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JP2003057673A - アクティブマトリックス表示装置とその製造方法 - Google Patents

アクティブマトリックス表示装置とその製造方法

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Publication number
JP2003057673A
JP2003057673A JP2001304224A JP2001304224A JP2003057673A JP 2003057673 A JP2003057673 A JP 2003057673A JP 2001304224 A JP2001304224 A JP 2001304224A JP 2001304224 A JP2001304224 A JP 2001304224A JP 2003057673 A JP2003057673 A JP 2003057673A
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JP
Japan
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liquid crystal
display device
crystal display
electrode
photomask
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JP2001304224A
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Naoto Hirota
直人 広田
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OBAYASHI SEIKO KK
Original Assignee
OBAYASHI SEIKO KK
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Publication date
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Application filed by OBAYASHI SEIKO KK filed Critical OBAYASHI SEIKO KK
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】アクティブマトリックス型液晶表示装置で視野
角特性がすぐれておりかつカラーシフトが少なくかつ明
るく表示ムラの発生しにくい高品質大画面画像を低価格
で実現する。 【解決手段】横電界方式液晶パネルに関して画素電極
(共通電極42,43と液晶駆動電極44)を光透過性
の導電体で形成しその厚さを700オングストローム以
下とした。さらに液晶分子の配向方向に対して画素電極
を0度から30度の範囲内で1画素内で1回以上屈曲さ
せた構造とした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、低コストで広視野角・
高画質の大画面アクティブ・マトリックス型表示装置に
関する。
【0002】
【従来の技術】従来の横電界方式液晶表示装置では、走
査線と共通電極を形成する時、図1,図4にあるように
ホトマスクを2回使用していた。この目的は画素共通電
極の膜厚を可能なかぎり薄くし、ラビング配向処理時の
ラビング不良発生をおさえるためである。画素共通電極
の膜厚が1000Åを越えるとテーパー加工なしでは、
ラビング不良が発生し、黒表示で光ぬけ現象が多発して
いた。図1,図4にあるように画素共通電極の膜厚を5
00Å程度にすることで、光ぬけの現象は解決できる。
【0003】映像信号配線と液晶駆動電極も従来は、図
2のように映像信号配線と液晶駆動電極を同時に形成し
ていた。しかしこれでは小型・中型の横電界方式液晶表
示装置では問題とならなかったが、大型の場合、配線膜
厚が2000Åを越えてしまいラビング不良が発生しや
すくなった。これらの解決として図3のようにホトマス
クを2回使用して映像信号配線と液晶駆動電極を別々に
形成する方法が、用いられている。
【0004】従来のフリンジ・フィールド・スイッチン
グ(FFS)方式液晶表示装置では、共通電極と液晶駆
動電極を光透過性導電性電極で形成しなければならずホ
トマスクの工程数がTNモードや横電界方式液晶表示装
置よりも多く必要とされていた。
【0005】垂直配向液晶表示装置では、カラーフィル
ター基板側にホトリソ工程でバンプを形成したり、カラ
ーフィルター側の共通電極にホトリソ工程を用いてエッ
チングすることでスリットを形成していた。高速応答の
ためにセルギャップを3μm付近に設定する時スペーサ
ー散布方式ではスペーサービーズの均一散布がむずかし
くなるため、ホトリソ工程を用いたスペーサー形成技術
を用いている。このために、バンプ形成とホトリソ・ス
ペーサー形成のためにホトマスク工程が2回必要になっ
ていた。
【0006】従来の垂直配向液晶装置では、バンプやス
リット電極は、ストレート形状のものが用いられてい
た。高速応答性を改善するためスリット電極をくし歯状
にした電極も用いられているが、大幅な高速応答性の改
善にはいたっていない。
【0007】従来の反射型アクティブマトリックス液晶
表示装置の製造工程では、図130にあるように散乱ド
ット形成工程と光透過領域のコンタクトホール形成工程
は、別になっており、別々のホトマスクを使用してい
た。
【0008】従来のボトムゲート型ポリシリコン薄膜ト
ランジスタ素子は図123や図124にあるように素子
形成にホトマスク工程が4〜6回必要である。トランジ
スタがオフしている時のリーク電流を低減するために、
図123ではLDD構造を採用しており、図124で
は、オフセット・ゲート構造を採用している。
【0009】大型アクティブマトリックス型表示装置を
製造する時、従来のステッパー方式露光装置では特開平
11−258629や特開2000−180894にあ
るようなジグザグ・ランダム・ホトマスク接合技術を用
いている。このステッパー方式露光装置を用いるかぎり
四つのホトマスクが接合される部分が必ず発生する。
【0010】従来のエキシマレーザーを用いたレーザー
結晶化技術では、大きな結晶粒径を作ることは不可能で
あった。さらにパルスレーザー発振のためにレーザーエ
ネルギーの安定度が悪るく特性のそろった素子を大面積
に形成することは非常にむずかしかった。CWレーザー
の第2高調波を用いて大きな結晶粒径を作ることも可能
になってきたが、トランジスタの特性の再現性の点で多
くの問題が残されている。オン・オフ特性をそろえるに
はグレインバウンダリー(結晶粒界)の方向性と1個の
トランジスタのチャネル内でのグレインバウンダリーの
数をそろえなければならない。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】図1,図4にあるよう
に、従来の共通電極構造では、ホトマスク工程を2回使
用することで、ラビング配向処理時の不良問題を解決し
ていたが、工程数が多くなるためコストアップの問題が
あった。さらに従来のプロセスでは共通電極に光透過性
の電極材料を用いておらず、開口率の小さい表示装置と
なっており表示の明るさを要求された場合、バックライ
トの輝度をあげるしか方法がなく、消費電力の増大をふ
せぐ方法がなかった。
【0012】液晶駆動電極も同様にラビング配向処理時
の配向不良の問題を解決するために図3のようにホトマ
スク工程を2回使用して、映像信号配線と、液晶駆動電
極を別々に形成しており、コストアップの問題を、さけ
ることができなかった。以上のことは、横電界方式液晶
表示装置だけでなく、フリンジ・フィールド・スイッチ
ング(FFS)方式液晶表示装置でも同様に問題となっ
ていた。
【0013】横電界方式液晶表示装置では、映像信号配
線の電界が画素表示領域に影響を与えやすく、垂直方向
のクロストークが発生しやすかった。これを解決するた
めにには共通電極で映像信号配線を両側からはさみこむ
方法が用いられるが共通電極の幅をセルギャップの2倍
近く大きくしなければならず、開口率低下の原因となっ
ていた。
【0014】従来の垂直配向液晶表示装置では、垂直配
向した液晶分子のたおれる方向を決定するために、ホト
リソ工程で形成したバンプやスリット電極がカラーフィ
ルター側基板に必ず必要となっていた。高速応答性を改
善するためにセルギャップを3μm付近に設定する場
合、スペーサー散布方式では均一な散布がむずかしい。
さらに垂直配向液晶セルでは、液晶注入時間が非常に長
くなり生産性が悪るくなる問題があり、液晶滴下はりあ
わせ工程が導入されはじめている。この新しい液晶セル
工程では、スペーサービーズを用いた場合、いろいろな
問題が多発するので、ホトリソ工程を用いたホトスペー
サーが主流になりつつある。このため、従来の方法で
は、垂直配向液晶表示用のカラーフィルター基板に、2
回のホトリソ工程を用いて、バンプやスリット電極とホ
トスペーサーを形成しなければならず、コストアップを
さけることができない。
【0015】従来の垂直配向液晶モードの液晶分子のコ
ントロールは、ストレートバンプやストレート・スリッ
ト電極では完全にたおれる方向を決定することができず
応答速度の向上と光の透過率の向上をはかることがむず
かしかった。さらに従来のストレートバンプやストレー
ト・スリット電極では、電界が印加された時の液晶分子
の安定化方向が2種類存在するため、中間調表示時に、
物理的なストレスを局部的に印加した場合、ストレスを
印加された領域の液晶分子の方向が変化し、この領域が
ムラとなって残る問題が発生していた。
【0016】従来の反射型アクティブマトリックス液晶
表示装置では、図130にあるように2回のホトマスク
工程を用いて散乱ドットと光透過領域のコンタクトホー
ルを形成しており製造コストが高く、生産性がいちじる
しく悪るいという問題をかかえていた。中・小型の半透
過型液晶パネルでは一枚のガラス基板から多数の液晶パ
ネルが作れるのでそれほど大きな問題ではないが、大型
の半透過型液晶パネルでは、ホトマスク工程が多くなる
ことは歩留りも低下してしまうことになり、大問題とな
っている。
【0017】従来のボトムゲート型ポリシリコン薄膜ト
ランジスタ素子は、図123にあるようにLDD構造を
採用しているものと、図124にあるようにオフセット
ゲート構造を採用しているものとがある。両方ともに素
子形成だけに4〜6回のホトマスク工程が必要となり、
アレイ基板として完成させるにはさらに2回のホトマス
ク工程の追加が必要となります。従来のアモルファスシ
リコン薄膜トランジスタ・アレイ基板とくらべると2〜
4回ホトマスク工程が多くなり、コストアップがさけら
れない。
【0018】従来のエキシマ・レーザーは、パルス発振
モードのためにレーザーのエネルギーの安定性が悪るく
膜の結晶化の再現性に大きな問題があった。最近CWモ
ードの固体レーザーの第2高調波を使用してレーザーの
エネルギーの安定性が非常に改善され結晶の粒径の大き
さも非常に大きなものが得られてきている。しかし、結
晶粒界の方向性をコントロールしなければトランジスタ
素子のオン・オフ特性をそろえることができない。さら
に精密にオン・オフ特性をそろえるには、1個のトラン
ジスタのチャネル内での結晶粒界の方向性と本数を精確
に制御しなければならない。
【0019】従来のステッパー方式露光装置を用いて大
型表示装置を製造する場合、それぞれの露光ショットを
複数個連結して大画面を形成することになる。上下、左
右複数個連結した場合、必ず四つの露光ショットが、か
さなりあう接合部分が発生する。上下方向か、左右方向
かどちらか一方向の接合の場合には、接合幅全体をもち
いてなめらかに接合できるので人間の目をごまかしやす
い。しかし、四つの露光ショットがかさなりあう接合部
分では対角方向接合(斜め方向の接合)の幅がしぼられ
てしまうので人間の目をごまかしにくい。そのために、
ステッパー方式露光装置を用いた大画面表示装置の製造
はジグザグ・ランダムホトマスク接合技術を用いても、
接合境界ムラが見えやすく 歩留りが低下するという問
題をさけられない。
【0020】本発明は、これらの課題を解決する手段を
提供するもので、その目的とするところは、アクティブ
マトリックス型大型表示装置の製造工場の投資効率を高
め、大型表示装置の表示特性を大幅に向上させると、同
時に、歩留り良く安価に大型表示装置を製造できる方法
を提供することにある。
【0021】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決し、上記
目的を達成するために本発明では以下の手段を用いる。
【0022】〔手段1〕横電界液晶表示装置の製造工程
において、2層以上の異なる金属や導電体を用いて、走
査線と共通電極を形成する時に、透過光量を多段階に変
調させたホトマスクを用いてポジ型ホトレジストの現像
後の膜厚を多段階に変調し、ウェットエッチング処理と
プラズマ・ドライエッチング処理とプラズマ・アッシン
グ処理とを交互におこなうことで、表示画素領域の共通
電極部分を、基板に接触している下層の金属または合金
または、金属窒化物または金属酸化物または金属シリサ
イド化合物のパターンとして残した。
【0023】〔手段2〕横電界液晶表示装置の製造工程
において、2層以上の異なる金属や導電体を用いて映像
信号配線と表示画素領域の液晶駆動電極を形成する時に
透過光量を多段階に変調させたホトマスクを用いてポジ
型ホトレジストの現像後の膜厚を多段階に変調し、ウェ
ットエッチング処理と、プラズマ・ドライエッチング処
理とプラズマ・アッシング処理とを交互におこなうこと
で液晶駆動電極部を基板に接触している下層の金属また
は合金または金属窒化物または金属酸化物または金属シ
リサイド化合物のパターンとして残した。
【0024】〔手段3〕手段1または手段2を用いて、
形成した表示画素領域の共通電極または液晶駆動電極の
厚みを250オングストロームから1000オングスト
ロームの範囲内に設定した。
【0025】〔手段4〕手段1または手段2のすくなく
