(57)【要約】【課題】ソース配線やドレイン配線を保護し絶縁するとともに、ブラックマトリクスやフォトスペーサとしても機能する保護絶縁層を形成することにより、液晶表示装置におけるトータル的な製造工程数を削減することの可能な表示装置用基板及びその製造方法、並びに、液晶表示装置及びその製造方法の提供を目的とする。【解決手段】  ハーフトーン露光技術を用いてソース・ドレイン領域を形成する工程と、ソース・ドレイン領域と走査線の接続部に開口部を有するベーション絶縁層の形成工程と、ソース・ドレイン配線形成工程と、開口部を有する保護絶縁層の形成工程を有し、４枚マスク・プロセスを実現する。また、保護絶縁層に感光性黒色顔料分散樹脂を用いて、ＢＭ機能とＰＳ機能を表示装置用基板に付与する。【選択図】  図１
2008310002.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
チャネルエッチ型の絶縁ゲート型トランジスタを有する表示装置用基板であって、
基板の一主面上に順次被着された、ゲート導電層、ゲート絶縁層、不純物を含まない第１の非晶質シリコン層、不純物を含む第２の非晶質シリコン層及びソース・ドレイン導電層を含む多層体から、ハーフトーン露光技術を用いて形成された、ゲート電極、ゲート絶縁体、チャネル、ソース電極及びドレイン電極と、
前記ゲート電極、ゲート絶縁体、チャネル、ソース電極及びドレイン電極の形成された前記基板上に被着され、ソース電極用開口部及びドレイン電極用開口部の形成されたパシベーション絶縁層と、
前記ソース電極用開口部を介して前記ソース電極と接続されたソース配線と、
前記ドレイン電極用開口部を介して前記ドレイン電極と接続されたドレイン配線及び画素電極と、
前記ソース配線、ドレイン配線及び画素電極の形成された前記基板上に被着され、さらに、画素電極用開口部の形成された保護絶縁層と
を備えたことを特徴とする表示装置用基板。
【請求項２】
前記ゲート導電層と同じ層からなる走査線、及び、前記ソース配線と同じ層からなる信号線を備え、前記保護絶縁層に走査線の電極端子用開口部が形成され、該走査線の電極端子用開口部内に走査線用電極端子が形成され、さらに、前記保護絶縁層に信号線の電極端子用開口部が形成され、該信号線の電極端子用開口部内に信号線用電極端子が形成されたことを特徴とする請求項１に記載の表示装置用基板。
【請求項３】
前記走査線用電極端子、信号線及び画素電極を、透明導電層と第３の金属層との積層体より形成し、さらに、前記保護絶縁層を形成した後、前記走査線の電極端子用開口部、前記信号線の電極端子用開口部及び前記画素電極用開口部内の前記第３の金属層を選択的に除去し、前記透明導電層よりなる、走査線用電極端子、信号線用電極端子及び画素電極を露出させることを特徴とする請求項２に記載の表示装置用基板。
【請求項４】
チャネルエッチ型の絶縁ゲート型トランジスタを有する表示装置用基板であって、
基板の一主面上に順次被着された、透明導電層、ゲート導電層、ゲート絶縁層、不純物を含まない第１の非晶質シリコン層、不純物を含む第２の非晶質シリコン層及びソース・ドレイン導電層を含む多層体から、ハーフトーン露光技術を用いて形成された、ゲート電極、ゲート絶縁体、チャネル、ソース電極、ドレイン電極、走査線、画素電極、走査線用電極端子及び信号線用電極端子と、
前記ゲート電極、ゲート絶縁体、チャネル、ソース電極、ドレイン電極、走査線、画素電極、走査線用電極端子及び信号線用電極端子の形成された前記基板上に被着され、ソース電極用開口部、ドレイン電極用開口部、画素電極用開口部、走査線の電極端子用開口部及び信号線の電極端子用開口部の形成されたパシベーション絶縁層と、
前記ソース電極用開口部を介して前記ソース電極と接続されたソース配線と、
前記ソース配線と同じ層からなり、前記信号線の電極端子用開口部の一部を介して前記信号線用電極端子と接続された信号線と、
前記ドレイン電極用開口部及び画素電極用開口部の一部を介して前記ドレイン電極及び画素電極と接続されたドレイン配線と、
前記ソース配線、信号線及びドレイン配線の形成された前記基板上に被着され、さらに、画素電極用開口部、走査線の電極端子開口部及び信号線の電極端子開口部の形成された保護絶縁層と
を備えたことを特徴とする表示装置用基板。
【請求項５】
前記保護絶縁層を形成した後、前記画素電極用開口部、前記走査線の電極端子開口部及び前記信号線の電極端子開口部内の前記ゲート導電層を選択的に除去し、前記透明導電層よりなる、画素電極、走査線用電極端子及び信号線用電極端子を露出させることを特徴とする請求項４に記載の表示装置用基板。
【請求項６】
チャネルエッチ型の絶縁ゲート型トランジスタを有する表示装置用基板であって、
基板の一主面上に順次被着された、透明導電層、ゲート導電層、ゲート絶縁層、不純物を含まない第１の非晶質シリコン層、不純物を含む第２の非晶質シリコン層及びソース・ドレイン導電層を含む多層体から、ハーフトーン露光技術を用いて形成された、ゲート電極、ゲート絶縁体、チャネル、ソース電極、ドレイン電極及び走査線と、
前記基板の一主面上に順次被着された、前記透明導電層、ゲート導電層、ゲート絶縁層、不純物を含まない第１の非晶質シリコン層、不純物を含む第２の非晶質シリコン層及びソース・ドレイン導電層を含む多層体から、前記ハーフトーン露光技術を用い、さらに、信号線、ソース配線及びドレイン配線を形成するときの選択的エッチングにより形成された、前記透明導電層からなる、走査線用電極端子、信号線用電極端子及び画素電極と、
前記ゲート電極、ゲート絶縁体、チャネル、ソース電極、ドレイン電極及び走査線の形成された前記基板上に被着され、ソース電極用開口部、ドレイン電極用開口部、画素電極用開口部、走査線の電極端子用開口部及び信号線の電極端子用開口部の形成されたパシベーション絶縁層と、
前記ソース電極用開口部を介して前記ソース電極と接続されたソース配線と、
前記ソース配線と同じ層からなり、前記信号線の電極端子用開口部内の前記第１の金属層と接続された信号線と、
前記ドレイン電極用開口部を介して前記ドレイン電極と接続され、さらに、前記画素電極用開口部内の前記第１の金属層と接続されたドレイン配線と、
前記ソース配線、信号線及びドレイン配線の形成された前記基板上に被着され、さらに、画素電極用開口部、走査線の電極端子開口部及び信号線の電極端子開口部の形成された保護絶縁層と
を備えたことを特徴とする表示装置用基板。
【請求項７】
前記保護絶縁層が、遮光性を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の表示装置用基板。
【請求項８】
スペーサ領域の前記保護絶縁層の膜厚が、他の領域に比べて厚いことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の表示装置用基板。
【請求項９】
前記走査線の一部における上方の前記第１の非晶質シリコン層及びゲート絶縁層を選択的に除去し、該走査線の一部上に保護配線を形成したことを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の表示装置用基板。
【請求項１０】
前記画素電極と一方の電極が接続される蓄積容量と、この蓄積容量の他方の電極と接続される蓄積容量線を備え、前記保護絶縁層に前記蓄積容量線の電極端子用開口部が形成され、該蓄積容量線の電極端子用開口部内に蓄積容量線用電極端子が形成されたことを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の表示装置用基板。
【請求項１１】
前記基板が、透明であり、かつ、絶縁性を有し、さらに、前記パシベーション絶縁層が透明であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の表示装置用基板。
【請求項１２】
チャネルエッチ型の絶縁ゲート型トランジスタを有する表示装置用基板の製造方法において、
基板の一主面上に、走査線用の第１の金属層、ゲート絶縁層、不純物を含まない第１の非晶質シリコン層、不純物を含む第２の非晶質シリコン層及び第２の金属層を順次被着する工程と、
走査線とソース・ドレイン領域に対応し、前記ソース・ドレイン領域の膜厚が他の領域よりも厚い感光性樹脂パターンを、前記第２の金属層上に形成する工程と、
前記感光性樹脂パターンをマスクとして、前記第２の金属層、第２の非晶質シリコン層、第１の非晶質シリコン層、ゲート絶縁層及び第１の金属層を除去する工程と、
前記感光性樹脂パターンの膜厚を減じて、前記走査線上の前記第２の金属層を露出させる工程と、
前記膜厚を減じた感光性樹脂パターンをマスクとして、前記第２の金属層、第２の非晶質シリコン層及び第１の非晶質シリコン層の一部を除去する工程と、
前記基板上にパシベーション絶縁層を被着する工程と、
前記走査線上の電極端子用の開口部、及び、前記ソース・ドレイン領域の第２の金属上のソース電極用の開口部とドレイン電極用の開口部を有する感光性樹脂を用いて、前記パシベーション絶縁層を選択的に除去して、ソース電極用開口部とドレイン電極用開口部内の前記第２の金属層を露出させ、さらに、前記第１の非晶質シリコン層及びゲート絶縁層を選択的に除去して、走査線の電極端子用開口部内の前記第１の金属層を露出させる工程と、
前記走査線の電極端子用開口部に走査線用電極端子を形成し、前記ソース電極用開口部を含む範囲に、信号線用電極端子及びソース配線を有する信号線を形成し、前記ドレイン電極用開口部を含む範囲にドレイン配線及び画素電極を形成する工程と、
画素電極用開口部、走査線の電極端子用開口部及び信号線の電極端子用開口部を有する保護絶縁層を形成する工程と  
を有することを特徴とする表示装置用基板の製造方法。
【請求項１３】
前記走査線用電極端子、信号線及び画素電極を、透明導電層と第３の金属層との積層体より形成し、さらに、前記保護絶縁層を形成した後、前記画素電極用開口部、走査線の電極端子用開口部及び信号線の電極端子用開口部内の前記第３の金属層を選択的に除去し、前記透明導電層よりなる、走査線用電極端子、信号線用電極端子及び画素電極を露出させることを特徴とする請求項１２に記載の表示装置用基板の製造方法。
【請求項１４】
チャネルエッチ型の絶縁ゲート型トランジスタを有する表示装置用基板の製造方法において、
基板の一主面上に、透明導電層、第１の金属層、ゲート絶縁層、不純物を含まない第１の非晶質シリコン層、不純物を含む第２の非晶質シリコン層及び第２の金属層を順次被着する工程と、
走査線と走査線用電極端子、ソース・ドレイン領域、画素電極及び信号線用電極端子に対応し、前記ソース・ドレイン領域の膜厚が他の領域よりも厚い感光性樹脂パターンを、前記第２の金属層上に形成する工程と、
前記感光性樹脂パターンをマスクとして、前記第２の金属層、第２の非晶質シリコン層、第１の非晶質シリコン層、ゲート絶縁層、第１の金属層及び透明導電層を除去する工程と、
前記感光性樹脂パターンの膜厚を減じて、前記画素電極、走査線、走査線用電極端子及び信号線用電極端子上の前記第２の金属層を露出させる工程と、
前記膜厚を減じた感光性樹脂パターンをマスクとして、前記第２の金属層、第２の非晶質シリコン層及び第１の非晶質シリコン層の一部を除去する工程と、
前記基板上にパシベーション絶縁層を被着する工程と、
前記走査線上の電極端子用の開口部、信号線上の電極端子用の開口部、前記画素電極上の開口部、及び、前記ソース・ドレイン領域の第２の金属上のソース電極用の開口部とドレイン電極用の開口部を有する感光性樹脂を用いて、前記パシベーション絶縁層を選択的に除去して、ソース電極用開口部とドレイン電極用開口部内の前記第２の金属層を露出させ、さらに、前記第１の非晶質シリコン層及びゲート絶縁層を選択的に除去して、走査線の電極端子用開口部、信号線の電極端子用開口部、及び、画素電極用開口部内の前記第１の金属層を露出させる工程と、
前記信号線の電極端子用開口部の一部とソース電極用開口部を含む範囲に、ソース配線を含む前記信号線を形成し、前記画素電極用開口部の一部とドレイン電極用開口部を含む範囲にドレイン配線を形成する工程と、
画素電極用開口部、走査線用の電極端子開口部及び信号線用の電極端子開口部を有する保護絶縁層を形成する工程と  
を有することを特徴とする表示装置用基板の製造方法。
【請求項１５】
前記保護絶縁層を形成した後、前記画素電極用開口部、前記走査線の電極端子用開口部及び前記信号線の電極端子用開口部内の前記第１の金属層を選択的に除去し、前記透明導電層よりなる、画素電極、走査線用電極端子及び信号線用電極端子を露出させることを特徴とする請求項１４に記載の表示装置用基板の製造方法。
【請求項１６】
チャネルエッチ型の絶縁ゲート型トランジスタを有する表示装置用基板の製造方法において、
基板の一主面上に、透明導電層、走査線用の第１の金属層、ゲート絶縁層、不純物を含まない第１の非晶質シリコン層、不純物を含む第２の非晶質シリコン層及び第２の金属層を順次被着する工程と、
走査線と走査線用電極端子、ソース・ドレイン領域、画素電極及び信号線用電極端子に対応し、前記ソース・ドレイン領域の膜厚が他の領域よりも厚い感光性樹脂パターンを、前記第２の金属層上に形成する工程と、
前記感光性樹脂パターンをマスクとして、前記第２の金属層、第２の非晶質シリコン層、第１の非晶質シリコン層、ゲート絶縁層、第１の金属層及び透明導電層を除去する工程と、
前記感光性樹脂パターンの膜厚を減じて、前記画素電極、走査線、走査線用電極端子及び信号線用電極端子上の前記第２の金属層を露出させる工程と、
前記膜厚を減じた感光性樹脂パターンをマスクとして、前記第２の金属層、第２の非晶質シリコン層及び第１の非晶質シリコン層の一部を除去する工程と、
前記基板上にパシベーション絶縁層を被着する工程と、
前記走査線上の電極端子用の開口部、信号線上の電極端子用の開口部、前記画素電極上の開口部、及び、前記ソース・ドレイン領域の第２の金属上のソース電極用の開口部とドレイン電極用の開口部を有する感光性樹脂を用いて、前記パシベーション絶縁層を選択的に除去して、ソース電極用開口部とドレイン電極用開口部内の前記第２の金属層を露出させ、さらに、前記第１の非晶質シリコン層及びゲート絶縁層を選択的に除去して、走査線の電極端子用開口部、信号線の電極端子用開口部、及び、画素電極用開口部内の前記第１の金属層を露出させる工程と、
前記信号線の電極端子用開口部の一部とソース電極用開口部を含む範囲に、ソース配線を含む前記信号線を形成し、前記画素電極用開口部の一部とドレイン電極用開口部を含む範囲にドレイン配線を形成し、前記露出した第１の金属層を選択的に除去して、前記走査線の電極端子用開口部、前記信号線の電極端子用開口部、及び、前記画素電極用開口部内の前記透明導電層を露出させる工程と、
画素電極用開口部、走査線用の電極端子開口部及び信号線用の電極端子開口部を有する保護絶縁層を形成する工程と  
を有することを特徴とする表示装置用基板の製造方法。
【請求項１７】
前記保護絶縁層が、遮光性を有することを特徴とする請求項１２〜１６のいずれか一項に記載の表示装置用基板の製造方法。
【請求項１８】
スペーサ領域の前記保護絶縁層の膜厚が、他の領域に比べて厚いことを特徴とする請求項１２〜１７のいずれか一項に記載の表示装置用基板の製造方法。
【請求項１９】
前記走査線の一部における上方の前記第１の非晶質シリコン層及びゲート絶縁層を選択的に除去し、該走査線の一部上に保護配線を形成することを特徴とする請求項１２〜１８のいずれか一項に記載の表示装置用基板の製造方法。
【請求項２０】
前記画素電極と一方の電極が接続される蓄積容量、前記蓄積容量の他方の電極と接続される蓄積容量線、及び、蓄積容量線用電極端子を形成することを特徴とする請求項１２〜１９のいずれか一項に記載の表示装置用基板の製造方法。
【請求項２１】
前記基板が、透明であり、かつ、絶縁性を有し、さらに、前記パシベーション絶縁層が透明であることを特徴とする請求項１２〜２０のいずれか一項に記載の表示装置用基板の製造方法。
【請求項２２】
チャネルエッチ型の絶縁ゲート型トランジスタの形成された表示装置用基板と、対向基板又はカラーフィルタと、前記表示装置用基板と前記対向基板又はカラーフィルタとの間に充填される液晶を有する液晶表示装置において、
前記表示装置用基板が、上記請求項１〜１１のいずれか一項に記載の表示装置用基板であることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２３】
チャネルエッチ型のチャネルエッチ型の絶縁ゲート型トランジスタの形成された表示装置用基板と、対向基板又はカラーフィルタとの間に液晶を充填する工程を有する液晶表示装置の製造方法において、
