(57)【要約】【課題】  酸化還元電位の異なる金属材料からなる第１の金属パターンと接合された第２の金属パターンを、安価なウェットエッチング法により所望のパターンに形成する。【解決手段】  第１の金属膜(Ａｌ−Ｎｄ)１５からなるゲート配線３をパターン形成後、第１の金属膜１５と酸化還元電位の異なる第２の金属膜（Ｃｒ）１６からなりゲート配線３と接合される下層ゲート端子部２１をパターン形成する際のウェットエッチング時に、ゲート配線３の端部に電極１７を固定し、参照電極１８と電極１７の電位差が第２の金属膜１６を単独でエッチングした時の電位差と同程度になるように電圧を印加する。これにより、第１の金属膜１５と接続された第２の金属膜１６のエッチングレートの低下を防止でき、酸化還元電位の異なる第１の金属膜１５と第２の金属膜１６が接続されてなるゲート配線３及び下層ゲート端子部２１を、所望のパターンに形成することが可能である。【選択図】  図３
2005093902.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の金属材料からなる第１の金属パターンを形成する第１のステップと、この第１の金属材料と酸化還元電位の異なる第２の金属材料からなり前記第１の金属パターンに接合した金属膜をウェットエッチングして、前記第１の金属パターンに接合された第２の金属パターンを形成する第２のステップを含み、前記ウェットエッチング時に、前記金属膜またはパターン化されつつある前記第２の金属パターンの酸化還元電位を制御する処理を行うことを特徴とするＴＦＴアレイ基板の製造方法。
【請求項２】
絶縁性基板上に形成されそれぞれゲート電極を有する複数本のゲート配線、前記ゲート配線と交差しそれぞれソース電極を有する複数本のソース配線、前記ゲート電極上にゲート絶縁膜を介して設けられた半導体層と前記ソース電極及びドレイン電極よりなる薄膜トランジスタ、前記ドレイン電極と電気的に接続された画素電極、それぞれ前記ゲート配線と接合された複数のゲート端子部及びそれぞれ前記ソース配線と接合された複数のソース端子部を備えたＴＦＴアレイ基板の製造において、
第１の金属材料からなる第１の金属パターンにより前記複数本のゲート配線を形成する第１のステップと、前記第１の金属材料よりも酸化還元電位の高い第２の金属材料からなり前記複数本のゲート配線に接合した金属膜をウェットエッチングして、前記複数本のゲート配線のそれぞれに接合された前記複数のゲート端子部を第２の金属パターンとして形成する第２のステップを含み、前記ウェットエッチング時に、前記金属膜またはパターン化されつつある前記第２の金属パターンの酸化還元電位を制御する処理を行うことを特徴とするＴＦＴアレイ基板の製造方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のＴＦＴアレイ基板の製造方法であって、前記金属膜またはパターン化されつつある前記第２の金属パターンの酸化還元電位を制御する処理として、前記ウェットエッチング時に、前記第１の金属パターンに外部より電圧を印加したことを特徴とするＴＦＴアレイ基板の製造方法。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載のＴＦＴアレイ基板の製造方法であって、前記金属膜またはパターン化されつつある前記第２の金属パターンの酸化還元電位を制御する処理として、前記ウェットエッチング時において、前記第１の金属パターン上の少なくとも一部に第３の金属材料からなる金属片を接触させたことを特徴とするＴＦＴアレイ基板の製造方法。
【請求項５】
請求項１または請求項２に記載のＴＦＴアレイ基板の製造方法であって、前記金属膜またはパターン化されつつある前記第２の金属パターンの酸化還元電位を制御する処理として、前記ウェットエッチング時における前記第１の金属パターンの接液面積に対する、前記第２の金属パターンを含む前記金属膜の接液面積の比率を制御するためのダミーパターンを設けたことを特徴とするＴＦＴアレイ基板の製造方法。
【請求項６】
請求項５記載のＴＦＴアレイ基板の製造方法であって、前記第１の金属材料はＡｌまたはＡｌ系合金であり、前記第２の金属材料はＣｒまたはＣｒ系合金であることを特徴とするＴＦＴアレイ基板の製造方法。
【請求項７】
請求項６記載のＴＦＴアレイ基板の製造方法であって、前記第２の金属パターンのパターン化が完了した時点において、前記第１の金属パターンの接液面積に対する前記金属膜の接液面積の比率が１／１０以上となるようにしたことを特徴とするＴＦＴアレイ基板の製造方法。
【請求項８】
請求項５記載のＴＦＴアレイ基板の製造方法であって、前記ダミーパターンは、前記第１の金属パターン上に、前記第１の金属材料よりも酸化還元電位の高い金属膜または金属酸化膜、または絶縁膜等により形成されたことを特徴とするＴＦＴアレイ基板の製造方法。
【請求項９】
請求項５記載のＴＦＴアレイ基板の製造方法であって、前記ダミーパターンは、前記絶縁性基板上に、前記第1の金属パターンまたは前記第２の金属パターンと接合するよう前記第２の金属材料により形成されたことを特徴とするＴＦＴアレイ基板の製造方法。
【請求項１０】
