JPH10209463A - 表示装置の配線形成方法、表示装置の製造方法、および表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】配線の低抵抗化と表示画面の明るさ(開口率)の
向上との両立。 【解決手段】表示用基板１上に透光性導電体からなる第
１の配線パターン２ａ，７ａ，１１ａを形成したうえ
で、表示用基板１の第１の配線パターン形成面を覆って
絶縁レジスト膜３，９，１２を加熱処理してなる絶縁膜
３’，９’，１２’を形成する。さらに、絶縁膜３’，
９’，１２’に第１の配線パターン２ａ，７ａ，１１ａ
に達する開口３ａ，９ａ，１２ａを形成したのち、絶縁
膜３’９’，１２’をマスクとしたメッキ法により開口
３ａ，９ａ，１２ａ内に遮光性導電体を充填することで
第２の配線パターン２ａ，７ｂ，１１ｂを充填形成す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、表示装置のアレイ構成
やその製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の液晶表示装置を構成する薄膜トラ
ンジスタ（以下ＴＦＴと略す）アレイ基板１１０は、次
のようにして製造されていた。

【０００３】まず、図６（ａ）に示すように、絶縁性基
板からなる表示用基板１００上にアルミニウム等の金属
からなるゲート配線１０１をパターン形成する。次に、
表示用基板１００上に、ゲート絶縁膜１０２、シリコン
半導体層１０３、及びチャネル保護膜１０４を順に成膜
し、ゲ−ト配線１０１上のチャネル保護膜１０４をパタ
ーニングする。

【０００４】次に、シリコン半導体層１０３にリンなど
の不純物をドープして、ｎ⁺シリコン領域を形成したの
ち、図６（ｂ）に示すように、ｎ⁺シリコン領域を形成
したシリコン半導体層１０３をパターニングする。

【０００５】次に、表示用基板１００に、Indium Tin O
xide（以下、ＩＴＯと略す）からなる透明導電膜を成膜
し、さらに、この透明導電膜をパターニングすることに
より、図６（ｃ）に示すように画素電極１０５を形成す
る。

【０００６】次に、表示用電極１００上に、ソース・ド
レイン配線１０６をパターン形成する。そして最後に、
図６（ｄ）に示すように、ソース・ドレイン配線１０６
の上層側にＳiＮx膜を形成したのち、このＳiＮx膜をパ
ターニングすることで絶縁保護膜１０７を形成すること
で、液晶表示装置のＴＦＴアレイ基板１１０が完成す
る。図７は、従来のＴＦＴアレイ基板１１０の平面図で
ある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】一般に、液晶表示装置
においては、各画素領域における画素開口部１０８（ゲ
ート配線１０１とソース・ドレイン配線１０６とによっ
て囲まれた範囲，図７参照）の面積が大きい程、光透過
率が高くなり、低電力で明るい表示を行うことができる
という特徴がある。

【０００８】一方、液晶表示装置の大型化等に伴って、
ゲート配線１０１およびソース・ドレイン配線１０６の
低抵抗化が要望されている。これら配線１０１，１０６
を低抵抗化する手法としては、・配線幅を広くする、・
配線の膜厚を厚くする、といった手法が考えられるが、
従来の液晶表示装置では、以下に説明する理由により膜
厚を厚くする手法は採用できなかった。

【０００９】ＴＦＴアレイ基板１１０の製造プロセスを
安定化させる、すなわち、断線等の不良を生じさせない
ためには、積層する各層のカバレッジ（被覆性）を確実
なものとしなければならない。これに対して、ゲート配
線１０１やソース・ドレイン配線１０６の膜厚を厚くす
ることは、これら配線１０１，１０６のカバレッジを悪
化させる要因となる。すなわち、膜厚を厚くすれば、こ
れら配線１０１，１０６の上層に設ける膜（ゲート絶縁
膜１０２，絶縁保護膜１０７等）に段差が発生して断線
等の不良が発生しやすくなってしまう。そのため、従来
の液晶表示装置では、低抵抗化を図る手法として、膜厚
を厚くする手法を採用することはできず、ゲート配線１
０１やソース・ドレイン配線１０６の配線幅を広くする
手法を取らざるを得なかった。

【００１０】しかしながら、配線幅を広くすると、１画
素の領域における各配線１０１，１０６の占有面積が大
きくなってしまい、それに伴って、画素開口部１０８が
小さくなり、液晶表示装置として表示画面の明るさに問
題が生じてしまった。

【００１１】このように、従来の液晶表示装置では、配
線の低抵抗化と表示画面の明るさの向上とが両立せず、
これらを両立させることが要望されていた。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を達
成するために、表示用基板上に第１の配線パターンをパ
ターン形成する工程と、前記表示用基板の第１の配線パ
ターン形成面を覆って絶縁膜を形成する工程と、前記絶
縁膜に第１の配線パターンに達する開口を形成する工程
と、前記開口に第２の配線パターンを充填する工程とを
含むことを特徴を有しており、これによって、配線の低
抵抗化と表示画面の明るさの向上とを両立させている。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、表示用基板上に第１の配線をパターンを形成する工
程と、前記表示用基板の第１の配線パターン形成面を覆
って絶縁膜を形成する工程と、前記絶縁膜に第１の配線
パターンに達する開口を形成する工程と、前記開口内に
第２の配線パターンを充填形成する工程とを含むことに
特徴を有しており、これにより次のような作用を有す
る。すなわち、絶縁膜の厚みを厚くして開口の深さを深
くすれば、第２の配線パターンの厚みが厚くなってその
配線抵抗が小さくなる。また、第２の配線パターンの厚
みが厚くなっても第２の配線パターンは絶縁膜内に充填
されているので、第２の配線パターンと絶縁膜とは平坦
化して、両者の間に段差がほとんど形成されない。

