JP2009020199A - 表示パネル及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】端子を有する金属薄膜の腐食等を抑制することができる表示パネル及びその製造方法を提供すること。
【解決手段】本発明にかかる表示パネルは、TFTアレイ基板30上に形成され、第1端子5を有する共通配線4と、共通配線4上に形成される第1透明導電性膜6と、第1透明導電性膜6上に形成され、表示領域54の外側でシール材50の内側に第1端子部コンタクトホール17を有する層間絶縁膜15と、層間絶縁膜15上に形成され、第1端子部コンタクトホール17では第1透明導電性膜6を介して共通配線4と電気的に接続される端子パッド20とを有するものである。
【選択図】図3
【解決手段】本発明にかかる表示パネルは、TFTアレイ基板30上に形成され、第1端子5を有する共通配線4と、共通配線4上に形成される第1透明導電性膜6と、第1透明導電性膜6上に形成され、表示領域54の外側でシール材50の内側に第1端子部コンタクトホール17を有する層間絶縁膜15と、層間絶縁膜15上に形成され、第1端子部コンタクトホール17では第1透明導電性膜6を介して共通配線4と電気的に接続される端子パッド20とを有するものである。
【選択図】図3
Description
本発明は、表示パネル及びその製造方法に関し、例えばコンタクトホールを有する表示パネル及びその製造方法に関する。
表示パネルには、単純マトリクス型のパネルと薄膜トランジスタ(TFT:Thin Film Transistor)をスイッチング素子として用いるアクティブマトリクス型のパネルとがある。最近では、表示品位の点でTFTを用いたアクティブマトリクス型の表示装置が広く実用化されている。このような表示パネルとしては、例えば液晶表示パネルやEL(Electro Luminescence)表示パネルがある。液晶表示パネルは、液晶を用いた電気光学素子であり、ディスプレイへの応用が盛んになされている。この液晶表示パネルは、薄型で低消費電力であるという特徴を持つことから、パーソナルコンピューター等のOA機器や、携帯電話、電子手帳等の携帯情報機器、あるいは液晶モニターを備えたカーナビゲーションシステム、カメラ一体型VTR、TV用として広く用いられるようになっている。また、近年では、自発光により高い視認性、高速応答、高視野角、薄型、軽量といった特徴を持つEL(Electro Luminescence)表示パネルも用いられるようになっている。
液晶表示装置に搭載される液晶表示パネルは、従来のブラウン管やEL(エレクトロルミネッセンス)素子を用いた表示とは異なり、自らは発光しない。このため、液晶表示パネルの背面または側方に、バックライトと呼ばれる蛍光管等からなる照明装置が設置された透過型液晶表示パネルが多く用いられている。透過型液晶表示パネルでは、バックライトから光を照射し、その光の透過量を制御して、画像表示を行う。このような透過型液晶表示パネルは、暗所では視認性が高いが、明所では視認性が低くなってしまう。
このため、戸外で常時携帯して使用する機会の多い携帯情報端末機器等では、光源としてバックライトを用いずに、周囲光を利用する反射型液晶表示パネルが用いられるようになっている。反射型液晶表示パネルは、基板の画素電極部に透明膜ではなく、反射膜を用いている。そして、周囲光を反射膜表面で反射させることにより、表示を行う。このように、反射型液晶表示パネルでは、バックライトが不要であるため、消費電力を少なくすることができるという長所がある。しかしながら、周囲光が暗い場合には、視認性が極端に低下するという欠点を併せ持つ。
これらの問題点を解消するために、バックライト光の一部を透過させると共に周囲光の一部を反射させる半透過型液晶表示パネルが用いられている(特許文献1、第1図〜第4図)。半透過型液晶表示パネルは、画素電極部に透過膜が用いられた透過部と、画素電極部に反射膜が用いられた反射部を備える。これにより、透過型表示と反射型表示の両方を1つの液晶表示パネルで実現することができる。
以上のように、従来、液晶表示パネルには大きく分けて透過型、反射型、及び半透過型の3種類がある。ここで、これらの代表的な液晶表示パネルの構成を図8〜図13に示す。まず、図8及び図9を用いて、透過型液晶表示パネルの構成を説明する。図8は、透過型液晶表示パネルのTFTと画素電極部の構成を示す平面図である。図9は、透過型液晶表示パネルのTFTと画素電極部の構成を示す断面図である。なお、図9においては、ゲート端子部及びソース端子部の断面構成も併せて示す。これらは、駆動回路からの走査信号や映像信号(表示信号)を液晶表示パネルに送るために、駆動回路との接続部となる。
透過型液晶表示パネルは、画素毎にTFT100を有する。また、画素電極として透過電極101を用い、画素の略全面に透過電極101が形成されている。一般的に、透過電極101として、酸化インジウムや酸化スズなどからなるITOのような透明導電性膜が用いられる。そして、駆動回路との接続部となるゲート端子102及びソース端子103の上には、ゲート端子パッド104、ソース端子パッド105がそれぞれ形成される。また、TFT100と透過電極101、ゲート端子102とゲート端子パッド104、及びソース端子103とソース端子パッド105は、コンタクトホール106を介してそれぞれ接続される。
次に、図10及び図11を用いて、半透過型液晶表示パネルの構成を説明する。図10は、半透過型液晶表示パネルのTFTと画素電極部の構成を示す平面図である。図11は、半透過型液晶表示パネルのTFTと画素電極部の構成を示す断面図である。なお、図11においては、ゲート端子部及びソース端子部の断面構成も併せて示す。
透過型液晶表示パネルと同様、半透過型液晶表示パネルは、TFT100、透過電極101、ゲート端子102、ソース端子103、ゲート端子パッド104、及びソース端子パッド105を有する。これらは、透過型液晶表示パネルと同様、コンタクトホール106を介してそれぞれ接続される。また、半透過型液晶表示パネルは、TFT100側において画素の略半分の領域に反射電極107が形成される。このように、画素電極として、透過電極101及び反射電極107が用いられる。反射電極107としては、Ag又はAlを用いることが多い。
次に、図12及び図13を用いて、反射型液晶表示パネルの構成を説明する。図12は、反射型液晶表示パネルのTFTと画素電極部の構成を示す平面図である。図13は、反射型液晶表示パネルのTFTと画素電極部の構成を示す断面図である。なお、図13においては、ゲート端子部及びソース端子部の断面構成も併せて示す。
透過型液晶表示パネルと同様、反射型液晶表示パネルは、TFT100、ゲート端子102、ソース端子103、ゲート端子パッド104、及びソース端子パッド105を有する。また、画素電極として反射電極107を用い、画素の略全面に反射電極107が形成されている。反射電極107としては、Ag又はAlを用いることが多い。これらは、透過型液晶表示パネルと同様、コンタクトホール106を介してそれぞれ接続される。
いずれの液晶表示パネルでも、駆動回路との接続部となるゲート端子102、ソース端子103の上に形成されたゲート端子パッド104、ソース端子パッド105として、一般的にITOのような透明導電性膜が用いられる。これは、後工程や動作環境等による接続部の酸化による高抵抗を防止するためである。また、透過型あるいは半透過型液晶表示パネルには、ITO等からなる透過電極101が形成される。このようにパッド104、105や透過電極101として用いられる酸化インジウムや酸化スズ系のITO膜は、ガバレッジ特性が悪い(特許文献1参照)。このため、図9、図11、及び図13に示すように、透過電極101とTFTとの接続部となるコンタクトホール106、あるいは端子とパッドとの接続部となるコンタクトホール106では、その段差によりITO膜のカバレッジ不良箇所108が発生する。すなわち、透過電極101やパッド104、105の断線が生じやすい。これにより、液晶表示パネルの表示不良や表示ムラが生じる。
