(57)【要約】【課題】配向材料の液滴によるピンホール不良を防止できる液晶表示パネルの製造方法を提供する。【解決手段】画素電極７の積層凹部27の一辺の長さ寸法Ｅより小さい直径寸法Ｂの配向材料32の液滴33を画素電極７上に滴下する。配向材料32の液滴33が積層凹部27内に流れ込んで積層される。配向材料32を画素電極７の積層凹部27内に確実に塗布できる。配向材料32を画素電極７上の全面に均一に塗布できる。積層凹部27内への配向材料32による塗布不良および積層不良を確実に防止できる。積層凹部27の中に空気が入った状態で配向材料32を過熱して仮乾燥させると生じるピンホール不良の発生を確実に防止できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に凹部を有する薄膜を形成し、
この薄膜の凹部の中心位置上に液滴の中心位置を重ねた場合に前記凹部の少なくとも一部が露出する大きさの直径を有する前記液滴を、前記凹部に滴下する
ことを特徴とする基板装置の製造方法。
【請求項２】
薄膜の凹部は、平面視長方形で、
液滴は、前記凹部の対角線の長さより小さな直径を有している
ことを特徴とする請求項１記載の基板装置の製造方法。
【請求項３】
基板上にマトリクス状に配置される複数の走査線および信号線と、前記走査線および信号線の交点近傍に配置される薄膜トランジスタと、前記走査線、信号線および薄膜トランジスタ上に配置される層間絶縁膜と、前記薄膜トランジスタに対応する領域の層間絶縁膜に形成されるコンタクトホールと、前記コンタクトホールを介して前記薄膜トランジスタに電気的に接続される画素電極と、前記画素電極および層間絶縁膜の少なくともいずれか上に配置される膜体とを備えた基板装置の製造方法であって、
前記コンタクトホールを被覆しない大きさに制御された液滴を、前記画素電極および層間絶縁膜の少なくともいずれか上に滴下して前記膜体を形成する
ことを特徴とする基板装置の製造方法。
【請求項４】
膜体は、配向膜である
ことを特徴とする請求項３記載の基板装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄膜が形成された基板を有する基板装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の基板装置としての液晶表示パネルの製造方法としては、アレイ基板と対向基板との間に液晶層が介在されて構成されており、これらアレイ基板および対向基板上に配向膜が積層されている。そして、この配向膜の製造方法としては、取り扱いが困難な印刷版を使用せず、配向膜の材料となる液状の配向材料の材料効率を向上できることから、この配向材料を滴下して塗布して配向膜を形成させるインクジェット方式の塗布方法が知られている（例えば、特許文献１および２参照。）。
【０００３】
また、この種の液晶表示パネルのアレイ基板は、ガラス基板上に薄膜トランジスタが積層されており、この薄膜トランジスタのソース電極およびドレイン電極上には、これらソース電極およびドレイン電極を覆うように層間絶縁膜が積層されている。そして、この層間絶縁膜には、薄膜トランジスタのドレイン電極に導通したコンタクトホールが形成されており、これらコンタクトホールを含んだ層間絶縁膜上にＩＴＯが成膜されて、薄膜トランジスタのドレイン電極に電気的に接続された画素電極が設けられている。そして、この層間絶縁膜上に画素電極を覆うように配向膜が積層されている。
【特許文献１】特開２００４−３４７６９４号公報
【特許文献２】特開２００５−２２１８９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した液晶表示パネルでは、層間絶縁膜上に積層させた画素電極を、この層間絶縁膜に開口させたコンタクトホールを介して薄膜トランジスタのドレイン電極に電気的に接続させている。このため、この画素電極がコンタクトホール付近で平坦とならず、この画素電極のドレイン電極に導通している部分が凹状に凹んで凹部が形成されてしまう。したがって、この画素電極上に液状の配向材料を液滴として滴下して配向膜を形成した場合には、この画素電極の凹部内に空気が残った状態で配向材料が塗布されてしまうおそれがある。よって、この画素電極の凹部で配向材料が積層されない領域、いわゆるピンホールが形成されてしまうおそれがあるから、この配向材料の積層不良が発生してしまうおそれがあるという問題を有している。
