JPWO2016021318A1 - アクティブマトリクス基板および液晶パネル - Google Patents
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Abstract
Description
第1配線層に形成された複数のゲート線と、
半導体層、第2配線層、および、画素電極層に形成された積層配線である複数のデータ線と、
前記ゲート線と前記データ線の交点に対応して配置され、それぞれがスイッチング素子および画素電極を含む複数の画素回路と、
前記ゲート線、前記データ線、前記スイッチング素子、および、前記画素電極よりも上層に形成された保護絶縁膜と、
前記保護絶縁膜の上層に形成された共通電極と、
前記第1配線層に形成され、繋ぎ換え領域内に形成された部分を有する第1共通幹配線と、
前記半導体層、前記第2配線層、および、前記画素電極層に形成された積層配線であり、前記繋ぎ換え領域内に形成された部分を有する第2共通幹配線と、
前記繋ぎ換え領域内に前記共通電極と一体に形成された繋ぎ換え電極と、
前記繋ぎ換え領域内に配置され、それぞれが、前記繋ぎ換え電極と前記第1共通幹配線を接続する第1コンタクトホールと、前記繋ぎ換え電極と前記第2共通幹配線を接続する第2コンタクトホールとを含む複数の繋ぎ換えユニットとを備え、
前記第2共通幹配線の前記半導体層内の一部の層に形成された部分は、前記第1コンタクトホールの位置において、前記第2共通幹配線の前記第2配線層に形成された部分よりも大きく形成され、前記保護絶縁膜で覆われていることを特徴とする。
前記第1配線層と前記半導体層の間にゲート絶縁膜をさらに備え、
前記ゲート絶縁膜と前記保護絶縁膜は、前記第1コンタクトホールの位置において、下層側ほど大きくなるように、それぞれテーパー状に形成されていることを特徴とする。
前記第1および第2コンタクトホールは、前記繋ぎ換えユニット内に別々に形成されていることを特徴とする。
前記第1および第2コンタクトホールの少なくとも一方の形状が、長方形、および、長方形以外の多角形のいずれかであることを特徴とする。
前記第1および第2コンタクトホールの少なくとも一方の形状が、円形、および、楕円形のいずれかであることを特徴とする。
前記第1および第2コンタクトホールは、前記繋ぎ換えユニット内に一体に形成されていることを特徴とする。
一体に形成されたコンタクトホールの形状が、長方形、および、長方形以外の多角形のいずれかであることを特徴とする。
一体に形成されたコンタクトホールの形状が、円形、および、楕円形のいずれかであることを特徴とする。
前記繋ぎ換えユニットは、前記繋ぎ換え領域内に空き領域を形成しながら2次元状に配置されていることを特徴とする。
アクティブマトリクス基板と、
前記アクティブマトリクス基板に対向して配置された対向基板とを備え、
前記アクティブマトリクス基板は、
第1配線層に形成された複数のゲート線と、
半導体層、第2配線層、および、画素電極層に形成された積層配線である複数のデータ線と、
前記ゲート線と前記データ線の交点に対応して配置され、それぞれがスイッチング素子および画素電極を含む複数の画素回路と、
前記ゲート線、前記データ線、前記スイッチング素子、および、前記画素電極よりも上層に形成された保護絶縁膜と、
前記保護絶縁膜の上層に形成された共通電極と、
前記第1配線層に形成され、繋ぎ換え領域内に形成された部分を有する第1共通幹配線と、
前記半導体層、前記第2配線層、および、前記画素電極層に形成された積層配線であり、前記繋ぎ換え領域内に形成された部分を有する第2共通幹配線と、
前記繋ぎ換え領域内に前記共通電極と一体に形成された繋ぎ換え電極と、
前記繋ぎ換え領域内に配置され、それぞれが、前記繋ぎ換え電極と前記第1共通幹配線を接続する第1コンタクトホールと、前記繋ぎ換え電極と前記第2共通幹配線を接続する第2コンタクトホールとを有する複数の繋ぎ換えユニットとを含み、
