(57)【要約】【課題】電極と金属配線との接触抵抗を低減した表示装置およびその製造方法を提供する。【解決手段】本発明に係る表示装置Ａは、透明基板１と、透明基板１上に形成された透明電極と、上記透明電極の一部として形成された端子部２ａと、端子部２ａに導通接続される金属配線６とを備えた表示装置であって、端子部２ａの金属配線６との接触部７には、金属あるいは金属化合物で構成された金属粒５ａが離散的に分布されており、接触部７の金属粒５ａが分布されていない部分が、凹状に形成されていることを特徴とする。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板と、上記透明基板上に形成された透明電極と、上記透明電極の一部として形成された端子部と、上記端子部に導通接続される金属配線とを備えた表示装置であって、
上記端子部の上記金属配線との接触部には、金属あるいは金属化合物で構成された金属粒が離散的に分布されており、上記接触部の上記金属粒が分布されていない部分が、凹状に形成されていることを特徴とする表示装置。
【請求項２】
上記接触部を含まない領域において、上記透明基板と上記金属配線との間に、上記金属粒の主成分である金属で形成された金属膜を備えている請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
上記金属膜と上記透明基板との間に絶縁膜が形成されている請求項２に記載の表示装置。
【請求項４】
上記透明電極がＩＴＯ電極である請求項１ないし３のいずれかに記載の表示装置。
【請求項５】
上記金属粒の主成分である金属が上記金属配線と同一である請求項１ないし４のいずれかに記載の表示装置。
【請求項６】
上記金属配線がＡｌで形成されている請求項１ないし５のいずれかに記載の表示装置。
【請求項７】
透明基板上に端子部を備える透明電極を形成する工程と、上記端子部に金属配線を導通接続させる工程とを有する表示装置の製造方法であって、
上記端子部に金属配線を導通接続させる工程の前に、金属あるいは金属化合物で構成された金属粒を上記端子部の所定の領域に離散的に分布させる工程と、上記の所定の領域において上記金属粒が分布されていない部分を凹状に形成する工程と、を含むことを特徴とする表示装置の製造方法。
【請求項８】
上記金属粒を上記の所定の領域に離散的に分布させる工程において、上記端子部上に上記金属粒の主成分である金属からなる金属膜を、上記の所定の領域が露出するように形成する工程と、上記金属膜の少なくとも一部を飛散させることで、上記端子部の所定の領域に上記金属粒を分布させる工程とを含む請求項７に記載の表示装置の製造方法。
【請求項９】
上記透明基板を形成する工程と上記金属膜を形成する工程との間に、上記の所定の領域が露出するように絶縁膜を形成する工程を含み、上記絶縁膜の上に上記金属膜を形成する請求項８に記載の表示装置の製造方法。
【請求項１０】
上記金属膜の少なくとも一部を飛散させることで、上記端子部の所定の領域に上記金属粒を分布させる工程と、上記の所定の領域において上記金属粒が分布されていない部分を凹状に形成する工程とを、リアクティブイオンエッチングによって同時に行う請求項８または９に記載の表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、たとえばパソコンや携帯電話などに用いられる液晶ディスプレイや有機ＥＬ表示素子などの表示装置およびその製造方法に関し、特にＩＴＯ電極などの透明電極と金属配線とが直接積層されている構造を含む場合に関する。
【背景技術】
【０００２】
