(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
半導体層、ゲート電極、ドレイン電極及びソース電極を有する薄膜トランジスタを含むように、前記基板上に形成された回路層と、
前記回路層上に形成されたカラーフィルタ層と、
を含み、
前記カラーフィルタ層は、前記ソース電極と前記ドレイン電極の間で前記半導体層の上方に貫通穴を有する液晶表示装置用ＴＦＴ基板であって、
前記貫通穴内に配置された光透過性層をさらに有することを特徴とする液晶表示装置用ＴＦＴ基板。
【請求項２】
請求項１に記載された液晶表示装置用ＴＦＴ基板において、
前記光透過性層は、波長に応じて光の透過率が異なり、前記半導体層に入射するとキャリアが発生して伝導度が高くなる光を通すことを特徴とする液晶表示装置用ＴＦＴ基板。
【請求項３】
請求項１に記載された液晶表示装置用ＴＦＴ基板において、
前記カラーフィルタ層は、２色の着色層を含み、
前記２色の前記着色層のうち、少なくとも１色の前記着色層が前記貫通穴を有し、他の色の前記着色層は前記貫通穴を有しないように形成され、
前記貫通穴内に、前記貫通穴を有しない前記着色層と同じ材料からなる層が配置されていることを特徴とする液晶表示装置用ＴＦＴ基板。
【請求項４】
請求項１に記載された液晶表示装置用ＴＦＴ基板において、
前記カラーフィルタ層上に前記薄膜トランジスタに接続された画素電極が形成され、前記画素電極は、前記光透過性層上に重複して配置されていることを特徴とする液晶表示装置用ＴＦＴ基板。
【請求項５】
半導体層、ゲート電極、ドレイン電極及びソース電極を有する薄膜トランジスタを含む回路層が形成されたＴＦＴ基板を用意する工程と、
前記ソース電極と前記ドレイン電極の間から前記半導体層に光を照射して、前記薄膜トランジスタを検査する工程と、
前記検査の終了後に、前記ＴＦＴ基板における、前記半導体層の前記ソース電極と前記ドレイン電極の間の部分の上方にブラックマトリクスを形成する工程と、
前記ＴＦＴ基板と対向基板を対向させて、前記ＴＦＴ基板と対向基板の間に液晶を配置する工程と、
を含むことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【請求項６】
請求項５に記載された液晶表示装置の製造方法において、
前記ＴＦＴ基板を、前記回路層上に形成されたカラーフィルタ層を含むように用意し、
前記カラーフィルタ層は、前記ソース電極と前記ドレイン電極の間で前記半導体層の上方に貫通穴を有し、
前記貫通穴を介して前記光を照射して前記検査を行い、
前記ブラックマトリクスを前記貫通穴内に形成することを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【請求項７】
請求項５に記載された液晶表示装置の製造方法において、
前記ＴＦＴ基板を、前記回路層上に形成されたカラーフィルタ層を含むように用意し、
前記カラーフィルタ層は、前記ソース電極と前記ドレイン電極の間で前記半導体層の上方に貫通穴を有し、
前記貫通穴内に前記光を透過する光透過性層を形成する工程をさらに有し、
前記光透過性層を介して前記光を照射して前記検査を行い、
前記ブラックマトリクスを前記光透過性層上に形成することを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【請求項８】
請求項５から７のいずれか１項に記載された液晶表示装置の製造方法において、
前記ソース電極と前記ドレイン電極に載るように、前記ブラックマトリクスを形成することを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【請求項９】
基板と、
半導体層、ゲート電極、ドレイン電極及びソース電極を有する薄膜トランジスタを含むように、前記基板上に形成された回路層と、
前記回路層上に形成されたカラーフィルタ層と、
を含み、
前記カラーフィルタ層は、前記ソース電極と前記ドレイン電極の間で前記半導体層の上方であって、前記基板を平面視した場合に前記ソース電極と前記ドレイン電極にまたがる領域に貫通穴を有し、
