JP4760270B2 - 配線基板の製造方法及び表示装置の製造方法 - Google Patents
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Description
有機ELによる従来の表示装置の要部の構成例を、図5に示す。この表示装置101では、基体103上に、陽極108とその駆動素子であるTFT素子109を有する画素110が設けられ、この画素110を区画するように、それぞれ独立して縦方向に延在する信号配線106及び電流供給配線107と、これらとは層間絶縁膜105により分離されて横方向に延在する走査配線104(破線図示)とが、それぞれ画素の配列に応じて多数設けられる。
このような表示装置101においては、陽極108の駆動が、走査配線104と、信号配線106と、電流供給配線107と、これらの配線により電流供給されるTFT素子109とによってなされ、陰極112との間の通電により、有機層111における発光がなされる。
この等価回路は、有機ELの発光部ELと、第1のTFTトランジスタ(MOSトランジスタ)Tr1と、第2のTFTトランジスタ(MOSトランジスタ)Tr2と、容量Cとを有して成る。第2のTFTトランジスタTr2の一方の主電極(例えばソース)が信号線Y1に接続され、他方の主電極(例えばドレイン)が容量Cを介して電流供給配線Y2に接続され、ゲート電極が走査線X1に接続される。一方、発光部ELの陽極が第1のTFTトランジスタTr1を介して電流供給配線Y2に接続され、第1のTFTトランジスタTr1のゲート電極が第2のTFTトランジスタTr2と容量Cの接続中点に接続される。
電流供給配線Y2には常時電流が供給されている。走査線X1に走査パルスが印加され、信号線Y1に所要の信号が供給されると、第2のTFTトランジスタTr2がオン状態になり、容量Cに所要の信号が書き込まれる。この書き込まれた信号に基づいて第1のTFTトランジスタTr1がオン状態になり、信号量に応じた電流が電流供給部Y2を通して発光部ELに供給されて、発光部ELが発光表示される。
このようにして発光動作がなされる単位画素110が、複数個XYマトリックス状に配列されて、表示装置101が構成される。
従来、このような短絡に対する修正方法として、レーザ光照射により短絡箇所に位置する配線材料を除去する方法が、広く用いられてきた。
これは、配線短絡箇所に対するレーザ光照射で除去した場合、その加工時に発生する熱が絶縁膜や走査配線などにまで拡散してしまうため、図7Cに示すように、この熱によって下層の走査配線が損傷ないし断線してしまうおそれがあることによる。
しかし、この短パルス幅レーザ光による方法は、直接の修正対象である基板表面の配線における除去時の溶融や飛散が低減されるものの、通常用いられる短波長帯(例えば390nm)のレーザ光が絶縁膜を通過して下層の走査配線に到達してしまうために、やはり走査配線に損傷ないし断線を生じてしまう。
近年、アクティブマトリクス基板をはじめとする配線基板には、実装密度の向上などを目的として更なる狭ピッチ化(高精細化)が求められていることから、特許文献1に記載の加工方法は、基板製造における修正手法として最適とは言い難い。
本実施形態に係る加工装置1は、所謂レーザリペア装置であり、液晶や有機エレクトロルミネッセンスディスプレイなどの表示装置の製造において、短絡箇所をレーザ光照射で除去することによって、所謂欠陥となるおそれのある箇所を修正するために用いられるものである。
圧縮ガス供給手段11からの圧縮ガスは、供給路及び通気孔を構成するリング状の圧縮ガス供給路14及びその開口部に配置された多孔質通気膜13により、局所排気装置4に対向する支持台5に向けて出射され、所謂静圧浮上パッド構成による浮上がなされる。
また、局所排気部3には主に、材料ガス供給手段12による原料ガスのほか、パージガス供給手段11によるパージガスが導入され、このパージガスを導入する圧力、速度、位置、角度等を選定することにより、透明窓18の表面における、配線基板6で除去された材料の飛散に伴う付着を抑制することなどが可能となる。
なお、ここで浮上剛性とは、局所排気装置4と配線基板6との間の吸着力であり、この浮上剛性が十分でない場合には、局所排気装置4の配線基板6に対する高さ(ギャップ)の安定性が不十分となるとか、局所排気装置4の機械的もしくは力学的な安定性が不十分になるなどの問題が生じることから、配線基板6の短絡修正作業を通じて浮上剛性を十分に確保しておくことが望ましい。
このとき、予め圧縮ガス供給手段9によって、所要の圧力、例えば0.2MPaの圧縮窒素を圧縮ガス供給路14及び多孔質通気膜13を経て噴射するとともに、排気手段10からの排気を開始して、局所排気装置4を十分安定して静圧浮上させることによって、移動してきた配線基板6との衝突回避を図ることが好ましい。
パルスレーザ光源部2からの短パルス幅レーザ光を、光路を規定するミラー7、レンズ8、及び透過孔19内の透明窓18を介し、局所排気部3に導入して配線基板6上の短絡箇所に照射することにより、この短絡箇所を除去する修正工程を行う。なお、短パルス幅レーザ光のパルス幅は、後述するように、被照射箇所における熱拡散が進行するよりも短くなる間隔として、一般にフェムト秒オーダーとされる10ピコ秒(ps)以下とすることが好ましい。
