专利名称：横向电场方式液晶显示装置、其制造方法以及扫描曝光装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及低成本、广视角、高画质、大画面的横向电场方式液晶显示装置、其制造方法以及扫描曝光装置。
但是，如特开2000-066240号中公开的那样，在薄膜晶体管元件的沟道部采用半色调曝光法的情况下，存在的问题是薄膜晶体管元件沟道部的加工精度偏差大和在量产时容易成为不稳定的主要原因。另外，存在栅电极、源电极和漏电极的重叠量的变动引起中间色调区域中显示不匀、使合格率下降的问题。
图1和图22表示的是传统的半色调曝光法。
为了实现以上目的，本发明第一方面所述的横向电场方式液晶显示装置制造方法的要点是该制造方法是关于一种设有至少其中一个基板为透明的一对基板以及夹在所述基板之间的液晶组成物层，在与所述基板中任何一个基板的面对所述液晶组成物层的面上设有在行方向上配置、由扫描线驱动用外部电路通过扫描线端子部驱动的多根扫描线，在列方向上配置的多根图像信号线，在每个像素上配置的像素电极，与该像素电极成对的共用电极，以及连接在该像素电极、所述扫描线与所述图像信号线上的薄膜晶体管元件的横向电场方式液晶显示装置的制造方法；其特征在于包括半色调曝光工序，在该工序中通过使涂敷在所述基板上的光刻胶曝光、在相当于所述基板上的半导体层中所述薄膜晶体管元件的部分上形成预定厚度的第一厚度的正光刻胶；在与用以形成连接所述半导体层中的所述共用电极与所述扫描线的第一静电保护晶体管元件的第一连接部分、用以形成连接所述共用电极与所述图像信号线的第二静电保护晶体管元件的第二连接部分以及在作为所述扫描线驱动用外部电路与所述扫描线端子部的连接部分的第三连接部分等相当的部分上形成无正光刻胶的区域；在所述半导体层中所述第一厚度的正光刻胶与无所述正光刻胶区域以外的部分上形成比所述第一厚度的正光刻胶更薄的第二厚度的正光刻胶。
依据本发明第一方面所述的横向电场方式液晶显示装置的制造方法，在半色调曝光工序中，在相当于半导体层中薄膜晶体管元件的部分上，形成预定厚度的第一厚度的正光刻胶；在相当于用以形成连接基板上半导体层中共用电极与扫描线的第一静电保护晶体管元件的第一连接部分、用以形成连接共用电极与图像信号线的第二静电保护晶体管元件的第二连接部分以及作为扫描线驱动用外部电路与扫描线端子部的连接部分的第三连接部分的部分上，形成无正光刻胶区域；在半导体层中所述第一厚度的正光刻胶与无所述正光刻胶区域以外的部分上，形成比第一厚度的正光刻胶更薄的第二厚度的正光刻胶。所以，在相当于第一连接部分、第二连接部分、第三连接部分的区域中通过刻蚀除去半导体层之后，例如，通过使所述第一厚度的正光刻胶和第二厚度的正光刻胶全面地灰化，直到除去所述第二厚度的正光刻胶，就能够获得用于使半导体层元件分离的光刻胶图案。
本发明第二方面所述的横向电场方式液晶显示装置制造方法的要点是，本发明第一方面所述的横向电场方式液晶显示装置制造方法中的所述半色调曝光工序的特征在于采用具有完全透过区域、半透过区域和完全遮断区域的半色调光掩模，而且在相当于所述半导体层中所述晶体管元件的部分上，用所述半色调光掩模的完全遮断区域形成所述第一厚度的正光刻胶；在相当于所述半导体层中所述第一连接部分、所述第二连接部分以及所述第三连接部分的部分上，用所述半色调光掩模的完全透过区域进行曝光形成无正光刻胶的区域；在所述半导体层中所述第一厚度的正光刻胶与所述无正光刻胶区域以外的部分上，用所述半色调光掩模的半透过区域形成所述第二厚度的正光刻胶。
本发明第三方面所述的横向电场方式液晶显示装置制造方法的要点是，本发明第一方面所述的横向电场方式液晶显示装置制造方法中的所述半色调曝光工序的特征在于通过采用具有完全透过区域和完全遮断区域的光掩模，在减少紫外光照射能量密度至不露出所述半导体层的不完全曝光条件下曝光，在相当于所述半导体层中所述薄膜晶体管元件的部分上采用所述光掩模的完全遮断区域形成所述第一厚度的正光刻胶，在所述半导体层中余下的部分上采用所述光掩模的完全透过区域形成所述第二厚度的正光刻胶之后，在相当于所述半导体层中所述第一连接部分、所述第二连接部分以及所述第三连接部分的部分上采用与所述光掩模不同的其它光掩模曝光，或者通过照射收缩成点状的紫外光形成无正光刻胶区域。
本发明第四方法所述的横向电场方式液晶显示装置制造方法的要点是，本发明第一方面所述的横向电场方式液晶显示装置制造方法中的所述半色调曝光工序的特征在于用具有完全透过区域和完全遮断区域的光掩模，在紫外光照射能量密度被减少到不使所述半导体层露出的不完全曝光条件下曝光，在相当于所述半导体层中所述薄膜晶体管元件的部分上，用所述光掩模的完全遮断区域形成所述第一厚度的正光刻胶；在所述半导体层中余下的部分上，用所述光掩模的完全透过区域形成所述第二厚度的正光刻胶；并且在相当于所述半导体层中所述第一连接部分、所述第二连接部分以及所述第三连接部分的部分上，通过收缩成点状的紫外光照射形成无正光刻胶区域。
本发明第五方面所述的横向电场方式液晶显示装置的要点是，其特征在于它采用本发明第一方面所述的制造方法进行制造。
本发明第六方面所述的横向电场方式液晶显示装置的要点是，它采用本发明第一方面所述的制造方法制造，其特征在于所述第一连接部分和所述第二连接部分的宽度大致比所述第三连接部分窄1/2～1/100左右。
本发明第七方面所述的扫描曝光装置的要点是，它用在本发明第一方面所述的横向电场方式液晶显示装置的制造方法中，其特征在于它具有测量所述半色调曝光工序中形成的第二厚度的正光刻胶膜厚的膜厚测量装置，并根据由所述膜厚测量装置测量的第二厚度的正光刻胶膜的厚度来反馈控制曝光量。
本发明第八方面所述的扫描曝光装置的要点是，它用在本发明第一方面中所述的横向电场方式液晶显示装置的制造方法中，其特征在于它设有测量所述半色调曝光工序中形成的第二厚度的正光刻胶与第一厚度的正光刻胶之间的台阶高差或者第二厚度的正光刻胶与无正光刻胶区域之间的台阶高差的白色干涉计，并根据所述白色干涉计测量的台阶高差来反馈控制曝光量。
