JP2001272685A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 生産タクトを変えることなく、厚い層間絶縁
膜を用いても実装電極間でのショートを防止することが
できるＴＦＴアレイ基板を提供する。 【解決手段】 その一主面上に複数の表示電極６および
ゲート絶縁膜７を有する基板と、複数の表示電極６と接
続する、複数のゲート配線２および複数のソース配線３
と、ゲート配線２またはソース配線３の少なくとも一方
と、表示電極６との間に、前記一主面から所定の高さを
有する層間絶縁膜１１とを備え、前記一主面１またはゲ
ート絶縁膜７の表面上の、前記層間絶縁膜１１の端縁部
下方に反射板１４が埋設されたことを特徴とする液晶表
示装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、基板の一主面上に
信号配線及び走査配線が配設された液晶表示装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】現在、薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴ
と略記する）などのアクティブ素子を有したアレイ基板
を用いた液晶表示装置は、薄型で軽量になるという利点
から、カーテレビ、ノートブック型のコンピュ−タにお
けるディスプレイや、ナビゲーションなどに用いられて
おり、近年では携帯端末機器などにも用いられ、特に情
報機器においてその用途が広がっている。

【０００３】液晶表示装置において、薄型化、軽量化を
実現するには、バックライトから液晶パネルを透過する
光の効率（透過率）を向上させることが有効な方法の一
つとして挙げられる。透過率を向上すれば、バックライ
トを薄型化でき、また消費電力を減らせるためバッテリ
ーの軽量化が可能になる。

【０００４】また、透過率を向上させるために、アレイ
基板の側では、表示画面における開口率を向上する工夫
がなされてきた。開口率を向上する方法として、基板の
最上層に表示電極を形成したアレイ基板が知られてい
る。

【０００５】以下、図面を参照してＴＦＴアレイ基板を
有する液晶表示装置の構成の一例を説明する。

【０００６】図５は、従来のＴＦＴアレイ基板を用いた
液晶表示装置の平面構成図である。本液晶表示装置にお
いて、ＴＦＴアレイ基板１には、その１主面上にＸ方向
にゲート実装部２０から走査配線であるゲート配線２群
が、Ｙ方向にソース実装部２１から信号配線であるソー
ス配線３群が、それぞれ等ピッチで延在している。ゲ−
ト配線２とソ−ス配線３の各交点には、ＴＦＴ４が設置
されている。また、透明導電体からなる表示電極６が、
ＴＦＴ４と接続する形で設置されている。

【０００７】図６は表示電極部における構成の詳細を説
明するための図であり、（ａ）は上記表示電極部６の拡
大図であり、（ｂ）は（ａ）においてＶ−Ｖ'で切断し
た断面図である。図６において、５はＴＦＴ４のドレイ
ン電極であり、７はＴＦＴを形成するゲート絶縁膜であ
る。また８はチャネル層であり、９と１０は、それぞれ
チャネル保護膜およびコンタクト層であり、１１は層間
絶縁膜である。ここで表示電極６は、コンタクトホール
１１ａを介してドレイン電極５と接続され、かつゲート
配線２ならびにソース配線３上に一部重ねて層間絶縁膜
１１上に形成される。

【０００８】このような層間絶縁膜１１は、全面で感光
性でありかつ低誘電率の層間膜をスピン塗布で形成し、
フォトグラフィー装置でパターニングされるため、１マ
イクロメートル以上の膜厚を有する。

【０００９】以上のように、層間絶縁膜１１により、最
上層の表示電極６をゲート配線２ならびにソース配線３
上にまで拡張して形成でき、表示電極６の面積を拡大で
きるため開口率の向上が期待できる。また、層間絶縁膜
１１をスピン塗布で厚く形成することにより、表示電極
６とゲート配線２並びにソース配線３との間の寄生容量
が低減される。よって、透過率を向上し、寄生容量によ
るクロストーク現象を抑制した液晶表示装置が得られ
る。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ようなアレイ基板では、上述したように厚く形成した層
間絶縁膜１１上に表示電極６を形成するため、各ソース
配線３から引き出され基板１上に隣接された複数の実装
端子間で、以下に説明する理由により、ショートが発生
する恐れがあるという問題点を有していた。この実装端
子間でのショートの発生について、図７および図８を用
いて以下に説明する。