また、近年では、液晶表示パネルの狭額縁化のため、液晶表示パネル周辺部へ駆動回路の組み込みがなされている。その結果、液晶表示パネル周辺部、具体的には液晶表示パネルの周縁を囲むように形成されるシール材近傍にコンタクトホールが配置される。シール材近傍のコンタクトホールも上記と同様、金属等により形成された配線、電極、又は端子の上層にITO膜が形成される。このような場合、ITO膜はガバレッジ特性が悪いため、ITOの下層に形成された配線、電極、又は端子は、シール材から侵入した水分あるいは不純物による影響を受けてしまう。この結果、配線、電極、又は端子が腐食や電食されてしまう。
特に、本発明者らが検討を行った結果、ITO膜のガバレッジ特性不良は、ITO膜を非晶質で形成し、その後に結晶化させるようなプロセスを用いる場合には非常に高い頻度で発生することが分かった。一般的に、ITO膜のパターン加工は、薬液によるウェットエッチングがよく用いられる。結晶質のITO膜の場合、ウェットエッチングに用いる薬液として塩酸+硝酸系の水溶液からなる強酸を用いる必要がある。このような場合、ゲート信号線、ソース信号線や、反射電極としてAl、Ag、あるいはMoのような金属薄膜が共存すると、ITO膜のウェットエッチング時に、これらの金属薄膜を腐食断線させてしまうという恐れがあった。
一方、非晶質状態のITO膜の場合、シュウ酸系水溶液のような弱酸でウェットエッチングすることが可能である。このため、Al、Ag、あるいはMoのような金属薄膜が共存しても、これらの金属薄膜を腐食断線させることがない。従って、まずITO膜を非晶質状態で成膜し、シュウ酸エッチング液を用いてパターン加工を行った後、例えば加熱手段等を用いて結晶化させ、最終的には化学的に安定化させるというプロセスを用いることが好ましい。
しかしながら、ITO膜が非晶質状態から結晶化状態へ相変化するときに、原子の無秩序配列構造から規則配列への変化にともなう体積の収縮(結晶原子間距離が小さくなる)が起こる。このため、ITO膜には、基板からの引っ張り応力が加わるために、特にコンタクトホールのような段差部においてITO膜の段切れ断線が発生しやすくなる。表1に本発明者らが測定したSi基板上におけるITO膜の膜応力を測定した結果を示す。成膜直後の非晶質状態のITO膜の応力は、−200MPa、すなわち200MPaの圧縮応力である。これに対して、このITO膜を300℃で加熱して結晶化させた後の膜応力は、+200MPa、すなわち200MPaの引っ張り応力へと変化しており、結晶化にともないITO膜には引っ張り応力が加わることになることが分かる。一方、結晶化したITO膜の膜応力は熱処理を行っても結晶相の変化が生じなくなるので膜応力は変化しない。以上のように、コンタクトホールを非晶質ITO膜で覆うとエッチングの点では良いのだが、被覆性が良くない。このため、水分や不純物の侵入による金属配線の腐食を引き起こすことがあった。このような問題に対して、例えば下地の配線を2層とする構造が考えられる(例えば特許文献2、3参照)。
しかし、ただ単に金属材料を積層しただけでは、下地の配線の腐食を防止することはできない。さらに、配向膜に覆われておらず、水分や不純物の浸入が生じやすい領域、例えばシール材近傍において配置される素子(駆動回路検査回路等)におけるコンタクトホールに関する既述の問題について開示した文献はみられない。
本発明は、上述の問題点を解決するためになされたものであり、端子を有する金属薄膜の腐食等を抑制することができる表示パネル及びその製造方法を提供することを目的とする。
本発明にかかる表示パネルは、第1基板と第2基板とがシール材を介して貼り合せられた表示パネルであって、前記第1基板上に形成され、端子を有する第1金属薄膜と、前記第1金属薄膜上に形成される保護用透明導電性膜と、前記保護用透明導電性膜上に形成され、表示領域の外側で前記シール材の内側にコンタクトホールを有する絶縁膜と、前記絶縁膜上に形成され、前記コンタクトホールでは前記保護用透明導電性膜を介して前記第1金属薄膜と電気的に接続される透明導電性膜とを有するものである。
また、本発明にかかる表示パネルの製造方法は、第1基板と第2基板とがシール材を介して貼り合せられた表示パネルの製造方法であって、前記第1基板上に、端子を有する金属薄膜を形成する工程と、前記金属薄膜上に保護用透明導電性膜を形成する工程と、前記保護用透明導電性膜上に、表示領域の外側で前記シール材の内側においてコンタクトホールを有する絶縁膜を形成する工程と、前記コンタクトホールでは、前記保護用透明導電性膜を介して前記金属薄膜と電気的に接続される透明導電性膜を前記絶縁膜上に形成する工程とを有するものである。
本発明によれば、端子を有する金属薄膜の腐食等を抑制することができる表示パネル及びその製造方法を提供することができる。
実施の形態.
図1、2を用いて、表示パネルの一例である液晶表示パネルについて説明する。図1は、液晶表示パネルの構成を示す平面図である。図2は、図1のA部分の拡大図である。なお、図2においては、TFTアレイ基板の構成を示す。
図1、2を用いて、表示パネルの一例である液晶表示パネルについて説明する。図1は、液晶表示パネルの構成を示す平面図である。図2は、図1のA部分の拡大図である。なお、図2においては、TFTアレイ基板の構成を示す。
液晶表示パネルは、第1基板としてのTFTアレイ基板30と、TFTアレイ基板30に対向して配置される第2基板としての対向基板31とを有する。また、液晶表示パネルは、これらの基板30、31の外周縁にて、シール材50を用いて貼り合わせ、その間に液晶層を形成して封止したものである。シール材50の内側には、複数の画素からなる表示領域54が形成される。TFTアレイ基板30は、後述するTFT90、画素電極19、共通配線コンタクト部55、点灯検査回路、駆動回路51、52等を有する。対向基板31は、カラーフィルタ層、及び対向電極を有している。カラーフィルタ層は、例えばブラックマトリクス(BM)と、赤(R)緑(G)青(B)の着色層とを有する。カラーフィルタ層によって、各画素は、赤表示、緑表示、又は青表示を行うことができる。また、表示領域54において、両基板30、31の液晶層側の面には、配向膜32が形成される。
図1に示すように、シール材50は、表示領域54を囲むように、枠状に形成される。そして、シール材50の外側には、複数の走査信号駆動回路51、複数の表示信号駆動回路52が接続される。複数の走査信号駆動回路51は、液晶表示パネルの一辺に沿って設けられる。同様に、複数の表示信号駆動回路52は、液晶表示パネルの他の一辺に沿って設けられる。また、走査信号駆動回路51が設けられた一辺と、表示信号駆動回路52が設けられた他の一辺とは直交する。そして、その角部に点灯検査端子部53が形成される。点灯検査端子部53には、外部から選択信号、検査信号等の各種信号が供給される。
そして、シール材50と表示領域54との間には、共通配線コンタクト部55、ゲート側点灯検査回路部56、ソース側点灯検査回路部57が設けられる。これらは、例えば配向膜32の外側に形成される。共通配線コンタクト部55は、後述する共通配線4に接続され、表示領域54に共通信号を供給する。ゲート側点灯検査回路部56は、後述するゲート信号線3に接続され、点灯検査時に、表示領域54に選択信号を供給する。ソース側点灯検査回路部57は、後述するソース信号線11に接続され、点灯検査時に、表示領域54に検査信号を供給する。共通配線コンタクト部55は、表示領域54の両側に形成される。ゲート側点灯検査回路部56は、共通配線コンタクト部55とシール材50との間に形成される。ゲート側点灯検査回路部56と走査信号駆動回路51との間に、表示領域54が形成される。また、ソース側点灯検査回路部57と表示信号駆動回路52との間に表示領域54が形成される。