【００１４】本発明の請求項２に記載の発明は、請求項
１に係る表示装置の配線形成方法において、前記第２の
配線パターンを、前記絶縁膜をマスクとしたメッキ法に
より前記開口内に充填形成することに特徴を有してお
り、これにより、次のような作用を有する。すなわち、
第２の配線パターンを確実にかつ容易に開口内に充填形
成することができる。また、メッキ法はメッキ時間で膜
厚を制御できる上、メッキ材料の消費量も開口を充填す
るのに必要な量だけでよくなることから、高価な金（Ａ
ｕ）でさえも無駄なく第２の配線パターンとして用いる
ことができる。

【００１５】本発明の請求項３に記載の発明は、請求項
１または２に係る表示装置の配線形成方法において、前
記表示用基板に絶縁レジストを塗布し、この絶縁レジス
トを加熱処理することで前記絶縁膜を形成することに特
徴を有しており、これにより次のような作用を有する。
すなわち、厚みのある絶縁膜を確実に形成することがで
きる。

【００１６】本発明の請求項４に記載の発明は、請求項
３に係る表示装置の配線形成方法において、前記絶縁レ
ジストの誘電率が３以下であることに特徴を有してお
り、これにより、次のような作用を有する。すなわち、
絶縁性の高い絶縁膜を形成することができる。また、絶
縁レジストを層間絶縁膜として用いた場合の限界膜厚３
μｍを満足させることができる。

【００１７】本発明の請求項５に記載の発明は、請求項
３または４に係る表示装置の配線形成方法において、前
記絶縁レジストとして、アクリル系、シリコン系、フッ
素系、ないしポリイミド系のレジストを用いることに特
徴を有しており、これにより次のような作用を有する。
すなわち、表示装置の製造仕様および表示装置の操作仕
様などに必要な絶縁性、透明性、耐熱性、耐光性、耐薬
品性、加工性、平坦性などに対応することが可能とな
る。

【００１８】本発明の請求項６に記載の発明は、請求項
３ないし５のいずれかに係る表示装置の配線形成方法に
おいて、前記絶縁レジストとして感光性レジストを用い
るとともに、この感光性レジストにフォトリソグラフィ
工程を施すことで前記開口を形成することに特徴を有し
ており、これにより次のような作用を有する。すなわ
ち、開口を精度よく形成することができるようになる。

【００１９】本発明の請求項７に記載の発明は、表示用
基板上にゲート配線の基底部となる第１の配線パターン
を形成する工程と、前記表示用基板の第１の配線パター
ン形成面を覆って絶縁レジスト膜を形成する工程と、前
記絶縁レジスト膜に第１の配線パターンに達する開口を
形成する工程と、前記開口が形成された絶縁レジスト膜
を加熱処理する工程と、前記絶縁レジスト膜をマスクと
したメッキ法により前記開口にゲート配線の本体部とな
る第２の配線パターンを充填形成する工程とを含むこと
に特徴を有しており、これにより次のような作用を有す
る。すなわち、絶縁レジスト膜の厚みを厚くして開口の
深さを深くすれば、第２の配線パターンの厚みが厚くな
ってゲート配線の配線抵抗が小さくなる。また、第２の
配線パターンの厚みが厚くなっても第２の配線パターン
は絶縁レジスト膜内に充填されているので、第２の配線
パターンと絶縁レジスト膜とは平坦化してその間に段差
がほとんど形成されない。

【００２０】本発明の請求項８に記載の発明は、ゲート
配線がパターン形成された表示用基板上に、半導体層、
絶縁膜を順次形成したのち、半導体層、絶縁膜の不要部
を除去する工程と、表示用基板上に、ソース・ドレイン
配線の基底部となる第１の配線パターンと画素電極とを
パターン形成する工程と、半導体層、絶縁膜、第１の配
線パターン、および画素電極を覆って表示用基板に絶縁
レジスト膜を形成する工程と、前記絶縁レジスト膜に、
第１の配線パターンに達する第１の開口、および画素電
極に達する第２の開口をパターン形成する工程と、第
１，第２の開口が形成された絶縁レジスト膜を加熱処理
する工程と、前記第１の開口を除いて前記絶縁レジスト
膜を覆う被覆膜を前記表示用基板に形成する工程と、前
記被覆膜をマスクとしたメッキ法により、前記第１の開
口にソース・ドレイン配線の本体部となる第２の配線パ
ターンを充填形成する工程と、前記被覆膜を除去する工
程とを含むことに特徴を有しており、これにより次のよ
うな作用を有する。すなわち、絶縁レジスト膜の厚みを
厚くして開口の深さを深くすれば、第２の配線パターン
の厚みが厚くなってソース・ドレイン配線の配線抵抗が
小さくなる。また、第２の配線パターンの厚みが厚くな
っても第２の配線パターンは絶縁レジスト膜内に充填さ
れているので、第２の配線パターンと絶縁レジスト膜と
の間が平坦化してその間に段差が形成されることはな
い。

【００２１】本発明の請求項９に記載の発明は、ゲート
配線がパターン形成された表示用基板上に、半導体層、
絶縁膜を順次形成したのち、半導体層、絶縁膜の不要部
を除去する工程と、ソース・ドレイン配線の基底部とな
る第１の配線パターンを表示用基板上に形成する工程
と、半導体層、絶縁膜、および第１の配線パターンを覆
って表示用基板に絶縁レジスト膜を形成する工程と、絶
縁レジスト膜に、第１の配線パターンに達する開口を形
成する工程と、前記開口が形成された絶縁レジスト膜を
加熱処理する工程と、前記絶縁レジスト膜をマスクとし
たメッキ法により、前記開口にソース・ドレイン配線の
本体部となる第２の配線パターンを充填する工程と、表
示用基板上に画素電極を形成する工程とを含むことに特
徴を有しており、これにより請求項８と同様の作用を有
する。本発明は、ソース・ドレイン配線を形成した表示
用基板上に画素電極を形成する点で、請求項８と異なっ
ており、これにより、画素電極とソース・ドレイン配線
との間や画素電極とゲート配線との間には電気的絶縁を
維持することを目的とした離間間隔（マージン）を形成
する必要がなくなる。