本发明第九方面所述的扫描曝光装置的要点是，它是在设有至少一个基板是透明的一对基板和夹在该对基板之间的液晶组成物层的液晶显示装置的制造中、用具有所要遮光图案的石英光掩模的基板对涂敷在所述一对基板中的一个基板上的光刻胶进行扫描曝光的扫描曝光装置，其特征在于设有为了抑制所述石英光掩模基板在水平配置时因自重而弯曲、在所述石英光掩模基板面中紫外光入射的一侧的面上配置的非接触式伯努利吸盘和测定所述石英光掩模基板中配置所述非接触式伯努利吸盘一侧的面上的位移的激光位移计，根据所述激光位移计测定的位移，准确控制所述石英光掩模基板的位置，同时进行曝光。
本发明第十方面所述的横向电场方式液晶显示装置的要点是，其特征在于其制造中采用了本发明第九方面所述的扫描曝光装置。
本发明第十一方面所述的扫描曝光装置的要点是，在设有至少一个基板是透明的一对基板和夹在该对基板之间的液晶组成物层的液晶显示装置的制造中采用具有要求的遮光图案的石英光掩模基板对涂敷在所述一对基板中一个基板上的光刻胶进行扫描曝光的扫描曝光装置，其特征在于设有与所述石英光掩模基板对置的、在与所述石英光掩模基板之间形成的密闭空间的石英基板，以及测定所述密闭空间气压的压力传感器；通过准确控制该密闭空间与大气压的差，使所述密闭空间的气压低于大气压，校正因所述石英光掩模基板的自重引起的弯曲，同时进行曝光。
本发明第十二方面所述的横向电场方式液晶显示装置的要点是，其特征在于其制造中采用了本发明第十一方面所述的扫描曝光装置。
本发明第十三方面所述的扫描曝光装置的要点是，在设有至少一个基板是透明的一对基板和夹在该对基板之间的液晶组成物层的液晶显示装置的制造中、用具有所要遮光图案的光掩模对涂敷在所述一对基板中一个基板上涂敷的光刻胶进行扫描曝光的扫描曝光装置，其特征在于设有支撑所述基板的支承台，一边使所述光掩模与所述支承台连动且以相同的速度在同轴方向移动、一边使所述光刻胶进行扫描曝光的光掩模扫描曝光装置，以及不用所述光掩模而直接以0.1mm～0.5mm左右宽度的紫外光进行扫描曝光的点扫描曝光装置；能够同时采用所述光掩模扫描曝光装置和所述点扫描曝光装置使所述光刻胶曝光。
本发明第十四方面所述的横向电场方式液晶显示装置的要点是，其特征在于其制造中采用了本发明第十三方面所述的扫描曝光装置。
本发明第十五方面所述的扫描曝光装置的要点是，在本发明第十三方面所述的扫描曝光装置中，所述光掩模扫描曝光装置在将紫外光照射能量密度减少到所述光刻胶留下预定厚度的不完全曝光的条件下使所述光刻胶的整个面曝光；所述点扫描曝光装置采用所述点扫描曝光光学系统在收缩成点状的紫外光下使所述光刻胶扫描曝光；其特征在于在由所述光掩模扫描曝光装置进行扫描曝光之后，由所述点扫描曝光装置进行扫描曝光；或者在由所述光掩模扫描曝光装置沿第一方向进行扫描曝光之中，由所述点扫描曝光装置沿第一方向进行扫描曝光，并在所述光掩模扫描曝光装置对整个面的扫描曝光结束之后，由所述点扫描曝光装置沿与所述第一轴方向垂直的第二方向上进行扫描曝光。
本发明第十六方面所述的横向电场方式液晶显示装置制造方法的要点是，该制造方法制造的横向电场方式液晶显示装置中设有至少一个基板是透明的一对基板以及夹在该基板之间的液晶组成物层，在与所述基板中任何一个基板的面对所述液晶组成物层的面上设有在行方向上配置的、由扫描线驱动用外部电路通过扫描线端子部驱动的多根扫描线，在列方向上配置的多根图像信号线，在每个像素上配置的像素电极，与该像素电极成对的共用电极，以及连接在该像素电极、所述扫描线与所述图像信号线上的薄膜晶体管元件；其特征在于包括在相当于所述薄膜晶体管元件的栅电极与所述共用电极的部分上，形成正光刻胶的第一光掩模工序；在与用以在相当于所述薄膜晶体管元件的部分上形成正光刻胶、用以形成连接所述共用电极与所述扫描线的第一静电保护晶体管元件的第一连接部分、用以形成连接所述共用电极与所述图像信号线的第二静电保护晶体管元件的第二连接部分以及作为所述扫描线驱动用外部电路与所述扫描线端子部的连接部分的第三连接部分相当的部分上，形成无正光刻胶区域的第二光掩模工序；在相当于所述薄膜晶体管元件的源电极、漏电极及所述像素电极的部分上形成正光刻胶的第三光掩模工序；以及形成用以形成所述扫描线端子部的接触孔与图像信号线端子部的接触孔的正光刻胶的第四光掩模工序。
本发明第十七方面所述的横向电场方式液晶显示装置制造方法的要点是，该制造方法制造的横向电场方式液晶显示装置中设有至少一个基板是透明的一对基板及夹在该基板之间的液晶组成物层，在与所述基板中任何一个基板的面对所述液晶组成物层的面上设有在行方向配置的、由扫描线驱动用外部电路通过扫描线端子部驱动的多根扫描线，在列方向配置的多根图像信号线，在每个像素上配置的像素电极，与该像素电极成对的共用电极，以及连接在该像素电极、所述扫描线与所述图像信号线上的薄膜晶体管元件；其特征在于包括在相当于所述薄膜晶体管元件的栅电极与所述共用电极的部分上形成正光刻胶的第一光掩模工序，在与用以在相当于所述薄膜晶体管元件的部分上形成正光刻胶、用以形成连接所述共用电极与所述扫描线的第一静电保护晶体管元件的第一连接部分、用以形成连接所述共用电极与所述图像信号线的第二静电保护晶体管元件的第二连接部分以及作为所述扫描线驱动用外部电路与所述扫描线端子部的连接部分的第三连接部分相当的部分上，形成无正光刻胶区域的第二光掩模工序；在相当于所述薄膜晶体管元件的源电极、漏电极及所述像素电极的部分上形成正光刻胶的第三光掩模工序；以及对所述薄膜晶体管元件的背面沟道(back channel)部分用B2H6进行等离子体掺杂处理，并采用喷墨涂敷法或曲面印刷法(flexography)涂敷BCB、聚苯硅氨烷或有机平坦化膜的钝化工序。
本发明在采用半色调曝光技术来减少所使用的光掩模数这一点上与所述特开2000-066240号所述的发明相同，但是，在形成比第一厚度的正光刻胶更薄的第二厚度的正光刻胶的区域这一点上与所述特开2000-066240号所述的发明不同。