ともどちらか一方の製造方法を用いて横電界液晶表示装
置の表示画素領域の共通電極と液晶駆動電極の両方を光
透過性導電性電極で形成した。
【0026】〔手段5〕手段4において、映像信号配線
の両側に近接する共通電極をのぞく他の表示画素領域の
共通電極と液晶駆動電極の幅が、液晶セルのセルギャッ
プと同等かそれ以下にした。
【0027】〔手段6〕手段4において光透過性導電性
電極に、InSnOx(ITO)または酸化スズ(Sn
)またはInTiOxまたはSnTiOxまたはT
iNxまたはTiSixまたはZrNxまたはZrSi
xまたはMoNxまたはMoSixまたはCrNxまた
はCrSixまたはTaNxまたはTaSixなどの高
融点金属の窒化物または高融点金属のシリサイド化合物
を用いた。
【0028】〔手段7〕横電界液晶表示装置の製造工程
において2層以上の異なる金属や導電体を用いて、走査
線と共通電極を形成する時に、透過光量を多段階に変調
させたホトマスクを用いてポジ型ホトレジストの現像後
の膜厚を多段階に変調し、ウェットエッチング処理とプ
ラズマ・ドライエッチング処理とプラズマ・アッシング
処理とを交互におこなうことで、映像信号配線の両側に
近接する共通電極の厚みを2段階に形成し、映像信号配
線に近接する側の方が厚くなるように加工した。
【0029】〔手段8〕手段7において、映像信号配線
の両側に近接する共通電極の厚みがあつくなっている部
分の幅が、映像信号配線の幅よりも同等かまたは、大き
くなるようにした。
【0030】〔手段9〕手段7において、映像信号配線
の両側に近接する共通電極の厚みが2段階になってお
り、映像信号配線側の厚みのあつい部分は、光を透過せ
ず、厚みの薄い部分は光を透過するようにした。
【0031】〔手段10〕手段3または手段4におい
て、画素共通電極と液晶駆動電極が液晶分子の配向方向
に対して0°<θ≦30°の範囲内で1画素内で1回以
上屈曲しているようにした。
【0032】〔手段11〕手段3または手段4におい
て、画素共通電極と液晶駆動電極が液晶分子の配向方向
に対して60°≦θ<90°の範囲内で1画素内で1回
以上屈曲しているようにした。
【0033】〔手段12〕手段3または手段4におい
て、画素共通電極と液晶駆動電極と映像信号配線とが液
晶分子の配向方向に対して0°<θ≦30°の範囲内で
1画素内で1回以上屈曲しているようにした。
【0034】〔手段13〕手段3または手段4において
画素共通電極と液晶駆動電極と映像信号配線とが液晶分
子の配向方向に対して60°≦θ<90°の範囲内で1
画素内で1回以上屈曲しているようにした。
【0035】〔手段14〕手段12または手段13にお
いて、カラーフィルターの遮光膜(BM)とカラーフィ
ルター層(R,G,B,)が映像信号配線の屈曲角と同
じ角度で1画素内で1回以上屈曲しているようにした。
【0036】〔手段15〕フリンジ・フィールド・スイ
ッチング(FFS)方式液晶表示装置の製造工程におい
て、2層以上の異なる金属や透明導電体を用いて走査線
と共通電極を形成する時に透過光量を多段階に変調させ
たホトマスクを用いて、ポジ型ホトレジストの現像後の
膜厚を多段階に変調し、ウェットエッチング処理とプラ
ズマ・ドライエッチング処理とプラズマ・アッシング処
理とを交互におこなうことで。表示画素領域の共通電極
部分を基板に接触している下層の透明導電体のパターン
として残した。
【0037】〔手段16〕フリンジ・フィールド・スイ
ッチング(FFS)方式液晶表示装置の製造工程におい
て2層以上の異なる金属や透明導電体を用いて、映像信
号配線と液晶駆動電極を形成する時に、透過光量を多段
階に変調させたホトマスクを用いてポジ型ホトレジスト
の現像後の膜厚を多段階に変調し、ウェットエッチング
処理と、プラズマ・ドライエッチング処理とプラズマ・
アッシング処理とを交互におこなうことで、液晶駆動電
極部を基板に接触している下層の透明導電体のパターン
として残した。
【0038】〔手段17〕手段15,手段16のすくな
くともどちらか1方の製造方法を用いて、フリンジ・フ
ィールド・スイッチング(FFS)方式液晶表示装置の
表示画素領域の共通電極と液晶駆動電極の両方を光透過
性導電性電極で形成した。
【0039】〔手段18〕フリンジ・フィールド・スイ
ッチング(FFS)方式液晶表示装置の製造工程におい
て、2層以上の異なる金属や透明導電体を用いて走査線
と共通電極を形成する時に透過光量を多段階に変調させ
たホトマスクを用いて、ポジ型ホトレジストの現像後の
膜厚を多段階に変調し、ウェットエッチング処理とプラ
ズマ・ドライエッチング処理プラズマ・アッシング処理
とを交互におこなうことで映像信号配線の両側に近接す
る共通電極の厚みを2段階に形成し映像信号配線に近接
する側の方が厚くなるように加工した。
【0040】〔手段19〕手段18において映像信号配
線の両側に近接する共通電極の厚みが、あつくなってい
る部分の幅が、映像信号配線の幅よりも同等かまたは大
きく、かつこの厚みのあつい部分は、光を透過せず、厚
みの薄い部分は、光を透過するようにした。
【0041】〔手段20〕手段17において液晶駆動電
極の幅が、液晶セルのセルギャップと同等か、それ以上
であるようにした。
【0042】〔手段21〕手段17において、1画素内
の液晶駆動電極が2つ以上の群に分割されており、それ
ぞれの液晶駆動電極は、液晶分子の配向方向に対して0
°<θ≦30°の範囲内で交差しており、液晶駆動電極
に信号が印加された時に、液晶分子の回転運動方向が、
それぞれの群ごとに異なっているようにした。
【0043】〔手段22〕手段17において、1画素内
の液晶駆動電極が2つ以上の群に分割されており、それ
ぞれの液晶駆動電極は、液晶分子の配向方向に対して6
0°≦θ<90°の範囲内で交差しており、液晶駆動電
極に信号が印加された時、液晶分子の回転運動方向が、
それぞれの群ごとに異なるようにした。
【0044】〔手段23〕手段21または手段22にお
いて、1画素内の液晶分子の回転運動方向が異なる群の
領域がほぼ等しい面積になるようにした。
【0045】〔手段24〕手段17において共通電極と
液晶駆動電極と映像信号配線とが液晶分子の配向方向に
対して0°<θ≦30°の範囲内で1画素内で1回以上
屈曲しているようにした。
【0046】〔手段25〕手段17において共通電極と
液晶駆動電極と映像信号配線とが液晶分子の配向方向に
対して60°≦θ<90°の範囲内で1画素で1回以上
屈曲しているようにした。
【0047】〔手段26〕手段24または手段25にお
いてカラーフィルターの遮光膜(BM)とカラーフィル
ター層(R,G,B)が映像信号配線の屈曲角と同じ角
度で1画素内で1回以上屈曲しているようにした。
【0048】〔手段27〕横電界液晶表示装置の製造工
程において、カラーフィルター側基板または、アクティ
ブマトリックス素子側基板に、ホトリソグラフィー技術
を用いて、セルギャップコントロール用スペーサーを形
成する時、透過光量を多段階に変調させたホトマスクを
用いて、ポジ型ホトレジストの現像後の膜厚を多段階に
変調することで、ホトスペーサーと垂直方向クロストー
ク防止用バンプを同時に形成するようにした。
【0049】〔手段28〕手段27において、垂直クロ
ストーク防止用バンプが映像信号配線と映像信号配線の
両側に配置された共通電極に、オーバーラップするよう
に配置した。
【0050】〔手段29〕垂直配向方式液晶表示装置の
製造工程において、カラーフィルター側基板に、ホトリ
ソグラフィー技術を用いてセルギャップコントロール用
スペーサーを形成する時に、透過光量を多段階に変調さ
せたホトマスクを用いてポジ型ホトレジストの現像後の
膜厚を多段階に変調することで、ホトスペーサーと、マ
ルチドメイン垂直配向用バンプを同時に形成するように
した。
【0051】〔手段30〕垂直配向方式液晶表示装置に
おいて、アクティブマトリックス素子側基板に形成され
た垂直配向液晶分子の運動方向を決定する透明画素電極
のスリット領域の下層に、スリットとオーバーラップす
るように共通電極を配置した。
【0052】〔手段31〕手段30において透明画素電
極のスリットの下層にスリットとオーバーラップして配
置された共通電極の電位が、アクティブマトリックス素
子基板に対向しているカラーフィルター基板の透明電極
電位とほぼ等しくなるようにした。
【0053】〔手段32〕手段30において、アクティ
ブマトリックス素子基板に形成された垂直配向液晶分子
の運動方向を決定する透明画素電極のスリットが、ひし
型状(ノコギリ歯状)または、互いに向きあったくし歯
状のスリット形状をしており、これらのスリットの中央
部の下層に共通電極を配置した。
【0054】〔手段33〕垂直配向方式液晶表示装置用
カラーフィルターにおいて、垂直配向液晶分子の運動方
向を決定する、カラーフィルター基板側に形成されたバ
ンプの構造を、ピラミッド形状(四角錐)または円錐状
または半円形または半ラグビーボール形状の突起をを複
数個連結したものとした。
【0055】〔手段34〕半透明型液晶表示装置の製造
工程において、アクティブマトリックス素子側基板にホ
トリソグラフィー技術を用いて、光散乱反射用凹凸部を
形成する時に、透過光量を多段階に変調させたホトマス
クを用いて、ポジ型ホトレジストの現像後の膜厚を多段
階に変調することで、光散乱反射用凹凸部と、光透過領
域部を同時に形成した。
【0056】〔手段35〕半透過型液晶表示装置の製造
工程において、2層以上の異なる金属や透明導電体を用
いて、映像信号配線と光透過領域の画素透明電極を形成
する時に、透過光量を多段階に変調させたホトマスクを
用いて、ポジ型ホトレジストの現像後の膜厚を多段階に
変調し、ウェットエッチング処理とプラズマドライエッ
チング処理とプラズマアッシング処理とを交互におこな
うことで、光透過領域の画素透明電極部を基板に接触し
ている下層の透明導電体のパターンとして残した。
【0057】〔手段36〕液晶表示装置や有機EL表示
装置の製造工程において、2層以上の異なる金属や導電
体を用いて、映像信号配線の端子部や走査線の端子部を
形成する時に、透過光量を多段階に変調させたホトマス
クを用いてポジ型ホトレジストの現像後の膜厚を多段階
に変調し、ウェットエッチング処理とプラズマドライエ
ッチング処理と、プラズマアッシング処理とを交互にお
こなうことで、映像信号配線の端子部と走査線の端子部
を基板に接触している下層の金属または合金または金属
窒化物または金属酸化物のパターンとして残した。
【0058】〔手段37〕走査露光方式の露光装置を用
いて液晶表示装置や有機EL表示装置を製造する工程に
おいて、表示画面を水平方向に2群以上に分割したホト
マスクを用いて、分割走査露光する時、2群以上に分割
したホトマスクの接合領域が、互いに重なり合い、水平
方向にジグザグ接合しているか、または水平方向にラン
ダムに分布した接合となっており、それぞれ重なりあう
接合の密度分布 式であらわされるようにした。
【0059】〔手段38〕手段37に記載の走査露光用
分割ホトマスクに関してそれぞれ水平方向に分割された
ホトマスクの互いに重なりあった露光 式であらわされる接合密度分布関数になるようした。
【0060】〔手段39〕手段37に記載の走査露光用
分割ホトマスクに関して、それぞれ水平方向に分割され
たホトマスクの互いに重なりあった露光領域が、2画素
サイズ(R&G,G&B,B&R)を基本単位として なるようにした。
【0061】〔手段40〕手段37に記載の走査露光用
分割ホトマスクに関して、それぞれ水平方向に分割され
たホトマスクの互いに重なりあった露光領域が、3画素
サイズ(R&G&B)を基本単位として、 なるようにした。
【0062】〔手段41〕手段37から手段40に記載
のいずれかのホトマスクを用いて、薄膜トランジスタア
レイ基板の製造工程で、走査線と共通電極の形成工程、
薄膜半導体層形成工程、映像信号配線形成、コンタクト
ホール形成工程、画素電極形成工程のうちの、複数工程
に、ジグザグ接合または、ランダム分布接合を適した。
【0063】〔手段42〕ボトムゲート型薄膜トランジ
スタ素子の製造方法に関して、次の工程を大気中にさら
すことなく、真空チェンバー内で処理するようにした。 i)プラズマ界面クリーニング処理(Nプラズマまた
はHプラズマ) ii)ノンドープアモルファスシリコン層250Å〜1
000Åを形成する。 iii)脱水素処理(真空アニール) iV)NまたはNとHの混合ガス雰囲気(0.5
気圧または2気圧)でのCWモードNd・YAGレーザ
ー第2高調波またはCWモードNd・YVOレーザー
第2高調波によるレーザー結晶化処理 V)ノンドープ・アモルファスシリコン層1000Å〜
2000Åを形成する。 Vi)nアモルファスシリコン層(リンドープ)また
はPアモルファスシリコン層(ボロンドープ)100
Å〜500Åを形成する。
【0064】〔手段43〕手段42のレーザー結晶化工
程において、CWモードのレーザー走査方向が、アクテ
ィブマトリックス基板の走査線の方向と、ほぼ平行にな
るようにした。
【0065】〔手段44〕手段42の製造方法と透過光
量変調ホトマスク・プロセスを用いて4回のホトリソ工
程でポリシリコン薄膜トランジスタ・アレイ基板を形成
した。
【0066】〔手段45〕手段42の製造方法と透過光
量変調ホトマスク・プロセスとシャドーマスク・プラズ
マCVD法を用いて、3回のホトリソ工程で、ポリシリ
コン薄膜トランジスタ・アレイ基板を形成した。
【0067】〔手段46〕手段42の製造方法と透過光
量変調ホトマスクプロセスとシャドーマスク・プラズマ
CVD法を用いて、2回のホトリソ工程で、ポリシリコ
ン薄膜トランジスタ・アレイ基板を形成した。
【0068】〔手段47〕CWモードのレーザーを用い
てアモルファス半導体膜を結晶化する時に、レーザービ
ームの照射形状を三角関数(サイン波またはコサイン
波)の波形または、矩形波または台形波または三角波の
形状とした。
【0069】〔手段48〕手段47に記載のレーザービ
ームの照射形状がアクティブマトリックス基板の走査線
のピッチと同じ周期の関数とした。
【0070】〔手段49〕手段48に記載のレーザービ
ームを用いて、アモルファス半導体膜を結晶化する工程
