JP4460082B2

JP4460082B2 - 液晶表示装置

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Publication number: JP4460082B2
Application number: JP07686599A
Authority: JP
Inventors: 洋二長瀬; 徹也藤川
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Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1999-03-19
Filing date: 1999-03-19
Publication date: 2010-05-12
Anticipated expiration: 2019-03-19
Also published as: JP2000275659A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴという）をスイッチング素子として備えたアクティブマトリクス型の液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
アクティブマトリクス型の液晶表示装置は、高画質のフラットパネル・ディスプレイとして注目されている。この液晶表示装置は、アレイ基板上に形成された複数のゲートバスラインと、ゲートバスラインに直交して複数設けられたデータバスラインとを有している。そして、ゲートバスラインとデータバスラインとで画定されるマトリクス状の領域に画素が形成されている。各画素にはＴＦＴ及び画素電極が形成されている。また、アレイ基板に対向して対向基板が設けられており、対向基板には共通電極及びカラーフィルタが形成されている。アレイ基板と対向基板との間は所定のセルギャップで液晶が封入されており、液晶層を挟む両基板の電極間に電圧を印加して液晶を駆動するようになっている。
【０００３】
図１２及び図１３を用いて従来の液晶表示装置の構造について簡単に説明する。図１２は、液晶表示装置のアレイ基板を液晶層側から見た基板面を示している。また。図１３は、図１２のＡ−Ａ’線で切断したＴＦＴの断面を示している。図１２及び図１３に示すように、透明ガラス基板であるアレイ基板１２１上には図中上下方向に延びる複数のデータバスライン１０１（図１２では１本のみ示している）が形成されている。また基板１２１上には、図中左右方向に延びる複数のゲートバスライン１０３（図１２では１本のみ示している）が形成されている。これらデータバスライン１０１とゲートバスライン１０３とで画定されて画素領域が形成される。各データバスライン１０１とゲートバスライン１０３との交差位置近傍にＴＦＴが形成されている。ＴＦＴのドレイン電極１１７は、図中左側に示されたデータバスライン１０１から引き出されて、その端部がゲートバスライン１０３上に形成されたチャネル保護膜１０５上の一端辺側に位置するように形成されている。
【０００４】
一方、ソース電極１１９はチャネル保護膜１０５上の他端辺側に位置するように形成されている。このような構成においてチャネル保護膜１０５直下のゲートバスライン１０３領域が当該ＴＦＴのゲート電極として機能するようになっている。ゲートバスライン１０３上にはゲート絶縁膜１２３が形成され、その上にチャネルを構成する例えばアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）層からなる動作半導体層１０６が形成されている。動作半導体層１０６とドレイン電極１１７、ソース電極１１９との間にはｎ⁺ａ−Ｓｉ層からなるオーミックコンタクト層１２９が形成されている。このように図１２及び図１３に示すＴＦＴ構造は、ゲート電極がゲートバスライン１０３から引き出されて形成されておらず、直線状に配線されたゲートバスライン１０３の一部をゲート電極として用いる構成になっている。また、パッシベーション膜１３３を介してソース電極１１９上層にはＩＴＯ層（インジウム・ティン・オキサイド）を用いた透明電極からなる画素電極１１３が形成されている。画素電極１１３は、パッシベーション膜１３３に開口されたコンタクトホール１０７において、仲介金属層１４０を介してソース電極１１９と電気的に接続されている。
【０００５】
また、液晶表示装置のアレイ基板１２１上のゲートバスライン１０３に駆動信号を供給するため、ＴＡＢ（ＴａｐｅＡｕｔｏｍａｔｅｄＢｏｎｄｉｎｇ）実装によりドライバＩＣをＦＰＣ（ＦｌｅｘｉｂｌｅＰｒｉｎｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ）に搭載したＴＣＰ（ＴａｐｅＣａｒｒｉｅｒＰａｃｋａｇｅ）が用いられている。ＴＣＰのドライバＩＣの配線端子は、一般に、異方性導電粒子を含む接着剤（ＡｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃＣｏｎｄｕｃｔｉｖｅＦｉｌｍ；以下、ＡＣＦという）を用いてアレイ基板１２１上のゲートバスライン１０３の入力端子に電気的に接続される。このＴＡＢ実装方式の利点の一つとして修理、補修（リペア）の容易性が挙げられる。例えば、ＴＡＢ実装後の試験でアレイ基板１２１上の部品以外の部品に起因する不具合（例えば、ドライバＩＣの不良やＦＰＣ上での断線等）が発見された場合には、ＡＣＦを剥離してアレイ基板１２１からＴＣＰを分離し、別のＴＣＰを接続することにより比較的容易にリペアを行うことができる。