【００１１】図７は、従来のアレイ基板のソース実装部
２１のＡ部を拡大した平面図であり、（ａ）はこの実装
端子部おける表示電極の形成前を示し、図７の（ｂ）は
形成後を示した図である。図８は、図７中のＸ−Ｘ'直
線で切断した表示電極の形成工程を示した構造断面図で
ある。図７および図８において、１２はソース配線３か
ら引き出され、該ソース配線３に給電する実装端子であ
り、６ａはＩＴＯからなる表示電極材であり、６ｂは層
間絶縁膜端部１１ｂ近傍に残った表示電極材料残渣であ
る。また、１３は表示電極材料６ａをパターニングする
ためのマスクとなるレジストであり、１３ａは層間絶縁
膜端部１１ｂ近傍に残ったレジスト残渣である。その他
の構成は図４に示したものと同じであるので、同一構成
部分には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。

【００１２】まず、表示電極６の形成前、すなわち、層
間絶縁膜１１の形成工程において、コンタクトホール１
１ａを有する（図４）とともに、実装電極部６を露出す
るように形成され、次に図８の（ａ）に示すように全面
にＩＴＯを成膜し表示電極材料６ａを形成後、表示電極
６を形成するフォト・エッチング工程のためのポジ型感
光レジスト１３を全面にスピン塗布する。

【００１３】ここで、１マイクロメートル以上の層間絶
縁膜１１上に表示電極であるＩＴＯをフォトグラフィー
装置でパターンニングを行う場合、層間絶縁膜端部１１
ｂにおけるレジスト１３の膜厚ｄ２は層間絶縁膜端部以
外のレジスト１３の膜厚ｄ１よりも厚くなる。このた
め、厚みが異なる部分が有る場合、フォトグラフィー装
置によってｄ１部を適正な露光量でパターニングを行う
とｄ２部では露光現像後において図８の（ｂ）に示すよ
うに層間絶縁膜端部１１ｂ近傍にレジスト残渣１３ａが
生じやすい。

【００１４】このようにしてレジスト残渣１３ａが生じ
ると、当然のこととして、次工程である表示電極材料６
ａのエッチング工程において図８の（ｃ）に示すよう
に、層間絶縁膜端部１１ｂ近傍に表示電極材料残渣６ｂ
が生じ、この表示電極材料残渣６ｂにより、図７の
（ｂ）に示すように隣接した実装端子１２間でのショー
トが発生する。

【００１５】上述のような、実装端子間をショートさせ
る表示電極材料残渣の発生原因となるレジスト残渣の発
生を防ぐためには、レジストの膜厚を全体的に薄くする
か、レジストの露光時間を過度に行うなどの方法が考え
られるが、前者ではレジストのピンホール密度の増加や
クロストークが懸念され、後者では生産タクトの延長に
よる生産性の低下やｄ１部の微細なパターンニングがで
きないという課題を有していた。

【００１６】本発明は、上記従来の問題点を解決するも
ので、生産タクトを変えることなく、微細なパターニン
グが可能であり、かつ実装端子間でのショートを防止す
ることができる液晶表示装置を提供することを目的とす
る。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、第１の本発明（請求項１に対応）は、その一主面上
に複数の表示電極およびゲート絶縁膜を有する基板と、
前記複数の表示電極と接続する、複数の信号配線および
複数の走査配線と、前記信号配線または前記走査配線の
少なくとも一方と、前記表示電極との間に、前記一主面
から所定の高さを有する層間絶縁膜とを備え、前記一主
面または前記ゲート絶縁膜の表面上の、前記層間絶縁膜
の端縁部下方にメタル材が埋設されたことを特徴とする
液晶表示装置である。

【００１８】これにより、絶縁膜が厚く形成されている
場合であっても、段差部に沿った隣り合う実装電極間に
光を反射する材質を設け、反射光による露光でレジスト
残渣の発生を防止することを特徴とし、生産タクトを変
えることなく、厚い絶縁膜を用いても実装端子間でのシ
ョートを防止し、段差部でない部分の露光量でパターニ
ングすることが実現され、微細なパターニングが行われ
ることになる。

