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JPH0990397A - アクティブマトリクス基板およびそれを用いた表示装置 - Google Patents

アクティブマトリクス基板およびそれを用いた表示装置

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Publication number
JPH0990397A
JPH0990397A JP25138595A JP25138595A JPH0990397A JP H0990397 A JPH0990397 A JP H0990397A JP 25138595 A JP25138595 A JP 25138595A JP 25138595 A JP25138595 A JP 25138595A JP H0990397 A JPH0990397 A JP H0990397A
Authority
JP
Japan
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terminals
active matrix
matrix substrate
film
thin film
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP25138595A
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English (en)
Inventor
Hirohiko Nishiki
博彦 錦
Naoyuki Shimada
尚幸 島田
Mikio Katayama
幹雄 片山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
Priority to JP25138595A priority Critical patent/JPH0990397A/ja
Priority to KR1019960041502A priority patent/KR100269669B1/ko
Priority to US08/723,956 priority patent/US5798812A/en
Publication of JPH0990397A publication Critical patent/JPH0990397A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
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    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
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    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な製造工程によりアクティブマトリクス
基板と外部基板との接続用端子間のリークを防ぐ。 【解決手段】 アクティブマトリクス基板と外部基板と
を接続する実装領域３５において、ゲート接続端子８、
８間とデータ接続端子９、９間に有機薄膜パターン１０
を形成する。有機薄膜パターン１０上に形成されたＩＴ
Ｏ膜１３のエッチング速度は速いので、画素電極をパタ
ーニングする際に、端子間にＩＴＯ膜が残らない。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＴＦＴ（薄膜トラ
ンジスタ）やＭＩＭ（Ｍｅｔａｌ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ
Ｍｅｔａｌ）素子等のスイッチング素子を備えたアク
ティブマトリクス基板およびそれを用いた表示装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】上述の表示装置としては、液晶、エレク
トロクロミック、エレクトロルミネッセンス、プラズマ
等の表示媒体を用いた表示装置が知られており、前記表
示媒体は、一対の基板の間隙に保持されている。このよ
うな表示装置に用いられる一方の基板としては、互いに
交差する複数の走査配線および信号配線と共に、アモル
ファスシリコンや多結晶シリコンなどの半導体から構成
されるＴＦＴ或はＭＩＭ素子等のスイッチング素子と画
素電極とを表示部にマトリクス状に設け、上記スイッチ
ング素子にて画素電極を駆動する、所謂アクティブマト
リクス基板が知られている。
