WO2011114595A1 - 表示パネル用基板、その製造方法、表示パネル及び表示装置 - Google Patents

表示パネル用基板、その製造方法、表示パネル及び表示装置 Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to a display panel substrate, a manufacturing method thereof, a display panel, and a display device. More specifically, the present invention relates to a display panel substrate, a manufacturing method thereof, a display panel, and a display device, which are used in liquid crystal display devices, EL (Electroluminescence) display devices, and the like and can be suitably applied to an active matrix method using thin film transistors (TFTs). It is.
  • TFTs thin film transistors
  • a display panel substrate is a substrate in which various electrodes and elements for driving a liquid crystal layer and the like are arranged on a transparent substrate. Generally, a plurality of electrode layers are provided on a substrate, An insulating film for insulating the film is formed.
  • TFTs thin film transistors
  • the active matrix type using thin film transistors (TFTs) is used in the manufacture of various display devices, and the demand is increasing. For example, it is widely used in liquid crystal display devices, EL display devices and the like used as mobile phones, PDAs (personal digital assistants), game machines and the like.
  • a conventional display panel substrate is a liquid crystal display device in which liquid crystal is sandwiched between a pair of opposing substrates, and a pair of electrodes for driving the liquid crystal is provided on one of the pair of substrates via an insulating film.
  • the insulating film is compressive stress 0N / cm 2 or more
  • a liquid crystal display device is disclosed which is 5 ⁇ 10 4 N / cm 2 or less of membrane (e.g., see Patent Document 1.).
  • the lower electrode is made of indium tin oxide (for ITO), compressive stress of the insulating film 0N / cm 2 or more, even 5 ⁇ 10 4 N / cm 2 or less of membrane, that the insulating film is peeled off at the interface between the insulating film and the lower electrode It was found (for example, the insulating film 112 is peeled off from the lower electrode 109 as shown in FIG. 6). In such a form, the display quality is lowered, the yield is lowered, and the reliability is lowered due to peeling between the insulating film and the electrode.
  • ITO indium tin oxide
  • an indium tin oxide (ITO) or indium zinc oxide (IZO) film is usually used as an electrode, and a silicon nitride film, a silicon oxide film, or a silicon nitride oxide film is used as an insulating film.
  • ITO indium tin oxide
  • IZO indium zinc oxide
  • a silicon nitride film, a silicon oxide film, or a silicon nitride oxide film is used as an insulating film.
  • Such a silicon-containing inorganic insulating film is used. For this reason, delamination between the ITO film and these silicon films and delamination between the IZO film and these silicon films are problematic, but as an upper electrode (upper layer electrode) in a pair of electrodes, either ITO or IZO film is used. Even if is used, it is difficult to peel off from the insulating film, and the problem of delamination does not substantially occur.
  • the present invention has been made in view of the above situation, and has excellent adhesion at the interface between the insulating film and the electrode formed on the substrate.
  • the lower electrode, the insulating film, and the upper electrode are formed on the substrate side.
  • the lower electrode and the insulating film are sufficiently peeled off when using ITO as the lower electrode.
  • An object of the present invention is to provide a display panel substrate, a method for manufacturing the same, a display panel, and a display device.
  • the present inventor conducted various studies on the adhesion of the interface between the insulating film and the electrode layer for a display panel substrate in which a plurality of electrode layers were formed on the substrate and an insulating film was formed between the electrode layers. Pay attention to the interface between the lower electrode and the insulating film and the upper electrode and the insulating film when the lower electrode (lower electrode), the insulating film, and the upper electrode (upper electrode) are laminated in this order from the substrate side. However, as described above, it is difficult to peel off from the insulating film regardless of whether ITO or IZO film is used as the upper electrode. On the other hand, when the lower electrode is ITO, it is easy to peel off from the insulating film, but when the lower electrode is IZO.
  • the lower electrode has a region in which an electrode made of ITO and an electrode made of IZO are laminated in this order from the substrate side.
  • the present invention is a display panel substrate in which a lower electrode, an insulating film, and an upper electrode are laminated on a substrate in this order from the substrate side.
  • the lower electrode is composed of an indium tin oxide (ITO) electrode and an oxide.
  • ITO indium tin oxide
  • the lower electrode is divided into at least two layers.
  • the first lower electrode from the substrate side is an ITO electrode (first lower electrode), and the second lower electrode from the substrate side is used.
  • the substrate side is the first lower electrode
  • the opposite side is the second lower electrode. If it exceeds, the second lower electrode is in contact with the insulating film, and the first lower electrode is on the other substrate side.
  • auxiliary metal wiring it is preferable to make a thing in contact with auxiliary metal wiring into a 1st lower electrode.
  • substantially the entire surface of the lower electrode has a region in which an electrode made of ITO and an electrode made of IZO are laminated in this order from the substrate side.
  • a partial region of the lower electrode is made of ITO and IZO. It may be a laminated structure. That is, a part of the lower electrode is an area where an electrode made of ITO and an electrode made of IZO are laminated in this order from the substrate side, and the other area is an electrode area made only of ITO or an electrode area made only of IZO. It does not prevent.
  • the lower electrode is usually formed so as to be in contact with the substrate, and when the auxiliary metal wiring is provided, the lower electrode Auxiliary metal wiring is formed in part of the electrode region so as to be in contact with the lower electrode, and the insulating film is formed so as to be in contact with the lower electrode, or the insulating film is formed so as to be in contact with the lower electrode and the auxiliary metal wiring. Will be.
  • the upper electrode is formed in contact with the insulating film.
  • the configuration of the display panel substrate is not particularly limited as long as it includes the above-described essential components, and if necessary, between the lower side (substrate side) of the first lower electrode and the substrate, Moreover, the form which has layers, such as another electrode, between the 1st lower electrode and the 2nd lower electrode, respectively may be sufficient.