【０００６】
ところで、アレイ基板１２１上のバスラインは、信号の波形鈍りを避けるために金属層で形成される。そして、ＡＣＦ層を介してＴＣＰの配線端子と接続されるバスライン端子部は、腐食や接続抵抗等の問題を回避するため一般にその最上層にはＩＴＯ層が形成される。ＩＴＯ層は、その下層の絶縁層に設けられたコンタクト窓を介してバスライン金属層と電気的に接続される。バスラインの電気抵抗を極力抑えるため、コンタクト窓はＡＣＦが及ぶ範囲内に配置させる必要がある。
【０００７】
また、液晶表示パネルの高精細化、大型化に伴って、バスラインには低抵抗の金属を用いる必要が生じている。低抵抗金属の一例として例えばアルミニウム（Ａｌ）またはＡｌ合金が挙げられる。ところが、ＡｌまたはＡｌ合金をバスラインの金属層として用いると、バスライン金属層とＩＴＯ層の間で高抵抗、腐食、あるいは電食の問題が発生する。これを回避するため、ＡｌまたはＡｌ合金のバスライン金属層とＩＴＯ層の間に、ＩＴＯ層との間で高抵抗、腐食、あるいは電食の問題を生じない金属層、例えばチタン（Ｔｉ）を仲介金属層として介在させる方法が提案されている（例えば、本願と同一出願人による特願平１０−１４７７６１号）。
【０００８】
バスライン金属層とＩＴＯ層とを直接接触させる場合は、コンタクト窓を形成するエッチング工程でバスライン金属表面がわずかに削りとられてクリーニングされるため、それらの密着強度は比較的強い。ところが仲介金属層を用いる場合には、仲介金属層のためのパターン形成後、連続してＩＴＯ層を成膜するため、このようなクリーニングを兼ねる工程がなく、金属表面の汚れによって密着強度が低下する場合がある。その結果、ＡＣＦによるＴＡＢ実装方式の利点であるリペアの容易性が低下し、リペア工程でＴＣＰ等を取り外す際に仲介金属層上のＩＴＯ層が剥離してしまうという問題が生じている。このような問題を回避するためには、ＩＴＯ層とバスライン金属層との間のコンタクト窓をＡＣＦが及ぶ範囲の外に配置するか、クリーニング工程を追加することが考えられる。しかし、近年の液晶表示パネルにおける大型化、高精細化の要求に伴いバスラインの抵抗を低くすることは必須条件となってきているが、配線抵抗が高くなってしまう前述の対策はこの条件を阻害することになる。また、クリーニング工程を追加することは製造コスト高、タクト増を招くため好ましくない。
【０００９】
図１４乃至図１７を用いて、従来の液晶表示装置のアレイ基板１２１上のゲートバスライン１０３端子部の構造について説明する。図１４（ａ）は、アレイ基板１２１上の複数のゲートバスライン１０３端部の平面を示している。図１４（ｂ）は、図１４（ａ）のＡ−Ａ’線で切断したゲートバスライン１０３端子部に設けられたコンタクト窓１０８の縦断面を示し、図１４（ｃ）は、Ｂ−Ｂ’線で切断したコンタクト窓１０８の横断面を示している。また、図１５は、ＴＣＰ端部とアレイ基板１２１とがＡＣＦで接続された状態のコンタクト窓１０８近傍の断面を示している。図１６は、ＴＣＰ端部をアレイ基板１２１から引き剥がした状態のコンタクト窓１０８近傍の断面を示している。また、図１７は、より現実に近い状態で図示したゲートバスライン１０３端部の形状を示している。
【００１０】
複数のゲートバスライン１０３に駆動信号を供給するドライバＩＣ（図示せず）がＴＡＢ実装されたＴＣＰのＦＰＣ１５２に形成された金属配線層は、アレイ基板１２１端辺１２１ｅから距離Ｄ１だけ内方に入った図１４（ａ）中の左右に延びる破線にＦＰＣ１５２端辺が一致するように配置されてＡＣＦによりアレイ基板１２１に接続されている。ゲートバスライン抵抗をできるだけ小さくするため、図１４（ａ）に示すように、ゲートバスライン１０３金属層とＩＴＯ層１３５とが接続されるコンタクト窓１０８はＡＣＦによる接着領域内に配置されている。
【００１１】
この例ではゲートバスライン１０３の金属層は、ＡｌまたはＡｌ合金が用いられている。また、ＩＴＯ層１３５とゲートバスライン１０３の金属層との間にはＴｉを用いた仲介金属層１４０が形成されている。図１５に示すように、仲介金属１４０の端部は、アライメントのためのマージンをとってコンタクト窓１０８の開口端部より保護膜１３３上に距離Ｄ２だけ拡がって形成されている。同様に、ＩＴＯ層１３５は、仲介金属１４０の周囲端部より距離Ｄ３だけ拡がって形成されている。
【００１２】