図2に示すように、表示領域54には、複数のゲート信号線(走査信号配線)3、複数の共通配線4、及び複数のソース信号線(表示信号配線)11が形成されている。複数のゲート信号線3及び複数の共通配線4は平行に設けられている。ゲート信号線3と共通配線4とは、交互に設けられている。複数のソース信号線11は平行に設けられている。ゲート信号線3及び共通配線4と、ソース信号線11とは、互いに交差するように形成されている。ゲート信号線3及び共通配線4と、ソース信号線11とは直交している。また、ゲート信号線3は、ゲート側点灯検査回路部56近傍から走査信号駆動回路51まで延設されている。ソース信号線11は、ソース側点灯検査回路部57から表示信号駆動回路52まで延設されている。これにより、駆動回路51、52、又は点灯検査回路部56、57からの各種信号がそれぞれの信号線に供給される。また、共通配線4は、共通配線コンタクト部55から対向する共通配線コンタクト部55まで延設されている。そして、隣接するゲート信号線3及び共通配線4と、隣接するソース信号線11とで囲まれた領域が画素58となる。従って、液晶表示パネルでは、画素58がマトリクス状に配列される。なお、共通配線コンタクト部55及び画素58の構成については、後述する。
駆動回路51、52には、外部からの各種信号が供給される。走査信号駆動回路51は外部からの制御信号に基づいて、ゲート信号(走査信号)をゲート信号線3に供給する。このゲート信号によって、ゲート信号線3が順次選択されていく。表示信号駆動回路52は外部からの制御信号や、表示データに基づいて表示信号(表示電圧)をソース信号線11に供給する。これにより、表示データに応じた表示電圧を各画素58に供給することができる。なお、走査信号駆動回路51と表示信号駆動回路52は、液晶表示パネル上に配置される構成に限られるものではない。例えば、TCP(Tape Carrier Package)により駆動回路を接続してもよい。
画素58内には、少なくとも1つのTFT90が形成されている。TFT90はソース信号線11とゲート信号線3の交差点近傍に配置される。例えば、このTFT90が画素電極19に表示電圧を供給する。スイッチング素子であるTFT90のゲート電極はゲート信号線3に接続され、ゲート端子から入力される信号によってTFT90のONとOFFを制御している。TFT90のソース電極はソース信号線11に接続されている。ゲート電極に電圧を印加するとソース信号線11から電流が流れるようになる。これにより、ソース信号線11から、TFT90のドレイン電極に接続された画素電極19に表示電圧が印加される。そして、画素電極19と、対向電極との間に、表示電圧に応じた電界が生じる。
共通配線コンタクト部55には、ソース信号線11と平行に、共通金属薄膜59及び共通透明導電性膜60が形成される。また、共通配線4の端部、共通金属薄膜59、共通透明導電性膜60は、それぞれ絶縁膜を介して、順次重なっている。共通配線コンタクト部55において、これらが重なっている部分がレイヤ変換部としてのソース/ゲート変換部63である。
なお、レイヤ変換部とは、異なるレイヤ(層)に形成された導電膜を電気的に接続する部分である。具体的には、ゲート信号線3と同一層に形成された第1金属配線と、ソース信号線11と同一層に形成された第2金属配線とを、これらの上層に形成された透明導電性膜を介して電気的に接続する。すなわち、ソース/ゲート変換部63におけるソースとは、ソース信号線11と同一層であることを示す。ソース/ゲート変換部63におけるゲートとは、ゲート信号線3と同一層であることを示す。
ソース/ゲート変換部63は、ITO/ゲートコンタクト部67及びITO/ソースコンタクト部68を有する。図2においては、共通配線コンタクト部55のソース/ゲート変換部63に、ITO/ゲートコンタクト部67及びITO/ソースコンタクト部68を3個ずつ形成する。ITO/ゲートコンタクト部67は、ゲート信号線3と同一層に形成された第1金属薄膜(ここでは共通配線4)と、その上層に形成された透明導電性膜(ここでは共通透明導電性膜60)とを電気的に接続する部分である。また、ITO/ソースコンタクト部68は、ソース信号線11と同一層に形成された第2金属薄膜(ここでは共通金属薄膜59)と、その上層に形成された透明導電性膜(ここでは共通透明導電性膜60)とを電気的に接続する部分である。
このように、共通透明導電性膜60を介して、共通配線4と共通金属薄膜59とを電気的に接続する。透明導電性膜でブリッジすることにより、異なる層に形成された第1金属薄膜と第2金属薄膜とを電気的に接続することができる。このような構成により、共通配線コンタクト部55に形成された共通金属薄膜59あるいは共通透明導電性膜60からの共通信号が、複数の共通配線4に供給される。なお、共通配線4の他端部、すなわち対向する一辺に形成された共通配線コンタクト部55についても、同様の構成である。
次に、上記の画素58及びレイヤ変換部の構成について図3を用いて詳細に説明する。図3は、TFTアレイ基板30の構成を示す断面図である。図3において、右側に画素58、左側にレイヤ変換部の構成を示す。ここでは、レイヤ変換部の一例として、共通配線コンタクト部55におけるソース/ゲート変換部63を説明する。また、図3においては、画素58の構成を図8に示される透過型液晶表示パネルの画素と同様とする。もちろん、図10、12に示される半透過型、反射型液晶表示パネルの画素の構成を適用することも可能である。
ゲート電極2、ゲート信号線3、共通配線4、及び第1端子5は、ガラス等からなる透明絶縁性基板1上に形成される。ゲート信号線3はゲート電極2を有し、端部にはゲート端子がある。ゲート電極2は、スイッチング素子となるTFT90を構成する。また、TFTアレイ基板30には、外部からの各種信号が供給される走査信号駆動回路51が配置されている。そして、走査信号駆動回路51に設けられているパッドとゲート端子は電気的に接続されている。これにより、走査信号駆動回路51からの走査信号がゲート端子を通じてゲート信号線3に入力される。そして、ゲート信号線3はゲート電極2に走査信号を伝送する。
共通配線4は、隣接するゲート信号線3の間に配置される。また、共通配線4の一部は、ソース信号線11に沿って延設される。共通配線4は画素電極に印加される電圧を一定時間保持するための補助容量を構成する。また、共通配線4の端部には第1端子5がある。第1端子5には、外部から共通信号が供給される。これにより、外部からの共通信号が第1端子5を通じて共通配線4に入力される。
絶縁性基板1上に形成されるゲート電極2、ゲート信号線3、共通配線4、第1端子5等の配線、電極、又は端子は、第1金属薄膜によって形成することができる。本実施の形態では、これらの第1金属薄膜上に、保護用透明導電性膜として第1透明導電性膜6が形成される。また、第1透明導電性膜6は、第1金属薄膜のそれぞれのパターン(ゲート電極2、ゲート信号線3、共通配線4、第1端子5等)よりも少し小さく形成される。また、第1透明導電性膜6は、第1金属薄膜のそれぞれのパターンからはみ出すことなく形成される。
透明性無機絶縁材料からなるゲート絶縁膜7は、ゲート電極2、ゲート信号線3、共通配線4、第1端子5、第1透明導電性膜6を覆うように形成されている。半導体膜8はゲート絶縁膜7を介してゲート電極2上に形成され、TFT90を構成する。さらに、半導体膜8はゲート絶縁膜7を介してゲート信号線3上に形成される。また、半導体膜8は、ゲート電極2及びゲート信号線3のパターンより大きく形成される。オーミックコンタクト膜9は半導体膜8上に形成される。また、ゲート電極2上では、オーミックコンタクト膜9の一部が除去されている。従って、オーミックコンタクト膜9はTFT90を構成する半導体膜8の両端に配置される。オーミックコンタクト膜9の一方が形成された領域がソース領域、他方が形成された領域がドレイン領域である。そして、オーミックコンタクト膜9が除去され、ソース・ドレイン領域に挟まれる領域がチャネル領域である。
