TW201610532A - 導電元件及液晶顯示元件 - Google Patents

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TW201610532A
TW201610532A TW104125272A TW104125272A TW201610532A TW 201610532 A TW201610532 A TW 201610532A TW 104125272 A TW104125272 A TW 104125272A TW 104125272 A TW104125272 A TW 104125272A TW 201610532 A TW201610532 A TW 201610532A
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Kuniaki Okada
Seiichi Uchida
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Sharp Kk
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Abstract

本發明之導電元件11B包含：第1導電膜30D、36；第2導電膜26，其與第1導電膜30D、36連接；第1絕緣膜IF1，其係覆蓋第1導電膜30D、36且配設於第2導電膜26之下層側，且具有藉由以使第1導電膜30D、36之至少一端面30D1露出之方式開口而將第2導電膜26對第1導電膜30D、36連接之接觸孔CH1；第2絕緣膜IF2，其以跨接觸孔CH1之形態配設於第2導電膜26之上層側；及第3導電膜28，其係隔著第2絕緣膜IF2而配設於第2導電膜26之上層側，且具有以包含於俯視時與第1導電膜30D、36之一端面30D1重疊之位置之形態開口之導電膜開口部28B。

Description

導電元件及液晶顯示元件
本發明係關於導電元件及液晶顯示元件。
近年來，於液晶顯示裝置中，所謂之IPS(In-Plane Switching：共平面切換)方式、或FFS(Fringe Field Swiching：邊緣電場切換)方式之橫電場方式之液晶顯示裝置正備受矚目。該等方式係將施加於液晶之電場之方向設為相對於基板面大致平行之方式，且具有與TN(Twisted Nematic：扭轉向列)方式等比較，可謀求視覺特性之提高之優點。該等橫電場方式之液晶顯示裝置係於對向配置之一對基板間夾著液晶，於一基板即TFT基板上配置將絕緣膜夾於中間之一對電極，且於該一對電極間產生驅動液晶之電場者。因此，一般構成係不必於另一基板即彩色濾光片基板設置驅動以TN方式等設置之液晶之電極(對向電極)。
於橫電場方式之液晶顯示裝置中，於IPS方式中，配置於TFT基板上之一對電極於俯視時未重疊，與此相對，於FFS方式中，一對電極於俯視時重疊。於FFS方式中，一對電極隔著絕緣膜而上下配置，任一者被設為像素電極，且另一者被設為共通電極。一對電極中相對配置於下側之電極為像素電極及共通電極之任一者均可使液晶顯示裝置作動。例如，於下述專利文獻1中，揭示有於FFS方式之液晶顯示面板中，將一對電極中的像素電極相對配置於下側，共通電極相對配置於上側之構成。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2013-254219號公報
然而，於上述專利文獻1所揭示之液晶顯示面板中，一對電極中的像素電極經由接觸孔而與構成TFT等之開關元件之電極連接。然而，因於接觸孔內絕緣膜產生階差，故產生了該階差之部位與其他部位相比難以於製造過程中形成絕緣膜，而有產生絕緣膜之覆蓋率不佳之情況。若產生此般之絕緣膜之覆蓋率不良，則有致使一對電極彼此接觸，且使一對電極間短路之虞。
尤其，若於接觸孔內露出構成開關元件之電極之端面，則於配置於接觸孔內之絕緣膜產生與該電極之厚度相應之階差，因而於絕緣膜中俯視時與該電極之端面重疊之部位容易產生絕緣膜之覆蓋率不良。
本說明書所揭示之技術係鑒於上述問題而創作者，其目的在於防止或抑制隔著絕緣膜配置之2個導電膜間之短路。
本說明書所揭示之技術係關於一種導電元件，其包含：第1導電膜；第2導電膜，其與上述第1導電膜連接；第1絕緣膜，其係覆蓋上述第1導電膜，且配設於上述第2導電膜之下層側，且具有藉由以使上述第1導電膜之至少一端面露出之方式開口而將上述第2導電膜對上述第1導電膜連接之接觸孔；第2絕緣膜，其以跨上述接觸孔之形態配設於上述第2導電膜之上層側；及第3導電膜，其係隔著上述第2絕緣膜而配設於上述第2導電膜之上層側，且具有以俯視時包含與上述第1導電膜之上述一端面重疊之位置之形態開口之導電膜開口部。
於上述導電元件中，因於第2絕緣膜中與接觸孔內之第1導電膜之一端面重疊之部位產生與該第1導電膜之厚度相應之階差，故於該重疊之部位中容易產生第2絕緣膜之覆蓋率不良。因此，若假設於該重疊之部位之上層側配置第3導電膜，則有因第2絕緣膜之覆蓋率不良而使第2導電膜與第3導電膜之間短路之虞。
與此相對，於上述導電元件中，因第3導電膜具有以包含與第1導電膜之一端面重疊之位置之形態開口之導電膜開口部，故為不必於上述重疊之部位之上層側配置第3導電膜之構成。因此，即便於上述重疊之部位中產生第2絕緣膜之覆蓋率不良，亦避免第2導電膜與第3導電膜間短路。如此於上述之導電元件中，可防止或抑制因第2絕緣膜之覆蓋率不良引起之第2導電膜與第3導電膜之間之短路。
