JP4341054B2 - 液晶表示装置及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、薄膜トランジスタ（以下「ＴＦＴ」という）を用いたインクジェット法によるアクティブマトリクス型液晶表示装置とその製造方法に関する。

従来、液晶パネルのＴＦＴ製造において、以下（１）から（７）のようなフローで、インクジェット法による配線形成法が開発されている。（１）光透過型感光性樹脂の塗布、（２）光透過型感光性樹脂のパターニング（露光及び現像）、（３）光透過型感光性樹脂のポストベーク、（４）光透過型感光性樹脂の撥液処理、（５）インクジェット塗布パターン部の親液処理、（６）インクジェット塗布、（７）インクジェット塗布されたインクの乾燥・焼成。

これについて、図９を用いて説明する。同図（ａ）において、絶縁基板５１上に光透過型感光性樹脂５２を塗布し、この光透過型感光性樹脂５２をパターニング・ポストベーク・撥液処理し、また、光透過型感光性樹脂５２の開口部（ゲート配線１０１部及び補助容量配線３０１部）に当たる絶縁基板５１を親液処理する。次に、同図（ｂ）に示すように、光透過型感光性樹脂５２の開口部にインクジェット塗布によるインク１０１’を滴下する。この際、インク１０１’の盛り込み量は配線幅Ｗと接触角θにより決まってしまう。最後に、同図（ｃ）に示すように、インク１０１’の溶媒を蒸発・乾燥・焼成してゲート配線１０１（補助容量配線３０１）が形成される。ここで、インク１０１’は、低濃度のメタルを含有するインクであるため、ゲート配線１０１の膜厚を厚く形成することができない。

なお、下記特許文献には、ＴＦＴのゲート電極膜を、導電材料を含有する液体材料を用いて、インクジェット法によって形成し、また、ＴＦＴのソース領域及びドレイン領域を、半導体材料を含有する液体材料を用いて、インクジェット法によって形成することが記載されている。

特開２００３−３１８１９３号公報

液晶表示装置の製造におけるインクジェット法には、以下（１）から（３）の課題がある。（１）インクジェット塗布法では、所定粘度以下の低濃度のメタル含有インクしか適用できない。（２）光透過型感光性樹脂の撥液性にも限界があり、溢れなく塗布できるインク量に限界がある。（３）形成できる膜厚に限界があり、特に、細線幅時の所定の膜厚作製が複雑・困難である。

そこで、本発明においては、隣接する配線を対にして接近させることにより、インクジェット液滴塗布時の実質配線幅を増加して、実質盛り込み量を増加させることにより、従来と同じ配線幅で、２倍以上のより厚い膜厚の配線が得られる。

このような方法を採用することにより、インクジェットに適した低濃度インクを用いた場合でも、１回のインクジェト塗布処理で細線厚膜形成が可能となる。

以下、図面を用いて、本発明の実施例を説明する。

図１（ａ）は、本発明に係るアクティブマトリクス型の液晶表示装置の概略図、図１（ｂ）は、図１（ａ）に示す画素部３００の拡大図である。

図１（ａ）において、走査配線駆動回路１００によって選択されたゲート配線１０１に対応して、データ配線駆動回路２００からソース配線２０１を介して表示パネル４００の画素部３００におけるＴＦＴ１０にデータ（電圧）が供給される。

図１（ｂ）において、ＴＦＴ１０は、ゲート配線１０１とソース配線２０１との交差部に設けられ、ＴＦＴ１０のゲート電極１１には、ゲート配線１０１が接続され、ＴＦＴ１０のソース電極（又はドレイン電極）１２には、ソース配線２０１が接続されている。

ＴＦＴ１０のドレイン電極（又はソース電極）１３は、液晶素子２０の画素電極２１に接続され、液晶素子２０は、画素電極２１と共通電極２２との間にあって、画素電極２１に供給されるデータ(電圧)により駆動される。なお、データを一時保持するための補助容量３０が、ドレイン電極１３と補助容量配線３０１との間に接続されている。

図２は、図１に示す表示パネル４００における画素部３００の平面図とＴＦＴ１０の断面図であって、同図（ａ）は、図１に示すマトリクス状に配置された画素部３００の平面図、同図（ｂ）は、同図（ａ）に示す画素部３００におけるＴＦＴ１０の点線Ａ−Ａ’部の断面図である。

