專利名稱：液晶顯示裝置用基板和使用它的液晶顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液晶顯示裝置用基板和使用它的液晶顯示裝置，特別是涉及在形成薄膜晶體管等開關(guān)元件的陣列基板一側(cè)形成濾色器的液晶顯示裝置用基板和使用這樣的液晶顯示裝置用基板的液晶顯示裝置。
背景技術(shù)：
以往，作為把薄膜晶體管(Thin Film Transistor；TFT)作為開關(guān)元件使用的有源矩陣型液晶顯示裝置(Liquid Crystal Display；LCD)，提出了反參差型TFT-LCD等(例如參照專利文獻(xiàn)1)。近年，為了實現(xiàn)寬開口率，也提出使用在形成TFT等開關(guān)元件的陣列基板一側(cè)形成濾色器(Color Filter；CF)的CF-on-TFT構(gòu)造的LCD用基板的LCD(例如參照專利文獻(xiàn)2)。在這樣的CF-on-TFT構(gòu)造的LCD用基板上，通常在除了與像素電極的接觸部分的TFT上形成由無機(jī)絕緣材料構(gòu)成的鈍化膜。
圖13是以往的CF-on-TFT構(gòu)造的LCD用基板的1個像素區(qū)域的一例的俯視圖，圖14是圖13的B-B剖視圖。在TFT基板100上，在透明絕緣性基板101上形成柵極總線(GB)102。在其上全面形成絕緣膜103，隔著絕緣膜103與柵極總線102交叉形成漏極總線(DB)104。由柵極總線102和漏極總線104劃分的區(qū)域成為像素區(qū)域。而且，在柵極總線102和漏極總線104的交叉位置附近形成TFT105。
TFT105具有由上部金屬層106a和電阻接觸層107a構(gòu)成的漏極108，其端部位于形成在柵極總線102上方的溝道保護(hù)膜109上的端部。上部金屬層106b和電阻接觸層107b構(gòu)成的源極110與漏極108同樣，形成在溝道保護(hù)膜109的另一端側(cè)。在絕緣膜103和溝道保護(hù)膜109之間形成工作半導(dǎo)體層111，工作半導(dǎo)體層111與電阻接觸層107a、107b連接。在這樣結(jié)構(gòu)的TFT105中，溝道保護(hù)膜109正下方的柵極總線102區(qū)域作為柵極起作用，位于其間的區(qū)域中的絕緣膜103作為柵絕緣膜起作用。
在TFT105的上層形成氮化硅層(Si3NX；以下稱作“SiN”)的鈍化膜112，隔著鈍化膜112在像素區(qū)域內(nèi)形成樹脂CF層113。在樹脂CF層113上形成保護(hù)(OC)層114，在OC層114上把透明氧化電極膜構(gòu)圖，形成像素電極115。像素電極115通過貫穿OC層114和鈍化膜112的接觸孔116a與源極110連接。同樣，像素電極115通過接觸孔116b連接在隔著絕緣膜103形成在存儲電容總線(CB)117上的存儲電容電極118上。
這樣，在以往的CF-on-TFT構(gòu)造的TFT基板上，在TFT105和樹脂CF層113之間形成SiN的鈍化膜112。由于在樹脂CF層113中例如作為色成分而使用了分散了顏料的樹脂，所以通過形成鈍化膜112，可防止顏料的無機(jī)成分向工作半導(dǎo)體層111等擴(kuò)散。
可是，如果在TFT的上層隔著SiN的鈍化膜形成樹脂CF層，則由于SiN表面的羥基(OH基)的狀態(tài)隨時間變化，使鈍化膜與樹脂CF層的結(jié)合力下降，在形成樹脂CF層時，CF從SiN表面剝離，或在形成到達(dá)TFT的接觸孔時，樹脂CF層的蝕刻殘渣殘留在接觸孔內(nèi)。由于這樣的CF殘渣或剝離，發(fā)生色純度不良等問題，此外，由于在接觸孔內(nèi)成膜的像素電極材料的圖案不良，有時也發(fā)生像素電極與TFT未能構(gòu)成接觸的問題。
特開平6-202153號公報[專利文獻(xiàn)2]特開平10-39292號公報發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明是鑒于這樣的問題而提出的，其目的在于提供一種不會形成CF的殘渣或剝離，不會發(fā)生導(dǎo)通不良的CF-on-TFT構(gòu)造的LCD用基板和使用這樣的LCD用基板的LCD。
在本發(fā)明中，為了解決所述問題，提供了一種能由圖1所示的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)的LCD用基板。本發(fā)明的LCD用基板具有在分別形成在多個像素區(qū)域中的像素電極和驅(qū)動所述像素電極的開關(guān)元件之間形成的鈍化膜、形成在所述鈍化膜上的CF層，其特征在于所述鈍化膜具有SiN層和氧化硅層(SiOX；以下稱作“SiO”)或氧氮化硅層(SiOXNY；以下稱作“SiON”)的層疊構(gòu)造，挨著所述CF層形成所述SiO層或所述SiON層。
作為LCD用基板，根據(jù)圖1所示的結(jié)構(gòu)的TFT基板1，形成在像素電極18和開關(guān)元件TFT2之間的鈍化膜14具有SiN層14a、14b、SiO層14c的層疊構(gòu)造。其中，SiO層14c形成在最上層，挨著形成在上層的樹脂CF層15。由于SiO層14c的表面狀態(tài)隨時間的變化小，穩(wěn)定，所以即使在其上形成樹脂CF層15，也不容易發(fā)生CF的剝離，此外，即使蝕刻樹脂CF層15，也不容易產(chǎn)生CF的殘渣。代替SiO層14c使用SiON層，也是同樣。
此外，在本發(fā)明中，提供一種LCD，包含具有在分別形成在多個像素區(qū)域中的像素電極和驅(qū)動所述像素電極的開關(guān)元件之間形成的鈍化膜、形成在所述鈍化膜上的CF層的LCD用基板；與所述LCD用基板相對配置的對置基板；夾在所述LCD用基板和所述對置基板之間的液晶層；其特征在于所述LCD用基板中，所述鈍化膜具有SiN層和SiO層或SiON層的層疊構(gòu)造，挨著所述CF層形成所述SiO層或所述SiON層。
根據(jù)這樣的LCD，在LCD用基板中不容易產(chǎn)生CF的殘渣或剝離，所以抑制了導(dǎo)通不良的發(fā)生，使用它制造的LCD，可提高顯示特性和可靠性。
在本發(fā)明中，形成在LCD用基板的像素電極和開關(guān)元件之間的鈍化膜為SiN層和SiO層或SiON層的層疊構(gòu)造，CF層挨著SiO層或SiON層。由此，抑制CF的殘渣或剝離的發(fā)生，能抑制導(dǎo)通不良的發(fā)生，能實現(xiàn)顯示特性優(yōu)異的可靠性高的LCD用基板和LCD。
通過控制SiO層或SiON層的膜厚、SiN層的內(nèi)部構(gòu)造，能使形成在鈍化膜上的接觸孔為截面順錐形，能實現(xiàn)不會發(fā)生導(dǎo)通不良的高性能的LCD用基板和LCD。


圖1是表示本發(fā)明實施形態(tài)1的TFT基板的TFT部分的主要部分剖視圖。
圖2是表示本發(fā)明實施形態(tài)1的TFT基板的1個像素區(qū)域的俯視圖。
圖3是GB形成工序的說明圖。
圖4是絕緣膜形成工序的說明圖。
圖5是溝道保護(hù)膜形成工序的說明圖。
圖6是電阻層和金屬層形成工序的說明圖。
圖7是電極和工作半導(dǎo)體層形成工序的說明圖。
圖8是鈍化膜形成工序的說明圖。
圖9是CF層形成工序的說明圖。
圖10是OC層形成工序的說明圖。
圖11是像素電極連接用接觸孔的形成工序的說明圖。
圖12是像素電極形成工序的說明圖。
圖13是表示以往的CF-on-TFT構(gòu)造的LCD用基板的1個像素區(qū)域一例的俯視圖。
圖14是圖13的B-B剖視圖。
圖15是表示成為本發(fā)明實施形態(tài)2的前提的以往的液晶顯示裝置用基板結(jié)構(gòu)的圖。
圖16是表示本發(fā)明實施形態(tài)2的實施例2-1的液晶顯示裝置用基板結(jié)構(gòu)的圖。
圖17是表示本發(fā)明實施形態(tài)2的實施例2-1的液晶顯示裝置用基板結(jié)構(gòu)的剖視圖。
圖18是表示本發(fā)明實施形態(tài)2的實施例2-1的液晶顯示裝置用基板的制造方法的工序剖視圖。
