(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の透明絶縁基板に薄膜トランジスタを形成する第１の工程と、
前記薄膜トランジスタ上に、非感光性の第１の絶縁膜を形成する第２の工程と、
前記第１の絶縁膜上に感光性の第２の絶縁膜を形成する第３の工程と、
前記第２の絶縁膜をフォトマスクを介して露光する第４の工程と、
前記一方の透明絶縁基板をアルカリ現像液中に浸し、現像を行う第５の工程と、
前記現像後、前記一方の透明絶縁基板の全面に対し、露光を行う第６の工程と、
前記第２の絶縁膜のガラス転移点より高温の温度で前記第２の絶縁膜を加熱する第７の工程と、
前記第２の絶縁膜上に酸化膜をスパッタにより成膜し、パターンニングすることにより画素電極を形成する第８の工程と
を備えることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【請求項２】
前記第１の工程には、
前記一方の透明絶縁基板に、金属膜を成膜しフォトリソグラフィー技術を用いてパターンニングを行った後、走査線、ゲート電極及びコモン電極を形成する工程と、
ゲート絶縁膜となる窒化シリコンを全面に成膜する工程と、
前記ゲート絶縁膜上にドーピングされていないアモルファスシリコンとドーピングされたアモルファスシリコンとを連続して成膜し、パターンニングして半導体層を形成する工程と、
窒化シリコンを成膜し、パターンニングしてパッシベーション膜を形成する工程と
が含まれることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項３】
前記第２の工程には、
塗布によって所定の厚さとなるように非感光性のポリマー材料を塗布する工程と、
前記非感光性のポリマー材料を加熱して半硬化状態のカラーフィルターを形成する第９の工程と
が含まれ、
前記第３の工程には、前記カラーフィルター上に、感光性で透明性の高いレジスト材を塗布する工程と、
前記感光性のレジスト材を加熱してオーバーコートを形成する第１０の工程と
が含まれることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項４】
前記第１０の工程には、前記カラーフィルターを形成する際の加熱温度より低い温度で前記オーバーコートを加熱する第１１の工程が含まれることを特徴とする請求項３に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項５】
前記第７の工程には、前記第２の絶縁膜を加熱後、前記第１の絶縁膜である着色有機膜及び前記第２の絶縁膜である透明有機膜及び前記パッシベーション膜をエッチングする第１２の工程が含まれることを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項６】
透明絶縁基板に、走査線、ゲート電極、ゲート絶縁膜、半導体層、信号線、ドレイン電極、ソース電極、パッシベーション膜とからなる薄膜トランジスタを形成し、前記薄膜トランジスタの上層に、アクリル系で透明性の高いポリマーをスピンコーティングによって塗布し、
摂氏１００度のホットプレート上で１分間加熱し、溶剤を揮発させて仮焼成を行い、半硬化状態の第１の層間膜を形成し、
前記第１の層間膜の上層に、ポジ型感光性で透明性の高いレジスト材をスピンコーティングし、摂氏８０度のホットプレート上で１分間加熱し、仮焼成を行って第２の層間膜を形成し、
ステッパーを用いて１００ｍＪ／ｃｍ２程度のエネルギーの光を照射し、前記第２の層間膜を露光し、
前記透明絶縁基板をアルカリ現像液中に１２０秒浸し現像を行い、現像と同時に前記第１の層間膜および前記第２の層間膜のウエットエッチングを行い、
現像後、前記透明絶縁基板の全面に対して３００ｍＪ／ｃｍ２のエネルギー密度の光で露光を行い、
前記第２の層間膜の形状を変化させ、コンタクトホール側面を覆って緩やかな傾斜が形成されるように、オーブンにて前記第２の層間膜のガラス転移点より高温の温度で前記第２の層間膜を加熱し、
前記第２の層間膜の上層に、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ−Ｔｉｎ−Ｏｘｉｄｅ）をスパッタにより成膜し、パターンニングすることにより画素電極を形成し、ＴＦＴ基板を得、
他方の透明絶縁基板に、ブラックマトリクス及びカラーフィルターをフォトリソグラフィー工程により形成し、ＩＴＯをスパッタにより成膜して対向電極を形成し、
前記ＴＦＴ基板及び対向基板にポリイミドからなる液晶配向層をそれぞれ形成し、
前記ＴＦＴ基板及び前記対向基板を液晶が９０度ツイストして配向するようにラビング処理し、
ギャップに応じた径を有するポリマービーズを全面に散布し、液晶配向層同士が向かい合うように重ねて接着し、前記ＴＦＴ基板及び前記対向基板間にネマティック液晶を注入する
ことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の液晶表示装置として、たとえば特開平１０−２０６８８８号公報に示されるものがある。
【０００３】
図８は、従来例の構造を示す平面図、図９は、図８のＡ−Ａ’線断面図、図１０は、製造方法を示す工程図である。液晶表示装置は、薄膜トランジスタ基板（以下、単にＴＦＴ基板という）５０及び対向基板５１を備えている。
【０００４】
対向基板５１には、透明絶縁基板２及び透明な対向電極１２が設けられている。対向電極１２の上層には、図示しない液晶配向層が配設されている。