前記表示装置用基板が、上記請求項１２〜２１のいずれか一項に記載の表示装置用基板の製造方法を用いて製造され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】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置用基板及びその製造方法、並びに、液晶表示装置及びその製造方法に関し、特に、カラー画像表示機能を有する液晶表示装置、とりわけ画素毎にスイッチング素子を有するアクティブ型の液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の微細加工技術、液晶材料技術及び高密度実装技術等の進歩により、５〜１００ｃｍ対角の液晶表示装置が、テレビジョン画像や各種の画像表示機器として既に商用ベースで大量に提供されている。これらの液晶表示装置は、液晶パネルを構成する２枚のガラス基板の一方にＲＧＢの着色層を形成しておくことにより、カラー表示も容易に実現している。また、スイッチング素子を画素毎に内蔵させた、いわゆるアクティブ型の液晶パネルでは、クロストークも少なく、応答速度も早く、高いコントラスト比を有する画像が製品化の当初から保証されていた。
【０００３】
これらの液晶表示装置（液晶パネル）は、走査線としては２００〜１２００本、信号線としては３００〜１６００本程度のマトリクス編成が一般的であるが、最近は表示容量の増大に対応すべく、大画面化と高精細化とが同時に進行している。
【０００４】
図３４は、液晶パネルの実装状態を示す斜視図である。
図３４において、液晶パネル１を構成する一方の透明性絶縁基板、例えばガラス基板２上に形成された走査線の電極端子５に、駆動信号を供給する半導体集積回路チップ３を、導電性の接着剤を用いて接続するＣＯＧ（Ｃｈｉｐ−Ｏｎ−Ｇｌａｓｓ）方式や、例えばポリイミド系樹脂薄膜をベースとし、金または半田メッキされた銅箔の端子を有するＴＣＰフィルム４を、信号線の電極端子６に導電性媒体を含む適当な接着剤で圧接して固定するＴＣＰ（Ｔａｐｅ−Ｃａｒｒｉｅｒ−Ｐａｃｋａｇｅ）方式などの実装手段によって、電気信号が画像表示部に供給される。ここでは、便宜上二つの実装方式を同時に図示しているが、実際には何れかの方式が適宜選択される。
【０００５】
液晶パネル１のほぼ中央部に位置する画像表示部内の画素と、走査線及び信号線の電極端子５、６との間を接続する配線路が７、８である。配線路７、８は、必ずしも電極端子５，６と同一の導電材で構成される必要はない。９は、全ての液晶セルに共通する透明導電性の対向電極を対向面上に有するもう１枚の透明性絶縁基板である、対向ガラス基板またはカラーフィルタである。
【０００６】
図３５は、スイッチング素子として絶縁ゲート型トランジスタ１０を画素毎に配置したアクティブ型液晶表示装置の等価回路図である。
１１（図３４では７）は走査線であり、１２（図３４では８）は信号線であり、１３は液晶セルであり、液晶セル１３は電気的には容量素子として扱われる。実線で描かれた素子類は、液晶パネルを構成する一方のガラス基板２上に形成され、点線で描かれた全ての液晶セル１３に共通な対向電極１４は、もう一方の対向ガラス基板９の対向する主面上に形成されている。絶縁ゲート型トランジスタ１０のＯＦＦ抵抗あるいは液晶セル１３の抵抗が低い場合や表示画像の階調性を重視する場合には、負荷としての液晶セル１３の時定数を大きくするための補助の蓄積容量１５を、液晶セル１３に並列に加える等の回路的工夫が加味される。なお、１６は蓄積容量１５の共通母線となる蓄積容量線または共通電極線である。
【０００７】
図３６は、従来の液晶表示装置の画像表示部における要部の断面図である。
液晶パネル１を構成する２枚のガラス基板２，９は、樹脂性のファイバ、ビーズあるいはカラーフィルタ９上に形成された柱状スペーサ等のスペーサ材（何れも図示せず）によって、数μｍ程度の所定の距離を隔てて形成され、その間隙（ギャップ）は、ガラス基板９の周縁部において有機性樹脂よりなるシール材と封口材（何れも図示せず）とで封止された閉空間になっており、この閉空間に液晶１７が充填されている。
【０００８】
カラー表示を実現する場合には、対向ガラス基板９の閉空間側に、着色層１８と称する染料若しくは顔料のいずれか一方又は両方を含む厚さ１〜２μｍ程度の有機薄膜が被着されることにより、色表示機能が与えられる。そのようなガラス基板９は、別名カラーフィルタ（Ｃｏｌｏｒ  Ｆｉｌｔｅｒ  略語はＣＦ）と呼称される。そして、液晶１７の材料性質によって、対向ガラス基板９の上面若しくはガラス基板２の下面の何れか一方又は両面上に偏光板１９が貼付され、液晶パネル１は電気光学素子として機能する。現在、市販されている大部分の液晶パネルは、液晶材料にＴＮ（ツイスト・ネマチック）系の物を用いており、偏光板１９は通常２枚必要である。図示はしないが、透過型液晶パネルは、光源として裏面光源が配置され、下方より白色光が照射される。
【０００９】
液晶１７に接して２枚のガラス基板２，９上に形成された、例えば厚さ０．１μｍ程度のポリイミド系樹脂薄膜２０は、液晶分子を決められた方向に配向させるための配向膜である。２１は、絶縁ゲート型トランジスタ１０のドレインと透明導電性の画素電極２２を接続するドレイン電極（配線）であり、信号線（ソース線）１２と同時に形成されることが多い。ソース電極１２とドレイン電極２１との間に位置するのは半導体層２３であり、詳細は後述する。カラーフィルタ９上で隣り合った着色層１８の境界に形成された厚さ０．１μｍ程度のＣｒ薄膜層２４は、半導体層２３と走査線１１及び信号線１２に外部光が入射するのを防止するための光遮蔽部材であり、所謂ブラックマトリクス（Ｂｌａｃｋ  Ｍａｔｒｉｘ  略語はＢＭ）として定着化した技術である。
【００１０】
ガラス基板２に、走査線、信号線、スイッチング素子としての絶縁ゲート型トランジスタ、及び画素電極の形成された表示装置用基板（アクティブ基板）の作製には、半導体集積回路のようにフォトマスクを用いた複数回のフォトリソグラフィ（写真食刻）工程が不可欠である。詳細な経緯は省略するが、半導体層の島化工程の合理化と走査線へのコンタクト形成工程が削減された結果、当初７〜８枚程度必要であったフォトマスクは、ドライエッチ技術の導入により現時点では５枚に減少し、プロセスコストの削減に大きく寄与している。液晶表示装置の生産コストを下げるためには、アクティブ基板の作製工程では、プロセスコストを下げることが有効であり、また、パネル組立工程とモジュール実装工程では、部材コストを下げることが有効であることは、周知の開発目標である。すなわち、写真食刻工程を含めて製造工程数を削減することが、液晶表示装置の生産性向上とコストダウンに大きく寄与することは、自明である。
【００１１】
既に述べたように、アクティブ基板の作製において、５回の写真食刻工程を必要とする製造方法が一般的である。したがって、さらなる製造コスト低減のために提案されている先行例の中から、たとえば、一部で既に量産されており、特許文献１（特開２０００−２０６５７１号公報）に開示されている４枚マスク・プロセスを、従来例として紹介する。
この４枚マスク・プロセスは、下記に説明するように、ハーフトーン露光技術を用いて、チャネルを含む半導体層の島化工程とソース・ドレイン配線工程を１枚のフォトマスクで形成する、工程削減技術あるいは合理化技術である。
【００１２】
図３７，３９，４１，４３，４５，４７は、４枚マスク・プロセスの各製造工程に対応したアクティブ基板の単位画素の概略平面図である。
また、図３８，４０、４２、４４，４６、４８は、４枚マスク・プロセスの各製造工程に対応したアクティブ基板の単位画素の概略断面図である。これら断面図の（ａ）はＡ−Ａ’線上（絶縁ゲート型トランジスタ領域）の断面図を示しており、（ｂ）はＢ−Ｂ’線上（走査線の電極端子領域）の断面図を示しており、（ｃ）はＣ−Ｃ’線上（信号線の電極端子領域）の断面図を示している（図４７参照）。
過去、絶縁ゲート型トランジスタとして、エッチストップ型とチャネルエッチ型の２種類のものが多用されてきたが、ここではチャネルエッチ型の絶縁ゲート型トランジスタの採用が必須である。
【００１３】
先ず、図３７と図３８に示すように、耐熱性、耐薬品性及び透明性に優れた絶縁性基板として、厚さ０．５〜１．１ｍｍ程度のガラス基板２、例えばコーニング社製の商品名１７３７を用いる。次に、ガラス基板２の一主面上に、ＳＰＴ（スパッタ）等の真空製膜装置を用いて、膜厚０．１〜０．３μｍ程度の第１の金属層（走査線用金属層、あるいは、ゲート導電層）を被着する。続いて、微細加工技術によりゲート電極１１Ａも兼ねる走査線１１と蓄積容量線１６を形成する。走査線の材質は、耐熱性、耐薬品性、耐弗酸性及び導電性などを総合的に勘案して選択するが、一般的には、耐熱性の高いＣｒ，Ｔａ等の金属薄膜層またはＭｏとＷの合金等の合金薄膜層が使用される。
【００１４】
液晶パネルの大画面化や高精細化に対応して走査線の抵抗値を下げるためには、走査線の材料としてＡＬ（アルミニウム）を用いるのが合理的である。ただし、ＡＬは単体では耐熱性が低いので、上記した耐熱金属であるＣｒ，Ｔａ，Ｍｏまたはそれらのシリサイドと積層化する構成が、現在では一般的である。すなわち、走査線１１は通常１層以上の金属層で構成される。
【００１５】
次に、図３９と図４０に示すように、ガラス基板２の全面にＰＣＶＤ（プラズマ・シーブイディ）装置を用いて、ゲート絶縁層３０となる第１のシリコン窒化（ＳｉＮｘ）層、不純物をほとんど含まず絶縁ゲート型トランジスタのチャネルとなる第１の非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ）層３１、及び、不純物として燐を含み絶縁ゲート型トランジスタのソース・ドレインとなる第２の非晶質シリコン層（ｎ＋ａ−Ｓｉ）３３の薄膜層を、例えば０．３−０．２−０．０５μｍ程度の膜厚で順次被着する。続いて、ＳＰＴ等の真空製膜装置を用いて、膜厚０．１μｍ程度の第２の金属層（耐熱金属層）３４として例えばＴｉ薄膜層、膜厚０．３μｍ程度の低抵抗金属層３５としてＡＬ薄膜層、及び、膜厚０．１μｍ程度の緩衝導電層３６として例えばＴｉ薄膜層（すなわち、３層からなるソース・ドレイン配線材）を順次被着する。
【００１６】
次に、図４１と図４２に示すように、微細加工技術によりゲート電極１１Ａと一部重なるように、耐熱金属層３４、低抵抗金属層３５及び緩衝導電層３６の３層よりなり絶縁ゲート型トランジスタのソース電極も兼ねる信号線１２と、同じく耐熱金属層３４、低抵抗金属層３５及び緩衝導電層３６の３層よりなる絶縁ゲート型トランジスタのドレイン電極２１を選択的に形成する。この選択的パターン形成の際、ハーフトーン露光技術により、ソース・ドレイン間のチャネル形成領域８０Ｂ（凹部の下方の領域）の膜厚が例えば１．５μｍであり、ソース・ドレイン配線形成領域８０Ａ（１２），８０Ａ（２１）の膜厚が３μｍであるような感光性樹脂パターン８０Ａ，８０Ｂを形成する点が、合理化された４枚マスク・プロセスの大きな特徴である。
【００１７】
アクティブ基板の作製には、通常、ポジ型の感光性樹脂を用いる。したがって、このような感光性樹脂パターン８０Ａ，８０Ｂに対応するフォトマスクは、ソース・ドレイン配線形成領域８０Ａが黒となるように、Ｃｒ薄膜が形成されており、チャネル形成領域８０Ｂが灰色（中間調）となるように、フォトマスク通過光を低減させるような、たとえば幅０．５〜１．５μｍ程度のラインアンドスペースのＣｒパターンが形成されており、その他の領域が白となるように、すなわちＣｒ薄膜が除去されている。灰色領域は、露光機の解像力が不足しているために、ラインアンドスペースが解像されることはなく、ランプ光源からのフォトマスク照射光を半分程度透過させることが可能である。したがって、ポジ型感光性樹脂の残膜特性に応じて、図４２に示す凹型の断面形状を有する感光性樹脂パターン８０Ａ，８０Ｂを得ることができる。なお、灰色領域は、ラインアンドスペースのＣｒパターン（スリット）に代えて、膜厚や透過率の異なった金属層、例えばＭｏＳｉ２の薄膜で構成することも可能である。
【００１８】
上記感光性樹脂パターン８０Ａ，８０Ｂをマスクとして、緩衝導電層３６、低抵抗金属層３５、耐熱金属層３４、第２の非晶質シリコン層３３及び第１の非晶質シリコン層３１を順次食刻すると、ゲート絶縁層３０が露出する（図４１、４２参照）。
次に、図示してないが、酸素プラズマ等の灰化手段により感光性樹脂パターン８０Ａ，８０Ｂを１．５μｍ以上膜減りさせると、感光性樹脂パターン８０Ｂが消失してチャネル形成領域の緩衝導電層３６が露出するとともに、ソース・ドレイン配線形成領域にのみ膜減りした感光性樹脂パターン８０Ｃ（１２），８０Ｃ（２１）を残すことができる。
【００１９】
次に、図４３と図４４に示すように、膜減りした感光性樹脂パターン８０Ｃ（１２），８０Ｃ（２１）をマスクとして、再びソース・ドレイン配線間（チャネル形成領域）の緩衝導電層３６，低抵抗金属層３５，耐熱金属層３４，第２の非晶質シリコン層３３及び第１の非晶質シリコン層３１を順次食刻し、第１の非晶質シリコン層３１は０．０５〜０．１μｍ程度残して食刻する。この時点で、ソース側の第２の非晶質シリコン層３３Ｓとドレイン側の第２の非晶質シリコン層３３Ｄが分離される。ソース・ドレイン配線１２，２１の形成は、金属層をエッチングした後に、第１の非晶質シリコン層３１Ａを０．０５〜０．１μｍ程度残して食刻することによりなされる。このような製法で得られる絶縁ゲート型トランジスタは、チャネルエッチ型と呼称されている。
なお、上記酸素プラズマ処理において、感光性樹脂パターン８０Ａは、膜減りした感光性樹脂パターン８０Ｃに変換されるので、パターン寸法の変化を抑制するため異方性を強めることが望ましい。異方性を強める手段として、ＲＩＥ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｉｏｎ  Ｅｔｃｈｉｎｇ）方式、高密度のプラズマ源を有するＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｐｌａｓｍａ）方式、ＴＣＰ（Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｐｌａｓｍａ）方式などの酸素プラズマ処理を挙げることができる。
【００２０】
次に、上記感光性樹脂パターン８０Ｃ（１２），８０Ｃ（２１）を除去する。
次に、図４５と図４６に示すように、ガラス基板２の全面に透明性の絶縁層として０．３μｍ程度の膜厚の第２のＳｉＮｘ層を被着し、パシベーション絶縁層３７とする。続いて、ドレイン電極２１上の領域と、画像表示部外の領域で走査線１１と信号線１２の電極端子が形成される領域に、それぞれ開口部６２，６３，６４を形成する。すなわち、開口部６３は、パシベーション絶縁層３７とゲート絶縁層３０が除去され、走査線の一部５が露出する。開口部６２，６４は、パシベーション絶縁層３７が除去され、ドレイン電極２１の一部と信号線の一部６が露出する。同様に蓄積容量線１６上に開口部６５を形成し、蓄積容量線１６の一部が露出する。
【００２１】
次に、図４７と図４８に示すように、ＳＰＴ等の真空製膜装置を用いて、膜厚０．１〜０．２μｍ程度の透明導電層として例えばＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ−Ｔｉｎ−Ｏｘｉｄｅ）若しくはＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ−Ｚｉｎｃ−Ｏｘｉｄｅ）又はこれらの混晶体を被着する。続いて、微細加工技術によりパシベーション絶縁層３７上に、開口部６２を含む範囲に透明導電性の画素電極２２を選択的に形成し、表示装置用基板（アクティブ基板）２Ｄが完成する。
なお、蓄積容量１５の構成に関しては、図４５と図４６に示すように、ドレイン電極２１と蓄積容量線１６とが、ゲート絶縁層３０、第１の非晶質シリコン層３１Ａ及び第２の非晶質シリコン層３３Ｄを介して平面的に重なることで構成している（蓄積容量形成領域５０は、右下がりの斜線部である。）。
また、電極端子に関しては、開口部６３，６４及びこれらの周囲のパシベーション絶縁層３７上に、透明導電性の電極端子５Ａ，６Ａを選択的に形成している。
さらに、静電気対策として、走査線の電極端子５Ａと信号線の電極端子６Ａとの間を幅細の透明導電層パターン４０で接続している。
【００２２】
