JP2014235353A - 表示パネル及びその製造方法、並びに、液晶表示パネル - Google Patents

Abstract

【課題】端子電極と外部素子との間の導通を確実に行うことが可能な技術を提供することを目的とする。【解決手段】液晶表示パネル１は、表示領域１０１の透明絶縁性基板１００上に形成された薄膜トランジスタ１０６と、薄膜トランジスタ１０６と端子電極１０７とを接続する外部配線１１７と、薄膜トランジスタ１０６上に形成され、平坦化された上面を有する有機平坦化膜６とを備える。額縁領域１０２の外部配線１１７上方には、有機平坦化膜が形成されていない、または、表示領域１０１の有機平坦化膜６よりも膜厚が薄い有機平坦化膜６ａが形成されている。【選択図】図６

Description

本発明は、表示パネル及びその製造方法と、当該表示パネルが用いられた液晶表示パネルに関するものである。

従来、液晶表示装置の表示方式として、液晶表示パネルと垂直方向に電界を発生させるＴＮ（Twisted Nematic）モードが広く用いられてきた。ところが、液晶表示パネルとほぼ平行方向（横方向）に電界を発生させることによって、液晶分子を横方向で駆動する横電界方式が提案された。この横電界方式は、高視野角や高精細、高輝度化に有利であり、今後、特にスマートフォンやタブレットなどを代表とする中小型パネルで主流になっていくと考えられる。

横電界方式としては、ＩＰＳ（In Plane Switching）モードと、ＦＦＳ（Fringe Field Switching）モードとが知られている。ＦＦＳモードの液晶表示装置は、下部電極と、スリットを有する上部電極と、それら電極の間に設けられた絶縁膜とを備えて構成され、下部電極及び上部電極のいずれか一方が画素電極として用いられ、他方が対向電極として用いられる。画素電極と対向電極との間に電圧が印加されると、液晶層にてほぼ横方向に向かう電界が発生し、液晶層の液晶分子が、当該横方向の電界に応じて駆動される。

液晶表示パネルの表示領域では、上部電極及び下部電極の下方に保護絶縁膜を介して、信号線及び薄膜トランジスタが形成される。外部からの任意の信号（電圧）が、信号線及び薄膜トランジスタを経た後、保護絶縁膜のコンタクトホールを介して、下部電極または上部電極に印加されると、上述した電界が発生する。

しかしながら、動作時には、下部電極と信号線との間に表示品位の低下の原因となる寄生容量が発生する。そこで、下部電極と信号線との間には、当該寄生容量を小さくするための絶縁膜が形成される。特許文献１では、当該絶縁膜として、寄生容量を小さくすることが可能であり、かつ、薄膜トランジスタの段差を無くすことも可能な、膜厚が比較的厚いアクリル樹脂膜を用いることが提案されている。

特開２００７−２２６１７５号公報

液晶表示パネルでは、上述の表示領域だけでなく、表示領域を囲む額縁領域が設けられる。額縁領域には、複数の端子電極と、表示領域から延設されて複数の端子電極に接続された複数の外部配線とが形成されており、各外部配線は、損傷及び水分などによる腐食から保護する保護絶縁膜によって覆われている。

ここで、液晶表示装置の製造工程においては、液晶表示パネルの端子電極と、外部素子（例えばプリント基板やＩＣチップなど）とが電気的に接続される。具体的には、保護絶縁膜から露出された端子電極に、ＡＣＦ（異方性導電膜）などを介して外部素子を圧着することにより、端子電極と外部素子とが、ＡＣＦ内の導電粒子によって導通される。

しかしながら、額縁領域の外部配線上方に、上述のアクリル樹脂膜を形成した場合には、外部配線上方に形成されたアクリル樹脂膜と、アクリル樹脂膜が形成されない端子電極との間に、アクリル樹脂膜の膜厚とほぼ同じ高低差（段差）が生じる。このため、本来、端子電極と外部素子とが、ＡＣＦ内の導電粒子によって導通されなければならないところ、端子電極周辺のアクリル樹脂膜が邪魔をする（アクリル樹脂膜に圧着力が分散される）ことにより、導通されない、すなわち接触不良が生じることがあった。特に、今後、額縁領域を小さくために、外部配線と端子電極とが互いに近接して設けられる結果、このような問題が顕在化すると考えられる。

一方、外部配線上方にアクリル樹脂膜を形成しなかった場合には、液晶表示パネルの製造工程中に、外部配線を覆う保護絶縁膜、ひいては外部配線が損傷するという問題がある。

そこで、本発明は、上記のような問題点を鑑みてなされたものであり、端子電極と外部素子との間の導通を確実に行うことが可能な技術を提供することを目的とする。

本発明に係る表示パネルは、表示領域と、前記表示領域を囲む額縁領域とが規定された絶縁基板と、前記表示領域の前記絶縁基板上に形成された薄膜トランジスタと、前記額縁領域の前記絶縁基板上に形成された端子電極とを備える。また、前記表示パネルは、前記薄膜トランジスタと前記端子電極とを接続する、前記絶縁基板上に形成された配線と、前記端子電極上に開口を有し、前記配線を覆う絶縁膜と、前記薄膜トランジスタ上に形成され、平坦化された上面を有する平坦化膜とを備える。前記額縁領域の前記配線上方には、前記平坦化膜が形成されていない、または、前記表示領域の前記平坦化膜よりも膜厚が薄い平坦化膜が形成されている。

本発明によれば、額縁領域の外部配線上方には、平坦化膜が形成されていない、または、表示領域の平坦化膜よりも膜厚が薄い平坦化膜が形成されている。したがって、端子電極と外部素子との間の導通を確実に行うことができる。