請求項９記載のＴＦＴアレイ基板の製造方法であって、前記ダミーパターンは、その側面に凹凸を有することにより側面の面積が大きくなるように形成されたことを特徴とするＴＦＴアレイ基板の製造方法。
【請求項１１】
請求項１〜請求項１０のいずれか一項に記載の製造方法によって製造されたことを特徴とするＴＦＴアレイ基板。
【請求項１２】
請求項１１に記載のＴＦＴアレイ基板と、透明電極を有する対向電極基板との間に液晶が配置されていることを特徴とする液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＴＦＴアレイ基板の製造方法及びＴＦＴアレイ基板並びにこれを用いた液晶表示装置に関し、特に酸化還元電位の異なる金属材料からなる金属パターンが互いに接合された配線部と端子部を有するＴＦＴアレイ基板の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、対向配置された二枚の基板間に挟持された液晶に電圧を印加し、液晶の配向を制御することにより映像表示を行うものである。中でも特に、携帯性、省スペース、高表示品位という特徴をもつＴＦＴ−ＬＣＤは、ノート型パーソナルコンピュータやモニター、テレビ等の表示装置として広く実用化されている。ＴＦＴ−ＬＣＤは、一般にＴＦＴをアレイ状に配置形成したＴＦＴアレイ基板と、透明電極やカラーフィルタを有する対向電極基板の間に液晶が配置されている。透過型液晶表示装置の場合、上記二枚の基板の外側に偏光板が設置され、さらに背面にバックライトが設置された構成となっている。
【０００３】
これらの液晶表示装置の配線材料としては、Ａｌ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｔａ等の金属が用いられるが、液晶表示装置の大画面化及び高精彩化が進むにつれ、低抵抗で比較的安価なＡｌ系合金が多く用いられるようになってきている。ただし、Ａｌ系合金は酸化還元電位が低いため腐食しやすく、特に上層にＩＴＯよりなる端子部パッドパターンが形成される下層端子部では、ＩＴＯとの接触により酸化膜が形成され接続抵抗が高くなるという問題を有するため、配線部をＡｌ系合金で形成し、下層端子部をＣｒ、Ｍｏ、Ｔａ等の耐食性金属で形成してこれらを接続する方法が用いられる。また、配線パターンの形成方法としては、プラズマガスを使用するドライエッチングと薬液を使用するウェットエッチングがあり、前者はサイドエッチングが小さいため高精彩のパターン形成には有利であるが、後者は装置が安価であり真空系を使用しないため基板の大型化に有利である。
【０００４】
関連技術として例えば特許文献１では、酸化還元電位の低いＡｌ上に酸化還元電位の高い金属材料からなる金属膜が設けられた液晶表示パネル及びその形成方法について提示されている。この特許文献１では、Ａｌ系金属膜の上に窒化シリコンからなるオーバーコート膜を形成し、このオーバーコート膜にコンタクトホールを形成した後、Ａｌ系金属膜よりも酸化還元電位が高いＣｒ系金属膜を成膜する方法が提示されている。
【特許文献１】特開２００１−３４３６５９号公報（第８−９頁、第８図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の液晶表示装置の製造方法においては、ウェットエッチング工程において、異なる種類の金属膜が接合された状態でパターン形成を行う場合、金属の酸化還元電位の違いにより、腐食しやすい金属（イオン化傾向の大きい卑金属）はより腐食しやすくなり、腐食しにくい金属（イオン化傾向の小さい貴金属）はより腐食しにくくなるという電池効果が生じていた。このため、単独の金属膜でエッチングした場合に比べてエッチングレートが大きく変化するという問題が生じていた。その結果、オーバーエッチングとなったり、エッチング不足によるエッチング残渣が発生したりする場合があった。
【０００６】
特に、Ａｌ系金属からなるゲート配線と接合された下層ゲート端子部をＣｒパターンで形成する場合、Ａｌ系金属（ゲート配線）のパターン面積がＣｒパターン（下層ゲート端子部）の面積よりも極端に大きく、またＡｌ系金属は、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｔａ等の金属の酸化還元電位と比較して酸化還元電位が低い（イオン化傾向が大きい）。このため、Ａｌ系金属パターンと接合されたＣｒパターンのエッチングレートは、Ａｌ系金属パターンと接合されていないＣｒ単独のパターンに比べて著しく低下してしまい、エッチング残渣を生じたり、エッチング不可能となったりする場合があった。
【０００７】
また、前述の特許文献１で提示された方法によれば、Ａｌ系金属膜の上に絶縁膜を形成しＡｌパターンがエッチング液と接触しないようにしているため上記のような問題は発生しないと考えられるが、写真製版等の工程数が増加しコストの上昇につながるという問題がある。また、配線部をＣｒとＡｌの積層構造にする方法では、積層構造による凹凸の増加により上層に形成されるソース配線やトランジスタ部との間に絶縁不良による短絡欠陥が発生しやすくなり歩留まりの低下を招くという問題がある。