前記第2共通幹配線の前記半導体層内の一部の層に形成された部分は、前記第1コンタクトホールの位置において、前記第2共通幹配線の前記第2配線層に形成された部分よりも大きく形成され、前記保護絶縁膜で覆われており、
前記繋ぎ換えユニットは、前記繋ぎ換え領域内に空き領域を形成しながら2次元状に配置されており、
前記対向基板は、前記空き領域に対向する位置に柱スペーサを有することを特徴とする。
第1配線層に、複数のゲート線と、前記繋ぎ換え領域内に形成された部分を有する第1共通幹配線とを形成するステップと、
ゲート絶縁膜と半導体膜とを成膜するステップと、
第2配線層に、複数のデータ線の主導体部の元になる第1導体部と、前記繋ぎ換え領域内に形成された部分を有する第2共通幹配線の主導体部の元になる第2導体部とを形成すると共に、前記半導体膜をパターニングすることにより、前記データ線の半導体部と前記第2共通幹配線の半導体部とを形成するソース層形成ステップと、
画素電極と、前記データ線の副導体部と、前記第2共通幹配線の副導体部とを形成すると共に、前記第1および第2導体部をパターニングすることにより、前記データ線の主導体部と前記第2共通幹配線の主導体部とを形成する画素電極層形成ステップと、
前記画素電極の上層に保護絶縁膜を形成するステップと、
前記保護絶縁膜の上層に共通電極を形成すると共に、前記共通電極と一体に前記繋ぎ換え領域内に繋ぎ換え電極を形成するステップとを備え、
前記保護絶縁膜を形成するステップは、前記繋ぎ換え電極と前記第1共通幹配線を接続する第1コンタクトホールを前記繋ぎ換えユニット内の第1位置に形成すると共に、前記繋ぎ換え電極と前記第2共通幹配線を接続する第2コンタクトホールを前記繋ぎ換えユニット内の第2位置に形成し、
前記ソース層形成ステップは、前記第1位置において前記第2共通幹配線の半導体部内の一部の層を前記第2共通幹配線の主導体部よりも大きく形成し、
前記保護絶縁膜を形成するステップは、前記第1位置において前記保護絶縁膜を前記第2共通幹配線の半導体部を覆うように形成することを特徴とする。
前記保護絶縁膜を形成するステップは、前記第1位置において、前記ゲート絶縁膜と前記保護絶縁膜を下層側ほど大きくなるように、それぞれテーパー状に形成することを特徴とする。
前記保護絶縁膜を形成するステップは、成膜処理、フォトレジスト形成処理、フォトレジストをマスクとして前記ゲート絶縁膜と前記保護絶縁膜をエッチングすると共に、前記フォトレジストをエッチングする処理、および、フォトレジスト剥離処理を含むことを特徴とする。
図1は、本発明の第1の実施形態に係るアクティブマトリクス基板を備えた液晶表示装置の構成を示すブロック図である。図1に示す液晶表示装置1は、液晶パネル2、表示制御回路3、ゲート線駆動回路4、データ線駆動回路5、および、バックライト6を備えている。以下、mおよびnは2以上の整数、iは1以上m以下の整数、jは1以上n以下の整数であるとする。
ガラス基板101上にスパッタリング法によって、Ti(チタン)、Al(アルミニウム)、および、Tiを順次成膜する。続いて、フォトリソグラフィ法とエッチングを用いてゲート層をパターニングし、ゲート線23、TFT21のゲート電極111、第1共通幹配線31などを形成する。ここで、フォトリソグラフィ法とエッチングを用いたパターニングとは、以下の処理をいう。まず、基板にフォトレジストを塗布する。次に、所望のパターンを有するフォトマスクを被せて基板を露光することにより、基板上にフォトマスクと同じパターンにフォトレジストを残す。次に、残したフォトレジストをマスクとして基板をエッチングすることにより、基板の表面にパターンを形成する。最後に、フォトレジストを剥離する。