【０００５】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、液滴の積層不良を防止できる基板装置の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、基板上に凹部を有する薄膜を形成し、この薄膜の凹部の中心位置上に液滴の中心位置を重ねた場合に前記凹部の少なくとも一部が露出する大きさの直径を有する前記液滴を、前記凹部に滴下するものである。
【０００７】
そして、基板上に凹部を有する薄膜を形成してから、この薄膜の凹部の中心位置上に液滴の中心位置を重ねた場合に凹部の少なくとも一部が露出する大きさの直径を有する液滴を、凹部に滴下する。
【０００８】
また、本発明は、基板上にマトリクス状に配置される複数の走査線および信号線と、前記走査線および信号線の交点近傍に配置される薄膜トランジスタと、前記走査線、信号線および薄膜トランジスタ上に配置される層間絶縁膜と、前記薄膜トランジスタに対応する領域の層間絶縁膜に形成されるコンタクトホールと、前記コンタクトホールを介して前記薄膜トランジスタに電気的に接続される画素電極と、前記画素電極および層間絶縁膜の少なくともいずれか上に配置される膜体とを備えた基板装置の製造方法であって、前記コンタクトホールを被覆しない大きさに制御された液滴を、前記画素電極および層間絶縁膜の少なくともいずれか上に滴下して前記膜体を形成するものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、基板上に形成された薄膜の凹部の中心位置上に液滴の中心位置を重ねた場合に凹部の少なくとも一部が露出する大きさの直径を有する液滴を、凹部に滴下することにより、仮りに凹部の中心位置上に液滴の中心位置が重なった状態で、この液滴が滴下されたとしても、この液滴が凹部内に入り込んで積層されるので、この液滴の凹部に対する液滴の積層不良を防止できる。
【００１０】
また、本発明によれば、コンタクトホールを被覆しない大きさに制御された液滴を、前記画素電極および層間絶縁膜の少なくともいずれか上に滴下して膜体を形成することにより、この液滴の滴下によってコンタクトホールが被覆されないので、このコンタクトホールに対する液滴の積層不良を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の基板装置の第１の実施の形態の構成を図１ないし図４を参照して説明する。
【００１２】
図３において、１は液晶表示パネルで、この液晶表示パネル１は、液晶表示器としての液晶表示装置であって、第１の基板としての基板装置である略矩形平板状のアレイ基板２を備えている。このアレイ基板２は、いわゆる電極装置としてのＴＦＴ基板であって、透光性を有する絶縁基板としての電極基板である略透明なガラス基板３を有している。そして、このガラス基板３の一主面である表面上には、画素部としての画像表示領域である矩形状の画像表示領域が設けられている。この画像表示領域は、ガラス基板３の表面上の縦方向および幅方向それぞれの略中央部に矩形状に形成されている。
【００１３】
そして、この画像表示領域には、複数の走査線と信号線とがマトリクス状に配置されており、これら走査線および信号線にて仕切られた各領域に画素５がそれぞれ設けられている。これら複数の画素５は、例えば縦方向の長さが約６０μｍで横方向の長さが約３０μｍの平面視細長矩形状に形成されている。また、これら画素５内の走査線と信号線との交点付近に、スイッチング素子としての薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）６が配置されている。さらに、これら画素５内には、ＩＴＯにて構成された画素電極７などが設けられている。ここで、これら各画素電極７は、同一画素５内の薄膜トランジスタ６に電気的に接続されており、この薄膜トランジスタ６にて制御される。
【００１４】