【００２２】本発明の請求項１０に記載の発明は、表示
用基板上に表示用配線が形成された表示装置において、
前記表示用配線は、表示用基板上に形成された透光性導
電体からなる第１の配線パターンと、第１の配線パター
ン上に形成された遮光性導電体からなる第２の配線パタ
ーンとを有することに特徴を有しており、これにより次
のような作用を有する。すなわち、表示用配線において
は、遮光域となる第２の配線パターンの厚みを厚くすれ
ば表示用配線の配線抵抗を小さくすることができる。こ
こで、第２の配線パターンはその幅が広くなると遮光域
も広くなるものの、その厚みを厚くしても遮光域は広く
ならない。そのため、第２の配線パターンの厚みを厚く
して表示用配線の配線抵抗を小さくしても、表示用配線
の遮光域が拡大することにはならない。

【００２３】以下、本発明の実施の形態を図面を参照し
て説明する。

【００２４】第１の実施の形態 本実施の形態は本発明を透過型液晶表示装置に実施した
例であって、図１〜図３には、その製造方法の各段階の
状態を示す断面図が順に示されている。

【００２５】まず、図１（ａ）に示すように、ガラス基
板等の透明絶縁基板からなる表示用基板１を用意し、こ
の表示用基板１上にゲート配線２の基底部となる第１の
配線パターン２ａをパターン形成する。第１の配線パタ
ーン２ａは透明導電膜であるＩＴＯを用いる。これは、
本実施の形態により製造される液晶表示装置が透過型液
晶表示装置であるために選択された配線材料であって、
他の液晶表示装置（反射型液晶表示装置）や他の表示装
置に本発明を実施する場合には、第１の配線パターン２
ａはＩＴＯに限定されるものではなく、Ｃu、Ｃu合金、
Ｎi、Ｎi合金、Ｐb、Ｆe、コバールなどメッキ可能な導
電膜であればよい。第１の配線パターン２ａはスパッタ
や蒸着などによって製膜したのち、写真製版工程および
エッチング工程からなるフォトリソグラフィ法により所
定のパターンに加工形成する。

【００２６】次に、図１（ｂ）に示すように、第１の配
線パターン２ａの上から表示用基板１に絶縁レジスト膜
３を形成する。絶縁レジスト膜３は誘電率３以下の感光
性絶縁レジストからなり、スピンナ（図示省略）等の製
膜装置により膜厚１〜２μｍ程度の膜厚に塗布形成した
のちプリベークして形成する。

【００２７】絶縁レジスト膜３の品種（材質）は、この
配線構造が組み込まれる装置（本実施の形態では透過型
液晶表示装置）およびその製造プロセスの仕様に応じて
絶縁性、透明性、耐熱性、耐光性、耐薬品性、加工性、
平坦性等を基準に選択される。本実施の形態では、例と
して、日本合成ゴム製のアクリル系ポジレジスト、また
は、ダウケミカル社製のシリコン系樹脂（ＸＵ７１９１
８：商品名）を用いているが、レジストは、加工形状に
よってネガタイプ、ポジタイプどちらであってもよい。

【００２８】絶縁レジスト膜３のプリベークが終了した
表示用基板１をマスク（図示省略）を介して露光現像し
たのちその感光部を除去することで、図１（ｂ）に示す
開口３ａを形成する。開口３ａは、第１の配線パターン
２ａの形成位置と一致する位置に、第１の配線パターン
２ａに達する深さに形成する。また、開口３ａの幅α
は、第１の配線パターン２ａのパターン幅βより狭く設
定する。

【００２９】開口３ａを形成したのち、表示用基板１に
ポストベークを施して絶縁レジスト膜３を、透過型液晶
表示装置の操作仕様などに必要な絶縁性、透明性、耐熱
性、耐光性、耐薬品性、加工性、平坦性を備えた絶縁膜
３’に変成させる。

【００３０】次に、図１（ｃ）に示すように、表示用基
板１をメッキ液中に浸漬し、前記絶縁膜３’の開口部３
ａの底部に露出している第１の配線パターン２ａ上に、
ゲート配線２の本体部となる第２の配線パターン２ｂを
無電解メッキ法にて選択的に充填することで製膜する。
なお、第２の配線パターン２ｂは、絶縁膜３’の上面と
略面一となる厚みに形成する。第２の配線パターン７ｂ
の材料としては、抵抗率１０μΩ・ｃｍ以下の金属が適
当であり、第１の配線パターン２ａにＩＴＯを用いた場
合にはＡuやＩnからなる第２の配線パターン２ｂをメッ
キ成膜できる。また、第１の配線パターン２ａとして、
Ｃu膜を形成した場合にはＮiからなる第２の配線パター
ン２ｂを製膜できる。なお、ＡuやＩnは高価な材料であ
るが、メッキ製法により成膜するので、無駄なく用いる
ことができ、高価な材料を用いているにもかかわらず、
製造コストの上昇を最小限に抑えることができる。

【００３１】このようにして、第１の配線パターン２ａ
と第２の配線パターン２ｂとからなるゲート配線２が形
成される。ゲート配線２は、開口３ａの深さを深くすれ
ば、第２の配線パターン２ｂの厚みが厚くなってその配
線抵抗が小さくなるという特徴がある。