  • the second lower electrode is in contact with the insulating film on at least a part of its upper surface (opposite to the substrate side)
  • other layers such as electrodes are provided between the upper surface of the second lower electrode and the insulating film.
  • the form which has this may be sufficient. Note that the lower surface of the upper electrode may or may not be in contact with the insulating film, but at least a part or all of the lower surface is normally in contact with the upper surface of the insulating film.
  • a transparent electrode made of ITO or IZO is suitable.
  • the lower electrode is preferably a transparent electrode having a laminated structure of ITO and IZO as described above.
  • the electrode made of ITO is not limited to those containing substantially no impurities or other metal-containing compounds, and is substantially composed of ITO to such an extent that the effects of the present invention are evaluated. If it is what is done.
  • IZO and it may be anything that can be said to be substantially composed of IZO.
  • the display panel substrate has an auxiliary metal wiring between the substrate and the insulating film.
  • the resistance is reduced by the auxiliary metal wiring, and the display performance and display quality are improved by preventing the influence of signal delay and the like.
  • IZO etchant
  • SLA IZO etchant
  • auxiliary metal wiring etchant etchant
  • the IZO is also etched during the auxiliary metal wiring etching, the problem that only the IZO cannot be adopted as the lower electrode is solved.
  • the lower electrode has a laminated structure of ITO and IZO as described above.
  • an electrode made of ITO first lower electrode
  • an auxiliary metal wiring an electrode made of IZO (second lower electrode)
  • an insulating film an electrode made of IZO (second lower electrode)
  • the upper electrode has a region laminated in this order from the substrate side.
  • a region where an electrode made of ITO (first lower electrode), an electrode made of IZO (second lower electrode), an insulating film and an upper electrode are laminated in this order from the substrate side. It is preferable that it is a form which has.
  • the substrate, the first lower electrode, the auxiliary metal wiring, the second lower electrode, and the insulating film are laminated so as to be in contact with each other in a part or all of the regions.
  • the entire lower surface of the auxiliary metal wiring (surface on the substrate side) is in contact with the upper surface of the first lower electrode (surface opposite to the substrate side), and the upper surface of the auxiliary metal wiring (surface opposite to the substrate side). It is preferable to have a laminated structure in which the entire surface is in contact with the lower surface (surface on the substrate side) of the second lower electrode.
  • the auxiliary metal wiring is preferably formed of at least one selected from the group consisting of aluminum and aluminum alloys.
  • a multilayer structure including some of these metals may be used.
  • a preferred form is an auxiliary metal wiring (Al / Mo) composed of aluminum (Al) and molybdenum (Mo).
  • the form which is a silicon containing inorganic insulating film is preferable. Any film formed of an insulating silicon-containing inorganic compound used in the technical field of electronic substrates may be used.
  • the silicon-containing inorganic insulating film preferably contains, for example, at least one selected from the group consisting of silicon nitride, silicon oxide, and silicon nitride oxide as a silicon-containing inorganic compound.
  • a more preferable form is any one of these insulating films formed from these silicon-containing inorganic compounds, or an insulating film in which these are laminated.
  • the display panel substrate is preferably an active matrix substrate using a thin film transistor.
  • Such a form is suitable for the basic structure of the display panel substrate in the present invention. That is, the lower electrode, the insulating film, and the upper electrode are laminated on the substrate in this order from the substrate side, and preferably applicable in a form including auxiliary metal wiring.
  • the lower electrode and the upper electrode are preferably applied as at least one electrode selected from the group consisting of a wiring connected to a thin film transistor, a pixel electrode, and a common electrode.
  • the present invention is also a method of manufacturing a display panel substrate in which a lower electrode, an insulating film, and an upper electrode are stacked in this order from the substrate side on the substrate, and the manufacturing method is based on indium tin oxide (ITO). Including a step of laminating a first layer lower electrode (first lower electrode) and a second layer lower electrode (second lower electrode) made of indium zinc oxide (IZO) in this order from the substrate side. It is also a method for manufacturing a display panel substrate in which the lower layer electrode is patterned using the same photomask.
  • ITO indium tin oxide
  • the auxiliary metal wiring can improve the efficiency of the process, and when the auxiliary metal wiring is provided, the first lower electrode, the auxiliary metal wiring, 2 It can be set as the form which has the area
  • the stacking step it is preferable to perform the process in the order of forming the first lower electrode from ITO, forming the second lower electrode from IZO, depositing the insulating film, and forming the upper electrode.
  • the auxiliary metal wiring it is preferable to form the auxiliary metal wiring before depositing the insulating film.
  • IZO as the second lower electrode of the second layer after forming the first lower electrode (ITO) and the auxiliary metal wiring (Al / Mo, etc.), and to form an insulating film thereon.
  • the first lower electrode (ITO) formation, the auxiliary metal wiring (Al / Mo, etc.) formation, the second lower electrode (IZO) formation, the insulating film deposit, and the upper electrode (ITO or IZO) formation are preferably performed in this order.
  • auxiliary metal wiring (Al / Mo, etc.) for the purpose of reducing resistance is formed on the first lower electrode, and the adhesion between the first lower electrode and the insulating film above the auxiliary metal wiring is improved.
  • the second lower electrode (IZO) can be formed. As a result, adhesion to the insulating film is greatly improved, and peeling between the lower electrode and the insulating film does not occur or is sufficiently suppressed.
  • the present invention is also a display panel including the display panel substrate of the present invention.
  • the present invention is also a display device including the display panel of the present invention.
  • the adhesion to the insulating film is greatly improved as described above, and separation between layers on the display panel substrate can be suppressed.
