(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁性を有する基板と、
第１の抵抗率を有する導電膜で形成された下層部と、前記第１の抵抗率より低い第２の抵抗率を有する導電膜で形成され、所定の間隙で内周部と外周部とに分離された上層部とを備え、前記基板端部に他の配線と電気的に絶縁されて配置されたガードリングと
を有することを特徴とする液晶表示装置用基板。
【請求項２】
請求項１記載の液晶表示装置用基板において、
前記下層部は、ｐ−Ｓｉ層であること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の液晶表示装置用基板において、
前記上層部は、Ｔｉ、Ａｌ及びＴｉがこの順に成膜されて形成されていること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の液晶表示装置用基板において、
前記上層部は、前記所定の間隙を部分的に狭める突起を有すること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【請求項５】
絶縁性を有する基板上に、第１の抵抗率を有する導電膜でガードリングの下層部を形成し、
前記下層部上に、所定の間隙で内周部と外周部とを分離して、前記第１の抵抗率より低い第２の抵抗率を有する導電膜でガードリングの上層部を形成すること
を特徴とする液晶表示装置用基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、製造工程での静電気対策が施された液晶表示装置用基板及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置用基板である薄膜トランジスタ（ＴＦＴ；Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）基板上には、互いに絶縁膜を介して直交する複数のバスラインがマトリクス状に形成されている。複数のバスラインの交差位置近傍にはＴＦＴが形成されている。ところで、液晶表示装置用基板は、製造装置の吸着プレートからガラス基板を剥離する際に生じる剥離帯電を始め、製造工程において静電気が帯電しやすい。基板上に形成された配線等に外部で生じた静電気が帯電すると、静電破壊による断線や短絡等の原因になる。そのため、液晶表示装置用基板は、他の配線と絶縁されたガードリングを基板端部に形成し、外部に生じた静電気を当該ガードリングに帯電させることにより、内部の配線が帯電するのを防いでいる。
【０００３】
図１１（ａ）は、従来の液晶表示装置用基板の概略の構成を示している。ガラス基板１０１上には、複数のドレインバスライン１０４が形成されている。各ドレインバスライン１０４は、ショートリング１０６により互いに電気的に接続されている。また、図示していないが、ガラス基板１０１上には、複数のドレインバスライン１０４と直交する複数のゲートバスラインが絶縁膜を介して形成され、ショートリングにより互いに電気的に接続されている。さらに、両ショートリングは互いに電気的に接続されており、ドレインバスライン１０４とゲートバスラインは全て同電位となっている。ガードリング１０２は、他の配線と電気的に絶縁されて基板端部に形成されている。
【０００４】
図１１（ｂ）は、図１１（ａ）に示すガードリング１０２について円形領域Ｂ内を部分的に拡大して示しており、図１１（ｃ）は、図１１（ｂ）に示すガードリング１０２をＣ−Ｃ線で切断した断面を示している。図１１（ｂ）、（ｃ）に示すように、ガラス基板１０１上に例えばシリコン酸化膜（ＳｉＯ2膜）からなる絶縁膜１０８が形成されている。絶縁膜１０８上には、ガードリング１０２が形成されている。ガードリング１０２は、例えば多結晶シリコン（ｐ−Ｓｉ）層１１０、チタン（Ｔｉ）層１１２、アルミニウム（Ａｌ）層１１４及びＴｉ層１１２がこの順に積層されて形成されている。基板端部に形成されたガードリング１０２は、外部に生じた静電気を帯電するようになっており、電気的に絶縁された他の配線が帯電するのを防いでいる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の液晶表示装置用基板は、ガードリング１０２に高電位の静電気が帯電し、基板上に形成された他の配線との電位差が大きくなると、ガードリング１０２と他の配線との間にアーク放電が生じ、静電破壊による断線や短絡が生じるという問題を有している。
【０００６】
本発明の目的は、ガードリングに高電位の静電気が帯電しても、配線等が静電破壊されない液晶表示装置用基板及びその製造方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、絶縁性を有する基板と、第１の抵抗率を有する導電膜で形成された下層部と、前記第１の抵抗率より低い第２の抵抗率を有する導電膜で形成され、所定の間隙で内周部と外周部とに分離された上層部とを備え、前記基板端部に他の配線と電気的に絶縁されて配置されたガードリングとを有することを特徴とする液晶表示装置用基板によって達成される。
【０００８】