このような表示装置は、表示領域を含む透明基板とそれに対向する基板とを備えており、この２枚の基板にそれぞれ電極を備えている。これらの電極のうち少なくとも、表示領域を含む透明基板に形成される電極は、画像を表示するために透明電極でなくてはならない。透明電極としては、たとえばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）電極がよく用いられる。このような透明電極は導電性においては、アルミニウムや銅などの金属に劣るので、抵抗値をなるべく下げるために、透明電極を形成する範囲を表示領域に面する領域に限定するのが好ましい。このような場合、たとえば電源などと導通する金属配線と透明電極とを導通接続させる必要がある。透明電極と金属配線との接続構造の一例としては、たとえば、特許文献１の図８等に記載の構造のように、ＩＴＯ電極にＡｌなどの金属配線を直接積層させる例が上げられる。
【０００３】
図１２には、従来の手法に従って透明電極に金属配線を積層させた様子を断面図で示したものである。図１２によると、透明基板９１上に透明電極９２が形成されており、その上に金属配線９６が積層されている。しかしながら、透明電極９２と金属配線９６との接触部には不導体膜９８が形成されやすかった。不導体膜９８は、たとえばＮａ2ＣＯ3などを主成分としており、透明電極９２と金属配線９６との間の接触抵抗が増加する原因となっている。この透明電極９２と金属配線９６との間の接触抵抗が大きいと、透明電極９２と金属配線９６との間で電圧降下が発生し、透明電極９２の電圧が上昇しにくくなる。透明電極９２の電圧が十分に上昇しないと、たとえば表示装置における表示輝度が低下するなどの不良が発生することがあった。この表示輝度の低下は、金属配線９６にかける電圧を上昇させることで解消可能であるが、消費電力が上昇するという新たな問題が生じる。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−３３１８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上記の事情によって考え出されたものであり、ＩＴＯ電極などの透明電極と金属配線との接触抵抗を低減し、電圧降下による表示輝度低下を防止することができる表示装置とその製造方法の提供を課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を採用した。
【０００７】
本発明の第１の側面により提供される表示装置は、透明基板と、上記透明基板上に形成された透明電極と、上記透明電極の一部として形成された端子部と、上記端子部に導通接続される金属配線とを備えた表示装置であって、上記端子部の上記金属配線との接触部には、金属あるいは金属化合物で構成された金属粒が離散的に分布されており、上記接触部の上記金属粒が分布されていない部分が、凹状に形成されていることを特徴とする。
【０００８】
このような構成によると、上記透明基板の端子部と上記金属配線とが接する接触部が、上記金属粒と上記接触部に形成された凹部とによって、凹凸状に形成されるので、上記端子部と上記金属配線との接触面積が増大し、両者の間の接触抵抗は低減される。
【０００９】
好ましい実施の形態においては、上記接触部を含まない領域において、上記透明基板と上記金属配線との間に、上記金属粒の主成分である金属で形成された金属膜を備えている。このような構成によると、その製造過程において上記金属粒を、上記金属膜から削りだすことができる。
【００１０】
好ましい実施の形態においては、上記金属膜と上記透明基板との間に絶縁膜が形成されている。このような構成によると、上記透明基板上に上記透明電極以外にも導電性の部材がある場合などに、それらと上記金属膜および上記金属配線とが導通することを防ぐことができる。
【００１１】
好ましい実施の形態においては、上記透明電極がＩＴＯ電極であり、上記金属粒の主成分である金属が上記金属配線と同一である。特に、上記金属配線は、Ａｌで形成されているのが好ましい。このような構成によれば、上記透明電極、上記金属粒および上記金属配線の材料調達が容易となる。
【００１２】
本発明の第２の側面により提供される表示装置の製造方法は、透明基板上に端子部を備える透明電極を形成する工程と、上記端子部に金属配線を導通接続させる工程とを有する表示装置の製造方法であって、上記端子部に金属配線を導通接続させる工程の前に、金属あるいは金属化合物で構成された金属粒を上記端子部の所定の領域に離散的に分布させる工程と、上記の所定の領域において上記金属粒が分布されていない部分を凹状に形成する工程と、を含むことを特徴とする。