圖19是表示本發(fā)明實施形態(tài)2的實施例2-1的液晶顯示裝置用基板的制造方法的工序剖視圖。
圖20是表示本發(fā)明實施形態(tài)2的實施例2-1的液晶顯示裝置用基板的制造方法的工序剖視圖。
圖21是表示本發(fā)明實施形態(tài)2的實施例2-1的液晶顯示裝置用基板的制造方法的工序剖視圖。
圖22是表示本發(fā)明實施形態(tài)2的實施例2-2的液晶顯示裝置用基板結(jié)構(gòu)的圖。
圖23是表示本發(fā)明實施形態(tài)2的實施例2-2的液晶顯示裝置用基板結(jié)構(gòu)的剖視圖。
圖24是表示本發(fā)明實施形態(tài)2的實施例2-2的液晶顯示裝置用基板的制造方法的工序剖視圖。
圖25是表示本發(fā)明實施形態(tài)2的實施例2-2的液晶顯示裝置用基板的制造方法的工序剖視圖。
圖26是表示本發(fā)明實施形態(tài)2的實施例2-2的液晶顯示裝置用基板的制造方法的工序剖視圖。
圖27是表示本發(fā)明實施形態(tài)2的實施例2-2的液晶顯示裝置用基板的制造方法的工序剖視圖。
圖28是表示本發(fā)明實施形態(tài)2的實施例2-2的液晶顯示裝置用基板的制造方法的工序剖視圖。
圖29是表示本發(fā)明實施形態(tài)2的實施例2-2的液晶顯示裝置用基板的結(jié)構(gòu)的圖。
圖中1—TFT基板；2—TFT；3—玻璃基板；4—柵極總線；4a—Al類金屬層；4b—高熔點金屬層；5—絕緣膜；6—漏極總線；7—存儲電容總線；8a、8b—上部金屬層；9a、9b—電阻接觸層；9c—n+型a—Si層；10—漏極；11—溝道保護(hù)膜；11a、14a、14b—SiN層；12—源極；12a—連接布線；13—工作半導(dǎo)體層；13a—a-Si層；14—鈍化膜；14c—SiO層；15—樹脂CF層；15a、15b、19a、19b、19b’、21、22—接觸孔；16—存儲電容電極；17—OC層；18—像素電極；19c—接觸用溝；20—金屬層。
具體實施例方式
實施形態(tài)1下面，參照附圖，以把形成TFT的TFT基板作為LCD用基板使用在LCD中的情況為例，詳細(xì)說明本發(fā)明實施形態(tài)1。
(實施例1-1)首先，對實施例1-1進(jìn)行說明。
圖1是表示實施例1-1的TFT基板的TFT部分的主要部分剖視圖，圖2是實施例1-1的TFT基板的1個像素區(qū)域的俯視圖。其中，圖1表示圖2的A-A截面。實施例1-1的LCD具有以下構(gòu)造將形成有作為開關(guān)元件的如圖1和圖2所示的TFT2的TFT基板1與形成有公共電極的對置基板貼合，在其間封入液晶。
在這樣的LCD中使用的TFT基板1上，在作為透明絕緣性基板的玻璃基板3上，隔著鋁(Al)類金屬層4a層疊形成鈦(Ti)、鉻(Cr)、鉬(Mo)等高熔點金屬層4b，形成多個柵極總線4(但是，圖2中只表示1條)。在其上全面形成由SiN構(gòu)成的絕緣膜5，隔著絕緣膜5與柵極總線4交叉形成由高熔點金屬構(gòu)成的多條漏極總線6(但是，圖2中只表示2條)。由柵極總線4和漏極總線6劃分的區(qū)域成為TFT基板1的像素區(qū)域。TFT2形成在這些柵極總線4和漏極總線6的交叉位置附近。在這樣形成TFT2的各像素區(qū)域中，與柵極總線4平行形成橫切其大致中央的存儲電容總線7。存儲電容總線7與柵極總線4同樣，由Al類金屬層和高熔點金屬層的層疊構(gòu)造構(gòu)成。
TFT2具有由高熔點金屬形成的上部金屬層8a和n+型非晶體硅(a-Si)形成的電阻接觸層9a構(gòu)成的漏極10，其端部位于形成在柵極總線4上的溝道保護(hù)膜11上的一端部。成為上部金屬層8a連接在漏極總線6上，TFT2的漏極10連接在漏極總線6上的狀態(tài)。而由上部金屬層8b和電阻接觸層9b構(gòu)成的源極12與漏極10同樣，形成在溝道保護(hù)膜11的另一端部側(cè)。在絕緣膜5和溝道保護(hù)膜11之間形成由a-Si構(gòu)成的工作半導(dǎo)體層13，工作半導(dǎo)體層13與電阻接觸層9a、9b連接。在這樣的結(jié)構(gòu)的TFT2中，溝道保護(hù)膜11正下方的柵極總線4區(qū)域作為柵極起作用，位于它們之間的區(qū)域中的絕緣膜5作為柵絕緣膜起作用。
在TFT2的上層形成層疊了SiN層14a、14b以及SiO層14c的鈍化膜14，隔著鈍化膜14，在像素區(qū)域內(nèi)形成樹脂CF層15。在樹脂CF層15上，分別形成到達(dá)源極12的正上方、隔著絕緣膜5形成在存儲電容總線7上的存儲電容電極16正上方的鈍化膜14的接觸孔15a、15b。在形成接觸孔15a、15b的樹脂CF層15上，使用絕緣性有機(jī)樹脂材料形成OC層17。在OC層17上把由ITO(Indium Tin Oxide)等構(gòu)成的透明導(dǎo)電膜構(gòu)圖，形成像素電極18。像素電極18通過在樹脂CF層15的形成接觸孔15a的區(qū)域上貫通OC層17和鈍化膜14形成的接觸孔19a連接在源極12上。同樣，像素電極18通過貫通OC層17和鈍化膜14的接觸孔19b也連接在存儲電容電極16上。
在所述結(jié)構(gòu)的TFT基板1中，在樹脂CF層15的除去接觸孔15a的區(qū)域中形成在TFT2和樹脂CF層15之間的鈍化膜14具有從玻璃基板3一側(cè)按順序?qū)盈BSiN層14a、14b和SiO層14c的構(gòu)造。其中，形成在最上層的SiO層14c的表面OH基狀態(tài)在TFT基板1的制造環(huán)境下大致不隨時間發(fā)生變化。因此，通過使鈍化膜14的最上層為SiO層14c，樹脂CF層15直接形成在SiO層14c上，能抑制鈍化膜14和樹脂CF層15之間的結(jié)合力的下降。由此，可大幅度抑制形成樹脂CF層15時產(chǎn)生的CF從鈍化膜14的剝離，可大幅度抑制形成接觸孔15a、15b時產(chǎn)生的CF的殘渣或剝離的發(fā)生。
可是，如果把SiO層14c形成得厚，由于該膜厚，有時鈍化膜14蝕刻為截面反錐形。這是因為在鈍化膜14的蝕刻時通常使用氟類氣體，但是SiO層14c與形成在其下層的SiN層14a、14b相比，蝕刻率慢。如果鈍化膜14變?yōu)檫@樣的截面反錐形，則在此后形成像素電極18時，會產(chǎn)生不能形成透明導(dǎo)電膜材料膜的部分，將會導(dǎo)致TFT2的源極12與像素電極18或存儲電容電極16與像素電極18的不能接觸。因此，當(dāng)整體上以200nm～400nm左右的膜厚形成鈍化膜14時，形成在最上層的SiO層14c的膜厚希望小于等于20nm。此外，SiO層14c為了可靠取得其表面狀態(tài)的效果，希望膜厚大于等于3nm。
并且，鈍化膜14的SiN層14a、14b，與上層側(cè)的SiN層14b相比，以厚膜形成下層側(cè)的SiN層14a，關(guān)于它們中包含的Si原子的濃度(Si濃度)，使其滿足上層側(cè)＞下層側(cè)的關(guān)系?；蛘?，關(guān)于與SiN層14a、14b內(nèi)的Si原子結(jié)合的H原子的濃度(Si-H濃度)，使其滿足上層側(cè)＞下層側(cè)的關(guān)系。這樣，通過使鈍化膜14中包含的SiN的Si原子和N原子的組成變化，調(diào)整上下層的Si濃度或Si-H濃度，控制它們的蝕刻率，把鈍化膜14蝕刻為截面順錐形。
下面，參照圖3～圖12詳細(xì)說明所述TFT基板1的制造方法。圖3是柵極總線的形成工序的說明圖，圖4是絕緣膜形成工序的說明圖，圖5是溝道保護(hù)膜形成工序的說明圖，圖6是電阻層和金屬層形成工序的說明圖，圖7是電極和工作半導(dǎo)體層形成工序的說明圖，圖8是鈍化膜形成工序的說明圖，圖9是CF層形成工序的說明圖，圖10是OC層形成工序的說明圖，圖11是像素電極連接用的接觸孔形成工序的說明圖，圖12是像素電極形成工序的說明圖。其中，在圖3～圖12中，關(guān)于圖1和圖2所示的要素，付與相同的符號，省略說明的細(xì)節(jié)。
