JP5830810B2 - 表示パネルおよびその製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、アクティブマトリクス駆動型の表示パネルおよびその製造方法に関する。
この種の表示パネルでは、マトリクス状に配置された画素電極毎に駆動部が配置されている。各駆動部は、薄膜トランジスタ素子を含んで構成されている。各駆動部の薄膜トランジスタ素子の全てが正常に動作することが理想であるが、実際には、ゲート絶縁膜の耐圧不良や配線の断線等により、いくつかの欠陥の薄膜トランジスタ素子が存在する場合がある。欠陥の薄膜トランジスタ素子を含む駆動部により画素電極に給電されると、表示パネルに滅点や輝点を生じさせる原因になりかねない。特に、輝点が存在する表示パネルは、商品規格の観点から許容されるものではない。このため、例えば特許文献1では、欠陥の薄膜トランジスタ素子の配線の一部をレーザで切断することにより、欠陥の駆動部と当該駆動部に対応する画素電極を電気的に非接続に保っている。この構成によれば、表示パネルにおいて欠陥の駆動部に対応する部分が滅点になるので、表示パネルに輝点が発生することを防止することができる。
特開昭63−276032号公報
しかしながら、レーザによる配線の切断には、配線部材が周辺に飛び散りパーティクルの増加を招くという問題がある。パーティクルの増加により、薄膜トランジスタ素子のソースとドレインがショートする恐れがある。
加えて、一般的に、配線の一部をレーザで切断するには、切断し易いように予め配線に細い部分を設ける必要がある。また、その部分の下層に電極等が配置されないようレイアウトする必要もある。すなわち、配線の一部をレーザで切断するにあたってレイアウト上の制約が課されることになる。
その結果、薄膜トランジスタ素子のサイズを縮小せざるを得ない場合がある。そうすると、薄膜トランジスタ素子の能力が低下するため、駆動部として、1)所望の画素電流を流せなくなる、2)保持容量への書き込み時間が遅くなる、3)補償回路用のトランジスタが配置できなくなる、などの不具合が生じ、結果として表示パネルの性能が劣化してしまう。例えば、性能劣化の一つとして表示パネルの輝度が低下することがあり得る。
本発明は、パーティクルの増加を抑制するとともに薄膜トランジスタ素子のレイアウト上の制約を回避した表示パネルを提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る表示パネルは、薄膜トランジスタ素子を含む駆動部が複数、マトリクス状に配置されてなるトランジスタアレイ基板と、前記トランジスタアレイ基板上に形成され、前記複数の駆動部に対応する各領域の一部分にコンタクトホールが形成された層間絶縁膜と、前記層間絶縁膜上に前記複数の駆動部に対応してマトリクス状に配置された複数の画素電極を備え、前記複数の駆動部には、欠陥の駆動部が一部に含まれており、前記複数の画素電極のうち、欠陥の駆動部にそれぞれ対応するものを第1画素電極と、欠陥でない駆動部にそれぞれ対応するものを第2画素電極と称した場合、前記第2画素電極の各々は、一部が対応するコンタクトホールに入り込むように形成されており、前記第2画素電極のそれぞれのコンタクトホールに入り込んでいる部分が、対応する駆動部の給電パッドとコンタクトすることで、前記第2画素電極のそれぞれが、対応する駆動部に電気的に接続されており、前記第1画素電極のそれぞれのコンタクトホールに相当する部分と、対応する駆動部の給電パッドの間に絶縁部材が介在され、前記第1画素電極のそれぞれが、対応する駆動部と電気的に非接続に保たれており、前記層間絶縁膜は、前記トランジスタアレイ基板上に形成されたパッシベーション膜と、前記パッシベーション膜上に形成された平坦化膜を含み、
前記平坦化膜と前記絶縁部材の材料は共通であることを特徴とするとした。
本発明の一態様に係る表示パネルでは、前記第1画素電極のそれぞれのコンタクトホールに相当する部分と、対応する駆動部の給電パッドの間に絶縁部材が介在され、前記第1画素電極のそれぞれが、対応する駆動部と電気的に非接続に保たれている。配線を切断することで電気的に非接続にしているわけではないので、パーティクルは増加せず、レイアウト上の制約が課されることもない。
(a)本発明の実施の形態1に係る表示装置100の電気的な構成を示すブロック図である。(b)表示パネル105が有する一画素回路の回路構成及びその周辺回路との接続を示す図である。 表示パネル105における、ゲート線200、データ線201、電源線202、および駆動部209のレイアウトを示す模式平面図である。 表示パネル105における画素電極205のレイアウトを示す模式平面図である。 (a)表示パネル105の構成を模式的に示す部分断面図(図2のA−A’断面)である。(b)表示パネル105の構成を模式的に示す部分断面図(図2のB−B’断面)である。 表示パネル105の製作工程を示す図である。 層間絶縁膜形成工程、層間絶縁膜孔埋め工程、および画素電極形成工程の一例を示す工程図である。 表示パネル105の要部を模式的に示す部分断面図である。 変形例1に係る表示パネルの構成を模式的に示す部分断面図である。 変形例2に係る表示パネルにおける、ゲート線200a、電源線202a、駆動部501、および画素電極601のレイアウトを示す模式平面図である。 (a)変形例2に係る表示パネルの構成を模式的に示す部分断面図(図9のC−C’断面)である。(b)変形例2に係る表示パネルの構成を模式的に示す部分断面図(図9のD−D’断面)である。 表示装置100の外観を示す図である。
<実施の態様>