另外，本发明第一方面至第四方面所述的横向电场方式液晶显示装置的制造方法中，由于采用一个光掩模就能留下相当于薄膜晶体管元件的部分、使除去了半导体层的半导体层元件分离，并形成第一连接部分、第二连接部分与第三连接部分，因此具有能够减少光掩模的使用数量、以低成本制造横向电场方式液晶显示装置的效果。另外，与特开2000-066240号所述的发明相比，因为确定薄膜晶体管元件特性的薄膜晶体管元件的沟道长度的加工精度几乎没有偏差，因此消除了在大量生产时不稳定的主要原因。另外，依据本发明，半导体层元件分离的加工精度虽然降低，但如果使薄膜晶体管元件的半导体层宽度大于栅电极的宽度，则薄膜晶体管元件的特性几乎不会产生偏差。另外，依据本发明第一方面至第四方面，与采用特开2000-066240号所述的制造方法时相比，用于形成连接所述共用电极与所述扫描线的第一静电保护晶体管元件的第一连接部分、用于形成连接所述共用电极与所述图像信号线的第二静电保护晶体管元件的第二连接部分以及作为所述扫描线驱动用外部电路与所述扫描线端子部的连接部分的第三连接部分的加工精度虽然下降，但所述第一部分、第二部分、第三部分的加工精度的偏差几乎不影响薄膜晶体管元件的特性。
本发明第三或第四方面所述的横向电场方式液晶显示装置的制造方法，能够不用特开2000-066240号中公开的特别的光掩模而实施半色调曝光工序。一直以来，在大量生产中采用半色调曝光工序的场合需要高度的光掩模设计技术，而在本发明第三或第四方面所述的横向电场方式液晶显示装置的制造方法中不需要高度的光掩模设计技术，因此能容易地实施半色调曝光工序，设计自由度扩大，从而能够大幅度降低光掩模的制作成本。
本发明第四方面所述的横向电场方式液晶显示装置的制造方法中，在相当于半导体层中薄膜晶体管元件的部分上采用光掩模中完全遮断区域形成第一厚度的正光刻胶，在半导体层中余下的部分上采用光掩模的完全透过区域形成比第一厚度的正光刻胶更薄的第二厚度的正光刻胶，并且在相当于半导体层中第一连接部分、第二连接部分、第三连接部分的部分上通过收缩成点状的紫外光曝光形成无正光刻胶区域，因此能够在短时间内形成第一厚度的正光刻胶、第二厚度的正光刻胶和无正光刻胶区域，从而能够大幅度地提高生产效率。
本发明第五方面所述的横向电场方式液晶显示装置中，因为采用本发明第一方面所述的横向电场方式液晶显示装置的制造方法制造，所以能减少制造中使用的光掩模的数量，实现低成本的横向电场方式液晶显示装置。
本发明第六方面所述的横向电场方式液晶显示装置中，因为第三连接部分的宽度比第一连接部分和第二连接部分的宽度大，因此能降低作为扫描线驱动用外部电路与扫描线端子部的连接部分的第三连接部分的接触电阻，抑制在图像中出现横向线条的不匀。
本发明第七方面所述的扫描曝光装置中，因为设有测量半色调曝光工序中形成的第二厚度的正光刻胶膜厚的膜厚测量装置，并根据由膜厚测量装置测量的第二厚度的正光刻胶膜厚反馈控制曝光量，所以在用于本发明第一方面所述的横向电场方式液晶显示装置的制造方法中的场合，能够容易形成厚度不同的正光刻胶，因此能够使半色调曝光工序中特有的偏差减少，能够稳定地大量生产。在采用后面所述的图17、图18所示的多透镜投影曝光方式的扫描曝光装置的场合，紫外光源的石英光纤成束排列，因此曝光量易于调整。在半色调曝光工序中，紫外光曝光量的均匀性特别重要。如果在半色调曝光工序中半色调曝光区域的正光刻胶在显影后的膜厚发生变动，则大量生产是不可能的，因此，通过用精密的测定装置测量膜厚，曝光量分布和曝光量均按每块基板进行管理，能大幅度地提高合格率。
本发明第八方面所述的扫描曝光装置，因为设有测量半色调曝光工序中形成的第二厚度的正光刻胶与第一厚度的正光刻胶的台阶高差或者第二厚度的正光刻胶与无正光刻胶区域的台阶高差的白色干涉计，并根据白色干涉计测量的台阶高差反馈控制曝光量，所以在用于本发明第一方面所述的横向电场方式液晶显示装置的制造方法中的场合，能够容易形成厚度不同的正光刻胶，因此能够使半色调曝光工序中特有的偏差减少，能够稳定地大量生产。在采用后面所述的图17、图18所示的多透镜投影曝光方式的扫描曝光装置的场合，因为紫外光源的石英光纤传输排列，所以曝光量易于调整。在半色调曝光工序中紫外光曝光量的均匀性特别重要。如果在半色调曝光工序中半色调曝光区域的正光刻胶在显影后的膜厚发生变动，则不可能进行大量生产，所以通过用精密的测定装置测量膜厚，曝光量分布和曝光量均按每块基板进行管理，能大幅度地提高合格率。
本发明第九方面所述的扫描曝光装置中，设有在有所要的遮光图案的石英光掩模基板面中用于曝光的紫外光入射的一例的面上配置的非接触式伯努利吸盘，以及测定所述石英光掩模基板中配置有所述非接触式伯努利吸盘一侧的面上的位移的激光位移计，因此，能一边根据所述激光位移计测定的位移，准确控制所述石英光掩模基板的位置，一边进行曝光；所以能够一边校正因石英光掩模基板的自重产生的弯曲，保持水平，一边进行扫描曝光。以往，如果采用大型的石英光掩模基板，则由于石英光掩模基板因自重而弯曲，在光刻胶上形成欠聚焦区域和过聚焦区域，分辨率的均匀性下降；但本发明第九方面所述的扫描曝光装置，具有能够大幅度地提高曝光和显影后的分辨率均匀性的效果。另外，也可以将石英光掩模基板连在一起进行曝光，但存在用肉眼容易看到光掩模的接缝的缺点。特别在半色调曝光工序的场合，石英光掩模基板的接合部的设计难以达到实用化。若采用本发明第九方面所述的扫描曝光装置，则具有能用一个石英光掩模基板进行扫描曝光的效果。
本发明第十方面所述的横向电场方式液晶显示装置，因为采用本发明第九方面的扫描曝光装置制造，所以具有能够采用大型石英光掩模基板、容易进行扫描曝光和能够实现低成本的效果。另外，能够抑制因欠聚焦和过聚焦引起分辨率均匀性下降，所以具有能够获得分辨率均匀的横向电场方式液晶显示装置的效果。