また、上記目的は、絶縁性を有する基板上に、第１の抵抗率を有する導電膜でガードリングの下層部を形成し、前記下層部上に、所定の間隙で内周部と外周部とを分離して、前記第１の抵抗率より低い第２の抵抗率を有する導電膜でガードリングの上層部を形成することを特徴とする液晶表示装置用基板の製造方法によって達成される。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施の形態による液晶表示装置用基板及びその製造方法について図１乃至図９を用いて説明する。図１（ａ）は、本実施の形態による液晶表示装置用基板の概略の構成を示している。絶縁性を有するガラス基板１上には、複数のドレインバスライン４が形成されている。各ドレインバスライン４は、ショートリング６により互いに電気的に接続されている。また、図示していないが、ガラス基板１上には、複数のドレインバスライン４と直交する複数のゲートバスラインが絶縁膜を介して形成され、ショートリングにより互いに電気的に接続されている。さらに、両ショートリングは互いに電気的に接続されており、ドレインバスライン４とゲートバスラインは全て同電位となっている。各配線の外側の基板端部には、ＴＦＴ基板上の他の配線と電気的に絶縁されたガードリング２、３が形成されている。内側のガードリング３は、対向して配置されるカラーフィルタ（ＣＦ；Ｃｏｌｏｒ  Ｆｉｌｔｅｒ）基板上に形成された共通電極と、不図示のトランスファを介して接続され、コモン配線として機能するようになっている。
【００１０】
図１（ｂ）は、図１（ａ）に示すガードリング２について円形領域Ａ内を部分的に拡大して示しており、図１（ｃ）は、図１（ｂ）に示すＡ−Ａ線で切断した断面を示している。図１（ｂ）、（ｃ）に示すように、ガラス基板１上には、例えばＳｉＯ2膜からなる絶縁膜８が形成されている。絶縁膜８上には、複数層を積層したガードリング２が形成されている。ガードリング２は、例えばｐ−Ｓｉ層１０、Ｔｉ層１２、Ａｌ層１４及びＴｉ層１２がこの順に積層されて形成されている。比較的高い抵抗率を有する導電膜のｐ−Ｓｉ層１０はガードリング２の下層部を構成し、ｐ−Ｓｉ層１０より低い抵抗率を有する導電膜のＴｉ層１２、Ａｌ層１４及びＴｉ層１２はガードリング２の上層部を構成している。
【００１１】
ガードリング２の上層部は、所定の間隙ｄで内周部４０と外周部４２とに分離されている。間隙ｄは、例えば３０μｍであり、内周部４０と外周部４２の間でアーク放電が生じる距離を有している。また、内周部４０及び外周部４２の幅は、それぞれ例えば３０μｍである。基板面に垂直方向に見ると、図１（ｂ）に示すように、ガードリング２の上層部であるＴｉ層１２に挟まれた領域で、下層部であるｐ−Ｓｉ層１０が露出している構成となっている。ガードリング３は、ガードリング２と同様の構成を有している。
【００１２】
次に、本実施の形態による液晶表示装置用基板の製造方法について、図２乃至図９を用いて説明する。図２乃至図９において、（ａ）は図１（ｃ）に示したガードリング２の製造工程断面を示しており、（ｂ）は図１では図示していないがＴＦＴの製造工程断面を示している。まず、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、ガラス基板１上に、例えば膜厚３００ｎｍのＳｉＯ2膜８’と、膜厚５０ｎｍのアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）層１６’とをＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法等を用いて連続成膜する。次に、例えば４００℃でａ−Ｓｉ層１６’をアニール（熱処理）し、水素出しを行う。次に、例えば照射エネルギー密度３００ｍＪ／ｃｍ2でパルスレーザ光をａ−Ｓｉ層１６に照射してレーザ結晶化を行い、ｐ−Ｓｉ層１６’’を形成する。次に、ｐ−Ｓｉ層１６’’をパターニングし、図３（ａ）に示すように、ガードリング２の下層部となるｐ−Ｓｉ層１０を形成するとともに、図３（ｂ）に示すように、ｐ−Ｓｉ層１６を形成する。
【００１３】
次に、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、ｐ−Ｓｉ層１０、１６上に、例えば膜厚１００ｎｍのＳｉＯ2膜２０’をＣＶＤ法等を用いて成膜する。続いて、例えば膜厚３００ｎｍのＡｌＮｄ膜１８’をＰＶＤ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法等を用いて成膜する。
【００１４】
次に、図５（ｂ）に示すように、燐酸と酢酸を含む溶液等を用いたウエットエッチングによりＡｌＮｄ膜１８’をパターニングし、ゲート電極１８を形成する。次に、ＣＨＦ3を含むエッチングガスを用いたドライエッチングによりＳｉＯ2膜２０’をパターニングしてゲート絶縁膜２０を形成する。図５（ａ）に示すように、ガードリング２形成領域のＡｌＮｄ膜１８’、ＳｉＯ2膜２０’は、当該パターニングで全てエッチング除去される。次に、加速電圧１０ｋＶ、ドーズ量１．０×１０15ｃｍ-2で、比較的高濃度のリン（Ｐ）をｐ−Ｓｉ層１６にイオンドーピングし、コンタクト層２２を形成する。次に、例えば照射エネルギー密度２５０ｍＪ／ｃｍ2でレーザ光をコンタクト層２２に照射してレーザ活性化を行う。