【０００５】
ＴＦＴ基板５０には、透明絶縁基板１が設けられている。透明絶縁基板１上には、コモン電極１４と、走査線３及び走査線３に接続されたゲート電極３ａが配設されている。コモン電極１４、走査線３及びゲート電極３ａの上層には、ゲート絶縁膜４と、半導体層５及び信号線６と、信号線に接続されたソース電極６ａ及びドレイン電極６ｂと、パッシベーション膜７とが配設されている。
【０００６】
パッシベーション膜７の上層には、ブラックマトリクス８と、感光性の着色レジストよりなるカラーフィルター９と、感光性の透明レジストからなるオーバーコート１０とが配設されている。カラーフィルター９及びオーバーコート１０には、コンタクトホールが設けられている。
【０００７】
オーバーコート１０の上層には、ドレイン電極６ｂに対しコンタクトホールを介して接続された透明な画素電極１１が配設されている。
【０００８】
そして、ＴＦＴ基板５０と対向基板５１とは、図示しない液晶配向層同士が向かい合うように配置され、各液晶配向層間には液晶層１３が配設されるようになっている。
【０００９】
このような液晶表示装置は、次のようにして製造される。
【００１０】
すなわち、図１０（図９参照）に示すように、透明絶縁基板１上に、パターンニングにより、コモン電極１４と、走査線３及びゲート電極３ａを形成する。次いで、コモン電極１４上に、ゲート絶縁膜４を形成した後、ドレイン電極６ｂ及びパッシベーション膜７を形成する。
【００１１】
さらに、図１０（ａ）に示すように、パッシベーション膜７上に、カラーフィルター９を形成し、図１０（ｂ）に示すように、フォトマスク１００により感光した後、図１０（ｃ）に示すようにエッチングを施し、さらに図１０（ｅ）に示すように、オーバーコート１０及び透明な画素電極１１を形成する。これにより、ＴＦＴ基板５０が形成される（図９参照）。
【００１２】
次に、図９のように、透明絶縁基板２及び透明な対向電極１２を有する対向基板５１と、ＴＦＴ基板５０との間に液晶層１３を配設し、ＴＦＴ基板５０と対向基板５１とを貼り合わせることで、液晶表示装置が製造される。
【００１３】
また、他の液晶表示装置として、たとえば特開平９−１５２６２５号公報に示されるものがある。
【００１４】
図１１は、従来例の構造を示す平面図、図１２は、図１１のＡ−Ａ’線断面図を示す。液晶表示装置は、薄膜トランジスタ基板（以下、単にＴＦＴ基板という）５０及び対向基板５１を備えている。
【００１５】
対向基板５１には、透明絶縁基板２、ブラックマトリクス８、カラーフィルター９及び透明な対向電極１２が設けられている。対向電極１２の上層には、図示しない液晶配向層が配設されている。
【００１６】
ＴＦＴ基板５０には、透明絶縁基板１が設けられている。透明絶縁基板１上には、コモン電極１４と、走査線３及び走査線３に接続されたゲート電極３ａが配設されている。コモン電極１４の上層には、ゲート絶縁膜４と、半導体層５及び信号線６と、信号線６に接続されたソース電極６ａ及びドレイン電極６ｂと、パッシベーション膜７とが配設されている。
【００１７】
パッシベーション膜７の上層には、感光性の透明レジストからなる層間膜１５が設けられている。層間膜１５には、コンタクトホールを介してドレイン電極６ｂに接続された透明な画素電極１１が設けられている。
【００１８】
そして、ＴＦＴ基板５０と対向基板５１とは、図示しない液晶配向層同士が向かい合うように配置され、各液晶配向層間には液晶層１３が配設されるようになっている。
【００１９】
このような液晶表示装置は、次のようにして製造される。
【００２０】
すなわち、透明絶縁基板１上の層間膜１５を形成するに際し、感光性の透明レジストを４．５μｍの厚さに塗布・仮焼成・露光・現像・焼成している。
【００２１】
ここで、層間膜１５を４．５μｍの厚みで形成している理由は、信号線６と画素電極１１との間の結合容量が小さいと、画素電極１１は信号線６の影響を受けその電位を変動させてしまうので、その変動を抑制するためである。
【００２２】
変動量は、次の式▲１▼に比例する
α＝Ｃｐｉ−ｓ／（Ｃｐｉ−ｓ＋Ｃｌｃ＋Ｃｓｔｒ）・・・▲１▼
【００２３】
Ｃｐｉ−ｓは、信号線６と画素電極１１との間の結合容量、Ｃｌｃは、画素電極１１と対向電極１との間の液晶容量、Ｃｓｔｒは、画素電極１１とコモン電極１４との間の補助容量である。
【００２４】
このように、レジストを用いて層間膜１５を作製する場合、ケミカルヴェーパーデポジッション（以下、ＣＶＤという）等に比べ厚膜化が容易となる。このため、なるべく層間膜１５を厚く形成し、結合容量を減少させ、信号線６と画素電極１１をオーバーラップさせる。それにより、表示に関係のない領域を隠すためのブラックマトリクス８の面積が減少し、開口率が向上する。
【００２５】
現状の液晶表示装置の作製用の露光装置では、位置合わせの精度が０．５μｍ程度であるので、信号線６と画素電極１１とのオーバーラップ量は１μｍ程度必要となる。
【００２６】
ここで、層間膜１５にアクリル樹脂系のレジスト（比誘電率３）を用いると、層間膜１５に窒化シリコンを用いオーバーラップさせない構造の液晶表示装置と同等のクロストークにするには層間膜１５の膜厚が３μｍ以上必要である。画素電極１１や信号線６のパターンニングが予想よりも大きめにできた場合を考慮すると４．５μｍ程度の膜厚が必要となる。
