WO2015020010A1

WO2015020010A1 - 表示パネルの製造方法及び表示パネル

Info

Publication number: WO2015020010A1
Application number: PCT/JP2014/070514
Authority: WO
Inventors: 進次松崎
Original assignee: 堺ディスプレイプロダクト株式会社
Priority date: 2013-08-07
Filing date: 2014-08-04
Publication date: 2015-02-12
Also published as: US20160048066A1

Abstract

　基板における配線等を修正する場合に、修正のための接続を確実に実行することができる表示パネルの製造方法及び表示パネルを提供する。　液晶を保持する基板に形成されており、映像を表示するための信号が伝達する信号配線４と、該信号配線４に電圧を印可するための電圧印加配線１１とを備える表示パネルの製造方法において、前記信号配線４を前記基板に形成し、前記電圧印加配線１１を前記基板に形成し、前記信号配線４を切断し、切断によって分断された前記信号配線４の一方及び前記電圧印加配線１１をイオン注入法によって接続することを特徴とする。

Description

表示パネルの製造方法及び表示パネル

　本発明は映像を表示する表示パネルの製造方法及び表示パネルに関する。

　薄型の表示装置、例えば液晶表示装置は、設置面積に比べて表示面積が大きいことから一般に広く普及している。液晶表示装置に使用されている表示パネルとしては、アクティブマトリクス基板が挙げられる（例えば特許文献１）。

　アクティブマトリクス基板は、マトリクス状に形成されたスイッチング素子である薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴという）と、各ＴＦＴに対応して、マトリクス状に形成された複数の画素電極と、これらの行方向および列方向に対応して直交するように形成された走査配線であるゲート配線および信号配線であるソース配線とを有している。

　ゲート配線は、その上に構成されたＴＦＴのゲート電極を兼ね、それに走査信号を与えることによりＴＦＴを駆動制御する。一方、ソース配線は各ＴＦＴのソース電極に接続され、ＴＦＴの駆動時にＴＦＴを介してデータ信号を画素電極に与える。また、ＴＦＴのドレイン電極は画素電極および付加容量の一方の端子に接続され、付加容量の他方の端子は付加容量配線に接続され、対向基板上の対向電極に接続される。

　ところで、高精細な液晶表示装置を製造しようとした場合、画素電極を小さくして画素電極数を増やさなくてはならない。それにともない、ＴＦＴも小さくして数を増やさなくてはならない。こうなると、アクティブマトリクス基板の製造において、製造装置の精度やダストなどの理由で、ＴＦＴの特性不良、画素電極と各配線、配線間どうしの電気的リークが起こる可能性が高くなる。液晶表示装置として点灯した場合、点欠陥あるいは線欠陥として見え、表示品位上好ましくない。

　特許文献１に記載の液晶表示装置においては、ゲート配線に開口を設けている。ゲート配線に平行な開口の一縁部及び該一縁部に対向する他縁部は、それぞれ電気的な経路となる。前記一縁部及び他縁部上にソース配線が交差しており、前記一縁部又は他縁部いずれか一方とソース配線との交差部分に欠陥が生じている場合、その交差部分において、ゲート配線を切断し、輝点の発生を防止し且つゲート配線の断線を回避している。

特開平１１－１１９２５３号公報

　電気的なリークは、ソース配線と、ＴＦＴに対向するカラーフィルタ側の基板との間でも生じ、いわゆる対向リークが生じることがある。この場合、対向リークが生じている箇所の両側にてソース配線を切断する。

　アクティブマトリクス基板の周縁部には、電圧を印可するための予備配線が設けてある。切断によって分断されたソース配線の内、駆動部に接続されていないソース配線には電圧が印可されないため、これを防止すべく、このソース配線と予備配線とをレーザ照射によって接続し、修正を行っている。しかしレーザ照射では、接続が十分でない場合がある。

　本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、基板における配線等を修正する場合に、修正のための接続を確実に実行することができる表示パネルの製造方法及び表示パネルに関する。