亦可包含半導體膜，且包含介隔上述半導體膜而與上述第1導電膜電性連接之第4導電膜，上述第1導電膜亦可成為上述半導體膜與金屬膜積層之構成，且上述金屬膜之一端面於上述接觸孔之開口露出。
金屬膜由於與透明電極膜等相比膜厚較大，因而對應於其厚度產生於第2絕緣膜之階差亦較大。因此，若如上述之構成使第1導電膜為金屬膜與半導體膜積層之構成，則與第1導電膜僅為例如透明電極膜之構成之情形相比，容易於接觸孔內之與第1導電膜之一端面重疊之部位中產生第2絕緣膜之覆蓋率不良。另一方面，若第1導電膜為金屬膜與半導體膜積層之構成，則與第1導電膜僅為例如透明電極膜之構成之情形相比，可將第1導電膜之電阻設得更低。根據上述構成，可一面將第1導電膜設為低電阻，一面防止或抑制因第2絕緣膜之覆蓋率不良而引起之第2導電膜與第3導電膜之間之短路。
上述接觸孔亦可為以包含上述一端面之上述金屬膜之僅一部分露出之方式開口者。
若根據該構成，因於接觸孔內產生未配設金屬膜之區域，故可 將該區域設為可透過光之區域，且可於導電元件中，提高顯示區域中像素之面積比例，即開口率。
上述第2導電膜亦可藉由將上述半導體膜之一部分低電阻化而形成。
根據該構成，因於導電元件之製造步驟中，除半導體膜外不必另外形成第2導電膜，故可謀求製造步驟之簡略化。
上述半導體膜亦可包含氧化物半導體。
包含氧化物半導體之半導體膜與包含非晶質半導體之半導體膜等相比，電子遷移率較高。因此，於上述之構成中，可實現具備各種功能之導電元件。
上述氧化物半導體亦可包含銦(In)、鎵(Ga)、鋅(Zn)、氧(O)。該情形時，上述氧化物半導體亦可具有結晶性。
根據該構成，於謀求導電元件之多功能化之方面更佳。
本說明書所揭示之其他技術係關於一種液晶顯示元件，其係包含形成有上述導電元件之第1基板者，且包含：第2基板，其與上述第1基板對向狀而配置；及液晶層，其介於上述第1基板與上述第2基板之間，包含液晶分子；上述第2導電膜係構成對每像素設置之像素電極，上述第3導電膜具有狹縫狀開口之複數個狹縫開口部，且構成於與上述像素電極之間產生配向控制上述液晶分子之電場之共通電極。
於像素電極較共通電極配設於更上層側之液晶顯示元件中，為了於接觸孔中將像素電極與汲極電極等之金屬膜連接，而採用於俯視時與接觸孔重疊之部位不配設共通電極之構成，因而接觸孔內第2絕緣膜之覆蓋率不良所引起之像素電極與共通電極之間之短路難以產生。與此相對，於像素電極配設於較共通電極更下層側之上述構成中，因即使於接觸孔中將像素電極與汲極電極等之金屬膜連接，亦可藉由隔著絕緣膜而於俯視時與接觸孔重疊之部位配設共通電極，故接 觸孔內第2絕緣膜之覆蓋率不良所引起之像素電極與共通電極之間之短路容易產生。然而，根據上述構成，可一面實現像素電極較共通電極配設於更上層側之顯示元件，一面防止或抑制像素電極與共通電極之間之短路。
上述第3導電膜亦可以上述導電膜開口部連接相鄰之2個上述狹縫開口部之間之形態設置。
根據該構成，與導電膜開口部未與相鄰之2個狹縫開口部連接之情形相比，可使第2導電膜及與設置於第3導電膜之狹縫開口部之開口緣之對向部位變長。因此，於液晶層被配設於第3導電膜之上層側之情形，可擴大能配向控制液晶之範圍，且可提高液晶顯示元件之透過率。
上述第3導電膜亦可以上述導電膜開口部與1個上述狹縫開口部之一端部重疊之形態設置。
根據該構成，因狹縫開口部成延伸至導電膜開口部之形態，故與導電膜開口部未與1個狹縫開口部之一端部重疊之情形相比，可使第2導電膜及與設置於第3導電膜之狹縫開口部之開口緣之對向部位變長。因此，於液晶層配設於第3導電膜之上層側之情形，可擴大能配向控制液晶之範圍，且可提高液晶顯示元件之透過率。
根據本發明所揭示之技術，可防止或抑制隔著絕緣膜配設之2個導電膜間之短路。
10‧‧‧液晶顯示裝置
11‧‧‧液晶面板
11A‧‧‧彩色濾光片基板
11A1‧‧‧玻璃基板
11B‧‧‧陣列基板
11B1‧‧‧玻璃基板
11C‧‧‧液晶層
11D‧‧‧配向膜
11E‧‧‧配向膜
11F‧‧‧偏光板
11G‧‧‧偏光板
11H‧‧‧彩色濾光片
11I‧‧‧遮光膜
14‧‧‧背光裝置
14A‧‧‧底座
15‧‧‧外部構件
15A‧‧‧開口部
16‧‧‧外部構件
20‧‧‧IC晶片
22‧‧‧控制基板
24‧‧‧可撓性基板
26‧‧‧像素電極
28‧‧‧共通電極
28A‧‧‧狹縫開口部
28B‧‧‧導電膜開口部
30‧‧‧TFT
30D‧‧‧汲極電極
30D1‧‧‧端面
30D2‧‧‧上表面
30G‧‧‧閘極電極
30S‧‧‧源極電極
32‧‧‧閘極配線
32I‧‧‧閘極絕緣膜
34‧‧‧源極配線
36‧‧‧半導體膜
36C‧‧‧通道部
128‧‧‧共通電極
128C‧‧‧共通電極開口部
211B‧‧‧陣列基板
228‧‧‧共通電極
228D‧‧‧第1共通電極開口部
228E‧‧‧第2共通電極開口部
228E1‧‧‧擴寬部
311‧‧‧陣列基板
311B‧‧‧陣列基板
336‧‧‧半導體膜
336D‧‧‧導體化部
A1‧‧‧顯示區域
A2‧‧‧非顯示區域
A3‧‧‧光透過區域
A4‧‧‧光透過區域
CH1‧‧‧接觸孔
CH2‧‧‧接觸孔
IF1‧‧‧第1絕緣膜
IF2‧‧‧第2絕緣膜
