JP7046705B2 - 表示装置 - Google Patents

Description

本発明は表示装置に係り、特に有機絶縁膜にスルーホールを形成した場合のスルーホール内における断線を対策した構成に関する。

液晶表示装置では、表示領域に、画素電極及びＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）を有する画素がマトリクス状に形成されたＴＦＴ基板とブラックマトリクス等が形成された対向基板とが液晶を挟んで対向した構成となっている。そして、各画素において、液晶の透過率を制御することによって、画像を形成している。

有機ＥＬ表示装置では、画素毎に発光層を有する有機ＥＬ層を形成し、この有機ＥＬ層をスイッチングＴＦＴ及び駆動ＴＦＴによって制御することによって画像を形成している。

各ＴＦＴは走査線からの走査信号によって制御され、映像信号線からの映像信号線を画素電極に供給する。映像信号、電源、コモン電圧等は端子から供給される。端子には、複数の導電層が積層されるが、特に、金属層においては、その製造過程や形成後において表面に酸化膜が生じ、端子の導通をそこなう。端子における抵抗増加は画像再生の妨げになる。

特許文献１には、ＩＰＳ（Ｉｎ Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）方式、あるいは、ＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ Ｆｉｅｌｄ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）方式の液晶表示装置端子部において、下層金属層が酸化されることによる抵抗の増大を防止した構成が記載されている。

特開２０１３－１５２４０９号公報

液晶表示装置や有機ＥＬ表示装置では、平坦化膜として、あるいは、多層配線間の浮遊容量を低減するために、１．５乃至３μｍ程度に厚く形成した有機絶縁膜（以後、有機パッシベーション膜という）が使用される。有機ＥＬ表示装置ではこのような有機パッシベーション膜が２層使用され、また、液晶表示装置でも、タッチセンサ機能を内蔵したものは、有機パッシベーション膜が２層使用される場合がある。

有機パッシベーション膜の上に配線が形成されるが、この配線は、有機パッシベーション膜に形成したスルーホールを介して端子部と接続する。端子部は、接続の信頼性を確保するために、複数の導電層及び絶縁層の積層構造となっている。

端子部の形成は、表示領域の形成と同じプロセスにおいて行われる。すなわち、表示領域における絶縁膜に形成するスルーホールと端子部に形成されるスルーホールとは同時に形成され、表示領域の配線と、端子部の端子配線とは接続している。また、端子配線と表示領域の配線の接続経路である中間領域において、配線層を乗り換えるために絶縁膜にスルーホールが形成される。

ところで、絶縁膜、特に有機パッシベーション膜にスルーホールを形成する場合は、露光後、現像液によってパターニングするが、この現像液の存在が下層の金属層に電池作用を発生させることが多い。この電池作用が、有機パッシベーション膜のスルーホールの断面形状に影響を及ぼし、これが、スルーホールにおける断線を引き起こす危険がある。具体的には、スルーホールの底部付近においてオーバーハングを発生させる。

表示領域、中間領域、端子領域は配線によって接続している。したがって、各スルーホールで生ずる電池作用による電荷は、表示領域におけるスルーホール、中間領域に形成されるスルーホール及び端子部のスルーホールとの間で相互に移動する。

この電池作用に起因する電荷の移動の影響は、表示領域あるいは中間領域に形成される、比較的面積が小さいスルーホールにおいて顕著に表れる。したがって、スルーホールにおける断線は表示領域及び中間領域において発生しやすい。

本発明の課題は、特に、有機パッシベーション膜におけるスルーホールの底部に形成されるオーバーハングによる、スルーホール内における接続不良を対策するものである。そして、信頼性の高い表示装置を実現することである。

本発明は上記課題を克服するものであり、代表的な手段は次のとおりである。
表示領域と、端子が形成された端子領域と、を備えた表示装置であって、
前記端子領域は、前記表示領域に向かって引き出される第１金属で形成された引出し線と、前記引出し線を覆う第１絶縁膜と、前記第１絶縁膜上に形成された第２金属と、前記第２金属の表面に接触する第３金属と、を有し、前記第１絶縁膜は第１絶縁膜に形成された第１スルーホールと第２スルーホールを有し、前記第２金属は、前記第１スルーホールに重なり前記第１スルーホールを介して前記引出し線に接続する第１部分と、前記第２スルーホールに重なり前記第１部分と分断された第２部分と、を有する表示装置。

液晶表示装置の平面図である。 表示領域の画素の平面図である。 図２のＡ－Ａ断面図である。 タッチセンサの構成を示す平面図である。 画像表示とタッチセンサの動作期間の関係を示す図である。 液晶表示装置の他の例を示す平面図である。 端子領域の平面図である。 図７のＢ－Ｂ断面図である。 図７のＣ－Ｃ断面図である。 図７のＤ－Ｄ断面図である。 第１有機パッシベーション膜に形成された通常のスルーホールの断面図である。 第２有機パッシベーション膜に形成された通常のスルーホールの断面図である。 第１有機パッシベーション膜に形成された、オーバーハングが生じたスルーホールの断面図である。 スルーホールにおいてオーバーハングが生じた場合の断線の発生を示す断面図である。 オーバーハングに対するスルーホールの面積の比の影響を示す模式図である。 オーバーハングに対するスルーホールの面積の比の影響を示す他の模式図である。 オーバーハングに対するスルーホールの面積の比の影響を示す具体例である。 端子の断面構造を示す他の例である。 オーバーハングに対する端子の材料の差の影響を示す例である。 実施例１の端子の断面図である。 実施例１の端子の他の形態を示す断面図である。 実施例２の端子の断面図である。 実施例３の端子の断面図である。 実施例４の端子領域を示す平面図である。 図２４のＥ－Ｅ断面図である。 図２４のＦ－Ｆ断面図である。 図２４のＧ－Ｇ断面図である。

以下に実施例を用いて本発明の内容を詳細に説明する。以下の説明では、液晶表示装置について説明するが、有機ＥＬ表示装置についても同様に適用することが出来る。また、以下の例では、タッチセンサ機能を有するＩＰＳ方式の液晶表示装置について説明するが、本発明は、タッチセンサ機能を有していない、液晶表示装置についても適用できる。また、ＩＰＳ方式以外の液晶表示装置についても本発明を適用することが出来る。

