JP2011048027A - アレイ基板 - Google Patents

Abstract

【課題】表示装置用アレイ基板を得る。
【解決手段】パッド部において、ボトムバリアメタル／アルミニウム／トップバリアメタルの積層からなる配線上に、絶縁層を介して接続パッドが設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、有機発光ダイオード装置、液晶表示装置等の表示装置に用いられるアレイ基板に関する。

有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）デバイスのアレイ基板では、通常、信号線としてＴｉ／Ａｌ／Ｔｉ（以下、ＴＡＴとする）積層膜を使用し、反射型画素電極としてＩＴＯ／Ａｇ／ＩＴＯ積層膜が使用されている（例えば、特許文献１参照）。

このＯＬＥＤデバイスでは、まず、信号線としてＴＡＴ積層膜をスパッタし、ＰＥＰ、エッチングした後、パッシベーション膜としてＳｉＮを成膜する。次に、平坦層の樹脂膜を形成、パターニングを行い、続いて先に成膜したＳｉＮのパターニングを行う。次に、反射層としてＡｌまたはＡｇなどのメタル層、あるいはそれらを含む積層膜たとえばＩＴＯ／Ａｇ／ＩＴＯの積層膜を成膜する。下地のＩＴＯ層は、樹脂平坦膜との密着性を高めるために必要である。続いてレジストパターンを形成して、２段階のウェットエッチングを行う。１段階目は、トップＩＴＯとＡｇのエッチングである。レジストパターンはそのままの状態で、引き続きボトムＩＴＯのエッチングを行う。その後、画素部に図示しないリブ層（樹脂層）、ＥＬ層、陰極を形成する。

以上のプロセスにより、画素部、ＯＬＢパッド部、および図示しない回路部が形成される。図に示すＯＬＢパッド部は表層にＴｉがある。この部分にＦＰＣを接続することにより、パネルと外部回路とを接続する。ところが、パッド部のＴｉとＦＰＣを直接接続すると、接続部分の抵抗が高くなるという問題を生じることが分かった。

この問題を解決するために、信号線をＴＡＴの替わりにＴＡＴ＋ＴｉＮの４層構造にすることが考えられる。しかしこの構造に関しては、パッシベーションＳｉＮ膜の加工（ドライエッチング）において、ＳｉＮとＴｉＮの選択比が十分に取れず、ＴｉＮを打ち抜いてしまうという新たな問題が発生する。ＴｉＮを打ち抜いてしまうと、その下のＴｉが最表面に出るため、抵抗が高くなる。

特開２００４−１０３２４７号公報

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、表示装置に好適に使用し得るアレイ基板を提供することを目的とする。

本発明のアレイ基板は、基板上に形成されたボトムバリアメタル／アルミニウム／トップバリアメタルの積層からなる信号線、該信号線上に形成され、第１のコンタクトホールを有する第１の絶縁材料からなる絶縁層、該絶縁層上に設けられ、該第１のコンタクトホールを介して該信号線と接続された接続用金属からなる第１の画素電極層、及び該第１の画素電極層上に形成された反射用金属からなる第２の画素電極層を有する画素部と、
該基板上に形成されたボトムバリアメタル／アルミニウム／トップバリアメタルの積層と同様の積層からなる配線、該配線上に設けられ、第２のコンタクトホールを有し、該第１の絶縁材料と同様の材料からなる絶縁層、及び該第２のコンタクトホールを介して該配線上に接続して設けられ、該接続メタルと同様の材料からなる接続パッドを有するパッド部とを具備することを特徴とする。

本発明によれば、有機ＥＬ表示パネル等の表示装置に好適なアレイ基板が得られる。

本発明に係るアレイ基板の一例を表す断面図である。 図１のアレイ基板の製造工程の一例を表す図である。 図１のアレイ基板の製造工程の一例を表す図である。 図１のアレイ基板の製造工程の一例を表す図である。 図１のアレイ基板の製造工程の一例を表す図である。 図１のアレイ基板の製造工程の一例を表す図である。 図１のアレイ基板の製造工程の一例を表す図である。 図１のアレイ基板の製造工程の一例を表す図である。 図１のアレイ基板の製造工程の一例を表す図である。 図１のアレイ基板の製造工程の一例を表す図である。 図１のアレイ基板の製造工程の一例を表す図である。 図１のアレイ基板の製造工程の一例を表す図である。 図１のアレイ基板の製造工程の一例を表す図である。 本発明のアレイ基板を用いた有機ＥＬ表示パネルの一例の構成を表す断面図である。

