JP2019102526A - 表示装置、および表示装置の作製方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】配線構造を有する表示装置とその作製方法を提供する。【解決手段】作製方法は、基板上にトランジスタを形成すること、トランジスタ上に第1の絶縁膜を形成すること、第1の絶縁膜上に表示素子を形成すること、表示素子上に、第2の絶縁膜、第4の絶縁膜、および第2の絶縁膜と第4の絶縁膜に挟まれる樹脂膜と第3の絶縁膜を有するパッシベーション膜を形成すること、第1の絶縁膜の上面と第3の絶縁膜の上面を露出させ、かつ、第2の絶縁膜の側面と底面がなす第1の二面角と第4の絶縁膜の側面と底面がなす第2の二面角が実質的に同一になるよう、異方性エッチングを行うこと、第1の二面角と第2の二面角が減少し、かつ、第2の二面角が第1の二面角よりも大きくなるよう、等方性エッチングを行うこと、ならびにタッチセンサをパッシベーション膜上に形成することを含む。【選択図】図8
Description
本発明の実施形態の一つは、例えばタッチセンサに接続可能な配線構造とその形成方法、および、この配線構造を有する表示装置とその作製方法に関する。
ユーザが表示装置に対して情報を入力するためのインターフェースとして、タッチセンサが知られている。タッチセンサを表示装置の画面と重なるように設置することで、画面上に表示される入力ボタンやアイコンなどをユーザが操作することができ、表示装置へ容易に情報を入力することができる。
最も広く用いられているタッチセンサとして、投影型静電容量方式のタッチセンサが知られている。このタイプのタッチセンサでは、互いに交差する複数の送信電極(Tx)と受信電極(Rx)によって容量が形成され、人の指などがタッチセンサに触れる(以下、この動作をタッチと記す)ことで生じる容量の変化を読み取ることでタッチ位置が判断される。送信電極と受信電極には引回し配線が接続され、引回し配線を介してタッチセンサ用の信号が入出力される。引回し配線は、タッチセンサから表示装置が設けられる基板の端部に延伸し、基板の端部に設けられる端子に接続される。例えば特許文献1には、引回し配線と端子との接続のための構造が開示されている。
本発明は、タッチセンサに接続される配線と端子間を電気的に接続するための配線構造、およびその形成方法を提供すること課題の一つとする。あるいは、この配線構造を有する表示装置とその作製方法を提供することを課題の一つとする。
本発明の実施形態の一つは、表示装置の作製方法である。この作製方法は、基板上にトランジスタを形成すること、トランジスタ上に第1の絶縁膜を形成すること、第1の絶縁膜上に、第1の絶縁膜を介してトランジスタと電気的に接続される表示素子を形成すること、表示素子上に、第2の絶縁膜、第2の絶縁膜上の第4の絶縁膜、および第2の絶縁膜と第4の絶縁膜に挟まれる樹脂膜と第3の絶縁膜を有するパッシベーション膜を形成すること、第1の絶縁膜の上面と第3の絶縁膜の上面を露出させ、かつ、第2の絶縁膜の側面と底面がなす第1の二面角と第4の絶縁膜の側面と底面がなす第2の二面角が実質的に同一になるよう、第2の絶縁膜、第3の絶縁膜、および第4の絶縁膜に対して異方性エッチングを行うこと、第1の二面角と第2の二面角が減少し、かつ、第2の二面角が第1の二面角よりも大きくなるよう、第2の絶縁膜、第3の絶縁膜、および第4の絶縁膜に対して等方性エッチングを行うこと、ならびに第1のタッチ電極、第1のタッチ電極上の第5の絶縁膜、および第5の絶縁膜上に位置し、第1のタッチ電極と電気的に接続される配線を有するタッチセンサをパッシベーション膜上に形成することを含む。
本発明の実施形態の一つは、配線構造の形成方法である。この形成方法は、基板上に樹脂を含む第1の絶縁膜、窒化ケイ素を含む第2の絶縁膜、酸化ケイ素を含む第3の絶縁膜、窒化ケイ素を含む第4の絶縁膜をこの順で形成すること、第1の絶縁膜の上面と第3の絶縁膜の上面を露出させ、かつ、第2の絶縁膜の側面と底面がなす第1の二面角と第4の絶縁膜の側面と底面がなす第2の二面角が実質的に同一になるよう、第2の絶縁膜、第3の絶縁膜、および第4の絶縁膜に対して異方性エッチングを行うこと、第1の二面角と第2の二面角が減少し、かつ、第2の二面角が第1の二面角よりも大きくなるよう、第2の絶縁膜、第3の絶縁膜、および第4の絶縁膜に対して等方性エッチングを行うこと、第4の絶縁膜の上面と側面、第3の絶縁膜の上面、第2の絶縁膜の側面、および第1の絶縁膜の上面と接する第5の絶縁膜を第4の絶縁膜上に形成すること、ならびに第5の絶縁膜上に配線を形成することを含む。
本発明の実施形態の一つは、表示装置である。この表示装置は、基板上の表示ユニット、および表示ユニット上のタッチセンサユニットを有する。表示ユニットは、トランジスタ、トランジスタ上に位置し、樹脂を含む第1の絶縁膜、第1の絶縁膜上に位置し、トランジスタと電気的に接続される表示素子、および表示素子上に位置し、第2の絶縁膜、第2の絶縁膜上の第4の絶縁膜、および第2の絶縁膜と第4の絶縁膜に挟まれる樹脂膜と第3の絶縁膜を有するパッシベーション膜を有する。タッチセンサユニットは、表示素子と重なり、かつ、第1のタッチ電極、第1のタッチ電極上の第5の絶縁膜、および第5の絶縁膜上に位置し、第1のタッチ電極と電気的に接続される配線を有する。第5の絶縁膜は、第4の絶縁膜の上面と側面、第3の絶縁膜の上面、第2の絶縁膜の側面、および第1の絶縁膜の上面と接する。第2の絶縁膜の側面と底面がなす第1の二面角は、第4の絶縁膜の側面と底面がなす第2の二面角よりも小さい。
本発明の実施形態の一つは、配線構造である。この配線楮は、樹脂を含む第1の絶縁膜、第1の絶縁膜上に位置し、窒化ケイ素を含む第2の絶縁膜、第2の絶縁膜上に位置し、第2の絶縁膜と接し、酸化ケイ素を含む第3の絶縁膜、第3の絶縁膜上に位置し、第3の絶縁膜と接し、窒化ケイ素を含む第4の絶縁膜、第4の絶縁膜上に位置し、第4の絶縁膜と接する第5の絶縁膜、および第5の絶縁膜上の配線を有する。第5の絶縁膜は、第4の絶縁膜の上面と側面、第3の絶縁膜の上面、第2の絶縁膜の側面、および第1の絶縁膜の上面と接する。第2の絶縁膜の側面と底面がなす第1の二面角は、第4の絶縁膜の側面と底面がなす第2の二面角よりも小さい。
以下、本発明の各実施形態について、図面等を参照しつつ説明する。但し、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲において様々な態様で実施することができ、以下に例示する実施形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
図面は、説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。本明細書と各図において、既出の図に関して説明したものと同様の機能を備えた要素には、同一の符号を付して、重複する説明を省略することがある。
本発明において、ある一つの膜を加工して複数の膜を形成した場合、これら複数の膜は異なる機能、役割を有することがある。しかしながら、これら複数の膜は同一の工程で同一層として形成された膜に由来し、同一の層構造、同一の材料を有する。したがって、これら複数の膜は同一層に存在しているものと定義する。
本明細書および特許請求の範囲において、ある構造体の上に他の構造体を配置する態様を表現するにあたり、単に「上に」と表記する場合、特に断りの無い限りは、ある構造体に接するように、直上に他の構造体を配置する場合と、ある構造体の上方に、さらに別の構造体を介して他の構造体を配置する場合との両方を含むものとする。
本明細書および請求項において、「ある構造体が他の構造体から露出するという」という表現は、ある構造体の一部が他の構造体によって覆われていない態様を意味し、この他の構造体によって覆われていない部分は、さらに別の構造体によって覆われる態様も含む。
(第1実施形態)
