JP6072522B2 - 液晶表示パネルおよびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は液晶表示装置を構成する液晶表示パネルおよびその製造方法に関する。

液晶表示装置の表示方式としては、ＴＮ（Twisted Nematic）モードが広く用いられてきた。しかし、昨今では、画素電極と対向電極との間に電圧を印加し、パネルにほぼ水平な電界を発生させ、液晶分子を水平方向で駆動する横電界方式が使用されつつある。

横電界方式は、広視野角や高精細、高輝度化に有利であり、今後はスマートフォンやタブレッドなどを代表とした中小型パネルで主流になるものと考えられる。

横電界方式としては、ＩＰＳ（In Plane Switching）モードおよびＦＦＳ（Fringe Field Switching）モードが知られている。ＦＦＳモードは、絶縁膜を間に介して下部電極と、スリットを有する上部電極とを配置し、何れか一方を画素電極とし、他方を対向電極として使用する。電界は上部電極のスリットから上方の液晶に向けて発生し、電界に応じて液晶が駆動することになる。

アクティブマトリクス型の液晶表示装置の表示領域では、下部電極の下層側には保護絶縁膜を介して薄膜トランジスタが形成されている。電圧の印加は、外部からの任意の制御信号（電圧）が信号線を介して薄膜トランジスタに与えられ、薄膜トランジスタのオン動作により、所定の電圧が保護絶縁膜に形成された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。このような液晶表示パネルの一例が特許文献１に記載されている。

特許第４４８７３１８号公報

上記のような構成においては、保護絶縁膜に設けられるコンタクトホール内部に形成する導電層と、薄膜トランジスタの電極とが安定的に接続されていないと、下部電極と上部電極との間に発生する電界が正常ではなくなり、場合によっては表示不良を招く。

ここで、下部電極および上部電極には透明導電膜が用いられ、何れも透明性を上げる必要性から膜厚を１００ｎｍ以下の薄膜にする。

このため、コンタクトホール内部には薄膜の透明導電膜が配線として形成されることになり、透明導電膜はコンタクトホール底部の薄膜トランジスタの電極表面にも形成されることになる。

ここで、コンタクトホールの幅は狭く、内側側壁では透明導電膜の被覆性が低下するが、段差部分で途切れること（段切れ）がないように、被覆され難い部分でも膜厚を確保するように細心の注意が必要である。

特許文献１に開示される液晶表示パネルは、保護絶縁膜（パッシベーション膜）に設けるコンタクトホール（保護絶縁膜のコンタクトホール）と、それを覆う有機膜等で構成される平坦化膜に設けるコンタクトホール（平坦化膜のコンタクトホール）とを別々に形成している。

この結果、図５に示されるように、先に形成する保護絶縁膜コンタクトホールの内側に、平坦化膜のコンタクトホールが形成されることとなり、平坦化膜のコンタクトホール側壁と電極表面とに透明導電膜が形成されることとなる。

ここで、特許文献１で開示される液晶表示パネルの製造方法によれば、平坦化膜のコンタクトホールはドライエッチングで形成される。すなわち、レジストマスクを形成し、ドライエッチング条件のレジスト／平坦化膜の選択比（それぞれのエッチング量の比）を調整することで、比較的簡単に平坦化膜のコンタクトホール形状をテーパー形状（開口部が底部の面積より大きい形状）にすることができる。このような形状であれば透明導電膜の被覆性が良好となる。また、感光性材料で構成される平坦化膜にコンタクトホールを形成する場合でも同様の形状が得られる。

しかしながら、特許文献１で開示される液晶表示パネルの場合、例えば図１０に示されるように、薄膜トランジスタの電極である金属膜と平坦化膜とが直接接触する構成となる。そして有機膜等で構成される平坦化膜の膜中には僅かながら水分を含有しており、その水分によって金属膜が腐食する場合がある。また一般的には金属膜上の平坦化膜は密着性が良くなく剥離を起こすことがある。平坦化膜が剥離を起こすと透明導電膜の段切れを招く可能性がある。

これらを回避しようとすると金属膜材料や平坦化膜材料が限定される。そこで好ましくは、金属膜上を保護絶縁膜で覆い、平坦化膜との接触をなくすことが望ましい。すなわち、保護絶縁膜は、水分遮断と平坦化膜の密着向上を企図して設けられ、そのため保護絶縁膜には窒化シリコン（ＳｉＮ）膜が適している。

好ましい形態として、金属膜と平坦化膜とを接触させないために、保護絶縁膜上の平坦化膜にコンタクトホールを形成する。

しかしながら、先で説明した保護絶縁膜にＳｉＮ膜が使われるが、ＳｉＮ膜はエッチング速度が速く、保護絶縁膜にコンタクトホールを形成する場合、平坦化膜にコンタクトホールを形成する場合のようにテーパー形状にすることが難しく、垂直形状となる。

また、コンタクトホール底部の金属膜表面が荒れ、それによってコンタクトホール底部の外周で隙間（ノッチ）が生じ、この部分での透明導電膜の被覆性が低下する可能性があり、このような状態では、段切れを起こして表示不良を招く可能性がある。

本発明は、上記のような問題点を解消するためになされたもので、コンタクトホール内部の透明導電膜の段切れを防止することを可能とした液晶表示パネルおよびその製造方法を提供することを目的とする。