【０００８】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、ＴＦＴアレイ基板の製造において、酸化還元電位の異なる金属材料からなる第１の金属パターンと接合された第２の金属パターンを、安価なウェットエッチング法により所望のパターンに形成する方法を提供し、この製造方法により歩留まりの高い安価なＴＦＴアレイ基板及び液晶表示装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係わるＴＦＴアレイ基板の製造方法は、第１の金属材料からなる第１の金属パターンを形成する第１のステップと、この第１の金属材料と酸化還元電位の異なる第２の金属材料からなり第１の金属パターンに接合した金属膜をウェットエッチングして、第１の金属パターンに接合された第２の金属パターンを形成する第２のステップを含み、このウェットエッチング時に、金属膜またはパターン化されつつある第２の金属パターンの酸化還元電位を制御する処理を行うものである。
【００１０】
また、絶縁性基板上に形成されそれぞれゲート電極を有する複数本のゲート配線、ゲート配線と交差しそれぞれソース電極を有する複数本のソース配線、ゲート電極上にゲート絶縁膜を介して設けられた半導体層とソース電極及びドレイン電極よりなる薄膜トランジスタ、ドレイン電極と電気的に接続された画素電極、それぞれゲート配線と接合された複数のゲート端子部及びそれぞれソース配線と接合された複数のソース端子部を備えたＴＦＴアレイ基板の製造において、第１の金属材料からなる第１の金属パターンにより複数本のゲート配線を形成する第１のステップと、第１の金属材料よりも酸化還元電位の高い第２の金属材料からなり複数本のゲート配線に接合した金属膜をウェットエッチングして、複数本のゲート配線のそれぞれに接合された複数のゲート端子部を第２の金属パターンとして形成する第２のステップを含み、このウェットエッチング時に、金属膜またはパターン化されつつある第２の金属パターンの酸化還元電位を制御する処理を行うものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、第２の金属パターンを形成するウェットエッチング時に、金属膜またはパターン化されつつある第２の金属パターンの酸化還元電位を制御する処理を行うことにより、第１の金属パターンと接合した金属膜のエッチング液中における酸化還元電位を、金属膜単独でエッチングする場合と同程度に制御することができ、第１の金属パターンと接合した金属膜のエッチングレートを調整することができる。これにより、酸化還元電位の異なる金属材料からなる第１の金属パターンと接合された第２の金属パターンを、オーバーエッチングやエッチング不足になることなく、安価なウェットエッチングにより所望のパターンに形成することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に、本発明を実施するための最良の形態である実施の形態１〜実施の形態３について述べる。まず、これらの実施の形態にて製造される液晶表示装置用ＴＦＴアレイ基板の構造について、図１及び図２を用いて簡単に説明する。図1は、実施の形態１〜実施の形態３において製造されるＴＦＴアレイ基板のＴＦＴ部近傍を示す断面図、図２はＴＦＴアレイ基板の１画素を示す平面図である。
【００１３】
図1及び図２において、ガラス基板等の透明絶縁性基板１上には、それぞれゲート電極２を有する複数本のゲート配線３及び補助容量電極４が第１の金属材料であるＡｌまたはＡｌ系合金（以下これをＡｌ系金属と記す）により形成されている。また、ゲート配線３及びソース配線９の端子部である下層ゲート端子部２１及び下層ソース端子部２２（図３参照）は、Ａｌ系金属よりも酸化還元電位の高い第２の金属材料より形成されている。本発明は、酸化還元電位の低いＡｌ系金属からなる複数本のゲート配線（第１の金属パターン）３にそれぞれ接合される複数の下層ゲート端子部（第２の金属パターン）２１を、Ａｌ系金属よりも酸化還元電位の高い第２の金属材料からなる金属膜をウェットエッチングしてパターン形成するものであり、このウェットエッチング時に、第２の金属材料からなる金属膜の酸化還元電位を制御する処理を行うことを特徴とするものである。この処理については実施の形態１〜実施の形態３にて詳しく説明する。
【００１４】
ゲート電極2、ゲート配線3及び補助容量電極4上には、例えば窒化シリコン（ＳｉＮ）からなるゲート絶縁膜５が形成されている。さらに、ゲート電極２上には、ゲート絶縁膜5を介してアモルファスシリコン膜からなる半導体能動層６、n＋アモルファスシリコン膜からなるオーミックコンタクト層７が形成され、その上部には電気的比抵抗の低いＡｌ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｔａ、Wまたはこれらを主成分とする合金からなるソース電極８、ソース配線９及びドレイン電極１０が形成され、ＴＦＴのチャネル部１１を形成している。なお、それぞれにソース電極８を有する複数本のソース配線９は、ゲート配線３と交差するよう配置されている。
【００１５】