本発明の一態様である表示パネルは、薄膜トランジスタ素子を含む駆動部が複数、マトリクス状に配置されてなるトランジスタアレイ基板と、前記トランジスタアレイ基板上に形成され、前記複数の駆動部に対応する各領域の一部分にコンタクトホールが形成された層間絶縁膜と、前記層間絶縁膜上に前記複数の駆動部に対応してマトリクス状に配置された複数の画素電極を備え、前記複数の駆動部には、欠陥の駆動部が一部に含まれており、前記複数の画素電極のうち、欠陥の駆動部にそれぞれ対応するものを第1画素電極と、欠陥でない駆動部にそれぞれ対応するものを第2画素電極と称した場合、前記第2画素電極の各々は、一部が対応するコンタクトホールに入り込むように形成されており、前記第2画素電極のそれぞれのコンタクトホールに入り込んでいる部分が、対応する駆動部の給電パッドとコンタクトすることで、前記第2画素電極のそれぞれが、対応する駆動部に電気的に接続されており、前記第1画素電極のそれぞれのコンタクトホールに相当する部分と、対応する駆動部の給電パッドの間に絶縁部材が介在され、前記第1画素電極のそれぞれが、対応する駆動部と電気的に非接続に保たれていることを特徴とするとした。
本発明の一態様に係る表示パネルでは、前記第1画素電極のそれぞれのコンタクトホールに相当する部分と、対応する駆動部の給電パッドの間に絶縁部材が介在され、前記第1画素電極のそれぞれが、対応する駆動部と電気的に非接続に保たれている。配線を切断することで電気的に非接続にしているわけではないので、パーティクルは増加せず、レイアウト上の制約が課されることもない。
ここで、本発明の別の態様として、前記絶縁部材は、前記第1画素電極のそれぞれに対応するコンタクトホールにおける、少なくとも底部を含む部分に設けられているとしてもよい。
ここで、本発明の別の態様として、前記絶縁部材は、アクリル系樹脂からなるとしてもよい。
ここで、本発明の別の態様として、前記層間絶縁膜は、前記トランジスタアレイ基板上に形成されたパッシベーション膜と、前記パッシベーション膜上に形成された平坦化膜を含むとしてもよい。
ここで、本発明の別の態様として、前記表示パネルは、エレクトロルミネッセント表示パネルであるとしてもよい。
ここで、本発明の別の態様として、前記表示パネルは、有機エレクトロルミネッセント表示パネルであるとしてもよい。
ここで、本発明の一態様である表示パネルの製造方法は、基板を準備する準備工程と、前記基板上に、薄膜トランジスタ素子を含む駆動部を複数マトリクス状に配置することで、トランジスタアレイ基板を形成するトランジスタアレイ基板形成工程と、前記トランジスタアレイ基板上に、前記複数の駆動部に対応する各領域の一部分にコンタクトホールが形成された層間絶縁膜を形成する層間絶縁膜形成工程と、前記層間絶縁膜上に、前記複数の駆動部に対応して複数の画素電極をマトリクス状に配置する画素電極形成工程を含み、前記複数の駆動部には、欠陥の駆動部が一部に含まれており、前記複数の画素電極のうち、欠陥の駆動部にそれぞれ対応するものを第1画素電極と、欠陥でない駆動部にそれぞれ対応するものを第2画素電極と称した場合、前記第2画素電極の各々を、一部が対応するコンタクトホールに入り込むように形成し、前記層間絶縁膜形成工程と前記画素電極形成工程の間に、前記欠陥の駆動部と前記第1画素電極をコンタクトするための各コンタクトホールに絶縁部材を形成する絶縁部材形成工程を含み、前記第2画素電極のそれぞれのコンタクトホールに入り込んでいる部分を、対応する駆動部の給電パッドとコンタクトさせることで、前記第2画素電極のそれぞれを、対応する駆動部に電気的に接続し、前記第1画素電極のそれぞれのコンタクトホールに相当する部分と、対応する駆動部の給電パッドの間に前記絶縁部材を介在させることにより、前記第1画素電極のそれぞれを、対応する駆動部と電気的に非接続とすることを特徴とするとしてもよい。
本態様の表示パネルの製造方法では、前記欠陥の駆動部と前記第1画素電極をコンタクトするための各コンタクトホールに絶縁部材を形成することで、前記第1画素電極のそれぞれが、対応する駆動部と電気的に非接続になっているので、パーティクルは増加せず、レイアウト上の制約が課されることもない。
ここで、本発明の別の態様として、前記絶縁部材形成工程では、前記各コンタクトホールにおける、少なくとも底部を含む部分に前記絶縁部材を形成するとしてもよい。
本態様の表示パネルの製造方法では、前記各コンタクトホールの全部に前記絶縁部材を形成するわけではないので、前記各コンタクトホールから絶縁材料が周辺に溢れ出る可能性を低減することができる。
ここで、本発明の別の態様として、前記絶縁部材形成工程では、アクリル系樹脂を用いて絶縁部材を形成するとしてもよい。
ここで、本発明の別の態様として、前記層間絶縁膜形成工程では、前記トランジスタアレイ基板上にパッシベーション膜を形成する工程と、前記パッシベーション膜上に平坦化膜を形成する工程を含むとしてもよい。
ここで、本発明の一態様である表示パネルの製造方法は、基板を準備する準備工程と、前記基板上に、薄膜トランジスタ素子を含む駆動部を複数マトリクス状に配置することで、トランジスタアレイ基板を形成するトランジスタアレイ基板形成工程と、前記トランジスタアレイ基板における各薄膜トランジスタ素子の欠陥の有無を検査する検査工程と、前記検査の結果に基づいて、前記トランジスタアレイ基板における欠陥の駆動部の位置情報を取得する位置情報取得工程と、前記トランジスタアレイ基板上に、前記複数の駆動部に対応する各領域の一部分にコンタクトホールが形成された層間絶縁膜を形成する層間絶縁膜形成工程と、前記層間絶縁膜上に、前記複数の駆動部に対応して複数の画素電極をマトリクス状に配置する画素電極形成工程を含み、前記複数の駆動部には、欠陥の駆動部が一部に含まれており、前記複数の画素電極のうち、欠陥の駆動部にそれぞれ対応するものを第1画素電極と、欠陥でない駆動部にそれぞれ対応するものを第2画素電極と称した場合、前記第2画素電極の各々を、一部が対応するコンタクトホールに入り込むように形成し、前記層間絶縁膜形成工程と前記画素電極形成工程の間に、前記位置情報に対応するコンタクトホールに絶縁部材を形成する工程を含み、前記第2画素電極のそれぞれのコンタクトホールに入り込んでいる部分を、対応する駆動部の給電パッドとコンタクトさせることで、前記第2画素電極のそれぞれを、対応する駆動部に電気的に接続し、前記第1画素電極のそれぞれのコンタクトホールに相当する部分と、対応する駆動部の給電パッドの間に前記絶縁部材を介在させることにより、前記第1画素電極のそれぞれを、対応する駆動部と電気的に非接続とすることを特徴とするとしてもよい。