L1‧‧‧階差
W1‧‧‧尺寸
W2‧‧‧尺寸
X‧‧‧座標軸
Y‧‧‧座標軸
Z‧‧‧座標軸
圖1係實施形態1之液晶顯示裝置沿長邊方向被切斷後之剖面之概略剖視圖。
圖2係液晶面板之概略俯視圖。
圖3係顯示液晶面板之剖面構成之概略剖視圖。
圖4係顯示陣列基板之顯示部中像素之平面構成之俯視圖。
圖5係放大圖4之TFT之放大俯視圖。
圖6係圖5之VI-VI剖面之剖視圖。
圖7係TFT之製造步驟(1)之剖視圖。
圖8係TFT之製造步驟(2)之剖視圖。
圖9係TFT之製造步驟(3)之剖視圖。
圖10係TFT之製造步驟(4)之剖視圖。
圖11係顯示實施形態2之陣列基板之顯示部之像素之平面構成之俯視圖。
圖12係顯示實施形態3之陣列基板之顯示部之像素之平面構成之俯視圖。
圖13係圖12之XIII-XIII剖面之剖視圖。
圖14係實施形態4之TFT之剖視圖。
圖15係顯示TFT之製造步驟(1)之剖視圖。
圖16係顯示TFT之製造步驟(2)之剖視圖。
圖17係自表面側拍攝實施形態1之液晶面板之像素之照片。
圖18係自表面側拍攝實施形態2之液晶面板之像素之照片。
<實施形態1>
參照圖1至圖10對實施形態1進行說明。於本實施形態中，對包含液晶面板(液晶顯示元件之一例)11之液晶顯示裝置10加以例示。另，各圖式之一部份中顯示有X軸、Y軸及Z軸，各軸方向係被描繪為於各圖式成為共通之方向。又，關於上下方向，以圖1為基準，以該圖上側為正面側，且該圖下側為背面側。
液晶顯示裝置10係如圖1及圖2所示，包含：液晶面板11；IC晶片20，其係安裝於液晶面板11且驅動該液晶面板11之電子零件；控制基 板22，其對IC晶片20自外部供給各種輸入信號；可撓性基板24，其電性連接液晶面板11與外部之控制基板22；及背光裝置14，其係對液晶面板11供給光之外部光源。又，液晶顯示裝置10包含用以收納且保持相互組裝之液晶面板11及背光裝置14之正背一體之外部構件15、16，其中於正面側之外部構件15設置有用以自外部視認液晶面板11所顯示之圖像之開口部15A。
先針對背光裝置14進行簡單說明。背光裝置14係如圖1所示，包含作成朝正面側開口之大致箱型之底座14A、配設於底座14A內之未圖示之光源(例如冷陰極管、LED(Light Emitting Diode：發光二極體)、有機EL(Electroluminescence：電致發光)等)、及以覆蓋底座14A之開口部之形態配設之未圖示之光學構件。光學構件具有將自光源出射之光轉換為面狀之光等之功能。通過光學構件而成面狀之光係入射至液晶面板11，用以於液晶面板11中顯示圖像。
其次，針對液晶面板11進行說明。液晶面板11係如圖2所示，整體成縱長之矩形狀，其長邊方向與各圖式之Y軸方向一致，其短邊方向與各圖式之X軸方向一致。於液晶面板11中，於其大部分配設可顯示圖像之顯示區域A1，且於其長邊方向上偏向一端部側(圖2所示之下側)之位置配設不顯示圖像之非顯示區域A2。於非顯示區域A2之一部分，安裝有IC晶片20及可撓性基板24。另，於液晶面板11中，如圖1所示，較後述之彩色濾光片基板11A小一圈之框狀之一點鏈線成為顯示區域A1之外形，較該一點鏈線更外側之區域成為非顯示區域A2。
液晶面板11如圖3所示，包含透光性優異之一對玻璃製基板11A、11B、及包含光學特性隨電場施加而變化之物質即液晶分子之液晶層11C。構成液晶面板11之兩片基板11A、11B係以維持液晶層11C之厚度量之單元間隙之狀態，藉由未圖示之密封材料予以貼合。兩基板11A、11B之中，正面側(正側)之基板11A設為彩色濾光片基 板(第2基板之一例)11A，背面側(背側)之基板11B設為陣列基板(第1基板之一例)11B。於兩基板11A、11B之內表面側分別形成有用以使液晶層11C所包含之液晶分子配向之配向膜11D、11E。兩基板11A、11B係藉由大致透明之玻璃基板11A1、11B1構成，且於該等玻璃基板11A1、11B1之外表面側，分別貼附有偏光板11F、11G。
兩片基板11A、11B中彩色濾光片基板11A係如圖2所示，雖短邊尺寸與陣列基板11B大致相同，但長邊尺寸小於陣列基板11B，而相對於陣列基板11B以將長邊方向上之一端部(圖2所示之上側)對齊之狀態貼合。因此，陣列基板11B中之長邊方向上之另一端部(圖1所示之下側)成為遍及特定範圍不與彩色濾光片基板11A重合、且正反兩板面露出於外部之狀態，於此處確保IC晶片20及可撓性基板24之安裝區域。構成陣列基板11B之玻璃基板11B1於其主要部分貼合彩色濾光片基板11A及偏光板11G，確保IC晶片20及可撓性基板24之安裝區域之部分與彩色濾光片基板11A及偏光板11G非重疊。
本實施形態之液晶面板11其動作方式為FFS方式，如圖3所示，於一對基板11A、11B中的陣列基板11B側同時形成像素電極(第2導電膜之一例)26及共通電極(第3導電膜之一例)28，且該等像素電極26與共通電極28於中間隔著絕緣膜而配設於不同之層。像素電極26及共通電極28均設為包含透明電極材料之透明電極膜。構成像素電極26及共通電極28之材料等將於下文中詳細說明。於本實施形態中，採用一對電極26、28中像素電極26相對配置於下側、共通電極28相對配置於上側之構成。於液晶面板11之顯示區域A1中，如圖3及圖4所示，於構成陣列基板11B之玻璃基板11B之內表面側(液晶層11C側)，開關元件即TFT(Thin Film Transistor：薄膜電晶體)30、與連接於TFT30之汲極電極30D之像素電極26各多數個成矩陣狀排列設置。另一方面，於液晶面板11之非顯示區域A2中，於陣列基板11B配設有未圖示之共通電 極配線，該共通電極配線經由未圖示之接觸孔而與共通電極28連接。