図8Aに示す基板にCVD(Chemical Vapor Deposition )法によって、ゲート絶縁膜となるSiNx膜121と、アモルファスSi膜122と、n+アモルファスSi膜123とを連続して成膜する。第2工程では、半導体層のパターニングを行わない。半導体層のパターニングは、ソース層のパターニングと共に第3工程で行われる。
図8Bに示す基板にスパッタリング法によって、MoNb(モリブデンニオブ)膜132を成膜する。続いて、フォトリソグラフィ法とエッチングを用いてソース層と半導体層をパターニングし、データ線24の主導体部134、TFT21の導体部135、第2共通幹配線32の主導体部131などを形成する。TFT21の導体部135は、TFT21のソース電極、ドレイン電極、および、チャネル領域の位置に形成される。第3工程では、主導体部131、134、および、導体部135などの位置にフォトレジスト133を残すフォトマスクが使用される。このため露光後には、主導体部131、134、および、導体部135などの位置にフォトレジスト133が残る(図8C)。フォトレジスト133をマスクとして、まず第3工程で成膜したMoNb膜132をエッチングし、次に第2工程で成膜したn+アモルファスSi膜123とアモルファスSi膜122とを連続してエッチングする(図8D)。これにより、アモルファスSi膜122とn+アモルファスSi膜123は、ソース層とほぼ同じ形状にパターニングされる。最後にフォトレジスト133を剥離することにより、図8Eに示す基板が得られる。図8Eに示す基板では、エッチングされずに残ったMoNb膜132が、データ線24の主導体部134、TFT21の導体部135、および、第2共通幹配線32の主導体部131などになる。図8Eに示す基板では、データ線24の主導体部134、TFT21の導体部135、および、第2共通幹配線32の主導体部131の下層には、アモルファスSi膜122とn+アモルファスSi膜123が存在する。
図8Eに示す基板にスパッタリング法によって、画素電極22となるIZO膜141を成膜する。続いて、フォトリソグラフィ法とエッチングを用いて画素電極層をパターニングする。第4工程では、画素電極22の位置とソース層パターンの位置(ただし、TFT21のチャネル領域の位置を除く)にフォトレジスト142を残すフォトマスクが使用される。このため露光後には、画素電極22の位置、および、ソース層パターンの位置からTFT21のチャネル領域の位置を除いた位置にフォトレジスト142が残る(図8F)。フォトレジスト142をマスクとして、まずウェットエッチングによってIZO膜141とTFT21のチャネル領域の位置に存在する導体部135とをエッチングし、続いてドライエッチングによってTFT21のチャネル領域の位置に存在するn+アモルファスSi膜123をエッチングする(図8G、図8H)。図8Gには、導体部135のエッチングが完了した時点の基板が記載されている。図8Hには、n+アモルファスSi膜123のエッチングが完了した時点の基板が記載されている。図8Hに示すように、ドライエッチングによって、TFT21のチャネル領域に存在するアモルファスSi膜122の膜厚は薄くなる。最後にフォトレジスト142を剥離することにより、図8Iに示す基板が得られる。図8Iに示す基板では、TFT21のチャネル領域が形成され、TFT21のソース電極143とドレイン電極144は分離された状態になる。データ線24の主導体部134、TFT21のソース電極143とドレイン電極144、および、第2共通幹配線32の主導体部131の上層には、IZO膜141が残る。
