(57)【要約】【課題】膜厚や幅を変更することなく、配線の低抵抗化、及び、信頼性の向上が可能となる配線板、及び、液晶表示装置を提供する。【解決手段】第１配線、絶縁膜及び第２配線がこの順に積層された構造を有する配線板であって、上記配線板は、絶縁膜下の第２配線と対向する領域に導電部を有し、上記絶縁膜は、導電部を第２配線側に露出する開口部を有し、上記第２配線は、絶縁膜の開口部を被覆し、導電部に接続されている配線板である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１配線、絶縁膜及び第２配線がこの順に積層された構造を有する配線板であって、
該配線板は、絶縁膜下の第２配線と対向する領域に導電部を有し、
該絶縁膜は、導電部を第２配線側に露出する開口部を有し、
該第２配線は、絶縁膜の開口部を被覆し、導電部に接続されていることを特徴とする配線板。
【請求項２】
前記導電部は、第１配線の材料からなることを特徴とする請求項１記載の配線板。
【請求項３】
前記絶縁膜の開口部は、第２配線の幅方向に複数設けられたものであり、
該第２配線は、絶縁膜の複数の開口部を一体的に被覆し、導電部に接続されていることを特徴とする請求項１又は２記載の配線板。
【請求項４】
前記第１配線は、走査線であり、
前記第２配線は、データ線であり、
前記導電部は、走査線の材料からなることを特徴とする請求項２又は３記載の配線板。
【請求項５】
配線、絶縁膜及び画素電極がこの順に積層された構造を有する配線板であって、
該絶縁膜は、配線を画素電極の形成面に露出する開口部を有し、
該配線板は、更に絶縁膜の開口部を被覆する導電部を有し、配線が導電部に接続されていることを特徴とする配線板。
【請求項６】
前記導電部は、画素電極の材料からなることを特徴とする請求項５記載の配線板。
【請求項７】
前記画素電極は、透明導電層と反射導電層とが積層された構造を有し、
前記導電部は、画素電極の積層構造を有することを特徴とする請求項６記載の配線板。
【請求項８】
前記配線は、データ線であることを特徴とする請求項５〜７のいずれかに記載の配線板。
【請求項９】
第１配線、絶縁膜及び第２配線がこの順に積層された構造を有する配線板であって、
該第２配線は、平面視したときに、第１配線と交差する部分を有し、該交差部における幅が平均の幅よりも大きいことを特徴とする配線板。
【請求項１０】
前記第１配線は、走査線であり、
前記第２配線は、データ線であることを特徴とする請求項９記載の配線板。
【請求項１１】
前記配線板は、アクティブマトリクス基板であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の配線板。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれかに記載の配線板を含んで構成された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、配線板及び液晶表示装置に関する。より詳しくは、液晶表示パネルの構成部材として好適に用いられる配線板及び液晶表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
配線板は、液晶表示装置、有機エレクトロルミネセンス（ＥＬ）表示装置、及び、太陽電池等の電子装置の構成部材として利用されており、これらの電子装置の製造技術が進歩するとともに、配線板の製造技術は、益々高度化している。
【０００３】
以下、液晶表示パネルを構成するアクティブマトリクス基板を例に挙げて説明する。
一般的に、アクティブマトリクス基板は、ｍ行の走査線（ゲート配線）とｎ列のデータ線（ソース配線）とからなるｍ×ｎマトリクス配線の交点に、スイッチング素子である薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）が設けられた構造を有する。走査線にはアドレス信号（線順次走査信号）が供給され、データ線にはフレーム走査期間ごとに極性反転された並列表示信号が供給される。このうち、並列表示信号は、アドレス信号でオン・オフ制御されるＴＦＴを介して、各画素の容量に書き込まれ、画素電極に供給される電圧と対向共通電極に供給される電圧との電位差によって、各々の画素電極上の液晶が動作する。
【０００４】
このようなデータ線を低抵抗化する方法としては、データ線の膜厚や幅（パターン幅）を大きくして、配線の断面積を大きくする方法がある。しかしながら、パターンレイアウトの制約や、製造装置の処理能力等の問題で、容易に実現することができないという点で改善の余地があった。
【０００５】
これに対し、半導体基板上に形成された半円筒状又は半円柱状の第１の信号又は電源配線に、半円筒状又は半円柱状の第２の信号又は電源配線を積み重ねて形成した半導体装置が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。これにより、１層で平らな配線に比べて、低抵抗化が可能であることに加え、半導体装置の面積を削減することができる。しかしながら、下地を加工する際の加工の制御性が悪く、任意の配線抵抗が得られないという点で改善の余地があった。