図１は本発明が適用される液晶表示装置の概略平面図である。図１において、ＴＦＴ基板１と対向基板２がシール材１５０によって接着し、シール材１５０に囲まれた領域に表示領域９０が形成されている。シール材１５０を含む、周辺領域が額縁領域９５になっている。ＴＦＴ基板１において、走査線９１が横方向（ｘ方向）に延在して縦方向（ｙ方向）に配列し、映像信号線９２が縦方向に延在して横方向に配列し、走査線９１と映像信号線９２で囲まれた領域に画素９３が形成されている。

ＴＦＴ基板１は対向基板２よりも大きく形成され、ＴＦＴ基板１と対向基板２が重なっていない部分は端子領域１６０となっている。端子領域１６０は、液晶表示装置に電源や信号を供給するためのフレキシブル配線基板４００が接続している。図１の端子領域１６０にはフレキシブル配線基板４００を接続するための端子が形成されている。以後この端子をＦＯＧ（Ｆｉｌｍ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）端子とも呼ぶ。端子領域１６０にはこの他に検査端子５０が形成されている。

図２は、ＴＦＴ基板１００における画素９３の平面図である。図２はＩＰＳ方式の液晶表示装置における画素９３である。図２において、走査線９１が横方向（ｘ方向）に延在して縦方向（ｙ方向）に配列している。映像信号線９２は、縦方向に延在しているが、櫛歯状の画素電極１１３が形成された部分では、ｙ方向に対してθ、あるいは－θ傾いて延在している。画素電極１１３は走査線９１と映像信号線９２に囲まれた領域に形成されている。画素電極１１３は、櫛歯電極部と、スルーホール１３０に重なるコンタクト部から形成されている。画素電極１１３の下層側には、容量絶縁膜を挟んでコモン電極１１１が平面状に形成されている。

画素電極１１３は、映像信号線９２と同様、ｙ方向に対してθだけ傾いて形成されている。配向膜の配向方向（ＡＬ）はｙ方向である。これによって、画素電極１１３に信号電圧が印加された場合に、液晶の回転方向を規定し、ドメインの発生を防止している。映像信号線９２および走査線９１の下層には、絶縁膜を挟んで半導体層１０２が形成されている。半導体層１０２が走査線９１の下を通過するときにＴＦＴが形成される。この場合は、走査線９１がゲート電極の役割を有する。したがって、図２では、ＴＦＴが２個形成されている。

図２において、半導体層１０２はスルーホール１２０において映像信号線９２と接続し、スルーホール１２５において、ソース電極１０７と接続している。ソース電極１０７は、スルーホール１３０において、画素電極１１３と接続している。

図３は図２のＡ－Ａ断面図である。図３において、ＴＦＴ基板１はガラスで形成された絶縁基板１００に下地膜１０１が形成されている。絶縁基板１００からの不純物が半導体層１０２を汚染しないようにするためである。下地膜１０１は、一般には、酸化シリコン膜（以後ＳｉＯ膜で代表させる）と窒化シリコン膜（以後ＳｉＮ膜で代表させる）の積層構造となっている。膜厚は例えばＳｉＯ膜が２００ｎｍ、ＳｉＮ膜が２０ｎｍである。

図３において、下地膜１０１の上に半導体層１０２が形成されている。半導体層１０２はＣＶＤで形成されたａ－Ｓｉ膜をエキシマレーザによってポリシリコンに変換したものである。厚さは例えば、５０ｎｍである。半導体層１０２は、端子領域１６０においては、絶縁基板１００の端部まで延在する放電線３６として使用される。なお、下地膜１０１を構成するＳｉＯ膜、ＳｉＮ膜、ポリシリコンに変換されるａ－Ｓｉ膜は原料を変えながら、連続してＣＶＤによって形成される。半導体層１０２を覆ってゲート絶縁膜１０３が形成されている。ゲート絶縁膜１０３はＴＥＯＳ（テトラエチルオルソシリケート tetraethyl orthosilicate）を原料としてＣＶＤによって形成されたＳｉＯ膜である。厚さは例えば１００ｎｍである。

図３において、ゲート絶縁膜１０３の上にゲート電極１０４、すなわち、走査線９１が形成されている。ゲート電極１０４は例えばＭｏＷ合金で形成され、厚さは例えば２５０ｎｍである。ゲート電極１０４あるいは走査線９１と同時に端子領域１６０における配線が形成される。ゲート電極１０４を覆って例えばＳｉＮとＳｉＯの積層膜によって層間絶縁膜１０５が形成されている。層間絶縁膜１０５は、例えば、ＳｉＯ膜が４００ｎｍ、ＳｉＮ膜が２５０ｎｍの積層膜である。

層間絶縁膜１０５の上にドレイン電極１０６となる映像信号線９２、及び、画素電極１１３と接続するソース電極１０７が形成される。映像信号線９２（ドレイン電極１０６）及びソース電極１０７は同時に形成され、例えば、窒化チタン（ＴｉＮ）－チタン（Ｔｉ）－アルミニウム（Ａｌ）－チタン（Ｔｉ）の積層構造である。ＴｉＮは外光反射防止のために使用される。積層膜の厚さは、例えば、ＴｉＮ／Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉにおいて８ｎｍ／４５ｎｍ／５００ｎｍ／１３０ｎｍである。映像信号線９２と同層で形成される配線あるいは電極は、端子領域１６０の配線として使用されるとともに、端子電極としても使用される。

映像信号線９２（ドレイン電極１０６）、ソース電極１０７等を覆って第１有機パッシベーション膜１０８を例えば、アクリル樹脂によって形成する。このアクリル樹脂は、例えば、感光性のポジ型のレジストで形成される。第１有機パッシベーション膜１０８は映像信号線９２とコモン配線１０９間の浮遊容量を低減するために、２．５μｍと、厚く形成される。