其次，說明液晶面板11之顯示區域A1中陣列基板11B之構成。於陣列基板11B之顯示區域A1內矩陣狀並列設置之TFT30及像素電極26之周圍，如圖4所示，以包圍其周圍之方式配設作成格子狀之閘極配線32及源極配線34。閘極配線32係沿X軸方向延伸，與此相對，源極配線34係沿Y軸方向延伸，兩條配線32、34為正交者。閘極配線32及源極配線34係由複數金屬積層而成之金屬膜所形成，於兩條配線32、34交叉之部位，後述之閘極絕緣膜32I以介於兩條配線32、34之間之形態配設。又，於陣列基板11B，配設有與閘極配線32平行之未圖示之電容配線。關於構成閘極配線32及源極配線34之金屬材料等，將於下文中詳細說明。
像素電極26係如圖4所示，於被閘極配線32與源極配線34包圍之區域中成俯視時縱長之長方形狀。另一方面，共通電極28係於較像素電極26更上層側以跨及複數個像素電極26之形態形成為整面狀之圖案。共通電極28中，於俯視時未與閘極配線32重疊之部位，形成有2條縱長之狹縫狀之開口(以下，稱為「狹縫開口部28A」)。2條狹縫開口部28A係空開特定間隔而與源極配線34平行形成。藉由形成該等狹縫開口部28A，共通電極28成大致梳齒狀。又，共通電極28中於俯視時與後述之汲極電極30D之一部分重疊之位置，形成有導電膜開口部28B。該等2個狹縫開口部28A與導電膜開口部28B係於俯視時於每個與各像素電極26重疊之共通電極28之部位分別形成。關於狹縫開口部28A之功能、及導電膜開口部28B之配置、功能，將於下文中詳細說明。
TFT30係如圖4及圖5所示，以積層於閘極配線32之上層側之形態配置，且於俯視時其整體與閘極配線32重疊。閘極配線32中於俯視時與TFT30重疊之部位構成TFT30之閘極電極30G。源極配線34自與閘 極配線32交叉之部位之附近以與閘極配線32平行延伸之形態分支，該分支而延伸之前端部於俯視時與閘極配線32重疊。源極配線34中於俯視時與閘極配線32重疊之部位構成TFT30之源極電極30S。閘極電極30G及源極電極30S係與閘極配線32及源極配線34同樣，由積層複數金屬而成之金屬膜所形成。又，TFT30係具有藉由於與源極電極30S之間於X軸方向空開特定間隔對向狀配設而成島狀之汲極電極30D。汲極電極30D包含積層複數金屬而成之金屬膜，採用與像素電極26中一端部於俯視時重疊之配置。另，閘極配線32中，於俯視時與TFT30重疊之部位及其附近之部位形成為與其他部位相比線寬相對較寬。
此處，參照圖6，說明積層形成於陣列基板11B上之各種絕緣膜。於陣列基板11B，自下層側(玻璃基板11B1側)依序積層形成有閘極絕緣膜32I、第1絕緣膜IF1、第2絕緣膜IF2之各種絕緣膜。閘極絕緣膜32I係至少積層於閘極配線32及閘極電極30G之上層側者，且包含透明無機材料。第1絕緣膜IF1係至少配設於後述之半導體膜36之上層側者，且包含透明無機材料。第2絕緣膜IF2係以跨及後述之接觸孔CH1之形態至少積層於像素電極26之上層側者，且包含透明無機材料。關於構成該等閘極絕緣膜32I、第1絕緣膜IF1、第2絕緣膜IF2之材料等，將於下文中詳細說明。
對TFT30及形成於TFT30附近之各種膜之積層構造進行詳細說明。TFT30係如圖6所示，具有：閘極電極30G；通道部36C，其與閘極電極30G於俯視時重疊且包含半導體膜36；源極電極30S，其藉由積層於半導體膜36上而與通道部36C連接；及汲極電極30D，其藉由積層於半導體膜36上而與通道部36C連接。其中通道部36C係包含形成於閘極絕緣膜32I上之氧化物半導體之半導體膜36之一部分，且沿Y軸方向延伸。通道部36C係橫跨於源極電極30S與汲極電極30D之間，可使兩電極間之電場移動。源極電極30S與汲極電極30D係於通道部 36C之延伸方向(Y軸方向)空開特定間隔且對向狀配設。半導體膜36、源極電極30S及汲極電極30D均由第1絕緣膜IF1覆蓋。另，汲極電極30D與半導體膜36中之與汲極電極30D於俯視時重疊之部位之組合為第1導電膜之一例。又，源極電極30S與半導體膜36中之與汲極電極30S於俯視時重疊之部位之組合為第4導電膜之一例。又，於陣列基板11B中形成於玻璃基板11B1上之各種導電膜、各種配線、各種絕緣膜組合為導電元件之一例。
構成TFT30之通道部36C之半導體膜36係如圖6所示，延伸至TFT30之外側且延伸至後述之接觸孔C1內。作為成為半導體膜36之具體氧化物半導體，係使用例如包含銦(In)、鎵(Ga)、鋅(Zn)、氧(O)之In-Ga-Zn-O系半導體(氧化銦鎵鋅)。此處，In-Ga-Zn-O系半導體係In(銦)、Ga(鎵)、Zn(鋅)之三元系氧化物，In、Ga及Zn之比例(組成比)並未特別限定，例如包含In：Ga：Zn=2：2：1、In：Ga：Zn=1：1：1、In：Ga：Zn=1：1：2等。作成半導體膜36之氧化物半導體(In-Ga-Zn-O系半導體)亦可為非晶質，但較佳為包含結晶質部分之具有結晶性者。作為具有結晶性之氧化物半導體，較佳例如為c軸與層面大致垂直而配向之結晶質In-Ga-Zn-O系半導體。此般氧化物半導體(In-Ga-Zn-O系半導體)之結晶構造例如揭示於日本特開2012-134475號公報。為作參考，而將日本特開2012-134475號公報之揭示內容全部援用於本說明書中。