【０００６】
また、画素電極を成す導電部が、導体ラインの上にある絶縁層上の導体トラックも成し、導体トラックが絶縁層に形成した少なくとも１つの接点開口を経て導体ラインに接続されるようにした液晶表示装置が開示されている（例えば、特許文献２参照。）。しかしながら、プロセスを複雑にして歩留まりを落とすという点で改善の余地があった。
【特許文献１】特開平４−１９６２２５号公報
【特許文献２】特表２００２−５３０７１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、膜厚や幅を変更することなく、配線の低抵抗化及び信頼性の向上が可能な配線板及び液晶表示装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、走査線（第１配線）、絶縁膜及びデータ線（第２配線）がこの順に積層された構造を有する配線板におけるデータ線の低抵抗化について種々検討したところ、走査線と同一の層等に導電部を設けることに着目した。そこで、絶縁膜下のデータ線と対向する領域に導電部を設け、絶縁膜には導電部をデータ線側に露出する開口部を形成し、絶縁膜の開口部を被覆しかつ導電部に接続するようにデータ線を形成することにより、データ線の断面積を増やすことができる結果、膜厚やパターン幅を変更することなく、データ線を低抵抗化することができることを見いだした。また、このようなデータ線は、導電部と接続された領域で積層構造を有するため、断線等のパターン欠陥が低減される結果、信頼性が向上されることを見いだした。これにより、上記課題をみごとに解決することができることに想到し、本発明に到達したものである。
【０００９】
すなわち、本発明は、第１配線、絶縁膜及び第２配線がこの順に積層された構造を有する配線板であって、上記配線板は、絶縁膜下の第２配線と対向する領域に導電部を有し、上記絶縁膜は、導電部を第２配線側に露出する開口部を有し、上記第２配線は、絶縁膜の開口部を被覆し、導電部に接続されている配線板（以下「第１配線板」ともいう。）である。上記第１配線は、絶縁膜下に配置されており、第２配線は絶縁膜上に配置されている。上記第１配線及び第２配線は、通常、平面視したときに交差部を有するように配置されており、絶縁膜によって、短絡（リーク）が防止されている。
【００１０】
上記第１配線板は、絶縁膜下の第２配線と対向する領域に導電部を有し、上記絶縁膜は、導電部を第２配線側に露出する開口部を有し、上記第２配線は、絶縁膜の開口部を被覆し、導電部に接続されている。これにより、例えば図１（ａ）に示すように、絶縁膜の開口部２ａや導電部３ａを利用することにより、膜厚や幅を変更することなく、絶縁膜上に配置された配線（第２配線）１の断面積を大きくすることができるため、低抵抗化が可能となる。また、第２配線１の平面積（平面視したときの面積）を縮小することができ、デバイスサイズを縮小化することができる。更に、第２配線１の構造が積層構造（２層構造等）となるので、単層構造の場合に比べて、断線等のパターン欠陥が低減され、信頼性を向上させることができる。
【００１１】
上記導電部は、絶縁膜下の第２配線と対向する領域に配置されている、すなわち平面視したときに第２配線と重複する部分を有する限り、第２配線と重複しない部分を有していてもよいが、全てが第２配線の領域内に位置することが好ましい。これにより、導電部がアルミニウム（Ａｌ）等の遮光性を有する材料からなる場合に、開口率の低下を防ぐことができる。上記導電部の数は、第２配線に対し、単数であってもよく、複数であってもよい。上記導電部の材料としては特に限定されず、金属等の導体、シリコン（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）等の半導体、高ドープ濃度の不純物半導体等が挙げられる。上記導電部の形成方法としては特に限定されず、例えば、スパッタ法によって金属を堆積（成膜）した後、ドライエッチング法やウェットエッチング法によって金属膜をパターニングする方法が挙げられる。
【００１２】
上記絶縁膜の開口部は、導電部の少なくとも一部を第２配線側に露出するものである限り、導電部の全部を露出していてもよい。また、導電部が複数ある場合には、１つの絶縁膜の開口部が複数の導電部を第２配線側に露出していてもよい。更に、上記絶縁膜の開口部の数は、１つの導電部に対し、単数であってもよく、複数であってもよい。上記絶縁膜の開口部の形状は特に限定されず、例えば、断面形状は、図１（ａ）に示すような側面が平面である形状、図２（ａ）に示すような側面が下に凸の曲面である形状、図２（ｂ）に示すような側面が上に凸の曲面である形状等が挙げられる。
【００１３】
