JP6645160B2 - 表示装置用基板およびその製造方法ならびに表示装置およびその製造方法 - Google Patents

表示装置用基板およびその製造方法ならびに表示装置およびその製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP6645160B2
JP6645160B2 JP2015242365A JP2015242365A JP6645160B2 JP 6645160 B2 JP6645160 B2 JP 6645160B2 JP 2015242365 A JP2015242365 A JP 2015242365A JP 2015242365 A JP2015242365 A JP 2015242365A JP 6645160 B2 JP6645160 B2 JP 6645160B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
film
wiring film
tft array
array substrate
display device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2015242365A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2017108069A (ja
Inventor
利彦 岩坂
利彦 岩坂
有輔 山縣
有輔 山縣
井上 和式
和式 井上
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP2015242365A priority Critical patent/JP6645160B2/ja
Priority to US15/363,083 priority patent/US10290662B2/en
Priority to DE102016224447.7A priority patent/DE102016224447A1/de
Priority to CN202211106974.9A priority patent/CN115308958A/zh
Priority to CN201611141420.7A priority patent/CN106873271A/zh
Publication of JP2017108069A publication Critical patent/JP2017108069A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6645160B2 publication Critical patent/JP6645160B2/ja
Priority to US17/321,054 priority patent/USRE49718E1/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/136Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
    • G02F1/1362Active matrix addressed cells
    • G02F1/136259Repairing; Defects
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier
    • H01L27/12Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body
    • H01L27/1214Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body comprising a plurality of TFTs formed on a non-semiconducting substrate, e.g. driving circuits for AMLCDs
    • H01L27/1259Multistep manufacturing methods
    • H01L27/127Multistep manufacturing methods with a particular formation, treatment or patterning of the active layer specially adapted to the circuit arrangement
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/136Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
    • G02F1/1362Active matrix addressed cells
    • G02F1/136259Repairing; Defects
    • G02F1/136263Line defects
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier
    • H01L27/12Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body
    • H01L27/1214Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body comprising a plurality of TFTs formed on a non-semiconducting substrate, e.g. driving circuits for AMLCDs
    • H01L27/1222Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body comprising a plurality of TFTs formed on a non-semiconducting substrate, e.g. driving circuits for AMLCDs with a particular composition, shape or crystalline structure of the active layer
    • H01L27/1225Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body comprising a plurality of TFTs formed on a non-semiconducting substrate, e.g. driving circuits for AMLCDs with a particular composition, shape or crystalline structure of the active layer with semiconductor materials not belonging to the group IV of the periodic table, e.g. InGaZnO
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier
    • H01L27/12Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body
    • H01L27/1214Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body comprising a plurality of TFTs formed on a non-semiconducting substrate, e.g. driving circuits for AMLCDs
    • H01L27/124Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body comprising a plurality of TFTs formed on a non-semiconducting substrate, e.g. driving circuits for AMLCDs with a particular composition, shape or layout of the wiring layers specially adapted to the circuit arrangement, e.g. scanning lines in LCD pixel circuits