また、例えば窒化シリコン（ＳｉＮ）からなるパッシベーション膜１２には、写真製版によりドレイン電極１０表面まで貫通する画素ドレイン電極コンタクトホール１３、ゲート端子部コンタクトホール（図示せず）及びソース端子部コンタクトホール（図示せず）が形成されている。ＩＴＯ等の透明導電性膜からなる画素電極１４は、画素ドレイン電極コンタクトホ−ル１３を介して下層のドレイン電極１０と電気的に接続されている。また、この透明導電性膜により端子部パッドパターン（図示せず）が形成され、前述のゲート端子部コンタクトホール及びソース端子部コンタクトホールにより、下層ゲート端子部２１及び下層ソース端子部２２と接続されている。以上のように構成されたＴＦＴアレイ基板と、透明電極及びカラーフィルタ等を有する対向電極基板（図示せず）の間に液晶が配置され、液晶表示装置が完成する。
【００１６】
実施の形態１．  
本実施の形態におけるＴＦＴアレイ基板の製造方法について図１を用いて説明する。まず、透明絶縁性基板１上に、スパッタ法等により第１の金属材料からなる第１の金属膜を成膜する。本実施の形態では、第１の金属材料としてＡｌ系合金であるＡｌ−Ｎｄ合金を２００ｎｍ堆積し、写真製版によりゲート電極２、ゲート配線（第１の金属パターン）３及び補助容量電極４を形成した（第１のステップ）。次に第１の金属材料よりも酸化還元電位の高い第２の金属材料からなりゲート配線３に接合する第２の金属膜を成膜し、この第２の金属膜をウェットエッチングして、複数本のゲート配線３にそれぞれ接合された複数の下層ゲート端子部２１（第２の金属パターン）と、第２の金属膜単独のパターンである下層ソース端子部２２（いずれも図３参照）を形成する（第２のステップ）。
【００１７】
この第２のステップにおいて、第２の金属材料としてはＭｏ、Ｃｒ、Ｔａ等が用いられ、本実施の形態ではＣｒを１００ｎｍ堆積した。続いて写真製版を行った後、硝酸第二セシウムアンモニウムと過塩素酸または硝酸を含むエッチング液にて第２の金属膜であるＣｒをウェットエッチングする。本実施の形態では、このウェットエッチング時に、以下に説明するような処理を行い、エッチング液中における第２の金属膜（Ｃｒ）またはパターン化されつつある下層ゲート端子部２１（第２の金属パターン）の酸化還元電位を制御するものである。
【００１８】
図３は、本実施の形態におけるウェットエッチング方法を模式的に説明する図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。なお、図３（ａ）は、エッチング完了後の基板の状態を示しており、Ａｌ系合金からなるゲート配線３に接合されたＣｒからなる下層ゲート端子部２１と、Ｃｒ単独のパターンよりなる下層ソース端子部２２が完成している。
【００１９】
本実施の形態では、図３に示すように、第２の金属膜（Ｃｒ）１６と接合した第１の金属膜（Ａｌ−Ｎｄ）１５からなるゲート配線３の端部１５ａに、ポテンシオスタット２０に接続された電極１７をエッチング開始前に予め固定しておく。ポテンシオスタット２０は、参照電極１８に対する電極１７の電位差を測定し、この電位が任意の電位となるように制御することが可能な外部電源である。参照電極１８は、電極１７の近傍で、第１の金属膜１５には接触させず、透明絶縁性基板１上のエッチング液のみに接している状態となるように配置する。また、対向電極１９も同様に、電極１７の近傍で、第１の金属膜１５には接触させず、透明絶縁性基板１上のエッチング液のみに接している状態となるように配置する。対向電極１９は、電極１７にポテンシオスタット２０より電位をかける際に対極となる電極である。例えば電極１７にプラス（＋）の電位をかける場合、対向電極１９はマイナス（−）の電位となる（ポテンシオスタット２０のマイナス（−）端子に接続される）。
【００２０】
図４は、エッチング液中のＡｌとＣｒの電流電位曲線を示す図である。図４において、横軸は電極１７の電位、縦軸は電流値を示しており、ＡはＡｌの電流電位曲線、ＢはＣｒの電流電位曲線、ａはＡｌをエッチング液に浸漬した時の電位、ｂはＣｒをエッチング液に浸漬した時の電位、ｃはＡｌとＣｒを接触させてエッチング液に浸漬した時の電位をそれぞれ示している。第１の金属膜（Ａｌ−Ｎｄ）１５と接合された第２の金属膜（Ｃｒ）１６をエッチングする際の電極１７の電位は、外部より電圧を印加しない場合、図４に示すように、酸化還元電位の低い第１の金属膜１５の影響を受けて、第２の金属膜１６を単独でエッチングする場合よりも低くなる。図４の電流電位曲線に示された電極１７の電位と電流値により化学反応速度を予想することができ、電位が高くなるほど溶解（酸化）反応は大きくなる傾向にある。すなわち、酸化還元電位の低い第１の金属膜１５と接合された第２の金属膜１６のエッチングレートは、第２の金属膜１６を単独でエッチングする場合よりも低くなる。
【００２１】
そこで、本実施の形態では、エッチング液中における第２の金属膜（Ｃｒ）１６の酸化還元電位を制御する処理として、第２の金属膜１６をエッチングする際の参照電極１８と電極１７の電位差が、第２の金属膜１６を単独でエッチングした時の電位差とほぼ同程度になるようにポテンシオスタット２０により電圧を印加するものである。これにより、第１の金属膜（Ａｌ−Ｎｄ）１５と接続された第２の金属膜１６のエッチングレートの低下が防止でき、ゲート配線３に接合された下層ゲート端子部２１と、第２の金属膜１６単独で形成された下層ソース端子部２２を、それぞれ所望のパターンに形成することが可能である。