【００１５】
次に、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、ＣＶＤ法等を用いて、例えば膜厚４００ｎｍのシリコン窒化膜（ＳｉＮ膜）２４’を成膜する。次に、ＳｉＮ膜２４’をパターニングして、図７（ｂ）に示すように、層間絶縁膜２４及びコンタクトホール２６を形成する。図７（ａ）に示すように、ガードリング２形成領域のＳｉＮ膜２４’は、当該パターニングで全てエッチング除去される。
【００１６】
次に、ＰＶＤ法等を用いて例えば膜厚１００ｎｍのＴｉ、膜厚２００ｎｍのＡｌ、膜厚１００ｎｍのＴｉをこの順に成膜し、Ｔｉ層１２、Ａｌ層１４及びＴｉ層１２を形成する。次に、例えばＣｌ2、ＢＣｌ3、ＳｉＣｌ4等を含むエッチングガスを用いたドライエッチングによりＴｉ層１２、Ａｌ層１４及びＴｉ層１２をパターニングし、図８（ａ）に示すように、内周部４０と外周部４２とに分割されたガードリング２の上層部を形成する。同時に、図８（ｂ）に示すように、ソース電極３２及びドレイン電極３４を形成する。
【００１７】
次に、図９（ａ）、（ｂ）に示すように、ＣＶＤ法等を用いて例えば膜厚４００ｎｍのＳｉＮ膜を成膜し、保護膜３６を形成する。次に、保護膜３６をパターニングし、ソース電極３２上にコンタクトホール２８を形成する。次に、ＰＶＤ法等を用いて例えば膜厚１００ｎｍのＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）を成膜してパターニングし、画素電極３８を形成する。以上の工程を経て、図１（ａ）に示した液晶表示装置用基板が完成する。その後、対向するＣＦ基板と貼り合わせて液晶を封入し、液晶表示装置が完成する。なお、ガードリング２、３は、液晶表示装置が完成するまでの工程で切り離して破棄してもよい。また、ガードリング２、３を切り離す場合、図９（ａ）のガードリング上の保護膜３６は、なくても良い。
【００１８】
本実施の形態によれば、ガードリング２、３に高電位の静電気が帯電すると、所定の間隙で分離された内周部４０と外周部４２との間でアーク放電が生じる。そのため、ガードリング２、３に帯電した電位が低下し、ガードリング２、３と基板上に形成された他の配線との間にはアーク放電が生じない。また、本実施の形態によれば、ガードリング２、３の上層部において、アーク放電の生じやすい最上層がＴｉで形成されているため、アーク放電が生じた後のガードリング２、３の腐食を防止できる。さらに、アーク放電が生じても断線さえしなければ機能に影響のないコモン配線等の配線をガードリング３として用いることで、液晶表示装置の表示領域を増加させることができる。また、本実施の形態においては、ガードリング２、３のパターニングの形状を変更するだけであるため、製造工程が増加することもない。
【００１９】
次に、上記実施の形態による液晶表示装置用基板の構成の変形例について図１０を用いて説明する。図１０（ａ）は、本変形例による液晶表示装置用基板について、図１（ｂ）と同一の領域を示している。図１０（ｂ）は、図１０（ａ）のＢ−Ｂ線で切断した断面を示している。本変形例は、図１０（ａ）に示すように、ガードリング２の上層部が、所定の間隙を部分的に狭める突起３０を有していることを特徴としている。突起３０は、基板面に垂直方向に見て、例えば三角形状を有しており、ガードリング２の上層部の内周部４０と外周部４２とに互いに向かい合って複数形成されている。突起３０は、基板面に垂直方向に見て、矩形状等他の形状を有していてもよい。また、突起３０は、向かい合って形成されていなくてもよいし、１つのガードリング２、３に少なくとも１つ形成されていればよい。
【００２０】
本変形例によれば、上記実施の形態と同様の効果が得られるとともに、突起３０によってガードリング２、３の内周部４０と外周部４２の間隙が部分的に狭まっているためアーク放電がさらに生じやすくなり、基板上に形成された他の配線との間のアーク放電の発生をより確実に防止することができる。
【００２１】
本発明は、上記実施の形態に限らず種々の変形が可能である。
例えば、上記実施の形態では、動作半導体層にｐ−Ｓｉを用いた液晶表示装置用基板の例であるが、本発明はこれに限らず、動作半導体層にａ−Ｓｉを用いた液晶表示装置用基板にも適用できる。
【００２２】
また、上記実施の形態では、ガードリング２、３がソース／ドレイン形成金属層で形成されているが、本発明はこれに限らず、ゲート形成金属で形成されていてもよい。
【００２３】
以上説明した実施の形態による液晶表示装置用基板及びその製造方法は、以下のようにまとめられる。
（付記１）
絶縁性を有する基板と、
第１の抵抗率を有する導電膜で形成された下層部と、前記第１の抵抗率より低い第２の抵抗率を有する導電膜で形成され、所定の間隙で内周部と外周部とに分離された上層部とを備え、前記基板端部に他の配線と電気的に絶縁されて配置されたガードリングと
を有することを特徴とする液晶表示装置用基板。