【００３２】また、第２の配線パターン２ｂの厚みが厚
くなっても第２の配線パターン２ｂは絶縁膜３’内にメ
ッキ法により充填されているので、第２の配線パターン
２ｂと絶縁膜３’とは平坦化して、両者の間に段差がほ
とんど形成されないという特徴がある。

【００３３】さらには、ゲート配線２は表示用基板１の
厚み方向に光を遮断する面積（遮光面積）が小さいとい
う特徴がある。すなわち、ゲート配線２のうち、表示用
基板１の厚み方向に沿って光を遮断するのは、第２の配
線パターン２ｂだけである（第１の配線パターン２ａは
透明導電体であるＩＴＯ）。第２の配線パターン２ｂ
は、その厚みを厚くすることでその配線抵抗の低減を達
成している構造上、そのパターン幅（開口３ａの幅αと
同じ）を広くする必要がなく、具体的には、第１の配線
パターン２ａのパターン幅βより狭くなっている。した
がって、所望の配線抵抗を規定して考えた場合には、第
２の配線２ｂは、その厚みを厚くするにしたがって、そ
のパターン幅が狭くなる。このような特徴により、第２
の配線パターン２ｂの厚みを厚くするにしたがって、ゲ
ート配線２の遮光面積が小さくなる。

【００３４】そのうえ、第２の配線パターン２ｂの厚み
を厚くしても、第２の配線パターン２ｂは、絶縁膜３’
に対して平坦性の維持するので、絶縁膜３’の上にさら
なる膜（後述するゲート絶縁膜４）を形成しても、形成
した膜が第２の配線パターン２ｂと絶縁膜３’との間の
境目で断線するといった不都合も起きない。

【００３５】ゲート配線２を形成したのち、ゲート絶縁
膜４，アモルファスシリコン（ａ−Ｓi）からなるシリ
コン半導体層５、及びチャネル保護膜６を順に成膜す
る。なお、ゲート絶縁膜４の成膜に際しては、絶縁膜
３’と第２の配線パターン２ｂとの間に段差がなく、両
者の上面がほぼ平坦化しているので、断線を危惧するこ
となくゲート絶縁膜４を任意の膜厚（薄さ）に成膜する
ことができる。

【００３６】ゲート絶縁膜４，シリコン半導体膜５，チ
ャネル保護膜６を成膜したのち、ゲ−ト配線２上のチャ
ネル保護膜６をパタ−ニングする。チャネル保護膜６の
パターニングが終了すると、シリコン半導体層５にリン
などの不純物をドープして、ｎ⁺シリコン領域を形成
し、ｎ⁺シリコン領域を形成したシリコン半導体層５を
パターニングする（図２（ａ）参照）。

【００３７】次に、図２（ｂ）に示すように、表示用基
板１全面に膜厚１００ｎｍ程度のＩＴＯ膜を形成したの
ち、このＩＴＯ膜をフォトリソグラフィ工程によりパタ
ーニングすることで、第１の配線パターン７ａと画素電
極８とを同時に形成する。

【００３８】次に、図２（ｃ）に示すように、第１の配
線パターン７ａ，画素電極８の上から表示用基板１に誘
電率３以下の絶縁レジスト膜９を形成する。絶縁レジス
ト膜９は感光性絶縁レジストからなり、スピンナ（図示
省略）等の製膜装置により膜厚２〜３μｍ程度の膜厚に
塗布形成したのち、プリベークして形成する。

【００３９】絶縁レジスト膜９の品種（材質）は、本実
施の形態の配線構造が組み込まれる装置（本実施の形態
では透過型液晶表示装置）およびその製造プロセスの仕
様に応じて絶縁性、透明性、耐熱性、耐光性、耐薬品
性、加工性、平坦性等を基準に選択される。本実施の形
態では、例として、日本合成ゴム製のアクリル系ポジレ
ジスト（ＰＣ３０２，ＨＲＣ１２６等：ともに商品名）
や可視光域に感度を有するダウケミカル社製のシリコン
系樹脂（ＸＵ７１９１８：商品名）等を用いる。レジス
トとしては、加工形状によってネガタイプ、ポジタイプ
どちらであってもよい。

【００４０】絶縁レジスト膜９のプリベークが終了した
表示用基板１をマスク（図示省略）を介して露光現像し
たのちその感光部を除去することで、図２（ｃ）に示す
第１の開口９ａ，第２の開口９ｂを形成する。第１の開
口９ａは、第１の配線パターン７ａの形成位置と一致す
る位置に、第１の配線パターン７ａに達する深さに形成
する。また、第１の開口９ａの幅α’は、第１の配線パ
ターン７ａのパターン幅β’より狭く設定する。一方、
第２の開口９ｂは、画素電極８の形成位置と一致する位
置に、画素電極８に達する深さに形成する。

【００４１】第１の開口９ａ，第２の開口９ｂを形成し
たのち、表示用基板１にポストベークを施して絶縁レジ
スト膜９を、透過型液晶表示装置の操作仕様などに必要
な絶縁性、透明性、耐熱性、耐光性、耐薬品性、加工
性、平坦性を備えた絶縁膜９’に変成させる。

【００４２】次に、図３（ａ）に示すように、フォトレ
ジスト膜１０を形成し、さらに、フォトレジスト膜１０
にフォトリソグラフィ工程を施して、第１の配線パター
ン７ａに達する第３の開口１０ａを第１の開口９ａに位
置合わせしたうえでパターン形成する。

【００４３】フォトレジスト膜１０および第３の開口１
０ａを形成したのち、図３（ｂ）に示すように、表示用
基板１をメッキ液中に浸漬し、フォトレジスト膜１０の
第３の開口部１０ａの底部に露出している第１の配線パ
ターン７ａ上に、ソース・ドレイン配線７の本体部とな
る第２の配線パターン７ｂを無電解メッキ法にて選択的
に充填することで製膜する。なお、第２の配線パターン
７ｂは、絶縁膜９’の上面と略面一となる厚みに形成す
る。