本実施形態では、本発明の実施形態の一つである配線構造、およびこの配線構造を有する表示装置100の構造を説明する。
本実施形態では、本発明の実施形態の一つである配線構造、およびこの配線構造を有する表示装置100の構造を説明する。
[1.表示装置の全体構成]
図1と図2に表示装置100の模式的な斜視図と上面図をそれぞれ示す。表示装置100はタッチセンサが搭載された表示装置であり、図1に示すように、基板102、基板102上の表示ユニット110、および表示ユニット110上のタッチセンサユニット200を基本的な構成として有する。図1では理解の促進ため、基板102、表示ユニット110、タッチセンサユニット200が互いに分離して示されているが、表示ユニット110は基板102に接するように設けられ、タッチセンサユニット200は表示ユニット110上に固定される。
図1と図2に表示装置100の模式的な斜視図と上面図をそれぞれ示す。表示装置100はタッチセンサが搭載された表示装置であり、図1に示すように、基板102、基板102上の表示ユニット110、および表示ユニット110上のタッチセンサユニット200を基本的な構成として有する。図1では理解の促進ため、基板102、表示ユニット110、タッチセンサユニット200が互いに分離して示されているが、表示ユニット110は基板102に接するように設けられ、タッチセンサユニット200は表示ユニット110上に固定される。
表示ユニット110は、パターニングされた種々の絶縁膜、半導体膜、導電膜によって構成され、これらの絶縁膜、半導体膜、導電膜によって複数の画素114や画素114を駆動するための駆動回路(走査線側駆動回路116、信号線側駆動回路118)が形成される。複数の画素114によって表示領域112が定義される。後述するように、各画素114に表示素子156が配置される。
走査線側駆動回路116や信号線側駆動回路118は、表示領域112を取り囲む領域(周辺領域、あるいは額縁領域)に配置される。表示領域112や走査線側駆動回路116、信号線側駆動回路118からはパターニングされた導電膜で形成される種々の配線(図1では示さず)が基板102の一辺へ延び、配線は基板102の端部付近で露出されて表示用端子(以下、単に端子と記す)122を形成する。これらの端子122はフレキシブル印刷回路基板(FPC)214(図2参照)と電気的に接続される。図2に示した例では、半導体基板上に形成された集積回路を有する表示用駆動IC216がFPC214上にさらに搭載される。表示用駆動IC216、FPC214を介して外部回路(図示しない)から映像信号や電源が供給され、映像信号や電源は配線を通して表示領域112、走査線側駆動回路116、信号線側駆動回路118へ与えられる。駆動回路や表示用駆動IC216の態様については図1に示したそれに限られず、例えば表示用駆動IC216は基板102上に実装されても良いし、信号線側駆動回路118の機能が表示用駆動IC216に統合されていても良い。
図1に示すように、タッチセンサユニット200は表示領域112に重なるように設けられる。タッチセンサユニット200には、行方向(図1、図2では、基板102の短辺に平行な方向)にストライプ状に配列される複数の第1のタッチ電極202と、列方向にストライプ状に配列され、第1のタッチ電極202と交差する複数の第2のタッチ電極204が設けられる。第1のタッチ電極202と第2のタッチ電極204の一方は送信電極(Tx)、他方は受信電極(Rx)とも呼ばれる。各第1のタッチ電極202と各第2のタッチ電極204は互いに離間しており、第1のタッチ電極202と第2のタッチ電極204の間で容量が形成される。第1のタッチ電極202と第2のタッチ電極204を介して表示領域112に対してタッチが行われるとこの容量が変化し、この変化を読み取ることでタッチの位置が決定される。このように、第1のタッチ電極202と第2のタッチ電極204により、いわゆる投影型静電容量方式のタッチセンサユニット200が形成される。
図2に示すように、第1のタッチ電極202は、額縁領域から延びる引回し配線(以下、第1の配線206)と電気的に接続される。第1の配線206は額縁領域を延伸し、開口208において第1の接続配線207と電気的に接続される。第1の接続配線207は基板102の端部付近で露出されてタッチセンサ用端子(以下、単に端子120と記す)を形成する。同様に、第2のタッチ電極204は、額縁領域から延びる第2の配線210と電気的に接続される。第2の配線210は額縁領域を延伸し、開口212において第2の端子配線211と電気的に接続される。第1の接続配線207と同様、第2の端子配線211は基板102の端部付近で露出されて端子120を形成する。端子120はFPC214と接続され、外部回路(図示せず)からタッチセンサ用信号が端子120を経由して第1のタッチ電極202と第2のタッチ電極204に与えられる。
図2に示した例では、タッチセンサ用信号を制御するためのタッチセンサ用駆動IC218がFPC214上に設けられる。上述した構造により、端子120、122は、表示装置100の一つの辺に並ぶように形成することができ、このため、単一のFPC214を用いて表示領域112とタッチセンサユニット200へ各種信号を供給することができる。
図2の拡大図に示すように、第1のタッチ電極202、第2のタッチ電極204はそれぞれ、ほぼ四角形の形状を有する複数の四角形領域(ダイヤモンド電極)220と、複数の接続領域222を有しており、これらは互いに交互する。第1のタッチ電極202、第2のタッチ電極204は互いに離間し、電気的に独立している。第1のタッチ電極202、第2のタッチ電極204はそれぞれ、インジウム−亜鉛混合酸化物(IZO)やインジウム−スズ混合酸化物(ITO)などの可視光を透過可能な導電性酸化物を含むことができる。この場合、各ダイヤモンド電極220は開口を持たない一枚の導電膜として形成することができる。あるいは図3に示すように、第1のタッチ電極202、第2のタッチ電極204は銅やアルミニウム、モリブデン、タングステン、タンタルなどの0価の金属を含み、かつメッシュ状の形状を有するように構成されてもよい。この場合、各ダイヤモンド電極220は複数の開口226を有し、これらの開口226がマトリクス状に配列する。ダイヤモンド電極220を構成する金属配線の幅は、1μmから10μmあるいは2μmから8μm、典型的には5μmとすることができる。
図4(A)、(B)に、図3の鎖線A−A´、B−B´に沿った断面をそれぞれ示す。図4(A)、図4(B)に示す例では、第1のタッチ電極202と第2のタッチ電極204は同一の層内に存在し、これらの上に後述する層間絶縁膜224が設けられる。ブリッジ配線223が層間絶縁膜224上に形成され、層間絶縁膜224内に設けられる開口において第2のタッチ電極204の隣接する二つのダイヤモンド電極220と電気的に接続される。したがって、ブリッジ配線223は第2のタッチ電極204の接続領域222と認識することも可能である。層間絶縁膜224は第1のタッチ電極202と第2のタッチ電極204を電気的に絶縁し、かつ、第1のタッチ電極202と第2のタッチ電極204との間で容量を形成するための誘電体として機能する。
なお、図示しないが、第1のタッチ電極202と第2のタッチ電極204は層間絶縁膜224を介して異なる層に存在するよう、タッチセンサユニット200を構成してもよい。この場合、ブリッジ配線223の形成は不要となる。
0価の金属を主成分として含むように第1のタッチ電極202と第2のタッチ電極204を形成することにより、これらの電気抵抗を大幅に低減することができ、応答の時定数を小さくすることができる。その結果、センサーとしての応答速度を向上させることができる。
[2.表示ユニット]
以下の説明では、表示装置100が表示素子156として有機電界発光素子を有する例を用いて説明を行う。
以下の説明では、表示装置100が表示素子156として有機電界発光素子を有する例を用いて説明を行う。
