(57)【要約】【課題】ジャストエッチングのタイミングの検出を容易にした液晶パネルを提供する。【解決手段】アレイ基板３の非表示領域９に位置するゲート絶縁膜および層間絶縁膜に、コンタクトホール25，26と、ダミーホール27とをドライエッチングにより形成する。アレイ基板３の開口面積率が向上するので、ドライエッチング中のエッチングガスの発光の変化量が大きくなり、この変化量を検出することでジャストエッチングのタイミングを容易に検出できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の画素を備えた表示領域と、この表示領域の外方に位置する非表示領域とを備えた液晶表示素子であって、
絶縁膜を有するアレイ基板と、
このアレイ基板に対向配置される対向基板と、
これらアレイ基板と対向基板との間に介在された液晶層と、
少なくとも前記表示領域に位置する前記絶縁膜にドライエッチングにより形成された開口パターンと、
前記非表示領域に位置する前記絶縁膜に前記ドライエッチングにより形成され、前記開口パターンと別個のダミー開口パターンと
を具備したことを特徴とした液晶表示素子。
【請求項２】
前記絶縁膜の前記開口パターンおよび前記ダミー開口パターンの開口面積率は、１．２％以上１．５％以下である
ことを特徴とした請求項１または２記載の液晶表示素子。
【請求項３】
絶縁膜を有するアレイ基板と、このアレイ基板に対向配置される対向基板と、これらアレイ基板と対向基板との間に介在された液晶層とを具備し、複数の画素を備えた表示領域と、この表示領域の外方に位置する非表示領域とを備えた液晶表示素子の製造方法であって、
前記絶縁膜に、開口パターンと、この開口パターンと別個のダミー開口パターンとをドライエッチングにて形成する
ことを特徴とした液晶表示素子の製造方法。
【請求項４】
前記絶縁膜の前記開口パターンおよび前記ダミー開口パターンの開口面積率を、１．２％以上１．５％以下とする
ことを特徴とした請求項３記載の液晶表示素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、絶縁膜を有するアレイ基板を備えた液晶表示素子およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の液晶表示素子は、アレイ基板とこのアレイ基板に対向配置された対向基板と、これらアレイ基板と対向基板との間に介在された液晶層とを備え、複数の画素がマトリスク状に位置する表示領域と、この表示領域の周囲に位置する非表示領域とが形成されている。
【０００３】
そして、アレイ基板は、絶縁基板であるガラス基板の一主面上に、各画素を駆動するためのスイッチング素子が成膜されているとともに、このスイッチング素子のゲート端子に電気的に接続されるゲート線と、スイッチング素子のソース端子およびドレイン端子にそれぞれ電気的に接続される信号線およびドレイン線とが、それぞれ成膜されている。
【０００４】
このような膜間には、互いを電気的に絶縁するための絶縁膜が成膜されており、この絶縁膜には、絶縁された膜同士を電気的に接続可能とするように、コンタクトホールのパターンである開口パターンが、例えばドライエッチング工程により所定位置に形成される。
【０００５】
このようなドライエッチング工程においては、エッチング波形、すなわちプラズマによるエッチングガス(Ｆガス)の発光量を検出し、この発光量の変化により、エッチングがちょうど終了したタイミング、すなわちジャストエッチングのタイミングを検出する。
【０００６】
すなわち、ドライエッチングに使用するエッチングガスは、エッチング中に消費されることでチャンバ内の雰囲気において占める量が減少して発光強度が減少し、エッチングが終了すると、その消費量が減少することでチャンバ内の雰囲気においてその占める量が増加して発光強度が上昇するので、この発光強度の変化を検出することで、ジャストエッチングのタイミングを検出できる（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００６−１００６７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述の液晶表示素子では、絶縁膜に形成される開口パターンによっては、その開口面積率(絶縁膜開口面積／ガラス基板面積)が小さいことから、発光の変化量が比較的少なく、このような場合にはジャストエッチングのタイミングを検出することが容易でなく、このジャストエッチング検出不良による工程落ち(エンドポイント不良)が発生するおそれがあるという問題点を有している。
【０００８】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、ジャストエッチングのタイミングの検出を容易にした液晶表示素子およびそ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】