首先，就柵極總線的形成工序加以說明。柵極總線4的形成如圖3所示，在玻璃基板3上，根據(jù)需要，形成SiOx等的保護(hù)膜，在整個面上，例如通過濺射法，形成約130nm膜厚的Al或Al合金膜。并且，在其上面，例如通過濺射法，連續(xù)形成約70nm膜厚的Ti或Ti合金等的高熔點金屬膜。由此，在玻璃基板3上形成合計約200nm膜厚的金屬層。作為該金屬層的形成中使用的Al合金，能使用在Al中包含釹(Nd)、硅(Si)、銅(Cu)、Ti、鎢(W)、鉭(Ta)、鈧(Sc)中的一種或2種以上的材料。此外，作為在金屬層的形成中使用的高熔點金屬，除了所述Ti、Ti合金，還能使用Cr、Mo、Ta、W和包含它們的合金等。
接著，在整個基板表面上形成抗蝕劑層后，使用光掩?；蚶缰虚g掩模標(biāo)線等第一掩模，進(jìn)行曝光，形成抗蝕劑掩模。然后，通過使用鹵素類氣體的干蝕刻，形成圖3所示的Al類金屬層4a和高熔點金屬層4b的層疊構(gòu)造，形成柵極總線4。這時，也同時形成圖2所示的存儲電容總線7，此外，雖未圖示，但是在柵極總線4和存儲電容總線7的端子形成位置上同時形成端子電極。
下面，描述絕緣膜的形成工序。在形成了如圖3所示的柵極總線4，形成圖2所示的存儲電容總線7后，如圖4所示，通過等離子CVD(ChemicalVapor Deposition)法，以膜厚約40nm在基板整個面上形成SiN膜，形成絕緣膜5。該絕緣膜5如上所述，一部分作為柵絕緣膜起作用。接著，通過等離子CVD法，以膜厚約30nm在基板整個面上形成a-Si層13a，再通過等離子CVD法，以膜厚約120nm在基板整個面上形成SiN層11a。
下面，描述溝道保護(hù)膜的形成工序。在形成圖4所示的絕緣膜5、a-Si層13a以及SiN層11a后，通過旋轉(zhuǎn)涂敷，在基板整個面上涂敷光致抗蝕劑，對玻璃基板3進(jìn)行以柵極總線4和存儲電容總線7為掩模的背面曝光，自動調(diào)整成只使柵極總線4的正上方和存儲電容總線7的正上方的區(qū)域成為未曝光區(qū)域。接著，從正向使用第二掩模曝光，形成只在形成溝道保護(hù)膜11的區(qū)域上殘存光致抗蝕劑的抗蝕圖。把它作為蝕刻掩模，對圖4所示的SiN層11a進(jìn)行使用氟類氣體的干蝕刻，如圖5所示，形成溝道保護(hù)膜11。
下面，描述電阻層和金屬層的形成工序。在形成圖5所示的溝道保護(hù)膜11后，用稀氟酸把a(bǔ)-Si層13a表面洗凈，除去自然氧化膜，然后，立即如圖6所示，通過等離子CVD法，以膜厚約30nm，在基板整個面上形成n+型a-Si層9c。接著，在n+型a-Si層9c上，通過濺射法，分別以膜厚約20nm/75nm/40nm形成用于形成圖1或圖2所示的漏極總線6、漏極10、源極12、存儲電容電極16的由Ti(或Ti合金)/Al(或Al合金)/Ti(或Ti合金)構(gòu)成的金屬層20。此外，在該金屬層20中，除了Ti以外，也能使用Cr、Mo、Ta、W和包含它們的合金等。n+型a-Si層9c作為用于使金屬層20和a-Si層13a良好接觸的電阻層起作用。
下面，描述電極和工作半導(dǎo)體層的形成工序。如圖6所示，在n+型a-Si層9c上形成金屬層20后，在基板整個面上形成光致抗蝕劑層，使用第三掩模把光致抗蝕劑層曝光后，顯影，形成抗蝕圖。以該抗蝕圖為掩模，對圖6所示的金屬層20、n+型a-Si層9c和a-Si層13a進(jìn)行使用鹵素類氣體的干蝕刻。由此，如圖7所示，通過形成上部金屬層8a、8b和電阻接觸層9a、9b而形成漏極10和源極12，形成工作半導(dǎo)體層13。這時，也形成圖2所示的漏極總線6和存儲電容電極16。在該蝕刻處理中，溝道保護(hù)膜11作為蝕刻阻止部起作用。通過以上的工序，在玻璃基板3上形成TFT2。
下面，描述鈍化膜的形成工序。在形成圖7所示的TFT2后，如圖8所示，在基板整個面上，通過等離子CVD法，分別以約180nm、20nm、5nm的膜厚按順序形成SiN層14a、14b、SiO層14c，形成鈍化膜14。也能使用其它方法形成該鈍化膜14。例如，在通過等離子CVD法，分別以約180nm、20nm形成SiN層14a、14b后，在基板整個面上以膜厚約5nm形成a-Si層，進(jìn)行灰化處理、高壓氧化、熱氧化、N2O等離子處理、N2+O2等離子處理的至少一個，在表面上形成膜厚約5nm的SiO層。此外，也能在通過等離子CVD法，分別以約180nm、20nm形成SiN層14a、14b后，在基板整個面上進(jìn)行灰化處理、高壓氧化、熱氧化、O2等離子處理、UV照射的至少一個，在表面上形成膜厚約5nm的SiO層。
此外，SiO層14c在這里為膜厚約5nm，但是如上所述，能在膜厚3nm～20nm的范圍中形成，與其對應(yīng)，也可以適當(dāng)變更SiN層14a、14b的膜厚。此外，也可以如下形成SiN層14a、14b，在以適當(dāng)?shù)某赡l件形成第一層的SiN層14a后，變更成膜條件，連續(xù)形成第二層的SiN層14b，并使這兩層的Si濃度或Si-H濃度如上所述，為上層側(cè)＞下層側(cè)。
下面說明CF層的形成工序。在形成圖8所示的鈍化膜14后，如圖9所示，對于各像素區(qū)域形成給定顏色的樹脂CF層15。樹脂CF層15在基板上形成帶狀。例如當(dāng)把紅色樹脂作為樹脂CF層15而形成時，首先，使用旋轉(zhuǎn)涂敷機(jī)或狹縫涂敷機(jī)等，在基板整個面上，以膜厚約170nm涂敷分散了紅色顏料的丙烯酸類負(fù)片型感光性樹脂。接著，通過使用大型掩模的接近曝光，對圖案曝光，使在形成紅色樹脂的給定多列中，紅色樹脂殘留為帶狀。最后，使用氫氧化鉀(KOH)等的堿顯影液，形成紅色的樹脂CF層15。這時，在該給定列上形成樹脂CF層15的同時，在樹脂CF層15上形成到達(dá)源極12正上方的鈍化膜14的接觸孔15a。在樹脂CF層15中，也同時形成到達(dá)在圖2所示的存儲電容電極16正上方的區(qū)域中的鈍化膜14的接觸孔15b。由此，對該像素區(qū)域付與紅色的分光特性，同時付與阻礙外來光向TFT2的入射的遮光功能。
關(guān)于藍(lán)色、綠色的像素區(qū)域也是同樣地形成。即，關(guān)于藍(lán)色像素區(qū)域，涂敷分散了藍(lán)色顏料的丙烯酸類負(fù)片型感光性樹脂，進(jìn)行構(gòu)圖，在形成紅色樹脂的列的相鄰的列中，把藍(lán)色樹脂CF層形成帶狀。同時，分別形成到達(dá)該藍(lán)色像素區(qū)域的TFT的源極、存儲電容電極的接觸孔。此外，關(guān)于綠色像素區(qū)域，涂敷分散了綠色顏料的丙烯酸類負(fù)片型感光性樹脂，進(jìn)行構(gòu)圖，在形成藍(lán)色樹脂的列的相鄰的列中，把綠色樹脂CF層形成帶狀。同時，分別形成到達(dá)該綠色像素區(qū)域的TFT的源極、存儲電容電極的接觸孔。由此，對該像素區(qū)域付與藍(lán)色或綠色的分光特性，同時付與阻礙外來光向TFT的入射的遮光功能。
這樣，在樹脂CF層15上形成接觸孔15a、15b時，在形成在鈍化膜14的最上層的SiO層14c上直接形成樹脂CF層15，所以樹脂CF層15的結(jié)合性好，抑制CF的殘渣或剝離的發(fā)生。
下面，描述OC層的形成工序。如圖9所示，在形成樹脂CF層15后，如圖10所示，形成OC層17。OC層17與樹脂CF層15的形成同樣，使用旋轉(zhuǎn)涂敷機(jī)或狹縫涂敷機(jī)等，在形成樹脂CF層15后的基板整個面上，涂敷OC樹脂，在溫度140℃以下進(jìn)行加熱處理。這里使用的OC樹脂是絕緣性、具有負(fù)片型的感光性的丙烯酸樹脂。接著，使用大型掩模進(jìn)行接近曝光，使用KON等顯影，形成OC層17。OC層17至少在端子形成區(qū)域的電極轉(zhuǎn)換連接區(qū)域上形成開口，在端子形成區(qū)域，使端子電極、絕緣膜5、鈍化膜14從底部露出。在OC層17上，如圖10所示，對應(yīng)形成在樹脂CF層15上的接觸孔15a的位置，形成接觸孔21。這時，在圖2所示的存儲電容電極16區(qū)域中，也對應(yīng)接觸孔15b的位置，在OC層17上形成接觸孔。