前記貫通穴内に光透過性層が配置されることを特徴とする液晶表示装置用ＴＦＴ基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置用ＴＦＴ基板及び液晶表示装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置のＴＦＴ（Thin Film Transistor）基板に形成された薄膜トランジスの検査は、光によるアシストを利用することで効率的に行うことができる。詳しくは、画素電極に電荷をチャージして薄膜トランジスタをＯＦＦにした後に、薄膜トランジスタに検査用の光を照射する。光が薄膜トランジスタの半導体層に入射するとキャリアが発生して伝導度が高くなる。ただし、光は、正常な薄膜トランジスタであればＯＮにはならない程度の強度である。したがって、検査対象の薄膜トランジスタが正常であれば光を照射してもＯＦＦのままであるが、ＯＮになってしまうことが検出されると、その薄膜トランジスタに異常があることが分かる。
【０００３】
従来、ＴＦＴ基板の薄膜トランジスタの上方にカラーフィルタやブラックマトリクスを配置する構造が知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４１５２６２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
薄膜トランジスタの上方にカラーフィルタやブラックマトリクスが配置されていると、薄膜トランジスタに光を照射することができず、上述した検査方法を適用することができない。
【０００６】
本発明は、光を利用した薄膜トランジスタの検査を行うことができる液晶表示装置用ＴＦＴ基板及び液晶表示装置の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）本発明に係る液晶表示装置用ＴＦＴ基板は、基板と、半導体層、ゲート電極、ドレイン電極及びソース電極を有する薄膜トランジスタを含むように、前記基板上に形成された回路層と、前記回路層上に形成されたカラーフィルタ層と、を含み、前記カラーフィルタ層は、前記ソース電極と前記ドレイン電極の間で前記半導体層の上方に貫通穴を有することを特徴とする。本発明によれば、貫通穴を通して光を利用した薄膜トランジスタの検査を行うことができる。
【０００８】
（２）（１）に記載された液晶表示装置用ＴＦＴ基板において、前記貫通穴内に配置された光透過性層をさらに有することを特徴としてもよい。
【０００９】
（３）（２）に記載された液晶表示装置用ＴＦＴ基板において、前記光透過性層は、波長に応じて光の透過率が異なり、前記薄膜トランジスタの検査に使用される光を通すことを特徴としてもよい。
【００１０】
（４）（１）に記載された液晶表示装置用ＴＦＴ基板において、前記カラーフィルタ層は、複数色の着色層を含み、前記複数色の前記着色層のうち、少なくとも１色の前記着色層が前記貫通穴を有し、他の色の前記着色層は前記貫通穴を有しないように形成され、前記貫通穴内に、前記貫通穴を有しない前記着色層と同じ材料からなる層が配置されていることを特徴としてもよい。
【００１１】
（５）（２）に記載された液晶表示装置用ＴＦＴ基板において、前記カラーフィルタ層上に前記薄膜トランジスタに接続された画素電極が形成され、前記画素電極は、前記光透過性層上に重複して配置されていることを特徴としてもよい。
【００１２】
（６）本発明に係る液晶表示装置の製造方法は、半導体層、ゲート電極、ドレイン電極及びソース電極を有する薄膜トランジスタを含む回路層が形成されたＴＦＴ基板を用意する工程と、前記ソース電極と前記ドレイン電極の間から前記半導体層に光を照射して、前記薄膜トランジスタを検査する工程と、前記検査の終了後に、前記半導体層の前記ソース電極と前記ドレイン電極の間の部分の上方にブラックマトリクスを形成する工程と、前記ＴＦＴ基板と対向基板を対向させて、前記ＴＦＴ基板と対向基板の間に液晶を配置する工程と、を含むことを特徴とする。本発明によれば、ブラックマトリクスの形成よりも前にトランジスタの検査を行うので、ブラックマトリクスに遮られることなく、光を利用した薄膜トランジスタの検査を行うことができる。
【００１３】
（７）（６）に記載された液晶表示装置の製造方法において、前記ＴＦＴ基板を、前記回路層上に形成されたカラーフィルタ層を含むように用意し、前記カラーフィルタ層は、前記ソース電極と前記ドレイン電極の間で前記半導体層の上方に貫通穴を有し、前記貫通穴を介して前記光を照射して前記検査を行い、前記ブラックマトリクスを前記貫通穴内に形成することを特徴としてもよい。
