（あるいはＭｏ）もフッ素系ガスに対する耐性が低いため一部、主に中央部側からＡｌが剥き出しになるが、周辺部にはＴｉ（あるいはＭｏ）が残存するため、その後の第２の端子電極５２ｂ、５４ｂとの各接続に問題は生じない。
上記エッチングプロセスが終了したら、２００〜２３０℃の範囲内で熱処理を行う。
【００９７】
続いて、透明酸化物導電材料であるＩＴＯ（インジウム・ティン・オキサイド）からなる画素電極１０形成用のＩＴＯ膜（厚さ７０ｎｍ）をスパッタリング等の薄膜形成方法により基板上全面に形成した後、所定パターンのレジストマスクを形成してシュウ酸系エッチャントを用いたウエットエッチングにより、コンタクトホール４６、４８を介してソース電極３０及び蓄積容量電極４８と電気的に接続された画素電極１０を形成する（図１８及び図２５参照）。また、同時に、図５及び図８に示すように、ゲート端子形成領域５１に第１の端子電極５２ａと電極繋ぎ換え領域５２ｂで接続される第２の端子電極５２ｂをパターニングし、図５及び図１１に示すように、ドレイン端子形成領域５４に第１の端子電極５４ａと電極繋ぎ換え領域５４ｂで接続される第２の端子電極５４ｂをパターニングする。この後、１５０〜２３０℃の範囲内、好ましくは２００℃で熱処理をする。
【００９８】
また、同時に、図５０に示すように、額縁領域５６のＯＣ層４４が形成されていない領域に露出している樹脂ＣＦ層４２を覆うように保護膜７０をパターニングする。
【００９９】
図４５は、コンタクトホール４６近傍の変形例を示している。図４５に示すように、樹脂ＣＦ層４２を形成した後、予め樹脂ＣＦ層４２に広めのコンタクトホール４６’を形成しておく。そして、ＯＣ層４４を成膜してコンタクトホール４６を開口する際、コンタクトホール４６’内壁にＯＣ層４４を残存させるようにする。こうすることにより、コンタクトホール４６内壁においても、樹脂ＣＦ層４２をＯＣ層４４で覆うことができる。
【０１００】
また、本実施の形態において、図３に幅αで示すコンタクトホール４６エッジからゲートバスライン６までの基板面方向の距離は、画素領域の大きさが縦３００μ横１００μｍ程度である場合、６μｍ以上離されていることが重要である。
【０１０１】
このような、コンタクトホール４６内壁にＯＣ層４４を残存させ、且つ幅αを６μｍ以上取ることにより、プロセス上においてコンタクトホール４６に熱膨張率の違いによるストレスからのクラック（ひび割れ）等が発生する可能性を極めて低く抑えることができるようになる。
【０１０２】
ＯＣ層４４上に画素電極１０を配置する場合、上記のように熱膨張率の違いからクラック不良が発生しやすくなるが、平坦部ではなくコンタクトホール等の段差を有する部位付近で特徴的に発生する。従ってＯＣ層４４とコンタクトホールの関係は重要であり、画素領域の平坦部の距離や面積とコンタクトホールを形成する樹脂層の膜厚・穴径およびコンタクトホールのテーパ長の関係を調整することにより上記不良を改善できる。好ましくは、ＯＣ層４４の膜厚と画素端部の距離の関係を２．５倍以上とすること、コンタクトホール端のテーパ部の距離を膜厚の１．５倍以上あるいは、角度を４５°以下とする。
【０１０３】
また、図３に示すように、本実施形態による画素領域の画素電極１０は、ＴＦＴ２のソース電極３０及び蓄積容量電極３８を除き、基板面法線方向に見て、ゲートバスライン６やドレインバスライン８等の下部電極配線と重ならない構造となっている。このため、クロストークの発生も十分抑制することができ、優れた表示品質を得ることができる。
【０１０４】
以上により、本実施の形態による液晶表示装置用基板（ＴＦＴ基板１）が完成する。この後、パネル・ユニット工程を経て図１に示す液晶表示装置が完成する。本実施の形態による遮光機能をより効果的に機能させるにはノーマリブラック（ＮＢ）モードを採用するのが好ましく、さらに好ましくはＭＶＡに代表される垂直配向のネガ型液晶を用いるのが好適である。
【０１０５】
上記構成及びその製造方法を用いた本実施の形態によれば、外部接続端子は、酸化導電材料からなる第２の端子電極５２ｂ、５４ｂがガラス基板３に密着良好に直接形成されるので、端子剥がれ等による隣り合う端子間での短絡不良を防ぐことができる。
【０１０６】