一方、アレイ基板２のガラス基板３の表面には、このガラス基板３からの不純物の拡散を防止する絶縁性のアンダーコート層11が成膜されている。このアンダーコート層11上には、多結晶半導体であるポリシリコンにて構成された半導体層としての島状の活性層12が設けられている。ここで、この活性層12は、アンダーコート層11上に積層された非晶質半導体であるアモルファスシリコンへのエキシマレーザビームの照射によるレーザアニールによって多結晶化されて構成されている。
【００１５】
また、この活性層12の幅方向の中央部にはチャネル領域13が設けられており、このチャネル領域13を挟んだ両側にソース領域14およびドレイン領域15が設けられている。さらに、アンダーコート層11上には、活性層12を覆うゲート絶縁膜16が成膜されている。また、この活性層12のチャネル領域13に対向するゲート絶縁膜16上には、ゲート電極17が積層されている。そして、これらゲート電極17、ゲート絶縁膜16および活性層12によって、スイッチング素子である薄膜トランジスタ６が形成されている。
【００１６】
さらに、ゲート絶縁膜16上には、このゲート絶縁膜16上のゲート電極17を覆うように層間絶縁膜18が積層されている。この層間絶縁膜18は、ガラス基板３上の走査線、信号線および薄膜トランジスタ６上に配置されている。また、この層間絶縁膜18およびゲート絶縁膜16には、これら層間絶縁膜18およびゲート絶縁膜16を貫通し、活性層12のソース領域14およびドレイン領域15に連通した一対の第１のコンタクトホール21,22が設けられている。すなわち、これら第１のコンタクトホール21,22は、各薄膜トランジスタ６のそれぞれに対応する領域の層間絶縁膜18に形成されている。そして、活性層12のソース領域14に貫通した第１のコンタクトホール21を含む層間絶縁膜18上にソース電極23が積層され、このソース電極23が第１のコンタクトホール21を介して活性層12のソース領域14に電気的に接続されている。さらに、この活性層12のドレイン領域15に貫通した第１のコンタクトホール22を含む層間絶縁膜18上にドレイン電極24が積層され、このドレイン電極24が第１のコンタクトホール22を介して活性層12のドレイン領域15に電気的に接続されている。
【００１７】
また、これらソース電極23およびドレイン電極24を含む層間絶縁膜18上には、保護膜であるパッシベーション膜25が積層されている。このパッシベーション膜25には、このパッシベーション膜25を貫通してドレイン電極24に連通した第２のコンタクトホール26が設けられている。ここで、この第２のコンタクトホール26は、例えば縦方向および横方向それぞれの長さが約１５μｍの平面視正方形状に形成されている。
【００１８】
さらに、このパッシベーション膜25上には、第２のコンタクトホール26を覆うように薄膜としての画素電極７が積層されている。この画素電極７は、第２のコンタクトホール26内に積層されて、薄膜トランジスタ６のドレイン電極24に電気的に接続されるように、この第２のコンタクトホール26を含んだパッシベーション膜25上に積層されている。このとき、この画素電極７は、第２のコンタクトホール26を介してドレイン電極24に電気的に接続されている。ここで、この画素電極７の第２のコンタクトホール26上に位置する部分には、この部分が第２のコンタクトホール26内に流れ込んで積層されていることから、側面視凹状の積層凹部27が設けられている。この積層凹部27は、図４に示すように、第２のコンタクトホール26に対応した平面視正方形状に形成されている。
【００１９】
また、パッシベーション膜25上の全面には、配向処理されたポリイミドにて構成された膜体としての配向膜28が積層されている。この配向膜28は、画素電極７を含むパッシベーション膜25上の全面に積層されている。すなわち、この配向膜28は、画素電極７および層間絶縁膜18の少なくともいずれか上にパッシベーション膜25を介して配置されている。そして、この配向膜28の画素電極７の積層凹部27上に位置する部分には、この部分が積層凹部27内に流れ込んで積層されていることから、側面視凹状の流込凹部29が形成されている。
【００２０】