【００２２】
なお、電極１７の形態としては、一般的な枚葉処理のウェットエッチング装置で処理が可能なようにシート状かワイヤ状のものが望ましい。例えばウェットエッチング装置の乾燥部に通常設けられているエアナイフを通過するためには約３ｍｍ以下の薄さである必要がある。このような形態の電極１７を、カプトンテープ等の接着テープにより第１の金属膜１５（Ａｌ−Ｎｄ）の端部１５ａに固定する。電極１７の固定方法としてはテープの他に、耐薬品性を有する材質、例えばテフロン（登録商標）製のクリップ等で固定してもよい。また、図３（ｂ）ではエッチング液２４をスプレーノズル２３から吐出しているが、その他の方式を用いることもできる。
【００２３】
以上のようなエッチング方法によって下層ゲート端子部２１及び下層ソース端子部２２をパターン形成した後は、従来と同様の製造工程によってＴＦＴアレイ基板を製造する。すなわち、ＣＶＤ法等によりアモルファスシリコンからなる半導体能動層6と不純物を添加したn＋型アモルファスシリコンからなるオーミックコンタクト層７とを順次成膜する。続いて、写真製版により半導体能動層６とオーミックコンタクト層７とを所定の形状にバターニングする。その後ドライエッチング法を用いて半導体能動層６とオーミックコンタクト層７をエッチングし、トランジスタ形成用半導体パターン（半導体能動層６、オ−ミックコンタクト層7）を形成する。
【００２４】
次に、スパッタ法等によりＡｌ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｔａ、Wまたはこれらを主成分とする合金等からなる金属膜を成膜し、写真製版によりパターニングしてソース電極８、ソース配線９、ドレイン電極１０及びＴＦＴのチャネル部１１を形成する。次に、ＣＶＤ法等により例えば窒化シリコン膜等の絶縁膜を成膜し、パッシベーション膜１２を形成し、写真製版及びドライエッチングにより画素ドレイン電極コンタクトホール１３、ゲート端子部コンタクトホール（図示せず）及びソース端子部コンタクトホール（図示せず）を形成する。
【００２５】
さらにスパッタ法等によりＩＴＯ等の透明導電膜を成膜し、写真製版により画素ドレイン電極コンタクトホール１３を介して下層のドレイン電極１０と電気的に接続される画素電極１４と、下層ゲート端子部２１及び下層ソース端子部２２と上記コンタクトホールを介して電気的に接続される端子パッドパターン（図示せず）を形成して本実施の形態におけるＴＦＴアレイ基板が完成する。さらに、このＴＦＴアレイ基板と、透明電極及びカラーフィルタ等を有する対向電極基板の間に液晶を配置することにより、本実施の形態における液晶表示装置が得られる。
【００２６】
以上のように、本実施の形態によれば、第１の金属材料(Ａｌ−Ｎｄ)からなる第１の金属パターン（ゲート配線３）を形成する第１のステップと、この第１の金属材料と酸化還元電位の異なる第２の金属材料（Ｃｒ）からなりゲート配線３に接合した第２の金属膜１６をウェットエッチングして、ゲート配線３に接合された第２の金属パターン（下層ゲート端子部２１）を形成する第２のステップを含み、このウェットエッチング時に、第２の金属膜（Ｃｒ）１６の酸化還元電位を制御する処理として、ゲート配線３の端部に電極１７を固定し、参照電極１８と電極１７の電位差が第２の金属膜１６を単独でエッチングした時の電位差と同程度になるようにポテンシオスタット２０により電圧を印加した。
【００２７】
これにより、ゲート配線３と接合した第２の金属膜（Ｃｒ）１６のエッチング液中における酸化還元電位を第２の金属膜１６単独でエッチングする場合と同程度に高くすることができ、エッチングレートの低下を防止できるため、下層ゲート端子部２１を所望のパターンに形成することができる。また、第２の金属膜１６単独のパターンである下層ソース端子部２２も同時に所望のパターンに形成される。すなわち、本実施の形態によれば、酸化還元電位の異なる金属材料からなるゲート配線３と接合された下層ゲート端子部２１を、安価なウェットエッチングによって所望のパターンに形成することが可能となった。
【００２８】
実施の形態２．
本実施の形態におけるＴＦＴアレイ基板の製造方法について図１を用いて説明する。まず、透明絶縁性基板１上に、スパッタ法等により第１の金属材料からなる第１の金属膜を成膜する。本実施の形態では、第１の金属材料としてＡｌ系合金であるＡｌ−Ｎｄ合金を２００ｎｍ堆積し、写真製版によりゲート電極２、ゲート配線３（第１の金属パターン）及び補助容量電極４を形成した（第１のステップ）。次に第１の金属材料よりも酸化還元電位の高い第２の金属材料からなりゲート配線（第１の金属パターン）３に接合する第２の金属膜を成膜し、この第２の金属膜をウェットエッチングして、複数本のゲート配線３にそれぞれ接合された下層ゲート端子部（第２の金属パターン）２１と、第２の金属膜単独のパターンである下層ソース端子部２２（いずれも図５参照）を形成する（第２のステップ）。
【００２９】