また、本実施の形態の遮光構造によれば、画素領域の全てのＴＦＴ２上に少なくとも緑色の樹脂ＣＦ層を形成することが可能なので、十分な遮光性能の遮光膜を形成することができる。さらに、額縁領域５６には、２層構造の樹脂ＣＦ層４２を形成することができるので、バックライトユニットからの光漏れに対して十分な遮光が可能となる。一方で、画素領域Ｐは１層の樹脂ＣＦ層４２とＯＣ層４４の積層構造とすることができるので、２層構造の樹脂ＣＦ層４２の膜厚と１層の樹脂ＣＦ層４２とＯＣ層４４の積層構造の膜厚とを略同一に形成すれば、均一なセルギャップが得られる液晶表示装置用基板を実現することができる。
【０１０７】
なお、パネル・ユニット工程において、ポリマーを用いて液晶分子にプレチルト角を付与する場合には、液晶封入後に対向基板４のコモン電極とＴＦＴ基板１の画素電極１０との間に所定の電圧を印加しつつＵＶ光を液晶に照射して液晶中のモノマーを重合させる。これにより、液晶分子に所定のプレチルト角を付与することができる。このとき、額縁領域５６上にも電圧が印加されていると、モノマーの重合により額縁領域５６上の液晶分子にもプレチルト角が付与されてしまい、ＮＢモードの場合は液晶層による遮光性能が低下する。これを抑えるため、額縁領域５６上の導電性の保護膜７０をコモン電極に接続して額縁領域５６上の液晶に電圧が印加されない状態を作り出すようにする。
このプレチルト角の付与時に蓄積容量バスライン１２に印加される電圧はコモン電圧とは異なるため、額縁領域５６上の保護膜７０は蓄積容量バスライン１２に対しては電気的に分離されているか、高抵抗接続になっていることが重要である。
【０１０８】
次に、本発明の第２の実施の形態による液晶表示装置用基板及びその製造方法及びそれを用いた液晶表示装置について図４６乃至図４８と図５１及び図５２を用いて説明する。本実施の形態では、ＴＦＴ２と樹脂ＣＦ層４２との間に層間絶縁膜としてＳｉＮ膜４０が形成されている場合について説明する。なお、第１の実施の形態と同一の機能作用を奏する構成要素には同一の符号を付してその説明は省略する。
【０１０９】
まず、第１の実施の形態による液晶表示装置用基板の製造方法におけるＴＦＴ２の製造工程を示す図１２乃至図１５と同様の工程を経てＴＦＴ２の原型が完成する。次いで、保護膜として無機絶縁膜のＳｉＮ膜４０をプラズマＣＶＤにより膜厚１０〜１５０ｎｍ以下、好ましくは５０ｎｍ程度形成する。
【０１１０】
ＳｉＮ膜４０の好適な成膜条件および膜質条件は以下のとおりである。
成膜温度：ゲート絶縁膜（ＳｉＮ膜）３２＞２７０℃≧ＳｉＮ膜４０
屈折率（Ｒ．Ｉ．）：ゲート絶縁膜（ＳｉＮ膜）３２の屈折率が１．８２〜１．９２であるとき、ＳｉＮ膜４０の屈折率は、１．９２を超えること
エッチングレート（Ｅ．Ｒ．）：（ＳｉＮ膜４０）／（ゲート絶縁膜（ＳｉＮ膜）３２）≧０．７
【０１１１】
次いで、色樹脂の形成工程に移るが、第１の実施の形態と同様であるのでその説明は省略する。続いて、ＯＣ層４４を形成するが、第１の実施の形態と同様であるのでその説明は省略するが、ＯＣ層４４、樹脂ＣＦ層４２、及びＳｉＮ膜４０のコンタクトホール４６における大小関係は、図４６に示すようになっている。すなわち、樹脂ＣＦ層４２＞ＳｉＮ膜４０＞ＯＣ層４４となり、樹脂ＣＦ層４２はＯＣ層４４で覆われた構造となっている。こうすることにより色樹脂の汚染の影響を防ぐことが可能となる。
【０１１２】
本実施の形態による液晶表示装置用基板の特徴的構成を図４６乃至図４８に示す。図４６乃至図４８は、第１の実施の形態における図１、図８及び図１１にそれぞれ対応している。図４６乃至図４８に示すように、ＴＦＴ２と樹脂ＣＦ層４２との間に色樹脂による汚染防止用としてＳｉＮ膜４０が層間絶縁膜として形成されている。
【０１１３】
本実施の形態による液晶表示装置用基板によっても、第１の実施の形態と同様の効果を奏することができる。さらに、ＴＦＴ２上に層間保護膜を配置することで色樹脂による汚染を防止できるので、色樹脂の選択の自由度を広げることができる。さらに、第１及び第２の実施の形態によるチャネル保護タイプ（ＩＳＩ）のＴＦＴ構造だけでなく、より汚染の影響を受けやすいエッチバックタイプ（ＮＳＩ）のＴＦＴ構造のＴＦＴ基板に用いても好適である。また、液晶層に対してもＯＣ層４４が色樹脂を覆っている構造であるので液晶への汚染を防ぐことが可能である。
