液晶显示装置及其制造方法，采用半色调图像曝光技术，在１次的照相蚀刻工程上，形成信道蚀刻型的绝缘栅极型晶体管的半导体层以及源极／漏极配线，以往的制造方法企图删减制造工程数，结果，不但逐渐缩小制造上的容许度，源极／漏极配线间的距离也变短，最后，良品率、性能也跟着下降。同时形成透明导电层与金属层层叠成的扫描线以及模拟像素电极，并在对栅极绝缘层形成开口部时，将模拟像素电极上的金属层去除后，再加上将透明导电性的像素电极形成的合理化，采用感光性有机绝缘层，形成蚀刻中止层型的绝缘栅极型晶体管的源极／漏极配线，以将感光性有机绝缘层直接保留的方法，建构出不需要半色调显像曝光技术的４片光刻板制程方案。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术是有关具有彩色图像显示功能的液晶显示装置，特别是有关有源型的液晶显示装置。
技术介绍
近年来，由于微细加工技术、液晶材料技术以及高密度装配技术等的进步，5~50cm对角的液晶显示装置，以符合商用标准，大量使用在电视图像或各种图像显示机器上。此外，在构成液晶面板的2片玻璃电路板中的一面，事先形成RGB的着色层，即可轻松显色。尤其是每一像素内建开关组件，亦即有源型液晶面板，既可以减轻低阶失真、加速响应速度，又能保证图像达到高度对比。上述的液晶显示装置(液晶面板)，一般是由200~1200条的扫描线与300~1600条的信号线，组成矩阵形。最近，因应显示电容的扩增，同时进行大画面化以及高精细化。图9表示液晶面板的装配状态，采用导电性黏着剂，将供应驱动信号的半导体集成电路芯片3，连接至构成液晶面板1的一面透明性绝缘基板上，例如在玻璃基板2上所形成的扫描线电极端子群5的COG(Chip-On-Glass)方式，或是以聚酰亚胺类树脂薄膜为基础，使用含有导电性媒体的适当黏着剂，将具有金属或焊锡电镀的铜箔端子的TCP薄膜4，加压焊接至信号线的电极端子群6并且固定的TCP(Tape-Carrier-Package)等装配方式，以便将电信号供应至图像显示部。为了便于说明，同时以图表说明上述2种装配方式，实际上可采用其中任一种方式。大致位于液晶面板1的中央，连接显示部内的像素、扫描线以及信号线的电极端子5、6之间的配线路7、8，其结构未必要与电极端子群5，6为相同的导电材。9是所有液晶胞共通，在对置面上具有透明导电性对置电极的另1片透明性绝缘基板，或是对置的玻璃电路板或彩色滤光片。附图说明图10表示依每一像素配置绝缘栅极型晶体管10，作为开关组件的有源型液晶显示装置的等效电路图，11(在图9则是7)是扫描线、12(在图9则是8)是信号线、13是液晶胞，将液晶胞13作为电性方面的电容组件使用。以实线描绘的组件类，是在构成液晶面板的一面的玻璃基板2上形成，以虚线描绘所有液晶胞13共通的对置电极14，是在另一面玻璃电路板9对置的主平面上形成。当绝缘栅极型晶体管10的OFF电阻，或是液晶胞13的电阻变低时，或是重视显示图像的灰阶性时，可在液晶胞13并排施加辅助性的积累电容15等，在电路上略施巧思，以扩大作为负荷的液晶胞13的时间常数，16是积累电容15的共通母线所构成的积累电容。图11表示液晶显示装置的图像显示重要部位剖面图，构成液晶面板1的2片玻璃基板2、9，是以树脂性纤维、空心颗粒或彩色滤光片9上所形成的柱状间隔物等间隔材(图中未标示)，依照规定的数μm间距，间隔开后形成，在玻璃电路板9的周边，使用有机性树脂所构成的密封材与封口材(未以任何图表说明)封住其中的间隙(Gap)而形成密闭空间，并在该密闭空间填充液晶17。实现彩色显示时，使用称为着色层18的染料或颜料中任一种或是两者并用，以厚度约1~2μm的有机薄膜包覆在玻璃电路板9的密闭空间，如此便具有显色功能，具有显色功能的玻璃电路板9，就是俗称的彩色滤光片(Color Filter，简称CF)。根据液晶材料17的性质，在玻璃电路板9的上方或玻璃基板2的下方中的任一面，或是在两面上贴上偏光板19之后，液晶面板1即可发挥电气光学组件的功能。目前，市面上绝大多数的液晶面板都是采用TN(Twist Nematic)类的液晶材料，通常偏光板19需要2片，图中虽未标示，但透射型液晶面板配置背面光源作为光源，并从下方照射白光。在连接液晶17的2片玻璃基板2、9上，会形成厚度约0.1μm左右的聚酰亚胺类树脂薄膜20，这是决定液晶分子方向的定向膜。21是连接绝缘栅极型晶体管10的漏极，以及透明导电性像素电极22的漏极(配线)，大部份是与信号线(源极线)12同时形成。位于信号线12与漏极21之间的是半导体层23，细节叙述如后。在彩色滤光片9上，相接的着色层18的边界，会形成厚度约0.1μm的Cr薄膜层24，这是防止外界光源照射至半导体层23、扫描线11以及信号线12的遮光组件，亦即俗称的黑色矩阵框(Black Matrix简称BM)，这是目前常用的技术。以下将说明作为开关组件的绝缘栅极型晶体管构造以及相关制造方法。