図8Iに示す基板にCVD法によって、保護絶縁膜となる2層のSiNx膜151、152を順次成膜する。下層SiNx膜151の成膜条件と上層SiNx膜152の成膜条件は異なる。例えば、下層SiNx膜151には高温条件で成膜した膜密度の高い薄膜が使用され、上層SiNx膜152には低温条件で成膜した膜密度の低い厚膜が使用される。続いて、フォトリソグラフィ法とエッチングを用いて、第5工程で形成された2層のSiNx膜151、152、および、第2工程で形成されたSiNx膜121をパターニングする。繋ぎ換えユニット40を形成する位置には、図8J(d)に示すように、SiNx膜121、151、152を貫通するコンタクトホール41、および、SiNx膜151、152を貫通するコンタクトホール42が形成される。
図8Jに示す基板にスパッタリング法によって、共通電極30となるIZO膜を成膜する。続いて、フォトリソグラフィ法とエッチングを用いて共通電極層をパターニングし、共通電極30と繋ぎ換え電極37を形成する。図8K(d)に示すように、繋ぎ換え電極37は、コンタクトホール41の位置で第1共通幹配線31に直接接触し、コンタクトホール42の位置でIZO膜141を介して第2共通幹配線32の主導体部131に電気的に接続される。
本発明の第2の実施形態に係るアクティブマトリクス基板は、第1の実施形態とは異なる繋ぎ換えユニットを備えている。以下、第1の実施形態との相違点を説明し、第1の実施形態との共通点については説明を省略する。
本発明の第3の実施形態に係るアクティブマトリクス基板は、第1および第2の実施形態とは異なる繋ぎ換えユニットを備えている。以下、第1および第2の実施形態との相違点を説明し、第1および第2の実施形態との共通点については説明を省略する。
2…液晶パネル
3…表示制御回路
4…ゲート線駆動回路
5…データ線駆動回路
6…バックライト
7…対向基板
10…アクティブマトリクス基板
18、19…繋ぎ換え領域
20…画素回路
21…TFT
22…画素電極
23…ゲート線
24…データ線
30…共通電極
31…第1共通幹配線
32…第2共通幹配線
36…スリット
37…繋ぎ換え電極
40、50、60、70…繋ぎ換えユニット
41、42、51、61、62、71…コンタクトホール
43、44、53、54、63、64、73、74…開口
49…空き領域
121、151、152…SiNx膜
122…アモルファスSi膜
123…n+アモルファスSi膜
131、134…主導体部
141…IZO膜
第1の製造方法は、繋ぎ換え領域内に複数の繋ぎ換えユニットを有するアクティブマトリクス基板の製造方法であって、
第1配線層に、複数のゲート線と、前記繋ぎ換え領域内に形成された部分を有する第1共通幹配線とを形成するステップと、
ゲート絶縁膜と半導体膜とを成膜するステップと、
第2配線層に、複数のデータ線の主導体部の元になる第1導体部と、前記繋ぎ換え領域内に形成された部分を有する第2共通幹配線の主導体部の元になる第2導体部とを形成すると共に、前記半導体膜をパターニングすることにより、前記データ線の半導体部と前記第2共通幹配線の半導体部とを形成するソース層形成ステップと、
画素電極と、前記データ線の副導体部と、前記第2共通幹配線の副導体部とを形成すると共に、前記第1および第2導体部をパターニングすることにより、前記データ線の主導体部と前記第2共通幹配線の主導体部とを形成する画素電極層形成ステップと、
前記画素電極の上層に保護絶縁膜を形成するステップと、
前記保護絶縁膜の上層に共通電極を形成すると共に、前記共通電極と一体に前記繋ぎ換え領域内に繋ぎ換え電極を形成するステップとを備え、
前記保護絶縁膜を形成するステップは、前記繋ぎ換え電極と前記第1共通幹配線を接続する第1コンタクトホールを前記繋ぎ換えユニット内の第1位置に形成すると共に、前記繋ぎ換え電極と前記第2共通幹配線を接続する第2コンタクトホールを前記繋ぎ換えユニット内の第2位置に形成し、
前記ソース層形成ステップは、前記第1位置において前記第2共通幹配線の半導体部内の一部の層を前記第2共通幹配線の主導体部よりも大きく形成し、