上述したように、ソース・ドレイン配線１２，２１にＡＬ（アルミニウム）を用いようとすると、第２の非晶質シリコン３３との間の電気的な接続を確保するために耐熱金属層３４が必要であり、さらに透明導電層との間にはアルカリ液中での電池効果を回避するために緩衝導電層３６が必要であり、結果的にソース・ドレイン配線は３層構成となる。この３層構成は、生産コストなどの観点から不利であるものの、ソース・ドレイン配線の抵抗値の制約が厳しくなる大画面や高精細の液晶パネルでは、低抵抗金属層の使用を回避することは困難である。
従来、耐熱金属層３４と緩衝導電層３６にＴｉを用いると、その食刻には塩素系のガスを用いたドライエッチ処理が必要であり、自動的にＡＬの食刻も塩素系のガスを用いたドライエッチ処理となり、材料面のみならず生産設備上の負担も大きかった。最近、三菱化学よりＴｉを食刻する新規な薬品が提供されるようになり、生産設備の投資負担も低減する可能性が高くなった。また、Ｔｉに代えて耐熱金属層３４と緩衝導電層３６にＭｏを用いる場合、適量の硝酸を添加した燐酸溶液でＭｏ／ＡＬ／Ｍｏの３層構成を１回の薬液処理で行うことが慣用化しており、生産設備の投資額が少なくても済むようになった。また、可能な限りソース・ドレイン配線を簡素化して、生産コストを下げる取組みが実施されていることも説明を要しない。
なお、マスク数を削減して生産性を向上させる技術として、たとえば、特許文献２〜４などに記載された技術がある。
ところで、生産コスト低減によるＴＦＴ（薄膜トランジスタ）液晶表示装置の市場価格の低下は、製品需要の新たな喚起をもたらすことができる。このため、ＴＦＴ液晶表示装置の製造会社は、様々な工程数の削減に取り組んでいる。
【特許文献１】特開２０００−２０６５７１号公報
【特許文献２】特開２００５−２１５２７６号公報
【特許文献３】特開２００５−１８１９８４号公報
【特許文献４】特開２００５−０１０８０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２３】
しかしながら、ＴＦＴの基本構造を変えることが困難であるため、４枚マスク・プロセスをさらに改善した、例えば、３枚マスク・プロセスの開発は容易ではないといった問題があった。
【００２４】
また、ＴＦＴ液晶表示装置の生産が始まってから、ＣＦ（カラーフィルタ）は、液晶パネルのパネル組立工程における主要部材として、長らくＣＦ製造専門会社からの購入品であった。
しかしながら、増大するＣＦの使用量に見合うだけの大量生産を数社のＣＦ製造専門会社だけで対応することは、ビジネス上、投資リスクと納入時間に大きな課題があった。このため、最近は、ＣＦを内製するパネルメーカが多くなっている。
【００２５】
詳細な説明は割愛するが、ＣＦを製作するためには、ＢＭの形成工程と、Ｒ，Ｇ，Ｂの着色層形成に加えて最新の大画面化に対応して液晶セルのギャプ形成精度を高めるためのＰＳ（Ｐｈｏｔｏ−Ｓｐａｃｅｒ）形成工程が必要である。これらの形成工程において、それぞれ１枚のフォトマスクが必要となるので、ＴＦＴ基板の製造に４枚のフォトマスクを用いると、液晶表示装置としては、計６枚のフォトマスクが必要となる。
さらに、広視野角化のために垂直配向液晶を用いる場合には、ＣＦの対向電極上に配向規制材として樹脂製の突起を用いる場合も多く、ここでも別のフォトマスクが必要となる。この場合、ＴＦＴ基板の製造に４枚のフォトマスクを用いると、液晶表示装置としては、計７枚のフォトマスクが必要となる。
【００２６】
上記ＣＦの製造工程の一部をアクティブ基板上で行い、ＴＦＴ液晶表示装置の製造工程におけるトータルの製造工程数を削減することができれば、当然ＴＦＴ液晶表示装置の製造コストを下げることが可能となる。このように、ＣＦメーカーやパネルメーカといった境を取り払った、総合的な（トータル的な）技術の開発が要望されている。
【００２７】
本発明は、このような現状に鑑みなされたもので、ソース配線やドレイン配線を保護し絶縁するとともに、ブラックマトリクスやフォトスペーサとしても機能する保護絶縁層を形成することにより、液晶表示装置におけるトータル的な製造工程数を削減することの可能な表示装置用基板及びその製造方法、並びに、液晶表示装置及びその製造方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２８】
本発明による表示装置用基板（アクティブ基板）の製造工程は、ハーフトーン露光技術を用いた走査線とソース・ドレイン領域の形成工程、走査線とソース・ドレイン領域へのコンタクト形成工程及びソース・ドレイン配線の形成工程に、合計３枚のフォトマスクを必要とする。さらに、アクティブ基板の保護絶縁層に、感光性黒色顔料分散樹脂を用いてソース・ドレイン配線を保護している。この保護絶縁層の形成工程において、さらに１枚のフォトマスクを必要とする。すなわち、４枚のフォトマスクを用いて製造することの可能な新規な表示装置用基板を提供することができる。また、この保護絶縁層は、ブラックマトリクスやフォトスペーサとしても機能するので、表示装置用基板の付加価値を向上させることができる。さらに、この表示装置用基板が液晶表示装置に用いられる場合には、カラーフィルタにブラックマトリクスやフォトスペーサを形成しなくてもすむので、液晶表示装置におけるトータルのマスク数を削減することができる。したがって、製造原価のコストダウンを図ることができる。
【００２９】
このために特許文献２に開示されているように、透明導電層と走査線用金属層との積層体よりなる走査線を採用し、また、特許文献３に開示されているように、透明導電層とソース・ドレイン配線用金属層との積層体よりなる信号線を採用している。これらの積層よりなる擬似画素電極も同時に形成しておけば、擬似画素電極上の不要な薄膜を除去して、透明導電性の画素電極を得るに当り、特許文献４に開示されているように感光性黒色顔料分散樹脂を用いることができ、製造工程の削減が推進される。
【００３０】
本発明の表示装置用基板は、チャネルエッチ型の絶縁ゲート型トランジスタを有する表示装置用基板であって、基板の一主面上に順次被着された、ゲート導電層、ゲート絶縁層、不純物を含まない第１の非晶質シリコン層、不純物を含む第２の非晶質シリコン層及びソース・ドレイン導電層を含む多層体から、ハーフトーン露光技術を用いて形成された、ゲート電極、ゲート絶縁体、チャネル、ソース電極及びドレイン電極と、前記ゲート電極、ゲート絶縁体、チャネル、ソース電極及びドレイン電極の形成された前記基板上に被着され、ソース電極用開口部及びドレイン電極用開口部の形成されたパシベーション絶縁層と、前記ソース電極用開口部を介して前記ソース電極と接続されたソース配線と、前記ドレイン電極用開口部を介して前記ドレイン電極と接続されたドレイン配線及び画素電極と、前記ソース配線、ドレイン配線及び画素電極の形成された前記基板上に被着され、さらに、画素電極用開口部の形成された保護絶縁層とを備えた構成としてある。
【００３１】
このようにすると、４枚マスク・プロセスで製造することができる。また、パシベーション絶縁層（透明絶縁層）によって、絶縁ゲート型トランジスタ（ボトムゲート型の薄膜トランジスタ）のチャネルが保護され、露出したゲート導電層の側面がパシベーション絶縁層によって覆われる。さらに、ソース・ドレイン配線が、保護絶縁層によって保護されている。すなわち、効果的に、チャネル、ゲート導電層の側面及びソース・ドレイン配線を保護することができる。
また、通常、ゲート導電層として第一の金属層が用いられ、ソース・ドレイン導電層として、第２の金属層（耐熱金属層）が用いられる。
【００３２】
また、好ましくは、前記ゲート導電層と同じ層からなる走査線、及び、前記ソース配線と同じ層からなる信号線を備え、前記保護絶縁層に走査線の電極端子用開口部が形成され、該走査線の電極端子用開口部内に走査線用電極端子が形成され、さらに、前記保護絶縁層に信号線の電極端子用開口部が形成され、該信号線の電極端子用開口部内に信号線用電極端子が形成されるとよい。
このようにすると、露出した走査線の側面がパシベーション絶縁層で覆われるので、走査線と信号線の交差が可能となり、また、走査線用電極端子及び信号線用電極端子を容易に形成することができる。
【００３３】
また、好ましくは、前記走査線用電極端子、信号線及び画素電極を、透明導電層と第３の金属層との積層体より形成し、さらに、前記保護絶縁層を形成した後、前記走査線の電極端子用開口部、前記信号線の電極端子用開口部及び前記画素電極用開口部内の前記第３の金属層を選択的に除去し、前記透明導電層よりなる、走査線用電極端子、信号線用電極端子及び画素電極を露出させるとよい。
このようにすると、透光性を向上させることができ、表示装置用基板としての性能を高めることができる。また、第３の金属層として、通常、低抵抗金属層が用いられ、これにより、導電性を向上させることができる。
【００３４】
また、本発明の表示装置用基板は、チャネルエッチ型の絶縁ゲート型トランジスタを有する表示装置用基板であって、基板の一主面上に順次被着された、透明導電層、ゲート導電層、ゲート絶縁層、不純物を含まない第１の非晶質シリコン層、不純物を含む第２の非晶質シリコン層及びソース・ドレイン導電層を含む多層体から、ハーフトーン露光技術を用いて形成された、ゲート電極、ゲート絶縁体、チャネル、ソース電極、ドレイン電極、走査線、画素電極、走査線用電極端子及び信号線用電極端子と、前記ゲート電極、ゲート絶縁体、チャネル、ソース電極、ドレイン電極、走査線、画素電極、走査線用電極端子及び信号線用電極端子の形成された前記基板上に被着され、ソース電極用開口部、ドレイン電極用開口部、画素電極用開口部、走査線の電極端子用開口部及び信号線の電極端子用開口部の形成されたパシベーション絶縁層と、前記ソース電極用開口部を介して前記ソース電極と接続されたソース配線と、前記ソース配線と同じ層からなり、前記信号線の電極端子用開口部の一部を介して前記信号線用電極端子と接続された信号線と、前記ドレイン電極用開口部及び画素電極用開口部の一部を介して前記ドレイン電極及び画素電極と接続されたドレイン配線と、前記ソース配線、信号線及びドレイン配線の形成された前記基板上に被着され、さらに、画素電極用開口部、走査線の電極端子開口部及び信号線の電極端子開口部の形成された保護絶縁層とを備えた構成としてある。
【００３５】
このようにすると、４枚マスク・プロセスで製造することができる。また、露出した走査線の側面がパシベーション絶縁層で覆われるので、走査線と信号線の交差が可能となり、また、走査線用電極端子及び信号線用電極端子を容易に形成することができる。
【００３６】
また、好ましくは、前記保護絶縁層を形成した後、前記画素電極用開口部、前記走査線の電極端子開口部及び前記信号線の電極端子開口部内の前記ゲート導電層を選択的に除去し、前記透明導電層よりなる、画素電極、走査線用電極端子及び信号線用電極端子を露出させるとよい。
このようにすると、透光性を向上させることができ、表示装置用基板としての性能を高めることができる。
【００３７】
また、本発明の表示装置用基板は、チャネルエッチ型の絶縁ゲート型トランジスタを有する表示装置用基板であって、基板の一主面上に順次被着された、透明導電層、ゲート導電層、ゲート絶縁層、不純物を含まない第１の非晶質シリコン層、不純物を含む第２の非晶質シリコン層及びソース・ドレイン導電層を含む多層体から、ハーフトーン露光技術を用いて形成された、ゲート電極、ゲート絶縁体、チャネル、ソース電極、ドレイン電極及び走査線と、前記基板の一主面上に順次被着された、前記透明導電層、ゲート導電層、ゲート絶縁層、不純物を含まない第１の非晶質シリコン層、不純物を含む第２の非晶質シリコン層及びソース・ドレイン導電層を含む多層体から、前記ハーフトーン露光技術を用い、さらに、信号線、ソース配線及びドレイン配線を形成するときの選択的エッチングにより形成された、前記透明導電層からなる、走査線用電極端子、信号線用電極端子及び画素電極と、前記ゲート電極、ゲート絶縁体、チャネル、ソース電極、ドレイン電極及び走査線の形成された前記基板上に被着され、ソース電極用開口部、ドレイン電極用開口部、画素電極用開口部、走査線の電極端子用開口部及び信号線の電極端子用開口部の形成されたパシベーション絶縁層と、前記ソース電極用開口部を介して前記ソース電極と接続されたソース配線と、前記ソース配線と同じ層からなり、前記信号線の電極端子用開口部内の前記第１の金属層と接続された信号線と、前記ドレイン電極用開口部を介して前記ドレイン電極と接続され、さらに、前記画素電極用開口部内の前記第１の金属層と接続されたドレイン配線と、前記ソース配線、信号線及びドレイン配線の形成された前記基板上に被着され、さらに、画素電極用開口部、走査線の電極端子開口部及び信号線の電極端子開口部の形成された保護絶縁層とを備えた構成としてある。
【００３８】
このようにすると、４枚マスク・プロセスで製造することができる。また、露出した走査線の側面がパシベーション絶縁層で覆われるので、走査線と信号線の交差が可能となり、また、走査線用電極端子及び信号線用電極端子を容易に形成することができる。さらに、透光性を向上させることができ、表示装置用基板としての性能を高めることができる。
【００３９】
また、好ましくは、前記保護絶縁層が、遮光性を有するとよい。
このようにすると、保護絶縁層が、ソース配線やドレイン配線を保護し絶縁するとともに、ブラックマトリクスとしても機能するので、表示装置用基板の付加価値を向上させることができる。また、この表示装置用基板が液晶表示装置に用いられる場合には、カラーフィルタにブラックマトリクスを形成しなくてもすむので、液晶表示装置におけるトータルのマスク数を削減することができる。したがって、製造原価のコストダウンを図ることができる。
なお、遮光性を有する材料として、感光性黒色顔料分散樹脂などが挙げられる。
【００４０】
また、好ましくは、スペーサ領域の前記保護絶縁層の膜厚を、他の領域に比べて厚くするとよい。
このようにすると、保護絶縁層が、ソース配線やドレイン配線を保護し絶縁するとともに、フォトスペーサとしても機能するので、表示装置用基板の付加価値を向上させることができる。また、この表示装置用基板が液晶表示装置に用いられる場合には、カラーフィルタにフォトスペーサを形成しなくてもすむので、液晶表示装置におけるトータルのマスク数を削減することができる。したがって、製造原価のコストダウンを図ることができる。
なお、このような異なった膜厚の保護絶縁層（感光性黒色顔料分散樹脂パターン）の作製には、ハーフトーン露光技術が用いられる。
【００４１】
また、好ましくは、前記走査線の一部における上方の前記第１の非晶質シリコン層及びゲート絶縁層を選択的に除去し、該走査線の一部上に保護配線を形成するとよい。
このようにすると、寄生トランジスタの悪影響を回避することができ、表示装置用基板としての性能を向上させることができる。
【００４２】
また、好ましくは、前記画素電極と一方の電極が接続される蓄積容量と、この蓄積容量の他方の電極と接続される蓄積容量線を備え、前記保護絶縁層に前記蓄積容量線の電極端子用開口部が形成され、該蓄積容量線の電極端子用開口部内に蓄積容量線用電極端子が形成されるとよい。
このようにすると、表示画像の階調性などを向上させることができ、表示装置用基板としての付加価値を向上させることができる。
【００４３】
また、好ましくは、前記基板が、透明であり、かつ、絶縁性を有し、さらに、前記パシベーション絶縁層が透明であるとよい。
このようにすると、透光性を向上させることができ、液晶表示装置に用いられた場合、画像品質を向上させることができる。
【００４４】
また、本発明の表示装置用基板の製造方法は、チャネルエッチ型の絶縁ゲート型トランジスタを有する表示装置用基板の製造方法において、基板の一主面上に、走査線用の第１の金属層、ゲート絶縁層、不純物を含まない第１の非晶質シリコン層、不純物を含む第２の非晶質シリコン層及び第２の金属層を順次被着する工程と、走査線とソース・ドレイン領域に対応し、前記ソース・ドレイン領域の膜厚が他の領域よりも厚い感光性樹脂パターンを、前記第２の金属層上に形成する工程と、前記感光性樹脂パターンをマスクとして、前記第２の金属層、第２の非晶質シリコン層、第１の非晶質シリコン層、ゲート絶縁層及び第１の金属層を除去する工程と、前記感光性樹脂パターンの膜厚を減じて、前記走査線上の前記第２の金属層を露出させる工程と、前記膜厚を減じた感光性樹脂パターンをマスクとして、前記第２の金属層、第２の非晶質シリコン層及び第１の非晶質シリコン層の一部を除去する工程と、前記基板上にパシベーション絶縁層を被着する工程と、前記走査線上の電極端子用の開口部、及び、前記ソース・ドレイン領域の第２の金属上のソース電極用の開口部とドレイン電極用の開口部を有する感光性樹脂を用いて、前記パシベーション絶縁層を選択的に除去して、ソース電極用開口部とドレイン電極用開口部内の前記第２の金属層を露出させ、さらに、前記第１の非晶質シリコン層及びゲート絶縁層を選択的に除去して、走査線の電極端子用開口部内の前記第１の金属層を露出させる工程と、前記走査線の電極端子用開口部に走査線用電極端子を形成し、前記ソース電極用開口部を含む範囲に、信号線用電極端子及びソース配線を有する信号線を形成し、前記ドレイン電極用開口部を含む範囲にドレイン配線及び画素電極を形成する工程と、画素電極用開口部、走査線の電極端子用開口部及び信号線の電極端子用開口部を有する保護絶縁層を形成する工程とを有する方法としてある。
