JPH05323304A - 画像表示装置およびその製造方法 - Google Patents

画像表示装置およびその製造方法

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JPH05323304A
JPH05323304A JP13045592A JP13045592A JPH05323304A JP H05323304 A JPH05323304 A JP H05323304A JP 13045592 A JP13045592 A JP 13045592A JP 13045592 A JP13045592 A JP 13045592A JP H05323304 A JPH05323304 A JP H05323304A
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JP
Japan
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scanning line
thin film
insulating
signal line
display device
Prior art date
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Pending
Application number
JP13045592A
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English (en)
Inventor
Kazuyoshi Kitamura
一芳 北村
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication of JPH05323304A publication Critical patent/JPH05323304A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、簡単な方法により配線間の短絡を
防止し、画像表示装置の歩留まりを大幅に向上するため
の製造方法を提供する。 【構成】 ソース、ドレイン電極を形成する前工程でT
FTパネルと対向電極板を絶縁性粒子を懸濁させた電解
液に浸漬し、TFTパネルの走査線と対向電極板の間に
電圧を印加した電気泳動法や、これと同種の方法による
走査線の陽極酸化法により、走査線上の層間絶縁膜に発
生したピンホールの部分のみ選択的に新たな絶縁膜で被
覆し層間絶縁膜のピンホールや膜の欠損を修復するもの
である。 【効果】 走査線と信号線の短絡不良をほとんど皆無に
することが可能となり、TFT工程での歩留まりを90
%以上と従来の1.5〜3倍に向上させることができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は従来のブラウン管に代わ
り、パソコンやテレビ等の表示装置として使用されつつ
ある液晶ディスプレイなどの平面型画像表示装置、およ
びこの製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】液晶ディスプレイを始めとした薄膜形成
技術を用いたデバイスは軽薄短小、省エネルギーが求め
られる中、今後ますますその市場拡大が期待されてい
る。
【0003】以下、従来の液晶ディスプレイの構成並び
にその製造方法について説明する。図3は薄膜半導体を
用いたTFT(Thin Film Transistor:薄膜トランジス
タ)型液晶ディスプレイの構成を示すもので、液晶パネ
ルの一部分の概略平面図(a)、およびそのA−A’間
の断面図(b)である。
【0004】ガラス基板1の上に走査線2が形成され、
その上に例えばプラズマCVD法で形成された窒化珪素
などの絶縁性薄膜3を介して信号線4が直交配列されて
いる。走査線2および信号線4はそれぞれスイッチング
素子であるTFT5のゲート電極およびソース電極とな
り、さらにTFT5のドレイン電極が絵素電極6に接続
された構成となっている。実際にはこの単位セルが一つ
の液晶パネルに数十万個〜約百万個配列された構成とな
っている。また図3(b)に示すように走査線2の上に
は絶縁性薄膜3を介し信号線4が周期的に交差した構造
となっている。この交差部が1枚の液晶パネル内に数十
万個〜約百万個存在することになる。
【0005】この液晶パネルの動作は、ある1本の走査
線に電圧が印加された場合、それに接続された全てのT
FT5がオン状態となり、その時点でそれぞれの信号線
4からの電圧がTFT5を介して絵素電極6に印加され
るものである。
【0006】この液晶パネルの製造方法は、ガラス基板
1(例えばコーニング社製#7059)の上にアルミニ
ウムなどをスパッタリング法などで真空蒸着し、その後
フォトグラフィ法およびエッチングにより所望の配線パ
ターンを形成し走査線2を形成する。また一方、酸化イ
ンジウム錫(ITO)などをスパッタリング法などで真
空蒸着し、その後フォトグラフィ法およびエッチングに
より導体薄膜の絵素電極パターン7を形成する。その後
プラズマCVD法で窒化珪素の絶縁性薄膜3並びに薄膜
半導体層などを連続堆積させ、その後フォトグラフィ
法、エッチングにより所望のスイッチング素子であるT
FT5を形成する。この時の絶縁性薄膜3の膜厚は数千
Åと非常に薄いものである。その後再びアルミニウムな
どをスパッタリング法などで真空蒸着し、その後フォト