ここで、この配向膜28は、図１に示すように、インクジェットノズル31を用いた図示しないインクジェット方式の配向膜塗布装置による塗布での液状の配向材料32の液滴33による、画素電極７を含んだパッシベーション膜25上への滴下にて、この滴下した配向材料32を熱硬化させて形成されている。ここで、このインクジェットノズル31のノズル径である内径寸法Ａは、例えば１０μｍに形成されている。このとき、この配向材料32は、図４に示すように、液滴33が積層凹部27を被覆しない寸法関係に調整されているとともに、この液滴33が第１のコンタクトホール21,22を被覆しない程度の大きさに制御されている。換言すれば、この配向材料32の液滴33の平面視での中心位置を、積層凹部27の平面視での中心位置に水平に重ねた場合に、この積層凹部27の少なくとも一部である角部34が露出する大きさの直径寸法Ｂの液滴33に調整されている。さらに、この配向材料32は、必ずしも積層凹部27の中心位置上に液滴33の中心位置を重ねた状態で、この液滴33を画素電極７上に滴下する必要はないが、仮に液滴33の中心位置が積層凹部37の中心位置上に重なった状態であったとしても、この積層凹部27内に入り込んで積層される程度の大きさの直径寸法Ｂの液滴33に調整されて、この積層凹部27を含んだ画素電極７上に滴下されて積層されている。
【００２１】
具体的に、この配向材料32は、少なくとも積層凹部27の対角線Ｃの長さ寸法Ｄより小さな直径寸法Ｂを有する大きさ、例えば１２μｍの直径寸法Ｂの液滴33に調整されて、画素電極７上に滴下されて配向膜とされている。さらに、この配向材料32の液滴33は、より好ましくは画素電極７の積層凹部27の縦方向および横方向の長さ寸法Ｅより若干小さな大きさの直径寸法Ｂに調整されて滴下されている。
【００２２】
さらに、アレイ基板２の配向膜28に対向して第２の基板としての対向基板41が配設されている。この対向基板41は、透光性を有する絶縁基板としての略透明なガラス基板42を備えている。そして、このガラス基板42の配向膜28に対向した側に位置する表面の全面に、着色層としてのカラーフィルタ層43が積層されている。また、このカラーフィルタ層43上の全面には、コモン電極としての共通電極である対向電極44が積層されている。
【００２３】
また、この対向電極44上の全面には、配向処理されたポリイミドにて構成された配向膜45が積層されている。この配向膜45もまた、アレイ基板２上の配向膜28と同様に液状の配向材料32の液滴33が滴下されてから熱硬化させて形成されている。さらに、これらアレイ基板２の配向膜28と対向基板41の配向膜45との間には、セルギャップとなる液晶封止領域46が設けられている。この液晶封止領域46には、液晶組成物47が注入されて封止されて光変調層としての液晶層48が設けられている。
【００２４】
次に、上記第１の実施の形態の基板装置の製造方法について説明する。
【００２５】
まず、成膜工程とパターニング工程とを繰り返してガラス基板３上の画像表示領域の各画素５のそれぞれに薄膜トランジスタ６をそれぞれ形成する。
【００２６】
次いで、このガラス基板３上の各薄膜トランジスタ６のソース電極23およびドレイン電極24を覆うように、このガラス基板３の層間絶縁膜18上にパッシベーション膜25を積層させる。
【００２７】
この後、このパッシベーション膜25に、例えば縦方向および横方向それぞれの長さが約１５μｍの平面視正方形状の第２のコンタクトホール26をマトリクス状に形成して、これら第２のコンタクトホール26のそれぞれを各画素５の薄膜トランジスタ６のドレイン電極24に連通させる。
【００２８】
この状態で、これら各画素５内の第２のコンタクトホール26を含んだパッシベーション膜25上にＩＴＯを積層させて画素電極７を形成する。このとき、この画素電極７の第２のコンタクトホール26上に位置する部分が第２のコンタクトホール26内へと流れ込んで積層されて積層凹部27が形成される。
【００２９】
さらに、図１に示すように、これら各画素５それぞれの画素電極７を含んだパッシベーション膜25上の全面に、例えば１０μｍのノズル径を有するインクジェットノズル31から液状の配向材料32を、例えば１２μｍの直径寸法Ｂの液滴33として滴下させる。
【００３０】
このとき、この配向材料32の液滴33の直径寸法が画素電極７の積層凹部27の縦方向および横方向のいずれの一辺の長さ寸法より小さいことにより、この配向材料32の液滴33が画素電極７の積層凹部27内の空気を覆って閉じ込めることなどなく、この積層凹部27内の空気を押し出しながら流れ込んで積層されて流込凹部29が形成されて、この配向材料32が均一に塗布される。