この第２のステップにおいて、第２の金属材料としてはＭｏ、Ｃｒ、Ｔａ等が用いられ、本実施の形態ではＣｒを１００ｎｍ堆積した。続いて写真製版を行った後、硝酸第二セシウムアンモニウムと過塩素酸または硝酸を含むエッチング液にて第２の金属膜であるＣｒをウェットエッチングする。本実施の形態では、このウェットエッチング時に、以下に説明するような処理を行い、エッチング液中における第２の金属膜（Ｃｒ）またはパターン化されつつある下層ゲート端子部２１（第２の金属パターン）の酸化還元電位を制御するものである。
【００３０】
図５は本実施の形態におけるウェットエッチング方法を模式的に説明する図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。なお、図５（ａ）は、エッチング完了後の基板の状態を示しており、Ａｌ系合金からなるゲート配線３に接続されたＣｒからなる下層ゲート端子部２１と、Ｃｒ単独のパターンよりなる下層ソース端子部２２が完成している。
【００３１】
本実施の形態では、図５に示すように、第２の金属膜１６と接合した第１の金属膜（Ａｌ−Ｎｄ）１５からなる第１の金属パターン（ゲート配線３）の端部１５ａに、第３の金属材料からなる金属片である電極２５を接触させた。本実施の形態では、第３の金属材料としてＰｔ、Ａｇ等の酸化還元電位の高い金属を用い、ゲート配線３と接合した第２の金属膜１６のエッチングレートが低下するのを防止する。これにより、ゲート配線３に接合された下層ゲート端子部２１と、第２の金属膜１６単独で形成された下層ソース端子部２２を、それぞれ所望のパターンに形成することが可能である。
【００３２】
なお、電極２５の形態としては、一般的な枚葉処理のウェットエッチング装置で処理が可能なようにシート状かワイヤ状のものが望ましい。例えばウェットエッチング装置の乾燥部に通常設けられているエアナイフを通過するためには約３ｍｍ以下の薄さである必要がある。また、電極２５の面積は、第１の金属膜１５に接続された第２の金属膜１６の酸化還元電位が第２の金属膜１６を単独でエッチングした時と同程度となるように、予め適切な面積に設定しておく必要がある。このような形態の電極２５を、カプトンテープ等の接着テープにより第１の金属膜１５（Ａｌ−Ｎｄ）の端部１５ａに固定する。電極２５の固定方法としてはテープの他に、耐薬品性を有する材質、例えばテフロン（登録商標）製のクリップ等で固定してもよい。また、図５（ｂ）ではエッチング液２４をスプレーノズル２３から吐出しているが、その他の方式を用いることもできる。
【００３３】
以上のようなエッチング方法によって下層ゲート端子部２１及び下層ソース端子部２２をパターン形成した後は、従来の製造工程によってＴＦＴアレイ基板を製造する。なお、これ以降の製造工程については上記実施の形態１に記したのでここでは省略する。
【００３４】
以上のように、本実施の形態によれば、第１の金属材料(Ａｌ−Ｎｄ)からなる第１の金属パターン（ゲート配線３）を形成する第１のステップと、この第１の金属材料と酸化還元電位の異なる第２の金属材料（Ｃｒ）からなりゲート配線３に接合した第２の金属膜１６をウェットエッチングして、ゲート配線３に接合された第２の金属パターン（下層ゲート端子部２１）を形成する第２のステップを含み、このウェットエッチング時に、第２の金属膜（Ｃｒ）１６の酸化還元電位を制御する処理として、ゲート配線３上の少なくとも一部に第３の金属（Ｐｔ、Ａｇ）からなる金属片である電極２５を接触させた。
【００３５】
これにより、ゲート配線３と接合した第２の金属膜（Ｃｒ）１６のエッチング液中における酸化還元電位を第２の金属膜１６単独でエッチングする場合と同程度に高くすることができ、エッチングレートの低下を防止できるため、下層ゲート端子部２１を所望のパターンに形成することができる。また、第２の金属膜１６単独のパターンである下層ソース端子部２２も同時に所望のパターンに形成される。すなわち、本実施の形態によれば、酸化還元電位の異なる金属材料からなるゲート配線３と接合された下層ゲート端子部２１を、安価なウェットエッチングによって所望のパターンに形成することが可能となった。
【００３６】
なお、上記実施の形態１及び実施の形態２において、電極１７、２５を接続した部分についてはエッチング液２４がかからないため、エッチングが行われず第２の金属膜（Ｃｒ）が残る。このため、電極１７、２５を接続する位置は、後の工程で切断される透明絶縁性基板１の端部であることが望ましい。
【００３７】
実施の形態３．
本実施の形態におけるＴＦＴアレイ基板の製造方法について図１を用いて説明する。まず、透明絶縁性基板１上に、スパッタ法等により第１の金属材料からなる第１の金属膜を成膜する。本実施の形態では、第１の金属材料としてＡｌ系合金であるＡｌ−Ｎｄ合金を２００ｎｍ堆積し、写真製版によりゲート電極２、ゲート配線３（第１の金属パターン）及び補助容量電極４を形成した（第１のステップ）。次に第１の金属材料よりも酸化還元電位の高い第２の金属材料からなりゲート配線３（第１の金属パターン）に接合する第２の金属膜を成膜し、この第２の金属膜をウェットエッチングして、複数本のゲート配線３にそれぞれ接合された下層ゲート端子部２１（第２の金属パターン）と、第２の金属膜単独のパターンである下層ソース端子部２２（いずれも図６参照）を形成する（第２のステップ）。