【００４４】第２の配線パターン７ｂの材料としては、
抵抗率１０μΩ・ｃｍ以下の金属が適当であり、第１の
配線パターン７ａにＩＴＯを用いた場合にはＡuやＩnか
らなる第２の配線パターン７ｂをメッキ製膜できる。ま
た、第１の配線パターン７ａとして、Ｃu膜を形成した
場合にはＮiからなる第２の配線パターン７ｂを成膜で
きる。ＡuやＩnは高価な材料であるが、メッキ製法によ
り成膜するので、無駄なく用いることができる。

【００４５】そのうえ、第２の配線パターン７ｂの厚み
を厚くしても、第２の配線パターン７ｂは、絶縁膜９’
に対して平坦性を維持するので、絶縁膜９’の上にさら
なる膜を形成しても、形成した膜が第２の配線パターン
７ｂと絶縁膜９’との間の境目で断線するといった不都
合も起きない。

【００４６】次に、図３（ｃ）に示すように、フォトレ
ジスト膜１０を剥離除去してＴＦＴアレイが完成する。
なお、必要に応じて絶縁保護膜となるＳｉＮｘ膜をパタ
ーン形成してもよい。

【００４７】本実施の形態の製造方法では、ソース・ド
レイン配線７の第１の配線７ａと画素電極８とを一つの
工程で作成することができるので、その分、製造の簡略
化が図れるという利点がある。

【００４８】本実施の形態の製造方法で製造した液晶表
示装置のＴＦＴアレイ基板の平面構成図を図４に示す。
ゲート配線２の第１の配線パターン２ａおよびソース・
ドレイン配線７の第１の配線パターン７ａは、ともに透
光性導電体であるＩＴＯで構成されており透光域とな
る。一方、ゲート配線２の第２の配線パターン２ｂおよ
びソース・ドレイン配線７の第２の配線パターン７ｂは
ともにＡｕ等の金属膜（遮光性導電体）で構成されてお
り遮光域となる。各配線２，７の第１の配線パターン２
ａ、７ａと画素電極８との層間にはそれぞれ膜厚１〜３
μｍの絶縁膜３’および９’を介装していることから画
素電極８はゲート配線２の第２の配線パターン２ｂおよ
びソース・ドレイン配線７の第２の配線パターン７ｂの
近傍まで設けることができ、その分、画素電極８の面積
を大きくすることができる。

【００４９】本実施の形態で製造された液晶表示装置の
ＴＦＴアレイ基板は、ゲート配線２が光を遮断する面積
を小さくすることができるうえ、ソース・ドレイン配線
７が光を遮断する面積を小さくすることができる。その
ため、液晶表示装置の開口率は大きくなり、明るい表示
を行うことができる。

【００５０】具体的には、本実施の形態の製造方法で製
造した液晶表示装置（以下、第１の実施の形態品とい
う）の開口率と、従来の製造方法で製造した液晶表示装
置（以下、第１の比較例品という）の開口率とは次のよ
うになる。なお、第１の実施の形態品と第１の比較例品
とはゲート配線やソース・ドレイン配線の構造が異なる
ものの、画素電極の配置構造を含むその他の構造は同様
となっている。また、ここでは、３インチ（３３０×１
１０画素）の液晶表示装置において開口率を比較した。

【００５１】第１の実施の形態品と第１の比較例品とを
比較した結果は次の通りである。すなわち、第１の比較
例品では開口率６０％であるのに対して、第１の実施の
形態品では開口率８０％となり、第１の実施の形態品の
開口率が第１の比較例品に比べて向上している。

【００５２】また、絶縁膜３’９’やゲート絶縁膜４の
絶縁特性によっては、画素電極８を、図４に示すよう
に、ゲート配線２上に平面視重なり合わせた位置まで延
出させた形状（図４では、この延出端に符号８ａを付し
ている）に形成することもできる。そうすれば、さらに
画素電極８の面積を大きくすることができる。

【００５３】第２の実施の形態 本実施の形態は本発明を透過型液晶表示装置に実施した
例であって、図５には、その製造方法の各段階の状態を
示す断面図が順に示されている。

【００５４】まず、図５（ａ）に示すように、前述した
実施の形態１の製法と同一の製法により表示用基板１上
に、ゲート配線２，絶縁膜３’，ゲート絶縁膜４，シリ
コン半導体層５，およびチャネル保護膜６を形成する
（図１（ａ）〜（ｃ）および図２（ａ）参照）。

【００５５】次に、図５（ｂ）に示すように、表示用基
板１全面に膜厚５０ｎｍ程度のＩＴＯ膜を形成したの
ち、このＩＴＯ膜をフォトリソグラフィ工程によりパタ
ーニングすることで、ソース・ドレイン配線１１の基底
部となる第１の配線パターン１１ａを形成する。

【００５６】さらに、第１の配線パターン１１ａの上か
ら表示用基板１に絶縁レジスト膜１２を形成する。絶縁
レジスト膜１２は誘電率３以下の感光性絶縁レジストか
らなり、スピンナ（図示省略）等の製膜装置により膜厚
２〜３μｍ程度の膜厚に塗布形成する。形成した絶縁レ
ジスト膜１２はプリベークしておく。

【００５７】絶縁レジスト膜１２の品種（材質）は、本
実施の形態の配線構造が組み込まれる表示装置（本実施
の形態では透過型液晶表示装置）およびその製造プロセ
スの仕様に応じて絶縁性、透明性、耐熱性、耐光性、耐
薬品性、加工性、平坦性等を基準に選択される。本実施
の形態では、例として、日本合成ゴム製のアクリル系ポ
ジレジスト（ＰＣ３０２，ＨＲＣ１２６等：ともに商品
名）や可視光域に感度を有するダウケミカル社製のシリ
コン系樹脂（ＸＵ７１９１８：商品名）等を用いる。レ
ジストとしては、加工形状によってネガタイプ、ポジタ
イプどちらであってもよい。

