JP2004205552A - 画像表示パネル、画像表示装置および画像表示パネルの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】製造コストの増加を避けつつ短絡の生じることのない接続用電極を有する画像表示パネルを実現すること。
【解決手段】画像表示パネルの端子領域２において、基板２１上に配線構造３および接続用電極５、絶縁層１７、保護絶縁層１８、絶縁層１９を順次積層した構造を有する。絶縁層１９が段差構造を有することによって、画像表示領域１上に画素電極を形成する工程において接続用電極５上に導電層が残存することを防止し、接続用電極５が短絡することを抑制する。
【選択図】 図４
【解決手段】画像表示パネルの端子領域２において、基板２１上に配線構造３および接続用電極５、絶縁層１７、保護絶縁層１８、絶縁層１９を順次積層した構造を有する。絶縁層１９が段差構造を有することによって、画像表示領域１上に画素電極を形成する工程において接続用電極５上に導電層が残存することを防止し、接続用電極５が短絡することを抑制する。
【選択図】 図４
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、画像表示領域および該画像表示領域に外部駆動回路から電気信号を入力する端子領域を備えた画像表示装置に関し、特に製造工程上の負担を増大させることなく端子領域に存在する複数の配線構造間に短絡を生じることのない画像表示パネル、画像表示装置および画像表示パネルの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＲＴディスプレイにおいて進歩の遅かったディスプレイの高解像度化は、液晶をはじめとする新たな技術の導入と共に飛躍的な進歩を遂げようとしている。すなわち、液晶表示装置は微細加工を施すことによりＣＲＴディスプレイに比べて高精細な画像を表示することが可能である。
【０００３】
液晶表示装置として、スイッチング素子としてのＴＦＴ（Thin Film Transistor：薄膜トランジスタ）を備えたアクティブマトリックス方式を用いた液晶表示装置が知られている。かかるアクティブマトリックス方式の液晶表示装置は、走査線と信号線とをマトリックス状に配設し、その交点に薄膜トランジスタが配設されたアレイ基板と、その基板と所定の間隔を隔てて対向配置される対向基板との間に液晶材料を封入し、この液晶材料に与える電圧を薄膜トランジスタによって制御して、液晶の電気光学的効果を利用して画像表示を可能としている。
【０００４】
図１２は、液晶表示パネルを例とした従来の画像表示パネルにおいて、画像表示領域１０１および端子領域１０２の断面構造の一部について示す模式図である。図１２に示すように、画像表示領域１０１には、基板１０４上に薄膜トランジスタ１０５と、基板１０４および薄膜トランジスタ１０５を覆うように積層された保護絶縁層１０６および平坦化層１０７が配置された構造を有する。そして、平坦化層１０７上には画素電極１０８が配置され、画素電極１０８は、薄膜トランジスタ１０５の一方のソース／ドレイン電極と電気的に接続されている。また、図示は省略するが、薄膜トランジスタ１０５の他方のソース／ドレイン電極は信号線に接続され、ゲート電極は走査線に接続されている。ここで、保護絶縁層１０６は主として薄膜トランジスタ１０５を外部の不純物から保護するために設けられた絶縁層であって、窒化珪素等によって形成されている。また、平坦化層１０７は、感光性の高分子樹脂等によって形成され、画素電極１０８を積層する下地を平坦化する機能と共に、薄膜トランジスタ１０５を形成する他方のソース／ドレイン電極等と画素電極１０８との間に生じる寄生容量を低減する機能を有する。従って、平坦化層１０７は、薄膜トランジスタ１０５等の回路素子および信号線、走査線等の配線構造と画素電極１０８との間隔を十分大きくとるために、４μｍ程度の膜厚を有する。さらに、図示を省略したが基板１０４に対向して対向基板が配置され、基板１０４と対向基板との間には液晶層が封入された構造を有する。
【０００５】
一方、端子領域１０２は、基板１０４上に画像表示領域１０１から延伸した配線構造１０９と、配線構造１０９の端部近傍部分を表面に露出することによって形成される接続用電極１１０とを有する。さらに、配線構造１０９上には、保護絶縁層１１２および絶縁層１１３とを備えた構造を有する。
【０００６】
端子領域１０２において、接続用電極１１０と画像表示領域１０１に含まれる回路素子との間は配線構造１０９を介して電気的に接続されている。画像表示領域１０１内に備えられた回路素子および配線構造と、端子領域１０２に備えられた配線構造１０９、接続用電極１１０とはそれぞれ同一の基板１０４上に設けられているため、これらの構造は基板１０４を製造する際に一緒に形成される。このため、配線構造１０９上に積層される保護絶縁層１１２、絶縁層１１３は、画像表示領域１０１内に形成される保護絶縁層１０６、平坦化層１０７とそれぞれ同一の材料によって形成され、ほぼ同一の膜厚を有する。従って、端子領域１０２において、配線構造１０９上に積層される絶縁層１１３の膜厚は、平坦化層１０７と同様に４μｍ程度となる。
【０００７】
かかる構造の接続用電極１１０を有することによって、従来構造の画像表示パネルでは外部の駆動回路と電気的な接続を可能とする構造を有する。そして、接続用電極１１０を介して実際に外部の駆動回路と電気的に接続させることによって画像表示パネルが形成され、所望の画像表示を可能としている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００８】
【特許文献１】
特開２０００−１５５３３５号公報（第１３頁、第１図）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、配線構造１０９上に４μｍ程度の膜厚の絶縁層１１３を積層した従来の構造では、基板１０４上に複数設けられる接続電極間が短絡するという問題が指摘されている。以下、かかる問題について詳細に説明する。
【００１０】
一般に、画素電極１０８を形成するためには、基板１０４上であって、画像表示領域１０１に対応した領域に平坦化層１０７、端子領域１０２に対応した領域に絶縁層１１３を同一工程によって形成した後、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等の導電性材料を平坦化層１０７、１１３の表面全体に渡って積層した後、写真触刻工程を用いて積層した導電性材料を画素電極１０８に対応した領域のみ残存させることによって形成される。
【００１１】
具体的には、まず、図１３（ａ）に示すように、導電層１１４を積層した後、導電層１１４上に感光性のフォトレジストによって形成されるフォトレジスト層１１５をスピンコート法等によって表面全体に一様に塗布する。そして、画素電極１０８に対応した開口部を有するフォトマスクを用いて露光・現像することによって画素電極１０８に対応した領域以外のフォトレジスト層１１５が除去されたレジストパターン１１６が形成される。かかるレジストパターン１１６をマスクとしてエッチングを行うことによって、導電層１１４のうち不要な部分が除去され、画素電極１０８が形成される。
【００１２】
しかし、絶縁層１１３の膜厚が４μｍ程度と大きいため、フォトレジスト層１１５を塗布する際に、スピンコート法等を用いてもフォトレジスト層１１５の膜厚は一定の値とはならず、図１３（ａ）に示すように配線構造１０９と接続用電極１１０の境界近傍において、フォトレジスト層１１５の膜厚は他の領域よりも厚く堆積される。
【００１３】
そのため、フォトマスクを用いてレジストパターン１１６を形成する際には、図１３（ｂ）に示すように絶縁層１１３の側面近傍領域にフォトレジスト層１１５の一部が残り、レジスト残留層１１７が形成される。このため、レジストパターン１１６を用いて導電層１１４をエッチングする際に、レジスト残留層１１７がマスクとして機能することとなり、導電層１１４のうち、レジスト残留層１１７の下層に位置する領域部分についてはエッチングされず、絶縁層１１３の側面に沿って導電層１１８が残留することとなる。
【００１４】
図１４は、実際の製造工程上形成される導電層１１８近傍の構造について示す平面図である。図１４に示すように、導電層１１８は絶縁層１１３の側面に沿って延在しており、かつ図１３（ｂ）に示したように接続用電極１１０上に直接配置されることとなるため、導電層１１８が存在することによって複数の接続用電極１１０間を短絡させることとなる。従って、外部の駆動回路から供給される電気信号を画像表示領域１０１内の回路素子に正確に供給することが困難となり、画像表示装置としての機能が低下することとなる。特に、近年の表示画像の高精細化の要請に応える形で画像表示装置における画素数は飛躍的に増加する傾向にあることから、信号線および走査線の本数も増大し、接続用電極１１０の間隔が狭まる傾向にある。そのため、導電層１１８が一部領域のみに存在した場合であっても容易に接続用電極１１０相互の間で短絡が生じやすく、導電層１１８の残存を完全に防止する必要がある。
【００１５】
かかる短絡の発生を抑制する解決策としては、例えば保護絶縁層１１２の端部を絶縁層１１３の端部よりも接続電極側に延在させた構造とすることで、導電層１１８と接続用電極１１０との間に絶縁領域を介在させることが挙げられる。しかし、保護絶縁層１１２の端部を延在した構造を実現するためには、異なるマスクパターンを用いた複数の写真工程および写真触刻工程を行う必要があるため、製造コストの増加を抑制する観点からは好ましくない。
【００１６】
この発明は、上記従来技術の問題点に鑑みてなされたものであって、画像表示領域およびかかる画像表示領域に外部駆動回路から電気信号を入力する端子領域を備えた画像表示装置等において、製造工程上の負担を増大させることなく端子領域に存在する複数の配線構造間の短絡を防止した画像表示パネル、画像表示装置および画像表示パネルの製造方法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】
上記目的を達成するため、請求項１にかかる画像表示パネルは、画像表示領域と、画像表示領域の縁辺に位置し、該画像表示領域に外部駆動回路から電気信号を入力するための端子領域とを備えた画像表示パネルにおいて、前記端子領域は、前記画像表示領域から延在した複数の配線構造と、該配線構造と電気的に接続され、表面に露出された導電層を含んで形成される接続用電極と、前記配線構造上に配置され、前記接続用電極近傍の膜厚よりも前記画像表示領域端部近傍における膜厚が大なる段差構造を有する絶縁層とを備えたことを特徴とする。
【００１８】
この請求項１の発明によれば、端子領域における配線構造上に配置される絶縁層を段差構造とすることによって、例えば画像表示領域上に画素電極を形成する際に接続用電極上に導電層が残存することを防止し、接続用電極間に短絡が生じることを抑制する。