本発明に係る液晶表示パネルは、透明絶縁性基板と、前記透明絶縁性基板上の表示領域に配設され、互いに交差してマトリクス状をなす信号線および走査線と、前記信号線または前記走査線と並行するように配設された共通配線と、少なくとも前記信号線および前記走査線の上方を覆うように配置された保護絶縁膜と、前記保護絶縁膜上を覆う第１の絶縁膜と、前記第１の絶縁膜上に上下の位置関係となるように対向配置された下部電極および上部電極と、少なくとも前記第１の絶縁膜および前記保護絶縁膜を貫通して前記共通配線の表面に達する第１のコンタクトホールとを備え、前記第１のコンタクトホールは、その底部およびその内壁側面が、前記下部電極と同じ材質の第１の透明導電膜と、前記上部電極と同じ材質の第２の透明導電膜との第１の積層膜で被覆され、前記第１の積層膜の前記第１の透明導電膜は、前記下部電極から延在する膜であって、前記第１の積層膜の前記第２の透明導電膜は、前記上部電極とは電気的に独立した膜である。

本発明に係る液晶表示パネルによれば、第１のコンタクトホールが、その底部およびその内壁側面が、下部電極と同じ材質の第１の透明導電膜と、上部電極と同じ材質の第２の透明導電膜との第１の積層膜で被覆されるので、第１のコンタクトホール内部の透明導電膜の段切れを防止することが可能となる。

本発明に係る実施の形態の液晶表示パネルの平面構成を示す平面図である。 表示領域に形成される画素部の構成を示す平面図である。 画素部の部分構成を示す断面図である。 画素部の部分構成を示す断面図である。 本発明に係る実施の形態の液晶表示パネルの製造工程を示す断面図である。 本発明に係る実施の形態の液晶表示パネルの製造工程を示す断面図である。 本発明に係る実施の形態の液晶表示パネルの製造工程を示す断面図である。 本発明に係る実施の形態の液晶表示パネルの製造工程を示す断面図である。 本発明に係る実施の形態の液晶表示パネルの製造工程を示す断面図である。 本発明に係る実施の形態の液晶表示パネルの製造工程を示す断面図である。 本発明の他の適用例を説明する図である。 本発明の他の適用例を説明する図である。

＜実施の形態＞
本発明に係る実施形態１として、ＦＦＳ（Fringe Field Switching）モードの液晶表示パネルに本発明を適用した例を説明する。

＜装置構成＞
図１は、本発明に係る実施の形態の液晶表示パネル１００の平面構成を示す平面図である。なお、図１は模式的なものであり、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、煩雑さを避けるため、発明に関連する部分以外は省略し、また一部簡略化などを行っている。

図１に示すように液晶表示パネル１００は、画像を表示する表示領域１０１と表示領域１０１を囲むように設けられた額縁領域１０２とに大きく分けられる。

表示領域１０１には、複数の信号線１０３と複数の走査線１０４とが互いに直交するように配置されている。また、複数の共通配線１０５が、走査線１０４に平行して配置されている。そして隣接する信号線１０３と走査線１０４に囲まれた領域が１つの画素部を構成するので、表示領域１０１には、複数の画素部がマトリクス状に配列された構成となる。

また、信号線１０３と走査線１０４との交差部には薄膜トランジスタ１０６が配置され、１つの画素に１つの薄膜トランジスタ１０６を備えた構成となっている。

額縁領域１０２には、表示領域１０１の信号線１０３から延在する引き出し配線１１０および走査線１０４から延在する引き出し配線１１１がそれぞれ接続される複数の実装端子１０７と、複数の実装端子１０７にそれぞれ接続される複数の外部接続端子１０７１とが設けられている。また、複数の共通配線１０５は額縁領域１０２において結束され、共通電位が与えられる構成となっている。

実装端子１０７には信号制御のためのＩＣ（集積回路）チップ１０９が接続され、また、外部接続端子１０７１にはＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）などの配線基板１０８が接続されている。

図２は、表示領域１０１に形成される画素部の構成を示す平面図である。なお、本発明はいわゆるＴＦＴ基板の構成に関する発明であるので、ＴＦＴ基板に対向して配置されるカラーフィルター基板の説明および図示は省略する。

図２に示されるように画素部には画素電極９１と対向電極７１とが上下の関係をなすように配置されており、画素電極９１と対向電極７１との間に電圧を印加し、液晶表示パネル１００にほぼ水平な電界を発生させ、液晶分子を水平方向に駆動させることによって表示を行っている。

画素電極９１に外部から入力された信号データに基づいた表示電圧を印加させるために、表示電圧の供給を制御する薄膜トランジスタ１０６が画素電極９１および対向電極７１の下方の透明絶縁性基板（図示せず）上に配置されている。

薄膜トランジスタ１０６のゲート電極は走査線１０４に、ソース電極は信号線１０３にそれぞれ接続されている。さらに、透明絶縁性基板上には保護絶縁膜（図示せず）が設けられ、保護絶縁膜に設けられたコンタクトホール５１を介して画素電極９１がドレイン電極（図示せず）に電気的に接続され、また、保護絶縁膜に設けられたコンタクトホール５２を介して対向電極７１が共通配線１０５に電気的に接続されている。

このような構成において、走査線１０４から制御信号が供給されると薄膜トランジスタ１０６のソース電極側からドレイン電極側に電流が流れる。すなわち、信号線１０３から供給される信号データに基づいた電圧が、画素電極９１に印加されることとなる。なお、画素電極９１には、信号データに基づいた電圧により発生する電界が上方に向かうように複数のスリットを有している。

信号線１０３から供給される信号データは、額縁領域１０２の実装端子１０７に接続されたＩＣチップ１０９や、外部接続端子１０７１に接続された配線基板１０８から与えられ、表示データに応じた電圧がそれぞれ画素電極９１に印加される。

次に、画素部の断面構成について図３および図４を用いて説明する。図３の（ａ）部には、図２におけるＡ−Ａ線での矢視方向の断面図を示し、図４には、図２におけるＢ−Ｂ線での矢視方向の断面図を示す。