【００１９】また、フォトグラフィー装置によるパター
ニングを行う場合、このメタル材の反射光による露光も
可能となり、段差部でのレジスト残渣を防止することが
できる。

【００２０】また、第２の本発明（請求項３に対応）
は、前記メタル材の光に対する反射率は５０％以上であ
ることを特徴とする上記本発明である。

【００２１】また、第３の本発明（請求項４に対応）
は、前記メタル材は、アルミニウムまたはアルミニウム
合金であることを特徴とする上記本発明である。

【００２２】これらにより、例えばアルミニウム材であ
った場合９０％以上の反射率が可能になり、反射による
露光の効果を向上することができる。

【００２３】また、第４の本発明（請求項５に対応）
は、前記メタル材は、ナンバリングパターンの少なくと
も一部分であることを特徴とする上記本発明である。

【００２４】これにより、ナンバリングパターンで反射
光による露光が利用できるため、省スペースでの配設が
できる。

【００２５】また、第５の本発明（請求項６に対応）
は、前記メタル材は、前記信号配線または前記走査配線
が形成されている層と異なる層に形成されていることを
特徴とする上記本発明である。

【００２６】これにより、配線間のショート確率を悪化
させることなく配設することができる。

【００２７】また、第６の本発明（請求項７に対応）
は、前記表示電極は、インジュウム錫酸化物（ＩＴＯ）
により構成されていることを特徴とする上記本発明であ
る。

【００２８】これにより、ＩＴＯ膜が透明であるため、
部分的な反射による露光の効果を利用できることにな
る。

【００２９】また、第７の本発明（請求項８に対応）
は、その一主面上に複数の表示電極およびゲート絶縁膜
を有する基板と、前記複数の表示電極と接続する、複数
の信号配線および複数の走査配線と、前記信号配線また
は前記走査配線の少なくとも一方と、前記表示電極との
間に、前記一主面から所定の高さを有する層間絶縁膜と
を備え、前記信号配線または走査配線の少なくとも一方
は、光に対する反射率が５０パーセント以上のものであ
り、前記表示電極の少なくとも一部は、少なくとも前記
信号配線または前記走査配線と重なるように積層されて
おり、前記部分的に積層された表示電極の一部は、前記
表示電極の残りの部分と電気的に絶縁しているととも
に、前記ゲート絶縁膜の表面上の前記層間絶縁膜の端縁
部において、その幅が前記信号配線または前記走査配線
の幅よりも小さいものとなっていることを特徴とする液
晶表示装置である。

【００３０】これにより、フォトグラフィー装置による
パターニングを行う場合、上記信号配線、または走査配
線による反射光による露光も可能となり、段差部でのレ
ジスト残りを防止し、段差部でない部分の露光量でパタ
ーニングすることが実現され、微細なパターニングが行
われることになる。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照して説明する。

【００３２】（実施の形態１）図１は、本発明の実施の
形態１を示すＴＦＴアレイ基板における実装端子部の平
面構造を示し、図２（ａ）および（ｂ）において、
（ａ）はこの実装端子部における表示電極の形成前の状
態を示し、（ｂ）は形成後の状態を示した図である。図
３は、図２中Ｘ−Ｘ'直線で切断した表示電極の形成工
程を示した構造断面図である。ただし、図７および図８
と同一構成部には同一符号を付して、詳細な説明は省略
する。

【００３３】さらに本実施の形態は、図１や、図２、ま
たは図３に示すように、ゲート配線の形成時に、ソース
実装部の実装電極１２の間に層間絶縁膜端部１１ｂに沿
ってゲート電極材で反射板１４を配設している。

【００３４】以上のような構成を有する、本発明の実施
の形態１による液晶表示装置の、ＴＦＴアレイ基板の実
装端子部の作用、効果は以下のようなものである。すな
わち、このような反射板１４がある場合、図３の（ａ）
に示すように、ＩＴＯからなる表示電極６をフォトグラ
フィー装置で露光すると、ＩＴＯ材は透明であるため光
はこれを透過し、ｄ２部の厚くなったレジストに対し、
このメタル材の反射による露光の効果が得られる。実験
による確認では、この反射板１４の光に対する反射率が
５０％以上あれば、図３の（ｂ）に示すように、メタル
材である反射材１４上では、レジスト残渣１３ａは露光
現像により除去できる。