2−1.画素
図5に、表示領域112の断面模式図を示す。図5には、隣接する三つの画素114が示されており、各画素が含む種々の素子のうち、駆動トランジスタ150、保持容量152、付加容量158、表示素子156が図示されている。
図5に、表示領域112の断面模式図を示す。図5には、隣接する三つの画素114が示されており、各画素が含む種々の素子のうち、駆動トランジスタ150、保持容量152、付加容量158、表示素子156が図示されている。
各画素114に設けられる素子は、アンダーコート130を介し、基板102上に設けられる。駆動トランジスタ150は、半導体膜132、ゲート絶縁膜134、ゲート電極136、ソース/ドレイン電極142、144を含む。ゲート絶縁膜134はゲート電極136と半導体膜132によって挟まれる。ゲート電極136は、ゲート絶縁膜134を介して半導体膜132の少なくとも一部と交差するように配置され、半導体膜132のゲート電極136が重なる領域にチャネル領域132aが形成される。半導体膜132はさらに、チャネル領域132aを挟持し、不純物がドープされた低濃度不純物領域132c、およびこれらを挟持し、不純物がドープされたソース/ドレイン領域132bを有する。低濃度不純物領域132cの不純物の濃度は、ソース/ドレイン領域132bのそれよりも低い。図5に示した例では駆動トランジスタ150はトップゲート型のトランジスタであるが、各画素114に含まれるトランジスタの構造に制約は無く、ボトムゲート型トランジスタでも良い。また、ソース/ドレイン電極142、144と半導体膜132との上下関係にも制約は無い。
ゲート絶縁膜134を介し、ゲート電極136と同一の層に存在する容量電極138が一方のソース/ドレイン領域132bと重なるように設けられる。ゲート電極136、容量電極138の上には層間絶縁膜140が設けられる。層間絶縁膜140とゲート絶縁膜134には、半導体膜132に達する開口が形成され、この開口を覆うようにソース/ドレイン電極142、144が配置される。ソース/ドレイン電極144の一部は、層間絶縁膜140を介してソース/ドレイン領域132bの一部と容量電極138と重なり、ソース/ドレイン領域132bの一部、ゲート絶縁膜134の一部、容量電極138、層間絶縁膜140、およびソース/ドレイン電極144の一部によって保持容量152が形成される。
駆動トランジスタ150や保持容量152の上にはさらに平坦化膜146が設けられる。平坦化膜146は、ソース/ドレイン電極144に達する開口を有し、この開口と平坦化膜146の上面の一部を覆う接続電極160がソース/ドレイン電極144と接するように設けられる。平坦化膜146上にはさらに付加容量電極162が設けられる。
接続電極160と付加容量電極162を覆うように付加容量絶縁膜164が形成される。付加容量絶縁膜164は、平坦化膜146の開口では接続電極160の一部を覆わず、接続電極160の上面を露出する。これにより、接続電極160を介し、その上に設けられる画素電極170とソース/ドレイン電極144間の電気的接続が可能となる。付加容量絶縁膜164には、その上に設けられる隔壁168と平坦化膜146の接触を許容するための開口166を設けてもよい。接続電極160や開口166の形成は任意である。接続電極160を設けることにより、その後のプロセスにおいてソース/ドレイン電極144の表面の腐食を防止することができ、ソース/ドレイン電極144のコンタクト抵抗の増大を防止することができる。開口166を通して平坦化膜146中の不純物を除去することができ、これによって駆動トランジスタ150などの各種素子の信頼性を向上させることができる。
付加容量絶縁膜164上には、接続電極160と付加容量電極162を覆うように、画素電極170が設けられる。付加容量絶縁膜164は付加容量電極162と画素電極170によって挟持され、この構造によって付加容量158が形成される。画素電極170は、付加容量158と表示素子156によって共有される。
画素電極170の上には、画素電極170の端部を覆う隔壁168が設けられる。隔壁168により、画素電極170に起因する凹凸が緩和され、この上に設けられる電界発光層(以下、EL層)172や対向電極174の切断を防止することができる。隔壁168と画素電極170を覆うようにEL層172、およびEL層172を覆う対向電極174が設けられる。
EL層172の構造は任意であり、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層、電子ブロッキング層、正孔ブロッキング層、励起子ブロッキング層などの機能層を適宜組み合わせて形成することができる。EL層172の構造はすべての画素114間で同一でもよく、隣接する画素114間で一部の構造が異なってもよい。例えば隣接する画素114間で発光層の構造、あるいは材料が異なり、他の層は同一の構造を有するよう、画素114を構成してもよい。図5では、見やすさを考慮し、代表的な機能層としてホール輸送層172a、発光層172b、電子輸送層172cが示されている。
対向電極174上にはパッシベーション膜180が配置される。パッシベーション膜180の詳細な構造を図6(A)、図6(B)に示す。図6(A)に示すように、パッシベーション膜180は積層構造を有し、第1の層182、第1の層182上の第2の層184、第2の層184上の第3の層186、および第3の層186上の第4の層188を備える。これらの層はいずれも絶縁膜であり、第1の層182と第4の層は窒化ケイ素を含み、第2の層184は酸化ケイ素を含み、第3の層186はエポキシ樹脂やアクリル樹脂などの樹脂を含む。図6(A)や図5に示すように、第2の層184は隔壁168に起因する凹凸を吸収し、平坦な上面を与えるような厚さで設けられる。第2の層184の厚さを大きくすることで、第1のタッチ電極202と第2のタッチ電極204と、画素電極170との間の距離を大きくすることができる。その結果、タッチセンサユニット200と画素電極170間で生じる寄生容量を大幅に小さくすることができ、より正確にタッチ位置の判断が可能となる。第2の層184の厚さは、第1の層182や第4の層188の厚さよりも小さくてもよい。
パッシベーション膜180の構造はこれに限られず、例えば図6(B)に示すように、第2の層184が第3の層186と第4の層188の間に位置するよう、パッシベーション膜180を構成してもよい。なお、図5では見やすさを考慮し、第2の層184は図示されていない。本明細書や請求項では、アンダーコート130とパッシベーション膜180、およびこれらに挟持された構造が表示ユニット110に相当する。
2−2.配線構造
図7に、図2の鎖線C−C´に沿った断面模式図を示す。ここでは、表示領域112から第1の配線206、第1の接続配線207、端子120に至る断面が模式的に示されている。
図7に、図2の鎖線C−C´に沿った断面模式図を示す。ここでは、表示領域112から第1の配線206、第1の接続配線207、端子120に至る断面が模式的に示されている。
図7に示すように、表示装置100は、表示領域112を取り囲む額縁領域に第1の接続配線207を有する。第1の接続配線207は層間絶縁膜140と平坦化膜146の間に配置される。額縁領域では、第1の接続配線207に達する二つの開口208、240が設けられる。開口208において第1の配線206が第1の接続配線207と電気的に接続される。他方の開口240は開口208に対して基板102の端部側(すなわち、表示領域112に対して反対側)に位置し、この開口240において第1の接続配線207が露出する部分が端子120に相当する。端子120は異方性導電膜194を介してFPC214と接続される。