【００５８】絶縁レジスト膜１２のプリベークが終了し
た表示用基板１をマスク（図示省略）を介して露光現像
したのちその感光部を除去することで、図５（ｂ）に示
す開口１２ａを形成する。開口１２ａは、第１の配線パ
ターン１１ａの形成位置と一致する位置に、第１の配線
パターン１１ａに達する深さに形成する。また、開口１
２ａの幅α’は、第１の配線パターン１１ａのパターン
幅β’より狭く設定する。

【００５９】開口１２ａを形成したのち、表示用基板１
にポストベークを施して絶縁レジスト膜１２を、透過型
液晶表示装置の操作仕様などに必要な絶縁性、透明性、
耐熱性、耐光性、耐薬品性、加工性、平坦性を備えた絶
縁膜１２’に変成させる。

【００６０】次に、図５（ｃ）に示すように、表示用基
板１をメッキ液中に浸漬し、開口部１２ａの底部に露出
している第１の配線パターン１１ａ上に、ソース・ドレ
イン配線１１の本体部となる第２の配線パターン１１ｂ
を無電解メッキ法にて選択的に充填することで製膜す
る。

【００６１】なお、第２の配線パターン１１ｂは、絶縁
膜１２’の上面と略面一となる厚みに形成する。また、
第２の配線パターン１１ｂの材料としては、抵抗率１０
μΩ・ｃｍ以下の金属が適当であり、第１の配線パター
ン１１ａにＩＴＯを用いた場合にはＡuやＩnからなる第
２の配線パターン１１ｂをメッキ製膜できる。

【００６２】また、第１の配線パターン１１ａとして、
Ｃu膜を形成した場合にはＮiからなる第２の配線パター
ン１１ｂを製膜できる。なお、ＡuやＩnは高価な材料で
あるが、メッキ製法により成膜するので、無駄なく用い
ることができ、高価な材料を用いているにもかかわら
ず、製造コストの上昇を最小限に抑えることができる。

【００６３】次に、ＩＴＯ等の透明導電膜からなる画素
電極１３をスパッタ製膜する。このとき、第２の配線パ
ターン１１ｂは絶縁膜１２’内に充填されているので、
第２の配線パターン１１ｂと絶縁膜１２’とは平坦化し
て、両者の間に段差がほとんど形成されない。そのた
め、断線を危惧することなく画素電極１３を任意の膜厚
（薄さ）に成膜することができる。

【００６４】成膜した画素電極１３は、フォトリソグラ
フィ工程により所定のパターンに加工形成する（図５
（ｄ）参照）。そして、必要に応じて絶縁保護膜となる
ＳｉＮｘ膜（図示省略）をパターン形成して液晶表示装
置のＴＦＴアレイ基板が完成する。

【００６５】上述のようにして形成されたソース・ドレ
イン配線１１は、開口１２ａの深さを深くすれば、第２
の配線パターン１１ｂの厚みが厚くなってその配線抵抗
が小さくなるという特徴がある。

【００６６】また、ソース・ドレイン配線１１は表示用
基板１の厚み方向に光を遮断する面積が小さいという特
徴がある。すなわち、ソース・ドレイン配線１１のう
ち、表示用基板１の厚み方向に沿って光を遮断するの
は、第２の配線パターン１１ｂだけである（第１の配線
パターン１１ａは透明導電体であるＩＴＯ）。第２の配
線パターン１１ｂは、その厚みを厚くすることでその配
線抵抗の低減を達成している構造上、そのパターン幅
（開口１２ａの幅α’と同じ）を広くする必要がなく、
具体的には、第１の配線パターン１１ａのパターン幅
β’より狭くなっている。したがって、所望の配線抵抗
を規定して考えた場合には、第２の配線１１ｂは、その
厚みを厚くするにしたがって、そのパターン幅が狭くな
る。このような理由により、第２の配線パターン１１ｂ
の厚みを厚くすることで、ソース・ドレイン配線１１が
光を遮断する面積を小さくするができる。

【００６７】本実施の形態で製造された液晶表示装置の
ＴＦＴアレイ基板は、ゲート配線２が光を遮断する面積
を小さくすることができるうえ、ソース・ドレイン配線
１１が光を遮断する面積を小さくすることができる。そ
のため、液晶表示装置の開口率（ゲート配線２とソース
・ドレイン配線１１とで囲まれた１画素の占有領域にお
いて、有効画素電極が占める割合）は大きくなり、明る
い表示を行うことができる。

【００６８】具体的には、本実施の形態の製造方法で製
造した液晶表示装置（以下、第２の実施の形態品とい
う）の開口率と、従来の製造方法で製造した液晶表示装
置（以下、第２の比較例品という）の開口率とは次のよ
うになる。なお、第２の実施の形態品と第２の比較例品
とはゲート配線やソース・ドレイン配線の構造が異なる
ものの、画素電極の配置構造を含むその他の構造は同様
となっている。また、ここでは、３インチ（３３０×１
１０画素）の液晶表示装置において開口率を比較した。