図３の（ａ）部に示されるように、表示領域１０１の透明絶縁性基板１０上においては、薄膜トランジスタ１０６が形成される領域にゲート電極１１が形成されると共に、ゲート電極１１から延在する走査線１０４および走査線１０４と平行配置される共通配線１０５から延在する共通配線パッド１２が形成される。

そして、ゲート電極１１、走査線１０４、共通配線１０５および共通配線パッド１２を覆うようにゲート絶縁膜２が形成される。ゲート絶縁膜２としては、例えばＳｉＮ膜を用いる。

ゲート電極１１上の領域にはゲート絶縁膜２と接するように形成され、島化した半導体膜３１を有している。

半導体膜３１は、アモルファスシリコン、微結晶シリコンおよび多結晶シリコンの何れか、あるいはこれらを複数組み合わせて積層したシリコン半導体膜、または酸化物半導体膜で構成されている。

半導体膜３１は、チャネル領域を間に挟んでソース領域およびドレイン領域に分けられ、ソース領域およびドレイン領域上のそれぞれにはソース電極４１およびドレイン電極４２が形成されている。

このように、薄膜トランジスタ１０６は、ゲート電極１１、半導体膜３１、ソース電極４１およびドレイン電極４２で構成されている。

また、ゲート絶縁膜２上にはソース電極４１およびドレイン電極４２と同じ材質の金属膜で構成される信号線１０３（図２）が形成されている。そして薄膜トランジスタ１０６上および信号線１０３上を全体的に覆うように保護絶縁膜５が形成されている。

保護絶縁膜５は無機絶縁膜とし、ＳｉＮ膜の単層膜もしくは多層膜（例えばＳｉＯ膜とＳｉＮ膜との多層膜）であっても良い。

そして、保護絶縁膜５の上に平坦化膜６を形成する。ＳｉＮ膜は、平坦化膜６などからの水分などにより薄膜トランジスタ１０６の特性が劣化することを防止する。なお、平坦化膜６を設けず、ＳｉＮ膜の保護絶縁膜５だけの構成であっても良い。

また、平坦化膜６はアクリルを主体とした有機樹脂膜あるいはＳＯＧ（spin on glass）膜とする。その理由は、信号線１０３からのノイズが画素電極９１に影響を与えることがあり、表示品位を低下させることがある。アクリル樹脂やＳＯＧ膜の誘電率εは３〜４程度であり、ＳｉＮ膜の誘電率６〜７より低く、寄生容量を小さくすることでノイズによる影響を抑制することが可能である。

また、アクリル樹脂は、透明性が高く、安価であり、有機溶剤に溶かすことで塗布膜として使用できるので扱い易く、比較的低温で焼成できるという特性を有している。

なお、ＣＶＤ法やスパッタリング法等で形成されたＳｉＯ_２膜もＳＯＧ膜と同様の誘電率εを有しているが、ＳｉＮ膜と同様に平坦化することが難しいという特性がある。

平坦面となった平坦化膜６上にはＩＴＯ（Indium Tin Oxide）やＩＺＯ（Indium Zinc Oxide）などの第１の透明導電膜で構成される対向電極７１が形成され、対向電極７１を覆うように平坦化膜６上には層間絶縁膜８が形成されている。そして、層間絶縁膜８上にはＩＴＯやＩＺＯなどの第２の透明導電膜で構成される画素電極９１が形成されている。

そして、ドレイン電極４２上の保護絶縁膜５を貫通してドレイン電極４２に達するようにコンタクトホール５１が形成されていると共に、図４に示されるように、共通配線パッド１２上のゲート絶縁膜２および保護絶縁膜５を貫通するようにコンタクトホール５２が形成されている。

図３の（ａ）部および図４にそれぞれ示されるように、ドレイン電極４２および共通配線パッド１２などの金属膜と平坦化膜６とが直接に接触することがないように、保護絶縁膜５上に平坦化膜６のコンタクトホール５１および５２を形成している。これにより平坦化膜６の水分によってドレイン電極４２および共通配線パッド１２を構成する金属膜の腐食を防止することができる。なお、平坦化膜６のコンタクトホール５１および５２の底面部近傍の内壁側面には、保護絶縁膜５が露出し、平坦化膜６は保護絶縁膜５の上部において露出している。

そして、図４に示されるように、対向電極７１は、対向電極７１から延在する透明導電膜７２とコンタクトホール５２を介して共通配線パッド１２に電気的に接続されている。すなわち、対向電極７１から延在する透明導電膜７２はコンタクトホール５２の内壁側面を覆うと共に底面部に露出する共通配線パッド１２の表面を覆うことで、共通配線パッド１２と対向電極７１とが電気的に接続されることになる。

さらに対向電極７１は、コンタクトホール５２の上方に形成された層間絶縁膜８のコンタクトホール８２を介して画素電極９１と同じ材料で、同じ層として形成された透明導電膜９３とも電気的に接続されている。すなわち、コンタクトホール５２の内面を覆う透明導電膜７２上をさらに透明導電膜９３が覆う構成となっており、コンタクトホール５２の内壁側面および底部は透明導電膜７２と透明導電膜９３との積層膜で覆われている。

なお、透明導電膜９３は画素電極９１とは電気的に独立しているので、両者が電気的に接続されることはない。

また、図３の（ａ）部に示されるように、コンタクトホール５１の内壁側面を覆うと共に底面部に露出するドレイン電極４２の表面を覆うように、対向電極７１と同じ材料で、同じ層として透明導電膜７３が形成されている。

なお、透明導電膜７３は対向電極７１とは電気的に独立しているので、両者が電気的に接続されることはない。

そして、画素電極９１は、コンタクトホール５１の上方に形成された層間絶縁膜８のコンタクトホール８１を介して、コンタクトホール５１の内面を覆う透明導電膜７３と電気的に接続されることで、ドレイン電極４２と電気的に接続される構成となっている。すなわち、画素電極９１から延在する透明導電膜９２は、コンタクトホール８１の内壁側面を覆うと共に、コンタクトホール５１の内面を覆う透明導電膜７３上をさらに覆う構成となっており、コンタクトホール５１の内壁側面および底部は透明導電膜７３と透明導電膜９２との積層膜で覆われている。