ソース電極10はソース信号線11から延在して、TFT90を構成する。また、ソース電極10は共通配線4とは反対側のオーミックコンタクト膜9の上に設けられている。ソース信号線11の端部にはソース端子がある。また、TFTアレイ基板30には、外部からの各種信号が供給される表示信号駆動回路52が配置されている。そして、表示信号駆動回路52に設けられているパッドとソース端子は電気的に接続されている。これにより、表示信号駆動回路52からの表示信号がソース端子を通じてソース信号線11に入力される。そして、ソース信号線11はソース電極10に表示信号を伝送する。
共通配線4側のオーミックコンタクト膜9の上にはドレイン電極13が形成され、TFT90を構成している。そして、ゲート絶縁膜7を介して、第1端子5上に第2端子12が形成される。なお、第2端子12は、共通金属薄膜59の端部にあり、開口を有する。また、第2端子12と第1端子5とは、後述する端子パッド20を介して電気的に接続される。これにより、第1端子5とは異なる層の共通金属薄膜59に供給された共通信号が、第2端子12を通じて第1端子5に入力される。もちろん、共通透明導電性膜60に共通信号を供給し、端子パッド20を通じて第1端子5に入力してもよい。第1金属薄膜より上層に形成されたソース電極10、ソース信号線11、第2端子12、ドレイン電極13等の配線、電極、又は端子は、第2金属薄膜によって形成することができる。本実施の形態では、これらの第2金属薄膜上に、保護用透明導電性膜として第2透明導電性膜14が形成される。また、第2透明導電性膜14は、第2金属薄膜のそれぞれのパターン(ソース電極10、ソース信号線11、第2端子12、ドレイン電極13等)よりも少し小さく形成される。また、第2透明導電性膜14は、第2金属薄膜のそれぞれのパターンからはみ出すことなく形成される。
層間絶縁膜15は、透明性無機絶縁材料からなり、TFT90を覆うように形成される。つまり、第2透明導電性膜14の上に層間絶縁膜15が形成されている。そして、ドレイン電極13の上には、画素コンタクトホール16が形成されている。具体的には、ドレイン電極13の上に形成された第2透明導電性膜14の上に、画素コンタクトホール16が形成されている。画素コンタクトホール16は層間絶縁膜15を貫通するように形成されている。そして、第1端子5の上において、第2端子12の開口内には、ITO/ゲートコンタクト部67が設けられる。ITO/ゲートコンタクト部67は、第1端子部コンタクトホール17を有する。具体的には、第1端子5の上形成された第1透明導電性膜6の上に、第1端子部コンタクトホール17が形成されている。第1端子部コンタクトホール17はゲート絶縁膜7及び層間絶縁膜15を貫通するように形成されている。さらに、第2端子12の上には、ITO/ソースコンタクト部68が設けられる。ITO/ソースコンタクト部68は、第2端子部コンタクトホール18を有する。具体的には、第2端子12の上に形成された第2透明導電性膜14の上に、第2端子部コンタクトホール18が形成されている。第2端子部コンタクトホール18は層間絶縁膜15を貫通するように形成されている。
そして、画素電極19は、層間絶縁膜15上に形成される。また、画素電極19は、画素コンタクトホール16に充填され、ドレイン電極13上の第2透明導電性膜14に接続される。すなわち、画素電極19は、画素コンタクトホール16を介して下層のドレイン電極13に電気的に接続される。画素電極19は、TFT90を除いて隣接するゲート信号線3と共通配線4との間に形成され、ドレイン電極13及び共通配線4の少なくとも一部と重なる。つまり、画素電極19は、ゲート絶縁膜7、層間絶縁膜15を介して下層の共通配線4とオーバーラップしている。これにより、共通配線4と画素電極19との間に電荷が蓄えられる。そして、共通配線4は、画素電極19に印加される電圧を一定時間保持するための補助容量を構成する。また、画素電極19は透明導電性膜、つまり光透過性の導電性膜からなり、液晶層に信号電位を与える。
端子パッド20は、層間絶縁膜15上に形成される。また、端子パッド20は、第1端子部コンタクトホール17に充填され、第1端子5上の第1透明導電性膜6に接続される。すなわち、端子パッド20は、第1端子部コンタクトホール17を介して下層の第1端子5に電気的に接続する。さらに、端子パッド20は、第2端子部コンタクトホール18に充填され、第2端子12上の第2透明導電性膜14に接続される。すなわち、端子パッド20は、第2端子部コンタクトホール18を介して下層の第2端子12に電気的に接続される。このように、端子パッド20は、第1端子部コンタクトホール17から第2端子部コンタクトホール18に亘って形成され、第1端子5と第2端子12とを電気的に接続する。端子パッド20は、画素電極19と同一の透明導電性膜から形成することができる。TFTアレイ基板30の画素58及びレイヤ変換部は、以上のように構成される。
本実施の形態では、透明導電性膜からなる画素電極19及び端子パッド20は、コンタクトホールのような段差部に形成される。この段差部において、これらのパターンには、ガバレッジ不良が発生する。ガバレッジ不良箇所21では、画素電極19又は端子パッド20の下層に、水分や不純物等が浸入してしまう。そこで、本実施の形態では、ガバレッジ不良箇所21となるコンタクトホールに第1透明導電性膜6又は第2透明導電性膜14を形成する。すなわち、コンタクトホールでは、画素電極19又は端子パッド20と、第1透明導電性膜6又は第2透明導電性膜14との2層構造となる。これにより、ガバレッジ不良箇所21では、第1金属薄膜又は第2金属薄膜によって形成された配線、電極、又は端子が露出するのではなく、第1透明導電性膜6又は第2透明導電性膜14が露出する。すなわち、ガバレッジ不良箇所21においても、配線、電極、又は端子は、保護用透明導電性膜によって覆われている。これにより、画素電極19等を形成する透明導電性膜のガバレッジ不良箇所21から水分が浸入しても、保護用透明導電性膜によって水分等の浸入が抑制される。すなわち、保護用透明導電性膜の下層に形成される電極、配線、又は端子に対する水分等の影響を抑制することができる。これにより、金属薄膜からなる配線、端子、電極等の腐食、電食が抑制され、良好な駆動を確保することができる。その結果、液晶表示パネルの表示特性が良好となる。
図3においては、第1金属薄膜上、及び第2金属薄膜上に保護用透明導電性膜を形成したがこれに限らない。もちろん、いずれか一方の金属薄膜上に保護用透明導電性膜を形成してもよいし、シール材50内側近傍のように任意の領域において、第1金属薄膜上及び第2金属薄膜上に保護用透明導電性膜を形成してもよい。また、レイヤ変換部以外の端子にも適用可能である。
次に、点灯検査回路について、図4、5を用いて説明する。図4は、図1のB部分の拡大図である。図5は、図1のC部分の拡大図である。なお、図4及び図5においては、TFTアレイ基板30の構成を示す。
点灯検査回路は、ゲート側点灯検査回路部56、ソース側点灯検査回路部57からなる。まず、ゲート側点灯検査回路部56について説明する。図4に示されるように、それぞれのゲート信号線3に対応して、シール材50側(表示領域54とは反対側)からゲート/ソース変換部61、ゲート側点灯検査用TFT62、ソース/ゲート変換部63が順次形成される。また、第1ゲート信号供給配線64及び第2ゲート信号供給配線65は、ソース信号線11と平行に形成される。同様に、ゲート側TFT制御用ゲート信号線66もソース信号線11と平行に形成される。ゲート側TFT制御用ゲート信号線66は、ゲート側点灯検査用TFT62にゲート信号を供給する。ゲート/ソース変換部61、ゲート側点灯検査用TFT62、ソース/ゲート変換部63、第1ゲート信号供給配線64、第2ゲート信号供給配線65、及びゲート側TFT制御用ゲート信号線66は、ゲート側点灯検査回路部56を構成する。レイヤ変換部であるゲート/ソース変換部61は、第1ゲート信号供給配線64又は第2ゲート信号供給配線65に接続される。具体的には、複数のゲート信号線3に対応して、複数のゲート/ソース変換部61が設けられる。そして、複数のゲート/ソース変換部61は、第1ゲート信号供給配線64及び第2ゲート信号供給配線65に交互に接続される。例えば、偶数列のゲート信号線3に対応するゲート/ソース変換部61は、第1ゲート信号供給配線64に接続される。そして、奇数列のゲート信号線3に対応するゲート/ソース変換部61は、第2ゲート信号供給配線65に接続される。
