JP3214198B2 - Method for manufacturing active matrix display device - Google Patents
Method for manufacturing active matrix display deviceInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明はアクティブマトリクス表
示装置の製造方法に関する。より詳しくは光学的な画素
分離に用いるブラックマスクの形成方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing an active matrix display device. More specifically, the present invention relates to a method for forming a black mask used for optical pixel separation.
【0002】[0002]
【従来の技術】一般に、アクティブマトリクス表示装置
は所定の間隙を介して接合した一対の駆動基板及び対向
基板と、該間隙に保持された液晶等の電気光学物質から
なるフラットパネル構造を有している。駆動基板には、
マトリクス状の画素電極及び各画素電極を駆動するスイ
ッチング素子が形成されている。対向基板には対向電極
及び各画素電極に整合したカラーフィルタ等が形成され
ている。加えて、駆動基板側に形成された個々の画素電
極を光学的に分離する為にブラックマスクが形成されて
いる。ブラックマスクのパタンと画素電極のパタンは精
密に整合させる必要がある。しかしながら位置合わせ精
度には機械的な限界がある。この為、対向基板側との位
置ずれを見込んで、駆動基板側に設けられた画素電極開
口部寸法を設計しなければならず、ある程度のマージン
が必要になる。表示装置の高精細化に伴ない画素電極の
配列ピッチが縮小化されると、このピッチに対してマー
ジンの割合が非常に大きくなり開口率の低下を招く。2. Description of the Related Art In general, an active matrix display device has a flat panel structure composed of a pair of a driving substrate and an opposing substrate joined through a predetermined gap and an electro-optical material such as a liquid crystal held in the gap. I have. The drive board includes
A matrix of pixel electrodes and switching elements for driving each pixel electrode are formed. On the counter substrate, a color filter or the like matched to the counter electrode and each pixel electrode is formed. In addition, a black mask is formed to optically separate the individual pixel electrodes formed on the driving substrate side. It is necessary to precisely match the pattern of the black mask with the pattern of the pixel electrode. However, there is a mechanical limit to the alignment accuracy. For this reason, the size of the pixel electrode opening provided on the driving substrate must be designed in consideration of the positional deviation from the counter substrate, and a certain margin is required. When the arrangement pitch of the pixel electrodes is reduced along with the high definition of the display device, the ratio of the margin to this pitch becomes very large, and the aperture ratio is reduced.
【0003】そこで対向基板と駆動基板の相対的な位置
合わせ精度を緩和する為、ブラックマスクを駆動基板側
に設ける構造(オンチップブラック)が開発されてい
る。図6は、従来のオンチップブラックの製造方法の一
例を示しており、ブラックマスクを先に形成し画素電極
をその後に形成する方法である。先ず工程Aで基板10
1上に遮光膜102を成膜する。工程Bでレジスト10
3を所定の形状にパタニングする。工程Cでレジスト1
03を介し遮光膜102をエッチングしブラックマスク
104を形成する。工程Dでレジスト103を剥離す
る。工程Eで透明導電膜105を成膜する。工程Fでレ
ジスト106を所定の形状にパタニングする。工程Gで
レジスト106を介し透明導電膜をエッチングし画素電
極107を形成する。最後に工程Hでレジスト106を
除去する。この様にして基板101の上にブラックマス
ク104及び画素電極107が設けられる。Therefore, a structure (on-chip black) in which a black mask is provided on the drive substrate side has been developed in order to ease the relative positioning accuracy between the opposing substrate and the drive substrate. FIG. 6 shows an example of a conventional method for manufacturing on-chip black, in which a black mask is formed first and a pixel electrode is formed thereafter. First, in step A, the substrate 10
A light-shielding film 102 is formed on 1. Resist 10 in step B
3 is patterned into a predetermined shape. Resist 1 in process C
The black mask 104 is formed by etching the light-shielding film 102 through the layer 03. In step D, the resist 103 is peeled off. In step E, a transparent conductive film 105 is formed. In step F, the resist 106 is patterned into a predetermined shape. In step G, the transparent conductive film is etched through the resist 106 to form the pixel electrode 107. Finally, in step H, the resist 106 is removed. Thus, the black mask 104 and the pixel electrode 107 are provided on the substrate 101.
【0004】図7は従来のオンチップブラックの他の形
成方法を示す工程図であり、最初に画素電極を形成し次
にブラックマスクを形成する。工程Aで基板201の上
に透明導電膜202を成膜する。工程Bでレジスト20
3をマトリクス状にパタニングする。工程Cでレジスト
203を介し透明導電膜をエッチングして画素電極20
4を形成する。工程Dでレジスト203を剥離する。工
程Eで遮光膜205を成膜する。工程Fでレジスト20
6を画素電極204の境界に沿ってパタニングする。工
程Gでレジスト206を介し遮光膜205をエッチング
してブラックマスク207に加工する。最後に工程Hで
レジスト206を除去する。この様にして基板201の
上に画素電極204及びこれを縁取るブラックマスク2
07が形成できる。FIG. 7 is a process diagram showing another conventional method for forming on-chip black, in which a pixel electrode is formed first, and then a black mask is formed. In step A, a transparent conductive film 202 is formed on the substrate 201. Resist 20 in step B
3 is patterned in a matrix. In step C, the transparent conductive film is etched through the resist 203 to form the pixel electrode 20.