なお、層間絶縁膜８に形成されたコンタクトホール８１および８２の開口サイズは、保護絶縁膜５に形成されたコンタクトホール５１および５２の開口サイズよりも大きく形成している。

これによって、透明導電膜７２と透明導電膜９３との積層膜がコンタクトホール５２内面を覆い、透明導電膜７３と透明導電膜９２との積層膜がコンタクトホール５１内面を覆うことができる。

透明導電膜は、透明性を上げる必要性から膜厚を１００ｎｍ以下の薄膜とする。そのため、被覆性を良くするためにコンタクトホールの断面形状は、テーパー形状をなしていることが好ましい。ここで、コンタクトホール５１および５２のエッチングによる形成時にはドライエッチングが一般であるが、両コンタクトホールは、エッチングすべき膜厚が異なっているにも拘わらず、同時にエッチングすることから、エッチングすべき膜厚が厚いコンタクトホール５２に対してエッチング時間を調整することになり、コンタクトホール５１および５２をテーパー形状に形成することが難しい。

さらに、コンタクトホール５１および５２の底部には、それぞれドレイン電極４２および共通配線パッド１２の表面が露出していなければならず、ドライエッチングでこれらの金属膜表面を厚み方向に過剰にエッチングされ気味となり、これらの金属膜は成膜時よりも表面が荒れてしまう。

また、ＳｉＮ膜で構成される保護絶縁膜５との界面を構成する金属膜の表面は、保護絶縁膜５の直下のコンタクトホール外周部に隙間（ノッチ）が発生することがある。この場合は、後に透明導電膜を形成する工程において被覆性が低下し、非常に薄い膜しか形成されない可能性があり、このような状態では段切れを招く可能性がある。

図３の（ｂ）部には、図３の（ａ）部に示すコンタクトホール５１の底面近傍の“Ｘ”領域での拡大図を示している。図３の（ｂ）部に示すように、保護絶縁膜５の内壁側面は平坦化膜６の内壁側面よりもホール内部に向けて少し突出した形状となっている。これは、保護絶縁膜５をエッチングする際には、平坦化膜６に形成したコンタクトホールをエッチングマスクとしてドライエッチングするが、この際に、平坦化膜６の内壁側面が僅かにエッチングされて後退するので保護絶縁膜５が突出してしまう。

また、ドレイン電極４２の表面はコンタクトホールのドライエッチングで荒れた状態となり、さらに保護絶縁膜５の下方まで削れてノッチ（矢示部分）が入り、底部が「逆」テーパー形状になる。

この結果、透明導電膜７３または透明導電膜９２の何れか一層しか形成しない場合には、底部のノッチ部分では膜厚が薄くなり、段切れを起こし易くなるが、本実施の形態では透明導電膜７３と透明導電膜９２との積層膜を形成しているので、ノッチ部分の膜厚を厚く保つことができ、段切れを防止することができる。

＜製造方法＞
次に、本発明に係る本実施の形態の液晶表示パネル１００の製造方法について、図１および図２を参照しつつ、図５〜図９を用いて説明する。なお、液晶表示パネルの製造方法においては表示領域、額縁領域を同時に形成しているが、以下の説明では表示領域における製造方法を説明する。

まず、例えばガラス基板で構成される透明絶縁性基板１０の一方の主面（前面）上に、スパッタリング法を用いて第１の金属膜を成膜する。第１の金属膜としては、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）などを用いることができる。

そして、第１の金属膜上に、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、塗布したフォトレジストに対して、露光、現像を含む第１のフォトリソグラフィ工程（写真製版工程）を行う。これにより所望の形状にフォトレジストがパターニングされる。その後、当該フォトレジストをエッチングマスクとして、第１の金属膜をエッチングすることで、所望の形状にパターニングする。そして、フォトレジストパターンを剥離することで、図５の（ａ）部に示すゲート電極１１、図５の（ｂ）部に示す共通配線パッド１２が形成されると共に、走査線１０４（図２）および共通配線１０５（図２）が形成される。また、額縁領域１０２（図１）においては、走査線１０４から延在する引き出し配線１１１、共通配線１０５の結束部が形成されると共に、引き出し配線１１１に接続される複数の実装端子１０７（図１）が形成される。

次に、ゲート電極１１および共通配線パッド１２が形成された透明絶縁性基板１０上全面を覆うように、プラズマＣＶＤ法によりゲート絶縁膜２および半導体膜をこの順に連続的に成膜する。ここで、ゲート絶縁膜２はＳｉＮ膜で構成し、半導体膜は、アモルファスシリコン、微結晶シリコンおよび多結晶シリコンの何れか、あるいはこれらを複数組み合わせて積層したシリコン半導体膜、または酸化物半導体膜で構成する。

そして半導体膜上に、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、塗布したフォトレジストに対して、露光、現像を含む第２のフォトリソグラフィ工程（写真製版工程）を行う。これにより所望の形状にフォトレジストがパターニングされる。その後、当該フォトレジストをエッチングマスクとして、半導体膜をエッチングすることで、図５の（ａ）部に示すように、ソース領域、チャネル領域、ドレイン領域を含む島化した半導体膜３１を得る。

その後、半導体膜３１を含むゲート絶縁膜２上全面を覆うように、スパッタリング法により第２の金属膜を成膜する。第２の金属膜としては、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）などを用いることができる。