実施の形態１に係る液晶表示パネルの構成を示す平面図である。 実施の形態１に係る額縁領域の構成を示す平面図である。 実施の形態１に係る表示領域の構成を示す平面図である。 実施の形態１に係る表示領域の構成を示す断面図である。 関連端子構成を示す断面図である。 実施の形態１に係る端子構成を示す断面図である。 実施の形態１に係る端子構成を示す断面図である。 実施の形態１に係る液晶表示パネルの製造方法を説明するための断面図である。 実施の形態１に係る液晶表示パネルの製造方法を説明するための断面図である。 実施の形態１に係るフォトマスクを示す図である。 実施の形態１に係る液晶表示パネルの製造方法を説明するための断面図である。 実施の形態１に係る液晶表示パネルの製造方法を説明するための断面図である。 実施の形態１に係る液晶表示パネルの製造方法を説明するための断面図である。 実施の形態１に係る液晶表示パネルの製造方法を説明するための断面図である。 実施の形態１に係る液晶表示パネルの製造方法を説明するための断面図である。 実施の形態１に係る液晶表示パネルの製造方法を説明するための断面図である。 実施の形態２に係る端子構成を示す断面図である。

＜実施の形態１＞
本発明の実施の形態１では、本発明に係る表示パネルが用いられたＦＦＳモードの液晶表示パネルを例にして説明する。図１は、本実施の形態１に係る液晶表示パネルの構成を示す平面図である。なお、図１は、模式的に示すものであり、図示された構成要素の正確な大きさなどを反映するものではない。また、図１では、図面が煩雑とならないように、発明の主要部以外の省略や構成の一部簡略化などを適宜行っている。これらの点は、以下の図においても同様とする。さらに、以下の図においては、図中、既出の図において説明したものと同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。

液晶表示パネル１は、表示領域１０１と、表示領域１０１を囲む額縁領域１０２とが規定された透明絶縁性基板（絶縁基板）１００を備えている。

図１に示すように、液晶表示パネル１は、表示領域１０１の透明絶縁性基板１００上に形成された薄膜トランジスタ１０６と、額縁領域１０２の透明絶縁性基板１００上に形成された端子電極１０７と、薄膜トランジスタ１０６と端子電極１０７とを電気的に接続する配線とを備えている。当該配線は、表示領域１０１及び額縁領域１０２の両方において透明絶縁性基板１００上に形成されている。ここでは、表示領域１０１における当該配線は、信号線１０３及び走査線１０４に対応し、額縁領域１０２における当該配線は、外部配線１１７に対応している。

額縁領域１０２には、表示領域１０１から延設された複数の外部配線１１７が、複数の端子電極１０７に接続されている。端子電極１０７は、ＡＣＦ（異方性導電膜）及びバンプなどを介して、外部素子（ここではプリント基板１０８及びＩＣチップ１０９）の端子と電気的に接続される。

図２は、図１に示した額縁領域１０２のうち、端子電極１０７が形成（実装）された領域（以下「実装端子領域」と記す）を拡大した平面図である。

端子電極１０７は、外部配線１１７を延長した部分に連接されており、端子電極１０７の幅は、外部配線１１７の幅よりも大きく形成されている。また、任意の１つの端子電極１０７は、外部配線１１７の配列方向において他の端子電極１０７と隣接せずに、２つの外部配線１１７に挟まれた状態で当該２つの外部配線１１７と隣接している。このような構成によれば、隣り合う外部配線１１７同士をなるべく近づけることができるので、額縁領域１０２の面積をなるべく小さくすることができる。

図１に戻って、表示領域１０１について説明する。表示領域１０１には、互いに絶縁された複数の信号線１０３と複数の走査線１０４とが直交するように配設されている。また、複数の共通配線１０５が、走査線１０４と平行となるように配設されている。交差する１つの信号線１０３及び１つの走査線１０４によって、１つの画素が形成されており、表示領域１０１全体においては、複数の画素がマトリクス状に配設されている。

図３は、表示領域１０１に形成された画素を拡大した平面図である。本実施の形態１に係る液晶表示パネル１は、図３にて二点鎖線で示される下部電極７１と、上部電極９１とを備えている。下部電極７１及び上部電極９１のいずれか一方は画素電極として用いられ、他方は対向電極として用いられる。以下においては、下部電極７１が対向電極であり、上部電極９１が画素電極である構成を例にして説明するが、もちろん下部電極７１が画素電極であり、上部電極９１が対向電極である構成であってもよい。

ここで、本実施の形態１に係る液晶表示パネル１は、上部電極９１上方に液晶層（図示せず）を備えている。下部電極７１及び上部電極９１は、スイッチング素子である薄膜トランジスタ１０６の制御によって液晶層にフリンジ電界を印加することが可能となっている。下部電極７１（対向電極）と上部電極９１（画素電極）との間に電圧が印加されると、例えば、上部電極９１から、上部電極９１上方の液晶層に向かった後、液晶層でほぼ横方向に向かい、液晶層下方の上部電極９１のスリット９１ａを介してさらに下方の下部電極７１に向かう電界が発生する。そして、液晶層の液晶分子が、横方向の電界に応じて駆動される。

薄膜トランジスタ１０６は、下部電極７１及び上部電極９１と、透明絶縁性基板１００との間に設けられている。薄膜トランジスタ１０６のゲート電極１１は、走査線１０４に電気的に接続されており、薄膜トランジスタ１０６のソース電極４１は、信号線１０３に電気的に接続されている。薄膜トランジスタ１０６のドレイン電極４２は、コンタクトホール１４１を介して上部電極９１（画素電極）と電気的に接続されている。また、共通配線１０５は、コンタクトホール１５１を介して下部電極７１（対向電極）と電気的に接続されている。

薄膜トランジスタ１０６は、走査線１０４からの信号に基づいて、画素電極（上部電極９１）への表示電圧の供給をオンまたはオフする制御を行う。なお、表示電圧とは、プリント基板１０８などの外部素子から外部配線１１７を経て信号線１０３に入力された信号データに応じた電圧である。