Description

本発明は、酸化物半導体を用いて形成された膜を有する、表示装置用基板およびその製造方法ならびに表示装置およびその製造方法に関する。
近年、表示装置の一例として液晶表示装置が多く用いられている。液晶表示装置は、一対の透明絶縁性基板の間に液晶層を挟持し、一方の透明絶縁性基板の液晶層側に、間に絶縁膜を介してマトリックス状に配置された複数の走査線および複数の信号線と、走査線と信号線の交点近傍に設けられた薄膜トランジスタ(thin film transistor、以下「TFT」という)と、信号線を介して映像信号が与えられる画素電極と、を有するTFTアレイ基板を備えている。
走査線からの走査信号によりTFTのオン、オフが制御されることで、画素電極への映像信号の供給が制御される。そして、TFTアレイ基板の表示領域の外側の端部に、走査線および信号線に信号を入力するための端子を有している。さらに、端子と走査線または信号線とを結ぶ端子配線を有している。
さらに、液晶表示装置は、他方の透明絶縁性基板として、カラーフィルター(color filter、以下「CF」という)基板を備えている。
表示装置においては、小型化や高精密度化が進む一方で、製造工程での不良発生の低減要求も高まっている。表示装置の不良としては様々な要因に基づいたものがあるが、その一つとして、製造工程での異物混入などにより、信号線、走査線または端子配線などの配線が部分的に断線する断線不良が挙げられる。断線不良が生じると配線を通る電気信号が遮断され、表示画面上で線状などの表示不良が発生する。
例えば、特許文献1には、このような断線不良に対して、配線の断線部を挟む2箇所にレーザー光を照射して、配線を覆う絶縁膜を部分的に除去し、当該絶縁膜を貫通する2つのコンタクトホールを形成して、その断線部を挟む2つのコンタクトホールに渡るように金属膜を形成し断線部を電気的に接続して導通させる、いわゆる「接続リペア」する技術が開示されている。
特開平5−232496号公報
しかし、上記のような接続リペアにおいては、絶縁膜にコンタクトホールを形成する際に、コンタクトホール内面の形状が乱れるので、上層に形成する金属膜のカバレージ性が低く、接続リペアを行っても十分な電気的導通が得られずに導通不良が発生するという問題があった。
本発明は上記のような問題を解決するためになされたものであり、配線の断線の接続リペアを行う際に発生する導通不良を低減することができる、表示装置用基板およびその製造方法ならびに表示装置およびその製造方法を提供することを目的とする。
本発明に係る表示装置用基板および表示装置は、絶縁性の基板と、基板の上に形成され、酸化ケイ素を主成分とする絶縁膜と、絶縁膜に直接接触して形成され、酸化物半導体を絶縁体化した絶縁体部を有する無機膜と、絶縁体部に直接接触して形成された配線膜と、を備え、前記配線膜は、第1の配線膜と、前記第1の配線膜と断線部を介して離間する第2の配線膜と、を有し、前記無機膜は、前記酸化物半導体を導体化した導体部を有し、前記導体部は、前記断線部に形成されて前記第1の配線膜および前記第2の配線膜と直接接触しており、前記第1の配線膜と前記第2の配線膜とは前記導体部を介して電気的に導通していることを特徴とするものである。
また、本発明に係る表示装置用基板の製造方法および表示装置の製造方法は、絶縁性の基板の上に、酸化ケイ素を主成分とする絶縁膜を形成する工程と、絶縁膜に直接接触する酸化物半導体を絶縁体化した絶縁体部を有する無機膜を形成する工程と、無機膜に直接接触する配線膜を形成する工程と、を備え、前記配線膜を形成する工程では、第1の配線膜および前記第1の配線膜と断線部を介して離間する第2の配線膜を有する前記配線膜を形成し、前記酸化物半導体の膜を導体化して、前記第1の配線膜および前記第2の配線膜と直接接触する導体部を形成する工程を備えており、前記導体部を形成する工程では、前記断線部を囲む領域において前記絶縁膜および前記無機膜に紫外線を照射して前記導体部を形成することを特徴とする表示装置用基板の製造方法。
本発明に係る、表示装置用基板および表示装置によれば、配線膜に断線が生じたとしても、接続リペアを行う際の導通不良を低減することができる。
また、本発明に係る、表示装置用基板の製造方法および表示装置の製造方法によれば、配線膜に断線が生じたとしても、接続リペアを行う際の導通不良を低減することができる。
本発明の実施の形態1のTFTアレイ基板を示す上面図である。 本発明の実施の形態1のTFTアレイ基板を示す上面図である。 本発明の実施の形態1のTFTアレイ基板を示す断面図である。 本発明の実施の形態1のTFTアレイ基板の製造工程の一部を示す断面図である。 本発明の実施の形態1のTFTアレイ基板の製造工程の一部を示す断面図である。 本発明の実施の形態1のTFTアレイ基板の製造工程の一部を示す断面図である。 本発明の実施の形態1のTFTアレイ基板の製造工程の一部を示す断面図である。 本発明の実施の形態1のTFTアレイ基板の製造工程の一部を示す断面図である。 本発明の実施の形態1のTFTアレイ基板を示す上面図である。 本発明の実施の形態1のTFTアレイ基板を示す上面図である。 本発明の実施の形態1のTFTアレイ基板を示す上面図である。 本発明の実施の形態1のTFTアレイ基板を示す上面図である。 本発明の実施の形態1のTFTアレイ基板を示す断面図である。 本発明の実施の形態1のTFTアレイ基板の製造工程の一部を示す断面図である。 本発明の実施の形態1のTFTアレイ基板の製造工程の一部を示す断面図である。 本発明の実施の形態1のTFTアレイ基板を示す断面図である。 本発明の実施の形態1のTFTアレイ基板の製造工程の一部を示す断面図である。 本発明の実施の形態1のTFTアレイ基板を示す上面図である。 本発明の実施の形態1の液晶表示装置を示す断面図である。 本発明の実施の形態2のTFTアレイ基板を示す断面図である。 本発明の実施の形態2のTFTアレイ基板を示す断面図である。 本発明の実施の形態2のTFTアレイ基板の製造工程の一部を示す断面図である。 本発明の実施の形態2のTFTアレイ基板の製造工程の一部を示す断面図である。 本発明の実施の形態2のTFTアレイ基板の製造工程の一部を示す断面図である。 本発明の実施の形態2のTFTアレイ基板を示す断面図である。 本発明の実施の形態2のTFTアレイ基板の製造工程の一部を示す断面図である。 本発明の実施の形態3のTFTアレイ基板を示す断面図である。 本発明の実施の形態3のTFTアレイ基板を示す断面図である。 本発明の実施の形態3のTFTアレイ基板の製造工程の一部を示す断面図である。 本発明の実施の形態3のTFTアレイ基板の製造工程の一部を示す断面図である。 本発明の実施の形態3のTFTアレイ基板の製造工程の一部を示す断面図である。 本発明の実施の形態3のTFTアレイ基板の製造工程の一部を示す断面図である。 本発明の実施の形態3のTFTアレイ基板を示す断面図である。 本発明の実施の形態3のTFTアレイ基板の製造工程の一部を示す断面図である。 本発明の実施の形態4のTFTアレイ基板を示す断面図である。 本発明の実施の形態4のTFTアレイ基板を示す断面図である。 本発明の実施の形態4のTFTアレイ基板の製造工程の一部を示す断面図である。 本発明の実施の形態4のTFTアレイ基板の製造工程の一部を示す断面図である。 本発明の実施の形態4のTFTアレイ基板の製造工程の一部を示す断面図である。 本発明の実施の形態4のTFTアレイ基板を示す断面図である。 本発明の実施の形態4のTFTアレイ基板の製造工程の一部を示す断面図である。 本発明の実施の形態5のTFTアレイ基板を示す断面図である。 本発明の実施の形態5のTFTアレイ基板を示す断面図である。 本発明の実施の形態5のTFTアレイ基板の製造工程の一部を示す断面図である。 本発明の実施の形態5のTFTアレイ基板を示す上面図である。 本発明の実施の形態5のTFTアレイ基板を示す上面図である。 本発明の実施の形態6のTFTアレイ基板を示す上面図である。 本発明の実施の形態6のTFTアレイ基板を示す上面図である。 本発明の実施の形態6のTFTアレイ基板を示す断面図である。 本発明の実施の形態6のTFTアレイ基板の製造工程の一部を示す断面図である。 本発明の実施の形態6のTFTアレイ基板の製造工程の一部を示す断面図である。 本発明の実施の形態6のTFTアレイ基板の製造工程の一部を示す断面図である。 本発明の実施の形態6のTFTアレイ基板の製造工程の一部を示す断面図である。 本発明の実施の形態6のTFTアレイ基板の製造工程の一部を示す断面図である。 本発明の実施の形態6のTFTアレイ基板の製造工程の一部を示す断面図である。 本発明の実施の形態6のTFTアレイ基板の製造工程の一部を示す断面図である。 本発明の実施の形態6のTFTアレイ基板の製造工程の一部を示す断面図である。 本発明の実施の形態6のTFTアレイ基板の製造工程の一部を示す断面図である。 本発明の実施の形態6のTFTアレイ基板を示す上面図である。 本発明の実施の形態6のTFTアレイ基板を示す上面図である。 本発明の実施の形態6のTFTアレイ基板を示す上面図である。 本発明の実施の形態6のTFTアレイ基板を示す上面図である。 本発明の実施の形態6のTFTアレイ基板を示す断面図である。 本発明の実施の形態6のTFTアレイ基板の製造工程の一部を示す断面図である。 本発明の実施の形態6のTFTアレイ基板の製造工程の一部を示す断面図である。 本発明の実施の形態6のTFTアレイ基板を示す断面図である。 本発明の実施の形態6のTFTアレイ基板の製造工程の一部を示す断面図である。 本発明の実施の形態6のTFTアレイ基板を示す上面図である。 本発明の実施の形態6のTFTアレイ基板を示す断面図である。 本発明の実施の形態6による液晶表示装置を示す断面図である。
実施の形態1.
第1に、本発明の実施の形態1の表示装置用基板であるTFTアレイ基板100a、100bの構成を説明する。図1は、本発明の実施の形態1のTFTアレイ基板100aを示す上面図である。
図1を用いて、液晶表示装置のTFTアレイ基板100aの表示領域を説明する。表示領域には複数の走査線であるゲート配線膜2が、また、複数の信号線であるソース配線膜5が、マトリックス状に配置されている。
さらに、ゲート配線膜2とソース配線膜5の交点近傍にa-Si層4、ゲート電極3、ソース電極6およびドレイン電極7を有するTFT12aが設けられている。また、表示領域には、ドレイン電極7から、コンタクトホール8を介して映像信号が与えられる画素電極9を有する。
図2は、本発明の実施の形態1のTFTアレイ基板100bを示す上面図である。図2は、図1のTFTアレイ基板100aにおいて、画素電極9、コンタクトホール8、層間絶縁膜14、ソース電極6、ドレイン電極7、ソース配線膜5、a-Si層4およびゲート絶縁膜13を形成する前の段階に対応している。図3は、本発明の実施の形態1のTFTアレイ基板100bを示す断面図である。図3は、図2におけるゲート配線膜2の長さ方向に平行な断面A-Aを示す。
図3において、透明絶縁性基板であるガラス基板1の上に絶縁膜10が形成されている。絶縁膜10は、SiO2などの酸化ケイ素(SiO)を主成分とする膜である。
例えば、絶縁膜10の膜厚は1nm以上、1μm以下である。均一な膜を形成できて絶縁膜としての機能を発揮するという観点では、膜厚が1nm以上が好ましい。一方、生産性の観点では、1μm以下が好ましい。10nm以上、500nm以下が、より好ましい。
絶縁膜10の上に直接接触して、無機膜11が形成されている。無機膜11は、酸化物半導体を絶縁体化した絶縁体部11aで形成されている。ここで、絶縁体とは、比抵抗が、1×10Ω・cm以上であることを指す。1×10Ω・cm以上が、絶縁体としてより好ましい。
無機膜11は、例えば、InGaZnO(indium gallium zinc oxide)などの酸化物半導体を、絶縁体の性質を示すようになる条件で成膜して形成された膜である。
例えば、無機膜11の膜厚は5nm以上、1μm以下である。均一な膜を形成できるという観点では、膜厚が5nm以上が好ましい。一方、生産性の観点では、1μm以下が好ましい。10nm以上、500nm以下が、より好ましい。
酸化物半導体を絶縁体化した絶縁体部11aの上に直接接触して、ゲート配線を形成するための配線膜である、ゲート配線膜2が形成されている。
ゲート配線膜2は、例えば、金属であるクロム(Cr)や、アルミまたはアルミ合金、モリブデンまたはモリブデン合金、銅などである。
例えば、ゲート配線膜2の膜厚は50nm以上、1μm以下である。抵抗値を低く形成できるという観点では、膜厚が50nm以上が好ましい。一方、生産性の観点では、1μm以下が好ましい。100nm以上、500nm以下が、より好ましい。
第2に、本発明の実施の形態1のTFTアレイ基板100a、100bの製造方法を説明する。図4から図8は、それぞれ本発明の実施の形態1のTFTアレイ基板100bの製造工程の一部を示す断面図である。
まず、CVD装置を用いて、透明絶縁性基板であるガラス基板1の上の全面にSiO2膜を膜厚約50nm成膜して、絶縁膜10を形成する(図4)。