において、レーザーの走査方向がアクティブ・マトリッ
クス基板の走査線の方向とほぼ平行であるようにした。
【0071】〔手段50〕手段47に記載のレーザービ
ームの照射形状がアクティブ・マトリックス基板の映像
信号配線のピッチと同じ周期の関数とした。
【0072】〔手段51〕手段50に記載のレーザービ
ームを用いてアモルファス半導体膜を結晶化する工程に
おいて、レーザーの走査方向がアクティブマトリックス
基板の映像信号配線の方向とほぼ平行であるようにし
た。
【0073】〔手段52〕アモルファス半導体膜をレー
ザー結晶化させる時、レーザービームの幅と強度の異な
る2本の、CWモード固体レーザーの第2高調波を基板
の表面でかさなりあわせ、ビーム幅が狭まく強度の強い
ビームがビームの走査方向側にシフトしている位置に配
置した。
【0074】〔手段53〕手段52に記載の2本のCW
モード固体レーザーの第2高調波のうち、ビーム幅が狭
まく強度の強いレーザーの幅が5ミクロンメートルから
50ミクロンメートルの範囲にあり、ビームの幅が広く
強度の弱いレーザーの幅が50ミクロンメートルから5
00ミクロンメートルの範囲とした。
【0075】
【作用】手段1,手段2,手段3を用いることで図1
1,図12,図13にあるようにホトマスク回数をふや
さずに1回のホトマスク工程で膜厚の厚い領域と膜厚の
薄い領域を作り出すことが可能となる。これにより横電
界方式液晶パネルの画素領域の共通電極と液晶駆動電極
のパターンの膜厚を薄くすることができ、ラビング配向
処理時のラビング不良発生をいちじるしく減少させるこ
とが可能となる。プロセスを短縮化でき歩留りを向上で
きるので大幅なコストダウンができる。
【0076】手段4,手段5,手段6,手段7,手段
8,手段9を用いることで横電界方式液晶パネルの垂直
クロストークを防止し、開口率を大幅に向上することが
できるようになるので、明るい表示パネルを作れる。図
29,図30にあるように、横電界表示モードでは、液
晶セルギャップと同等の幅の共通電極または液晶駆動電
極の上の液晶分子は、まわりの液晶分子の運動にひきづ
られて同じ方向に回転してしまう。この現象により共通
電極と液晶駆動電極が光透過性の導電性電極からなりた
っていれば、光は共通電極と液晶駆動電極を通過するこ
とができ非常に明るい表示パネルを作ることが可能とな
る。共通電極または液晶駆動電極の両側の液晶分子の回
転運動方向が異なる場合には、電極の中央部にディスク
リネーションラインが発生してしまい、光の透過率向上
は、それほど大きくならない。上記電極の両側の液晶分
子の回転運動方向が同じになるようにすることが、実質
的開口率向上には、必要なことなのです。
【0077】手段4,5,6,7,8,9のほかに手段
10,手段12,手段14を用いることで、正の誘電率
異方性液晶を使用した横電界液晶表示装置の視野角を拡
大することができる。さらに、カラーシフト量を大幅に
低減でき、中間調領域での階調反転現象を完全に防止で
きるので、すぐれた画像品質を得ることができる。図3
4,図35,図36,図37,図38,図39,図4
6,図48,にあるように、横電界方式液晶パネルの画
素領域共通電極と液晶駆動電極を液晶分子の配向方向に
対して屈曲させることで液晶分子の回転運動方向を左回
りと右回りの2方向にコントロールすることが可能とな
ります。このことが、視野角の拡大とカラーシフト低減
などの効果をもたらしてくれます。さらに上記電極の両
側の液晶分子の回転運動方向を同じ方向にすることで電
極上の液晶分子も同じ回転運動方向となり、電極が光透
過性の材質であれば、電極の領域も光を透過できるよう
になる。これにより横電界方式液晶パネルで問題になっ
ていた開口率の悪るさを大幅に改善することができ、明
るい、コントラストの大きな横電界液晶表示装置を作る
ことができる。
【0078】手段4,5,6,7,8,9のほかに手段
11,手段13,手段14を用いることで、負の誘電率
異方性液晶を使用した横電界液晶表示装置の視野角を拡
大でき、カラーシフト量を大幅に低減でき、中間調領域
の階調反転現象を完全に防止することができる。図3
4,図35,図36,図37,図38,図39,図4
6,図48にあるように横電界方式液晶パネルの画素領
域共通電極と液晶駆動電極を液晶分子の配向方向に対し
て屈曲させることで、液晶分子の回転運動方向を左回り
と右回りの2方向にコントロールすることが可能とな
る。このことが、視野角の拡大とカラーシフト低減など
の効果をもたらしてくれる。さらに上記電極の両側の液
晶分子の回転運動方向を同じ方向にすることで電極上の
液晶分子も同じ回転運動方向となり、電極が光透過性の
材質であれば、電極の領域も光を透過できるようにな
る。これにより横電界方式液晶パネルで問題となってい
た開口率の悪るさを大幅に改善することができ、明る
い、コントラストの大きな横電界液晶表示装置を作るこ
とができる。
【0079】手段15,手段16,手段17,手段1
8,手段19,手段20を用いることで、図11,図1
2,図13にあるように、ホトマスク回数をふやさずに
1回のホトマスク工程で、膜厚の厚い領域と膜厚の薄い
領域を作り出すことが可能となる。これによりフリンジ
フィールドスイッチング(FFS)方式液晶パネルを、
従来の6回のホトマスク工程から5回のホトマスク工程
または4回のホトマスク工程へとプロセスを大幅に短縮
できる。これにより歩留り向上と大幅なコストダウンも
可能になる。
【0080】手段15,16,17,18,19,20
のほかに手段21,手段23,手段24,手段26を用
いることで、正の誘電率異方性液晶を使用したFFS方
式液晶表示装置の視野角を拡大することができ、カラー
シフト量も大幅に低減でき、中間調領域の階調反転現象
を完全に防止できます。図40,図41,図42,図4
7,図49にあるようにFFS方式液晶表示装置の画素
領域共通電極と液晶駆動電極を液晶分子の配向方向に対
して屈曲させることで液晶分子の回転運動方向を左回り
と右回りの2方向にコントロールすることが可能となり
ます。このことが視野角の拡大とカラーシフト低減など
の効果をもたらしてくれます。
【0081】手段15,16,17,18,19,20
のほかに手段22,手段23,手段25手段26を用い
ることで、負の誘電率異方性液晶を使用したFFS方式
液晶表示装置の視野角を拡大することができ、カラーシ
フト量も大幅に低減でき、中間調領域の階調反転現象を
完全に防止できます。図40,図41,図42,図4
7,図49にあるようにFFS方式液晶表示装置の画素
領域共通電極と液晶駆動電極を液晶分子の配向方向に対
して屈曲させることで液晶分子の回転運動方向を左回り
と右回りの2方向にコントロールすることが可能となり
ます。このことが、視野角の拡大と、カラーシフト低減
などの効果をもたらしてくれる。
【0082】手段27,手段28を用いることで1回の
ホトマスク工程でホトリソスペーサーと垂直クロストー
ク防止用バンプを形成することができるのでコスト上昇
なしで横電界方式液晶パネルの開口率を向上できる。横
電界方式液晶パネルの液晶のスレショールド電圧は、セ
ルギャップが小さくなると大きく増加する傾向にある。
セルギャップが4μmの場合と2μmの場合では液晶の
スレショールド電圧が数ボルト程度大きくなる。さらに
垂直クロストーク防止用バンプを図61にあるようにア
クティブマトリックス基板側に形成すると映像信号配線
と映像信号配線を両側からはさみこんでいる共通電極と
の間で発生する電界が垂直クロストーク防止用バンプの
表面部分では弱くなっているため垂直クロストーク防止
用バンプの上の配向膜に接する液晶分子は動きずらくな
り実質的な液晶のスレショールド電圧は非常に大きなも
のとなる。このため映像信号配線を両側からはさみこん
でいる共通電極の幅を映像信号配線と同程度の幅まで細
くしても垂直ストロークが発生しなくなる。これにより
カラーフィルター基板側のBMの幅も細くすることがで
き、開口率を向上することができる。
【0083】手段29を用いることで1回のホトマスク
工程で、ホトリソスペーサーとマルチドメイン垂直配向
用バンプを形成することができるのでコスト上昇なしで
垂直配向モードの液晶パネル用カラーフィルターを作る
ことができる。さらに透過光量変調ホトマスク技術を用
いることでホストスペーサーやマルチドメイン垂直配向
用バンプのテーパー角度を自由にコントロールすること
ができるので、ディスクリネーショラインの発生が少な
い、明るく、コントラストの高い垂直配向モードの液晶
パネルを作ることができる。
【0084】手段30と手段31,手段32を用いるこ
とでマルチドメイン垂直配向モードの液晶パネルの応答
速度を大幅に短かくでき、中間調領域のムラを激減させ
ることができる。これにより歩留りの低かったマルチド
メイン垂直配向モードの液晶パネルの歩留りを大幅に向
上できる。従来のマルチドメイン垂直配向モードの液晶
パネルではカラーフィルター側に形成したバンプの領域
が液晶のスレショールド電圧と中間調領域のガンマーカ
ーブの形状を決定していた。バンプの領域の液晶分子の
運動方向は非常に複雑で、バンプの傾斜の方向にたおれ
る液晶分子のほかに、バンプの長さ方向に平行にたおれ
る液晶分子も存在する。この場合バンプの傾斜に対して
左方向と右方向にたおれる、2つの方向が存在します。
この方向を決定することはできず直線状のバンプの場
合、左方向と右方向のバランスがとれている場合には、
ムラの発生がなく均一な中間調(灰色)が得られるが、
左方向と右方向のバランスがとれていない領域が発生す
ると、この領域はムラとなって均一な中間調(灰色)が
得られなくなる。手段30にあるようにアクティブマト
リックス基板側に形成された画素電極のスリットの下層
にスリットとオーバーラップするように共通電極を配置
することで、液晶のスレショールド電圧をスリット電極
と共通電極の電界が決定するようになる。これによりス
レショールド電圧も小さくなり、幾何学的なバラツキが
影響しなくなる、さらにスリット電極と共通電極の電界
の方向で液晶分子がコントロールされるため液晶分子の
たおれる方向はスリットの形状により一方向に決定され
る。このことにより均一な中間調を得ることができる。
【0085】手段33を用いることで、直線状バンプで
発生していた中間調領域でのムラの発生を防止すること
ができ、歩留り向上を実現できる。直線状のバンプで
は、バンプの傾斜領域の液晶分子はいろいろな方向にラ
ンダムにたおれるために方向が異なる領域ではディスク
リネーションラインが発生する。このディスクリネーシ
ョンラインの発生確率はランダムなので、多発する領域
とまったく発生していない領域では光の透過率も異な
り、ムラとなって人の目に見えてしまう。図55,図6
2,図63,図106,図107,図108にあるよう
にバンプを四角錐や円錐または半円形などの突起物を複
数個連結したもので形成することでディスクリネーショ
ンラインの発生を均一化することができる。これにより
ムラの発生を減少させることができ歩留りを向上でき
る。
【0086】手段34を用いることで1回のホトリソ工
程で半透過型液晶表示装置用の光散乱反射凹凸部と光透
過領域を形成できるようになりコストダウンができる。
従来は図130にあるように2回のホトマスク工程を用
いて光散乱反射凹凸部と光透過領域を形成していた。こ
のため大型の半透過型液晶表示装置のコストは非常に高
くなっていしまい実用化されにくかった。さらに手段3
5と組み合わせることで従来よりもホトマスク工程を2
回から3回低減できるようになり通常のTNモードの透
過型液晶とかわらないコストで生産できるようになる。
【0087】手段36、を用いることでホトマスク工程
をふやさずに接合端子部を機械的強度の強い材質におき
かえることができ、TABやCOFのリペアーがやりや
すくなる。さらに可視光や紫外光を透過する材質で端子
を形成した場合、可視光や紫外光硬化型の異方導電接着
材を用いて端子部の接合が可能となり、超高密度端子接
合が実現できる。従来の端子接合は熱硬化型の接着材を
用いており端子接合時には120℃以上の熱を必要とし
ていた。TABやCOFのフィルムの熱膨張係数とガラ
スの熱膨張係数は大きな差があり、これが超高密度端子
接合を防害していた。室温で可視光や紫外光を用いて端
子が接合できれば熱膨張係数の差は問題なくなり、超高
密度端子接合が実現できる。
【0088】手段37,手段38,手段39,手段4
0,手段41を用いることで、走査露光方式の露光機に
よる分割ホトマスク分割露光方法が実現可能となる。従
来のステップ露光方式露光装置を用いて大型パネルを露
光する場合、露光領域が小さいために上下方向,左右方
向、2次元の方向にマトリックス状に露光しなければな
らない。このため必ず四つの露光ショットが重なり合う
接合部分が発生する。この領域は特に人の目に見えやす
くムラとなり歩留り低下の原因となっていた。走査露光
方式では、走査方向の長さに制限はない。水平方向に露
光しこれを垂直方向にくりかえすことで、超大型表示装
置を作ることができる。水平方向の接合の場合ジグザグ
接合技術やランダム接合技術を用いることで接合部の境
界ムラを見えにくくすることができる。接合領域をなめ
らかに接合することで境界ムラは、目に見えなくなる。
本発明では接合の関数を 見えにくい接合を実現できる。
【0089】手段42,手段43,手段44,手段4
5,手段46を用いることでアモルファスシリコン薄膜
トランジスタ基板と同等の製造コストで低温ポリシリコ
ン薄膜トランジスタ基板を作ることが可能となる。低温
ポリシリコン薄膜トランジスタ素子はトランジスターの
オフ電流がアモルファスシリコントランジスタとくらべ
て2けたから3けた大きいため、このオフ電流低減のた
めに図123や図124のように、LDD構造やオフセ
ットゲート構造を採用していた。この構造実現のために
は、ホトマスク工程がアモルファスシリコン薄膜トラン
ジスタの場合よりも2回以上多くなることをさけられな
かった。LDDプロセスでは、不純物のドーピングコン
トロールがむずかしく、均一な特性を得ることがむずか
しい。オフセットゲートの場合にもオフセット長を均一
に再現よくコントロールすることは非常にむずかしい。
ステップ露光や走査露光でのアライメント精度は±0.