【００１９】
また、請求項２にかかる画像表示パネルは、上記の発明において、画像表示領域と、画像表示領域の縁辺に位置し、該画像表示領域に外部駆動回路から電気信号を入力するための端子領域とを備えた画像表示パネルにおいて、前記端子領域は、前記画像表示領域近傍が最も大なる膜厚を有し、前記画像表示領域から離隔するに従って徐々に膜厚が減ずる段差構造を有する絶縁層と、該絶縁層上に形成され、前記画像表示領域から延在した複数の配線構造と、該配線構造と電気的に接続された接続用電極とを備えたことを特徴とする。
【００２０】
また、請求項３にかかる画像表示パネルは、上記の発明において、前記絶縁層は感光性材料を含んで形成され、前記絶縁層における段差構造は、所定の光透過率を有するグレイトーン領域を備えたフォトマスクを用いて透過光量に場所依存性を持たせて露光を行うことによって形成されることを特徴とする。
【００２１】
また、請求項４にかかる画像表示パネルは、上記の発明において、前記画像表示領域は、所定の回路素子を有するアレイ基板と、該アレイ基板に対向して配置される対向基板と、前記アレイ基板と前記対向基板との間に封入される液晶層とを備えたことを特徴とする。
【００２２】
また、請求項５にかかる画像表示パネルは、上記の発明において、前記アレイ基板は、表示画素に対応した画素電極と、前記画素電極に供給する電位を制御するスイッチング素子と、該スイッチング素子の駆動状態を制御する走査線と、前記スイッチング素子を介して前記画素電極に対して電位を供給する信号線とを前記画像表示領域に対応した部分に備えることを特徴とする。
【００２３】
また、請求項６にかかる画像表示パネルは、上記の発明において、前記走査線および／または前記信号線は、前記端子領域における接続用電極と電気的に接続していることを特徴とする。
【００２４】
また、請求項７にかかる画像表示装置は、請求項１〜６に記載の画像表示パネルと、前記画像表示パネルの端子領域に形成された接続用電極に電気的に接続された外部駆動回路とを備えたことを特徴とする。
【００２５】
また、請求項８にかかる画像表示パネルの製造方法は、画像表示領域と該画像表示領域の縁辺に位置する端子領域とをアレイ基板上に備えた画像表示パネルの製造方法において、基板上に前記画像表示領域から延在した配線構造を形成する配線形成工程と、前記配線構造に対して一様に絶縁層を堆積する絶縁層堆積工程と、前記絶縁層に対して、前記画像表示領域近傍の膜厚が大きい段差構造を形成する段差構造形成工程とを含むことを特徴とする。
【００２６】
また、請求項９にかかる画像表示パネルの製造方法は、上記の発明において、前記絶縁層堆積工程において、前記絶縁層は感光性材料を含んで形成され、前記段差構造形成工程において、ほぼ１００％の光透過率を有する光透過領域と、１００％未満の光透過率を有するグレイトーン領域と、光をほぼ完全に遮蔽する光遮蔽領域とを有するフォトマスクを用いて前記絶縁層に対して１回の露光工程を行うことによって段差構造を形成することを特徴とする。
【００２７】
また、請求項１０にかかる画像表示パネルの製造方法は、上記の発明において、前記絶縁層はポジ型の感光性材料を含んで形成され、前記段差構造形成工程において用いられる前記フォトマスクは、前記画像表示領域近傍に対応した領域に光遮蔽領域を有し、前記配線構造が延在する方向に向かって順次グレイトーン領域、光透過領域を配置した構造を備えたことを特徴とする。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、この発明の実施の形態である画像表示パネルおよび画像表示装置について説明する。なお、以下の実施の形態においては画像表示装置の例として液晶表示装置について説明するが、本発明は、後述するように有機ＥＬ素子等を発光素子として用いた画像表示装置に適用することも可能であることはもちろんである。また、図面は模式的なものであり、現実のものとは異なることに留意する必要がある。さらに、図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることはもちろんである。
【００２９】
（実施の形態１）
まず、この発明の実施の形態１にかかる画像表示パネルについて説明する。本実施の形態１にかかる画像表示パネルは、画像表示領域と端子領域とを有し、端子領域には画像表示領域から延在した複数の配線構造と、それぞれの配線構造と電気的に接続された接続用電極を有する。そして、それぞれの配線構造の上層には絶縁層が配置され、かかる絶縁層が段差構造を有することによって複数の接続用電極間で短絡が生じることを防止している。
【００３０】
図１は、本実施の形態１にかかる画像表示パネルの平面構造を示す模式図である。図１に示すように、本実施の形態１にかかる画像表示パネルは、画像表示を行う画像表示領域１と、端子領域２を有する。画像表示領域１には後述するように画像表示に寄与する回路素子および配線構造が内包され、端子領域２は、画像表示領域１に内包される回路素子および配線構造と電気的に接続された配線構造３ａ〜配線構造３ｅおよび配線構造４ａ〜配線構造４ｄを有する。また、それぞれの配線構造と電気的に接続され、外部の駆動回路との接続に用いられる接続用電極５ａ〜接続用電極５ｅおよび接続用電極６ａ〜接続用電極６ｅとを備えた構造を有する。なお、図１における配線構造および接続用電極の配置態様および本数はあくまで例示したものにすぎず、必ずしも実際の構造と一致しないことに留意する必要がある。
【００３１】
図２は、本実施の形態１にかかる画像表示パネルのうち、画像表示領域１に対応した部分の断面構造を示す模式図である。図２に示すように、画像表示領域１は、一部が端子領域２をも構成するアレイ基板７と、アレイ基板７のうち画像表示領域１に対応する部分に対して対向配置された対向基板８と、アレイ基板７のうち画像表示領域１に対応する部分と対向基板８との間に封入された液晶層９とを備える。また、画像表示領域１に対応する部分において、アレイ基板７および対向基板８の外表面上には所定の偏光面を有する偏光板１０ａおよび偏光板１０ｂが配置されている。なお、カラー表示を行う場合には、さらにＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）に対応した波長を透過する領域をそれぞれ有したカラーフィルタ（図示省略）を有する。
【００３２】
アレイ基板７および対向基板８は、それぞれ必要に応じて所定の配線構造および回路素子を有し、無色透明な無アルカリガラス板で形成されている。ここで、無アルカリガラスとは、Ｎａ2Ｏ、Ｋ2Ｏ等のアルカリ性物質の含有率を０．８重量％以下に抑制した構造のガラスをいう。アレイ基板７および対向基板８は、下方から入射される光の進路に影響を及ぼすことを避けるために表面が平坦性に優れた形状を有すると共に、低い熱膨張率を有する。なお、アレイ基板７および対向基板８は、用途等に応じて透明なプラスチック基板および石英ガラス等によって形成される構造としても良い。また、アレイ基板７と対向基板８との間隔を規定するため、アレイ基板７と対向基板８との間には図示を省略したスペーサが配置されている。
【００３３】
液晶層９は、配向性を有する液晶分子を主成分として形成されている。液晶層９を構成する液晶分子の例としては、例えばフッ素系ネマチック液晶分子を使用することが可能である。また、フッ素系ネマチック液晶分子以外であっても、ヌメクチック液晶、コレステリック液晶等を構成する液晶分子を用いることとしても良い。すなわち、一般的に液晶表示パネルに対して用いられる液晶分子であれば本実施の形態１にかかる液晶層９に使用することが可能であって、液晶分子について特に限定する必要はない。なお、液晶層９に含まれる液晶分子の配向性を規定するため、アレイ基板７および／または対向基板８は、液晶層９と接触する表面上に配向膜を備えた構造を有するのが一般的である。配向膜は、アレイ基板７および／または対向基板８の表面上にポリイミド、ポリアミック酸等の有機膜を塗布、焼成した後、コットン、レイヨン布等によって有機膜を所定方向に擦ることによって表面構造に異方性を有する構造を備える。かかる表面構造の異方性によって液晶分子の配向性を制御している。また、配向膜として蒸着、スパッタリング等によって無機膜を成膜し、光、イオンビーム等を無機膜に照射することによって表面構造に異方性を持たせた構造とすることも可能である。これら以外の構造であっても、液晶分子の配向性を規定できるものであれば良く、配向膜の構造を上記のものに限定する必要はない。
【００３４】
次に、アレイ基板７上であって、画像表示領域１に対応した部分に配置された配線構造および回路素子およびそれらの配置について説明する。図３は、いわゆるＩＰＳ（In-Plane-Switching）型のアレイ基板７に備えられた薄膜トランジスタ等の回路素子の配線構造の一部を示す等価回路図である。図３に示すように、表示画素に対応して画素電極１１が中央に配置され、画素電極１１の周囲を囲むように共通電極１２が配置されている。また、共通電極１２下層には、縦方向に延在した信号線１４ａ、１４ｂが配置され、画素電極１１の近傍には横方向に延在した走査線１５が配置されている。また、信号線１４ａと画素電極１１とはスイッチング素子たる薄膜トランジスタ１３を介して接続されており、薄膜トランジスタ１３のゲート電極は、走査線１５と接続されている。アレイ基板７上であって、画像表示領域１に対応した領域には、かかる構造が表示画素に対応してマトリックス状に配置されている。
【００３５】
本実施の形態１にかかる画像表示パネルによる画像表示について簡単に説明する。まず、走査線１５を介して外部の駆動回路から供給される電位によって薄膜トランジスタ１３の駆動状態が制御され、薄膜トランジスタ１３がオンの際には信号線１４ａを介して外部の駆動回路から画素電極１１に対して電位が供給される。画素電極１１に対して電位が供給されることによって、画素電極１１と共通電極１２との間に電位差が生じ、液晶層９に対して横方向の電界が発生する。かかる横方向の電界によって液晶層９に含まれる液晶分子の配向方向が制御され、画像表示が行われる。従って、画像表示を行う際に信号線１４および走査線１５を介して外部の駆動回路から所定の電圧を供給する必要があり、本実施の形態１にかかる画像表示パネルは、端子領域２に接続用電極５、６を設け、かつ接続用電極５、６と走査線１５、信号線１４とを接続する配線構造３、４を備えた構造を有する。
【００３６】
次に、端子領域２に配置される配線構造３および接続用電極５について説明する。図４は、図１のＢ−Ｂ線断面図であって、端子領域２における配線構造３および接続用電極５の断面構造を示す模式図である。
【００３７】