【００２４】
（付記２）
付記１記載の液晶表示装置用基板において、
前記下層部は、ｐ−Ｓｉ層であること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【００２５】
（付記３）
付記１又は２に記載の液晶表示装置用基板において、
前記上層部は、Ｔｉ、Ａｌ及びＴｉがこの順に成膜されて形成されていること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【００２６】
（付記４）
付記１乃至３のいずれか１項に記載の液晶表示装置用基板において、
前記所定の間隙は、前記内周部と外周部との間でアーク放電が生じる距離を有すること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【００２７】
（付記５）
付記１乃至４のいずれか１項に記載の液晶表示装置用基板において、
前記上層部は、前記所定の間隙を部分的に狭める突起を有すること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【００２８】
（付記６）
付記１乃至５のいずれか１項に記載の液晶表示装置用基板において、
前記ガードリングは、コモン配線としての機能を有すること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【００２９】
（付記７）
付記６記載の液晶表示装置用基板において、
前記ガードリングは、アーク放電が生じても断線しない線幅を有すること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【００３０】
（付記８）
絶縁性を有する基板上に、第１の抵抗率を有する導電膜でガードリングの下層部を形成し、
前記下層部上に、所定の間隙で内周部と外周部とを分離して、前記第１の抵抗率より低い第２の抵抗率を有する導電膜でガードリングの上層部を形成することを特徴とする液晶表示装置用基板の製造方法。
【００３１】
（付記９）
付記８記載の液晶表示装置用基板の製造方法において
前記下層部は、ｐ−Ｓｉで形成すること
を特徴とする液晶表示装置用基板の製造方法。
【００３２】
（付記１０）
付記８又は９記載の液晶表示装置用基板の製造方法において
前記上層部は、Ｔｉ、Ａｌ及びＴｉをこの順に成膜して形成すること
を特徴とする液晶表示装置用基板の製造方法。
【００３３】
（付記１１）
付記８乃至１０のいずれか１項に記載の液晶表示装置用基板の製造方法において
前記所定の間隙は、分離された前記上層部間でアーク放電が生じる距離で形成すること
を特徴とする液晶表示装置用基板の製造方法。
【発明の効果】
以上の通り、本発明によれば、ガードリングに高電位の静電気が帯電しても、配線等が静電破壊されない液晶表示装置用基板を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態による液晶表示装置用基板の概略の構成を示す図である。
【図２】本発明の一実施の形態による液晶表示装置用基板の製造方法を示す図である。
【図３】本発明の一実施の形態による液晶表示装置用基板の製造方法を示す図である。
【図４】本発明の一実施の形態による液晶表示装置用基板の製造方法を示す図である。
【図５】本発明の一実施の形態による液晶表示装置用基板の製造方法を示す図である。
【図６】本発明の一実施の形態による液晶表示装置用基板の製造方法を示す図である。
【図７】本発明の一実施の形態による液晶表示装置用基板の製造方法を示す図である。
【図８】本発明の一実施の形態による液晶表示装置用基板の製造方法を示す図である。
【図９】本発明の一実施の形態による液晶表示装置用基板の製造方法を示す図である。
【図１０】本発明の一実施の形態による液晶表示装置用基板の変形例を示す図である。
【図１１】従来の液晶表示装置用基板の概略の構成を示す図である。
【符号の説明】
１  ガラス基板
２、３  ガードリング
４  ドレインバスライン
６  ショートリング
８  絶縁膜
１０、１６、１６’’  ｐ−Ｓｉ層
１２  Ｔｉ層
１４  Ａｌ層
１６’  ａ−Ｓｉ層
１８  ゲート電極
１８’  ＡｌＮｄ膜
２０  ゲート絶縁膜
２０’  ＳｉＯ2膜
２２  コンタクト層
２４  層間絶縁膜
２４’  ＳｉＮ膜
２６、２８  コンタクトホール
３０  突起
３２  ソース電極
３４  ドレイン電極
３６  保護膜
３８  画素電極
４０  内周部
４２  外周部
【図１】
0004283456.tif 000002
【図２】
0004283456.tif 000003
【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】
0004283456.tif 000009
【図９】
0004283456.tif 000010
【図１０】
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【図１１】
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