図２（ａ）において、マトリクス状に配置された画素部３００には、ＴＦＴ１０がゲート配線１０１とソース配線２０１との交差部に配置されている。また、画素電極２１がＴＦＴ１０に接続され、補助容量配線３０１との間で補助容量を形成している。

図２（ｂ）において、ＴＦＴ１０は、以下のようにして形成される。まず、絶縁基板５１上の第１の光透過型感光性樹脂５２の開口部に、金属微粒子を含有するインクを用いたインクジェット塗布により、ゲート電極１１が形成される。次に、これらゲート電極１１及び第１の光透過型感光性樹脂５２上に、平坦なゲート絶縁膜５３を形成し、さらに、このゲート絶縁膜５３上に、半導体層５４、オーミックコンタクト層５５及び半導体層５４の保護膜５６を形成する。最後に、第２の光透過型感光性樹脂５７の開口部に、金属微粒子を含有するインクを用いたインクジェット塗布により、ソース電極１２及びドレイン電極１３が形成される。

図３（ａ）は、図２（ｂ）に示す絶縁基板５１上に形成した第１の光透過型感光性樹脂５２のパターン図であって、第１の光透過型感光性樹脂５２の開口部に、まだ、インクジェット塗布によるゲート電極１１、ゲート配線１０１及び補助容量配線３０１が形成されていない状態を示す。また、同図は、２つのゲート配線１０１を隣接配置して形成しようとするもので、符号３００，３００’は画素部を示す。

図３（ｂ）（ｃ）（ｄ）は、図３（ａ）に示す点線Ａ−Ａ’部の断面図であって、まず、同図（ｂ）において、撥液処理された第１の光透過型感光性樹脂５２の表面に、インクジェット塗布による低濃度の金属微粒子を含有するインク１０１’が、親液処理された絶縁基板５１に滴下される。次に、インク１０１’の溶媒を蒸発・乾燥させると、同図（ｃ）に示すように、捨て領域５２’を境界として、インク１０１’が分離される。このときインク１０１’は、結果的に、高濃度の金属微粒子を含有することになる。最後に、この高濃度のインク１０１’’を乾燥・焼成させると、同図（ｃ）に示すように、膜厚が従来の膜厚より２倍以上の膜厚のゲート配線１０１が形成される。なお、捨て領域５２’は、表示パネル４００の全領域を有効に活用する観点からみると、捨てる領域となる。この捨て領域５２’の幅は、ホトリソグラフィー技術の限界である５μｍとし、この幅を介して対のゲート配線１０１同士の橋絡を防止するために、捨て領域５２’について残メタル処理（ライトエッチング）を行う。

このようにして形成された図３（ｄ）に示すゲート配線１０１の膜厚は、図９（ｃ）に示す従来のゲート配線１０１の膜厚の２倍以上となる。

図４（ａ）は、絶縁基板５１上に形成した第１の光透過型感光性樹脂５２のパターン図であって、ゲート配線１０１を対とした図３（ａ）に示すものにおいて、さらに、補助容量配線３０１を対としたもので、点線Ｂ−Ｂ’部の断面図は、点線Ａ−Ａ’部の断面図と同様である。

図４（ｂ）は、同じく絶縁基板５１上に形成した第１の光透過型感光性樹脂５２のパターン図であって、ゲート配線１０１と補助容量配線３０１とを対にしたものである。

図５は、図２（ｂ）に示す第２の光透過型感光性樹脂５７のパターン図であって、オーミックコンタクト層５５上の第２の光透過型感光性樹脂５７の開口部に、まだ、インクジェット塗布によるソース電極１２、ドレイン電極１３及びソース配線２０１が形成されていない状態を示す。また、同図は、２つのソース配線２０１を隣接配置して形成しようとするもので、符号３００，３００’は画素部を示す。同図においても、図３（ｂ）（ｃ）（ｄ）に示す手順によって、対のソース配線２０１が形成される。

図６は、同じく第２の光透過型感光性樹脂５７のパターン図であって、図５と異なるのは、ゲート配線１０１と補助容量配線３０１とを対にしたもので、対のソース配線２０１とすることは同じである。

図７は、同じく第２の光透過型感光性樹脂５７のパターン図であって、対のソース配線２０１とすると共に、ゲート配線１０１を対とするものである。

図８は、同じく第２の光透過型感光性樹脂５７のパターン図であって、図７と異なるのは、補助容量配線３０１を対にしたもので、対のソース配線２０１と対のゲート配線１０１とすることは同じである。