図４に示すように、端子領域２では、アレイ基板７上に設けられた配線構造３および接続用電極５と、配線構造３上に配置された絶縁層１７と、絶縁層１７上に配置された保護絶縁層１８と、保護絶縁層１８上に配置され、接続用電極５に近接した領域における膜厚が他の領域よりも薄くなる段差構造を有する絶縁層１９とを備える。絶縁層１７は例えば酸化珪素によって形成され、保護絶縁層１８は窒化珪素によって形成される。また、絶縁層１９は、例えば感光性の高分子材料によって形成される。なお、後述するように、絶縁層１７および保護絶縁層１８は、画像表示領域１内に配置される薄膜トランジスタ１３の構造に起因して端子領域２でも設けられるものであって、保護絶縁層１８について省略することも可能である。
【００３８】
端子領域２がかかる段差構造を有することによって、本実施の形態１にかかる画像表示パネルは、複数設けられる接続用電極の相互間における短絡の発生を防止している。かかる利点が生じる理由について、以下で製造工程を明らかにしつつ説明を行う。
【００３９】
まず、図５（ａ）〜（ｄ）、図６（ａ）〜（ｄ）を適宜参照して本実施の形態１にかかる画像表示パネルを構成するアレイ基板７の製造方法を簡単に説明する。なお、理解を容易にするため、図５（ａ）〜（ｄ）および図６（ａ）〜（ｄ）では、画像表示領域１内に配置される薄膜トランジスタ１３と、端子領域２に配置される配線構造３および接続用電極５との製造工程について図示している。
【００４０】
まず、図５（ａ）に示すように、基板２１上に薄膜トランジスタ１３と、配線構造２２、絶縁層２３および保護絶縁層２４の積層構造を形成する。ここで、端子領域２における配線構造２２、絶縁層２３および保護絶縁層２４は、薄膜トランジスタ１３を構成するゲート電極２５、ゲート絶縁層２６および保護絶縁層２７のそれぞれと同一工程によって形成され、同一材料によって構成される。また、絶縁層２３および保護絶縁層２４は、それぞれ数十ｎｍ〜数百ｎｍ程度の膜厚となるよう積層される。
【００４１】
その後、図５（ｂ）に示すように、画像表示領域１および端子領域２の全面に渡って４μｍ程度の膜厚の絶縁層３０が成膜される。そして、図５（ｃ）に示すように、所定のフォトマスクを用いて露光および現像が行われる写真工程によって、画像表示領域１に平坦化層３１が、端子領域２には段差構造を有する絶縁層１９が形成される。ここで、図５（ｃ）に示すように、平坦化層３１には後に形成する画素電極と薄膜トランジスタ１３を構成するソース／ドレイン電極２８との導通を確保するための貫通孔が形成され、絶縁層１９では、接続用電極５方向に順次膜厚が減少する多段構造が形成される。絶縁層１９における多段構造を形成する原理については後に詳細に説明するため、ここでは省略する。
【００４２】
そして、図５（ｄ）に示すように、平坦化層３１および絶縁層１９をマスクとして写真触刻工程を行い、ゲート絶縁層２６、保護絶縁層２７および絶縁層２３、保護絶縁層２４の一部がエッチングされる。具体的には、画像表示領域１においては図５（ｃ）に示す工程で形成された貫通孔に対応した領域が除去され、ソース／ドレイン電極２８の一部が表面に露出される。また、端子領域２においては絶縁層１９によって被覆された部分以外の領域において絶縁層２３、保護絶縁層２４が除去され、配線構造２２の端部近傍が表面に露出され、接続用電極５が形成される。また、配線構造２２のうち、絶縁層１９に被覆された領域に対応する部分は上記の配線構造３を形成する。
【００４３】
その後、図６（ａ）に示すように、表面全体に渡って導電層３２がスパッタリング、蒸着等によって形成される。そして、図６（ｂ）に示すように、導電層３２上にはスピンコート法等を用いてフォトレジスト層３３が塗布される。ここで、本実施の形態１では絶縁層１９のうち接続用電極５の近傍部分の膜厚は他の領域に比べて薄くなるよう段差構造が形成されており、かつ段差構造を有することにより、膜厚が大なる場合と比較して側面の傾斜も緩くなる。このため、接続用電極５と絶縁層１９との境界近傍におけるフォトレジスト層３３の膜厚は他の領域に比べて若干大きくなるものの実用上問題ない程度に抑制することができる。
【００４４】
その後、所定のマスクパターンを用いて写真工程を行うことによって、図６（ｃ）に示すように、フォトレジスト層３３のうち画素電極１１の形成予定領域以外の部分を除去し、パターン３４が形成される。上記したように、本実施の形態１にかかる画像表示パネルでは、図６（ｂ）の工程において絶縁層１９の端部近傍におけるフォトレジスト層３３の膜厚の増加を抑制できる。このため、本工程でパターン３４を形成する際に絶縁層１９の端部近傍でフォトレジスト層３３が残存することはなく、導電層３２が完全に表面上に露出することとなる。
【００４５】
そして、図６（ｄ）に示すように、パターン３４をマスクとして写真触刻工程を行うことによって導電層３２のうち不要な部分を除去し、画素電極１１が形成される。そして、図６（ｃ）に示す工程で接続用電極５と絶縁層１９の境界近傍において導電層３２は完全に表面上に露出していることから、写真触刻工程によって導電層３２の境界近傍部分も完全に除去される。従って、隣接する接続用電極間に導電層が残存することはなく、接続用電極間が短絡することが防止される。最後に、パターン３４を除去することによって、本実施の形態１にかかる画像表示パネルを構成するアレイ基板７が形成される。
【００４６】
以上説明したように、本実施の形態１にかかる画像表示パネルでは、接続用電極５の近傍に配置される絶縁層１９が図４に示すような段差構造を有することによって、画素電極１１を形成する際に塗布されるフォトレジスト層３３をほぼ均一に塗布することが可能となる。これにより、フォトレジスト層３３をパターン３４に形成する写真工程において絶縁層１９の端部近傍にフォトレジスト層３３の一部が残存することがなく、その結果、接続用電極５に接続した導電層が残存することなく除去することが可能となる。従って、複数配置された接続用電極５ａ〜接続用電極５ｅ間が互いに短絡することを防止することができる。なお、短絡を防止する観点からは段差構造の段数は図４に示すように３段程度とすることが好ましいが、必ずしも図４に示す段数に限定する必要はない。好ましくは、接続用電極５ａ〜５ｅに最も近接した段差部分の膜厚が２μｍ以下となるように構成することによって、より効果的に短絡の発生を防止することが可能である。
【００４７】
次に、絶縁層１９の段差構造を形成する工程について、すなわち図５（ｃ）に対応する工程について詳細に説明する。かかる工程では、写真工程に使用するフォトマスクの構造を工夫することによって、一度の露光および現像によって、図５（ｃ）に示す段差構造を形成している。
【００４８】
図７（ａ）は、段差構造を形成する工程で使用するフォトマスク３５の構造を示す模式図である。フォトマスク３５は、図７（ａ）に示すように、ほぼ完全に光の透過を遮蔽する遮蔽領域３６、３７と、ほぼ１００％の光透過率を有する透過領域３８、３９と、光透過率が０％より大きく、１００％未満となるグレイトーン領域４０、４１を備える。ここで、グレイトーン領域４０の光透過率をａ％、グレイトーン領域４１の光透過率をｂ％とすると、１００＞ｂ＞ａ＞０の関係を満たすようグレイトーン領域４０、４１は形成される。
【００４９】
段差構造を形成する工程においてフォトマスク３５を使用することによって、段差構造を有する絶縁層１９のもととなる絶縁層３０に対して一度の写真工程によって段差構造を形成することが可能となる。すなわち、写真工程において露光される光の量が少ないほど、除去される絶縁層３０の膜厚は薄くなるため、透過する光の量に場所依存性を持たせることによって残存する絶縁層の膜厚を変化させ、段差構造を形成することが可能となる。
【００５０】
具体的には、絶縁層３０をポジ型の感光性材料を用いて形成した場合、図７（ｂ）に示すようにフォトマスク３５の遮蔽領域３６、３７を通過する光の強度は最も小さく、対応する領域では絶縁層はほとんど除去されない。一方で、光をほぼ１００％透過する透過領域３８、３９に対応した領域では絶縁層は現像の際に完全に除去される。さらに、グレイトーン領域４０、４１に対応した領域では、絶縁層は光透過率に応じた光量を受光するため、受光量に応じた膜厚の分だけ絶縁層は除去され、図７（ｂ）に示すような段差構造を有する絶縁層１９が形成される。なお、本願発明者等は実際にフォトマスク３５を用いて写真工程を行った結果、段差構造部分において各段差間の側面の傾斜が緩やかになることも見いだしている。
【００５１】
従って、グレイトーン領域４０、４１を備えたフォトマスク３５を用いて段差構造を形成することによって、絶縁層１９は、接続用電極５近傍における膜厚を薄くすることが可能となるのみならず、段差構造の側面の傾斜を緩やかなものとする事が可能となり、図６（ｂ）に示す工程において、フォトレジスト層３３をほぼ均一な膜厚となるよう塗布することができる。その結果、図６（ｃ）の工程でパターン３４を形成する際に接続用電極５近傍にフォトレジスト層が残存することを防止でき、導電層３２の残存を防止する事によって接続用電極間の短絡を防止できる。
【００５２】
なお、グレイトーン領域を有さないフォトマスクを用いて段差構造を形成することも可能である。例えば、露光機の光量を一定以下とした上で、順次フォトマスクをずらして数回に渡って絶縁層３０に対して露光を行うことによって、全体として図７（ｂ）と同様の光量を照射することによって段差構造を形成することが可能である。しかしながら、フォトマスクをずらす際の位置あわせ誤差および数回に渡って露光を行う必要があること等から、フォトマスク３５を用いて一度の写真工程によって段差構造を形成することがより好ましい。
【００５３】
また、本実施の形態１においては絶縁層３０としてポジ型の感光性材料を用いることとしたが、ネガ型の感光性材料を用いて段差構造を形成することも可能である。かかる場合には、フォトマスク３５と相反する透過率、例えば遮蔽領域３６、３７に対応する領域に透過領域を配置し、透過領域３８、３９に対応する領域に遮蔽領域を配置する等の構造とすることで、段差構造を形成することが可能である。
【００５４】
（変形例）
なお、本実施の形態１で説明したように、段差構造を有する絶縁層１９下層に配線構造を有するのではなく、絶縁層１９上に配線構造を有する端子領域を備えた画像表示パネルを形成することも可能である。図８は、変形例にかかる画像表示パネルにおいて、端子領域に配置された接続用電極およびその周辺領域の構造を示す図である。
【００５５】
絶縁層上に導電層を配置する場合、特に段差構造の側面の傾斜が急峻となる場合には、導電層のうち側面上に配置された部分の導電性は悪化し、高抵抗となるかまたは断線するおそれがある。従って、従来構造の４μｍ程度の膜厚を有する絶縁層上に導電層を形成した場合、高い段差および急峻な側面が原因となって断線が生じるおそれが高く、絶縁層上に十分な導電性を確保した導電層を形成することは困難であった。しかしながら、既に説明したように本実施の形態１では絶縁層１９が段差構造を有し、かつ側面の傾斜が緩やかな構造となるため、段差構造を有する絶縁層上に配線構造を形成することが可能である。
【００５６】