【００１３】
このような製造方法によると、上記の所定の領域において上記金属粒が分布されていない部分を凹状に形成するときに、上記金属粒が分布している部分では、上記端子部の表面が上記金属粒に覆われているので、凹状に形成されない。このため、上記金属粒が分布していない部分のみが凹状となるので、上記端子部と上記金属配線との接触部を、上記金属粒と上記端子部に形成された凹部とによって、凹凸状に形成することができる。したがって、上記端子部と上記金属配線との接触面積が広く、両者の接触抵抗が低減された表示装置を製造することができる。
【００１４】
好ましい実施の形態においては、上記金属粒を上記の所定の領域に離散的に分布させる工程において、上記端子部上に上記金属粒の主成分である金属からなる金属膜を、上記の所定の領域が露出するように形成する工程と、上記金属膜の少なくとも一部を飛散させることで、上記端子部の所定の領域に上記金属粒を分布させる工程とを含んでいる。このような製造方法によると、上記金属膜の一部を飛散させることで上記金属粒を供給することができるので、上記金属粒を別途に製造する手間がかからず、効率的に表示装置の製造を行うことができる。
【００１５】
好ましい実施の形態においては、上記透明基板を形成する工程と上記金属膜を形成する工程との間に、上記の所定の領域が露出するように絶縁膜を形成する工程を含み、上記絶縁膜の上に上記金属膜を形成する。このような製造方法によると、上記透明基板を上記絶縁膜で覆ったのちに、上記金属膜を形成するので、上記透明基板上に上記透明電極以外にも導電性の部材がある場合に、それらが上記金属膜と導通することを防ぐことができる。
【００１６】
好ましい実施の形態においては、上記金属膜の少なくとも一部を飛散させることで、上記端子部の所定の領域に上記金属粒を分布させる工程と、上記の所定の領域において上記金属粒が分布されていない部分を凹状に形成する工程とを、リアクティブイオンエッチングによって同時に行う。このようにリアクティブイオンエッチングを用いると、上記金属粒を上記金属膜から削りだし、上記端子部の所定の領域に離散的に分布させるのと同時に、上記端子部の上記金属粒が分布されていない部分を凹状に削ることができる。このため、製造工程を大幅に簡略化することができる。
【００１７】
本発明のその他の特徴および利点は、図面を参照して以下に行う詳細な説明から、より明らかとなろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図１および図２は、本発明に係る表示装置の一実施形態を示している。図１に示すように、表示装置Ａは、透明基板１と、この透明基板１と対向するＴＦＴ基板１１との間に液晶層１６を挟んでいる。さらに、この表示装置Ａは、透明基板１に形成された透明電極２と、この透明電極２と液晶層１６を挟んで対向する複数の画素電極１２と、この画素電極１２に導通接続し、ＴＦＴ基板１１にマトリクス状に複数搭載されているＴＦＴ素子１３と、このＴＦＴ素子１３を保護する保護膜１４と、液晶層１６を挟むように形成された配向膜１５とを備えている。なお、図２においては、説明の便宜のため、透明基板１と透明電極２のみを示しており、図１中の下方から見た平面図となっている。また、図２には表示装置Ａの表示領域３を仮想線で示している。
【００１９】
このような表示装置Ａは、透明電極２と画素電極１２との間の電圧を変化させることで、その間の液晶層１６の偏光状態が切り替わり、表示したい画像を表示することが可能である、いわゆるアクティブマトリックス方式の表示装置として構成されている。ＴＦＴ素子１３は、画素電極１２に導通接続されており、画素電極１２の電圧を変化させるスイッチング機能を備えている。ＴＦＴ基板１１にマトリクス状に搭載されたＴＦＴ素子１３によって各画素電極１２の電圧状態を個別に変化させることができるので、透明電極２は一枚の板状の電極板でよい。このため、透明電極２は簡素な構成となるので、この透明電極２が形成される透明基板１を表示面側として用いるのが一般的である。