ゲートバスライン１０３端子部をより現実の形状に近づけて表示している図１７を用いてコンタクト窓１０８近傍の形状をより詳細に説明する。図１７（ａ）は１本のゲートバスライン１０３の端子部の平面形状を示している。図１７（ｂ）は、図１７（ａ）のＡ−Ａ’線で切断したコンタクト窓１０８の断面を示している。図１７（ｃ）は、図１７（ａ）のコンタクト窓１０８を拡大して示しており、コンタクト窓１０８や仲介金属層の具体的寸法を表示している。また、図１７（ｄ）は、図１７（ｂ）に示したコンタクト窓１０８端部を拡大して示している。
【００１３】
図１７（ｃ）に示すように、コンタクト窓１０８はコンタクト抵抗をできるだけ下げるためゲートバスライン幅とほぼ同じ幅に形成されている。より具体的には、コンタクト窓１０８は、幅８０μｍのゲートバスライン１０３の配線方向に長辺を有する長方形形状にパターニングされており、長辺の長さは約１００μｍ、短辺の長さは約５８μｍである。また、仲介金属層１４０のＴｉパターンはコンタクト窓１０８の外郭と一致させると段差形状が複雑になってしまうため、コンタクト窓１０８の開口周囲よりフォトリソグラフィおよびエッチングに関するアライメントのマージンとして８μｍ（図１５に示した距離Ｄ２）だけ大きく設計されている。また同様に、ＩＴＯ層１３５は、仲介金属１４０の周囲端部より距離Ｄ３＝３μｍだけ拡がって形成されている。
【００１４】
また、図１７（ｂ）を参照しつつ、ゲートバスライン１０３の膜厚は２００ｎｍ以下、ゲート絶縁膜１２３の膜厚は４０ｎｍ以下、パッシベーション膜１３３は３００ｎｍ以下、ソース／ドレイン電極の形成と同時に形成される仲介金属層１４０の厚さは１００ｎｍ以下、そして、ＩＴＯ層１３５の厚さは７０ｎｍ以下に形成されている。
【００１５】
さて、図１５に戻り、アレイ基板１２１のゲートバスライン１０３端子部にはＡＣＦ１５６を介してＴＣＰが接続されている。図１５においては、ＴＣＰを構成するＦＰＣ１５２の表面に形成された金属配線層１５４がＡＣＦ１５６を介してＩＴＯ層１３５と電気的に接続されている。この状態から、ゲートバスライン１０３端子部に貼り付けられたＴＣＰをリペアのため引き剥がすと、図１６に示すようにＩＴＯ層１３５と仲介金属（Ｔｉ）層１４０との界面Ｓ１で剥離が発生する。これはＩＴＯ層１３５と仲介金属層１４０との密着強度が弱いために生じ、ＩＴＯ層１３５の大部分１３５’がＡＣＦと共にＴＣＰ側に引き剥がされてしまう。このようにＩＴＯ層１３５が剥離した状態で、リペアのため別のＴＣＰをゲートバスライン１０３の端子部に接続しようとすると、仲介金属層１４０が直接ＡＣＦ１５６の導電性粒子に接することになり、ＴＡＢ実装側の金属配線層１５４とアレイ基板１２１上のゲートバスライン１０３との接続抵抗の増大が引き起こされて、結果として表示品質や信頼性の劣化を招いてしまう。
【００１６】
図１８は、さらに他の従来の液晶表示装置のゲートバスライン１０３の端子部を示している。図１８（ａ）は、アレイ基板１２１上の複数のゲートバスライン１０３端部の平面を示している。図１８（ｂ）は、図１８（ａ）のＡ−Ａ’線で切断したゲートバスライン１０３端子部に設けられたコンタクト窓１０８を含む断面を示している。複数のゲートバスライン１０３に駆動信号を供給するドライバＩＣ（図示せず）がＴＡＢ実装されたＴＣＰのＦＰＣ１５２端辺は、アレイ基板１２１端辺１２１ｅから距離Ｄ４だけアレイ基板１２１内方に入った図１８（ａ）中左右に延びる破線に位置してＡＣＦにより接続されている。図１８に示すように、ゲートバスライン１０３の金属層とＩＴＯ層１３５とのコンタクト窓１０８はＡＣＦによる接着領域外に配置されている。このようにＩＴＯ層１３５とゲートバスライン１０３の金属層とのコンタクト窓１０８はＡＣＦ１５６の及ぶ範囲外にあるため実装工程のリペア作業によるＩＴＯ層１３５の剥がれは原理的に発生しない。
【００１７】
しかし、ＴＣＰ端子からゲートバスライン１０３の金属層との間にＩＴＯ層１３５だけによる高抵抗領域（距離Ｄ５の領域）が存在する。ＡＣＦ１５６の張り付け公差等を考慮すると、確実にＡＣＦ１５６の及ぶ範囲からコンタクト窓１０８を隔離するにはＤ５＝０．５ｍｍ〜数ｍｍにする必要がある。このため例えばＩＴＯ層１３５のシート抵抗が約５０Ω／□であるとし、ゲートバスライン幅が５０μｍであるとすると５００Ω以上の抵抗になってしまう。この高抵抗によりゲートバスライン１０３を流れるゲート信号の波形は鈍ってしまいゲートバスライン１０３上の複数の画素の輝度が変動してしまうという影響が生じる。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
以上説明したように、ＡＣＦが及ぶ範囲内にＩＴＯ層１３５と仲介金属層１４０とのコンタクト窓１０８を配置した場合には、実装リペア作業中にＩＴＯ層１３５の剥離が発生して、画像の表示品位の劣化や表示装置の信頼性の低下が生じてしまう。一方、ＩＴＯ層１３５と仲介金属層１４０とのコンタクト窓１０８をＡＣＦが及ぶ範囲外に配置した場合には、ＩＴＯ層１３５の高抵抗が付加されて、画像の表示品位の劣化が生じてしまうという問題が生じる。