【００３５】このように、本実施の形態による液晶表示
装置のＴＦＴアレイ基板の実装端子部によれば、図２
（ｂ）に示すように、メタル材である反射板１４以外の
部分では、従来例と同様にレジスト残渣１３ａが見られ
るが、メタル材である反射板１４上ではレジスト１３は
露光現像により除去でき、したがって実装端子１２間の
隣接ショートを防止することができる。

【００３６】（実施の形態２）本発明の実施の形態２で
は、前述のメタル材にゲート電極材としてアルミニウム
合金を用いた。このアルミニウム合金は、光に対する反
射率を９０％以上有するため、反射による露光の効果が
より大きく得られる。図６の（ａ）に示すように、開口
率を向上するため、ソース配線３上に表示電極６を一部
重ねる構成としているが、ここでＬが最小になるような
微細なパターニングを行う必要がある。図３のｄ２部に
おいて、フォトグラフィー装置の最小の抜き寸法の露光
量であっても、ｄ１部のメタル材上のレジスト１３が露
光現像により除去できるのが確認できた。このため、表
示電極６間Ｌの微細なパターニングを可能としながら、
実装部の隣接ショートの防止が可能となった。

【００３７】また、このメタル材をナンバリング用の部
材と兼用することにより、基板上のスペースを有効に活
用することができる効果がある。

【００３８】（実施の形態３）図４は、本発明の実施の
形態３の液晶表示装置の部分構成図であって、図４の
（ａ）は図２に示すものと同一の部分の拡大図であり、
図４の（ｂ）は図４（ａ）中Ｙ−Ｙ’直線で切断した断
面図である。ただし、図２と同一構成部には同一符号を
付して詳細な説明は省略する。

【００３９】本実施の形態は、表示電極材６を層間絶縁
膜端部１１ｂ近傍において全て除去するのではなく、表
示電極材料６ａが実装端子１２上を覆う構成とし、マス
クのアライメント精度から層間絶縁膜端部１１ｂに一部
重なる構成としている。

【００４０】このように表示電極材６ａが層間絶縁膜端
部１１ｂに隣り合う場合、当然のこととして実装電極１
２上にレジスト１３が存在することになる（図示略）。
このような場合、従来例と同様に、このレジスト１３に
沿って、レジスト残渣１３ａがより残りやすかった。

【００４１】そこで本実施の形態は、層間絶縁膜端部に
おいて、表示電極材６ａの少なくとも一部分が実装電極
端子の内側となるようにした構成を有する。

【００４２】かかる構成を有する本実施の形態によれ
ば、実装端子材が光に対する反射率が５０％以上ある場
合、図４（ｂ）に示すように、表示電極材６ａが上部に
存在しない実装電極１２上のレジスト（図中１３ｃに形
成される）を、直接露光現像により除去できることにな
る。よって、このような構成においても、実施の形態１
と組み合わせることで実装部の隣接ショートを防止する
ことができる。

【００４３】尚、実施の形態１から実施の形態３では、
ソース実装部での例を示したが、本発明はこれに限定す
るものではなく、ゲート実装部がソース配線と同層にて
変換されて形成されている場合も同様の効果が得られる
ことは明らかである。

【００４４】また、本発明の実施の形態１から実施の形
態３では、アレイ基板に配置する素子として、ＴＦＴに
ついて述べたが、他の半導体素子でもよく、例えばＭＩ
Ｍ等の非線形２端子素子としてもよいことは明らかであ
る。

【００４５】また、本発明の信号配線は、本実施の形態
においてはゲート配線に相当し、本発明の走査配線は、
本実施の形態においてはソース配線に相当するものであ
る。

【００４６】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、層間絶縁
膜が厚く形成されている場合であっても、その膜端部で
あって隣り合う実装端子の間に設けたメタル材によっ
て、反射による露光の効果が得られ、レジスト残渣をな
くすことができる。そのため、生産タクトを変えること
なく、厚い層間絶縁膜を用いても実装端子間でのショー
トを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１における液晶表示装置の
拡大平面図