5μm程度しかなく、1μmのオフセットを精度よく実
現することは不可能である。このためセルフアライメン
トプロセスを用いる場合もあるが工程がさらに増加して
しまいコストダウンすることはできない。手段42を用
いることで図125にあるような低温ポリシリコン薄膜
トランジスタ素子を作ることが可能となる。この素子の
場合ノンドープのアモルファスシリコン層がオフセット
構造のオフセット領域と同様な効果をもたらす。ポリシ
リコンの結晶粒界がどの方向にならんでいてもアモルフ
ァスシリコン層と接合することで結晶粒界の問題はすべ
て改善されます。横方向オフセット構造から縦方向オフ
セット構造になったと考えると良く理解することができ
ます。アモルファスシリコンの膜厚の均一性は5%から
10%程度でコントロール可能なためオフ電流もこの範
囲でコントロール可能となり均一な画像を実現できま
す。低温ポリシリコンとアモルファスシリコンの接合
は、界面に酸化膜を作らなければ問題とはなりません。
低温ポリシリコン膜を作る時、窒素雰囲気でレーザーア
ニールしても接合特性に問題は生じない。アモルファス
シリコンをポリシリコン膜の上に形成する時、プラズマ
CVD法を用いることで、活性な水素ラジカルが多数発
生するのでポリシリコン界面とポリシリコン結晶粒界に
存在するダングリングボンドは大部分水素ラジカルによ
り消失させることができ良好な、トランジスタ特性を自
動的に得ることができる。手段42は、プロセス全体を
短縮でき、簡単な構造ですぐれた特性を有する低温ポリ
シリコン薄膜トランジスタ素子を均一に再現性良く製造
することができる。
【0089】手段47,手段48,手段49,手段5
0,手段51を用いることでポリシリコンの結晶粒界の
方向性と結晶粒径の大きさをコントロールすることが可
能である。レーザーの照射形状を図112,図113の
ようにすることで結晶化のはじまる位置を決定すること
ができ、結晶粒径を大きくする領域と、結晶粒界の密度
を多くする領域をコントロールすることができる。これ
により薄膜トランジスタの特性バラツキをおさえ均一化
することが可能となる。図128にあるようにトランジ
スタのチャネル長の方向と同じ方向に結晶粒界をそろえ
ることでトランジスタのオン電流特性を最大にすること
ができ特性の均一化も実現できる。
【0090】手段52,手段53を用いることで低温ポ
リシリコンの結晶粒径を大きくすることが可能となる。
さらに走査速度を大幅に向上することができるので生産
性を向上できる。1本のレーザービームだけでは溶融し
ている状態のシリコンをゆっくりと冷却して結晶粒径を
大きくすることは不可能であるが、2本のレーザー光を
組みあわせることで冷却工程を自由にコントロールする
ことができるようになる。これにより低温ポリシリコン
の均一性と再現性と生産性を同時に大幅に向上させるこ
とが可能である。
【0091】
【実施例】〔実施例1〕図5,図6,図7は本発明で使
用する透過光量変調ホトマスクの断面図である。図5
は、使用する露光装置の解像力よりもこまかいパターン
を用いることで透過光量をコントロールする方式のホト
マスクである。図6は露光する光を必要な量だけ吸収し
たり反射したりする特性の膜を用いることで透過光量コ
ントロールする方式のホトマスクである。図7は、露光
する光を必要な量だけ吸収する特性のガラス基板を用い
ることで透過光量をコントロールする方式のホトマスク
である。本発明で用いる透過光量変調ホトマスクは上記
3方式のどのホトマスクを用いても良い。図9,図10
は本発明の横電界方式液晶パネルを製造する時に用いる
透過光量変調ホトマスクの平面図である。図9は、走査
線と共通電極の露光に用いるものである。図10は映像
信号配線と液晶駆動電極の露光に用いるものである。
【0092】〔実施例2〕図11,図12,図13は本
発明の透過光量変調ホトマスクを用いて共通電極や液晶
電極や走査線の端子部や映像信号配線の端子部を形成す
る時のプロセスフローの説明図である。ウェットエッチ
ングや、ドライエッチングの選択性を利用して1回のホ
トマスクで特性の異なる材質のパターンを形成してい
る。図5,図6,図7の透過光量変調ホトマスクを用い
て露光し現像すると図8にあるようなポジ型のレジスト
の断面形状が得られる。ポジ型レジストは薄くなっても
ウェットエッチング工程では問題とならない。ドライエ
ッチングでも短時間ならほとんど問題は生じない。アッ
シング工程によりポジ型レジストの薄い領域はレジスト
が消失してしまう。厚いポジレジスト部分は残る。再度
ウェットエッチング処理して残ったポジレジストをはく
りすれば完成である。InZnOxやInSnOxやS
nOxと直接アルミニウムやアルミニウム合金が接合さ
れる場合接合界面で酸化アルミニウムが形成されコンタ
クト不良が多発する。これを防止するために、接合界面
にCrやMoやTiなどの金属をバリアーメタルとして
はさみこむ構造が用いられる。図13がその例である。
ウェットエッチングやドライエッチングの選択性が確保
されればどんな材質でも用いることが可能である。図1
1の場合▲31▼の材質に窒化チタンなどの高融点金属
の窒化物を用いれば、▲30▼の材質としてCrやMo
やAl合金やCuやCu合金を用いることができる。▲
31▼材質としてInZnOxやInSnOxなどの透
過導電膜を用いれば▲30▼の材質としてCrやMoの
高融点金属を用いることになる。図12の場合、▲34
▼の材質に窒化チタンなどの高融点金属の窒化物を用い
れば、▲33▼の材質としてCrやMoやAlやAl合
金やCuやCu合金を用い、▲32▼の材質としてCr
やMoなどの高融点金属を用いることになる。異種材料
の接合界面で問題が生じた場合界面の材質のどちらか一
方を窒化処理することでたやすく問題を解決できる。
【0093】〔実施例3〕図33は本発明の透過光量変
調ホトマスクを映像信号配線とドレイン電極の形成に適
用するときのホトマスクの平面図である。図14がこの
図33の透過光量変調ホトマスクを用いて薄膜トランジ
スタ素子と映像信号配線とドレイン電極を形成するとき
のプロセスフローの説明図である。ウェットエッチング
とドライエッチングを用いてアモルファスシリコンのト
ランジスタ領域を形成した後アッシング処理してトラン
ジスタのチャネル領域の薄いポジレストを除去する。次
にウェットエッチングとドライエッチング処理してトラ
ンジスタのチャネル領域をノンドープの半導体層だけ残
す。次にパッシベーション膜をたいせきさせた後コンタ
クトホールをあけ透明画素電極を形成する。図14の走
査線(ゲート電極)は2層構造になっているが、3層で
も4層でも良い。ガラス基板に接触している下層の電極
材料が高透過性導電電極材料で厚みが250オングスト
ロームから1000オングストロームの範囲に設定して
ある。
【0094】〔実施例4〕図15,図16,図17は、
本発明の透過光量変調ホトマスクを用いて作られた横電
界方式液晶パネルのアレイ基板の平面図である。図1
8,図19,図20は、アレイ基板の断面図である。映
像信号配線をはさみこんだ共通電極の厚みが2段階にな
っており画素領域の共通電極は薄い構造になっている。
液晶駆動電極も同様に薄くなっており、ラビング配向処
理時のラビング不良の発生を完全におさえることが可能
である。図18では透過光量変調ホトマスクを走査線と
共通電極の形成時と映像信号配線と液晶駆動電極の形成
時の2ヶ所に適用している。図19では透過光量変調ホ
トマスクを走査線と共通電極の形成時と薄膜トランジス
タの形成時の2ヶ所に適用している。図20では透過光
量変調ホトマスクを映像信号配線と液晶駆動電極の形成
時に適用している。共通電極と液晶駆動電極の幅をセル
ギャップと同等かそれよりも小さくすることと、共通電
極と液晶駆動電極の材料を光透過性導電材料にすること
で光の透過率を大幅に向上することができ、明るいコン
トラストの良い液晶パネルを実現できる。
【0095】〔実施例5〕図21,図22,図27は本
発明の透過光量変調ホトマスクを用いて作られたフリン
ジ・フィールド・スイッチング(FFS)方式液晶パネ
ルのアレイ基板の平面図である。図23,図24,図2
8は、アレイ基板の断面図である。映像信号配線に近接
している共通電極の部分は厚くなっているが画素領域の
共通電極は薄くなっている。液晶駆動電極も同様に薄く
なっており、ラビリング配向処理時のラビリング不良の
発生を完全におさえることが可能である。図23では、
透過光量変調ホトマスクを走査線と共通電極の形成時
と、映像信号配線と液晶駆動電極の形成時の2ヶ所に適
用している。図24では、透過光量変調ホトマスクを走
査線と共通電極の形成時と、薄膜トランジスタの形成時
の2ヶ所に適用している。図28では透過光量変調ホト
マスクを、映像信号配線と液晶駆動電極の形成時に適用
している。従来のFFS方式液晶パネルの製造工程より
も大幅なコストダウンが実現できる。
【0096】〔実施例6〕図25は、本発明の透過光量
変調ホトマスクを用いて作られた、TNモード液晶パネ
ルのアレイ基板の平面図である。図26はアレイ基板の
断面図である。映像信号配線に近接している共通電極の
部分は厚くなっているが、画素領域の画素電極と重なり
合っている共通電極は薄くなっている。ラビリング配向
時のラビリング不良の発生を完全におさえることができ
る。共通電極が透明電極でできている場合透過光量が増
大するので明るいコントラストの良い液晶パネルを作る
ことができる。TNモードばかりでなくマルチドメイン
垂直配向モードの液晶パネルにも適用できる。図26で
は、透過光量変調ホトマスクを走査線と共通電極の形成
時と、薄膜トランジスタの形成時の2ケ所に適用してい
る。
【0097】〔実施例7〕図31は本発明の透過光量変
調ホトマスクを走査線と共通電極の形成に適用する時の
ホトマスクの平面図である。図32は、映像信号配線と
液晶駆動電極の形成に適用する時のホトマスクの平面図
である。正の誘電率異方性液晶分子の配向方向に対して
0°<θ≦30°の範囲で屈曲した構造になっている。
負の誘電率異方性液晶分子の場合、配向方向に対し60
°≦θ<90°の範囲で屈曲した構造となっている。図
31,図32ともに1画素内で1回屈曲した構造となっ
ているが、屈曲の回数は2回でも、3回でも回数に制限
はない。
【0098】〔実施例8〕図34,図35,図36,図
46は本発明の透過光量変調ホトマスクを用いて作られ
た横電界方式液晶パネルのアレイ基板の平面図である。
映像信号配線は直線状に形成されているが、表示画素内
の共通電極と液晶駆動電極は1画素内で1回以上ジグザ
クに屈曲している。正の誘電率異方性液晶分子の配向方
向はこれらの場合、映像信号配線方向とほぼ同じ方向を
しておりこの方向に対して表示画素内の共通電極と液晶
駆動電極は0°<θ≦30°の範囲内で屈曲している。
負の誘電率異方性液晶分子の場合には、配向方向は走査
線とほぼ同じ方向となり、この方向に対して表示画素内
の共通電極と液晶駆動電極は60°≦θ<90°の範囲
で屈曲している。映像信号配線に近接している共通電極
の部分は、厚くなっているが、画素領域の共通電極は薄
くなっている。液晶駆動電極も薄く、250オングスト
ロームから1000オングストロームの範囲の厚みが用
いられる。これにより配向不良の発生をおさえ光の透過
率を向上し視野角を拡大しカラーシフト量も低減でき
る。
【0099】〔実施例9〕図37,図38,図39,図
48は本発明の透過光量変調ホトマスクを用いて作られ
た横電界方式液晶パネルのアレイ基板の平面図である。
映像信号配線と共通電極と液晶駆動電極とが1画素内で
1回以上ジグザクに屈曲している。正の誘電率異方性液
晶分子の配向方向に対して0°<θ≦30°の範囲で屈
曲した構造になっている。負の誘電率異方性液晶分子の
配向方向に対して60°≦θ<90°の範囲で屈曲した
構造になっている。映像信号配線に近接している共通電
極の部分は厚くなっているが、画素領域の共通電極は薄
くなっている。液晶駆動電極も薄く250オングストロ
ームから1000オングストロームの範囲の厚みが用い
られる。これにより、配向不良の発生をおさえ、光の透
過率を向上し、視野角を拡大し、カラーシフト量も低減
できる。
【0100】〔実施例10〕図40,図41,図42,
図49は、本発明の透過光量変調ホトマスクを用いて作
られたフリンジ・フィールド・スイッチング(FFS)
方式液晶パネルのアレイ基板の平面図である。映像信号
配線と共通電極と液晶駆動電極とが1画素内で1回以上
ジグザクに屈曲している。正の誘電率異方性液晶分子の
配向方向に対して0°<θ≦30°の範囲で屈曲した構
造になっている。負の誘電率異方性液晶分子の配向方向
に対して60°≦θ<90°の範囲で屈曲した構造にな
っている。映像信号配線に近接している共通電極の部分
は厚くなっているが、画素領域の共通電極は薄くなって
いる。液晶駆動電極のあつさは、250オングストロー
ムから1000オングストロームの範囲が用いられる。
薄すければ薄すいほど配向不良の発生が低減できる。さ
らに、カラーシフト量の低減と、視野角の拡大が実現で
きる。
【0101】〔実施例11〕図47は、本発明の透過光
量変調ホトマスクを用いて、作られたフリンジ・フィー
ルド・スイッチング(FFS)方式液晶パネルのアレイ
基板の平面図である。映像信号配線は、直線状に形成さ
れているが、液晶駆動電極は1画素内で2つ以上のグル
ープに分かれており、それらのグループは、ほぼ同じ面
積をしめている。それぞれのグループでの液晶分子の回
転運動方向が異なるように、液晶分子の配向方向と液晶
駆動電極とは交差している。実施例8,実施例9,実施
例10,実施例11ともに液晶分子の回転運動方向は左
回りと右回りの2方向が存在し、それぞれのグループの
面積は、ほぼ等しいように設計されている。液晶駆動電
極や共通電極の両側の領域の液晶分子は同じ回転方向に
運動するようになっている。図29,図30にあるよう
に液晶セルギャップと同等かそれよりも電極幅がせまけ
れば、電極の上の液晶分子も両側の液晶分子と同じ回転
方向の運動をする。電極が光を透過する特性をもってい
れば、電極の領域の液晶分子の回転運動により光の透過
量をコントロールすることができ、開口率の大きな液晶
表示装置を作ることが可能となる。
【0102】〔実施例12〕図50,図51は実施例
9,実施例10のアレイ基板に対応するカラーフィルタ
ー基板の平面図である。遮光膜(BM)とカラーフィル
ター層(R,G,B)が映像信号配線の屈曲角とほぼ同
じ角度で屈曲している。このような屈曲構造を採用する
ことで、開口率を大きくすることができ、明るくコント
ラストの良い液晶パネルを実現できる。
【0103】〔実施例13〕図43,図44,図45
は、本発明の透過光量変調ホトマスクを用いて作られた
走査線や映像信号配線の端子部の平面図である。本発明
のプロセスを用いることでホトマスク工程をふやさずに
端子部の領域を光透過導電性電極で形成できる。これに
よりUV硬化樹脂を用いた室温TAB接合や室温COF
接合が可能となる。超高密度実装が実現できる。
【0104】〔実施例14〕図60,図61が本発明の
透過光量変調ホトマスクを用いて作られたホトリソスペ
ーサーと垂直クロストーク防止用セルギャップコントロ
ール・バンプの断面図である。図60は、ホトリソ・ス
ペーサーと垂直クロストーク防止用セルギャップ・コン
トロール・バンプをカラーフィルター側に形成した断面
図である。図61は、ホトリソスペーサーと垂直クロス
トーク防止用セルギャップ・コントロール・バンプをア
クティブ・マトリックス・アレイ基板側に形成した断面
図である。本発明は垂直クロストークの発生しやすい横
電界方式液晶表示装置に適用することで、大きな効果を
もたらす。透過光量変調ホトマスクを用いてポジ型レジ
ストでホトスペーサーを形成する時に、同時に図61に
あるように映像信号配線と映像信号配線を両側からはさ