  • effects such as improved display quality, improved yield, and improved reliability can be exhibited.
  • the configuration of the display panel substrate, the manufacturing method thereof, the display panel and the display device of the present invention is not particularly limited as long as the above-described components are essential, and the display is not limited. A configuration that can be applied in the technical field of panel substrates can be employed as appropriate.
  • the lower electrode is insulated from the lower electrode. Separation from the film is sufficiently suppressed.
  • FIG. 5 is an exploded perspective schematic diagram illustrating a structure of a liquid crystal display device including the liquid crystal panel illustrated in FIG. 4. It is a cross-sectional schematic diagram which shows the laminated structure of the electrode of the conventional board
  • the substrate on which the thin film transistor element (TFT) is arranged is also referred to as a TFT substrate.
  • the substrate on which the color filter (CF) is disposed is also referred to as a CF substrate.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a configuration of a thin film transistor of a display panel substrate in the present embodiment.
  • the buffer film 2, the gate insulating film 4, the buffer film 6, and the transparent resin film 8 are laminated on the glass substrate 1 in this order from the glass substrate 1 side.
  • a Si semiconductor layer 3 serving as a TFT channel is formed on the buffer film 2, and a gate insulating film 4 is formed thereon. Further, the gate electrode 5 is formed on the gate insulating film 4, and the buffer film 6 is formed thereon. Further, the source electrode 7 s extends from the upper surface of the Si semiconductor layer 3 through the gate insulating film 4 and the buffer film 6 and bulges into the transparent resin film 8. The source electrode 7s is in contact with the upper electrode 13 through a contact hole.
  • the first lower electrode 9 (ITO), the second lower electrode 11 (IZO), and the insulating film 12 are stacked, and an upper electrode 13 is formed on a part of the insulating film 12.
  • this form is suitable, the form etc. which have the auxiliary metal wiring 10 under the 1st lower electrode 9 or the 2nd lower electrode 11 may be sufficient, for example.
  • the second lower electrode 11 is formed on the first lower electrode 9 and the upper surface of the lower electrode is formed. Adhesion with the insulating film 12 can be improved.
  • the buffer film 2 under the semiconductor layer Si3 to be a TFT channel is made of SiO 2 / SiNO, SiO 2 or the like.
  • the semiconductor layer Si3 is preferably CGS, LPS, or ⁇ -Si, for example.
  • the gate insulating film 4 SiO 2, SiN, or, SiN / SiO 2 and the like.
  • the gate electrode 5 is preferably W / TaN, Mo, MoW, or Ti / Al.
  • the buffer film 6 is preferably made of SiO 2 / SiN, SiO 2 / SiN / SiO 2 , SiO 2 , SiN or the like.
  • the source electrode 7s and the drain electrode are preferably Ti / Al / Ti, Ti / Al, TiN / Al / TiN, Mo / Al—Nd / Mo, or Mo / Al / Mo.
  • the transparent resin film 8 is preferably an organic insulating film or the like.
  • the auxiliary metal wiring 10 is preferably formed of at least one selected from the group consisting of aluminum and aluminum alloys. Among these, Al / Mo is preferable.
  • the insulating film 12 is preferably a silicon-containing inorganic insulating film. Among these, SiO 2 , SiN, or SiNO is preferable.
  • the upper electrode 13 is preferably ITO or IZO. Further, the upper electrode 13 can have a role of regulating the alignment of the liquid crystal in the liquid crystal display device.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing the laminated structure of the electrodes of the display panel substrate in the present embodiment.
  • the first lower electrode 9 (ITO), the second lower electrode 11 (IZO), and the insulating film 12 are laminated, and An upper electrode 13 is formed on a part of the insulating film 12.
  • the display panel substrate according to the first embodiment further includes the auxiliary metal wiring 10 between the first lower electrode 9 and the second lower electrode 11 in the region where the auxiliary metal wiring 10 is formed. Yes, this form is suitable.
  • a form having the auxiliary metal wiring 10 under the first lower electrode 9 or the second lower electrode 11 may be used. With such a configuration, the adhesion between the upper surface of the lower electrode and the insulating film 12 can be improved as described above.
  • FIG. 3 is a schematic plan view showing the display panel substrate in the present embodiment.
  • the display panel substrate 100 is a TFT side substrate provided with a thin film transistor (TFT), and includes a pixel electrode area (display region) and a region outside the pixel electrode area (non-display region).
  • the display panel substrate is an active matrix substrate using TFTs.
  • the connection part 51 and the terminal part 61 are arranged in the non-display area.
  • a source driver can be mounted on the display panel substrate 100 by, for example, a chip-on-glass (COG) method via the connection portion 51.
  • COG chip-on-glass
  • FPC flexible printed circuit board
  • a signal for driving the source driver can be input from the FPC via the terminal portions 61 and 51.
  • the gate wiring and the source wiring are provided on the glass substrate so as to be substantially orthogonal to each other.
  • the pixel electrode is provided for each region surrounded by the gate wiring and the source wiring.
  • TFT41 is provided.
  • a drain formed of source metal is disposed.
  • a common electrode (not shown) is provided on a display panel substrate 100 which is a substrate provided with a thin film transistor (TFT).
  • the present invention it is preferable to apply the present invention to such a substrate, and among them, as shown in Embodiment 1, a mode in which the lower electrode is a common electrode and the upper electrode is a pixel electrode and a wiring is preferable.
  • the upper electrode may be a common electrode and the lower electrode may be a pixel electrode and a wiring.
  • FIG. 4 is an exploded perspective schematic view showing the structure of the liquid crystal panel in the present embodiment.
  • the CF-side substrate 72 of the liquid crystal panel 200 and the display panel substrate 100 sandwich the liquid crystal 73.