表示装置100はさらに、開口208と表示領域112の間に複数の開口242、246を有してもよい。これらの開口242、246により、表示領域112と基板102の端部の間で平坦化膜146が分断される。後述するように、平坦化膜146は有機化合物である樹脂を含むため、比較的親水性が高い。このため表示装置100の側面で露出する平坦化膜146に水などの不純物が侵入した場合、不純物は平坦化膜146内を拡散する。すなわち、平坦化膜146は不純物の拡散経路として働く。しかしながら、開口242、246を形成して平坦化膜146を分断することにより、不純物が平坦化膜146を経由して表示領域112へ侵入することを防ぐことができ、その結果、表示領域112内の表示素子156の信頼性を向上させることができる。また、パッシベーション膜180の第3の層186を形成する際、開口242と246の間に位置する平坦化膜146はストッパーとして機能し、第3の層186をストッパー内に留めることが可能となる。
パッシベーション膜180の第1の層182と第4の層188は、これらの端部が第3の層186の端部よりも基板102の端部に近くなるよう配置される。このため、額縁領域において第1の層182と第4の層188は互いに接する。この構造により、樹脂を含む第3の層186を第1の層182と第4の層188によって封止することができる。また、付加容量絶縁膜164も基板102の端部から離間し、その側面は、第1の層182の側面と同一平面、あるいは実質的に同一平面上に存在することができる。第1の層182、第4の層188、付加容量絶縁膜164などの絶縁膜の端部の構造を、領域196の拡大図(図8(A))を用いて説明する。
図8(A)に示すように、額縁領域においては、平坦化膜146は付加容量絶縁膜164から露出する。付加容量絶縁膜164と第1の層182は額縁領域において接し、これらの側面は、同一、あるいは実質的に同一の平面上に位置することができる。第2の層184も額縁領域において第1の層182の上面と第4の層188の底面と接し、その上面は第4の層188から露出する。第1の層182の側面と底面がなす二面角θ1は、第4の層188の側面と底面がなす二面角θ2と比較して小さい。二面角θ1は、例えば45°以上80°以下、あるいは60°以上70°以下であり、二面角θ2は、例えば60°以上90°未満、あるいは65°以上90°以下とすることができる。
平坦化膜146、付加容量絶縁膜164、第1の層182、第2の層184、および第4の層188の上には、タッチセンサユニット200の層間絶縁膜224を介して第1の配線206が設けられ、これによって本実施形態の一つに係る配線構造が形成される。この配線構造では、第1の配線206の下には、付加容量絶縁膜164、第1の層182、第2の層184、および第4の層188によって二つのテーパー形状が形成される。このように二つのテーパー形状を形成することで、付加容量絶縁膜164、第1の層182、第2の層184、および第4の層188によって形成される大きな段差を緩和することができ。このため、第1の配線206の断線を防止してタッチセンサユニット200に対して高い信頼性を付与することができる。換言すると、このような配線構造を構築することで、高い信頼性を有するタッチセンサ搭載表示装置を提供することが可能となる。
図9に示すように、表示装置100は、任意の構成として、第1の接続配線207を保護する保護導電膜190、192を有してもよい。この場合、保護導電膜190は開口208と平坦化膜146の上面の一部を覆うように設けられ、第1の配線206は保護導電膜190を介して第1の接続配線207と電気的に接続される。保護導電膜192は開口240と平坦化膜146の上面の一部を覆うように設けられ、FPC214は保護導電膜192を介して端子120と電気的に接続される。保護導電膜190、192を形成することによって、第1の接続配線207の表面が酸化されることを防ぐことができ、第1の配線206と第1の接続配線207との間、あるいは第1の接続配線207と異方性導電膜194との間のコンタクト抵抗の増大を抑制することができる。保護導電膜190、192は、画素114内の接続電極160、あるいは付加容量電極162と同一の層内に存在することができる。
表示装置100は、必ずしも付加容量158を有する必要は無い。付加容量158を設けない場合、図10に示すように、画素電極170は平坦化膜146と接し、同様に、第1の層182も平坦化膜146や層間絶縁膜140と接する。この場合の配線構造を領域198の断面模式図(図8(B))を用いて説明する
図8(B)に示すように、額縁領域においては、平坦化膜146は第1の層182と接し、かつ、第1の層182から露出する。第2の層184も額縁領域において第1の層182の上面と第4の層188の底面に接し、その上面は第4の層188から露出する。第1の層182の側面と底面がなす二面角θ1は、第4の層188の側面と底面がなす二面角θ2と比較して小さく、それぞれ上述した範囲内に設定することができる。このような配線構造では、第1の層182、第2の層184、および第4の層188によって二つのテーパー形状が与えられる。二つのテーパー形状を形成することで、第1の層182、第2の層184、および第4の層188によって形成される大きな段差を緩和することができ、これらの上に層間絶縁膜224を介して形成される第1の配線206の断線を防止し、タッチセンサユニット200に対して高い信頼性を付与することができる。
[3.タッチセンサユニット]
図5に示すように、タッチセンサユニット200は、パッシベーション膜180に上に設けられる。上述したように、タッチセンサユニット200は、第1のタッチ電極202、第2のタッチ電極204、層間絶縁膜224、ブリッジ配線223、第1の配線206、第2の配線210などを含む。図5では、これらの構成のうち第1のタッチ電極202と層間絶縁膜224が図示されている。任意の構成として、タッチセンサユニットは、保護膜として機能するオーバーコート228を有してもよい。図示しないが、オーバーコート228は第1のタッチ電極202、第2のタッチ電極204、層間絶縁膜224、ブリッジ配線223などを覆うように設けられる。
図5に示すように、タッチセンサユニット200は、パッシベーション膜180に上に設けられる。上述したように、タッチセンサユニット200は、第1のタッチ電極202、第2のタッチ電極204、層間絶縁膜224、ブリッジ配線223、第1の配線206、第2の配線210などを含む。図5では、これらの構成のうち第1のタッチ電極202と層間絶縁膜224が図示されている。任意の構成として、タッチセンサユニットは、保護膜として機能するオーバーコート228を有してもよい。図示しないが、オーバーコート228は第1のタッチ電極202、第2のタッチ電極204、層間絶縁膜224、ブリッジ配線223などを覆うように設けられる。
図7に示すように、第1の配線206は、層間絶縁膜224を介して第1のタッチ電極202と電気的に接続される。第1の配線206は、額縁領域において層間絶縁膜224上を延伸し、付加容量絶縁膜164、第1の層182、第2の層184、および第4の層188によって形成される二つのテーパー形状(図8(A)、図8(B)参照)と重なり、開口208において第1の接続配線207と電気的に接続される。本明細書と請求項では、パッシベーション膜180よりも上に形成される膜(第1のタッチ電極202、あるいは第2のタッチ電極204)と第1の接続配線207、およびこれらの間に設けられる構造がタッチセンサユニット200に相当する。
図示していないが、タッチセンサユニット200と表示ユニット110の間にさらに一つ、あるいは複数の絶縁膜を設けてもよい。タッチセンサユニット200の上に円偏光板などの偏光板やそれを保護するための保護膜をさらに配置してもよい。
上述したように、額縁領域においては、付加容量絶縁膜164、第1の層182、第2の層184、および第4の層188によって大きな段差が形成される。しかしながら、上述した配線構造を適用することにより、これらの膜によって二つのテーパー形状が形成されるため、これらの膜上に形成される第1の配線206の断線を効果的に防止することができる。説明な説明は割愛するが、この配線構造は第2の配線210に対しても適用することができる。したがって、本実施形態を適用することにより、信頼性の高いタッチセンサ搭載表示装置を提供することが可能となる。