そして、第２の金属膜上に、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、塗布したフォトレジストに対して、露光、現像を含む第３のフォトリソグラフィ工程（写真製版工程）を行う。これにより所望の形状にフォトレジストがパターニングされる。その後、当該フォトレジストをエッチングマスクとして、第２の金属膜をエッチングすることで、所望の形状にパターニングする。そして、フォトレジストパターンを剥離することで、図５の（ａ）部に示すように、半導体膜３１のソース領域上にソース電極４１が形成されると共に、ソース電極４１から延在する信号線１０３およびドレイン領域上にドレイン電極４２が形成される。また、額縁領域１０２（図１）においては、信号線１０３から延在する引き出し配線１１０、引き出し配線１１０に接続される複数の実装端子１０７（図１）および複数の外部接続端子１０７１（図１）が形成される。

次に、図６の（ａ）部および図６の（ｂ）部に示すように、上記構成が形成された透明絶縁性基板１０の全面を覆うようにプラズマＣＶＤ法を用いてＳｉＮ膜を成膜して保護絶縁膜５を形成する。

その後、保護絶縁膜５上に、感光性樹脂として、例えばアクリルを主体とした有機樹脂をスピンコート等によって塗布して平坦化膜６とする。そして、平坦化膜６に対して、露光、現像を含む第４のフォトリソグラフィ工程（写真製版工程）を行う。これにより図６の（ａ）部および図６の（ｂ）部にそれぞれ示すように、平坦化膜６にコンタクトホール５１１および５２１をパターニングする。

すなわち、コンタクトホール５１１は、半導体膜３１上から離れた位置に延在するドレイン電極４２の上方に達するように設けられ、コンタクトホール５２１は、共通配線パッド１２の上方に達するように設けられる。なお、コンタクトホールは、図示はしないが額縁領域１０２の引き出し配線１１０および１１１の上方に達する位置にも設けられる。

その後、平坦化膜６をエッチングマスクとして、コンタクトホール５１１を介して保護絶縁膜５をドライエッチングすることで、図７の（ａ）部に示されるように、ドレイン電極４２の表面に達するコンタクトホール５１を設ける。また、コンタクトホール５２１を介して保護絶縁膜５およびゲート絶縁膜２をドライエッチングすることで、図７の（ｂ）部に示されるように、共通配線パッド１２の表面に達するコンタクトホール５２を設ける。なお、コンタクトホールは、図示はしないが額縁領域１０２の引き出し配線１１０および１１１の上方に達する位置にも設けられる。

ここで、コンタクトホール５１とコンタクトホール５２とはエッチング膜厚が異なるが。これらは同時にエッチングすることから、エッチング膜厚の厚いコンタクトホール５２に対してはエッチング時間を調整して、コンタクトホール５１と同じ時間でエッチングを終了させる。なお、コンタクトホール５１および５２の断面形状は、垂直形状、より好ましくはテーパー形状となるように形成する。

また、これらのコンタクトホールの底部にはドレイン電極４２および共通配線パッド１２の表面が露出するようにエッチング時間を調整するが、通常、エッチング速度の変動や膜厚変動を考慮してエッチング時間には余裕を持たせる。すなわち、オーバーエッチング気味にエッチングを行っている。このため、ドライエッチングでは金属膜表面を厚み方向にエッチングしがちとなり、金属膜は成膜時よりも表面が荒れてしまう。同時にＳｉＮ膜との界面の金属膜表面はＳｉＮ膜直下のコンタクトホール外周に隙間（ノッチ）が発生することがある。

コンタクトホール５１および５２を形成した後も、平坦化膜６は除去せず、図８の（ａ）部および図８の（ｂ）部に示すように、保護絶縁膜５の一部として保持する。

次に、平坦化膜６上全面を覆うように、スパッタリング法により第１の透明導電膜を成膜する。第１の透明導電膜としては、ＩＴＯやＩＺＯを用いることができる。

第１の透明導電膜は、平坦化膜６表面の平坦領域およびコンタクトホール５１および５２の内面を覆うように成膜される。

そして平坦化膜６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、塗布したフォトレジストに対して、露光、現像を含む第５のフォトリソグラフィ工程（写真製版工程）を行う。これにより所望の形状にフォトレジストがパターニングされる。その後、当該フォトレジストをエッチングマスクとして、第１の透明導電膜をエッチングする。そして、フォトレジストパターンを剥離することで、図８の（ａ）部に示すように、平坦化膜６表面の平坦領域には対向電極７１がパターニングされ、コンタクトホール５１の内面とその周辺には対向電極７１とは電気的に独立した透明導電膜７３が形成される。また、図８の（ｂ）部に示すように、対向電極７１から延在する透明導電膜７２が、コンタクトホール５２の内面を覆うように形成される。

次に、対向電極７１が形成された平坦化膜６上全面を覆うように、プラズマＣＶＤ法によりＳｉＮ膜を成膜することで層間絶縁膜８を形成する。

ここで、ＳｉＮ膜の成膜温度は平坦化膜６の耐熱温度以下とする。すなわち、平坦化膜６がアクリル樹脂の場合、概ね２２０℃以下で成膜する。

次に、層間絶縁膜８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、塗布したフォトレジストに対して、露光、現像を含む第６のフォトリソグラフィ工程（写真製版工程）を行う。これにより所望の形状にフォトレジストがパターニングされる。その後、当該フォトレジストをエッチングマスクとして、層間絶縁膜８をドライエッチングする。そして、フォトレジストパターンを剥離することで、図９の（ａ）部に示すように、コンタクトホール５１の上部に重なるコンタクトホール８１を形成し、また、図９の（ｂ）部に示すように、コンタクトホール５２の上部に重なるコンタクトホール８２を形成する。