グラフィ法およびエッチングにより所望の配線パターン
を形成し信号線4を形成する。先に形成した窒化珪素の
絶縁性薄膜3はTFT5のゲート絶縁膜の機能を有する
他、図3(b)に示すように走査線2と信号線4との層
間絶縁の機能も有している。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】液晶パネルの製造は上
述するように、走査線を形成した後にプラズマCVD法
などで絶縁製の窒化珪素膜を形成し、さらにエッチング
など様々な工程を経た後、前記窒化珪素膜の上に信号線
を形成するわけであるが、この窒化珪素膜の膜厚は通常
約2000〜4000Åと非常に薄い。このため、従来
からこれを形成する際、或はその後の工程を経る中にお
いて窒化珪素膜にピンホールや膜の欠落が発生し易く、
このため電気的に絶縁されるべき走査線と信号線間がピ
ンホールにより短絡するという不具合が多発していた。
【0008】液晶パネルでは先のような走査線と信号線
の交差部や数十万個〜約百万個存在するが、このうち一
箇所でも絶縁性薄膜のピンホールや欠落が発生すればそ
の部分の走査線と信号線が短絡し、液晶ディスプレイと
しては不良となってしまうわけである。このため現在液
晶ディスプレイの歩留まりは低く、コストアップの主原
因の一つとなっている。
【0009】
【課題を解決するための手段】これら従来の課題を解決
するために本発明の液晶パネルの製造方法は、走査線上
の絶縁性薄膜を形成後、信号線を形成する前に発生した
ピンホールの部分のみに選択的に別の絶縁成膜でこの部
分を被い、走査線と信号線の完全な絶縁性を実現するも
ので、第1の方法は信号線形成前の基板と別の電極板を
ガラスなどの絶縁性粒子を分散させた電解液に浸漬し、
走査線と電極板の間で電気泳動法により絶縁粒子を走査
線上の絶縁性薄膜に発生したピンホールを埋め込むもの
であり、第2の方法は、基板と別の電極板を陽極酸化液
に浸漬し、走査線と電極板の間に電圧を印加し、陽極酸
化法により絶縁性薄膜のピンホールや欠落により露出し
た走査線表面のみに絶縁成膜を形成し、この部分の絶縁
性を確保するというものである。
【0010】
【作用】上述する本発明によれば、どこに発生するかわ
からない走査線上のピンホールに対し、そのピンホール
により露出した走査線の表面のみに電気科学反応が生じ
て、この部分が絶縁性膜で被われることとなり、ピンホ
ールが非常に簡単にかつ確実に撲滅できるところとな
る。
【0011】
【実施例】まず本発明の第1の方法である電気泳動法に
よる液晶ディスプレイの製造方法の一実施例について、
図1を参照しながら説明する。
【0012】ガラス基板1上に走査線2およびその上に
絶縁性薄膜3が形成され信号線が形成される前の基板と
これに対向して約15mmの間隔を付与して一方の電極
板としての白金板7がガラス粉末8を分散した電解液9
に浸漬されている。また走査線2と白金板7の間には直
流電源10が接続されている。電解液としては純度の高
いメチルアルコールに亜鉛系または鉛系ガラス粒子(例
えば米国イノテック社製IP760)を15g/Lの割
合で分散させると共にガラス粒子に電荷をもたせるため
の電解質として微量の塩化アルミニウム(AlCl3)
を添加してこれらをよく懸濁する。
【0013】印加電圧は基板1の走査線側をマイナスと
し10Vで約20秒間通電し、電解液中のガラス粒子を
電気泳動させる。コロイド状に分散したガラス粒子は電
解質により+に帯電しており、絶縁性薄膜に発生したピ
ンホールで露出したマイナス電極の走査線表面で電荷を
放出しこの部分にのみ選択的に付着する。
【0014】その後基板1を電解液9から取り出し、約
250℃の温度で付着したガラス粒子を焼成し完全な絶
縁性膜にする。
【0015】なお電解液9の組成および絶縁物付着後の
処理については上記の内容にこだわらず、ガラス粉末の
代わりに他の絶縁性物例えば有機系絶縁物でも電気泳動
が可能なものであればよい。この場合、焼成温度が変わ
るが、欠落した絶縁体による絶縁性を回復するものであ
ればよい。
【0016】また粉末粒子が無色であれば、適当な色素
を混入させることにより欠落した箇所を確認することが
容易となった。またここでは焼成工程は熱処理を用いた
が、色素を混入することでその部分の光吸収が高くな
る。このため例えばフラッシュランプまたはレーザー光
を照射することで欠落部に付着させた絶縁物のみの温度
を上昇させることができ、付着絶縁物の密度が向上し信
頼性が改善される。また適当な色素材料を選択すること
により、色素を熱処理で分解除去することができる。
【0017】図1(b)は上述する電気泳動法により製
造した液晶パネルの断面構造図である。各部の名称およ
び基本構成は図3(b)に示した従来のものと同様であ
り、同一箇所には同一符合し説明を省略する。従来、走
査線2と信号線4の短絡不良の原因となっていた絶縁性
薄膜3に発生したピンホールが、電気泳動法によりガラ
ス11で埋め込まれ絶縁性が保たれる構造となっている
ことがわかる。
【0018】次に本発明の第2の方法である陽極酸化法
による液晶ディスプレイの製造方法の一実施例につい
て、図2を参照しながら説明する。
【0019】ガラス基板1上に走査線2およびその上に
絶縁性薄膜3が形成され信号線が形成される前の基板と
これに対向して約15mmの間隔を付与して一方の電極
板としての白金板7が陽極酸化液12に浸漬されてい