(第2実施形態)
本実施形態では、図5、図9に示した構造を有する表示装置100の作製方法について、図5、図9、および図11から図20を用いて説明する。図11から図20では、上側の図は図9の断面に対応し、表示領域112を示す。一方、下側の図は図5の断面図に対応し、表示領域112の一部と額縁領域を示す。第1実施形態と同様、あるいは類似する構造については説明を割愛することがある。
本実施形態では、図5、図9に示した構造を有する表示装置100の作製方法について、図5、図9、および図11から図20を用いて説明する。図11から図20では、上側の図は図9の断面に対応し、表示領域112を示す。一方、下側の図は図5の断面図に対応し、表示領域112の一部と額縁領域を示す。第1実施形態と同様、あるいは類似する構造については説明を割愛することがある。
[1.表示ユニット]
図11に示すように、まず基板102上にアンダーコート130を形成する。基板102は、駆動トランジスタ150など、表示領域112に含まれる半導体素子やタッチセンサユニット200などを支持する機能を有する。したがって基板102には、この上に形成される各種素子のプロセスの温度に対する耐熱性とプロセスで使用される薬品に対する化学的安定性を有する材料を使用すればよい。具体的には、基板102はガラスや石英、プラスチック、金属、セラミックなどを含むことができる。
図11に示すように、まず基板102上にアンダーコート130を形成する。基板102は、駆動トランジスタ150など、表示領域112に含まれる半導体素子やタッチセンサユニット200などを支持する機能を有する。したがって基板102には、この上に形成される各種素子のプロセスの温度に対する耐熱性とプロセスで使用される薬品に対する化学的安定性を有する材料を使用すればよい。具体的には、基板102はガラスや石英、プラスチック、金属、セラミックなどを含むことができる。
表示装置100に可撓性を付与する場合、図示しない支持基板上に可撓性を有する基板102を形成すればよい。この場合、基板102にはポリイミド、ポリアミド、ポリエステル、ポリカーボナートに例示される高分子材料から選択される材料が用いられ、基板102は印刷法やインクジェット法、スピンコート法、ディップコーティング法などの湿式成膜法、あるいはラミネート法などを適用して形成される。
アンダーコート130は基板102からアルカリ金属などの不純物が駆動トランジスタ150などへ拡散することを防ぐ機能を有する膜であり、窒化ケイ素や酸化ケイ素、窒化酸化ケイ素、酸化窒化ケイ素などの無機絶縁体を含むことができる。アンダーコート130は化学気相成長法(CVD法)やスパッタリング法などを適用して単層、あるいは積層構造を有するように形成することができる。アンダーコート130が積層構造を有する場合、例えば窒化ケイ素を含む膜、酸化ケイ素を含む膜、および窒化ケイ素を含む膜を含む膜を順次基板102上に形成すればよい。
次に半導体膜132を形成する(図11)。半導体膜132は例えばケイ素などの14族元素を含むことができる。あるいは半導体膜132は酸化物半導体を含んでもよい。酸化物半導体としては、インジウムやガリウムなどの第13族元素を含むことができ、例えばインジウムとガリウムの混合酸化物(IGO)が挙げられる。酸化物半導体を用いる場合、半導体膜132はさらに12族元素を含んでもよく、一例としてインジウム、ガリウム、および亜鉛を含む混合酸化物(IGZO)が挙げられる。半導体膜132の結晶性に限定はなく、半導体膜132は単結晶、多結晶、微結晶、あるいはアモルファスのいずれの結晶状態を含んでもよい。
半導体膜132がケイ素を含む場合、半導体膜132は、シランガスなどを原料として用い、CVD法によって形成すればよい。得られるアモルファスシリコンに対して加熱処理、あるいはレーザなどの光を照射することで結晶化を行ってもよい。半導体膜132が酸化物半導体を含む場合、スパッタリング法などを利用して形成することができる。
次に半導体膜132を覆うようにゲート絶縁膜134を形成する(図11)。ゲート絶縁膜134は単層構造、積層構造のいずれの構造を有していてもよく、アンダーコート130と同様の手法で形成することができる。
引き続き、ゲート絶縁膜134上にゲート電極136と容量電極138をスパッタリング法やCVD法を用いて形成する(図11)。ゲート電極136と容量電極138はチタンやアルミニウム、銅、モリブデン、タングステン、タンタルなどの金属やその合金などを用い、単層、あるいは積層構造を有するように形成することができる。例えばチタンやタングステン、モリブデンなどの比較的高い融点を有する金属でアルミニウムや銅などの導電性の高い金属を挟持する構造を採用することができる。
次にゲート電極136や容量電極138上に層間絶縁膜140を形成する(図11)。層間絶縁膜140は単層構造、積層構造のいずれの構造を有していてもよく、アンダーコート130と同様の手法で形成することができる。詳細な説明は割愛するが、公知の方法を用いて半導体膜132に対してドーピングを行い、チャネル領域132a、低濃度不純物領域132c、ソース/ドレイン領域132bが形成される。
次に、層間絶縁膜140とゲート絶縁膜134に対してエッチングを行い、半導体膜132に達する開口を形成する。開口は、例えばフッ素含有炭化水素を含むガス中でプラズマエッチングを行うことで形成することができる。
次に開口を覆うように金属膜を形成し、エッチングを行って成形することで、ソース/ドレイン電極142、144を形成すると同時に、額縁領域の層間絶縁膜140上に第1の接続配線207を形成する(図11)。したがって、ソース/ドレイン電極142、144と第1の接続配線207は同一の層内に存在することができる。金属膜はゲート電極136と同様の構造を有することができ、ゲート電極136の形成と同様の手法を用いて形成することができる。ただし、第1の接続配線207はゲート電極136の形成と同時に行ってもよい。ここまでの工程により、駆動トランジスタ150や保持容量152が形成される。
次に平坦化膜146を、駆動トランジスタ150や保持容量152、第1の接続配線207を覆うように形成する(図11)。平坦化膜146は、駆動トランジスタ150や第1の接続配線207などに起因する凹凸や傾斜を吸収し、平坦な面を与える機能を有する。平坦化膜146は樹脂を含み、樹脂としてはエポキシ樹脂、アクリル樹脂、あるいはポリイミド、ポリアミド、ポリエステル、ポリカーボナート、ポリシロキサンなどを基本骨格とする高分子が挙げられる。平坦化膜146は上述した湿式成膜法によって形成することができる。
引き続き、平坦化膜146に対してエッチングを行い、ソース/ドレイン電極144に達する開口を各画素114に形成するとともに、額縁領域において開口208、240、242、246を形成する(図12)。その後、これらの開口を覆うように接続電極160と保護導電膜190、192を形成すると同時に、付加容量電極162を形成する(図12)。接続電極160や付加容量電極162、保護導電膜190、192は、例えばITOやIZOなどの導電性酸化物を用い、スパッタリング法を用いて形成することができる。
この後、付加容量絶縁膜164が形成される(図13)。付加容量絶縁膜164は窒化ケイ素を含み、CVD法やスパッタリング法を用いて形成することができる。表示領域112では付加容量絶縁膜164は付加容量電極162を覆うように形成される。付加容量絶縁膜164には、その上に設けられる隔壁168と平坦化膜146の接触を許容するための開口166を設けてもよい。