  • the liquid crystal panel 200 includes a backlight 75 on the back surface of the display panel substrate 100.
  • the light of the backlight 75 passes through the polarizing plate 74, the circuit board 100, the liquid crystal 73, the CF-side substrate 72, and the polarizing plate 71 in this order, and the passage / non-transmission of light is controlled by controlling the orientation of the liquid crystal.
  • FIG. 5 is an exploded perspective schematic view showing a structure of a liquid crystal display device (for example, a mobile phone) including the liquid crystal panel shown in FIG.
  • the liquid crystal panel 200 is sealed by the front cabinet 300a and the upper part 500a of the rear cabinet together with the electronic circuit unit 400a.
  • the member 300b and the electronic circuit part 400b are sealed by the front cabinet 300a and the lower part 500b of the rear cabinet.
  • the display device of the present invention is not limited to this, and an EL display device such as an organic EL display device or an inorganic EL display device. The same effect can be obtained also in the above.
  • the adhesion to the insulating film is greatly improved, so that high quality and high performance such as display quality improvement, yield improvement, and reliability improvement are realized. Is possible.

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Abstract

本発明は、基板上に形成された絶縁膜と電極との界面の密着性に優れ、特に、基板上に下部電極、絶縁膜及び上部電極が基板側からこの順に積層された構成を必須とし、配線低抵抗化を目的とした補助金属配線を有する表示パネル用基板において、下部電極としてＩＴＯを必須に用いる場合に下部電極と絶縁膜との剥離が充分に抑制された表示パネル用基板、その製造方法、表示パネル及び表示装置を提供する。本発明の表示パネル用基板は、基板上に、下部電極、絶縁膜及び上部電極が基板側からこの順に積層された表示パネル用基板であって、上記下部電極は、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）による電極と酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）による電極とが基板側からこの順に積層された領域を有する表示パネル用基板である。

Description

表示パネル用基板、その製造方法、表示パネル及び表示装置
本発明は、表示パネル用基板、その製造方法、表示パネル及び表示装置に関する。より詳しくは、液晶表示装置やＥＬ（Electroluminescence）表示装置等に用いられ、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を用いたアクティブマトリクス方式に好適に適用できる表示パネル用基板、その製造方法、表示パネル及び表示装置に関するものである。
表示パネル用基板は、透明基板上に液晶層等を駆動するための種々の電極や素子等が配置されたものであり、一般的には、基板上に複数の電極層が設けられ、電極層間を絶縁するための絶縁膜が形成されたものとなっている。このような表示パネル用基板の中でも、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を用いたアクティブマトリクス方式のものが様々な表示装置の製造に用いられ、その需要が増大している。例えば、携帯電話、ＰＤＡ（携帯情報通信端末）、ゲーム機器等として用いられる液晶表示装置、ＥＬ表示装置等において広く用いられている。
従来の表示パネル用基板としては、対向する一対の基板に液晶が挟持され、前記一対の基板の一方の基板上に絶縁膜を介して前記液晶を駆動する一対の電極が設けられる液晶表示装置であって、前記絶縁膜は、圧縮応力が０Ｎ／ｃｍ２以上、５×１０４Ｎ／ｃｍ２以下の膜である液晶表示装置が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
この液晶表示装置においては、絶縁膜の密着性の変動を抑制し、一方の基板上に形成された絶縁膜とその絶縁膜を介して形成された一対の電極（上部電極、下部電極）との間の剥離を抑制することによって、液晶表示装置の表示品質を向上しようとするものである。
特開２００９－４７８３９号公報