【００３１】
この後、これら画素電極７およびパッシベーション膜25上に配向材料32が滴下されて均一に塗布されたガラス基板３を仮乾燥の工程に移動させて、例えば１００℃前後の温度で過熱して、このガラス基板３上の配向材料32を熱硬化させて、図２に示すように、これら画素電極７およびパッシベーション膜25上に配向膜28を形成してアレイ基板２とする。
【００３２】
次いで、このアレイ基板２の配向膜28と対向基板41の配向膜45とを対向させて、これらアレイ基板２の配向膜28と対向基板41の配向膜45との間に液晶封止領域46を形成させた状態で、これらアレイ基板２と対向基板41とを図示しないシール材にて貼り合わせる。
【００３３】
この後、これらアレイ基板２の配向膜28と対向基板41の配向膜45との間の液晶封止領域46に液晶組成物47を注入して、この液晶封止領域46に液晶層48を形成させてカラー表示が可能な液晶表示パネル１とする。
【００３４】
ここで、液晶表示パネル１のアレイ基板２のパッシベーション膜25には、第２のコンタクトホール26による凹状の窪みが存在している。さらに、この第２のコンタクトホール26を含んだパッシベーション膜25上には、画素電極７が積層され、この画素電極７の第２のコンタクトホール26上に位置する部分には凹状の積層凹部27が形成されている。
【００３５】
そして、図示しないインクジェット方式による配向膜塗布装置において、図６ないし図１０に示す一比較例のように、液状の配向材料32の液滴33の直径寸法Ｂが第２のコンタクトホール26上に積層されている画素電極７の積層凹部27の対角線Ｃの長さ寸法Ｄより大きい場合には、図７に示すように、この画素電極７の積層凹部27を覆うように配向材料32の液滴33が滴下されるので、図８に示すように、この積層凹部27の中に空気ａが残った状態で配向材料32が均一に塗布されてしまう。
【００３６】
さらに、この積層凹部27の中に空気ａが入った状態で配向材料32を過熱して仮乾燥させた場合には、図９に示すように、この積層凹部27内に残った空気ａが熱膨張してしまうから、図１０に示すように、この積層凹部27が位置する部分に配向膜28が塗布されない部分が形成されてしまい、いわゆるピンホール不良ｐが発生してしまう。そして、このピンホール不良ｐによって液晶層48中の液晶組成物47が画素電極７に直接接触するおそれがあるので、この液晶組成物47と画素電極７との接触によって、液晶組成物47に電気分解が生じたり、この液晶組成物47による配向角度、いわゆるプレチルト角が不均一な部分が形成されたりしてしまうので、液晶表示パネル１の表示不良の原因となってしまう。
【００３７】
そこで、上述した第１の実施の形態のように、例えば１０μｍの内径寸法Ａのインクジェットノズル31から、例えば１５μｍの平面視正方形状の積層凹部27の一辺の長さより小さい例えば１２μｍの直径寸法Ｂの液状の配向材料32の液滴33を、ガラス基板３上の各画素電極７のそれぞれを含んだパッシベーション膜25上の全面に滴下させる構成とした。
【００３８】
この結果、この配向材料32の液滴33の直径寸法Ｂが画素電極７の積層凹部27の縦方向および横方向のいずれの一辺の長さ寸法Ｅより小さいことから、この配向材料32の液滴33が画素電極７の積層凹部27内の空気ａを覆って閉じ込めることなどなく、この積層凹部27内の空気ａを押し出しながら流れ込んで積層されて流込凹部29が形成される。したがって、この配向材料32を画素電極７の積層凹部27内に確実に塗布できるので、この配向材料32がガラス基板３上の各画素電極７のそれぞれを含んだパッシベーション膜25上の全面に均一に塗布される。
【００３９】
このため、この積層凹部27内への配向材料32による塗布不良および積層不良を確実に防止できるから、この積層凹部27の中に空気ａが入った状態で配向材料32を過熱して仮乾燥させることによって生じるピンホール不良ｐの発生を確実に防止できる。このため、このピンホール不良ｐによって生じる液晶層48中の液晶組成物47が画素電極７に接触することを防止できるから、これら液晶組成物47と画素電極７との接触によって生じる液晶組成物47の電気分解や、この液晶組成物47のプレチルト角が不均一な部分が形成されるなどの現象を防止できるので、液晶表示パネル１の表示品位を簡単な構成で確実に向上できる。