下面，描述像素電極連接用的接觸孔的形成工序。如圖10所示，在OC層17上形成接觸孔21后，如圖11所示，以該OC層17為掩模，進(jìn)行使用氟類氣體的干蝕刻。由此，除去接觸孔21的開口區(qū)域上的鈍化膜14，形成到達(dá)源極12的接觸孔22。這時，在圖2所示的存儲電容電極16區(qū)域中，也同樣除去鈍化膜14，形成到達(dá)存儲電容電極16的接觸孔。通過OC層17的接觸孔21和鈍化膜14的接觸孔22，形成從OC層17表面貫穿到源極12的像素電極連接用的接觸孔19a。同樣，在存儲電容電極16區(qū)域中，通過OC層17的接觸孔和鈍化膜14的接觸孔，形成從OC層17表面貫穿到存儲電容電極16的圖2所示的像素電極連接用的接觸孔19b。
這里，從上層側(cè)按SiO層14c、SiN層14b、14a的順序形成鈍化膜14，SiO層14c以膜厚3nm～20nm的范圍形成，調(diào)整SiN層14b、14a的Si濃度或Si-H濃度。由此，控制各層的蝕刻率，形成在鈍化膜14上的接觸孔22形成截面順錐形。即，像素電極連接用的接觸孔19a的開口截面積為樹脂CF層15＞OC層17＞SiO層14c＞SiN層14a的順序。關(guān)于接觸孔19b，也是同樣。此外，這里所說的開口截面積表示形成在各層的開口部分中，開口截面積成為最小的部分的值。此外，接觸孔19a的開口截面積只要滿足樹脂CF層15＞OC層17≥SiO層14c≥SiN層14a的關(guān)系即可。
下面，描述像素電極的形成工序。如圖11所示，形成從OC層17表面貫穿到源極12的像素電極連接用的接觸孔19a后，首先，通過濺射等薄膜形成方法，以膜厚約70nm形成ITO。接著，在形成的ITO上形成給定圖案的抗蝕掩膜，進(jìn)行使用草酸類蝕刻劑的濕蝕刻，如圖12所示，形成通過接觸孔19a連接在源極12上的像素電極18。同樣，通過形成在接觸孔19b上的ITO連接圖2所示的存儲電容電極16和像素電極18。
最后，在溫度150℃～230℃的范圍內(nèi)，希望在溫度約200℃進(jìn)行熱處理，完成TFT基板1。
這樣形成的TFT基板1在TFT2的形成面一側(cè)形成定向膜后，與形成公共電極的對置基板貼在一起，再在它們之間密封填入液晶。然后，在TFT基板1和對置基板的外表面一側(cè)分別粘貼偏振薄膜，形成LCD。
(實施例1-2)下面，說明實施例1-2。
在所述實施例1-1中，鈍化膜14為SiN層14a、14b和SiO層14c的層疊構(gòu)造，但是形成在TFT基板1上的鈍化膜14也可以采用SiN層14a、14b和SiON層的層疊構(gòu)造。SiON層與所述SiO層14c相同，希望形成膜厚3nm～20nm。這樣，在鈍化膜14中，代替SiO層14c使用SiON層，也能取得與SiO層14c同樣的效果。該SiON層與SiO層14c相同，能在形成SiN層14a、14b后，通過等離子CVD法形成。此外，在形成a-Si層后，進(jìn)行灰化處理、高壓氧化、熱氧化、N2O等離子處理、N2+O2等離子處理的至少一個，能形成SiON層。也能在形成SiN層14a、14b后，進(jìn)行灰化處理、高壓氧化、熱氧化、O2等離子處理、UV照射的至少一個，形成SiON層。
此外，在所述實施例1-1、1-2中，描述了鈍化膜具有2層構(gòu)造的SiN層的情形，但是也能用3層以上構(gòu)成鈍化膜的SiN層，而且，也能用1層構(gòu)成。
如上所述，在LCD中使用的TFT基板上，形成在TFT和樹脂CF層之間的鈍化膜為SiN層和SiO層或SiON層的層疊構(gòu)造，在最上層形成SiO層或SiON層。由此，抑制了鈍化膜和樹脂CF層的結(jié)合力的下降。因此，可抑制形成樹脂CF層時的CF的剝離的發(fā)生，能抑制在樹脂CF層上形成接觸孔時的CF的殘渣或剝離的發(fā)生。
通過抑制SiO層或SiON層的膜厚，能使形成在鈍化膜上的接觸孔為截面順錐形。此外，在具有2層以上的SiN層的鈍化膜中，通過調(diào)整這些SiN層的Si濃度或Si-H濃度，能使接觸孔為截面順錐形。由此，源極和像素電極之間、存儲電容電極和像素電極之間的連接良好，能以高成品率形成沒有導(dǎo)通不良的TFT基板。
根據(jù)這樣的TFT基板，對CF層不需要使用新的樹脂，便能實現(xiàn)顯示特性優(yōu)異、可靠性高、高性能的TFT基板以及LCD。此外，在陣列基板一側(cè)設(shè)置樹脂CF層，對它附加遮光功能，所以整體上能簡化LCD的制造工序。即使與對置基板的粘貼精度稍微下降，也能以寬開口率批量生產(chǎn)高精細(xì)的LCD。因此，不需要如以往方案那樣的在CF層和鈍化膜之間，為了防止CF的剝離，形成六甲基二硅胺烷(HMDS)等結(jié)合材料，或形成特別的遮光圖案的構(gòu)造。
此外，所述鈍化膜的層疊構(gòu)造除了CF-on-TFT構(gòu)造的TFT基板，還能應(yīng)用于不采用CF-on-TFT構(gòu)造的TFT基板。即，在不采用CF-on-TFT構(gòu)造的TFT基板中，使形成在TFT和像素電極之間的鈍化膜為所述SiN層和SiO層的層疊構(gòu)造或SiN層和SiON層的層疊構(gòu)造。由此，能維持鈍化膜表面的穩(wěn)定性，此外能使接觸孔為截面順錐形，所以能抑制形成像素電極后的導(dǎo)通不良的發(fā)生。
此外，在不采用CF-on-TFT構(gòu)造的TFT基板中，代替由SiN等無機(jī)絕緣材料構(gòu)成的鈍化膜，形成使用絕緣性有機(jī)樹脂材料的OC層，則能使膜厚度厚到3000nm左右。因為OC層的介電常數(shù)約小于等于3，所以能減少TFT的寄生電容，實現(xiàn)寬開口率?？墒?，如果在TFT基板內(nèi)包含這種厚膜的層，則在該層形成接觸孔后，形成大的階梯，此外，無法使接觸孔良好地形成截面順錐形。由此，引起形成在上層的像素電極的階梯斷開，容易引起導(dǎo)通不良，所以使用具有所述SiN層和SiO層的層疊構(gòu)造或SiN層和SiON層的層疊構(gòu)造的鈍化膜是有效的。
實施形態(tài)2下面，參照圖15～圖29說明本發(fā)明實施形態(tài)2的液晶顯示裝置用基板和具有它的液晶顯示裝置及其制造方法。近年，液晶顯示裝置用于筆記本電腦、TV、監(jiān)視器、投影型放映機(jī)等中，在其需求增加的同時，要求也多樣化。液晶顯示裝置一般由具有透明電極的兩個基板和夾在該基板間的液晶層構(gòu)成，通過在透明電極間施加電壓來驅(qū)動液晶，控制來自背光部件的光的透射率，顯示圖像。從背光射出的光由于各種原因衰減，在顯示屏表面的最大透射率下降到3％～10％左右。作為透射率下降的原因，列舉出偏振片或濾色器的光吸收和像素開口率的大小。作為提高像素開口率的構(gòu)造，有在TFT基板上形成濾色器器的CF-on-TFT構(gòu)造。如果采用CF-on-TFT構(gòu)造，則不需要留出在粘貼TFT基板和對置基板時的位置偏移余量，所以能夠提高像素開口率。
圖15表示以往的TFT基板100上的3個像素部分的平面結(jié)構(gòu)。如圖15所示，TFT基板100具有在玻璃基板上在圖中左右方向延伸的多個柵極總線102(在圖15中只表示1條)；與柵極總線102交叉，在圖中上下方向延伸的多條漏極總線104。在兩總線102、104的交叉位置附近形成TFT105。如圖15所示，TFT105具有從漏極總線104分支的漏極108；以給定間隔與漏極108相對配置的源極110；柵極總線102中與漏極108以及源極110部分重疊的部分(柵極)。在柵極上形成工作半導(dǎo)體層和其上層的溝道保護(hù)膜109。由柵極總線102和漏極總線104劃分像素區(qū)域。橫切各像素區(qū)域的大致中央，與柵極總線102平行形成存儲電容電極117。在各像素區(qū)域中形成樹脂CF層113。此外，在各像素區(qū)域的樹脂CF層113上形成像素電極115。
像素電極115通過貫穿樹脂CF層113形成的接觸孔116a連接在源極110上。同樣，像素電極115通過貫穿樹脂CF層113形成的接觸孔116b連接在存儲電容電極118上。源極110上的接觸孔116a和存儲電容電極118上的接觸孔116b的底部在向TFT基板100的表面觀察時，具有縱橫尺寸為20μm×20μm的大致正方形的輪廓形狀。因此，源極110有必要把接觸孔116a的底部開口中的連接用區(qū)域延伸到像素內(nèi)部，存儲電容電極118有必要在接觸孔116b的底部開口中額外設(shè)置連接用區(qū)域。這些連接用區(qū)域使得像素開口率下降。