本发明第十一方面所述的扫描曝光装置，因为设有与有所要的遮光图案的石英光掩模基板对置的、在与该石英光掩模基板之间形成密闭空间的石英基板和测定该密闭空间气压的压力传感器，通过一边准确控制该密闭空间与大气压的差，使所述密闭空间气压低于大气压，校正因石英光掩模基板的自重引起的弯曲，一边进行曝光，具有能够用一个大型石英光掩模基板容易地进行扫描曝光的效果。另外，还具有能够抑制因欠聚焦和过聚焦引起分辨率均匀性下降的效果。
本发明第十二方面所述的横向电场方式液晶显示装置，采用本发明第十一方面的扫描曝光装置制造，具有能够采用大型石英光掩模基板、容易地进行扫描曝光和能够实现低成本的效果。另外，还能够抑制因欠聚焦和过聚焦引起分辨率均匀性下降，所以具有能够获得分辨率均匀性高的横向电场方式液晶显示装置的效果。
本发明第十三方面所述的扫描曝光装置，因为在设有至少一个基板是透明的一对基板和夹在该对基板之间的液晶组成物层的液晶显示装置的制造中，采用支撑所述基板的支承台、一边使光掩模与支承台连动且以相同的速度在同轴方向移动、一边使光刻胶进行扫描曝光的光掩模扫描曝光装置以及不用光掩模而能直接以0.1mm～0.5mm左右宽度的紫外光进行扫描曝光的点扫描曝光装置，并能够同时使用光掩模扫描曝光装置和所述点扫描曝光装置，因此，例如能够同时形成第一厚度光刻胶图案和第二厚度光刻胶图案和无光刻胶图案的区域，具有能大幅度提高液晶显示装置制造中的生产效率的效果。另外，通过在一台扫描曝光装置的内部设置光掩模扫描曝光装置和点扫描曝光装置，不增加扫描装置的台数也行，从而能够缩小洁净室面积，具有大幅度提高投资效率的效果。
本发明第十四方面所述的横向电场方式液晶显示装置，因为采用本发明第十三方面的扫描曝光装置制造，所以具有生产效率高和能够获得低成本的横向电场方式液晶显示装置的效果。
本发明第十五方面所述的扫描曝光装置，在首先采用光掩模在不完全曝光条件下对整个基板进行扫描曝光之后，再通过不采用光掩模的点扫描曝光装置进行扫描曝光。在不完全曝光条件下采用光掩模进行扫描曝光，要求分辨率为3μm～10μm左右，但采用点扫描曝光装置进行扫描曝光，分辨率可以为100μm左右，所要求的分辨率较低。因此，通过第一步在灰尘附着在玻璃基板上之前采用光掩模进行有分辨率精度要求的不完全曝光条件下的扫描曝光，第二步采用即使附着尘灰、对图案也没有大影响的点扫描曝光装置进行扫描曝光，能够提高良品率。
采用本发明第十六方面所述的横向电场方式液晶显示装置的制造方法，能够用4次光掩模工序制造横向电场方式液晶显示装置，因此能够减少使用的光掩模数，降低制造成本。
采用本发明第十七方面所述的横向电场方式液晶显示装置的制造方法，能够用3次光掩模工序制造横向电场方式液晶显示装置，因此能够减少使用的光掩模数，降低制造成本。
本发明第十六或十七方面所述的横向电场方式液晶显示装置的制造方法，具有能够以低成本、高合格率制造具备薄膜晶体管元件特性的有源矩阵型横向电场方式液晶显示装置的效果。另外，由于能够针对横向电场方式液晶显示装置的制造工序中发生的静电，在有源矩阵基板的内部装入保护有源矩阵型元件的保护电路，因此具有制造工序容易管理、不良发生率能显著降低的效果。
本发明的第一至第四和第十六、十七方面所述的制造方法，具有不用透明导电膜能够制造横向电场方式液晶显示装置的效果。另外，因为电极材料可以采用金属、金属硅化物化合物或者金属氮化物，因此能够降低溅射靶的成本。因为在有源矩阵基板上形成的静电保护晶体管电路也都能够采用金属、金属硅化物化合物或者金属氮化物形成，所以也能够增大流过保护晶体管电路的电流容量。这对于40英寸以上的超大型液晶显示装置的制造工艺尤其重要，因为生产线的静电管理标准不需比以前的标准更严，所以不需减慢基板的搬运速度。由于基板的搬运速度能够加快，因此能提高生产效率，并能提高合格率。
是表示本发明的半色调光掩模和显影后光刻胶的断面形状的示图。
是本发明的光掩模工序的工序图。
是本发明的光掩模工序的工序图。
是本发明的静电保护晶体管元件的电路图。
是本发明的静电保护晶体管元件的电路图。
是本发明的静电保护晶体管元件的电路图。
是本发明的静电保护晶体管元件的电路图。
是本发明的静电保护晶体管元件的电路图。
是本发明的静电保护晶体管元件的电路图。
是说明本发明的半色调曝光工序的、有源矩阵基板的断面图。
是表示本发明混合曝光法和显影后光刻胶的断面形状的示图。
是本发明的静电保护晶体管元件的电路图。
是本发明的静电保护晶体管元件的电路图。
是用于说明本发明的半色调曝光工序的、有源矩阵基板的断面图。
是采用本发明的半色调曝光工序制造的横向电场方式有源矩阵基板的平面图。
是本发明的半色调曝光工序中使用的扫描曝光装置的平面图。
是本发明的半色调曝光工序中使用的扫描曝光装置的平面图。
是本发明的半色调曝光工序中使用的反馈控制的流程图。
是测量本发明的第一厚度的正光刻胶、第二厚度的正光刻胶与无光刻胶区域的台阶高差的白色干涉计的光学原理图。
是采用本发明的半色调曝光工序制造的横向电场方式有源矩阵基板的平面图。
是表示采用传统的半色调曝光工序的光掩模工序的工序图。
是本发明的半色调曝光工序中使用的扫描曝光装置的断面图。
是本发明的半色调曝光工序中使用的扫描曝光装置的断面图。
下面说明本实施例的半色调曝光工序。图11是说明半色调曝光工序的有源矩阵基板的断面图。图11的(I)表示采用所述半色调光掩模60形成的光刻胶图案。形成栅电极55的上层即薄膜晶体管元件58的部分因半色调光掩模60的完全遮断区域而不会受到紫外光照射，形成有预定厚度的第一厚度的正光刻胶6。另外，在设有通过接合电极21连接扫描线驱动用外部电路(未图示)和扫描线端子部19的第三连接部分即接触孔59的区域上，由于紫外光完全透过半色调光掩模60的完全透过区域65而形成无正光刻胶的区域8。在图11的(I)所示的阶段中在设置用于形成第一连接部分、第二连接部分即静电保护晶体管元件42的接触孔18的区域上，也形成无正光刻胶的区域，其图示被省略。另外，从图11的(I)可知在第一厚度的正光刻胶6和无正光刻胶的区域8以外的部分上形成比第一厚度的正光刻胶薄的第二厚度的正光刻胶7。
