CN110797302B - 有源矩阵基板的制造方法及有源矩阵基板 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种可以在不降低像素的开口率的情况下进行修复处理的有源矩阵基板的制造方法。本发明的有源矩阵基板的制造方法，包括：工序(A)，在多个像素的每一个上形成薄膜晶体管元件、第一绝缘膜、经由至少设置在第一绝缘膜上的接触孔而与薄膜晶体管元件的漏极连接的像素电极、第二绝缘膜、在接触孔的外部经由第二绝缘膜而与像素电极重叠的公共电极；工序(B)，检测包括在多个像素中的短路像素；工序(C)，在短路像素的接触孔的内部中，去除像素电极，像素电极和漏极绝缘；工序(D)，在短路像素的接触孔的外部中，形成贯通第二绝缘膜的贯通口，经由贯通口而像素电极和公共电极连接。

Description

有源矩阵基板的制造方法及有源矩阵基板
技术领域
本发明涉及一种有源矩阵基板的制造方法及有源矩阵基板。
背景技术
具有薄膜晶体管元件的有源矩阵基板作为液晶显示装置、有机电致发光显示装置等的显示装置的构成构件而广泛被应用(例如，参照专利文献1至3)。薄膜晶体管元件作为开关元件的功能，具体地，构成为，在扫描信号提供给栅极的时刻，提供给源极的图像信号依次经由半导体层和漏极提供给像素电极。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：特开2010-145667号公报
专利文献2：特开2007-52128号公报
专利文献3：特开2000-171826号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
在这种有源矩阵基板中，在制造工序中可能发生源极和漏极的短路、栅极和漏极的短路等缺陷。因此，可能产生通过薄膜晶体管元件不能适当地控制向像素电极提供图像信号(施加电压)的短路像素(像素缺陷)。例如，在边缘场切换(FFS，Fringe FieldSwitching)模式的液晶显示装置用的有源矩阵基板中，由于设置薄膜晶体管元件、像素电极和公共电极等许多构件而形成复杂结构，所以容易发生短路像素。在FFS模式这种常黑型液晶显示装置中，这种短路像素在黑显示状态下，视觉辨认为与正常像素相比亮度高的亮点像素，并且显示质量明显降低。
另一方面，为了修正这种亮点像素(短路像素)，例如，进行将亮点像素改变为黑点像素而使其不明显的修复处理。在修复处理中，通常，通过照射例如激光来切割薄膜晶体管元件的漏极，使像素电极和漏极绝缘，即，不提供图像信号给像素电极。此外，在修复处理中，为了使像素电极的电位稳定而可靠地进行黑点像素化，还进行将连接到公共电极的公共布线布线到像素内而与漏极连接。
然而，由于近年来强烈要求高清晰度，因此传统的修复处理存在以下问题(a)和(b)。例如，上述专利文献1～3中记载的发明也在相同点上存在改进的空间。(a)难以将修复处理用的共用配线布线到像素内，且难以进行修复处理。(b)即使将修复处理用的共用配线布线到像素内，像素的开口率降低，结果，显示装置的显示质量降低。
本发明是鉴于上述现状而完成的，其目的在于，提供一种可以在不降低像素的开口率的情况下进行修复处理的有源矩阵基板的制造方法和被制造的有源矩阵基板。
用于解决技术问题的技术方案
本发明一实施方式的有源矩阵基板的制造方法，包括：工序(A)，在上述多个像素的每一个上形成薄膜晶体管元件、第一绝缘膜、经由至少设置在所述第一绝缘膜上的接触孔而与所述薄膜晶体管元件的漏极连接的像素电极、第二绝缘膜、在所述接触孔的外部经由所述第二绝缘膜而与所述像素电极重叠的公共电极；工序(B)，检测包括在所述多个像素中的短路像素；工序(C)，在所述短路像素的所述接触孔的内部中，去除所述像素电极，所述像素电极和所述漏极绝缘；工序(D)，在所述短路像素的所述接触孔的外部中，形成贯通所述第二绝缘膜的贯通口，经由所述贯通口而所述像素电极和所述公共电极连接。