【００１９】
本発明の目的は、ＡＣＦの及ぶ範囲内にＩＴＯ層と仲介金属層とのコンタクト窓を配置した場合であっても実装リペア作業によるＩＴＯ剥がれが発生し難い端子構造を有する液晶表示装置を提供することにある。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、バスラインを構成する金属層と、金属層上に形成された絶縁膜と、バスラインの端子部に絶縁膜を開口して設けられたコンタクト窓と、コンタクト窓を介して金属層と電気的に接続される仲介金属層と、仲介金属層と電気的に接続されたＩＴＯ層とを有し、バスラインからの信号に基づいてスイッチング素子により液晶を駆動して画像を表示させる液晶表示装置において、ＩＴＯ層は、仲介金属層との密着強度を補強するための、コンタクト窓周囲の絶縁膜と密着する密着強度補強領域を有していることを特徴とする液晶表示装置によって達成される。
【００２１】
また、上記目的は、バスラインを構成する金属層と、金属層上に形成された絶縁膜と、バスラインの端子部に絶縁膜を開口して設けられたコンタクト窓と、コンタクト窓を介して金属層と電気的に接続される仲介金属層と、仲介金属層と電気的に接続されたＩＴＯ層とを有し、バスラインからの信号に基づいてスイッチング素子により液晶を駆動して画像を表示させる液晶表示装置において、ＩＴＯ層は、コンタクト窓内で金属層と密着する密着強度補強領域を有していることを特徴とする液晶表示装置によって達成される。
【００２２】
さらに上記目的は、ガラス基板と、ガラス基板上に形成されたバスラインを構成する金属層と、金属層上に形成された絶縁膜と、バスラインの端子部に絶縁膜を開口して設けられたコンタクト窓と、コンタクト窓を介して金属層と電気的に接続される仲介金属層と、仲介金属層と電気的に接続されたＩＴＯ層とを有し、バスラインからの信号に基づいてスイッチング素子により液晶を駆動して画像を表示させる液晶表示装置において、ＩＴＯ層は、コンタクト窓内でガラス基板と密着する密着強度補強領域を有していることを特徴とする液晶表示装置によって達成される。
【００２３】
本発明の液晶表示装置において、コンタクト窓周囲の所定範囲内の基準面積のうち、仲介金属層と接触しないＩＴＯ層の面積は、仲介金属層と接触するＩＴＯ層の面積の１０％以上であることが望ましい。また、仲介金属層の表面積は５０００μｍ²以下であることが望ましい。さらに、仲介金属層の最小幅は、２０μｍ以下であることが望ましい。
【００２４】
本発明の液晶表示装置において、コンタクト窓は少なくとも２個以上であってもかまわない。その場合のコンタクト窓によるコンタクト抵抗値は、バスライン抵抗値の１０％以下であることが望ましい。また、本発明の液晶表示装置において、金属層は低抵抗金属で形成され、絶縁膜はＳｉＮｘで形成され、仲介金属層は高融点金属で形成されていることを特徴とする。
【００２５】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の実施の形態による液晶表示装置を図１を用いて説明する。図１は本実施の形態の液晶表示装置のアレイ基板２１上のゲートバスライン３の端子部の構造を示している。図１（ａ）は、アレイ基板２１上のゲートバスライン３端部の平面を示している。図１（ｂ）は、図１（ａ）のＢ−Ｂ’線で切断したゲートバスライン３端子部に設けられたコンタクト窓８の断面を示している。なお、本実施の形態による液晶表示装置はゲートバスラインの端子部の構造に特徴を有しており、その他の構成については図１２及び図１３を用いて説明した液晶表示装置と同様であるので説明は省略する。
【００２６】
複数のゲートバスライン３に駆動信号を供給するドライバＩＣ（図示せず）がＴＡＢ実装されたＴＣＰ（図示せず）端辺は、アレイ基板２１端辺２１ｅから距離Ｄ６だけ内方に入った図１（ａ）中の左右に延びる破線に一致するように配置されてＡＣＦによりアレイ基板２１に接続されている。ゲートバスライン抵抗をできるだけ小さくするため、図１（ａ）に示すように、ゲートバスライン３金属層とＩＴＯ層３５とが接続されるコンタクト窓８はＡＣＦによる接着領域内に配置されている。
【００２７】
本例ではゲートバスライン３の金属層として、ＡｌまたはＡｌ合金が用いられている。また、ＩＴＯ層３５とゲートバスライン３の金属層との間にはＴｉを用いた仲介金属層４０が形成されている。図１（ｂ）に示すように、仲介金属層４０の端部は、アライメントのためのマージンをとってコンタクト窓８の開口端部よりパッシベーション膜３３上に拡がって形成されている。同様に、ＩＴＯ層３５は、仲介金属層４０の周囲端部より所定距離だけ拡がってパッシベーション膜３３と接触する接触部Ｓ２を有している。
【００２８】