【００４５】
このようにすると、ハーフトーン露光技術を用いたソース・ドレイン領域の形成工程、絶縁ゲート型トランジスタのチャネルと露出した走査線の側面を保護するパシベーション絶縁層への開口部形成工程及びソース・ドレイン配線の形成工程において、合計３枚のフォトマスクを用いて表示装置用基板を作製することができる。また、保護絶縁層の形成工程において、さらに１枚のフォトマスクを必要とする。すなわち、４枚マスク・プロセスで製造することができる。なお、画素電極形成工程のために、独立した写真食刻工程は不要である。
さらに、露出した走査線の側面がパシベーション絶縁層で覆われるので、走査線と信号線の交差が可能となり、また、走査線用電極端子及び信号線用電極端子を容易に形成することができる。
【００４６】
また、好ましくは、前記走査線用電極端子、信号線及び画素電極を、透明導電層と第３の金属層との積層体より形成し、さらに、前記保護絶縁層を形成した後、前記画素電極用開口部、走査線の電極端子用開口部及び信号線の電極端子用開口部内の前記第３の金属層を選択的に除去し、前記透明導電層よりなる、走査線用電極端子、信号線用電極端子及び画素電極を露出させるとよい。
このようにすると、透光性を向上させることができ、表示装置用基板としての性能を高めることができる。また、第３の金属層として、通常、低抵抗金属層が用いられ、これにより、導電性を向上させることができる。
【００４７】
また、本発明の表示装置用基板の製造方法は、チャネルエッチ型の絶縁ゲート型トランジスタを有する表示装置用基板の製造方法において、基板の一主面上に、透明導電層、第１の金属層、ゲート絶縁層、不純物を含まない第１の非晶質シリコン層、不純物を含む第２の非晶質シリコン層及び第２の金属層を順次被着する工程と、走査線と走査線用電極端子、ソース・ドレイン領域、画素電極及び信号線用電極端子に対応し、前記ソース・ドレイン領域の膜厚が他の領域よりも厚い感光性樹脂パターンを、前記第２の金属層上に形成する工程と、前記感光性樹脂パターンをマスクとして、前記第２の金属層、第２の非晶質シリコン層、第１の非晶質シリコン層、ゲート絶縁層、第１の金属層及び透明導電層を除去する工程と、前記感光性樹脂パターンの膜厚を減じて、前記画素電極、走査線、走査線用電極端子及び信号線用電極端子上の前記第２の金属層を露出させる工程と、前記膜厚を減じた感光性樹脂パターンをマスクとして、前記第２の金属層、第２の非晶質シリコン層及び第１の非晶質シリコン層の一部を除去する工程と、前記基板上にパシベーション絶縁層を被着する工程と、前記走査線上の電極端子用の開口部、信号線上の電極端子用の開口部、前記画素電極上の開口部、及び、前記ソース・ドレイン領域の第２の金属上のソース電極用の開口部とドレイン電極用の開口部を有する感光性樹脂を用いて、前記パシベーション絶縁層を選択的に除去して、ソース電極用開口部とドレイン電極用開口部内の前記第２の金属層を露出させ、さらに、前記第１の非晶質シリコン層及びゲート絶縁層を選択的に除去して、走査線の電極端子用開口部、信号線の電極端子用開口部、及び、画素電極用開口部内の前記第１の金属層を露出させる工程と、前記信号線の電極端子用開口部の一部とソース電極用開口部を含む範囲に、ソース配線を含む前記信号線を形成し、前記画素電極用開口部の一部とドレイン電極用開口部を含む範囲にドレイン配線を形成する工程と、画素電極用開口部、走査線用の電極端子開口部及び信号線用の電極端子開口部を有する保護絶縁層を形成する工程とを有する方法としてある。
【００４８】
このようにすると、ハーフトーン露光技術を用いた走査線とソース・ドレイン領域の形成工程、絶縁ゲート型トランジスタのチャネルと露出した走査線の側面を保護するパシベーション絶縁層への開口部形成工程及びソース・ドレイン配線の形成工程において、合計３枚のフォトマスクを用いて表示装置用基板を作製することができる。また、保護絶縁層の形成工程において、さらに１枚のフォトマスクを必要とする。すなわち、４枚マスク・プロセスで製造することができる。なお、画素電極形成工程のために、独立した写真食刻工程は不要である。
さらに、露出した走査線の側面がパシベーション絶縁層で覆われるので、走査線と信号線の交差が可能となり、また、走査線用電極端子及び信号線用電極端子を容易に形成することができる。
【００４９】
また、好ましくは、前記保護絶縁層を形成した後、前記画素電極用開口部、前記走査線の電極端子用開口部及び前記信号線の電極端子用開口部内の前記第１の金属層を選択的に除去し、前記透明導電層よりなる、画素電極、走査線用電極端子及び信号線用電極端子を露出させるとよい。
このようにすると、透光性を向上させることができ、表示装置用基板としての性能を高めることができる。
【００５０】
また、本発明の表示装置用基板の製造方法は、チャネルエッチ型の絶縁ゲート型トランジスタを有する表示装置用基板の製造方法において、基板の一主面上に、透明導電層、走査線用の第１の金属層、ゲート絶縁層、不純物を含まない第１の非晶質シリコン層、不純物を含む第２の非晶質シリコン層及び第２の金属層を順次被着する工程と、走査線と走査線用電極端子、ソース・ドレイン領域、画素電極及び信号線用電極端子に対応し、前記ソース・ドレイン領域の膜厚が他の領域よりも厚い感光性樹脂パターンを、前記第２の金属層上に形成する工程と、前記感光性樹脂パターンをマスクとして、前記第２の金属層、第２の非晶質シリコン層、第１の非晶質シリコン層、ゲート絶縁層、第１の金属層及び透明導電層を除去する工程と、前記感光性樹脂パターンの膜厚を減じて、前記画素電極、走査線、走査線用電極端子及び信号線用電極端子上の前記第２の金属層を露出させる工程と、前記膜厚を減じた感光性樹脂パターンをマスクとして、前記第２の金属層、第２の非晶質シリコン層及び第１の非晶質シリコン層の一部を除去する工程と、前記基板上にパシベーション絶縁層を被着する工程と、前記走査線上の電極端子用の開口部、信号線上の電極端子用の開口部、前記画素電極上の開口部、及び、前記ソース・ドレイン領域の第２の金属上のソース電極用の開口部とドレイン電極用の開口部を有する感光性樹脂を用いて、前記パシベーション絶縁層を選択的に除去して、ソース電極用開口部とドレイン電極用開口部内の前記第２の金属層を露出させ、さらに、前記第１の非晶質シリコン層及びゲート絶縁層を選択的に除去して、走査線の電極端子用開口部、信号線の電極端子用開口部、及び、画素電極用開口部内の前記第１の金属層を露出させる工程と、前記信号線の電極端子用開口部の一部とソース電極用開口部を含む範囲に、ソース配線を含む前記信号線を形成し、前記画素電極用開口部の一部とドレイン電極用開口部を含む範囲にドレイン配線を形成し、前記露出した第１の金属層を選択的に除去して、前記走査線の電極端子用開口部、前記信号線の電極端子用開口部、及び、前記画素電極用開口部内の前記透明導電層を露出させる工程と、画素電極用開口部、走査線用の電極端子開口部及び信号線用の電極端子開口部を有する保護絶縁層を形成する工程とを有する方法としてある。
【００５１】
このようにすると、ハーフトーン露光技術を用いた走査線とソース・ドレイン領域の形成工程、絶縁ゲート型トランジスタのチャネルと露出した走査線の側面を保護するパシベーション絶縁層への開口部形成工程及びソース・ドレイン配線の形成工程において、３枚のフォトマスクを用いて表示装置用基板を作製することができる。また、保護絶縁層の形成工程において、さらに１枚のフォトマスクを必要とする。すなわち、４枚マスク・プロセスで製造することができる。なお、画素電極形成工程のために、独立した写真食刻工程は不要である。
また、透光性を向上させることができ、表示装置用基板としての性能を高めることができる。
【００５２】
また、好ましくは、前記保護絶縁層が、遮光性を有するとよい。
このようにすると、保護絶縁層が、ソース配線やドレイン配線を保護し絶縁するとともに、ブラックマトリクスとしても機能するので、表示装置用基板の付加価値を向上させることができる。また、この表示装置用基板が液晶表示装置に用いられる場合には、カラーフィルタにブラックマトリクスを形成しなくてもすむので、液晶表示装置におけるトータルのマスク数を削減することができる。したがって、製造原価のコストダウンを図ることができる。
なお、遮光性を有する材料として、感光性黒色顔料分散樹脂などが挙げられる。
【００５３】
また、好ましくは、スペーサ領域の前記保護絶縁層の膜厚を、他の領域に比べて厚くするとよい。
このようにすると、保護絶縁層が、ソース配線やドレイン配線を保護し絶縁するとともに、フォトスペーサとしても機能するので、表示装置用基板の付加価値を向上させることができる。また、この表示装置用基板が液晶表示装置に用いられる場合には、カラーフィルタにフォトスペーサを形成しなくてもすむので、液晶表示装置におけるトータルのマスク数を削減することができる。したがって、製造原価のコストダウンを図ることができる。
【００５４】
また、好ましくは、前記走査線の一部における上方の前記第１の非晶質シリコン層及びゲート絶縁層を選択的に除去し、該走査線の一部上に保護配線を形成するとよい。
このようにすると、寄生トランジスタの悪影響を回避することができ、表示装置用基板としての性能を向上させることができる。
【００５５】
また、好ましくは、前記画素電極と一方の電極が接続される蓄積容量、前記蓄積容量の他方の電極と接続される蓄積容量線、及び、蓄積容量線用電極端子を形成するとよい。
このようにすると、表示画像の階調性などを向上させることができ、表示装置用基板としての付加価値を向上させることができる。
【００５６】
また、好ましくは、前記基板が、透明であり、かつ、絶縁性を有し、さらに、前記パシベーション絶縁層が透明であるとよい。
このようにすると、透光性を向上させることができ、液晶表示装置に用いられた場合、画像品質を向上させることができる。
【００５７】
また、本発明の液晶表示装置は、チャネルエッチ型の絶縁ゲート型トランジスタの形成された表示装置用基板と、対向基板又はカラーフィルタと、前記表示装置用基板と前記対向基板又はカラーフィルタとの間に充填される液晶を有する液晶表示装置において、前記表示装置用基板が、上記請求項１〜１１のいずれか一項に記載の表示装置用基板である。
このように、本発明は、液晶表示装置の発明としても有効であり、保護絶縁層が、ソース配線やドレイン配線を保護し絶縁するとともに、ブラックマトリクスやフォトスペーサとしても機能するので、カラーフィルタにブラックマトリクスやフォトスペーサを形成しなくてもすみ、液晶表示装置におけるトータルのマスク数を削減することができる。したがって、製造原価のコストダウンを図ることができる。
【００５８】
また、本発明の液晶表示装置の製造方法は、チャネルエッチ型の絶縁ゲート型トランジスタの形成された表示装置用基板と、対向基板又はカラーフィルタとの間に液晶を充填する工程を有する液晶表示装置の製造方法において、前記表示装置用基板が、上記請求項１２〜２１のいずれか一項に記載の表示装置用基板の製造方法を用いて製造される方法としてある。
このように、本発明は、液晶表示装置の製造方法の発明としても有効であり、保護絶縁層が、ソース配線やドレイン配線を保護し絶縁するとともに、ブラックマトリクスやフォトスペーサとしても機能するので、カラーフィルタにブラックマトリクスやフォトスペーサを形成しなくてもすみ、液晶表示装置におけるトータルのマスク数を削減することができる。したがって、製造原価のコストダウンを図ることができる。
【発明の効果】
【００５９】
以上述べたように、本発明によれば、ソース配線やドレイン配線を保護し絶縁するとともに、ブラックマトリクスやフォトスペーサとしても機能する保護絶縁層を形成することにより、液晶表示装置におけるトータル的な製造工程数を削減することができる。
また、４枚マスク・プロセス（ハーフトーン露光技術（第一のハーフトーンマスク）を用いた走査線とソース・ドレイン領域の形成工程、第二のマスクを用いたパシベーション絶縁層の形成工程、第三のマスクを用いたソース・ドレイン配線の形成工程、及び、第４のマスクを用いた保護絶縁層の形成工程）で、表示装置用基板を製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６０】
［表示装置用基板及びその製造方法の第一実施形態］
図１は、本発明の第一実施形態に係る表示装置用基板の製造方法を説明するための概略フローチャート図を示している。
また、図２、４、６、８、１０は、本発明の第一実施形態に係る表示装置用基板の製造方法を説明するための、各製造工程に対応した単位画素の概略平面図である。
さらに、図３、５、７、９、１１は、本発明の第一実施形態に係る表示装置用基板の製造方法を説明するための、各製造工程に対応した単位画素の概略断面図である。これら概略断面図の（ａ）はＡ−Ａ’線上（絶縁ゲート型トランジスタ（薄膜トランジスタ）領域）の断面図を示しており、（ｂ）はＢ−Ｂ’線上（走査線用電極端子領域）の断面図を示しており、（ｃ）はＣ−Ｃ’線上（信号線用電極端子領域）の断面図を示している（図１０参照）。
本実施形態の表示装置用基板は、チャネルエッチ型の絶縁ゲート型トランジスタ（薄膜トランジスタ）を有している。
なお、従来例と同一の部位については、同一の符号を付して、詳細な説明を省略する。
また、画素電極の製造工程を合理化するに当り、本実施形態の表示装置用基板は、透明導電層と第２の金属層（ソース・ドレイン導電層）との積層体よりなる信号線を有している。さらに、透明導電層と第１の金属層（ゲート導電層）との積層体よりなる走査線を有する表示装置用基板を、第二実施形態及び第三実施形態として説明する。
【００６１】
まず、図１，２，３に示すように、ガラス基板２上に、第１の金属層９２、ゲート絶縁層３０、第１の非晶質シリコン層３１、第２の非晶質シリコン層３３及び第２の金属層３４を順次被着する（ステップＳ１）。
すなわち、透明かつ絶縁性を有するガラス基板２、例えばコーニング社製の商品名１７３７の一主面上に、ＳＰＴ等の真空製膜装置を用いて、膜厚０．１〜０．３μｍ程度の第１の金属層（ゲート導電層）９２を被着する。
第１の金属層９２は、例えばＴｉ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｍｏ等の単層金属でもよい。また、低抵抗化のためには、ＡＬ（アルミニウム）又は耐熱ＡＬ合金を用いてもよく、後述する透明導電層とのアルカリ液中における電池効果を回避するためには、Ｍｏ／ＡＬ／Ｍｏ又はＡＬ（Ｎｄ）／Ｍｏ等の積層構造としてもよい。ここでＡＬ（Ｎｄ）は、数重量％以下のＮｄを含む耐熱性の高いＡＬ合金を意味し、Ｎｄに代えてＮｉ，Ｔａ，Ｈｆ等を含むＡＬ合金でも支障はない。なお、低抵抗のためＡＬに代えてＣｕまたはＣｕ合金を用いることも可能である。
【００６２】
次に、ガラス基板２の全面にＰＣＶＤ装置を用いて、ゲート絶縁層３０としての第１のＳｉＮｘ層、不純物をほとんど含まず絶縁ゲート型トランジスタのチャネルとなる第１の非晶質シリコン層３１、及び、不純物を含み絶縁ゲート型トランジスタのソース及びドレインとなる第２の非晶質シリコン層３３の３種類の薄膜層を、例えば０．３−０．２−０．０５μｍ程度の膜厚で順次被着する。さらに、ＳＰＴ等の真空製膜装置を用いて、膜厚０．１μｍ程度の第２の金属層３４を被着する。通常、第２の金属層３４として、耐熱金属層（例えばＭｏ，Ｔｉ等の薄膜層）が用いられる。
【００６３】
次に、図１に示すように、所定の形状の感光性樹脂パターンを第２の金属層３４上に形成する（ステップＳ２）。
すなわち、感光性樹脂パターン８４は、走査線１１（ゲート配線及びゲート電極１１Ａを含む。）、蓄積容量線１６及びソース・ドレイン領域に対応した形状としてある。また、ソース・ドレイン領域と蓄積容量部１５に対応した感光性樹脂パターン８４Ａ１，８４Ａ２の膜厚が例えば２μｍであり、走査線１１と蓄積容量線１６に対応したパターン８４Ｂ（１１），８４Ｂ（１６）の膜厚が例えば１μｍであるような感光性樹脂パターン８４Ａ，８４Ｂをハーフトーン露光技術により形成する。なお、Ａ１やＡ２などは、理解しやすいように添付した添字である。