上記絶縁膜の材料としては特に限定されず、酸化シリコン（ＳｉＯ２）や窒化シリコン（Ｓｉ３Ｎ４等）等が挙げられる。上記絶縁膜の形成方法としては特に限定されず、プラズマ化学的気相成長（ＣＶＤ）法、スピンコート法等が挙げられる。上記絶縁膜の開口部の形成方法としては、ドライエッチング法やウェットエッチング法等が挙げられる。
【００１４】
上記第２配線は、絶縁膜の開口部の少なくとも一部分を被覆するものである限り、絶縁膜の開口部の全部を被覆していてもよい。上記第２配線は、例えば図１（ａ）に示すように、一部が絶縁膜上に乗り上げており、かつ絶縁膜の開口部を被覆していることが好ましい。これによれば、図３に示すような配線１が絶縁膜２上に乗り上げていない形態に比べて、配線の平面積及び断面積を増大させることができ、配線を低抵抗化することができる。
【００１５】
上記第２配線はまた、導電部と電気的に接続されている限り、導電部に接していてもよく、接していなくてもよい。例えば、上記第２配線が導体からなり、導電部が半導体からなる場合に、オーム性接合を形成するために、合金層や高ドープ濃度の不純物半導体層等が、第２配線と導電部との間に介在してもよい。ただし、製造工程の簡略化の観点から見ると、上記第２配線は、導電部に接していることが好ましい。
【００１６】
本発明の第１配線板は、上記第１配線、絶縁膜、第２配線及び導電部を構成要素として有するものである限り、その他の構成要素を有していても有していなくてもよく、特に限定されるものではない。なお、上記第１配線及び第２配線の材料は特に限定されず、導電部で例示した材料等が挙げられる。
【００１７】
本発明の第１配線板における好ましい形態について以下に詳しく説明する。
上記導電部は、第１配線の材料からなることが好ましい。これによれば、導電部を第１配線と同一の工程で形成することができることから、工程数を増加させることなく、本発明の作用効果を得ることができる。
【００１８】
上記絶縁膜の開口部は、第２配線の幅方向に複数設けられたものであり、上記第２配線は、絶縁膜の複数の開口部を一体的に被覆し、導電部に接続されていることが好ましい。これによれば、例えば図５に示すように、第２配線１１の断面積をより大きくすることができる結果、第２配線１１の抵抗をより低くすることができる。上記絶縁膜の複数の開口部は、形状及び大きさが同一であることが好ましく、形状及び大きさが同一の開口部が、幅方向に略平行に配列されていることがより好ましい。
【００１９】
上記第１配線は、走査線（ゲート配線ともいう。）であり、上記第２配線は、データ線（ソース配線又は信号線ともいう。）であり、上記導電部は、走査線の材料からなることが好ましい。これによれば、開口率を低減させることなく、工程数を増加させることなく、データ線の低抵抗化及び信頼性の向上が可能なアクティブマトリクス基板等を提供することができる。この場合、絶縁膜の開口部は、通常、トランジスタ部に接続口を形成する工程と同一の工程で形成されることが好ましい。
なお、上記走査線の材料としては、金属等の導体（高融点金属）が好適であり、データ線の材料としては、金属等の導体（Ａｌ等の低抵抗金属）が好適である。また、上記第１配線は、データ線であり、上記第２配線は、走査線であり、上記は、データ線の材料からなる形態もまた、上述の形態と同様の作用効果が得られることから、好適である。
【００２０】
本発明はまた、配線、絶縁膜及び画素電極がこの順に積層された構造を有する配線板であって、上記絶縁膜は、配線を画素電極の形成面に露出する開口部を有し、上記配線板は、更に絶縁膜の開口部を被覆する導電部を有し、配線が導電部に接続されている配線板（以下「第２配線板」という。）でもある。本発明の第２配線板の構成は、例えば図１（ｂ）に示すように、配線と導電部との配置関係が反対になったこと以外は、図１（ａ）等の本発明の第１配線板と同様である。したがって、本発明の第２配線板によれば、本発明の第１配線板と同様の作用効果を得ることができる。
【００２１】
上記導電部は、平面視したときに配線と重複する部分を有する限り、配線と重複しない部分を有していてもよいが、全てが配線の領域内に位置することが好ましい。これにより、導電部がアルミニウム（Ａｌ）等の遮光性を有する材料からなる場合に、開口率の低下を防ぐことができる。
【００２２】
本発明の第２配線板は、上記配線、絶縁膜、画素電極及び導電部を構成要素として有するものである限り、その他の構成要素を有していても有していなくてもよく、特に限定されるものではない。上記配線、絶縁膜及び導電部の材料、形状、好適な形態等の詳細については、本発明の第１配線板における説明を参照するものとする。上記画素電極の材料としては、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）等の透明導電性材料、アルミニウム等の反射導電性材料等が挙げられる。
【００２３】
本発明の第２配線板における好ましい形態について以下に詳しく説明する。
