(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁性基板と、
上記絶縁性基板にマトリクス状に配列されたスイッチング素子、このスイッチング素子と電気的に接続された画素電極、およびこの画素電極の周りに形成された走査配線（ゲートバスライン）及び信号配線（ソースバスライン）からなる表示部と、
上記絶縁性基板上の上記表示部の周辺部に下層金属配線と、この下層金属配線上に形成されたゲート絶縁膜に設けられたコンタクトホールを有する端子部を備えた表示装置の製造方法であって、
上記ゲート絶縁膜より上の上記画素電極は、エッチング液を用いるエッチングにより形成され、
上記下層金属配線は、上記エッチング液でエッチングされる金属膜により形成され、
上記端子部の上記下層金属配線には、上記画素電極のエッチング時において上記ゲート絶縁膜だけで覆われる領域に、複数個の開口部を形成することを特徴とする表示装置の製造方法。
【請求項２】
下層金属配線に形成する複数個の開口部は、ランダムに配置することを特徴とする請求項１記載の表示装置の製造方法。
【請求項３】
下層金属配線に形成する複数個の開口部は、端子部を断線させる方向と交差する方向に数列に配列することを特徴とする請求項１記載の表示装置の製造方法。
【請求項４】
下層金属配線に形成する複数個の開口部は、画素電極のエッチング時においてゲート絶縁膜だけで覆われる領域の長さより長いスリット形状であり、端子部を断線させる方向と交差する方向に配列することを特徴とする請求項１記載の表示装置の製造方法。
【請求項５】
画素電極はＩＴＯ膜により形成し、下層金属配線は、ＡｌまたはＡｌを主成分とする合金により形成することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、表示装置の製造方法に関し、特に薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴと称する）をスイッチング素子として搭載したアクティブマトリクス型の表示装置の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図７は従来の低抵抗信号配線を有したＴＦＴ型液晶表示装置のＴＦＴを搭載したＴＦＴアレイ基板のＴＦＴ部および端子部の製造工程を示す断面図である。
図において、１はガラス基板等の透明絶縁性基板、２は透明絶縁性基板１上に形成されたＡｌまたはＡｌ合金等の低抵抗金属からなるゲート電極、３はゲート電極２から延長して形成された下層金属配線、４は下層金属配線３上の端子取り出し領域を保護するために形成されたレジストパターン、５および６はゲート電極２および下層金属配線３の表面に形成された陽極酸化膜で、下層金属配線３上のレジストパターン４が形成された領域には陽極酸化膜６は形成されない。７は陽極酸化膜５、６が形成されたゲート電極２および下層金属配線３上の全面に形成されたシリコン窒化膜からなるゲート絶縁膜、８はゲート絶縁膜７を介してゲート電極２上に形成されたアモルファスシリコン膜からなる半導体層、９は半導体層８上に形成されたｎ＋型アモルファスシリコン膜からなるコンタクト層、１０はＩＴＯ膜からなる画素電極、１１は下層金属配線３上のゲート絶縁膜７に形成された端子取り出し用のコンタクトホール、１２はコンタクト層９上に形成されたソース・ドレイン電極、１３はソース・ドレイン電極１２形成と同時に形成された端子取り出し配線、１４はコンタクト層９を選択的にエッチングして形成されたチャネル部、１５は上記構成要素を覆うように形成されたパッシベーション膜である。
【０００３】
図８は、図７に示す従来のＴＦＴ型液晶表示装置のＴＦＴアレイ基板を示す概略平面図、図９は図８の端子部を拡大した平面図、図１０、図１１は図９の端子部の製造工程を示す平面図である。
図において、１６はＴＦＴおよび画素電極がマトリクス状に配列形成された表示部、１７はゲート端子、１８はソース端子、１９は陽極酸化用ショートパターン、２０はゲート端子１７またはソース端子１８を拡大して示した端子部、２１は端子部２０に形成されたコンタクト領域で、図７におけるゲート絶縁膜７に形成された端子取り出し用のコンタクトホール１１を介しての下層金属配線３と端子取り出し配線１３とのコンタクト部分である。