【００６４】
次に、図１に示すように、感光性樹脂パターン８４をマスクとして、第２の金属層３４、第２の非晶質シリコン層３３、第１の非晶質シリコン層３１、ゲート絶縁層３０及び第１の金属層９２を除去する（ステップＳ３）。
すなわち、上記感光性樹脂パターン８４Ａ，８４Ｂをマスクとして、第２の金属層３４、第２の非晶質シリコン層３３、第１の非晶質シリコン層３１、ゲート絶縁層３０及び第１の金属層９２を除去する。これにより、走査線１１や蓄積容量線１６などが形成される。
【００６５】
上記除去にあたり、第２の金属層３４がＭｏ（Ｔｉ）の場合には、弗素系（塩素系）ガスを用いたドライエッチングによって除去される。第２の非晶質シリコン層３３、第１の非晶質シリコン層３１及びゲート絶縁層３０は、弗素系ガスを用いたドライエッチングに除去される。第１の金属層９２がＭｏ，Ｔｉ又はＴａの場合には、引き続きドライエッチによって除去され、また、第１の金属層９２がＣｒの場合には、専用のエッチング液を用いて除去され、あるいは、第１の金属層９２がＭｏ／ＡＬ／Ｍｏ又はＡＬ（Ｎｄ）／Ｍｏ等の積層の場合には、燐酸に数％の硝酸を添加した混酸を用いてウェットエッチングによって除去される。
【００６６】
この際、第２の金属層３４、第２の非晶質シリコン層３３、第１の非晶質シリコン層３１、ゲート絶縁層３０及び第１の金属層９２からなる多層膜のエッチングであるので、製造工程数が増加しないように、第２の金属層３４、第１の金属層９２の材質選定及びエッチング方法の採用には相当の配慮が必要である。また、後述する透明絶縁層を介して信号線との多層配線の短絡を回避するため、多層膜の断面形状が逆テーパとならないように留意する必要がある（図３参照）。
このようにして、ゲート配線及びゲート電極１１Ａも兼ねる走査線１１、蓄積容量線１６及びソース・ドレイン領域に対応した多層膜パターンを得る（図２，３参照）。
【００６７】
次に、図１，４，５に示すように、感光性樹脂パターン８４Ａ，８４Ｂの膜厚を減じて、第２の金属層３４を露出させる（ステップＳ４）。
すなわち、酸素プラズマ等の灰化手段により、上記感光性樹脂パターン８４Ａ，８４Ｂを１μｍ以上膜減りさせる。これにより、感光性樹脂パターン８４Ｂが消失し、走査線１１上と蓄積容量線１６上に耐熱金属層３４Ａ，３４Ｂ（図示せず）が露出するとともに、ソース・ドレイン領域と蓄積容量部１５にのみ感光性樹脂パターン８４Ｃ１，８４Ｃ２を形成する。
【００６８】
次に、図１に示すように、膜厚を減じた感光性樹脂パターン８４Ｃ１，８４Ｃ２をマスクとして、第２の金属層３４、第２の非晶質シリコン層３３及び第１の非晶質シリコン層３１の一部を除去する（ステップＳ５）。
すなわち、図４と図５に示すように、感光性樹脂パターン８４Ｃ１，８４Ｃ２をマスクとして、ソース・ドレイン領域と蓄積容量部１５を除いて第２の金属層３４Ａ，３４Ｂと第２の非晶質シリコン３３Ａ，３３Ｂを食刻し、さらに、第１の非晶質シリコン３１Ａ，３１Ｂを０．０５〜０．１μｍ程度残して食刻する。この時点で、第２の金属層３４よりなるソース電極３４Ｓ，ドレイン電極３４Ｄが形成され、第２の非晶質シリコン層３３よりなるソース３３Ｓ，ドレイン３３Ｄが絶縁分離される。
続いて、感光性樹脂パターン８４Ｃを除去する。
【００６９】
次に、図１，６，７に示すように、ガラス基板２上に透明絶縁性のパシベーション絶縁層３７を被着する（ステップＳ６）。
すなわち、ガラス基板２上の全面に、ＰＣＶＤ装置を用いて、透明絶縁性のパシベーション絶縁層３７として膜厚０．３μｍ程度の第２のＳｉＮｘ層を被着する。これにより、第２のＳｉＮｘ層はパシベーション絶縁層３７として機能し、絶縁ゲート型トランジスタのチャネルである第１の非晶質シリコン３１Ａを外気より保護する。
【００７０】
次に、図１に示すように、感光性樹脂を用いて、電極端子用開口部６３Ａ内に走査線１１（第１の金属層９２）を露出させ、電極端子用開口部６５Ａ内に蓄積容量線１６（第１の金属層９２）を露出させ、寄生トランジスタ防止用開口部６７Ａ内に走査線１１（第１の金属層９２）を露出させ、ソース電極用開口部６１Ａとドレイン電極用開口部６２Ａ内に第２の金属層３４を露出させ、蓄積電極用開口部６６Ａ内に第２の金属層３４を露出させ、パシベーション絶縁層３７を形成する（ステップＳ７）。
上記感光性樹脂は、図示してないが、画像表示部外の走査線１１上に電極端子用の開口部、画像表示部内の走査線１１上に寄生トランジスタ防止用の開口部、ソース・ドレイン領域の第２の金属層３４上にソース電極用の開口部とドレイン電極用の開口部、画像表示部外の蓄積容量線１６上に電極端子用の開口部、及び、蓄積電極３４Ｃ２と画素電極２２とを接続するための蓄積電極用の開口部を有する。
【００７１】
すなわち、図６と図７に示すように、この感光性樹脂を用いて、ソース電極３４Ｓ，ドレイン電極３４Ｄ上のパシベーション絶縁層３７を選択的に除去し、ソース電極用開口部６１Ａ，ドレイン電極用開口部６２Ａを形成するとともに、第２の金属層３４を露出させ、また、蓄積電極３４Ｃ２上のパシベーション絶縁層３７を選択的に除去し、蓄積電極用開口部６６Ａを形成するとともに、第２の金属層３４を露出させる。さらに、画像表示部外の走査線１１、画像表示部内の走査線１１、及び、画像表示部外の蓄積容量線１６上の第１の非晶質シリコン３１及びゲート絶縁層３０を選択的に除去し、それぞれ電極端子用開口部６３Ａ、寄生トランジスタ防止用開口部６７Ａ及び電極端子用開口部６５Ａを形成するとともに、第１の金属層９２を露出させる。
なお、寄生トランジスタ防止用開口部６７内の第１の非晶質シリコン３１を除去することにより、寄生トランジスタの悪影響を回避している。ただし、寄生トランジスタ防止用開口部６７内に走査線１１が露出する。
【００７２】
次に、図１，８，９に示すように、走査線１１の電極端子用開口部６３Ａに走査線用電極端子Ｐ５を形成し、蓄積容量線１６の電極端子用開口部６５Ａに蓄積容量線用電極端子Ｐ７を形成し、寄生トランジスタ防止用開口部６７Ａに保護配線１１Ｐを形成し、ソース電極用開口部６１Ａを含む範囲に、信号線用電極端子Ｐ６を有する信号線１２を形成し、ドレイン電極用開口部６２Ａを含む範囲にドレイン配線及び画素電極Ｐ２２を形成する（ステップＳ８）。
【００７３】
すなわち、図８と図９に示すように、ソース・ドレイン配線の形成工程では、まず、ガラス基板２の全面上にＳＰＴ等の真空製膜装置を用いて、膜厚０．１μｍ程度の透明導電層９１、緩衝導電層３６及び第３の金属層（低抵抗金属層）３５を順次被着する。次に、微細加工技術により、第３の金属層３５、緩衝導電層３６及び透明導電層９１を食刻して除去する。これにより、ソース電極用開口部６１Ａを含む範囲に、ソース電極３４Ｓと接続される信号線１２を形成する。この信号線１２は、透明導電層９１Ａ、緩衝導電層３６Ａ及び第３の金属層３５Ａの積層体よりなり、信号線用電極端子Ｐ６及び絶縁ゲート型トランジスタのソース配線を有する。また、ドレイン電極用開口部６２Ａを含む範囲及び蓄積電極用開口部６６Ａに、ドレイン電極３４Ｄ及び蓄積電極３４Ｃ２と接続される画素電極Ｐ２２を形成する。この画素電極Ｐ２２は、透明導電層９１Ｂ、緩衝導電層３６Ｂ及び第３の金属層３５Ｂの積層体よりなり、絶縁ゲート型トランジスタのドレイン配線も兼ねる。さらに、走査線１１の電極端子用開口部６３Ａに、走査線１１と接続される走査線用電極端子Ｐ５を形成し、蓄積容量線１６の電極端子用開口部６５Ａに、蓄積容量線１６と接続される蓄積容量線用電極端子Ｐ７を形成し、寄生トランジスタ防止用開口部６７Ａに、走査線１１を保護する保護配線１１Ｐを形成する。また、信号線１２の一部よりなり（信号線１２と接続され）、透明導電層９１Ａ、緩衝導電層３６Ａ及び第３の金属層３５Ａの積層よりなる信号線用電極端子Ｐ６を形成する。
【００７４】
なお、画素電極Ｐ２２、走査線用電極端子Ｐ５、蓄積容量線用電極端子Ｐ７及び信号線用電極端子Ｐ６は、後述するように、第３の金属層３５Ｂ及び緩衝導電層３６Ｂが選択的に除去されるので、それぞれ擬似画素電極、擬似走査線用電極端子、擬似蓄積容量線用電極端子及び擬似信号線用電極端子とも呼称される。
また、第３の金属層３５Ａと透明導電層９１のエッチング液またはエッチングガスに対して、第１の金属層９１Ａが耐性を有する場合、寄生トランジスタ防止用開口部６７Ａ内に露出している走査線１１が膜減りまたは消失することはない。したがって、保護配線１１Ｐを形成することは、必ずしも必須ではないが、画像表示部内の寄生トランジスタ防止用開口部６７Ａを利用して、保護配線１１Ｐを形成しておくとよい。
【００７５】
また、信号線１２の低抵抗化のために、第３の金属層３５として一般的にＡＬが用いられる。ＡＬと透明導電層９１との積層体構成は、アルカリ液性の現像液あるいはレジスト剥離液中での電池反応により透明導電層が消失する。したがって、ＡＬと透明導電層９１との間に、緩衝導電層３６としてのＭｏ層を介在させてある。信号線１２の抵抗値への制約が厳しくない場合には、第３の金属層３５として、Ｔｉ，Ｃｒ，Ｍｏ等の耐熱金属を用いて（緩衝導電層３６を設ける必要はない。）、信号線１２の構成を簡素にすることが望ましい。また、大画面サイズあるいは高精細度の液晶表示装置では、配線抵抗の増大を阻止する意味からも第３の金属層３５にＡＬを用いることが多い。したがって、例えば、膜厚０．１μｍ程度の緩衝導電層３６としてのＭｏ薄膜層と、膜厚０．３μｍ程度の低抵抗金属層としてのＡＬ薄膜層との積層体構成が第３の金属層３５として選択される。
【００７６】
また、エッチング断面形状のテーパと製造工程数の削減の観点からは、混酸を用いて第３の金属層３５（と緩衝導電層３６）に続いて透明導電層９１をエッチングできることが望ましい。しかしながら、後述する画素電極露出工程で透明導電層９１が消失しないように、透明導電層９１は混酸に対してエッチングされない耐性が必要である。この場合、後述する保護絶縁層９０の形成工程における、２５０℃程度の加熱処理によって、膜質が変化する透明導電層９１を用いるとよく、このようにすると、上記の課題を回避することができる。
【００７７】
このような性質を持つ透明導電層９１として、結晶化温度が２００℃と低いＩＴＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ−Ｔｉｎ−Ｚｉｎｃ−Ｏｘｉｄｅ）を挙げることができる。例えば、スパッタターゲットのＩＴＺＯ組成比（ｗｔ％）が８５：１０：５のＩＴＺＯ膜は、保護絶縁層９０である黒色顔料分散樹脂のポストベーク温度である２５０℃の加熱処理を受けると、膜質が非晶質から微結晶へと変化する。そして、このＩＴＺＯ膜は、画素電極露出工程での混酸に対して耐性を有するという極めて特異な材料である。したがって、スパッタターゲットのＩＴＺＯ組成比（ｗｔ％）が８５：１０：５のＩＴＺＯ膜を用いると、ソース・ドレイン配線形成工程において、混酸を用いて第３の金属層３５（と緩衝導電層３６）をエッチングすると透明導電層９１も同時にエッチングされて製造工程数を削減することができる。
【００７８】
また、別の性質を持つ透明導電層９１としては、結晶化温度が数１００℃と高いＩＴＺＯを挙げることができる。例えば、スパッタターゲットのＩＴＺＯ組成比（ｗｔ％）が７０：１５：１５のＩＴＺＯ膜は、数１００℃の加熱処理を受けても膜質は非晶質を維持し、蓚酸を用いてエッチング可能でありながら、混酸に対して耐性を有するという極めて特異な材料である。
このスパッタターゲットのＩＴＺＯ組成比（ｗｔ％）が７０：１５：１５のＩＴＺＯ膜を用いた場合、混酸を用いて第３の金属層３５（と緩衝導電層３６）をエッチングしてから、蓚酸を用いて透明導電層９１をエッチングすることになる。蓚酸は極めて弱い酸性液なので、寄生トランジスタ防止用開口部６７Ａ内に露出している走査線１１は、エッチングされない。したがって、この場合は、保護配線１１Ｐを形成し露出している走査線１１を覆う必要は無く、若干ではあるが開口率が向上する。
【００７９】
次に、図１，１０，１１に示すように、開口部を有する保護絶縁層９０を形成する（ステップＳ９）。
すなわち、まず、図１０と図１１に示すように、ガラス基板２の全面上に、保護絶縁層９０として１μｍ以上の膜厚の感光性黒色顔料分散樹脂を塗布し、続いて、露光及び現像を行う。これにより、画素電極Ｐ２２、走査線用電極端子Ｐ５、信号線用電極端子Ｐ６及び蓄積容量線用電極端子Ｐ７上に、それぞれ画素電極用開口部３８，走査線１１の電極端子用開口部６３、信号線１２の電極端子用開口部６４及び蓄積容量線１６の電極端子用開口部６５を有する保護絶縁層９０を形成する。
【００８０】
次に、図１に示すように、透明導電層９１よりなる、走査線用電極端子５Ａ、蓄積容量線用電極端子７Ａ、信号線用電極端子６Ａ及び画素電極２２を露出させる（ステップＳ１０）。
すなわち、保護絶縁層９０をマスクとして、各開口部３８、６３、６４、６５内の第３の金属層３５（と緩衝金属層３６）を選択的に除去して、透明導電性の画素電極２２、走査線用電極端子５Ａ、信号線用電極端子６Ａ及び蓄積容量線用電極端子７Ａを露出させる。
また、ＩＴＺＯ組成比（ｗｔ％）が８５：１０：５のＩＴＺＯ膜は、感光性黒色顔料分散樹脂のポストベーク時に受ける加熱処理より、結晶性を有する。したがって、混酸を用いて第３の金属層３５（と緩衝導電層３６）を除去しても、画素電極２２、走査線用電極端子５Ａ、信号線用電極端子６Ａ及び蓄積容量線用電極端子７Ａが膜減りするとか消失することはない。また、ＩＴＺＯ組成比（ｗｔ％）が７０：１５：１５のＩＴＺＯ膜は、加熱の有無によらず混酸に対して耐性を持ち、混酸を用いて第３の金属層３５（と緩衝導電層３６）を除去しても、同様に画素電極２２、走査線用電極端子５Ａ、信号線用電極端子６Ａ及び蓄積容量線用電極端子７Ａが膜減りするとか消失することはない。
【００８１】
以上説明したように、本実施形態の表示装置用基板２Ａの製造方法によれば、ハーフトーン露光技術を用いた走査線１１とソース・ドレイン領域などの形成工程、パシベーション絶縁層３７への開口部形成工程、ソース・ドレイン配線と擬似画素電極の形成工程、及び、保護絶縁層９０への開口部形成工程において、合計４枚のフォトマスクを用いて表示装置用基板を製造することができる。ここで、保護絶縁層９０への開口部形成工程（最終の写真食刻工程）がＢＭ形成工程を兼ねているので、表示装置用基板２Ａの作製は、実質的には３枚のフォトマスクを用いてなされている。したがって、従来の液晶表示装置と比較して製造工程数の削減は明白である。
【００８２】
また、保護絶縁層９０は、ソース・ドレイン配線１２，２１を保護するとともに、保護配線１１Ｐ（保護配線１１Ｐを形成しない場合は、寄生トランジスタ防止用開口部６７Ａ内に露出している走査線１１）を保護する。したがって、たとえば、これらの部位から液晶に直流電流が流れて、液晶パネルが劣化するといった不具合を回避している。
さらに、蓄積容量１５に関しては、図６と図７に示すように、蓄積容量部の蓄積電極３４Ｃ２と蓄積容量線１６とが、ゲート絶縁層３０Ｂを介して平面的に重なることにより、蓄積容量を構成している。そして、蓄積電極用開口部６６Ａを経由して画素電極２２（ドレイン電極２１）が蓄積容量１５の一方の電極である耐熱金属層３４Ｃ２と接続されるパターン設計を例示している。ただし、これに限定されるものではなく、たとえば、画素電極２２（または画素電極２２に接続された蓄積電極）と前段の走査線１１とが、ゲート絶縁層３０Ａを介して平面的に重なることにより、蓄積容量を構成するパターン設計も可能である。
また、静電気対策については、走査線用電極端子Ｐ５と信号線用電極端子Ｐ６との間に、第３の金属層３５と透明導電層９１とからなる静電気対策パターンを形成しておき、その間の第３の金属層３５を除去して、透明導電層パターン４０で接続すれば従来例と同等のものが得られる。
【００８３】
また、本実施形態は、様々な応用例を有している。  
次に、この第一実施形態の応用例について、図面を参照して説明する。
たとえば、上記実施形態では、保護絶縁層９０として、ネガ型の感光性黒色顔料分散樹脂（この樹脂は、通常、ＣＦ基板のＢＭに用いられる。）が用いられるが、この樹脂の代わりに、最近開発されたポジ型の感光性黒色顔料分散樹脂を用いてハーフトーン露光技術を併用してもよい。このようにすると、図１２と図１３に示すように、画素電極Ｐ２２、走査線用電極端子Ｐ５、信号線用電極端子Ｐ６及び蓄積容量線用電極端子Ｐ７上に、それぞれ画素電極用開口部３８及び電極端子用開口部６３、６４，６５を有するとともに、スペーサ配置領域８５Ａの膜厚が例えば３μｍで、その他の領域８５Ｂの膜厚が例えば１μｍとなるような感光性黒色顔料分散樹脂パターン８５Ａ，８５Ｂを形成することができる。この感光性黒色顔料分散樹脂パターン８５Ａ，８５Ｂをマスクとして、上記のように各開口部内の第３の金属層３５（と緩衝導電層３６）を選択的に除去して、透明導電性の画素電極２２と、透明導電性の走査線用電極端子５Ａ、信号線用電極端子６Ａ及び蓄積容量線用電極端子７Ａを露出させる。また、スペーサ配置領域８５Ａは画素内で画像表示に支障のない領域が適しており、例えば図示すように信号線１２上に配置されるが、走査線１１上や蓄積容量線１６上でもよい。