樹脂CF層113的形成材料(負(fù)片型的顏色抗蝕劑)的分辨率低，曝光所需能量也大?？墒?，對樹脂CF層113不要求高精細(xì)的構(gòu)圖或微細(xì)的構(gòu)圖，所以一般在濾色器的形成工序中，使用把光掩模接近抗蝕劑層配置，進(jìn)行曝光的近距離曝光裝置。根據(jù)近距離曝光裝置，由于可通過照射高照度的曝光光進(jìn)行曝光，所以能以短的生產(chǎn)節(jié)拍時間獲得高的生產(chǎn)能力?？墒牵诮嚯x曝光方式下，由于透射光掩模的光的衍射，無法取得高的分辨率，所以難以抑制孔形狀或大小的偏差，在樹脂CF層113形成小直徑的接觸孔116a、116b。為了形成具有20μm×20μm的大致正方形的底部輪廓的接觸孔，使用形成例如28μm×28μm的大一圈的正方形遮光圖案的光掩模。這樣，為了通過接觸孔116a可靠地電連接源極110和像素電極115，必須增大接觸孔116a底部的開口面積。同樣，為了通過接觸孔116b可靠地電連接存儲電容電極118和像素電極115，必須增大接觸孔116b底部的開口面積。因此，由于接觸孔116a、116b的存在，像素開口率下降。為了提高分辨率，考慮到使用高精度的逐次移動式曝光裝置或鏡面投影式光刻機(jī)等，但是，這些裝置價格高，生產(chǎn)設(shè)備所需費用高，并且生產(chǎn)節(jié)拍時間增加，所以會使CF-on-TFT構(gòu)造的制造成本上升。
因此，在本實施形態(tài)中，其目的在于提供能使用近距離曝光裝置，以低成本提高像素開口率的CF-on-TFT構(gòu)造的液晶顯示裝置用基板和具有它的液晶顯示裝置。下面，使用實施例2-1～2-3具體說明。
(實施例2-1)
下面，參照圖16～圖21說明實施例2-1的液晶顯示裝置用基板和具有它的液晶顯示裝置及其制造方法。圖16表示本實施例的TFT基板1上的3像素部分的平面結(jié)構(gòu)。圖17表示TFT基板1的R像素的一部分截面。圖17(a)表示在圖16的A-A線切斷的TFT基板1的截面，圖17(b)表示在圖16的B-B線切斷的TFT基板1的截面。如圖16所示，TFT基板1在玻璃基板3上具有在圖中左右方向延伸的多條柵極總線4(在圖16中，只表示1條)；隔著絕緣膜5與柵極總線4交叉，在圖中上下方向延伸的多條漏極總線6。由柵極總線4和漏極總線6劃分像素區(qū)域。在兩總線4、6的交叉位置附近形成TFT2。如圖16和圖17所示，TFT2把直線狀的柵極總線4的一部分區(qū)域作為柵極4利用，隔著柵極4上的絕緣膜(柵絕緣膜)5具有工作半導(dǎo)體層13。在柵極4上方的工作半導(dǎo)體層13上面形成溝道保護(hù)膜11。在溝道保護(hù)膜11上，通過電分離而形成漏極10和源極12。漏極10連接在漏極總線6上。橫切各像素區(qū)域的大致中央，與柵極總線4平行形成存儲電容總線7。存儲電容總線7由與柵極總線4相同的形成金屬形成。在存儲電容總線7上，隔著絕緣膜5形成存儲電容電極16。在各像素區(qū)域中形成樹脂CF層15。如圖17(a)、(b)所示，在TFT2和漏極總線6上也形成樹脂CF層15。在各像素區(qū)域的樹脂CF層15上形成像素電極18。
像素電極18通過貫通樹脂CF層15形成的接觸孔19a連接在源極12上。同樣，像素電極18通過貫通樹脂CF層15形成的接觸孔19b連接在存儲電容電極16上。源極12上的接觸孔19a和存儲電容電極16上的接觸孔19b的底部如圖16所示，從朝向TFT基板1表面的視角觀察，大致平行的2線段和該2線段的相對端部間由向外側(cè)凸的曲線連接，角部呈圓形輪廓形狀。并且，如果以與2平行線段平行的方向為橫向，與其正交的方向為縱向，則接觸孔19a、19b的底部輪廓在縱向和橫向長度上不同。本實施例的接觸孔19a、19b如圖16所示，形成與柵極總線4大致平行的2平行線段，該2線段的相對端部間利用向外側(cè)凸的半圓來連接的例如田徑跑道同樣的輪廓形狀。長軸(在本例中，橫向)和短軸(在本例中，縱向)的長度比(長短軸長度比＝短軸長度/長軸長度)希望小于等于0.5。關(guān)于底部輪廓內(nèi)的面積小于等于600μm2的接觸孔，優(yōu)選適用所述長短軸長度比。在本實施例中，接觸孔19a、19b的短軸長度為10μm，長軸長度為40μm。這里，長軸長度比以往的接觸孔116a、116b的20μm長，短軸長度比20μm短。此外，如圖17所示，接觸孔19a、19b中，開口端一側(cè)輪廓比底部輪廓大一圈，形成在深度方向變窄的倒圓臺形形狀。
接觸孔19a為短軸長度10μm，長軸長度為40μm，但是長軸兩側(cè)形成半圓形，所以底部開口面積約為375μm2，比以往的400μm2減少6％。此外，在接觸孔19b中，沿著存儲電容總線7形成長軸，短軸比存儲電容總線7的寬度窄。因此，在存儲電容電極16上沒必要特別設(shè)置接觸孔19b的底部開口端的連接用區(qū)域。因此，與以往相比，能提高像素開口率。
下面，參照圖18～圖21的制造工序剖視圖，說明本實施例的液晶顯示裝置用基板的制造方法。在圖18～圖21中，(a)表示在圖16所示的A-A線切斷的TFT基板1的截面，(b)表示在圖16所示的B-B線切斷的TFT基板1的截面。首先，如圖18(a)、(b)所示，在玻璃基板3上的整個面上，按順序形成例如膜厚100nm的鋁(Al)層和膜厚50nm的鈦(Ti)層，進(jìn)行構(gòu)圖，形成柵極總線4和存儲電容總線7。構(gòu)圖使用在被構(gòu)圖層上形成給定的抗蝕圖案，把所獲得的抗蝕圖案用作蝕刻掩模來蝕刻被構(gòu)圖層，并剝離抗蝕圖案的光刻法進(jìn)行。
接著，連續(xù)形成例如膜厚350nm的氮化硅膜(SiN膜)5、膜厚30nm的a-Si層13a和膜厚120nm的SiN膜。接著，在整個面上形成抗蝕劑層，以柵極總線4為掩模，進(jìn)行背面曝光，從正向使用掩模曝光，對抗蝕劑層構(gòu)圖。以構(gòu)圖的抗蝕劑層為蝕刻掩模，蝕刻SiN膜，如圖19(a)所示，形成溝道保護(hù)膜11。
接著，如圖20(a)、(b)所示，按順序形成例如膜厚30nm的n+型a-Si層、膜厚20nm的Ti層、膜厚75nm的Al層和膜厚40nm的Ti層，把溝道保護(hù)膜11用作蝕刻阻止部，進(jìn)行構(gòu)圖，形成漏極10、源極12、漏極總線6(在圖20中未示出)和存儲電容電極16。用以上的工序完成TFT2。
接著，涂敷例如3.0μm膜厚的負(fù)片型的感光性顏料分散型的R(紅)抗蝕劑(JSR公司制造)。接著，把基板3設(shè)置在近距離曝光裝置上，并且以約100μm的間隔，接近基板3表面配置紅色像素用的光掩模，以約100mj的曝光量曝光。在紅色像素用的光掩模上描繪把基板3表面的紅色像素區(qū)域以外和紅色像素區(qū)域內(nèi)的接觸孔19a、19b的形成區(qū)域遮光的圖案。描繪在紅色像素用的光掩模上的接觸孔19a、19b的形成用遮光圖案與應(yīng)該形成的接觸孔19a、19b的底部輪廓大致為相似形狀，但是考慮光的衍射現(xiàn)像，形成大出給定的偏移量。接觸孔19a、19b的長短軸長度比為0.25，短軸長度10μm，長軸長度40μm。因此，例如使用形成具有平行的2線段的相對端部間由向外側(cè)凸的半圓連接的輪廓，短軸長度18μm，長軸長度48μm的遮光圖案的光掩模。該遮光圖案的短軸長度(18μm)比以往的遮光圖案的1邊長度28μm短，所以曝光光的衍射光有可能從短軸兩端散射到在接觸孔19a、19b的形成區(qū)域的顏色抗蝕劑層，但是，該遮光圖案的長軸長度(48μm)比以往的遮光圖案的1邊長度28μm長，能形成從長軸兩端完全不產(chǎn)生曝光光的衍射光散射的區(qū)域。因此，通過調(diào)整其它曝光條件，在接觸孔19a、19b的形成區(qū)域的顏色抗蝕劑層上，在垂直于基板3表面的方向，能形成未感光區(qū)域。為了確保從長軸兩端完全不產(chǎn)生曝光光的衍射光散射的區(qū)域，并且使接觸孔底部的開口面積最小，希望長軸和短軸的長度比(長短軸長度比＝短軸長度/長軸長度)小于等于0.5。在形成底部輪廓內(nèi)的面積小于等于600μm2的小直徑接觸孔時，希望應(yīng)用所述長短軸長度比。曝光后，顯影，溶解并除去未感光的抗蝕劑層區(qū)域。洗凈后，在230℃進(jìn)行40分鐘的后烘焙處理，如圖21(a)、(b)所示，在紅色像素區(qū)域上形成具有露出源極12和存儲電容電極16而開口的接觸孔19a、19b的樹脂CF層15(R)。形成的接觸孔19a、19b中，角部帶圓形，短軸長度為10μm，長軸長度40μm。此外，接觸孔19a、19b中，開口端一側(cè)輪廓比底部輪廓大一圈，形成在深度方向變窄的倒圓臺形狀。