接着，通过刻蚀除去无正光刻胶区域8中的半导体层10、11、金属阻挡层12及低电阻金属层13，形成接触孔59。然后，例如全面灰化光刻胶图案，除去第二厚度的正光刻胶7。图11的(II)表示进行了所述刻蚀和灰化后的状态。
接着，通过刻蚀除去正光刻胶6以外的区域上的半导体层10、11、金属阻挡层12及低电阻金属层13，使半导体层10、11元件分离。图11(III)表示半导体层10、11被元件分离之后的状态。
图3是说明实施例1的横向电场方式液晶显示装置的制造方法中光掩模工序的工序图。首先，在第一光掩模工序140中，在相当于栅电极55、共用电极20的部分上形成正光刻胶。接着，在第二光掩模工序141中，在相当于薄膜晶体管58的部分上形成正光刻胶6，在相当于接触孔18、59的部分上形成无正光刻胶区域8，在其它部分上形成正光刻胶7。第二光掩模工序141相当于半色调曝光工序。在第三光掩模工序142中，在相当于源电极54、漏电极56、像素电极22的部分上形成正光刻胶。如图11的(IV)所示，在第四光掩模工序143中形成用以形成扫描线端子部19中接触孔24以及图像信号线端子部35(未图示)中接触孔的正光刻胶。
图5、图6表示的是本发明中使用的静电保护晶体管元件42的电路图，但并不限定于此，只要有相同的效果，不同的电路也可以。另外，图7、图8、图9、图10表示的都是本发明过程中创造的静电保护晶体管元件42的电路平面图，图中的符号17表示薄膜半导体层。
特开2000-066240号所述的发明采用图1中的缝隙式光掩模70来实施半色调曝光工序。缝隙式光掩模70由光掩模金属72和缝隙区域73构成，在缝隙区域73中紫外光的平均透过量受到限制。因此，在相当于薄膜晶体管元件沟道部分的部分上形成的正光刻胶，比通过光掩模金属72形成的正光刻胶薄。这样，能够采用一个光掩模70使薄膜半导体层10、11元件分离并形成薄膜晶体管元件的沟道部分。另外，特开2000-066240号所述的发明是按照图22所示的光掩模工序流程制造有源矩阵基板。但是，特开2000-066240号所述的发明中存在沟道长度的加工精度差、薄膜晶体管元件的特性易产生偏差的缺点。
与所述特开2000-066240号所述的发明不同，本发明在半色调曝光工序中不形成薄膜晶体管元件的沟道部分。如图11的(III)所示，在本实施例1中半导体层10、11被元件分离之后，在图11的(IV)所示的工序中形成薄膜晶体管元件58的沟道部57。因此，依据本发明，薄膜晶体管元件58的沟道部分的沟道长度几乎不变动，栅电极55、源电极54、漏电极56重叠区域的面积变动也能够控制得非常小。所以能够抑制由于薄膜晶体管元件58的特性偏差而产生不匀，能够实现稳定的大量生产。
如图11中所示，在本实施例1中，因为能够以形成扫描线和图像信号线用的两种电极的金属材料制造有源矩阵基板，所以能够降低制造成本。虽然在半色调曝光工序中加工精度上会产生变动，但即使在本实施例1的半色调曝光工序中加工精度产生了变动，也不会影响薄膜晶体管的特性；因此，即使画面尺寸成为超大型，合格率也不会降低。另外，如图11的(IV)中所示，在本实施例1中共用电极20和像素电极22由钝化膜23完全覆盖，所以还具有残留图像现象难以产生的优点。
下面说明本发明的实施例2，与实施例1相同部分的说明从略。图16、图21表示采用本实施例2的制造方法制造的横向电场方式有源矩阵基板的平面图。在实施例2中未采用图1所示的缝隙式光掩模70和实施例1中使用的半色调光掩模60。
下面说明实施例2的半色调曝光工序。图12是说明半色调曝光工序的有源矩阵基板的断面图。使用图12(I)所示的光掩模80，在比通常减少了紫外光25照射密度的不完全曝光条件下将光刻胶曝光到残留预定厚度的程度。光掩模80上有含Cr或Mo的光掩模金属82和完全透过区域85。图12的(I)中的区域26是遮断紫外光25的区域，区域27是被紫外光25曝光的区域。
然后，如图12的(II)所示，在后面所述的设有接触沟91、92、93的区域29上，可照射由相当于点扫描曝光装置的紫外光聚光透镜28而收缩成点状的紫外光25。所以，如图15的(I)所示，除去设有接触沟91、92、93的区域29的正光刻胶，形成图12的(III)及图15所示的无正光刻胶的区域32。
图12的(III)表示显影后的正光刻胶的形状。可以通过各别的装置在不完全曝光条件下进行整个面的扫描曝光的工序和由收缩为点状的紫外光进行点扫描曝光的工序，但如果采用后面所述的扫描曝光装置100、110、120、130，就能够在一个装置中实施半色调曝光工序。
另外，为了形成所述无正光刻胶的区域32，也可换用由紫外光聚光透镜28收缩为点状的紫外光照射正光刻胶，通过采用与所述光掩模80不同的其它的光掩模进行曝光，形成无正光刻胶的区域32。在这种场合，由于更换光掩模进行曝光，所以存在曝光时间变长的缺点，但对于形成许多小的接触孔的情况是适用的方法。
特别在对40英寸以上的超大型有源矩阵基板进行曝光的场合，将光掩模连接来进行半色调曝光的工序，由于不好设计光掩模的接合部而难以实现，因此只能用一个光掩模对整个基板进行曝光。另外，如果光掩模尺寸大于40英寸，则交换作业需要时间，生产率会大幅降低。通过采用设有后面所述的扫描曝光装置100、110、120、130那样的、在一个扫描曝光装置的内部用光掩模进行扫描曝光的装置和进行照射收缩为点状的紫外光的扫描曝光的装置的装置，采用各自进行全面扫描曝光和点扫描曝光的混合式曝光方式，则能够显著改善生产率的降低情况。另外，通过同时进行图12(I)所示的光掩模扫描曝光和图12的(II)所示的点扫描曝光，能够最有效地进行实施例2的半色调曝光工序。