前記保護絶縁膜を形成するステップは、前記第1位置において前記保護絶縁膜を前記第2共通幹配線の半導体部を覆うように形成することを特徴とする。
前記保護絶縁膜を形成するステップは、前記第1位置において、前記ゲート絶縁膜と前記保護絶縁膜を下層側ほど大きくなるように、それぞれテーパー状に形成することを特徴とする。
前記保護絶縁膜を形成するステップは、成膜処理、フォトレジスト形成処理、フォトレジストをマスクとして前記ゲート絶縁膜と前記保護絶縁膜をエッチングすると共に、前記フォトレジストをエッチングする処理、および、フォトレジスト剥離処理を含むことを特徴とする。
Claims (13)
- 第1配線層に形成された複数のゲート線と、
半導体層、第2配線層、および、画素電極層に形成された積層配線である複数のデータ線と、
前記ゲート線と前記データ線の交点に対応して配置され、それぞれがスイッチング素子および画素電極を含む複数の画素回路と、
前記ゲート線、前記データ線、前記スイッチング素子、および、前記画素電極よりも上層に形成された保護絶縁膜と、
前記保護絶縁膜の上層に形成された共通電極と、
前記第1配線層に形成され、繋ぎ換え領域内に形成された部分を有する第1共通幹配線と、
前記半導体層、前記第2配線層、および、前記画素電極層に形成された積層配線であり、前記繋ぎ換え領域内に形成された部分を有する第2共通幹配線と、
前記繋ぎ換え領域内に前記共通電極と一体に形成された繋ぎ換え電極と、
前記繋ぎ換え領域内に配置され、それぞれが、前記繋ぎ換え電極と前記第1共通幹配線を接続する第1コンタクトホールと、前記繋ぎ換え電極と前記第2共通幹配線を接続する第2コンタクトホールとを含む複数の繋ぎ換えユニットとを備え、
前記第2共通幹配線の前記半導体層内の一部の層に形成された部分は、前記第1コンタクトホールの位置において、前記第2共通幹配線の前記第2配線層に形成された部分よりも大きく形成され、前記保護絶縁膜で覆われていることを特徴とする、アクティブマトリクス基板。 - 前記第1配線層と前記半導体層の間にゲート絶縁膜をさらに備え、
前記ゲート絶縁膜と前記保護絶縁膜は、前記第1コンタクトホールの位置において、下層側ほど大きくなるように、それぞれテーパー状に形成されていることを特徴とする、請求項1に記載のアクティブマトリクス基板。 - 前記第1および第2コンタクトホールは、前記繋ぎ換えユニット内に別々に形成されていることを特徴とする、請求項1に記載のアクティブマトリクス基板。
- 前記第1および第2コンタクトホールの少なくとも一方の形状が、長方形、および、長方形以外の多角形のいずれかであることを特徴とする、請求項3に記載のアクティブマトリクス基板。
- 前記第1および第2コンタクトホールの少なくとも一方の形状が、円形、および、楕円形のいずれかであることを特徴とする、請求項3に記載のアクティブマトリクス基板。
- 前記第1および第2コンタクトホールは、前記繋ぎ換えユニット内に一体に形成されていることを特徴とする、請求項1に記載のアクティブマトリクス基板。
- 一体に形成されたコンタクトホールの形状が、長方形、および、長方形以外の多角形のいずれかであることを特徴とする、請求項6に記載のアクティブマトリクス基板。
- 一体に形成されたコンタクトホールの形状が、円形、および、楕円形のいずれかであることを特徴とする、請求項6に記載のアクティブマトリクス基板。
- 前記繋ぎ換えユニットは、前記繋ぎ換え領域内に空き領域を形成しながら2次元状に配置されていることを特徴とする、請求項1に記載のアクティブマトリクス基板。
- アクティブマトリクス基板と、
前記アクティブマトリクス基板に対向して配置された対向基板とを備え、
前記アクティブマトリクス基板は、
第1配線層に形成された複数のゲート線と、
半導体層、第2配線層、および、画素電極層に形成された積層配線である複数のデータ線と、