<実施の形態1>
−表示装置100の概略ブロック図−
図1(a)は、本発明の実施の形態1に係る表示パネル105を含む表示装置100の電気的な構成を示すブロック図である。図1(a)に示されるように、表示装置100は、制御回路101と、メモリ102と、走査線駆動回路103と、データ線駆動回路104と、画素回路が行列状に配置された表示パネル105を備える。表示パネル105は、例えばエレクトロルミネッセント(以下、「EL」と記す。)表示パネルであり、有機EL表示パネルとしてもよい。また、表示パネル105は、液晶表示パネルとしてもよい。
図1(b)は、表示パネル105が有する一画素回路の回路構成及びその周辺回路との接続を示す図である。図1(b)に示されるように、画素回路208は、ゲート線200と、データ線201と、電源線202と、スイッチングトランジスタ203と、駆動トランジスタ204と、画素電極205と、保持容量206と、共通電極207を含んで構成される。スイッチングトランジスタ203及び駆動トランジスタ204は、薄膜トランジスタ素子である。画素電極205と共通電極207の間には、複数の機能層を積層して構成した発光層または液晶が形成される。
周辺回路は、走査線駆動回路103とデータ線駆動回路104を備える。また、スイッチングトランジスタ203、駆動トランジスタ204、及び保持容量206により駆動部209が構成されている。
表示パネル105がEL表示パネルの場合には、データ線駆動回路104から供給された信号電圧は、スイッチングトランジスタ203を介して駆動トランジスタ204のゲート端子へと印加される。駆動トランジスタ204は、そのデータ電圧に応じた電流をソース−ドレイン端子間に流す。この電流が画素電極205へと流れることにより、その電流に応じた発光輝度が得られる。
なお、表示パネル105が液晶表示パネルの場合には、ゲート線200に加えられた電圧によりスイッチングトランジスタ203のソース−ドレイン端子間に電流が流れ、そのときデータ線201に加えられた電圧が画素電極205に供給されることになる。
−レイアウト−
続いて、表示パネル105における、ゲート線200、データ線201、電源線202、および駆動部209のレイアウトについて説明する。図2は、表示パネル105における、ゲート線200、データ線201、電源線202、および駆動部209のレイアウトを示す模式平面図である。
図2に示されるように、複数の駆動部209は、マトリクス状に配置されている。複数の駆動部209の一部は欠陥の駆動部で、残部は欠陥でない(すなわち正常に動作する)駆動部である。欠陥の駆動部とは、常にオン状態の薄膜トランジスタ、または常にオフ状態の薄膜トランジスタを含む駆動部をいう。以降の説明では、列(Y軸)方向に隣接した二つの駆動部(駆動部209aと駆動部209b)に着目して説明する。図2において、駆動部209aは欠陥でない駆動部を表し、駆動部209bは欠陥の駆動部を表している。
また、行方向に配置された複数の駆動部からなる駆動部の行の片側には、ゲート線200が形成されている。一方、列方向に配置された複数の駆動部からなる駆動部の列の片側には、データ線201が形成され、他方には、電源線202が形成されている。
図3は、表示パネル105における画素電極205のレイアウトを示す模式平面図である。図3に示されるように、複数の画素電極205は、マトリクス状に配置されている。複数の画素電極205は、図2で示した複数の駆動部209と1対1に対応する形態で設けられている。したがって、複数の画素電極205の中には、欠陥でない駆動部にそれぞれ対応する画素電極(第2画素電極)と、欠陥の駆動部にそれぞれ対応する画素電極(第1画素電極)が存在することになる。図3において、画素電極205aが駆動部209aに対応する画素電極を表し、画素電極205bが駆動部209bに対応する画素電極を表している。
−断面図−
図4(a)は、表示パネル105の構成を模式的に示す部分断面図(図2のA−A’断面)である。図4(a)に示されるように、基板401上にゲート絶縁膜403が形成され、ゲート絶縁膜403上に給電パッド211aが形成されている。さらに、給電パッド211aを覆うように層間絶縁膜407が形成されている。層間絶縁膜407は、例えば2層構造であり、パッシベーション膜408および平坦化膜409からなる。層間絶縁膜407のうち給電パッド211bに当たる一部分には、コンタクトホール212aが形成されている。このコンタクトホール212aに沿って画素電極205aが形成され、給電パッド211aとコンタクトしている。
このように、画素電極205aの一部がコンタクトホール212aに入り込むことにより、画素電極205aと給電パッド211aが直接コンタクトしている。
これにより、駆動部209aは、画素電極205aと電気的に接続されるので、駆動部209aから画素電極205aへ給電されることになる。
図4(b)は、表示パネル105の構成を模式的に示す部分断面図(図2のB−B’断面)である。図4(b)に示されるように、基板401上にゲート絶縁膜403が形成され、ゲート絶縁膜403上に給電パッド211bが形成されている。さらに、給電パッド211bを覆うように層間絶縁膜407が形成されている。層間絶縁膜407は、例えば2層構造であり、パッシベーション膜408および平坦化膜409からなる。層間絶縁膜407のうち給電パッド211bに当たる一部分には、コンタクトホール212bが形成されている。ここまでは、図4(a)の構成と同様である。ただし、図4(b)では、このコンタクトホール212b内に絶縁部材410が形成されている。そして、層間絶縁膜407および絶縁部材410上に、コンタクトホール212bに沿うように画素電極205bが形成されている。
絶縁部材410の材料は、例えばポリイミド系樹脂またはアクリル系樹脂であり、絶縁部材410が形成される領域は、コンタクトホール212bの少なくとも底部214bを含む部分としてもよい。ただし、その厚みは、給電パッド211bと画素電極205bを絶縁するのに十分な厚みである必要がある。