【０１１４】
図５１は、本実施の形態によるＴＦＴ基板１と対向基板４とを貼り合わせて液晶８４を封止した状態であって、図３のＡ−Ａ線とＢ−Ｂ線を通る線で切断した断面を示している。図５１に示すように、本実施の形態によるＣＦ−ｏｎ−ＴＦＴ構造のＴＦＴ基板１を用いると、対向基板４はガラス基板上にコモン電極８０と配向膜（不図示）だけを形成すればよい。セルギャップはガラス製や樹脂製の球状スペーサ（ビーズ）８２により得られる。図５２は、球状スペーサ８２に代えて、フォトリソグラフィ工程を用いて柱状スペーサ８６を形成し、柱状スペーサ８６により所定のセルギャップを得るようにしたＬＣＤを示している。図５２では、柱状スペーサ８６は対向基板４側に形成されているが、ＴＦＴ基板１側に形成してももちろんよい。なお、図５１及び図５２に示す構成は第１の実施の形態及び次に説明する第３の実施の形態にももちろん適用可能である。
【０１１５】
次に、本発明の第３の実施の形態による液晶表示装置用基板及びその製造方法及びそれを用いた液晶表示装置について図４９を用いて説明する。本実施の形態による液晶表示装置用基板は、第１及び第２の実施の形態で説明したＴＦＴ基板１に対し、図４９に示すように、さらに位置ずれ確認用のバーニアパターンを追加した点に特徴を有している。
【０１１６】
図４９に示すように、位置ずれ確認用のバーニアパターンは、蓄積容量電極３８を開口して形成された長方形状の第１開口パターン６４と、画素電極１０を開口して形成され、第１開口パターン内に収まる大きさの長方形状の第２開口パターン６６と、樹脂ＣＦ層４２を開口して形成され、第１及び第２開口パターン６４、６６を包含する大きさの長方形状の第３開口パターンとを有している。
【０１１７】
こうすることにより、落射光学系を備えた寸法測定機のオートフォーカスエラーや、樹脂ＣＦ層４２での落射光吸収をなくすことができ、画素電極１０と下層メタルパターンとの重ね合せ測定を容易に正確に行うことができるようになる。また、ＯＣ層４４とコンタクトホール４６等の形成を別途行うようにすれば、位置ずれ確認用バーニアパターン上のＯＣ層４４を除去することも可能であり、検査装置のフォーカスズレを改善することができる。
【０１１８】
本発明は、上記実施の形態に限らず種々の変形が可能である。
例えば、上記実施の形態での例示に限らず、本発明は、配線金属の種類や構造、及び膜厚や形成方法、あるいはエッチング方法が異なっていてももちろん適用可能である。
【０１１９】
また、上記実施の形態ではＴＦＴ２がＩＳＩ型であるが、本発明はこれに限らず、ＮＳＩや正スタガ型、あるいはコプレナー型等にももちろん適用可能である。さらに本発明は、ＴＦＴのチャネルを形成する半導体をａ−Ｓｉに代えてポリシリコン（Ｐ−Ｓｉ）にしてももちろん適用可能である。また、絶縁膜の構成や絶縁性基板がガラス基板に代えてプラスチック基板であっても本発明はもちろん適用可能である。
また、上記実施の形態では、蓄積容量（ＣＳ）バスライン１２が画素中央を横切るいわゆる独立ＣＳ方式の画素構造を例にとって説明しているが、本発明はこれに限らず、独立ＣＳ方式に代えて、次段のゲートバスラインを蓄積容量バスラインとして利用するいわゆるＣＳオンゲート方式の画素構造にももちろん適用可能である。
【０１２０】
以上説明した実施の形態による液晶表示装置及びその欠陥修復方法は、以下のようにまとめられる。
（付記１）
対向配置される対向基板とともに液晶を挟持する絶縁性基板と、
前記絶縁性基板上にマトリクス状に配列された複数の画素領域に形成された画素電極と、
前記画素電極とバスラインとに接続されたスイッチング素子と、
前記バスラインに電気的に接続された第１の端子電極と、前記画素電極の形成材料で前記絶縁性基板上に形成された第２の端子電極と、前記第１及び第２の端子電極を電気的に接続する電極繋ぎ換え領域とを備え、外部回路と前記バスラインとを電気的に接続する外部接続端子と
を有することを特徴とする液晶表示装置用基板。
【０１２１】
（付記２）
付記１記載の液晶表示装置用基板において、
前記スイッチング素子と前記画素電極との間に形成された絶縁性樹脂材料からなるオーバーコート層をさらに有し、