4 is formed. In step D, the resist 203 is stripped. In step E, a light-shielding film 205 is formed. Resist 20 in step F
6 is patterned along the boundary of the pixel electrode 204. In step G, the light-shielding film 205 is etched through the resist 206 to form a black mask 207. Finally, in step H, the resist 206 is removed. In this manner, the pixel electrode 204 and the black mask 2 bordering the pixel electrode 204 are formed on the substrate 201.
07 can be formed.
【0005】図8は従来のオンチップブラックのさらに
他の形成方法を示す工程図である。この例ではブラック
マスクを初めに形成し層間絶縁膜を介して次に画素電極
を設けている。工程Aで基板301の上に遮光膜302
を形成する。工程Bでフォトリソグラフィによりレジス
ト303を所定の形状にパタニングする。工程Cでレジ
スト303を介し遮光膜302をエッチングしてブラッ
クマクス304に加工する。工程Dで使用済みとなった
レジスト303を除去する。工程Eで層間絶縁膜305
を被覆する。工程Fで透明導電膜306を重ねて成膜す
る。工程Gでレジスト307をマトリクス状にパタニン
グする。工程Hでレジスト307を介し透明導電膜をエ
ッチングして画素電極308に加工する。最後に工程I
で使用済みとなったレジスト307を剥離する。これに
より基板301上には層間絶縁膜305によって互いに
電気的に分離されたブラックマスク304及び画素電極
308が設けられる。なお電気的分離は遮光膜として金
属材料を用いた場合必要になる。FIG. 8 is a process chart showing still another conventional method for forming on-chip black. In this example, a black mask is formed first, and then a pixel electrode is provided via an interlayer insulating film. In step A, the light shielding film 302 is formed on the substrate 301.
To form In step B, the resist 303 is patterned into a predetermined shape by photolithography. In step C, the light shielding film 302 is etched via the resist 303 to be processed into a black mask 304. The resist 303 used in the process D is removed. In step E, interlayer insulating film 305
Is coated. In step F, a transparent conductive film 306 is formed to overlap. In step G, the resist 307 is patterned in a matrix. In step H, the transparent conductive film is etched through the resist 307 to be processed into the pixel electrode 308. Finally, process I
The used resist 307 is peeled off. Accordingly, the black mask 304 and the pixel electrode 308 which are electrically separated from each other by the interlayer insulating film 305 are provided on the substrate 301. Note that electrical isolation is required when a metal material is used for the light-shielding film.
【0006】図9は従来のオンチップブラックのさらに
別の形成方法を示す工程図である。図8に示した従来例
と異なり、先に画素電極を形成し次にブラックマスクを
設ける。工程Aで基板401の上に透明導電膜402を
成膜する。工程Bでフォトリソグラフィによりレジスト
403をマトリクス状にパタニングする。工程Cでレジ
スト403を介し透明導電膜をエッチングして画素電極
404に加工する。工程Dで不要となったレジスト40
3を剥離する。工程Eで層間絶縁膜405を被覆する。
工程Fで遮光膜406を重ねて成膜する。工程Gで画素
電極404の間に沿ってレジスト407をパタニングす
る。工程Hでレジスト407を介し遮光膜406をエッ
チングしてブラックマスク408に加工する。最後に工
程Iで使用済みとなったレジスト407を剥離する。こ
の結果基板401上には層間絶縁膜405により互いに
電気的に絶縁された画素電極404及びこれを縁取るブ
ラックマスク408が形成される。FIG. 9 is a process chart showing still another conventional method for forming on-chip black. Unlike the conventional example shown in FIG. 8, a pixel electrode is formed first, and then a black mask is provided. In step A, a transparent conductive film 402 is formed on the substrate 401. In step B, the resist 403 is patterned in a matrix by photolithography. In step C, the transparent conductive film is etched through the resist 403 to be processed into the pixel electrode 404. Resist 40 not required in step D
3 is peeled off. In step E, the interlayer insulating film 405 is covered.