第１有機パッシベーション膜１０８の上のコモン電極１１１あるいは、タッチセンサのＲｘ電極となる電極にコモン電圧あるいはタッチセンサ信号を入力するための、コモン配線１０９が形成される。コモン配線１０９は、例えば、映像信号線と同じＴｉＮ／Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉ（以後ＴＡＴという場合もある）の積層構造で形成される場合もあるし、あるいは、モリブデン（Ｍｏ）－アルミニウム（Ａｌ）－モリブデン（Ｍｏ）（以後ＭＡＭという場合もある）の積層膜が使用される場合もある。この場合の膜厚は例えば、Ｍｏ／Ａｌ／Ｍｏが、１０ｎｍ／１７７ｎｍ／１０ｎｍである。コモン配線１０９と同層で形成される電極は端子領域１６０の配線あるいは端子電極として使用される場合もある。

第１有機パッシベーション膜１０８にスルーホール１３１を形成し、後で形成される画素電極１１３とソース電極１０７との導通を可能にする。スルーホール１３１の内側には、コモン配線１０９と同じ材料で同じプロセスによって、第１台座１３１を形成し、ソース電極１０７と画素電極１１３との接続を確実にしている。なお、コモン配線１０９と第１台座１０９１とは絶縁されている。

コモン配線１０９及び第１有機パッシベーション膜１０８を覆って第２有機パッシベーション膜１１０を例えばアクリル樹脂によって形成する。このアクリル樹脂も、例えば、感光性のポジ型のレジストで形成される。第２有機パッシベーション膜１１０の上にコモン電極１１１を、ＩＴＯなどの透明導電膜によって形成する。なお、液晶表示装置をタッチセンサとして動作させる期間には、コモン電極１１１は、タッチセンサのセンサ電極Ｒｘとなる。コモン電極１１１をタッチセンサのセンサ電極Ｒｘとして作用させる場合、複数個の画素にわたるコモン電極１１１を纏めて、センサ電極Ｒｘとしている。第２有機パッシベーション膜１１０は、コモン電極１１１あるいはコモン配線１０９と映像信号線９２等との浮遊容量を低減させるために、１．５μｍ程度と厚く形成される。なお、このような構成によれば、コモン電極１１１と映像信号線９２との間には、厚さ２．５μｍの第１有機パッシベーション膜１０８と厚さ１．５μｍの第２有機パッシベーション膜１１０との合計厚さの、約４μｍのアクリル樹脂が存在することになり、映像信号線９２とコモン電極１１１との容量を小さくすることが出来る。

第２パッシベーション膜１１０にスルーホール１３２を形成し、後で形成される画素電極１１３とソース電極１０７との導通を可能にする。スルーホール１３２の内側には、コモン電極１１１と同じ材料で同じプロセスによって、第２台座１１１１を形成し、ソース電極１０７と画素電極１１３との接続を確実にしている。なお、コモン電極１１１と第２台座１１１１とは絶縁されている。

コモン電極１１１を構成するＩＴＯ膜は、端子部においては、端子電極の保護層としての役割も有する、第１ＩＴＯ膜１０として使用される。コモン電極１１１の厚さは例えば、５０ｎｍである。

コモン電極１１１等を覆って容量絶縁膜１１２がＳｉＮによって形成される。容量絶縁膜１１２の厚さは、７５ｎｍ乃至１５０ｎｍ程度であるが、典型的には１２０ｎｍ程度である。容量絶縁膜１１２は、コモン電極１１１と画素電極１１３との間の保持容量を大きくする場合には薄く形成される。なお、容量絶縁膜１１２は端子領域１６０においても、保護膜として使用される。

容量絶縁膜１１２を覆って画素電極１１３が形成される。画素電極１１３の形状は図２に示すとおりである。画素電極１１３はＩＴＯなどの透明導電膜で形成され、厚さは例えば、４０ｎｍ程度である。画素電極１１３はスルーホール１３０（１３１、１３２）内に延在して、ソース電極１０７と接続する。なお、スルーホール１３０内には、第１台座１０９１、第２台座１１１１が存在し、ソース電極１０７と画素電極１１３との接続を確実にしている。

画素電極１１３を構成するＩＴＯ膜は、端子部においては、端子電極の保護層としての役割も有する、第２ＩＴＯ膜２０として使用される。したがって、端子はコモン電極１１１と同時に形成される第１ＩＴＯ膜１０と画素電極１１３と同時に形成される第２ＩＴＯ膜２０の２層で保護されることになる。

画素電極１１３を覆って配向膜１１４が形成されている。配向膜１１４としては、ラビングによって配向処理された配向膜、あるいは、偏光紫外線によって配向処理された光配向膜が用いられる。ＩＰＳ方式の場合は、プレティルト角が必要ないので、光配向処理が適している。

画素電極１１３に映像信号が印加されると、図３に示すように、液晶層３００を通過する電気力線が発生し、これによって液晶分子３０１が回転し、液晶層３００の光透過率が制御される。画素１１３毎に液晶層３００を透過するバックライトからの量が異なるので、画像が形成される。

図３において、液晶層３００を挟み、ＴＦＴ基板１と対向して対向基板２が配置されている。対向基板２には、ガラス基板などの絶縁基板２００にカラーフィルタ２０１とブラックマトリクス２０２が形成されている。カラーフィルタ２０１は、画素電極１１３と対応して、画素の透過領域に形成され、カラー画像の形成を可能としている。一方、スルーホール１３０部分やＴＦＴ部分はブラックマトリクス２０２によって覆い、画像のコントラストを維持している。

カラーフィルタ２０１及びブラックマトリクス２０２を覆ってオーバーコート膜２０３が形成されている。オーバーコート膜２０３はカラーフィルタ２０１の顔料が液晶層３００中に析出することを防止することと、表面を平滑にすることである。オーバーコート膜２０３を覆って配向膜２０４が形成されている。配向膜２０４の配向処理は、ＴＦＴ基板１００側の配向膜１１４と同じである。

図４は、図３に示す液晶表示装置に組み込まれているタッチセンサの構成を示す平面図である。タッチセンサには自己容量方式と相互容量方式とが存在する。自己容量方式は、人の指先と電極との容量変化を検出するもので、各検出位置における電極はＲｘ電極１個でよい。相互容量方式は、２個の電極間に電界を発生させ、人の指先が触れることによって生ずる電界の変化を検出するものである。各検出位置における電極は２個必要なので、引き回し配線が多くなる。図４は、自己容量方式のタッチセンサ方式を示す模式平面図である。