従って、図８に示すように配線構造３を省略し、絶縁層１９上に配線構造４３を新たに設けた構造とすることも可能である。かかる構造は、図６（ａ）に示す工程において積層される導電層３２に対して所定のマスクパターンを用いてエッチングすることによって形成することが可能である。従って、実施の形態１の構造と比較して製造工程が増加することはなく、製造コストが増加することもない。
【００５７】
また、既に説明したように段差構造上にマスクパターンを形成する場合には、マスクパターンのもととなるフォトレジスト層の膜厚をほぼ均一に形成することが可能である。従って、写真工程によって所望のマスクパターンを形成することが可能であって、段差構造の端部にフォトレジスト層が残存することはなく、エッチングを行った後に導電層が残存することもない。従って、変形例にかかる構造を有する端子領域を備えた画像表示パネルにおいても、接続用電極間が短絡することを防ぐことが可能である。
【００５８】
なお、近年薄膜トランジスタ上に積層する保護絶縁層を省略し、上層に積層される平坦化層に保護絶縁層の機能を持たせる構造が提案されている。かかる構造に対応して、図９に示すように、実施の形態１にかかる画像表示パネルの端子領域において、段差構造を有する絶縁層１９の下層に位置した保護絶縁層１８を省略した構造とすることも可能である。同様に、絶縁層１９の下層に位置した絶縁層１７についても省略することが可能である。絶縁層１７は画像表示領域１における薄膜トランジスタのゲート絶縁膜を形成する際にあわせて形成されるものであるため、端子領域２を構成するために必須となる層構造ではないためである。
【００５９】
また、本実施の形態１および変形例では、画像表示領域１における走査線１５と端子領域２における配線構造３とが接続した例について説明をしたが、当然のことながら信号線１４と配線構造４とが接続した例についても、配線構造４上に段差構造を有する絶縁層を設けることによって配線構造４間の短絡を防止できるのはもちろんである。さらに、端子領域２における配線構造が、走査線１５および信号線１４以外の配線構造と接続した場合であっても、端子領域２における配線構造上に段差構造を有する絶縁層を設けることが有効である。
【００６０】
さらに、本実施の形態１および変形例において、ＩＰＳ型の液晶表示装置を例として説明したが、本発明をかかる構造に限定して解釈する必要はなく、例えば、対向基板上に共通電極を設けた構造の液晶表示装置に適用することが可能である。かかる構造であっても、アレイ基板上に走査線および信号線が多数配置された構造を有することから、接続用電極も多数配置され、互いが短絡する危険性を有するためである。
【００６１】
また、液晶表示装置に限定する必要もなく、例えば、有機ＥＬ素子等の自発光素子を用いた画像表示パネルでも、一般に信号線および走査線と同等の機能を有する配線構造を備えた構造を有することから、本発明を適用することが可能である。また、いわゆるアクティブマトリックス方式の画像表示パネルのみならず、スイッチング素子を用いないパッシブマトリックス方式の画像表示パネルに対して本発明を適用することも可能である。パッシブマトリックス方式の画像表示パネルにおいても、一般に走査線および信号線を備えた構造を有するためである。
【００６２】
（実施の形態２）
次に、実施の形態２にかかる画像表示装置について説明する。実施の形態２にかかる画像表示装置は、実施の形態１にかかる画像表示パネルと、画像表示パネルを構成する接続用電極と電気的に接続された外部駆動回路とを備えた構造を有する。図１０は、実施の形態２にかかる画像表示装置の構造を示す模式図である。
【００６３】
図１０に示すように、本実施の形態２にかかる画像表示装置は、画像表示パネル５０と、画像表示パネル５０が備える端子領域２における配線構造３、４とそれぞれ電気的に接続された配線板５３、５１と配線板５３、５１にそれぞれ接続された走査線駆動回路５４および信号線駆動回路５２を備えた構造を有する。本実施の形態２において、配線板５３の接続は、例えば図示を省略した接続用電極５上に異方性導電性フィルム（ＡＣＦ）を配置し、接続用電極５に対応して設けられた配線板５３の端子を接続用電極５上に配置した上で熱圧着することによって行われる。
【００６４】
配線板５１、５３は、それぞれ屈曲性を有する母材中に配線層を有すると共にＩＣチップを内蔵した構造を有する。かかるＩＣチップは駆動回路から供給された電気信号を複数の配線構造３、４に分配する機能を有する。
【００６５】
走査線駆動回路５４は、外部から入力される映像信号に基づいて所定の電気信号を生成し、配線板５３および配線構造３を介してかかる電気信号を画像表示パネル５０に対して供給する機能を有する。同様に、信号線駆動回路５２は、所定の電気信号を配線板５１および配線構造４を介して画像表示パネル５０に対して供給する機能を有する。
【００６６】
画像表示パネル５０は、実施の形態１にかかる画像表示パネルによって構成されており、接続用電極近傍に設けられた絶縁層が段差構造を有する。従って、接続用電極間で短絡が生じることはなく、走査線駆動回路５４および信号線駆動回路５２から画像表示パネル５０に対して安定して電気信号を供給することが可能である。
【００６７】
なお、図１１に示す構造によっても画像表示装置を構成することが可能である。図１１に示す画像表示装置は、ＩＣチップ５４を、配線構造３に電気的に接続された接続用電極と直接接続し、ＩＣチップ５４と走査線駆動回路５８との間を配線６０および配線板５６を介して電気的に接続した構造を有する。また、ＩＣチップ５５を、配線構造４に電気的に接続された接続用電極と直接接続し、ＩＣチップ５５と信号線駆動回路５９とを配線６１および配線板５７を介して電気的接続した構造を有する。画像表示パネル５０における接続用電極間における短絡が防止されているため、かかる構造の場合であっても走査線駆動回路５８および信号線駆動回路５９から画像表示パネル５０に対して安定して電気信号を供給することが可能である。
【００６８】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、端子領域における配線構造上に配置される絶縁層を段差構造とすることによって、例えば画像表示領域上に画素電極を形成する際に接続用電極上に導電層が残存することを防止し、接続用電極間に短絡が生じなくすることが可能となり、外部の回路から供給される電気信号を正確に画像表示領域に供給できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１にかかる画像表示パネルの平面構造を示す平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】実施の形態１にかかる画像表示パネルを構成するアレイ基板の画像表示領域における回路構造を説明するための図である。
【図４】図１のＢ−Ｂ線断面図であって、端子領域の構造を説明するための断面図である。
【図５】（ａ）〜（ｄ）は、実施の形態１にかかかる画像表示パネルを構成するアレイ基板の製造工程について示す図である。
【図６】（ａ）〜（ｄ）は、実施の形態１にかかかる画像表示パネルを構成するアレイ基板の製造工程について示す図である。
【図７】（ａ）は、図５（ｃ）に示す工程において用いられるフォトマスクの構造を示し、（ｂ）は、かかるフォトマスクを使用する事による照射光量の場所依存性について示す模式図である。
【図８】実施の形態１の変形例にかかる画像表示パネルの構造を示す断面図である。
【図９】実施の形態１の別の変形例にかかる画像表示パネルの構造を示す断面図である。
【図１０】実施の形態２にかかる画像表示装置の構造を示す平面図である。
【図１１】実施の形態２にかかる画像表示装置の変形例の構造を示す平面図である。
【図１２】従来技術にかかる画像表示パネルの構造を示す断面図である。
【図１３】（ａ）は、従来技術にかかる画像表示装置において画素電極を形成する工程のうち、フォトレジスト層を形成した状態を示す図であり、（ｂ）は、写真工程および写真触刻工程を行った後に残存するレジストパターンおよび導電層を示す図である。
【図１４】従来技術にかかる画像表示装置において、導電層が残存することにより接続用電極間に短絡が生じることを示す平面図である。
【符号の説明】
１ 画像表示領域
２ 端子領域
３ａ〜３ｅ 配線構造
４ａ〜４ｄ 配線構造
５ａ〜５ｅ 接続用電極
６ａ〜６ｄ 接続用電極
７ アレイ基板
８ 対向基板
９ 液晶層
１０ａ、１０ｂ 偏光板
１１ 画素電極
１２ 共通電極
１３ 薄膜トランジスタ
１４ａ、１４ｂ 信号線
１５ 走査線
１７ 絶縁層
１８ 保護絶縁層
１９ 絶縁層
２１ 基板
２２ 配線構造
２３ 絶縁層
２４ 保護絶縁層
２５ ゲート電極
２６ ゲート絶縁層
２７ 保護絶縁層
２８、２９ ソース／ドレイン電極
３０ 絶縁層
３１ 平坦化層
３２ 導電層
３３ フォトレジスト層
３４ マスクパターン
３５ フォトマスク
３６、３７ 遮蔽領域
３８、３９ 透過領域
４０、４１ グレイトーン領域
４３ 配線構造
５０ 画像表示パネル
５１、５３ 配線板
５２ 信号線駆動回路
５４、５５ ＩＣチップ
５４ 走査線駆動回路
５６、５７ 配線板
５８ 走査線駆動回路
５９ 信号線駆動回路
６０、６１ 配線
１０１ 画素表示領域
１０２ 端子領域
１０４ 基板
１０５ 薄膜トランジスタ
１０６ 保護絶縁層
１０７ 平坦化層
１０８ 画素電極
１０９ 配線構造
１１０ 接続用電極
１１１ 保護絶縁層
１１２ 平坦化層
１１３ 導電性材料層
１１４ レジスト層
１１５ レジストパターン
１１６ レジスト残留層
１１７ 導電層
【発明の属する技術分野】
この発明は、画像表示領域および該画像表示領域に外部駆動回路から電気信号を入力する端子領域を備えた画像表示装置に関し、特に製造工程上の負担を増大させることなく端子領域に存在する複数の配線構造間に短絡を生じることのない画像表示パネル、画像表示装置および画像表示パネルの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＲＴディスプレイにおいて進歩の遅かったディスプレイの高解像度化は、液晶をはじめとする新たな技術の導入と共に飛躍的な進歩を遂げようとしている。すなわち、液晶表示装置は微細加工を施すことによりＣＲＴディスプレイに比べて高精細な画像を表示することが可能である。
【０００３】
液晶表示装置として、スイッチング素子としてのＴＦＴ（Thin Film Transistor：薄膜トランジスタ）を備えたアクティブマトリックス方式を用いた液晶表示装置が知られている。かかるアクティブマトリックス方式の液晶表示装置は、走査線と信号線とをマトリックス状に配設し、その交点に薄膜トランジスタが配設されたアレイ基板と、その基板と所定の間隔を隔てて対向配置される対向基板との間に液晶材料を封入し、この液晶材料に与える電圧を薄膜トランジスタによって制御して、液晶の電気光学的効果を利用して画像表示を可能としている。