本実施の形態の特徴的な点は、仲介金属層４０とＩＴＯ層３５とのコンタクトをとるためのコンタクト窓８が、ゲートバスライン３の幅に対してフォトリソグラフィおよびエッチングに関するアライメントのマージンより大きな幅を持って配置されていることにある。そのため、コンタクト窓８の周囲のシリコン窒化膜（ＳｉＮｘ）からなるパッシベーション膜３３上には、ＩＴＯ層３５との比較的広い接触領域が存在している。このＩＴＯ層３５とパッシベーション膜３３との接触部Ｓ２の密着強度は仲介金属層４０とＩＴＯ層３５の接触部Ｓ１の密着強度より強い。このＩＴＯ層とパッシベーション膜３３との接触部Ｓ２は、実装リペア工程でＴＣＰのＦＰＣを引き剥がす際の引っ張り力により、ＩＴＯ層３５と仲介金属層４０との金属層界面である接触部Ｓ１でＩＴＯ層３５が剥離してしまうのを引き止める作用をする。つまり、接触部Ｓ２は、ＩＴＯ層３５と仲介金属層４０との金属層界面Ｓ１の密着強度を補強するように機能する。このように本実施の形態によるＩＴＯ層３５は、仲介金属層４０との密着強度を補強するため、コンタクト窓８周囲のパッシベーション膜３３と密着する密着強度補強領域（Ｓ１）を有していることを特徴としている。
【００２９】
次に、図１に示す構造を形成する工程を簡単に説明する。まず、ガラス基板２１全面に金属層（例えばＡｌ）を成膜してパターニングしゲートバスライン３を形成する。次に、絶縁膜（例えばＳｉＮｘ）を成膜してゲート絶縁膜２３を形成する。次いで、ＴＦＴの動作半導体層となるアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）層を形成する。次に、シリコン窒化膜（ＳｉＮｘ）を成膜して、例えばゲートバスライン３をマスクとして背面露光を行いシリコン窒化膜をパターニングしてチャネル保護膜を形成する。次に、動作半導体層とソース／ドレイン電極とのコンタクトをとるためのｎ＋Ｓｉからなるオーミックコンタクト層と、ソース／ドレイン電極およびデータバスラインとなる金属層（例えばＡｌ）を成膜した後パターニングする。次いで、パッシベーション膜（例えばＳｉＮｘ）３３を成膜し、後に形成する画素電極のＩＴＯ層３５とソース電極とを接続させるコンタクト窓の形成と共に、ゲートバスライン３の端子部でＩＴＯ層３５と仲介金属層４０及びゲートバスライン３を接続させるためのコンタクト窓８をエッチングにより形成する。次に、金属層（例えばＴｉ）を成膜してパターニングしＩＴＯ膜３５とゲートバスライン３との間に積層される仲介金属層４０を形成する。次に、ＩＴＯを成膜してパターニングし、画素電極及びゲートバスライン上のＩＴＯ層３５を形成する。このとき仲介金属層４０の外周囲には、ＩＴＯ膜３５とパッシベーション膜３３とが図１の接触部Ｓ２で密着されている。これにより比較的密着強度の弱いＩＴＯ膜３５と仲介金属層４０との接触部Ｓ１の密着強度を補強することができる。
【００３０】
次に、本発明の第２の実施の形態による液晶表示装置を図２を用いて説明する。図２は本実施の形態の液晶表示装置のアレイ基板２１上のゲートバスライン３の端子部の構造を示している。図２（ａ）は、アレイ基板２１上のゲートバスライン３端部の平面を示している。図２（ｂ）は、図２（ａ）のＢ−Ｂ’線で切断したゲートバスライン３端子部に設けられたコンタクト窓８の断面を示している。なお、第１の実施の形態による液晶表示装置のゲートバスラインの端子部の構造と同一の機能作用を有する構成要素には同一の番号を付してその説明は省略する。
【００３１】
本実施の形態による端子部は、仲介金属層４０がコンタクト窓８内にのみ存在し、コンタクト窓８内の仲介金属層４０が存在しない領域が有為の面積を持って存在している点に特徴を有している。このため、コンタクト窓８周囲と仲介金属層４０との間の領域にはゲートバスライン３の金属層が露出しており、ＩＴＯ層３５が直接ゲートバスライン３５金属層と接触する接触部Ｓ３が存在している。。このＩＴＯ層３５とゲートバスライン３の金属層との接触部Ｓ３の密着強度は、ゲートバスライン３の金属層の露出部がエッチング工程でその表面を薄く削り取られてクリーニングされているために仲介金属層４０とＩＴＯ層３５の接触部Ｓ１の密着強度より強い。
【００３２】
また、ＩＴＯ層３５は、第１の実施の形態よりさらに広い領域でパッシベーション膜３３と接触する接触部Ｓ２を有している。このＩＴＯ層３５とゲートバスライン３金属層との接触部Ｓ３およびＩＴＯ層３５とパッシベーション膜３３との接触部Ｓ２は、実装リペア工程でＴＣＰを引き剥がそうとする際の引っ張り力により、ＩＴＯ層３５が仲介金属層４０との金属層界面Ｓ１で剥離してしまうのを引き止めるように作用し、ＩＴＯ層３５と仲介金属層４０との金属層海面Ｓ１の密着強度を補強するように機能する。
【００３３】
また、この構造は、第１の実施の形態と同一の製造工程で形成されるが、仲介金属層４０はコンタクト窓８よりわずかに小さく形成されており、ＩＴＯ層３５とパッシベーション膜３３との接触部Ｓ２の接触領域の占める面積を第１の実施の形態のそれより大きくすることができるという利点を有している。
【００３４】