【００８４】
このようにして得られた表示装置用基板２Ａ´とＢＭを内蔵していないカラーフィルタ９とを貼り合わせて液晶パネル化すると、表示装置用基板２Ａ´にフォトスペーサ（突出した感光性黒色顔料分散樹脂パターン８５Ａ）が形成されているので、パネル組立工程におけるスペーサ分散工程を不要とする、あるいはＣＦ基板上にスペーサを形成する必要が無いので、従来の液晶表示装置と比較して製造工程数の削減がさらに推進され、より液晶表示装置の製造コストを下げることが容易となる。
また、表示装置用基板２Ａ´上にＢＭを形成するため、従来のような表示装置用基板とＣＦ基板との貼り合せにおける相対的な位置ずれは、自動的に吸収されて開口率も自動的に向上する副次的な効果も得られる。
【００８５】
また、本発明は、表示装置用基板の発明としても有効である。
第一実施形態の表示装置用基板２Ａは、上述した表示装置用基板の製造方法の第一実施形態により製造された表示装置用基板である（図１０，１１参照）。
表示装置用基板２Ａは、チャネルエッチ型の絶縁ゲート型トランジスタを有する表示装置用基板であって、ゲート電極１１Ａ、ゲート絶縁体３０Ａ、チャネル（３１）、ソース電極（３４Ｓ）及びドレイン電極（３４Ｄ）と、パシベーション絶縁層３７と、ソース配線（１２）と、ドレイン配線及び画素電極２２と、保護絶縁層９０とを備えている。
【００８６】
ゲート電極１１Ａ、ゲート絶縁体３０Ａ、チャネル（３１）、ソース電極（３４Ｓ）及びドレイン電極（３４Ｄ）は、上述したように、ガラス基板２の一主面上に順次被着された、ゲート導電層（第１の金属層９２）、ゲート絶縁層３０、不純物を含まない第１の非晶質シリコン層３１、不純物を含む第２の非晶質シリコン層３３及びソース・ドレイン導電層（第２の金属層３４）を含む多層体から、ハーフトーン露光技術を用いて形成される。
また、パシベーション絶縁層３７は、上述したように、ガラス基板２上に被着され、ソース電極用開口部６１Ａ、ドレイン電極用開口部６２Ａ、走査線１１の電極端子用開口部６３Ａ、蓄積容量線１６の電極端子用開口部６５Ａ、蓄積電極用開口部６６Ａ及び寄生トランジスタ防止用開口部６７Ａが形成されている。
【００８７】
信号線１２とともに形成されたソース配線（１２）は、ソース電極用開口部６１Ａを介してソース電極（３４Ｓ）と接続されている。
また、画素電極２２（ドレイン配線を含む。）は、ドレイン電極用開口部６２を介してドレイン電極（３４Ｄ）と接続されている。
さらに、保護絶縁層９０は、ガラス基板２上に被着され、さらに、画素電極用開口部３８が形成されている。また、保護絶縁層９０は、走査線１１の電極端子用開口部６３が形成され、さらに、信号線１２の電極端子用開口部６４が形成されている。この電極端子用開口部６３内に走査線用電極端子５Ａが形成され、電極端子用開口部６４内に信号線用電極端子６Ａが形成されている。このようにすると、露出した走査線１１の側面がパシベーション絶縁層３７で覆われるので、走査線１１と信号線１２の交差が可能となり、また、走査線用電極端子５Ａ及び信号線用電極端子６Ａを容易に形成することができる。
【００８８】
また、保護絶縁層９０は、遮光性を有する絶縁層（感光性黒色顔料分散樹脂からなる層）である。
このようにすると、保護絶縁層９０が、ソース配線やドレイン配線を保護・絶縁するとともに、ブラックマトリクスとしても機能するので、表示装置用基板の付加価値を向上させることができる。また、この表示装置用基板が液晶表示装置に用いられる場合には、カラーフィルタにブラックマトリクスを形成しなくてもすむので、液晶表示装置におけるトータルのマスク数を削減することができる。したがって、製造原価のコストダウンを図ることができる。
【００８９】
また、走査線用電極端子Ｐ５、ソース配線（１２）、画素電極Ｐ２２などを、透明導電層９１と第３の金属層３５との積層体より形成し、さらに、保護絶縁層９０を形成した後、開口部内の第３の金属層３５を選択的に除去し、透明導電層９１よりなる、走査線用電極端子５Ａ、信号線用電極端子６Ａ及び画素電極２２を露出させている。
このようにすると、導電性及び透光性を向上させることができ、表示装置用基板としての性能を高めることができる。
【００９０】
また、走査線１１の一部上に保護配線１１Ｐを形成してある。このようにすると、寄生トランジスタの悪影響を回避することができ、表示装置用基板としての性能を向上させることができる。
さらに、好ましくは、蓄積容量部１５を設けてもよい。このようにすると、表示画像の階調性などを向上させることができ、表示装置用基板としての付加価値を向上させることができる。
また、ガラス基板２が、透明であり、かつ、絶縁性を有し、さらに、パシベーション絶縁層３７が透明であるので、透光性を向上させることができ、液晶表示装置に用いられた場合、画像品質を向上させることができる。
【００９１】
以上説明したように、本実施形態の表示装置用基板２Ａは、４枚マスク・プロセスで製造することができる。また、パシベーション絶縁層３７（透明絶縁層）によって、絶縁ゲート型トランジスタ（ボトムゲート型の薄膜トランジスタ）のチャネルが保護され、露出したゲート導電層の側面がパシベーション絶縁層３７によって覆われる。さらに、ソース・ドレイン配線が、保護絶縁層９０によって保護されている。すなわち、効果的に、チャネル、ゲート導電層の側面及びソース・ドレイン配線を保護することができる。
【００９２】
また、本実施形態は、様々な応用例を有している。  
第一実施形態の応用例にかかる表示装置用基板２Ａ´は、上述した表示装置用基板の製造方法の第一実施形態の応用例により製造された表示装置用基板である（図１２，１３参照）。
すなわち、スペーサ領域の保護絶縁層９０の膜厚を、他の領域に比べて厚くし、感光性黒色顔料分散樹脂パターン８５Ａをフォトスペーサとするとよい。
このようにすると、保護絶縁層９０が、ソース配線やドレイン配線を保護し絶縁するとともに、フォトスペーサとしても機能するので、表示装置用基板２Ａ´の付加価値を向上させることができる。また、この表示装置用基板２Ａ´が液晶表示装置に用いられる場合には、カラーフィルタにフォトスペーサを形成しなくてもすむので、液晶表示装置におけるトータルのマスク数を削減することができる。したがって、製造原価のコストダウンを図ることができる。
【００９３】
［液晶表示装置及びその製造方法の第一実施形態］
また、本発明は、液晶表示装置及びその製造方法の発明としても有効である。
第一実施形態の液晶表示装置は、チャネルエッチ型の絶縁ゲート型トランジスタの形成された表示装置用基板２Ａ´と、カラーフィルタと、表示装置用基板２Ａ´とカラーフィルタとの間に充填される液晶を有する液晶表示装置である。表示装置用基板２Ａ´は、上記表示装置用基板の第一実施形態の応用例にかかる表示装置用基板である。すなわち、この液晶表示装置は、表示装置用基板２Ａ´と、ＢＭ及びフォトスペーサの形成されていないカラーフィルタ９とを貼り合わせて液晶パネル化してある。
このように、本発明は、液晶表示装置の発明としても有効であり、保護絶縁層９０が、ソース配線やドレイン配線を保護し絶縁するとともに、ブラックマトリクスやフォトスペーサとしても機能するので、カラーフィルタにブラックマトリクスやフォトスペーサを形成しなくてもすみ、液晶表示装置におけるトータルのマスク数を削減することができる。したがって、製造工程数、とりわけ写真食刻工程の削減は明確である。この結果、液晶表示装置の製造原価の大幅なコストダウンを図ることができる。
【００９４】
また、第一実施形態の液晶表示装置の製造方法は、チャネルエッチ型の絶縁ゲート型トランジスタの形成された表示装置用基板２Ａ´と、カラーフィルタとの間に液晶を充填する工程を有する液晶表示装置の製造方法において、表示装置用基板が、上記第一実施形態の応用例にかかる表示装置用基板２Ａ´の製造方法を用いて製造される方法としてある。すなわち、この液晶表示装置の製造方法は、表示装置用基板２Ａ´と、ＢＭ及びフォトスペーサの形成されていないカラーフィルタ９とを貼り合わせて液晶パネル化してある。
このように、本発明は、液晶表示装置の製造方法の発明としても有効であり、保護絶縁層が、ソース配線やドレイン配線を保護し絶縁するとともに、ブラックマトリクスやフォトスペーサとしても機能するので、カラーフィルタにブラックマトリクスやフォトスペーサを形成しなくてもすみ、液晶表示装置におけるトータルのマスク数を削減することができる。したがって、液晶表示装置の製造原価の大幅なコストダウンを図ることができる。
【００９５】
［表示装置用基板及びその製造方法の第二実施形態］
図１４は、本発明の第二実施形態に係る表示装置用基板の製造方法を説明するための概略フローチャート図を示している。
また、図１５、１７、１９、２１、２３は、本発明の第二実施形態に係る表示装置用基板の製造方法を説明するための、各製造工程に対応した単位画素の概略平面図である。
さらに、図１６、１８、２０、２２、２４は、本発明の第二実施形態に係る表示装置用基板の製造方法を説明するための、各製造工程に対応した単位画素の概略断面図である。これら概略断面図の（ａ）はＡ−Ａ’線上（絶縁ゲート型トランジスタ（薄膜トランジスタ）領域）の断面図を示しており、（ｂ）はＢ−Ｂ’線上（走査線用電極端子領域）の断面図を示しており、（ｃ）はＣ−Ｃ’線上（信号線用電極端子領域）の断面図を示している（図２３参照）。
本実施形態の表示装置用基板は、チャネルエッチ型の絶縁ゲート型トランジスタ（薄膜トランジスタ）を有している。
【００９６】
まず、図１４，１５，１６に示すように、ガラス基板２上に、透明導電層９１、第１の金属層９２、ゲート絶縁層３０、第１の非晶質シリコン層３１、第２の非晶質シリコン層３３及び第２の金属層３４を順次被着する（ステップＳ２１）。
すなわち、透明かつ絶縁性を有するガラス基板２の一主面上に、ＳＰＴ等の真空製膜装置を用いて、膜厚０．１μｍ程度の透明導電層９１と、膜厚０．１〜０．３μｍ程度の第１の金属層（走査線用金属層）９２を被着する。第１の金属層９２については、第一実施形態で記述した通りであり、透明導電層９１の組成や膜質については後述する。
【００９７】
次に、第１の金属層９２上にＰＣＶＤ装置を用いて、ゲート絶縁層３０としての第１のＳｉＮｘ層、不純物をほとんど含まず絶縁ゲート型トランジスタのチャネルとなる第１の非晶質シリコン層３１、及び、不純物を含み絶縁ゲート型トランジスタのソース及びドレインとなる第２の非晶質シリコン層３３の３種類の薄膜層を、例えば０．３−０．２−０．０５μｍ程度の膜厚で順次被着する。さらに、ＳＰＴ等の真空製膜装置を用いて、膜厚０．１μｍ程度の第２の金属層３４を被着する。通常、第２の金属層３４として、耐熱金属層（例えばＭｏ，Ｔｉ等の薄膜層）が用いられる。
【００９８】
次に、図１４に示すように、所定の形状の感光性樹脂パターンを第２の金属層３４上に形成する（ステップＳ２２）。
すなわち、図１５と図１６に示すように、感光性樹脂パターン８４は、ソース・ドレイン領域と蓄積容量部に対応したパターン８４Ａ１，８４Ａ２の膜厚が例えば２μｍで、走査線１１と走査線１１の擬似電極端子９４、蓄積容量線１６、擬似画素電極９３及び信号線の擬似電極端子９５に対応したパターン８４Ｂ（１１）と８４Ｂ（９４），８４Ｂ（１６），８４Ｂ（９３），８４Ｂ（９５）の膜厚が例えば１μｍであるような感光性樹脂パターン８４Ａ，８４Ｂをハーフトーン露光技術により形成する。
【００９９】
次に、図１４に示すように、感光性樹脂パターン８４をマスクとして、第２の金属層３４、第２の非晶質シリコン層３３、第１の非晶質シリコン層３１、ゲート絶縁層３０及び第１の金属層９２を除去する（ステップＳ２３）。
すなわち、上記感光性樹脂パターン８４Ａ，８４Ｂをマスクとして、第２の金属層３４、第２の非晶質シリコン層３３、第１の非晶質シリコン層３１、ゲート絶縁層３０、第１の金属層９２及び透明導電層９１を除去する。これにより、走査線１１、蓄積容量線１６、信号線の擬似電極端子９５、擬似画素電極９３などが形成される。
【０１００】
上記除去にあたり、第２の非晶質シリコン層３３、第１の非晶質シリコン層３１、ゲート絶縁層３０は、弗素系ガスを用いたドライエッチングによってなされる。第１の金属層９２がＴｉ，Ｔａの場合には、ドライエッチによって除去され、またＣｒ，Ｍｏの場合は、専用のエッチング液を用いて、あるいは、Ｍｏ／ＡＬ／ＭｏまたはＡＬ（Ｎｄ）／Ｍｏの場合は、燐酸に数％の硝酸を添加した混酸を用いてウェットエッチングによって除去される。
【０１０１】
エッチング断面形状のテーパと製造工程数の削減観点からは、混酸を用いて第１の金属層９２に続いて透明導電層９１をエッチングできることが望ましい。しかしながら、後述する画素電極露出工程で透明導電層９１が消失しないように、透明導電層９１は、混酸に対してエッチングされない耐性が必要である。
【０１０２】
このような性質を持つ透明導電層９１としては、結晶化温度が数１００℃と高いＩＴＺＯを挙げることができる。例えば、スパッタターゲットのＩＴＺＯ組成比（ｗｔ％）が７０：１５：１５のＩＴＺＯ膜は、ゲート絶縁層であるＳｉＮｘの製膜温度である３５０℃の加熱処理を受けても膜質は非晶質を維持し、蓚酸を用いてエッチング可能でありながら、混酸に対して耐性を有すると言う極めて特異な材料である。
【０１０３】
したがって、スパッタターゲットのＩＴＺＯ組成比が７０：１５：１５のＩＴＺＯ膜を用いた場合、混酸を用いて第１の金属層９２をエッチングした後、蓚酸を用いて透明導電層９１をエッチングすることになる。透明導電層９１をエッチングするときに、第１の金属層９２がマスクとして機能し、上層の第１の金属層よりも下層の透明導電層９１のパターン幅が小さくなるアンダーカットの発生には留意する必要がある。その理由は、後述する透明絶縁層９１を介した走査線と信号線との多層配線の短絡を回避せねばならないからである。
このようにしてゲート電極１１Ａも兼ねる走査線１１、蓄積容量線１６、擬似画素電極９３、走査線の擬似電極端子９４及び信号線の擬似電極端子９５とソース・ドレイン領域に対応した多層膜パターンを形成する。
【０１０４】
次に、図１４，１７，１８に示すように、感光性樹脂パターンの膜厚を減じて、第２の金属層３４を露出させる（ステップＳ２４）。
すなわち、酸素プラズマ等の灰化手段により、上記感光性樹脂パターン８４Ａ，８４Ｂを１μｍ以上膜減りさせると、感光性樹脂パターン８４Ｂが消失して走査線１１上、蓄積容量線１６上、擬似画素電極９３上、走査線の擬似電極端子９４上及び信号線の擬似電極端子９５上に第２の金属層３４Ａ，３４Ｂ（図示せず）が露出する。また、ソース・ドレイン領域と蓄積容量部にのみ、感光性樹脂パターン８４Ｃ１，８４Ｃ２を選択的に形成することができる。
【０１０５】
次に、図１４に示すように、膜厚を減じた感光性樹脂パターン８４Ｃ１，８４Ｃ２をマスクとして、第２の金属層３４、第２の非晶質シリコン層３３及び第１の非晶質シリコン層３１の一部を除去する（ステップＳ２５）。
すなわち、図１７と図１８に示すように、感光性樹脂パターン８４Ｃ１，８４Ｃ２をマスクとして、ソース・ドレイン領域と蓄積容量部１５を除いて第２の金属層３４Ａ，３４Ｂと第２の非晶質シリコン３３Ａ，３３Ｂを食刻し、さらに、第１の非晶質シリコン３１Ａ，３１Ｂを０．０５〜０．１μｍ程度残して食刻する。この時点で、第２の金属層３４よりなるソース電極３４Ｓ，ドレイン電極３４Ｄが形成され、第２の非晶質シリコン層３３よりなるソース３３Ｓ，ドレイン３３Ｄが絶縁分離される。
続いて、感光性樹脂パターン８４Ｃを除去する。
【０１０６】
次に、図１４，１９，２０に示すように、ガラス基板２上に透明絶縁性のパシベーション絶縁層３７を被着する（ステップＳ２６）。
すなわち、ガラス基板２上の全面に、ＰＣＶＤ装置を用いて、透明絶縁性のパシベーション絶縁層３７として膜厚０．３μｍ程度の第２のＳｉＮｘ層を被着する。これにより、第２のＳｉＮｘ層はパシベーション絶縁層３７として機能し、絶縁ゲート型トランジスタのチャネルである第１の非晶質シリコン３１Ａを外気より保護する。
【０１０７】
次に、図１４に示すように、パシベーション絶縁層３７を形成し、走査線１１の電極端子用開口部６３Ａ、信号線１２の電極端子用開口部６４Ａ、及び、画素電極用開口部３８Ａ内の第１の金属層９２を露出させる（ステップＳ２７）。