图13、14表示的是采用所述混合式曝光方式而形成的静电保护晶体管元件42的平面图，图中的符号17表示薄膜半导体层。作为第一连接部分的接触沟91、作为第二连接部分的接触沟92均通过点扫描曝光装置形成。图16、21是通过实施例2的制造方法制造的横向电场方式有源矩阵基板的平面图。静电保护电路102是由单个或多个静电保护晶体管元件42组成的电路。作为第三连接部分的接触沟93的宽度L3比第一连接部分、第二连接部分即静电保护晶体管元件42的端子部的接触沟91、92的宽度L1、L2更大，满足公式1的关系。如果扫描线的端子部的接触电阻大，则在图像上会产生横向线条不匀，因此必须尽量降低接触电阻。
(式1)L1＝L2＝(1-x)×L3，式中，1/100≤x≤1/2图15是说明采用实施例2的混合曝光方式的半色调曝光工序的3次光掩模工序的断面图。与实施例1相同，在半色调曝光工序中不形成薄膜晶体管58的沟道部57。这样，薄膜晶体管58的沟道长度几乎不变动，因此能够抑制由于薄膜晶体管元件58的特性变动而产生的显示不匀。
在半色调曝光工序之后，如图15的(IV)所示，采用干刻蚀法除去作为电阻性接触层的半导体层11中掺磷的n+层，形成源电极54和漏电极56。
下面说明实施例2中的钝化工序。在钝化工序中在含有B2H6(乙硼烷)气体的氢气或氮气的气氛下对沟道部分57进行等离子体掺杂处理，然后如图15的(V)中所示，采用印刷法涂敷BCB(苯环丁烯)、聚苯硅氨烷等透明平坦化膜33。印刷法适合采用喷墨印刷法、曲面印刷法等，也可以采用其它的印刷法。透明平坦化膜33厚度可以为约0.2μm(2000)～约0.6μm(6000)左右。也可以替换所述透明平坦化膜33，而使用涂敷在有源矩阵基板上用作配向膜的聚酰亚胺作为平坦化膜兼取向膜。
在钝化工序中，如果不对沟道部分57的表面进行在含B2H6(乙硼烷)气体的氢气或氮气的气氛下的等离子体掺杂处理的背面沟道掺杂，则会出现不能获得长期可靠性的问题。所以在背面沟道不能进行掺杂的场合，可以采用等离子体CVD法形成约0.2μm(2000)～约0.4μm(4000)左右的氮化硅膜，然后再次涂敷正光刻胶，仅在扫描线端子部19和静电保护晶体管元件42的端子部上进行点扫描曝光，显影后用干蚀法形成接触沟。
图4是说明实施例2的横向电场方式液晶显示装置的制造方法中光掩模工序的工序图。首先，在第一光掩模工序150中在相当于栅电极55、共用电极20的部分上形成正光刻胶。接着，如图15(I)所示，在第二光掩模工序151中在相当于薄膜晶体管元件58的部分上形成正光刻胶6，在相当于接触沟91、92、93的部分上形成无正光刻胶的区域32，在其它部分上形成正光刻胶30。第二光掩模工序151相当于半色调曝光工序。在第三光掩模工序152中在相当于源电极54、漏电极56、像素电极22的部分上形成正光刻胶。在钝化工序153中对薄膜晶体管元件58的背面沟道部分用B2H6进行等离子体掺杂处理，并采用喷墨涂敷法或曲面印刷法涂敷BCB、聚苯硅氨烷或有机平坦化膜。
依据实施例2，有源矩阵基板能够仅用3次光掩模工序制造，能大幅减少工序。
下面说明实施例3。图17表示扫描曝光装置100的平面图。扫描曝光装置100是支撑玻璃基板的支承台37沿X、Y方向运动、而光掩模基板36仅在Y轴方向移动的多透镜方式扫描曝光装置。作为扫描曝光装置100的点扫描曝光光学系统的部分曝光用光学模块40被固定，它能够采用光掩模扫描曝光装置通过光掩模基板36进行全面扫描曝光之后，用点扫描曝光装置通过部分曝光用光学模块40进行扫描曝光。
图18表示扫描曝光装置110的平面图。扫描曝光装置100设有相当于点扫描曝光光学系统的、可沿X轴方向移动的部分曝光用光学模块41，在用光掩模基板36沿Y轴方向进行全面扫描曝光中，能够通过部分曝光用光学模块41沿Y轴方向进行扫描曝光，在通过光掩模扫描曝光装置用光掩模基板36进行全面扫描曝光结束之后，通过点扫描曝光装置用部分曝光用光学模块41沿X轴方向进行扫描曝光。
在制作60英寸大小的有源矩阵方式液晶显示装置的场合，会发生石英光掩模基板因自重而弯曲的问题，为了解决自重弯曲，提出了将石英光掩模基板垂直配置的方法，但在玻璃基板非常大的情况下，由于支承台的重量也增大，因此难以使支承台平滑地移动。
图23是表示扫描曝光装置120的断面图。扫描曝光装置120在石英光掩模基板36中有紫外光源43的一侧上设有非接触式伯努利吸盘45，在石英光掩模基板36中设有测定配置有非接触式伯努利吸盘45一侧的面上的位移的红色激光位移计44。因此，扫描曝光装置120能一边基于激光位移计44测定的位移，校正因石英光掩模基板36的自重产生的弯曲，一边进行曝光。另外，图24是表示扫描曝光装置130的断面图。扫描曝光装置130通过使石英基板76与石英光掩模基板36对置，在石英光掩模基板36与石英基板76之间形成密闭空间，并控制由压力传感器51测定的密闭空间的气压，就能够一边校正因石英光掩模基板36的自重产生的弯曲，一边进行曝光。所以，采用扫描曝光装置120、130，即使对于60英寸大小的石英光掩模基板，也可以不用为抑制弯曲而增加石英光掩模基板的厚度，因此能够降低石英光掩模基板的成本。另外，制造光掩模基板的工序也非常简单，因此也能够降低石英光掩模基板的成本。
如图23、24所示，点扫描曝光的部分曝光用光学模块50设在扫描曝光装置120、130上，中间不隔着石英光掩模基板36。部分曝光用光学模块50相当于点扫描曝光光学系统，它配置在光掩模基板36与玻璃基板49之间，采用光纤传送紫外光。另外，为了能调整曝光宽度而构成。另外，如图23、图24所示，为了防止异物附着在光掩模基板36上，设有胶片46。
采用光掩模扫描曝光装置，通过石英光掩模基板36在正光刻胶48留下预定厚度的不完全曝光条件下全面扫描曝光之后，采用点扫描曝光装置，用部分曝光用模块50进行点扫描曝光，能够提高良品率。在采用光掩模的不完全曝光条件下分辨率要求为3μm左右～10μm左右，但在点扫描曝光中分辨率为100μm左右。所以在灰尘附着在玻璃基板49上之前进行对分辨率要求高的不完全曝光条件下的光掩模扫描曝光，能够提高合格率。