又，包含氧化物半導體之半導體膜36，與非晶矽薄膜等比較時，因電子遷移率等變高為例如20倍~50倍左右，故易於使TFT30小型化，且可使像素電極26之透過光量極大化。因此，於謀求液晶面板11之高精細化及背光裝置14之低耗電化方面較佳。且，藉由將通道部36C之材料設為氧化物半導體，與假設使用非晶矽作為通道部之材料之情形相比時，因TFT30之斷開特性較高，洩漏電流變為極少而為例 如100分之1左右，故使像素電極26之電壓保持率變高，於謀求液晶面板11之低耗電化方面較佳。具有此般通道部36C之TFT30係設為閘極電極30G配設於最下層，且於其上層側介隔閘極絕緣膜32I而積層有通道部36C而成之所謂之逆交錯型，而設為與具有一般非晶矽薄膜之TFT同樣之積層構造。
像素電極26係如圖6所示，形成於第1絕緣膜IF1上，且將第2絕緣膜IF2夾於中間而形成於共通電極28之下層側。於配設於像素電極26之下層側之第1絕緣膜IF1中，於俯視時與汲極電極30D之一部分重疊之位置，以上下貫通之形態形成接觸孔CH1，通過該接觸孔CH1，像素電極26與汲極電極30D連接。該接觸孔CH1係以使包含汲極電極30D之一端面30D1具體而言包含汲極電極30D之端面中之與源極電極30S對向之側之端面之相反側之端面30D1之僅一部分露出之方式開口。藉由於接觸孔CH1內使像素電極26連接於汲極電極30D，若TFT30之閘極電極30G通電，則經由通道部36C，電流於源極電極30S與汲極電極30D之間流通，且對像素電極26施加特定之電壓。該接觸孔CH1係形成於俯視時與閘極電極30G不重疊之位置。
藉由對共通電極28自共通電極配線施加基準電位，利用TFT30控制施加於像素電極26之電位，可使像素電極26與共通電極28之間產生特定之電位差。若兩個電極26、28間產生電位差，則對液晶層11C，藉由共通電極28之狹縫開口部28A施加除了沿著陣列基板11B之板面之成分外亦包含與陣列基板11B之板面正交之方向之成分的邊緣電場(斜電場)。藉此，於液晶層11C所含之液晶分子中，除存在於狹縫開口部28A上者外，亦可適當切換存在於共通電極28上者之配向狀態。因此，液晶面板11之開口率提高而獲得充足之透過光量，並且可獲得高視角性能。
又，於共通電極28，以跨及接觸孔CH1內之一部分之形態，形成 上述之導電膜開口部28B。詳細而言，該導電膜開口部28B係如圖6所示，於俯視時，以包含與露出於接觸孔CH1內之汲極電極30D之一端面30D1重疊之位置，且包含汲極電極30D之上表面30D2之一部分之形態開口。導電膜開口部28B係如圖5所示，採用於俯視時成沿X軸方向及Y軸方向之方形狀者，且於X軸方向中以與半導體膜36之形成範圍大致一致之形態開口。
其次，說明液晶面板11之顯示區域A1中彩色濾光片基板11A之構成。於構成彩色濾光片基板11A之玻璃基板11A1之內表面側(液晶層11C側)，如圖3所示，以與陣列基板11B之各像素電極26於俯視時重疊之方式設置有各多數個成矩陣狀排列配置之彩色濾光片11H。該彩色濾光片11H由R(紅色)、G(綠色)、B(藍色)等之各著色部構成。於構成彩色濾光片11H之各著色部間，形成有用以防止混色之大致格子狀之遮光膜(黑矩陣)11I。遮光層11I採用與上述之閘極配線32及源極配線34於俯視下重疊之構成。於彩色濾光片11H及遮光膜11I之內表面側(液晶層11C側)，形成有作為保護膜之透明絕緣膜(未圖示)。於該液晶面板11，由R(紅色)、G(綠色)、B(藍色)之3色之著色部及與該等對向之3個像素電極26之組構成顯示單位即1個顯示像素。顯示像素包含具有R之著色部之紅色像素、具有G之著色部之綠色像素、及具有B之著色部之藍色像素。該等各色像素藉由於液晶面板11之板面上沿著列方向(X軸方向)重複並列配設而構成像素群，且該像素群沿著行方向(Y軸方向)並列配設有多個。
以上為本實施形態之液晶面板11之構成，其次，說明如上所述構成之液晶面板11之製造方法之一例。本實施形態之液晶面板11可藉由使用已知之光微影法之圖案化而製造。另，於下文中，對構成液晶面板11之構件中的陣列基板11B之製造方法進行特別詳細之說明。首先，說明彩色濾光片基板11A之製造方法。首先，於玻璃基板11A1上 成膜遮光膜11I，藉由光微影法加工成大致格子狀。遮光膜11I由例如鈦(Ti)形成，其厚度為例如200nm。其次，將構成彩色濾光片11H之各著色部形成於期望之位置。其次，以覆蓋遮光膜11I及彩色濾光片11H之形態形成作為保護膜之透明絕緣膜。該絕緣膜由例如二氧化矽(SiO2)形成，其厚度設為例如200nm。其後，於絕緣膜之表面形成配向膜11D。藉由上述，完成彩色濾光片基板11A。