上記導電部は、画素電極の材料からなることが好ましい。これによれば、工程数を増加させることなく、本発明の作用効果を得ることができる。この場合、上記絶縁膜の開口部は、画素電極と薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）のドレイン電極とを電気的に接続するコンタクトホール用の貫通孔等と同一の工程で形成されることが好ましい。
なお、上記画素電極が単層構造を有する部分と積層構造を有する部分とを有する等、複数の種類を有する場合、導電部は、いずれか１種類の画素電極の材料からなることが好ましい。
【００２４】
上記画素電極は、透明導電層と反射導電層とが積層された構造を有し、上記導電部は、画素電極の積層構造を有することが好ましい。これにより、導電部の断面積が大きくなる結果、それと電気的に接続される配線の抵抗をより低くすることができる。上記透明導電層の材料としては、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）等が挙げられる。上記反射導電層の材料としては、アルミニウム（Ａｌ）等が挙げられる。
【００２５】
上記配線は、データ線であることが好ましい。これによれば、データ線の抵抗を低くすることができ、表示品位を向上させることができる。上記配線は、走査線であってもよい。これによれば、走査線の抵抗を低くすることができ、表示品位を向上させることができる。
【００２６】
本発明は更に、第１配線、絶縁膜及び第２配線がこの順に積層された構造を有する配線板であって、上記第２配線は、平面視したときに、第１配線と交差する部分を有し、上記交差部における幅が平均の幅よりも大きい配線板（以下「第３配線板」ともいう。）でもある。第１配線が配置された領域は、減光又は遮光領域であり、通常、表示に関与しない。したがって、第１配線との交差部における第２配線の幅を大きくすることにより、開口率の低減を抑制しつつ、第２配線を低抵抗化することができる。
なお、上記第２配線の平均の幅よりも大きい部分は、平面視したときに、第１配線との交差部と重複している限り、第１配線と重複しない領域に位置していてもよい。開口率の観点からは、上記第２配線の平均の幅よりも大きい部分は、第１配線との交差部内に位置することが好ましい。
【００２７】
上記第１配線は、走査線であり、上記第２配線は、データ線であることが好ましい。上記走査線とデータ線とは、通常、平面視したときに交差部を有するように配置される。上記データ線について、交差部における幅を平均の幅よりも大きくすることにより、開口率の低減を抑制しつつ、データ線を低抵抗化することができる。
【００２８】
なお、上記第１配線は、蓄積容量（Ｃｓ）配線であり、上記第２配線は、データ線であってもよい。上記Ｃｓ配線とデータ線とは、通常、平面視したときに交差部を有するように配置される。上記データ線について、交差部における幅を平均の幅よりも大きくすることにより、開口率の低減を抑制しつつ、データ線を低抵抗化することができる。
【００２９】
上記第１配線板、第２配線板又は第３配線板は、アクティブマトリクス基板であることが好ましい。本発明の第１配線板、第２配線板及び第３配線板は、開口率を低減させることなく、データ線等の低抵抗化及び信頼性の向上が可能であることから、高信頼性を有し、液晶表示装置等に好適なアクティブマトリクス基板を提供することができる。
【００３０】
本発明はそして、上記第１配線板、第２配線板又は第３配線板を含んで構成された液晶表示装置でもある。本発明の第１配線板、第２配線板及び第３配線板は、開口率を低減させることなく、データ線等の低抵抗化及び信頼性の向上が可能であることから、高信頼性かつ高品質の液晶表示装置を提供することができる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明の配線板によれば、膜厚や幅を変更することなく、配線の低抵抗化が可能となるともに、断線等のパターン欠陥を低減させることができる結果、信頼性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下に実施形態を掲げ、本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施形態のみに限定されるものではない。
【００３３】
（実施形態１）
図４は、本発明の実施形態１に係るアクティブマトリクス基板（配線板）の構成を示す断面模式図である。
本実施形態は、図４に示すように、ソース電極配線（第２配線）１１の下の層間絶縁膜１２を除去して、ゲート電極配線（第１配線）と同一の工程で形成される導電部１３ａと直結したものである。これにより、ソース電極配線１１の断面積は大きくなるため、膜厚や幅及び工程数を変更することなく、配線抵抗を小さくすることが可能である。
【００３４】