【０００４】
図１２は、液晶表示パネルを例とした従来の画像表示パネルにおいて、画像表示領域１０１および端子領域１０２の断面構造の一部について示す模式図である。図１２に示すように、画像表示領域１０１には、基板１０４上に薄膜トランジスタ１０５と、基板１０４および薄膜トランジスタ１０５を覆うように積層された保護絶縁層１０６および平坦化層１０７が配置された構造を有する。そして、平坦化層１０７上には画素電極１０８が配置され、画素電極１０８は、薄膜トランジスタ１０５の一方のソース／ドレイン電極と電気的に接続されている。また、図示は省略するが、薄膜トランジスタ１０５の他方のソース／ドレイン電極は信号線に接続され、ゲート電極は走査線に接続されている。ここで、保護絶縁層１０６は主として薄膜トランジスタ１０５を外部の不純物から保護するために設けられた絶縁層であって、窒化珪素等によって形成されている。また、平坦化層１０７は、感光性の高分子樹脂等によって形成され、画素電極１０８を積層する下地を平坦化する機能と共に、薄膜トランジスタ１０５を形成する他方のソース／ドレイン電極等と画素電極１０８との間に生じる寄生容量を低減する機能を有する。従って、平坦化層１０７は、薄膜トランジスタ１０５等の回路素子および信号線、走査線等の配線構造と画素電極１０８との間隔を十分大きくとるために、４μｍ程度の膜厚を有する。さらに、図示を省略したが基板１０４に対向して対向基板が配置され、基板１０４と対向基板との間には液晶層が封入された構造を有する。
【０００５】
一方、端子領域１０２は、基板１０４上に画像表示領域１０１から延伸した配線構造１０９と、配線構造１０９の端部近傍部分を表面に露出することによって形成される接続用電極１１０とを有する。さらに、配線構造１０９上には、保護絶縁層１１２および絶縁層１１３とを備えた構造を有する。
【０００６】
端子領域１０２において、接続用電極１１０と画像表示領域１０１に含まれる回路素子との間は配線構造１０９を介して電気的に接続されている。画像表示領域１０１内に備えられた回路素子および配線構造と、端子領域１０２に備えられた配線構造１０９、接続用電極１１０とはそれぞれ同一の基板１０４上に設けられているため、これらの構造は基板１０４を製造する際に一緒に形成される。このため、配線構造１０９上に積層される保護絶縁層１１２、絶縁層１１３は、画像表示領域１０１内に形成される保護絶縁層１０６、平坦化層１０７とそれぞれ同一の材料によって形成され、ほぼ同一の膜厚を有する。従って、端子領域１０２において、配線構造１０９上に積層される絶縁層１１３の膜厚は、平坦化層１０７と同様に４μｍ程度となる。
【０００７】
かかる構造の接続用電極１１０を有することによって、従来構造の画像表示パネルでは外部の駆動回路と電気的な接続を可能とする構造を有する。そして、接続用電極１１０を介して実際に外部の駆動回路と電気的に接続させることによって画像表示パネルが形成され、所望の画像表示を可能としている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００８】
【特許文献１】
特開２０００−１５５３３５号公報（第１３頁、第１図）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、配線構造１０９上に４μｍ程度の膜厚の絶縁層１１３を積層した従来の構造では、基板１０４上に複数設けられる接続電極間が短絡するという問題が指摘されている。以下、かかる問題について詳細に説明する。
【００１０】
一般に、画素電極１０８を形成するためには、基板１０４上であって、画像表示領域１０１に対応した領域に平坦化層１０７、端子領域１０２に対応した領域に絶縁層１１３を同一工程によって形成した後、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等の導電性材料を平坦化層１０７、１１３の表面全体に渡って積層した後、写真触刻工程を用いて積層した導電性材料を画素電極１０８に対応した領域のみ残存させることによって形成される。
【００１１】
具体的には、まず、図１３（ａ）に示すように、導電層１１４を積層した後、導電層１１４上に感光性のフォトレジストによって形成されるフォトレジスト層１１５をスピンコート法等によって表面全体に一様に塗布する。そして、画素電極１０８に対応した開口部を有するフォトマスクを用いて露光・現像することによって画素電極１０８に対応した領域以外のフォトレジスト層１１５が除去されたレジストパターン１１６が形成される。かかるレジストパターン１１６をマスクとしてエッチングを行うことによって、導電層１１４のうち不要な部分が除去され、画素電極１０８が形成される。
【００１２】
しかし、絶縁層１１３の膜厚が４μｍ程度と大きいため、フォトレジスト層１１５を塗布する際に、スピンコート法等を用いてもフォトレジスト層１１５の膜厚は一定の値とはならず、図１３（ａ）に示すように配線構造１０９と接続用電極１１０の境界近傍において、フォトレジスト層１１５の膜厚は他の領域よりも厚く堆積される。
【００１３】
そのため、フォトマスクを用いてレジストパターン１１６を形成する際には、図１３（ｂ）に示すように絶縁層１１３の側面近傍領域にフォトレジスト層１１５の一部が残り、レジスト残留層１１７が形成される。このため、レジストパターン１１６を用いて導電層１１４をエッチングする際に、レジスト残留層１１７がマスクとして機能することとなり、導電層１１４のうち、レジスト残留層１１７の下層に位置する領域部分についてはエッチングされず、絶縁層１１３の側面に沿って導電層１１８が残留することとなる。
【００１４】
図１４は、実際の製造工程上形成される導電層１１８近傍の構造について示す平面図である。図１４に示すように、導電層１１８は絶縁層１１３の側面に沿って延在しており、かつ図１３（ｂ）に示したように接続用電極１１０上に直接配置されることとなるため、導電層１１８が存在することによって複数の接続用電極１１０間を短絡させることとなる。従って、外部の駆動回路から供給される電気信号を画像表示領域１０１内の回路素子に正確に供給することが困難となり、画像表示装置としての機能が低下することとなる。特に、近年の表示画像の高精細化の要請に応える形で画像表示装置における画素数は飛躍的に増加する傾向にあることから、信号線および走査線の本数も増大し、接続用電極１１０の間隔が狭まる傾向にある。そのため、導電層１１８が一部領域のみに存在した場合であっても容易に接続用電極１１０相互の間で短絡が生じやすく、導電層１１８の残存を完全に防止する必要がある。
【００１５】
かかる短絡の発生を抑制する解決策としては、例えば保護絶縁層１１２の端部を絶縁層１１３の端部よりも接続電極側に延在させた構造とすることで、導電層１１８と接続用電極１１０との間に絶縁領域を介在させることが挙げられる。しかし、保護絶縁層１１２の端部を延在した構造を実現するためには、異なるマスクパターンを用いた複数の写真工程および写真触刻工程を行う必要があるため、製造コストの増加を抑制する観点からは好ましくない。
【００１６】
この発明は、上記従来技術の問題点に鑑みてなされたものであって、画像表示領域およびかかる画像表示領域に外部駆動回路から電気信号を入力する端子領域を備えた画像表示装置等において、製造工程上の負担を増大させることなく端子領域に存在する複数の配線構造間の短絡を防止した画像表示パネル、画像表示装置および画像表示パネルの製造方法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】
上記目的を達成するため、請求項１にかかる画像表示パネルは、画像表示領域と、画像表示領域の縁辺に位置し、該画像表示領域に外部駆動回路から電気信号を入力するための端子領域とを備えた画像表示パネルにおいて、前記端子領域は、前記画像表示領域から延在した複数の配線構造と、該配線構造と電気的に接続され、表面に露出された導電層を含んで形成される接続用電極と、前記配線構造上に配置され、前記接続用電極近傍の膜厚よりも前記画像表示領域端部近傍における膜厚が大なる段差構造を有する絶縁層とを備えたことを特徴とする。
【００１８】
この請求項１の発明によれば、端子領域における配線構造上に配置される絶縁層を段差構造とすることによって、例えば画像表示領域上に画素電極を形成する際に接続用電極上に導電層が残存することを防止し、接続用電極間に短絡が生じることを抑制する。
【００１９】
また、請求項２にかかる画像表示パネルは、上記の発明において、画像表示領域と、画像表示領域の縁辺に位置し、該画像表示領域に外部駆動回路から電気信号を入力するための端子領域とを備えた画像表示パネルにおいて、前記端子領域は、前記画像表示領域近傍が最も大なる膜厚を有し、前記画像表示領域から離隔するに従って徐々に膜厚が減ずる段差構造を有する絶縁層と、該絶縁層上に形成され、前記画像表示領域から延在した複数の配線構造と、該配線構造と電気的に接続された接続用電極とを備えたことを特徴とする。
【００２０】
また、請求項３にかかる画像表示パネルは、上記の発明において、前記絶縁層は感光性材料を含んで形成され、前記絶縁層における段差構造は、所定の光透過率を有するグレイトーン領域を備えたフォトマスクを用いて透過光量に場所依存性を持たせて露光を行うことによって形成されることを特徴とする。
【００２１】
また、請求項４にかかる画像表示パネルは、上記の発明において、前記画像表示領域は、所定の回路素子を有するアレイ基板と、該アレイ基板に対向して配置される対向基板と、前記アレイ基板と前記対向基板との間に封入される液晶層とを備えたことを特徴とする。
【００２２】
また、請求項５にかかる画像表示パネルは、上記の発明において、前記アレイ基板は、表示画素に対応した画素電極と、前記画素電極に供給する電位を制御するスイッチング素子と、該スイッチング素子の駆動状態を制御する走査線と、前記スイッチング素子を介して前記画素電極に対して電位を供給する信号線とを前記画像表示領域に対応した部分に備えることを特徴とする。
【００２３】
また、請求項６にかかる画像表示パネルは、上記の発明において、前記走査線および／または前記信号線は、前記端子領域における接続用電極と電気的に接続していることを特徴とする。
【００２４】
また、請求項７にかかる画像表示装置は、請求項１〜６に記載の画像表示パネルと、前記画像表示パネルの端子領域に形成された接続用電極に電気的に接続された外部駆動回路とを備えたことを特徴とする。
【００２５】
また、請求項８にかかる画像表示パネルの製造方法は、画像表示領域と該画像表示領域の縁辺に位置する端子領域とをアレイ基板上に備えた画像表示パネルの製造方法において、基板上に前記画像表示領域から延在した配線構造を形成する配線形成工程と、前記配線構造に対して一様に絶縁層を堆積する絶縁層堆積工程と、前記絶縁層に対して、前記画像表示領域近傍の膜厚が大きい段差構造を形成する段差構造形成工程とを含むことを特徴とする。