このように、画素電極205bのコンタクトホール212bに相当する部分(ここでは、画素電極205bのうちコンタクトホール212bに入り込んだ部分)と給電パッド211bの間には、絶縁部材410が介在している。このため、画素電極205bと駆動部209bは、電気的に非接続な状態に保たれている。画素電極205bと駆動部209bが電気的に接続されていないため、駆動部209bから画素電極205bへ給電されることはない。したがって、表示パネル105において画素電極205bに対応する部分は、滅点となり、表示パネル105に欠陥の薄膜トランジスタ素子が存在したとしても、表示パネル105に輝点が生じることを防止することができる。
加えて、画素電極205bと駆動部209bが電気的に非接続になった状態を、駆動部209bの薄膜トランジスタ素子の配線をカットすることで実現するのではなく、コンタクトホール212bに絶縁部材410を形成することで実現している。配線をカットしないので、当然ながら、配線カットに伴うパーティクルは増加せず、薄膜トランジスタ素子のレイアウト上の制約が課されることもない。
なお、ここでは、欠陥でない駆動部と当該駆動部に対応する画素電極として駆動部209aおよび画素電極205aを例に挙げて、それらの構成について説明したが、他の欠陥でない駆動部と当該駆動部に対応する画素電極についても同様の構成となる。
同様に、欠陥の駆動部と当該駆動部に対応する画素電極として駆動部209bおよび画素電極205bを例に挙げて、それらの構成について説明したが、他の欠陥の駆動部と当該駆動部に対応する画素電極についても同様の構成となる。つまり、他の欠陥の駆動部に対応する画素電極と当該他の欠陥の駆動部の給電パッドの間に絶縁部材が介在した構成となる。
−製作工程−
表示パネル105の製作工程について説明する。ここでは特に、トランジスタアレイを形成する工程から画素電極を形成する工程までを説明する。図5は、表示パネル105の製作工程を示す図である。
まず、ステップS101のトランジスタアレイ形成工程では、基板上に複数の駆動部をマトリクス状に形成することで、トランジスタアレイ基板を形成する。
ステップS102のトランジスタアレイ検査工程では、マトリクス状に形成された複数の駆動部における、どの薄膜トランジスタ素子が欠陥かを検査する。具体的には、まず、欠陥検査装置が、マトリクス状に形成された複数の駆動部における各薄膜トランジスタ素子のアドレスを設定する。次に、ゲート線、データ線、および電源線に電位をかけ、非接触の電位計を用いて各アドレスの電位を計測する。計測した電位が正常な値であれば、そのアドレスに対応する薄膜トランジスタ素子は、欠陥でないと判定する。一方、正常な値でなければ、そのアドレスに対応する薄膜トランジスタ素子は、欠陥であると判定する。ここで欠陥には2種類ある。薄膜トランジスタ素子が常にオンの状態であるショート状態と、薄膜トランジスタ素子が常にオフの状態であるオフ状態である。欠陥検査装置は、各信号線の電位を調整することで、欠陥の薄膜トランジスタがどちらの状態であるかを判定する。すなわち、欠陥検査装置は、各薄膜トランジスタ素子が正常、ショート状態、オフ状態の何れであるかを判定する。
ステップS103の層間絶縁膜形成工程では、トランジスタアレイ基板上に層間絶縁膜を形成する。この層間絶縁膜は、各駆動部における給電パッドに対応する一部分にコンタクトホールが設けられた構成となっている。
ステップS104の層間絶縁膜孔埋め工程では、欠陥であると判定された薄膜トランジスタ素子を含む駆動部に対応するコンタクトホールに絶縁部材を形成する。
なお、欠陥がショート状態の場合には、画素電極への給電を回避する必要があるが、欠陥がオフ状態である場合には、必ずしも画素電極への給電を回避する必要はない。オフ状態の場合には対応する画素は滅点となり、その場合には、その周辺の画素が発光していても目立ち難いからである。
一方、オン状態の場合には対応する画素が輝点となり、その場合には、その周辺の画素が暗くなっている場合(表示パネルに映像が表示されていない場合や低輝度のラスター表示の場合など)には、たとえ輝点となる画素が1つであっても目立つため、ユーザに認識されやすい。このため、輝点が1つでも存在すると、不良品パネルとされる。それ故、オン状態の薄膜トランジスタ素子を含む駆動部に対応するコンタクトホールに絶縁部材を形成する必要がある。
ステップS105の画素電極形成工程では、複数の駆動部に1対1に対応するように、複数の画素電極をマトリクス状に形成する。本実施の形態では、複数の画素電極の各々は、一部が対応するコンタクトホールに入り込むように形成されている。
層間絶縁膜形成工程、層間絶縁膜孔埋め工程、および画素電極形成工程について、図6を用いて詳細に説明する。図6は、層間絶縁膜形成工程、層間絶縁膜孔埋め工程、および画素電極形成工程の一例を示す工程図である。
図6(a)は、基板401上にゲート絶縁膜403が形成され、ゲート絶縁膜403上に電極パッド211bが形成された状態を示している。
この後、給電パッド212b上に絶縁性材料からなる絶縁材料膜を形成する。ここでは、絶縁材料膜は例えば2層構造であり、パッシベーション材料膜と平坦化材料膜からなるとしてもよい。絶縁材料膜の形成は、例えばCVD(Chemical Vapor Deposition)法や塗布等により行うことができる。
次に、複数の駆動部に相当する各領域の一部分に、コンタクトホールを形成する。具体的には、絶縁材料膜上にレジスト膜を塗布した後、所定形状の開口部を持つマスクを重ね、マスクの上からレジスト膜を感光させ、余分なレジスト膜を現像液(例えば、TMAH(Tetra methyl ammonium hydroxide)水溶液)で洗い出す。その後、ドライエッチングで開口部の絶縁材料膜を除去した後、レジスト膜を剥離してやることにより絶縁材料膜のパターニングが完了する。
なお、絶縁材料膜として感光性の塗布膜を使用する場合には、直接現像液でパターニングする事ができるので、レジスト膜の剥離やドライエッチングは不要となる。