【０００４】
次に、従来のＴＦＴを搭載したＴＦＴアレイ基板の製造方法を図７、図１０および図１１に沿って説明する。
まず、図７（ａ）に示すように、透明絶縁性基板１上にＡｌまたはＡｌ合金等の比抵抗が小さい金属による単層膜を成膜した後、レジストを用いてパターニングし、ゲート電極２および下層金属配線３を形成する。次に、図７（ｂ）および図１０（ａ）に示すように、下層金属配線３上の端子取り出し領域を保護するためにレジストパターン４を形成後、レジストパターン４に覆われていない部分のゲート電極２および下層金属配線３の表面層を選択的に陽極酸化処理して、陽極酸化膜５、６を形成する。
次に、レジストパターン４を除去後、プラズマＣＶＤ法によりゲート絶縁膜７となるシリコン窒化膜、アモルファスシリコン膜、ｎ＋型アモルファスシリコン膜を順次成膜した後、レジストを用いてアモルファスシリコン膜およびｎ＋型アモルファスシリコン膜をパターニングし、ゲート電極２の上方にＴＦＴ部の半導体層８およびコンタクト層９を形成する（図７（ｃ）、図１０（ｂ））。
【０００５】
次に、図７（ｄ）および図１０（ｃ）に示すように、ＩＴＯを成膜した後、レジストを用いてパターニングし、画素電極１０を形成する。次に、図７（ｅ）および図１０（ｄ）に示すように、端子取り出し領域のゲート絶縁膜７をエッチングして端子取り出し用のコンタクトホール１１を形成する。次に、図７（ｆ）および図１１（ａ）に示すように、Ｃｒ等を成膜した後、レジストを用いてパターニングし、ソース・ドレイン電極１２および端子取り出し配線１３を形成する。このとき、端子取り出し配線１３はコンタクトホール１１を介して下層金属配線３と電気的に接続される。続けて、ドライエッチング法によりソース・ドレイン電極１２に覆われていない部分のｎ＋型アモルファスシリコン膜（コンタクト層９）をエッチングしてチャネル部１４を形成する。最後に、図７（ｇ）および図１１（ｂ）に示すように、ＴＦＴ部を保護するためにシリコン窒化膜等からなるパッシベーション膜１５を形成する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように、従来のＴＦＴ型液晶表示装置のＴＦＴアレイ基板においては、走査配線（ゲートバスライン）を微細化して高開口率の液晶表示装置を得るために、比抵抗が小さいＡｌを主成分とする材料を用いて形成した低抵抗信号配線を有しているが、低抵抗信号配線を構成するＡｌまたはＡｌ合金は耐薬品性に乏しく、また、画素電極１０形成時（図７（ｄ）および図１０（ｃ））には、端子部２０のコンタクト領域２１の下層金属配線３はゲート絶縁膜７に覆われているだけなので、このゲート絶縁膜７にピンホール等の膜欠損部が存在した場合、画素電極１０を構成するＩＴＯ膜のパターニングに用いられるエッチング液が、ゲート絶縁膜７の膜欠損部を通して浸透し、図１２に示すように、端子部２０のコンタクト領域２１のＡｌまたはＡｌ合金からなる下層金属配線３に腐食領域２３を形成し、下層金属配線３を断線させたり、下層金属配線３と端子取り出し配線１３とのコンタクトを阻害するなどの問題があった。
【０００７】
この発明は、上記のような問題点を解消することのできる表示装置の製造方法であり、ＴＦＴアレイ基板の端子部における下層金属配線の断線を防止して、信頼性の高いかつ高開口率の表示装置を得ることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明に係わる表示装置の製造方法は、絶縁性基板と、絶縁性基板にマトリクス状に配列されたスイッチング素子、このスイッチング素子と電気的に接続された画素電極、およびこの画素電極の周りに形成された走査配線（ゲートバスライン）及び信号配線（ソースバスライン）からなる表示部と、絶縁性基板上の上記表示部の周辺部に下層金属配線と、この下層金属配線上に形成されたゲート絶縁膜に設けられたコンタクトホールを有する端子部を備えた表示装置の製造方法であって、ゲート絶縁膜より上の画素電極は、エッチング液を用いるエッチングにより形成され、下層金属配線は、エッチング液でエッチングされる金属膜により形成され、端子部の上記下層金属配線には、上記画素電極のエッチング時において上記ゲート絶縁膜だけで覆われる領域に、複数個の開口部を形成することを特徴とする。
【０００９】