そして、本実施形態に係る配線基板の製造方法においては、後述するように、短パルス幅レーザ光の照射を、少なくとも被照射箇所において、信号配線24及び電流供給配25による第1配線及び第2配線を構成する材料(Al)の加工閾値より大きく、走査配線22による第3配線を構成する材料(Mo)の加工閾値より小さいエネルギー密度を選定して行うことにより、第3配線(走査配線)22の損傷ないし断線を回避することが可能となる。
この測定結果から、アルミニウムの場合はレーザ光の波長が長くなるにしたがって加工閾値エネルギーが低下しているのに対し、モリブデンの場合は閾値が0.02J/cm2と略一定で、レーザ光の波長の変化による閾値変動が殆ど生じていないことが確認できる。
すなわち、本実施形態におけるように、信号配線24及び電流供給配線25をアルミニウムによって構成し、これらとは層間絶縁膜23によって分離される走査配線22をモリブデンによって構成する場合には、短パルス幅レーザ光の波長を700nm以上とすることによって、0.02J/cm2以下のエネルギー密度とし、下層の走査配線22を構成する材料の変質を抑制することが可能となる。
この測定結果から、レーザ光のパルス幅が35ピコ秒より長い場合に溶融厚さが155nmとなってしまうことが確認できる。また、レーザ光のパルス幅が0.25ピコ秒の場合には略20nm程度であることも確認できる。
したがって、図4の測定結果からは、短パルス幅レーザ光のパルス幅を10ピコ秒以下とすることが好ましいと考えられる。
更に、本実施形態に係る製造方法によって得られる配線基板によって表示を構成した場合には、第3配線の損傷ないし断線を回避して、画質などの品質の高い表示装置を、歩留まり良く製造することが可能となるものである。
また、短パルス幅レーザ光の波長については、層間絶縁膜を構成する材料の吸収波長帯に基づいて選定することが好ましい。これは、レーザ光自体が層間絶縁膜に吸収されてしまうと、層間絶縁膜が変質ないし除去されてしまうために、層間絶縁膜によって上下に分離されていた第1配線及び第2配線と第3配線との間で新たに短絡が生じてしまうおそれが生じるためである。
本発明の実施例を説明する。
波長780nm、パルス幅3ピコ秒のレーザ光の加工エネルギーを、アルミニウムの加工閾値である0.015J/cm2以下になるようにアッテネーターを設定し、加工サイズを10μm□として、スリット位置を配線短絡部に合わせ、所定の条件で複数回レーザー光のパルス照射を行ったところ、モリブデンによる下層の走査配線に影響を生じることなく、層間絶縁膜上の配線短絡部のみを除去して完全に修復することができた。
また、例えば信号配線と電流供給配線は互いに異なる材料で構成されても良く、この場合には、配線短絡部の除去が可能である限り、少なくとも一方を構成する材料の加工閾値より大きいエネルギー密度のレーザ光を照射すれば良い。
また、例えば加工装置1について、ミラー7などの配置を選定しながら、例えばCW(Continuous Wave;連続発振)レーザ光源を有する装置構成とすることにより、レーザCVD(Chemical Vapor Deposition)による修正と併せた配線基板の製造を行うことも可能となるなど、本発明に係る製造方法は、種々の変形及び変更をなされうる。
Claims (7)
- Moを50%以上含む合金からなる第3配線上に層間絶縁膜を形成し、前記層間絶縁膜上に、Alを50%以上含む合金からなる第1配線、及び、Alを50%以上含む合金からなる第2配線を形成し、前記第1配線及び前記第2配線の少なくとも一方における短絡箇所を、短パルス幅レーザ光を用いて除去する修正工程を有し、
前記修正工程において、前記短パルス幅レーザ光のエネルギー密度を、前記第3配線を構成する材料の加工閾値より小さく、かつ前記第1配線又は前記第2配線と同じ材料からなる前記短絡箇所を構成する材料の加工閾値より大きくし、
前記短パルス幅レーザ光のパルス幅、波長、及び、照射エネルギーから選ばれる少なくとも1つ以上を、前記層間絶縁膜の厚さに基づいて選定する
配線基板の製造方法。 - 前記配線基板が、アクティブマトリクス型の薄膜トランジスタを含む請求項1に記載の配線基板の製造方法。
- 前記第1配線が信号配線であり、前記第2配線が電流供給配線であり、前記第3配線が走査配線である請求項1に記載の配線基板の製造方法。
- 前記第1配線及び前記第2配線を構成する材料がアルミニウムである請求項1に記載の配線基板の製造方法。
- 前記第3配線を構成する材料がモリブデンである請求項1に記載の配線基板の製造方法。
- 前記短パルス幅レーザ光の照射エネルギーが、被照射箇所において0.02J/cm2以下である請求項1に記載の配線基板の製造方法。
- Moを50%以上含む合金からなる第3配線上に層間絶縁膜を形成し、前記層間絶縁膜上に、Alを50%以上含む合金からなる第1配線、及び、Alを50%以上含む合金からなる第2配線を形成し、前記第1配線及び前記第2配線の少なくとも一方における短絡箇所を、短パルス幅レーザ光を用いて除去する修正工程を有し、
前記修正工程において、前記短パルス幅レーザ光のエネルギー密度を、前記第3配線を構成する材料の加工閾値より小さく、かつ前記第1配線又は前記第2配線と同じ材料からなる前記短絡箇所を構成する材料の加工閾値より大きくし、
前記短パルス幅レーザ光のパルス幅、波長、及び、照射エネルギーから選ばれる少なくとも1つ以上を、前記層間絶縁膜の厚さに基づいて選定する
表示装置の製造方法。
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