すなわち、図１９と図２０に示すように、微細加工技術によりソース電極３４Ｓ，ドレイン電極３４Ｄ上のパシベーション絶縁層３７を除去し、ソース電極用開口部６１Ａ，ドレイン電極用開口部６２Ａを形成する。また、擬似画素電極９３上、走査線の擬似電極端子９４上、蓄積容量線１６の電極端子が形成される領域上、信号線の擬似電極端子９５上及び画像表示部の蓄積容量部３４Ｃ２上と走査線１１の一部上のパシベーション絶縁層３７と第１の非晶質シリコン３１Ａ，３１Ｂとゲート絶縁層３０，３０Ｂを除去して、それぞれ開口部３８Ａ，６３Ａ，６４Ａ，６５Ａ及び６６Ａ，６７Ａを形成する。
このように開口部６７Ａ内の第１の非晶質シリコン３１Ａを除去することにより、寄生トランジスタの発生を抑止している。ただし、開口部６７Ａ内に、走査線１１の一部が露出してしまう。
【０１０８】
次に、図１４，２１，２２に示すように、信号線１２及びドレイン配線２１を形成する（ステップＳ２８）。
すなわち、ソース・ドレイン配線の形成工程では、まず、ガラス基板２の全面にＳＰＴ等の真空製膜装置を用いて、膜厚０．３μｍ程度の第３の金属層（ソース・ドレイン配線用金属層）３５を被着する。続いて、微細加工技術により、第３の金属層３５を食刻して除去し、開口部６４Ａ内の擬似電極端子９５の一部と開口部６１Ａを含む範囲に、第３の金属層３５Ａよりなり絶縁ゲート型トランジスタのソース配線も兼ねる信号線１２を形成する。また、開口部３８Ａ内の擬似画素電極９３の一部と開口部６２Ａを含む範囲に、第３の金属層３５Ｂよりなり絶縁ゲート型トランジスタのドレイン配線２１を形成する。さらに、開口部３８Ａ内の擬似画素電極９３の一部と開口部６６Ａを含む範囲に、画素接続電極２１Ｐを形成する。
第３の金属層３５のエッチング液またはエッチングガスに対して、第１の金属層９２が耐性を持てば開口部６７Ａ内に露出している走査線の一部が膜減りまたは消失することはない。したがって、必ずしも必須ではないが、画像表示部内の開口部６７Ａに、走査線の補助配線１１Ｐを形成しておくとよい。
【０１０９】
また、第３の金属層３５としては、単層の場合には、第１の金属層と同様にＴｉ，Ｃｒ，Ｍｏ等の耐熱金属が用いられる。信号線の低抵抗化のためには、走査線の場合と同様にＡＬ薄膜層が有効であるが、本実施形態では、第２の金属層の食刻時に第１の金属層９２は食刻されない金属として、例えばＣｒを選択している。
【０１１０】
次に、図１４，２３，２４に示すように、開口部を有する保護絶縁層９０を形成する（ステップＳ２９）。
すなわち、まず、図２３と図２４に示すように、ガラス基板２の全面上に、保護絶縁層９０として１μｍ以上の膜厚の感光性黒色顔料分散樹脂を塗布し、続いて、露光及び現像を行う。これにより、擬似画素電極９３上と擬似電極端子９４，９５上に、それぞれ開口部３８，６３，６４を形成する。
続いて、透明導電層９１よりなる、画素電極２２、走査線用電極端子５Ａ、蓄積容量線用電極端子及び信号線用電極端子６Ａを露出させる（ステップＳ３０）。
すなわち、各開口部内の第１の金属層９１を選択的に除去して、透明導電性の画素電極２２と透明導電性の電極端子５Ａ，６Ａの大部分を露出させる。
ＩＴＺＯ組成比（ｗｔ％）が７０：１５：１５のＩＴＺＯ膜は、加熱の有無によらず酸性溶液に対して耐性を持ち、硝酸セリウムを含む過塩素酸溶液を用いて第１の金属層９２を除去しても、画素電極２２と電極端子５Ａ，６Ａが膜減りするとか消失することはない。なお番号は付与しないが、蓄積容量線１６の擬似電極端子上にも開口部を形成しておき、透明導電層よりなる蓄積容量線の電極端子を得ている。
【０１１１】
以上説明したように、本実施形態の表示装置用基板２Ｂの製造方法によれば、ハーフトーン露光技術を用いた走査線１１とソース・ドレイン領域などの形成工程、パシベーション絶縁層３７への開口部形成工程、ソース・ドレイン配線と擬似画素電極の形成工程、及び、保護絶縁層９０への開口部形成工程において、合計４枚のフォトマスクを用いて表示装置用基板を製造することができる。ここで、保護絶縁層９０への開口部形成工程（最終の写真食刻工程）がＢＭ形成工程を兼ねているので、表示装置用基板２Ｂの作製は、実質的には３枚のフォトマスクを用いてなされている。したがって、従来の液晶表示装置と比較して製造工程数の削減は明白である。
【０１１２】
また、保護絶縁層９０は、ソース・ドレイン配線１２，２１を保護するとともに、保護配線１１Ｐ（保護配線１１Ｐを形成しない場合は、寄生トランジスタ防止用開口部６７Ａ内に露出している走査線１１）を保護する。したがって、たとえば、これらの部位から液晶に直流電流が流れて、液晶パネルが劣化するといった不具合を回避している。
さらに、製造方法は同一であり図示はしないが、画素電極にスリット（切れ目）を入れる、あるいは、画素電極上に保護絶縁層を突起状に残すことにより、配向規制手段を付与して、垂直配向型の液晶モードに対応することも可能である。すなわち、本実施形態の技術は、工程削減と視野角改善の２つの課題を同時に克服できる優れた技術でもある。
【０１１３】
また、本実施形態は、様々な応用例を有している。  
次に、この第二実施形態の応用例について、図面を参照して説明する。
たとえば、上記実施形態では、保護絶縁層９０として、ネガ型の感光性黒色顔料分散樹脂（この樹脂は、通常、ＣＦ基板のＢＭに用いられる。）が用いられるが、この樹脂の代わりに、最近開発されたポジ型の感光性黒色顔料分散樹脂を用いてハーフトーン露光技術を併用してもよい。このようにすると、図２５と図２６に示すように、画素電極２２、走査線用電極端子５Ａ、信号線用電極端子６Ａ及び蓄積容量線用電極端子７Ａ上に、それぞれ画素電極用開口部３８及び電極端子用開口部６３、６４，６５を有するとともに、スペーサ配置領域８５Ａの膜厚が例えば３μｍで、その他の領域８５Ｂの膜厚が例えば１μｍとなるような感光性黒色顔料分散樹脂パターン８５Ａ，８５Ｂを形成することができる。この感光性黒色顔料分散樹脂パターン８５Ａ，８５Ｂをマスクとして、上記のように各開口部内の第１の金属層９２を選択的に除去して、透明導電性の画素電極２２と、透明導電性の走査線用電極端子５Ａ、信号線用電極端子６Ａ及び蓄積容量線用電極端子７Ａの大部分を露出させる。また、スペーサ配置領域８５Ａは画素内で画像表示に支障のない領域が適しており、例えば図に示すように信号線１２上に配置される。
【０１１４】
このようにして得られた表示装置用基板２Ｂ´とＢＭを内蔵していないカラーフィルタ９とを貼り合わせて液晶パネル化すると、表示装置用基板２Ｂ´にフォトスペーサ（突出した感光性黒色顔料分散樹脂パターン８５Ａ）が形成されているので、パネル組立工程におけるスペーサ分散工程を不要とする、あるいはＣＦ基板上にスペーサを形成する必要が無いので、従来の液晶表示装置と比較して製造工程数の削減がさらに推進され、より液晶表示装置の製造コストを下げることが容易となる。
また、表示装置用基板２Ｂ´上にＢＭを形成するため、従来のような表示装置用基板とＣＦ基板との貼り合せにおける相対的な位置ずれは、自動的に吸収されて開口率も自動的に向上する副次的な効果も得られる。
【０１１５】
また、本発明は、表示装置用基板の発明としても有効である。
第二実施形態の表示装置用基板２Ｂは、上述した表示装置用基板の製造方法の第二実施形態により製造された表示装置用基板である（図２３，２４参照）。
表示装置用基板２Ｂは、チャネルエッチ型の絶縁ゲート型トランジスタを有する表示装置用基板であって、ゲート電極１１Ａ、ゲート絶縁体３０Ａ、チャネル（３１）、ソース電極（３４Ｓ）、ドレイン電極（３４Ｄ）、走査線１１、画素電極２２、走査線用電極端子５Ａ及び信号線用電極端子６Ａと、パシベーション絶縁層３７と、ソース配線（１２）と、信号線１２と、ドレイン配線２１と、保護絶縁層９０とを備えている。
【０１１６】
ゲート電極１１Ａ、ゲート絶縁体３０Ａ、チャネル（３１）、ソース電極（３４Ｓ）、ドレイン電極（３４Ｄ）、走査線１１、画素電極２２、走査線用電極端子５Ａ及び信号線用電極端子６Ａは、上述したように、ガラス基板２の一主面上に順次被着された、透明導電層９１、ゲート導電層（第１の金属層９２）、ゲート絶縁層３０、不純物を含まない第１の非晶質シリコン層３１、不純物を含む第２の非晶質シリコン層３３及びソース・ドレイン導電層（第２の金属層３４）を含む多層体から、ハーフトーン露光技術を用いて形成される。
また、パシベーション絶縁層３７は、上述したように、ガラス基板２上に被着され、ソース電極用開口部６１Ａ、ドレイン電極用開口部６２Ａ、画素電極用開口部３８、走査線１１の電極端子用開口部６３Ａ、信号線１２の電極端子用開口部６４Ａ、蓄積容量線１６の電極端子用開口部６５Ａ、蓄積電極用開口部６６Ａ及び寄生トランジスタ防止用開口部６７Ａが形成されている。
【０１１７】
ソース配線（１２）は、ソース電極用開口部６１Ａを介してソース電極（３４Ｓ）と接続されている。
信号線１２は、ソース配線（１２）と同じ層からなり、信号線１２の電極端子用開口部６４Ａの一部を介して信号線用電極端子６Ａと接続されている。
また、ドレイン配線２１は、ドレイン電極用開口部６２Ａ及び画素電極用開口部３８の一部を介してドレイン電極３４Ｄ及び画素電極２２と接続されている。
さらに、保護絶縁層９０は、ガラス基板２上に被着され、さらに、画素電極用開口部３８が形成されている。また、保護絶縁層９０は、走査線１１の電極端子用開口部６３が形成され、さらに、信号線１２の電極端子用開口部６４が形成されている。この電極端子用開口部６３内に走査線用電極端子５Ａが形成され、電極端子用開口部６４内に信号線用電極端子６Ａが形成されている。このようにすると、露出した走査線１１の側面がパシベーション絶縁層３７で覆われるので、走査線１１と信号線１２の交差が可能となり、また、走査線用電極端子５Ａ及び信号線用電極端子６Ａを容易に形成することができる。
【０１１８】
また、保護絶縁層９０は、遮光性を有する絶縁層（感光性黒色顔料分散樹脂からなる層）である。
このようにすると、保護絶縁層９０が、ソース配線やドレイン配線を保護・絶縁するとともに、ブラックマトリクスとしても機能するので、表示装置用基板の付加価値を向上させることができる。また、この表示装置用基板が液晶表示装置に用いられる場合には、カラーフィルタにブラックマトリクスを形成しなくてもすむので、液晶表示装置におけるトータルのマスク数を削減することができる。したがって、製造原価のコストダウンを図ることができる。
【０１１９】
また、走査線用電極端子Ｐ５、ソース配線（１２）、画素電極Ｐ２２などを、透明導電層９１と第３の金属層３５との積層体より形成し、さらに、保護絶縁層９０を形成した後、開口部内の第３の金属層３５を選択的に除去し、透明導電層９１よりなる、走査線用電極端子５Ａ、信号線用電極端子６Ａ及び画素電極２２を露出させている。
このようにすると、導電性及び透光性を向上させることができ、表示装置用基板としての性能を高めることができる。
【０１２０】
また、走査線１１の一部上に保護配線１１Ｐを形成してある。このようにすると、寄生トランジスタの悪影響を回避することができ、表示装置用基板としての性能を向上させることができる。
さらに、好ましくは、蓄積容量部１５を設けてもよい。このようにすると、表示画像の階調性などを向上させることができ、表示装置用基板としての付加価値を向上させることができる。
また、ガラス基板２が、透明であり、かつ、絶縁性を有し、さらに、パシベーション絶縁層３７が透明であるので、透光性を向上させることができ、液晶表示装置に用いられた場合、画像品質を向上させることができる。
【０１２１】
以上説明したように、本実施形態の表示装置用基板２Ｂは、ハーフトーン露光技術を用いた走査線、擬似画素電極及び擬似電極端子とソース・ドレイン領域の形成工程、パシベーション絶縁層への開口部形成工程、ソース・ドレイン配線の形成工程、及び、感光性黒色顔料分散樹脂の開口部形成工程において、計４枚のフォトマスクを用いて表示装置用基板２Ｂを得ているが、最終写真食刻工程がＢＭ形成工程を兼ねるので、表示装置用基板２Ｂの作製は実質的には３枚のフォトマスクを用いてなされており、従来の液晶表示装置と比較して製造工程数の削減は明白である。
また、パシベーション絶縁層３７（透明絶縁層）によって、絶縁ゲート型トランジスタ（ボトムゲート型の薄膜トランジスタ）のチャネルが保護され、露出したゲート導電層の側面がパシベーション絶縁層３７によって覆われる。さらに、ソース・ドレイン配線が、保護絶縁層９０によって保護されている。すなわち、効果的に、チャネル、ゲート導電層の側面及びソース・ドレイン配線を保護することができる。
【０１２２】
また、本実施形態は、様々な応用例を有している。  
第二実施形態の応用例にかかる表示装置用基板２Ｂ´は、上述した表示装置用基板の製造方法の第二実施形態の応用例により製造された表示装置用基板である（図２５，２６参照）。
すなわち、スペーサ領域の保護絶縁層９０の膜厚を、他の領域に比べて厚くし、感光性黒色顔料分散樹脂パターン８５Ａをフォトスペーサとするとよい。
このようにすると、保護絶縁層９０が、ソース配線やドレイン配線を保護し絶縁するとともに、フォトスペーサとしても機能するので、表示装置用基板２Ｂ´の付加価値を向上させることができる。また、この表示装置用基板２Ｂ´が液晶表示装置に用いられる場合には、カラーフィルタにフォトスペーサを形成しなくてもすむので、液晶表示装置におけるトータルのマスク数を削減することができる。したがって、製造原価のコストダウンを図ることができる。
【０１２３】
［液晶表示装置及びその製造方法の第二実施形態］
また、本発明は、液晶表示装置及びその製造方法の発明としても有効である。
第二実施形態の液晶表示装置は、チャネルエッチ型の絶縁ゲート型トランジスタの形成された表示装置用基板２Ｂ´と、カラーフィルタと、表示装置用基板２Ｂ´とカラーフィルタとの間に充填される液晶を有する液晶表示装置である。表示装置用基板２Ｂ´は、上記表示装置用基板の第二実施形態の応用例にかかる表示装置用基板である。すなわち、この液晶表示装置は、表示装置用基板２Ｂ´と、ＢＭ及びフォトスペーサの形成されていないカラーフィルタ９とを貼り合わせて液晶パネル化してある。
【０１２４】
また、感光性黒色顔料分散樹脂９０は、ソース・ドレイン配線１２，２１を保護するだけではなく、開口部６７Ａ内に露出している走査線１１の一部または開口部６７Ａを含む範囲に形成された走査線の補助配線１１Ｐも保護している。このようにすると、これらの部位から液晶に直流電流が流れて、液晶パネルが劣化する不具合を回避することができる。蓄積容量１５の接続に関しては、図１９と図２１に示した通りで、第一実施形態とほぼ同一である。
また、静電気対策については、走査線の擬似電極端子９４と信号線の擬似電極端子９５との間に、第１の金属層９２と透明導電層９１とからなる静電気対策パターンを形成しておき、その間の第１の金属層９２を除去して、透明導電層パターン４０で接続すれば、従来例と同等のものが得られる。
【０１２５】
このように、本発明は、液晶表示装置の発明としても有効であり、保護絶縁層９０が、ソース配線やドレイン配線を保護し絶縁するとともに、ブラックマトリクスやフォトスペーサとしても機能するので、カラーフィルタにブラックマトリクスやフォトスペーサを形成しなくてもすみ、液晶表示装置におけるトータルのマスク数を削減することができる。したがって、製造工程数、とりわけ写真食刻工程の削減は明確である。この結果、液晶表示装置の製造原価の大幅なコストダウンを図ることができる。
【０１２６】
また、第二実施形態の液晶表示装置の製造方法は、チャネルエッチ型の絶縁ゲート型トランジスタの形成された表示装置用基板２Ｂ´と、カラーフィルタとの間に液晶を充填する工程を有する液晶表示装置の製造方法において、表示装置用基板が、上記第二実施形態の応用例にかかる表示装置用基板２Ｂ´の製造方法を用いて製造される方法としてある。すなわち、この液晶表示装置の製造方法は、表示装置用基板２Ｂ´と、ＢＭ及びフォトスペーサの形成されていないカラーフィルタ９とを貼り合わせて液晶パネル化してある。
このように、本発明は、液晶表示装置の製造方法の発明としても有効であり、保護絶縁層が、ソース配線やドレイン配線を保護し絶縁するとともに、ブラックマトリクスやフォトスペーサとしても機能するので、カラーフィルタにブラックマトリクスやフォトスペーサを形成しなくてもすみ、液晶表示装置におけるトータルのマスク数を削減することができる。したがって、液晶表示装置の製造原価の大幅なコストダウンを図ることができる。
【０１２７】
［表示装置用基板及びその製造方法の第三実施形態］