In step F, a light-shielding film 406 is formed to overlap. In step G, the resist 407 is patterned along the gap between the pixel electrodes 404. In step H, the light-shielding film 406 is etched through the resist 407 to be processed into a black mask 408. Finally, the resist 407 used in the step I is peeled off. As a result, a pixel electrode 404 electrically insulated from each other by an interlayer insulating film 405 and a black mask 408 bordering the pixel electrode 404 are formed on the substrate 401.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】図6及び図7に示した
従来のオンチップブラック構造では、ブラックマスク及
び画素電極は層構造的に同一レイヤーに位置する。同一
レイヤー構造にすると基板表面が比較的平坦化でき液晶
の配向制御等に有利である。しかしながら、同一レイヤ
ー構造とする為には、例えば図6の工程Gにおいてブラ
ックマスク104が画素電極107の処理に用いるエッ
チング溶液に侵されない事が必要である。図7に示した
工程Gにおいても、先に形成した画素電極204がブラ
ックマスク207の処理に用いるエッチング溶液に侵さ
れない事が必要である。しかしながら、実際にはこの様
なエッチング処理は極めて困難である。この為、図8及
び図9に示した方法の様に層間絶縁膜を介在させる必要
が生じるが、製造プロセスが複雑化し工程数が増大する
という課題がある。又、図8の工程G及び工程Hに示す
様に、層間絶縁膜305上で透明導電膜306をエッチ
ングすると、画素電極308とブラックマスク304が
隣接する部分では、夫々の膜厚分だけ凹凸ができる。従
って、ブラックマスクの端部と画素電極の端部を極めて
接近させた状態で精密なパタニングを行なう事は困難で
ある。同様に図9の工程G及び工程Hに示す様に、層間
絶縁膜405を介在させる事によりブラックマスク40
8と画素電極404の間に凹凸もしくは段差が生じ精密
なエッチング加工が困難になる。さらに図6ないし図9
に示した従来の方法では、何れもレジストのパタニング
を2回行なっており、2枚のフォトマスクの位置合わせ
が必要であり工程の複雑化を招いている。In the conventional on-chip black structure shown in FIGS. 6 and 7, the black mask and the pixel electrode are located on the same layer in the layer structure. With the same layer structure, the substrate surface can be made relatively flat, which is advantageous for controlling the alignment of liquid crystal. However, in order to form the same layer structure, it is necessary that, for example, the black mask 104 is not affected by the etching solution used for the processing of the pixel electrode 107 in the process G of FIG. Also in the process G shown in FIG. 7, it is necessary that the previously formed pixel electrode 204 is not affected by the etching solution used for processing the black mask 207. However, in practice, such an etching process is extremely difficult. Therefore, it is necessary to interpose an interlayer insulating film as in the method shown in FIGS. 8 and 9, but there is a problem that the manufacturing process is complicated and the number of steps is increased. When the transparent conductive film 306 is etched on the interlayer insulating film 305 as shown in Steps G and H in FIG. 8, irregularities corresponding to the respective film thicknesses occur in the portion where the pixel electrode 308 and the black mask 304 are adjacent. it can. Therefore, it is difficult to perform precise patterning with the edge of the black mask and the edge of the pixel electrode extremely close to each other. Similarly, as shown in steps G and H in FIG. 9, the black mask 40 is formed by interposing an interlayer insulating film 405.
8 and the pixel electrode 404 have irregularities or steps, making precise etching difficult. 6 to 9
In each of the conventional methods described in (1) and (2), patterning of the resist is performed twice, and it is necessary to align two photomasks, which complicates the process.
【0008】以上説明した様に従来の方法では、同一レ
イヤーにブラックマスクと画素電極を作成する時、遮光
膜材料と透明導電膜材料のエッチング時における選択性
が大きな問題となっている。この為同一レイヤーでブラ
ックマスク及び画素電極を作成する事が困難である。
又、画素電極とブラックマスクの間に層間絶縁膜を介在
させると、ブラックマスクのエッジ付近で層間絶縁膜が
盛り上がる為、画素電極エッジとの精密な整合が困難と
なってしまう。さらに従来のオンチップブラック形成方
法では、画素電極とは別にブラックマスク専用のフォト
マスクを用いて遮光膜のパタニングを行なっている。こ
の為、画素電極のパタニングとは別に、フォトリソグラ
フィ工程及びエッチング工程が加わる為、工程数の増加
と余分のマスク費用が必要となりコスト的に不利であ
る。As described above, in the conventional method, when a black mask and a pixel electrode are formed on the same layer, selectivity in etching a light shielding film material and a transparent conductive film material is a serious problem. Therefore, it is difficult to form a black mask and a pixel electrode on the same layer.
Further, if an interlayer insulating film is interposed between the pixel electrode and the black mask, the interlayer insulating film swells near the edge of the black mask, so that it is difficult to precisely match the edge of the pixel electrode. Further, in the conventional on-chip black forming method, the light-shielding film is patterned using a photomask dedicated to the black mask separately from the pixel electrodes. For this reason, a photolithography step and an etching step are added in addition to the patterning of the pixel electrode, so that the number of steps is increased and an extra mask cost is required, which is disadvantageous in cost.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】上述した従来の技術の課
題を解決する為以下の手段を講じた。本発明はオンチッ
プブラック構造のアクティブマトリクス表示装置の製造
方法に適用される。このアクティブマトリクス表示装置
は駆動基板と対向基板とを互いに接合し両基板の間に液
晶等の電気光学物質を保持したフラットパネル構造を有
している。駆動基板にはマトリクス状の画素電極、個々
の画素電極を縁取るブラックマスク及び各画素電極を駆
動するスイッチング素子が形成されている。一方対向基
板には少なくとも対向電極が設けられている。かかる構
成を有するアクティブマトリクス表示装置は以下の工程
により製造される。先ず、予めスイッチング素子が設け
られた駆動基板の上に透明導電膜を形成する成膜工程を
行なう。次に、マトリクス状にパタニングされたレジス
トを介して該透明導電膜をエッチングし画素電極に加工
するパタニング工程を行なう。続いて、残された該レジ
ストを介してセルフアライメントによりブラックマスク
を形成するブラックマスク形成工程を行なう。最後に、