パターニングされた絶縁材料膜407は、電極パッド211b上に当たる一部分にコンタクトホール212bを有する(図6(b))。
その後、図6(c)に示されるように、電極パッド211bのうち絶縁材料膜407から露出した部分(すなわちコンタクトホール212b内)に、ディスペンサ411により、平坦化材料膜と同一の絶縁材料を吐出する。絶縁材料は、図6(d)に示されるように、コンタクトホール212bの少なくとも底部214bを含む部分に形成するとしてもよい。こうすることで、その後の工程において、絶縁材料を形成した箇所とそうでない箇所での画素電極の形状の同一性を確保することができる。このことによる効果について説明する。
表示パネル105がEL表示パネルの場合、EL基板(図7参照)とカラーフィルタ基板は、封止樹脂により貼り合わされる(つまり両基板の間が封止樹脂で充填される)。両基板の貼り合わせは、各基板における、他の基板との接着面が平坦であるほうが良好になされる。絶縁材料をコンタクトホール212bの一部分に形成することで、EL基板における、カラーフィルタ基板との接着面に、絶縁材料に起因する突起部が形成されることを抑制することができる。このため、両基板の良好な貼り合わせを実現することができる。
加えて、コンタクトホール212b内を埋めるように絶縁材料を吐出すると、絶縁材料が周辺に溢れ出る恐れがある。絶縁材料が周辺に溢れ出ると、平坦化膜により担保された平坦性が損なわれてしまう。絶縁材料をコンタクトホール212bの一部分に形成することで、そのような事態を未然に防止することができる。
工程に戻って、コンタクトホールに絶縁材料を吐出した後、ベーク工程を経ることで、パッシベーション膜408と平坦化膜409からなる層間絶縁膜407、および絶縁部材410が完成する。このように、平坦化膜409と絶縁部材410の材料を共通にすることで、ベーク工程の回数が増加することを回避できる。
その後、コンタクトホールに沿うように平坦化膜409および絶縁部材410上に画素電極205bを形成する。図6(e)に示されるように、絶縁部材410が形成された後も、画素電極205bの一部がコンタクトホール212bに入り込むように形成されている(つまり画素電極205bが凹形状となっている)。
また、絶縁部材410を形成することで画素電極205bと駆動部209bが非接続な状態を実現するので、薄膜トランジスタ素子や配線等のレイアウトを変更する必要がない。したがって、既存のマスクをそのまま利用することができ、コストの観点から有用である。
以上が層間絶縁膜形成工程、層間絶縁膜孔埋め工程、および画素電極形成工程の説明である。
なお、ここでは、平坦化膜409と絶縁部材410の材料を共通にすることで、一度のベーク工程で平坦化材料膜および絶縁材料の両方をベークしたが、当然ながら、絶縁材料膜をパターニングした後、一度ベーク工程を行い、コンタクトホールに絶縁材料を追加した後、再度ベーク工程を行うこともできる。この場合、絶縁部材の材料は、ベーク時間が短くなるような材料であることが好ましい。例えば、ポリイミド樹脂に反応開始剤を添加したものでもよい。
−表示パネル105の構成−
ここでは、表示パネル105の一例としてEL表示パネルの構成について説明する。
図7は、表示パネル105の要部を模式的に示す部分断面図である。図7に示されるように、トランジスタアレイ基板301上にパッシベーション膜408が形成され、パッシベーション膜408上に平坦化膜409が形成されている。この平坦化膜409上に、画素電極(陽極)205が形成されている。画素電極205は、サブピクセル単位で行列状にパターニングして形成される。また、X軸方向に隣り合う3つのサブピクセルの組み合わせにより1画素(ピクセル)が構成される。
隣り合う画素電極205の間にはバンク304が形成されており、バンク304で規定された各領域内において画素電極205上には、所定の色の発光層305G、305R、305Bが積層されている。発光層305R、305G、305Bは例えば有機発光層である。さらに、発光層305R、305G、305B上には、共通電極(陰極)207が、バンク304で規定された領域を超えて隣接する発光層のものと連続するように形成されている。
以下、表示パネル105がEL表示パネルの場合における各部の材料等について詳細に説明する。
−各部構成−
トランジスタアレイ基板301は、基板上に複数の駆動部がマトリクス状に配置されてなる。
パッシベーション膜408は、ポリイミド系樹脂またはシリコーン系樹脂等の絶縁材料からなる。
平坦化膜409は、ポリイミド系樹脂またはアクリル系樹脂等の絶縁材料からなる。
画素電極205は、アルミニウム(Al)、あるいはアルミニウム合金で形成されている。また、例えば、銀(Ag)、銀とパラジウムと銅との合金、銀とルビジウムと金との合金、モリブデンとクロムの合金(MoCr)、ニッケルとクロムの合金(NiCr)等で形成されていても良い。表示パネル105がトップエミッション型である場合には、画素電極205は、光反射性の材料で形成されていることが好ましい。
バンク304は、樹脂等の有機材料で形成されており絶縁性を有する。有機材料の例として、アクリル系樹脂、ポリイミド系樹脂、ノボラック型フェノール樹脂等が挙げられる。バンク304は、有機溶剤耐性を有することが好ましい。さらに、バンク304はウェットエッチング処理、ベーク処理等がされることがあるので、それらの処理に対して過度に変形、変質などをしないような耐性の高い材料で形成されることが好ましい。
発光層305R、305G、305Bが有機発光層である場合には、例えば、特開平5−163488号公報に記載のオキシノイド化合物、ペリレン化合物、クマリン化合物、アザクマリン化合物、オキサゾール化合物、オキサジアゾール化合物、ペリノン化合物、ピロロピロール化合物、ナフタレン化合物、アントラセン化合物、フルオレン化合物、フルオランテン化合物、テトラセン化合物、ピレン化合物、コロネン化合物、キノロン化合物及びアザキノロン化合物、ピラゾリン誘導体及びピラゾロン誘導体、ローダミン化合物、クリセン化合物、フェナントレン化合物、シクロペンタジエン化合物、スチルベン化合物、ジフェニルキノン化合物、スチリル化合物、ブタジエン化合物、ジシアノメチレンピラン化合物、ジシアノメチレンチオピラン化合物、フルオレセイン化合物、ピリリウム化合物、チアピリリウム化合物、セレナピリリウム化合物、テルロピリリウム化合物、芳香族アルダジエン化合物、オリゴフェニレン化合物、チオキサンテン化合物、シアニン化合物、アクリジン化合物、8−ヒドロキシキノリン化合物の金属錯体、2−ビピリジン化合物の金属錯体、シッフ塩とIII族金属との錯体、オキシン金属錯体、希土類錯体等の蛍光物質で形成されることが好ましい。