目前，一般所使用的绝缘栅极型晶体管有2种，其中之一称为蚀刻中止层型，相关内容将于以往范例中详细说明。图12是以往构成液晶面板的有源电路板(显示装置用半导体装置)的单位像素平面图，图12(e)的A-A’、B-B’以及C-C’线上的剖面图如图13所示，以下将简单说明其制造工程。首先，兼具优异耐热性、耐药品性与透明性，作为绝缘性电路板，厚度约为0.5~1.1mm的玻璃基板2，例如在CORNING公司制/商品名称1737的一个主平面上，使用SPT(溅镀)等真空制膜装置，包覆薄膜厚度约0.1~0.3μm的第1金属层，如图12(a)与图13(a)所示，透过微细加工技术，使用感光性树脂图形，选择性形成兼具栅极11A的扫描线11以及积累电容线16。经整体考量后，扫描线的材质选用兼具耐热性、耐药品性、耐氟酸性以及具有导电性，一般使用Cr，Ta，MoW合金等具有优异耐热性的金属或合金。为因应液晶面板的大画面化与高精细化，使用AL(铝)做为扫描线的材料，以降低扫描线的电阻値是非常合理的，但AL的耐热性很低，所以目前一般所使用的技术是，与上述耐热金属Cr，Ta，Mo或是与其硅化物层叠，亦或是在AL的表面以阳极氧化施加氧化层(AL2O3)。即，扫描线11是由一层以上的金属层所构成。其次是在整体玻璃基板2，使用PCVD(等离子体)装置，例如以约0.3-0.05-0.1μm的薄膜厚度，依序包覆在构成栅极绝缘层的第1SiNx(硅胶氮化)层30，以及几乎不含杂质，由绝缘栅极型晶体管的信道构成第1非晶质硅胶(A-Si)层31，还有由保护信道的绝缘层构成第2SiNx层32与三种薄膜层，如图12(b)与图13(b)所示，透过微细加工技术，使用感光性树脂图形，选择性保留宽度较栅极11A更为狭窄的栅极11A上的第2SiNx层，以作为保护绝缘层32D，并露出第1非晶质硅胶层31。接着，同样使用PCVD装置，全面以约0.05μm的薄膜厚度包覆杂质，如含磷的第2非晶质硅胶层33，使用SPT等真空制膜装置，依序包覆薄膜厚度约0.1μm的耐热金属层，例如Ti、Cr、Mo等薄膜层34，以及低电阻配线层，薄膜厚度约0.3μm的AL薄膜层35，以及薄膜厚度约0.1μm，作为中间导电层的Ti薄膜层36，如图12(c)与图13(c)所示。透过微细加工技术，使用感光性树脂图形，属于源极/漏极配线材的这三种薄膜层34A，35A以及36A，经层叠后选择性形成绝缘栅极型晶体管的漏极21以及兼具源极的信号线12。以形成源极/漏极配线所使用的感光性树脂图形为光刻板，依序蚀刻Ti薄膜层36、AL薄膜层35、Ti薄膜层34后，去除源极/漏极12、21之间的第2非晶质硅胶层33后，露出保护绝缘层32D，同时在其它区域，也去除第1非晶质硅胶层31，露出栅极绝缘层30后，即可形成上述的选择性图形。如此一来，便构成信道保护层的第2SiNx层32D，第2非晶质硅胶层33的蚀刻将自动结束，这个制造方法就称为蚀刻中止层型。源极/漏极12、21与保护绝本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种液晶显示装置，其是通过在一个主平面上至少具有绝缘栅极型晶体管、兼具上述绝缘栅极型晶体管栅极的扫描线和兼具源极配线的信号线、以及被连接到漏极配线的像素电极的单位像素被排列成二维矩阵的第１透明性绝缘基板；与上述第１透明性绝缘基板对置 的第２透明性绝缘基板或彩色滤光片之间填充液晶而构成的，其特征在于至少，在第１透明性绝缘基板的一个主平面上，形成有透明导电层与第１金属层层叠成的扫描线、透明导电性的像素电极以及相同透明导电性信号线电极端子；通过等离子体保护层、 栅极绝缘层以及不含杂质的第１半导体层，在栅极上形成较该栅极宽度窄的保护绝缘层；在像素电极和图像显示部以外区域的该扫描线的一部份上的等离子体保护层、栅极绝缘层以及第１半导体层上，分别形成开口部，在各开口部内，露出透明导电性的像素电极、 扫描线的电极端子以及信号线的电极端子；在与上述保护绝缘层的一部份重叠的上述第１半导体层上，形成由含杂质的第２半导体层和至少包括一层耐热金属层的第２金属层层叠构成的源极配线（信号线），是在与上述保护绝缘层的一部份重叠的上述第１半导体层 上同样形成漏极配线；在信号线电极端子的一部分上，形成由第二金属层所组成的该信号线的一部分，以及在上述开口部中像素电极的一部分上，同样形成漏极配线的一部分；除了上述源极／漏极配线区域外，去除第１半导体层以在第１透明性绝缘基板上 露出栅极绝缘层；在上述源极／漏极配线上形成感光性有机绝缘层。...
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：川崎清弘，
申请(专利权)人：广辉电子日本株式会社，广辉电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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