図４において、シール材１５０で囲まれた表示領域９０内にセンサ電極Ｒｘが横方向と縦方向に配列している。各センサ電極Ｒｘには、端子領域１６０に延在するコモン配線１０９から電圧を供給される。図４におけるＲｘは各検出位置におけるタッチ位置検出用のセンサ電極であり、図２及び図３に示すコモン電極を複数画素分まとめたものである。図４では、Ｒｘは横方向（ｘ方向）に３個、縦方向（ｙ方向）に５個記載されているが、これは、図を複雑化しないためであり、実際の製品では、センサ電極Ｒｘは例えば、表示領域９０内において、横方向に６０乃至７０個、縦方向に６０乃至７０個存在している。

図５は、タッチセンサ付液晶表示装置の動作を示す図である。図５において、１フレーム期間Ｔｆは、画像表示期間Ｔｄとタッチセンサ期間Ｔｓに分割されている。画像表示期間Ｔｄにおいては、コモン電極１１１には、コモン配線１０９を介してコモン電圧が供給される。一方、タッチセンサ期間においては、コモン配線１０９を介してセンサ電圧が供給される。画像表示期間Ｔｄとタッチセンサ期間は、図１におけるフレキシブル配線基板４００に配置されるドライバＩＣによって切り替えられる。

図１では、ドライバＩＣはフレキシブル配線基板に配置されているが、ドライバＩＣは端子領域に配置される場合もある。図６はドライバＩＣが端子領域に配置される場合の例である。図６において、表示領域９０からの配線はドライバＩＣ５０と接続し、ドライバＩＣ５０からの配線がフレキシブル配線基板４００に接続する。ドライバＩＣ５０を接続するための端子は、ＣＯＧ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）端子と呼ばれる。

端子領域１６０に端子を形成するには、絶縁膜にスルーホールを形成する。スルーホールは、表示領域９０あるいは、表示領域９０と端子領域１６０との中間領域にも、配線を層間で乗り換えるために形成されるが、端子に形成されるスルーホールは、表示領域９０あるいは中間領域にスルーホールに比べてはるかに大きい。一方、端子は、表示領域９０あるいは中間領域に形成される配線と接続している。また、中間領域は、端子領域１６０と表示領域９０との間の領域であり、具体的に中間領域はＴＦＴ基板１と対向基板２とが重なる周辺領域９５の一部であってもよく、さらには、ＴＦＴ基板１が対向基板２と重ならない領域に及んでもよい。中間領域には周辺領域９５に形成されるゲート駆動回路や信号線駆動回路等、表示装置の駆動に関与する様々な配線が引き回されている。

発明者は、端子に形成される大きなスルーホールと同時に形成される表示領域９０あるいは中間領域に形成される小さなスルーホールとが電気的に接続していることに関係して、特に、小さなスルーホールの側において、スルーホールが形成される絶縁膜、特に有機パッシベーション膜の断面形状に異常が生ずることを発見した。具体的には、スルーホールの底部付近においてオーバーハングが発生する。以後で詳細に説明するように、本発明は、特に、有機パッシベーション膜に形成される、スルーホールにおいて、断面形状が異常となることを対策するものである。

つまり、端子領域１６０には、大きなスルーホールとしてＦＯＧ端子、ＣＯＧ端子、検査端子のためのスルーホールが存在するが、端子に形成される大きなスルーホールとこれに接続する表示領域９０あるいは中間領域に形成される小さなスルーホールとが配線によって接続されていると、小さなスルーホールの側のスルーホールの断面形状が異常となることを対策するものであるから、以後の説明では、端子領域１６０における端子としては、フレキシブル配線基板４００との接続のためのＦＯＧ端子で代表させて説明する。

図７は、図１に対応する端子領域１６０の平面図である。図７では、ＦＯＧ端子のみが描かれており、検査端子５０は省略されている。以後、単に端子という場合は、ＦＯＧ端子をいう。図７におけるＦＯＧ端子は例えば、長方形であり、長径が例えば１００μm、短径が例えば１０μmである。また、FOGもしくはＣＯＧ端子、検査パッドは長軸及び短軸を有する非矩形状を成す形状であっても良く、また図７に示すような第２方向Yと長形（長軸）が平行なものに限らず、FOG端子の長形（長軸）は第２方向Yに傾きを有するように形成するものであっても良い。図７において、端子領域１６０には、表示領域９０から、第１有機パッシベーション膜１０８と第２有機パッシベーション膜１１０が延在している。第１有機パッシベーション膜１０８には、大きなスルーホール４１が形成され、第２有機パッシベーション膜１１０には大きなスルーホール４２が形成されている。第１有機パッシベーション膜１０８のスルーホール４１は、端子領域１６０における第１有機パッシベーション膜除去部４１と言い換えることもでき、同様に第２有機パッシベーション膜１１０のスルーホール４２は端子領域１６０における第２有機パッシベーション膜除去部４２と言い換えることもできる。

スルーホール４１内には多くの端子３０がｘ方向に配列している。各端子３０は、表示領域９０と引出し線３５を介して接続している。各端子３０から、ＴＦＴ基板１００の端子領域１６０の端部にかけて放電線３６が延在している。この放電線３６は、マザー基板の状態において、各液晶表示パネルからの放電線３６と接続してアース線に接続し、製造工程において、各配線あるいはＴＦＴが静電気によって破壊すること防止する。

図８は図７のＢ－Ｂ断面図である。図８において、ＴＦＴ基板１００の上に下地膜１０１が形成され、その上にゲート絶縁膜１０３が形成されている。ゲート絶縁膜１０３の上に端子３０が形成されている。端子３０はゲート電極１０４と同層で形成された端子金属の上に形成されている。図８では、層間絶縁膜、端子金属等は省略されている。

図８において、端子列の両側には、第１有機パッシベーション膜１０８と第２有機パッシベーション膜１１０が残されている。すなわち、端子列は、第１有機パッシベーション膜１０８のスルーホール４１及び第２有機パッシベーション膜１０８のスルーホール４２の中に形成されている。保護膜としての、ＳｉＮで形成された容量絶縁膜１１２が端子部分を除き、端子領域１６０の全域に形成されている。