次に、スパッタリング装置を用いて、絶縁膜10の上の全面に酸化物半導体であるInGaZnOを、絶縁体の性質を示すようになる条件で、膜厚約80nm成膜して絶縁体部11aで形成された無機膜11を形成する(図5)。具体的には、例えば、スパッタリング時に、Ar(アルゴン)に対する酸素分圧を20%程度にして成膜する。
酸化物半導体であるInGaZnOを、絶縁体の性質を示すようになる条件で成膜する代わりに、InGaZnOを半導体の性質を示すようになる条件で成膜して半導体部11bを形成し(図6(a))、その後、亜酸化窒素(NO)ガスを用いたプラズマ処理(NOプラズマ処理)Pを実施することにより、InGaZnOを、半導体から絶縁体へ変化させる絶縁体化をおこなって、絶縁体部11aで形成された無機膜11を形成してもよい(図6(b))。ここで、半導体とは、比抵抗が、1×10−2Ω・cm超、かつ、1×10Ω・cm未満であることを指す。1×10Ω・cm以上、かつ、1×10Ω・cm以下が、半導体としてより好ましい。
次に、スパッタリング装置を用いて、クロムを膜厚約200nm成膜し、絶縁体部11aの上に、ゲート配線膜2を形成する(図7)。その後、ゲート配線膜2の上に、レジスト15で配線パターンなどを形成するための写真製版処理工程を実施し、レジスト15で覆われていない部分のゲート配線膜2を除去するエッチング処理工程をおこなう(図8)。その後、レジスト15を剥離すると、図2および図3に示すTFTアレイ基板100bとなる。
この後、ゲート絶縁膜13、a-Si層4、ソース配線膜5、ソース電極6、ドレイン電極7、層間絶縁膜14、コンタクトホール8および画素電極9が形成され、図1に示すTFTアレイ基板100aとなる。
第3に、本発明の実施の形態1のTFTアレイ基板100a、100bが、ゲート配線膜2に断線部OPを有する場合の構成を説明する。図9は、本発明の実施の形態1のTFTアレイ基板200aを示す上面図である。
図9において、本発明の実施の形態1のTFTアレイ基板200aは、ゲート配線膜2に断線部OPを有する。図9に示すTFTアレイ基板200aは、ゲート配線膜2に断線部OPを有していること以外は、図1と同様の構成である。
図10は、本発明の実施の形態1のTFTアレイ基板200bを示す上面図である。図10は、図9のTFTアレイ基板200aにおいて、画素電極9、コンタクトホール8、層間絶縁膜14、ソース電極6、ドレイン電極7、ソース配線膜5、a-Si層4およびゲート絶縁膜13を形成する前の段階に対応している。
図16は、本発明の実施の形態1のTFTアレイ基板200bを示す断面図である。図16は、図10におけるゲート配線膜2の長さ方向に平行な断面B-Bを示す。本発明の実施の形態1のTFTアレイ基板の、断線部OPを有する場合の構成においては、図16に示すように、断線部OPを挟んで、左右にゲート配線膜2が分断され、第1のゲート配線膜2aと、第1のゲート配線膜2aと直接接触していない第2のゲート配線膜2bと、が形成される。その他の構成は、図3に示す、断線部OPを有しない場合の構成と同様であるため、説明を省略する。
ここで、配線に断線部OPが生じるメカニズムの一例を説明する。基板面上などに異物16が混入した場合、断線やショート、また絶縁不良など様々な欠陥が生じる。写真製版工程をはじめとするアレイ製造工程は、異物16をできる限り排除した、いわゆる「クリーンルーム」において製造されている。
しかし、例えば、製造装置から発生する微小な異物16が基板面上などに混入することがある。図14および図15は、それぞれ本発明の実施の形態1のTFTアレイ基板200bの製造工程の一部を示す断面図である。図14は、図8に示す写真製版工程において、レジスト15中に異物16が混入した場合を示す図である。また、図15は、図14の異物16が剥がれ落ちた状態を示す断面図である。
図15に示すように、レジスト現像工程や、エッチング工程に至る前の洗浄工程などで異物16が剥がれ落ちると、意図しない、レジスト15に覆われていない部分が生じる。図16に示すように、レジスト15に覆われていない部分は、エッチング工程においてゲート配線膜2がエッチングされて、断線部OPが生じる。異物16が剥がれ落ちなかった場合でも、ゲート配線膜2とレジスト15および異物16との界面にエッチング液が浸み込んで同様の断線部OPを生じさせることが多い。
第4に、本発明の実施の形態1のTFTアレイ基板の、ゲート配線膜2に断線部OPが生じた場合において、接続リペアを実施した構成について説明する。
図11は、本発明の実施の形態1のTFTアレイ基板300aを示す上面図である。
また、図12は、本発明の実施の形態1のTFTアレイ基板300bを示す上面図である。
図11は、図9の、ゲート配線膜2の断線部OPに酸化物半導体膜を導体化した導体部11cを形成した状態に対応する図である。図12は、図10のゲート配線膜2の断線部OPに酸化物半導体膜を導体化した導体部11cを形成した状態に対応する図である。
図13は、本発明の実施の形態1のTFTアレイ基板300bを示す断面図である。図13は、図12におけるゲート配線膜2の長さ方向に平行な断面C-Cを示す。図13において、無機膜11は、酸化物半導体を導体化した導体部11cを有し、導体部11cは、第1のゲート配線膜2aおよび第2のゲート配線膜2bと直接接触している。その他の構成は、図16に示す構成と同様であるため、説明を省略する。
第5に、本発明の実施の形態1のTFTアレイ基板200bを接続リペアして、TFTアレイ基板300bを製造する方法について説明する。図17は、本発明の実施の形態1のTFTアレイ基板300bの製造工程の一部を示す断面図である。図17は、断線部OPに、紫外線Lを照射する工程を示している。
まず、断線部OPを欠陥検査装置などで検出し、断線部OPに、紫外線レーザーを用いて紫外線Lを照射する。図17に示すように、紫外線Lは、ガラス基板1から無機膜11に向かう方向、すなわち、ガラス基板1の裏面方向から断線部OPに向かって照射される。紫外線Lはガラス基板1を透過し、絶縁膜10および無機膜11の絶縁体部11aに照射される。
図18は、本発明の実施の形態1のTFTアレイ基板200bを示す上面図である。図18は、本発明の実施の形態1のTFTアレイ基板200bを、接続リペアしてTFTアレイ基板300bを製造する際に、紫外線Lを照射する範囲30を示す。紫外線Lを照射する範囲30は、例えば、図18に示すように、断線部OPを囲む領域である。
酸化物半導体膜を絶縁体化した絶縁体部11aと酸化ケイ素(SiO2)膜の絶縁膜10が直接接触する部分に紫外線Lを照射すると、特に効果的に、酸化物半導体膜の電子キャリアが励起されて酸化物半導体膜の比抵抗値が低下し、絶縁体部11aが導体化して導体部11cが形成される。酸化物半導体を導体化した導体部11cは、第1のゲート配線膜2aおよび第2のゲート配線膜2bと直接接触しているので、第1のゲート配線膜2aと第2のゲート配線膜2bの間が、導体化された酸化物半導体膜を通じて電気的に導通する。これにより、接続リペアをすることができ、第1のゲート配線膜2aと第2のゲート配線膜2bと導体化された酸化物半導体膜とが密着して直接接触しているので、従来に比べて導通不良を低減することができる(図12、図13)。ここで、導体とは、比抵抗が、1×10−2Ω・cm以下であることを指す。1×10−3Ω・cm以下が、導体としてより好ましい。
このようにして接続リペアされて、図12および図13に示すTFTアレイ基板300bとなる。この後、ゲート絶縁膜13、a-Si層4、ソース配線膜5、ソース電極6、ドレイン電極7、層間絶縁膜14、コンタクトホール8および画素電極9が形成され、図11に示すTFTアレイ基板300aとなる。
図19は、本発明の実施の形態1の液晶表示装置400を示す断面図である。配向膜等が形成された後、図19に示すように、TFTアレイ基板300aとCF基板22とがシール材21によって貼り合わせられ、TFTアレイ基板300a、CF基板22およびシール材21で形成される領域内に液晶20が封入され表示装置である液晶表示装置400となる。
本発明の実施の形態1のTFTアレイ基板および液晶表示装置は、絶縁性のガラス基板1と、ガラス基板1の上に形成され、酸化ケイ素を主成分とする絶縁膜10と、絶縁膜10に直接接触して形成され、酸化物半導体を絶縁体化した絶縁体部11aを有する無機膜11と、絶縁体部11aに直接接触して形成されたゲート配線膜2と、を備えたので、ゲート配線膜2に断線が生じたとしても、接続リペアを行う際の導通不良を低減することができる。
本発明の実施の形態1のTFTアレイ基板および液晶表示装置は、絶縁膜10の上に直接接触して形成された絶縁体部11aと、絶縁体部11aの上に直接接触して形成されたゲート配線膜2と、を備えたので、ゲート配線膜2に断線が生じたとしても、接続リペアを行う際の導通不良を低減することができる。
また、本発明の実施の形態1のTFTアレイ基板および液晶表示装置では、ゲート配線膜2は、第1のゲート配線膜2aと、第1のゲート配線膜2aと直接接触していない第2のゲート配線膜2bと、を有し、無機膜11は、酸化物半導体を導体化した導体部11cを有し、導体部11cは、第1のゲート配線膜2aおよび第2のゲート配線膜2bと直接接触しているので、接続リペアの導通不良を低減することができる。
本発明の実施の形態1のTFTアレイ基板の製造方法および液晶表示装置の製造方法は、絶縁性のガラス基板1の上に、酸化ケイ素を主成分とする絶縁膜10を形成する工程と、絶縁膜10に直接接触する酸化物半導体を絶縁体化した絶縁体部11aを有する無機膜11を形成する工程と、無機膜11に直接接触するゲート配線膜2を形成する工程と、を備えたので、ゲート配線膜2に断線が生じたとしても、接続リペアを行う際の導通不良を低減することができる。
本発明の実施の形態1のTFTアレイ基板の製造方法および液晶表示装置の製造方法は、絶縁膜10を形成する工程の後に、無機膜11を形成する工程を実施し、無機膜11を形成する工程の後に、ゲート配線膜2を形成する工程を実施するので、ゲート配線膜2に断線が生じたとしても、接続リペアを行う際の導通不良を低減することができる。
本発明の実施の形態1のTFTアレイ基板の製造方法および液晶表示装置の製造方法は、無機膜11を形成する工程では、酸化物半導体の膜を形成する工程と、酸化物半導体の膜を形成する工程の後に、酸化物半導体の膜を絶縁体化して絶縁体部11aを形成する工程と、を有するので、ゲート配線膜2に断線が生じたとしても、接続リペアを行う際の導通不良を低減することができる。
本発明の実施の形態1のTFTアレイ基板の製造方法および液晶表示装置の製造方法は、ゲート配線膜2を形成する工程では、第1のゲート配線膜2aおよび第1のゲート配線膜2aと直接接触しない第2のゲート配線膜2bを有するゲート配線膜2を形成し、酸化物半導体の膜を導体化して、第1のゲート配線膜2aおよび第2のゲート配線膜2bと直接接触する導体部11cを形成する工程を備えたので、接続リペアの導通不良を低減することができる。
本発明の実施の形態1のTFTアレイ基板の製造方法および液晶表示装置の製造方法は、導体部11cを形成する工程では、絶縁膜10および無機膜11に紫外線Lを照射して導体部11cを形成する工程を備えたので、接続リペアの導通不良を低減することができる。
本発明の実施の形態1では、酸化物半導体の例としてInGaZnOからなる酸化物半導体を示したが、酸化物半導体の例はこれに限られるものではなく、例えば、InZnO系、InGaO系、InSnO系、InSnZnO系、InGaZnSnO系、InAlZnO系、InHf(ハフニウム)ZnO系、InZr(ジルコニウム)ZnO系、InMg(マグネシウム)ZnO系またはInY(イットリウム)ZnO系などの酸化物半導体膜が用いられてもよい。これらの酸化物半導体材料が用いられた場合でも、本発明の実施の形態1におけるInGaZnO系酸化物半導体膜が用いられた場合と同様の効果を発揮することができる。
本発明の実施の形態1では、絶縁膜10として酸化ケイ素(SiO)の例を示したが、酸化アルミ、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化ハフニウム、酸化タンタル、酸化タングステンなどの酸化金属を主成分とした絶縁膜でもよく、同様の効果を発揮する。
本発明の実施の形態1では、紫外線Lを照射する工程において、紫外線レーザーを用いる場合を示したが、低圧水銀灯、高圧水銀灯または超高圧水銀灯などの紫外線ランプまたは紫外線LEDでもよく、同様の効果を発揮する。たとえば、480nm以下の紫外光を照射するものであればよい。
本発明の実施の形態1では、図12に示す、紫外線Lを照射する工程で、紫外線Lは、ガラス基板1から無機膜11に向かう方向、すなわち、ガラス基板1の裏面方向から断線部OPに向かって照射される例を示したが、無機膜11からガラス基板1に向かう方向、すなわち、ガラス基板1の上面方向から断線部OPに向かって照射してもよく、同様の効果を発揮する。
本発明の実施の形態1では、酸化物半導体膜を絶縁体化して絶縁体部11aを形成する工程において、NOプラズマ処理Pをおこなう例を示したが、少なくともNOを含むガスが用いられるものであればよく、同様の効果を発揮する。