共通電極(陰極)207は、例えば、酸化インジウムスズ(ITO)や酸化インジウム亜鉛(IZO)等で形成される。表示パネル105がトップエミッション型である場合には、共通電極207は、光透過性の材料で形成されることが好ましい。
以上、本発明に係る表示パネルについて、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は上記実施の形態に限られないことは勿論である。例えば、以下のような変形例が考えられる。
<変形例1>
絶縁部材の構成を変えた一変形例について説明する。
−断面図−
図8は、変形例1に係る表示パネルの構成を模式的に示す部分断面図である。図8に示されるように、基板401上にゲート絶縁膜403が形成され、ゲート絶縁膜403上に給電パッド211bが形成されている。さらに、給電パッド211bを覆うように層間絶縁膜407が形成されている。層間絶縁膜407は、例えば2層構造であり、パッシベーション膜408および平坦化膜409からなる。層間絶縁膜407のうち給電パッド211bに当たる一部分には、コンタクトホール212bが形成されている。ここまでは、図4(b)の構成と同様である。ただし、図8では、コンタクトホール212bの全体を埋めるように、絶縁部材410aが形成されている点で異なる。このため、画素電極205cの一部がコンタクトホール212bに入り込んでおらず、コンタクトホール212bを埋めた絶縁部材410aを覆うように、画素電極205cが形成されている。
このような構成においても、配線をカットしないので、当然ながら、配線カットに伴うパーティクルは増加せず、薄膜トランジスタ素子のレイアウト上の制約が課されることもない。
<変形例2>
各駆動部の構成を変えた一変形例について説明する。本変形例では、各駆動部は、一つの薄膜トランジスタ素子からなる。
−レイアウト−
変形例2に係る表示パネルにおける、ゲート線200a、電源線202a、駆動部501、および画素電極601のレイアウトについて説明する。図9は、変形例2に係る表示パネルにおける、ゲート線200a、電源線202a、駆動部501、および画素電極601のレイアウトを示す模式平面図である。
図9に示されるように、複数の駆動部501は、マトリクス状に配置されている。複数の駆動部501の一部は欠陥の駆動部で、残部は欠陥でない駆動部である。また、複数の画素電極601は、複数の駆動部501と1対1に対応する形態で、マトリクス状に配置されている。したがって、複数の画素電極601の中には、欠陥でない駆動部にそれぞれ対応する画素電極(第2画素電極)と、欠陥の駆動部にそれぞれ対応する画素電極(第1画素電極)が存在することになる。以降の説明では、駆動部501a、駆動部501b、画素電極601a、画素電極601bに着目して説明する。図9において、駆動部501aが欠陥でない駆動部を表し、駆動部501bが欠陥の駆動部を表し、画素電極601aが駆動部501aに対応する画素電極を表し、画素電極601bが駆動部502bに対応する画素電極を表している。
また、行方向に配置された複数の駆動部からなる駆動部の行の片側には、ゲート線200aが形成されている。一方、列方向に配置された複数の駆動部からなる駆動部の列の片側には、電源線202aが形成されている。
−断面図−
図10(a)は、変形例2に係る表示パネルの構成を模式的に示す部分断面図(図9のC−C’断面)である。図10(a)に示されるように、基板601上にゲート電極602aが設けられ、ゲート電極602aの設けられた基板601上にゲート絶縁膜603が設けられている。ゲート絶縁膜603上における、ゲート電極602aの上方に当たる部分には半導体層604aが設けられている。加えて、ゲート絶縁膜603上には、SD電極配線605a、606aが設けられている。これらSD電極配線605a、606aの各々は、一部が半導体層604aに乗り上げており、当該半導体層604a上で間隔を隔てて位置している。SD電極配線606aは、給電パッド503aに接続されている。
SD電極配線605a、606a、給電パッド503aを覆うように層間絶縁膜609が形成されている。層間絶縁膜609は、例えば2層構造であり、パッシベーション膜607および平坦化膜608からなる。層間絶縁膜609には、コンタクトホール504aが形成されており、このコンタクトホール504aに沿って画素電極601aが形成され、給電パッド503aとコンタクトしている。
このように、画素電極601aの一部がコンタクトホール504aに入り込むことにより、画素電極601aと給電パッド503aが直接コンタクトしている。
これにより、駆動部501aは、画素電極601aと電気的に接続されるので、駆動部501aから画素電極601aへ給電されることになる。
図10(b)は、変形例2に係る表示パネルの構成を模式的に示す部分断面図(図9のD−D’断面)である。図10(b)に示されるように、基板601上にゲート電極602bが設けられ、ゲート電極602bの設けられた基板601上にゲート絶縁膜603が設けられている。ゲート絶縁膜603上における、ゲート電極602bの上方に当たる部分には半導体層604bが設けられている。加えて、ゲート絶縁膜603上には、SD電極配線605b、606bが設けられている。これらSD電極配線605b、606bの各々は、一部が半導体層604bに乗り上げており、当該半導体層604b上で間隔を隔てて位置している。SD電極配線606bは、給電パッド503bに接続されている。