　本発明に係る表示パネルの製造方法は、液晶を保持する基板に形成されており、映像を表示するための信号が伝達する信号配線と、該信号配線に電圧を印可するための電圧印加配線とを備える表示パネルの製造方法において、前記信号配線を前記基板に形成し、前記電圧印加配線を前記基板に形成し、前記信号配線を切断し、切断によって分断された前記信号配線の一方及び前記電圧印加配線をイオン注入法によって接続することを特徴とする。

　本発明に係る表示パネルの製造方法は、液晶を保持する基板に形成されており、走査信号が伝達する走査配線と、該走査配線に直交する信号配線と、該信号配線及び走査配線が交差した箇所に対応して形成されたスイッチング素子と、該スイッチング素子の電極に接続された付加容量とを備える表示パネルの製造方法において、前記スイッチング素子を前記基板に形成し、前記付加容量を前記基板に形成し、前記スイッチング素子の電極及び付加容量の接続を切断し、前記付加容量の両電極をイオン注入法によって接続することを特徴とする。

　本発明に係る表示パネルの製造方法は、前記基板の一側にマスクを配置し、前記マスクにおける前記基板の反対側から電子銃によってイオンビームを照射することを特徴とする。

　本発明に係る表示パネルは、液晶を保持する基板に形成されており、映像を表示するための信号が伝達する信号配線と、該信号配線に電圧を印可するための電圧印加配線とを備える表示パネルにおいて、前記信号配線を切断してあり、切断によって分断された前記信号配線の一方及び前記電圧印加配線を接続してあり、前記信号配線の一方及び前記電圧印加配線の接続部分のイオン濃度が前記信号配線における他の部分よりも高濃度であることを特徴とする。

　本発明に係る表示パネルは、液晶を保持する基板に形成されており、走査信号が伝達する走査配線と、該走査配線に直交する信号配線と、該信号配線及び走査配線が交差した箇所に対応して形成されたスイッチング素子と、該スイッチング素子の電極に接続された付加容量とを備える表示パネルにおいて、前記スイッチング素子の電極及び付加容量の接続を切断してあり、前記付加容量の両電極が接続してあり、前記両電極の接続部分のイオン濃度が前記両電極における他の部分よりも高濃度であることを特徴とする。

　本発明においては、欠陥箇所にて信号配線を分断し、分断された信号配線の一方と電圧印可配線とをイオン注入法によって接続し、信号配線及び電圧印可配線の接続を確実に実行する。

　本発明においては、スイッチング素子の電極の間で、電気的リークが発生している場合に、電極及び付加容量の接続を切断し、付加容量の両電極をイオン注入法によって接続し、付加容量の接続を確実に実行する。

　本発明においては、基板をマスクの一側（下側）に配置し、マスクの他側（上側）から電子銃によってイオンビームを照射するので、一つのマスクを複数の基板に適用でき、レジストパターンを形成してイオンビームを照射する場合に比べて、短時間で効率よくイオン注入法を実行することができ、製造費用を削減することができる。

　本発明に係る表示パネルの製造方法及び表示パネルは、欠陥箇所にて信号配線を分断し、分断された信号配線の一方と電圧を印可するための配線とをイオン注入法によって接続し、レーザを使用する場合に比べて、信号配線及び電圧を印可するための配線の接続を確実に実行することができる。またスイッチング素子のソース電極及びドレイン電極の間で、電気的リークが発生している場合に、ドレイン電極及び付加容量の接続を切断し、付加容量の両電極をイオン注入法によって接続し、レーザを使用する場合に比べて、付加容量の接続を確実に実行することができる。

実施の形態１に係る液晶表示パネルのアクティブマトリクス基板の等価回路図である。異物付近の模式的拡大断面図である。接続箇所の模式的断面図である。ソース配線と予備配線との接続方法を説明する説明図である。ソース配線と予備配線との接続方法を説明する説明図である。レーザ照射による接続箇所を示す模式的断面図である。実施の形態２に係る液晶表示パネルのＴＦＴ付近の構成を示すアクティブマトリクス基板の等価回路図である。付加容量の接続方法を説明する説明図である。付加容量の接続方法を説明する説明図である。レーザ照射による接続箇所を示す模式的断面図である。