【００１４】
（８）（６）に記載された液晶表示装置の製造方法において、前記ＴＦＴ基板を、前記回路層上に形成されたカラーフィルタ層を含むように用意し、前記カラーフィルタ層は、前記ソース電極と前記ドレイン電極の間で前記半導体層の上方に貫通穴を有し、前記貫通穴内に前記光を透過する光透過性層を形成する工程をさらに有し、前記光透過性層を介して前記光を照射して前記検査を行い、前記ブラックマトリクスを前記光透過性層上に形成することを特徴としてもよい。
【００１５】
（９）（６）から（８）のいずれか１項に記載された液晶表示装置の製造方法において、前記ソース電極と前記ドレイン電極に載るように、前記ブラックマトリクスを形成することを特徴としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る液晶表示装置用ＴＦＴ基板の一部を示す平面図である。
【図２】図１に示す液晶表示装置用ＴＦＴ基板のII−II線断面図である。
【図３】本発明の第２の実施形態に係る液晶表示装置用ＴＦＴ基板の一部を示す断面図である。
【図４】本発明の第３の実施形態に係る液晶表示装置用ＴＦＴ基板の一部を示す平面図である。
【図５】図４に示す液晶表示装置用ＴＦＴ基板のＶ−Ｖ線断面図である。
【図６】本発明の第４の実施形態に係る液晶表示装置の製造方法を説明する図である。
【図７】本発明の第４の実施形態に係る液晶表示装置の製造方法を説明する図である。
【図８】本発明の第４の実施形態に係る液晶表示装置の製造方法を説明する図である。
【図９】本発明の第５の実施形態に係る液晶表示装置の製造方法を説明する図である。
【図１０】本発明の第５の実施形態に係る液晶表示装置の製造方法を説明する図である。
【図１１】本発明の第６の実施形態に係る液晶表示装置の製造方法を説明する図である。
【図１２】本発明の第６の実施形態に係る液晶表示装置の製造方法を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００１８】
［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態に係る液晶表示装置用ＴＦＴ基板の一部を示す平面図である。図２は、図１に示す液晶表示装置用ＴＦＴ基板のII−II線断面図である。
【００１９】
液晶表示装置用ＴＦＴ基板は、基板１０を有する。基板１０は光透過性の材料（例えばガラス）からなる。基板１０には回路層１２が形成されている。回路層１２は薄膜トランジスタを含む。薄膜トランジスタは、半導体層１４、ゲート電極１６、ドレイン電極１８及びソース電極２０を有する。
【００２０】
図２に示す例では、基板１０上にゲート電極１６が形成されている。ゲート電極１６を覆うように基板１０にはゲート絶縁膜２２が形成されている。ゲート絶縁膜２２は光透過性の材料（例えばＳｉＮ）からなる。ゲート電極１６の上方であってゲート絶縁膜２２上に半導体層１４（例えばアモルファスシリコン層）が形成されている。半導体層１４上にそれぞれ一部が載るように、ソース電極２０及びドレイン電極１８がゲート絶縁膜２２上に形成されている。ソース電極２０及びドレイン電極１８を覆うように、ゲート絶縁膜２２上にパッシベーション膜２４（例えば無機材料からなる膜）が形成されている。パッシベーション膜２４は光透過性の材料（例えばＳｉＯ２）からなる。
【００２１】
回路層１２上にはカラーフィルタ層２６が形成されている。カラーフィルタ層２６は、複数色（例えば、赤色、緑色及び青色）の着色層Ｒ，Ｇ，Ｂを含む。複数色の着色層Ｒ，Ｇ，Ｂは、波長に応じて光の透過率が異なる。カラーフィルタ層２６及びパッシベーション膜２４のスルーホールを介して、ソース電極２０及びドレイン電極１８の一方と電気的に接続されるように、カラーフィルタ層２６上には画素電極２８が形成されている。画素電極２８は、カラーフィルタ層２６の上に配置するので、薄膜トランジスタの電極から離すことができる。
【００２２】
カラーフィルタ層２６（詳しくは着色層Ｒ，Ｇ，Ｂのそれぞれ）は、ソース電極２０とドレイン電極１８の間で半導体層１４の上方（つまりチャネルの上方）に貫通穴３０を有する。したがって、貫通穴３０を通して検査用の光Ｌを利用した薄膜トランジスタの検査を行うことができる。