図９は図７のＣ－Ｃ断面図であり、端子の短軸方向の詳細断面図である。図９において、絶縁基板１００の上に下地膜１０１が形成され、その上にゲート絶縁膜１０３が形成されている。ゲート絶縁膜１０３の上には、ゲート電極１０４と同層で形成された第１端子金属３１が形成されている。第１端子金属３１は、表示領域９０側へ向かって引き出される端子配線３５と同じである。この場合は、第１端子金属３１は、ＭｏＷ合金である。

図９において、第１端子金属３１を覆って層間絶縁膜１０５が形成されている。層間絶縁膜１０５の上には、映像信号線９２と同層で形成された第２端子金属３２が形成されている。すなわち、第２端子金属はＴｉＮ／Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉの構成である。表示領域側へ向かって引き出される端子配線３５は、映像信号線９２、あるいは第２端子金属３２と同層である場合もある。但し、この場合は、端子の断面は図９とは異なり、第１端子金属３１が存在しない形となる。

第２端子金属３２の上にコモン配線１０９と同層で形成された第３端子金属３３が形成されている。すなわち、コモン配線１０９はＴｉＮ／Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉで形成される場合とＭｏ／Ａｌ／Ｍｏがあるが、図９では、Ｍｏ／Ａｌ／Ｍｏによって形成されている場合である。

図９において、第３端子金属３３を覆って導電性保護膜としての第１ＩＴＯ膜１０がコモン電極１０９と同層で形成されている。第１ＩＴＯ膜の端部を覆って保護膜としての容量絶縁膜１１２が形成されている。端子の接続部分では容量絶縁膜１１２にスルーホールが形成され、第１ＩＴＯ膜１０が露出している。容量絶縁膜１１２及び、第１ＩＴＯ膜１０を覆って画素電極１１３と同層で形成された第２ＩＴＯ膜２０が形成されている。

図１０は図７のＤ－Ｄ断面図である。図１０において、ＴＦＴ基板１００の上に下地膜１０１が形成され、その上にゲート絶縁膜１０３が形成されている。ゲート絶縁膜１０３の上に表示領域９０から延在してきた端子配線３５と同一である第１端子金属３１が形成されている。第１端子金属３１を覆って層間絶縁膜１０５が形成され、その上に映像信号線９２と同時に形成された第２端子金属３２が形成されている。第２端子金属３２は層間絶縁膜１０５に形成されたスルーホールを介して第１端子金属３１と接続している。

第２端子金属３２の上にコモン配線１０９と同層で形成された第３端子金属３３が形成されている。第３端子金属３３を覆ってコモン電極１１１と同層で形成された第１ＩＴＯ膜１０が形成されている。端子において、第１ＩＴＯ膜１０は、端部においては容量絶縁膜１１２によって覆われるが、端子の接続部分では、画素電極１１３と同層で形成された第２ＩＴＯ膜２０によって覆われている。

なお、第２端子金属３２は、層間絶縁膜１０５およびゲート絶縁膜１０３に形成されたスルーホールを介して、半導体層１０２で形成された放電線３６と接続している。放電線３６を構成する半導体層１０２には不純物がドープしてあり、導体となっている。放電線３６は製造工程において発生する静電気を除去する役割を有している。

図１０において、第１端子金属３１あるいは端子配線３５は表示領域９０における走査線９１、映像信号線９２、コモン配線１０９等各種配線にに電気的に接続される。表示領域９０から端子配線３５までは、同一の層を延在するとは限らず、絶縁膜に形成されたスルーホールを介して種々の層を乗り換えて端子まで延在する。このうち、第１有機パッシベーション膜１０８あるいは第２有機パッシベーション膜１１０にスルーホールや有機パッシベーション膜除去部を形成する場合に問題が生ずる。

図１１は、ソース電極７あるいはこれと同層の電極の上に第１有機パッシベーション膜１０８を形成し、スルーホールを形成した例である。図１２は、コモン配線１０９あるいはこれと同層の電極の上に第２有機パッシベーション膜１１０を形成し、スルーホールを形成した例である。図１１あるいは図１２はスルーホールが問題無く形成された場合の例である。

しかし、実際に有機パッシベーション膜に形成されるスルーホールには図１３に示すような、問題が生ずるおそれがある。図１３では、コモン配線１０９の上に形成された第２有機パッシベーション膜１１０のスルーホールの場合を示しているが、例えば、ソース電極１０７あるは映像信号線９２と同層で形成された電極の上に形成された第１有機パッシベーション膜１０８のスルーホールの場合も同様である。

図１３のスルーホールの断面において、第２有機パッシベーション膜１１０にオーバーハングが形成されている。以後このオーバーハングをノッチ１１０１とも呼ぶ。このようなオーバーハングが形成されると、図１４に示すように、スルーホール内において断線が生ずる。図１４はコモン電極１１１をスルーホール内においてコモン配線１０９と接続しようとした例である。図１４において、第２有機パッシベーション膜１１０に形成されたオーバーハングにおいて、コモン電極１１１が断線し、コモン配線１０９とコモン電極１１１との接続が出来なくなる。

このようなオーバーハングの発生は、スルーホールを現像する時の現像液によって第２有機パッシベーション膜１１０の下に形成されているコモン配線１０９に生ずる電池作用が生ずることに原因があると考えられる。コモン配線１０９は、ＴｉＮ／Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉで形成される場合もあるし、Ｍｏ／Ａｌ／Ｍｏで形成される場合もある。いずれの場合も、イオン化傾向の異なる金属の積層構造となっているので、現像液の存在によって電池作用が発生する。電池作用による電荷の存在によって、現像液が活性化し、コモン配線１０９付近の第２有機パッシベーション膜１１０を異常にエッチングしてしまう現象が生ずると考えられる。

つまり、電池作用が発生すると、電流が流れることになる。端子と表示領域とは配線によって接続している。一方、端子に形成されるスルーホールと、表示領域９０あるいは、表示領域９０と端子領域との中間領域に形成されるスルーホールとを比べると、一般には、端子に形成されるスルーホールのほうがはるかに大きい。そうすると、電池作用の差によって、電流が、端子側から表示領域側に流れることになる。このような場合、小さなスルーホール側において、図１３に示すようなオーバーハングが発生する。