具体的には、走査線１０４から薄膜トランジスタ１０６のゲート電極１１に信号が供給された場合には、当該薄膜トランジスタ１０６は、ソース電極４１側からドレイン電極４２側に電流を流す。すなわち、薄膜トランジスタ１０６は、走査線１０４から信号が供給された場合には、信号線１０３の信号データに応じた電圧を、上部電極９１（画素電極）に印加する。

一方、走査線１０４から薄膜トランジスタ１０６のゲート電極１１に信号が供給されなかった場合には、当該薄膜トランジスタ１０６は、ソース電極４１側からドレイン電極４２側に電流を流さない。すなわち、薄膜トランジスタ１０６は、走査線１０４から信号が供給されなかった場合には、信号線１０３の信号データに応じた電圧を、上部電極９１（画素電極）に印加しない。

走査線１０４の信号、及び、信号線１０３の信号データは、端子電極１０７に接続された外部素子（ここではプリント基板１０８及びＩＣチップ１０９）によって制御され、外部からの表示データに応じた電圧がそれぞれ画素に供給される。

次に表示領域１０１の構成、及び、額縁領域１０２の構成について、断面図を用いて説明する。まず、表示領域の構成について説明する。

＜表示領域１０１の構成＞
図４は、表示領域１０１の構成（画素の構成）を示す断面図であり、具体的には、図３に示されたａ−ａ’線に沿った断面図である。なお、ここでは表示領域１０１の構成要素について主に説明するが、額縁領域１０２の構成要素についても適宜説明する。

本実施の形態１に係る薄膜トランジスタ１０６は、ゲート電極１１、ゲート絶縁膜２、半導体膜３１、ソース電極４１及びドレイン電極４２を備えて構成されている。

表示領域１０１の透明絶縁性基板１００上には、走査線１０４が形成されており、当該走査線１０４のうち、薄膜トランジスタ１０６が形成される領域に対応する部分が、ゲート電極１１として用いられる。また、表示領域１０１の透明絶縁性基板１００上には、走査線１０４と平行に共通配線１０５（図３）が形成されている。

一方、額縁領域１０２の透明絶縁性基板１００上には、走査線１０４と連接する外部配線１１７（図１）が形成されている。なお、ここでは、走査線１０４（ゲート電極１１）、共通配線１０５、及び、走査線１０４と連接する外部配線１１７は、同一の金属膜をパターニングすることによって形成されているものとする。

走査線１０４（ゲート電極１１）、共通配線１０５、及び、走査線１０４と連接する外部配線１１７を覆うゲート絶縁膜２が、透明絶縁性基板１００上に形成されている。ゲート絶縁膜２としては、例えばＳｉＮ膜が用いられる。なお、後述するように、ゲート絶縁膜２は、端子電極１０７を露出する開口を有している。

ゲート電極１１上にゲート絶縁膜２を介して、島状にパターニングされた半導体膜３１が形成されている。この半導体膜３１には、例えば、アモルファスシリコン、微結晶シリコン、多結晶シリコンのいずれか、もしくはこれらを積層させたシリコン半導体、または、酸化物半導体などが用いられる。半導体膜３１には、チャネル領域と、当該チャネル領域を間に挟むソース領域及びドレイン領域とが形成される。

表示領域１０１のゲート絶縁膜２上には、ソース電極４１、ドレイン電極４２、及び、ソース電極４１と連接する信号線１０３（図３）が形成されている。なお、ソース電極４１は、半導体膜３１のソース領域に接して形成されており、ドレイン電極４２は、半導体膜３１のドレイン領域に接して形成されている。

一方、額縁領域１０２のゲート絶縁膜２上には、信号線１０３と連接する外部配線１１７（図１）が形成されている。なお、ここでは、ソース電極４１、ドレイン電極４２、信号線１０３、及び、信号線１０３と連接する外部配線１１７は、同一の金属膜をパターニングすることによって形成されているものとする。

薄膜トランジスタ１０６、信号線１０３及びそれと連接する外部配線１１７、並びに、走査線１０４及びそれと連接する外部配線１１７を直接的または間接的に覆う保護絶縁膜５が、ゲート絶縁膜２上に形成されている。なお、後述するように、保護絶縁膜５は、端子電極１０７を露出する開口を有している。

保護絶縁膜５としては、例えばＳｉＮ膜、及び、酸化シリコン膜（ＳｉＯ膜）などの無機絶縁膜が用いられる。保護絶縁膜５に無機絶縁膜を用いた場合には、無機絶縁膜の機械強度が比較的強いことから、信号線１０３、走査線１０４及び外部配線１１７の損傷を抑制することができる。また、保護絶縁膜５にＳｉＮ膜などの無機絶縁膜を用いた場合には、有機平坦化膜６などから信号線１０３、走査線１０４及び外部配線１１７に、水分が浸出するのが抑制されるので、それによる腐食を抑制することができ、薄膜トランジスタ１０６の特性が劣化するのを抑制することができる。

表示領域１０１において、薄膜トランジスタ１０６上、及び、信号線１０３及び走査線１０４上方には、平坦化された上面を有する平坦化膜（図４では有機平坦化膜６）が形成されている。この平坦化膜によって、薄膜トランジスタ１０６などの段差が埋められており、平坦化膜の上面には、平坦化膜下に形成されていた段差が反映（転写）されずに、ほぼ平坦となっている。これにより、下部電極７１及び上部電極９１は、平坦化された平面上に形成される。

平坦化膜としては、例えばアクリルを主体とした有機樹脂膜、または、ＳＯＧ（Spin On Glass）膜が用いられる。アクリル脂膜及びＳＯＧ膜の誘電率（３〜４程度）は、ＳｉＮ膜の誘電率（６〜７程度）よりも低いことから、アクリル脂膜またはＳＯＧ膜を平坦化膜に用いた場合には、信号線１０３と下部電極７１との間の寄生容量を低減することができる。すなわち、液晶表示パネル１の動作時において、信号線１０３からのノイズが下部電極７１に及ぼす悪影響を抑制することができ、表示品位を向上させることができる。なお、ＳｉＯ膜の誘電率は、ＳＯＧ膜と同程度の誘電率を有するが、その平坦化が困難であることから平坦化膜には適さない。