【００２６】
また、請求項９にかかる画像表示パネルの製造方法は、上記の発明において、前記絶縁層堆積工程において、前記絶縁層は感光性材料を含んで形成され、前記段差構造形成工程において、ほぼ１００％の光透過率を有する光透過領域と、１００％未満の光透過率を有するグレイトーン領域と、光をほぼ完全に遮蔽する光遮蔽領域とを有するフォトマスクを用いて前記絶縁層に対して１回の露光工程を行うことによって段差構造を形成することを特徴とする。
【００２７】
また、請求項１０にかかる画像表示パネルの製造方法は、上記の発明において、前記絶縁層はポジ型の感光性材料を含んで形成され、前記段差構造形成工程において用いられる前記フォトマスクは、前記画像表示領域近傍に対応した領域に光遮蔽領域を有し、前記配線構造が延在する方向に向かって順次グレイトーン領域、光透過領域を配置した構造を備えたことを特徴とする。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、この発明の実施の形態である画像表示パネルおよび画像表示装置について説明する。なお、以下の実施の形態においては画像表示装置の例として液晶表示装置について説明するが、本発明は、後述するように有機ＥＬ素子等を発光素子として用いた画像表示装置に適用することも可能であることはもちろんである。また、図面は模式的なものであり、現実のものとは異なることに留意する必要がある。さらに、図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることはもちろんである。
【００２９】
（実施の形態１）
まず、この発明の実施の形態１にかかる画像表示パネルについて説明する。本実施の形態１にかかる画像表示パネルは、画像表示領域と端子領域とを有し、端子領域には画像表示領域から延在した複数の配線構造と、それぞれの配線構造と電気的に接続された接続用電極を有する。そして、それぞれの配線構造の上層には絶縁層が配置され、かかる絶縁層が段差構造を有することによって複数の接続用電極間で短絡が生じることを防止している。
【００３０】
図１は、本実施の形態１にかかる画像表示パネルの平面構造を示す模式図である。図１に示すように、本実施の形態１にかかる画像表示パネルは、画像表示を行う画像表示領域１と、端子領域２を有する。画像表示領域１には後述するように画像表示に寄与する回路素子および配線構造が内包され、端子領域２は、画像表示領域１に内包される回路素子および配線構造と電気的に接続された配線構造３ａ〜配線構造３ｅおよび配線構造４ａ〜配線構造４ｄを有する。また、それぞれの配線構造と電気的に接続され、外部の駆動回路との接続に用いられる接続用電極５ａ〜接続用電極５ｅおよび接続用電極６ａ〜接続用電極６ｅとを備えた構造を有する。なお、図１における配線構造および接続用電極の配置態様および本数はあくまで例示したものにすぎず、必ずしも実際の構造と一致しないことに留意する必要がある。
【００３１】
図２は、本実施の形態１にかかる画像表示パネルのうち、画像表示領域１に対応した部分の断面構造を示す模式図である。図２に示すように、画像表示領域１は、一部が端子領域２をも構成するアレイ基板７と、アレイ基板７のうち画像表示領域１に対応する部分に対して対向配置された対向基板８と、アレイ基板７のうち画像表示領域１に対応する部分と対向基板８との間に封入された液晶層９とを備える。また、画像表示領域１に対応する部分において、アレイ基板７および対向基板８の外表面上には所定の偏光面を有する偏光板１０ａおよび偏光板１０ｂが配置されている。なお、カラー表示を行う場合には、さらにＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）に対応した波長を透過する領域をそれぞれ有したカラーフィルタ（図示省略）を有する。
【００３２】
アレイ基板７および対向基板８は、それぞれ必要に応じて所定の配線構造および回路素子を有し、無色透明な無アルカリガラス板で形成されている。ここで、無アルカリガラスとは、Ｎａ2Ｏ、Ｋ2Ｏ等のアルカリ性物質の含有率を０．８重量％以下に抑制した構造のガラスをいう。アレイ基板７および対向基板８は、下方から入射される光の進路に影響を及ぼすことを避けるために表面が平坦性に優れた形状を有すると共に、低い熱膨張率を有する。なお、アレイ基板７および対向基板８は、用途等に応じて透明なプラスチック基板および石英ガラス等によって形成される構造としても良い。また、アレイ基板７と対向基板８との間隔を規定するため、アレイ基板７と対向基板８との間には図示を省略したスペーサが配置されている。
【００３３】
液晶層９は、配向性を有する液晶分子を主成分として形成されている。液晶層９を構成する液晶分子の例としては、例えばフッ素系ネマチック液晶分子を使用することが可能である。また、フッ素系ネマチック液晶分子以外であっても、ヌメクチック液晶、コレステリック液晶等を構成する液晶分子を用いることとしても良い。すなわち、一般的に液晶表示パネルに対して用いられる液晶分子であれば本実施の形態１にかかる液晶層９に使用することが可能であって、液晶分子について特に限定する必要はない。なお、液晶層９に含まれる液晶分子の配向性を規定するため、アレイ基板７および／または対向基板８は、液晶層９と接触する表面上に配向膜を備えた構造を有するのが一般的である。配向膜は、アレイ基板７および／または対向基板８の表面上にポリイミド、ポリアミック酸等の有機膜を塗布、焼成した後、コットン、レイヨン布等によって有機膜を所定方向に擦ることによって表面構造に異方性を有する構造を備える。かかる表面構造の異方性によって液晶分子の配向性を制御している。また、配向膜として蒸着、スパッタリング等によって無機膜を成膜し、光、イオンビーム等を無機膜に照射することによって表面構造に異方性を持たせた構造とすることも可能である。これら以外の構造であっても、液晶分子の配向性を規定できるものであれば良く、配向膜の構造を上記のものに限定する必要はない。
【００３４】
次に、アレイ基板７上であって、画像表示領域１に対応した部分に配置された配線構造および回路素子およびそれらの配置について説明する。図３は、いわゆるＩＰＳ（In-Plane-Switching）型のアレイ基板７に備えられた薄膜トランジスタ等の回路素子の配線構造の一部を示す等価回路図である。図３に示すように、表示画素に対応して画素電極１１が中央に配置され、画素電極１１の周囲を囲むように共通電極１２が配置されている。また、共通電極１２下層には、縦方向に延在した信号線１４ａ、１４ｂが配置され、画素電極１１の近傍には横方向に延在した走査線１５が配置されている。また、信号線１４ａと画素電極１１とはスイッチング素子たる薄膜トランジスタ１３を介して接続されており、薄膜トランジスタ１３のゲート電極は、走査線１５と接続されている。アレイ基板７上であって、画像表示領域１に対応した領域には、かかる構造が表示画素に対応してマトリックス状に配置されている。
【００３５】
本実施の形態１にかかる画像表示パネルによる画像表示について簡単に説明する。まず、走査線１５を介して外部の駆動回路から供給される電位によって薄膜トランジスタ１３の駆動状態が制御され、薄膜トランジスタ１３がオンの際には信号線１４ａを介して外部の駆動回路から画素電極１１に対して電位が供給される。画素電極１１に対して電位が供給されることによって、画素電極１１と共通電極１２との間に電位差が生じ、液晶層９に対して横方向の電界が発生する。かかる横方向の電界によって液晶層９に含まれる液晶分子の配向方向が制御され、画像表示が行われる。従って、画像表示を行う際に信号線１４および走査線１５を介して外部の駆動回路から所定の電圧を供給する必要があり、本実施の形態１にかかる画像表示パネルは、端子領域２に接続用電極５、６を設け、かつ接続用電極５、６と走査線１５、信号線１４とを接続する配線構造３、４を備えた構造を有する。
【００３６】
次に、端子領域２に配置される配線構造３および接続用電極５について説明する。図４は、図１のＢ−Ｂ線断面図であって、端子領域２における配線構造３および接続用電極５の断面構造を示す模式図である。
【００３７】
図４に示すように、端子領域２では、アレイ基板７上に設けられた配線構造３および接続用電極５と、配線構造３上に配置された絶縁層１７と、絶縁層１７上に配置された保護絶縁層１８と、保護絶縁層１８上に配置され、接続用電極５に近接した領域における膜厚が他の領域よりも薄くなる段差構造を有する絶縁層１９とを備える。絶縁層１７は例えば酸化珪素によって形成され、保護絶縁層１８は窒化珪素によって形成される。また、絶縁層１９は、例えば感光性の高分子材料によって形成される。なお、後述するように、絶縁層１７および保護絶縁層１８は、画像表示領域１内に配置される薄膜トランジスタ１３の構造に起因して端子領域２でも設けられるものであって、保護絶縁層１８について省略することも可能である。
【００３８】
端子領域２がかかる段差構造を有することによって、本実施の形態１にかかる画像表示パネルは、複数設けられる接続用電極の相互間における短絡の発生を防止している。かかる利点が生じる理由について、以下で製造工程を明らかにしつつ説明を行う。
【００３９】
まず、図５（ａ）〜（ｄ）、図６（ａ）〜（ｄ）を適宜参照して本実施の形態１にかかる画像表示パネルを構成するアレイ基板７の製造方法を簡単に説明する。なお、理解を容易にするため、図５（ａ）〜（ｄ）および図６（ａ）〜（ｄ）では、画像表示領域１内に配置される薄膜トランジスタ１３と、端子領域２に配置される配線構造３および接続用電極５との製造工程について図示している。
【００４０】
まず、図５（ａ）に示すように、基板２１上に薄膜トランジスタ１３と、配線構造２２、絶縁層２３および保護絶縁層２４の積層構造を形成する。ここで、端子領域２における配線構造２２、絶縁層２３および保護絶縁層２４は、薄膜トランジスタ１３を構成するゲート電極２５、ゲート絶縁層２６および保護絶縁層２７のそれぞれと同一工程によって形成され、同一材料によって構成される。また、絶縁層２３および保護絶縁層２４は、それぞれ数十ｎｍ〜数百ｎｍ程度の膜厚となるよう積層される。
【００４１】
その後、図５（ｂ）に示すように、画像表示領域１および端子領域２の全面に渡って４μｍ程度の膜厚の絶縁層３０が成膜される。そして、図５（ｃ）に示すように、所定のフォトマスクを用いて露光および現像が行われる写真工程によって、画像表示領域１に平坦化層３１が、端子領域２には段差構造を有する絶縁層１９が形成される。ここで、図５（ｃ）に示すように、平坦化層３１には後に形成する画素電極と薄膜トランジスタ１３を構成するソース／ドレイン電極２８との導通を確保するための貫通孔が形成され、絶縁層１９では、接続用電極５方向に順次膜厚が減少する多段構造が形成される。絶縁層１９における多段構造を形成する原理については後に詳細に説明するため、ここでは省略する。
【００４２】
