(57)【要約】【課題】    パターンの乱れを生じない露光技術を提供する。【解決手段】    液晶表示装置の製造方法は、透明絶縁基板表面上に薄膜トランジスタを形成する工程と、前記透明絶縁基板の裏面上に遮光膜を形成する工程と、薄膜トランジスタを形成した透明絶縁基板表面上方に透明膜を形成する工程と、前記透明膜上にレジスト層を塗布し、露光を行なってレジストパターンを形成する工程と、前記レジストパターンをマスクとして前記透明膜に加工を行う工程と、前記遮光膜を除去する工程と、を含む。【選択図】  図３
2006126307.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明絶縁基板表面上に薄膜トランジスタを形成する工程と、
前記透明絶縁基板の裏面上に遮光膜を形成する工程と、
薄膜トランジスタを形成した透明絶縁基板表面上方に透明膜を形成する工程と、
前記透明膜上にレジスト層を塗布し、露光を行なってレジストパターンを形成する工程と、
前記レジストパターンをマスクとして前記透明膜に加工を行う工程と、
前記遮光膜を除去する工程と、
を含む液晶表示装置の製造方法。
【請求項２】
前記遮光膜が、Ａｌ，Ｍｏ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｔｉ、またはこれらの合金、シリコン、黒色樹脂のいずれかで形成されている請求項１記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項３】
前記遮光膜がＭｏまたはＡｌで形成され、前記遮光膜を除去する工程がレジストパターンも除去する請求項１記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項４】
前記透明膜が透明導電膜である請求項１〜３のいずれか１項記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項５】
前記液晶表示装置が、カラーフィルタと延在突起部とを備えた対向基板を有し、前記加工を行なう工程が、前記延在突起部に対応した形状のスリットを有するレジストパターンをマスクとして前記透明導電膜をエッチングし、透明画素電極を形成する請求項４記載の液晶表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置の製造方法に関し、特に透明膜をパターニングする工程を含む液晶表示装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
広く用いられているツイステッドネマチック（ＴＮ）液晶表示装置は、視野角依存性が大きい。近年、液晶表示装置においては高精彩、高輝度、高品位等、表示性能の向上が求められている。視野角を拡大できる液晶表示装置として、マルチドメイン型が知られている。マルチドメイン垂直配向（ＭＶＡ）方式はラビングを用いず、延在する突起部を用いることで、突起部の両側で垂直配向液晶分子に逆向きのプレチルトを与え、マルチドメインを実現する。カラーフィルタ基板に延在する突起部を設けると共に、薄膜トランジスタ基板にスリットを有する透明画素電極を形成し、突起部両側のプレチルトに加え、電圧印加時にスリット部でフリンジ電界を生じさせてマルチドメイン表示を行う方式も提案されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２１２９３５号公報
【特許文献２】特開２００３−３１５８１４号公報
【特許文献３】特開平１０−２５３９５４号公報
【特許文献４】特開２００３−１４０１３８号公報
【非特許文献１】ＦＵＪＩＴＳＵ、４９，３、ｐｐ１７５−１７９（０５，１９９８）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
液晶表示装置の透明電極パターンが乱れることがあった。均一の寸法で露光されるべき狭いスリットパターンの幅が不均一となってしまうと表示に於いて輝度むら等が生じてしまう。パターンの乱れを生じない露光技術が望まれた。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の１観点によれば、透明絶縁基板表面上に薄膜トランジスタを形成する工程と、前記透明絶縁基板の裏面上に遮光膜を形成する工程と、薄膜トランジスタを形成した透明絶縁基板表面上方に透明膜を形成する工程と、前記透明膜上にレジスト層を塗布し、露光を行なってレジストパターンを形成する工程と、前記レジストパターンをマスクとして前記透明膜に加工を行う工程と、前記遮光膜を除去する工程と、を含む液晶表示装置の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【０００６】