【００２７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来の前者の先行技術では、感光性の着色レジストは、一般にネガ型の感光基が用いられる。よって、図１０（ａ），（ｂ）に示すように、フォトマスク１００を介して露光された部分が硬化し、硬化部３０となる。しかし、レジストは、着色されているため、露光による光は深部まで充分に届かず、硬化するのはカラーフィルター９のごく表面のみとなる。
【００２８】
この状態で現像を行うと、深部は充分に硬化していないためエッチングレートが早く、図１０（ｃ）のように、逆テーパの形状になりやすい。
【００２９】
また、カラーフィルター９の上層にオーバーコート１０を塗布・仮焼成・露光・現像・焼成するとき、オーバーコート１０のコンタクトホール径がカラーフィルター９のコンタクトホール径よりも大きいと、カラーフィルター９の逆テーパ形状のため、図１０（ｄ）に示すように、コンタクトホールはオーバーハングした形状となり、画素電極１１とドレイン電極６ｂとのコンタクト性が悪くなる。
【００３０】
これを生じさせないためには、図１０（ｅ）のように、オーバーコート１０のコンタクトホール径をカラーフィルター９のコンタクトホール径よりも小さくする必要がある。ところが、露光の重ね合わせマージンを考慮しなくてはならず、径が大きくなってしまう。よって、開口部の面積は狭くなり、開口率は低下してしまうという問題が生じる。
【００３１】
一方、上述した後者の先行技術では、コンタクトホールを有した層間膜１５を形成する場合、通常はポジ型感光性のレジストを用いている。ネガ型を用いた場合、埃等の混入により未露光部が生じると、その部分は現像で除去されるためである。この場合、意図しないところにコンタクトホールが形成されることとなり、ショートが発生する。
【００３２】
しかし、ポジ型を用いると、現像により残る部分、つまり未露光部に反応していない感光基が残ることになり、透過率が低くなる。現像後に全面に光を照射して感光基を反応させても、一般的なポジ型の透明レジストはネガ型よりは透過率が低いのが実状である。
【００３３】
たとえば、ＪＳＲ（株）製ポジ型アクリル樹脂ＰＣ４０３を用いると、４．５μｍでは可視光帯の透過率が平均９５％となる。また、感光基の反応する３５０〜４２０ｎｍの波長帯は特に透過率が低くなり、白色が黄色に色付くという問題を有する。
【００３４】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、歩留まり及び信頼性を向上させることができる液晶表示装置の製造方法を提供することができるようにするものである。
【００３５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の液晶表示装置の製造方法は、一方の透明絶縁基板に薄膜トランジスタを形成する第１の工程と、前記薄膜トランジスタ上に、非感光性の第１の絶縁膜を形成する第２の工程と、前記第１の絶縁膜上に感光性の第２の絶縁膜を形成する第３の工程と、前記第２の絶縁膜をフォトマスクを介して露光する第４の工程と、前記一方の透明絶縁基板をアルカリ現像液中に浸し、現像を行う第５の工程と、前記現像後、前記一方の透明絶縁基板の全面に対し、露光を行う第６の工程と、前記第２の絶縁膜のガラス転移点より高温の温度で前記第２の絶縁膜を加熱する第７の工程と、前記第２の絶縁膜上に酸化膜をスパッタにより成膜し、パターンニングすることにより画素電極を形成する第８の工程とを備えることを特徴とする。
また、前記第１の工程には、前記一方の透明絶縁基板に、金属膜を成膜しフォトリソグラフィー技術を用いてパターンニングを行った後、走査線、ゲート電極及びコモン電極を形成する工程と、ゲート絶縁膜となる窒化シリコンを全面に成膜する工程と、前記ゲート絶縁膜上にドーピングされていないアモルファスシリコンとドーピングされたアモルファスシリコンとを連続して成膜し、パターンニングして半導体層を形成する工程と、窒化シリコンを成膜し、パターンニングしてパッシベーション膜を形成する工程とが含まれるようにすることができる。
また、前記第２の工程には、塗布によって所定の厚さとなるように非感光性のポリマー材料を塗布する工程と、前記非感光性のポリマー材料を加熱して半硬化状態のカラーフィルターを形成する第９の工程とが含まれ、前記第３の工程には、前記カラーフィルター上に、感光性で透明性の高いレジスト材を塗布する工程と、前記感光性のレジスト材を加熱してオーバーコートを形成する第１０の工程とが含まれるようにすることができる。
また、前記第１０の工程には、前記カラーフィルターを形成する際の加熱温度より低い温度で前記オーバーコートを加熱する第１１の工程が含まれるようにすることができる。
また、前記第７の工程には、前記第２の絶縁膜を加熱後、前記第１の絶縁膜である着色有機膜及び前記第２の絶縁膜である透明有機膜及び前記パッシベーション膜をエッチングする第１２の工程が含まれるようにすることができる。