このコンタクトホール８１および８２は、下部のコンタクトホール５１および５２よりも開口サイズを大きくする。なお、層間絶縁膜８の膜厚は均一であるので、エッチング条件を調整してコンタクトホールの断面形状をテーパー形状にすることが望ましい。

なお、コンタクトホール８１および８２の下部には、それぞれ透明導電膜７３および７２が配設されているので、ドライエッチング時のストッパー層として機能し、平坦化膜６へのエッチングダメージを防止できる。

次に、層間絶縁膜８上全面を覆うように、スパッタリング法により第２の透明導電膜を成膜する。第２の透明導電膜としては、ＩＴＯやＩＺＯを用いることができる。

第２の透明導電膜は、層間絶縁膜８表面の平坦領域、連通するコンタクトホール８１および５１の内面および連通するコンタクトホール８２および５２の内面を覆うように成膜される。

そして層間絶縁膜８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、塗布したフォトレジストに対して、露光、現像を含む第７のフォトリソグラフィ工程（写真製版工程）を行う。これにより所望の形状にフォトレジストがパターニングされる。その後、当該フォトレジストをエッチングマスクとして、第２の透明導電膜をエッチングする。そして、フォトレジストパターンを剥離することで、図１０の（ａ）部に示すように、対向電極７１の上方にスリットを有する画素電極９１が形成され、画素電極９１から延在する透明導電膜９２が、コンタクトホール８１の内壁側面を覆うと共に、コンタクトホール５１の内面を覆う透明導電膜７３上をさらに覆う構成となって、コンタクトホール５１の内壁側面および底部は透明導電膜７３と透明導電膜９２との積層膜で覆われることとなる。

また、図１０の（ｂ）部に示すように、画素電極９１とは電気的に独立した透明導電膜９３がコンタクトホール８２の内壁側面を覆うと共に、コンタクトホール５２の内面を覆う透明導電膜７２上をさらに覆う構成となっており、コンタクトホール５２の内壁側面および底部は透明導電膜７２と透明導電膜９３との積層膜で覆われることとなる。

以上説明したように、実施の形態に係る液晶表示パネル１００おいては、ドレイン電極４２および共通配線パッド１２と平坦化膜６とが接触することがないように、それぞれ保護絶縁膜５上の平坦化膜６に設けたコンタクトホール５１および５２の内面を透明導電膜の積層膜で覆うので、平坦化膜６の水分によってドレイン電極４２および共通配線パッド１２の金属膜の腐食を防止することができる。

また、ドレイン電極４２および共通配線パッド１２などの金属膜と平坦化膜６とが直接に接触しないので、金属膜との密着性が良くないアクリル樹脂を平坦化膜６として使用することができる。

また、アクリル樹脂は、有機溶剤に溶かすことで塗布膜として使用でき、比較的低温で焼成できるので、平坦化膜６のコンタクトホールパターンを用いて保護絶縁膜６のコンタクトホール５１および５２を同時に形成することできる。これにより、製造工程を削減することができる。

また、コンタクトホール５１および５２を平坦化膜６をエッチングマスクとして、コンタクトホール５１１および５２１を介して保護絶縁膜５をドライエッチングするので、別々に形成する場合に比べて必要となるアライメントマージンを小さくでき、コンタクトホールの形成領域を小さくすることができる。このため、表示領域にコンタクトホールが占める面積を小さくすることができ、高開口率化が可能となり、高性能な表示特性が可能となる。

また、平坦化膜６に形成するコンタクトホール５１および５２の内壁側面において保護絶縁膜５が突出している場合に、保護絶縁膜５の直下のコンタクトホール外周部に隙間（ノッチ）が発生しても、コンタクトホール５１および５２の内面を透明導電膜の積層膜で覆うので、段切れを抑制して、透明導電膜の電気特性を安定化させることが可能となり高品質な表示が可能となる。

＜他の適用例１＞
なお、以上においては液晶表示パネルの表示領域１０１のコンタクトホールへの適用例について説明したが、本発明は額縁領域１０２に形成されるコンタクトホールについても適用可能である。

すなわち、額縁領域１０２においては、表示領域１０１の信号線１０３および走査線１０４よりそれぞれ延在する引き出し配線１１０および１１１が形成されるが、それらの一部に達するコンタクトホールを形成し、第１の透明導電膜または第２透明導電膜と同じ材料で、同じ層として形成された配線を当該コンタクトホールを介して接続する場合があり、そのコンタクトホールに対しても適用可能である。

以下、図１１を用いて本発明の他の適用例１について説明する。図１１は配線間の接続構造を示す断面図である。額縁領域１０２においては、例えば表示領域１０１の信号線１０３から延在する引き出し配線１１０および走査線１０４から延在する引き出し配線１１１が交差する場合もあれば、互いを電気的に接続させる場合がある。互いを電気的に接続させる場合、平坦化膜６に形成するコンタクトホール５１および５２を介して、配線間を接続することが考えられる。

図１１は、例えば、信号線１０３から延在する引き出し配線１１０と、走査線１０４から延在する引き出し配線１１１とを、透明導電膜７３および透明導電膜９３を用いて電気的に接続した構成を示している。

図１１において、引き出し配線１１０および１１１のそれぞれの上部に達するようにコンタクトホール５１および５２が形成され、コンタクトホール５１および５２の上部には、それぞれ層間絶縁膜８を貫通するコンタクトホール８１および８２が形成されている。

そして、連通するコンタクトホール８１および５１の内面は、透明導電膜７３と透明導電膜９３との積層膜で覆われ、また、連通するコンタクトホール８２および５２の内面は、透明導電膜７３と透明導電膜９３との積層膜で覆われ、連通するコンタクトホール８１および５１内の透明導電膜７３と、連通するコンタクトホール８２および５２内の透明導電膜７３とは、平坦化膜６上の透明導電膜７３によって接続されている。