以下、平坦化膜に有機樹脂膜を適用したものとし、当該平坦化膜を「有機平坦化膜６」と記して説明する。なお、有機平坦化膜６に、感光性を有する有機樹脂膜を用いれば、フォトリソグラフィー工程（写真製版工程）を行うことによって、有機平坦化膜６に所望のパターンを形成することができる。

表示領域１０１の有機平坦化膜６上には、ＩＺＯ及びＩＴＯなどの透明導電膜からなる下部電極７１と、ＳｉＮ膜などからなる層間絶縁膜８と、ＩＺＯ及びＩＴＯなどの透明導電膜からなる上部電極９１と、液晶層とがこの順に形成されている。すなわち、液晶層は、表示領域１０１の有機平坦化膜６上方に形成されており、上部電極９１（画素電極）及び下部電極７１（対向電極）は、表示領域１０１の有機平坦化膜６と液晶層との間に形成されている。

保護絶縁膜５、有機平坦化膜６及び層間絶縁膜８には、コンタクトホール５１，６１，８１がそれぞれ形成されている。これらコンタクトホール５１，６１，８１は、ドレイン電極４２上のコンタクトホール１４１を構成している。上部電極９１の一部は、このコンタクトホール１４１を介してドレイン電極４２と電気的に接続されている。

同様に、ゲート絶縁膜２、保護絶縁膜５及び有機平坦化膜６には、コンタクトホールがそれぞれ形成されており、これらコンタクトホールは、共通配線１０５上のコンタクトホール１５１（図３）を構成している。下部電極７１の一部は、このコンタクトホール１５１を介して共通配線１０５と電気的に接続されている。

＜額縁領域１０２の構成＞
次に、額縁領域１０２の構成、具体的には実装端子領域の構成（以下「端子構成」と記す）について説明する。

なお、端子構成としては、走査線１０４と連接する外部配線１１７に関するものと、信号線１０３と連接する外部配線１１７に関するものとが存在している。ただし、信号線１０３と連接する外部配線１１７の端子構成は、走査線１０４と連接する外部配線１１７の端子構成からゲート絶縁膜２が省略されている点を除けば同様である。そこで、以下においては、走査線１０４と連接する外部配線１１７の端子構成についてのみ説明し、信号線１０３と連接する外部配線１１７の端子構成の説明については省略する。

図５は、本実施の形態１に係る端子構成と関連する端子構成（以下「関連端子構成」と記す）を示す断面図であり、図６は、本実施の形態１に係る端子構成を示す断面図である。具体的には、図５及び図６は、図２に示されたｂ−ｂ’線に沿った断面図である。

図５及び図６に示されるように、関連端子構成、及び、本実施の形態１に係る端子構成のいずれにおいても、外部配線１１７は、絶縁膜（ゲート絶縁膜２及び保護絶縁膜５）によって覆われているとともに、端子電極１０７は、絶縁膜（ゲート絶縁膜２及び保護絶縁膜５）及び有機平坦化膜６，６ａの開口から露出している。

しかし、関連端子構成（図５）では、外部配線１１７上方には、表示領域１０１の有機平坦化膜６と膜厚が同じ有機平坦化膜６が形成されているのに対して、本実施の形態１に係る端子構成（図６）では、額縁領域１０２の外部配線１１７上方には、表示領域１０１の有機平坦化膜６よりも膜厚が薄い有機平坦化膜６ａが形成されている。

また、関連端子構成（図５）では、外部配線１１７上方には層間絶縁膜８が形成されているのに対して、本実施の形態１に係る端子構成（図６）では、額縁領域１０２の外部配線１１７上方には層間絶縁膜８が形成されていない。

このような本実施の形態１に係る端子構成によれば、端子電極１０７を含む積層構造の高さと、外部配線１１７を含む積層構造の高さとの差（高低差）を、関連端子構成よりも小さくすることができる。したがって、ＡＣＦなどを間に挟んだ端子電極１０７と外部素子との圧着が、有機平坦化膜６によって邪魔されずに済むことから、端子電極１０７と外部素子との間の導通を確実に行うことができる。

なお、実施の形態１に係る端子構成は、図６に示す構成に限ったものではなく、図７に示すように、額縁領域１０２の外部配線１１７上方に、有機平坦化膜が形成されない構成であってもよい。このような構成によれば、端子電極１０７上部の構成の高さと、外部配線１１７上部の構成の高さとの差（高低差）をさらに小さくすることができることから、端子電極１０７と外部素子との間の導通をより確実に行うことができる。

＜製造工程＞
次に、本実施の形態１に係る液晶表示パネル１の製造工程について、図８〜図１６を用いて順に説明する。なお、図８（ａ）、図９（ａ）及び図１１（ａ）〜図１６（ａ）は、表示領域１０１の構成を示す断面図であり、図８（ｂ）、図９（ｂ）及び図１１（ｂ）〜図１６（ｂ）は、額縁領域１０２（実装端子領域）の構成を示す断面図である。以下の説明で明らかとなるように、表示領域１０１の構成及び額縁領域１０２の構成は並行して形成される。

まず、ガラス基板などの透明絶縁性基板１００全面上に、例えばスパッタ法を用いて金属膜を形成する。当該金属膜には、例えば、アルミニウム（Ａｌ）もしくはそれを含む合金、またはモリブデン（Ｍｏ）、クロム（Ｃｒ）などを用いる。そして、金属膜上に感光性樹脂であるフォトレジストをスピンコート等によって塗布し、当該塗布したフォトレジストを露光及び現像する第１のフォトリソグラフィー工程を行うことにより、フォトレジストをパターニングする。