しかしながら、上述した表示パネル用基板においては、一対の電極である上部電極（上層電極）と下部電極（下層電極）との間に形成される絶縁膜の密着性に関して、下部電極が酸化インジウム錫（ＩＴＯ）の場合は、絶縁膜の圧縮応力が０Ｎ／ｃｍ２以上、５×１０４Ｎ／ｃｍ２以下の膜であっても、絶縁膜と下部電極との界面において絶縁膜が剥離することが分かった（例えば、図６に示すように下部電極１０９から絶縁膜１１２が剥離する。）。このような形態であれば、絶縁膜と電極との間の剥離に起因して、表示品位の低下、歩留り低下及び信頼性低下を引き起こすこととなる。
ところで、表示パネル用基板においては、通常では、電極として酸化インジウム錫（ＩＴＯ）又は酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）の膜が用いられ、絶縁膜としては、窒化シリコン膜、酸化シリコン膜又は窒化酸化シリコン膜等のケイ素含有無機絶縁膜が用いられることになる。そのため、ＩＴＯ膜とこれらのシリコン膜との層間剥離、ＩＺＯ膜とこれらのシリコン膜との層間剥離が問題となるが、一対の電極における上部電極（上層電極）としては、ＩＴＯ又はＩＺＯ膜のいずれが用いられても絶縁膜と剥離しにくく、層間剥離の問題は実質的に生じない。一方で、下部電極（下層電極）がＩＴＯの場合に絶縁膜と剥離しやすいが、下部電極がＩＺＯの場合には絶縁膜と剥離しにくく、層間剥離の問題は実質的に生じないということが見いだされた。
このように、一対の電極における下部電極と絶縁膜との層間において、下部電極がＩＴＯでは絶縁膜が剥離しやすく、ＩＺＯでは剥離しにくいため、ＩＺＯを採用することが望ましいともいえる。
しかしながら、下部電極にＩＴＯが用いられている場合に、それをＩＺＯに変更することは、工程変更をするうえで困難な場合があり、また、ＩＴＯが特に好適に用いられている形態もある。例えば、配線低抵抗化を目的とした補助金属配線（Ａｌ／Ｍｏ等）をつける必要がある場合、ＩＺＯとＡｌ／Ｍｏのエッチャント（ＳＬＡ）が同じであり、補助金属配線エッチング時にＩＺＯもエッチングされるため、ＩＺＯを採用することは実質的に不可能である。従って、このような形態においては、下部電極としてＩＴＯを採用せざるを得ないため、上記のように下部電極から絶縁膜が剥離するという課題が生じることになる。
本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、基板上に形成された絶縁膜と電極との界面の密着性に優れ、特に、基板上に下部電極、絶縁膜及び上部電極が基板側からこの順に積層された構成を必須とし、配線低抵抗化を目的とした補助金属配線を有する表示パネル用基板において、下部電極としてＩＴＯを必須に用いる場合に下部電極と絶縁膜との剥離が充分に抑制された表示パネル用基板、その製造方法、表示パネル及び表示装置を提供することを目的とするものである。
本発明者は、基板上に複数の電極層が形成され、該電極層間に絶縁膜が形成された表示パネル用基板について、絶縁膜と電極層との界面の密着性を種々検討したところ、基板上に下部電極（下層電極）、絶縁膜及び上部電極（上層電極）が基板側からこの順に積層された構成を必須とする場合の下部電極と絶縁膜、上部電極と絶縁膜それぞれの界面に着目し、上述したように上部電極としてＩＴＯ又はＩＺＯ膜のいずれが用いられても絶縁膜と剥離しにくい一方で、下部電極がＩＴＯの場合に絶縁膜と剥離しやすいが、下部電極がＩＺＯの場合には絶縁膜と剥離しにくいことを見いだした。そして、下部電極としてＩＺＯを採用することとすれば、例えば、配線低抵抗化を目的とした補助金属配線（Ａｌ／Ｍｏ等）をつける必要がある場合に、上記課題が生じ、下部電極の全てをＩＺＯとすることはできないことから、下部電極としてＩＴＯによる電極とＩＺＯによる電極とが基板側からこの順に積層された領域を有する形態とすることが最適であり、上記課題をみごとに解決することができることに想到し、本発明に到達したものである。
すなわち、本発明は、基板上に、下部電極、絶縁膜及び上部電極が基板側からこの順に積層された表示パネル用基板であって、上記下部電極は、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）による電極と酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）による電極とが基板側からこの順に積層された領域を有する表示パネル用基板である。
上記表示パネル用基板においては、下部電極を少なくとも２層に分け、好ましい形態としては、基板側から１層目の下部電極をＩＴＯによる電極（第１下部電極）とし、基板側から２層目の下部電極をＩＺＯによる電極（第２下部電極）とすることである。本明細書においては、下部電極が２層からなる場合、基板側を第１下部電極とし、基板側とは反対側（絶縁膜側）を第２下部電極とするが、下部電極が２層を超えてなる場合は、絶縁膜と接するものを第２下部電極とし、それ以外の基板側にあるものを第１下部電極とする。なお、補助金属配線を設ける場合は、補助金属配線に接するものを第１下部電極とすることが好ましい。
本発明においては、実質的に下部電極の全面がＩＴＯによる電極とＩＺＯによる電極とが基板側からこの順に積層された領域を有することが好ましいが、下部電極の一部の領域がＩＴＯとＩＺＯとによる積層構造となっていてもよい。すなわち、下部電極の一部の領域がＩＴＯによる電極とＩＺＯによる電極とが基板側からこの順に積層された領域となり、他の領域がＩＴＯのみによる電極領域又はＩＺＯのみによる電極領域となっていることを妨げるものではない。
なお、基板上に、下部電極、絶縁膜及び上部電極が基板側からこの順に積層された構成においては、通常では、基板に接するように下部電極が形成され、補助金属配線を有する場合は、下部電極領域の一部に下部電極に接するように補助金属配線が形成され、絶縁膜が下部電極に接するように形成されるか、又は、絶縁膜が下部電極及び補助金属配線に接するように形成されることになる。また通常は、上部電極は、絶縁膜に接するように形成される。
上記表示パネル用基板の構成としては、上記の必須の構成要素を備える限り特に限定されるものではなく、必要に応じて、第１下部電極の下側（基板側）と基板との間に、また、第１下部電極と第２下部電極との間に、それぞれ、その他の電極等の層を有する形態であってもよい。また、第２下部電極がその上面（基板側とは反対側）の少なくとも一部において絶縁膜と接している限り、第２下部電極の上面と絶縁膜との間に、その他の電極等の層を有する形態であってもよい。