ゲート/ソース変換部61、ソース/ゲート変換部63は、それぞれITO/ゲートコンタクト部67及びITO/ソースコンタクト部68を有する。なお、これらのレイヤ変換部は、共通配線コンタクト部55のレイヤ変換部と同様の構成となっている。すなわち、ゲート/ソース変換部61は、図3で示したソース/ゲート変換部63と同様の構成となっている。ゲート/ソース変換部61又はソース/ゲート変換部63において、透明導電性膜でブリッジすることにより、異なる層に形成された第1金属薄膜と第2金属薄膜とを電気的に接続することができる。このような構成により、ゲート/ソース変換部61では、ゲート信号線3と同一層に形成された第1金属薄膜(ここではゲート信号供給配線)を、ソース信号線11と同一層に形成された第2金属薄膜に接続する。そして、ゲート/ソース変換部61によって接続された第2金属薄膜は、ゲート側点灯検査用TFT62まで延設され、ゲート側点灯検査用ソース電極69となる。また、ゲート側点灯検査用TFT62のゲート側点灯検査用ドレイン電極70は、ソース/ゲート変換部63まで延設される。そして、ソース/ゲート変換部63によって、ソース信号線11と同一層に形成された第2金属薄膜を、ゲート信号線3と同一層に形成された第1金属薄膜に接続する。具体的には、ソース/ゲート変換部63によって、ゲート側点灯検査用ドレイン電極70を、ゲート信号線3に電気的に接続する。
第1ゲート信号供給配線64、第2ゲート信号供給配線65、及びゲート側TFT制御用ゲート信号線66の端部は、図1に示される点灯検査端子部53において端子となり、外部から各種信号が供給される。これにより、点灯検査端子部53から第1ゲート信号供給配線64、第2ゲート信号供給配線65、及びゲート側TFT制御用ゲート信号線66に、各種信号が供給される。すなわち、ゲート/ソース変換部61を介して、ゲート側点灯検査用TFT62のゲート側点灯検査用ソース電極69に選択信号が供給される。そして、ゲート側TFT制御用ゲート信号線66に電圧が印加され、ゲート側点灯検査用TFT62がON状態のとき、ゲート側点灯検査用ドレイン電極70からソース/ゲート変換部63を介して、ゲート信号線3に選択信号が供給される。また、上記のように、ゲート信号線3の偶数列に対応するゲート/ソース変換部61を第1ゲート信号供給配線64に接続している。一方、ゲート信号線3の奇数列に対応するゲート/ソース変換部61を第2ゲート信号供給配線65に接続している。このため、第1ゲート信号供給配線64又は第2ゲート信号供給配線65に選択信号が供給することにより、ゲート信号線3の偶数列又は奇数列を選択的に駆動させることができる。
次に、ソース側点灯検査回路部57について説明する。図5に示されるように、それぞれのソース信号線11に対応して、シール材50側(表示領域54側とは反対側)からゲート/ソース変換部61、ソース側点灯検査用TFT80が順次形成される。R(赤)用ソース電源線81、G(緑)用ソース電源線82、B(青)用ソース電源線83は、ソース信号線11とは垂直に形成される。また、R用ソース電源線81は、赤表示用の画素58のソース信号線11に対応する。G用ソース電源線82は、緑表示用の画素58のソース信号線11に対応する。B用ソース電源線83は、青表示用の画素58のソース信号線11に対応する。ソース電源線と同様、ソース側TFT制御用ゲート信号線84は、ソース信号線11と垂直に形成される。ソース側TFT制御用ゲート信号線84は、ソース側点灯検査用TFT80にゲート信号を供給する。ゲート/ソース変換部61、ソース側点灯検査用TFT80、R用ソース電源線81、G用ソース電源線82、B用ソース電源線83、及びソース側TFT制御用ゲート信号線84は、ソース側点灯検査回路部57を構成する。
ゲート/ソース変換部61は、R用ソース電源線81、G用ソース電源線82、B用ソース電源線83のいずれかに接続される。例えば、1ライン目のソース信号線11に対応するゲート/ソース変換部61は、R用ソース電源線81に接続される。そして、2ライン目のソース信号線11に対応するゲート/ソース変換部61は、G用ソース電源線82に接続される。3ライン目のソース信号線11に対応するゲート/ソース変換部61は、B用ソース電源線83に接続される。
ゲート/ソース変換部61は、ゲート側点灯検査回路部56と同様、ITO/ゲートコンタクト部67及びITO/ソースコンタクト部68を有する。このような構成により、ゲート/ソース変換部61では、ゲート信号線3と同一層に形成された第1金属薄膜(ここではソース電源線)を、ソース信号線11と同一層に形成された第2金属薄膜に接続する。そして、ゲート/ソース変換部61によって接続された第2金属薄膜のパターンは、ソース側点灯検査用TFT80まで延設され、ソース側点灯検査用ソース電極85となる。また、ソース側点灯検査用TFT80のソース側点灯検査用ドレイン電極86は、ソース信号線11に電気的に接続される。
R用ソース電源線81、G用ソース電源線82、B用ソース電源線83、及びソース側TFT制御用ゲート信号線84の端部は、図1に示される点灯検査端子部53において端子となり、外部から各種信号が供給される。これにより点灯検査端子部53からR用ソース電源線81、G用ソース電源線82、B用ソース電源線83、及びソース側TFT制御用ゲート信号線84に、各種信号が入力される。すなわち、ゲート/ソース変換部61を介して、ソース側点灯検査用TFT80のソース側点灯検査用ソース電極85に検査信号が供給される。そして、ソース側TFT制御用ゲート信号線84に電圧が印加され、ソース側点灯検査用TFT80がON状態のとき、ソース側点灯検査用ドレイン電極86からソース信号線11に検査信号が供給される。また、上記のように、R用ソース電源線81、G用ソース電源線82、B用ソース電源線83のいずれかに、ゲート/ソース変換部61が接続されている。このため、R用ソース電源線81、G用ソース電源線82、又はB用ソース電源線83に検査信号が入力することにより、ソース信号線11を選択的に駆動させることができる。
そして、例えばゲート側点灯検査回路部56では第1ゲート信号供給配線64を選択的に駆動させる。すなわち、偶数列のゲート信号線3に対応するTFT90のみONして、その他のTFT90をOFFする。そして、ソース側点灯検査回路部57ではR用ソース電源線81を選択的に駆動させる。すなわち、赤表示用の画素58に対応するTFTのみONして、その他のTFT90をOFFする。また、液晶表示パネルの背面に配置された光源としてのバックライトユニットから光を照射する。そして、偶数列のゲート信号線3に対応する赤表示用の画素58の点灯検査を行うことができる。これにより、欠陥画素を簡単に見つけることができる。点灯検査回路は、以上のように構成される。
TFTアレイ基板30と対向基板31とを貼り合わせるシール材50の隙間からは、外部の水分、不純物等が侵入する。また、両基板30、31の液晶層側の面には、配向膜32が形成されているが、表示領域54の外側には配向膜32が形成されていない。このため、表示領域54の外側でシール材50の内側、特にシール材50内側近傍では、水分、不純物等の影響を受けやすい。また、上記のように、この領域には、点灯検査回路等が配置され、多くのコンタクトホールが存在する。そして、コンタクトホールによって透明導電性膜と下層の金属薄膜からなる配線、端子、電極等が接続される。コンタクトホールでは、透明導電性膜のガバレッジ不良が発生しやすい。このため、コンタクトホールの一部では、金属薄膜が透明導電性膜に覆われず、金属薄膜が露出している箇所がある。上記のように、シール材50内側近傍では、水分、不純物等の影響を受けやすいため、シール材50内側近傍に形成されたコンタクトホールによるガバレッジ不良箇所では、金属薄膜と水分、不純物等が接触する。そして、金属薄膜からなる配線、端子、電極等が酸化等により腐食、電食し、良好な駆動を確保できなくなる。その結果、液晶表示パネルの表示特性が劣化する。本実施の形態では、これらのコンタクトホールにおいて、透明導電性膜を2層構造にすることにより、金属薄膜が水分、不純物等の影響を受けにくくなる。これにより、金属薄膜からなる配線、端子、電極等の腐食、電食が抑制され、良好な駆動を確保することができる。その結果、狭額縁化により、シール材50内側近傍までコンタクトホールが形成された場合であっても、液晶表示パネルの表示特性が良好となる。