【図２】同実施の形態１における工程毎の実装端子部の
平面図

【図３】同実施の形態１における図２に示すＸ−Ｘ'直
線の断面図

【図４】本発明の実施の形態３における液晶表示装置の
拡大平面図

【図５】従来のＴＦＴアレイ基板を用いた液晶表示装置
の平面図

【図６】液晶表示装置の表示電極部の拡大平面図

【図７】従来のＴＦＴアレイ基板を用いた工程毎の実装
端子部の平面図

【図８】同従来例における図７に示すＸ−Ｘ'直線の断
面図

【符号の説明】

１ アレイ基板 ２ ゲ−ト配線 ３ ソース配線 ４ 薄膜トランジスタ（ＴＦＴ） ５ ドレイン電極 ６ 表示電極 ６ａ 表示電極材 ６ｂ 表示電極残渣 ７ ゲート絶縁膜 ８ チャネル層 ９ チャネル保護膜 １０ コンタクト層 １１ 層間絶縁膜 １１ａ コンタクトホール １１ｂ 層間絶縁膜端部 １２ 実装端子 １３ レジスト １３ａ レジスト残渣 １４ 反射板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 廣瀬 貴司 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 坪井 伸行 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 2H092 GA13 GA17 GA26 GA61 HA04 JA34 JA41 JB22 JB26 JB31 JB35 JB57 KB25 MA13 NA16 NA27 PA12 5C094 AA42 AA43 BA03 CA19 EA04 EA07

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 その一主面上に複数の表示電極およびゲ
   ート絶縁膜を有する基板と、 前記複数の表示電極と接続する、複数の信号配線および
   複数の走査配線と、 前記信号配線または前記走査配線の少なくとも一方と、
   前記表示電極との間に、前記一主面から所定の高さを有
   する層間絶縁膜とを備え、 前記一主面または前記ゲート絶縁膜の表面上の、前記層
   間絶縁膜の端縁部下方にメタル材が埋設されたことを特
   徴とする液晶表示装置。
2. 【請求項２】 前記層間絶縁膜の所定の高さは１μｍ以
   上であることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装
   置。
3. 【請求項３】 前記メタル材の光に対する反射率は５０
   ％以上であることを特徴とする請求項１または２に記載
   の液晶表示装置。
4. 【請求項４】 前記メタル材は、アルミニウムまたはア
   ルミニウム合金であることを特徴とする請求項１ないし
   ３のいずれかに記載の液晶表示装置。
5. 【請求項５】 前記メタル材は、ナンバリングパターン
   の少なくとも一部分であることを特徴とする請求項１な
   いし４のいずれかに記載の液晶表示装置。
6. 【請求項６】 前記メタル材は、前記信号配線または前
   記走査配線が形成されている層と異なる層に形成されて
   いることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記
   載の液晶表示装置。
7. 【請求項７】 前記表示電極は、インジュウム錫酸化物
   （ＩＴＯ）により構成されていることを特徴とする請求
   項１に記載の液晶表示装置。
8. 【請求項８】 その一主面上に複数の表示電極およびゲ
   ート絶縁膜を有する基板と、 前記複数の表示電極と接続する、複数の信号配線および
   複数の走査配線と、 前記信号配線または前記走査配線の少なくとも一方と、
   前記表示電極との間に、前記一主面から所定の高さを有
   する層間絶縁膜とを備え、 前記信号配線または走査配線の少なくとも一方は、光に
   対する反射率が５０パーセント以上のものであり、 前記表示電極の少なくとも一部は、少なくとも前記信号
   配線または前記走査配線と重なるように積層されてお
   り、 前記部分的に積層された表示電極の一部は、前記表示電
   極の残りの部分と電気的に絶縁しているとともに、前記
   ゲート絶縁膜の表面上の前記層間絶縁膜の端縁部におい
   て、その幅が前記信号配線または前記走査配線の幅より
   も小さいものとなっていることを特徴とする液晶表示装
   置。