なお、ソース電極配線１１の構造としては、チタン（Ｔｉ）層／アルミニウム（Ａｌ）層／Ｔｉ層（Ａｌ層をＴｉ層で挟みこんだ構造。Ｔｉ層はバリア層として機能する。）が挙げられる。また、導電部１３ａ及びゲート電極配線の材料としては、タングステン（Ｗ）が挙げられる。更に、層間絶縁膜１２の材料としては、シリコン酸化（ＳｉＯ２）膜、又は、ＳｉＯ２膜とＳｉＮＸ膜との積層膜が挙げられる。
【００３５】
（実施形態２）
図５は、本発明の実施形態２に係るアクティブマトリクス基板（配線板）の構成を示す断面模式図である。
本実施形態は、図５に示すように、実施形態１に対し、層間絶縁膜１２に凹凸をつけたものである。すなわち、層間絶縁膜１２の開口部１２ａがソース電極配線（第２配線）１１の幅方向に複数設けられたものである。これにより、ソース電極配線１１の断面積はより大きくなるため、膜厚や幅及び工程数を変更することなく、配線抵抗をより小さくすることが可能である。
【００３６】
（実施形態３）
図６は、本発明の実施形態３に係るアクティブマトリクス基板（配線板）の構成を示す断面模式図である。
本実施形態は、図６に示すように、ソース電極配線（配線）１１ｂ上の層間絶縁膜１４を除去した後、画素電極とともに、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）からなる配線（透明導電層）１５ａ、及び、アルミニウム（Ａｌ）からなる配線（反射導電層）１５ｂを形成したものである。これにより、膜厚や幅及び工程数を変更することなく、ソース電極配線１１ｂの断面積を大きくすることができるため、配線抵抗を小さくすることが可能である。
【００３７】
（実施形態４）
図７は、本発明の実施形態４に係るアクティブマトリクス基板（配線板）の構成を示す平面模式図である。図８（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ、図７のＡ１−Ａ２、Ｂ１−Ｂ２、Ｃ１−Ｃ２線における断面模式図である。
本実施形態では、ソース電極配線１１及びゲート電極配線１３の各々の抵抗を小さくするために、以下のような構成を採っている。すなわち、ソース電極配線１１の抵抗を下げるために、図８（ａ）に示すように、ゲート電極配線（第１配線）１３と同一の工程で形成した導電部１３ａをソース電極配線（第２配線）１１の下に配置し、ソース電極配線１１と導電部１３ａとの間の層間絶縁膜１４を除去し、直結することで、ソース電極配線１１の断面積を大きくしている。また、ゲート電極配線（配線）１３の抵抗を下げるために、図８（ｂ）に示すように、ゲート電極配線１３上の層間絶縁膜１４を除去し、ソース電極配線１１と同一の工程で形成した導電部１１ａと直結することで、ゲート電極配線の断面積を大きくしている。更に、図８（ｃ）に示すように、ソース電極配線１１とゲート電極配線１３との交差部では、パターン幅を増やして、配線抵抗を低減させている。
これにより、膜厚や幅及び工程数を変更することなく、配線の低抵抗化及び信頼性の向上が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】（ａ）は、本発明の第１配線板の一構成を示す断面模式図であり、（ｂ）は、本発明の第２配線板の一構成を示す断面模式図である。
【図２】（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ、本発明の第１配線板の一構成を示す断面模式図である。
【図３】本発明の第１配線板の一構成を示す断面模式図である。
【図４】本発明の実施形態１に係るアクティブマトリクス基板（配線板）に設けられたソース電極配線（第２配線）等の幅方向の断面形状を示す模式図である。
【図５】本発明の実施形態２に係るアクティブマトリクス基板（配線板）に設けられたソース電極配線（第２配線）等の幅方向の断面形状を示す模式図である。
【図６】本発明の実施形態３に係るアクティブマトリクス基板（配線板）に設けられたソース電極配線（第２配線）等の幅方向の断面形状を示す模式図である。
【図７】本発明の実施形態４に係るアクティブマトリクス基板（配線板）の構成を示す平面模式図である。
【図８】（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ、図７のＡ１−Ａ２線、Ｂ１−Ｂ２線、Ｃ１−Ｃ２線における断面模式図である。
【符号の説明】
【００３９】
０：基板
１：第２配線
１ａ：配線
２：絶縁膜
２ａ：絶縁膜の開口部
３ａ：導電部
１０：ガラス基板
１１：ソース電極配線（第２配線）
１１ａ、１３ａ、１５：導電部
１１ｂ：ソース電極配線（配線）
１２、１４：層間絶縁膜（絶縁膜）
１２ａ、１４ａ：開口部（絶縁膜の開口部）
１３：ゲート電極配線（第１配線、配線）
１５ａ：透明導電性材料からなる配線（透明導電層）
１５ｂ：反射導電性材料からなる配線（反射導電層）
【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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