校正因光掩模基板36的自重引起的弯曲必须采用激光位移计及数字式差压计在水平面上下约±15μm的精度下，进行动态校正。必须根据投影透镜47的焦点深度和所要求的分辨率，适当改变校正精度。作为激光位移计例如可以采用图23所示的红色激光位移计44，也可以采用其它的激光位移计。
图19是实施例3使用的半色调曝光工序中反馈控制的流程图。在本实施例的反馈控制中首先在步骤S1中涂敷约1.5～2.0μm的正光刻胶。在步骤S4中测量显影后的半色调曝光区域的正光刻胶膜厚，在步骤S7中反馈控制曝光量，使其膜厚例如在0.4μm(4000)～0.6μm(6000)左右的范围内。在膜厚显著偏离此范围的情况下，必须进行返修。
为了尽可能形成再现性好、均匀的半色调曝光区域，可进行全数检查，检查方法可以采用作为膜厚测量手段的激光高差计及激光干涉计，而本实施例中采用的是用白色干涉计68精确测量正光刻胶台阶高差的方法。测量原理图如图20所示。在使用白色干涉计68的场合，由于能够以非接触方式在一次测量中同时测定第一厚度的正光刻胶、第二厚度的正光刻胶和无正光刻胶区域的台阶高差，因此能够减少测量时间。
图20的白色干涉计68的原理简单，系统也简单，具有约1nm(10)的测定精度，它是同时测量多点的系统，测定系统的价格也非常便宜。另外，测量时间也短，所以对于在线检查是最适当的。如果以白色干涉计68的台阶高差测量数据为基础控制不完全曝光条件，就能够形成没有偏差、再现性好的半色调曝光工序。
实施例3中在扫描曝光装置100、110内采用的是多透镜方式的投影光学系统39，但即使是采用镜面反射光学系统的扫描曝光装置本发明也适用。
通过采用基于由本发明的扫描曝光装置100、110、120、130和白色干涉计68测量的正光刻胶的台阶高差测量数据的反馈系统实施半色调曝光工序，能够实施再现性好的半色调曝光工序，提高合格率。另外，通过组合采用光掩模36的不完全曝光的全面扫描曝光装置和点扫描曝光装置，能够定出与传统的半色调曝光工序完全不同的半色调曝光工序，能够大幅度地减少薄膜晶体管元件特性的偏差。通过采用本发明的方法，能够采用廉价的光掩模高合格率地制造廉价的有源矩阵性元件。
权利要求
1.一种横向电场方式液晶显示装置的制造方法，该装置中设有至少其中之一透明的一对基板以及夹在该基板之间的液晶组成物层，在与所述基板中的任何一个基板的面对所述液晶组成物层的面上设有在行方向上配置的、由扫描线驱动用外部电路经由扫描线端子部驱动的的多根扫描线，在列方向上配置的多根图像信号线，在每个像素处配置的像素电极，与该像素电极成对的共用电极，以及连接在该像素电极、所述扫描线与所述图像信号线上的薄膜晶体管元件；其特征在于设有半色调曝光工序，在该工序中通过使涂敷在所述基板上的光刻胶曝光、在相当于所述基板上的半导体层中所述薄膜晶体管元件的部分上形成预定厚度的第一厚度正光刻胶，在相当于用以形成连接所述半导体层中所述共用电极与所述扫描线的第一静电保护晶体管元件的第一连接部分、用以形成连接所述共用电极与所述图像信号线的第二静电保护晶体管元件的第二连接部分以及作为所述扫描线驱动用外部电路和所述扫描线端子部之间的连接部分的第三连接部分的部分上形成无正光刻胶的区域，并在所述半导体层中的所述第一厚度正光刻胶与无所述正光刻胶区域以外的部分上形成比所述第一厚度正光刻胶薄的第二厚度的正光刻胶。
2.如权利要求1所述的横向电场方式液晶显示装置的制造方法，其特征在于所述半色调曝光工序采用有完全透过区域、半透过区域和完全遮断区域的半色调光掩模，而且在相当于所述半导体层中所述薄膜晶体管元件的部分上用所述半色调光掩模的完全遮断区域形成所述第一厚度的正光刻胶；在相当于所述半导体层中所述第一连接部分、所述第二连接部分以及所述第三连接部分的部分上，用所述半色调光掩模的完全透过区域进行曝光而形成无正光刻胶的区域；在所述半导体层中所述第一厚度正光刻胶与所述无正光刻胶区域以外的部分上，用所述半色调光掩模的半透过区域形成所述第二厚度的正光刻胶。
3.如权利要求1所述的横向电场方式液晶显示装置制造方法，其特征在于所述半色调曝光工序通过采用有完全透过区域和完全遮断区域的光掩模在将紫外光照射能量密度减少到不露出所述半导体层的不完全曝光条件下曝光，在相当于所述半导体层中所述薄膜晶体管元件的部分上，用所述光掩模的完全遮断区域形成所述第一厚度的正光刻胶；在所述半导体层中余下的部分上，用所述光掩模的完全透过区域形成所述第二厚度的正光刻胶后，在相当于所述半导体层中所述第一连接部分、所述第二连接部分以及所述第三连接部分的部分上，采用与所述光掩模不同的其它光掩模进行曝光或者通过照射收缩成点状的紫外光形成无正光刻胶的区域。
4.如权利要求1所述的横向电场方式液晶显示装置的制造方法，其特征在于所述半色调曝光工序采用具有完全透过区域和完全遮断区域的光掩模，在将紫外光照射能量密度减少到不露出所述半导体层的不完全曝光条件下曝光，在相当于所述半导体层中所述薄膜晶体管元件的部分上，用所述光掩模的完全遮断区域形成所述第一厚度的正光刻胶；在所述半导体层中余下的部分上，用所述光掩模的完全透过区域形成所述第二厚度的正光刻胶；并且，在相当于所述半导体层中所述第一连接部分、所述第二连接部分以及所述第三连接部分的部分上通过照射收缩成点状的紫外光形成无正光刻胶的区域。
5.用权利要求1所述的制造方法制造的横向电场方式液晶显示装置。
6.用权利要求1所述的制造方法制造的横向电场方式液晶显示装置，其中所述第一连接部分和所述第二连接部分的宽度比所述第三连接部分的窄1/2～1/100左右。
7.权利要求1所述的横向电场方式液晶显示装置的制造方法中使用的扫描曝光装置，其中设有测量所述半色调曝光工序中形成的第二厚度的正光刻胶膜厚的膜厚测量装置；根据由所述膜厚测量装置测量的第二厚度的正光刻胶膜厚来反馈控制曝光量。
8.权利要求1所述的横向电场方式液晶显示装置的制造方法中使用的扫描曝光装置，其中设有测量所述半色调曝光工序中形成的第二厚度的正光刻胶与第一厚度的正光刻胶的台阶高差或者第二厚度的正光刻胶与无正光刻胶区域的台阶高差的白色干涉计；根据所述白色干涉计测量的台阶高差来反馈控制曝光量。