【００４０】
なお、上記第１の実施の形態では、画素電極７の積層凹部27の一辺の長さ寸法Ｅより小さな直径寸法Ｂの配向材料32の液滴33を、この画素電極７を含んだパッシベーション膜25上に滴下する構成としたが、図５に示す第２の実施の形態のように、この配向材料32の液滴33の平面視での中心位置を、積層凹部27の平面視での中心位置に水平に重ねた場合に積層凹部27の少なくとも一部、例えば角部34が必ず露出する程度の大きさの直径寸法Ｂを有する配向材料32の液滴33であればよい。すなわち、この液滴33の中心位置を積層凹部27の中心位置上に重ねた状態で、この液滴33を滴下する必要はないが、仮りにこの液滴33の中心位置が積層凹部37の中心位置上に重なった状態で、この液滴33が滴下されたとしても、この液滴33が積層凹部27内へと入り込んで積層される。したがって、画素電極７の積層凹部27内に配向材料32を積層できるので、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。
【００４１】
言い換えると、この配向材料32の液滴33の直径寸法Ｂとしては、この配向材料32の液滴33を積層凹部27上のいずれの位置に滴下しても、この積層凹部27のいずれかの位置が露出する大きさ、すなわち配向材料32の液滴33の平面視での中心位置を、積層凹部27の平面視での中心位置に水平に重ねた状態で、この積層凹部27の対角線Ｃの長さ寸法Ｄより小さくすればよい。
【００４２】
また、液晶表示パネル１のアレイ基板２の画素電極７に設けられている積層凹部27への配向材料32の液滴33について説明したが、液晶表示パネル１以外の種々の基板装置上に積層された薄膜の凹部に種々の材料の液滴を滴下して、この凹部を含む薄膜上に種々の材料の液滴を均一に塗布させるものであれば、この凹部の大きさよりも液滴の大きさを小さくするなどして対応することによって、凹部での液滴によるピンホール不良を防止できるので、上記各実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。
【００４３】
さらに、パッシベーション膜25を介した画素電極７および層間絶縁膜18上に配向膜28を配置させたが、これら画素電極７および層間絶縁膜18の少なくともいずれか上に、配向膜28を直接積層させる場合や、その他の薄膜などを介して間接的に配向膜28を積層させる場合などであっても、対応させて用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の第１の実施の形態の基板装置の製造方法を示す説明工程図である。
【図２】同上基板装置の凹部上に液滴を滴下した状態を示す説明断面図である。
【図３】同上基板装置を備えた液晶表示装置を示す説明断面図である。
【図４】同上基板装置の薄膜および液滴を示す説明平面図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態の基板装置の薄膜および液滴を示す説明平面図である。
【図６】一比較例の基板装置の薄膜および液滴を示す説明工程図である。
【図７】同上基板装置の薄膜の凹部に液滴を滴下した状態を示す説明断面図である。
【図８】同上基板装置の薄膜上に液滴を塗布した状態を示す説明断面図である。
【図９】同上基板装置の薄膜の凹部中の空気が熱膨張した状態を示す説明断面図である。
【図１０】同上基板装置の薄膜の凹部にピンホール不良が生じた状態を示す説明断面図である。
【符号の説明】
【００４５】
２    基板装置としてのアレイ基板
３    基板としてのガラス基板
６    薄膜トランジスタ
７    薄膜としての画素電極
18    層間絶縁膜
21,22    コンタクトホールとしての第１のコンタクトホール
27    凹部としての積層凹部
28    膜体としての配向膜
33    液滴
【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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