【００２０】
透明基板１は、たとえばガラス基板であり、透明電極２と配向膜１５とが形成されている。この透明基板１は表示面として機能し、図２の仮想線で囲んだ領域を表示領域３としている。なお、配向膜１５は、液晶層１６内の液晶分子を一方向へ並べるためのものであり、ラビング処理などの配光処理が施されており、たとえばポリイミド樹脂を用いて薄膜として形成されている。
【００２１】
透明電極２は、たとえばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）などの透明な導電性素材で形成された電極であり、図２に示すように、表示領域３よりわずかに大きく、表示領域３を囲うように一枚の板状に形成されている。また、透明電極２の一辺から突出する端子部２ａを備えており、この端子部２ａには、金属配線６が積層されている。表示領域３が透明電極２の内部に含まれるように構成されているので、この端子部２ａは、表示領域３に含まれないような位置に形成されている。この端子部２ａと金属配線６との積層構造を示すために、図３に図２のIII-III線に沿う断面図を示している。
【００２２】
図３に示すように、端子部２ａの幅方向の両端付近には絶縁膜４が形成されている。この絶縁膜４は透明基板１の一部も覆うように形成されている。さらに、この絶縁膜４上にはＡｌ膜５が形成されている。このような絶縁膜４とＡｌ膜５が形成されていない部分において端子部２ａは金属配線６と接触している。この端子部２ａと金属配線６とが接触する接触部７においては、端子部２ａ上にはＡｌ粒５ａが離散的に分布しており、Ａｌ粒５ａが分布していない部分には凹部７ａが形成されている。Ａｌ粒５ａは、ＡｌＣｌ3およびＡｌＣｌなどのＡｌを含む化合物を主成分としている。
【００２３】
金属配線６は、たとえば、Ａｌ配線などの金属製の配線であり、一方の端が端子部２ａに積層されている。この金属配線６は、図示しないフレキシブル配線基板などと導通し、透明電極２に電力を供給する。このように、透明電極２をわざわざ金属配線６に接続するのは、ＩＴＯ電極が導電性においてＡｌなどの金属に劣っているので、少しでも配線抵抗を抑制するためである。
【００２４】
このような表示装置Ａの製造方法について以下に説明を行う。
【００２５】
図４〜１１は、表示装置Ａの製造方法を断面図によって示したものである。以下、これらの図を参照して説明を行う。
【００２６】
まず、図４に示すように、ガラス製の透明基板１を準備し、この透明基板１上に透明電極２を形成し、その一部を端子部２ａに形成する。この透明電極２の形成は、たとえばＩＴＯをＣＶＤ法によって透明基板１に蒸着し、加温したＦｅＣｌ3溶液を用いてウェットエッチングすることで所定の形状に形成することによって行われる。なお、端子部２ａもこのウェットエッチングの際に形成される。
【００２７】
次に、図５に示すように、透明基板１上の端子部２ａを含む領域に絶縁膜４を形成する。この絶縁膜４の形成は、たとえば、ＣＶＤ法またはスパッタリング法によって行われる。なお、端子部２ａもしくは透明基板１上の端子部２ａ付近に、導電性の部材が設置されている場合には、これらの部材を覆うように絶縁膜４を形成するのがよい。
【００２８】
次に、図６に示すように、端子部２ａの所定の領域が露出するように、絶縁膜４の一部を除去する。この絶縁膜４の除去は、ウェットエッチングなどによって行われる。ここで、絶縁膜４が除去されて露出した端子部２ａの所定の領域が後に金属配線６と接触する接触部７となる。なお、接触部７は空気中に露出されると、その表面にＮａ2ＣＯ3などを主成分とする不導体膜８が形成されてしまう。
【００２９】
次に、図７に示すように、端子部２ａおよび絶縁膜４にＡｌ膜５を形成する。このＡｌ膜５の形成は、たとえば、ＣＶＤ法またはスパッタリング法によって端子部２ａおよび絶縁膜５にＡｌを蒸着することで行われる。