【０００９】
本発明は、複数の画素を備えた表示領域と、この表示領域の外方に位置する非表示領域とを備えた液晶表示素子であって、絶縁膜を有するアレイ基板と、このアレイ基板に対向配置される対向基板と、これらアレイ基板と対向基板との間に介在された液晶層と、少なくとも前記表示領域に位置する前記絶縁膜にドライエッチングにより形成された開口パターンと、前記非表示領域に位置する前記絶縁膜に前記ドライエッチングにより形成され、前記開口パターンと別個のダミー開口パターンとを具備したものである。
【００１０】
そして、アレイ基板の非表示領域に位置する絶縁膜に、開口パターンと、この開口パターンと別個のダミー開口パターンとをドライエッチングにより形成する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、アレイ基板の開口面積率が向上するので、ドライエッチング中のエッチングガスの発光の変化量が大きくなり、この変化量を検出することでジャストエッチングのタイミングを容易に検出できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の第１の実施の形態の液晶表示素子の構成を図１ないし図７を参照して説明する。
【００１３】
図４において、１は液晶表示素子としてのアクティブマトリクス型の液晶パネルで、この液晶パネル１は、アレイ基板３と、対向基板４と、これらアレイ基板３および対向基板４の間に挟持されて保持された液晶層５とを有している。そして、液晶パネル１は、アレイ基板３と対向基板４との間に液晶層５を保持した状態で、これらアレイ基板３と対向基板４とがシール剤Ｓにて貼り合わされている。また、これらアレイ基板３および対向基板４それぞれの外側に位置する外表面には、互いの偏光軸が直交するように図示しない偏光板がそれぞれ配置されている。また、図１に示すように、この液晶パネル１の中央部には、複数の画素７をマトリクス状に備え画像表示が可能な平面四角形状の表示領域８が設けられ、この表示領域８の周囲には、画像が表示されない非表示領域９が設けられている。
【００１４】
アレイ基板３は、図３および図５に示すように、透光性を有する絶縁基板であるガラス基板Ｇの一主面である内表面に、走査線であるゲート線11と信号線12とが互いに略直交するように配置されている。さらに、これらゲート線11および信号線12にて仕切られて囲まれた各領域のそれぞれに表示領域８の画素７が位置している。また、これら画素７のそれぞれは、スイッチング素子としての薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）15と、この薄膜トランジスタ15に電気的に接続された図示しない画素電極と、対向基板４に設けられた図示しない対向電極とを備えている。さらに、アレイ基板３には、表示領域８から突出した部分に、走査用ドライバとしてのゲートドライバ17と、信号用ドライバとしてのソースドライバ18とがそれぞれ実装されている。
【００１５】
ゲート線11は、薄膜トランジスタ15のオンオフを制御する制御信号を供給するもので、例えばアルミニウム(Ａｌ)およびモリブデン(Ｍｏ)のそれぞれの化合物などを積層して成膜され、アレイ基板３の横方向に沿って平行に等間隔に離間されて配線されている。また、ゲート線11上には、図２に示すように、信号線12との間に、絶縁膜としてのゲート絶縁膜21が成膜されている。このゲート絶縁膜21は、例えば窒化珪素(ＳｉＮｘ)などにて膜厚０．３８μｍほどに形成されている。
【００１６】
また、信号線12は、画像データに対応した電圧である画像信号を供給するものであり、例えばチタン(Ｔｉ)、アルミニウムおよびモリブデンなどの化合物などを積層して成膜され、ガラス基板Ｇの縦方向に沿って平行に等間隔に離間されて配線されている。したがって、各信号線12は、少なくとも一部で各ゲート線11に対して直交するように配線されている。さらに、ゲート絶縁膜21上には、絶縁性を有する絶縁膜としての信号線12を覆う層間絶縁膜23が成膜されている。この層間絶縁膜23は、例えば窒化珪素などにて膜圧０．２７μｍほどに形成されている。
【００１７】
そして、ゲート絶縁膜21および層間絶縁膜23には、これら絶縁膜21，23を貫通してゲート線11の少なくとも一部が露出する露出部としての開口パターンであるコンタクトホール25と、層間絶縁膜23を貫通して信号線12の少なくとも一部が露出する露出部としての開口パターンであるコンタクトホール26と、図１に示すダミー開口パターンであるダミーホール27とが、ドライエッチングにより形成されている。
【００１８】
ダミーホール27は、いずれの線に対しても電気的に接続されることなく形成され、例えば、ガラス基板Ｇにおける非表示領域９に対応する位置にて、ガラス基板Ｇの角部の近傍に、このガラス基板Ｇの辺部に沿って形成され、微細な孔部が格子状に配設されている。
【００１９】