露光装置のステージは、反射光を生じないように黒色にされている。しかし、使用と共に、ステージ上の構造物の表面が磨耗し、黒色表面の下地である金属表面が露出するようになる。すると、露出した金属表面で露光用光の反射が生じ、裏面から２次露光を行なうことになり、パターン精度が乱れることが判った。透明基板裏面に遮光膜を設けることにより、ステージ上の構造物に光が当たらなくなり、パターン精度の乱れを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、制限的な意味なく、ＭＶＡ方式の液晶表示装置を例にとって説明する。
図１は、ＭＶＡ方式の液晶表示装置の断面図である。薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）基板１０とカラーフィルタ基板２０とが対向して配置され、間に垂直配向の液晶層３０を挟持している。
【０００８】
ＴＦＴ基板１０は、ガラスなどの透明絶縁基板１１の表面上方にインジウム−錫−酸化物（ＩＴＯ）などの透明画素電極１２を有する。透明画素電極１２は、スリット１３を備えている。最表面には垂直配向膜１４が形成されているが、ラビングはされていない。後に述べるように、ＴＦＴ基板にはＴＦＴ、その配線、蓄積キャパシタなども形成される。
【０００９】
カラーフィルタ基板２０は、ガラス等の透明絶縁基板２１の上に画素表示領域を画定する遮光性ブラックストライプ２２が形成されている。ブラックストライプは、Ｃｒ，Ｍｏなどの金属や黒色顔料を含む黒色樹脂等で形成できる。ブラックストライプに被さるように、表示領域に３原色などのカラーフィルタ層２３が形成されている。カラーフィルタ層２３を覆ってＩＴＯ等の透明共通電極２４が形成されている。必要に応じて、透明共通電極の下に、レジストと同種の樹脂等で平坦化層を設けてもよい。透明共通電極の上に選択的に延在する突起部２５が樹脂などで形成され、最表面には垂直配向膜２６が形成されている。垂直配向膜はラビングされていない。
【００１０】
液晶層３０は、垂直配向性の液晶分子３１を含む。突起部２５の上では、液晶分子は表面に垂直に配向するので、突起部の両側で液晶分子は逆向きのプレティルトを持つようになる。透明電極１２，２４間に電圧を印加すると、プレティルトに従って液晶分子が倒れる方向が決まる。突起部と液晶層の誘電率が異なると、突起部は電気力線を曲げる作用も示す。
【００１１】
平坦な電極間では、基本的には両基板に垂直な電気力線３３が発生するが、スリット１３には画素電極がないので、対向する共通電極から発した電気力線は曲がって透明画素電極に達する。即ちフリンジ電界が生じる。液晶層３０は数ミクロンの厚さなので、電気力線を曲げるためのスリット幅も数ミクロンで十分である。突起部２５、スリット１３は規則的に均一に配置することが望まれる。例えば、スリット幅が変化すると、フリンジ電界が変化し、液晶分子の配向が乱れる。
【００１２】
図２Ａ、２Ｂは、ＴＦＴ基板の構成と製造プロセスをさらに示す断面図及び平面図である。図２Ｂの平面図中の破線が図２Ａの断面に相当する。ガラス等の透明基板１０の上に、Ｍｏ、Ａｌ等の金属層を形成し、パターニングしてゲート電極及びゲート配線Ｇを作成する。ゲート配線を覆って、酸化シリコン等のゲート絶縁膜ＧＩを成膜し、その上に多結晶またはアモルファスのシリコン層を成膜し、ホトリソグラフィを用いてパターニングして、チャネル層ＣＨを形成する。
【００１３】
チャネル層ＣＨをパターニングした後、窒化シリコン層等のエッチストッパ層を成膜し、その上にレジスト層を塗布し、裏面から露光してレジストパターンを形成する。このレジストパターンをマスクとしてエッチストッパ層をパターニングしてチャネル保護膜ＣＰＲを形成する。チャネル保護膜ＣＰＲの両端には、チャネル層ＣＨが露出する。
【００１４】
ｎ型不純物をドープした低抵抗の多結晶またはアモルファスのシリコン層1５、Ｔｉ、Ａｌ等の金属層を積層し、ホトリソグラフィとエッチングで、チャネル領域ＣＨ両側に接続されたソース領域Ｓ、ドレイン領域Ｄを残すようにパターニングする。なお、図２Ｂに示すように、ドレイン領域と連続してドレイン配線ＤＬも作成する。チャネル領域ＣＨ上の導電層はエッチングで除去されるが、チャネル保護層ＣＰＲがエッチストッパとして機能するため、チャネル層ＣＨはダメージを受けない。
【００１５】
ソース領域Ｓ、ドレイン領域Ｄを覆うように、基板上に酸化シリコン等の絶縁層１２を成膜し、コンタクト開口ＯＰをエッチングで開口する。絶縁膜１２上に、ＩＴＯ等の透明導電層１２を成膜し、その表面上にホトレジスト層ＰＲを塗布する。
【００１６】
図２Ｂに示すように、例えばゲート配線Ｇと同時に蓄積容量ラインＳＣＬを形成し、ソースＳ、ドレインＤ作成と同時に蓄積容量電極ＳＣを形成する。蓄積容量電極ＳＣの上にも絶縁層１２を貫通するコンタクト開口ＯＰを形成する。なお、蓄積容量の作成方法は上記に限らない。公知の種々の構成を採用できる。