本発明の実施の形態1では、絶縁性の基板の例として、ガラス基板1を用いたが、プラスティックなどの樹脂基板などでもよく、同様の効果を発揮する。特に、紫外線の波長領域における透過率が高いものは、紫外線Lによって、酸化物半導体の絶縁体部11aを導体化して導体部11cを形成する効率が高いので、より好ましい。
本発明の実施の形態1では、配線膜として、ゲート配線膜2に断線が生じた場合の例を示したが、ゲート端子、ゲート電極3、ゲート端子配線に断線が生じた場合でも同様の効果を発揮する。さらに、ソース配線膜5、ソース端子、ソース端子配線、ソース電極6およびドレイン電極7や、横電界方式の液晶表示装置である、In Plane Switching方式およびFFS(Fringe Field Switching)方式の下部電極や上部電極、などでもよく、同様の効果を発揮する。
本発明の実施の形態1では、透過型構造の液晶表示装置の例を示したが、反射型,半透過型、フィールドシーケンシャル、また、ポリシリコンTFT、低温ポリシリコンTFTなどの表示装置などでもよく、同様の効果を発揮する。
本発明の実施の形態1では、液晶表示装置の例を示したが、タッチパネル、X線フォトディテクタ,など電気配線を有する電子デバイスであればよく、同様の効果を発揮する。
実施の形態2.
本発明の実施の形態2のTFTアレイ基板は、絶縁膜10とゲート配線膜2と無機膜11を積層する順番が、本発明の実施の形態1と異なる。
本発明の実施の形態2のTFTアレイ基板101bの構成を説明する。図20は、本発明の実施の形態2のTFTアレイ基板101bを示す断面図である。図20において、図3と同一または相当する部分には同一符号を付し、説明を省略する。
図20において、透明絶縁性基板であるガラス基板1の上に、酸化物半導体を絶縁体化した絶縁体部11aで形成された無機膜11が形成されている。酸化物半導体を絶縁体化した絶縁体部11aの上に直接接触して、ゲート配線膜2が形成されている。ゲート配線膜2の上に直接接触して、絶縁膜10が形成されている。
この後、ゲート絶縁膜13、a-Si層4、ソース配線膜5、ソース電極6、ドレイン電極7、層間絶縁膜14、コンタクトホール8および画素電極9が形成され、本発明の実施の形態2のTFTアレイ基板101aとなる。
次に、本発明の実施の形態2のTFTアレイ基板101bの製造方法を説明する。まず、ガラス基板1の上に、酸化物半導体を絶縁体化した絶縁体部11aを有する無機膜11を形成する。無機膜11を形成した後に、無機膜11に直接接触して、ゲート配線膜2を形成する。ゲート配線膜2を形成した後に、ゲート配線膜2に直接接触して、酸化ケイ素を主成分とする絶縁膜10を形成する。
次に、本発明の実施の形態2のTFTアレイ基板が、ゲート配線膜2に断線部OPを有する場合の構成を説明する。図25は、本発明の実施の形態2のTFTアレイ基板201bを示す断面図である。本発明の実施の形態2のTFTアレイ基板の、断線部OPを有する場合の構成においては、図25に示すように、断線部OPを挟んで、左右にゲート配線膜2が分断され、第1のゲート配線膜2aと、第1のゲート配線膜2aと直接接触していない第2のゲート配線膜2bと、が形成される。その他の構成は、図20に示す、断線部OPを有しない場合の構成と同様であるため、説明を省略する。
ここで、本発明の実施の形態2における、配線に断線部OPが生じるメカニズムの例を説明する。
図22から図24は、それぞれ本発明の実施の形態2のTFTアレイ基板201bの製造工程の一部を示す断面図である。図22は、写真製版工程において、レジスト15中に異物16が混入した場合を示す図である。また、図23は、図22の異物16が剥がれ落ちた状態を示す断面図である。
図23に示すように、異物16が剥がれ落ちると、意図しない、レジスト15に覆われていない部分が生じる。図24に示すように、レジスト15に覆われていない部分は、エッチング工程においてゲート配線膜2がエッチングされて、断線部OPが生じる。
次に、本発明の実施の形態2のTFTアレイ基板の、ゲート配線膜2に断線部OPが生じた場合において、接続リペアを実施した構成について説明する。
図21は、本発明の実施の形態2のTFTアレイ基板301bを示す断面図である。図21は、図25において、ゲート配線膜2の断線部OPに酸化物半導体膜を導体化した導体部11cを形成した状態を示す図である。
図25で説明した構成に加えて、図21に示すように、無機膜11は、酸化物半導体を導体化した導体部11cを有し、導体部11cは、第1のゲート配線膜2aおよび第2のゲート配線膜2bと直接接触している。その他の構成は、上記の図25に示す、酸化物半導体膜を導体化した導体部11cを形成する前の状態の構成と同様であるため、説明を省略する。
次に、本発明の実施の形態2のTFTアレイ基板201bを接続リペアして、TFTアレイ基板301bを製造する方法について説明する。図26は、本発明の実施の形態2のTFTアレイ基板301bの製造工程の一部を示す断面図である。図26は、断線部OPに、紫外線Lを照射する工程を示している。
断線部OPに、紫外線レーザーを用いて紫外線Lを照射する。図26に示すように、紫外線Lは、ガラス基板1から無機膜11に向かう方向、すなわち、ガラス基板1の裏面方向から断線部OPに向かって照射される。紫外線Lはガラス基板1を透過し、絶縁膜10および無機膜11の絶縁体部11aに照射される。
酸化物半導体膜を絶縁体化した絶縁体部11aと酸化ケイ素(SiO2)膜の絶縁膜10が直接接触する部分に紫外線Lを照射すると、特に効果的に、酸化物半導体膜の電子キャリアが励起されて酸化物半導体膜の比抵抗値が低下し、絶縁体部11aが導体化して導体部11cが形成される。酸化物半導体を導体化した導体部11cは、第1のゲート配線膜2aおよび第2のゲート配線膜2bと直接接触しているので、第1のゲート配線膜2aと第2のゲート配線膜2bの間が、導体化された酸化物半導体膜を通じて電気的に導通する。これにより、接続リペアをすることができ、第1のゲート配線膜2aと第2のゲート配線膜2bと導体化された酸化物半導体膜とが密着して直接接触しているので、従来に比べて導通不良を低減することができる(図21)。
このようにして接続リペアされて、図21に示すTFTアレイ基板301bとなる。この後、ゲート絶縁膜13、a-Si層4、ソース配線膜5、ソース電極6、ドレイン電極7、層間絶縁膜14、コンタクトホール8および画素電極9が形成され、TFTアレイ基板301aとなる。
さらに、配向膜等が形成された後、TFTアレイ基板301aとCF基板22とがシール材21によって貼り合わせられ、TFTアレイ基板301a、CF基板22およびシール材21で形成される領域内に液晶20が封入され表示装置である液晶表示装置500となる。
本発明の実施の形態2のTFTアレイ基板および液晶表示装置は、絶縁性のガラス基板1と、ガラス基板1の上に形成され、酸化物半導体を絶縁体化した絶縁体部11aを有する無機膜11と、絶縁体部11aに直接接触して形成されたゲート配線膜2と、ゲート配線膜2に直接接触して形成され、酸化ケイ素または酸化金属を主成分とする絶縁膜10と、を備えたので、ゲート配線膜2に断線が生じたとしても、接続リペアを行う際の導通不良を低減することができる。
本発明の実施の形態2のTFTアレイ基板および液晶表示装置は、絶縁体部11aの上に直接接触して形成されたゲート配線膜2と、ゲート配線膜2の上に直接接触して形成された絶縁膜10と、を備えたので、ゲート配線膜2に断線が生じたとしても、接続リペアを行う際の導通不良を低減することができる。
本発明の実施の形態2のTFTアレイ基板の製造方法および液晶表示装置の製造方法は、絶縁性のガラス基板1の上に、酸化物半導体を絶縁体化した絶縁体部11aを有する無機膜11を形成する工程と、絶縁体部11aに直接接触するゲート配線膜2を形成する工程と、ゲート配線膜2に直接接触する、酸化ケイ素または酸化金属を主成分とする絶縁膜10を形成する工程と、を備えたので、ゲート配線膜2に断線が生じたとしても、接続リペアを行う際の導通不良を低減することができる。
本発明の実施の形態2のTFTアレイ基板の製造方法および液晶表示装置の製造方法は、無機膜11を形成する工程の後に、ゲート配線膜2を形成する工程を実施し、ゲート配線膜2を形成する工程の後に、絶縁膜10を形成する工程を実施するので、ゲート配線膜2に断線が生じたとしても、接続リペアを行う際の導通不良を低減することができる。
実施の形態3.
本発明の実施の形態3のTFTアレイ基板は、絶縁膜10とゲート配線膜2と無機膜11を積層する順番が、本発明の実施の形態1と異なる。
本発明の実施の形態3のTFTアレイ基板102bの構成を説明する。図27は、本発明の実施の形態3のTFTアレイ基板102bを示す断面図である。図27において、図3と同一または相当する部分には同一符号を付し、説明を省略する。
図27において、透明絶縁性基板であるガラス基板1の上に、ゲート配線膜2が形成されている。ゲート配線膜2の上に直接接触して、酸化物半導体を絶縁体化した絶縁体部11aで形成された無機膜11が形成されている。酸化物半導体を絶縁体化した絶縁体部11aの上に直接接触して、絶縁膜10が形成されている。
この後、ゲート絶縁膜13、a-Si層4、ソース配線膜5、ソース電極6、ドレイン電極7、層間絶縁膜14、コンタクトホール8および画素電極9が形成され、本発明の実施の形態3のTFTアレイ基板102aとなる。
次に、本発明の実施の形態3のTFTアレイ基板102bの製造方法を説明する。まず、ガラス基板1の上に、ゲート配線膜2を形成する。ゲート配線膜2を形成した後に、ゲート配線膜2に直接接触して、酸化物半導体を絶縁体化した絶縁体部11aを有する無機膜11を形成する。無機膜11を形成した後に、無機膜11に直接接触して、酸化ケイ素を主成分とする絶縁膜10を形成する。
次に、本発明の実施の形態3のTFTアレイ基板が、ゲート配線膜2に断線部OPを有する場合の構成を説明する。図33は、本発明の実施の形態3のTFTアレイ基板202bを示す断面図である。本発明の実施の形態3のTFTアレイ基板の、断線部OPを有する場合の構成においては、図33に示すように、断線部OPを挟んで、左右にゲート配線膜2が分断され、第1のゲート配線膜2aと、第1のゲート配線膜2aと直接接触していない第2のゲート配線膜2bと、が形成される。その他の構成は、図27に示す、断線部OPを有しない場合の構成と同様であるため、説明を省略する。
ここで、本発明の実施の形態3における、配線に断線部OPが生じるメカニズムの例を説明する。
図29から図32は、それぞれ本発明の実施の形態3のTFTアレイ基板202bの製造工程の一部を示す断面図である。図29は、写真製版工程において、レジスト15中に異物16が混入した場合を示す図である。また、図30は、図29の異物16が剥がれ落ちた状態を示す断面図である。
図30に示すように、異物16が剥がれ落ちると、意図しない、レジスト15に覆われていない部分が生じる。図31に示すように、レジスト15に覆われていない部分は、エッチング工程においてゲート配線膜2がエッチングされて、断線部OPが生じる。その後、図32に示すように、ゲート配線膜2に直接接触して、酸化物半導体を絶縁体化した絶縁体部11aを有する無機膜11が形成される。
次に、本発明の実施の形態3のTFTアレイ基板の、ゲート配線膜2に断線部OPが生じた場合において、接続リペアを実施した構成について説明する。
図28は、本発明の実施の形態3のTFTアレイ基板302bを示す断面図である。図28は、図33において、ゲート配線膜2の断線部OPに酸化物半導体膜を導体化した導体部11cを形成した状態を示す図である。
図33で説明した構成に加えて、図28に示すように、無機膜11は、酸化物半導体を導体化した導体部11cを有し、導体部11cは、第1のゲート配線膜2aおよび第2のゲート配線膜2bと直接接触している。その他の構成は、上記の図33に示す、酸化物半導体膜を導体化した導体部11cを形成する前の状態の構成と同様であるため、説明を省略する。
次に、本発明の実施の形態3のTFTアレイ基板202bを接続リペアして、TFTアレイ基板302bを製造する方法について説明する。図34は、本発明の実施の形態3のTFTアレイ基板302bの製造工程の一部を示す断面図である。図34は、断線部OPに、紫外線Lを照射する工程を示している。
断線部OPに、紫外線レーザーを用いて紫外線Lを照射する。図34に示すように、紫外線Lは、ガラス基板1から無機膜11に向かう方向、すなわち、ガラス基板1の裏面方向から断線部OPに向かって照射される。紫外線Lはガラス基板1を透過し、絶縁膜10および無機膜11の絶縁体部11aに照射される。
酸化物半導体膜を絶縁体化した絶縁体部11aと酸化ケイ素(SiO2)膜の絶縁膜10が直接接触する部分に紫外線Lを照射すると、特に効果的に、酸化物半導体膜の電子キャリアが励起されて酸化物半導体膜の比抵抗値が低下し、絶縁体部11aが導体化して導体部11cが形成される。酸化物半導体を導体化した導体部11cは、第1のゲート配線膜2aおよび第2のゲート配線膜2bと直接接触しているので、第1のゲート配線膜2aと第2のゲート配線膜2bの間が、導体化された酸化物半導体膜を通じて電気的に導通する。これにより、接続リペアをすることができ、第1のゲート配線膜2aと第2のゲート配線膜2bと導体化された酸化物半導体膜とが密着して直接接触しているので、従来に比べて導通不良を低減することができる(図28)。