ここで、これらコンタクトホール25，26およびダミーホール27をドライエッチングにより形成する際には、図示しないエッチング装置の真空チャンバ内でのプラズマ発光量であるエッチング波形を終点検出手段としての発光測定器により測定し、その波形の変化量に基づいてジャストエッチングのタイミングを設定する。
【００２０】
このとき、ガラス基板Ｇの基板面積に対する開口面積、すなわち、開口面積率は、図６に示すように、１．２％未満である場合には、エッチング波形の変化量が小さくなって(図７の想像線)、発光測定器によりジャストエッチングのタイミングを検出することが容易でないため、終点不良率すなわちエンドポイント不良率Ｐが高くなり、一方で、１．５％より大きい場合には、エンドポイント不良率Ｐはほぼ変化しない一方で、消費するエッチングガスの量が多くなり、また、各ホール25，26，27の加工に必要以上の時間を要するため、例えば１．２％以上１．５％以下に設定することが好ましい。
【００２１】
また、薄膜トランジスタ15は、そのゲート電極がゲート線11に、ソース電極が信号線12に、ドレイン電極が画素電極に、それぞれ電気的に接続され、ゲート線11に入力された制御信号によりオンオフ制御され、信号線12に入力された画素信号を画素電極に書き込むことにより、表示領域８に所定の画像を表示可能となっている。
【００２２】
ゲートドライバ17は、ゲート線11に各種制御信号を入力するもので、図５に示すように、細長四角形状に形成され、表示領域８の図中上下方向に互いに離間されて並設され、全てのゲート線11と配線17aを介して電気的に接続されている。
【００２３】
ソースドライバ18は、信号線12に所定の画像信号を入力するもので、細長四角形状に形成され、表示領域８の図中左右方向に互いに離間されて並設され、全ての信号線12と配線18aを介して電気的に接続されている。
【００２４】
そして、上記アレイ基板３は、ガラス基板Ｇのマザーガラスである大判マザー基板29上に複数、マトリクス状に配設される。
【００２５】
一方、対向基板４は、略透明な四角形平板状の透光性を有する図示しない絶縁基板である図示しないガラス基板を有し、このガラス基板のアレイ基板３に対向する側の一主面である表面の全面に、図示しない着色層と、コモン電極としての共通電極である対向電極と、ポリイミドの配向処理にて形成された配向膜とが順次形成されている。
【００２６】
そして、対向基板４は、マザーガラスである図示しない大判マザー基板上にて、大判マザー基板29上に設けられたアレイ基板３に対応する位置に、アレイ基板３に対応する複数、マトリクス状に配設される。
【００２７】
液晶層５は、対向基板４の配向膜とアレイ基板３の配向膜とが基板間隙材としての図示しないスペーサを介して形成された所定の間隙である液晶封止領域に、液晶組成物が注入されて封止されて形成されている。
【００２８】
この結果、液晶パネル１は、各画素７の薄膜トランジスタ15をスイッチングして画素電極に映像用信号を印加して液晶層５中の液晶組成物の配向を制御することによって、アレイ基板３の着色層を透過する光を変調することで所定の画像を視認可能にさせる。
【００２９】
次に、上記第１の実施の形態の液晶表示素子の製造方法を説明する。
【００３０】
まず、成膜工程とパターニング工程とを繰り返して大判マザー基板29上に薄膜トランジスタ15などをそれぞれ形成してアレイ基板３を複数作製する。
【００３１】
すなわち、まず、透明な大判マザー基板29の表面にゲート線11を、アルミニウムおよびモリブデンなどの各化合物を所定膜厚にスパッタリングによって成膜してからフォトリソグラフィにより所定の形状にパターン形成する。
【００３２】
次いで、例えば窒化珪素からなるゲート絶縁膜21を形成する。
【００３３】
さらに、このゲート絶縁膜21の上方に、薄膜トランジスタ15の活性層、信号線12およびドレイン線などを適宜成膜するとともに、層間絶縁膜23を、例えば窒化珪素により成膜し、フォトリソグラフィなどによりパターン形成する。
【００３４】
この後、層間絶縁膜23上に形成した図示しない所定のレジストパターンなどをマスクとして、図示しない真空チャンバ内などにおいて、所定のエッチングガスを使用して上記ゲート絶縁膜21および層間絶縁膜23をドライエッチングすることで、コンタクトホール25，26およびダミーホール27を形成する。
【００３５】
このとき、図示しない発光測定器により、真空チャンバ内でのプラズマの発光量すなわちエッチング波形を検出することで、エッチングの進行状況を観測する。
【００３６】
すなわち、図６に示すように、発光の検出開始から、エッチングが進行するにつれてエッチングガスの消費に伴い発光強度が順次減少し(時刻T1〜T2)、ゲート絶縁膜21の抜け終わりである時刻T2以降では、エッチングガスの消費が減少することで、真空チャンバ内の雰囲気に占めるエッチングガスの量が増加し、発光強度が順次上昇する(時刻T2〜T3)。