前記オーバーコート層は、少なくとも前記第２の端子電極と前記絶縁性基板との間に形成されていないこと
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【０１２２】
（付記３）
付記２記載の液晶表示装置用基板において、
前記オーバーコート層は、前記電極繋ぎ換え領域近傍に突起を有していること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【０１２３】
（付記４）
対向配置される対向基板とともに液晶を挟持する絶縁性基板と、
前記絶縁性基板上にマトリクス状に配列されてスイッチング素子と樹脂カラーフィルタ層と画素電極とがこの順に形成された複数の画素領域からなる表示領域と、
前記表示領域外周囲に前記樹脂カラーフィルタ層を積層して形成した遮光層を備えた額縁領域と、
前記表示領域の前記樹脂カラーフィルタ層と前記画素電極との間に形成された絶縁性樹脂材料からなるオーバーコート層と
を有することを特徴とする液晶表示装置用基板。
【０１２４】
（付記５）
対向配置される対向基板とともに液晶を挟持する絶縁性基板と、
前記絶縁性基板上にマトリクス状に配列され、スイッチング素子が形成された複数の画素領域と、
前記スイッチング素子上方を覆って前記画素領域上に形成される少なくとも１層の樹脂カラーフィルタ層と
を有することを特徴とする液晶表示装置用基板。
【０１２５】
（付記６）
付記５記載の液晶表示装置用基板において、
前記樹脂カラーフィルタ層は、前記スイッチング素子上方で、複数色の層が積層されていること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【０１２６】
（付記７）
付記５又は６に記載の液晶表示装置用基板において、
前記複数色の樹脂カラーフィルタ層のうち少なくとも１層は、基板面法線方向に見て、隣接する画素の前記スイッチング素子上を覆うように張り出したＴ字状パターン又は┣状（ト字状）パターンを有していること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【０１２７】
（付記８）
付記６記載の液晶表示装置用基板において、
前記スイッチング素子に直接接触する前記樹脂カラーフィルタ層は、前記複数色の樹脂カラーフィルタ層のうちで最も体積抵抗の大きい材料で形成されていること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【０１２８】
（付記９）
付記８記載の液晶表示装置用基板において、
前記スイッチング素子に直接接触する前記樹脂カラーフィルタ層は、前記体積抵抗が、２．０×１０16乃至２．２×１０16Ω・ｃｍ又はそれ以上であること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【０１２９】
（付記１０）
付記５乃至９のいずれか１項に記載の液晶表示装置用基板において、
前記スイッチング素子と前記樹脂カラーフィルタ層との間にＳｉＮの層間絶縁膜が設けられていること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【０１３０】
（付記１１）
付記１０記載の液晶表示装置用基板において、
前記層間絶縁膜の屈折率は、前記スイッチング素子のゲート絶縁膜の屈折率が１．８２〜１．９２であるとき、１．９２を超えていること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【０１３１】
（付記１２）
付記１０又は１１に記載の液晶表示装置用基板において、
前記層間絶縁膜の膜厚は、１０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下であること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【０１３２】
（付記１３）
付記１０乃至１２のいずれか１項に記載の液晶表示装置用基板において、
前記層間絶縁膜のパターニング時のエッチングレートは、
（前記層間絶縁膜のエッチング時間）／（前記ゲート絶縁膜のエッチング時間）≧０．７であること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【０１３３】