一方、額縁領域では、付加容量絶縁膜164は開口208、240、242、246を覆うように形成される。付加容量絶縁膜164は基板102の端部に至るように形成してもよい。このため、付加容量絶縁膜164は平坦化膜146のみならず、層間絶縁膜140、保護導電膜190、192を覆い、かつ、これらと接する。
次に、表示領域112において、接続電極160、付加容量電極162、および付加容量絶縁膜164を覆うように、画素電極170が設けられる(図13)。付加容量絶縁膜164は付加容量電極162と画素電極170によって挟持され、この構造によって付加容量158が構築される。画素電極170は、付加容量158と表示素子156によって共有される。
画素電極170は、EL層172にホールを注入するために設けられる電極であり、その表面が比較的高い仕事関数を有することが好ましい。表示素子156からの発光を画素電極170を通して取り出す場合には、画素電極170は可視光を透過するように構成される。この場合、具体的な材料としてはITOやIZOなどの可視光を透過可能な導電性酸化物が用いられる。一方、表示素子156からの発光を対向電極174を通して取り出す場合には、画素電極170は可視光を反射するように構成される。この場合、画素電極170は銀やアルミニウムなどの可視光の反射率が高い金属を含む。あるいは画素電極170は、導電性酸化物を含む膜と反射率が高い金属を含む膜の積層構造を有してもよい。例えば、導電性酸化物を含む第1の導電膜、銀、アルミニウムなどの金属を含む第2の導電膜、導電性酸化物を含む第3の導電膜の積層構造を採用することができる。
画素電極170の上には、画素電極170の端部を覆う隔壁168が設けられる(図13)。隔壁168により、画素電極170に起因する凹凸が緩和され、EL層172や対向電極174の切断を防止することができる。隔壁168と画素電極170を覆うようにEL層172、およびEL層172を覆う対向電極174が設けられる(図14)。EL層172は湿式成膜法、あるいは蒸着などの乾式成膜法を適用して形成することができる。
対向電極174は蒸着法やスパッタリング法を用いて形成される。表示素子156からの発光を画素電極170から取り出す場合には、対向電極174として、アルミニウムやマグネシウム、銀などの金属やこれらの合金を用いればよい。逆に表示素子156からの発光を対向電極174から取り出す場合には、対向電極174として、ITOなどの透光性を有する導電性酸化物などを用いればよい。あるいは、上述した金属を可視光が透過する程度の厚さで形成することができる。この場合、さらに透光性を有する導電性酸化物を積層してもよい。
引き続き、パッシベーション膜180が形成される(図15)。パッシベーション膜180は図6(A)や図6(B)に示すように四層の構造を有しており、図15では第2の層184が省略されている。表示領域112においては、パッシベーション膜180は複数の画素114にわたって形成される。額縁領域では、第1の層182、第2の層184、および第4の層188は保護導電膜190、192と重なるように設けられ、これらは端部に達するように形成してもよい。これに対し、第3の層186は、二つの開口242、246の間の平坦化膜146よりも表示領域112側に端部が位置するように設けられる。この構造により、第3の層186は第1の層182と第4の層188によって封止される。図6(A)、図6(B)から理解されるように、第2の層184と第3の層186の形成順序に限定は無い。
上述したように、第1の層182と第4の層188は窒化ケイ素を含む膜であり、第2の層184は酸化ケイ素を含む膜である。これらはCVD法やスパッタリング法を用いて形成することができる。これに対し、第3の層186は樹脂を含み、インクジェット法などの湿式成膜法によって形成することができる。あるいは、第1実施形態で述べた樹脂の原料となるオリゴマーを減圧下で霧状あるいはガス状にし、これを第1の層182、あるいは第2の層184に吹き付け、その後オリゴマーを重合することによって第3の層186を形成してもよい。
この後、付加容量絶縁膜164、第1の層182、第2の層184、および第4の層188に対してエッチング加工を行い、第1実施形態で述べた配線構造を形成するためのテーパー形状を第1の層182、第2の層184、および第4の層188によって構築する。具体的には、まずマスクとして樹脂を含む樹脂マスク230を表示領域112の全体を覆うように形成する(図16)。額縁領域では、樹脂マスク230は開口208、240を覆わないように形成される。樹脂マスク230はエポキシ樹脂やアクリル樹脂を含み、湿式成膜法を利用して形成される。
その後、二段階のエッチング工程を行う。一段階目のエッチングは異方性エッチングであり、プラズマ存在下、フッ素含有ガスと酸素の混合ガス中でドライエッチングを付加容量絶縁膜164、第1の層182、第2の層184、および第4の層188に対して行う。フッ素含有ガスとしてはCF4やSF6などが挙げられる。この時、フッ素含有ガスの分圧(PF)が酸素の分圧(PO)よりも大きくなるように設定され、その比(PF/PO)は2以上10以下、あるいは3以上5以下、典型的には4とすることができる。また、プラズマ発生時に印加される電圧、すなわち、基板102を保持する電極と、この電極に対向する対向電極間に印加される電圧(以下、バイアス)は比較的高く設定され、30V以上100V以下、あるいは30V以上60V以下、典型的には40Vとすることができる。
このような条件下でエッチングを行うことにより、高い異方性で付加容量絶縁膜164、第1の層182、第2の層184、および第4の層188がエッチングされ、平坦化膜146が付加容量絶縁膜164から露出する。しかしながら、酸化ケイ素を含む第2の層184のエッチング速度は窒化ケイ素を含む他の膜のそれよりも小さい。このため、図17(A)に示すように、第2の層184よりも上に(より樹脂マスクに近くに)位置する第4の層188は、第2の層184と比較してよりサイドエッチングされやすく、その結果、第2の層184の上面は第4の層188から露出する。一方、第2の層184よりも下に位置する付加容量絶縁膜164や第1の層182は第2の層184に覆われているため、第4の層188と比較してサイドエッチングが遅い。その結果、付加容量絶縁膜164と第1の層182の側面は、第2の層184の側面と同一平面、あるいは実質的に同一平面上に位置し、かつ、第4の層188の側面は、付加容量絶縁膜164や第1の層182、第2の層184の上面と重なる。
一段階目のエッチングは高い異方性を維持しながら進行するため、付加容量絶縁膜164や第1の層182、第2の層184、第4の層188のそれぞれにおいて、側面と底面がなす二面角は同一、あるいは実質的に同一にすることができる。例えば第1の層182の側面はと底面がなす二面角θ1は、第4の層188の側面と底面がなす二面角θ2と同一、あるいは実質的に同一にすることができる。なお、この一段階目のエッチングにおいて、樹脂マスク230も一部エッチングされる。
引き続き、二段階目のエッチングを行う。二段階目のエッチングは等方性エッチングであり、一段階目のエッチングと比較して等方的にエッチングが進行する。一段階目のエッチングと同様、二段階目のエッチングもプラズマ存在下、フッ素含有ガスと酸素の混合ガス中でドライエッチングを付加容量絶縁膜164、第1の層182、第2の層184、および第4の層188に対して行う。しかしながら一段階目のエッチングと比較し、PFとPOの比は(PF/PO)が低いこと、バイアスが低いこと、およびエッチング時間が短い点でエッチング条件が異なる。例えばPF/POは、0.1以上1以下、あるいは0.2以上0.5以下、典型的には0.25である。すなわち、一段階目のエッチングではフッ素含有ガスの分圧は酸素の分圧よりも高いのに対し、二段階目のエッチングでは前者は後者よりも低い。バイアスは40V未満であり、バイアスの非存在下で二段階目のエッチングを行ってもよい。エッチング時間は数秒から数十秒とすることができる。