なお、上部電極は、その下面が絶縁膜と接していても接していなくてもよいが、通常はその下面の少なくとも一部又は全部が絶縁膜の上面と接することになる。
上記表示パネル用基板における上部電極としては、ＩＴＯ又はＩＺＯ等による透明電極が好適である。下部電極は、上記のようにＩＴＯとＩＺＯとによる積層構造となる透明電極が好適である。ＩＴＯによる電極とは、不純物を実質的に含有しないものや他の金属含有化合物を含有しないものに限定されるものではなく、本発明の効果を発揮すると評価される程度にＩＴＯから実質的に構成されているものであればよい。ＩＺＯについても同様であり、ＩＺＯから実質的に構成されているといえるものであればよい。
本発明の好ましい形態としては、上記表示パネル用基板が基板と絶縁膜との間に補助金属配線を有する形態が挙げられる。
この形態は、補助金属配線によって低抵抗化を達成し、信号遅延等の影響を防いで表示性能、表示品位を高めようとするものである。そして、上記のように、絶縁膜との剥離性の面では下部電極としてＩＺＯを採用することが望ましいのに対して、ＩＺＯのエッチャント（ＳＬＡ）と補助金属配線のエッチャントとが通常は同じであり、補助金属配線エッチング時にＩＺＯもエッチングされるため、下部電極としてＩＺＯだけのものを採用することができないという課題を解決するものである。この点で下部電極を上記のようにＩＴＯとＩＺＯとによる積層構造とする格別の技術的意義がある。
上記補助金属配線を備えた形態では、基板上の補助金属配線が形成された領域において、ＩＴＯによる電極（第１下部電極）、補助金属配線、ＩＺＯによる電極（第２下部電極）、絶縁膜及び上部電極が基板側からこの順に積層された領域を有する形態であることが好ましい。
また補助金属配線が形成された領域以外の領域においては、ＩＴＯによる電極（第１下部電極）、ＩＺＯによる電極（第２下部電極）、絶縁膜及び上部電極が基板側からこの順に積層された領域を有する形態であることが好ましい。
上記表示パネル用基板においては、基板、第１下部電極、補助金属配線、第２下部電極及び絶縁膜がそれぞれ一部又は全部の領域において接するように積層されていることが好適であるが、実質的に、補助金属配線の下面（基板側の面）の全面が第１下部電極の上面（基板側とは反対側の面）と接し、補助金属配線の上面（基板側と反対側の面）の全面が第２下部電極の下面（基板側の面）と接するように構成された積層構造となっていることが好ましい。
これによって、第１下部電極と補助金属配線との層間、補助金属配線と第２下部電極との層間、第２下部電極と絶縁膜との層間、絶縁膜と上部電極との層間のそれぞれの密着性を良好なものとして剥離を充分に抑制することができる。
上記補助金属配線は、アルミニウム及びアルミニウム合金からなる群より選択される少なくとも１種によって形成されてなるものであることが好ましい。これらの金属を一部に含む複層構造であってもよい。例えば、好適な形態としては、アルミニウム（Ａｌ）とモリブデン（Ｍｏ）とによって構成された補助金属配線（Ａｌ／Ｍｏ）が挙げられる。
本発明の表示パネル用基板に用いられる絶縁膜としては、ケイ素含有無機絶縁膜である形態が好ましい。電子基板の技術分野において用いられる絶縁性を有するケイ素含有無機化合物によって形成された膜であればよい。
上記ケイ素含有無機絶縁膜としては、例えば、ケイ素含有無機化合物として窒化シリコン、酸化シリコン及び窒化酸化シリコンからなる群より選択される少なくとも１種を含有するものであることが好ましい。より好ましい形態としては、これらのケイ素含有無機化合物から形成された絶縁膜のいずれか、又は、これらが積層された絶縁膜である。
上記表示パネル用基板は、薄膜トランジスタを用いたアクティブマトリクス方式の基板であることが好ましい。このような形態が本発明における表示パネル用基板の基本構成に対して好適である。すなわち、基板上に、下部電極、絶縁膜及び上部電極が基板側からこの順に積層され、好ましくは、補助金属配線を備える形態において好適に適用できる。
上記形態において好ましくは、下部電極及び上部電極が薄膜トランジスタに接続された配線、画素電極及び共通電極からなる群より選択される少なくとも１種の電極として適用されることになる。
本発明はまた、基板上に、下部電極、絶縁膜及び上部電極が基板側からこの順に積層された表示パネル用基板を製造する方法であって、上記製造方法は、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）による１層目下部電極（第１下部電極）と酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）による２層目下部電極（第２下部電極）とを基板側からこの順に積層する工程を含み、１層目下部電極と２層目下部電極とを同じフォトマスクを用いてパターニングする表示パネル用基板の製造方法でもある。
上記製造方法においては、同じフォトマスクを用いてパターニングすることによって、プロセスを効率化できると共に、補助金属配線を備えた形態とする場合に、後述のように第１下部電極、補助金属配線、第２下部電極及び絶縁膜が基板側からこの順に積層された領域を有する形態とすることができる。
上記積層工程においては、ＩＴＯによる第１下部電極を形成、ＩＺＯによる第２下部電極を形成、絶縁膜をデポジット、上部電極を形成、の順にプロセスを行うことが好ましい。中でも、補助金属配線を備える形態の場合に、絶縁膜をデポジットする前に補助金属配線を形成することが好適である。特に、第１下部電極（ＩＴＯ）及び補助金属配線（Ａｌ／Ｍｏ等）形成後に２層目の第２下部電極としてＩＺＯを形成し、その上に絶縁膜を形成することが好ましく、更に具体的には、第１下部電極（ＩＴＯ）形成、補助金属配線（Ａｌ／Ｍｏ等）形成、第２下部電極（ＩＺＯ）形成、絶縁膜デポジット、上部電極（ＩＴＯ又はＩＺＯ）形成の順に行うことが好ましい。