また、図1においては、表示領域54の配線に信号を供給する回路としての走査信号駆動回路51及び表示信号駆動回路52をシール材50の外側に形成している。すなわち、シール材50の外側において、駆動回路を接続する。本実施の形態は、これに限らず、シール材50と共通配線コンタクト部55との間に駆動回路を組み込んでもよい。これにより、液晶表示パネルの狭額縁化を図ることができる。ここで、駆動回路の構成について図6を用いて説明する。図6は、駆動回路の一部の構成を示す平面図である。
駆動回路は、複数のTFTによって構成される。図6において、駆動回路は、第1駆動回路用TFT91、第2駆動回路用TFT92を有する。このため、レイヤ変換部が必要となり、図5においては、ソース/ゲート変換部63が形成されている。ソース/ゲート変換部63には、共通配線コンタクト部55や点灯検査回路部56、57と同様、ITO/ゲートコンタクト部67及びITO/ソースコンタクト部68を有する。そして、ソース/ゲート変換部63において、透明導電性膜によってブリッジし、異なる層に形成された第1金属薄膜と第2金属薄膜を電気的に接続する。このように、駆動回路においても、レイヤ変換部を有し、複数のコンタクトホールが形成される。
表示領域54の外側でシール材50の内側、特にシール材50内側近傍に形成されるコンタクトホールの一例として、点灯検査回路、駆動回路を挙げたがこれに限らない。配向膜32が形成されておらず、水分等の影響を受けやすい領域に形成されるコンタクトホールであれば、適用可能である。また、上記の領域のみでなく、その他の領域のコンタクトホールに適用させてもよい。このような場合でも、上記の効果を得ることが可能である。
次に、液晶表示パネルの製造方法について図7を用いて説明する。図7は、液晶表示パネルのTFTアレイ基板30の製造方法を示す断面図である。
最初に、ゲート電極2、ゲート信号線3、共通配線4、及び第1端子5を形成する。まず、絶縁性基板1上に第1金属薄膜、非晶質状態の第1透明導電性膜6を順次成膜する。これにより、第1透明導電性膜6/第1金属薄膜の積層構造となる。その後、第1透明導電性膜6上に感光性樹脂であるレジストをスピンコートによって塗布し、塗布したレジストを露光、現像する第1回目の写真製版工程(フォトリソグラフィープロセス)を行う。これにより、所望の形状にフォトレジストがパターニングされる。その後、第1透明導電性膜6及び第1金属薄膜をエッチングし、フォトレジストパターンを除去する。また、ゲート電極2上の第1透明導電性膜6を除去する必要がある場合、グレイトーンマスク又はハーフトーンマスクを用いて写真製版工程を実施してもよい。具体的には、第1透明導電性膜6上に、フォトレジストを塗布し、グレイトーンマスク又はハーフトーンマスクを用いて多階調露光、現像を行う。これにより、ゲート電極2、ゲート信号線3、共通配線4、及び第1端子5となる領域の上に、レジストパターンが形成される。なお、ここでは多階調露光を行っているため、ゲート電極2上のレジストパターンの膜厚が薄くなる。このように、2段階の膜厚を有するレジストパターン上からエッチングを行うことにより、ゲート電極2上の第1透明導電性膜6が除去される。以上の工程により、ゲート電極2、ゲート信号線3、共通配線4、第1端子5、及び第1透明導電性膜6を形成する。
本実施の形態では、まず公知のArガスを用いたスパッタリング法で、第1金属薄膜としてAlにNiを添加したAl系合金を200nmの厚さで成膜する。スパッタリング条件は、DCマグネトロンスパッタリング方式で、成膜パワー密度3W/cm2、Arガス流量6.76×10−2Pa・m3/sec(=40sccm)とする。そして、その上層に、透明導電性膜6として非晶質状態のITO(Indium Tin Oxide)膜を100nmの厚さで成膜する。好適な例として、In2O3(酸化インジウム)とSnO2(酸化スズ)をそれぞれ重量比9:1で混合したITOターゲットを用いて、公知のArガスにH2Oガスを導入したスパッタリング法でITO膜を成膜する。ここでは、120℃以下で非晶質状態のITO膜を成膜する。その後、公知のリン酸+硝酸+酢酸を含む溶液を用いてエッチングする。このように、非晶質状態の第1透明導電性膜6をエッチングする場合、弱酸のエッチング液を用いることが可能となる。これにより、金属薄膜と同じエッチング液を用いることができ、第1透明導電性膜6及び第1金属薄膜を一括でエッチングすることができる。ここでは、第1透明導電性膜6及び第1金属薄膜を一括でエッチングする。そして、エッチングした後、レジストパターンを除去する。これにより、図7(a)に示すように、ゲート電極2、ゲート信号線3、共通配線4、第1端子5、及び第1透明導電性膜6を絶縁性基板1上に形成する。
その次に、プラズマCVD等の各種CVD法でゲート絶縁膜7、半導体膜8、オーミックコンタクト膜9を順次成膜し、第2回目の写真製版工程を通して半導体膜8及びオーミックコンタクト膜9のパターン形成を行う。ゲート絶縁膜7としては、SiNx(窒化シリコン)やSiOy(酸化シリコン)が用いられる。半導体膜8としては、例えばa−Si(アモルファスシリコン)、p−Si(ポリシリコン)が用いられる。オーミックコンタクト膜9は、n型半導体であり、a−Siあるいはp−SiにP(リン)等を微量にドーピングしたn+a−Si(n+アモルファスシリコン)膜、n+p−Si(n+ポリシリコン)膜等が用いられる。半導体膜8及びオーミックコンタクト膜9のパターンは、スイッチング素子となるTFT90の形成領域のみならず、ゲート信号線3とソース信号線11が交差する領域にも形成しておくのが好ましい。これにより、ゲート信号線3パターンの段差が半導体膜8及びオーミックコンタクト膜9のパターンで緩和され、ソース信号線11が段差部分で断線されることを抑制することができる。
好適な実施例として、化学的気相成膜(CVD)法を用い、ゲート絶縁膜7としてSiN膜を400nm、半導体膜8としてa−Si膜を150nm、オーミックコンタクト膜9としてa−Si膜を30nmの厚さで順次成膜する。第1透明導電性膜6として用いた非晶質状態のITO膜は、約150〜170℃以上の加熱を行うことにより、結晶化反応が進み、多結晶化する。このため、ゲート絶縁膜7成膜時に非晶質状態のITO膜が多結晶化する。多結晶化したITO膜は、非晶質状態に比べて、化学的に安定な状態となる。これにより、化学薬液に対する耐食性が飛躍的に向上する。また、ITO膜のパターン形成後、層間絶縁膜15の成膜前に、例えば200℃以上の加熱工程(アニール処理)を別途設けてもよい。このように、ゲート絶縁膜7の成膜前に、結晶化して化学的に安定な状態とすることにより、ITO膜質の変化が抑制される。そして、オーミックコンタクト膜9にP(リン)を不純物として添加し、n+a−Si膜とする。次に、公知の弗素系ガスを用いたドライエッチング法で半導体膜8とオーミックコンタクト膜9とをエッチングする。その後、レジストパターンを除去して、図7(b)に示すように、半導体膜8及びオーミックコンタクト膜9をパターン形成する。
その後、スパッタなどでソース信号線材料となる第2金属薄膜、非晶質状態の第2透明導電性膜14を順次成膜する。これにより、第2透明導電性膜14/第2金属薄膜の積層構造となる。そして、第3回目の写真製版工程を実施し、パターニングする。これにより、ソース電極10、ソース信号線11、第2端子12、ドレイン電極13、及び第2透明導電性膜14を形成する。そして、ソース電極10及びドレイン電極13のパターンをマスクとして、オーミックコンタクト膜9をエッチングなどで除去する。このプロセスによりオーミックコンタクト膜9の中央部が除去され、半導体膜8が露出する。このオーミックコンタクト膜9が除去された部分がチャネル領域である。その後、フォトレジストパターンを除去して、ソース電極10、ソース信号線11、第2端子12、ドレイン電極13、第2透明導電性膜14、及びTFT90のチャネル領域のパターンを形成する。