このような条件で二段階目のエッチングを行うことにより、酸化ケイ素を含む第2の層184のエッチング速度と窒化ケイ素を含む他の膜のそれとの差が小さくなる。すなわち、エッチング選択比が低下する。その結果、付加容量絶縁膜164、第1の層182、第2の層184、および第4の層188は比較的近い速度でエッチングされ、図17(B)に示すように、これらの膜の側面はよりなだらかに傾斜する。すなわち、二面角θ1、θ2はいずれも減少し、かつ、θ2がθ1よりも大きくなる。換言すると、異方性エッチングを行った段階では、付加容量絶縁膜164、第1の層182、第2の層184、および第4の層188の側面の傾斜が大きいものの、二段階目の等方性エッチングを行うことにより、これらの面の傾斜を低下させることができる。なお、二段階目のエッチングにおいても、樹脂マスク230も一部エッチングされる。
このように二段階のエッチングを行うことにより、付加容量絶縁膜164、第1の層182、第2の層184、および第4の層188によって二つのテーパー形状が形成される。これと同時に、保護導電膜190、192がこれらの絶縁膜から露出される。この後、樹脂マスク230がアッシングによって除去される(図18)。以上の工程により、表示ユニット110が形成される。
[2.タッチセンサユニット]
この後、タッチセンサユニット200を形成する。具体的には、パッシベーション膜180上に第1のタッチ電極202と第2のタッチ電極204(図19では図示しない)を形成する(図19)。第1のタッチ電極202、第2のタッチ電極204はCVD法やスパッタリング法を用いて形成される。その後、酸化ケイ素、あるいは窒化ケイ素などのケイ素含有無機化合物を含む層間絶縁膜224が第1のタッチ電極202と第2のタッチ電極204上に形成される。層間絶縁膜224もCVD法などを適用し、保護導電膜190、192を覆うように形成した後、エッチングが施され、保護導電膜190、192が露出されるとともに第1のタッチ電極202の一部を露出する開口が設けられる。この時、図19に示すように、層間絶縁膜224は保護導電膜190の一部を覆ってもよい。また、図8(A)に示すように、層間絶縁膜224は付加容量絶縁膜164の側面、第1の層182の側面、第2の層の側面と上面、第4の層の側面と上面に接する。なお、第1のタッチ電極202と第2のタッチ電極204が互いに異なる層内に存在する場合、第1のタッチ電極202と第2のタッチ電極204のいずれかを形成した後に層間絶縁膜224を形成し、その後、第1のタッチ電極202と第2のタッチ電極204の他方が形成される。
この後、タッチセンサユニット200を形成する。具体的には、パッシベーション膜180上に第1のタッチ電極202と第2のタッチ電極204(図19では図示しない)を形成する(図19)。第1のタッチ電極202、第2のタッチ電極204はCVD法やスパッタリング法を用いて形成される。その後、酸化ケイ素、あるいは窒化ケイ素などのケイ素含有無機化合物を含む層間絶縁膜224が第1のタッチ電極202と第2のタッチ電極204上に形成される。層間絶縁膜224もCVD法などを適用し、保護導電膜190、192を覆うように形成した後、エッチングが施され、保護導電膜190、192が露出されるとともに第1のタッチ電極202の一部を露出する開口が設けられる。この時、図19に示すように、層間絶縁膜224は保護導電膜190の一部を覆ってもよい。また、図8(A)に示すように、層間絶縁膜224は付加容量絶縁膜164の側面、第1の層182の側面、第2の層の側面と上面、第4の層の側面と上面に接する。なお、第1のタッチ電極202と第2のタッチ電極204が互いに異なる層内に存在する場合、第1のタッチ電極202と第2のタッチ電極204のいずれかを形成した後に層間絶縁膜224を形成し、その後、第1のタッチ電極202と第2のタッチ電極204の他方が形成される。
図10に示すように、付加容量158を形成しない場合、平坦化膜146は第1の層182から露出し、層間絶縁膜224は第1の層182の側面、第2の層の側面と上面、第4の層の側面と上面と接する(図8(B))。
その後、第1の配線206が形成される。第1の配線206は、CVD法やスパッタリング法を用い、層間絶縁膜224に設けられる開口と開口208を覆うように設けられる(図20)。これにより、第1の配線206を介して第1のタッチ電極202が第1の接続配線207、および端子120と電気的に接続され、同時に図8(A)、あるいは図8(B)に示す配線構造が形成される。
この後、表示装置100を保護するためのオーバーコート228が形成され、端子120には異方性導電膜194を介してFPC214が接続される。
以上の工程により、表示装置100を作製することができる。
本実施形態で述べた表示装置100の作製方法では、付加容量絶縁膜164や第1の層182、第2の層184、第4の層188など、エッチング速度の異なる材料を含む複数の絶縁膜に対してエッチングが行われる。通常、エッチング速度の異なる材料を含む複数の絶縁膜に対してエッチングを行う場合、エッチング速度差が小さくなるような条件が選択される。すなわち、異方性が高くなる条件化でドライエッチングが行われる。しかしながら、このような条件では、図21に示すように、エッチングされる絶縁膜は逆テーパー形状を与えやすく、例えば第1の層182、第2の層184、第4の層188に対してエッチングを行うと、二面角θ1、θ2は90°を超える。このような形状を有する絶縁膜上に形成される第1の配線206は容易に切断され、その結果、タッチセンサとしての機能が失われる。
これに対し、本実施形態の作製方法では、これらの絶縁膜に対して二段階のエッチングが行われる。これにより、図8(A)や図8(B)に示すように、上記絶縁膜は傾斜の比較的緩やかな二つのテーパー形状を与える。このため、上記絶縁膜上に形成される第1の配線206の切断が防止され、信頼性の高いタッチセンサ搭載表示装置を提供することができる。
上述した実施形態では、タッチセンサユニット200に接続される配線に好適な配線構造を述べたが、この配線構造はタッチセンサユニット200に接続される配線以外にも適用可能である。例えば駆動トランジスタ150に接続されるソース/ドレイン電極142、144や、タッチセンサユニット200のブリッジ配線223など、電極や配線間の電気的接続のための開口を積層された絶縁膜に形成する際、これらの絶縁膜の積層に適用することが可能である。
本発明の実施形態として上述した各実施形態は、相互に矛盾しない限りにおいて、適宜組み合わせて実施することができる。また、各実施形態の表示装置を基にして、当業者が適宜構成要素の追加、削除もしくは設計変更を行ったもの、又は、工程の追加、省略もしくは条件変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。
本明細書においては、開示例として主に有機電界発光素子を有する表示装置の場合を例示したが、他の適用例として、その他の自発光型表示装置、液晶表示装置、あるいは電気泳動素子などを有する電子ペーパ型表示装置など、あらゆるフラットパネル型の表示装置が挙げられる。また、中小型から大型まで、特に限定することなく適用が可能である。
上述した各実施形態の態様によりもたらされる作用効果とは異なる他の作用効果であっても、本明細書の記載から明らかなもの、又は、当業者において容易に予測し得るものについては、当然に本発明によりもたらされるものと解される。