其次，對陣列基板11B之製造方法進行說明。首先，於玻璃基板11B1上成膜構成閘極配線32及閘極電極30G之金屬膜，且藉由光微影法加工成期望之形狀。該金屬膜採用例如厚度為300nm之鎢(W)與厚度為325nm之氮化矽(SiNX)之積層構造。其次，形成閘極絕緣膜32I，藉由光微影法加工成期望之形狀。閘極絕緣膜32I採用例如厚度為50nm之二氧化矽(SiO2)與厚度為325nm之氮化矽(SiNX)之積層構造。其次，於閘極絕緣膜32I上形成半導體膜36，且藉由光微影法加工成期望之形狀。該半導體膜36係如上所述，藉由例如氧化銦鎵鋅(In-Ga-Zn-O系半導體)形成，其厚度為例如50nm。其次，成膜構成源極配線34、源極電極30S、汲極電極30D之金屬膜，藉由光微影法加工成期望之形狀。該導電膜採用例如厚度為100nm之鈦(Ti)與厚度為200nm之鋁(Al)與厚度為30nm之鈦(Ti)之三層積層構造。
其次，如圖7所示，以覆蓋閘極絕緣膜32I、半導體膜36、源極配線34、源極電極30S、及汲極電極30D之形態，成膜第1絕緣膜IF1。該第1絕緣膜IF1由例如二氧化矽(SiO2)形成，其厚度設為300nm。其次，如圖8所示，藉由光微影法除去與接觸孔CH1對應之部位之第1絕緣膜IF1，以露出汲極電極30D之一端面30D1之形態形成接觸孔CH1。其次，如圖9所示，以跨及接觸孔CH1之形態於第1絕緣膜IF1之上層側成膜像素電極26，且以於俯視時以各多數個成矩陣狀排列之方式藉由光微影法而圖案化。像素電極26由氧化銦鋅(IZO)等之透明電 極材料形成，其厚度設為例如100nm。其次，如圖10所示，以覆蓋第1絕緣膜IF1及像素電極26之形態，成膜第2絕緣膜IF2。該第2絕緣膜IF2係由例如氮化矽(SiN)形成，其厚度設為例如100nm。
其次，以跨及複數個像素電極26之形態於第2絕緣膜IF2之上層側形成共通電極28，且藉由光微影法圖案化。共通電極28與像素電極26同樣，由氧化銦鋅(IZO)等之透明電極材料而形成，其厚度設為例如100nm。其後，於共通電極28之表面形成配向膜11E。該配向膜11E採用包含例如聚醯亞胺，於陣列基板11B之製造過程中被特定之波長區域之光(紫外線等)照射，藉此沿該光之照射方向作成可使液晶分子配向之光配向膜。此處，於假設對配向膜進行摩擦處理之情形，有因接觸孔CH1等之階差而使配向產生紊亂，使顯示區域A1所顯示之圖像之對比度降低之虞。關於該點，於本實施形態中，由於藉由如上所述將配向膜11E設為光配向膜，不須進行摩擦處理，因而可防止或抑制此般配線紊亂所引起之對比度之降低。藉由上述，完成陣列基板11B。
其次，於陣列基板11B之配向膜11E上配置光隔離件，以陣列基板11B之配向膜11E與彩色濾光片基板11A之配向膜11D分別朝向內表面側之形態使兩片基板11A、11B貼合，形成貼合基板。其次，於由光隔離件形成之陣列基板11B與彩色濾光片基板11A之間隙注入液晶，於兩片基板11A、11B之間形成液晶層11C。接著，將貼合之基板切斷成期望大小。其後，藉由於彩色濾光片11A及陣列基板11B之外表面側分別貼附偏光板11F、11G，而完成本實施形態之液晶面板11。
且，於本實施形態之液晶面板11中，藉由如上所述於形成於陣列基板11B上之第1絕緣膜IF1之接觸孔CH1內包含汲極電極30D之一端面30D1，而於第2絕緣膜IF2中於接觸孔CH1內與該一端面30D1重疊之 部位，產生與汲極電極30D之厚度相應之階差L1(參照圖6)。因此，於第1絕緣膜IF2中之與該一端面30D1重疊之部位，與其他部位相比，更易產生第2絕緣膜IF2之覆蓋率不良。因此，若假設於共通電極28未形成上述導電膜開口部28B，即若於第2絕緣膜IF2之上述重疊之部位之上層側形成有共通電極28，則因第2絕緣膜IF2之覆蓋率不良，有於上述重疊之部位使像素電極26與共通電極28之間短路之虞。若像素電極26與共通電極28之間短路，則會有對液晶分子之配向控制帶來障礙，於液晶面板11產生點亮不良之情況。關於該點，於本實施形態中，因第2絕緣膜IF2中於上述重疊之部位之上層側形成有導電膜開口部28B，故即便於上述重疊之部位產生覆蓋率不良，像素電極26亦不與共通電極28接觸，從而防止或抑制於接觸孔CH1內兩個電極之間短路。
又，於本實施形態中，藉由如上所述於接觸孔CH1內僅一部分而非全部區域形成導電膜開口部28B，共通電極28如圖6所示，延伸直至接觸孔CH1內之不與汲極電極30D重疊之位置之一部分。因此，於接觸孔CH1內之一部分中，亦於像素電極26與共通電極28之間形成電容，與共通電極28未延伸至接觸孔CH1內之構成相比，電容提高。另，於如上所述於接觸孔CH1內之像素電極26及汲極電極30D之下側，半導體膜36之一部分自通道部36C延伸，像素電極26及汲極電極30D分別與半導體膜36接觸。因此，與像素電極僅與汲極電極30D接觸之構成相比，像素電極26與汲極電極30D之間之電阻變低。
又，於本實施形態中，因以包含上述一端面30D1之汲極電極30D之僅一部分露出之方式使接觸孔CH1開口，故於接觸孔CH1內產生未配設汲極電極30D之區域。積層於該區域內之各種導電膜及各種絕緣膜由於均由透明材料形成者，故該區域設為可透過光之區域。因此，與例如於接觸孔CH1內之全部區域配設汲極電極之構成相比，可提高 液晶面板11之顯示區域A1中像素之面積比例，即開口率。
又，於本實施形態中，以包含鈦與鋁之金屬膜形成汲極電極30D。此處，因包含金屬膜之電極與包含透明電極材料等之電極相比厚度較大，故根據該厚度而產生之階差較大，於俯視時於與該階差重疊之第2絕緣膜之部位易產生覆蓋率不良。關於該點，於本實施形態中，藉由形成上述導電膜開口部28B，即便於上述第2絕緣膜IF2之部位產生覆蓋率不良，亦防止或抑制於接觸孔CH1內之像素電極26與共通電極28之間短路。另一方面，因汲極電極30D包含金屬膜，與汲極電極30D僅包含透明電極材料等之構成相比，可降低汲極電極30D之電阻。