同樣，涂敷3.0μm膜厚的負(fù)片型的感光性顏料分散型的B(藍(lán))抗蝕劑，把基板3設(shè)置在近距離曝光裝置上，并且接近基板3表面配置藍(lán)色像素用的光掩模，進(jìn)行曝光。在藍(lán)色像素用的光掩模上，描繪把基板3表面的藍(lán)色像素區(qū)域以外和藍(lán)色像素區(qū)域內(nèi)的接觸孔19a、19b的形成區(qū)域遮光的圖案。描繪在藍(lán)色像素用的光掩模上的接觸孔19a、19b的形成用遮光圖案與應(yīng)該形成的接觸孔19a、19b的底部輪廓大致為相似形狀，但是形成的要大出給定的偏移量。曝光后，顯影，進(jìn)行后烘焙處理，在藍(lán)色像素區(qū)域上形成具有在源極12和存儲電容電極16上開口的接觸孔19a、19b的樹脂CF層15(B)。
同樣，涂敷3.0μm膜厚的負(fù)片型的感光性顏料分散類的G(綠)抗蝕劑，把基板3設(shè)置在近距離曝光裝置上，并且接近基板3表面配置綠色像素用的光掩模，進(jìn)行曝光。在綠色像素用的光掩模上，描繪把基板3表面的綠色像素區(qū)域以外和綠色像素區(qū)域內(nèi)的接觸孔19a、19b的形成區(qū)域遮光的圖案。描繪在綠色像素用的光掩模上的接觸孔19a、19b的形成用遮光圖案與應(yīng)該形成的接觸孔19a、19b的底部輪廓大致為相似形狀，但是形成的要大出給定的偏移量。曝光后，顯影，進(jìn)行后烘焙處理，在綠色像素區(qū)域上形成具有在源極12和存儲電容電極16上開口的接觸孔19a、19b的樹脂CF層15(G)。
接著，在整個面上形成例如膜厚70nm的ITO，進(jìn)行構(gòu)圖，如圖17所示，形成與像素區(qū)域內(nèi)的樹脂CF層15上表面、貫穿樹脂CF層15的接觸孔19a、19b內(nèi)壁面、在接觸孔19a、19b底部露出的源極12、存儲電容電極16接觸的像素電極18。
如上所述，根據(jù)本實施例，在形成在樹脂CF層15上的接觸孔19a、19b中，通過采用橫向和縱向長度不同的底部輪廓圖案，使用近距離曝光裝置，能以低成本取得提高像素開口率的CF-on-TFT構(gòu)造。
此外，在本實施例中，如圖16所示，為跑道形狀的底部輪廓的接觸孔19a、19b，但是本發(fā)明并不局限于此。代替與柵極總線4大致平行的2平行線段，可以為具有由向外側(cè)凸的曲線連接的例如橢圓形狀的底部輪廓的接觸孔19a、19b。
此外，在本實施例中，直接在漏極10、源極12和漏極總線6等的源極/漏極形成層上形成樹脂CF層15(R、G、B)，但是也可以在源極/漏極形成層上形成保護(hù)膜，在該保護(hù)膜上形成樹脂CF層15(R、G、B)。此外，可以在樹脂CF層15(R、G、B)上形成保護(hù)膜，在該保護(hù)膜上形成像素電極18。當(dāng)然，TFT2和樹脂CF層15(R、G、B)的形成材料和制造工序也包括上述以外的材料和工序。
(實施例2-2)下面，參照圖22～圖28說明實施例2-2的液晶顯示裝置用基板和具有它的液晶顯示裝置及其制造方法。圖22表示本實施例的TFT基板1上的3像素部分的平面結(jié)構(gòu)。圖23表示TFT基板1的R像素的一部分截面。圖23(a)表示在圖22的A-A線切斷的TFT基板1的截面，圖23(b)表示在圖22的B-B線切斷的TFT基板1的截面。如圖22所示，TFT基板1在玻璃基板3上具有在圖中左右方向延伸的多條柵極總線4(在圖22中，只表示1條)；隔著絕緣膜5與柵極總線4交叉，在圖中上下方向延伸的多條漏極總線6。由柵極總線4和漏極總線6劃分像素區(qū)域。在兩總線4、6的交叉位置附近形成TFT2。如圖22和圖23所示，TFT2把直線狀的柵極總線4的一部分區(qū)域作為柵極4利用，隔著柵極4上的絕緣膜(柵絕緣膜)5具有工作半導(dǎo)體層13。在柵極4的工作半導(dǎo)體層13上面形成溝道保護(hù)膜11。在溝道保護(hù)膜11上，通過電分離，形成漏極10和源極12。漏極10連接在漏極總線6上。橫切各像素區(qū)域的大致中央，與柵極總線4平行形成存儲電容總線7。存儲電容總線7由與柵極總線4相同的形成金屬形成。在存儲電容總線7上，隔著絕緣膜5形成存儲電容電極16。源極12通過連接布線12a連接在存儲電容電極16上。在各像素區(qū)域中形成樹脂CF層15。如圖23(a)、(b)所示，在TFT2和漏極總線6上也形成樹脂CF層15。此外，如圖22所示，在各像素區(qū)域的樹脂CF層15上形成在存儲電容總線7上方，沿著存儲電容總線7設(shè)置，到達(dá)存儲電容電極16的接觸用溝19c。樹脂CF層15由接觸用溝19c在各像素區(qū)域內(nèi)分割為2區(qū)域。在存儲電容電極16上把樹脂CF層15開口的接觸用溝19c的底部如圖22所示，在向TFT基板1表面觀察時，以寬度10μm，沿著存儲電容總線7，跨各像素間形成直線狀。
在形成接觸用溝19c的樹脂CF層15上，使用正片型的感光性樹脂形成OC層17。在OC層17上形成像素電極18。像素電極18通過在樹脂CF層15的形成接觸用溝19c的區(qū)域上，進(jìn)一步通過貫穿OC層17而形成的接觸孔19d，連接在存儲電容電極16上。接觸孔19d具有內(nèi)徑約8μm的圓形底部輪廓。
本實施例的結(jié)構(gòu)通過連接布線12a把源極12連接在存儲電容電極16上，所以只用接觸孔19d就完成與像素電極18的連接。并且在存儲電容總線7的寬度內(nèi)形成接觸用溝19c，在接觸用溝19c內(nèi)形成接觸孔19d。因此，不用另外設(shè)置接觸用溝19c和接觸孔19d的底部開口的連接用區(qū)域，所以與以往相比，能提高像素開口率。
下面，參照圖23～圖28的制造工序剖視圖，說明本實施例的液晶顯示裝置用基板的制造方法。在圖23～圖28中，(a)表示在圖22所示的A-A線切斷的TFT基板1的截面，(b)表示在圖22所示的B-B線切斷的TFT基板1的截面。首先，如圖24(a)、(b)所示，在玻璃基板3上的整個面上，按順序形成例如膜厚100nm的鋁(Al)層和膜厚50nm的鈦(Ti)層，進(jìn)行構(gòu)圖，形成柵極總線4和存儲電容總線7。
接著，連續(xù)形成例如膜厚350nm的氮化硅膜(SiN膜)5、膜厚30nm的a-Si層13a和膜厚120nm的SiN膜。接著，在整個面上形成抗蝕劑層，以柵極總線4為掩模，進(jìn)行背面曝光，從正向使用掩模曝光，對抗蝕劑層構(gòu)圖。以構(gòu)圖的抗蝕劑層為蝕刻掩模，蝕刻SiN膜，如圖25(a)所示，形成溝道保護(hù)膜11。
接著，如圖26(a)、(b)所示，按順序形成例如膜厚30nm的n+型a-Si層、膜厚20nm的Ti層、膜厚75nm的Al層和膜厚40nm的Ti層，把溝道保護(hù)膜11用作蝕刻阻止部，進(jìn)行構(gòu)圖，形成漏極10、源極12、漏極總線6(圖26中未出現(xiàn))和存儲電容電極16。此外，同時形成連接源極12和存儲電容電極16的連接布線12a(圖26中未出現(xiàn))。用以上的工序完成TFT2。