加えて、この構造では仲介金属層４０がコンタクト窓８の内側にあるため凹凸が少なく平面度が高い。その結果、実装工程のリペア中のＡＣＦ剥ぎ取り作業による擦りの力を受ける度合いも小さくなり、剥がれに対してより耐性が増す。
【００３５】
次に、本発明の第３の実施の形態による液晶表示装置を図３を用いて説明する。図３は本実施の形態の液晶表示装置のアレイ基板２１上のゲートバスライン３の端子部の構造を示している。図３（ａ）は、アレイ基板２１上のゲートバスライン３端部の平面を示している。図３（ｂ）は、図３（ａ）のＢ−Ｂ’線で切断したゲートバスライン３端子部に設けられたコンタクト窓８の断面を示している。なお、第１の実施の形態による液晶表示装置のゲートバスラインの端子部の構造と同一の機能作用を有する構成要素には同一の番号を付してその説明は省略する。
【００３６】
本実施の形態による端子部は、ゲートバスライン３の金属層とＩＴＯ層３５とのコンタクトをとるためのコンタクト窓８内にゲートバスライン３の金属層およびゲートバスライン３の金属層とＩＴＯ層３５との間を仲介する仲介金属層４０が存在しない領域が有為の面積を持って存在している。しかも、コンタクト窓８内のゲートバスライン３の金属層はコンタクト窓８の外の領域との接続を保っておりＩＴＯ層３５とゲートバスライン３の金属層は電気的に接続されている。この結果、仲介金属層４０の周囲には、仲介金属層４０とほぼ同等の面積のＩＴＯ層３５とガラス基板２１との接触部Ｓ３が存在しており、既述の理由でＩＴＯ層３５と金仲介金属層４０との属層界面Ｓ１の密着強度が補強される。
【００３７】
加えて、この構造では仲介金属層４０がコンタクト窓８の内側にあるため凹凸が少なく平面度が高い。その結果、実装工程のリペア中のＡＣＦ剥ぎ取り作業による擦りの力を受ける度合いも小さくなり、剥がれに対してより耐性を増すことができる。このとき、ゲートバスライン３金属層とＩＴＯ層３５との間を仲介する仲介金属層４０はコンタクト窓８の外に及んでいる必要はないがＩＴＯ層３５とゲートバスライン３金属層の間の抵抗を少しでも下げるためにはコンタクト窓８内のゲートバスライン３金属層をできるだけ覆っていることが望ましい。しかしながら、仲介金属層４０がコンタクト窓８の外側に及ぶような構造であったとしても、凹凸が少ないという利点はなくなるが密着強度を補強する構造であることに変わりはない。
【００３８】
以上の説明から明らかなように、第１乃至第３の実施の形態による液晶表示装置の端子構造は、密着強度が比較的弱い層構成を持つ領域の周囲に密着強度が比較的強い層構成を持つ領域を配置することで全体としての密着強度を向上させるようにしている。この効果は、密着強度が比較的弱い層構成を持つ領域の面積に対して、密着強度が比較的強い層構成を持つ領域の面積の割合が大きいほど高い。具体例を図４を用いて説明する。図４はアレイ基板２１上のゲートバスライン３の端子部の構造を示している。図４（ａ）は、アレイ基板２１上のゲートバスライン３端部の平面を示し、図４（ｂ）はゲートバスライン３端子部に設けられたコンタクト窓８の断面を示している。図４は図１に示した構成の変形例を示している。図４に示すように、密着強度の強い領域である接触部Ｓ２の面積が密着強度の弱い領域である接触部Ｓ１の１０％以上であることが望ましい。つまり、コンタクト窓８周囲の所定範囲（図中、コンタクト窓８の端部から距離Ｌで囲まれる範囲）内の基準面積のうち、仲介金属層４０と接触しないＩＴＯ層３５の面積は、仲介金属層４０と接触するＩＴＯ層３５の面積の１０％以上であることが望ましい。ここで、距離Ｌは、コンタクト窓周端部からゲートバスライン３の幅方向の端部までの距離としている。
【００３９】
また、密着強度が比較的強い層構成を持つ領域によるＩＴＯ層３５の剥離抑止の効果は、当該層構成の領域からの距離が大きくなるほど小さくなると考えらる。従って、密着強度が比較的弱い層構成を持つ領域の面積はできるだけ小さい方が好ましい。具体的には図５に示すように、密着強度の弱い領域の面積は５０００μｍ²以下に抑えることが望ましい。但し、図６に示すように、密着強度が比較的弱い層構成を持つ領域の形状が、例えば細長い長方形をしているような場合には短辺がある程度短ければ、長辺の長さには依存せずに密着強度の増強を図ることができる。具体的には、密着強度の弱い領域の最も細い部分の幅（図６のＷＳ１）が２０μｍ以下であることが望ましい。
【００４０】
ゲートバスライン３の金属層とＩＴＯ層３５とのコンタクト窓８の面積はできるだけ小さい方が望ましいが、その一方でコンタクト窓８の面積を小さくするとコンタクト抵抗が増大するという問題が発生する。ゲートバスライン３の抵抗は基本的に低くする必要があり、抵抗の増大は信号波形を鈍らせるため表示品質の劣化を招くことになる。
【００４１】
そこで本実施の形態を適用する際には、図７乃至図１１に具体的に示すように、コンタクト窓８の数を複数にして全体としてのコンタクト面積を増やすという手法が有効である。
【００４２】