【０００３】従来、上記アクティブマトリクス基板に用
いられる絶縁膜としては、ＳｉＮ等の無機材料が用いら
れているが、最近、有機材料も用いられるようになって
きている。上記有機材料を用いた絶縁膜の成膜は、例え
ば、有機材料を含んだ溶液をスピン塗布法等により塗布
した後、熱処理等を施して硬化させることにより形成さ
れる。
【０００４】特に、有機材料を用いた場合は、紫外線等
の光を照射すると、光が照射された部分のみが感光して
アルカリ水溶液に対して可溶性を有するようになる。従
って、そのアクリル樹脂材料を含んだ溶液をスピン塗布
法によって塗布した後、プレベーキング、パターン露
光、アルカリ現像および純水洗浄を行うと共に基板全面
露光による樹脂の透明化という通常のフォトパターニン
グ工程と同様の処理を行うことにより、成膜と同時にパ
ターニングが行えるという大きな利点を有する。このよ
うな有機材料からなる絶縁膜は、高開口率構造の液晶表
示装置における、層間絶線膜として用いられる。
【０００５】図５（ａ）は、上記層間絶縁膜を有するア
クティブマトリクス基板を示す平面図であり、図５
（ｂ）は図５（ａ）のＣ−Ｃ’線断面図である。このア
クティブマトリクス基板は、基板１１上に無機材料から
なる絶縁膜１７が形成され、その絶縁膜１７の上にアモ
ルファスシリコン半導体層からなるＴＦＴ３、接続電極
４および画素電極６がマトリクス状に形成されており、
ゲート配線１およびデータ配線２が互いに交差して形成
されている。ゲート配線１、データ配線２および接続電
極４上には上述した有機材料からなる層間絶縁膜１６が
形成され、その上に画素電極６が形成されている。接続
電極４と画素電極６とは層間絶縁膜１６に設けられたコ
ンタクトホール５において電気的に接続されている。こ
のようにゲート配線１やデータ配線２の上に画素電極６
の周縁部が重なっているので、液晶表示装置の開口率が
向上される。
【０００６】ところで、上述のアクティブマトリクス基
板は、表示部周辺に、外部基板と各配線とを接続するた
めの端子が形成される。
【０００７】図６に、高開口率構造のアクティブマトリ
クス基板の平面図を示す。このアクティブマトリクス基
板は、前述の無機材料からなる絶縁膜が形成された基板
１１の上にゲート配線１およびデータ配線２が交差して
形成され、ゲート配線１と、これに電気的に接続された
ゲート配線端子用幅広部１ａとが一体的に形成され、デ
ータ配線２と、これに電気的に接続されたデータ配線端
子用幅広部２ａとが一体的に形成されている。
【０００８】上記配線１と２の全部と、幅広部１ａと２
ａとの各々の一部とを覆って有機材料からなる層間絶縁
膜７ａ（図５では１６）が形成されている。層間絶縁膜
７ａを幅広部１ａと２ａの一部の上にも設けるのは、対
向基板と貼り合わせるためのシール剤からなるシール部
３４を表示部の外側に配するためであり、シール部３４
の外側の実装領域３５が、外部端子（図示せず）と実質
的に電気的に接続されるゲート配線端子８とデータ配線
端子９となる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のアクティブマトリクス基板は、実装領域３５には有
機薄膜が形成されていないため、以下のような問題が生
じていた。
【００１０】上記画素電極としてはＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕ
ｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）等の透明導電膜が用いられ
る。この画素電極は、ＩＴＯ膜を基板全面に成膜してパ
ターニングすることにより形成するが、有機膜上に成膜
された部分と無機膜上に成膜された部分とが存在する。
有機膜上と無機膜上では、ＩＴＯの結晶成長の仕方が異
なり、ＩＴＯ膜のエッチング速度も全く異なるものとな
る。例えば、有機膜上のＩＴＯ膜は無機膜上のＩＴＯ膜
より約８倍のエッチング速度を有するものとなる。
【００１１】このため、画素電極のパターニング精度の
観点から、有機材料からなる層間絶縁薄膜７ａ上にＩＴ
Ｏ膜が成膜されている表示部にエッチング時間を合わせ
る必要がある。従って、層間絶縁膜７ａが形成されずに
無機膜材料からなる絶縁膜１７上にＩＴＯ膜１２が成膜
されている実装領域３５では、隣合う端子８、８間およ
び９、９間にＩＴＯ膜１５がエッチングしきれずに残っ
てしまう。
【００１２】このことを、図７に基づき詳述する。
【００１３】図７（ａ）に示すように、基板１１上に無
機材料からなる絶縁膜１７が形成され、絶縁膜１７の上
にデータ配線端子９が間隔をあけて並設されている。
【００１４】次に、この状態の基板の全面上に、前記画