本実施の形態では、第2金属薄膜として、Moに2.5mass%〜20mass%のNbを添加したMoNb合金を用いて、スパッタリング法によって、MoNb合金を200nmの厚さに成膜する。そして、第2金属薄膜の上層に第2透明導電性膜14として、非晶質状態のITOを100nmの厚さに成膜する。好適な例として、In2O3とSnO2をそれぞれ重量比9:1で混合したITOターゲットを用いて、公知のArガスにH2Oガスを導入したスパッタリング法でITOを成膜する。スパッタリング条件は、DCマグネトロンスパッタリング方式で、Arガス流量1.69×10−1Pa・m3/sec(=100sccm)、H2Oガス流量5.07×10−3Pa・m3/sec(=3sccm)、成膜パワー密度1W/cm2とする。ここでは、120℃以下で非晶質状態のITO膜を成膜する。その後、第3回目の写真製版工程でレジストをパターニングし、公知のリン酸+硝酸+酢酸を含む溶液を用いてエッチングを行う。
リン酸+硝酸+酢酸を含む溶液を用いた非晶質状態のITO膜のエッチングレートはMoNb合金に比べ早い。このため、第2金属薄膜及び第2透明導電性膜14を一括でエッチングした場合、上層の第2透明導電性膜14のほうが小さくパターンニングされる。これにより、次工程で、第2透明導電性膜14上に形成される層間絶縁膜15のガバレッジ性を向上させることができる。以上の工程により、図7(c)に示す構成となる。
その後、プラズマCVD等の各種CVD法でSiNx、SiOy等あるいはそれらの混合物及び積層物の絶縁膜からなる層間絶縁膜15を形成する。そして、第4回目の写真製版工程を実施し、パターニングをする。
この工程により、ドレイン電極13の上に形成された層間絶縁膜15の一部が除去され、ドレイン電極13上の第2透明導電性膜14が露出する。これにより、画素コンタクトホール16が形成される。また、同工程により、第1端子5の上に形成された層間絶縁膜15及びゲート絶縁膜7の一部が除去され、第1端子5上の第1透明導電性膜6が露出する。これにより、第1端子部コンタクトホール17が形成される。さらに、同工程により、第2端子12上に形成された層間絶縁膜15の一部が除去され、第2端子12上の第2透明導電性膜14が露出する。これにより、第2端子部コンタクトホール18が形成される。そして、後に成膜する画素電極19等を形成する透明導電性膜と、TFTのドレイン電極13、第1端子5、及び第2端子12との導通がとれる。
好適な実施例として、化学的気相成膜(CVD)を用いて層間絶縁膜15を成膜する。また、CVD法による成膜では、基板加熱温度を230℃とする。すなわち、第2透明導電性膜14が形成された基板を230℃まで加熱した状態で層間絶縁膜15を成膜する。第2透明導電性膜14として用いた非晶質状態のITO膜は、約150〜170℃以上の加熱を行うことにより、結晶化反応が進み、多結晶化する。このため、層間絶縁膜15成膜時に非晶質状態のITO膜が多結晶化する。多結晶化したITO膜は、非晶質状態に比べて、化学的に安定な状態となる。これにより、化学薬液に対する耐食性が飛躍的に向上する。また、上記と同様、ITO膜のパターン形成後、層間絶縁膜15の成膜前に、例えば200℃以上の加熱工程(アニール処理)を別途設けてもよい。その後、コンタクトホールを形成することにより、図7(d)に示す構成となる。
その後、ITO、SnO2、InZnO等の透明導電性膜をスパッタ、蒸着、塗布、CVD、印刷法、ゾルゲル法等の手法で成膜する。そして、第5回目の写真製版工程を実施し、パターニングする。この工程により、画素電極19及び端子パッド20のパターンが形成される。画素電極19は、画素コンタクトホール16に形成され、ドレイン電極13上の第2透明導電性膜14と接続する。これにより、画素コンタクトホール16を介して、画素電極19とドレイン電極13とが電気的に接続される。また、端子パッド20は、第1端子部コンタクトホール17及び第2端子部コンタクトホール18に亘って形成される。そして、端子パッド20は、第1端子5上の第1透明導電性膜6、及び第2端子12上の第2透明導電性膜14と接続する。これにより、第1端子部コンタクトホール17及び第2端子部コンタクトホール18を介して、端子パッド20、第1端子5、及び第2端子12が電気的に接続される。
本実施の形態では、画素電極19及び端子パッド20を形成する透明導電性膜として、ITOを用いた。好適な実施例として、In2O3とSnO2をそれぞれ重量比9:1で混合したITOターゲットを用いて、公知のArガスにH2Oガスを導入したスパッタリング法により、100nmの膜厚の非晶質状態のITO膜を成膜する。ここでは、120℃以下で非晶質状態のITO膜を成膜する。スパッタリング条件は、DCマグネトロンスパッタリング方式で、Arガス流量1.69×10−1Pa・m3/sec(=100sccm)、H2Oガス流量5.07×10−3Pa・m3/sec(=3sccm)、成膜パワー密度1W/cm2とする。その後、第5回目の写真製版工程でレジストをパターニングし、公知のシュウ酸を主成分とする溶液を用いてエッチングを行う。
そして、レジストパターンを除去した後に、基板の熱処理を行う。本実施の形態では、約220℃の温度で熱処理を行い、非晶質状態のITO膜を多結晶化させた。非晶質状態のITO膜は、約150〜170℃以上の加熱を行うことにより、結晶化反応が進み、多結晶化する。多結晶化したITO膜は、非晶質状態に比べて、化学的に安定な状態となる。これにより、化学薬液に対する耐食性が飛躍的に向上する。しかし、非晶質状態のITO膜を多結晶化させる際に、ITO膜の体積収縮により、コンタクトホール16、17、18の段差部において、ITO膜のガバレッジ不良が発生する。このように、ITO膜の断線、いわゆる段切れが部分的に発生する。そこで、本実施の形態では、コンタクトホール16、17、18部分の透明導電性膜を2層構造としている。このため、外部から侵入した水分、不純物等が、ガバレッジ不良箇所21から配線、電極、及び端子を形成する金属薄膜に直接接触することが抑制される。このため、配線、電極、及び端子の腐食や電食を抑制することができる。以上の工程により、図7(e)に示される構成となり、TFTアレイ基板30が製造される。
次に、公知の技術を用いて、上記のTFTアレイ基板30の電極形成面に配向膜32を形成する。同様に、対向基板31の電極形成面に配向膜32を形成する。なお、配向膜32は、複数の画素58からなる表示領域54に形成される。対向基板31は、絶縁性基板上にカラー表示を行うためのカラーフィルタ層、対向電極が順次形成される。カラーフィルタ層は、遮光層となるBM(ブラックマトリクス)層、R(赤)、G(緑)、B(青)からなる着色層を有する。そして、配向膜32が形成された面を内側にして、TFTアレイ基板30と対向基板31とをシール材50を用いて貼り合わせる。その後、液晶を両基板間30、31に注入して封止することにより、液晶表示パネルを製造する。
上記のように、配線、電極、又は端子を金属薄膜と透明導電性膜との2層構造にすることにより、良好な駆動、表示特性を得ることができる。なお、金属薄膜と比較して、透明導電性膜は、水分等の影響を受けにくいので、金属薄膜の2層構造とするよりも、金属薄膜と透明導電性膜との2層構造とするのが好ましい。