【００２３】
詳しくは、画素電極２８に電荷をチャージして薄膜トランジスタをＯＦＦにした後に、薄膜トランジスタに向けて光Ｌを照射する。貫通穴３０を介して光Ｌが薄膜トランジスタの半導体層１４に入射するとキャリアが発生して伝導度が高くなる。ただし、光Ｌは、正常な薄膜トランジスタであればＯＮにはならない程度の強度である。したがって、検査対象の薄膜トランジスタが正常であれば光Ｌを照射してもＯＦＦのままであるが、ＯＮになってしまうことが検出されると、その薄膜トランジスタに異常があることが分かる。
【００２４】
［第２の実施形態］
図３は、本発明の第２の実施形態に係る液晶表示装置用ＴＦＴ基板の一部を示す断面図である。本実施形態では、貫通穴３０内には、光透過性層３２が設けられている。光透過性層３２は、透明であってもよいし、カラーフィルタ層２６に使用されない色であってもよい。その他の構成及び作用効果は、第１の実施形態で説明した内容が該当する。
【００２５】
光透過性層３２を設けることにより、カラーフィルタ層２６の平坦性の向上を図ることが出来る。平坦性の向上により段差部での液晶分子配向乱れによる光漏れ等を防ぐ効果が期待できる。また、画素電極２８を光透過性層３２上にオーバーラップさせることができる。これにより、画素電極２８の面積を広く出来、液晶分子を駆動できる範囲を広げられるため、トランジスタの寄生容量を増加させることなく、開口率を向上させることが可能となる。
【００２６】
［第３の実施形態］
図４は、本発明の第３の実施形態に係る液晶表示装置用ＴＦＴ基板の一部を示す平面図である。図５は、図４に示す液晶表示装置用ＴＦＴ基板のＶ−Ｖ線断面図である。
【００２７】
複数色の着色層Ｒ，Ｇ，Ｂは、いずれも光を通すが、光の波長に応じてその透過率が異なる。本実施形態では、緑色及び青色の着色層Ｇ，Ｂは、光Ｌの薄膜トランジスタの検査に使用される波長を通さないが、赤色の着色層Ｒは、薄膜トランジスタの検査に使用される光Ｌを通す。即ち、本実施例においては、光Ｌは、着色層Ｒと同色の光が用いられる例を示す。
【００２８】
カラーフィルタ層１２６の複数色の着色層Ｒ，Ｇ，Ｂのうち、１色又は２色以上（例えば緑色及び青色）の着色層Ｇ，Ｂが貫通穴３０を有し、他の色（例えば赤色）の着色層Ｒは貫通穴３０を有しない。
【００２９】
貫通穴３０内には光透過性層１３２が設けられている。光透過性層１３２は、波長に応じて光の透過率が異なる。光透過性層１３２は、貫通穴３０を有しない赤色の着色層Ｒと同じ材料からなる。したがって、光透過性層１３２は、薄膜トランジスタの検査に使用される光Ｌを通す。そのため、光Ｌを使用した薄膜トランジスタの検査が可能になる。
【００３０】
また、画素電極２８を光透過性層１３２上にオーバーラップできるため、第２の実施形態と同様の効果を奏することが出来る。
【００３１】
［第４の実施形態］
図６〜図８は、本発明の第４の実施形態に係る液晶表示装置の製造方法を説明する図である。
【００３２】
図６に示すように、本実施形態では、半導体層１４、ゲート電極１６、ドレイン電極１８及びソース電極２０を有する薄膜トランジスタを含む回路層１２が形成されたＴＦＴ基板を用意する。その詳細は第１の実施形態で説明した通りである。ただし、ＴＦＴ基板には、図２に示すカラーフィルタ層２６の代わりに、光透過性層２３２を形成してある。光透過性層２３２は、透明であってもよいし、カラーフィルタ層２６には使用されない色であってもよい。光透過性層２３２は、薄膜トランジスタの検査に使用される光Ｌを通す。
【００３３】
ソース電極２０とドレイン電極１８の間から半導体層１４に光Ｌを照射して、薄膜トランジスタを検査する。その詳細は第１の実施形態で説明した通りである。
【００３４】
図７に示すように、検査の終了後に、半導体層１４のソース電極２０とドレイン電極１８の間の部分の上方にブラックマトリクス３４を形成する。ソース電極２０とドレイン電極１８に載るように、ブラックマトリクス３４を形成する。
【００３５】
図８に示すように、ＴＦＴ基板と対向基板３６を対向させて、ＴＦＴ基板と対向基板３６の間に液晶３８を配置する。
【００３６】
本実施形態によれば、ブラックマトリクス３４の形成よりも前にトランジスタの検査を行うので、ブラックマトリクス３４に遮られることなく、光Ｌを利用した薄膜トランジスタの検査を行うことができる。