　（実施の形態１）
　以下本発明を実施の形態１に係る液晶表示パネルを示す図面に基づいて説明する。図１は液晶表示パネルのアクティブマトリクス基板の等価回路図、図２は異物付近の模式的拡大断面図、図３は接続箇所の模式的断面図である。

　液晶パネルは、ＴＦＴ２０（すなわちアクティブマトリクス基板１０）を製造し、製造したアクティブマトリクス基板１０とカラーフィルタ側の基板との間に液晶を設け、両基板を貼り合わせ、所定の寸法に分断して製造される。

　アクティブマトリクス基板１０は、ＴＦＴ側ガラス基板１と、該ＴＦＴ側ガラス基板１上に設けられたゲート配線２と、前記ＴＦＴ側ガラス基板１及びゲート配線２上に設けられた絶縁膜３と、該絶縁膜３上に設けられたソース配線４と、該ソース配線４上に設けられた保護膜５とを備える。なお絶縁膜３はプラズマＣＶＤ(Chemical Vapor Deposition)によって形成されている。

　アクティブマトリクス基板１０は、カラーフィルタ側ガラス基板６に対向している。カラーフィルタ側ガラス基板６の一面にはＩＴＯ膜７が設けてある。該ＩＴＯ膜７と、アクティブマトリクス基板１０の保護膜５とが対向している。

　走査配線であるゲート配線２及び信号配線であるソース配線４は縦横方向に交差するように形成されている。例えば図１に示すように、横方向に沿った複数のゲート配線２が縦方向に並設され、縦方向に沿った複数のソース配線４が横方向に並設されている。ソース配線４は、ゲート配線２の上側に位置する。

　ソース配線４の一端部に、電圧を印加するソース駆動部１４が接続してある。ゲート配線２の一端部に、電圧を印可するゲート駆動部１２が接続してある。またアクティブマトリクス基板１０の周縁部（換言すれば映像を表示するアクティブエリアの外側）に、電圧を印可するための予備配線１１が設けてある。予備配線１１はゲート配線２を形成するときに形成され、ゲート配線２と同じ成分で構成されている。予備配線１１にはソース駆動部１４から電圧が印可される。

　ゲート配線２及びソース配線４が交差する箇所の付近であって、ゲート配線２及びソース配線４によって形成されたマス目の内側にＴＦＴ２０が設けてある。ＴＦＴ２０のゲート電極２１はゲート配線２に接続してあり、ソース電極２２はソース配線４に接続してある。なお、ＴＦＴ２０はゲート配線２上に形成されている。

　隣接するゲート配線２間には、ゲート配線２と平行に付加容量配線３４が形成されている。付加容量配線３４は接地してある。液晶の配向速度が速いために、画面がちらついて視認されるフリッカー現象を防止すべく、ＴＦＴ２０のドレイン電極２３及び付加容量配線３４の間に付加容量３０が介装してある。すなわち付加容量３０の一方の電極とドレイン電極２３とが接続してあり、他方の電極と付加容量配線３４とが接続してある。ドレイン電極２３は画素電極４０の一方に接続してある。画素電極４０の他方は接地してある。

　図２に示すように、アクティブマトリクス基板１０を製造する過程において、異物８が侵入し、絶縁膜３の上に位置することがある。ソース配線４を形成する場合に、異物８の上にもソース配線４は形成される。ソース配線４の上に保護膜５が形成されるが、異物８の上に形成されたソース配線４は異物８に倣って突出しているので、保護膜５が異物８の上のソース配線４を覆うことができない。

　このためソース配線４が、カラーフィルタ側ガラス基板６に設けられたＩＴＯ膜７に接触し、電気的リーク（対向リーク）が発生する。アクティブマトリクス基板１０を製造する過程において、対向リークが発生する可能性がある欠陥（所定以上の高さを有する異物８の存在等）の有無を検査する。この検査において、欠陥が発見された場合、ソース配線４における欠陥箇所の両側を切断する（以下、ソース配線４における切断箇所を切断部４ａとも称する）。切断部４ａによって、対向リークの発生を防止することができる。