【００３７】
したがって、エッチングが終了した時刻T2から、発光強度が上昇を開始する時刻T3をジャストエッチのタイミングとして、エッチングを終了する。
【００３８】
一方、対向基板４は、大判マザー基板の表面に、着色層、対向電極および配向膜を順次形成し、液晶組成物を注入する図示しない液晶注入口を除く対向基板４の配向膜の周縁に沿ってシール材となる接着剤をそれぞれ塗布し、アレイ基板３の配向膜と対向基板４の配向膜とを対向させてから接着剤を紫外線の照射などにより硬化させて大判マザー基板同士を貼り合わせた後、各液晶パネル１の大きさにスクライブ線SLに沿ってそれぞれカットする。このとき、各液晶パネル１間の部分は、切り落とされる端材部PAとなる。
【００３９】
そして、これらカットした液晶パネル１に液晶注入口から液晶組成物を注入して、この液晶組成物を液晶封止領域に介在させて液晶層５を形成し、液晶注入口を紫外線硬化樹脂などで封止して、カラー表示可能な液晶パネル１を作製する。
【００４０】
上述したように、上記第１の実施の形態によれば、アレイ基板３の非表示領域９に位置するゲート絶縁膜21、あるいは層間絶縁膜23に、コンタクトホール25，26と、これらコンタクトホール25，26と別個のダミーホール27とをドライエッチングにより形成することで、アレイ基板３の開口面積率が向上するので、ドライエッチング中のエッチングガスの発光の変化量が大きくなり、この変化量を発光測定器で検出することでジャストエッチングのタイミングを容易に検出できる。
【００４１】
特に、ゲート絶縁膜21のコンタクトホール25，26およびダミーホール27の開口面積率を、１．２％以上１．５％以下とすることにより、ジャストエッチングのタイミングの検出不良により工程落ち(エンドポイント不良)が生じたり、加工に必要以上に時間がかかったりすることを防止でき、歩留まりおよび製造性を確保できる。
【００４２】
また、ダミーホール27をコンタクトホール25，26と同時に形成するので、コンタクトホール25，26を形成するためのマスク１層のみをダミーホール27に応じて変更するだけで対応でき、製造性を確保できる。
【００４３】
次に、第２の実施の形態を図８を参照して説明する。なお、上記第１の実施の形態と同様の構成および作用については、同一符号を付してその説明を省略する。
【００４４】
この第２の実施の形態では、ダミーホール27が、大判マザー基板29における各ガラス基板Ｇのスクライブ線SLの外方に設けられている。
【００４５】
すなわち、ダミーホール27は、各液晶パネル１上には形成されておらず、スクライブ線SLにより切り落とされる端材部PAに形成されている。
【００４６】
この場合でも、ダミーホール27により開口面積率を確保することで、上記第１の実施の形態と同様の作用効果を奏することができるとともに、端材部PAは切り落とされて液晶パネル１とならない部分であるから、周囲の配置などを厳密に考慮することなくダミーホール27を容易に形成できる。
【００４７】
なお、上記各実施の形態において、ダミーホール27の位置は、非表示領域９、あるいはスクライブ線SLの外方など、表示領域８に影響を与えにくい位置であれば、任意に設定できる。
【００４８】
また、液晶パネル１の細部は、上記構成に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の第１の実施の形態の液晶表示素子の要部を拡大して示す平面図である。
【図２】同上液晶表示素子のアレイ基板の要部を示す説明断面図である。
【図３】同上液晶表示素子の画素を示す回路図である。
【図４】同上液晶表示素子を示す説明断面図である。
【図５】同上液晶表示素子を示す説明平面図である。
【図６】同上液晶表示素子の開口面積率とエンドポイント不良率との関係を示すグラフである。
【図７】同上液晶表示素子のドライエッチング時の発光量の変化を示すグラフである。
【図８】本発明の第２の実施の形態の液晶表示素子の要部を拡大して示す平面図である。
【符号の説明】
【００５０】
１    液晶表示素子としての液晶パネル
３    アレイ基板
４    対向基板
５    液晶層
７    画素
８    表示領域
９    非表示領域
21    絶縁膜としてのゲート絶縁膜
23    絶縁膜としての層間絶縁膜
25，26    開口パターンとしてのコンタクトホール
27    ダミー開口パターンとしてのダミーホール
【図１】
2008197169.tif 000003
【図２】
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【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】
2008197169.tif 000009
【図８】
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