9.一种扫描曝光装置，在设有至少其中之一透明的一对基板、夹在该基板之间的液晶组成物层的液晶显示装置的制造中，该装置用具有所要求的遮光图案的石英光掩模基板对涂敷在所述一对基板中的一个基板上的光刻胶进行扫描曝光，其特征在于设有用以抑制所述石英光掩模基板在水平配置时因自重引起的弯曲、在所述石英光掩模基板面中紫外光入射一侧的面上配置的非接触式伯努利吸盘，以及测定所述石英光掩模基板中配置有所述非接触式伯努利吸盘一侧的面上的位移的激光位移计；一边基于所述激光位移计测定的位移准确地控制所述石英光掩模基板的位置，一边进行曝光。
10.一种采用权利要求9所述的扫描曝光装置制造的横向电场方式液晶显示装置。
11.一种扫描曝光装置，在设有至少其中之一透明的一对基板、夹在该基板之间的液晶组成物层的液晶显示装置的制造中，该装置用具有所要求的遮光图案的石英光掩模基板对涂敷在所述一对基板中的一个基板上的光刻胶进行扫描曝光，其特征在于设有与所述石英光掩模基板对置的、在其与该石英光掩模基板之间形成密闭空间的石英基板，以及测定所述密闭空间气压的压力传感器；一边通过准确控制该密闭空间与大气压的差使所述密闭空间的气压低于大气压，校正因所述石英光掩模基板的自重引起的弯曲，一边进行曝光。
12.一种采用权利要求11所述的扫描曝光装置制造的横向电场方式液晶显示装置。
13.一种扫描曝光装置，在设有至少其中之一透明的一对基板、夹在该基板之间的液晶组成物层的液晶显示装置的制造中，该装置用具有所要求的遮光图案的光掩模对涂敷在所述一对基板中的一个基板上的光刻胶进行扫描曝光，其特征在于设有支撑所述基板的支承台，一边使所述光掩模与所述支承台连动、以相同速度在同轴方向移动，一边对所述光刻胶加以扫描曝光的光掩模扫描曝光装置，以及不用所述光掩模而直接以0.1mm～0.5mm左右宽度的紫外光进行扫描曝光的点扫描曝光装置；能够同时采用所述光掩模扫描曝光装置和所述点扫描曝光装置对所述光刻胶进行曝光。
14.一种用权利要求13所述的扫描曝光装置制造的横向电场方式液晶显示装置。
15.如权利要求13所述的扫描曝光装置，其特征在于所述光掩模扫描曝光装置在将紫外光照射能量密度减少到所述光刻胶残留预定厚度的不完全曝光条件下，对所述光刻胶的整个面进行曝光，所述点扫描曝光装置用所述点扫描曝光光学系统以收缩成点状的紫外光对所述光刻胶进行扫描曝光；在所述光掩模扫描曝光装置进行扫描曝光后、由所述点扫描曝光装置进行扫描曝光，或者在由所述光掩模扫描曝光装置沿第一方向的扫描曝光中、由所述点扫描曝光装置对第一方向进行扫描曝光，在所述光掩模扫描曝光装置进行全面的扫描曝光结束后、由所述点扫描曝光装置对与所述第一轴方向垂直的第二方向进行扫描曝光。
16.一种横向电场方式液晶显示装置的制造方法，该装置中设有至少其中之一透明的一对基板以及夹在该基板之间的液晶组成物层，在与所述基板中的任何一个基板的面对所述液晶组成物层的面上设有在行方向上配置的、由扫描线驱动用外部电路经由扫描线端子部驱动的的多根扫描线，在列方向上配置的多根图像信号线，在每个像素处配置的像素电极，与该像素电极成对的共用电极，以及连接在该像素电极、所述扫描线与所述图像信号线上的薄膜晶体管元件；其特征在于包括在相当于所述薄膜晶体管元件的栅电极与所述共用电极的部分上形成正光刻胶的第一光掩模工序；在相当于所述薄膜晶体管元件的部分上形成正光刻胶，在相当于用以形成连接所述共用电极与所述扫描线的第一静电保护晶体管元件的第一连接部分、用以形成连接所述共用电极与所述图像信号线的第二静电保护晶体管元件的第二连接部分以及作为所述扫描线驱动用外部电路与所述扫描线端子部的连接部分的第三连接部分的部分上形成无正光刻胶的区域的第二光掩模工序；在相当于所述薄膜晶体管元件的源电极、漏电极及所述像素电极的部分上形成正光刻胶的第三光掩模工序；以及用以形成所述扫描线端子部的接触孔与图像信号线端子部的接触孔的正光刻胶的第四光掩模工序。
17.一种横向电场方式液晶显示装置的制造方法，该装置中设有至少其中之一透明的一对基板以及夹在该基板之间的液晶组成物层，在与所述基板中的任何一个基板的面对所述液晶组成物层的面上设有在行方向上配置的、由扫描线驱动用外部电路经由扫描线端子部驱动的的多根扫描线，在列方向上配置的多根图像信号线，在每个像素处配置的像素电极，与该像素电极成对的共用电极，以及连接在该像素电极、所述扫描线与所述图像信号线上的薄膜晶体管元件；其特征在于包括在相当于所述薄膜晶体管元件的栅电极与所述共用电极的部分上形成正光刻胶的第一光掩模工序；在相当于所述薄膜晶体管元件的部分上形成正光刻胶，在相当于用以形成连接所述共用电极与所述扫描线的第一静电保护晶体管元件的第一连接部分、用以形成连接所述共用电极与所述图像信号线的第二静电保护晶体管元件的第二连接部分以及作为所述扫描线驱动用外部电路与所述扫描线端子部的连接部分的第三连接部分的部分上形成无正光刻胶区域的第二光掩模工序；在相当于所述薄膜晶体管元件的源电极、漏电极及所述像素电极的部分上形成正光刻胶的第三光掩模工序；以及对所述薄膜晶体管元件的背面沟道部分用B2H6进行等离子体掺杂处理，并采用喷墨涂敷法或曲面印刷法涂敷BCB、聚苯硅氨烷或有机平坦化膜的钝化工序。
全文摘要
本发明的目的在于提供能以低成本、高合格率制造的超大型、超广视角的横向电场方式液晶显示装置、其制造方法以及扫描曝光装置。形成薄膜晶体管元件58的部分，由于半色调光掩模60的完全遮断区域而不会受到紫外光照射，形成具有预定厚度的第一厚度的光刻胶6。另外，在设有经由接合电极21将扫描线驱动用外部电路和扫描线端子部19连接的第三连接部分即接触孔59的区域上，由于紫外光完全透过半色调光掩模60的完全透过区域65而形成无正光刻胶的区域8，在其余的区域上形成第二厚度的正光刻胶7。
文档编号H01L21/336GK1470927SQ0314578
公开日2004年1月28日 申请日期2003年6月30日 优先权日2002年7月1日
发明者广田直人 申请人:大林精工株式会社