　図１に示すように、切断部４ａによって、ソース配線４は、ソース駆動部１４に接続されたソース配線４と、ソース駆動部１４に非接続のソース配線４との二つに分断される。ソース駆動部１４に非接続のソース配線４は、ソース駆動部１４からの信号（電圧）を伝達すべく、予備配線１１に接続されている。

　図３は、ソース配線４と予備配線１１との接続箇所１５を示す模式的断面図である。ソース配線４及び予備配線１１の間には、絶縁膜３が存在する。接続箇所１５において、他の箇所に比べて不純物（イオン）を多く含んだ層（Ｎ＋層）５０が形成されている。Ｎ＋層５０は、絶縁膜３からソース配線４及び予備配線１１に亘って形成されている。換言すればＮ＋層５０によって、ソース配線４と予備配線１１とが接続されている。

　次にソース配線４と予備配線１１との接続方法について説明する。図４Ａ及び図４Ｂはソース配線４と予備配線１１との接続方法を説明する説明図である。

　まずソース配線４と予備配線１１との接続箇所１５に対応した位置にマスク孔６１を形成したマスク６０を準備する。マスク孔６１の上側にはイオンビームを照射する電子銃７０を配置する。電子銃７０はマスク孔６１に向けられている。電子銃７０は横向き及び縦向きに回動することができる。電子銃７０は横向きの一方向に所定距離回動した後、縦向きの一方向に僅かな距離（前記所定距離に比べて十分に短い距離）回動する。その後横向きの他方向に所定距離回動した後、縦向きの一方向に僅かな距離回動し、これらの動作を繰り返す。その結果、電子銃７０から照射されたイオンビームの軌跡は横長クランク形状が連続したジグザグ状をなす。

　マスク６０の下側における所定位置にアクティブマトリクス基板１０を配する。そして電子銃７０は回動しつつ、イオンビーム（イオン粒子）をマスク孔６１に向けて照射する。マスク孔６１を通過したイオンビームは、ソース配線４と予備配線１１との接続箇所１５に照射され、接続箇所１５にイオンが注入される。

　電子銃７０は回転しながらイオンビームを照射するので、照射面積は大きくなる傾向にあるが、マスク６０を使用することによって、接続箇所にピンポイントでイオンを注入することができる。

　イオン注入において用いられるイオンの種類としては、例えばヒ素イオン、リンイオン等が挙げられる。また注入されるイオンのドーズ量としては、10¹⁸[ions/cm²]以上が好ましい。またイオンビームのエネルギーとしては、５００[ｋｅＶ]～数[ＭｋｅＶ]が好ましい。

　ここでイオン濃度と膜の深さとの関係について説明する。イオン注入法によるイオン濃度は、所定の深さにおいて最も高く、所定の深さよりも深くなるに従って及び所定の深さよりも浅くなるに従って、イオン濃度は低くなる。実施の形態１においては、絶縁膜３付近において、イオン濃度が最も高くなるようにイオンが注入されている。

　ソース配線４及び予備配線１１付近のイオン濃度は、絶縁膜３付近よりも低いが、ソース配線４及び予備配線１１が電気的に接続されるには充分なイオン濃度を有する。なお絶縁膜３が厚い場合、ソース配線４及び予備配線１１を電気的に接続させるべく、イオン注入を複数回行っても良い。

　次にイオン注入法による接続とレーザ照射による接続との相違を説明する。図５はレーザ照射による接続箇所１５を示す模式的断面図である。図５に示すように、予備配線１１にレーザを照射した場合、アクティブマトリクス基板１０に孔が穿設され、該孔の内周面に沿って予備配線１１がソース配線４まで突出し、ソース配線４に接続する。

　ソース配線４は、予備配線１１の突出した部分に接続するため、Ｎ＋層５０による接続に比べて接続面積が小さい。そのため表示パネルに撓みが生じた場合、外部から力が作用した場合等に、接続が外れるおそれがある。

　図３に示すように、Ｎ＋層５０による接続の場合、Ｎ＋層５０全体が接続部分を形成し、しかも層内部に埋設されている状態である。また絶縁膜３はプラズマＣＶＤによって形成されているので、密着性が高く、表示パネルに撓みが生じた場合、外部から力が作用した場合でも、容易には外れない。従ってより一層確実な接続を実現することができる。