(2)本发明的一实施方式的某个方式的有源矩阵基板的制造方法，在上述(1)的构成的基础上，所述述工序(C)中，通过照射激光去除所述像素电极。
(3)本发明的一实施方式的某个方式的有源矩阵基板的制造方法，在上述(2)的构成的基础上，在所述工序(C)中照射的激光的波长为紫外线的波长以下。
(4)本发明的一实施方式的某个方式的有源矩阵基板的制造方法，在上述(1)～(3)任意一个的构成的基础上，在所述工序(D)中，通过照射激光形成所述贯通口，并且所述像素电极和所述公共电极熔化连接工序。
(5)本发明的一实施方式的某个方式的有源矩阵基板的制造方法，在上述(1)～(3)任意一个的构成的基础上，在所述工序(D)中，通过照射激光形成所述贯通口之后，使金属材料沉积在所述贯通口的内部而形成金属层，经由所述金属层而连接所述像素电极和所述公共电极。
(6)本发明的一实施方式的某个方式的有源矩阵基板的制造方法，在上述(1)～(5)任意一个的构成的基础上，所述有源矩阵基板是FFS模式的液晶显示装置用的有源矩阵基板。
(7)本发明的另一实施方式的有源矩阵基板构成为，在第一像素和第二像素上包括：薄膜晶体管元件；第一绝缘膜；像素电极；第二绝缘膜；公共电极，在所述第一像素中，所述像素电极和所述薄膜晶体管元件的漏极经由至少设置在所述第一绝缘膜的第一接触孔连接，且所述像素电极和所述公共电极在所述第一接触孔的外部经由所述第二绝缘膜重叠，在所述第二像素中，所述像素电极和所述薄膜晶体管元件的漏极在至少设置在所述第一绝缘膜的第二接触孔的内部分离，且所述像素电极和所述公共电极在所述第二接触孔的外部经由设置在所述第二绝缘膜的贯通口连接。
有益效果
根据本发明，可以提供一种可以在不降低像素的开口率的情况下进行修复处理的有源矩阵基板的制造方法和被制造的有源矩阵基板。
附图说明
图1是表示第一实施方式的有源矩阵基板的制造工序的、形成构成构件后的状态的平面示意图。
图2是表示与图1中的线段A1-A2对应的部分的截面示意图。
图3是表示对图2中的结构物进行第一修复处理之后的状态的截面示意图。
图4是表示对对于图3中的结构物进行第二修复处理之后的状态的截面示意图。
图5是表示对图3中的结构物进行第二修复处理之后的状态下，与图4不同状态的截面示意图。
图6是表示第二实施方式的有源矩阵基板的制造工序的、形成构成构件后的状态的平面示意图。
图7是表示与图6中的线段B1-B2对应的部分的截面示意图。
图8是表示对图7中的结构物进行第一修复处理之后的状态的截面示意图。
图9是表示对图8中的结构物进行第二修复处理之后的状态的截面示意图。
图10是表示对图8中的结构物进行第二修复处理之后的状态下，与图9不同状态的截面示意图。
具体实施方式
虽然揭示以下实施方式，参照附图对本发明进行更详细的说明，但是本发明不仅限定于这些实施方式。此外，各实施方式的构成，在不脱离本发明主旨的范围内可以适当进行组合，也可以变更。
本说明书中，“X～Y”表示“X以上，Y以下”。
〔第一实施方式〕
以下说明第一实施方式的有源矩阵基板的制造方法以及被制造的有源矩阵基板。在第一实施方式中，例示了制造FFS模式的液晶显示装置用的有源矩阵基板的情况。
有源矩阵基板的构成构件的形成
图1是表示第一实施方式的有源矩阵基板的制造工序的、形成构成构件后的状态的平面示意图。图2是表示与图1中的线段A1-A2对应的部分的截面示意图。如图1、图2所示，在支撑基板2上形成栅极配线10、源极配线20、薄膜晶体管元件30、第一绝缘膜40、像素电极50、第二绝缘膜60、公共电极70和第三绝缘膜80。这些构件可以由传统公知的方法形成。