前記ゲート線と前記データ線の交点に対応して配置され、それぞれがスイッチング素子および画素電極を含む複数の画素回路と、
前記ゲート線、前記データ線、前記スイッチング素子、および、前記画素電極よりも上層に形成された保護絶縁膜と、
前記保護絶縁膜の上層に形成された共通電極と、
前記第1配線層に形成され、繋ぎ換え領域内に形成された部分を有する第1共通幹配線と、
前記半導体層、前記第2配線層、および、前記画素電極層に形成された積層配線であり、前記繋ぎ換え領域内に形成された部分を有する第2共通幹配線と、
前記繋ぎ換え領域内に前記共通電極と一体に形成された繋ぎ換え電極と、
前記繋ぎ換え領域内に配置され、それぞれが、前記繋ぎ換え電極と前記第1共通幹配線を接続する第1コンタクトホールと、前記繋ぎ換え電極と前記第2共通幹配線を接続する第2コンタクトホールとを有する複数の繋ぎ換えユニットとを含み、
前記第2共通幹配線の前記半導体層内の一部の層に形成された部分は、前記第1コンタクトホールの位置において、前記第2共通幹配線の前記第2配線層に形成された部分よりも大きく形成され、前記保護絶縁膜で覆われており、
前記繋ぎ換えユニットは、前記繋ぎ換え領域内に空き領域を形成しながら2次元状に配置されており、
前記対向基板は、前記空き領域に対向する位置に柱スペーサを有することを特徴とする、液晶パネル。 - 繋ぎ換え領域内に複数の繋ぎ換えユニットを有するアクティブマトリクス基板の製造方法であって、
第1配線層に、複数のゲート線と、前記繋ぎ換え領域内に形成された部分を有する第1共通幹配線とを形成するステップと、
ゲート絶縁膜と半導体膜とを成膜するステップと、
第2配線層に、複数のデータ線の主導体部の元になる第1導体部と、前記繋ぎ換え領域内に形成された部分を有する第2共通幹配線の主導体部の元になる第2導体部とを形成すると共に、前記半導体膜をパターニングすることにより、前記データ線の半導体部と前記第2共通幹配線の半導体部とを形成するソース層形成ステップと、
画素電極と、前記データ線の副導体部と、前記第2共通幹配線の副導体部とを形成すると共に、前記第1および第2導体部をパターニングすることにより、前記データ線の主導体部と前記第2共通幹配線の主導体部とを形成する画素電極層形成ステップと、
前記画素電極の上層に保護絶縁膜を形成するステップと、
前記保護絶縁膜の上層に共通電極を形成すると共に、前記共通電極と一体に前記繋ぎ換え領域内に繋ぎ換え電極を形成するステップとを備え、
前記保護絶縁膜を形成するステップは、前記繋ぎ換え電極と前記第1共通幹配線を接続する第1コンタクトホールを前記繋ぎ換えユニット内の第1位置に形成すると共に、前記繋ぎ換え電極と前記第2共通幹配線を接続する第2コンタクトホールを前記繋ぎ換えユニット内の第2位置に形成し、
前記ソース層形成ステップは、前記第1位置において前記第2共通幹配線の半導体部内の一部の層を前記第2共通幹配線の主導体部よりも大きく形成し、
前記保護絶縁膜を形成するステップは、前記第1位置において前記保護絶縁膜を前記第2共通幹配線の半導体部を覆うように形成することを特徴とする、アクティブマトリクス基板の製造方法。 - 前記保護絶縁膜を形成するステップは、前記第1位置において、前記ゲート絶縁膜と前記保護絶縁膜を下層側ほど大きくなるように、それぞれテーパー状に形成することを特徴とする、請求項11に記載のアクティブマトリクス基板の製造方法。
- 前記保護絶縁膜を形成するステップは、成膜処理、フォトレジスト形成処理、フォトレジストをマスクとして前記ゲート絶縁膜と前記保護絶縁膜をエッチングすると共に、前記フォトレジストをエッチングする処理、および、フォトレジスト剥離処理を含むことを特徴とする、請求項12に記載のアクティブマトリクス基板の製造方法。
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