【００３８】
この第２のステップにおいて、第２の金属材料としてはＭｏ、Ｃｒ、Ｔａ等が用いられ、本実施の形態ではＣｒを１００ｎｍ堆積した。続いて写真製版を行った後、硝酸第二セシウムアンモニウムと過塩素酸または硝酸を含むエッチング液にて第２の金属膜であるＣｒをウェットエッチングする。本実施の形態では、このウェットエッチング時に、以下に説明するような処理を行い、エッチング液中における第２の金属膜（Ｃｒ）またはパターン化されつつある下層ゲート端子部２１（第２の金属パターン）の酸化還元電位を制御するものである。
【００３９】
図６は、本実施の形態におけるウェットエッチング方法を模式的に説明する図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。なお、図６（ａ）は、エッチング完了後の基板の状態を示しており、Ａｌ系合金からなるゲート配線３に接続されたＣｒからなる下層ゲート端子部２１と、Ｃｒ単独のパターンよりなる下層ソース端子部２２が完成している。
【００４０】
本実施の形態では、図６に示すように、第１の金属膜（Ａｌ−Ｎｄ）１５からなる第１の金属パターン（ゲート配線３）の接液面積に対して、このゲート配線３と接合した第２の金属パターン（下層ゲート端子部２１）を含む第２の金属膜（Ｃｒ）１６の接液面積の比率を制御するようダミーパターン２６ａ、２６ｂを設けたものである。なお、接液面積の比率は金属膜の種類により異なるが、本実施の形態のように、第１の金属膜１５がＡｌまたはＡｌ系合金、第２の金属膜１６がＣｒまたはＣｒ系合金である場合は、下層ゲート端子部２１のパターン化が完了した時点（ジャストエッチングの時点）において、第１の金属パターン（ゲート配線３）の接液面積に対して第２の金属膜１６の接液面積が１／１０以上になるようにする。
【００４１】
図７は、Ｃｒエッチング液中におけるＣｒ／Ａｌの接液面積比と酸化還元電位及びエッチング所要時間を示す図である。図７に示すように、Ｃｒを単独でエッチングする際の酸化還元電位は１１６０ｍＶであるが、Ｃｒと接合されたＡｌの接液面積比が大きくなるにつれて酸化還元電位が低くなり、エッチング所要時間が長くなる（エッチングレートが低下する）。さらに、Ａｌに対するＣｒの接液面積比が１／１０の場合では酸化還元電位が１１４０ｍＶであるのに対し、１／４０の場合では５２０ｍＶと大幅に低下し、Ｃｒがエッチングされなくなる。これらのことから、Ａｌ系金属膜の接液面積に対するＣｒ系金属膜の接液面積の比率は１／１０以上であることが望ましいと考えられる。
【００４２】
第１の金属膜（Ａｌ−Ｎｄ）１５からなるゲート配線３の接液面積に対する第２の金属膜（Ｃｒ）１６の接液面積の比率を制御するためのダミーパターンとしては、以下の２種類がある。１つめは、ゲート配線３上に、第１の金属膜１５よりも酸化還元電位の高い金属膜であるＣｒ、Ｐｔ、Ａｕ、Ａｇまたは金属酸化膜であるＩＴＯ、または絶縁膜であるＳｉＮ、またはａ−Ｓｉ等からなるダミーパターン２６aを形成し、ゲート配線３の接液面積を減じるものである。２つめは、透明絶縁性基板１上に第２の金属膜１６からなりゲート配線３（第1の金属パターン）または下層ゲート端子部（第２の金属パターン）２１と接合されたダミーパターン２６ｂを形成し、第２の金属膜１６の接液面積を増加させるものである。
【００４３】
なお、ダミーパターン２６ｂは、第２の金属膜１６であるＣｒ以外に、第１の金属膜１５よりも酸化還元電位の高いＰｔ、Ａｕ、Ａｇ等の金属を用いて形成しても良く、同様の効果が得られる。ただし、Ｃｒにより下層ゲート端子部２１をパターン形成する際に同時にダミーパターン２６ｂを形成することにより、工程数を増やさずに所望のダミーパターン２６ｂを得ることができる。また、ダミーパターン２６ａ、２６ｂを第２の金属膜（Ｃｒ）１６で形成した場合、上面がレジストで覆われているために、ジャストエッチング以降はその側面のみが接液していることになる。この場合、ダミーパターン２６a、２６ｂは、図６（ａ）に示すように、側面に凹凸を有することにより側面の面積が大きくなるように形成されることが好ましい。なお、側面の面積が大きくなる構造としては、図６（ａ）に示すようなパターンの他にも、上から見た形状がＳ字状、波状または島状等のパターンでもよい。また、ゲート配線３上にダミーパターン２６ａを形成する方法では、パターンの重ね合わせ精度の問題や画素パターンとの干渉の問題があることから、ダミーパターン２６ａを形成できる面積が制限されるため、ゲート配線３の接液面積に対する第２の金属膜１６の接液面積の比率を１／１０以上にすることが困難な場合がある。このため、下層ゲート端子部２１のさらに外側にダミーパターン２６ｂを形成し、第２の金属膜１６の酸化還元電位を高くする方法が有効である。
【００４４】
本実施の形態において形成されたダミーパターン２６ａ、２６ｂは、後の工程において特に除去する必要はないが、透明絶縁性基板１の端部に形成された場合には後の基板切断工程にて切断除去される場合がある。
【００４５】