【００６９】第２の実施の形態品と第２の比較例品とを
比較した結果は次の通りである。すなわち、第２の比較
例品では開口率７２％であるのに対して、第２の実施の
形態品では開口率９３％となり、第２の実施の形態品の
開口率が第２の比較例品に比べて向上している。なお、
第２の実施の形態品の開口率が、第１の実施の形態品の
開口率より上回っている理由は次の通りである。すなわ
ち、第１の実施の形態品においては、画素電極８はソー
ス・ドレイン配線７やゲート配線２とほぼ同一平面上に
形成されるため、画素電極８とソース・ドレイン配線７
との間や画素電極８とゲート配線２との間には電気的絶
縁を維持することを目的とした離間間隔（マージン）を
形成する必要がある。これに対して、第２の実施の形態
品では、画素電極１３を絶縁膜１２’の上層側に設けて
画素電極１３とソース・ドレイン配線１１や画素電極１
３とゲート配線２とを３次元的に分離する構造上、上記
した離間間隔（マージン）を形成する必要がない。その
ため、上記した離間間隔（マージン）を形成する必要が
ない分、第２の実施の形態品の開口率が第１の実施の形
態品の開口率を上回っている。

【００７０】上述した各実施の形態の製造方法では、ゲ
ート配線２の形成前にアンダーコートを形成していない
が、必要に応じてアンダーコート（例えばＳiＯ₂膜）を
形成してもよい。また、各実施の形態では、第２の配線
パターン２ｂ，７ｂ，１１ｂを無電解メッキ法により形
成していたが、これら第２の配線パターン２ｂ，７ｂ，
１１ｂを電解メッキ法によって形成することができるの
もいうまでもない。

【００７１】また、上述した各実施の形態では、シリコ
ン半導体層５としてａ−Ｓiを用いたが、多結晶Ｓiでも
よいのはいうまでもない。また、ゲート配線２やソース
・ドレイン配線７，１１の第１の配線パターン２ａ，７
ａ，１１ａと第２の配線パターン２ｂ，７ｂ，１１ｂに
ついてはメッキ処理にて密着性等特性が良好で低抵抗な
もの組み合わせであればＩＴＯ膜（第１の配線）とＡu
膜（第２の配線）との組み合わせに限るものではないの
はいうまでもない。また、第１の配線パターン２ａ，７
ａ，１１ａの製膜方法もスパッタ以外に、蒸着膜、メッ
キ膜などでもよいのもいうまでもない。

【００７２】また、上述した各実施の形態では、透過型
の液晶表示装置において本発明を実施していたが、反射
型の液晶表示装置においても同様に実施することがで
き、この場合においても、画素領域の有効面積を大きく
することができる。

【００７３】また、上述した各実施の形態では、液晶表
示装置のＴＦＴアレイ基板（アクティブマトリクス基
板）において本発明を実施したが、マトリクス電極構造
の各画素部に非線形素子やトランジスタが配置されてい
ないマトリクス配線（例えばＳＴＮ液晶の表示用配線構
造）といった表示装置の配線構造においても本発明を実
施することができる。このような配線構造は、図１
（ａ）〜図１（ｃ）を参照して説明した第１，第２の実
施の形態の製造方法の前半工程と同様の工程によって製
造することができる。

【００７４】また、本発明は液晶表示装置に限らず、他
の表示装置においても同様に実施することができるのも
いうまでもない。

【００７５】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、次のよう
な効果が得られる。

【００７６】請求項１，７，８，９の効果 本発明の製造方法によれば、絶縁膜の厚みを厚くして開
口の深さを深くして、第２の配線パターンの厚みを厚く
すれば、配線幅を広くすることなく、すなわち、開口率
を低下させることなくその配線抵抗を小さくすることが
できる。しかも、第２の配線パターンを絶縁膜内に充填
して、第２の配線パターンと絶縁膜とを平坦化している
ので、配線抵抗を小さくするにあたって、第２の配線パ
ターンの厚みを厚くしても、第２の配線パターンの上層
に形成する層に断線等の不都合が起こらなくなる。その
ため、配線の低抵抗化と、開口率の向上（表示画面の明
るさの向上）とを、製造上の不都合（断線等）を起こす
ことなく達成することができた。

【００７７】請求項２の効果 第２の配線パターンを確実に開口に充填することがで
き、その分、製造精度が向上する。また、メッキ法はメ
ッキ時間で膜厚を制御できる上、材料も製膜に必要な量
だけの消費であることから高価な金（Ａｕ）でさえも無
駄なく第２の配線パターンとして用いることができるの
で、製造コストの低減も図れる。

【００７８】請求項３の効果 厚みのある絶縁膜を確実に形成することができ、その
分、さらに製造精度が向上する。

【００７９】請求項４の効果 絶縁性の高い絶縁膜を形成することができるうえに、レ
ジストを層間絶縁膜として用いた場合の限界膜厚３μｍ
を満足させることができ、精度の高い表示装置を製造す
ることができる。

【００８０】請求項５の効果 表示用配線を用いる装置の製造仕様および表示装置の操
作仕様などに必要な絶縁性、透明性、耐熱性、耐光性、
耐薬品性、加工性、平坦性などに対応することが可能と
なり、精度の高い表示装置を製造することができる。

【００８１】請求項６の効果 開口を精度よく形成することができるようになり、その
分、さらに、精度の高い表示装置を製造することが可能
となる。

【００８２】請求項１０，１１の効果 表示用配線の遮光域を第２の配線パターンのパターン幅
に狭めることができた。そのため、第２の配線パターン
の厚みを厚くすることで表示用配線の配線抵抗を下げれ
ば、表示用配線の低抵抗化と、開口率の向上（表示画面
の明るさの向上）とを両立させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態の液晶表示装置の製
造方法の前期工程を順に示す断面図である。