　実施の形態１に係る表示パネルの製造方法及び表示パネルは、欠陥箇所にてソース配線４を分断し、ソース駆動部１４に非接続のソース配線４と予備配線１１とをイオン注入法によって接続する。そのためレーザを使用する場合に比べて、ソース配線４及び予備配線１１の接続を確実に実行することができる。

　またアクティブマトリクス基板１０をマスク６０の下側に配置し、マスク６０の上側から電子銃７０によってイオンビームを照射するので、一つのマスク６０を複数の基板に適用でき、また一つのアクティブマトリクス基板１０に複数回使用することもできるので、レジストパターンを形成してイオンビームを照射する場合に比べて、短時間で効率よくイオン注入法を実行することができ、製造費用を削減することができる。

　（実施の形態２）
　以下本発明を実施の形態２に係る液晶表示パネルを示す図面に基づいて説明する。図６はＴＦＴ２０付近の構成を示すアクティブマトリクス基板１０の等価回路図、図７Ａ及び図７Ｂは付加容量３０の接続方法を説明する説明図である。

　アクティブマトリクス基板１０を製造する過程において、ＴＦＴ２０のドレイン電極２３及びソース電極２２が短絡し、いわゆるＳ－Ｄリークが発生することがある。この場合、ノーマリーブラックのパネルにおいては、Ｓ－Ｄリークが発生した画素は輝点となる。

　そのため、アクティブマトリクス基板１０の製造工程において、アクティブマトリクス基板１０の検査を行い、Ｓ－Ｄリークが発生している場合には、図６に示すように、該当するＴＦＴ２０のドレイン電極２３と付加容量３０とを接続する配線を切断する（この切断した部分を切断部２３ａとも称する）。また付加容量３０の両電極を接続し、付加容量３０を付加容量配線３４と同電位（０Ｖ）にする。切断部２３ａによって、ドレイン電極２３の電位が付加容量３０の電位に影響されることを防止する。

　図７Ａに示すように、付加容量３０は、電極である第１金属層３１及び第２金属層３２の間に、誘電体である絶縁膜３３を配置して構成されている。なお第１金属層３１及び第２金属層３２それぞれは、ソース配線４及びゲート配線２を形成する時に形成され、ソース配線４及びゲート配線２と同じ成分にて構成されている。

　図７Ｂに示すように、付加容量３０の接続箇所３５には、Ｎ＋層３６が形成されている。Ｎ＋層３６は、絶縁膜３３から第１金属層３１及び第２金属層３２に亘って形成されている。換言すればＮ＋層３６によって、第１金属層３１及び第２金属層３２が接続されている。

　次に第１金属層３１及び第２金属層３２の接続方法について説明する。

　図７Ａに示すように、まず第１金属層３１及び第２金属層３２との接続箇所３５に対応した位置にマスク孔６１を形成したマスク６０を準備する。マスク孔６１の上側にはイオンビームを照射する電子銃７０を配置する。電子銃７０はマスク孔６１に向けられている。電子銃７０は横方向及び縦方向に回動することができる。電子銃７０は横向きの一方向に所定距離回動した後、縦向きの一方向に僅かな距離（前記所定距離に比べて十分に短い距離）回動する。その後横向きの他方向に所定距離回動した後、縦向きの一方向に僅かな距離回動し、これらの動作を繰り返す。その結果、電子銃７０から照射されたイオンビームの軌跡は横長クランク形状が連続したジグザグ状をなす。

　マスク６０の下側における所定位置にアクティブマトリクス基板１０を配する。そして電子銃７０は回動しつつ、イオンビームをマスク孔６１に向けて照射する。マスク孔６１を通過したイオンビームは、第１金属層３１及び第２金属層３２の接続箇所３５に照射され、接続箇所３５にイオンが注入される。