【００３０】
次に、図８に示すように、接触部７においてＡｌ膜５および不導体膜８を除去し、再び接触部７を露出させる。このＡｌ膜５と不導体膜８の除去は、硝酸、リン酸および酢酸を用いてウェットエッチングすることによって行われる。このウェットエッチング工程において硝酸、リン酸および酢酸を用いると、Ａｌおよび不導体膜８の主成分であるＮａ2ＣＯ3を同時に除去することができ、作業を効率的に行うことができる。
【００３１】
次に、図９に示すように、Ａｌ膜５および接触部７に対してリアクティブイオンエッチング（以下、ＲＩＥ）を行う。図９中の矢印は、ＲＩＥにおけるイオンの照射方向である。このＲＩＥにおいては、Ｃｌ2，ＢＣｌ3，ＣＣｌ4などの塩素系ガス雰囲気中において、透明基板１を陽極側に設置して電圧をかけ、Ｃｌ-イオンをＡｌ膜５および接触部７へ衝突させている。
【００３２】
Ａｌ膜５にＣｌ-イオンが衝突すると、ＡｌとＣｌ-イオンが反応し、ＡｌＣｌ3およびＡｌＣｌが発生し、これらのＡｌの化合物はＣｌ-イオンの衝突によってＡｌ膜５の外部へはじき出される。このように、Ａｌ膜５から飛び出したＡｌ化合物は、Ｃｌ-イオンに弾き飛ばされ、図１０に示すように、Ａｌ粒５ａとして接触部７に離散的に堆積する。Ａｌ粒５ａが堆積する前においては、ＲＩＥによって、接触部７は一様に削られているが、Ａｌ粒５ａが堆積した後は、Ａｌ粒５ａに覆われた部分は削られない。このため、図１１に示すように、接触部７のＡｌ粒５ａに覆われていない部分には凹部７ａが形成される。
【００３３】
次に、接触部７を含む範囲にＡｌをＣＶＤ法などによって膜状に蒸着し、金属配線６を形成することで、図３に示す状態となる。このとき、接触部７に積層されるＡｌの厚みは、たとえば５００Å程度である。接触部７にＡｌを蒸着させる際に、Ａｌ膜５にもＡｌが同様に積層される。このＡｌ膜５上に蒸着されるＡｌは、蒸着前にＡｌ膜５にマスクを施したり、あるいは、蒸着後にパターニングを施すことで、排除することができるが、通常、手間を省くために残している。
【００３４】
以上の工程に加え、透明電極２の表示領域３を含む領域に配向膜１５を形成することで、表示装置Ａにおける透明基板１は製造される。後は、既知の方法に従い、透明基板１とＴＦＴ基板１１との間に液晶層１６を封入して組み立てることで表示装置Ａは製造される。
【００３５】
このような表示装置Ａの作用について以下に説明を行う。
【００３６】
このような表示装置Ａにおいて、端子部２ａと金属配線６との接触部７は図３に示すように、Ａｌ粒５ａと凹部７ａによって凸凹に形成されている。このように接触部７が凸凹であるために、端子部２ａと金属配線６との接触面積は、接触部７が平坦な場合に較べて大幅に大きくなっている。このため、接触部７における端子部２ａと金属配線６との接触抵抗が比較的小さくなる。また、Ａｌ膜５を除去して接触部７を露出させる際に、不導体膜８もあわせて除去し、その後、さらにＲＩＥによって接触部７は削られているので、接触部７と金属配線６との間には不導体膜８が残りにくく、接触抵抗を抑えることができる。仮に、不導体膜８が残ったとしても、端子部２ａと金属配線６との接触面積が増大しているので、接触抵抗は十分に小さくなる。
【００３７】
したがって、表示装置Ａは、配線および電極による抵抗を抑制するように構成されており、透明電極２と金属配線６との間の接触抵抗も低減されているので、電圧降下が発生しにくい。このため、たとえば、表示装置Ａにかかる電圧を維持するために必要な電源電圧を抑えることができ、省エネを実現することができたり、同じ電圧のままで従来よりも表示輝度を向上させたりすることができる。
【００３８】