該レジストを除去するリフトオフ工程を行なう。前記パ
タニング工程では該透明導電膜をオーバエッチングして
レジスト端縁の下部にアンダーカットを設ける。この場
合前記ブラックマスク形成工程では、該アンダーカット
を介して各画素電極から離間した状態でブラックマスク
を形成する。 The following means have been taken in order to solve the above-mentioned problems of the prior art. The present invention is applied to a method for manufacturing an active matrix display device having an on-chip black structure. This active matrix display device has a flat panel structure in which a drive substrate and a counter substrate are joined to each other, and an electro-optical material such as liquid crystal is held between the two substrates. On the drive substrate, a matrix of pixel electrodes, a black mask bordering each pixel electrode, and a switching element for driving each pixel electrode are formed. On the other hand, the counter substrate is provided with at least a counter electrode. An active matrix display device having such a configuration is manufactured by the following steps. First, a film forming step of forming a transparent conductive film on a driving substrate provided with switching elements in advance is performed. Next, a patterning step of etching the transparent conductive film through a resist patterned in a matrix and processing the transparent conductive film into a pixel electrode is performed. Subsequently, a black mask forming step of forming a black mask by self-alignment through the remaining resist is performed. Finally,
A lift-off step for removing the resist is performed. The par
In the tanning step, the transparent conductive film is over-etched
An undercut is provided below the resist edge. This place
In the black mask forming step, the undercut
Black mask in a state separated from each pixel electrode via
To form
【0010】又、上述した従来の技術の課題を解決する
為以下の手段を講じた。本発明はオンチップブラック構
造のアクティブマトリクス表示装置の製造方法に適用さ
れる。このアクティブマトリクス表示装置は駆動基板と
対向基板とを互いに接合し両基板の間に液晶等の電気光
学物質を保持したフラットパネル構造を有している。駆
動基板にはマトリクス状の画素電極、個々の画素電極を
縁取るブラックマスク及び各画素電極を駆動するスイッ
チング素子が形成されている。一方対向基板には少なく
とも対向電極が設けられている。かかる構成を有するア
クティブマトリクス表示装置は以下の工程により製造さ
れる。先ず、予めスイッチング素子が設けられた駆動基
板の上に透明導電膜を形成する成膜工程を行なう。次
に、マトリクス状にパタニングされたレジストを介して
該透明導電膜をエッチングし画素電極に加工するパタニ
ング工程を行なう。続いて、残された該レジストを介し
てセルフアライメントによりブラックマスクを形成する
ブラックマスク形成工程を行なう。最後に、該レジスト
を除去するリフトオフ工程を行なう。前記ブラックマス
ク形成工程では、該透明導電膜がエッチング除去された
下地表面に対して、イオンインプランテーション法を適
用して、選択的に遮光領域を形成する。In addition, the above-mentioned problems of the prior art are solved.
Therefore, the following measures were taken. The present invention uses an on-chip black structure.
Of the active matrix display device
It is. This active matrix display device is
The opposing substrates are joined together and electric light such as liquid crystal is
It has a flat panel structure holding chemical substances. Drive
Matrix pixel electrodes and individual pixel electrodes
A switch for driving the black mask and each pixel electrode
A chining element is formed. On the other hand, there is little
Both are provided with a counter electrode. With this configuration,
Active matrix display devices are manufactured by the following processes.
It is. First, a driving base provided with a switching element in advance
A film forming step of forming a transparent conductive film on the plate is performed. Next
Through a resist patterned in a matrix
A pattern that etches the transparent conductive film and processes it into a pixel electrode
Perform the aging process. Then, through the remaining resist
To form a black mask by self-alignment
A black mask forming step is performed. Finally, the resist
A lift-off process for removing the metal. In the black mask forming step, a light-shielding region is selectively formed on the base surface from which the transparent conductive film has been removed by etching by applying an ion implantation method.
【0011】[0011]
【作用】本発明では、画素電極のパタニング後、レジス
トを剥離せず蒸着法、スパッタ法、CVD法等により遮
光膜を成膜しセルフアライメントでブラックマスクを得
ている。その後、レジスト剥離を行ない不要の遮光膜を
除去する所謂リフトオフ法を採用している。これによ
り、セルフアライメントで駆動基板上にブラックマスク
を形成する事ができ、ブラックマスクと画素電極との位
置合わせ精度が飛躍的に向上するとともに、大幅な工程
数削減が可能になる。又、画素電極をオーバエッチング
する事により画素電極とブラックマスクとの電気的分離
が容易に実現できる。従って遮光膜として金属等の導電
物質を用いる事ができ、材料選択の自由度も広がる。According to the present invention, after patterning the pixel electrode, a light-shielding film is formed by a vapor deposition method, a sputtering method, a CVD method or the like without removing the resist, and a black mask is obtained by self-alignment. Thereafter, a so-called lift-off method of removing the unnecessary light-shielding film by removing the resist is adopted. As a result, a black mask can be formed on the drive substrate by self-alignment, and the alignment accuracy between the black mask and the pixel electrode can be significantly improved, and the number of steps can be significantly reduced. Also, by over-etching the pixel electrode, electrical separation between the pixel electrode and the black mask can be easily realized. Therefore, a conductive material such as a metal can be used as the light-shielding film, and the degree of freedom in material selection is increased.