また、下層金属配線に形成する複数個の開口部は、ランダムに配置することを特徴とする。
また、下層金属配線に形成する複数個の開口部は、端子部を断線させる方向と交差する方向に数列に配列することを特徴とする。
また、下層金属配線に形成する複数個の開口部は、画素電極のエッチング時においてゲート絶縁膜だけで覆われる領域の長さより長いスリット形状であり、端子部を断線させる方向と交差する方向に配列することを特徴とする。
また、画素電極はＩＴＯ膜により形成し、下層金属配線は、ＡｌまたはＡｌを主成分とする合金により形成することを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、この発明の一実施の形態である液晶表示装置を図に基づいて説明する。図１は本発明の実施の形態１による液晶表示装置のＴＦＴアレイ基板のＴＦＴ部および端子部の製造工程を示す断面図である。
図において、１はガラス基板等の透明絶縁性基板、２は透明絶縁性基板１上に形成されたＡｌまたはＡｌ合金等の低抵抗金属からなるゲート電極、３はゲート電極２から延長して形成された下層金属配線、４は下層金属配線３上の端子取り出し領域を保護するために形成されたレジストパターン、５および６はゲート電極２および下層金属配線３の表面に形成された陽極酸化膜で、下層金属配線３上のレジストパターン４が形成された領域には陽極酸化膜６は形成されない。７は陽極酸化膜５、６が形成されたゲート電極２および下層金属配線３上の全面に形成されたシリコン窒化膜からなるゲート絶縁膜、８はゲート絶縁膜７を介してゲート電極２の上方に形成されたアモルファスシリコン膜等からなる半導体層、９は半導体層８上に形成されたｎ＋型アモルファスシリコン膜からなるコンタクト層、１０はＩＴＯ膜からなる画素電極、１１は下層金属配線３上のゲート絶縁膜７に形成された端子取り出し用のコンタクトホール、１２はコンタクト層９上に形成されたソース・ドレイン電極、１３はソース・ドレイン電極１２形成と同時に形成された端子取り出し配線、１４はコンタクト層９を選択的にエッチングして形成されたチャネル部、１５は上記構成要素を覆うように形成されたパッシベーション膜である。
【００１１】
図２は、図１に示す液晶表示装置のＴＦＴアレイ基板の概略平面図、図３は図２の端子部を拡大した図で、（ａ）は端子部の概略平面図、（ｂ）は端子部を構成する下層金属配線の拡大平面図である。図において、１６はＴＦＴおよび画素電極がマトリクス状に配列形成された表示部、１７はゲート端子、１８はソース端子、１９は陽極酸化用ショートパターン、２０はゲート端子１７またはソース端子１８を拡大して示した端子部、２１は端子部２０に形成されたコンタクト領域で、図１におけるゲート絶縁膜７に形成された端子取り出し用のコンタクトホール１１を介しての下層金属配線３と端子取り出し配線１３とのコンタクト部分である。２２は端子部２０の下層金属配線３に形成された開口部である。
【００１２】
次に、本実施の形態による液晶表示装置のＴＦＴアレイ基板の製造方法を説明する。
まず、図１（ａ）に示すように、透明絶縁性基板１の表面に例えばＣｕを０．２重量％含有したＡｌ（以下、Ａｌ- ０．２ｗｔ％Ｃｕと記載）膜のような比抵抗が小さい金属膜をスパッタ法等により約２７０ｎｍ成膜した後、写真製版法により形成したレジストを用いてパターニングし、ゲート電極２および下層金属配線３を形成する。このとき、図３（ｂ）に示すように、端子部２０のコンタクト領域２１となる部分の下層金属配線３に複数個の矩形状の開口部２２をランダムに形成する。また、Ａｌ膜のエッチングには燐酸、酢酸および硝酸を主成分とするエッチング液を用いるが、予め燐酸、酢酸および硝酸の組成を検討して、Ａｌ膜のエッチング端面をテーパ形状に形成することにより、上層に形成される膜の被覆性を向上できる。
【００１３】
次に、下層金属配線３上の端子取り出し領域を保護するためにレジストパターン４を形成した後、ゲート電極２および下層金属配線３と電気的に短絡したショートパターン１９を用い、レジストパターン４に覆われていない部分のゲート電極２および下層金属配線３の表面層を選択的に陽極酸化処理して陽極酸化膜５および６を形成する（図１（ｂ））。このとき、レジストパターン４に覆われている部分には陽極酸化膜は形成されないため、後工程において、端子取り出し領域の陽極酸化膜を除去する工程が不要となる。その後、レジストパターン４を除去する。