以下、図面を参照し、本発明をより詳細に説明する。

図１は、本発明に係るアレイ基板の一例を表す断面図を示す。

図示するように、このアレイ基板２０には、基板１と、この基板１上に所定のパターンで形成された、複数のポリシリコン層２ａ，２ｂ，２ｃが設けられている。

アレイ基板２０の画素部では、複数のポリシリコン層２ａ，２ｂ上に、ゲート絶縁膜５を介して形成された補助容量電極４ａ，ゲート電極４ｂが設けられている。補助容量電極４ａ，ゲート電極４ｂ上には、層間絶縁膜５を介して、ボトムバリアメタル／アルミニウム／トップバリアメタルの積層からなるドレイン電極６ａ，及びソース電極６ｂ等の信号線が形成され、信号線上には、第１の絶縁材料からなるパッシベーション膜７ａ，７ｂ、及び平坦化層８が形成され、パッシベーション膜７ａ，７ｂ、及び平坦化層８には、さらに、第１のコンタクトホール１７としてのスルーホールが設けられている。平坦化層８上には、接続用金属からなる第１の画素電極層９ａが設けられ、第１の画素電極層９ａは、第１のコンタクトホール１７を介して各信号線と接続されている。第１の画素電極層９ａ上には、反射用金属からなる第２の画素電極層１０が形成されている。さらに、第２の画素電極層１０上には第３の画素電極１１が形成されている。

一方、アレイ基板２０のパッド部では、ポリシリコン層２ｃ上に信号線と同様にボトムバリアメタル／アルミニウム／トップバリアメタルの積層と同様の積層からなる配線６ｃが設けられている。配線６ｃ上には、第２のコンタクトホール１８を有し、第１の絶縁材料と同様の材料からなる絶縁層７ａが設けられている。絶縁層７ａ上には、第１の画素電極と同様の材料からなる接続パッド９ｂが、第２のコンタクトホール１８を介して配線６ｃ上に接続して設けられている。

図１に示すアレイ基板は、以下の方法により形成することが出来る。

図２乃至図１３は、図１のアレイ基板の製造工程の一例を表す図である。

図２に示すように、ガラス基板１上に図示しない例えばＳｉＮ，ＳｉＯ_２などの絶縁膜を介してアモルファスシリコン層２をＣＶＤ法で堆積する。

図３に示すように、アモルファスシリコン層２をエキシマレーザアニール法（ＥＬＡ）で結晶化し、ポリシリコンとする。

図４に示すように、ポリシリコンをパターニングして、複数のポリシリコン層２ａ，２ｂ，２を形成する。

図５に示すように、ＣＶＤ法でゲート絶縁膜３を成膜する。

図６に示すように、例えばＭｏＷ，ＡｌＳｉ等の金属材料をスパッタして金属層を形成した後、フォトリソグラフィー及びエッチングによりパターニングし、ゲート電極を形成する。

図７に示すように、例えばＳｉＯ_２，ＳｉＮ等の層間絶縁膜を形成した後、フォトリソグラフィー及びエッチングによりパターニングし、図８に示すように、コンタクトホール１７を空ける。

図９に示すように、ボトムバリアメタル／アルミニウム／トップバリアメタルの積層例えばＴｉ／Ａｌ／Ｔｉの積層をスパッタし、フォトリソグラフィー及びエッチングによりパターニングし、画素部のポリシリコン膜２ｂ上に、信号線として、ドレイン電極６ａ，及びソース電極６ｂを形成し、パッド部のポリシリコン膜２ｃ上に、配線６ｃを形成する。

図１０に示すように、パッシベーション膜７として、例えばＳｉＮをＣＶＤ法にて形成する。

続いて、図１１に示すように、例えばアクリル系樹脂からなる平坦層８を形成後、パターニングする。

その後、続いて先に成膜したパッシベーション膜７のパターニングを行ない、画素部の信号線上、及びパッド部のＴｉ／Ａｌ／Ｔｉの積層配線６ｃ上に、各々、パッシベーション膜７ａ，７ｂ，７ｃを形成する。なお、パッド部のパッシベーション膜７ｃの中央には第２のコンタクトホール１８が設けられる。

次に、図１２に示すように、反射型画素電極層として、第１の画素電極層９，第２の画素電極層１０，及び第３の画素電極層１１の多層膜例えばＴｉＮ／Ａｇ／ＩＴＯの多層膜をスパッタ成膜する。なお、樹脂平坦層の上に直接Ａｇを成膜することは、密着性の観点で不可能であり、ここではＴｉＮが密着層として機能する。また同時に、このＴｉＮ層９は完成時にはパッド部において最表面に出る接続パッド９ｃとなり、パッシベーション膜７ｃの第２のコンタクトホール１９を介して、パッド部のＴｉ／Ａｌ／Ｔｉの積層配線６ｃと接続される。