以上のように、本実施の形態によれば、第１の金属材料(Ａｌ−Ｎｄ)からなる第１の金属パターン（ゲート配線３）を形成する第１のステップと、この第１の金属材料と酸化還元電位の異なる第２の金属材料（Ｃｒ）からなりゲート配線３に接合した第２の金属膜１６をウェットエッチングして、ゲート配線３に接合された第２の金属パターン（下層ゲート端子部２１）を形成する第２のステップを含み、このウェットエッチング時に、第２の金属膜（Ｃｒ）１６の酸化還元電位を制御する処理として、第１の金属膜（Ａｌ−Ｎｄ）１５からなるゲート配線３の接液面積に対して、このゲート配線３と接合した下層ゲート端子部２１を含む第２の金属膜１６の接液面積の比率を制御するためのダミーパターン２６ａ、２６ｂを設けた。
【００４６】
これにより、ゲート配線３と接合した第２の金属膜（Ｃｒ）１６のエッチング液中における酸化還元電位を第２の金属膜１６単独でエッチングする場合と同程度に高くすることができ、エッチングレートの低下を防止できるため、下層ゲート端子部２１を所望のパターンに形成することができる。また、第２の金属膜１６単独のパターンである下層ソース端子部２２も同時に所望のパターンに形成される。すなわち、本実施の形態によれば、酸化還元電位の異なる金属材料からなるゲート配線３と接合された下層ゲート端子部２１を、安価なウェットエッチングによって所望のパターンに形成することが可能となった。
【００４７】
また、上記実施の形態１〜実施の形態３によれば、ゲート配線３材料として低抵抗で比較的安価なＡｌ系合金、下層ゲート端子部２１及び下層ソース端子部２２材料として耐食性金属であるＣｒを用い、さらに真空系を用いないため装置が安価なウェットエッチングにてパターン形成したので、信頼性が高く高歩留まりで安価なＴＦＴアレイ基板及び液晶表示装置が得られる。また、これらの実施の形態によるＴＦＴアレイ基板の製造方法は、ウェットエッチング法によってパターン形成を行うものであるので、液晶表示装置の大型化にも十分対応可能である。
【００４８】
なお、上記実施の形態１〜実施の形態３では、第１の金属膜１５としてＡｌ系合金（Ａｌ−Ｎｄ）、第２の金属膜としてＣｒを用い、第１の配線がゲート配線３、第２の配線が下層ゲート端子部２１の場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ソース配線及び下層ソース端子部の場合も同様であり、酸化還元電位の異なる２種類の金属膜が接続されてなる配線をパターン形成する際に適用することができる。さらに、本発明は、上記実施の形態で説明したデバイス構造に限らず、例えば水平電界駆動のＩＰＳ（Ｉｎ  Ｐｌａｎｅ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モードのデバイス構造等においても適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明は、液晶表示装置に利用され、パーソナルコンピュータの表示装置あるいはモニター、テレビの表示装置等に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の実施の形態１〜３に係る液晶表示装置用ＴＦＴアレイ基板の構造を示す断面図である。
【図２】本発明の実施の形態１〜３に係る液晶表示装置用ＴＦＴアレイ基板の構造を示す平面図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係わる液晶表示装置用ＴＦＴアレイ基板の製造工程におけるウェットエッチング方法を模式的に説明する平面図及び側面図である。
【図４】エッチング液中のアルミニウム（Ａｌ）とクロム（Ｃｒ）の電流電位曲線を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態２に係わる液晶表示装置用ＴＦＴアレイ基板の製造工程におけるウェットエッチング方法を模式的に説明する平面図及び側面図である。
【図６】本発明の実施の形態３に係わる液晶表示装置用ＴＦＴアレイ基板の製造工程におけるウェットエッチング方法を模式的に説明する平面図及び側面図である。
【図７】Ｃｒエッチング液中におけるＣｒ／Ａｌの接液面積（表面積）比と酸化還元電位及びエッチング所要時間を示す図である。
【符号の説明】
【００５１】
１  透明導電性基板、２  ゲート電極、３  ゲート配線（第１の金属パターン）、４  補助容量電極、５  ゲート絶縁膜、６  半導体能動層、７  オーミックコンタクト膜、
８  ソース電極、９  ソース配線、１０  ドレイン電極、１１  ＴＦＴのチャネル部、
１２  パッシベーション膜、１３  画素ドレイン電極コンタクトホール、１４  画素電極、１５  第１の金属膜（Ａｌ−Ｎｄ）、１５ａ  端部、１６  第２の金属膜（Ｃｒ）、
１７  電極、１８  参照電極、１９  対向電極、２０  ポテンシオスタット、２１  下層ゲート端子部（第２の金属パターン）、２２  下層ソース端子部、２３  スプレーノズル、２４  エッチング液、２５  電極、２６ａ、２６ｂ  ダミーパターン。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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