（付記１４）
対向配置される対向基板とともに液晶を挟持する絶縁性基板と、
前記絶縁性基板上にマトリクス状に配列された複数の画素領域に形成された樹脂カラーフィルタ層と、
前記樹脂カラーフィルタ層の上層に形成された画素電極と、
前記樹脂カラーフィルタ層の下方に形成され、前記画素電極と接続された蓄積容量電極と、
前記蓄積容量電極に開口した第１開口パターンと、前記第１開口パターン上方で前記画素電極に開口され、前記第１開口パターンに内包される大きさの第２開口パターンと、前記樹脂カラーフィルタ層に前記第１開口パターンを内包する位置及び大きさに開口された第３開口パターンとを備えた位置ずれ確認用バーニアパターンと
を有することを特徴とする液晶表示装置用基板。
【０１３４】
（付記１５）
対向配置される対向基板とともに液晶を挟持する絶縁性基板と、
前記絶縁性基板上にマトリクス状に配列されて、スイッチング素子と、シリコン窒化膜と、樹脂カラーフィルタ層と、画素電極とがこの順に形成された複数の画素領域からなる表示領域と、
前記表示領域の前記樹脂カラーフィルタ層と前記画素電極との間に形成された絶縁性樹脂材料からなるオーバーコート層と、
開口面積が、前記樹脂カラーフィルタ層＞前記シリコン窒化膜＞前記オーバーコート層となるように前記スイッチング素子上に開口されたコンタクトホールと
を有することを特徴とする液晶表示装置用基板。
【０１３５】
（付記１６）
対向配置される対向基板とともに液晶を挟持する絶縁性基板と、
前記絶縁性基板上にマトリクス状に配列されて、スイッチング素子と、シリコン窒化膜と、樹脂カラーフィルタ層と、画素電極とがこの順に形成された複数の画素領域からなる表示領域と、
前記表示領域の前記樹脂カラーフィルタ層と前記画素電極との間に形成された絶縁性樹脂材料からなるオーバーコート層と、
開口面積が、前記オーバーコート層＞前記樹脂カラーフィルタ層＞前記シリコン窒化膜となるように前記スイッチング素子上に開口されたコンタクトホールと
を有することを特徴とする液晶表示装置用基板。
【０１３６】
（付記１７）
付記１５又は１６に記載の液晶表示装置用基板において、
前記コンタクトホール端と前記画素領域端部との最短距離は、６μｍ以上であること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【０１３７】
（付記１８）
付記１５乃至１７のいずれか１項に記載の液晶表示装置用基板において、
前記コンタクトホールは、テーパ部の距離が前記オーバーコート層の膜厚の１．５倍以上、又はテーパ角度が４５°以下であること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【０１３８】
（付記１９）
付記１５乃至１７のいずれか１項に記載の液晶表示装置用基板において、
前記コンタクトホール端と前記画素領域端部との最短距離は、前記オーバーコート層の膜厚の２．５倍以上であること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【０１３９】
（付記２０）
対向配置される対向基板とともに液晶を挟持する絶縁性基板と、
前記絶縁性基板上にマトリクス状に配列されてスイッチング素子と樹脂カラーフィルタ層と画素電極とがこの順に形成された複数の画素領域からなる表示領域と、
前記表示領域外周囲に前記樹脂カラーフィルタ層を積層して形成した遮光層と
、前記画素電極の形成材料で形成され前記遮光層の前記カラーフィルタ層上層を
覆う保護膜とを備えた額縁領域と
を有することを特徴とする液晶表示装置用基板。
【０１４０】
（付記２１）
付記２０記載の液晶表示装置用基板において、
前記保護膜は、前記対向基板に配置されたコモン電極と電気的に接続されること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【０１４１】
（付記２２）
付記２０記載の液晶表示装置用基板において、
前記保護膜は、前記画素領域に設けられた蓄積容量を構成する蓄積容量配線に対して絶縁され、あるいは高抵抗で接続されること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【０１４２】