そして、パターニングされたフォトレジストをエッチングマスクとして、金属膜をエッチングする。これにより、表示領域１０１の透明絶縁性基板１００上には、走査線１０４（ゲート電極１１）と共通配線１０５とが形成され、額縁領域１０２の透明絶縁性基板１００上には、走査線１０４と連接する外部配線１１７と端子電極１０７とが形成される。すなわち、透明絶縁性基板１００上に、薄膜トランジスタ１０６（ゲート電極１１）と端子電極１０７とを接続する配線（走査線１０４及び外部配線１１７）が形成される。その後、フォトレジストを剥離する。

次に、ゲート電極１１などが形成された透明絶縁性基板１００全面上に、例えばプラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法を用いて、ゲート絶縁膜２と、半導体膜３１となる半導体膜とを順に連続して成膜する。なお、ゲート絶縁膜２には、例えばＳｉＮ膜などを用いる。第２のフォトリソグラフィー工程を用いたフォトレジストのパターニングを行った後にイオン注入などを行うことによって、半導体膜には、薄膜トランジスタ１０６のソース領域、チャネル領域及びドレイン領域が形成される。また、半導体膜を島状にパターニングするエッチングすることによって、半導体膜３１が形成される。その後、フォトレジストを剥離する。

そして、半導体膜３１などが形成された透明絶縁性基板１００全面上に、例えばスパッタ法を用いて金属膜を成膜する。当該金属膜には、例えば、アルミニウム（Ａｌ）もしくはそれを含む合金、またはモリブデン（Ｍｏ）、クロム（Ｃｒ）などを用いる。そして、第３のフォトリソグラフィー工程を用いたフォトレジストのパターニング、金属膜のエッチング、及び、フォトレジストの剥離を行うことによって、表示領域１０１の透明絶縁性基板１００（ゲート絶縁膜２）上には、ソース電極４１、ドレイン電極４２及び信号線１０３が形成される。すなわち、表示領域１０１の透明絶縁性基板１００上に、薄膜トランジスタ１０６が形成される。

また、これと同時に、表示領域１０１の透明絶縁性基板１００（ゲート絶縁膜２）上には、信号線１０３と連接する外部配線１１７が形成される。すなわち、ゲート絶縁膜２（透明絶縁性基板１００）上に、薄膜トランジスタ１０６（ソース電極４１）と端子電極１０７とを接続する配線（信号線１０３及び外部配線１１７）が形成される。以上に説明した工程によって得られる構造を、図８に示す。

次に、ソース電極４１などが形成された透明絶縁性基板１００全面上に、プラズマＣＶＤ法を用いて、保護絶縁膜５を成膜する。すなわち、薄膜トランジスタ１０６、端子電極１０７及び配線（信号線１０３、走査線１０４及び外部配線１１７）を覆う保護絶縁膜５が形成される。なお、保護絶縁膜５には、例えば、ＳｉＮ膜などを用いる。

それから、保護絶縁膜５が形成された透明絶縁性基板１００全面上に、平坦化された上面を有する有機平坦化膜６をスピンコート等によって塗布（成膜）する。なお、ここでは、有機平坦化膜６に、感光性を有する有機樹脂膜を用い、その膜厚が例えば２〜４μｍとなるように成膜する。以上に説明した工程によって得られる構造を、図９に示す。

それから、フォトマスク２００を用いて有機平坦化膜６を露光及び現像する第４のフォトリソグラフィー工程を行う。ここで、フォトマスク２００について詳細に説明する。

図１０（ａ）は、フォトマスク２００の一部を示す平面図であり、図１０（ｂ）は、フォトマスク２００の一部を示す側面図である。有機平坦化膜６の露光に用いるフォトマスク２００としては、ハーフトーンマスク（以下「ＨＴマスク」と記す）またはグレイトーンマスク（以下「ＨＦマスク」と記す）が想定される。

ＨＴマスクは、透過率制御層を形成することによって透過率を制御する。一方、ＧＴマスクは、微小なスリット及びドットなどのパターンからなる開口が形成された遮光部を有しており、その開口のサイズを調整しておくことにより、開口を通過する照射光（透過量）を制御する。フォトマスク２００には、ＨＴマスクまたはＧＴマスクを用いることができるが、ＨＴマスクは通常の露光パターン層以外に透過率制御層が必要となり、ＧＴマスクよりもコストがかかるので、以下ではフォトマスク２００にＧＴマスクを用いた場合を例にして説明する。

今回、発明者が提案するフォトマスク２００は、透明基板２０１と、通常の遮光部２０２ａと、図１０（ａ）に示される格子パターン（一種のドットパターン）が設けられた遮光部である遮光パターン２０２ｂとを有する。遮光パターン２０２ｂには、正方形状の開口（以下「格子２０３」と記す）が複数設けられている。

露光装置からの照射光は、遮光パターン２０２ｂの格子２０３を通過する際に回折する。これにより、遮光パターン２０２ｂの領域では露光量が均一化され、かつ、遮光パターン２０２ｂの領域の露光量は、遮光部２０２ａまたは遮光パターン２０２ｂが形成されていない領域の露光量よりも少なくなる。

図１１には、フォトマスク２００を用いて有機平坦化膜６を露光している工程が示されており、図１２には、露光後に有機平坦化膜６を現像した工程が示されている。

図１１（ａ）に示される表示領域１０１の露光工程では、通常の遮光部２０２ａ直下の領域では有機平坦化膜６は露光されず、それ以外の領域（薄膜トランジスタ１０６のドレイン電極４２上の一部の領域、及び、共通配線１０５上の一部の領域）では有機平坦化膜６は露光される。このため、図１２（ａ）に示される表示領域１０１の現像工程では、露光された有機平坦化膜６が除去されることにより、図１２（ａ）に示されるコンタクトホール６１と、コンタクトホール１５１（図３）の一部であるコンタクトホールとが有機平坦化膜６に形成される。