図１５はこの問題を示す模式平面図である。図１５における左側の図は、１個の大きな端子スルーホール４４に対して、表示領域９０等において、４個の小さなスルーホール４３が対応している。図１５における右側の図は、１個の大きな端子スルーホール４４に対して、表示領域９０、中間領域、周辺領域９５等において、２個の小さなスルーホール４３が対応している。端子のスルーホールの面積と、表示領域の合計のスルーホールの面積とを比較すると、図１５に左側において差が小さく、右側において差が大きい。このような場合、差が大きい右側の構成において、小さなスルーホールにオーバーハングが発生する。図１５、図１６、図１９において、ＯＫはオーバーハングが発生しない場合、ＮＧはオーバーハングが発生する場合である。

図１６は端子のスルーホール４４と表示領域９０、中間領域、周辺領域９５等のスルーホール４３が１：１で対応している場合である。図１６の左側の構成は端子のスルーホール４４と表示領域のスルーホール４３の面積の差が小さく、図１６の右側の構成は端子のスルーホール４４と表示領域のスルーホール４３の面積の差が大きい。この場合、面積の差が大きい、図１６の右側の構成において、小さなスルーホールにオーバーハングが発生する。

図１７は、以上で説明した内容を図７の構成に当てはめたものである。図１７において、端子領域には、第１有機パッシベーション膜１０８に大きなスルーホール４１が形成されている。したがって、端子４４全体が第１有機パッシベーション膜１０８のスルーホール４１のための現像液にさらされる。特に大きなスルーホール４１の形成によって図９、図１０に示すように第２端子金属３２の中間層であるＡｌの特に側面が現像液にさらされる面積が大きく、また時間が長く、第２端子金属３２のＡｌが多くイオン化する。一方、表示領域においては、スルーホール４３は、端子領域のスルーホール４１に比べてはるかに小さい。また、個々の端子スルーホール４４の面積に比べてはるかに小さい。図１７において、４３は表示領域のスルーホールであり、４５はスルーホールの下にある電極である。この電極４５は第２金属端子同様のTATであってもその中間層のＡｌ側面は第１有機パッシベーション膜１０８で覆われており、スルーホール４３においては上層Tiのみが露出されるだけとなり、第２端子金属のイオン化は少ない。端子部の電池作用と、表示領域におけるスルーホールの電池作用は大きく異なるので、電荷が端子部から表示領域側に移動することになる。そうすると、表示領域のスルーホール４３において、現像液による有機パッシベーション膜１０８の異常エッチングが発生し、スルーホール４３にオーバーハングが発生する。

図１８及び図１９は、スルーホールにおけるオーバーハングが発生する他の例を示す図である。図１８は図７のＣ－Ｃ断面図を示す他の例である。図１８が図９と異なる点は、第３端子金属が存在せず、第２端子金属３２の上に第１ＩＴＯ膜１０と第２ＩＴＯ膜２０が形成されていることである。つまり、スルーホールは、第２端子金属であるＴｉＮ／Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉに形成される。この場合も、図１７に示すように、端子領域１６０では、例えば、第１有機パッシベーション膜１０８に大きなスルーホール４１が形成される。また、表示領域９０には小さなスルーホール４３が形成される。

図１９の左側の図は、端子のスルーホールも表示領域のスルーホールも同じＭｏ／Ａｌ／Ｍｏ（図１９ではＭＡＭ）で形成されている。このような構成の場合、オーバーハングが発生していない。一方、図１９の右側の図は、端子のスルーホールが、図１８に示すように、ＴｉＮ／Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉ（図１９ではＴＡＴ）電極の上に形成され、表示領域９０に形成されるスルーホールは、Ｍｏ／Ａｌ／Ｍｏ（図１９ではＭＡＭ）で形成されている。端子のスルーホールの形状、表示領域９０のスルーホールの形状、個数等は図１９の左側と右側で同じである。

このような場合、図１９の右側において表示領域９０のスルーホールにオーバーハングが発生する。つまり、スルーホールの底部に存在している金属が、端子部と表示領域、あるいは、大きなスルーホールと小さなスルーホールとで異なると、小さなスルーホールにオーバーハングが発生しやすい。あるいは、スルーホールの下に存在している積層金属が、端子部と表示領域とで異なると、小さなスルーホールにオーバーハングが発生しやすいということも出来る。

いずれにせよ、表示領域９０あるいは表示領域９０と端子領域１６０の中間領域に形成される小さいスルーホールのオーバーハングは、端子のスルーホールによって露出される金属の面積と、表示領域等におけるスルーホールによって露出される金属の面積の差が大きいことに起因している。以下に示す実施例は、このような知見に基づき、スルーホールのオーバーハングを対策する構成を与えるものである。

図２０は、図７のＤ－Ｄ断面に対応する端子の断面図である。図２０が図１０と異なる点は、ＴｉＮ／Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉで形成された第２端子金属３２が、第１端子金属３１と接続するために層間絶縁膜１０５に形成されたスルーホール部分近辺の領域のみを残して除去されている点である。すなわち、端子部において、第２端子金属３２の面積は非常に小さくなっており、表示領域等に形成された、第１有機パッシベーション膜１０８のスルーホールの面積とあまり変わらなくなっている。

したがって、端子領域１６０と表示領域９０に同時にスルーホールを形成する時の、端子領域１６０における第２端子金属３２の中間層であるＡｌの側面が現像液に曝される面積が小さくなることで、第２端子金属のイオン化を抑制し、電荷の移動は小さくなり、表示領域９０の小さなスルーホールにおいて、有機パッシベーション膜１０８、１１０にオーバーハングが発生するという現象を回避することが出来る。この構成は、特に、表示領域９０等において、映像信号線９２と同じ金属、例えば、ＴｉＮ／Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉの積層金属の上に形成されるスルーホールに特に効果がある。

なお、図２０において、放電線３６と接続する部分には第２端子金属３２は残存しているが、この部分は、第２端子金属３２の上に端子スルーホールが形成される時点では、表示領域９０とは接続していないので、表示領域９０等におけるスルーホールのオーバーハングには影響を与えない。

図２１は、実施例１の他の形態を示す断面図である。図２１が図２０と異なる点は、第２端子金属３２が第１端子金属３１と接続するために層間絶縁膜１０５に形成されたスルーホール部分近くで分断されているが、放電線３６と接続するためのスルーホール付近を含め、第２端子金属３２は残存している点である。この構成の場合も、第２端子金属３２残存している部分は、第２端子金属３２の上に端子スルーホールが形成される時点では、表示領域９０等とは接続していないので、表示領域９０等におけるスルーホールのオーバーハングには影響を与えない。