このようにして接続リペアされて、図28に示すTFTアレイ基板302bとなる。この後、ゲート絶縁膜13、a-Si層4、ソース配線膜5、ソース電極6、ドレイン電極7、層間絶縁膜14、コンタクトホール8および画素電極9が形成され、TFTアレイ基板302aとなる。
さらに、配向膜等が形成された後、TFTアレイ基板302aとCF基板22とがシール材21によって貼り合わせられ、TFTアレイ基板302a、CF基板22およびシール材21で形成される領域内に液晶20が封入され表示装置である液晶表示装置600となる。
本発明の実施の形態3のTFTアレイ基板および液晶表示装置は、ゲート配線膜2の上に直接接触して形成された絶縁体部11aと、絶縁体部11aの上に直接接触して形成された絶縁膜10と、を備えたので、ゲート配線膜2に断線が生じたとしても、接続リペアを行う際の導通不良を低減することができる。
本発明の実施の形態3のTFTアレイ基板の製造方法および液晶表示装置の製造方法は、ゲート配線膜2を形成する工程の後に、無機膜11を形成する工程を実施し、無機膜11を形成する工程の後に、絶縁膜10を形成する工程を実施するので、ゲート配線膜2に断線が生じたとしても、接続リペアを行う際の導通不良を低減することができる。
実施の形態4.
本発明の実施の形態4のTFTアレイ基板は、絶縁膜10とゲート配線膜2と無機膜11を積層する順番が、本発明の実施の形態1と異なる。
本発明の実施の形態4のTFTアレイ基板103bの構成を説明する。図35は、本発明の実施の形態4のTFTアレイ基板103bを示す断面図である。図35において、図3と同一または相当する部分には同一符号を付し、説明を省略する。
図35において、透明絶縁性基板であるガラス基板1の上に、絶縁膜10が形成されている。絶縁膜10の上に直接接触して、ゲート配線膜2が形成されている。ゲート配線膜2の上に直接接触して、酸化物半導体を絶縁体化した絶縁体部11aで形成された無機膜11が形成されている。
この後、ゲート絶縁膜13、a-Si層4、ソース配線膜5、ソース電極6、ドレイン電極7、層間絶縁膜14、コンタクトホール8および画素電極9が形成され、本発明の実施の形態4のTFTアレイ基板103aとなる。
次に、本発明の実施の形態4のTFTアレイ基板103bの製造方法を説明する。まず、ガラス基板1の上に、酸化ケイ素を主成分とする絶縁膜10を形成する。絶縁膜10を形成した後に、絶縁膜10に直接接触して、ゲート配線膜2を形成する。ゲート配線膜2を形成した後に、ゲート配線膜2に直接接触して、酸化物半導体を絶縁体化した絶縁体部11aを有する無機膜11を形成する。
次に、本発明の実施の形態4のTFTアレイ基板が、ゲート配線膜2に断線部OPを有する場合の構成を説明する。図40は、本発明の実施の形態4のTFTアレイ基板203bを示す断面図である。本発明の実施の形態4のTFTアレイ基板の、断線部OPを有する場合の構成においては、図40に示すように、断線部OPを挟んで、左右にゲート配線膜2が分断され、第1のゲート配線膜2aと、第1のゲート配線膜2aと直接接触していない第2のゲート配線膜2bと、が形成される。その他の構成は、図35に示す、断線部OPを有しない場合の構成と同様であるため、説明を省略する。
ここで、本発明の実施の形態4における、配線に断線部OPが生じるメカニズムの例を説明する。
図37から図39は、それぞれ本発明の実施の形態4のTFTアレイ基板203bの製造工程の一部を示す断面図である。図37は、写真製版工程において、レジスト15中に異物16が混入した場合を示す図である。また、図38は、図37の異物16が剥がれ落ちた状態を示す断面図である。
図38に示すように、異物16が剥がれ落ちると、意図しない、レジスト15に覆われていない部分が生じる。図39に示すように、レジスト15に覆われていない部分は、エッチング工程においてゲート配線膜2がエッチングされて、断線部OPが生じる。
次に、本発明の実施の形態4のTFTアレイ基板の、ゲート配線膜2に断線部OPが生じた場合において、接続リペアを実施した構成について説明する。
図36は、本発明の実施の形態4のTFTアレイ基板303bを示す断面図である。図36は、図40において、ゲート配線膜2の断線部OPに酸化物半導体膜を導体化した導体部11cを形成した状態を示す図である。
図40で説明した構成に加えて、図36に示すように、無機膜11は、酸化物半導体を導体化した導体部11cを有し、導体部11cは、第1のゲート配線膜2aおよび第2のゲート配線膜2bと直接接触している。その他の構成は、上記の図40に示す、酸化物半導体膜を導体化した導体部11cを形成する前の状態の構成と同様であるため、説明を省略する。
次に、本発明の実施の形態4のTFTアレイ基板203bを接続リペアして、TFTアレイ基板303bを製造する方法について説明する。図41は、本発明の実施の形態4のTFTアレイ基板303bの製造工程の一部を示す断面図である。図41は、断線部OPに、紫外線Lを照射する工程を示している。
断線部OPに、紫外線レーザーを用いて紫外線Lを照射する。図41に示すように、紫外線Lは、ガラス基板1から無機膜11に向かう方向、すなわち、ガラス基板1の裏面方向から断線部OPに向かって照射される。紫外線Lはガラス基板1を透過し、絶縁膜10および無機膜11の絶縁体部11aに照射される。
酸化物半導体膜を絶縁体化した絶縁体部11aと酸化ケイ素(SiO2)膜の絶縁膜10が直接接触する部分に紫外線Lを照射すると、特に効果的に、酸化物半導体膜の電子キャリアが励起されて酸化物半導体膜の比抵抗値が低下し、絶縁体部11aが導体化して導体部11cが形成される。酸化物半導体を導体化した導体部11cは、第1のゲート配線膜2aおよび第2のゲート配線膜2bと直接接触しているので、第1のゲート配線膜2aと第2のゲート配線膜2bの間が、導体化された酸化物半導体膜を通じて電気的に導通する。これにより、接続リペアをすることができ、第1のゲート配線膜2aと第2のゲート配線膜2bと導体化された酸化物半導体膜とが密着して直接接触しているので、従来に比べて導通不良を低減することができる(図36)。
このようにして接続リペアされて、図36に示すTFTアレイ基板303bとなる。この後、ゲート絶縁膜13、a-Si層4、ソース配線膜5、ソース電極6、ドレイン電極7、層間絶縁膜14、コンタクトホール8および画素電極9が形成され、TFTアレイ基板303aとなる。
さらに、配向膜等が形成された後、TFTアレイ基板303aとCF基板22とがシール材21によって貼り合わせられ、TFTアレイ基板303a、CF基板22およびシール材21で形成される領域内に液晶20が封入され表示装置である液晶表示装置700となる。
本発明の実施の形態4のTFTアレイ基板および液晶20表示装置は、絶縁膜10の上に直接接触して形成されたゲート配線膜2と、ゲート配線膜2の上に直接接触して形成された絶縁体部11aと、を備えたので、ゲート配線膜2に断線が生じたとしても、接続リペアを行う際の導通不良を低減することができる。
本発明の実施の形態4のTFTアレイ基板の製造方法および液晶20表示装置の製造方法は、絶縁膜10を形成する工程の後に、ゲート配線膜2を形成する工程を実施し、ゲート配線膜2を形成する工程の後に、無機膜11を形成する工程を実施するので、ゲート配線膜2に断線が生じたとしても、接続リペアを行う際の導通不良を低減することができる。
実施の形態5.
本発明の実施の形態5のTFTアレイ基板は、平面視で、絶縁膜10が、ゲート配線膜2の幅方向においてゲート配線膜2を包含している点で本発明の実施の形態1と異なる。
第1に、本発明の実施の形態5のTFTアレイ基板204bの構成を説明する。図45は、本発明の実施の形態5のTFTアレイ基板204bを示す上面図である。図45において、図10と同一または相当する部分には同一符号を付し、説明を省略する。
図42は、本発明の実施の形態5のTFTアレイ基板204bを示す断面図である。図42は、図45のTFTアレイ基板204bにおけるゲート配線膜2の幅方向の断面D-Dを示す。
図42において、絶縁膜10は、ガラス基板1の上に、パターニングされて形成されている。図42および図45に示すように、絶縁膜10は、平面視で、ゲート配線膜2の幅方向においてゲート配線膜2を包含している。具体的には、ゲート配線膜2の幅方向において約1μm広い。
第2に、本発明の実施の形態5のTFTアレイ基板204bの製造方法を説明する。
まず、CVD装置を用いて、ガラス基板1の上に、全面にSiO2膜を膜厚約50nm成膜して、絶縁膜10を形成する。
その後、絶縁膜10の上に、平面視で、ゲート配線膜2を形成する予定の領域の幅方向において、ゲート配線膜2を形成する予定の領域を包含するように、レジストパターンを形成する写真製版処理工程を実施する。その後、レジスト15で覆われていない部分の絶縁膜10を除去するドライエッチング処理工程をおこなう。
これ以降の工程は、本発明の実施の形態1のTFTアレイ基板の製造方法と同様であるため、説明を省略する。
第3に、本発明の実施の形態5のTFTアレイ基板の、接続リペアを実施した構成について説明する。図46は、本発明の実施の形態5のTFTアレイ基板304bを示す上面図である。図46において、図12と同一または相当する部分には同一符号を付し、説明を省略する。また、図43は、本発明の実施の形態5のTFTアレイ基板304bを示す断面図である。図43は、図46のTFTアレイ基板304bにおけるゲート配線膜2の幅方向の断面E-Eを示す。
図43において、絶縁膜10の上に直接接触して、酸化物半導体を絶縁体化した絶縁体部11aおよび酸化物半導体で形成された導体部11cを有する無機膜11が設けられている。さらに、絶縁体部11aと導体部11cを有する無機膜11の上に直接接触して、ゲート配線膜2が形成されている。
TFTアレイ基板204bの構成に加えて、図43に示すように、無機膜11は、酸化物半導体を導体化した導体部11cを有し、導体部11cは、ゲート配線膜2と直接接触している。その他の構成は、上記の図42に示す、酸化物半導体膜を導体化した導体部11cを形成する前の状態の構成と同様であるため、説明を省略する。
第4に、本発明の実施の形態5のTFTアレイ基板204bを接続リペアして、TFTアレイ基板304bを製造する方法について説明する。図44は、本発明の実施の形態5のTFTアレイ基板の製造工程の一部を示す断面図である。図44は、TFTアレイ基板に、紫外線Lを照射する工程を示している。
図44および図46において、ガラス基板1の全面に、紫外線レーザーを用いて紫外線Lを照射する。図44に示すように、紫外線Lは、ガラス基板1から無機膜11に向かう方向、すなわち、ガラス基板1の裏面方向から照射される。紫外線Lは、ガラス基板1の全面に、ガラス基板1を透過して照射される。紫外線Lを照射すると、ゲート配線膜2を包含して形成された絶縁膜10と、酸化物半導体を絶縁体化した絶縁体部11aが接触している領域のみの、絶縁体部11aが導体化して導体部11cが形成される。
このため、本発明の実施の形態5においては、欠陥検査装置などで、断線部OPを検出しなくても、ガラス基板1の全面に、ガラス基板1の裏面方向から紫外線レーザーを用いて紫外線Lを照射すればよく、平面視で、ゲート配線膜2の幅方向においてゲート配線膜2を包含している絶縁膜10の領域の、絶縁体部11aが導体化して導体部11cが形成される(図43、図46)。
このようにして接続リペアされて、図43および図46に示すTFTアレイ基板304bとなる。この後、ゲート絶縁膜13、a-Si層4、ソース配線膜5、ソース電極6、ドレイン電極7、層間絶縁膜14、コンタクトホール8および画素電極9が形成され、TFTアレイ基板304aとなる。
さらに、配向膜等が形成された後、TFTアレイ基板304aとCF基板22とがシール材21によって貼り合わせられ、TFTアレイ基板304a、CF基板22およびシール材21で形成される領域内に液晶20が封入され表示装置である液晶表示装置800となる。
本発明の実施の形態5のTFTアレイ基板および液晶表示装置は、平面視で、絶縁膜10は、ゲート配線膜2の幅方向においてゲート配線膜2を包含するようにしたので、欠陥検査装置などを用いて断線部OPを検出しなくても、ガラス基板1の全面に紫外線Lを照射するだけで、絶縁膜10と直接接触している絶縁体部11aが導体化して導体部11cが形成されることで接続リペアでき、工程を簡略化できて、生産性が向上する効果を発揮できる。
本発明の実施の形態5のTFTアレイ基板の製造方法および液晶表示装置の製造方法は、絶縁膜10を形成する工程では、平面視で、ゲート配線膜2の幅方向において、絶縁膜10がゲート配線膜2を包含するように絶縁膜10を形成するので、欠陥検査装置などを用いて断線部OPを検出しなくても、ガラス基板の全面に紫外線Lを照射するだけで、絶縁膜10と直接接触している絶縁体部11aが導体化して導体部11cが形成されることで接続リペアでき、工程を簡略化できて、生産性が向上する効果を発揮できる。