【0012】[0012]
【実施例】以下、図面を参照して本発明の好適な実施例
を詳細に説明する。図1は本発明に従って製造されたア
クティブマトリクス表示装置の完成品状態を示す模式的
な部分断面図である。図示する様に、アクティブマトリ
クス表示装置は駆動基板1と対向基板2とを所定の間隙
を介して接合したフラットパネル構造を有している。駆
動基板1と対向基板2との間には電気光学物質として液
晶3が保持されている。対向基板2の内表面には対向電
極4が形成されている。一方駆動基板1の内表面にはマ
トリクス状の画素電極5、個々の画素電極5を縁取るブ
ラックマスク6及び各画素電極5を駆動するスイッチン
グ素子7が形成されている。本例ではこのスイッチング
素子7は絶縁基板8の上に形成された薄膜トランジスタ
からなる。薄膜トランジスタは所定の形状にパタニング
された半導体薄膜9とその上に絶縁膜10を介して形成
されたゲート電極Gとからなる。半導体薄膜9にはソー
ス領域Sとドレイン領域Dが形成されている。かかる構
成を有する薄膜トランジスタは第1層間絶縁膜11によ
り被覆されている。その上には薄膜トランジスタのソー
ス領域Sに電気接続する配線電極12が形成されてい
る。第1層間絶縁膜11の上には第2層間絶縁膜13を
介して平坦化膜14が形成されている。本例ではこの平
坦化膜14の上に画素電極5及びブラックマスク6が同
一レイヤーとして形成されている。なお平坦化膜14は
各画素電極5に整合してRGB三元色に着色すれば、カ
ラーフィルタとして用いる事も可能である。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic partial sectional view showing a finished state of an active matrix display device manufactured according to the present invention. As shown, the active matrix display device has a flat panel structure in which a driving substrate 1 and a counter substrate 2 are joined via a predetermined gap. A liquid crystal 3 is held between the driving substrate 1 and the counter substrate 2 as an electro-optical material. A counter electrode 4 is formed on the inner surface of the counter substrate 2. On the other hand, on the inner surface of the drive substrate 1, a matrix of pixel electrodes 5, a black mask 6 surrounding each pixel electrode 5, and a switching element 7 for driving each pixel electrode 5 are formed. In this example, the switching element 7 is formed of a thin film transistor formed on an insulating substrate 8. The thin film transistor includes a semiconductor thin film 9 patterned in a predetermined shape and a gate electrode G formed on the semiconductor thin film 9 with an insulating film 10 interposed therebetween. A source region S and a drain region D are formed in the semiconductor thin film 9. The thin film transistor having such a configuration is covered with the first interlayer insulating film 11. A wiring electrode 12 electrically connected to the source region S of the thin film transistor is formed thereon. A flattening film 14 is formed on the first interlayer insulating film 11 with a second interlayer insulating film 13 interposed. In this example, the pixel electrode 5 and the black mask 6 are formed on the flattening film 14 as the same layer. Note that the flattening film 14 can be used as a color filter if it is colored in RGB ternary colors in conformity with each pixel electrode 5.
【0013】本発明の特徴事項としてブラックマスク6
はリフトオフ法により画素電極5に対してセルフアライ
メントな関係で形成される。基本的には、予めスイッチ
ング素子7が設けられた駆動基板1の上に透明導電膜を
形成する。次に、マトリクス状にパタニングされたレジ
ストを介して透明導電膜をエッチングし画素電極5に加
工する。さらに残されたレジストを介してセルフアライ
メントによりブラックマスク6を形成する。最後にレジ
ストを剥離除去して、不要な部分のブラックマスクをリ
フトオフにより除去する。A feature of the present invention is that a black mask 6 is provided.
Are formed in a self-aligned relationship with the pixel electrode 5 by a lift-off method. Basically, a transparent conductive film is formed on the drive substrate 1 provided with the switching elements 7 in advance. Next, the transparent conductive film is etched through a resist patterned in a matrix to process the pixel electrode 5. Further, a black mask 6 is formed by self-alignment through the remaining resist. Finally, the resist is peeled off, and unnecessary portions of the black mask are removed by lift-off.
【0014】次に図2を参照して、本発明にかかるブラ
ックマスク形成方法の第1実施例を詳細に説明する。先
ず最初に工程Aで基板21の上に透明導電膜22を全面
的に成膜する。なお本例では理解を容易にする為基板2
1を単純化して示してあるが、実際にはスイッチング素
子や層間絶縁膜さらには平坦化膜が形成されている。但
し、本発明は図1に示した駆動基板構成に限られるもの
ではなく、例えば層間絶縁膜の上に画素電極及びブラッ
クマスクを形成する構造であっても良い。又、透明導電
膜22としては例えばITOを用いる事ができる。次に
工程Bで透明導電膜22の上にレジスト23を塗布しフ
ォトリソグラフィでマトリクス状にパタニングする。さ
らに工程Cでレジスト23を介し透明導電膜22をウェ
ットエッチングして画素電極24に加工する。本例では
オーバエッチングを行ない、レジスト23の開口部より
も大きく透明導電膜を除去する。これによりレジスト2
3の端縁下部にアンダーカット25が設けられる。次に
工程Dで遮光膜26を全面的に成膜する。本例では導電
性を有する膜材料を選択し、蒸着法、スパッタ法、CV
D法、スプレー法、塗布法又は印刷法により成膜する。
最後に工程Eでレジスト23の剥離を行ない不要な遮光
膜を除去してブラックマスク27を形成する。この方法
によれば、アンダーカット25を介して画素電極24か
ら離間した状態で導電性を有するブラックマスク27を
セルフアライメントにより形成する事が可能である。Next, a first embodiment of the black mask forming method according to the present invention will be described in detail with reference to FIG. First, in step A, a transparent conductive film 22 is entirely formed on a substrate 21. In this example, the substrate 2 is used for easy understanding.
Although FIG. 1 is simplified, actually, a switching element, an interlayer insulating film, and a flattening film are formed. However, the present invention is not limited to the configuration of the driving substrate shown in FIG. 1, and may have a structure in which a pixel electrode and a black mask are formed on an interlayer insulating film, for example. Further, as the transparent conductive film 22, for example, ITO can be used. Next, in step B, a resist 23 is applied on the transparent conductive film 22 and patterned in a matrix by photolithography. Further, in step C, the transparent conductive film 22 is wet-etched via the resist 23 to be processed into the pixel electrode 24. In this example, overetching is performed to remove the transparent conductive film larger than the opening of the resist 23. This makes the resist 2
An undercut 25 is provided at the lower part of the edge of the third. Next, in step D, a light-shielding film 26 is entirely formed. In this example, a conductive film material is selected, and a vapor deposition method, a sputtering method, a CV
The film is formed by a D method, a spray method, a coating method, or a printing method.