素電極６として用いられるＩＴＯ膜６ａが形成される
（図７（ｂ）参照）。
【００１５】続いて、図７（ｃ）に示すように、導電材
料であるＩＴＯ膜６ａをエッチングにて、データ配線端
子９と９との間から除去すべく、データ配線端子９の上
にフォトレジスト１４を形成し、ＩＴＯ膜６ａのエッチ
ングを行う。
【００１６】図７（ｄ）は、そのエッチング後の状態を
示す。つまり、有機材料からなる層間絶縁膜の上のＩＴ
Ｏ膜はエッチングにてすべて除去されるものの、前述の
エッチング速度の違いにより無機材料からなる絶縁膜１
７上のＩＴＯ膜６ａはエッチングしきれずに残ってしま
う。その結果、このエッチング残りのＩＴＯ膜１５によ
り、データ配線端子９、９間にリーク不良が生じる原因
となっていた。このことは、隣接するゲート配線端子
８、８間においても同様である。
【００１７】このリーク不良を低減するためには、ま
ず、エッチングレートの速い有機膜上のＩＴＯ膜に合わ
せたエッチング時間で１度目のエッチングを行い、次
に、有機膜上のＩＴＯ膜をレジストで保護して、無機膜
上のＩＴＯ膜１２に合わせたエッチング時間で２度目の
エッチングを行う必要があった。この場合には、フォト
レジスト形成工程およびエッチング工程を２回必要と
し、製造工程が煩雑となるという問題があった。
【００１８】本発明は従来技術の課題を解決すべくなさ
れたものであり、製造工程を煩雑とすることなく、外部
基板との接続が行われる端子間のリークを防ぐことがで
きるアクティブマトリクス基板およびそれを用いた表示
装置を提供することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】本発明のアクティブマト
リクス基板は、基板上に複数のスイッチング素子および
画素電極がマトリクス状に形成され、該スイッチング素
子を制御する走査配線と該スイッチング素子にデータ信
号を供給する信号配線とが互いに交差するように形成さ
れ、各配線と電気的に接続された、外部端子との接続が
行われる端子を備え、該端子の間に有機薄膜パターンが
形成され、そのことにより上記目的が達成される。
【００２０】本発明のアクティブマトリクス基板におい
て、前記有機薄膜パターンとして、前記走査配線および
前記信号配線を覆うように形成された層間絶縁膜を用い
る構成とすることができる。
【００２１】本発明の表示装置は、表示媒体を挟んで対
向配設される一対の基板のうちの一方に、上記アクティ
ブマトリクス基板が用いられ、そのことにより上記目的
が達成される。
【００２２】以下、本発明の作用について説明する。
【００２３】本発明にあっては、外部端子と接続される
端子の隣合うもの同士の間にも有機薄膜パターンが形成
されている。よって、画素電極の下側に相当する位置に
有機薄膜が存在しても、端子間にも有機薄膜が形成され
ているので、両有機薄膜上のＩＴＯ膜はほぼ同時にエッ
チング除去される。従って、端子間にＩＴＯ膜が残らな
い。よって、製造工程を煩雑とすることなく、端子間の
リーク不良の発生を防止できる。また、上記エッチング
は、有機薄膜上のＩＴＯ膜を対象として行うため、エッ
チング速度は早くなる。
【００２４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら説明する。尚、以下の図におい
て、同一の機能を有する部分については、従来のアクテ
ィブマトリクス基板と同じ符号を用いて示している。
【００２５】図１は、本発明の一実施形態であるアクテ
ィブマトリクス基板を示す平面図である。このアクティ
ブマトリクス基板は、高開口率構造となっており、各画
素部分は図５に示すようになっている。すなわち、走査
線としてのゲート配線１および信号配線としてのデータ
配線２が互いに交差するように形成され、ゲート配線に
電気的に接続して、ゲート配線端子用幅広部１ａがゲー
ト配線１と一体的に形成されている。また、ゲート配線
２に電気的に接続して、データ配線端子用幅広部２ａが
ゲート配線２と一体的に形成されている。
【００２６】上記ゲート配線１とゲート配線２との交差
部近傍には、スイッチング素子であるＴＦＴ３が形成さ
れている。このＴＦＴ３は、ゲート電極上にゲート絶縁
膜を間に介して半導体層が形成され、その上で電気的に
分断されてソース電極およびドレイン電極が形成された
逆スタガ構造である。ＴＦＴのゲート電極にはゲート配
線１が接続され、そこに入力される信号によってＴＦＴ
が駆動される。また、ＴＦＴのソース電極にはデータ配
線２が接続され、そこからデータ信号が入力される。
【００２７】このＴＦＴ３のドレイン電極と電気的に接
続して接続電極４が形成されている（図５参照）。上記