図２２は実施例２を示す端子部の断面図である。図２２も図７のＤ－Ｄ断面図に対応するものである。図２２が図２０と異なる点は、第３端子金属３３も、層間絶縁膜１０５に形成されたスルーホール付近を除いて除去されている点である。すなわち、端子部において、第３端子金属３３の面積も非常に小さくなっており、表示領域９０等に形成されたスルーホールの面積とあまり変わらなくなっている。

したがって、端子領域１６０と表示領域９０に同時にスルーホールを形成する時の、端子領域１６０における第２端子金属３２の中間層であるＡｌ、及び第３端子金属３３の中間層であるＡｌ側面が現像液に曝される面積が小さくなることで、第２端子金属と第３端子金属のイオン化を抑制し、電荷の移動は小さくなり、表示領域９０の小さなスルーホールにおいて、有機パッシベーション膜１０８，１１０にオーバーハングが発生するという現象を回避することが出来る。本実施例では、特に、表示領域において、コモン配線１０９と同じ金属、例えば、Ｍｏ／Ａｌ／Ｍｏの積層金属の上に形成されるスルーホールに特に効果がある。本実施例も、映像信号線９２と同じ金属、例えば、ＴｉＮ／Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉの積層金属の上に形成されるスルーホールに対しても効果があることは実施例１と同じである。

なお、図２２において、放電線３６と接続する部分には第３端子金属３３は残存しているが、この部分は、第３端子金属の上にスルーホールが形成される時点では、表示領域９０とは接続していないので、表示領域９０等におけるスルーホールのオーバーハングには影響を与えない。

図２２の他の特徴は、第２端子金属３２の端部を第３端子金属３３によって覆っていることである。したがって、第２端子金属３２の端部は第３端子金属３３によって保護されている。つまり、外気による端子金属の腐食は、第３端子金属についてのみ注意すればよい。

図２３は実施例３を示す端子部の断面図である。図２３も図７のＤ－Ｄ断面図に対応するものである。図２３が図２２と異なる点は、残存している第３端子金属３３は容量絶縁膜１１２によって覆われていることである。すなわち、スルーホール形成時の表示領域９０におけるスルーホールの断面形状についての効果は、実施例２と同様である。

図２３においては、第３端子金属は容量絶縁膜１１２によって覆われている。容量絶縁膜１１２はＳｉＮで形成されているので、水分を透過しない。したがって、Ｍｏ／Ａｌ／Ｍｏで形成された第３端子金属３３、あるいは、ＴｉＮ／Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉで形成された第２端子金属３２は外気から保護され、端子部の信頼性を向上させることが出来る。

図２４は、実施例４における端子領域１６０の平面図である。図２４が図７と異なる点は、第２有機パッシベーション膜１１０が、各端子共通に大きなスルーホールとして形成されているのではなく、端子３０毎に除去されている点である。一方、第１有機パッシベーション膜１０８は各端子共通に大きなスルーホール４１として形成されている。その他の構成は図７と同じである。

図２５は図２４のＥ－Ｅ断面図である。図２５が図８と異なる点は、第２有機パッシベーション膜１１０が各端子３０間に存在している点である。一方、第１有機パッシベーション膜１０８は各端子共通に大きなスルーホール４１（もしくは第１有機パッシベーション膜除去部４１）として形成されている。

図２６は、図２４のＦ－Ｆ断面図に相当する実施例４における端子部の断面図である。図２６が図９と異なる点は、第３端子金属３３の端部が第２有機パッシベーション膜１１０によって覆われている点である。第３端子金属３３は、例えばＭｏ／Ａｌ／Ｍｏで形成され、腐食しやすいＡｌを含んでいる。図２６の構成は、Ｍｏ／Ａｌ／Ｍｏの端部は、第２有機パッシベーション膜１１０によって保護されているので、つまり、第２有機パッシベーション膜１１０は第３端子金属層３３のＡｌ側面に重なる領域で現像されず、現像液がＡｌ側面に曝されないため、第３端子金属３３のイオン化が抑制され、第２有機パッシベーション膜１１０のノッチ１１０１の発生を防ぎ、端子の信頼性を向上させることが出来る。その他の構成は図９と同じである。また、第２有機パッシベーション膜１１０のスルーホールで露出される第３端子金属は上層Ｔｉもしくは上層Ｍｏのみであり、中間層であるＡｌは第２有機パッシベーション膜１１０から露出されない。

図２７は、図２４のＧ－Ｇ断面図に相当する実施例４における端子部の断面図である。図２７が実施例１である図１０と異なる点は、第３端子金属３３の端部が第２有機パッシベーション膜１１０によって覆われている点である。つまり、図２６で説明したのと同様に、第３端子金属３３の端部は第２有機パッシベーション膜１１０によって保護されているので、端子の信頼性を向上させることが出来る。

図２７が図２０と異なる他の点は、保護膜としての容量絶縁膜１１２が残存している第２端子金属３２を覆うように形成されていることである。この構成によって、第２端子金属３２及び、第３端子金属３３の一部は、外気から保護されることになる。このように、実施例４の構成は実施例１等に比べて端子部の耐食性能は向上している。

図２７のその他の構成は図２０と同じである。したがって、実施例４においても、実施例１と同様、表示領域９０、あるいは、中間領域における第１有機パッシベーション膜１０８あるいは第２有機パッシベーション膜１１０に形成されたスルーホールのオーバーハングを回避することが出来る。なお、実施例２及び実施例３の構成も実施例４の構成と組み合わせることが出来る。

以上の実施例では、有機パッシベーション膜は、第１有機パッシベーション膜１０８と第２有機パッシベーション膜１１０が積層されて形成されている例を説明した。しかし、有機パッシベーション膜が１層のみの場合であっても本発明を適用することが出来る。この場合、例えば、実施例４においては、端子毎に形成されるスルーホールは、第１有機パッシベーション膜１０８に形成されたスルーホールとなる。