本発明の実施の形態5においては、平面視で、絶縁体部11aがゲート配線膜2の幅方向においてゲート配線膜2を包含している例を示したが、例えば、絶縁体部11aがゲート配線膜2の幅方向においてゲート配線膜2に包含されていても同様の効果を有する。
実施の形態6.
本発明の実施の形態6のTFTアレイ基板は、配線膜の一例としてソース配線膜5に着目した点と、無機膜11が酸化物半導体で形成された半導体部11bを有する点で、本発明の実施の形態1と異なる。
第1に、本発明の実施の形態6の表示装置用基板であるTFTアレイ基板105a、105bの構成を説明する。図47は、本発明の実施の形態6のTFTアレイ基板105aを示す上面図である。
図48は、本発明の実施の形態6のTFTアレイ基板105bを示す上面図である。図48は、図47のTFTアレイ基板105aにおいて、絶縁膜10、層間絶縁膜14、コンタクトホール8および画素電極9を形成する前の段階に対応している。図49は、本発明の実施の形態6のTFTアレイ基板105bを示す断面図である。図49は、図48におけるソース配線膜5の長さ方向に平行な断面を含む断面F-Fを示す。
図49において、ガラス基板1の上に、ゲート電極3およびゲート絶縁膜13を間に挟んで、絶縁膜10が形成されている。
絶縁膜10の上に直接接触して、酸化物半導体を絶縁体化した絶縁体部11aおよび、酸化物半導体で形成された半導体部11bを有する無機膜11が設けられている。
絶縁体部11aと半導体部11bを有する無機膜11の上に直接接触して、ソース配線を形成するための配線膜である、ソース配線膜5が形成されている。
ソース配線膜5は、例えば、金属であるアルミまたはアルミ合金、モリブデンまたはモリブデン合金、銅などである。
例えば、ソース配線膜5の膜厚は50nm以上、1μm以下である。抵抗値を低く形成できるという観点では、膜厚が50nm以上が好ましい。一方、生産性の観点では、1μm以下が好ましい。100nm以上、500nm以下が、より好ましい。
第2に、本発明の実施の形態6のTFTアレイ基板105bの製造方法を説明する。図50から図58は、それぞれ本発明の実施の形態6のTFTアレイ基板105bの製造工程の一部を示す断面図である。
まず、ガラス基板1の上に、ゲート電極3およびゲート絶縁膜13を形成する。ゲート電極3の上に、CVD装置を用いて、窒化ケイ素(SiN)を全面に膜厚400nm成膜してゲート絶縁膜13を形成する(図50)。
例えば、ゲート絶縁膜13の膜厚は1nm以上、1μm以下である。均一な膜を形成できてゲート絶縁膜としての機能を発揮するという観点では、膜厚が1nm以上が好ましい。一方、生産性の観点では、1μm以下が好ましい。10nm以上、500nm以下が、より好ましい。
次に、その上に、CVD装置を用いて、全面にSiO2膜を膜厚約50nm成膜して、絶縁膜10を形成する(図51)。
次に、スパッタリング装置を用いて、全面に酸化物半導体であるInGaZnOを、半導体の性質を示すようになる条件で、膜厚約80nm成膜して全面に半導体部11bを形成して、無機膜11を形成する(図52)。具体的には、例えば、スパッタリング時に、Ar(アルゴン)に対する酸素分圧を9%程度にして成膜する。
次に、TFT12bを形成する半導体部11bを残すため、写真製版工程を実施して、TFT部にレジスト15を形成する(図53)。
次に、亜酸化窒素(NO)ガスを用いたプラズマ処理(NOプラズマ処理)Pを実施することにより、InGaZnOを、半導体から絶縁体へ変化させる絶縁体化をおこなって、レジスト15で覆われていない部分に絶縁体部11aを有する無機膜11を形成する(図54)。その後、レジスト15を剥離する(図55)。
次に、アルミニッケルネオジム(AlNiNd)をスパッタリング装置を用いて膜厚約200nm成膜し、ソース配線膜5を形成する(図56)。その後、ソース配線膜5の上に、レジスト15で配線パターンなどを形成するための写真製版処理工程を実施し(図57)、レジスト15で覆われていない部分のソース配線膜5を除去するエッチング処理工程をおこなう(図58)。その後、レジスト15を剥離すると、図48および図49に示すTFTアレイ基板105bとなる。
この後、絶縁膜10、層間絶縁膜14、コンタクトホール8および画素電極9が形成され、図47に示すTFTアレイ基板105aとなる。
第3に、本発明の実施の形態6のTFTアレイ基板105a、105bが、ソース配線膜5に断線部OPを有する場合の構成を説明する。図59は、本発明の実施の形態6のソース配線膜5に断線部OPを有するTFTアレイ基板205aを示す上面図である。図59に示すTFTアレイ基板205aは、ソース配線膜5に断線部OPを有していること以外は、図47と同様の構成である。
図60は、本発明の実施の形態6のTFTアレイ基板205bを示す上面図である。図60は、図59のTFTアレイ基板205aにおいて、絶縁膜10、層間絶縁膜14、コンタクトホール8および画素電極9を形成する前の段階に対応している。
図66は、本発明の実施の形態6のTFTアレイ基板205bを示す断面図である。図66は、図60におけるソース配線膜5の長さ方向に平行な断面を含む断面G-Gを示す。本発明の実施の形態6のTFTアレイ基板の、断線部OPを有する場合の構成においては、図66に示すように、断線部OPを挟んで、左右にソース配線膜5が分断され、第1のソース配線膜5aと、第1のソース配線膜5aと直接接触していない第2のソース配線膜5bと、が形成される。その他の構成は、上記の図49に示す、断線部OPを有しない場合の構成と同様であるため、説明を省略する。
図64および図65は、それぞれ本発明の実施の形態6のTFTアレイ基板205bの製造工程の一部を示す断面図である。図64は、図57に示す写真製版工程において、レジスト15中に異物16が混入した場合を示す図である。また、図65は、図64の異物16が剥がれ落ちた状態を示す断面図である。
図65に示すように、レジスト現像工程や、エッチング工程に至る前の洗浄工程などで異物16が剥がれ落ちると、意図しない、レジスト15に覆われていない部分が生じる。図66に示すように、レジスト15に覆われていない部分は、エッチング工程においてソーズ配線膜がエッチングされて、断線部OPが生じる。
第4に、本発明の実施の形態6のTFTアレイ基板の、ソース配線膜5に断線部OPが生じた場合において、接続リペアを実施した構成について説明する。
図61は、本発明の実施の形態6のTFTアレイ基板305aを示す上面図である。
また、図62は、本発明の実施の形態6のTFTアレイ基板305bを示す上面図である。図61は、図59において、ソース配線膜5の断線部OPに酸化物半導体膜を導体化した導体部11cを形成した状態を示す図である。図62は、図60のソース配線膜5の断線部OPに酸化物半導体膜を導体化した導体部11cを形成した状態に対応する図である。
図63は、本発明の実施の形態6のTFTアレイ基板305bを示す断面図である。図63は、図62におけるソース配線膜5の長さ方向に平行な断面を含む断面H-Hを示す。図66で説明した構成に加えて、図63に示すように、無機膜11は、酸化物半導体を導体化した導体部11cを有し、導体部11cは、第1のソース配線膜5aおよび第2のソース配線膜5bと直接接触している。その他の構成は、上記の図66に示す、酸化物半導体膜を導体化した導体部11cを形成する前の状態の構成と同様であるため、説明を省略する。
第5に、本発明の実施の形態6のTFTアレイ基板205bを接続リペアして、TFTアレイ基板305bを製造する方法について説明する。図67は、本発明の実施の形態6のTFTアレイ基板305bの製造工程の一部を示す断面図である。図67は、断線部OPに、紫外線Lを照射する工程を示している。
まず、断線部OPを欠陥検査装置などで検出し、断線部OPに、紫外線レーザーを用いて紫外線Lを照射する。図67に示すように、紫外線Lは、ガラス基板1から無機膜11に向かう方向、すなわち、ガラス基板1の裏面方向から断線部OPに向かって照射される。紫外線Lはガラス基板1を透過し、絶縁膜10および無機膜11の絶縁体部11aに照射される。
図68は、本発明の実施の形態6のTFTアレイ基板205bを示す上面図である。図68は、本発明の実施の形態6のTFTアレイ基板205bを、接続リペアしてTFTアレイ基板305bを製造する際に、紫外線Lを照射する範囲30を示す。紫外線Lを照射する範囲30は、例えば、図68に示すように、断線部OPを囲む領域である。
酸化物半導体膜を絶縁体化した絶縁体部11aと酸化ケイ素(SiO2)膜の絶縁膜10が直接接触する部分に紫外線Lを照射すると、特に効果的に、酸化物半導体膜の電子キャリアが励起されて酸化物半導体膜の比抵抗値が低下し、絶縁体部11aが導体化して導体部11cが形成される。酸化物半導体を導体化した導体部11cは、第1のソース配線膜5aおよび第2のソース配線膜5bと直接接触しているので、第1のソース配線膜5aと第2のソース配線膜5bの間が、導体化された酸化物半導体膜を通じて電気的に導通する。これにより、接続リペアをすることができ、第1のソース配線膜5aと第2のソース配線膜5bと導体化された酸化物半導体膜とが密着して直接接触しているので、従来に比べて導通不良を低減することができる(図62、図63)。
このようにして接続リペアされて、図62および図63に示すTFTアレイ基板305bとなる。図69は、本発明の実施の形態6のTFTアレイ基板305aを示す断面図である。この後、絶縁膜10、層間絶縁膜14、コンタクトホール8および画素電極9が形成され、図61および図69に示すTFTアレイ基板305aとなる。
図70は、本発明の実施の形態6による液晶表示装置900を示す図である。配向膜等が形成された後、図70に示すように、TFTアレイ基板305aとCF基板22とがシール材21によって貼り合わせられ、TFTアレイ基板305a、CF基板22およびシール材21で形成される領域内に液晶20が封入され表示装置である液晶表示装置900となる。
本発明の実施の形態6のTFTアレイ基板および液晶表示装置は、無機膜11は、酸化物半導体で形成された半導体部11bを有するので、TFT12bを形成する半導体部11bと、ソース配線膜5の接続リペアが可能となる、酸化物半導体を絶縁体化した絶縁体部11aと、が酸化物半導体の性質を変化させるだけで形成でき、工程が省略できて生産性が向上する。
本発明の実施の形態6のTFTアレイ基板の製造方法および液晶表示装置の製造方法は、絶縁体部11aを形成する工程において、酸化物半導体の膜の一部のみを絶縁体化して絶縁体部11aを形成するので、TFT12bを形成する半導体部11bと、ソース配線膜5の接続リペアが可能となる、酸化物半導体を絶縁体化した絶縁体部11aと、が酸化物半導体の性質を変化させるだけで形成でき、工程が省略できて生産性が向上する。
以上、本発明の実施の形態1から6では、ソース配線膜5の形成後に、紫外線Lを照射して、接続リペアする例を示したが、TFTアレイ基板とCF基板22とがシール材21によって貼り合わせられ、TFTアレイ基板、CF基板22およびシール材21で形成される領域内に液晶20が封入され表示装置である液晶表示装置となった状態においても、紫外線Lを、TFTアレイ基板から無機膜11に向かう方向、すなわち、TFTアレイ基板の裏面方向から断線部OPに向かって照射することで、同様に接続リペアすることが可能である。なお、紫外線Lの照射方向は、CFなどで紫外線Lの強度が減少するが、CF基板22側からでも接続リペアすることが可能である。接続リペアをおこなう工程が広範囲に設定でき、製造工程の効率化が実現できる効果を有する。
本発明の実施の形態1から6では、TFTアレイ基板の対向基板としてCF基板の例で説明したが、モノクロ表示用のCF基板であってもよい。さらに、カラーフィルターを含まないCF基板であってもよい。
本発明の実施の形態1から6では、配線膜の、製造上および設計上、意図しない断線部OPを接続リペアする例で説明したが、回路修正用の選択配線のように、配線膜の、製造上および設計上、意図して形成された断線部の接続にも利用できる。
400、500、600、700、800、900 液晶表示装置
100a、100b、200a、200b、300a、300b、101a、101b、201b、301a、301b、102a、102b、202b、302a、302b、
103a、103b、203b、303a、303b、204b、304a、304b、
105a、105b、205a、205b、305a、305b TFTアレイ基板
1 ガラス基板
2 ゲート配線膜
2a 第1のゲート配線膜
2b 第2のゲート配線膜
3 ゲート電極
4 a-Si層
5 ソース配線膜
5a 第1のソース配線膜
5b 第2のソース配線膜
6 ソース電極
7 ドレイン電極
8 コンタクトホール
9 画素電極
10 絶縁膜
11 無機膜
11a 絶縁体部
11b 半導体部
11c 導体部
12a、12b TFT
13 ゲート絶縁膜
14 層間絶縁膜
15 レジスト
16 異物
20 液晶
21 シール材
22 CF基板
30 紫外線照射範囲
L 紫外線
P NOプラズマ処理
OP 断線部