図１３に示すように、まず、Ａｇ／ＩＴＯをパターニングする。エッチングは、りん酸、硝酸、酢酸との混酸によるウェットエッチングである。

ここで一旦レジストを剥離した後、再度レジストパターンを形成し、今度はボトムのＴｉＮ層をドライによりエッチングする。

トップＩＴＯ／Ａｇのレジストパターンは、画素部にトップＩＴＯ／Ａｇの反射層を残すためのパターンである。次のＴｉＮのレジストパターンは、画素部の反射Ａｇ下部にＴｉＮを残し、また、パッド部のＴＡＴ上にＴｉＮを残すためのパターンである。なお、Ａｇの代わりに、Ａｇの化合物を用いることができる。

以上の工程により、図１に示すようなアレイ基板が得られる。このアレイ基板では、、画素部においては信号線ＴＡＴの上部に第１の画素電極層９，第２の画素電極層１０，及び第３の画素電極層１１の多層膜であるＴｉＮ／Ａｇ／ＩＴＯが形成される。パッド部では、配線６ｃのＴＡＴの上部に接続パッド９ｂとしてＴｉＮ層が形成される。

本発明によれば、信号線としてＴｉ／Ａｌ／Ｔｉを成膜、パターニングした後、パッシベーションＳｉＮ膜を成膜する。続いて平坦層を成膜、パターニングする。続いて、先に成膜したＳｉＮ膜をパターニングする。その後、反射層としてＴｉＮ／Ａｇ／ＩＴＯの積層膜を成膜、パターニングする。このとき、レジスト塗布、エッチングを２回行うことにより、画素部はＴＡＴの上にＴｉＮ／Ａｇ／ＩＴＯを残した積層構造、ＯＬＢパッド部はＴＡＴの上にＴｉＮを残した構造とすることができる。なお、ＴｉＮという材料は一例であり、下地平坦層および反射層（Ａｇ）との密着性が十分であり、また反射層とのエッチング選択比が取れる他の材料に置き換えることができる。例えば、ＴｉＮの変わりにＴａまたはＴａの化合物を用いることができる。これらの材料は、平坦層と反射層との密着性が良好で、また、反射層とのエッチング選択比があり、信号線、反射層とのコンタクト抵抗、およびＦＰＣとの接続抵抗が良好な材料であれば良い。

接続用金属からなる第１の画素電極層と、反射用金属からなる第２の画素電極層の積層において、第２の画素電極層のエッチングレートが第１のエッチグレートのエッチングレートよりも速く、そのエッチング選択比が２以上であることが好ましい。

図１４に、アレイ基板２０を用いたＯＬＥＤの一例の構成を表す断面図を示す。

図１４に示すように、例えば透明アクリル樹脂を用いてリブ層１３を形成した後、有機発光層１２を蒸着する。カラーパネルの場合、発光層１２は、Ｒ・Ｇ・Ｂの３色に分けて蒸着する。有機発光層１２の上部に陰極１４を形成した後、最後に、キャップガラス１６にてパネルの画素部を封止することにより、ＯＬＥＤ３０が完成する。

１…基板、２…ポリシリコン層、６ａ，６ｂ…信号線、６ｃ…配線、７ａ，７ｂ，７ｃ…９ａ…第１の画素電極層、９ｂ…接続パッド、１０…第２の画素電極層、１１…第３の画素電極層、１２…有機ＥＬ発光層、１４…陰極、１６…キャップガラス、１７…第１のコンタクトホール、１８…第２のコンタクトホール、２０…アレイ基板、３０…表示装置

Claims (4)

1. 基板上に形成されたボトムバリアメタル／アルミニウム／トップバリアメタルの積層からなる信号線、該信号線上に形成され、第１のコンタクトホールを有する第１の絶縁材料からなる絶縁層、該絶縁層上に設けられ、該第１のコンタクトホールを介して該信号線と接続された接続用金属からなる第１の画素電極層、及び該第１の画素電極層上に形成された反射用金属からなる第２の画素電極層を有する画素部と、
   該基板上に形成されたボトムバリアメタル／アルミニウム／トップバリアメタルの積層と同様の積層からなる配線、該配線上に設けられ、第２のコンタクトホールを有し、該第１の絶縁材料と同様の材料からなる絶縁層、及び該第２のコンタクトホールを介して該配線上に接続して設けられ、該接続メタルと同様の材料からなる接続パッドを有するパッド部とを具備することを特徴とするアレイ基板。
2. 前記接続用金属からなる第１の画素電極層と、前記反射用金属からなる第２の画素電極層の積層において、該第２の画素電極層のエッチングレートが該第１のエッチグレートのエッチングレートよりも速く、そのエッチング選択比が２以上であることを特徴とする請求項１に記載のアレイ基板。
3. 前記第２の金属層上に、透明電極材料からなる第３の画素電極層をさらに設けることを特徴とする請求項１または２に記載のアレイ基板。
4. 前記絶縁層と前記第１の画素電極層との間に、前記第１の絶縁材料とは異なる第２の絶縁材料からなる平坦化層をさらに設けることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のアレイ基板。

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