一方、図１１（ｂ）に示される額縁領域１０２の露光工程では、遮光パターン２０２ｂ直下の領域であっても、それ以外の領域であっても、有機平坦化膜６が露光される。ただし、遮光パターン２０２ｂ直下の領域（外部配線１１７上方の領域）の露光量は、それ以外の領域（端子電極１０７上方の領域）の露光量よりも少なくなる。このため、図１２（ｂ）に示される額縁領域１０２の現像工程では、端子電極１０７上方の有機平坦化膜６は除去されるが、外部配線１１７上方の有機平坦化膜６は少し除去（膜減り）されて、膜厚が薄くなる。なお、以下、現像によって膜厚が薄くなった有機平坦化膜を、「有機平坦化膜６ｂ」と記す。ここでは、有機平坦化膜６ｂは、有機平坦化膜６よりも例えば０．５〜１．２μｍ程度薄くする。

ここで、フォトマスク２００の格子パターンは、１つの格子２０３のサイズと、隣接する２つの格子２０３同士の間隔との和（ピッチ）が、３μｍであり、１つの格子２０３のサイズが、露光装置の解像度以下の２μｍ以下（すなわち２μｍ以下のサイズ×２μｍ以下のサイズ）であることが好ましい。この場合には、遮光パターン２０２ｂの領域で露光量を均一化することができ、有機平坦化膜６ｂの上面を平坦化することができる。

なお、現像によって有機平坦化膜６ｂが除去される厚さは、露光時に直接照射される露光量に相当することから、露光装置の照射光及び透過率によって制御することは可能である。ただし、有機平坦化膜６として、露光に敏感に反応するアクリルを主体とした有機樹脂膜を用いる場合には、露光量が僅かであったとしても現像を行うと、外部配線１１７上方の有機平坦化膜６が除去される厚さ（膜減りされる量）は大きくなってしまう。

そこで、格子パターン内の１つの格子２０３のサイズが２μｍ（すなわち２μｍ×２μｍ）であり、格子パターン内の隣接する２つの格子２０３同士の間隔が１μｍであるフォトマスク２００を用いることが好ましい。この場合には、照射光に対する露光量の割合（透過量）は２０％程度であり、有機平坦化膜６が除去される厚さ（膜減りされる量）を適正な厚さに調節することが可能となる。実際に確かめたところ、有機平坦化膜６ｂは、有機平坦化膜６よりも０．８μｍだけ薄くなった。

以上、格子パターンを有する遮光部を有するフォトマスク２００を用いる場合について説明したが、これに限ったものではない。例えば、格子パターンを有する遮光部を有するフォトマスク２００ではなく、スリットパターンを有する遮光部を有するフォトマスクを用いてもよい。この場合には、１つのスリットのサイズと、隣接する２つのスリット同士の間隔の和（ピッチ）が、２〜３μｍ（より好ましくは２．５μｍ）であり、１つのスリットのサイズが、露光装置の解像度以下の約１μｍ以下であるフォトマスクを用いることが好ましい。

格子パターン及びスリットパターンのいずれにおいても、格子２０３またはスリットのサイズの割合が小さいと、現像時に有機平坦化膜６が除去される量は小さくなり、当該割合が大きいと除去される量は大きくなる。また、スリットパターンにおいて、ピッチが小さいと、現像時に有機平坦化膜６が除去される量は大きくなり、ピッチが大きいと除去される量は小さくなる。

図１２に示した現像工程の後、有機平坦化膜６，６ｂをエッチングマスクとして保護絶縁膜５及びゲート絶縁膜２をドライエッチングする。当該ドライエッチングによって得られる構造を、図１３に示す。

当該ドライエッチングにより、表示領域１０１においては、図１３（ａ）に示されるように、コンタクトホール６１と連通し、コンタクトホール６１と同様の形状を有するコンタクトホール５１が保護絶縁膜５に形成されるとともに、コンタクトホール１５１（図３）の一部であるコンタクトホールがゲート絶縁膜２及び保護絶縁膜５に形成される。また、額縁領域１０２においては、図１３（ｂ）に示されるように、端子電極１０７を露出する開口がゲート絶縁膜２及び保護絶縁膜５に形成される。なお、実際にドライエッチングを行ったところ、表示領域１０１の有機平坦化膜６、及び、額縁領域１０２の有機平坦化膜６ｂはいずれも、０．４μｍ程度薄くなった。

ここで、保護絶縁膜５及びゲート絶縁膜２にコンタクトホールを形成する工程として、有機平坦化膜６をエッチングマスクとして用いずに、別途のフォトリソグラフィー工程で形成したエッチングマスクを用いることも考えられる。しかし、この場合には、別途のフォトリソグラフィー工程を行う分だけ製造工程が長くなり、コストもかかる。さらに、エッチングマスクを形成する際に生じるズレを見越してコンタクトホールのサイズを大きくしなければならず、表示特性を損ねることにもなる。このため、コンタクトホールサイズの適正化、並びに、フォトリソグラフィー工程の回数及びコストの低減化の観点から、有機平坦化膜６をエッチングマスクとして用いることが好ましい。

次に、コンタクトホール６１などが形成された透明絶縁性基板１００全面上に、例えばスパッタ法を用いて第１透明導電膜を成膜する。第１透明導電膜には、例えば、ＩＺＯ及びＩＴＯなどを用いる。そして、第５のフォトリソグラフィー工程を用いたフォトレジストのパターニング、第１透明導電膜のエッチング、及び、フォトレジストの剥離を行う。これによって、表示領域１０１においては、コンタクトホール１５１を介して共通配線１０５と電気的に接続された下部電極７１が、有機平坦化膜６上に形成される。また、額縁領域１０２においては、端子電極１０７を覆う透明導電膜７２が形成される。以上に説明した工程によって得られる構造を、図１４に示す。