栅极配线10和源极配线20以彼此交叉的方式形成，且由两者区划的多个像素按矩阵状排列。薄膜晶体管元件30、第一绝缘膜40、像素电极50、第二绝缘膜60、公共电极70和第三绝缘膜80形成在多个像素的每一个上。第一绝缘膜40、第二绝缘膜60、公共电极70和第三绝缘膜80共用(一体化)而形成在多个像素上。另外，在图1中，多个像素中，着眼于第一像素P1以及第二像素P2而图示。此外，在图2中，图示了着眼于第二像素P2的截面，但是，在第一像素P1中也形成同样的截面结构。
薄膜晶体管元件30包括栅极31、栅极绝缘膜32、半导体层33、源极34和漏极35。栅极31以在支撑基板2的表面上，与栅极配线10连接的方式形成。由此，扫描信号经由栅极配线10提供给栅极31。栅极绝缘膜32以覆盖栅极配线10(栅极31)的方式形成。半导体层33形成在与栅极绝缘膜32的支撑基板2相反侧的表面上。源极34以覆盖半导体层33的一端而连接，且与栅极配线20连接的方式形成。由此，图像信号经由源极配线20提供给源极34。漏极35以覆盖半导体层33的另一端而连接的方式形成。
第一绝缘膜40以覆盖薄膜晶体管元件30的方式形成。第三绝缘膜80形成在与第一极绝缘膜40的薄膜晶体管元件30相反侧的表面上。公共电极70形成在与第三绝缘膜80的第一绝缘膜40相反侧的表面上。第二绝缘膜60以覆盖公共电极70以及第三绝缘膜80的方式形成。在第一绝缘膜40以及第二绝缘膜60上设置有接触孔3，像素电极50以经由接触孔3而与漏极35连接的方式形成。像素电极50和公共电极70以在接触孔3的外部经由第二绝缘膜60重叠的方式形成。在扫描信号被提供给栅极31的时刻，图像信号依次经由源极34、半导体层33以及漏极35被提供给像素电极50。向公共电极70提供参考信号，所述参考信号是在多个像素共用，相对于图像信号成为参考。
作为支撑基板2，可以例举，例如玻璃基板、塑料基板等透明基板。
作为栅极配线10、源极配线20、栅极31、源极34和漏极35的材料，可以例举，例如，铝、铜、钛、钼、铬和这些的合金等金属材料。
作为栅极绝缘膜32的材料可以例举，例如，氧化硅、氮化硅等无机材料。
作为半导体层33的材料可以例举，例如，非晶硅、多晶硅、氧化物半导体等。其中，从低功耗以及高速驱动的观点来看，优选氧化物半导体。根据氧化物半导体，由于截止漏电电流(薄膜晶体管元件30处于截止状态时的漏电电流)少，可以实现低功耗，且导通电流(薄膜晶体管元件30处于导通状态时的电流)多，可以实现高速驱动。作为氧化物半导体，可以例举，例如，由铟、镓、锌以及氧构成的化合物，由铟、锡、锌以及氧构成的化合物等。
作为第一绝缘膜40以及第二绝缘膜60的材料可以例举，例如，氧化硅、氮化硅等无机材料。
作为第三绝缘膜80的材料可以例举，例如，丙烯酸树脂类的感光性树脂等有机材料。
作为像素电极50以及公共电极70的材料可以例举，例如氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)等透明导电材料。
短路像素的检测
检测包括在多个像素中的短路像素。本说明书中，短路像素是指由源极和漏极的短路、栅极和漏极的短路、半导体层的不良、源极配线和漏极的短路、栅极配线和漏极的短路等缺陷引起的，薄膜晶体管元件不能适当地控制图像信号(施加电压)到像素电极的像素。第一实施方式例示了第一像素P1是正常像素，第二像素P2是短路像素的情况。
短路像素可以通过市售的缺陷检查装置，例如阵列测试器等来检测。
第一修复处理
图3是表示对图2中的结构物进行第一修复处理之后的状态的截面示意图。作为第一修复处理，如图3所示，在作为短路像素的第二像素P2的接触孔3内部中，去除像素电极50，使像素电极50和漏极35绝缘。结果，可以防止图像信号经由漏极35提供给像素电极50。