みこんでいる共通電極オーバーラップするように映像信
号配線にそう配置で形成する。横電界方式の液晶パネル
の液晶スレショールド電圧は、セルギャップが小さくな
るようにつれ急激に増大する。図60や図61のように
共通電極と映像信号配線の上のセルギャップが小さくな
ると、この領域の液晶分子は、うごきにくくなりクロス
トーク発生がよくせいされる。図72が本実施例で使用
するホトマスクの平面図である。
【0105】〔実施例15〕図52,図53は、本発明
の透過光量変調ホトマスクをホトリソスペーサーと、マ
ルチドメイン垂直配向モード用ホトリソバンプの形成に
適用するときのホトマスクの平面図である。図52は、
半透過膜を使用した透過光量変調ホトマスクであり、図
53は、露光装置の解像力よりもこまかいパターンを用
いた透過光量変調ホトマスクである。ポジレジストをカ
ラーフィルター側基板に塗布した後図52,図53のホ
トマスクを用いて露光し、現像したものが図54であ
る。ホトリソ・スペーサーは3μmから4μmの範囲の
高さで直径が10μm〜20μm程度のものがよく用い
られる。マルチドメイン垂直配向モード用ホトリソバン
プは0.8μm〜2.0μmの範囲の高さで、幅が3μ
m〜10μm程度のものがよく用いられる。本発明の透
過光量変調ホトマスクプロセスを使用すれば1回のホト
リソ工程でホトリソスペーサーとマルチドメイン垂直配
向モード用ホトリソバンプが同時に形成できるので、コ
ストダウンをはかることができる。
【0106】〔実施例16〕図55,図56は本発明の
ひし形スリットとピラミッド型(四角錐)バンプを用い
た垂直配向モードの液晶パネルの平面図と断面図であ
る。カラーフィルター側基板にピラミッド型のバンプを
連結配置し、アクティブマトリックス側基板の画素電極
には、ひし型ののこぎり歯状のスリットを形成してい
る。図62,図63のような円形スリットや直線状スリ
ットでも良い。図106,図107,図108は、1画
素のスリットとバンプの配置図である。本発明のスリッ
トやバンプを用いることでディスクリネーションの発生
を均一化でき、画面全体のムラ発生を防止できる。スリ
ットの幅は5μmから10μm程度で、ピラミッドバン
プの高さは0.8μmから2.0μmの範囲で底辺の長
さは3μmから10μm程度の大きさである。図104
や図105のような形状のくみ合わせも効果的である。
【0107】〔実施例17〕図64,図65,図66
は、本発明のくし歯状スリット電極の下層に共通電極を
配置した垂直配向モードの液晶パネルの断面図とアクテ
ィブマトリックス基板側の画素電極と共通電極の平面図
である。この構造ではカラーフィルター側基板にバンプ
を形成する必要がなくなるのでコストダウンがはかれ
る。共通電極の幅は3μmから10μm程度で、くし歯
状のスリット電極の幅も3μmから5μm程度である。
【0108】〔実施例18〕図58,図59,図67,
図68,図69,図70は、本発明のスリット電極の下
層に共通電極を配置し、カラーフィルター側に、バンプ
またはスリット電極を形成した垂直配向モードの液晶パ
ネルの断面図と平面図である。バンプはピラミッド型
(四角錐)か円錐型か半円型かラグビーボール型(半ダ
円型)をしていれば良い。実施例17,実施例18とも
に液晶分子の運動はアクティブマトッリクス基板側のス
リット電極と共通電極に印加される電界に支配されるの
で従来の垂直配向モードの液晶パネルよりも高速応答が
実現できる。さらにバンプ形状を従来の直線状からピラ
ミッド型にかえたことでディスクリネーションの発生を
均一化できるので画面全体のムラ発生をよくせいでき
る。バンプからスリットまでの距離は10μmから30
μmの範囲にあれば問題は生じない。本発明の液晶パネ
ルの断面図には配向膜はすべて省略してあります。透過
光量変調ホトマスクを用いて、ピラミッド型バンプとホ
トリソスペーサーを同時に形成することでコストダウン
をはかることもできる。
【0109】〔実施例19〕図71は、本発明の透過光
量変調ホトマスクを半透過型液晶パネルの散乱反射ドッ
トと光透過領域のコンタクトホールの形成に適用する時
のホトマスクの平面図である。図73と図74が図71
のホトマスクを用いて形成した半透過型液晶パネルのア
クティブマトリックス基板の断面図である。図74で
は、透過光量変調ホトマスクを映像信号配線とドレイン
電極の形成に適用しており全工程では、5回のホトマス
ク工程のみでアクティブマトリックス基板が完成する。
▲93▼の光透過領域の画素電極にTiNなどの金属
窒化物を用いることで歩留りを大幅に向上できる。この
構造ならば14インチ程度の大型半透過型液晶パネルを
作ってもコストの問題は生じない。▲95▼の散乱凹凸
誘電体層の厚みは2μmから3μm程度で、散乱ドット
の凹凸は0.5μm〜1.0μm程度で大きさは3μm
から10μm程度のものが複数に混在している。
【0110】〔実施例20〕図101,図102,図1
03は、本発明の走査露光用ジグザグ接合ホトマスクと
ランダム接合ホトマスクを用いてある画面の層を露光し
て組み合わせ平面図である。図101,図102では
上,下2組のホトマスクで1層の画面を構築している。
図103では上,中,下3組のホトマスクで1層の画面
を構築している。図120,図121,図122は、ジ
グザグ接合ホトマスクやランダム接合ホトマスクを用い
て走査露光するときの走査方向に関して説明した平面図
である。どの場合にも画面の横長方向に走査して露光す
る方法を採用している。この方式を用いれば走査幅がせ
まくても走査方向の寸法には制限がないので巨大な画面
でも分割露光することができる。
【0111】〔実施例21〕図118,図119は実施
例20の走査露光用ジグザグ接合ホトマスクとランダム
接合ホトマスクの2つのマスクが接合しあう領域の基本
単位となる画素の密度分布関数を説明し 関数を採用している。基本単位となる画素はR,G,B
それぞれ1画素の場合と、R+G,B+R,G+Bの画
素の場合と、R+G+Bの3画の場合の3つの場合が考
えられる。合成画面が小さい場合にはR,G,Bの1画
素を基本単位とすれば良い。合成画面が大きい場合に
は、2画素や3画素を基本単位としても良い。本発明の
露光方式を用いることで40インチや50インチ,60
インチの大型液晶パネルも歩留りを低下させずに製造す
ることができる。
【0112】〔実施例22〕図110が本発明の低温ポ
リシリコン薄膜トランジスタ素子を形成するための、成
膜プロセス・フロー図である。走査線(ゲート電極)の
上に、アルカリイオン拡散防止のためのシリコン窒化膜
を500オング・ストロームから1000オングストロ
ームたいせきする。その上にゲート絶縁膜としてシリコ
ン酸化膜を2000オングストロームから4000オン
グストローム程度たいせきする。ここまでは別の真空装
置を使用してたいせきしても良い。装置のメンテナンス
などの点を考えると同一真空装置ですべて処理するより
もこの点で装置を分離しておく方が問題が少ない。図1
10にあるように、シリコン酸化膜の表面のプラズマク
リーニングから、オーミックコンタクト層のたいせきま
では大気中にさらさずに、連続してひとつの真空装置で
処理しなければならない。この点が特に重要である。ノ
ンドープアモルファスシリコンは、プラズマCVD法で
もスパッタ法でもどちらでも良いが、ここではプラズマ
CVD法を用いている。250オングストロームから1
000オングストローム程度たいせきした後脱水素処理
してからCWモードの個体レーザーの第2高調波を照射
して結晶化させる。この結晶化の雰囲気はN雰囲気
(0.5atm〜2atm)か、NとHの混合雰囲
気が用いられる。大気中にさらさなければできるだけ圧
力の高い条件の方が良い。アルゴン雰囲気でも良い。レ
ーザー結晶化後再度真空雰囲気にもどしプラズマCVD
法を用いてノンドープアモルファスシリコンを1000
オングストロームから2000オングストロームたいせ
きする。この時のたいせき方法は、プラズマCVD法が
一番良い。水素ラジカルにより、ポリシリコン層のダン
グリングボンドが自動的に消滅してしまうからである。
その次にオーミックコンタクト層を100〜500オン
グストローム程度たいせきする。オーミックコンタクト
層としてはリンをドープしたnアモルファスシリコン
やボロンをドープしたPアモルファスシリコンが考え
られるが、不純物をドープしたマイクロクリスタルシリ
コンでも良い。図109が本実施例の成膜プロセスをお
こなう枚葉式のマルチチェンバ一型装置である。
【0113】〔実施例23〕実施例22で成膜した基板
に図14で用いている透過光量変調ホトマスク工程を適
用してできた低温ポリシリコン薄膜トランジスタ素子の
断面図が図125である。図123や図124の従来の
ボトムゲート型ポリシリコン薄膜トランジスタ素子にく
らべて半分の工程で完成してしまう。図125の低温ポ
リシリコンは、ポリシリコンとアモルファスシリコンの
接合を用いている点に特徴がある。アモルファスシリコ
ン層は図124のオフセットゲートの領域と同じ作用を
しておりオフ時のリーク電流の低減に大きな効果があ
る。ポリシリコン層は100%シリコンでなくても良
く、0.1%から30%程度ゲルマニウムをふくんでい
ても良い。アモルファスシリコン層は100%シリコン
でなくても良く、アモルファスシリコンカーバイド(炭
化シリコン)層でも良い。炭化シリコンは、シリコンよ
りもバンドギャップの幅が広いのでリーク電流低減には
効果的である。
【0114】〔実施例24〕図75,図76,図77,
図78,図79,図80,図81,図82は本発明の低
温ポリシリコン薄膜トランジスタプロセスと、透過光量
変調ホトマスクプロセスを用いて作った横電界方式アク
ティブマトリックス基板の断面図である。シャドーマス
クを用いて端子部にゲート絶縁膜やパッシベーション膜
がたいせきしないようにする方法を用いることで、非常
にすくないホトマスク工程で横電界方式液晶パネルを生
産することが可能である。大幅な生産性向上と歩留り向
上が実現できる。投資効率も大幅に向上する本発明の低
温ポリシリコンの電子移動度の50以上あり従来のアモ
ルファスシリコンの約100倍以上の性能である。これ
により従来のアモルファスシリコン薄膜トランジスタ素
子では画素電極に信号を伝達するのに5μsec程度の
書きこみ時間が必要であったが、本発明の低温ポリシリ
コン薄膜トランジスタ素子を用いれば50ナノ秒で信号
を書きこめることになり、走査線が増大してもデータド
ライバー・コストの増大をおさえることが可能である。
【0115】〔実施例25〕図83,図84,図85,
は、本発明の低温ポリシリコン薄膜トランジスタプロセ
スと透過光量変調ホトマスク・プロセスを用いて作った
フリンジ・フィールド・スイッチング(FFS)方式ア
クティブマトリックス基板の断面図である。従来6回の
ホトマスク工程を必要としていたものが、3回や4回の
ホトマスク工程で生産することが可能となります。大幅
なコストダウンと歩留りの向上が実現できます。
【0116】〔実施例26〕図86,図87,図88,
図92,図93,図94は、本発明の低温ポリシリコン
薄膜トランジスタプロセスと透過光量変調ホトマスク・
プロセスを用いて作った垂直配向モード用アクティブ・
マトリックス基板の断面図である。図86,図87,図
88にあるように画素電極のスリットの下層に共通電極
を配置することで、スリットの幅を従来の半分の3μm
程度までせばめることが可能となり大幅に開口率を向上
することが可能となる。
【0117】〔実施例27〕図89,図90,図91
は、本発明の低温ポリシリコン薄膜トランジスタ・プロ
セスと透過光量変調ホトマスク・プロセスを用いて作っ
たTNモード方式アクティブマトリックス基板の断面図
である。図89は有機EL表示装置にもそのまま使用す
ることができる構造である。
【0118】〔実施例28〕図95,図96は、静電気
対策用保護回路であり、図76のアレイプロセスに適用
されるものである。図97,図98は、図77,図7
9,図83,図86,図89,図92のアレイプロセス
に適用されるものである。図99,図100は、図7
8,図80,図84,図87,図90,図93のアレイ
プロセスに適用されるものである。これらの静電気対策
用保護回路を設置できないアレイプロセスは、量産する
ことは不可能である。本発明の静電気対策用保護回路の
薄膜トランジスタはすべて低温ポリシリコン薄膜トラン
ジスタで構成されている。これらの回路を表示画素領域
の周辺部に配置することで、生産工程で発生する静電気
トラブルを激減させることが可能である。
【0119】〔実施例29〕図112,図113が本発
明のCWモード固体レーザーの第2高調波の照射ビーム
形状である。走査線のピッチにあわせた周期的な形状を
している。レーザーの走査方向を走査線の方向にあわせ
ることで走査線の上の結晶粒径を選択的に大きく育成す
ることができる。図115は、図112,図113のビ
ーム形状を作り出すためのメカニカルマスクである。図
116にあるような光学系を用いてアモルファスシリコ
ン膜を結晶化させることができる。図117は複数のC
Wモードのレーザー光を組みあわせて照射する場合の平
面図である。図126にあるように複数のレーザービー
ム照射窓を設置し、図127にあるようなリニアーモー
ターを用いたエアーベアリング・スライダーに光学系を
設置して機械的に走査する方法を用いている。ガラス基
板はエアーベアリング・スライダーに同期して一軸方向
のみ一定の距離を移動していく。図129にあるように
レーザービームを2方向から照射する光学系も照射する
時間を短縮するには有効である。
【0120】〔実施例30〕図111は従来もちいられ
てきたCWモード固体レーザーの第2高調波の照射ビー
ム形状である。図114の直線状スリットを用いビーム
を整形することでより細いビームを作り出すことが可能
である。しかしビームを細くしぼりすぎるとエネルギー
密度が高くなりすぎビームの走査速度を大きくしなけれ
ばならなくなる。ビームの走査速度が速すぎると結晶粒
径が大きくならない。本発明では図131の光学系を用
いて2本の太さの異なるレーザービームを重なりあわせ
ている。図132が2本のビームの強度とビームの太さ
に関係する図である。細くビーム強度の大きいレーザー
の位置は太いビームの中心よりも走査方向側にシフトし
ている。この2本のレーザービームを用いる方法では走
査速度を大きくしても結晶粒径の大きなポリシリコンを
得ることが可能である。走査速度はリニアモーターの制
限から200cm/secである。
【0121】
【発明の効果】本発明の透過光量変調ホトマスク工程を
用いることでいろいろなモードの液晶パネルを低コスト
で歩留り良く生産することができる。特に横電界方式液
晶パネルに適用した場合、ラビング時の配向不良を激減
させるだけでなく開口率も大幅に向上させることができ
る。本発明の低温ポリシリコンプロセスと組みあわせる
ことで40インチ以上の超大型液晶表示装置を低価格で
量産することが可能である。さらに本発明の走査露光用
ホトマスクを用いることで60インチ以上の超大型横電
界方式液晶表示装置を量産することも可能である。
【0122】本発明のマルチ・ドメイン垂直配向モード
の液晶パネルでは、従来のストレートバンプをピラミッ
ドバンプにおきかえることでムラの発生を激減させるこ
とができ大幅な歩留りを向上することができる。さらに
スリット電極の下層に共通電極を配置することで高速応
答化を実現できる。中小型のTV表示には最適な表示モ
ードにまで完成度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 従来の横電界方式液晶表示パネルの走査線と
共通電極の平面図。
【図2】 従来の横電界方式液晶表示パネルの映像信号
配線と液晶駆動電極の平面図。
【図3】 従来の横電界方式液晶表示パネルの映像信号
配線とコンタクトホールと液晶駆動電極の平面図。