【００１７】
従来は以上説明したような構成で、ホトレジスト層ＰＲを露光した。金属層や低抵抗シリコン層が存在しない領域は、光が透過する透光性領域となる。
本実施例においては、透明基板１０の裏面に遮光膜１９を設ける。チャネル保護膜ＣＰＲを背面露光を利用して形成する場合は、チャネル保護膜ＣＰＲ形成後、レジスト層ＰＲ露光までの間に遮光膜１９を形成する。遮光膜１９は、遮光性があれば特に材料は制限されないが、例えばＡｌ、Ｍｏ、Ｔａ，Ｃｒ，Ｔｉ、又はこれらの合金の金属層、アモルファスシリコン等の半導体層、黒色顔料を含ませた混色樹脂等で形成することができる。
【００１８】
ＴＦＴ基板の金属層としてＭｏやＡｌを用いている場合、同一成膜装置を用いてＭｏ層やＡｌ層を成膜することもできる。又、Ｍｏ層やＡｌ層は、ウエット処理でレジストパターンを除去する際、同時に除去することができる。
【００１９】
図３は、ＩＴＯ層１２パターニングのための露光工程を示す。露光ステージ４１の上に、裏面に遮光膜１９を形成したＴＦＴ基板を配置する。露光ステージ４１には、基板吸着のための溝や基板をリフトアップするためのピン等の構造物４２が配置されている。
【００２０】
このような露光ステージの構造物は、使用により表面が磨耗し、黒色塗料が剥げて、下地のアルミニウム等の金属面が露出する傾向がある。図２Ａに示す遮光膜１９がない構成のＴＦＴ基板を用いて露光を行うと、透光領域では露光光がＴＦＴ基板を通過する。アルミニウム等の高反射率表面が存在すると、露光光を反射し、ホトレジスト層ＰＲを裏面から２次露光することになる。これがパターン精度の乱れの原因であったことが判明した。
【００２１】
ＴＦＴ基板の上方に、遮光金属パターン４３を備えた露光用マスク４４を配置し、上方から紫外光４５を照射し、ホトレジスト層ＰＲを近接露光する。遮光金属パターン４３の存在しない領域で、紫外光４５はホトレジスト層ＰＲに入射し、選択的な露光を行う。ホトレジスト層ＰＲがポジレジストである場合、現像すると露光した領域でレジスト層は除去され、未露光部分のみが残る。このようにして形成したホトレジストパターンをマスクとし、ＩＴＯ層１２をエッチングしてパターニングする。ＴＦＴ基板裏面の遮光層１９が光の通過を禁止するので、ステージ４１の構造物４２に光が入射することを防止する。このようにして、露光ステージでの不均一な反射を防止することにより、マスクに従った高精度のホトレジストパターンを形成することが可能となる。
【００２２】
ＩＴＯ層をパターニングした後、レジストパターンをアルカリ液によって除去すると、裏面のＭｏ層は同時に除去される。遮光層としてＡｌを用いた場合も同様にアルカリ現像液によって除去できる。
【００２３】
このように、露光ステージの構造物から反射光が生じることによって、ホトレジスト層が裏面から二次露光されることを防止でき、本来求める高精度のレジストパターンを構成することができる。ＩＴＯのスリット部分に発生していた部分的な表示むらを抑えることができる。
【００２４】
以上実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに制限されるものではない。製造工程中に透明膜のパターニングを含む液晶表示装置の製造方法に適用できる。例えば、液晶表示装置はＭＶＡ方式に限らない。透明電極のパターニングに限らず、透明膜のパターニングに上記方法を用いることができる。透明絶縁層のコンタクト開口形成、チャネル保護層のパターニングなどに用いることができる。ホトレジストはポジ型でもネガ型でもよい。その他、種種の変更、改良、組み合わせが可能なことは当業者に自明であろう。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】液晶表示装置の構成を概略的に示す断面図である。
【図２】ＴＦＴ基板の構造を概略的に示す断面図及び平面図である。
【図３】ＩＴＯ層の露光工程を概略的に示す断面図である。
【符号の説明】
【００２６】
１０  ＴＦＴ基板
１１  ガラス基板
１２  透明電極
１３  スリット
１４  配向膜
２０  カラーフィルタ基板
２１  透明基板
２２  ブラックストライプ
２３  カラーフィルタ
２４  透明電極
２５  延在突起部
２６  配光膜
３０  液晶層
３１  液晶分子
ＰＲ  ホトレジスト層
Ｓ  ソース
Ｄ  ドレイン
ＣＨ  チャネル
ＣＰＲ  チャネル保護層
ＤＬ  ドレインライン
ＳＣＬ  蓄積容量ライン
ＳＣ  蓄積容量
ＯＰ  コンタクト開口
４１  露光ステージ
４２  露光ステージの構造物
４３  遮光パターン
４４  マスク
４５  紫外光
【図１】
2006126307.tif 000003
【図２】
2006126307.tif 000004
【図３】
2006126307.tif 000005