そして、図５（ｄ）に示すように、平坦化層３１および絶縁層１９をマスクとして写真触刻工程を行い、ゲート絶縁層２６、保護絶縁層２７および絶縁層２３、保護絶縁層２４の一部がエッチングされる。具体的には、画像表示領域１においては図５（ｃ）に示す工程で形成された貫通孔に対応した領域が除去され、ソース／ドレイン電極２８の一部が表面に露出される。また、端子領域２においては絶縁層１９によって被覆された部分以外の領域において絶縁層２３、保護絶縁層２４が除去され、配線構造２２の端部近傍が表面に露出され、接続用電極５が形成される。また、配線構造２２のうち、絶縁層１９に被覆された領域に対応する部分は上記の配線構造３を形成する。
【００４３】
その後、図６（ａ）に示すように、表面全体に渡って導電層３２がスパッタリング、蒸着等によって形成される。そして、図６（ｂ）に示すように、導電層３２上にはスピンコート法等を用いてフォトレジスト層３３が塗布される。ここで、本実施の形態１では絶縁層１９のうち接続用電極５の近傍部分の膜厚は他の領域に比べて薄くなるよう段差構造が形成されており、かつ段差構造を有することにより、膜厚が大なる場合と比較して側面の傾斜も緩くなる。このため、接続用電極５と絶縁層１９との境界近傍におけるフォトレジスト層３３の膜厚は他の領域に比べて若干大きくなるものの実用上問題ない程度に抑制することができる。
【００４４】
その後、所定のマスクパターンを用いて写真工程を行うことによって、図６（ｃ）に示すように、フォトレジスト層３３のうち画素電極１１の形成予定領域以外の部分を除去し、パターン３４が形成される。上記したように、本実施の形態１にかかる画像表示パネルでは、図６（ｂ）の工程において絶縁層１９の端部近傍におけるフォトレジスト層３３の膜厚の増加を抑制できる。このため、本工程でパターン３４を形成する際に絶縁層１９の端部近傍でフォトレジスト層３３が残存することはなく、導電層３２が完全に表面上に露出することとなる。
【００４５】
そして、図６（ｄ）に示すように、パターン３４をマスクとして写真触刻工程を行うことによって導電層３２のうち不要な部分を除去し、画素電極１１が形成される。そして、図６（ｃ）に示す工程で接続用電極５と絶縁層１９の境界近傍において導電層３２は完全に表面上に露出していることから、写真触刻工程によって導電層３２の境界近傍部分も完全に除去される。従って、隣接する接続用電極間に導電層が残存することはなく、接続用電極間が短絡することが防止される。最後に、パターン３４を除去することによって、本実施の形態１にかかる画像表示パネルを構成するアレイ基板７が形成される。
【００４６】
以上説明したように、本実施の形態１にかかる画像表示パネルでは、接続用電極５の近傍に配置される絶縁層１９が図４に示すような段差構造を有することによって、画素電極１１を形成する際に塗布されるフォトレジスト層３３をほぼ均一に塗布することが可能となる。これにより、フォトレジスト層３３をパターン３４に形成する写真工程において絶縁層１９の端部近傍にフォトレジスト層３３の一部が残存することがなく、その結果、接続用電極５に接続した導電層が残存することなく除去することが可能となる。従って、複数配置された接続用電極５ａ〜接続用電極５ｅ間が互いに短絡することを防止することができる。なお、短絡を防止する観点からは段差構造の段数は図４に示すように３段程度とすることが好ましいが、必ずしも図４に示す段数に限定する必要はない。好ましくは、接続用電極５ａ〜５ｅに最も近接した段差部分の膜厚が２μｍ以下となるように構成することによって、より効果的に短絡の発生を防止することが可能である。
【００４７】
次に、絶縁層１９の段差構造を形成する工程について、すなわち図５（ｃ）に対応する工程について詳細に説明する。かかる工程では、写真工程に使用するフォトマスクの構造を工夫することによって、一度の露光および現像によって、図５（ｃ）に示す段差構造を形成している。
【００４８】
図７（ａ）は、段差構造を形成する工程で使用するフォトマスク３５の構造を示す模式図である。フォトマスク３５は、図７（ａ）に示すように、ほぼ完全に光の透過を遮蔽する遮蔽領域３６、３７と、ほぼ１００％の光透過率を有する透過領域３８、３９と、光透過率が０％より大きく、１００％未満となるグレイトーン領域４０、４１を備える。ここで、グレイトーン領域４０の光透過率をａ％、グレイトーン領域４１の光透過率をｂ％とすると、１００＞ｂ＞ａ＞０の関係を満たすようグレイトーン領域４０、４１は形成される。
【００４９】
段差構造を形成する工程においてフォトマスク３５を使用することによって、段差構造を有する絶縁層１９のもととなる絶縁層３０に対して一度の写真工程によって段差構造を形成することが可能となる。すなわち、写真工程において露光される光の量が少ないほど、除去される絶縁層３０の膜厚は薄くなるため、透過する光の量に場所依存性を持たせることによって残存する絶縁層の膜厚を変化させ、段差構造を形成することが可能となる。
【００５０】
具体的には、絶縁層３０をポジ型の感光性材料を用いて形成した場合、図７（ｂ）に示すようにフォトマスク３５の遮蔽領域３６、３７を通過する光の強度は最も小さく、対応する領域では絶縁層はほとんど除去されない。一方で、光をほぼ１００％透過する透過領域３８、３９に対応した領域では絶縁層は現像の際に完全に除去される。さらに、グレイトーン領域４０、４１に対応した領域では、絶縁層は光透過率に応じた光量を受光するため、受光量に応じた膜厚の分だけ絶縁層は除去され、図７（ｂ）に示すような段差構造を有する絶縁層１９が形成される。なお、本願発明者等は実際にフォトマスク３５を用いて写真工程を行った結果、段差構造部分において各段差間の側面の傾斜が緩やかになることも見いだしている。
【００５１】
従って、グレイトーン領域４０、４１を備えたフォトマスク３５を用いて段差構造を形成することによって、絶縁層１９は、接続用電極５近傍における膜厚を薄くすることが可能となるのみならず、段差構造の側面の傾斜を緩やかなものとする事が可能となり、図６（ｂ）に示す工程において、フォトレジスト層３３をほぼ均一な膜厚となるよう塗布することができる。その結果、図６（ｃ）の工程でパターン３４を形成する際に接続用電極５近傍にフォトレジスト層が残存することを防止でき、導電層３２の残存を防止する事によって接続用電極間の短絡を防止できる。
【００５２】
なお、グレイトーン領域を有さないフォトマスクを用いて段差構造を形成することも可能である。例えば、露光機の光量を一定以下とした上で、順次フォトマスクをずらして数回に渡って絶縁層３０に対して露光を行うことによって、全体として図７（ｂ）と同様の光量を照射することによって段差構造を形成することが可能である。しかしながら、フォトマスクをずらす際の位置あわせ誤差および数回に渡って露光を行う必要があること等から、フォトマスク３５を用いて一度の写真工程によって段差構造を形成することがより好ましい。
【００５３】
また、本実施の形態１においては絶縁層３０としてポジ型の感光性材料を用いることとしたが、ネガ型の感光性材料を用いて段差構造を形成することも可能である。かかる場合には、フォトマスク３５と相反する透過率、例えば遮蔽領域３６、３７に対応する領域に透過領域を配置し、透過領域３８、３９に対応する領域に遮蔽領域を配置する等の構造とすることで、段差構造を形成することが可能である。
【００５４】
（変形例）
なお、本実施の形態１で説明したように、段差構造を有する絶縁層１９下層に配線構造を有するのではなく、絶縁層１９上に配線構造を有する端子領域を備えた画像表示パネルを形成することも可能である。図８は、変形例にかかる画像表示パネルにおいて、端子領域に配置された接続用電極およびその周辺領域の構造を示す図である。
【００５５】
絶縁層上に導電層を配置する場合、特に段差構造の側面の傾斜が急峻となる場合には、導電層のうち側面上に配置された部分の導電性は悪化し、高抵抗となるかまたは断線するおそれがある。従って、従来構造の４μｍ程度の膜厚を有する絶縁層上に導電層を形成した場合、高い段差および急峻な側面が原因となって断線が生じるおそれが高く、絶縁層上に十分な導電性を確保した導電層を形成することは困難であった。しかしながら、既に説明したように本実施の形態１では絶縁層１９が段差構造を有し、かつ側面の傾斜が緩やかな構造となるため、段差構造を有する絶縁層上に配線構造を形成することが可能である。
【００５６】
従って、図８に示すように配線構造３を省略し、絶縁層１９上に配線構造４３を新たに設けた構造とすることも可能である。かかる構造は、図６（ａ）に示す工程において積層される導電層３２に対して所定のマスクパターンを用いてエッチングすることによって形成することが可能である。従って、実施の形態１の構造と比較して製造工程が増加することはなく、製造コストが増加することもない。
【００５７】
また、既に説明したように段差構造上にマスクパターンを形成する場合には、マスクパターンのもととなるフォトレジスト層の膜厚をほぼ均一に形成することが可能である。従って、写真工程によって所望のマスクパターンを形成することが可能であって、段差構造の端部にフォトレジスト層が残存することはなく、エッチングを行った後に導電層が残存することもない。従って、変形例にかかる構造を有する端子領域を備えた画像表示パネルにおいても、接続用電極間が短絡することを防ぐことが可能である。
【００５８】
なお、近年薄膜トランジスタ上に積層する保護絶縁層を省略し、上層に積層される平坦化層に保護絶縁層の機能を持たせる構造が提案されている。かかる構造に対応して、図９に示すように、実施の形態１にかかる画像表示パネルの端子領域において、段差構造を有する絶縁層１９の下層に位置した保護絶縁層１８を省略した構造とすることも可能である。同様に、絶縁層１９の下層に位置した絶縁層１７についても省略することが可能である。絶縁層１７は画像表示領域１における薄膜トランジスタのゲート絶縁膜を形成する際にあわせて形成されるものであるため、端子領域２を構成するために必須となる層構造ではないためである。
【００５９】
また、本実施の形態１および変形例では、画像表示領域１における走査線１５と端子領域２における配線構造３とが接続した例について説明をしたが、当然のことながら信号線１４と配線構造４とが接続した例についても、配線構造４上に段差構造を有する絶縁層を設けることによって配線構造４間の短絡を防止できるのはもちろんである。さらに、端子領域２における配線構造が、走査線１５および信号線１４以外の配線構造と接続した場合であっても、端子領域２における配線構造上に段差構造を有する絶縁層を設けることが有効である。
【００６０】
さらに、本実施の形態１および変形例において、ＩＰＳ型の液晶表示装置を例として説明したが、本発明をかかる構造に限定して解釈する必要はなく、例えば、対向基板上に共通電極を設けた構造の液晶表示装置に適用することが可能である。かかる構造であっても、アレイ基板上に走査線および信号線が多数配置された構造を有することから、接続用電極も多数配置され、互いが短絡する危険性を有するためである。