また、このような表示装置Ａを製造する際に、接触部７とＡｌ膜５にＲＩＥを施すことで、Ａｌ膜５からＡｌ粒５ａを削りだすのと同時に接触部７に凹部を離散的に形成することができる。このため、製造工程が簡略化されており、効率的に表示装置Ａを製造することができる。さらに、透明基板１および端子部２ａと、Ａｌ膜５との間に絶縁膜４を形成しているので、透明基板１上に配置された透明電極２以外の導電性部材とＡｌ膜５とが導通しないようになっている。すなわち、Ａｌ膜５上に金属配線６の一部が積層されても、Ａｌ膜５が透明基板１と絶縁されているので、何の問題も発生しない。このため、金属配線６を接触部７に蒸着させるときに、Ａｌ膜５をマスクするなどの余計な手間を省くことができ、製造工程が簡略となり、装置の安定性も向上する。
【００３９】
本発明に係る表示装置とその製造方法は、上述した実施形態に限定されるものではない。透明基板に金属配線を接続させる構造を備えるあらゆる表示装置とその製造方法に対して本発明は応用可能である。たとえば、上述した実施形態ではアクティブマトリックス方式の表示装置における透明電極について示したが、複数の帯状の透明電極を有するパッシブマトリックス方式の表示装置においても本発明は効果的である。すなわち、一般的に表示装置においては、その表示領域に面する基板には透明基板を用いる必要があり、また、バックライトからの光を通す必要がある場合にも透明基板が用いられる。このような透明基板と外部電源などの外部機器とをつなぐ配線は一般的に金属配線であるため、透明基板と金属配線との接合において効果的な本発明は幅広く利用可能である。
【００４０】
上記の実施形態においては、透明基板１および端子部２ａとＡｌ膜５との間に絶縁膜４を備えた構成となっているが、透明基板１および端子部２ａ上にＡｌ膜５と絶縁する必要がある部材がない場合、絶縁膜４を形成する必要はない。また、Ａｌ膜５を形成することなく、Ａｌ粒５ａを直接形成し、接触部７に離散的に分布させてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明に係る表示装置の一実施形態における断面図である。
【図２】図１の表示装置における透明基板の平面図である。
【図３】図２のIII-III線に沿う断面図である。
【図４】図１の表示装置の製造方法の一実施形態において端子部を形成する工程を表す断面図である。
【図５】図１の表示装置の製造方法の一実施形態において絶縁膜を形成する工程を表す断面図である。
【図６】図１の表示装置の製造方法の一実施形態において絶縁膜をエッチングする工程を表す断面図である。
【図７】図１の表示装置の製造方法の一実施形態においてＡｌ膜を形成する工程を表す断面図である。
【図８】図１の表示装置の製造方法の一実施形態においてＡｌ膜をエッチングする工程を表す断面図である。
【図９】図１の表示装置の製造方法の一実施形態において端子部にＲＩＥを行う工程を表す断面図である。
【図１０】図１の表示装置の製造方法の一実施形態においてＲＩＥによって端子部にＡｌ粒が堆積した状態を表す断面図である。
【図１１】図１の表示装置の製造方法の一実施形態においてＲＩＥによって端子部に凹部が形成された状態を表す断面図である。
【図１２】従来の表示装置の一例を表す断面図である。
【符号の説明】
【００４２】
Ａ              表示装置
１              透明基板
２              透明電極
２ａ            端子部
３              表示領域
４              絶縁膜
５              Ａｌ膜
５ａ            Ａｌ粒
６              金属配線
７              接触部
７ａ            凹部
８              不導体膜
１１            ＴＦＴ基板
１２            画素電極
１３            ＴＦＴ素子
１４            保護膜
１５            配向膜
１６            液晶層
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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