（付記２３）
一対の基板と、前記一対の基板間に封入された液晶とを有する液晶表示装置であって、
前記基板の一方に、付記１乃至２２のいずれか１項に記載の液晶表示装置用基板を用いること
を特徴とする液晶表示装置。
【０１４３】
（付記２４）
付記２３記載の液晶表示装置において、
前記液晶は、液晶分子にプレチルト角を付与するポリマーを含んでいること
を特徴とする液晶表示装置。
【符号の説明】
【０１４４】
１  ＴＦＴ基板
２  ＴＦＴ
３  ガラス基板
４  対向基板
４’  対向基板４のエッジ
６  ゲートバスライン
８  ドレインバスライン
１０  画素電極
１２  蓄積容量バスライン
１４  ゲートバスライン駆動回路
１６  ドレインバスライン駆動回路
１８  制御回路
２０、２４  偏光板
２２  バックライトユニット
２６  ドレイン電極
２８  チャネル保護膜
３０  ソース電極
３２  ゲート絶縁膜
３４  動作半導体層
３６  オーミックコンタクト層
３８  蓄積容量電極
４０  ＳｉＮ膜（層間絶縁膜）
４２  樹脂ＣＦ層
４４  ＯＣ層
４６、４８  コンタクトホール
５０  表示領域
５１  ゲート端子形成領域
５２  ゲート端子
５２ａ、５４ａ  第１の端子電極
５２ｂ、５４ｂ  第２の端子電極
５２ｃ、５４ｃ  電極繋ぎ換え領域
５３  ドレイン端子形成領域
５４  ドレイン端子
５６  額縁領域
５８  メインシール
６０  突起
６２  金属層
６４  第１開口パターン
６６  第２開口パターン
６８  第３開口パターン
７０  保護膜
８０  コモン電極
８２  球状スペーサ
８４  液晶
８６  柱状スペーサ
【図１】
2010231233.tif 000003
【図２】
2010231233.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2010231233.tif 000009
【図８】
2010231233.tif 000010
【図９】
2010231233.tif 000011
【図１０】
2010231233.tif 000012
【図１１】
2010231233.tif 000013
【図１２】
2010231233.tif 000014
【図１３】
2010231233.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
2010231233.tif 000019
【図１８】
2010231233.tif 000020
【図１９】
2010231233.tif 000021
【図２０】
2010231233.tif 000022
【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
2010231233.tif 000030
【図２９】
2010231233.tif 000031
【図３０】
2010231233.tif 000032
【図３１】
2010231233.tif 000033
【図３２】
2010231233.tif 000034
【図３３】
2010231233.tif 000035
【図３４】
2010231233.tif 000036
【図３５】
2010231233.tif 000037
【図３６】
2010231233.tif 000038
【図３７】
2010231233.tif 000039
【図３８】
2010231233.tif 000040
【図３９】
2010231233.tif 000041
【図４０】
2010231233.tif 000042
【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
2010231233.tif 000046
【図４５】
2010231233.tif 000047
【図４６】
2010231233.tif 000048
【図４７】
2010231233.tif 000049
【図４８】
2010231233.tif 000050
【図４９】
2010231233.tif 000051
【図５０】