図７は、アレイ基板２１上のゲートバスライン３の端子部の構造を示している。図７（ａ）は、アレイ基板２１上のゲートバスライン３端部の平面を示している。図７（ｂ）は、図７（ａ）のＢ−Ｂ’線で切断したゲートバスライン３端子部に設けられたコンタクト窓８の断面を示している。図７に示すように、マトリクス状に複数のコンタクト窓８が１本のゲートバスライン３上に形成されている。こうすることにより全体としてのコンタクト面積を増やすことができる。このとき、それぞれのコンタクト窓８には密着強度の強い膜構成からなる領域を適当な面積以上配置することが肝要である。図４乃至図６を用いて説明した各条件は複数のコンタクト窓８のそれぞれについて適用される。また、具体的にはゲートバスライン３の設計抵抗値に対して付加される抵抗はゲートバスライン抵抗の１０％以内であることが望ましい。
【００４３】
図８に示すように、複数のコンタクト窓８を形成した場合でも、個々のコンタクト窓８に対して密着強度が比較的弱い層構成を持つ領域の周囲に密着強度が比較的強い層構成を持つ領域を配置することで全体としての密着強度を向上させることができる。個々のコンタクト窓８について、密着強度の強い領域である接触部Ｓ２の面積が密着強度の弱い領域である接触部Ｓ１の１０％以上であることが望ましい。つまり、個々のコンタクト窓８周囲の所定範囲内の基準面積のうち、仲介金属層４０と接触しないＩＴＯ層３５の面積は、仲介金属層４０と接触するＩＴＯ層３５の面積の１０％以上であることが望ましい。
【００４４】
また、複数のコンタクト窓８を配置した場合であっても、密着強度が比較的強い層構成を持つ領域による剥離抑止の効果は、当該層構成の領域からの距離が大きくなるほど小さくなると考えらる。従って、密着強度が比較的弱い層構成を持つ領域の面積はできるだけ小さい方が好ましい。具体的には図９に示すように、複数のコンタクト窓８のそれぞれについて、密着強度の弱い領域の面積は５０００μｍ²以下に抑えることが望ましい。
【００４５】
また、複数のコンタクト窓８が図１０に示すように整列して形成されている場合、すなわち個々のコンタクト窓８において、密着強度が比較的弱い層構成を持つ領域の形状が、例えば細長い長方形形状であるような場合には、短辺がある程度短ければ長辺の長さに依存せずに密着強度の増強を図ることができる。具体的には、個々のコンタクト窓８の密着強度の弱い領域の最も細い部分の幅（図１０のＷＳ１）が２０μｍ以下であることが望ましい。
【００４６】
このように、コンタクト抵抗を低減させるために複数のコンタクト窓８を設ける場合でも、以上説明したような条件を満たすことが重要であるが、以上の条件を満足し得るコンタクト窓８のパターンを図１１を用いて簡単に説明する。図１１（ａ）は、正方形形状のコンタクト窓８がゲートバスライン３に沿って１列に複数配置されているパターンを示している。図１１（ｂ）は、長辺がゲートバスライン３に沿った長方形形状のコンタクト窓８がゲートバスライン３の幅内に３列に並んで配置されたパターンを示している。図１１（ｃ）は、図１１（ｂ）に示すコンタクト窓８より長い長辺を有する長方形形状の１つのコンタクト窓８が配置されたパターンを示している。図１１（ｄ）は、長辺がゲートバスライン３上に斜めに形成された四角形形状の複数のコンタクト窓８が並ん配置されたパターンを示している。これらいずれのパターンもコンタクト抵抗を低減させ、且つＡＣＦの引き剥がし時のＩＴＯ層３５の剥離を防止する効果を奏する。
【００４７】
本発明は、上記実施の形態に限らず種々の変形が可能である。
【００４８】
例えば、上記実施の形態では、アレイ基板上のゲートバスラインの端子部に着目して説明したが、本発明はそれに限られず、データバスラインの端子部や、他の電気的なコンタクトを必要とする端子部のコンタクト窓においても適用可能である。
【００４９】
また、上記実施の形態では、ゲートバスライン３を形成する金属層にＡｌ又はＡｌ合金を用いたが、本発明はこれに限られず、Ａｌ以外の低抵抗金属、例えばＣｕ（銅）及びそれらの合金を用いることが可能である。また、上記実施の形態では、仲介金属層４０の形成材料としてＴｉを用いたが、本発明はこれに限られず、Ｔｉ以外のいわゆる高融点金属、例えば、Ｗ（タングステン）、Ｃｒ（クロム）、Ｍｏ（モリブデン）及びそれらの合金、さらにそれらのシリサイド、ナイトライドを用いることももちろん可能である。
【００５０】
また、上記実施の形態では、ＴＡＢ実装によるＴＣＰをＡＣＦにてアレイ基板と接続する例で説明したが、本発明はもちろんこれに限られず、例えば、ドライバＩＣをアレイ基板上に実装するいわゆるＣＯＧ（ＣｈｉｐＯｎＧｌａｓｓ）方式の実装にも適用することができる。例えば、ＩＣチップの入出力端子と接続するアレイ基板上の端子、及びドライバＩＣに信号を供給するＦＰＣと接続するアレイ基板上の端子等でのＡＣＦ引き剥がしにおけるＩＴＯ層剥離の防止に適用することができる。
【００５１】
【発明の効果】