在第一修复处理中，也可以通过照射激光来去除像素电极50，例如，也可以使用激光修复技术。在这种情况下，优选被照射的激光的波长在紫外光的波长以下(例如，400nm以下)。通过照射具有这种波长的激光，可以在抑制对下层(例如，漏极35)的损害，同时去除像素电极50。此外，基本上，若照射长波长段(例如，532nm、1064nm)的激光，则产生照射对象的构成分子的振动导致的热量，利用该热能而去除照射对象。另一方面，若照射短波长段(例如，266nm、355nm)的激光，则切断照射对象的构成分子间的结合，去除照射对象。因此，根据紫外线的波长以下的这种短波长带的激光，由于去除像素电极50时难以伴随加热，因此，第一修复处理后的成品变得良好。
第二修复处理
作为第二修复处理，在作为短路像素的第二像素P2的接触孔3外部中，形成贯通第二绝缘膜60的贯通口4，经由贯通口4而使像素电极50和漏极70连接。结果，像素电极50的电位稳定(像素电极50成为与公共电极70相同的电位)，通过与第一修复处理合并而进行，可靠地进行第二像素P2的黑点像素化。
图4是表示对图3中的结构物进行第二修复处理之后的状态的截面示意图。在第二修复处理中，如图4所示，也可以通过照射激光，形成贯通口4的同时，使像素电极50和公共电极70熔化连接。在这种情况下，通过照射激光，形成贯通像素电极50、第二绝缘膜60以及公共电极70的贯通口4的同时，贯通口4的壁表面由熔化的像素电极50和/或公共电极70(图4中的像素电极50)覆盖，结果，使像素电极50和公共电极70连接。
图5是表示对图3中的结构物进行第二修复处理之后的状态下，与图4不同状态的截面示意图。在第二修复处理中，如图5所示，也可以通过照射激光形成贯通口4后，在贯通口4的内部层叠金属材料而形成金属层5，经由金属层5使像素电极50和公共电极70连接。
作为构成金属层5的金属材料，可以例举，例如钨、钼、铝、银、铜、这些的合金等。使用这种金属材料时，为了防止发生腐蚀，最好考虑像素电极50和公共电极70的材料的相容性。
形成如图4、图5所示的贯通口4时，由于像素电极50、第二绝缘膜60以及公共电极70的厚度比较小，耐压性比较低，优选照射的激光的功率低，具体地，优选照射的激光的波长为200～1100nm。
在第一实施方式中，说明了在进行第一修复处理之后进行第二修复处理的情况，但是，也可以在进行第二修复处理之后进行第一修复处理，也可以同时进行第一修复处理和第二修复处理。
如上所述，通过第一修复处理和第二修复处理，对作为短路像素的第二像素P2进行黑点像素化。此时，与传统不同，无需将修复处理用的公共布线引导到像素内。因此，如第一实施方式所示，即使在FFS模式的液晶显示装置用的有源矩阵基板(复杂结构)需要高清晰度时，也可以在不降低像素的开口率而进行修复处理。此外，在进行这样的修复处理时，例如，可以使用制造液晶显示装置时传统使用的装置(例如，激光装置)，由于能够实现与传统的修复处理比较进一步缩短，因此，可以有助于提高制造效率(例如，降低成本)。
第一修复处理和第二修复处理引起的黑点像素化对作为短路像素的第二像素P2上进行，但是，不对作为正常像素的第一像素P1进行。其结果，制造多个像素按矩阵状排列的有源矩阵基板1，所述多个像素包括具有如图2所示这样的截面结构的第一像素P1、和具有如图4或图5所示这样的截面结构的第二像素P2。
有源矩阵基板1在第一像素P1以及第二像素P2上包括薄膜晶体管元件30、第一绝缘膜40、像素电极50、第二绝缘膜60、公共电极70和第三绝缘膜80。由于有源矩阵基板1具有薄膜晶体管元件30，因此，也称为薄膜晶体管阵列基板。
如图2所示，在第一像素P1中，像素电极50和漏极35经由设置在第一绝缘膜40和第二绝缘膜60上的接触孔3连接，且像素电极50和公共电极70经由第二绝缘膜60在接触孔3外部重叠。