<實施形態2>
參照圖11說明實施形態2。實施形態2係形成於陣列基板之共通電極之開口之形狀與實施形態1者不同。其他構成與實施形態1相同，因而省略構造、作用及效果之說明。本實施形態之設置於陣列基板之共通電極之開口(以下稱為「共通電極開口部(狹縫開口部之一例、導電膜開口部之一例)128C」)係如圖11所示，設為以將實施形態1之導電膜開口部28B連接於2個狹縫開口部28A之間之形態設置之形狀。即，空開特定間隔而與源極配線34平行延伸之2個縱長之狹縫狀之開口，分別沿Y軸方向延伸至設置於與第1絕緣膜之接觸孔重疊之位置之開口側，連接該等開口而成一個共同電極開口部128C。
於本實施形態中，形成於共通電極之共通電極開口部128C設為如上述般的形狀，藉此與實施形態1者相比，可於Y軸方向延長像素電極及與設置於共通電極之開口之開口緣之對向部位。因此，可擴大可對設置於陣列基板之內表面側之液晶層內之液晶分子進行配向控制之範圍，且可提高液晶面板中光之透過率。
此處，參照圖17及圖18，顯示對實施形態1之陣列基板11B與實 施形態2之陣列基板之光透過區域之大小差異進行研究後之結果。圖17、圖18分別與圖4、圖11之俯視圖對應，圖中符號A3、A4分別顯示透過區域。由圖17及圖18可知，實施形態2之陣列基板中沿光透過區域A4之Y軸方向之長度尺寸W2變得大於實施形態1之陣列基板11B中光透過區域A3之沿Y軸方向之長度尺寸W1。根據該研究結果，亦可知於實施形態2之液晶面板中，光透過率提高。
<實施形態3>
參照圖12及圖13說明實施形態3。實施形態3係設置於陣列基板211B之共通電極228之開口之形狀與實施形態1及實施形態2者不同。因其他構成與實施形態1同樣，故省略構造、作用、及效果之說明。於本實施形態之陣列基板211B之共通電極228，如圖12所示，以實施形態1中的導電膜開口部28B與1個狹縫開口部28A之一端部重疊之形態設置。即，於共通電極形成2個開口，一開口於與閘極配線32於俯視時不重疊之部位中，與源極配線34平行(沿Y軸方向)且縱長而形成(以下將該開口稱為「第1共通電極開口部(狹縫開口部之一例)228D」)。另一開口係與第1共通電極開口部228D空開特定間隔與源極配線34平行且縱長而形成(以下將該開口稱為「第2共通電極開口部(狹縫開口部之一例、導電膜開口部之一例)228E」)。於第2共通電極開口部228E之一端部(圖12中之下側端部)，設置有與其他部位相比寬度尺寸稍稍擴張之擴寬部228E1。該擴寬部228E1之平面配置及形狀與實施形態1中導電膜開口部28B一致。另，第1共通電極開口部228D及第2共通電極開口部228E均係寬度尺寸(X軸方向尺寸)較實施形態1之狹縫開口部28A大者。
於本實施形態中，藉由將形成於共通電極228之第1共通電極開口部228D及第2共通電極開口部228E設為如上所述之形狀，於觀察接觸孔CH1附近之部位之剖面構成時，如圖13所示，設置於俯視時與汲 極電極30D之一端面30D1重疊之共通電極228之部位之開口被設為朝向自TFT30離開之側沿Y軸方向連接者。於本實施形態中，如圖12所示，與實施形態2同樣，與實施形態1者相比，可使像素電極26及與設置於共通電極228之開口之開口緣之對向部位於Y軸方向延長。因此，可擴大可對設置於陣列基板211B之內表面側之液晶層內之液晶分子進行配向控制之範圍，且可提高液晶面板之透過率。
<實施形態4>
參照圖14至圖16說明實施形態4。實施形態4係將半導體膜336之一部分用作像素電極之方面與實施形態1者不同。其他之構成與實施形態1相同，因而省略構造、作用及效果之說明。於本實施形態之陣列基板311B中，如圖14所示，與實施形態1者不同，未於第1絕緣膜IF1上形成像素電極，而是於第1絕緣膜IF2上形成第2絕緣膜IF2。又，於俯視時與汲極電極30D之一部分重疊之位置，形成有俯視時的尺寸與實施形態1之接觸孔CH1相比更大之接觸孔CH2。且，形成於閘極絕緣膜32I上之半導體膜336中於該接觸孔CH2內露出之部位與第2絕緣膜IF2接觸。另，關於半導體膜336之俯視時的尺寸，亦設為與實施形態1者相比更大者。
於本實施形態中，於半導體膜336中的接觸孔CH2內，與第2絕緣膜IF2接觸之部位及其附近之部位被作為像素電極加以利用。即，於半導體膜336之上述接觸之部位及其附近之部位(以下，將該等部位稱為「導體化部(第2導電膜之一例)336D」)係藉由於陣列基板311B之製造過程中被低電阻化而被導體化。且，若TFT30之閘極電極30G通電，則經由通道部36C而於源極電極30S與汲極電極30D之間流通電流，且對導體化部336D施加特定之電壓。因此，於本實施形態之陣列基板311B中，半導體膜336之一部分即導體化部336D係作為與共通電極28之間產生電位差之像素電極而發揮功能。