以上では、液晶表示装置について説明したが、有機ＥＬ表示装置についても同様に適用することが出来る。有機ＥＬ表示装置は、液晶層の代わりに、発光層を含む有機ＥＬ層がＴＦＴ基板に形成され、有機ＥＬ層を保護する保護膜が形成されている点が液晶表示装置とは異なる。しかし、端子領域が存在していること、表示領域には２層の有機パッシベーション膜が存在しており、各有機パッシベーション膜にスルーホールが形成されること等は、液晶表示装置と同様である。

１０…第１ＩＴＯ膜、 ２０…第２ＩＴＯ膜、 ３０…ＦＯＧ端子、 １０…第１端子金膜、 ３２…第２端子金属、 ３３…第３端子金属、 ３５…引出し線、 ３６…放電線、 ４１…第１有機パッシベーション膜スルーホール、 ４２…第２有機パッシベーション膜スルーホール、 ４３…小スルーホール、 ４４…端子スルーホール、 ４５…スルーホール台座、 ３６…放電線、 ５０…検査端子、 ６０…ドライバＩＣ、 ９０…表示領域、 ９１…走査線、 ９２…映像信号線、 ９３…画素、 ９５…額縁領域、 １００…ＴＦＴ基板、 １０１…下地膜、 １０２…半導体層、 １０３…ゲート絶縁膜、 １０４…ゲート電極、 １０５…層間絶縁膜、 １０６…ドレイン電極、 １０７…ソース電極、 １０８…第１有機パッシベーション膜、 １０９…コモン配線、 １１０…第２有機パッシベーション膜、 １１１…コモン電極、 １１２…容量絶縁膜、 １１３…画素電極、 １１４…配向膜、 １１５…引出し配線、 １１６…遮光膜、 １２０…スルーホール、 １２５…スルーホール、 １３１…第１有機パッシベーション膜スルーホール、 １３２…第２有機パッシベーション膜スルーホール、 １３０…スルーホール、 １４０…溝状スルーホール、 １５０…シール材、 １６０…端子領域、 ２００…対向基板、 ２０１…カラーフィルタ、 ２０２…ブラックマトリクス、 ２０３…オーバーコート膜、 ２０４…配向膜、 ３００…液晶、 ３０１…液晶分子、 ４００…フレキシブル配線基板、 １１０１…有機パッシベーション膜ノッチ、 １１０２…断線、 Ｒｘ…センサ電極

Claims (12)

1. 表示領域と、端子が形成された端子領域と、を備えた表示装置であって、
   前記端子領域は、前記表示領域に向かって引き出される第１金属で形成された引出し線と、前記引出し線を覆う第１絶縁膜と、前記第１絶縁膜上に形成された第２金属と、前記第２金属の表面に接触する第３金属と、を有し、
   前記第１絶縁膜は第１絶縁膜に形成された第１スルーホールと第２スルーホールを有し、
   前記第２金属は、前記第１スルーホールに重なり前記第１スルーホールを介して前記引出し線に接続する第１部分と、前記第２スルーホールに重なり前記第１部分と分断された第２部分と、を有する表示装置。
2. 前記端子はさらに、絶縁基板と、放電線と、前記放電線を覆う第２絶縁膜と、を備え、
   前記放電線は、前記絶縁基板と前記第２絶縁膜との間に位置し、
   前記第１絶縁膜は前記第２絶縁膜に積層されており、
   前記第２スルーホールは前記第２絶縁膜を貫通し前記放電線を露出し、
   前記第２金属の前記第２部分は前記第２スルーホールを介して前記放電線に接続される、
   請求項１に記載の表示装置。
3. 前記引出し線は、前記第２絶縁膜と前記第１絶縁膜との間に形成され、
   前記放電線は、前記引出し線とは離れる方向に延出する、
   請求項２に記載の表示装置。
4. 前記第３金属は、前記第２金属の前記第１部分の表面及び側面を覆う第３部分と、前記第２金属端子の前記第２部分の表面と側面を覆う第４部分と、前記第１部分と前記第２部分とが分離された領域にて前記第１絶縁膜に接触する第５部分とを有し、
   前記第３部分と前記第４部分と前記第５部分は一体的に形成されている、
   請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の表示装置。
5. 前記第３金属は、前記第２金属の前記第１部分の表面及び側面を覆う第３部分と、前記第２金属の前記第２部分の表面と側面を覆う第４部分とを有し、
   前記第３部分は前記第４部分とは分離されている、
   請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の表示装置。
6. 前記端子領域はさらに、第１透明導電膜と、第２透明導電膜と、を有し、
   前記第２透明導電膜は前記第１透明導電膜に積層されており、
   前記第１透明導電膜は前記第３部分の表面及び側面に接し、前記第４部分の表面及び側面に接し、前記第５部分の表面に接する、請求項４に記載の表示装置。
7. 前記端子領域はさらに、第１透明導電膜と、第２透明導電膜と、を有し、
   前記第２透明導電膜は前記第１透明導電膜に積層されており、
   前記第１透明導電膜は前記第３部分の表面及び側面に接し、前記第４部分の表面及び側面に接し、前記第３部分と前記第４部分とが分離された領域にて前記第１絶縁膜に接する、請求項５に記載の表示装置。
8. 前記端子領域は一対の長辺及び一対の短辺を有する矩形状であり、前記第１スルーホールは一方の前記短辺側に位置し、前記第２スルーホールは他方の前記短辺側に位置する、請求項１乃至請求項７の何れか一項に記載の表示装置。
9. 前記端子領域はさらに前記第１透明導電膜と前記第２透明導電膜との間に無機絶縁膜を有し、前記無機絶縁膜は前記第３部分及び前記第４部分の側面を覆う、請求項６乃至請求項８の何れか一項に記載の表示装置。
10. 前記無機絶縁膜は、前記第３部分及び前記第４部分の表面を覆う、請求項９に記載の表示装置。
11. 前記端子領域は前記端子の周囲を囲う有機絶縁膜を有し、前記有機絶縁膜は前記第３端子金属の少なくとも一部の外縁に接する、請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載の表示装置。
12. 前記第１金属は前記引出し配線と一体的に形成され前記第１スルーホールから前記第２スルーホールに向かって延出する延出しており、前記第１スルーホールと前記第２スルーホールの間に前記第１金属の端部がある、請求項１乃至請求項１１の何れか一項に記載の表示装置。

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