SD電極配線605b、606b、給電パッド503bを覆うように層間絶縁膜609が形成されている。層間絶縁膜609は、例えば2層構造であり、パッシベーション膜607および平坦化膜608からなる。層間絶縁膜609には、コンタクトホール504bが形成されている。ここまでは、図10(a)の構成と同様である。ただし、図10(b)では、このコンタクトホール504b内に絶縁部材610が形成されている。そして、層間絶縁膜607および絶縁部材610上に、コンタクトホール504bに沿うように画素電極601bが形成されている。
絶縁部材610の材料とその厚み、および絶縁部材610が形成される領域については、すでに説明した通りである。絶縁部材610の材料とその厚み、および絶縁部材610が形成される領域については、実施の形態1で説明した絶縁部材410と同様である。
このように、画素電極601bのコンタクトホール504bに相当する部分(ここでは、画素電極601bのうちコンタクトホール504bに入り込んだ部分)と給電パッド503bの間に絶縁部材610が介在している。このため、画素電極601bと給電パッド503bは、電気的に非接続な状態に保たれている。画素電極601bと駆動部501bが電気的に接続されていないため、駆動部501bから画素電極601bへ給電されることはない。したがって、表示パネルにおいて画素電極601bに対応する部分は、滅点となり、表示パネルに欠陥の薄膜トランジスタ素子が存在したとしても、表示パネルに輝点が生じることを防止することができる。
加えて、画素電極601bと駆動部501bが電気的に非接続になった状態を、駆動部501bである薄膜トランジスタ素子の配線をカットすることで実現するのではなく、コンタクトホール504bに絶縁部材610を形成することで実現している。配線をカットしないので、当然ながら、配線カットに伴うパーティクルは増加せず、薄膜トランジスタ素子のレイアウト上の制約が課されることもない。
なお、他の欠陥でない駆動部と当該他の欠陥でない駆動部に対応する画素電極の構成、および他の欠陥の駆動部と当該他の欠陥の駆動部に対応する画素電極についても同様の構成となる。つまり、他の欠陥の駆動部に対応する画素電極と当該他の欠陥の駆動部の給電パッドの間に絶縁部材が介在した構成となる。
<その他の変形例>
(1)表示パネルが有機EL表示パネルの場合、画素電極と有機発光層との間には、必要に応じて、ホール注入層、ホール輸送層またはホール注入兼輸送層が介挿されていてもよい。共通電極と有機発光層との間には、必要に応じて、電子注入層、電子輸送層または電子注入兼輸送層が介挿されていてもよい。
(2)表示パネルの一例として液晶表示パネルの構成についても簡単に説明する。液晶表示パネルでは、トランジスタアレイ基板上にパッシベーション膜が形成され、パッシベーション膜上に平坦化膜が形成されている。この平坦化膜上に、複数の画素電極が形成されている。ここまでは、EL表示パネルと同様の構成である。EL表示パネルとの違いは、複数の画素電極に対向するように共通電極が設けられ、複数の画素電極と共通電極の間が液晶で充填されている点である。
(3)画素電極205aと画素電極205bは、導電性の材料からなる接続部を介して接続されてもよい。表示パネル105における発光色が列ごとに異なる場合には、画素電極205bを列方向に隣接した画素電極205aに接続するのが好ましい。表示パネル105が単色を表示するものである場合には、必ずしも列方向に隣接する画素電極に接続する必要はなく、行方向に隣接する画素電極に接続してもよい。画素電極601aと画素電極601bについても同様に、導電性の材料からなる接続部を介して接続されてもよい。
(4)ディスペンサ411により絶縁材料を追加するとしたが、乾燥することで絶縁化する絶縁材料をインクジェット等により塗布し、その後、乾かすことで絶縁部材を形成するとしてもよい。ベークしなくても紫外線で硬化するレジスト材料を用いてもよい。
(5)複数の画素電極の各々は、層間絶縁膜上に形成された部分と対応するコンタクトホールに入り込んだ部分とからなる。各部分は、必ずしも一体形成されている必要はなく、各々異なる材料からなることとしてもよい。
(6)表示装置100の外観を示さなかったが、例えば、図11に示すような外観を有する。
本発明は、例えば、家庭用、公共施設用、あるいは業務用の各種表示装置、テレビジョン装置、携帯型電子機器用ディスプレイ等に用いられる表示パネルに利用可能である。
100 表示装置
101 制御回路
102 メモリ
103 走査線駆動回路
104 データ線駆動回路
105 表示パネル
200 ゲート線
201 データ線
202 電源線
203 スイッチングトランジスタ
204 駆動トランジスタ
205、205a、205b 画素電極
206 保持容量
207 共通電極
208 画素回路
209、209a、209b 駆動部
211a、211b 給電パッド
212a、212b コンタクトホール
401 基板
403 ゲート絶縁膜
407 層間絶縁膜
408 パッシベーション膜
409 平坦化膜
410 絶縁部材

Claims (13)

  1. 薄膜トランジスタ素子を含む駆動部が複数、マトリクス状に配置されてなるトランジスタアレイ基板と、
    前記トランジスタアレイ基板上に形成され、前記複数の駆動部に対応する各領域の一部分にコンタクトホールが形成された層間絶縁膜と、
    前記層間絶縁膜上に前記複数の駆動部に対応してマトリクス状に配置された複数の画素電極を備え、
    前記複数の駆動部には、欠陥の駆動部が一部に含まれており、
    前記複数の画素電極のうち、欠陥の駆動部にそれぞれ対応するものを第1画素電極と、欠陥でない駆動部にそれぞれ対応するものを第2画素電極と称した場合、
    前記第2画素電極の各々は、一部が対応するコンタクトホールに入り込むように形成されており、
    前記第2画素電極のそれぞれのコンタクトホールに入り込んでいる部分が、対応する駆動部の給電パッドとコンタクトすることで、前記第2画素電極のそれぞれが、対応する駆動部に電気的に接続されており、