其次，對本實施形態之陣列基板311之製造方法進行說明。另於下文中，僅對與第1實施形態者不同之方面進行說明。首先，與實施形態1同樣，於玻璃基板11B1上依序形成閘極配線32、閘極電極30G、閘極絕緣膜32I、半導體膜336、第1絕緣膜IF1。其次，如圖14所示，藉由光微影法除去與上述接觸孔CH2對應之部位之第1絕緣膜IF1，以汲極電極30D之一端面30D1露出之形態形成接觸孔CH2。其次，如圖15所示，以覆蓋第1絕緣膜IF1且跨及接觸孔CH2之形態，使包含氮化矽之第2絕緣膜IF2成膜。此時，藉由使用電漿CVD(Chemical Vapor Deposition：化學氣相沈積)裝置，使包含含氫之氮化矽之第2絕緣膜IF2成膜。
藉由如上所述成膜第2絕緣膜IF2，而於半導體膜336中之與第2絕緣膜IF2接觸之部位及其附近之部位擴散第2絕緣膜IF2所含之氫，增大該等部位之氫濃度而低電阻化、導體化。藉此，於半導體膜336之一部分形成上述導體化部336D。其後，與實施形態1同樣，藉由於第2絕緣膜IF2之上層側依序形成共通電極28、配向膜，而完成本實施形態之陣列基板311B。如以上說明，於本實施形態中，因可如上所述將形成於半導體膜336之一部分之導體化部336D作為像素電極加以利用，故於陣列基板311B之製造步驟中，除半導體膜336外不必另外形成像素電極，可謀求製造步驟之簡略化。
以下例舉上述各實施形態之變化例。
(1)於上述各實施形態中，例示了包含汲極電極之一端面之汲極電極之僅一部分露出於接觸孔內之構成，但亦可為包含汲極電極之端面之汲極電極之整體露出於接觸孔內之構成。於該情形時，亦因於第2絕緣膜中於俯視時與汲極電極之端面重疊之部位產生與汲極電極之厚度相應之階差，故雖於該重疊之部位中易產生第2絕緣膜之覆蓋率不良，但藉由形成有導電膜開口部，可防止或抑制此般第2絕緣膜之 覆蓋率不良所引起之第2導電膜與第3導電膜之間之短路。
(2)於上述之各實施形態中，例示了導電膜開口部僅形成於接觸孔內之一部分之構成，但亦可為導電膜開口部形成於接觸孔內之全部區域之構成。
(3)於上述之各實施形態中，例示了半導體膜設為延伸至接觸孔內之構成，但亦可為半導體膜僅形成於源極電極與汲極電極之間之構成。
(4)於上述之實施形態4中，顯示了於陣列基板之製造過程中，藉由使用電漿CVD裝置形成包含含氫之氮化矽之第2絕緣膜，而使半導體膜中與第2絕緣膜接觸之部位及其附近之部位導體化之例，但使半導體膜之一部分導體化之方法並未被限定。例如，於陣列基板之製造過程中，亦可藉由於半導體膜中露出於接觸孔內之部位使用蝕刻裝置進行氬電漿處理、還原氛圍的退火處理等，而使該部位低電阻化、導體化。
(5)除上述各實施形態以外，亦可適當變更構成陣列基板之各種導電膜、各種絕緣膜之形成材料、厚度等。
以上，詳細說明了本發明之實施形態，但該等僅為例示，並非限定申請專利範圍。申請專利範圍所記述之技術中，包含將以上例示之具體例者予以各種變化、變更者。
11B‧‧‧玻璃基板
11B1‧‧‧玻璃基板
26‧‧‧像素電極
28‧‧‧共通電極
28B‧‧‧導電膜開口部
30‧‧‧TFT
30D‧‧‧汲極電極
30D1‧‧‧端面
30D2‧‧‧上表面
30G‧‧‧閘極電極
30S‧‧‧源極電極
32I‧‧‧閘極絕緣膜
36‧‧‧半導體膜
36C‧‧‧通道部
CH1‧‧‧接觸孔
IF1‧‧‧第1絕緣膜
IF2‧‧‧第2絕緣膜
L1‧‧‧階差
Y‧‧‧座標軸
Z‧‧‧座標軸

Claims (10)

  1. 一種導電元件，其包含：第1導電膜；第2導電膜，其與上述第1導電膜連接；第1絕緣膜，其係覆蓋上述第1導電膜，且配設於上述第2導電膜之下層側，且具有藉由以使上述第1導電膜之至少一端面露出之方式開口而將上述第2導電膜對上述第1導電膜連接之接觸孔；第2絕緣膜，其以跨上述接觸孔之形態配設於上述第2導電膜之上層側；及第3導電膜，其係隔著上述第2絕緣膜而配設於上述第2導電膜之上層側，且具有以俯視時包含與上述第1導電膜之上述一端面重疊之位置之形態開口之導電膜開口部。
  2. 如請求項1之導電元件，其中包含半導體膜，且包含介隔上述半導體膜與上述第1導電膜電性連接之第4導電膜；上述第1導電膜係成為上述半導體膜與金屬膜積層而成之構成，上述金屬膜之一端面於上述接觸孔之開口露出。
  3. 如請求項2之導電元件，其中上述接觸孔係設為以包含上述一端面之上述金屬膜之僅一部分露出之方式開口者。
  4. 如請求項2或3之導電元件，其中上述第2導電膜係藉由將上述半導體膜之一部分低電阻化而形成。
  5. 如請求項2至4中任一項之導電元件，其中上述半導體膜包含氧化物半導體。
  6. 如請求項5之導電元件，其中上述氧化物半導體包含銦(In)、鎵(Ga)、鋅(Zn)、氧(O)。
  7. 如請求項6之導電元件，其中上述氧化物半導體具有結晶性。
  8. 一種液晶顯示元件，其係包含形成有如請求項1至7中任一項之導電元件之第1基板者，且包含：第2基板，其與上述第1基板對向狀而配置；及液晶層，其介於上述第1基板與上述第2基板之間，且包含液晶分子；上述第2導電膜係構成對每個像素設置之像素電極；上述第3導電膜具有狹縫狀開口之複數個狹縫開口部，且構成於與上述像素電極之間產生對上述液晶分子進行配向控制之電場之共通電極。
  9. 如請求項8之液晶顯示元件，其中上述導電膜開口部係以連接相鄰之2個上述狹縫開口部之間之形態設置。
  10. 如請求項8之液晶顯示元件，其中上述導電膜開口部係以與1個上述狹縫開口部之一端部重疊之形態設置。
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