Finally, in step E, the resist 23 is stripped to remove an unnecessary light-shielding film, thereby forming a black mask 27. According to this method, it is possible to form the conductive black mask 27 by self-alignment while being separated from the pixel electrode 24 via the undercut 25.
【0015】図3は本発明にかかるブラックマスク形成
方法の第2実施例を示す工程図である。図2に示した第
1実施例と異なり、導電性を有する遮光膜に代えて絶縁
性の遮光膜材料を用いている。先ず工程Aで基板31の
上に透明導電膜32を全面的に成膜する。次に工程Bで
透明導電膜32の上にレジスト33を塗布しマトリクス
状にパタニングする。工程Cでレジスト33を介し透明
導電膜32をエッチングして画素電極34に加工する。
本例ではジャストエッチングを行なって画素電極34の
寸法形状を出している。但しアンダーエッチングとして
も良い事は勿論である。続いて工程Dで絶縁性の遮光膜
を基板31の全面に成膜する。この結果、エッチングに
より透明導電膜32が除去された部分に遮光膜35が埋
め込まれセルフアライメントによりブラックマスク36
が形成できる。遮光膜の成膜方法としては蒸着法、スパ
ッタ法、CVD法、スプレー法、塗布法、印刷法等を用
いる事ができる。例えばスプレー法、塗布法又は印刷法
を用いた場合、絶縁性の遮光膜材料として黒色インクや
黒色レジスト等を用いる事が可能である。最後に工程E
で使用済みとなったレジスト33を剥離し、遮光膜の不
要部分を同時に除去する。この様にリフトオフ法を用い
るとレジストのフォトリソグラフィは1回で済み、フォ
トマスク間のアライメントが不要であるばかりでなく、
著しく工程数を削減できる。FIG. 3 is a process chart showing a second embodiment of the black mask forming method according to the present invention. Unlike the first embodiment shown in FIG. 2, an insulating light-shielding film material is used in place of the conductive light-shielding film. First, in step A, a transparent conductive film 32 is entirely formed on a substrate 31. Next, in step B, a resist 33 is applied on the transparent conductive film 32 and patterned in a matrix. In step C, the transparent conductive film 32 is etched through the resist 33 to be processed into a pixel electrode 34.
In this example, the dimensional shape of the pixel electrode 34 is obtained by performing just etching. However, it is needless to say that under etching may be performed. Subsequently, in step D, an insulating light-shielding film is formed on the entire surface of the substrate 31. As a result, the light-shielding film 35 is buried in the portion where the transparent conductive film 32 has been removed by etching, and the black mask 36 is formed by self-alignment.
Can be formed. As a method for forming the light-shielding film, an evaporation method, a sputtering method, a CVD method, a spray method, a coating method, a printing method, or the like can be used. For example, when a spray method, a coating method, or a printing method is used, a black ink, a black resist, or the like can be used as an insulating light-shielding film material. Finally, step E
The used resist 33 is stripped off, and unnecessary portions of the light shielding film are simultaneously removed. When the lift-off method is used in this way, the photolithography of the resist only needs to be performed once, and not only the alignment between the photomasks is unnecessary, but also
The number of steps can be significantly reduced.
【0016】図4は本発明にかかるブラックマスク形成
方法の第3実施例を示す工程図である。本例では遮光膜
に代えて基板表面を着色して遮光領域とする事によりブ
ラックマスクを形成している。先ず工程Aで基板41の
上に全面的に透明導電膜42を成膜する。この成膜は、
例えばITO等を蒸着もしくはスパッタすれば良い。次
に工程Bでレジスト43をマトリクス状にパタニングす
る。さらに工程Cでレジスト43を介し透明導電膜42
をエッチングして画素電極44に加工する。本例ではオ
ーバエッチングを行ないレジスト43の端縁下部にアン
ダーカット45を設けている。次に工程Dで透明導電膜
42がエッチング除去された下地表面に対してイオンイ
ンプランテーション法を適用して選択的に遮光領域46
を形成する。例えば、金属粒子等を高エネルギー又は高
ドーズ量でイオンインプランテーションする事によりレ
ジスト43の開口部に露出した基板41表面はメタリッ
クに変色し効果的なブラックマスクとなる。遮光領域4
6が導電性を呈する場合でも、画素電極41からアンダ
ーカット45を介して分離している為問題は生じない。
最後に工程Eで使用済みとなったレジスト43を剥離す
る。この結果、基板41の上にはセルフアライメントで
画素電極44及びブラックマスク47が形成される。FIG. 4 is a process chart showing a third embodiment of the black mask forming method according to the present invention. In this example, a black mask is formed by coloring the substrate surface instead of the light-shielding film to form a light-shielding region. First, in step A, a transparent conductive film 42 is entirely formed on the substrate 41. This film is
For example, ITO or the like may be deposited or sputtered. Next, in step B, the resist 43 is patterned in a matrix. Further, in step C, the transparent conductive film 42 is
Is etched to process the pixel electrode 44. In this example, overetching is performed, and an undercut 45 is provided below the edge of the resist 43. Next, the light-shielding region 46 is selectively applied to the base surface from which the transparent conductive film 42 has been etched away in the process D by applying an ion implantation method.