【図4】 従来の横電界方式液晶表示パネルの走査線と
共通電極の断面図
【図5】 本発明で用いるハーフトーン露光用スリット
マスクの断面図
【図6】 本発明で用いるハーフトーン露光用半透過マ
スクの断面図
【図7】 本発明で用いるハーフトーン露光用半透過マ
スクの断面図
【図8】 本発明の透過光量変調ホトマスクを用いて露
光現像処理したポジレジストの断面図。
【図9】本発明の透過光量変調技術を用いた横電界方式
液晶パネルの走査線と共通電極のホトマスクの平面図
【図10】 本発明の透過光量変調技術を用いた横電界
方式液晶パネルの映像信号配線と液晶駆動電極のホトマ
スクの平面図。
【図11】 本発明の透過光量変調ホトマスクを用いた
多層金属膜配線の加工プロセスフロー
【図12】 本発明の透過光量変調ホトマスクを用いた
多層金属膜配線の加工プロセスフロー
【図13】 本発明の透過光量変調ホトマスクを用いた
多層金属膜配線の加工プロセスフロー
【図14】 本発明の透過光量変調ホトマスクを用いた
薄膜トランジスタ素子のプロセスフロー
【図15】 本発明の共通電極と液晶駆動電極に透明電
極材料を用いたシングルドメイン横電界方式薄膜トラン
ジスタ基板の平面図
【図16】 本発明の共通電極と液晶駆動電極に透明電
極材料を用いたシングルドメイン横電界方式薄膜トラン
ジスタ基板の平面図
【図17】 本発明の共通電極と液晶駆動電極に透明電
極材料を用いたシングルドメイン横電界方式薄膜トラン
ジスタ基板の平面図
【図18】 本発明の横電界方式薄膜トランジスタ基板
の断面図
【図19】 本発明の横電界方式薄膜トランジスタ基板
の断面図
【図20】 本発明の横電界方式薄膜トランジスタ基板
の断面図
【図21】 本発明のフリンジ・フィールド・スイッチ
ング(FFS)方式薄膜トランジスタ基板の平面図
【図22】 本発明のフリンジ・フィールド・スイッチ
ング(FFS)方式薄膜トランジスタ基板の平面図
【図23】 本発明のフリンジ・フィールド・スイッチ
ング(FFS)方式薄膜トランジスタ基板の断面図
【図24】 本発明のフリンジ・フィールド・スイッチ
ング(FFS)方式薄膜トランジスタ基板の断面図
【図25】 本発明のTNモード方式薄膜トランジスタ
基板の平面図
【図26】 本発明のTNモード方式薄膜トランジスタ
基板の断面図
【図27】 本発明のフリンジ・フィールド・スイッチ
ング(FFS)方式薄膜トランジスタ基板の平面図。
【図28】 本発明のフリンジ・フィールド・スイッチ
ング(FFS)方式薄膜トランジスタ基板の断面図。
【図29】 本発明の横電界方式液晶駆動電極付近の正
の誘電率異方性液晶分子の電界印加時の回転運動方向説
明図
【図30】 本発明の横電界方式液晶駆動電極付近の負
の誘電率異方性流晶分子の電界印加時の回転運動方向の
説明図
【図31】 本発明の透過光量変調技術を用いた横電界
方式液晶パネルの走査線と共通電極のホトマスクの平面
【図32】 本発明の透過光量変調技術を用いた横電界
方式液晶パネルの映像信号配線と液晶駆動電極のホトマ
スクの平面図
【図33】 本発明の透過光量変調技術を用いた映像信
号配線とドレイン電極のホトマスクの平面図
【図34】 本発明の共通電極と液晶駆動電極に透明電
極材料を用いたダブル・ドメイン横電界方式薄膜トラン
ジスタ基板の平面図
【図35】 本発明の共通電極と液晶駆動電極に透明電
極材料を用いたダブル・ドメイン横電界方式薄膜トラン
ジスタ基板の平面図
【図36】 本発明の共通電極と液晶駆動電極に透明電
極材料を用いたダブル・ドメイン横電界方式薄膜トラン
ジスタ基板の平面図
【図37】 本発明の共通電極と液晶駆動電極に透明電
極材料を用いたダブル・ドメイン横電界方式薄膜トラン
ジスタ基板の平面図
【図38】 本発明の共通電極と液晶駆動電極に透明電
極材料を用いたダブル・ドメイン横電界方式薄膜トラン
ジスタ基板の平面図
【図39】 本発明の共通電極と液晶駆動電極に透明電
極材料を用いたダブル・ドメイン横電界方式の薄膜トラ
ンジスタ基板の平面図
【図40】 本発明のダブル・ドメイン・FFS方式薄
膜トランジスタ基板の平面図
【図41】 本発明のダブル・ドメイン・FFS方式薄
膜トランジスタ基板の平面図
【図42】 本発明のダブル・ドメイン・FFS方式薄
膜トランジスタ基板の平面図
【図43】 本発明の透過光量変調ホトマスクを用いて
形成した端子部の平面図
【図44】 本発明の透過光量変調ホトマスクを用いて
形成した端子部の平面図
【図45】 本発明の透過光量変調ホトマスクを用いて
形成した端子部の平面図
【図46】 本発明の共通電極と液晶駆動電極に透明電
極材料を用いたダブル・ドメイン横電界方式薄膜トラン
ジスタ基板の平面図
【図47】 本発明のダブル・ドメイン・FFS方式薄
膜トランジスタ基板の平面図
【図48】 本発明の共通電極と液晶駆動電極に透明電
極材料を用いたダブル・ドメイン横電界方式薄膜トラン
ジスタ基板の平面図
【図49】 本発明のダブル・ドメイン・FFS方式薄
膜トランジスタ基板の平面図
【図50】 本発明のダブル・ドメイン横電界方式液晶
パネルやダブル・ドメインFFS方式液晶パネルで用い
るカラーフィルターと遮光膜の平面図
【図51】 本発明のダブル・ドメイン横電界方式液晶
パネルやダブル・ドメインFFS方式液晶パネルで用い
るカラーフィルターと遮光膜の平面図
【図52】 本発明の透過光量変調技術を用いたマルチ
ドメイン垂直配向液晶モード用バンプとホトリソ・スペ
ーサーのホトマスクの平面図
【図53】 本発明の透過光量変調技術を用いたマルチ
ドメイン垂直配向液晶モード用バンプとホトリソ・スペ
ーサーのホトマスクの平面図
【図54】 本発明の透過光量変調ホトマスクを用いて
露光現像処理した後のホトリソ・スペーサーとマルチド
メイン垂直配向モード用バンプの断面図
【図55】 本発明のマルチ・ドメイン垂直配向モード
用ひし型スリットとピラミッド型バンプの平面図
【図56】 本発明のマルチ・ドメイン垂直配向モード
用液晶パネルの断面図
【図57】 本発明のマルチ・ドメイン垂直配向モード
用液晶パネルの断面図
【図58】 本発明のマルチ・ドメイン垂直配向モード
用液晶パネルの断面図
【図59】 本発明のマルチ・ドメイン垂直配向モード
用液晶パネルの断面図
【図60】 本発明の横電界方式液晶パネル用クロスト
ーク防止セルギャップコントロールバンプとホトリソス
ペーサーの断面図
【図61】 本発明の横電界方式液晶パネル用クロスト
ーク防止セルギャップコントロールバンプとホトリソス
ペーサーの断面図
【図62】 本発明のマルチ・ドメイン垂直配向モード
用円型スリットとピラミッド型バンプの平面図
【図63】 本発明のマルチ・ドメイン垂直配向モード
用直線型スリットとピラミッド型バンプの平面図
【図64】 本発明のマルチ・ドメイン垂直配向モード
用液晶パネルの断面図
【図65】 本発明のマルチ・ドメイン垂直配向モード
用くし歯状画素透明電極と電界コントロール用共通電極
の平面図
【図66】 本発明のマルチ・ドメイン垂直配向モード
用くし歯状画素透明電極と電界コントロール用共通電極
の平面図
【図67】 本発明のマルチ・ドメイン垂直配向モード
用液晶パネルの断面図
【図68】 本発明のマルチ・ドメイン垂直配向モード
用液晶パネルの断面図
【図69】 本発明のマルチ・ドメイン垂直配向モード
用ひし型スリット電極と電界コントロール用共通電極と
ピラミッド型バンプの平面配置図
【図70】 本発明のマルチ・ドメイン垂直配向モード
用直線型スリット電極と電界コントロール用共通電極と
ピラミッド型バンプの平面配置図
【図71】 本発明の半透過型液晶モード用散乱ドット
形成用ホトマスクの平面図
【図72】 本発明の横電界方式液晶パネル用クロスト
ーク防止セルギャップコントロールバンプとホトリソ・
スペーサー形成用ホトマスクの平面図
【図73】 本発明の半透過型液晶パネルの薄膜トラン
ジスタ基板の断面図
【図74】 本発明の半透過型液晶パネルの薄膜トラン
ジスタ基板の断面図
【図75】 本発明の横電界液晶方式薄膜トランジスタ
基板の断面図
【図76】 本発明の横電界液晶方式薄膜トランジスタ
基板の断面図
【図77】 本発明の横電界液晶方式薄膜トランジスタ
基板の断面図
【図78】 本発明の横電界液晶方式薄膜トランジスタ
基板の断面図
【図79】 本発明の横電界液晶方式薄膜トランジスタ
基板の断面図
【図80】 本発明の横電界液晶方式薄膜トランジスタ
基板の断面図
【図81】 本発明の横電界液晶方式薄膜トランジスタ
基板の断面図
【図82】 本発明の横電界液晶方式薄膜トランジスタ
基板の断面図
【図83】 本発明のフリンジ・フィールド・スイッチ
ング液晶方式薄膜トランジスタ基板の断面図
【図84】 本発明のフリンジ・フィールド・スイッチ
ング液晶方式薄膜トランジスタ基板の断面図
【図85】 本発明のフリンジ・フィールド・スイッチ
ング液晶方式薄膜トランジスタ基板の断面図
【図86】 本発明のマルチドメイン・垂直配向液晶方
式薄膜トランジスタ基板の断面図
【図87】 本発明のマルチドメイン・垂直配向液晶方
式薄膜トランジスタ基板の断面図
【図88】 本発明のマルチドメイン垂直配向液晶方式
薄膜トランジスタ基板の断面図
【図89】 本発明のTNモード液晶方式薄膜トランジ
スタ基板の断面図
【図90】 本発明のTNモード液晶方式薄膜トランジ
スタ基板の断面図
【図91】 本発明のTNモード液晶方式薄膜トランジ
スタ基板の断面図
【図92】 本発明のマルチドメイン垂直配向液晶方式
薄膜トランジスタ基板の断面図
【図93】 本発明のマルチドメイン垂直配向液晶方式
薄膜トランジスタ基板の断面図
【図94】 本発明のマルチドメイン垂直配向液晶方式
薄膜トランジスタ基板の断面図
【図95】 本発明の静電気対策保護トランジスタ素子
の平面図
【図96】 本発明の静電気対策保護トランジスタ素子
の平面図
【図97】 本発明の静電気対策保護トランジスタ素子
の平面図
【図98】 本発明の静電気対策保護トランジスタ素子
の平面図
【図99】 本発明の静電気対策保護トランジスタ素子
の平面図
【図100】 本発明の静電気対策保護トランジスタ素
子の平面図
【図101】 本発明による分割露光方式の上下隣接シ
ョットの関係を示した平面図
【図102】 本発明による分割露光方式の上下隣接シ
ョットの関係を示した平面図
【図103】 本発明による分割露光方式の上下隣接シ
ョットの関係を示した平面図
【図104】 本発明のマルチドメイン垂直配向モード
用ひし型スリット電極と円錐型バンプの平面配置図
【図105】 本発明のマルチドメイン垂直配向モード
用だ円型スリット電極と円錐型バンプの平面配置図
【図106】 本発明のマルチドメイン垂直配向液晶パ
ネルの画素平面図
【図107】 本発明のマルチドメイン垂直配向液晶パ
ネルの画素平面図
【図108】 本発明のマルチドメイン垂直配向液晶パ
ネルの画素平面図
【図109】 本発明の低温ポリシリコン薄膜トランジ
スタ素子製造装置
【図110】 本発明の低温ポリシリコン薄膜トランジ
スタ製造プロセス・フロー
【図111】 本発明のCW・レーザーを用いたレーザ
ー結晶化のためのレーザービームの形状説明図
【図112】 本発明のCW・レーザーを用いたレーザ
ー結晶化のためのレーザービームの形状説明図
【図113】 本発明のCW・レーザーを用いたレーザ
ー結晶化のためのレーザービームの形状説明図
【図114】 本発明のCW・レーザーのレーザービー
ム位置決定用スリットマスク
【図115】 本発明のCW・レーザーのレーザービー
ム位置決定用スリットマスク
【図116】 本発明の複数のCW・レーザーを用いた
レーザー光学系
【図117】 本発明の複数のCW・レーザーを用いて
レーザー結晶化をする時の複数のCW・レーザーの照射
位置の関係説明図
【図118】 本発明の分割露光方式における重さなり
合い領域の密度分布図
【図119】 本発明の分割露光方式における重さなり
合い領域の密度分布図
【図120】 本発明の画面水平分割走査露光方法の走
査露光方向説明図
【図121】 本発明の画面水平分割走査露光方法の走
査露光方向説明図
【図122】 本発明の画面水平分割走査露光方法の走
査露光方向説明図
【図123】 従来のボトム・ゲート型ライトリー・ド
ープト・ドレイン(LDD)構造のポリシリコンTFT
【図124】 従来のボトム・ゲート型オフセット・ゲ
ート構造のポリシリコンTFT
【図125】 本発明のボトム・ゲート型ポリシリコン
TFT
【図126】 本発明のCWモード固体レーザーを用い
たレーザーアニール装置のレーザー走査方向と基板移動
方向の説明図
【図127】 本発明のエアーベアリングとリニアモー
ターを用いたレーザー走査光学系の説明図
【図128】 本発明の4ホトマスクプロセスで作った
レーザー薄膜トランジスタ素子の平面図
【図129】 本発明のエアーベアリングとリニアモー
ターを用いたレーザー走査光学系の説明図
【図130】 従来の反射型液晶表示装置の光散乱面形
成工程図
【図131】 本発明のCWモード固体レーザーを用い
たレーザーアニール光学系の説明図
【図132】 本発明のCWモード固体レーザーアニー
ルの基板表面部でのレーザービーム強度分布図
【符号の説明】
1‥‥第1層走査線 2‥‥第2層走査線 3‥‥第1層共通電極 4‥‥第2層共通電極 5‥‥走査線と共通電極の切断位置 6‥‥映像信号配線 7‥‥横電界方式液晶駆動電極(画素電極) 8‥‥ドレイン電極 9‥‥コンタクトホール 10‥‥横電界方式液晶駆動電極(透明画素電極) 11‥‥ガラス基板 12‥‥ホトマスク用石英ガラス基板 13‥‥ホトマスク金属 14‥‥半透過ホトマスク領域(露光装置の解像力より
小さいパターン) 15‥‥半透過膜領域 16‥‥ハイネルギー ビーム センシィティブ ガラ
ス(HEBS−GLASS) 17‥‥UV光不透過領域 18‥‥UV光半透過領域 19‥‥ポジレジストUV露光完全遮断領域の現像後の
膜厚 20‥‥ポジレジストUV露光半透過領域の現像後の膜
厚 21‥‥UV光不透過・走査線用ホトマスク領域 22‥‥UV光半透過・走査線用ホトマスク領域(映像
信号線交差部) 23‥‥UV光半透過・共通電極用ホトマスク領域(映
像信号線交差部) 24‥‥UV光半透過・共通電極用ホトマスク領域(画
素共通電極) 25‥‥UV光不透過・共通電極用ホトマスク領域 26‥‥UV光不透過・映像信号配線用ホトマスク領域 27‥‥UV光不透過・ドレイン電極用ホトマスク領域 28‥‥UV光半透過・液晶駆動電極用ホトマスク領域 29‥‥ハーフ・トーン露光法を用いた現像後のポジレ
ジスト 30‥‥上層金属電極 31‥‥下層透明電極 32‥‥キャップ金属電極 33‥‥中層金属電極 34‥‥最下層透明電極 35‥‥バリアー電極(酸素拡散防止層) 36‥‥透明電極(ITO または SnO) 37‥‥リンをドープしたn半導体層 38‥‥薄膜半導体層(ノンドープ層) 39‥‥ゲート絶縁膜 40‥‥薄膜トランジスター素子 41‥‥走査線 42‥‥共通電極 43‥‥透明共通電極 44‥‥透明液晶駆動電極 45‥‥共通電極コンタクトホール 46‥‥ITO共通電極 47‥‥パッシベーション膜(保護膜) 48‥‥フリンジ・フィールド・スィッチング(FF
S)方式液晶駆動電極(透明電極) 49‥‥フリンジ・フィールド・スィッチング(FF
S)方式透明共通電極 50‥‥フリンジ・フィールド・スィッチング(FF
S)方式ITO液晶駆動電極 51‥‥TNモード・保持容量形成用透明共通電極 52‥‥TNモード・透明画素電極 53‥‥フリンジ・フィールド・スィッチング(FF
S)方式ITO共通電極 54‥‥フリンジ・フィールド・スィッチング(FF
S)方式透明画素電極 55‥‥液晶分子配向方向 56‥‥正の誘電率異方性液晶分子 57‥‥負の誘電率異方性液晶分子 58‥‥UV光半透過・薄膜トランジスタ・チャネル部
用ホトマスク領域 59‥‥端子部透明電極 60‥‥1画素内で1回屈曲しているブラックマスク