接著，涂敷1.8μm膜厚的負(fù)片型的感光性顏料分散型的R抗蝕劑。接著，把基板3設(shè)置在近距離曝光裝置上，并且以約100μm的間隔，接近基板3表面配置紅色像素用的光掩模，以約100mj的曝光量曝光。在紅色像素用的光掩模上描繪把基板3表面的紅色像素區(qū)域以外和紅色像素區(qū)域內(nèi)的接觸用溝19c的形成區(qū)域遮光的圖案。描繪在紅色像素用的光掩模上的接觸用溝19c的形成用遮光圖案與應(yīng)該形成的接觸用溝19c的底部輪廓大致為相似形狀，但是考慮光的衍射現(xiàn)像，形成的要大出給定的偏移量。接觸用溝19c底部寬度為10μm。形成在光掩模上的接觸用溝19c形成用的遮光圖案寬度為18μm左右，比以往的遮光圖案的1邊長度28μm短，所以曝光光的衍射光有可能從遮光圖案的寬度方向散射到在接觸用溝19c的形成區(qū)域的顏色抗蝕劑層，但是，從該遮光圖案的長度方向完全不產(chǎn)生曝光光的衍射光散射。因此，通過調(diào)整曝光強(qiáng)度等，在接觸用溝19c的形成區(qū)域的顏色抗蝕劑層上，在基板3表面的垂直方向，能形成未感光區(qū)域。曝光后，顯影，溶解并除去未感光的抗蝕劑層區(qū)域。洗凈后，在230℃進(jìn)行40分鐘的后烘焙處理，如圖27(b)所示，在紅色像素區(qū)域上形成具有露出存儲電容電極16而開口的接觸用溝19c的樹脂CF層15(R)。形成的接觸用溝19c成為橫切像素區(qū)域的底部寬度10μm的帶狀。此外，接觸用溝19c中，開口端一側(cè)輪廓比底部輪廓大一圈，形成在深度方向變窄的倒圓臺形狀。
同樣，涂敷1.8μm膜厚的負(fù)片型的感光性顏料分散型的B抗蝕劑，把基板3設(shè)置在近距離曝光裝置上，并且接近基板3表面配置藍(lán)色像素用的光掩模，進(jìn)行曝光。在藍(lán)色像素用的光掩模上描繪把基板3表面的藍(lán)色像素區(qū)域以外和藍(lán)色像素區(qū)域內(nèi)的接觸用溝19c的形成區(qū)域遮光的遮光圖案。描繪在藍(lán)色像素用的光掩模上的接觸用溝19c的形成用遮光圖案與應(yīng)該形成的接觸用溝19c的底部輪廓大致為相似形狀，但是形成的要大出給定的偏移量。曝光后，顯影，進(jìn)行后烘焙處理，在藍(lán)色像素區(qū)域上形成具有在存儲電容電極16上開口的接觸用溝19c的樹脂CF層15(B)。
同樣，涂敷1.8μm膜厚的負(fù)片型的感光性顏料分散類的G抗蝕劑，把基板3設(shè)置在近距離曝光裝置上，并且接近基板3表面配置綠色像素用的光掩模，進(jìn)行曝光。在綠色像素用的光掩模上描繪把基板3表面的綠色像素區(qū)域以外和綠色像素區(qū)域內(nèi)的接觸用溝19c的形成區(qū)域遮光的遮光圖案。描繪在綠色像素用的光掩模上的接觸用溝19c的形成用遮光圖案與應(yīng)該形成的接觸用溝19c的底部輪廓大致為相似形狀，但是形成的要大出給定的偏移量。曝光后，顯影，進(jìn)行后烘焙處理，在綠色像素區(qū)域上形成具有在存儲電容電極16上開口的接觸用溝19c的樹脂CF層15(G)。
接著，在形成樹脂CF層15后的基板整個面上涂敷膜厚約2.0μm左右的正片型的感光性樹脂，使用描繪了接觸孔19d形成用圖案的光掩模，進(jìn)行近距離曝光，顯影，形成OC層17。在OC層17上，如圖28所示，與形成在樹脂CF層15上的接觸用溝19c對應(yīng)，形成接觸孔19d。使用正片型的感光性樹脂，所以通過使用近距離曝光裝置的近距離曝光，也能可靠形成具有內(nèi)徑約8μm的圓形底部輪廓的接觸孔19d。
接著，在整個面上形成膜厚70nm的ITO膜，然后進(jìn)行構(gòu)圖，如圖23所示，形成與像素區(qū)域內(nèi)的樹脂CF層15上表面、貫穿樹脂CF層15的接觸孔19d內(nèi)壁面、在接觸孔19d底部露出的存儲電容電極16接觸的像素電極18。
如上所述，根據(jù)本實施形態(tài)，在形成在樹脂CF層15上的接觸用溝19c中，通過采用沿著存儲電容總線7橫切像素區(qū)域內(nèi)的底部輪廓圖案，使用近距離曝光裝置，能以低成本取得提高像素開口率的CF-on-TFT構(gòu)造。
此外，在本實施例中，直接在漏極10、源極12和漏極總線6等的源極/漏極形成層上形成樹脂CF層15(R、G、B)，但是也可以在源極/漏極形成層上形成保護(hù)膜，該保護(hù)膜上形成樹脂CF層15(R、G、B)。此外，可以在樹脂CF層15(R、G、B)上形成保護(hù)膜，在該保護(hù)膜上形成像素電極18。當(dāng)然TFT2或樹脂CF層15(R、G、B)的形成材料或制造工序也可以是上述以外的材料或工序。
此外，在本實施例中，在漏極金屬形成層上直接形成CF抗蝕劑層，但是可以在漏極金屬形成層上形成鈍化膜的基礎(chǔ)上，形成CF抗蝕劑層。此外，在本實施例中，在樹脂CF層上形成OC層，但是可以不設(shè)置OC層，而在樹脂CF層上直接形成像素電極18。
(實施例2-3)下面，參照圖29說明實施例2-3的液晶顯示裝置用基板。圖29表示本實施例的TFT基板1上的3像素部分的平面結(jié)構(gòu)。本實施例的液晶顯示裝置用基板與實施例2-2同樣，具有用連接布線12a連接源極12和存儲電容電極16的構(gòu)造。本實施例的液晶顯示裝置用基板不形成實施例2-2中使用的OC層，因此，能用與實施例2-1大致同樣的制造方法制造。
圖29所示的結(jié)構(gòu)的特征在于形成在像素區(qū)域內(nèi)的用于連接存儲電容電極16和像素電極18的接觸孔的底部開口輪廓的形狀或面積不同。即，形成在紅色像素區(qū)域內(nèi)的接觸孔19b具有與實施例2-1所示相同的底部輪廓的形狀和尺寸。而形成在綠色像素區(qū)域內(nèi)的接觸孔19b’比接觸孔19b的長軸長度短，因此，底部輪廓的開口面積比接觸孔19b小。此外，在藍(lán)色像素區(qū)域中，代替接觸孔，形成實施例2-2中表示的接觸用溝19c。
這樣，通過對各顏色變更接觸孔(包含接觸用溝)的底部輪廓形狀和開口面積，與形成樹脂CF層15(R、G、B)的各顏色抗蝕劑的分辨率的不同對應(yīng)，能取得必要的最小限度的底部開口面積。在本實施例中，一般為了可靠地在分辨率最低的藍(lán)色(B)的顏色抗蝕劑層中形成底部開口，形成了接觸用溝19c。而在分辨率高的綠(G)色的顏色抗蝕劑層中，形成盡可能減小在接觸孔底部開口露出的金屬層面積的接觸孔19b’。由此，能盡可能減少從液晶顯示裝置的顯示屏一側(cè)入射的光的反射量，提高顯示質(zhì)量。
此外，也可以對各色不一律變更接觸孔或接觸用溝的底部輪廓形狀和開口面積，關(guān)于形成在玻璃基板3上的各處的接觸孔或接觸用溝，根據(jù)抗蝕劑層的分辨率的不同，變更為最佳的底部輪廓形狀和開口面積。
如上所述，根據(jù)本實施形態(tài)，在TFT基板上形成CF的液晶顯示裝置用基板中，為了電接觸夾著CF層的上下電極(源極和像素電極)，使CF層上形成的孔形狀為縱向和橫向長度不同的形狀。由此，能實現(xiàn)基于高開口率的亮度提高，即使使用近距離曝光裝置等通常的CF形成裝置或工藝，也能使像素開口率損失為最低限度，并且提高CF層的分辨率，提供簡便的工藝設(shè)計和穩(wěn)定的工藝。
通過按RGB各色，變更接觸用的孔或溝的大小，能對應(yīng)在CF抗蝕劑的各色中的分辨率不同的現(xiàn)象，抑制未由CF覆蓋的金屬面積過大引起的顯示屏顯示時的反射率上升，能提供高質(zhì)量的液晶顯示裝置。此外，通過按照形成工藝的特性改變接觸用的孔或溝的大小，也能獲得同樣的效果。
對以上說明的本發(fā)明實施形態(tài)1的液晶顯示裝置用基板和液晶顯示裝置，做如下的總結(jié)。
(附記1)一種液晶顯示裝置用基板，具有在分別形成在多個像素區(qū)域中的像素電極和驅(qū)動所述像素電極的開關(guān)元件之間形成的鈍化膜、形成在所述鈍化膜上的濾色層，其特征在于所述鈍化膜具有氮化硅層和氧化硅層或氧氮化硅層的層疊構(gòu)造，挨著所述濾色層形成所述氧化硅層或所述氧氮化硅層。
(附記2)根據(jù)附記1所述的液晶顯示裝置用基板，其特征在于所述氧化硅層或所述氧氮化硅層的膜厚為大于等于3nm，小于等于20nm。
(附記3)根據(jù)附記1所述的液晶顯示裝置用基板，其特征在于所述氮化硅層具有層疊了改變硅原子和氮原子的組成的2種以上氮化硅的構(gòu)造。
(附記4)根據(jù)附記1所述的液晶顯示裝置用基板，其特征在于所述氮化硅層形成為在越靠近挨著所述濾色層的所述氧化硅層或所述氧氮化硅層的區(qū)域，硅原子濃度越高，或者在越靠近挨著所述濾色層的所述氧化硅層或所述氧氮化硅層的區(qū)域，與硅原子結(jié)合的氫原子濃度越高。