2010231233.tif 000052
【図５１】
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【図５２】
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【手続補正書】
【提出日】平成22年6月18日(2010.6.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向配置される対向基板とともに液晶を挟持する絶縁性基板と、
前記絶縁性基板上にマトリクス状に配列され、スイッチング素子が形成された複数の画素領域と、
前記スイッチング素子上方を覆って前記画素領域上に形成される少なくとも１層の樹脂カラーフィルタ層と
を有することを特徴とする液晶表示装置用基板。
【請求項２】
請求項１記載の液晶表示装置用基板において、
前記複数色の樹脂カラーフィルタ層のうち少なくとも１層は、基板面法線方向に見て、隣接する画素の前記スイッチング素子上を覆うように張り出したＴ字状パターン又は┣状（ト字状）パターンを有していること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【請求項３】
対向配置される対向基板とともに液晶を挟持する絶縁性基板と、
前記絶縁性基板上にマトリクス状に配列された複数の画素領域に形成された樹脂カラーフィルタ層と、
前記樹脂カラーフィルタ層の上層に形成された画素電極と、
前記樹脂カラーフィルタ層の下方に形成され、前記画素電極と接続された蓄積容量電極と、
前記蓄積容量電極に開口した第１開口パターンと、前記第１開口パターン上方で前記画素電極に開口され、前記第１開口パターンに内包される大きさの第２開口パターンと、前記樹脂カラーフィルタ層に前記第１開口パターンを内包する位置及び大きさに開口された第３開口パターンとを備えた位置ずれ確認用バーニアパターンと
を有することを特徴とする液晶表示装置用基板。
【請求項４】
対向配置される対向基板とともに液晶を挟持する絶縁性基板と、
前記絶縁性基板上にマトリクス状に配列されて、スイッチング素子と、シリコン窒化膜と、樹脂カラーフィルタ層と、画素電極とがこの順に形成された複数の画素領域からなる表示領域と、
前記表示領域の前記樹脂カラーフィルタ層と前記画素電極との間に形成された絶縁性樹脂材料からなるオーバーコート層と、
開口面積が、前記樹脂カラーフィルタ層＞前記シリコン窒化膜＞前記オーバーコート層となるように前記スイッチング素子上に開口されたコンタクトホールと
を有することを特徴とする液晶表示装置用基板。
【請求項５】
対向配置される対向基板とともに液晶を挟持する絶縁性基板と、
前記絶縁性基板上にマトリクス状に配列されて、スイッチング素子と、シリコン窒化膜と、樹脂カラーフィルタ層と、画素電極とがこの順に形成された複数の画素領域からなる表示領域と、
前記表示領域の前記樹脂カラーフィルタ層と前記画素電極との間に形成された絶縁性樹脂材料からなるオーバーコート層と、
開口面積が、前記オーバーコート層＞前記樹脂カラーフィルタ層＞前記シリコン窒化膜となるように前記スイッチング素子上に開口されたコンタクトホールと
を有することを特徴とする液晶表示装置用基板。
【請求項６】
対向配置される対向基板とともに液晶を挟持する絶縁性基板と、
前記絶縁性基板上にマトリクス状に配列されてスイッチング素子と樹脂カラーフィルタ層と画素電極とがこの順に形成された複数の画素領域からなる表示領域と、
前記表示領域外周囲に前記樹脂カラーフィルタ層を積層して形成した遮光層と、前記画素電極の形成材料で形成され前記遮光層の前記カラーフィルタ層上層を覆う保護膜とを備えた額縁領域と
を有することを特徴とする液晶表示装置用基板。
【請求項７】
一対の基板と、前記一対の基板間に封入された液晶とを有する液晶表示装置であって、
前記基板の一方に、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の液晶表示装置用基板を用いること
を特徴とする液晶表示装置。
【請求項８】
請求項７記載の液晶表示装置において、
前記液晶は、液晶分子にプレチルト角を付与するポリマーを含んでいること
を特徴とする液晶表示装置。