如图4或图5所示，在第二像素P2中，像素电极50和漏极35通过设置在第一绝缘膜40和第二绝缘膜60上的接触孔3分离，且像素电极50和公共电极70经由设置在第二绝缘膜60的贯通口在接触孔3外部连接。
〔第二实施方式〕
第二实施方式制造层叠结构不同的有源矩阵基板以外，由于与第一实施方式同样，省略说明重复的点。
有源矩阵基板的构成构件的形成
图6是表示第二实施方式的有源矩阵基板的制造工序的、形成构成构件后的状态的平面示意图。图7是表示与图6中的线段B1-B2对应的部分的截面示意图。如图6、图7所示，在支撑基板2上形成栅极配线10、源极配线20、薄膜晶体管元件30、第一绝缘膜40、像素电极50、第二绝缘膜60、公共电极70、第三绝缘膜80和像素电极配线90。这些构件可以由传统公知的方法形成。此处，源极配线20形成在像素电极布线90的下层，且被图6中的像素电极布线90隐藏。
薄膜晶体管元件30、第一绝缘膜40、像素电极50、第二绝缘膜60、公共电极70、第三绝缘膜80和像素电极配线90形成在多个像素的每一个上。另外，在图6中，多个像素中，着眼于第一像素P1以及第二像素P2而图示。此外，在图7中，图示了着眼于第二像素P2的截面，但是，在第一像素P1中也形成同样的截面结构。
在第一绝缘膜40以及第三绝缘膜80上设置有接触孔3，像素电极50以经由接触孔3而与漏极35连接的方式形成。第二绝缘膜60以覆盖像素电极50以及第三绝缘膜80的方式形成。公共电极70形成在与第三绝缘膜60的像素电极50相反侧的表面上。像素电极50和公共电极70以经由第二绝缘膜60(一部分中的像素电极配线90)在接触孔3的外部重叠的方式形成。
作为像素电极配线90的材料，可以例举，例如，铝、铜、钛、钼、铬和这些的合金等金属材料。
短路像素的检测
检测包括在多个像素中的短路像素。第二实施方式例示了第一像素P1是正常像素，第二像素P2是短路像素的情况。
第一修复处理
图8是表示对图7中的结构物进行第一修复处理之后的状态的截面示意图。作为第一修复处理，如图8所示，在作为短路像素的第二像素P2的接触孔3内部中，去除像素电极50以及第二绝缘膜60，使像素电极50和漏极35绝缘。结果，可以防止图像信号经由漏极35提供给像素电极50。
在第一修复处理中，可以通过照射激光来去除像素电极50以及第二绝缘膜60，例如，可以使用激光修复技术。
在第一修复处理中，在接触孔3的内部中，在像素电极50的基础上去除第二绝缘膜60，但是，第二绝缘膜60也可以在该形成步骤中，在接触孔3的内部中预先被去除。此外，为了有效地去除像素电极50，优选在接触孔3的内部中未形成公共电极70。
第二修复处理
作为第二修复处理，在作为短路像素的第二像素P2的接触孔3外部中，形成贯通第二绝缘膜60的贯通口4，经由贯通口4而使像素电极50和漏极70连接。结果，像素电极50的电位稳定(像素电极50成为与公共电极70相同的电位)，通过与第一修复处理合并而进行，可靠地进行第二像素P2的黑点像素化。
图9是表示对图8中的结构物进行第二修复处理之后的状态的截面示意图。在第二修复处理中，如图9所示，也可以通过照射激光，形成贯通口4的同时，使像素电极50和公共电极70熔化连接。
图10是表示对图8中的结构物进行第二修复处理之后的状态下，与图9不同状态的截面示意图。在第二修复处理中，如图10示，也可以通过照射激光形成贯通口4后，在贯通口4的内部层叠金属材料而形成金属层5，经由金属层5使像素电极50和公共电极70连接。
第一修复处理和第二修复处理引起的黑点像素化对作为短路像素的第二像素P2进行，但是，不对作为正常像素的第一像素P1进行。其结果，制造包括具有图7所示这样的截面结构的第一像素P1和具有如图9或图10所示这样的截面结构的第二像素P2的多个像素按矩阵状排列的有源矩阵基板1。