請求項６に記載の液晶表示装置の製造方法は、透明絶縁基板に、走査線、ゲート電極、ゲート絶縁膜、半導体層、信号線、ドレイン電極、ソース電極、パッシベーション膜とからなる薄膜トランジスタを形成し、前記薄膜トランジスタの上層に、アクリル系で透明性の高いポリマーをスピンコーティングによって塗布し、摂氏１００度のホットプレート上で１分間加熱し、溶剤を揮発させて仮焼成を行い、半硬化状態の第１の層間膜を形成し、前記第１の層間膜の上層に、ポジ型感光性で透明性の高いレジスト材をスピンコーティングし、摂氏８０度のホットプレート上で１分間加熱し、仮焼成を行って第２の層間膜を形成し、ステッパーを用いて１００ｍＪ／ｃｍ２程度のエネルギーの光を照射し、前記第２の層間膜を露光し、前記透明絶縁基板をアルカリ現像液中に１２０秒浸し現像を行い、現像と同時に前記第１の層間膜および前記第２の層間膜のウエットエッチングを行い、現像後、前記透明絶縁基板の全面に対して３００ｍＪ／ｃｍ２のエネルギー密度の光で露光を行い、前記第２の層間膜の形状を変化させ、コンタクトホール側面を覆って緩やかな傾斜が形成されるように、オーブンにて前記第２の層間膜のガラス転移点より高温の温度で前記第２の層間膜を加熱し、前記第２の層間膜の上層に、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ−Ｔｉｎ−Ｏｘｉｄｅ）をスパッタにより成膜し、パターンニングすることにより画素電極を形成し、ＴＦＴ基板を得、他方の透明絶縁基板に、ブラックマトリクス及びカラーフィルターをフォトリソグラフィー工程により形成し、ＩＴＯをスパッタにより成膜して対向電極を形成し、前記ＴＦＴ基板及び対向基板にポリイミドからなる液晶配向層をそれぞれ形成し、前記ＴＦＴ基板及び前記対向基板を液晶が９０度ツイストして配向するようにラビング処理し、ギャップに応じた径を有するポリマービーズを全面に散布し、液晶配向層同士が向かい合うように重ねて接着し、前記ＴＦＴ基板及び前記対向基板間にネマティック液晶を注入することを特徴とする。
【００３６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下に説明する図において、図８〜図１２と共通する部分には、同一符号を付すものとする。
【００３７】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の液晶表示装置の製造方法が適用される第１の実施の形態を示す平面図、図２は、図１の液晶表示装置を示すＡ−Ａ’線断面図、図３は、図１の液晶表示装置を示すＢ−Ｂ’線断面図、図４は、図１の液晶表示装置の製造方法を示す工程図である。
【００３８】
これらの図に示すように、液晶表示装置は、薄膜トランジスタ基板（以下、単にＴＦＴ基板という）５０及び対向基板５１を備えている。
【００３９】
対向基板５１には、透明絶縁基板２及び透明な対向電極１２が設けられている。対向電極１２の上層には、図示しない液晶配向層が配設されている。
【００４０】
ＴＦＴ基板５０には、透明絶縁基板１が設けられている。透明絶縁基板１上には、コモン電極１４と、走査線３及び走査線３に接続されたゲート電極３ａが配設されている。コモン電極１４の上層には、ゲート絶縁膜４と、半導体層５及び信号線６と、信号線６に接続されたソース電極６ａ及びドレイン電極６ｂと、パッシベーション膜７とが配設されている。
【００４１】
パッシベーション膜７の上層には、ブラックマトリクス８と、アクリル系のポリマー中にＲ・Ｇ・Ｂの顔料を分散した非感光性の材料よりなる第１の絶縁膜としてのカラーフィルター９と、感光性の透明レジストからなるオーバーコート１０とが配設されている。カラーフィルター９及び第２の絶縁膜としてのオーバーコート１０には、コンタクトホールが設けられている。
【００４２】
オーバーコート１０の上層には、ドレイン電極６ｂに対し図示しないコンタクトホールを介して接続された透明な画素電極１１が配設されている。
【００４３】
そして、ＴＦＴ基板５０と対向基板５１とは、図示しない液晶配向層同士が向かい合うように配置され、各液晶配向層間には液晶層１３が配設されるようになっている。
【００４４】
次に、このような構成の液晶表示装置の製造方法を、図４を用いて説明する。
【００４５】
一方の透明絶縁基板１に、スパッタによりクロムを成膜しフォトリソグラフィー技術を用いてパターンニングを行った後、図１に示した走査線３、ゲート電極３ａ及びコモン電極１４を形成する。
【００４６】
次いで、ＣＶＤにより、ゲート絶縁膜４となる窒化シリコンを全面に成膜する。ゲート絶縁膜４上にドーピングされていないアモルファスシリコン（以下、ａ−Ｓｉという）と、ｎ＋型にドーピングされたアモルファスシリコン（以下、ｎ＋型ａ−Ｓｉという）を連続してＣＶＤにより成膜し、パターンニングして半導体層５を形成する。
【００４７】
ｎ＋型ａ−Ｓｉは、ドレイン電極６ｂ及びソース電極６ａと、ａ−Ｓｉとのオーミックコンタクトを確保するためのものである。次いで、図４（ａ）に示すように、半導体層５上に、クロムをスパッタにより成膜し、パターンニングして図１に示した信号線６、ドレイン電極６ａ及びソース電極６ｂを形成する。
【００４８】
その後、ｎ＋型ａ−Ｓｉがエッチングされるガス系にてドライエッチングを行い、ドレイン電極６ａとソース電極６ｂの間のｎ＋型ａ−Ｓｉを除去する。これは、ドレイン電極６ａ〜ソース電極６ｂ間を、ｎ＋型ａ−Ｓｉを介して直接電流が流れるのを防止するためである。
【００４９】
この後、ＣＶＤにより窒化シリコンを成膜し、パターンニングしてパッシベーション膜７を形成する。パッシベーション膜７は、イオン等の不純物が半導体層５へ混入することによる薄膜トランジスタの動作不良を防ぐものである。
【００５０】
このようにして作製した薄膜トランジスタの上層に、アクリル系の感光性ポリマー中に黒の顔料を分散したブラックレジストをフォトリソグラフィー工程によりパターンニングし、ブラックマトリクス８を形成する。
【００５１】