【図２】第１の実施の形態の液晶表示装置の製造方法の
中期工程を順に示す断面図である。

【図３】第１の実施の形態の液晶表示装置の製造方法の
後期工程を順に示す断面図である。

【図４】第１の実施の形態の製造方法で製造した液晶表
示装置の要部を示す平面図である。

【図５】本発明の第２の実施の形態の液晶表示装置の製
造方法の後期工程を順に示す断面図である。

【図６】従来例の液晶表示装置の製造方法の工程を順に
示す断面図である。

【図７】従来例の製造方法で製造した液晶表示装置の要
部を示す断面図である。

【符号の説明】

１ 表示用基板 ２ ゲート配線 ２ａ 第１の配線パターン ２ｂ 第２の配線
パターン ３ 絶縁レジスト膜 ３ａ 開口 ３’ 絶縁膜 ４ ゲート絶縁
膜 ５ シリコン半導体層 ７ ソース・ド
レイン配線 ７ａ 第１の配線パターン ７ｂ 第２の配線
パターン ８ 画素電極 ９ 絶縁レジス
ト膜 ９ａ 第１の開口 ９ｂ 第２の開口 ９’ 絶縁膜 １０ フォトレジ
スト膜 １１ ソース・ドレイン配線 １１ａ 第１の配
線パターン １１ｂ 第２の配線パターン １２ 絶縁レジ
スト膜 １２ａ 開口 １３ 画素電極

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表示用基板上に第１の配線パターンを形
   成する工程と、前記表示用基板の第１の配線パターン形
   成面を覆って絶縁膜を形成する工程と、前記絶縁膜に第
   １の配線パターンに達する開口を形成する工程と、前記
   開口内に第２の配線パターンを充填形成する工程とを含
   むことを特徴とする表示装置の配線形成方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載の表示装置の配線形成方法
   であって、 前記第２の配線パターンを、前記絶縁膜をマスクとした
   メッキ法により前記開口内に充填形成することを特徴と
   する表示装置の配線形成方法。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載の表示装置の配線
   形成方法であって、前記表示用基板に絶縁レジストを塗
   布し、この絶縁レジストを加熱処理することで前記絶縁
   膜を形成することを特徴とする表示装置の配線形成方
   法。
4. 【請求項４】 請求項３記載の表示装置の配線形成方法
   であって、前記絶縁レジストの誘電率が３以下であるこ
   とを特徴とする表示装置の配線形成方法。
5. 【請求項５】 請求項３または４記載の表示装置の配線
   形成方法であって、前記絶縁レジストとして、アクリル
   系、シリコン系、フッ素系、ないしポリイミド系のレジ
   ストを用いることを特徴とする表示装置の配線形成方
   法。
6. 【請求項６】 請求項３ないし５のいずれか記載の表示
   装置の配線形成方法であって、前記絶縁レジストとして
   感光性レジストを用いるとともに、この感光性レジスト
   にフォトリソグラフィ工程を施すことで前記開口を形成
   することを特徴とする表示装置の配線形成方法。
7. 【請求項７】 表示用基板上にゲート配線の基底部とな
   る第１の配線パターンを形成する工程と、 前記表示用基板の第１の配線パターン形成面を覆って絶
   縁レジスト膜を形成する工程と、 前記絶縁レジスト膜に第１の配線パターンに達する開口
   を形成する工程と、 前記開口が形成された絶縁レジスト膜を加熱処理する工
   程と、 前記絶縁レジスト膜をマスクとしたメッキ法により前記
   開口にゲート配線の本体部となる第２の配線パターンを
   充填形成する工程とを含むことを特徴とする表示装置の
   製造方法。
8. 【請求項８】 ゲート配線がパターン形成された表示用
   基板上に、半導体層、絶縁膜を順次形成したのち、半導
   体層、絶縁膜の不要部を除去する工程と、 表示用基板上に、ソース・ドレイン配線の基底部となる
   第１の配線パターンと画素電極とを形成する工程と、 半導体層、絶縁膜、第１の配線パターン、および画素電
   極を覆って表示用基板に絶縁レジスト膜を形成する工程
   と、 前記絶縁レジスト膜に、第１の配線パターンに達する第
   １の開口、および画素電極に達する第２の開口をパター
   ン形成する工程と、 前記第１，第２の開口が形成された絶縁レジスト膜を加
   熱処理する工程と、 前記第１の開口を除いて絶縁レジスト膜を覆う被覆膜を
   表示用基板に形成する工程と、 前記被覆膜をマスクとしたメッキ法により、前記第１の
   開口にソース・ドレイン配線の本体部となる第２の配線
   パターンを充填形成する工程と、 前記被覆膜を除去する工程とを含むことを特徴とする表
   示装置の製造方法。
9. 【請求項９】 ゲート配線がパターン形成された表示用
   基板上に、半導体層、絶縁膜を順次形成したのち、半導
   体層、絶縁膜の不要部を除去する工程と、 ソース・ドレイン配線の基底部となる第１の配線パター
   ンを表示用基板上に形成する工程と、 半導体層、絶縁膜、および第１の配線パターンを覆って
   表示用基板に絶縁レジスト膜を形成する工程と、 前記絶縁レジスト膜に、第１の配線パターンに達する開
   口を形成する工程と、 前記開口が形成された絶縁レジスト膜を加熱処理する工
   程と、 前記絶縁レジスト膜をマスクとしたメッキ法により、前
   記開口にソース・ドレイン配線の本体部となる第２の配
   線パターンを充填形成する工程と、 表示用基板上に画素電極を形成する工程とを含むことを
   特徴とする表示装置の製造方法。
10. 【請求項１０】 表示用基板上に表示用配線が形成され
    た表示装置であって、前記表示用配線は、表示用基板上
    に形成された透光性導電体からなる第１の配線パターン
    と、第１の配線パターン上に形成された遮光性導電体か
    らなる第２の配線パターンとを有することを特徴とする
    表示装置。
11. 【請求項１１】 請求項１０記載の表示装置であって前
    記第１の配線パターンをＩＴＯ（Indium Tin Oxide)か
    ら構成し、前記第２の配線パターンを金ないしインジウ
    ムで構成したことを特徴とする表示装置。