To form For example, by ion-implanting metal particles or the like with a high energy or a high dose, the surface of the substrate 41 exposed at the opening of the resist 43 is discolored metallically and becomes an effective black mask. Shading area 4
Even when 6 has conductivity, no problem occurs because it is separated from the pixel electrode 41 via the undercut 45.
Finally, the resist 43 used in the step E is peeled off. As a result, the pixel electrode 44 and the black mask 47 are formed on the substrate 41 by self-alignment.
【0017】図5は本発明にかかるブラックマスク形成
方法の第4実施例を示す工程図である。図4に示した第
3実施例と異なり、染色法を用いてブラックマスクとな
る遮光領域を形成している。先ず工程Aで基板51の表
面に透明導電膜52を成膜する。次に工程Bでレジスト
53をマトリクス状にパタニングする。続いて工程Cで
レジスト53を介し透明導電膜52をジャストエッチン
グして画素電極54に加工する。本例では非導電性の遮
光領域を形成するので画素電極のオーバエッチングは必
要ない。次に工程Dで染色法により、基板51の露出し
た表面に遮光領域55を形成する。この際、基板51の
表面は染色しやすい層で覆われている事が好ましい。例
えば、図1に示した平坦化層として着色容易な透明樹脂
材料を用いる事ができる。最後に工程Eでレジスト53
を剥離する。この結果、基板51表面にはセルフアライ
メントでブラックマスク56及び画素電極54が形成さ
れる。なお、染色法に代えてイオンインプランテーショ
ン法により非導電性の遮光領域を形成する事も可能であ
る。FIG. 5 is a process chart showing a fourth embodiment of the black mask forming method according to the present invention. Unlike the third embodiment shown in FIG. 4, a light shielding region serving as a black mask is formed by using a dyeing method. First, in step A, a transparent conductive film 52 is formed on the surface of the substrate 51. Next, in step B, the resist 53 is patterned in a matrix. Subsequently, in the process C, the transparent conductive film 52 is just etched through the resist 53 to be processed into the pixel electrode 54. In this example, since a non-conductive light-shielding region is formed, over-etching of the pixel electrode is not required. Next, in step D, a light-shielding region 55 is formed on the exposed surface of the substrate 51 by a staining method. At this time, it is preferable that the surface of the substrate 51 is covered with a layer that can be easily dyed. For example, a transparent resin material that can be easily colored can be used for the flattening layer shown in FIG. Finally, in step E, the resist 53
Is peeled off. As a result, the black mask 56 and the pixel electrode 54 are formed on the surface of the substrate 51 by self-alignment. In addition, it is also possible to form a non-conductive light-shielding region by an ion implantation method instead of the staining method.
【0018】[0018]
【発明の効果】以上説明した様に、本発明によればセル
フアライメントでオンチップブラック構造を作成する事
ができる。この為、画素電極とブラックマスクとの位置
合わせ精度は飛躍的に向上するという効果がある。又、
リフトオフ法を用いている為、ブラックマスク作成にお
ける飛躍的な工程数削減が可能になるという効果があ
る。さらに、リフトオフ法を用いている為、画素電極を
構成する透明導電膜材料とブラックマスクを構成する遮
光膜材料のエッチングレートを考慮する必要がなく、材
料選択の自由度が増すという効果がある。加えてリフト
オフ法を用いている為、先に形成した画素電極のパタン
による段差が後工程に影響を及ぼさない。この為画素電
極とブラックマスクのエッジ間隙を狭くする事ができる
という効果がある。加えて本発明によれば透明導電膜の
オーバエッチングを行なう事により、画素電極とブラッ
クマスクの電気的な分離が可能になる。この為遮光膜材
料として金属等が使用でき材料の選択範囲が広がるとい
う効果がある。最後に、ブラックマスクと画素電極を同
一レイヤーに作成できる為、基板表面の平坦化が進み、
液晶の配向制御が容易になるという効果がある。As described above, according to the present invention, an on-chip black structure can be formed by self-alignment. Therefore, there is an effect that the alignment accuracy between the pixel electrode and the black mask is dramatically improved. or,
Since the lift-off method is used, there is an effect that the number of steps in the production of the black mask can be drastically reduced. Further, since the lift-off method is used, there is no need to consider the etching rates of the transparent conductive film material forming the pixel electrode and the light-shielding film material forming the black mask, and there is an effect that the degree of freedom in material selection increases. In addition, since the lift-off method is used, a step due to the pattern of the previously formed pixel electrode does not affect a subsequent process. Therefore, there is an effect that the edge gap between the pixel electrode and the black mask can be reduced. In addition, according to the present invention, the pixel electrode and the black mask can be electrically separated by over-etching the transparent conductive film. For this reason, a metal or the like can be used as the light shielding film material, and there is an effect that the selection range of the material is expanded. Finally, since the black mask and pixel electrode can be created on the same layer, the surface of the substrate is flattened,
There is an effect that the alignment control of the liquid crystal becomes easy.
【図1】本発明により製造されたアクティブマトリクス
表示装置の完成品状態を示す模式的な部分断面図であ
る。FIG. 1 is a schematic partial cross-sectional view showing a completed product of an active matrix display device manufactured according to the present invention.
【図2】本発明にかかるブラックマスク形成方法の第1
実施例を示す工程図である。FIG. 2 shows a first example of a black mask forming method according to the present invention.