有源矩阵基板1在第一像素P1以及第二像素P2上包括薄膜晶体管元件30、第一绝缘膜40、像素电极50、第二绝缘膜60、公共电极70、第三绝缘膜80和像素电极配线90。
如图7所示，在第一像素P1中，像素电极50和漏极35经由设置在第一绝缘膜40和第三绝缘膜80上的接触孔3连接，且像素电极50和公共电极70经由第二绝缘膜60(一部分为像素电极配线90)在接触孔3的外部重叠。
如图9或图10所示，在第二像素P2中，像素电极50和漏极35在设置在第一绝缘膜40和第三绝缘膜80上的接触孔3的内部分离，且像素电极50和公共电极70经由设置在第二绝缘膜60的贯通口4在接触孔3的外部连接。
附图标记说明
1：有源矩阵基板
2：支撑基板
3：接触孔
4：贯通口
5：金属层
10：栅极配线
20：源极配线
30：薄膜晶体管元件
31：栅极
32：栅极绝缘膜
33：半导体层
34：源极
35：漏极
40：第一绝缘膜
50：像素电极
60：第二绝缘膜
70：公共电极
80：第三绝缘膜
90：像素电极配线
P1：第一像素
P2：第二像素

Claims (7)

1.一种有源矩阵基板的制造方法，其特征在于，包括：
工序(A)，在多个像素的每一个上形成薄膜晶体管元件、覆盖所述薄膜晶体管元件的第一绝缘膜、经由至少设置在所述第一绝缘膜上的接触孔而与所述薄膜晶体管元件的漏极连接的像素电极、第二绝缘膜、在所述接触孔的外部经由所述第二绝缘膜而与所述像素电极重叠的公共电极，使得所述像素电极、所述第二绝缘膜和所述公共电极位于所述第一绝缘膜的与所述薄膜晶体管元件相反的一侧；
工序(B)，检测包括在所述多个像素中的短路像素；
工序(C)，在所述短路像素的所述接触孔的内部中，去除所述像素电极，所述像素电极和所述漏极绝缘；
工序(D)，在所述短路像素的所述接触孔的外部中，形成贯通所述第二绝缘膜的贯通口，经由所述贯通口而所述像素电极和所述公共电极连接。
2.根据权利要求1所述的有源矩阵基板的制造方法，其特征在于，在所述工序(C)中，通过照射激光去除所述像素电极。
3.根据权利要求2所述的有源矩阵基板的制造方法，其特征在于，在所述工序(C)中照射的激光的波长为紫外线的波长以下。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的有源矩阵基板的制造方法，其特征在于，在所述工序(D)中，通过照射激光形成所述贯通口，并且所述像素电极和所述公共电极熔化连接。
5.根据权利要求1～3中任一项所述的有源矩阵基板的制造方法，其特征在于，在所述工序(D)中，通过照射激光形成所述贯通口之后，使金属材料沉积在所述贯通口的内部而形成金属层，经由所述金属层而连接所述像素电极和所述公共电极。
6.根据权利要求1～3中任一项所述的有源矩阵基板的制造方法，其特征在于，所述有源矩阵基板是FFS模式的液晶显示装置用的有源矩阵基板。
7.一种有源矩阵基板，其特征在于，
在第一像素和第二像素上包括：
薄膜晶体管元件；
覆盖所述薄膜晶体管元件的第一绝缘膜；
像素电极；
第二绝缘膜；
公共电极，
所述像素电极、所述第二绝缘膜和所述公共电极形成在所述第一绝缘膜的与所述薄膜晶体管元件相反的一侧，
在所述第一像素中，所述像素电极和所述薄膜晶体管元件的漏极经由至少设置在所述第一绝缘膜的第一接触孔连接，且所述像素电极和所述公共电极在所述第一接触孔的外部经由所述第二绝缘膜重叠，
在所述第二像素中，所述像素电极和所述薄膜晶体管元件的漏极在至少设置在所述第一绝缘膜的第二接触孔的内部分离，且所述像素电极和所述公共电极在所述第二接触孔的外部经由设置在所述第二绝缘膜的贯通口连接。
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