それから、下部電極７１などが形成された透明絶縁性基板１００全面上に、例えばプラズマＣＶＤ法を用いて、層間絶縁膜８を形成する。なお、層間絶縁膜８には、例えばＳｉＮ膜などを用いる。そして、第６のフォトリソグラフィー工程を用いたフォトレジストのパターニング、層間絶縁膜８のドライエッチング、及び、フォトレジストの剥離を行う。これによって、表示領域１０１において、コンタクトホール６１と連通するコンタクトホール８１と、コンタクトホール１５１（図３）の一部とが層間絶縁膜８に形成されるとともに、額縁領域１０２においては、層間絶縁膜８が全て除去される。以上に説明した工程によって得られる構造を、図１５に示す。

ここで、層間絶縁膜８のドライエッチングの際には、額縁領域１０２における有機平坦化膜６ｂは、保護絶縁膜５及びゲート絶縁膜２をドライエッチングのダメージから保護するマスクとして機能する。この結果、有機平坦化膜６ｂは少し除去されて、膜厚が薄くなり、図６に示した有機平坦化膜６ａとなる。なお、透明導電膜７２は、ドライエッチングのダメージから端子電極１０７を保護する。

有機平坦化膜６ａ及び透明導電膜７２が存在しない透明絶縁性基板１００表面では、ドライエッチングのダメージによって僅かながら削り取られてしまうが、液晶表示パネル１の表示性能や信頼性を損ねるだけの影響を与えることはない。ここで、ドライエッチングによって有機平坦化膜６ｂが完全に消失しないように、予め、有機平坦化膜６の膜厚を適切に設定するとともに、第４のフォトリソグラフィー工程の露光量などを適切に調整しておく。

次に、層間絶縁膜８がエッチングされた透明絶縁性基板１００全面上に、例えばスパッタ法を用いて第２透明導電膜を成膜する。第２透明導電膜には、例えば、ＩＺＯ及びＩＴＯなどを用いる。そして、第７のフォトリソグラフィー工程を用いたフォトレジストのパターニング、第２透明導電膜のエッチングを行う。エッチングした際に得られる構造を、図１６に示す。これによって、表示領域１０１においては、スリット９１ａを有し、コンタクトホール１４１を介してドレイン電極と電気的に接続された上部電極９１が、層間絶縁膜８上（下部電極７１上方）に形成される。また、額縁領域１０２においては、透明導電膜７２の上部を覆う透明導電膜９２が形成される。

その後、表示領域１０１において、上部電極９１上のフォトレジスト９５を剥離する。この剥離工程では、外部配線１１７上方の有機平坦化膜６ａが除去されない。このため、剥離工程のみ行った場合には、図６に示したように、外部配線１１７上方の有機平坦化膜６ａが残った液晶表示パネル１が完成する。ここで、フォトレジスト９５の剥離工程の前に、フォトレジスト９５の上部と、額縁領域１０２の外部配線１１７上方の有機平坦化膜６ａとをアッシングによって除去してもよい。この場合には、図７に示したように、外部配線１１７上方に有機平坦化膜がない液晶表示パネル１が完成する。このアッシングは、例えば、除去速度が３００ｎｍ／ｍｉｎ程度以上であることが好ましい。なお、アッシングを行うタイミングは上述に限ったものではなく、第２透明導電膜を成膜する前に、有機平坦化膜６ａを除去するアッシングを行ってもよい。

以上のような本実施の形態１に係る液晶表示パネル１によれば、額縁領域１０２の外部配線１１７上方には、有機平坦化膜が形成されていない、または、表示領域１０１の有機平坦化膜６よりも膜厚が薄い有機平坦化膜６ａが形成されている。したがって、端子電極１０７を含む積層構造の高さと、外部配線１１７を含む積層構造の高さとの差（高低差）を小さくすることができる。よって、ＡＣＦなどを間に挟んだ端子電極１０７と外部素子との圧着が、有機平坦化膜６によって邪魔されずに済むことから、端子電極１０７と外部素子との間の導通を確実に行うことができる。この結果、接触不良を抑制することができ、歩留まり及び信頼性を高めることができる。また、保護絶縁膜５等のエッチング（図１３）、及び、層間絶縁膜８のエッチング（図１５）において、有機平坦化膜６ｂによって保護絶縁膜５を保護することができる。したがって、保護絶縁膜５への損傷を抑制することができることから、保護絶縁膜５による外部配線１１７の保護を維持することができ、その結果として、外部配線１１７の損傷及び腐食を抑制することができる。

＜実施の形態２＞
実施の形態１で説明したように、有機平坦化膜６の現像工程（図１２）と、保護絶縁膜５等のドライエッチング工程（図１３）とを行うと、外部配線１１７上方の有機平坦化膜６，６ｂが薄くなる。しかしながら、製造バラツキによって、当該有機平坦化膜６，６ｂが除去されすぎることがあり、保護絶縁膜５等のドライエッチング工程（図１３）の際に、外部配線１１７上の保護絶縁膜５の一部または全部が露出することがある。

このような場合において層間絶縁膜８を形成する工程（図１４から図１５）では、保護絶縁膜５表面には損傷が生じていたり、有機平坦化膜６ｂの残渣物が付着していたりするため、保護絶縁膜５と層間絶縁膜８との密着性が低下する。この結果、層間絶縁膜８が保護絶縁膜５表面から浮いたり剥がれたりすることがある。

そこで、本発明の実施の形態２では、下部電極７１などが形成された透明絶縁性基板１００全面上に層間絶縁膜８を形成した後、額縁領域１０２において、外部配線１１７、ゲート絶縁膜２、保護絶縁膜５及び有機平坦化膜６ｂを含む積層構造１２１を覆うように層間絶縁膜８をパターニングする。なお、ここでは、第４のフォトリソグラフィー工程において、外部配線１１７上方の有機平坦化膜６が１μｍ程度除去されたものとする。