本実施の形態では、第1金属薄膜として、AlにNiを添加したAl系合金としたが、これに限らない。例えば、AlNd膜の上層に、AlNd−N膜を設けた2層膜のAlNd膜の上層に、第2金属薄膜に用いたMoNb膜を設けたMoNb/AlNdの積層膜としてもよい。また、第1金属薄膜として、MoNb単層膜を用いてもよい。さらに、第2金属薄膜としては、本実施の形態のMoNb単層膜の他に、MoNb膜とAlNd膜の積層膜を用いることも可能である。この場合、MoNb単層膜に比べ、ソース信号線11の配線抵抗を低減させることが可能となる。もちろん、AlやMo系の合金膜もAlNdやMoNbに限らず、例えばAlCu、AlSi、AlTa、AlY、AlNiなどの合金系やMoW、MoCr、MoVなどの合金系あるいはこれらの組み合わせ構造などを用いることができる。この他にも、強酸溶液に対する耐食性に優れる従来のCr、Ta、W、あるいはTiなどの金属膜やこれらを主成分とする合金膜などを用いることももちろんである。
また、本実施の形態では、第1金属薄膜上や第2金属薄膜上の非晶質状態の透明導電性膜としては加工後の加熱処理により多結晶化できることからITO膜を用いることが好ましい。さらには、In2O3(酸化インジウム)にZnO(酸化亜鉛)を添加したIZO膜や、ITO膜にさらにZnOを添加させたITZO膜でもよい。この場合は、H2OガスやH2ガスを混合させることなく、従来公知のArガスのみのスパッタリングで非晶質状態の透明導電性膜を得ることが可能となる。
なお、本実施の形態では、一例として、透過型液晶表示パネルに適用した例を示したが、これに限らない。もちろん、半透過型や反射型の液晶表示パネルにも適用可能である。さらに、例えば、有機EL表示パネルや無機EL表示パネルの透明導電性膜を使用する他の表示パネル又はデバイスにも適用することが可能である。この場合においても、特にコンタクトホールやスルーホール又は段差形状部を有する基板に2層の透明導電性膜を形成することにより、本実施の形態と同様の効果を得ることができる。
1 絶縁性基板、2 ゲート電極、3 ゲート信号線、4 共通配線、5 第1端子、
6 第1透明導電性膜、7 ゲート絶縁膜、8 半導体膜、
9 オーミックコンタクト膜、10 ソース電極、11 ソース信号線、
12 第2端子、13 ドレイン電極、14 第2透明導電性膜、15 層間絶縁膜、
16 画素コンタクトホール、17 第1端子部コンタクトホール、
18 第2端子部コンタクトホール、19 画素電極、20 端子パッド、
21 ガバレッジ不良箇所、
30 TFTアレイ基板、31 対向基板、32 配向膜、
50 シール材、51 走査信号駆動回路、52 表示信号駆動回路、
53 点灯検査端子部、54 表示領域、55 共通配線コンタクト部、
56 ゲート側点灯検査回路部、57 ソース側点灯検査回路部、58 画素、
59 共通金属薄膜、60 共通透明導電性膜、61 ゲート/ソース変換部、
62 ゲート側点灯検査用TFT、63 ソース/ゲート変換部、
64 第1ゲート信号供給配線、65 第2ゲート信号供給配線、
66 ゲート側TFT制御用ゲート信号線、67 ITO/ゲートコンタクト部、
68 ITO/ソースコンタクト部、69 ゲート側点灯検査用ソース電極、
70 ゲート側点灯検査用ドレイン電極、
80 ソース側点灯検査用TFT、81 R用ソース電源線、82 G用ソース電源線、
83 B用ソース電源線、84 ソース側TFT制御用ゲート信号線、
85 ソース側点灯検査用ソース電極、86 ソース側点灯検査用ドレイン電極、
90 TFT、91 第1駆動回路用TFT、92 第2駆動回路用TFT、
100 TFT、101 透過電極、102 ゲート端子、103 ソース端子、
104ゲート端子パッド、105 ソース端子パッド、106 コンタクトホール、
107 反射電極、108 ガバレッジ不良箇所
6 第1透明導電性膜、7 ゲート絶縁膜、8 半導体膜、
9 オーミックコンタクト膜、10 ソース電極、11 ソース信号線、
12 第2端子、13 ドレイン電極、14 第2透明導電性膜、15 層間絶縁膜、
16 画素コンタクトホール、17 第1端子部コンタクトホール、
18 第2端子部コンタクトホール、19 画素電極、20 端子パッド、
21 ガバレッジ不良箇所、
30 TFTアレイ基板、31 対向基板、32 配向膜、
50 シール材、51 走査信号駆動回路、52 表示信号駆動回路、
53 点灯検査端子部、54 表示領域、55 共通配線コンタクト部、
56 ゲート側点灯検査回路部、57 ソース側点灯検査回路部、58 画素、
59 共通金属薄膜、60 共通透明導電性膜、61 ゲート/ソース変換部、
62 ゲート側点灯検査用TFT、63 ソース/ゲート変換部、
64 第1ゲート信号供給配線、65 第2ゲート信号供給配線、
66 ゲート側TFT制御用ゲート信号線、67 ITO/ゲートコンタクト部、
68 ITO/ソースコンタクト部、69 ゲート側点灯検査用ソース電極、
70 ゲート側点灯検査用ドレイン電極、
80 ソース側点灯検査用TFT、81 R用ソース電源線、82 G用ソース電源線、
83 B用ソース電源線、84 ソース側TFT制御用ゲート信号線、
85 ソース側点灯検査用ソース電極、86 ソース側点灯検査用ドレイン電極、
90 TFT、91 第1駆動回路用TFT、92 第2駆動回路用TFT、
100 TFT、101 透過電極、102 ゲート端子、103 ソース端子、
104ゲート端子パッド、105 ソース端子パッド、106 コンタクトホール、
107 反射電極、108 ガバレッジ不良箇所
Claims (9)
- 第1基板と第2基板とがシール材を介して貼り合せられた表示パネルであって、
前記第1基板上に形成され、端子を有する第1金属薄膜と、
前記第1金属薄膜上に形成される保護用透明導電性膜と、
前記保護用透明導電性膜上に形成され、表示領域の外側で前記シール材の内側にコンタクトホールを有する絶縁膜と、
前記絶縁膜上に形成され、前記コンタクトホールでは前記保護用透明導電性膜を介して前記第1金属薄膜と電気的に接続される透明導電性膜とを有する表示パネル。 - 前記第1金属薄膜の上層であって、前記透明導電性膜の下層に形成される第2金属薄膜と、
前記コンタクトホールが形成されたレイヤ変換部とをさらに有し、
前記レイヤ変換部では、異なる層に形成された前記第1金属薄膜と前記第2金属薄膜とを前記透明導電性膜を介して電気的に接続する請求項1に記載の表示パネル。 - 前記表示領域の外側に設けられ、前記表示領域の配線に信号を供給する回路をさらに有し、
前記レイヤ変換部は前記回路に形成される請求項2に記載の表示パネル。 - 前記保護用透明導電性膜は、酸化インジウムと酸化スズを含むITO膜、又は酸化インジウムと酸化亜鉛を含むIZO膜である請求項1乃至3のいずれかに記載の表示パネル。
- 第1基板と第2基板とがシール材を介して貼り合せられた表示パネルの製造方法であって、
前記第1基板上に、端子を有する金属薄膜を形成する工程と、
前記金属薄膜上に保護用透明導電性膜を形成する工程と、
前記保護用透明導電性膜上に、表示領域の外側で前記シール材の内側においてコンタクトホールを有する絶縁膜を形成する工程と、
前記コンタクトホールでは、前記保護用透明導電性膜を介して前記金属薄膜と電気的に接続される透明導電性膜を前記絶縁膜上に形成する工程とを有する表示パネルの製造方法。 - 前記保護用透明導電性膜を形成する工程では、非晶質状態の前記保護用透明導電性膜を成膜し、
前記絶縁膜を形成する工程では、前記絶縁膜成膜時の基板加熱温度によって前記保護用透明導電性膜が結晶化される請求項5に記載の表示パネルの製造方法。 - 前記保護用透明導電性膜は、酸化インジウムと酸化スズを含むITO膜、又は酸化インジウムと酸化亜鉛を含むIZO膜である請求項5又は6に記載の表示パネルの製造方法。
- 前記保護用透明導電性膜を形成する工程では、弱酸のエッチング液を用いて、前記保護用透明導電性膜と前記金属薄膜とを一括でウェットエッチングする請求項5乃至7のいずれかに記載の表示パネル。
- 前記透明導電性膜を形成する工程では、シュウ酸を主成分とするエッチング液によって前記透明導電性膜をウェットエッチングする請求項5乃至8のいずれかに記載の表示パネル。
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