る。また走査線2と白金板7の間には直流電源10が接
続されている。陽極酸化液12としては3%の酒石酸エ
チレングリコール、あるいはプロピレングリコールで希
釈したpH約7の混合液等を用いる。pHの調整には例
えばアンモニア水を用いる。
【0020】印加電圧は基板1の走査線2側をプラスと
し10Vで約20秒間通電する。この結果絶縁性薄膜の
ピンホールにより露出した走査線2の表面のみが陽極酸
化され、この部分にのみ選択的に絶縁性薄膜13(図2
(b)参照)が形成される。
【0021】図2(b)は上述する陽極酸化法により製
造した液晶パネルの断面構造図である。各部の名称およ
び基本構成は図3(b)に示した従来のものと同様であ
り、同一箇所には同一符号を付し説明を省略する。従
来、走査線2と信号線4の短絡不良の原因となっていた
絶縁性薄膜3に発生したピンホール部の走査線表面が陽
極酸化により絶縁性薄膜13で被われ、絶縁性が保たれ
る構造となっていることがわかる。
【0022】
【発明の効果】以上のように本発明は、従来から不特定
箇所にある確立で発生していた走査線上の絶縁性薄膜の
ピンホールに対し、信号線を形成する前に強制的かつ選
択的に短絡不良となるピンホールの部分のみに別の絶縁
性膜を形成するものである。
【0023】この結果、従来液晶パネルの不良の大半を
占めていた走査線と信号線の短絡不良をほとんど皆無に
することが可能となり、TFT工程での歩留まりを90
%以上と従来の1.5〜3倍に向上させることができ
る。このことにより液晶ディスプレイの最大の課題であ
るコストを大幅に低減できることとなる。
【0024】しかも本発明の方法によれば、非常に簡便
な工程の付加のみで、しかも必要な部分のみに絶縁性膜
が形成され、その他不必要な部分には膜形成は行われな
いためデバイスの基本構造を変える必要もなく、特性や
信頼性を損なうこともないなどその実用的効果は非常に
大なるものがある。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)本発明の電気泳動法による薄膜形成方法
の一実施例を示す構成図 (b)同方法により作成された液晶パネルの断面構造図
【図2】(a)本発明の陽極酸化法による薄膜形成方法
の一実施例を示す構成図 (b)同方法により作成された液晶パネルの断面構造図
【図3】(a)従来のTFTパネルの概略表面図 (b)従来のTFTパネルの走査線と信号線の交差部の
断面構造図
【符号の説明】
1 ガラス基板 2 走査線 3 絶縁性薄膜 4 信号線 7 白金板 8 ガラス粒子 9 電解液 10 直流電源 11 ピンホールに埋め込まれたガラス 12 陽極酸化液 13 陽極酸化法による絶縁性薄膜

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 絶縁性基板上に走査線を形成し、その上
    に第1の絶縁性薄膜を形成した後の絶縁性基板と一方の
    電極となる電極板を絶縁性粒子を懸濁させた電解液中に
    浸漬し、前記絶縁性基板上の走査線と前記電極板の間に
    直流電圧を印加し、前記電解液中の絶縁粒子を電気泳動
    させ、前記走査線上の第1の絶縁性薄膜の欠落部分にの
    み選択的に付着させ第2の絶縁性薄膜を形成することを
    特徴とする画像表示装置の製造方法。
  2. 【請求項2】 絶縁性粒子を所望の色素で着色し、電気
    泳動で付着した第2の絶縁性薄膜が着色されていること
    を特徴とする請求項1記載の画像表示装置の製造方法。
  3. 【請求項3】 絶縁性基板上に走査線を形成し、その上
    に第1の絶縁性薄膜を形成した後の絶縁性基板と一方の
    電極となる電極板を電解液中に浸漬し、前記絶縁性基板
    上の走査線と前記電極板の間に直流電圧を印加し、前記
    走査線上の第1の絶縁性薄膜の欠落により露出した走査
    線表面のみを陽極酸化し、その部分のみに選択的に第2
    の絶縁性薄膜を形成することを特徴とする画像表示装置
    の製造方法。
  4. 【請求項4】 絶縁性基板、第1の絶縁性薄膜を介して
    互いにほぼ直交に配置された、走査線および信号線、前
    記走査線と信号線の交差部の一部に存する第2の絶縁性
    薄膜、前記走査線と信号線の交差近傍に配されたスイッ
    チング素子、前記スイッチング素子によって前記信号線
    から与えられた電位を保持する導体薄膜を構成要件と
    し、前記走査線上の第1の絶縁性薄膜が欠落した部分に
    のみ、前記第2の絶縁性薄膜が選択的に形成されている
    ことを特徴とする画像表示装置。
JP13045592A 1992-05-22 1992-05-22 画像表示装置およびその製造方法 Pending JPH05323304A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5915172A (en) * 1996-12-26 1999-06-22 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Method for manufacturing LCD and TFT
CN105789486A (zh) * 2016-03-28 2016-07-20 华南理工大学 一种有机薄膜的选择性定向沉积方法

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