ブラックレジストは絶縁性の高いものを使用する。ブラックレジストの絶縁性が低いと薄膜トランジスタ上のブラックマトリクス８が何らかの電位をもつこととなり、トランジスタのバックチャネルを活性化させ良好な表示ができなくなる。
【００５２】
次に、アクリル系のポリマー中にＲ・Ｇ・Ｂの顔料を分散した非感光性の材料をスピンコーティングによって厚さの１μｍ程度になるように塗布する。摂氏１００度のホットプレート上で１分間加熱し溶剤を揮発させて仮焼成を行い、半硬化状態のカラーフィルター９を形成する。
【００５３】
ここで、カラーフィルター９を形成する際の仮焼成の温度及び時間は、６０℃〜１００℃及び３０秒〜５分の間で選定することができる。この場合、温度が高く時間が長いほど、後述するエッチングが遅くなる。
【００５４】
次いで、図４（ｂ）に示すように、カラーフィルター９の上層にポジ型感光性で透明性の高いレジスト材をスピンコーティングし、摂氏８０度のホットプレート上で１分間加熱し仮焼成を行ってオーバーコート１０を形成する。このとき、上層のオーバーコート１０の溶剤が下層のカラーフィルター９を侵さないように溶剤の選択をする必要がある。
【００５５】
ここで、オーバーコート１０を形成するためのレジスト材として、アクリルベース、ポリイミドベース、ＢＣＢ（ベンゾシクロブデン）等を用いることができる。また、オーバーコート１０を形成する際の仮焼成の温度及び時間は、６０℃〜１００℃及び３０秒〜５分の間で選定することができる。この場合、下層への影響を避けるために、カラーフィルター９の温度より低くすることが好ましい。
【００５６】
その後、図４（ｃ）に示すように、ステッパーを用いて１００ｍＪ／ｃｍ２程度のエネルギーの光を照射し、フォトマスク１００を介してオーバーコート１０を露光する。
【００５７】
次に、透明絶縁基板１をアルカリ現像液（ＴＭＡＨ：テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド：２．３８％含有）中に１４０秒浸し、現像を行う。ここで、ＴＭＡＨは、０．１％〜０．４％の間で選定することができる。また、浸す時間は、２０秒〜３５０秒の間で選定することができる。
【００５８】
ここで用いたオーバーコート１０はポジ型であるので、光が照射された部分のレジストが次の工程である現像時に現像液中に溶解する。カラーフィルター９は、溶剤を揮発させただけであるので、アルカリ現像液に溶解する。よって、図４（ｄ）に示すように、現像と同時にカラーフィルター９のウエットエッチングが行われる。
【００５９】
現像では、次の点に注意する必要がある。すなわち、図４（ｄ）の符号２００で示すオーバーコートの庇部を適度な大きさになるように形成しなければならない。庇部２００が短いと、後工程のリフロー時に側面を覆いにくくなってしまうからである。
【００６０】
基本的に下層のエッチング速度が上層のエッチング速度に比べ速くなければ庇部２００が形成されない。エッチング速度はオーバーコート１０、カラーフィルター９それぞれの組成並びに仮焼成温度と時間に大きく依存する。仮焼成温度を高く、時間を長くするとエッチング速度が減少する。上層のオーバーコート１０の仮焼成温度が下層のカラーフィルター９の仮焼成温度よりも高いと、オーバーコート１０の仮焼成時にカラーフィルター９の状態が変わってしまうため、エッチング速度の制御が難しくなる。
【００６１】
よって、上層のオーバーコート１０の焼成温度を下層のカラーフィルター９よりも低く設定しなければならない。上層のオーバーコート１０の焼成温度が低いためエッチング速度が速くなりがちだが、オーバーコート１０の組成により調整を行う。
【００６２】
また、コンタクトホールの径を精度よく形成するためと、庇部２００の形成を制御よく行うため、実際の作製時には現像時間のマージンを増やす必要がある。現像時間のマージンを増やすには現像液の濃度を下げることが有効である。
【００６３】
すなわち、コンタクトホールの径の許容サイズを±１．５μｍとすると、上記のＴＭＡＨ０．３％現像液では１４０秒の現像時間に対し、許容時間が±２５秒程度であり、ＴＭＡＨ０．１５％現像液では現像時間が２５０秒で許容時間が±４５秒程度になる。
【００６４】
現像後、透明絶縁基板１の全面に対し、３００ｍＪ／ｃｍ２のエネルギー密度の光で露光を行う。この工程は、オーバーコート１０中の感光基を反応させ、透明性を上げるためのものである。
【００６５】
次に、オーブンにてオーバーコート１０のガラス転移点より高温の温度で加熱すると、図４（ｅ）に示すように、オーバーコート１０は形状を変化（リフロー）し、コンタクトホール側面を覆って緩やかな傾斜を形成する。
【００６６】
このとき、加熱温度を高く設定しすぎると、カラーフィルター９の変色を招く場合があるので注意する必要がある。現在広く用いられているカラーフィルターの耐熱性は、摂氏２３０度程度が一般的であるので、オーバーコート１０のガラス転移点は、この温度よりも低くする必要がある。傾斜が形成される範囲は、オーバーコート１０の成膜条件、エッチングの条件を適宜選択することにより制御可能である。
【００６７】
オーバーコート１０は、カラーフィルター９から溶出するイオン等の不純物が液晶層へ混入するのを防止し、またＴＦＴ基板５０上を平坦化するため液晶層の厚さを面内均一よく制御可能にするとともに、ディスクリネーションの発生を抑え、良好な表示を得ることに寄与する。
【００６８】