また、連通するコンタクトホール８１および５１内の透明導電膜９３と、連通するコンタクトホール８２および５２内の透明導電膜９３とは、平坦化膜６上の透明導電膜９３によって接続されている。

このように透明導電膜の配線が並列に接続されることで配線抵抗を下げることができる。また、表示領域１０１でのコンタクトホールの製造工程および透明導電膜の製造工程を兼用して得られるので、別途の製造工程で配線間を接続する場合に比べて、製造工程を削減することができる。

＜他の適用例２＞
また、引き出し配線１１０および１１１の終端には実装端子１０７が形成され、実装端子１０７には外部接続端子１０７１が接続されるが、これらの実装端子１０７や外部接続端子１０７１に達するコンタクトホールに対しても適用可能である。

額縁領域１０２のコンタクトホールも表示領域１０１のコンタクトホールと同様な構成を採ることで、液晶表示パネル全体の歩留まり向上および信頼性を向上することができる。

以下、図１２を用いて本発明の他の適用例２について説明する。額縁領域１０２には、表示領域１０１の信号線１０３から延在する引き出し配線１１０および走査線１０４から延在する引き出し配線１１１の終端部は実装端子１０７となっており、実装端子１０７には信号制御のためのＩＣチップ１０９が接続される構成となっている。

図１２は、実装端子１０７とＩＣチップ１０９との接続構造を示しており、実装端子１０７とＩＣチップ１０９の電極端子１０９１とを、透明導電膜７３および透明導電膜９３を用いて電気的に接続した構成を示している。

図１２において、実装端子１０７の上部に達するようにコンタクトホール５２が形成され、コンタクトホール５２の上部には、それぞれ層間絶縁膜８を貫通するコンタクトホール８２が形成されている。

そして、連通するコンタクトホール８２および５２の内面は、透明導電膜７３と透明導電膜９３との積層膜で覆われている。

ＩＣチップ１０９の電極端子１０９１上に接続された導電粒子を含んだ樹脂で構成されるバンプ１０９２が配設されており、当該バンプ１０９２が、透明導電膜９３で内面が覆われたコンタクトホール８２の内部に接触するようにＩＣチップ１０９が搭載されている。そして、ＩＣチップ１０９を圧着してバンプ１０９２を押し潰すことでＩＣチップ１０９が液晶表示パネル１００に実装される。

このように表示領域１０１でのコンタクトホールと同様のコンタクトホールを介して実装端子１０７とＩＣチップ１０９の電極端子１０９１とを電気的に接続する構成を採ることで、コンタクトホールの機械的強度が増し、ＩＣチップ１０９を圧着する際の強度が増す。

さらに、実装端子１０７は、信号線１０３や走査線１０４と同じ金属膜であるが、外気からの湿気（水分）による金属膜の腐食を抑制するために透明導電膜で被覆しているが、透明導電膜７３と透明導電膜９３との積層膜により腐食をより抑制することができ、不良品の後発生が抑制され、品質向上によるコスト低減を実現することができる。

なお、以上の説明では、上部電極を画素電極とし、下部電極を対向電極として説明したが、画素電極を下部電極、対向電極を上部電極としても良い。この場合、上部電極は電界を上方（液晶層の方向）に向けて発生させるので、スリットを設けた構成とする。

また、対向電極は実施の形態で説明したように、表示領域全体で一体構造を採って良いし、画素ごとに区分された構成とし、コンタクトホールを介して電気的に接続する構成としても良い。

なお、本発明は、その発明の範囲内において、実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。

１ ゲート絶縁膜、５ 保護絶縁膜、６ 平坦化膜、８ 層間絶縁膜、１０ 透明絶縁性基板、１１ ゲート電極、３１ 半導体膜、４１ ソース電極、４２ ドレイン電極、５１，５２，８１，８２ コンタクトホール、７１ 下部電極、９１ 上部電極、１０３ 信号線、１０４ 走査線、１０５ 共通配線、１０６ 薄膜トランジスタ、１０７ 実装端子。

Claims (9)