図２７は、本発明の第三実施形態に係る表示装置用基板の製造方法を説明するための概略フローチャート図を示している。
また、図２８、３０、３２は、本発明の第三実施形態に係る表示装置用基板の製造方法を説明するための、各製造工程に対応した単位画素の概略平面図である。
さらに、図２９、３１、３３は、本発明の第三実施形態に係る表示装置用基板の製造方法を説明するための、各製造工程に対応した単位画素の概略断面図である。これら概略断面図の（ａ）はＡ−Ａ’線上（絶縁ゲート型トランジスタ（薄膜トランジスタ）領域）の断面図を示しており、（ｂ）はＢ−Ｂ’線上（走査線用電極端子領域）の断面図を示しており、（ｃ）はＣ−Ｃ’線上（信号線用電極端子領域）の断面図を示している（図３０参照）。
本実施形態の表示装置用基板は、チャネルエッチ型の絶縁ゲート型トランジスタ（薄膜トランジスタ）を有している。
なお、図２７におけるステップＳ４１〜Ｓ４７は、上記第二実施形態のステップＳ２１〜Ｓ２７（図１４参照）と同じであり、詳細な説明を省略する。
【０１２８】
本実施形態は、図２７のステップＳ４７に示すように、パシベーション絶縁層３７を形成し、ソース電極３４Ｓ，ドレイン電極３４Ｄ上のパシベーション絶縁層３７を除去して開口部６１Ａ，６２Ａを形成する（図１９、２０参照）。また、擬似画素電極９３上、走査線の擬似電極端子９４上、蓄積容量線１６の電極端子が形成される領域上、信号線の擬似電極端子９５上及び画像表示部の蓄積容量部３４Ｃ２上と走査線１１の一部上のパシベーション絶縁層３７と第１の非晶質シリコン３１Ａ，３１Ｂとゲート絶縁層３０，３０Ｂを除去し、それぞれ開口部３８Ａ，６３Ａ，６４Ａ，６５Ａ及び６６Ａ，６７Ａを形成する。ここまでは、上記第二実施形態と同一の製造工程を進行する。
【０１２９】
次に、図２７，２８，２９に示すように、信号線１２及びドレイン配線２１を形成し、走査線１１の電極端子用開口部６３、信号線１２の電極端子用開口部６４、蓄積容量線１６の電極端子用開口部６５、及び、画素電極用開口部３８内の透明導電層９１を露出させる（ステップＳ４８）。
すなわち、ソース・ドレイン配線の形成工程では、ガラス基板２の全面にＳＰＴ等の真空製膜装置を用いて、膜厚０．３μｍ程度の第３の金属層３５（ソース・ドレイン配線用金属層）を被着する。次に、微細加工技術により、第３の金属層３５を食刻して除去し、開口部６４Ａ内の擬似電極端子９５の一部と開口部６１Ａを含む範囲に、第３の金属層３５Ａよりなり絶縁ゲート型トランジスタのソース配線も兼ねる信号線１２を形成する。また、開口部３８Ａ内の擬似画素電極９３の一部と開口部６２Ａを含む範囲に、第３の金属層３５Ｂよりなる絶縁ゲート型トランジスタのドレイン電極２１を形成する。また、開口部３８Ａ内の擬似画素電極９３の一部と開口部６２Ａを含む範囲に、画素接続電極２１Ｐを形成する。
【０１３０】
また、本実施形態では、第１の金属層９２と第３の金属層３５を同じ材質に選定しているため、開口部６７Ａ内に露出している走査線１１の一部が膜減りまたは消失する不具合を回避するためには、画像表示部内の開口部６７Ａに、走査線１１の補助配線１１Ｐを形成しておくことはデバイス設計上、必須の要件となる。
【０１３１】
第３の金属層３５としては、単層の場合、第１の金属層と比較すると耐熱性は低くてもよいので、信号線の低抵抗化のためにもＡＬ薄膜層が望ましい。本実施形態では、第３の金属層３５を食刻するときに、第１の金属層９２も食刻されるようにする。このためには、第１の金属層９２として、例えばＭｏ／ＡＬ／ＭｏあるいはＭｏ／ＡＬ（Ｎｄ）を用いる。この結果、ソース・ドレイン配線を形成するとき、オーバーエッチングにより開口部３８Ａ，６３Ａ，６４Ａ及び６５Ａ内には、透明導電層９１よりなる画素電極２２、走査線の電極端子５Ａ、信号線の電極端子６Ａ及び蓄積容量線１６の電極端子７Ａが露出する。ＩＴＺＯ組成比（ｗｔ％）が７０：１５：１５のＩＴＺＯ膜は、加熱の有無によらず酸性溶液に対して耐性を持ち、燐酸に数％の硝酸を添加した混酸を用いて第１の金属層９２を除去しても、画素電極２２と電極端子５Ａ，６Ａが膜減りするとか消失する不具合は発生しない。
【０１３２】
次に、図２７，３０，３１に示すように、開口部を有する保護絶縁層９０を形成する（ステップＳ４９）。
すなわち、まず、図３０と図３１に示すように、ガラス基板２の全面上に、保護絶縁層９０として１μｍ以上の膜厚の感光性黒色顔料分散樹脂を塗布し、続いて、露光及び現像を行う。これにより、画素電極２２上と電極端子５Ａ，６Ａ上に、それぞれ開口部３８，６３，６４を形成して透明導電性の画素電極２２と透明導電性の電極端子５Ａ，６Ａの大部分を露出する。なお番号は付与しないが蓄積容量線１６の電極端子上にも開口部を形成して蓄積容量線の電極端子を露出する。
【０１３３】
以上説明したように、本実施形態の表示装置用基板２Ｃは、ハーフトーン露光技術を用いた走査線、擬似画素電極及び擬似電極端子とソース・ドレイン領域の形成工程、パシベーション絶縁層への開口部形成工程、ソース・ドレイン配線の形成工程、及び、感光性黒色顔料分散樹脂の開口部形成工程において、計４枚のフォトマスクを用いて表示装置用基板２Ｃを得ているが、最終写真食刻工程がＢＭ形成工程を兼ねるので、表示装置用基板２Ｃの作製は実質的には３枚のフォトマスクを用いてなされており、従来の液晶表示装置と比較して製造工程数の削減は明白である。
また、第１の金属層９２と第３の金属層３５を、エッチング液が共用できる同一種類の材質で構成することにより、エッチング回数を削減でき、製造工程数の削減が可能となる。
なお、その他の効果は、上記第二実施形態とほぼ同様である。
【０１３４】
また、本実施形態は、様々な応用例を有している。  
次に、この第三実施形態の応用例について、図面を参照して説明する。
たとえば、上記実施形態では、保護絶縁層９０として、ネガ型の感光性黒色顔料分散樹脂（この樹脂は、通常、ＣＦ基板のＢＭに用いられる。）が用いられるが、この樹脂の代わりに、最近開発されたポジ型の感光性黒色顔料分散樹脂を用いてハーフトーン露光技術を併用してもよい。このようにすると、図３２と図３３に示すように、画素電極２２、走査線用電極端子５Ａ、信号線用電極端子６Ａ及び蓄積容量線用電極端子７Ａ上に、それぞれ画素電極用開口部３８及び電極端子用開口部６３、６４，６５を有するとともに、スペーサ配置領域８５Ａの膜厚が例えば３μｍで、その他の領域８５Ｂの膜厚が例えば１μｍとなるような感光性黒色顔料分散樹脂パターン８５Ａ，８５Ｂを形成することができる。この感光性黒色顔料分散樹脂パターン８５Ａ，８５Ｂをマスクとして、上記のように各開口部内の第１の金属層９２を選択的に除去して、透明導電性の画素電極２２と、透明導電性の走査線用電極端子５Ａ、信号線用電極端子６Ａ及び蓄積容量線用電極端子７Ａの大部分を露出させる。また、スペーサ配置領域８５Ａは画素内で画像表示に支障のない領域が適しており、例えば図示すように信号線１２上に配置される。
【０１３５】
このようにして得られた表示装置用基板２Ｃ´とＢＭを内蔵していないカラーフィルタ９とを貼り合わせて液晶パネル化すると、表示装置用基板２Ｃ´にフォトスペーサ（突出した感光性黒色顔料分散樹脂パターン８５Ａ）が形成されているので、パネル組立工程におけるスペーサ分散工程を不要とする、あるいはＣＦ基板上にスペーサを形成する必要が無いので、従来の液晶表示装置と比較して製造工程数の削減がさらに推進され、より液晶表示装置の製造コストを下げることが容易となる。
また、表示装置用基板２Ｃ´上にＢＭを形成するため、従来のような表示装置用基板とＣＦ基板との貼り合せにおける相対的な位置ずれは、自動的に吸収されて開口率も自動的に向上する副次的な効果も得られる。
なお、本実施形態の表示装置用基板の製造方法は、上述したように、表示装置用基板、液晶表示装置及び液晶表示装置の製造方法の発明としても有効であり、第二実施形態とほぼ同様の効果を発揮することができる。
【０１３６】
以上、本発明の表示装置用基板及びその製造方法、並びに、液晶表示装置及びその製造方法について、好ましい実施形態を示して説明したが、本発明に係る表示装置用基板及びその製造方法、並びに、液晶表示装置及びその製造方法は、上述した実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲で種々の変更実施が可能であることは言うまでもない。
例えば、液晶表示装置は透過型に限定されるものではなく、反射型や半透過型の液晶表示装置においても適用は可能である。
また、絶縁ゲート型トランジスタの半導体層も非晶質シリコン層に限定されないことも明らかである。
【産業上の利用可能性】
【０１３７】
本発明に係る表示装置用基板は、液晶表示装置に設けられる場合に限定されるものではなく、たとえば、有機ＥＬディスプレイなどの表示装置にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１３８】
【図１】図１は、本発明の第一実施形態に係る表示装置用基板の製造方法を説明するための概略フローチャート図を示している。
【図２】図２は、走査線などの形成された第一実施形態の表示装置用基板の概略平面図である。
【図３】図３は、走査線などの形成された第一実施形態の表示装置用基板の概略断面図である。
【図４】図４は、ソース電極やドレイン電極などの形成された第一実施形態の表示装置用基板の概略平面図である。
【図５】図５は、ソース電極やドレイン電極などの形成された第一実施形態の表示装置用基板の概略断面図である。
【図６】図６は、パシベーション絶縁層などの形成された第一実施形態の表示装置用基板の概略平面図である。
【図７】図７は、パシベーション絶縁層などの形成された第一実施形態の表示装置用基板の概略断面図である。
【図８】図８は、ソース配線などの形成された第一実施形態の表示装置用基板の概略平面図である。
【図９】図９は、ソース配線などの形成された第一実施形態の表示装置用基板の概略断面図である。
【図１０】図１０は、保護絶縁層の形成された第一実施形態の表示装置用基板の概略平面図である。
【図１１】図１１は、保護絶縁層の形成された第一実施形態の表示装置用基板の概略断面図である。
【図１２】図１２は、第一実施形態の応用例にかかる表示装置用基板の概略平面図である。
【図１３】図１３は、第一実施形態の応用例にかかる表示装置用基板の概略断面図である。
【図１４】図１４は、本発明の第二実施形態に係る表示装置用基板の製造方法を説明するための概略フローチャート図を示している。
【図１５】図１５は、走査線などの形成された第二実施形態の表示装置用基板の概略平面図である。
【図１６】図１６は、走査線などの形成された第二実施形態の表示装置用基板の概略断面図である。
【図１７】図１７は、ソース電極やドレイン電極などの形成された第二実施形態の表示装置用基板の概略平面図である。
【図１８】図１８は、ソース電極やドレイン電極などの形成された第二実施形態の表示装置用基板の概略断面図である。
【図１９】図１９は、パシベーション絶縁層などの形成された第二実施形態の表示装置用基板の概略平面図である。
【図２０】図２０は、パシベーション絶縁層などの形成された第二実施形態の表示装置用基板の概略断面図である。
【図２１】図２１は、ソース配線などの形成された第二実施形態の表示装置用基板の概略平面図である。
【図２２】図２２は、ソース配線などの形成された第二実施形態の表示装置用基板の概略断面図である。
【図２３】図２３は、保護絶縁層の形成された第二実施形態の表示装置用基板の概略平面図である。
【図２４】図２４は、保護絶縁層の形成された第二実施形態の表示装置用基板の概略断面図である。
【図２５】図２５は、第二実施形態の応用例にかかる表示装置用基板の概略平面図である。
【図２６】図２６は、第二実施形態の応用例にかかる表示装置用基板の概略断面図である。
【図２７】図２７は、本発明の第三実施形態に係る表示装置用基板の製造方法を説明するための概略フローチャート図を示している。
【図２８】図２８は、ソース配線などの形成された第三実施形態の表示装置用基板の概略平面図である。
【図２９】図２９は、ソース配線などの形成された第三実施形態の表示装置用基板の概略断面図である。
【図３０】図３０は、保護絶縁層の形成された第三実施形態の表示装置用基板の概略平面図である。
【図３１】図３１は、保護絶縁層の形成された第三実施形態の表示装置用基板の概略断面図である。
【図３２】図３２は、第三実施形態の応用例にかかる表示装置用基板の概略平面図である。
【図３３】図３３は、第三実施形態の応用例にかかる表示装置用基板の概略断面図である。
【図３４】図３４は、液晶パネルの実装状態を示す斜視図である。
【図３５】図３５は、液晶表示装置の等価回路図である。
【図３６】図３６は、従来の液晶表示装置の画像表示部における要部の断面図である。
【図３７】図３７は、走査線などの形成された従来例のアクティブ基板の概略平面図である。
【図３８】図３８は、走査線などの形成された従来例のアクティブ基板の概略断面図である。
【図３９】図３９は、ゲート絶縁層、チャネル層及び金属層の積層された従来例のアクティブ基板の概略平面図である。
【図４０】図４０は、ゲート絶縁層、チャネル層及び金属層の積層された従来例のアクティブ基板の概略断面図である。
【図４１】図４１は、信号線などの形成された従来例のアクティブ基板の概略平面図である。
【図４２】図４２は、信号線などの形成された従来例のアクティブ基板の概略断面図である。
【図４３】図４３は、ソース電極やドレイン電極の形成された従来例のアクティブ基板の概略平面図である。
【図４４】図４４は、ソース電極やドレイン電極の形成された従来例のアクティブ基板の概略断面図である。
【図４５】図４５は、パシベーション絶縁層の形成された従来例のアクティブ基板の概略平面図である。
【図４６】図４６は、パシベーション絶縁層の形成された従来例のアクティブ基板の概略断面図である。
【図４７】図４７は、画素電極などの形成された従来例のアクティブ基板の概略平面図である。
【図４８】図４８は、画素電極などの形成された従来例のアクティブ基板の概略断面図である。
【符号の説明】
【０１３９】
１：液晶パネル
２：ガラス基板
２Ａ，２Ａ´，２Ｂ，２Ｂ´，２Ｃ，２Ｃ´：表示装置用基板（アクティブ基板）
２Ｄ：表示装置用基板（アクティブ基板）
３：半導体集積回路チップ
４：ＴＣＰフィルム
５：走査線の一部または電極端子
５Ａ，Ｐ５：走査線用電極端子（電極端子）
６：信号線の一部または電極端子
６Ａ，Ｐ６：信号線用電極端子（電極端子）
７：配線路
７Ａ，Ｐ７：蓄積容量線用電極端子（電極端子）
８：配線路
９：カラーフィルタ（対向ガラス基板）
１０：絶縁ゲート型トランジスタ（ボトムゲート型の薄膜トランジスタ）
１１：走査線
１１Ａ：ゲート配線、ゲート電極
１１Ｐ：保護配線
１２：信号線（ソース配線、ソース電極）
１３：液晶セル
１４：対向電極
１５：蓄積容量部（蓄積容量）
１６：蓄積容量線
１７：液晶
１８：着色層
１９：偏光板
１８：着色層
１９：偏光板
２０：ポリイミド系樹脂薄膜
２１：ドレイン電極（ドレイン配線）
２１Ｐ：画素接続電極
２２，Ｐ２２：画素電極
２３：半導体層
２４：Ｃｒ薄膜層
３０：ゲート絶縁層
３１：第１の非晶質シリコン層
３３：第２の非晶質シリコン層
３４：第２の金属層（耐熱金属層）
３４Ｃ２：蓄積電極
３５：第３の金属層（低抵抗金属層）
３６：緩衝導電層
３７：パシベーション絶縁層
３８：画素電極用開口部
４０：透明導電層パターン
６１Ａ：ソース電極用開口部
６２，６２Ａ：ドレイン電極用開口部（開口部）
６３，６３Ａ：電極端子用開口部（開口部）
６４：電極端子用開口部（開口部）
６５，６５Ａ：電極端子用開口部（開口部）
６６，６６Ａ：蓄積電極用開口部（開口部）
６７Ａ：寄生トランジスタ防止用開口部
８０Ａ，８０Ｂ：感光性樹脂パターン
８４，８４Ａ，８４Ｂ：感光性樹脂パターン
８５Ａ，８５Ｂ：感光性黒色顔料分散樹脂パターン
９０：保護絶縁層
９１：透明導電層
９２：第１の金属層
９３：擬似画素電極
９４：擬似電極端子
９５：擬似電極端子
【図１】
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【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【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】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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