(遮光膜) 61‥‥1画素内で1回屈曲しているカラーフィルター
層 62‥‥1画素内で3回屈曲しているブラックマスク
(遮光膜) 63‥‥1画素内で3回屈曲しているカラーフィルター
層 64‥‥UV光半透過・マルチドメイン垂直配向モード
用バンプ形成用ホトマスク領域 65‥‥UV光不透過・マルチドメイン垂直配向モード
用ホトリソ・スペーサー形成用ホトマスク領域 66‥‥UV光半透過・マルチドメイン垂直配向モード
用バンプ形成用ホトマスク領域 67‥‥カラーフィルター用ガラス基板 68‥‥カラーフィルター層 69‥‥平担化膜 70‥‥マルチドメイン垂直配向モード用バンプ 71‥‥マルチドメイン垂直配向モード用ホトリソ・ス
ペーサー 72‥‥マルチドメイン垂直配向モード用ピラミッド型
バンプ 73‥‥マルチドメイン垂直配向モード用ひし型スリッ
ト 74‥‥ブラックマスク(遮光膜) 75‥‥カラーフィルター層 76‥‥平担化膜 77‥‥ITO透明電極(CF側共通電極) 78‥‥TFT基板側画素透明電極 79‥‥ホトリソ・スペーサー 80‥‥マルチドメイン垂直配向モード用円型スリット 81‥‥マルチドメイン垂直配向モード用直線型スリッ
ト 82‥‥画素透明電極のスリット部分の電界コントロー
ル用共通電極 83‥‥UV光不透過・横電界液晶表示モード用ホトリ
ソスペーサー・ホトマスク領域 84‥‥UV光半透過・横電界液晶表示モード用クロス
トーク防止セルギャップコントロールバンプ・ホトマス
ク領域 85‥‥横電界表示モード用ホトリソ・スペーサー 86‥‥横電界表示モード用クロストーク防止セルギャ
ップ・コントロール・バンプ。 87‥‥マルチドメイン垂直配向モード用くし歯状画素
透明電極(TFT基板側) 88‥‥マルチドメイン垂直配向モード用くし歯状画素
透明電極(CF基板側) 89‥‥UV光不透過・反射型液晶モード用平担化・ホ
トマスク領域 90‥‥UV光不透過・反射型液晶モード用散乱ドット
・ホトマスク領域 91‥‥UV光完全透過・反射型液晶モード用バックラ
イト光通過口・ホトマスク領域 92‥‥UV光半透過・反射型液晶モード用散乱凹部・
ホトマスク領域 93‥‥バックライト光透過領域・画素透明電極 94‥‥反射画素電極 95‥‥散乱凹凸誘電体層 96‥‥走査線端子部 97‥‥走査線端子部コンタクトホール 98‥‥不純物ドーピング・オーミック接合層 99‥‥ノンドープ アモルファス シリコン層 100‥‥ポリシリコン層 101‥‥映像信号配線端子部コンタクトホール 102‥‥映像信号配線端子部 103‥‥上層金属走査線 104……下層透明走査線 105……有効画素領域周辺共通電極 106……ゲート絶縁膜局所堆積領域 107……パッシベーション膜局所堆積領域 108……静電気対策用保護薄膜トランジスタ素子 109……スキャン露光用相互画素拡散接合型ホトマス
ク(A) 110……スキャン露光用相互画素拡散接合型ホトマス
ク(B) 111……スキャン露光用相互画素拡散接合型ホトマス
ク(C) 112……マルチドメイン垂直配向モード用円錐型バン
プ 113……マルチドメイン垂直配向モード用放物線型ス
リット 114……スキャン露光用ジグザグ接合ホトマスク
(A) 115……スキャン露光用ジグザグ接合ホトマスク
(B) 116……アルカリイオン拡散防止用シリコン窒化膜 117……シリコン酸化膜(ゲート絶縁膜) 118……CW−Nd・Y・VO第2高調波レーザー
の直線状レーザービーム 119……CW−Nd・Y・VO第2高調波レーザー
のサイン波状レーザービーム 120……CW−Nd・Y・VO第2高調波レーザー
のくけい波状レーザービーム 121……レーザービーム・アライメント用直線状スリ
ットマスク(上側スリット…a) 122……レーザービーム・アライメント用直線状スリ
ットマスク(下側スリット…b) 123……レーザービーム・アライメント用ジグザグ状
スリットマスク(上側スリット…a) 124……レーザービーム・アライメント用ジグザグ状
スリットマスク(下側スリット…b) 125……上側スリットを通過してきたレーザー光 126……下側スリットを通過してきたレーザー光 127……反射ミラー 128……シリンドリカルレンズ 129……脱水素処理されたa−si 130……ポリシリコン薄膜 131……ディスクリネーション発生防止バンプ 132……ホトマスクAを用いて走査露光された領域 133……ホトマスクBを用いて走査露光された領域 134……ホトマスクCを用いて走査露光された領域 A……ホトマスクAを用いて走査露光する走査幅 B……ホトマスクBを用いて走査露光する走査幅 C……ホトマスクCを用いて走査露光する走査幅 L……異なるホトマスクが互いに重なりあう幅 D……オフセット領域 135……不純物をうすくドーピングした領域 136……レーザービーム照射窓 137……レーザービーム照射走査方向 138……ガラス基板走査方向 139……リニアモーター駆動方式エアースライダー 140……低温ポリシリコンの結晶粒界の方向 141……リニアモーター 142……ポジレジストを用いた散乱ドット 143……ハードベーク処理により角が丸くなった散乱
ドット 144……コンタクトホール 145……感光性オーバーコート膜 146……シリンドリカルレンズの半分 147……シリンドリカルレンズまたはプリズムの半分 148……アシスト用レーザービーム 149……CW−個体レーザーの第2高調波のビーム強
度分布(溶融用メインビーム) 150……アシスト用レーザービームの強度分布
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G02F 1/1337 G02F 1/1337 3K007 1/1339 500 1/1339 500 5C094 1/1345 1/1345 5F052 1/1368 1/1368 5F110 G09F 9/30 338 G09F 9/30 338 5G323 365 365Z 9/35 9/35 H01B 13/00 503 H01B 13/00 503B 503D H01L 21/20 H01L 21/20 21/336 H05B 33/10 29/786 33/12 B H05B 33/10 33/14 A 33/12 33/26 Z 33/14 H01L 29/78 627C 33/26 612D Fターム(参考) 2H048 BA02 BA45 BB01 BB02 BB07 BB41 BB42 2H089 NA13 QA16 SA17 2H090 LA01 LA02 MA07 2H091 FA02Y FA35Y FD07 GA03 KA10 LA16 2H092 GA14 GA17 GA25 GA26 GA33 GA34 HA03 JB23 JB24 JB32 JB33 MA14 MA17 MA30 3K007 AB02 BA06 CA03 EB00 FA01 GA00 5C094 AA03 AA10 BA03 BA27 BA43 CA19 CA24 EA04 EA05 EA07 EB05 ED03 5F052 AA02 BA07 BA12 BA15 BB04 DA02 DB03 DB07 JA01 5F110 AA16 AA28 BB01 CC07 EE14 FF02 FF03 FF09 FF36 GG01 GG02 GG13 GG15 GG19 GG25 GG43 GG45 HK09 HM14 NN72 PP03 PP06 PP07 PP13 PP35 QQ02 QQ04 QQ05 QQ09 QQ25 5G323 BC00 BC03 CA00

Claims (67)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】横電界液晶表示装置の製造工程において、
    2層以上の異なる金属や導電体を用いて走査線と共通電
    極を形成する時に、透過光量を多段階に変調させたホト
    マスクを用いてポジ型ホトレジストの現像後の膜厚を多
    段階に変調し、ウェットエッチング処理と、プラズマド
    ライエッチング処理とプラズマアッシング処理と交互に
    おこなうことで、表示画素領域の共通電極部分を、基板
    に接触している下層の金属または合金または金属窒化物
    または金属酸化物または金属シリサイド化合物のパター
    ンとして残すことを特徴とする製造方法。
  2. 【請求項2】横電界液晶表示装置の製造工程において2
    層以上の異なる金属や導電体を用いて、映像信号配線と
    表示画素領域の液晶駆動電極を形成する時に、透過光量
    を多段階に変調させたホトマスクを用いてポジ型ホトレ
    ジストの現像後の膜厚を多段階に変調し、ウェットエッ
    チング処理とプラズマドライエッチング処理とプラズマ
    アッシング処理とを交互におこなうことで、液晶駆動電
    極部を基板に接触している下層の金属または合金または
    金属窒化物または金属酸化物または金属シリサイド化合
    物のパターンとして残すことを特徴とする製造方法。
  3. 【請求項3】請求項1または請求項2の製造方法を用い
    て形成した表示画素領域の共通電極または液晶駆動電極
    の厚みが250オングスロームから1000オングスト
    ロームの範囲内にあることを特徴とする液晶表示装置。
  4. 【請求項4】請求項1,請求項2のすくなくともどちら
    か1方の製造方法を用いて横電界液晶表示装置の表示画
    素領域の共通電極と液晶駆動電極の両方を光透過性導電
    性電極で形成したことを特徴とする液晶表示装置。
  5. 【請求項5】請求項4において映像信号配線の両側に近
    接する共通電極をのぞく他の表示画素領域の共通電極と
    液晶駆動電極の電極幅が、液晶セルのセルギャップと同
    等かそれ以下であることを特徴とする液晶表示装置。
  6. 【請求項6】請求項4において、光透過性導電性電極が
    InSnOx(ITO)または、酸化スズ(SnO
    またはInTiOxまたはSnTiOxまたはTiNx
    またはTiSixまたはZrNxまたはZrSixまた
    はMoNxまたはMoSixまたはCrNxまたはCr
    SixまたはTaNxまたはTaSixなどの高融点金
    属の窒化物または高融点金属のシリサイド化合物である
    ことを特徴とする液晶表示装置。
  7. 【請求項7】横電界液晶表示装置の製造工程において、
    2層以上の異なる金属や導電体を用いて走査線と共通電
    極を形成する時に、透過光量を多段階に変調させたホト
    マスクを用いてポジ型ホトレジストの現像後の膜厚を多
    段階に変調し、ウェットエッチング処理と、プラズマド
    ライエッチング処理とプラズマ・アッシング処理とを交
    互におこなうことで、映像信号配線の両側に近接する共
    通電極の厚みを2段階に形成し、映像信号配線に近接す
    る側の方が厚くなるように加工することを特徴とする製
    造方法。
  8. 【請求項8】請求項7において映像信号配線の両側に近
    接する共通電極の厚みがあつくなっている部分の幅が、
    映像信号配線の幅よりも同等かまたは大きいことを特徴
    とする液晶表示装置。
  9. 【請求項9】請求項7において、映像信号配線の両側に
    近接する共通電極の厚みが2段階になっており、映像信
    号配線側の厚みのあつい部分は、光を透過せず、厚みの
    薄い部分は光を透過することを特徴とする液晶表示装
    置。
  10. 【請求項10】請求項3または4において画素共通電極
    と液晶駆動電極が液晶分子の配向方向に対して0°<θ
    ≦30°の範囲内で1画素内で1回以上屈曲しているこ
    とを特徴とする液晶表示装置。
  11. 【請求項11】請求項3または4において、画素共通電
    極と液晶駆動電極が液晶分子の配向方向に対して60°
    ≦θ<90°の範囲内で1画素内で1回以上屈曲してい
    ることを特徴とする液晶表示装置。
  12. 【請求項12】請求項3または4において、画素共通電
    極と液晶駆動電極と映像信号配線とが液晶分子の配向方
    向に対して0°<θ≦30°の範囲内で1画素内で1回
    以上屈曲していることを特徴とする液晶表示装置。
  13. 【請求項13】請求項3または4において、画素共通電
    極と液晶駆動電極と映像信号配線とが液晶分子の配向方
    向に対して60°≦θ<90°の範囲内で1画素内で1
    回以上屈曲していることを特徴とする液晶表示装置
  14. 【請求項14】請求項12または請求項13において、
    カラーフィルターの遮光膜(BM)とカラーフィルター
    層(R,G,B)が映像信号配線の屈曲角と同じ角度で
    1画素内で1回以上屈曲していることを特徴とする液晶
    表示装置。
  15. 【請求項15】フリンジ・フィールド・スイッチング
    (FFS)方式液晶表示装置の製造工程において、2層
    以上の異なる金属や透明導電体を用いて、走査線と共通
    電極を形成する時に、透過光量を多段階に変調させたホ
    トマスクを用いて、ポジ型ホトレジストの現象後の膜厚
    を多段階に変調し、ウェットエッチング処理とプラズマ
    ・ドライエッチング処理とプラズマアッシング処理とを
    交互におこなうことで、表示画素領域の共通電極部分を
    基板に接触している下層の透明導電体のパターンとして
    残すことを特徴とする製造方法。
  16. 【請求項16】フリンジ・フィールド・スイッチング
    (FFS)方式液晶表示装置の製造工程において、2層
    以上の異なる金属や透明導電体を用いて、映像信号配線
    と液晶駆動電極を形成する時に、透過光量を多段階に変
    調させたホトマスクを用いてポジ型ホトレジストの現像
    後の膜厚を多段階に変調し、ウェットエッチング処理と
    プラズマ・ドライエッチング処理と、プラズマ・アッシ
    ング処理とを交互におこなうことで、液晶駆動電極部を
    基板に接触している下層の透明導電体のパターンとして
    残すことを特徴とする製造方法。
  17. 【請求項17】請求項15,請求項16のすくなくとも
    どちらか1方の製造方法を用いてフリンジ・フィールド
    ・スイッチング(FFS)方式液晶表示装置の表示画素
    領域の共通電極と液晶駆動電極の両方を光透過性導電性
    電極で形成したことを特徴とする液晶表示装置。
  18. 【請求項18】フリンジ・フィールド・スイッチング
    (FFS)方式液晶表示装置の製造工程において2層以
    上の異なる金属や透明導電体を用いて走査線と共通電極
    を形成する時に、透過光量を多段階に変調させたホトマ
    スクを用いて、ポジ型ホトレジストの現象後の膜厚を多
    段階に変調し、ウェットエッチング処理と、プラズマ・
    ドライエッチング処理と、プラズマ・アッシング処理と
    を交互におこなうことで、映像信号配線の両側に近接す
    る共通電極の厚みを2段階に形成し、映像信号配線に近
    接する側の方が厚くなるように加工することを特徴とす
    る製造方法。
  19. 【請求項19】請求項18において映像信号配線の両側
    に近接する共通電極の厚みが、あつくなっている部分の
    幅が、映像信号配線の幅よりも同等かまたは大きく、こ
    の厚みのあつい部分は、光を透過せず、厚みの薄い部分
    は、光を透過することを特徴とする液晶表示装置。
  20. 【請求項20】請求項17において、液晶駆動電極の幅
    が液晶セルのセルギャップと同等か、それ以上であるこ
    とを特徴とする液晶表示装置
  21. 【請求項21】請求項17において、1画素内の液晶駆