　図８はレーザ照射による接続箇所３５を示す模式的断面図である。付加容量３０の両電極の接続をレーザ照射によって行った場合、アクティブマトリクス基板１０に孔が穿設され、該孔の内周面に沿って第１金属層３１が第２金属層３２まで突出し、第２金属層３２に接続する。第２金属層３２は、第１金属層３１の突出した部分に接続するため、Ｎ＋層３６による接続に比べて接続面積が小さい。

　図７Ｂに示すように、Ｎ＋層３６による接続の場合、Ｎ＋層３６全体が接続部分を形成し、しかも層内部に埋設されている状態であるため、より一層確実な接続を実現することができる。

　実施の形態２に係る表示パネルの製造方法及び表示パネルは、ＴＦＴ２０のソース電極２２及びドレイン電極２３の間で、電気的リークが発生している場合に、ドレイン電極２３及び付加容量３０の接続を切断し、付加容量３０の両電極をイオン注入法によって接続し、レーザを使用する場合に比べて、付加容量３０の接続を確実に実行することができる。

　実施の形態２に係る表示パネルの構成の内、実施の形態１と同様な構成については同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。

　今回開示した実施の形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。各実施例にて記載されている技術的特徴は互いに組み合わせることができ、本発明の範囲は、請求の範囲内での全ての変更及び請求の範囲と均等の範囲が含まれることが意図される。

　１　ＴＦＴ側ガラス基板（基板）
　２　ゲート配線（走査配線）
　４　ソース配線（信号配線）
　１１　予備配線（電圧印加配線）
　１５、３５　接続箇所
　２０　ＴＦＴ（スイッチング素子）
　２２　ソース電極
　２３　ドレイン電極（電極）
　３０　付加容量
　３１　第１金属層
　３２　第２金属層
　３３　絶縁膜
　３４　付加容量配線
　３６、５０　Ｎ＋層
　６０　マスク
　６１　マスク孔
　７０　電子銃

Claims

　液晶を保持する基板に形成されており、映像を表示するための信号が伝達する信号配線と、該信号配線に電圧を印可するための電圧印加配線とを備える表示パネルの製造方法において、
　前記信号配線を前記基板に形成し、
　前記電圧印加配線を前記基板に形成し、
　前記信号配線を切断し、
　切断によって分断された前記信号配線の一方及び前記電圧印加配線をイオン注入法によって接続すること
　を特徴とする表示パネルの製造方法。
　液晶を保持する基板に形成されており、走査信号が伝達する走査配線と、該走査配線に直交する信号配線と、該信号配線及び走査配線が交差した箇所に対応して形成されたスイッチング素子と、該スイッチング素子の電極に接続された付加容量とを備える表示パネルの製造方法において、
　前記スイッチング素子を前記基板に形成し、
　前記付加容量を前記基板に形成し、
　前記スイッチング素子の電極及び付加容量の接続を切断し、
　前記付加容量の両電極をイオン注入法によって接続すること
　を特徴とする表示パネルの製造方法。
　前記基板の一側にマスクを配置し、
　前記マスクにおける前記基板の反対側から電子銃によってイオンビームを照射すること
　を特徴とする請求項１又は２に記載の表示パネルの製造方法。
　液晶を保持する基板に形成されており、映像を表示するための信号が伝達する信号配線と、該信号配線に電圧を印可するための電圧印加配線とを備える表示パネルにおいて、
　前記信号配線を切断してあり、
　切断によって分断された前記信号配線の一方及び前記電圧印加配線を接続してあり、
　前記信号配線の一方及び前記電圧印加配線の接続部分のイオン濃度が前記信号配線における他の部分よりも高濃度であること
　を特徴とする表示パネル。
　液晶を保持する基板に形成されており、走査信号が伝達する走査配線と、該走査配線に直交する信号配線と、該信号配線及び走査配線が交差した箇所に対応して形成されたスイッチング素子と、該スイッチング素子の電極に接続された付加容量とを備える表示パネルにおいて、
　前記スイッチング素子の電極及び付加容量の接続を切断してあり、
　前記付加容量の両電極が接続してあり、
　前記両電極の接続部分のイオン濃度が前記両電極における他の部分よりも高濃度であること
　を特徴とする表示パネル。