It is process drawing which shows an Example.
【図3】同じく第2実施例を示す工程図である。FIG. 3 is a process chart showing a second embodiment.
【図4】同じく第3実施例を示す工程図である。FIG. 4 is a process drawing showing a third embodiment.
【図5】同じく第4実施例を示す工程図である。FIG. 5 is a process chart showing a fourth embodiment.
【図6】従来のブラックマスク形成方法の一例を示す工
程図である。FIG. 6 is a process chart showing an example of a conventional black mask forming method.
【図7】同じく従来の他の方法を示す工程図である。FIG. 7 is a process chart showing another conventional method.
【図8】同じく従来の別の方法を示す工程図である。FIG. 8 is a process chart showing another conventional method.
【図9】同じく従来のさらに別の工程を示す工程図であ
る。FIG. 9 is a process drawing showing still another conventional step.
1 駆動基板 2 対向基板 3 液晶 5 画素電極 6 ブラックマスク 7 スイッチング素子 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Driving substrate 2 Counter substrate 3 Liquid crystal 5 Pixel electrode 6 Black mask 7 Switching element
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 林 久雄 東京都品川区北品川6丁目7番35号 ソ ニー株式会社内 (56)参考文献 特開 平2−72330(JP,A) 特開 昭63−144305(JP,A) 特開 平6−118218(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02F 1/1368 G02B 5/20 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (72) Inventor Hisao Hayashi 6-7-35 Kita Shinagawa, Shinagawa-ku, Tokyo Inside Sony Corporation (56) References JP-A-2-72330 (JP, A) JP-A Sho 63-144305 (JP, A) JP-A-6-118218 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G02F 1/1368 G02B 5/20
Claims (2)
極を縁取るブラックマスク及び各画素電極を駆動するス
イッチング素子を備えた駆動基板と、対向電極を備えた
対向基板とを互いに接合し、両基板の間に電気光学物質
を保持してなるアクティブマトリクス表示装置の製造方
法であって、 予めスイッチング素子が設けられた駆動基板の上に透明
導電膜を形成する成膜工程と、 マトリクス状にパタニングされたレジストを介して該透
明導電膜をエッチングし画素電極に加工するパタニング
工程と、 残された該レジストを介してセルフアライメントにより
ブラックマスクを形成するブラックマスク形成工程と、 該レジストを除去するリフトオフ工程とを含み、 前記パタニング工程は、該透明導電膜をオーバエッチン
グしてレジスト端縁の下部にアンダーカットを設ける工
程であり、 前記ブラックマスク形成工程は、該アンダーカットを介
して各画素電極から離間した状態でブラックマスクを形
成する 事を特徴とするアクティブマトリクス表示装置の
製造方法。1. A drive substrate provided with a matrix-shaped pixel electrode, a black mask bordering each pixel electrode, and a switching element for driving each pixel electrode, and a counter substrate provided with a counter electrode are joined to each other. What is claimed is: 1. A method for manufacturing an active matrix display device comprising an electro-optical material held between substrates, comprising: a film forming step of forming a transparent conductive film on a drive substrate provided with switching elements in advance; A patterning step of etching the transparent conductive film through the resist thus formed into a pixel electrode, a black mask forming step of forming a black mask by self-alignment through the remaining resist, and a lift-off for removing the resist Wherein the patterning step comprises over-etching the transparent conductive film.
To provide an undercut under the resist edge
The black mask forming step is performed through the undercut.
And form a black mask in a state separated from each pixel electrode.
A method for manufacturing an active matrix display device, comprising:
極を縁取るブラックマスク及び各画素電極を駆動するス
イッチング素子を備えた駆動基板と、対向電極を備えた
対向基板とを互いに接合し、両基板の間に電気光学物質
を保持してなるアクティブマトリクス表示装置の製造方
法であって、 予めスイッチング素子が設けられた駆動基板の上に透明
導電膜を形成する成膜工程と、 マトリクス状にパタニングされたレジストを介して該透
明導電膜をエッチングし画素電極に加工するパタニング
工程と、 残された該レジストを介してセルフアライメントにより
ブラックマスクを形成するブラックマスク形成工程と、 該レジストを除去するリフトオフ工程とを含み、 前記ブラックマスク形成工程は、該透明導電膜がエッチ
ング除去された下地表 面に対してイオンインプランテー
ション法を適用して選択的に遮光領域を形成する事を特
徴とするアクティブマトリクス表示装置の製造方法。 2. A pixel electrode having a matrix shape and individual pixel electrodes.
A black mask that borders the poles and a switch that drives each pixel electrode
A driving substrate having an etching element and a counter electrode
The opposing substrate is bonded to each other, and the electro-optical material is
Of manufacturing active matrix display device holding
A law, transparent on a driving substrate in advance switching element is provided
A film forming step of forming a conductive film, and the film forming process through a resist patterned in a matrix.
Patterning to etch bright conductive film and process it into pixel electrodes
Process and self-alignment through the remaining resist
A black mask forming step of forming a black mask; and a lift-off step of removing the resist, wherein the black mask forming step includes etching the transparent conductive film.
Ion in plantation against ring removed underlying table surface
Specially, the shading area is selectively formed by applying the
A method for manufacturing an active matrix display device.
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---|---|---|---|
JP30133993A JP3214198B2 (en) | 1993-11-05 | 1993-11-05 | Method for manufacturing active matrix display device |
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