【００１４】
次に、プラズマＣＶＤ法によりゲート絶縁膜７となるシリコン窒化膜を約３７０ｎｍ、アモルファスシリコン膜を約１２０ｎｍ、不純物がドープされたｎ＋型アモルファスシリコン膜を約３０ｎｍ順次成膜した後、写真製版法により形成したレジストを用いて、アモルファスシリコン膜およびｎ＋型アモルファスシリコン膜を同時にパターニングし、ゲート電極２の上方にＴＦＴ部の半導体層８およびコンタクト層９を形成する（図１（ｃ））。
次に、図１（ｄ）に示すように、透明導電膜としてＩＴＯ膜をスパッタ法等により約１００ｎｍ成膜した後、写真製版法により形成したレジストを用いてパターニングし、画素電極１０を形成する。
次に、図１（ｅ）に示すように、端子取り出し領域のゲート絶縁膜７をドライエッチング法によりエッチングして、端子取り出し用のコンタクトホール１１を形成する。
【００１５】
次に、図１（ｆ）に示すように、ソース・ドレイン電極１２およびソースバスライン（図示せず）を形成するために、まずスパッタ法等により、最下層にコンタクト層９を構成するｎ＋型アモルファスシリコン膜および画素電極１０を構成するＩＴＯ膜とオーミックコンタクト性が良好なＣｒ膜を約１００ｎｍ、中間層に比抵抗が小さいＡｌ- ０．２ｗｔ％Ｃｕ膜を約３００ｎｍ、最上層にＣｒ膜を約５０ｎｍ連続して三層膜を形成する。次に写真製版法により形成したレジストを用いて三層膜を順次パターニングし、ソース・ドレイン電極１２および端子取り出し配線１３を形成する。このとき、端子取り出し配線（上層金属配線）１３は端子取り出し用のコンタクトホール１１を介して下層金属配線３と電気的に接続される。
続けて、ドライエッチング法によりソース・ドレイン電極１２に覆われていない部分のｎ＋型アモルファスシリコン膜（コンタクト層９）をエッチングしてチャネル部１４を形成する。
【００１６】
最後に、図１（ｇ）に示すように、ＴＦＴ部を保護するために、プラズマＣＶＤ法等によりシリコン窒化膜を約５００ｎｍ成膜し、パッシベーション膜１５を形成する。
以上の工程により形成されたＴＦＴアレイ基板と、他の透明絶縁性基板上に遮光膜、対向電極等が形成された対向基板の表面に配向膜を形成後対向させ、この間に液晶材料を注入してシール材で封入することにより液晶表示装置を構成する。
【００１７】
本実施の形態による液晶表示装置のＴＦＴアレイ基板の製造方法においては、画素電極１０形成時に、画素電極１０を構成するＩＴＯ膜のパターニングに用いられるエッチング液が、図４に示すように、端子部２０のコンタクト領域２１においてゲート絶縁膜７の膜欠損部を通して浸透し、ＡｌまたはＡｌ合金からなる下層金属配線３を腐食した場合においても、下層金属配線３に形成された開口部２２により腐食領域２３が拡大するのを抑制でき、下層金属配線３の断線を防止することができる。
【００１８】
この発明によれば、ＴＦＴアレイ基板の端子部２０のコンタクト領域２１となる部分の下層金属配線３に複数個の矩形状の開口部２２をランダムに形成することにより、画素電極１０を構成するＩＴＯ膜のパターニングに用いられるエッチング液が、ゲート絶縁膜７の膜欠損部を通して浸透した場合でも、エッチング液による下層金属配線３の腐食領域２３が拡大するのを抑制でき、下層金属配線３の断線を防止できる。
【００１９】
実施の形態２．
実施の形態１では、ＴＦＴアレイ基板の端子部２０のコンタクト領域２１となる部分の下層金属配線３に複数個の矩形状の開口部２２をランダムに形成したが、図５（ａ）に示すように、下層金属配線３に形成される複数個の矩形状の開口部２２を端子部２０を断線させる方向と交差する方向に数列に配列することにより、画素電極１０を構成するＩＴＯ膜のパターニングに用いられるエッチング液が、ゲート絶縁膜７の膜欠損部を通して浸透した場合でも、図５（ｂ）に示すように、エッチング液による下層金属配線３の腐食領域２３をより小さい範囲内で留めることができる。
【００２０】
実施の形態３．