100:表示装置、102:基板、110:表示ユニット、112:表示領域、114:画素、116:走査線側駆動回路、118:信号線側駆動回路、120:端子、122:端子、130:アンダーコート、132:半導体膜、132a:チャネル領域、132b:ドレイン領域、132c:低濃度不純物領域、134:ゲート絶縁膜、136:ゲート電極、138:容量電極、140:層間絶縁膜、142:ソース/ドレイン電極、144:ソース/ドレイン電極、146:平坦化膜、150:駆動トランジスタ、152:保持容量、156:表示素子、158:付加容量、160:接続電極、162:付加容量電極、164:付加容量絶縁膜、166:開口、168:隔壁、170:画素電極、172:EL層、172a:ホール輸送層、172b:発光層、172c:電子輸送層、174:対向電極、180:パッシベーション膜、182:第1の層、184:第2の層、186:第3の層、188:第4の層、190:保護導電膜、192:保護導電膜、194:異方性導電膜、196:領域、198:領域、200:タッチセンサユニット、202:第1のタッチ電極、204:第2のタッチ電極、206:第1の配線、207:第1の接続配線、208:開口、210:第2の配線、211:第2の端子配線、212:開口、214:FPC、220:ダイヤモンド電極、222:接続領域、223:ブリッジ配線、224:層間絶縁膜、226:開口、228:オーバーコート、230:樹脂マスク、240:開口、242:開口、246:開口
Claims (20)
- 基板上にトランジスタを形成すること、
前記トランジスタ上に第1の絶縁膜を形成すること、
前記第1の絶縁膜上に、前記第1の絶縁膜を介して前記トランジスタと電気的に接続される表示素子を形成すること、
前記表示素子上に、第2の絶縁膜、前記第2の絶縁膜上の第4の絶縁膜、および前記第2の絶縁膜と前記第4の絶縁膜に挟まれる樹脂膜と第3の絶縁膜を有するパッシベーション膜を形成すること、
前記第1の絶縁膜の上面と前記第3の絶縁膜の上面を露出させ、前記第2の絶縁膜の側面と底面がなす第1の二面角と、前記第4の絶縁膜の側面と底面がなす第2の二面角が実質的に同一になるよう、前記第2の絶縁膜、前記第3の絶縁膜、および前記第4の絶縁膜に対して異方性エッチングを行うこと、
前記第1の二面角と前記第2の二面角が減少し、かつ、前記第2の二面角が前記第1の二面角よりも大きくなるよう、前記第2の絶縁膜、前記第3の絶縁膜、および前記第4の絶縁膜に対して等方性エッチングを行うこと、ならびに
第1のタッチ電極、前記第1のタッチ電極上の第5の絶縁膜、および前記第5の絶縁膜上に位置し、前記第1のタッチ電極と電気的に接続される配線を有するタッチセンサを前記パッシベーション膜上に形成することを含む、表示装置の作製方法。 - 前記第1の絶縁膜の形成前に、接続配線を前記基板上に形成すること、
前記第1の絶縁膜に前記接続配線と重なる開口を形成することをさらに含み、
前記配線は、前記開口において前記接続配線と電気的に接続されるように形成される、請求項1に記載の作製方法。 - 前記異方性エッチングと前記等方性エッチングは、プラズマ存在下、フッ素含有ガスと酸素の混合ガス中で行われ、
前記異方性エッチングでは、前記フッ素含有ガスの分圧は酸素の分圧よりも大きく、
前記等方性エッチングでは、前記フッ素含有ガスの前記分圧は前記酸素の前記分圧よりも小さい、請求項1に記載の作製方法。 - 前記異方性エッチングにおけるバイアスは、前記等方性エッチングにおけるバイアスよりも大きい、請求項1に記載の作製方法。
- 前記等方性エッチングを前記バイアスの非存在下で行う、請求項4に記載の作製方法。
- 前記等方性エッチングの時間は、前記異方性エッチングの時間よりも短い、請求項1に記載の作製方法。
- 前記表示素子を形成する前に、第6の絶縁膜を有し、前記トランジスタと電気的に接続される容量を前記第1の絶縁膜上に形成することをさらに含み、
前記異方性エッチングと前記等方性エッチングは、前記第6の絶縁膜の側面が前記第2の絶縁膜の側面と実質的に同一平面上に存在するよう、前記第6の絶縁膜に対して行われる、請求項1に記載の作製方法。 - 前記第1の絶縁膜は樹脂を含み、
前記第2の絶縁膜と前記第4の絶縁膜は窒化ケイ素を含み、
前記第3の絶縁膜は酸化ケイ素を含む、請求項1に記載の作製方法。 - 基板上に、樹脂を含む第1の絶縁膜、窒化ケイ素を含む第2の絶縁膜、酸化ケイ素を含む第3の絶縁膜、窒化ケイ素を含む第4の絶縁膜をこの順で形成すること、
前記第1の絶縁膜の上面と前記第3の絶縁膜の上面を露出させ、前記第2の絶縁膜の側面と底面がなす第1の二面角と、前記第4の絶縁膜の側面と底面がなす第2の二面角が実質的に同一になるよう、前記第2の絶縁膜、前記第3の絶縁膜、および前記第4の絶縁膜に対して異方性エッチングを行うこと、
前記第1の二面角と前記第2の二面角が減少し、かつ、前記第2の二面角が前記第1の二面角よりも大きくなるよう、前記第2の絶縁膜、前記第3の絶縁膜、および前記第4の絶縁膜に対して等方性エッチングを行うこと、
前記第4の絶縁膜の上面と側面、前記第3の絶縁膜の上面、前記第2の絶縁膜の側面、および前記第1の絶縁膜の上面と接する第5の絶縁膜を前記第4の絶縁膜上に形成すること、ならびに
前記第5の絶縁膜上に配線を形成することを含む、配線構造の形成方法。 - 前記第1の絶縁膜の形成前に、接続配線を前記基板上に形成すること、
前記第1の絶縁膜に前記接続配線と重なる開口を形成することをさらに含み、
前記配線は、前記開口において前記接続配線と接続されるように形成される、請求項9に記載の形成方法。 - 前記異方性エッチングと前記等方性エッチングは、プラズマ存在下、フッ素含有ガスと酸素の混合ガス中で行われ、
前記異方性エッチングでは、前記フッ素含有ガスの分圧は酸素の分圧よりも大きく、
前記等方性エッチングでは、前記フッ素含有ガスの前記分圧は前記酸素の前記分圧よりも小さい、請求項9に記載の形成方法。 - 前記異方性エッチングにおけるバイアスは、前記等方性エッチングにおけるバイアスよりも大きい、請求項9に記載の形成方法。
- 前記等方性エッチングを前記バイアスの非存在下で行う、請求項12に記載の形成方法。
- 前記等方性エッチングの時間は、前記異方性エッチングの時間よりも短い、請求項9に記載の形成方法。
- 前記第2の絶縁膜を形成する前に、第6の絶縁膜を前記第1の絶縁膜上に形成することをさらに含み、
前記異方性エッチングと前記等方性エッチングは、前記第6の絶縁膜の側面が前記第2の絶縁膜の側面と実質的に同一平面上に存在するよう、前記第6の絶縁膜に対して行われる、請求項9に記載の形成方法。 - 基板、
前記基板上の表示ユニット、および
前記表示ユニット上のタッチセンサユニットを有し、
前記表示ユニットは、
トランジスタ、
前記トランジスタ上に位置し、樹脂を含む第1の絶縁膜、
前記第1の絶縁膜上に位置し、前記トランジスタと電気的に接続される表示素子、および
前記表示素子上に位置し、第2の絶縁膜、前記第2の絶縁膜上の第4の絶縁膜、および前記第2の絶縁膜と前記第4の絶縁膜に挟まれる樹脂膜と第3の絶縁膜を有するパッシベーション膜を有し、
前記タッチセンサユニットは、前記表示素子と重なり、かつ、
第1のタッチ電極、
前記第1のタッチ電極上の第5の絶縁膜、および
前記第5の絶縁膜上に位置し、前記第1のタッチ電極と電気的に接続される配線を有し、
前記第5の絶縁膜は、前記第4の絶縁膜の上面と側面、前記第3の絶縁膜の上面、前記第2の絶縁膜の側面、および前記第1の絶縁膜の上面と接し、
前記第2の絶縁膜の前記側面と底面がなす第1の二面角は、前記第4の絶縁膜の前記側面と底面がなす第2の二面角よりも小さい表示装置。 - 前記第2の絶縁膜と前記第4の絶縁膜は窒化ケイ素を含み、
前記第3の絶縁膜は酸化ケイ素を含む、請求項16に記載の表示装置。 - 前記第1の絶縁膜の下に接続配線をさらに有し、
前記配線は、前記第1の絶縁膜を介して前記接続配線と電気的に接続される、請求項16に記載の表示装置。 - 前記第1の絶縁膜と前記表示素子の間に、第6の絶縁膜を含み、前記トランジスタと電気的に接続される容量をさらに有する、請求項16に記載の表示装置。
- 前記第6の絶縁膜の側面は、前記第2の絶縁膜の側面と実質的に同一平面上に存在する、請求項19に記載の表示装置。
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