ここでは、カラーフィルター９及びオーバーコート層１０の材料としてアクリル系ポリマーを用いたが、ポリイミド等の透明な絶縁膜であれば使用可能である。
【００６９】
オーバーコート１０の上層に、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ−Ｔｉｎ−Ｏｘｉｄｅ）をスパッタにより成膜し、パターンニングすることにより画素電極１１を形成する。このようにしてＴＦＴ基板５０が得られる。
【００７０】
なお、パッシベーション膜７のパターンニングをオーバーコート１０の形成前に行ったが、形成後であってもよい。オーバーコート１０やカラーフィルター９のエッチング残渣等がコンタクトホール内に残り、コンタクト性を悪くする場合は、オーバーコート１０の形成後に行った方が残渣を取り去ることができ有効である。
【００７１】
また、カラーフィルター９にコンタクトホールを開ける工程は、着色レジストを用いたブラックレジストにコンタクトホールを開ける際の工程と同様に行うことができる。
【００７２】
一方の透明絶縁基板２には、ＩＴＯをスパッタにより成膜し、対向電極１２を形成することで、対向基板５１が得られる。
【００７３】
このようにして形成されたＴＦＴ基板５０上と対向基板５１上にポリイミドからなる液晶配向層をそれぞれ形成する。両基板５０，５１を液晶が９０度ツイストして配向するようにラビング処理する。次いで、ギャップに応じた径を有するポリマービーズを全面に散布し、液晶配向層同士が向かい合うように重ねて接着し、両基板５０，５１間にネマティック液晶を注入することで、液晶表示装置が製造される。
【００７４】
このように、第１の実施の形態における液晶表示装置は、オーバーコート１０及びカラーフィルター９に対し、同時にウエットエッチングを行った後、オーバーコート１０をリフローさせ、図４（ｅ）に示したように、オーバーコート１０はコンタクトホール側面を覆って緩やかな傾斜を形成するようにした。
【００７５】
これにより、画素電極１１とドレイン電極６ｂを接続するコンタクトホールの形状が滑らかに変化した順テーパとなり、画素電極１１に段切れが生じないため、欠陥画素が生じにくくなり、歩留まりが向上するとともに、信頼性も向上する。
【００７６】
また、第１の実施の形態における液晶表示装置は、オーバーコート１０とカラーフィルター９との露光重ね合わせマージンをとる必要がなく、そのため表示に無関係な領域を減少させることができるので、高開口率の液晶表示装置が得られる。
【００７７】
さらに、第１の実施の形態における液晶表示装置は、オーバーコート１０及びカラーフィルター９のエッチングと焼成とが同時に行われるため、それぞれ別工程とした場合に比べ工程数が短縮される。また、フォトリソグラフィー用のフォトマスク１００も１枚で済むため、マスク作製費用が減少する。
【００７８】
（第２の実施の形態）
第２の実施の形態では、図１の液晶表示装置の構成は、同じであるが、次のような製造方法を用いて液晶表示装置を得るようにしている。
【００７９】
すなわち、一方の透明絶縁基板１に、第１の実施の形態と同様に、走査線３、ゲート電極３ａ、コモン電極１４、ゲート絶縁膜４、半導体層５、信号線６、ソース電極６ａ及びドレイン電極６ｂを形成する。その後、ＣＶＤにより窒化シリコンを成膜してパッシベーション膜７を成膜しておく（パターンニングは行わない）。
【００８０】
その後、第１の実施の形態と同様に、カラーフィルター９及びオーバーコート１０を形成する。このとき、オーバーコート１０にはパッシベーション膜７のエッチャント（たとえばフッ酸）に対しての耐性があるものを用いる。
【００８１】
オーバーコート１０の形成後、レジスト等を塗布せずそのままパッシベーション膜７のエッチングを行う。その後、第１の実施の形態と同様に、画素電極１１を形成し、ＴＦＴ基板５０を作製する。
【００８２】
このように形成されたＴＦＴ基板５０及び対向基板５１に、ポリイミドからなる液晶配向層をそれぞれ形成する。両基板５０，５１を液晶が９０度ツイストして配向するようにラビング処理する。その後、ギャップに応じた径を有するポリマービーズを全面に散布し、液晶配向層同士が向かい合うように重ねて接着し、両基板５０，５１間にネマティック液晶を注入ことで、液晶表示装置が製造される。
【００８３】
このように、第２の実施の形態では、オーバーコート１０の形成後、レジスト等を塗布せずそのままパッシベーション膜７のエッチングを行う場合も、オーバーコート１０をリフローさせてコンタクトホール側面が形成される。このため、画素電極１１とドレイン電極６ｂとを接続するコンタクトホールの形状が滑らかに変化した順テーパとなり、画素電極１１の段切れが生じない。したがって、第１の実施の形態と同様に、欠陥画素が生じにくくなるため、歩留まりが向上するとともに、信頼性も向上する。
【００８４】
また、第２の実施の形態では、第１の実施の形態と同様に、オーバーコート１０とカラーフィルター９との重ね合わせマージンをとる必要が無く、高開口率の液晶表示装置が得られる。
【００８５】
さらに、第２の実施の形態では、第１の実施の形態と同様に、オーバーコート１０及びカラーフィルター９のエッチング及び焼成が同時に行われるため、それぞれ別工程とした場合に比べ工程が短縮される。
【００８６】
さらにまた、フォトリソグラフィー用のフォトマスク１００も１枚で済むため、マスク作製費用が減少する。
【００８７】