実施の形態２では、ＴＦＴアレイ基板の端子部２０のコンタクト領域２１となる部分の下層金属配線３に複数個の矩形状の開口部２２を端子部２０を断線させる方向と交差する方向に配列形成したが、図６（ａ）に示すように、下層金属配線３に形成する開口部をコンタクト領域２１の長さより長い長さを有する複数本のスリット状開口部２４とし、端子部２０を断線させる方向と交差する方向に配列することにより、画素電極１０を構成するＩＴＯ膜のパターニングに用いられるエッチング液が、ゲート絶縁膜７の膜欠損部を通して浸透した場合でも、図６（ｂ）に示すように、エッチング液による下層金属配線３の腐食領域２３を二本のスリット状開口部２４の間で留めることができる。
【００２１】
【発明の効果】
以上のように、この発明では、ゲート絶縁膜上の画素電極が、エッチング液を用いたエッチングにより形成され、また、下層金属配線が、上記エッチング液でエッチングされる金属により形成され、下層金属配線には、画素電極のエッチング時においてゲート絶縁膜だけで覆われる部分に、複数個の開口を形成するので、画素電極のパターニングに用いられるエッチング液が、下層金属配線を被覆する絶縁膜の膜欠損部を通して浸透した場合に、エッチング液による下層金属配線の腐食領域が拡大するのを抑制でき、下層金属配線の断線を防止して、信頼性の高いかつ高開口率の表示装置を得ることができる。
また、下層金属配線に形成する複数個の開口部は、画素電極のエッチング時においてゲート絶縁膜だけで覆われる領域の長さより長いスリット形状であり、端子部を断線させる方向と交差する方向に配列することにより、下層金属配線を被覆する絶縁膜の膜欠損部を通して画素電極に対するエッチング液が浸透した場合においても、エッチング液による下層金属配線の腐食領域をより小さい範囲内に留めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の形態１による液晶表示装置のＴＦＴアレイ基板の製造工程を示す断面図である。
【図２】  この発明の実施の形態１による液晶表示装置のＴＦＴアレイ基板を示す概略平面図である。
【図３】  この発明の実施の形態１による液晶表示装置のＴＦＴアレイ基板の端子部を示す平面図である。
【図４】  この発明の実施の形態１による液晶表示装置の効果を説明するための平面図である。
【図５】  この発明の実施の形態２による液晶表示装置のＴＦＴアレイ基板の端子部の構造および本実施の形態による効果を説明するための平面図である。
【図６】  この発明の実施の形態３による液晶表示装置のＴＦＴアレイ基板の端子部の構造および本実施の形態による効果を説明するための平面図である。
【図７】  従来のこの種液晶表示装置のＴＦＴアレイ基板の製造工程を示す断面図である。
【図８】  従来の液晶表示装置のＴＦＴアレイ基板を示す概略平面図である。
【図９】  従来の液晶表示装置のＴＦＴアレイ基板の端子部を示す平面図である。
【図１０】  従来の液晶表示装置のＴＦＴアレイ基板の端子部の製造工程を示す平面図である。
【図１１】  従来の液晶表示装置のＴＦＴアレイ基板の端子部の製造工程を示す平面図である。
【図１２】 従来の液晶表示装置における問題点を示す平面図である。
【符号の説明】
１  透明絶縁性基板、２  ゲート電極、３ 下層金属配線、
４  レジストパターン、５、６ 陽極酸化膜、７  ゲート絶縁膜、
８  半導体層、９ コンタクト層、１０  画素電極、
１１  コンタクトホール、１２ ソース・ドレイン電極、
１３  端子取り出し配線、１４ チャネル部、１５  パッシベーション膜、
１６  表示部、１７ ゲート端子、１８  ソース端子、
１９  陽極酸化用ショートパターン、２０ 端子部、２１  コンタクト領域、
２２  矩形状開口部、２３ 腐食領域、２４  スリット状開口部。
【図１】
0003975008.tif 000002
【図２】
0003975008.tif 000003
【図３】
0003975008.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0003975008.tif 000008
【図８】
0003975008.tif 000009
【図９】
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【図１０】
0003975008.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
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