ゲート配線１、データ配線２、ＴＦＴ３および接続電極
４を覆って有機材料からなる後述の層間絶縁膜１６が形
成され、この層間絶縁膜１６を貫通するコンタクトホー
ル５を介して接続電極４と電気的に接続してＩＴＯ膜か
らなる画素電極６が層間絶縁膜１６の上にマトリクス状
に形成されている。この画素電極６が形成されている部
分が表示部として用いられる。
【００２８】上記層間絶縁膜１６は、表示部の上とゲー
ト配線端子用幅広部１ａおよびソース配線端子用幅広部
２ａの各々の一部の上に形成された有機薄膜パターン本
体部７と、ゲート配線端子８とソース配線端子９とを各
々挟んで両側に有機薄膜パターン本体部７から延出させ
た有機薄膜パターン１０とから構成されている。上記有
機薄膜パターン１０は、少なくともゲート配線端子８と
８との間およびソース配線端子９と９との間に形成する
ようにしてもよい。
【００２９】このアクティブマトリクス基板の製造工程
について、図１のＡ−Ａ’線断面図である図２を参照し
ながら説明する。
【００３０】まず、図２（ａ）に示すように、透明基板
１１上に形成された無機材料からなる絶縁膜１７上に、
ゲート配線１と共にゲート電極およびゲート配線端子用
幅広部１ａを形成し、続いてゲート絶縁膜（図示せず）
を形成した後、その上であって、ゲート電極上にＴＦＴ
３を形成する。また、ＴＦＴ３のドレイン電極と電気的
に接続して接続電極を形成する。さらに、前記有機薄膜
パターン本体部（層間絶縁膜）７と共に有機薄膜パター
ン（層間絶縁膜）１０を層間絶縁膜１６として形成す
る。
【００３１】次に、図２（ｂ）に示すように、この状態
の基板上のほぼ全面に画素電極用のＩＴＯ膜６ａを成膜
する。この時、無機材料からなる絶縁膜１７上にはエッ
チングレートの遅いＩＴＯ膜１２が成膜され、有機薄膜
１０の上にはエッチングレートの速いＩＴＯ膜１３が形
成される。
【００３２】続いて、図２（ｃ）に示すようにフォトリ
ソグラフィー工程により、表示部における画素電極の形
成部分と共に、端子９上のＩＴＯ膜１２をフォトレジス
ト１４で覆う。
【００３３】その後、フォトレジスト１４をマスクとし
てＩＴＯ膜のエッチングを行うことにより、有機薄膜パ
ターン本体部７上のＩＴＯ膜１３がエッチング除去さ
れ、同時に、実装領域３５において有機薄膜パターン１
０上のＩＴＯ膜１３もエッチング除去される。以上のこ
とは、ソース配線端子８においても同様である。
【００３４】本実施例のアクティブマトリクス基板によ
れば、有機薄膜パターン本体部７上のＩＴＯ膜１３に合
わせたエッチング時間でエッチングを行っても、端子間
にＩＴＯ膜１３が残ることはなく、リーク不良の発生を
防止でき、また、１回のフォトパターニング工程および
エッチング工程でＩＴＯ膜のパターン形成を行うことが
できた。
【００３５】このアクティブマトリクス基板は、図３に
示すように、対向電極４１が形成された対向基板４２と
シール部３４により貼り合わせられ、両基板の間隙に液
晶４３が狭持されて液晶表示装置が構成される。表示部
の周辺では、ゲート配線端子およびデータ配線端子９
は、シール部３４の外側の実装領域３５で、外部回路の
ベース基板２５および銅等の端子２４からなるＴＡＢ２
６と、絶縁性樹脂２２の中にプラスチックビーズや金属
粒子２１を混ぜ合わせてフィルム状にした異方性導電膜
２３を介して接続される。実装領域３５は通常３〜５ｍ
ｍ程度の大きさである。図１に示す各端子８および９に
接続されているショートリング３１は表示装置の完成時
には面取り線３２まで除去される。
【００３６】上記実施形態では、有機薄膜パターン１０
は、有機薄膜パターン本体部７を形成する際に、同時に
形成しているが、別途、有機薄膜パターン１０のみを形
成してもよい。但し、有機薄膜パターン７および有機薄
膜パターン１０としては、画素電極の下の位置に本来的
に形成されるゲート絶縁膜やエッチングストッパー等を
有機材料にて形成すると共にこれを絶縁膜に利用する
と、製造工程を簡略化できるので望ましい。
【００３７】上記の場合、利用する絶縁膜によっては、
端子８、９よりも厚い有機薄膜パターン１０、端子８、
９と同程度の厚みの有機薄膜パターン１０、または端子
８、９よりも薄い有機薄膜パターン１０が形成される。
図４に示したように、端子８、９よりも有機薄膜パター
ン１０が厚い場合には、薄い場合よりも異方性導電膜２
３中の導電性粒子２１が端子間に流れ込んでも広い面積
に分散されるので、端子間のリーク防止効果がより高く
なる。
【００３８】上記有機薄膜パターン７および有機薄膜パ
ターン１０として用いられる有機材料として、感光性ア
クリル樹脂や透過性を持ったフッ素系の樹脂等を用いる