(附記5)一種液晶顯示裝置，包含具有在分別形成在多個像素區(qū)域中的像素電極和驅(qū)動所述像素電極的開關(guān)元件之間形成的鈍化膜、形成在所述鈍化膜上的濾色層的液晶顯示裝置用基板；與所述液晶顯示裝置用基板相對配置的對置基板；夾在所述液晶顯示裝置用基板和所述對置基板之間的液晶層；其特征在于所述液晶顯示裝置用基板中，所述鈍化膜具有氮化硅層和氧化硅層或氧氮化硅層的層疊構(gòu)造，挨著所述濾色層形成所述氧化硅層或所述氧氮化硅層。
(附記6)一種液晶顯示裝置用基板，其特征在于具有隔著液晶層與對置基板相對配置的絕緣性基板；配置在所述絕緣性基板上，由依次形成開關(guān)元件、氮化硅層、氧化硅層或氧氮化硅層、樹脂濾色層和像素電極的多個像素區(qū)域構(gòu)成的顯示區(qū)域；形成在所述顯示區(qū)域的所述樹脂濾色層和所述像素電極之間的由絕緣性樹脂構(gòu)成的保護(hù)層；在所述開關(guān)元件上的各層開口的接觸孔的開口截面積具有所述樹脂濾色層＞所述保護(hù)層≥所述氧化硅層或所述氧氮化硅層≥所述氮化硅層的關(guān)系。
以上說明的本發(fā)明實施形態(tài)2的液晶顯示裝置用基板和液晶顯示裝置總結(jié)如下。
(附記7)一種液晶顯示裝置用基板，其特征在于具有形成在像素區(qū)域中的開關(guān)元件；形成在所述像素區(qū)域中的樹脂濾色層；形成在所述樹脂濾色層上的像素電極；為了電連接所述開關(guān)元件和所述像素電極，貫穿所述樹脂濾色層形成，底部輪廓的縱向和橫向長度不同，角部帶圓形的接觸孔。
(附記8)根據(jù)附記7所述的液晶顯示裝置用基板，其特征在于所述底部輪廓的長軸和短軸的長度比(長短軸長度比＝短軸長度/長軸長度)為小于等于0.5。
(附記9)根據(jù)附記7所述的液晶顯示裝置用基板，其特征在于所述底部輪廓內(nèi)的面積為小于等于600μm2。
(附記10)一種液晶顯示裝置用基板，其特征在于具有形成在像素區(qū)域中的開關(guān)元件；形成在所述像素區(qū)域中的樹脂濾色層；形成在所述樹脂濾色層上的像素電極；為了電連接所述開關(guān)元件和所述像素電極，貫穿所述樹脂濾色層形成底部輪廓的接觸用溝。
(附記11)根據(jù)附記10所述的液晶顯示裝置用基板，其特征在于具有橫切所述像素電極內(nèi)的存儲電容總線；所述接觸用溝的底部輪廓形成在所述存儲電容總線上方，比所述存儲電容總線的寬度窄。
(附記12)根據(jù)附記10或11所述的液晶顯示裝置用基板，其特征在于所述接觸用溝在所述像素區(qū)域內(nèi)分割所述樹脂濾色層。
(附記13)根據(jù)附記7～12中任意一項所述的液晶顯示裝置用基板，其特征在于按照所述樹脂濾色層的配置位置，所述底部輪廓內(nèi)的開口面積不同。
(附記14)根據(jù)附記13所述的液晶顯示裝置用基板，其特征在于對應(yīng)所述樹脂濾色層的各色，所述底部輪廓內(nèi)的開口面積不同。
(附記15)根據(jù)附記7～14中的任意一項所述的液晶顯示裝置用基板，其特征在于所述樹脂濾色層的形成材料是負(fù)片型。
(附記16)一種液晶顯示裝置，包含具有在分別形成在多個像素區(qū)域中的像素電極和驅(qū)動所述像素電極的開關(guān)元件之間形成的鈍化膜、形成在所述鈍化膜上的濾色層的液晶顯示裝置用基板；與所述液晶顯示裝置用基板相對配置的對置基板；夾在所述液晶顯示裝置用基板和所述對置基板之間的液晶層；其特征在于作為所述液晶顯示裝置用基板，使用附記7～15中任意一項所述的液晶顯示裝置用基板。
權(quán)利要求
1.一種液晶顯示裝置用基板，具有在分別形成在多個像素區(qū)域中的像素電極和驅(qū)動所述像素電極的開關(guān)元件之間形成的鈍化膜、形成在所述鈍化膜上的濾色層，其特征在于，所述鈍化膜具有氮化硅層和氧化硅層或氧氮化硅層的層疊構(gòu)造，挨著所述濾色層形成所述氧化硅層或所述氧氮化硅層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置用基板，其特征在于，所述氮化硅層形成為在越靠近挨著所述濾色層的所述氧化硅層或所述氧氮化硅層的區(qū)域，硅原子濃度越高，或者在越靠近挨著所述濾色層的所述氧化硅層或所述氧氮化硅層的區(qū)域，與硅原子結(jié)合的氫原子濃度越高。
3.一種液晶顯示裝置，包含具有在分別形成在多個像素區(qū)域中的像素電極和驅(qū)動所述像素電極的開關(guān)元件之間形成的鈍化膜、形成在所述鈍化膜上的濾色層的液晶顯示裝置用基板；與所述液晶顯示裝置用基板相對配置的對置基板；和夾在所述液晶顯示裝置用基板和所述對置基板之間的液晶層；其特征在于，所述液晶顯示裝置用基板中，所述鈍化膜具有氮化硅層和氧化硅層或氧氮化硅層的層疊構(gòu)造，挨著所述濾色層形成所述氧化硅層或所述氧氮化硅層。
4.一種液晶顯示裝置用基板，其特征在于，具有隔著液晶層與對置基板相對配置的絕緣性基板；配置在所述絕緣性基板上，由依次形成開關(guān)元件、氮化硅層、氧化硅層或氧氮化硅層、樹脂濾色層和像素電極的多個像素區(qū)域構(gòu)成的顯示區(qū)域；形成在所述顯示區(qū)域的所述樹脂濾色層和所述像素電極之間的由絕緣性樹脂材料構(gòu)成的保護(hù)層；在所述開關(guān)元件上的各層開口的接觸孔的開口截面積，具有所述樹脂濾色層＞所述保護(hù)層≥所述氧化硅層或所述氧氮化硅層≥所述氮化硅層的關(guān)系。
5.一種液晶顯示裝置用基板，其特征在于，具有形成在像素區(qū)域中的開關(guān)元件；形成在所述像素區(qū)域中的樹脂濾色層；形成在所述樹脂濾色層上的像素電極；為了電連接所述開關(guān)元件和所述像素電極而形成的角部帶圓形的接觸孔，該接觸孔貫穿所述樹脂濾色層，并且其底部輪廓的縱向和橫向的長度不同。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的液晶顯示裝置用基板，其特征在于，所述底部輪廓的長軸和短軸的長度比(長軸短軸長度比＝短軸長度/長軸長度)小于等于0.5。
7.一種液晶顯示裝置用基板，其特征在于，具有形成在像素區(qū)域中的開關(guān)元件；形成在所述像素區(qū)域中的樹脂濾色層；形成在所述樹脂濾色層上的像素電極；為了電連接所述開關(guān)元件和所述像素電極而形成的，貫穿所述樹脂濾色層并形成底部輪廓的接觸用溝。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的液晶顯示裝置用基板，其特征在于，具有橫切所述像素區(qū)域內(nèi)的存儲電容總線；所述接觸用溝的底部輪廓形成在所述存儲電容總線的上方，比所述存儲電容總線的寬度窄。
9.根據(jù)權(quán)利要求5～7中任意一項所述的液晶顯示裝置用基板，其特征在于，對應(yīng)所述樹脂濾色層的各色，所述底部輪廓內(nèi)的開口面積不同。
10.根據(jù)權(quán)利要求5～9中任意一項所述的液晶顯示裝置用基板，其特征在于，所述樹脂濾色層的形成材料是負(fù)片型。
全文摘要
本發(fā)明提供一種液晶顯示裝置用基板和使用它的液晶顯示裝置。其結(jié)構(gòu)是將在分別形成在多個像素區(qū)域中的像素電極和驅(qū)動該像素電極的TFT(2)之間形成的鈍化膜(14)設(shè)置成SiN膜(14a、14b)、SiO層(14c)的層疊構(gòu)造，使其最上層為SiO層(14c)。在這樣的層疊構(gòu)造的鈍化膜(14)上形成樹脂CF層(15)。樹脂CF層(15)通過被直接形成在SiO層(14c)上，可抑制結(jié)合力的下降，在形成樹脂CF層(15)時不容易發(fā)生CF的剝離，在對樹脂CF層(15)形成接觸孔時，不容易產(chǎn)生CF的殘渣。由此，實現(xiàn)抑制導(dǎo)通不良，顯示特性優(yōu)異的可靠性高的TFT基板(1)。
文檔編號G02F1/1368GK1534362SQ20041000318
公開日2004年10月6日 申請日期2004年2月26日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月28日
發(fā)明者澤崎學(xué), 田野瀨友則, 美崎克紀(jì), 友則, 紀(jì) 申請人:富士通顯示技術(shù)株式會社