以上の通り、本発明によれば、ＡＣＦの及ぶ範囲内にＩＴＯ層と仲介金属層とのコンタクト窓を配置した場合であっても実装リペア作業によるＩＴＯ剥がれが発生し難い端子構造を有する液晶表示装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態による液晶表示装置のアレイ基板２１上のゲートバスライン３の端子部の構造を示す図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態による液晶表示装置のアレイ基板２１上のゲートバスライン３の端子部の構造を示す図である。
【図３】本発明の第３の実施の形態による液晶表示装置のアレイ基板２１上のゲートバスライン３の端子部の構造を示す図である。
【図４】本発明の第１乃至第３の実施の形態のいずれかのアレイ基板２１上のゲートバスライン３の端子部の構造の具体例を示す図である。
【図５】本発明の第１乃至第３の実施の形態のいずれかのアレイ基板２１上のゲートバスライン３の端子部の構造の具体例を示す図である。
【図６】本発明の第１乃至第３の実施の形態のいずれかのアレイ基板２１上のゲートバスライン３の端子部の構造の具体例を示す図である。
【図７】本発明の第１乃至第３の実施の形態のいずれかのアレイ基板２１上のゲートバスライン３の端子部の構造の具体例を示す図である。
【図８】本発明の第１乃至第３の実施の形態のいずれかのアレイ基板２１上のゲートバスライン３の端子部の構造の具体例を示す図である。
【図９】本発明の第１乃至第３の実施の形態のいずれかのアレイ基板２１上のゲートバスライン３の端子部の構造の具体例を示す図である。
【図１０】本発明の第１乃至第３の実施の形態のいずれかのアレイ基板２１上のゲートバスライン３の端子部の構造の具体例を示す図である。
【図１１】本発明の第１乃至第３の実施の形態のいずれかのアレイ基板２１上のゲートバスライン３の端子部の構造の具体例を示す図である。
【図１２】液晶表示装置におけるＴＦＴの構造を説明する図である。
【図１３】液晶表示装置におけるＴＦＴの構造を説明する図である。
【図１４】従来のゲートバスラインの端子部の構造を説明する図である。
【図１５】従来のゲートバスラインの端子部の構造を説明する図である。
【図１６】従来のゲートバスラインの端子部でのＩＴＯ層の剥離を説明する図である。
【図１７】従来のゲートバスラインの端子部の構造を説明する図である。
【図１８】従来のゲートバスラインの端子部の構造を説明する図である。
【符号の説明】
３、１０３ゲートバスライン
２１、１２１基板
２３、１２３ゲート絶縁膜
３３、１３３パッシベーション膜
８、１０８コンタクト窓
４０、１４０仲介金属層
３５、１０７ＩＴＯ層
１０１データバスライン
１０５チャネル保護膜
１１７ドレイン電極
１１９ソース電極

Claims

ガラス基板と、前記ガラス基板上に形成されたバスラインを構成する金属層と、前記金属層上に形成された絶縁膜と、前記バスラインの端子部に前記絶縁膜を開口して設けられたコンタクト窓と、前記コンタクト窓を介して前記金属層と電気的に接続される仲介金属層と、前記仲介金属層の上層に形成され、前記仲介金属層と電気的に接続されたＩＴＯ層とを有し、前記バスラインからの信号に基づいてスイッチング素子により液晶を駆動して画像を表示させる液晶表示装置において、
前記ＩＴＯ層は、前記コンタクト窓内で前記ガラス基板と密着する密着強度補強領域を有していることを特徴とする液晶表示装置。
請求項１記載の液晶表示装置において、
前記コンタクト窓周囲の前記コンタクト窓周端部から前記バスラインの幅方向の端部までの距離で囲まれる範囲内の面積のうち、前記仲介金属層と接触しない前記ＩＴＯ層の面積は、前記仲介金属層と接触する前記ＩＴＯ層の面積の１０％以上であることを特徴とする液晶表示装置。
請求項１又は２に記載の液晶表示装置において、
前記仲介金属層の表面積が５０００μｍ^２以下であることを特徴とする液晶表示装置。
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の液晶表示装置において、
前記仲介金属層の最小幅は、２０μｍ以下であることを特徴とする液晶表示装置。
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の液晶表示装置において、
前記コンタクト窓が少なくとも２個以上からなることを特徴とする液晶表示装置。
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の液晶表示装置において、
前記コンタクト窓によるコンタクト抵抗値は、バスライン抵抗値の１０％以下であることを特徴とする液晶表示装置。
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の液晶表示装置において、
前記金属層はＡｌ又はＡｌ合金、Ｃｕ又はＣｕ合金のいずれかで形成され、前記絶縁膜はＳｉＮｘで形成され、前記仲介金属層はＴｉ、Ｗ、Ｃｒ、Ｍｏ及びそれらの合金、さらにそれらのシリサイド、ナイトライドのいずれかで形成されていることを特徴とする液晶表示装置。