また、パッシベーション膜７のエッチングがオーバーコート１０をマスクとして行われるため、パッシベーション膜７のパターンニング用にレジストの塗布、露光・現像等をする必要が無く、工程が短縮される。さらに、フォトリソグラフィー用のフォトマスク１００も必要なくなり、マスク作製費用が減少する。
【００８８】
（第３の実施の形態）
図５は、本発明の液晶表示装置の製造方法が適用される第３の実施の形態を示す平面図、図６は、図５の液晶表示装置を示すＡ−Ａ’線断面、図７は、図５の液晶表示装置を示すＢ−Ｂ’線断面図である。
【００８９】
これらの図に示すように、液晶表示装置は、ＴＦＴ基板５０及び対向基板５１を備えている。
【００９０】
ＴＦＴ基板５０の透明絶縁基板１上には、走査線３、走査線３に接続されたゲート電極３ａ、コモン電極１４が設けられている。コモン電極１４の上層には、ゲート絶縁膜４、半導体層５、信号線６、信号線６に接続されたソース電極６ａ、ドレイン電極６ｂ、パッシベーション膜７が設けられている。
【００９１】
パッシベーション膜７の上層には、感光性及び非感光性の２層よりなる層間膜（１５ａ，１５ｂ）１５が設けられている。層間膜１５ｂは、第１の層間膜であり、層間膜１５ａは第２の層間膜である。
【００９２】
層間膜１５の上層には、コンタクトホールが設けられ、そのコンタクトホールの側面は感光性の層間膜１５により覆われている。また、層間膜１５の上層には、薄膜トランジスタのソース電極６ａと、コンタクトホールを介して接続された透明な画素電極１１とが設けられている。これらの上層には、図示しない液晶配向層が設けられている。
【００９３】
対向基板５１の透明絶縁基板２上には、ブラックマトリクス８、カラーフィルター９及び透明な対向電極１２が設けられている。対向電極１２の上層には、図示しない液晶配向層が設けられている。
【００９４】
ＴＦＴ基板５０と対向基板５１とは、図示しない液晶配向層同士が向かい合うように設置され、向かい合う液晶配向層の間には液晶層１３が設置される構成となっている。
【００９５】
次に、このような構成の液晶表示装置の製造方法について説明する。
【００９６】
まず、透明絶縁基板１に、第１の実施の形態と同様に、走査線３、ゲート電極３ａ、ゲート絶縁膜４、半導体層５、信号線６、ドレイン電極６ａ、ソース電極６ｂ及びパッシベーション膜７を形成する。
【００９７】
このようにして形成した薄膜トランジスタの上層に、アクリル系で透明性の高いポリマーをスピンコーティングによって厚さの４μｍ程度になるように塗布する。
【００９８】
次いで、摂氏１００度のホットプレート上で１分間加熱し、溶剤を揮発させて仮焼成を行い、半硬化状態の層間膜１５ｂを形成する。この層間膜１５ｂは感光性が無いものであるため、厚さ４μｍでも可視光帯の透過率が９９％以上の非常に透明度の高いものとなる。
【００９９】
層間膜１５ｂの上層に、ポジ型感光性で透明性の高いレジスト材を厚さ０．５μｍ程度になるようスピンコーティングし、摂氏８０度のホットプレート上で１分間加熱し、仮焼成を行って層間膜１５ａを形成する。
【０１００】
このとき、上層の層間膜１５ａの溶剤が下層の層間膜１５ｂを侵さないように溶剤の選択をする必要がある。この後、ステッパーを用いて１００ｍＪ／ｃｍ２程度のエネルギーの光を照射し、層間膜１５ａを露光する。
【０１０１】
次に、透明絶縁基板１をアルカリ現像液（ＴＭＡＨ：２．３８％含有）中に１２０秒浸し現像を行う。現像と同時に層間膜１５ａ，１５ｂのウエットエッチングが行われる。
【０１０２】
現像後、透明絶縁基板１の全面に対して３００ｍＪ／ｃｍ２のエネルギー密度の光で露光を行う。この工程は層間膜１５ａ中の感光基を反応させ透明性を上げるためである。層間膜１５ａは、感光性のため、非感光の材料に比べて透過率は低いものの、膜厚が０．５μｍと薄いため、可視光帯の透過率は９９％以上である。よって、層間膜１５ａと層間膜１５ｂとを通過しても可視光帯の透過率は９８％以上となる。また、従来の後者の先行技術のように、感光性のレジストのみで層間膜１５を形成した場合に比べ、白色の黄色付きが少ない。
【０１０３】
次に、オーブンにて層間膜１５ａのガラス転移点より高温の温度で加熱すると、層間膜１５ａは形状を変化させ、コンタクトホール側面を覆って緩やかな傾斜を形成する。
【０１０４】
層間膜１５ａ，１５ｂの材料として、アクリル系ポリマーを用いたがポリイミド等の透明でスピンコーティングにより形成可能な絶縁膜であれば使用可能である。
【０１０５】
層間膜１５ａの上層に、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ−Ｔｉｎ−Ｏｘｉｄｅ）をスパッタにより成膜し、パターンニングすることにより画素電極１１を形成する。このようにしてＴＦＴ基板５０が得られる。
【０１０６】
もう一方の透明絶縁基板２には、ブラックマトリクス８及びカラーフィルター９をフォトリソグラフィー工程により形成し、ＩＴＯをスパッタにより成膜して対向電極１２を形成する。
【０１０７】
このように形成されたＴＦＴ基板５０及び対向基板５１にポリイミドからなる液晶配向層をそれぞれ形成する。両基板５０，５１を液晶が９０度ツイストして配向するようにラビング処理する。その後、ギャップに応じた径を有するポリマービーズを全面に散布し、液晶配向層同士が向かい合うように重ねて接着し、両基板５０，５１間にネマティック液晶を注入して液晶表示装置が得られる。
【０１０８】