本発明に係るアクティブマトリクス型の液晶表示装置の概略図と画素部３００の拡大図 図１に示す画素部３００の平面図とＴＦＴ１０の断面図 絶縁基板５１上に形成した第１の光透過型感光性樹脂５２のパターン図とインクジェット塗布による配線の形成図 絶縁基板５１上に形成した第１の光透過型感光性樹脂５２の他のパターン図 対のソース配線２０１とした第２の光透過型感光性樹脂５７のパターン図 対のソース配線２０１及びゲート配線１０１と補助容量配線３０１とを対にした第２の光透過型感光性樹脂５７のパターン図 対のソース配線２０１と対のゲート配線１０１とした第２の光透過型感光性樹脂５７のパターン図 対のソース配線２０１、対のゲート配線１０１及び対の補助容量配線３０１とした第２の光透過型感光性樹脂５７のパターン図 従来の絶縁基板５１上に形成した第１の光透過型感光性樹脂５２のパターン図とインクジェット塗布による配線の形成図

符号の説明

１０…薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）、１１…ゲート電極、１２…ソース電極（又はドレイン電極）、１３…ドレイン電極（又はソース電極）、２０…液晶素子、２１…画素電極、２２…共通電極、３０…補助容量、５１…絶縁基板、５２…第１の光透過型感光性樹脂、５２’…捨て領域、５３…ゲート絶縁膜、５４…半導体層、５５…オーミックコンタクト層、５６…保護膜、５７…第２の光透過型感光性樹脂、１０１’，１０１’’…インク、７２…痕跡部、１００…走査配線駆動回路、１０１…ゲート配線、２００…データ配線駆動回路、２０１…ソース配線、３００，３００’…画素部、３０１…補助容量配線、４００…表示パネル

Claims (4)

1. 絶縁基板上の第１の光透過型感光性樹脂の開口部に形成されたゲート電極と、この上に形成されたゲート絶縁膜と、このゲート絶縁膜上に順次形成された半導体層及び分離されたオーミックコンタクト層と、前記分離されたオーミックコンタクト層の間に半導体層を保護する保護膜と、第２の光透過型感光性樹脂の開口部に形成されたソース電極とドレイン電極とを備えた薄膜トランジスタと、
   前記薄膜トランジスタをマトリクス状に配置し、前記薄膜トランジスタのドレイン電極に接続された画素電極と第１の光透過型感光性樹脂の開口部に形成された補助容量配線との間で形成される補助容量と、前記薄膜トランジスタのゲート電極に接続される第１の光透過型感光性樹脂の開口部に形成されたゲート配線と、前記薄膜トランジスタのソース電極に接続される第２の光透過型感光性樹脂の開口部に形成されたソース配線とを備えた液晶表示装置において、
   前記補助容量配線、ゲート配線、ソース配線の少なくとも１つを対とするか、又は、前記補助容量配線とゲート配線とを対として、インクジェット塗布による対配線を形成することを特徴とする液晶表示装置。
2. 絶縁基板上の第１の光透過型感光性樹脂の開口部に形成されたゲート電極と、この上に形成されたゲート絶縁膜と、このゲート絶縁膜上に順次形成された半導体層及び分離されたオーミックコンタクト層と、前記分離されたオーミックコンタクト層の間に半導体層を保護する保護膜と、第２の光透過型感光性樹脂の開口部に形成されたソース電極とドレイン電極とを備えた薄膜トランジスタと、
   前記薄膜トランジスタをマトリクス状に配置し、前記薄膜トランジスタのドレイン電極に接続された画素電極と第１の光透過型感光性樹脂の開口部に形成された補助容量配線との間で形成される補助容量と、前記薄膜トランジスタのゲート電極に接続される第１の光透過型感光性樹脂の開口部に形成されたゲート配線と、前記薄膜トランジスタのソース電極に接続される第２の光透過型感光性樹脂の開口部に形成されたソース配線とを備えた液晶表示装置の製造方法において、
   前記補助容量配線、ゲート配線、ソース配線の少なくとも１つを対とするか、又は、前記補助容量配線とゲート配線とを対として、前記第１，２の光透過型感光性樹脂をパターニング、ポストベーク、撥液処理し、前記パターニング部分を親液処理した後に、インクジェット塗布による対配線を形成することを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
3. 前記対配線を形成する２つの配線の間は、５μｍ程度の撥液処理された光透過型感光性樹脂で隔離されていることを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置の製造方法。
4. インクジェット塗布による対配線形成後に、表面のライトエッチングを行うことを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置の製造方法。