【００３７】
［第５の実施形態］
図９〜図１０は、本発明の第５の実施形態に係る液晶表示装置の製造方法を説明する図である。
【００３８】
本実施形態では、ＴＦＴ基板を、回路層１２上に形成されたカラーフィルタ層２６を含むように用意する。カラーフィルタ層２６は、ソース電極２０とドレイン電極１８の間で半導体層１４の上方に貫通穴３０を有している。その詳細は第１の実施形態で説明した通りである。
【００３９】
図９に示すように、貫通穴３０を介して光Ｌを照射して検査を行う。その詳細は第１の実施形態で説明した通りである。
【００４０】
図１０に示すように、ブラックマトリクス１３４を貫通穴３０内に形成する。詳しくは、貫通穴３０内に遮光性材料を設ける。
【００４１】
本実施形態によれば、ブラックマトリクス１３４の形成よりも前にトランジスタの検査を行うので、ブラックマトリクス１３４に遮られることなく、光Ｌを利用した薄膜トランジスタの検査を行うことができる。
【００４２】
［第６の実施形態］
図１１〜図１２は、本発明の第６の実施形態に係る液晶表示装置の製造方法を説明する図である。
【００４３】
本実施形態では、ＴＦＴ基板を、回路層１２上に形成されたカラーフィルタ層２６を含むように用意する。カラーフィルタ層２６は、ソース電極２０とドレイン電極１８の間で半導体層１４の上方に貫通穴３０を有している。その詳細は第１の実施形態で説明した通りである。そして、貫通穴３０内に例えば透明の光透過性層３２を形成する。光透過性層３２は、薄膜トランジスタの検査に使用される光Ｌを通す。光透過性層３２は、基板１０と対向基板３６の間隔を保持するためのスペーサ（図示せず）を形成するときに同時に同じ材料から形成してもよい。
【００４４】
図１１に示すように、光透過性層３２を介して光Ｌを照射して検査を行う。その詳細は第１の実施形態で説明した通りである。
【００４５】
図１２に示すように、ブラックマトリクス３４を光透過性層３２上に形成する。詳しくは、半導体層１４のソース電極２０とドレイン電極１８の間の部分の上方に、ブラックマトリクス３４を形成する。また、ソース電極２０とドレイン電極１８に載るようにブラックマトリクス３４を形成する。
【００４６】
本実施形態によれば、ブラックマトリクス３４の形成よりも前にトランジスタの検査を行うので、ブラックマトリクス３４に遮られることなく、光Ｌを利用した薄膜トランジスタの検査を行うことができる。
【００４７】
また、画素電極２８を光透過性層３２上にオーバーラップできるため、第２の実施形態と同様の効果を奏することが出来る。
【００４８】
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく種々の変形が可能である。例えば、実施形態で説明した構成は、実質的に同一の構成、同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成で置き換えることができる。
【符号の説明】
【００４９】
１０  基板、１２  回路層、１４  半導体層、１６  ゲート電極、１８  ドレイン電極、２０  ソース電極、２２  ゲート絶縁膜、２４  パッシベーション膜、２６  カラーフィルタ層、２８  画素電極、３０  貫通穴、３２  光透過性層、３４  ブラックマトリクス、３６  対向基板、３８  液晶、１２６  カラーフィルタ層、１３２  光透過性層、１３４  ブラックマトリクス、２３２  光透過性層、Ｒ，Ｇ，Ｂ  着色層、Ｌ  光。
【図１】
0005574773.tif 000002
【図２】
0005574773.tif 000003
【図３】
0005574773.tif 000004
【図４】
0005574773.tif 000005
【図５】
0005574773.tif 000006
【図６】
0005574773.tif 000007
【図７】
0005574773.tif 000008
【図８】
0005574773.tif 000009
【図９】
0005574773.tif 000010
【図１０】
0005574773.tif 000011
【図１１】
0005574773.tif 000012
【図１２】
0005574773.tif 000013