これによって、第１下部電極上に低抵抗化を目的とした補助金属配線（Ａｌ／Ｍｏ等）を形成すると共に、第１下部電極及び補助金属配線より上の絶縁膜との密着性向上を目的とした第２下部電極（ＩＺＯ）を形成することができる。それによって、絶縁膜に対する密着性が大幅に向上し、下部電極と絶縁膜との間で剥離が発生しなくなるか、又は、充分に抑制されることになる。
本発明は更に、本発明の表示パネル用基板を備える表示パネルでもある。
本発明はそして、本発明の表示パネルを備える表示装置でもある。
これら表示パネル及びそれを備える表示装置においては、上記のように絶縁膜に対する密着性が大幅に向上し、表示パネル用基板上の各層間の剥離を抑制することができる。その結果として、多くの場合において、表示品位向上、歩留り向上、信頼性向上等の効果を発揮できることになる。
本発明の表示パネル用基板、その製造方法、表示パネル及び表示装置の構成としては、上記構成要素を必須として形成されるものである限り、その他の構成要素は特に限定されるものではなく、表示パネル用基板の技術分野において適用され得る構成を適宜採用することができるものである。
上述した各形態は、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜組み合わされてもよい。
本発明の表示パネル用基板及びその製造方法によれば、基板上に下部電極、絶縁膜及び上部電極が基板側からこの順に積層された構成を必須とする表示パネル用基板において、下部電極と絶縁膜との剥離が充分に抑制されたものとなる。
本実施形態における表示パネル用基板の薄膜トランジスタの構成を示す断面模式図である。 本実施形態における表示パネル用基板の電極の積層構造を示す断面模式図である。 本実施形態における表示パネル用基板を示す平面模式図である。 本実施形態における液晶パネルの構造を示す分解斜視模式図である。 図４に示した液晶パネルを備える液晶表示装置の構造を示す分解斜視模式図である。 従来の表示パネル用基板の電極の積層構造を示す断面模式図である。
実施形態において薄膜トランジスタ素子（ＴＦＴ）が配置される基板は、ＴＦＴ基板ともいう。
実施形態においてカラーフィルタ（ＣＦ）が配置される基板は、ＣＦ基板ともいう。
以下に実施形態を掲げ、本発明を図面を参照して更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施形態のみに限定されるものではない。
実施形態１
図１は、本実施形態における表示パネル用基板の薄膜トランジスタの構成を示す断面模式図である。
まず、ＴＦＴの構成要素が形成されていない領域における、図１に示される構成について述べる。すなわち、ガラス基板１上に、ガラス基板１側からこの順に、バッファー膜２、ゲート絶縁膜４、バッファー膜６、透明樹脂膜８が積層されている。
次に、ＴＦＴの構成要素が形成されている領域における、図１に示される構成について述べる。上述した積層構造に加えて、バッファー膜２上にＴＦＴのチャネルとなるＳｉ半導体層３が形成され、その上にゲート絶縁膜４が形成された構成となっている。また、ゲート絶縁膜４上に、ゲート電極５が形成され、その上にバッファー膜６が形成された構成となっている。更に、ソース電極７ｓが、Ｓｉ半導体層３の上面からゲート絶縁膜４及びバッファー膜６を貫通して延び、透明樹脂膜８内に膨出した形態となっている。そして、該ソース電極７ｓが、上部電極１３とコンタクトホールを介して接している。
更に、透明樹脂膜８上においては、補助金属配線１０が形成されていない領域では、図１に示されるように、第１下部電極９（ＩＴＯ）、第２下部電極１１（ＩＺＯ）及び絶縁膜１２が積層され、また絶縁膜１２上の一部に上部電極１３が形成されている。また、補助金属配線１０が形成されている領域では、基板断面図からみて、更に、第１下部電極９上に補助金属配線１０を有し、その上に第２下部電極１１が形成された構成となっている。この形態が好適であるが、例えば第１下部電極９の下、又は、第２下部電極１１の上に補助金属配線１０を有する形態等であってもよい。低抵抗化を図るべく下部電極上に補助金属配線１０を形成した表示パネル用基板において、このような第１下部電極９上に第２下部電極１１が形成された形態により、下部電極の上面と絶縁膜１２との密着性を改善することができる。
なお、実施形態１においては、ＴＦＴのチャネルとなる半導体層Ｓｉ３の下部にあるバッファー膜２は、ＳｉＯ２／ＳｉＮＯ、又は、ＳｉＯ２等であることが特に好適である。また、半導体層Ｓｉ３は、例えば、ＣＧＳ、ＬＰＳ、又は、α－Ｓｉであることが好適である。更に、ゲート絶縁膜４は、ＳｉＯ２、ＳｉＮ、又は、ＳｉＮ／ＳｉＯ２等が好適である。ゲート電極５は、Ｗ／ＴａＮ、Ｍｏ、ＭｏＷ、又は、Ｔｉ／Ａｌが好適である。バッファー膜６は、ＳｉＯ２／ＳｉＮ、ＳｉＯ２／ＳｉＮ／ＳｉＯ２、ＳｉＯ２、又は、ＳｉＮ等が好適である。ソース電極７ｓ及びドレイン電極は、Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉ、Ｔｉ／Ａｌ、ＴｉＮ／Ａｌ／ＴｉＮ、Ｍｏ／Ａｌ－Ｎｄ／Ｍｏ又はＭｏ／Ａｌ／Ｍｏであることが好適である。透明樹脂膜８は、有機絶縁膜等であることが好適である。補助金属配線１０は、アルミニウム及びアルミニウム合金からなる群より選択される少なくとも１種によって形成されてなることが好ましい。中でも、Ａｌ／Ｍｏであることが好適である。絶縁膜１２は、ケイ素含有無機絶縁膜であることが好ましい。中でも、ＳｉＯ２、ＳｉＮ、又は、ＳｉＮＯであることが好適である。上部電極１３は、ＩＴＯ又はＩＺＯであることが好適である。また上部電極１３には、液晶表示装置において液晶の配向を規制する役割をもたせることが可能である。
図２は、本実施形態における表示パネル用基板の電極の積層構造を示す断面模式図である。
図１と同様に、透明樹脂膜８上において、補助金属配線が形成されていない領域では、第１下部電極９（ＩＴＯ）、第２下部電極１１（ＩＺＯ）及び絶縁膜１２が積層され、また絶縁膜１２上の一部に上部電極１３が形成されている。また、実施形態１に係る表示パネル用基板は、補助金属配線１０が形成されている領域では、更に、第１下部電極９と第２下部電極１１との間に補助金属配線１０を有するものであり、この形態が好適であるが、例えば第１下部電極９の下、又は、第２下部電極１１の上に補助金属配線１０を有する形態等であってもよい。このような形態により、上述したように下部電極の上面と絶縁膜１２との密着性を改善することができる。