Claims (18)

  1. 絶縁性の基板と、
    前記基板の上に形成され、酸化ケイ素を主成分とする絶縁膜と、
    前記絶縁膜に直接接触して形成され、酸化物半導体を絶縁体化した絶縁体部を有する無機膜と、
    前記絶縁体部に直接接触して形成された配線膜と、
    を備え、
    前記配線膜は、第1の配線膜と、前記第1の配線膜と断線部を介して離間する第2の配線膜と、
    を有し、
    前記無機膜は、前記酸化物半導体を導体化した導体部を有し、
    前記導体部は、前記断線部に形成されて前記第1の配線膜および前記第2の配線膜と直接接触しており、
    前記第1の配線膜と前記第2の配線膜とは前記導体部を介して電気的に導通していることを特徴とする表示装置用基板。
  2. 前記導体部の比抵抗は1×10 −2 Ω・cm以下であることを特徴とする請求項1に記載の表示装置用基板。
  3. 前記絶縁体部は、前記絶縁膜の上に直接接触して形成され、
    前記配線膜は、前記絶縁体部の上に直接接触して形成された
    ことを特徴とする請求項1または2に記載の表示装置用基板。
  4. 前記絶縁体部は、前記配線膜の上に直接接触して形成され、
    前記絶縁膜は、前記絶縁体部の上に直接接触して形成された
    ことを特徴とする請求項1または2に記載の表示装置用基板。
  5. 平面視で、前記絶縁膜は、前記配線膜の幅方向において前記配線膜を包含していることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の表示装置用基板。
  6. 前記無機膜は、前記酸化物半導体で形成された半導体部を有することを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の表示装置用基板。
  7. 前記酸化物半導体は、InGaZnO系、InZnO系、InGaO系、InSnO系、InSnZnO系、InGaZnSnO系、InAlZnO系、InHfZnO系、InZrZnO系、InMgZnO系またはInYZnO系の酸化物半導体である、ことを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の表示装置用基板。
  8. 請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の表示装置用基板を備えた表示装置。
  9. 絶縁性の基板の上に、酸化ケイ素を主成分とする絶縁膜を形成する工程と、
    前記絶縁膜に直接接触する酸化物半導体を絶縁体化した絶縁体部を有する無機膜を形成する工程と、
    前記絶縁体部に直接接触する配線膜を形成する工程と、を備え、
    前記配線膜を形成する工程では、第1の配線膜および前記第1の配線膜と断線部を介して離間する第2の配線膜を有する前記配線膜を形成し、
    前記酸化物半導体の膜を導体化して、前記第1の配線膜および前記第2の配線膜と直接接触する導体部を形成する工程を備えており、
    前記導体部を形成する工程では、前記断線部を囲む領域において前記絶縁膜および前記無機膜に紫外線を照射して前記導体部を形成することを特徴とする表示装置用基板の製造方法。
  10. 前記導体部の比抵抗は1×10 −2 Ω・cm以下であることを特徴とする請求項9に記載の表示装置用基板の製造方法。
  11. 前記絶縁膜を形成する工程の後に、前記無機膜を形成する工程を実施し、
    前記無機膜を形成する工程の後に、前記配線膜を形成する工程を実施する
    ことを特徴とする請求項9または10に記載の表示装置用基板の製造方法。
  12. 前記配線膜を形成する工程の後に、前記無機膜を形成する工程を実施し、
    前記無機膜を形成する工程の後に、前記絶縁膜を形成する工程を実施する
    ことを特徴とする請求項9または10に記載の表示装置用基板の製造方法。
  13. 前記絶縁膜を形成する工程では、平面視で、前記配線膜の幅方向において、前記絶縁膜が前記配線膜を包含するように前記絶縁膜を形成することを特徴とする請求項9から請求項12のいずれか1項に記載の表示装置用基板の製造方法。
  14. 前記導体部を形成する工程では、前記紫外線を、前記無機膜から前記基板に向かう方向に照射することを特徴とする請求項9から請求項13のいずれか1項に記載の表示装置用基板の製造方法。
  15. 前記基板は前記紫外線を透過する材料で形成され、
    前記導体部を形成する工程では、前記紫外線を、前記基板から前記無機膜に向かう方向に照射することを特徴とする請求項9から請求項13のいずれか1項に記載の表示装置用基板の製造方法。
  16. 前記紫外線は、紫外線ランプ、紫外線LEDまたは紫外線レーザーにより照射されることを特徴とする請求項9から請求項15のいずれか1項に記載の表示装置用基板の製造方法。
  17. 前記酸化物半導体は、InGaZnO系、InZnO系、InGaO系、InSnO系、InSnZnO系、InGaZnSnO系、InAlZnO系、InHfZnO系、InZrZnO系、InMgZnO系またはInYZnO系の酸化物半導体である、ことを特徴とする請求項9から請求項16のいずれか1項に記載の表示装置用基板の製造方法。
  18. 請求項9から請求項17のいずれか1項に記載の表示装置用基板の製造方法を使用して表示装置用基板を製造する工程を備えた表示装置の製造方法。
JP2015242365A 2015-12-11 2015-12-11 表示装置用基板およびその製造方法ならびに表示装置およびその製造方法 Active JP6645160B2 (ja)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015242365A JP6645160B2 (ja) 2015-12-11 2015-12-11 表示装置用基板およびその製造方法ならびに表示装置およびその製造方法
US15/363,083 US10290662B2 (en) 2015-12-11 2016-11-29 Manufacturing method of substrate for display device and manufacturing method of display device
DE102016224447.7A DE102016224447A1 (de) 2015-12-11 2016-12-08 Herstellungsverfahren eines Substrats für eine Displayvorrichtung und Herstellungsverfahren einer Displayvorrichtung
CN202211106974.9A CN115308958A (zh) 2015-12-11 2016-12-12 显示装置用基板的制造方法以及显示装置的制造方法
CN201611141420.7A CN106873271A (zh) 2015-12-11 2016-12-12 显示装置用基板的制造方法以及显示装置的制造方法
US17/321,054 USRE49718E1 (en) 2015-12-11 2021-05-14 Manufacturing method of substrate for display device and manufacturing method of display device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015242365A JP6645160B2 (ja) 2015-12-11 2015-12-11 表示装置用基板およびその製造方法ならびに表示装置およびその製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2017108069A JP2017108069A (ja) 2017-06-15
JP6645160B2 true JP6645160B2 (ja) 2020-02-12