1. 透明絶縁性基板と、
   前記透明絶縁性基板上の表示領域に配設され、互いに交差してマトリクス状をなす信号線および走査線と、
   前記信号線または前記走査線と並行するように配設された共通配線と、
   少なくとも前記信号線および前記走査線の上方を覆うように配設された保護絶縁膜と、
   前記保護絶縁膜上を覆う第１の絶縁膜と、
   前記第１の絶縁膜上に上下の位置関係となるように対向配置された下部電極および上部電極と、
   少なくとも前記第１の絶縁膜および前記保護絶縁膜を貫通して前記共通配線の表面に達する第１のコンタクトホールと、を備え、
   前記第１のコンタクトホールは、その底部およびその内壁側面が、前記下部電極と同じ材質の第１の透明導電膜と、前記上部電極と同じ材質の第２の透明導電膜との第１の積層膜で被覆され、
   前記第１の積層膜の前記第１の透明導電膜は、前記下部電極から延在する膜であって、
   前記第１の積層膜の前記第２の透明導電膜は、前記上部電極とは電気的に独立した膜であることを特徴とする、液晶表示パネル。
2. 前記液晶表示パネルは、
   前記信号線と前記走査線との交差部に配設された薄膜トランジスタを備え、
   前記薄膜トランジスタは、
   前記透明絶縁性基板上に配設されたゲート電極と、
   前記ゲート電極を含む前記透明絶縁性基板上を覆うように配設されたゲート絶縁膜と、
   前記ゲート絶縁膜上の前記ゲート電極と対向する位置に配設された半導体膜と、
   前記半導体膜のソース領域上およびドレイン領域上にそれぞれ接するように配設されたソース電極およびドレイン電極と、を有し、
   前記保護絶縁膜は、前記薄膜トランジスタ上を覆い、
   前記液晶表示パネルは、
   前記第１の絶縁膜および前記保護絶縁膜を貫通して前記ドレイン電極の表面に達する第２のコンタクトホールを備え、
   前記第２のコンタクトホールは、その底部およびその内壁側面が、前記第１の透明導電膜と、前記第２の透明導電膜との第２の積層膜で被覆される、請求項１記載の液晶表示パネル。
3. 前記第２の積層膜の前記第１の透明導電膜は、前記下部電極とは電気的に独立した膜であって、
   前記第２の積層膜の前記第２の透明導電膜は、前記上部電極から延在する膜である、請求項２記載の液晶表示パネル。
4. 前記上部電極と前記下部電極の間に配設された層間絶縁膜を備え、
   前記層間絶縁膜は、
   前記第１のコンタクトホールの上部に対応する部分に、前記層間絶縁膜を貫通して前記第１のコンタクトホールと連通する第３のコンタクトホールと、
   前記第２のコンタクトホールの上部に対応する部分に、前記層間絶縁膜を貫通して前記第２のコンタクトホールと連通する第４のコンタクトホールと、を有し、
   前記第１の積層膜の前記第２の透明導電膜は、前記第３のコンタクトホールを介して前記第１のコンタクトホール内に延在し、
   前記第２の積層膜の前記第２の透明導電膜は、前記第４のコンタクトホールを介して前記第２のコンタクトホール内に延在し、
   前記第３および第４のコンタクトホールの平面での開口サイズは、それぞれ前記第１および第２のコンタクトホールの平面での開口サイズよりも大きい、請求項２記載の液晶表示パネル。
5. 前記第１の絶縁膜は、有機樹脂膜を含み、
   前記保護絶縁膜は、ＳｉＮ膜を含む、請求項１記載の液晶表示パネル。
6. 前記ゲート電極および前記共通配線は、同じ材質で同じ層に配設され、
   前記ゲート絶縁膜は前記共通配線を覆い、
   前記第１のコンタクトホールは、
   前記ゲート絶縁膜を貫通して前記共通配線の表面に達する、請求項２記載の液晶表示パネル。
7. 前記信号線は、前記ソース電極と同じ材質で同じ層に配設されて前記ソース電極に接続され、
   前記走査線は、前記ゲート電極と同じ材質で同じ層に配設されて前記ゲート電極に接続され、
   前記表示領域の外周領域に配設され、前記信号線および前記走査線からそれぞれ延在する第１の引き出し配線および第２の引き出し配線と、
   前記第１および第２の引き出し配線にそれぞれ接続される第１および第２の端子電極と、
   前記第１の絶縁膜、前記保護絶縁膜および前記ゲート絶縁膜を貫通して前記第２の端子電極の表面に達する第５のコンタクトホール、前記第１の絶縁膜および前記保護絶縁膜を貫通して前記第１の端子電極の表面に達する第６のコンタクトホールの少なくとも一方と、をさらに備え、
   前記第５のコンタクトホールは、その底部およびその内壁側面が、前記第１の透明導電膜と、前記第２の透明導電膜との前記第１の積層膜で被覆され、
   前記第６のコンタクトホールは、その底部およびその内壁側面が、前記第１の透明導電膜と、前記第２の透明導電膜との前記第２の積層膜で被覆される、請求項６記載の液晶表示パネル。
8. 請求項２記載の液晶表示パネルの製造方法であって、
   （ａ）少なくとも前記第１の絶縁膜および前記保護絶縁膜を貫通して前記共通配線の表面に達する前記第１のコンタクトホールと、前記第１の絶縁膜および前記保護絶縁膜を貫通して前記ドレイン電極の表面に達する前記第２のコンタクトホールとを同時に形成する工程と、
   （ｂ）前記第１のコンタクトホールの前記底部および前記内壁側面を前記下部電極と同じ材質の前記第１の透明導電膜で覆うと同時に、前記第２のコンタクトホールの前記底部および前記内壁側面を前記第１の透明導電膜で覆う工程と、
   （ｃ）前記第１の透明導電膜で覆われた前記第１のコンタクトホールの内面を前記上部電極と同じ材質の前記第２の透明導電膜で覆うと同時に、前記第１の透明導電膜で覆われた前記第２のコンタクトホールの内面を前記第２の透明導電膜で覆う工程と、を備える液晶表示パネルの製造方法。
9. （ｄ）前記工程（ａ）の後、前記第１の絶縁膜上に前記下部電極を形成する工程と、
   （ｅ）前記工程（ｄ）の後、前記下部電極上を覆うように層間絶縁膜を形成する工程と、
   （ｆ）前記第１のコンタクトホールの上部に対応する部分に、前記層間絶縁膜を貫通して前記第１のコンタクトホールと連通する第３のコンタクトホールを形成すると同時に、前記第２のコンタクトホールの上部に対応する部分に、前記層間絶縁膜を貫通して前記第２のコンタクトホールと連通する第４のコンタクトホールを形成する工程と、
   （ｇ）前記工程（ｆ）の後、前記層間絶縁膜上に上部電極を形成する工程と、を備え、
   前記工程（ｄ）は、前記（ｂ）を同時に実行し、
   前記工程（ｇ）は、前記（ｃ）を同時に実行することで、前記第２の透明導電膜を、前記第３のコンタクトホールを介して前記第１のコンタクトホール内に延在させると共に、前記第４のコンタクトホールを介して前記第２のコンタクトホール内に延在させ、
   前記工程（ｆ）は、
   前記第３および第４のコンタクトホールの平面での開口サイズが、それぞれ前記第１および第２のコンタクトホールの平面での開口サイズよりも大きくする工程を含む、請求項８記載の液晶表示パネルの製造方法。

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