このように、第３の実施の形態では、第１の実施の形態と同様に、層間膜１５ａをリフローさせてコンタクトホール側面を形成するため、画素電極１１とドレイン電極６ｂを接続するコンタクトホールの形状が滑らかに変化した順テーパとなり、画素電極１１の段切れが生じない。したがって、欠陥画素が生じにくくなるため、歩留まり及び信頼性も向上する。
【０１０９】
また、第３の実施の形態では、層間膜１５ｂの大部分に感光基が無く、そのため非常に透過率が高くされるため、非常に明るい表示が可能となる。
【０１１０】
（第４の実施の形態）
第４の実施の形態では、第３の実施の形態における製造方法を一部変えたものである。
【０１１１】
すなわち、一方の透明絶縁基板１に、第３の実施の形態と同様に、走査線３、ゲート電極３ａ、コモン電極１４、ゲート絶縁膜４、半導体層５、信号線６、ドレイン電極６ｂ及びソース電極６ａを形成する。その後、ＣＶＤにより窒化シリコンを成膜してパッシベーション膜７を成膜しておく（パターンニングは行わない）。
【０１１２】
その後、第３の実施の形態と同様に、層間膜１５ａ及び層間膜１５ｂを形成する。このとき、層間膜１５ｂにはパッシベーション膜７のエッチャント（たとえばフッ酸）に対しての耐性があるものを用いる。
【０１１３】
層間膜１５の形成後、レジスト等を塗布せずそのままパッシベーション膜７のエッチングを行う。その後、第３の実施の形態と同様に、画素電極１１を形成し、ＴＦＴ基板５０を形成する。
【０１１４】
このようにして形成されたＴＦＴ基板５０及び対向基板５１にポリイミドからなる液晶配向層をそれぞれ形成する。両基板５０，５１を液晶が９０度ツイストして配向するようにラビング処理する。その後、ギャップに応じた径を有するポリマービーズを全面に散布し、液晶配向層同士が向かい合うように重ねて接着し、両基板５０，５１間にネマティック液晶を注入して液晶表示装置が得られる。
【０１１５】
このように、第４の実施の形態では、層間膜１５の形成後、レジスト等を塗布せずそのままパッシベーション膜７のエッチングを行う場合も、第３の実施の形態と同様に、層間膜１５ａをリフローさせてコンタクトホール側面が形成されるため、画素電極１１とドレイン電極６ｂを接続するコンタクトホールの形状が滑らかに変化した順テーパとなる。このため、画素電極１１の段切れが生じないので、欠陥画素が生じにくくなり、歩留まり及び信頼性も向上する。
【０１１６】
また、第４の実施の形態では、層間膜１５ｂの大部分に感光基が無くなるため、常に透過率が高くなり、非常に明るい表示が可能となる。
【０１１７】
さらに、第４の実施の形態では、パッシベーション膜７のエッチングが層間膜１５ａをマスクとして行われるため、パッシベーション膜７のパターンニング用にレジストの塗布、露光・現像等をする必要が無くなり、工程が短縮される。また、フォトリソグラフィー用のフォトマスク１００も必要なくなり、マスク作製費用が減少する。
【０１１８】
【発明の効果】
以上の如く本発明に係る液晶表示装置の製造方法によれば、非感光性の材料よりなる第１の絶縁膜上に感光性のレジストからなる第２の絶縁膜を設け、第１の及び第２の絶縁膜を含む層に形成されるコンタクトホールの側面を、第２の絶縁膜により滑らかな形状で覆うようにし、コンタクトホール上下の接続性を向上させるようにしたので、歩留まり及び信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の液晶表示装置の製造方法が適用される第１の実施の形態を示す平面図である。
【図２】図１の液晶表示装置を示すＡ−Ａ’線断面図である。
【図３】図１の液晶表示装置を示すＢ−Ｂ’線断面図である。
【図４】図１の液晶表示装置の製造方法を示す工程図である。
【図５】本発明の液晶表示装置の製造方法が適用される第３の実施の形態を示す平面図である。
【図６】図５の液晶表示装置を示すＡ−Ａ’線断面である。
【図７】図５の液晶表示装置を示すＢ−Ｂ’線断面図である。
【図８】従来の液晶表示装置の一例を示す平面図である。
【図９】図８の液晶表示装置を示すＡ−Ａ’線断面である。
【図１０】図８の液晶表示装置の製造方法を説明するための工程図である。
【図１１】従来の液晶表示装置の他の例を示す平面図である。
【図１２】図１１の液晶表示装置を示すＡ−Ａ’線断面である。
【符号の説明】
１，２  透明絶縁基板
３  走査線
３ａ  ゲート電極
４  ゲート絶縁膜
５  半導体層
６  信号線
６ａ  ソース電極
６ｂ  ドレイン電極
７  パッシベーション膜
８  ブラックマトリクス
９  カラーフィルター
１０  オーバーコート
１１  画素電極
１２  対向電極
１３  液晶層
１４  コモン電極
１５，１５ａ，１５ｂ  層間膜
３０  硬化部
５０  ＴＦＴ基板
５１  対向基板
１００  フォトマスク
２００  庇部
【図１】
0003544489.tif 000002
【図２】
0003544489.tif 000003
【図３】
0003544489.tif 000004
【図４】
0003544489.tif 000005
【図５】
0003544489.tif 000006
【図６】
0003544489.tif 000007
【図７】
0003544489.tif 000008
【図８】
0003544489.tif 000009
【図９】
0003544489.tif 000010
【図１０】
0003544489.tif 000011
【図１１】
0003544489.tif 000012
【図１２】
0003544489.tif 000013