【００６１】
また、液晶表示装置に限定する必要もなく、例えば、有機ＥＬ素子等の自発光素子を用いた画像表示パネルでも、一般に信号線および走査線と同等の機能を有する配線構造を備えた構造を有することから、本発明を適用することが可能である。また、いわゆるアクティブマトリックス方式の画像表示パネルのみならず、スイッチング素子を用いないパッシブマトリックス方式の画像表示パネルに対して本発明を適用することも可能である。パッシブマトリックス方式の画像表示パネルにおいても、一般に走査線および信号線を備えた構造を有するためである。
【００６２】
（実施の形態２）
次に、実施の形態２にかかる画像表示装置について説明する。実施の形態２にかかる画像表示装置は、実施の形態１にかかる画像表示パネルと、画像表示パネルを構成する接続用電極と電気的に接続された外部駆動回路とを備えた構造を有する。図１０は、実施の形態２にかかる画像表示装置の構造を示す模式図である。
【００６３】
図１０に示すように、本実施の形態２にかかる画像表示装置は、画像表示パネル５０と、画像表示パネル５０が備える端子領域２における配線構造３、４とそれぞれ電気的に接続された配線板５３、５１と配線板５３、５１にそれぞれ接続された走査線駆動回路５４および信号線駆動回路５２を備えた構造を有する。本実施の形態２において、配線板５３の接続は、例えば図示を省略した接続用電極５上に異方性導電性フィルム（ＡＣＦ）を配置し、接続用電極５に対応して設けられた配線板５３の端子を接続用電極５上に配置した上で熱圧着することによって行われる。
【００６４】
配線板５１、５３は、それぞれ屈曲性を有する母材中に配線層を有すると共にＩＣチップを内蔵した構造を有する。かかるＩＣチップは駆動回路から供給された電気信号を複数の配線構造３、４に分配する機能を有する。
【００６５】
走査線駆動回路５４は、外部から入力される映像信号に基づいて所定の電気信号を生成し、配線板５３および配線構造３を介してかかる電気信号を画像表示パネル５０に対して供給する機能を有する。同様に、信号線駆動回路５２は、所定の電気信号を配線板５１および配線構造４を介して画像表示パネル５０に対して供給する機能を有する。
【００６６】
画像表示パネル５０は、実施の形態１にかかる画像表示パネルによって構成されており、接続用電極近傍に設けられた絶縁層が段差構造を有する。従って、接続用電極間で短絡が生じることはなく、走査線駆動回路５４および信号線駆動回路５２から画像表示パネル５０に対して安定して電気信号を供給することが可能である。
【００６７】
なお、図１１に示す構造によっても画像表示装置を構成することが可能である。図１１に示す画像表示装置は、ＩＣチップ５４を、配線構造３に電気的に接続された接続用電極と直接接続し、ＩＣチップ５４と走査線駆動回路５８との間を配線６０および配線板５６を介して電気的に接続した構造を有する。また、ＩＣチップ５５を、配線構造４に電気的に接続された接続用電極と直接接続し、ＩＣチップ５５と信号線駆動回路５９とを配線６１および配線板５７を介して電気的接続した構造を有する。画像表示パネル５０における接続用電極間における短絡が防止されているため、かかる構造の場合であっても走査線駆動回路５８および信号線駆動回路５９から画像表示パネル５０に対して安定して電気信号を供給することが可能である。
【００６８】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、端子領域における配線構造上に配置される絶縁層を段差構造とすることによって、例えば画像表示領域上に画素電極を形成する際に接続用電極上に導電層が残存することを防止し、接続用電極間に短絡が生じなくすることが可能となり、外部の回路から供給される電気信号を正確に画像表示領域に供給できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１にかかる画像表示パネルの平面構造を示す平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】実施の形態１にかかる画像表示パネルを構成するアレイ基板の画像表示領域における回路構造を説明するための図である。
【図４】図１のＢ−Ｂ線断面図であって、端子領域の構造を説明するための断面図である。
【図５】（ａ）〜（ｄ）は、実施の形態１にかかかる画像表示パネルを構成するアレイ基板の製造工程について示す図である。
【図６】（ａ）〜（ｄ）は、実施の形態１にかかかる画像表示パネルを構成するアレイ基板の製造工程について示す図である。
【図７】（ａ）は、図５（ｃ）に示す工程において用いられるフォトマスクの構造を示し、（ｂ）は、かかるフォトマスクを使用する事による照射光量の場所依存性について示す模式図である。
【図８】実施の形態１の変形例にかかる画像表示パネルの構造を示す断面図である。
【図９】実施の形態１の別の変形例にかかる画像表示パネルの構造を示す断面図である。
【図１０】実施の形態２にかかる画像表示装置の構造を示す平面図である。
【図１１】実施の形態２にかかる画像表示装置の変形例の構造を示す平面図である。
【図１２】従来技術にかかる画像表示パネルの構造を示す断面図である。
【図１３】（ａ）は、従来技術にかかる画像表示装置において画素電極を形成する工程のうち、フォトレジスト層を形成した状態を示す図であり、（ｂ）は、写真工程および写真触刻工程を行った後に残存するレジストパターンおよび導電層を示す図である。
【図１４】従来技術にかかる画像表示装置において、導電層が残存することにより接続用電極間に短絡が生じることを示す平面図である。
【符号の説明】
１ 画像表示領域
２ 端子領域
３ａ〜３ｅ 配線構造
４ａ〜４ｄ 配線構造
５ａ〜５ｅ 接続用電極
６ａ〜６ｄ 接続用電極
７ アレイ基板
８ 対向基板
９ 液晶層
１０ａ、１０ｂ 偏光板
１１ 画素電極
１２ 共通電極
１３ 薄膜トランジスタ
１４ａ、１４ｂ 信号線
１５ 走査線
１７ 絶縁層
１８ 保護絶縁層
１９ 絶縁層
２１ 基板
２２ 配線構造
２３ 絶縁層
２４ 保護絶縁層
２５ ゲート電極
２６ ゲート絶縁層
２７ 保護絶縁層
２８、２９ ソース／ドレイン電極
３０ 絶縁層
３１ 平坦化層
３２ 導電層
３３ フォトレジスト層
３４ マスクパターン
３５ フォトマスク
３６、３７ 遮蔽領域
３８、３９ 透過領域
４０、４１ グレイトーン領域
４３ 配線構造
５０ 画像表示パネル
５１、５３ 配線板
５２ 信号線駆動回路
５４、５５ ＩＣチップ
５４ 走査線駆動回路
５６、５７ 配線板
５８ 走査線駆動回路
５９ 信号線駆動回路
６０、６１ 配線
１０１ 画素表示領域
１０２ 端子領域
１０４ 基板
１０５ 薄膜トランジスタ
１０６ 保護絶縁層
１０７ 平坦化層
１０８ 画素電極
１０９ 配線構造
１１０ 接続用電極
１１１ 保護絶縁層
１１２ 平坦化層
１１３ 導電性材料層
１１４ レジスト層
１１５ レジストパターン
１１６ レジスト残留層
１１７ 導電層
Claims (10)
- 画像表示領域と、画像表示領域の縁辺に位置し、該画像表示領域に外部駆動回路から電気信号を入力するための端子領域とを備えた画像表示パネルにおいて、
前記端子領域は、
前記画像表示領域から延在した複数の配線構造と、
該配線構造と電気的に接続され、表面に露出された導電層を含んで形成される接続用電極と、
前記配線構造上に配置され、前記接続用電極近傍の膜厚よりも前記画像表示領域端部近傍における膜厚が大なる段差構造を有する絶縁層と、
を備えたことを特徴とする画像表示パネル。 - 画像表示領域と、画像表示領域の縁辺に位置し、該画像表示領域に外部駆動回路から電気信号を入力するための端子領域とを備えた画像表示パネルにおいて、
前記端子領域は、
前記画像表示領域近傍で最も大なる膜厚を有し、前記画像表示領域から離隔するに従って徐々に膜厚が減ずる段差構造を有する絶縁層と、
該絶縁層上に形成され、前記画像表示領域から延在した複数の配線構造と、
該配線構造と電気的に接続された接続用電極と、
を備えたことを特徴とする画像表示パネル。 - 前記絶縁層は感光性材料を含んで形成され、前記絶縁層における段差構造は、所定の光透過率を有するグレイトーン領域を備えたフォトマスクを用いて透過光量に場所依存性を持たせて露光を行うことによって形成されることを特徴とする請求項１または２に記載の画像表示パネル。
- 前記画像表示領域は、
所定の回路素子を有するアレイ基板と、
該アレイ基板に対向して配置される対向基板と、
前記アレイ基板と前記対向基板との間に封入される液晶層と、
を備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の画像表示パネル。 - 前記アレイ基板は、
表示画素に対応した画素電極と、
前記画素電極に供給する電位を制御するスイッチング素子と、
該スイッチング素子の駆動状態を制御する走査線と、
前記スイッチング素子を介して前記画素電極に対して電位を供給する信号線と、
を前記画像表示領域に対応した部分に備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の画像表示パネル。 - 前記走査線および／または前記信号線は、前記端子領域における接続用電極と電気的に接続していることを特徴とする請求項５に記載の画像表示パネル。
- 請求項１〜６に記載の画像表示パネルと、
前記画像表示パネルの端子領域に形成された接続用電極に電気的に接続された外部駆動回路と、
を備えたことを特徴とする画像表示装置。 - 画像表示領域と該画像表示領域の縁辺に位置する端子領域とをアレイ基板上に備えた画像表示パネルの製造方法において、
基板上に前記画像表示領域から延在した配線構造を形成する配線形成工程と、
前記配線構造に対して一様に絶縁層を堆積する絶縁層堆積工程と、
前記絶縁層に対して、前記画像表示領域近傍の膜厚が大きい段差構造を形成する段差構造形成工程と、
を含むことを特徴とする画像表示パネルの製造方法。 - 前記絶縁層堆積工程において、前記絶縁層は感光性材料を含んで形成され、
前記段差構造形成工程において、ほぼ１００％の光透過率を有する光透過領域と、１００％未満の光透過率を有するグレイトーン領域と、光をほぼ完全に遮蔽する光遮蔽領域とを有するフォトマスクを用いて前記絶縁層に対して１回の露光工程を行うことによって段差構造を形成することを特徴とする請求項８に記載の画像表示パネルの製造方法。 - 前記絶縁層はポジ型の感光性材料を含んで形成され、
前記段差構造形成工程において用いられる前記フォトマスクは、前記画像表示領域近傍に対応した領域に光遮蔽領域を有し、前記配線構造が延在する方向に向かって順次グレイトーン領域、光透過領域を配置した構造を備えたことを特徴とする請求項８に記載の画像表示パネルの製造方法。
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