図１７は、本実施の形態２に係る端子構成を示す断面図である。本実施の形態２では、保護絶縁膜５を十分に温存させるとともに、外部配線１１７、ゲート絶縁膜２、保護絶縁膜５及び有機平坦化膜６ｂを含む積層構造１２１を覆う層間絶縁膜８が形成されている。これにより、層間絶縁膜８が保護絶縁膜５から剥がれるのを抑制することができる。また、層間絶縁膜８が外部配線１１７を保護することから、外部配線１１７の損傷及び腐食をより抑制することができる。

なお、図１７に示す積層構造１２１には、有機平坦化膜６ｂが含まれていたが、保護絶縁膜５等のドライエッチング工程（図１３）にて、有機平坦化膜６ｂがすでに除去された場合には、積層構造１２１には、有機平坦化膜６ｂが含まれないことになる。

＜実施の形態１及び実施の形態２の変形例＞
実装端子領域に限らず、液晶表示パネル１の額縁領域１０２、さらに液晶表示パネル１を個々に分割する前の透明絶縁性基板１００上において、有機平坦化膜６を薄くしたい領域または除去したい領域に、本発明を適用することが可能である。また、上述した薄膜トランジスタ１０６には、アモルファスシリコン半導体、多結晶シリコン半導体で用いられる一般的な構造及び製造方法を適用することが可能である。換言すれば、薄膜トランジスタ１０６がいかなるものであっても、薄膜トランジスタ１０６上方に有機平坦化膜６を形成する形態であれば、本発明を適用することができる。

なお、以上では、本発明に係る表示パネルを用いた液晶表示パネルを例にして説明した。しかし、これに限ったものではなく、例えば、本発明に係る表示パネルは、平坦化膜を備える有機ＥＬ（electroluminescence）パネルに用いられてもよい。

なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略したりすることが可能である。

１ 液晶表示パネル、２ ゲート絶縁膜、５ 保護絶縁膜、６，６ａ，６ｂ 有機平坦化膜、７１ 下部電極、８ 層間絶縁膜、９１ 上部電極、１００ 透明絶縁性基板、１０１ 表示領域、１０２ 額縁領域、１０３ 信号線、１０４ 走査線、１０６ 薄膜トランジスタ、１０７ 端子電極、１１７ 外部配線、１４１ コンタクトホール、２００ フォトマスク、２０２ｂ 遮光パターン、２０３ 格子。

Claims (8)

1. 表示領域と、前記表示領域を囲む額縁領域とが規定された絶縁基板と、
   前記表示領域の前記絶縁基板上に形成された薄膜トランジスタと、
   前記額縁領域の前記絶縁基板上に形成された端子電極と、
   前記薄膜トランジスタと前記端子電極とを接続する、前記絶縁基板上に形成された配線と、
   前記端子電極上に開口を有し、前記配線を覆う絶縁膜と、
   前記薄膜トランジスタ上に形成され、平坦化された上面を有する平坦化膜と
   を備え、
   前記額縁領域の前記配線上方には、前記平坦化膜が形成されていない、または、前記表示領域の前記平坦化膜よりも膜厚が薄い平坦化膜が形成されている、表示パネル。
2. 請求項１に記載の表示パネルであって、
   前記額縁領域において、前記配線及び前記絶縁膜を含む積層構造を覆う層間絶縁膜
   をさらに備える、表示パネル。
3. 請求項１または請求項２に記載の表示パネルであって、
   前記平坦化膜は、有機樹脂膜またはＳＯＧ（Spin On Glass）膜である、表示パネル。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の表示パネルが用いられた液晶表示パネルであって、
   前記表示領域の前記平坦化膜上方に形成された液晶層と、
   前記表示領域の前記平坦化膜と前記液晶層との間に形成され、前記液晶層にフリンジ電界を印加可能な画素電極及び対向電極と
   を備える、液晶表示パネル。
5. （ａ）表示領域と、前記表示領域を囲む額縁領域とが規定された絶縁基板のうち前記表示領域の前記絶縁基板上に薄膜トランジスタを形成し、前記額縁領域の前記絶縁基板上に端子電極を形成し、前記薄膜トランジスタと前記端子電極とを接続する配線を前記絶縁基板上に形成し、前記端子電極及び前記配線を覆う絶縁膜を形成する工程と、
   （ｂ）前記工程（ａ）の後、平坦化された上面を有する平坦化膜を、前記絶縁基板の全面上に形成する工程と、
   （ｃ）前記表示領域において、前記薄膜トランジスタ上の前記平坦化膜にコンタクトホールを形成するとともに、前記額縁領域において、前記端子電極上方の前記平坦化膜を除去し、かつ、前記配線上方の前記平坦化膜の膜厚を前記表示領域の前記平坦化膜よりも薄くする工程と、
   （ｄ）前記工程（ｃ）の後に、前記絶縁膜をエッチングすることによって、前記端子電極上に開口を形成する工程と
   を備える、表示パネルの製造方法。
6. 請求項５に記載の表示パネルの製造方法であって、
   前記工程（ｃ）は、
   格子パターンが設けられた遮光部を有するフォトマスクを用いてフォトリソグラフィー工程を行うことによって、前記額縁領域の前記配線上方の前記平坦化膜の膜厚を、前記表示領域の前記平坦化膜よりも薄くする工程を含み、
   前記格子パターン内の１つの格子のサイズと、前記格子パターン内の隣接する格子同士の間隔との和が３μｍである、表示パネルの製造方法。
7. 請求項５または請求項６に記載の表示パネルの製造方法であって、
   前記工程（ｄ）にて、前記平坦化膜をエッチングマスクとして前記絶縁膜をエッチングする、表示パネルの製造方法。
8. 請求項５乃至請求項７のいずれかに記載の表示パネルの製造方法であって、
   （ｅ）前記工程（ｄ）の後に、前記額縁領域の前記配線上方の前記平坦化膜をアッシングによって除去する工程
   をさらに備える、表示パネルの製造方法。

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