    動電極が2つ以上の群に分割されており、それぞれの液
    晶駆動電極は液晶分子の配向方向に対して0°<θ≦3
    0°の範囲内で交差しており、液晶駆動電極に信号が印
    加された時液晶分子の回転運動方向が、それぞれの群ご
    とに異なっていることを特徴とする液晶表示装置
  22. 【請求項22】請求項17において1画素内の液晶駆動
    電極が、2つ以上の群に分割されており、それぞれの液
    晶駆動電極は液晶分子の配向方向に対して60°≦θ<
    90°の範囲内で交差しており、液晶駆動電極に信号が
    印加された時、液晶分子の回転運動方向が、それぞれの
    群ごとに異なっていることを特徴とする液晶表示装置
  23. 【請求項23】請求項21または請求項22において、
    1画素内の液晶分子の回転運動方向が異なる群の領域が
    ほぼ等しい面積であることを特徴とする液晶表示装置。
  24. 【請求項24】請求項17において、共通電極と液晶駆
    動電極と映像信号配線とが液晶分子の配向方向に対して
    0°<θ≦30°の範囲内で1画素内で1回以上屈曲し
    ていることを特徴とする液晶表示装置。
  25. 【請求項25】請求項17において共通電極と液晶駆動
    電極と映像信号配線とが液晶分子の配向方向に対して6
    0°≦θ<90°の範囲内で1画素内で1回以上屈曲し
    ている、ことを特徴とする液晶表示装置。
  26. 【請求項26】請求項24または請求項25においてカ
    ラーフィルターの遮光膜(BM)とカラーフィルター層
    (R,G,B)が映像信号配線の屈曲角と同じ角度で1
    画素内で1回以上屈曲していることを特徴とする液晶表
    示装置。
  27. 【請求項27】横電界液晶表示装置の製造工程におい
    て、カラーフィルター側基板たは、アクティブマトリッ
    クス素子側基板にホトリソグラフィー技術を用いてセル
    ギャップコントロール用スペーサーを形成する時に、透
    過光量を多段階に変調させたホトマスクを用いて、ポジ
    型ホトレジストの現像後の膜厚を多段階に変調すること
    で、ホトスペーサーと垂直方向クロストーク防止用バン
    プを同時に形成することを特徴とする製造方法
  28. 【請求項28】請求項27において、垂直ストローク防
    止用バンプが、映像信号配線と、映像信号配線の両側に
    配置された共通電極に、オーバーラップするように配置
    されていることを特徴とする液晶表示装置。
  29. 【請求項29】請求項27における製造方法を用いて製
    造されたホトスペーサーと垂直方向クロストーク防止用
    バンプを有する横電界液晶表示装置用カラーフィルター
    基板。
  30. 【請求項30】垂直配向方式液晶表示装置の製造工程に
    おいて、カラーフィルター側基板にホトリソグラフィー
    技術を用いてセルギャップ・コントロール用スペーサー
    を形成する時に、透過光量を多段階に変調させたホトマ
    スクを用いて、ポジ型ホトレジストの現象後の膜厚を多
    段階に変調することで、ホト・スペーサーとマルチドメ
    イン垂直配向用バンプを同時に形成することを特徴とす
    る製造方法。
  31. 【請求項31】請求項30における製造方法を用いて製
    造されたホト・スペーサーとマルチドメイン形成用バン
    プを有する垂直配向方式液晶表示装置用カラーフィルタ
    ー基板。
  32. 【請求項32】請求項30に記載の製造方法を用いて製
    造された垂直配向方式液晶表示装置
  33. 【請求項33】垂直配向方式液晶表示装置において、ア
    クティブマトリックス素子側基板に形成された、垂直配
    向液晶分子の運動方向を決定する透明画素電極のスリッ
    ト領域の下層に、スリットとオーバーラップするように
    共通電極を配置した構造を特徴とする液晶表示装置
  34. 【請求項34】請求項33において、透明画素電極のス
    リットの下層にスリットとオーバーラップして配置され
    た共通電極の電位がアクティブマトリックス素子基板に
    対向しているカラーフィルター基板の透明電極電位と
    ほぼ等しいことを特徴とする液晶表示装置。
  35. 【請求項35】請求項33においてアクティブマトリッ
    クス素子側基板に形成された垂直配向液晶分子の運動方
    向を決定する透明画素電極のスリットが、ひし型状(ノ
    コギリ歯状)または互いに向きあったくし歯状のスリッ
    ト形状をしており、これらのスリットの中央部の下層に
    共通電極が配置されていることを特徴とする液晶表示装
  36. 【請求項36】垂直配向方式液晶表示装置用カラーフィ
    ルターにおいて、垂直配向液晶分子の運動方向を決定す
    る、カラーフィルター基板側に形成されたバンプの構造
    が、ピラミッド形状(四角錐)または、円錐状または半
    円形または半ラグビーボール形の形状を複数個連結した
    構造になっていることを特徴とするカラーフィルター基
    板。
  37. 【請求項37】請求項33または請求項35において、
    請求項36に記載のカラーフィルター基板を用いたこと
    を特徴とする垂直配向液晶表示装置
  38. 【請求項38】半透過型液晶表示装置の製造工程におい
    て、アクティブマトリックス素子側基板にホトリソグラ
    フィー技術を用いて、光散乱反射用凹凸部を形成する時
    に、透過光量を多段階に変調させたホトマスクを用い
    て、ポジ型ホトレジストの現像後の膜厚を多段階に変調
    することで、光散乱反射用凹凸部と、光透過領域部を同
    時に形成することを特徴とする製造方法。
  39. 【請求項39】半透過型液晶表示装置の製造工程におい
    て、2層以上の異なる金属や透明導電体を用いて、映像
    信号配線と光透過領域の画素透過電極を形成する時に、
    透過光量を多段階に変調させたホトマスクを用いてポジ
    型ホトレジストの現像後の膜厚を多段階に変調し、ウェ
    ット・エッチング処理とプラズマ・ドライエッチング処
    理と、プラズマ・アッシング処理とを交互におこなうこ
    とで、光透過領域の画素透明電極部を、基板に接触して
    いる下層の透明導電体のパターンとして残すことを特徴
    とする製造方法。
  40. 【請求項40】請求項38に記載の製造方法を用いて、
    光散乱反射用凹凸部と光透過領域部を同時に形成したこ
    とを特徴とする半透過型液晶表示装置。
  41. 【請求項41】請求項39に記載の製造方法を用いて、
    映像信号配線と光透過領域の画素透明電極を1度のホト
    リソ工程で形成したことを特徴とする半透過型液晶表示
    装置
  42. 【請求項42】請求項38と請求項39に記載製造方法
    を用いて製造したことを特徴とする半透過型液晶表示装
  43. 【請求項43】液晶表示装置や有機EL表示装置の製造
    工程において、2層以上の異なる金属や導電体を用いて
    映像信号配線の端子部や走査線の端子部を形成する時
    に、透過光量を多段階に変調させたホトマスクを用いて
    ポジ型ホトレジストの現像後の膜厚を多段階に変調し、
    ウェット・エッチング処理とプラズマ・ドライ・エッチ
    ング処理と、プラズマアッシング処理とを交互におこな
    うことで、映像信号配線の端子部と走査線の端子部を基
    板に接触している下層の金属または合金または金属窒化
    物または金属酸化物のパターンとして残すことを特徴と
    する端子部の製造方法。
  44. 【請求項44】請求項43に記載の製造方法を用いて、
    映像信号配線の端子部と走査線の端子部を光透過性導電
    性電極で形成したことを特徴とする液晶表示装置または
    有機EL表示装置。
  45. 【請求項45】走査露光方式の露光装置を用いて液晶表
    示装置や有機EL表示装置を製造する工程において、表
    示画面を水平方向に2群以上に分割したホトマスクを用
    いて、分割走査露光する時、2群以上に水平分割したホ
    トマスクの接合領域が互いに重なり合い、水平方向にジ
    グザグ接合しているか、または水平方向にランダムに分
    布した接合となっており、それぞれ重なりあう接合の密
    度分布関数が、重なり あらわされていることを特徴とする走査露光用分割ホト
    マスク。
  46. 【請求項46】請求項45に記載の走査露光用分割ホト
    マスクに関して、それぞれ水平方向に分割されたホトマ
    スクの互いに重なりあった露光領域が、1画素サイズ
    を、基本単位として、請求項45に記載した接合密度分
    布関数の関係で配置構成されていることを特徴とするホ
    トマスク。
  47. 【請求項47】請求項45に記載の走査露光用分割ホト
    マスクに関して、それぞれ水平方向に分割されたホトマ
    スクの互いに重なりあった露光領域が、2画素サイズ
    (R&G,G&B,B&R)を基本単位として、請求項
    45に記載した接合密度分布関数の関係で配置構成され
    ていることを特徴とするホトマスク。
  48. 【請求項48】請求項45に記載の走査露光分割ホトマ
    スクに関して、それぞれ水平方向に分割されたホトマス
    クの互いに重なりあった露光領域が、3画素サイズ(R
    &G&B)を基本単位として、請求項45に記載した接
    合密度分布関数の関係で配置構成されていることを特徴
    とするホトマスク。
  49. 【請求項49】請求項45から請求項48に記載のいず
    れかのホトマスクを用いて、薄膜トランジスタアレイ基
    板の製造工程で、走査線と共通電極の形成工程薄膜半導
    体層形成工程、映像信号配線形成工程、コンタクトホー
    ル形成工程、画素電極形成工程のうちの複数工程にジグ
    ザグ接合または、ランダム分布接合を適用したことを特
    徴とする液晶表示装置や有機EL表示装置の製造方法。
  50. 【請求項50】請求項45から請求項48に記載のいず
    れかのホトマスクを用いて製造された液晶表示装置また
    は、有機EL表示装置。
  51. 【請求項51】ボトムゲート型薄膜トランジスタ素子の
    製造方法に関して、次の工程を大気中にさらすことな
    く、連続して真空チェンバー内で処理することを特徴と
    する製造方法。 i)プラズマ界面クリーニング処理(Nプラズマまた
    はHプラズマ) ii)ノンドープアモルファスシリコン層250Å〜1
    000Åを形成する iii)脱水素処理(真空アニール) iv)Nまたは、NとHの混合ガス雰囲気(0.
    5気圧〜2気圧)でのCWモード・Nd・YAGレーザ
    ー第2高調波またはCWモードNd・YVOレーザー
    第2高調波によるレーザー結晶化処理 v)ノンドープアモルファスシリコン層1000Å〜2
    000ÅをプラズマCVD法で形成する。 vi)nアモルファスシリコン層またはPアモルフ
    ァスシリコン層200Å〜500Åを形成する。
  52. 【請求項52】請求項51のレーザー結晶化処理工程に
    おいて、CWモードのレーザー走査方向がアクティブ・
    マトリックス基板の走査線の方向とほぼ平行であること
    を特徴とする製造方法
  53. 【請求項53】請求項51の製造方法と透過光量変調ホ
    トマスク・プロセスを用いて4回のホトリソ工程でポリ
    シリコン薄膜トランジスタ・アレイ基板を形成すること
    を特徴とする製造方法。
  54. 【請求項54】請求項51の製造方法と透過光量変調ホ
    トマスク・プロセスと、シャドーマスク・プラズマCV
    D法を用いて、3回のホトリソ工程で、ポリシリコン薄
    膜トランジスタ・アレイ基板を形成することを特徴とす
    る製造方法。
  55. 【請求項55】請求項51の製造方法と透過光量変調ホ
    トマスク・プロセスと、シャドーマスク・プラズマCV
    D法を用いて、2回のホトリソ工程で、ポリシリコン薄
    膜トランジスタ・アレイ基板を形成することを特徴とす
    る製造方法。
  56. 【請求項56】請求項53または請求項54または請求
    項55に記載の製造方法を用いた液晶表示装置
  57. 【請求項57】請求項53に記載の製造方法を用いた有
    機EL表示装置
  58. 【請求項58】CWモードのレーザーを用いてアモルフ
    ァス半導体膜を結晶化処理する時、レーザービームの照
    射形状が三角関数(サイン波またはコサイン波)の波形
    または矩形波または台形波または三角波の形状をしてい
    ることを特徴とするレーザー結晶化装置。
  59. 【請求項59】請求項58に記載のレーザービームの照
    射形状がアクティブマトリックス基板の走査線のピッチ
    と同じ周期の関数形状をしていることを特徴とするレー
    ザー結晶化装置。
  60. 【請求項60】請求項59に記載のレーザービームを用
    いて、アモルファス半導体膜を結晶化する工程におい
    て、レーザーの走査方向がアクティブマトリックス基板
    の走査線の方向とほぼ平行であることを特徴とする製造
    方法。
  61. 【請求項61】請求項58に記載のレーザービームの照
    射形状がアクティブマトリックス基板の映像信号配線の
    ピッチと同じ周期の関数形状をしていることを特徴とす
    るレーザー結晶化装置。
  62. 【請求項62】請求項61に記載のレーザービームを用
    いて、アモルファス半導体膜を結晶化する工程におい
    て、レーザーの走査方向が、アクティブマトリックス基
    板の映像信号配線の方向とほぼ平行であることを特徴と
    する製造方法。
  63. 【請求項63】請求項60または請求項62に記載の製
    造を用いて作くられた液晶表示装置または、有機EL表
    示装置
  64. 【請求項64】アクティブマトリックス素子を用いた有
    機EL表示装置において有効表示画面の外周部で、共通
    電極をかいして走査線と映像信号配線とが薄膜トランジ
    スタ保護回路で電気的に連結されていることを特徴とす
    る有機EL表示装置。
  65. 【請求項65】請求項1,請求項2,請求項7,請求項
    15,請求項16,請求項18,請求項27,請求項3
    0,請求項38,請求項39,請求項43に記載の製造
    方法で用いられる透過光量変調ホトマスク。
  66. 【請求項66】アモルファス半導体膜をレーザー照射し
    て結晶化させる方法において、レーザービームの幅と強
    度の異なる2本の、CWモード固体レーザーの第2高調
    波を、基板の表面で、かさなりあわせ、ビームの幅が大
    きく強度の弱いレーザーに対して、ビームの幅が狭まく
    強度の強いレーザーの位置がビームの走査方向側にシフ
    トしていることを特徴とするレーザー結晶化方法と、レ
    ーザー結晶化装置。
  67. 【請求項67】請求項66において、2本のCWモード
    固体レーザーの第2高調波のうち、ビームの幅が狭まく
    強度の強いレーザーの幅が5ミクロンメートルから50
    ミクロンメートルの範囲にあり、ビームの幅が広く強度
    の弱いレーザーの幅が50ミクロンメートルから500
    ミクロンメートルの範囲にあることを特徴とするレーザ
    ー結晶化装置。
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