ことができる。
【００３９】上述した実施形態ではスイッチング素子と
して逆スタガ構造のＴＦＴを用いる場合について説明し
ているが、本発明はこれに限らず、スタガ構造やコプラ
ナ構造のＴＦＴや、ＭＩＭ素子等のスイッチング素子を
用いる場合にも同様に適用することができる。
【００４０】また、上記実施形態では上記端子８や９に
接続するための外部回路の端子としてＴＡＢ（Ｔａｐｅ
Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｂｏｎｄｉｎｇ）の場合につい
て説明しているが、本発明はこれに限らず、ＦＰＣ（Ｆ
ｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）や
ＩＣチップ（ＣＯＧ：Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）等
を用いる場合にも適用できる。
【００４１】本発明は、アクティブマトリクス基板と対
向基板との間に挟持される表示媒体として液晶を用いた
液晶表示装置に限らず、エレクトロクロミック、エレク
トロルミネッセンス、プラズマ等を用いた表示装置にも
適用することができる。
【００４２】
【発明の効果】以上の説明から明らなように、本発明に
よれば、画素電極のパターニングの際に端子間にＩＴＯ
膜が残らないので、端子間のリーク不良を防ぐことがで
きる。従って、端子間に残ったＩＴＯ膜を取り除くため
の２度目のフォトパターニング工程やエッチング工程が
不要であり、製造工程を簡略化してアクティブマトリク
ス基板のコスト減少を図ることができる。また、外部回
路を接続するための導電膜に含まれる粒子を分散させ
て、端子間のリーク不良をさらに低減することができ
る。このアクティブマトリクス基板を用いることによ
り、表示品位に優れた表示装置を安価に提供することが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態であるアクティブマトリク
ス基板を示す平面図である。
【図２】本発明の一実施形態であるアクティブマトリク
ス基板の製造工程を、図１のＡ−Ａ’線断面部分におい
て説明するための図である。
【図３】本発明の一実施形態である液晶表示装置の端子
近傍部分を示す断面図であり、図１のＢ−Ｂ’線断面に
相当する部分を示す。
【図４】本発明の一実施形態である液晶表示装置を構成
するアクティブマトリクス基板の端子と、外部回路の端
子との電気的な接続部分を模式的に示す図である。
【図５】（ａ）は高開口率構造のアクティブマトリクス
基板の表示部の平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＣ−
Ｃ’線断面図である。
【図６】従来のアクティブマトリクス基板を示す平面図
である。
【図７】従来のアクティブマトリクス基板の製造工程
を、図６のＤ−Ｄ’線断面部分において説明するための
図である。
【符号の説明】
１ ゲート配線 ２ データ配線 ３ ＴＦＴ ４ 接続電極 ５ コンタクトホール ６ 画素電極 ７ 有機薄膜パターン本体部 ８ ゲート配線端子 ９ データ配線端子 １０ 有機薄膜パターン １１ 基板 １２ 無機薄膜上のＩＴＯ膜 １３ 有機薄膜上のＩＴＯ膜 １４ フォトレジスト １６ 層間絶縁膜 １７ 絶縁膜 ２１ 金属粒子 ２２ 絶縁性樹脂 ２３ 異方性導電膜 ２６ ＴＡＢ ３１ ショートリング ３２ 面取り線 ３４ シール部 ３５ 実装領域 ３６ ゲート絶縁膜 ４１ 対向電極 ４２ 対向基板

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 基板上に複数のスイッチング素子および
    画素電極がマトリクス状に形成され、該スイッチング素
    子を制御する走査配線と該スイッチング素子にデータ信
    号を供給する信号配線とが互いに交差するように形成さ
    れ、各配線と電気的に接続された、外部端子との接続が
    行われる端子を備え、該端子の間に有機薄膜パターンが
    形成されているアクティブマトリクス基板。
  2. 【請求項２】 前記有機薄膜パターンとして、前記走査
    配線および前記信号配線を覆うように形成された層間絶
    縁膜を用いる請求項１に記載のアクティブマトリクス基
    板。
  3. 【請求項３】 表示媒体を挟んで対向配設される一対の
    基板のうちの一方に、請求項１または２に記載のアクテ
    ィブマトリクス基板が用いられている表示装置。
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