図３は、本実施形態における表示パネル用基板を示す平面模式図である。
表示パネル用基板１００は、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）が設けられたＴＦＴ側基板であり、絵素電極エリア（表示領域）と絵素電極エリアの外側の領域（非表示領域）とを備える。本実施形態では、表示パネル用基板は、ＴＦＴを用いたアクティブマトリクス方式の基板である。
非表示領域には、接続部５１及び端子部６１が配置されている。接続部５１を介して、ソースドライバを、例えばチップオングラス（ＣＯＧ）方式で表示パネル用基板１００上に実装することができる。また、端子部６１を介して、フレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）を回路基板１００上に実装することができる。例えば、ＦＰＣから端子部６１及び５１を介してソースドライバを駆動するための信号を入力することができる。
なお、表示パネル用基板１００の表示領域には、ガラス基板上に、ゲート配線とソース配線とが略直交するように設けられ、更に、ゲート配線とソース配線とで囲まれる領域ごとに絵素電極及びＴＦＴ４１が設けられている。また、ソースメタルで形成されたドレインが配置されている。更に、実施形態１においては、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）が設けられた基板である表示パネル用基板１００に共通電極（示さず）が設けられている。このような基板において本発明を適用することが好適であり、中でも、実施形態１に示されるように、下部電極が共通電極であり、上部電極が画素電極及び配線である形態が好ましい。なお、例えば上部電極が共通電極であり、下部電極が画素電極及び配線である形態であってもよい。
図４は、本実施形態における液晶パネルの構造を示す分解斜視模式図である。図４に示されるように、液晶パネル２００のＣＦ側の基板７２と表示パネル用基板１００とは液晶７３を挟持する。また、液晶パネル２００は、表示パネル用基板１００の背面に、バックライト７５を備える。バックライト７５の光は、偏光板７４、回路基板１００、液晶７３、ＣＦ側の基板７２、及び、偏光板７１をこの順に通過し、液晶の配向制御により光の通過・非透過を制御する。
図５は、図４に示した液晶パネルを備える液晶表示装置（例えば、携帯電話）の構造を示す分解斜視模式図である。図４に示されるように、液晶パネル２００は、電子回路部４００ａとともに前部キャビネット３００ａ及び後部キャビネットの上部５００ａにより封じられる。また、同様に、部材３００ｂ及び電子回路部４００ｂは前部キャビネット３００ａ及び後部キャビネットの下部５００ｂにより封じられる。
なお、図４及び図５は、液晶表示装置の構成を示すものであるが、本発明の表示装置はこれに限定されることはなく、有機ＥＬ表示装置や無機ＥＬ表示装置等のＥＬ表示装置等においても同様の作用効果を得ることができる。
実施形態１では、表示パネル用基板を備えた表示パネル及び表示装置において、絶縁膜に対する密着性が大幅に向上した結果、表示品位向上、歩留り向上、信頼性向上等の高品質・高性能を実現することが可能である。
上述した実施形態における各形態は、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜組み合わされてもよい。
なお、本願は、２０１０年３月１６日に出願された日本国特許出願２０１０－０５９８６０号を基礎として、パリ条約ないし移行する国における法規に基づく優先権を主張するものである。該出願の内容は、その全体が本願中に参照として組み込まれている。
１：ガラス基板
２、６：バッファー膜
３：Ｓｉ半導体層
４：ゲート絶縁膜
５：ゲート電極
７：ソース電極
８、１０８：透明樹脂膜
９：第１下部電極
１０、１１０：補助金属配線
１１：第２下部電極
１２、１１２：絶縁膜
１３、１１３：上部電極
４１：ＴＦＴ
５１：接続部
６１：端子部
７１、７４：偏光板
７２：ＣＦ側の基板
７３：液晶
７５：バックライト
１００：表示パネル用基板
１０９：下部電極
２００：液晶パネル
３００ａ：前部キャビネット
４００ａ、４００ｂ：電子回路
５００ａ：後部キャビネットの上部
５００ｂ：後部キャビネットの下部
　

Claims (8)

  1. 基板上に、下部電極、絶縁膜及び上部電極が基板側からこの順に積層された表示パネル用基板であって、
    該下部電極は、酸化インジウム錫による電極と酸化インジウム亜鉛による電極とが基板側からこの順に積層された領域を有することを特徴とする表示パネル用基板。
  2. 前記表示パネル用基板は、基板と絶縁膜との間に補助金属配線を有することを特徴とする請求項１に記載の表示パネル用基板。
  3. 前記補助金属配線は、アルミニウム及びアルミニウム合金からなる群より選択される少なくとも１種によって形成されてなることを特徴とする請求項２に記載の表示パネル用基板。
  4. 前記絶縁膜は、ケイ素含有無機絶縁膜であることを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載の表示パネル用基板。
  5. 前記表示パネル用基板は、薄膜トランジスタを用いたアクティブマトリクス方式の基板であることを特徴とする請求項１～４のいずれかに記載の表示パネル用基板。
  6. 基板上に、下部電極、絶縁膜及び上部電極が基板側からこの順に積層された表示パネル用基板を製造する方法であって、
    該製造方法は、酸化インジウム錫による１層目下部電極と酸化インジウム亜鉛による２層目下部電極とを基板側からこの順に積層する工程を含み、１層目下部電極と２層目下部電極とを同じフォトマスクを用いてパターニングすることを特徴とする表示パネル用基板の製造方法。
  7. 請求項１～５のいずれかに記載の表示パネル用基板を備えることを特徴とする表示パネル。
  8. 請求項７に記載の表示パネルを備えることを特徴とする表示装置。
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