    前記第1画素電極のそれぞれのコンタクトホールに相当する部分と、対応する駆動部の給電パッドの間に絶縁部材が介在され、前記第1画素電極のそれぞれが、対応する駆動部と電気的に非接続に保たれており、
    前記層間絶縁膜は、前記トランジスタアレイ基板上に形成されたパッシベーション膜と、前記パッシベーション膜上に形成された平坦化膜を含み、
    前記平坦化膜と前記絶縁部材の材料は共通である
    ことを特徴とする表示パネル。
  2. 前記絶縁部材は、前記第1画素電極のそれぞれに対応するコンタクトホールにおける、底のみに設けられている
    請求項1に記載の表示パネル。
  3. 前記絶縁部材は、アクリル系樹脂からなる
    請求項1または2に記載の表示パネル。
  4. 前記表示パネルは、エレクトロルミネッセント表示パネルである
    請求項1〜の何れか1項に記載の表示パネル。
  5. 前記表示パネルは、有機エレクトロルミネッセント表示パネルである
    請求項に記載の表示パネル。
  6. 基板を準備する準備工程と、
    前記基板上に、薄膜トランジスタ素子を含む駆動部を複数マトリクス状に配置することで、トランジスタアレイ基板を形成するトランジスタアレイ基板形成工程と、
    前記トランジスタアレイ基板上に、前記複数の駆動部に対応する各領域の一部分にコンタクトホールが形成された層間絶縁膜を形成する層間絶縁膜形成工程と、
    前記層間絶縁膜上に、前記複数の駆動部に対応して複数の画素電極をマトリクス状に配置する画素電極形成工程を含み、
    前記複数の駆動部には、欠陥の駆動部が一部に含まれており、
    前記複数の画素電極のうち、欠陥の駆動部にそれぞれ対応するものを第1画素電極と、欠陥でない駆動部にそれぞれ対応するものを第2画素電極と称した場合、
    前記第2画素電極の各々を、一部が対応するコンタクトホールに入り込むように形成し、
    前記層間絶縁膜形成工程と前記画素電極形成工程の間に、前記欠陥の駆動部と前記第1画素電極をコンタクトするための各コンタクトホールに絶縁部材を形成する絶縁部材形成工程を含み、
    前記第2画素電極のそれぞれのコンタクトホールに入り込んでいる部分を、対応する駆動部の給電パッドとコンタクトさせることで、前記第2画素電極のそれぞれを、対応する駆動部に電気的に接続し、
    前記第1画素電極のそれぞれのコンタクトホールに相当する部分と、対応する駆動部の給電パッドの間に前記絶縁部材を介在させることにより、前記第1画素電極のそれぞれを、対応する駆動部と電気的に非接続とし、
    前記層間絶縁膜形成工程では、前記トランジスタアレイ基板上にパッシベーション膜を形成する工程と、前記パッシベーション膜上に平坦化膜を形成する工程を含み、
    前記絶縁部材形成工程では、前記平坦化膜と共通の材料により前記絶縁部材を形成する
    表示パネルの製造方法。
  7. 前記絶縁部材形成工程では、前記各コンタクトホールにおける、底のみに前記絶縁部材を形成する
    請求項に記載の表示パネルの製造方法。
  8. 前記絶縁部材形成工程では、アクリル系樹脂を用いて絶縁部材を形成する
    請求項またはに記載の表示パネルの製造方法。
  9. 前記表示パネルは、エレクトロルミネッセント表示パネルである
    請求項の何れか1項に記載の表示パネルの製造方法。
  10. 前記表示パネルは、有機エレクトロルミネッセント表示パネルである
    請求項に記載の表示パネルの製造方法。
  11. 基板を準備する準備工程と、
    前記基板上に、薄膜トランジスタ素子を含む駆動部を複数マトリクス状に配置することで、トランジスタアレイ基板を形成するトランジスタアレイ基板形成工程と、
    前記トランジスタアレイ基板における各薄膜トランジスタ素子の欠陥の有無を検査する検査工程と、
    前記検査の結果に基づいて、前記トランジスタアレイ基板における欠陥の駆動部の位置情報を取得する位置情報取得工程と、
    前記トランジスタアレイ基板上に、前記複数の駆動部に対応する各領域の一部分にコンタクトホールが形成された層間絶縁膜を形成する層間絶縁膜形成工程と、
    前記層間絶縁膜上に、前記複数の駆動部に対応して複数の画素電極をマトリクス状に配置する画素電極形成工程を含み、
    前記複数の駆動部には、欠陥の駆動部が一部に含まれており、
    前記複数の画素電極のうち、欠陥の駆動部にそれぞれ対応するものを第1画素電極と、欠陥でない駆動部にそれぞれ対応するものを第2画素電極と称した場合、
    前記第2画素電極の各々を、一部が対応するコンタクトホールに入り込むように形成し、
    前記層間絶縁膜形成工程と前記画素電極形成工程の間に、前記位置情報に対応するコンタクトホールに絶縁部材を形成する工程を含み、
    前記第2画素電極のそれぞれのコンタクトホールに入り込んでいる部分を、対応する駆動部の給電パッドとコンタクトさせることで、前記第2画素電極のそれぞれを、対応する駆動部に電気的に接続し、
    前記第1画素電極のそれぞれのコンタクトホールに相当する部分と、対応する駆動部の給電パッドの間に前記絶縁部材を介在させることにより、前記第1画素電極のそれぞれを、対応する駆動部と電気的に非接続とし、
    前記層間絶縁膜形成工程では、前記トランジスタアレイ基板上にパッシベーション膜を形成する工程と、前記パッシベーション膜上に平坦化膜を形成する工程を含み、
    前記絶縁部材を形成する工程では、前記平坦化膜と共通の材料により前記絶縁部材を形成する
    ことを特徴とする表示パネルの製造方法。
  12. 前記絶縁部材を形成する工程では、前記位置情報に対応するコンタクトホールにおける、底のみに前記絶縁部材を形成する
    請求項11に記載の表示パネルの製造方法。
  13. 前記絶縁部材を形成する工程では、アクリル系樹脂を用いて絶縁部材を形成する
    請求項11または12に記載の表示パネルの製造方法。
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