Family

ID=58773307

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015242365A Active JP6645160B2 (ja) 2015-12-11 2015-12-11 表示装置用基板およびその製造方法ならびに表示装置およびその製造方法

Country Status (4)

Country Link
US (2) US10290662B2 (ja)
JP (1) JP6645160B2 (ja)
CN (2) CN115308958A (ja)
DE (1) DE102016224447A1 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10180248B2 (en) 2015-09-02 2019-01-15 ProPhotonix Limited LED lamp with sensing capabilities

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63183482A (ja) * 1987-01-27 1988-07-28 三菱電機株式会社 回路基板およびその修復方法
US5151807A (en) * 1989-01-31 1992-09-29 Sharp Kabushiki Kaisha Active matrix substrate and active matrix display apparatus
US5164565A (en) 1991-04-18 1992-11-17 Photon Dynamics, Inc. Laser-based system for material deposition and removal
JP3227757B2 (ja) 1992-02-20 2001-11-12 セイコーエプソン株式会社 半導体装置の修正方法
JPH07131023A (ja) * 1993-11-04 1995-05-19 Matsushita Electric Ind Co Ltd 液晶表示用tftアレイ基板の製造方法
US5475246A (en) * 1993-12-20 1995-12-12 General Electric Company Repair line structure for thin film electronic devices
JPH11190858A (ja) 1997-12-25 1999-07-13 Sharp Corp アクティブマトリクス型表示装置及びその製造方法
US7339187B2 (en) * 2002-05-21 2008-03-04 State Of Oregon Acting By And Through The Oregon State Board Of Higher Education On Behalf Of Oregon State University Transistor structures
JP4404881B2 (ja) 2006-08-09 2010-01-27 日本電気株式会社 薄膜トランジスタアレイ、その製造方法及び液晶表示装置
JP2008235871A (ja) * 2007-02-20 2008-10-02 Canon Inc 薄膜トランジスタの形成方法及び表示装置
WO2008105347A1 (en) * 2007-02-20 2008-09-04 Canon Kabushiki Kaisha Thin-film transistor fabrication process and display device
JP5331382B2 (ja) * 2008-05-30 2013-10-30 富士フイルム株式会社 半導体素子の製造方法
JP2011187509A (ja) 2010-03-04 2011-09-22 Fujifilm Corp 電子素子基板及びその製造方法
US9246010B2 (en) * 2010-07-14 2016-01-26 Sharp Kabushiki Kaisha Thin film transistor substrate
US8981367B2 (en) * 2011-12-01 2015-03-17 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device
CN102938382B (zh) * 2012-10-22 2015-02-04 京东方科技集团股份有限公司 阵列基板制造方法及阵列基板、显示装置
CN103207482A (zh) * 2012-12-20 2013-07-17 深超光电(深圳)有限公司 可修补数据线之画素电极结构及其制作方法
CN103345093B (zh) * 2013-06-28 2015-12-02 京东方科技集团股份有限公司 像素单元、阵列基板及其制造、修复方法和显示装置
CN103995378B (zh) * 2013-12-31 2016-10-05 深圳市华星光电技术有限公司 制造显示装置的方法和修复方法以及液晶显示面板
CN105097710A (zh) 2014-04-25 2015-11-25 上海和辉光电有限公司 薄膜晶体管阵列基板及其制造方法
CN104035218B (zh) * 2014-05-21 2017-04-19 京东方科技集团股份有限公司 一种阵列基板及数据线断线的修复方法
WO2016068314A1 (ja) 2014-10-30 2016-05-06 株式会社イトーキ 図書取扱装置及び図書返却装置
CN107735724B (zh) 2015-07-01 2020-11-27 三菱电机株式会社 显示装置及显示装置的制造方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN115308958A (zh) 2022-11-08
JP2017108069A (ja) 2017-06-15
US20170170204A1 (en) 2017-06-15
US10290662B2 (en) 2019-05-14
USRE49718E1 (en) 2023-10-31
DE102016224447A1 (de) 2017-06-14
CN106873271A (zh) 2017-06-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8023054B2 (en) Flat panel display and fabricating method thereof
KR101392276B1 (ko) 박막 트랜지스터 기판 및 이의 제조 방법
WO2013155830A1 (zh) 阵列基板的制造方法、阵列基板及显示装置
WO2013155845A1 (zh) 阵列基板的制造方法、阵列基板及显示装置
KR20080083747A (ko) 액정표시장치와 그 제조방법
KR20060114744A (ko) 박막 트랜지스터 기판 및 이를 포함하는 액정 표시 장치
US9252161B2 (en) Thin film transistor array substrate and manufacturing method thereof, and liquid crystal display device and manufacturing method thereof
KR101473675B1 (ko) 박막 트랜지스터 표시판 및 그 제조 방법
JPH11281992A (ja) 液晶表示装置及びその製造方法
US20190051674A1 (en) Display substrate and method of repairing defects thereof
US7804092B2 (en) Active-matrix-drive display unit including TFT
US6972434B2 (en) Substrate for display, method of manufacturing the same and display having the same
JP4491375B2 (ja) 液晶表示装置の製造方法
WO2010113229A1 (ja) 半導体装置及びその製造方法
US20170017131A1 (en) Electronic device, method of manufacturing same and method of repairing same
JP6739198B2 (ja) 表示装置用アレイ基板、表示装置、表示装置用アレイ基板の製造方法、および、表示装置の製造方法
JP6645160B2 (ja) 表示装置用基板およびその製造方法ならびに表示装置およびその製造方法
JP2005215455A (ja) 液晶表示装置とその製造方法
JP2004061687A (ja) 液晶表示装置用基板及びその製造方法及びそれを備えた液晶表示装置
KR102153002B1 (ko) 프린지 필드형 액정표시장치 및 그 제조방법
JP2012220771A (ja) 液晶表示装置の製造方法及び液晶表示装置
JP2005292173A (ja) 表示装置
KR101471149B1 (ko) 박막 트랜지스터 기판 및 이의 제조 방법
TWI441338B (zh) 陣列基板、其製造方法及顯示裝置
JP2001005031A (ja) 薄膜トランジスタアレイ基板及びその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20181113

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20190826

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20190903

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20191029

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20191210

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20191223

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6645160

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250