表示パネルの製造方法

【課題】表示パネルにおいて、電流リークによる不良品を低減する。
【解決手段】表示パネルの製造方法は、基板の主表面上に複数の層を形成したものを用いて表示パネルを製造する方法であって、前記複数の層のうち最終製品に残存する各層を前記主表面に近いものから順に第１構造層、第２構造層、第３構造層、…、第ｎ構造層と呼ぶこととしたときに、１≦ｋ≦ｎ−１を満たす全てのｋに関して、第ｋ構造層を成膜する工程Ｓ（ｋ，１）と、前記第ｋ構造層を成膜する工程より後で第ｋ＋１構造層を成膜する工程より前に、前記第ｋ構造層の上面を研磨することによって平坦化する工程Ｓ（ｋ，３）とを、それぞれ含み、さらに、第ｎ構造層を成膜する工程Ｓ（ｎ，１）と、前記第ｎ構造層の上面を研磨することによって平坦化する工程Ｓ（ｎ，３）とを含む。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示パネルの製造方法に関するものである。ここでいう「表示パネル」とはたとえば液晶表示パネルである。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示パネルなどの表示パネルにおいては、基板上に複数の層が積層され、たいていの層は平面的パターンが異なっているので、いくつかの層を積層した上面には結果的に凹凸が生じる場合がある。さらに後続の処理を行なうためには凹凸があることは好ましくない。
【０００３】
表示パネルに関係する技術の一例が特開平６−８２８３２号公報（特許文献１）に示されている。特許文献１では、液晶表示パネルのＴＦＴ（Thin Film Transistor）基板における多層配線技術について記載されている。特許文献１では、特にゲートラインと信号ラインとの交差部において段差が生じることを防ぎ、基板表面の平坦化を図ることを目指している。
【０００４】
液晶表示パネルにおいては、上下の基板が液晶層を挟み込んで一定距離で対向する構造がとられる。特開平１０−１６１１３０号公報（特許文献２）では、液晶層に直接面する薄膜が平坦でない場合、上下基板間で短絡が発生しうると指摘し、このような短絡を防ぐために、一方の薄膜をパッシベーション膜で形成し、平坦化することが記載されている。特許文献２では、パッシベーション膜の平坦化のためには、ラビング装置を利用する方法と、フォトレジストを塗布して反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）によってエッチバックする方法とが記載されている。
【０００５】
特開２００３−１０７４４６号公報（特許文献３）では、液晶表示パネルにおける液晶分子のプレチルト角は配向膜の表面粗さに影響を受け、配向膜の表面粗さはその下側に形成されたカラーフィルタ層の凹凸に影響を受けるということが指摘されている。特許文献３では、配向膜の表面粗さを小さくするために、カラーフィルタ層形成後にカラーフィルタ層の表面を研磨しておくことが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平６−８２８３２号公報
【特許文献２】特開平１０−１６１１３０号公報
【特許文献３】特開２００３−１０７４４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
表示パネルにおいて、多層構造の内部に導電性の異物が混入している場合、上下に離隔した複数の導電層の間でこの異物を通じて電流リークを生じる場合がある。たとえば液晶表示パネルの製造現場においては、電流リークを生じた不良品に対しては、いわゆる「パネル修正」の作業を行なうこととなっていた。大量生産品のうちの一部の数量の製品に対してこのようなパネル修正の作業を行なわなければならないということは、液晶表示パネルの製造コストの増大を招いていた。
【０００８】
そこで、本発明は、電流リークによる不良品を低減することができるような表示パネルの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明に基づく表示パネルの製造方法は、基板の主表面上に複数の層を形成したものを用いて表示パネルを製造する方法であって、上記複数の層のうち最終製品に残存する各層を上記主表面に近いものから順に第１構造層、第２構造層、第３構造層、…、第ｎ構造層と呼ぶこととしたときに、１≦ｋ≦ｎ−１を満たす全てのｋに関して、第ｋ構造層を成膜する工程と、上記第ｋ構造層を成膜する工程より後で第ｋ＋１構造層を成膜する工程より前に、上記第ｋ構造層の上面を研磨することによって平坦化する工程とを、それぞれ含み、さらに、第ｎ構造層を成膜する工程と、上記第ｎ構造層の上面を研磨することによって平坦化する工程とを含む。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、各層を成膜する度に、次の層を成膜するより前に当該層の上面を研磨して平坦化する工程を含んでいるので、次の層を正確に形成することができる。成膜直後に当該層の上側にたとえ異物が載っていたとしても、次の層を形成する前に確実に行なわれる研磨の過程で異物が除去されるので、電流リークによる不良品の割合を著しく低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に基づく実施の形態１における表示パネルの製造方法のフローチャートである。
【図２】本発明に基づく実施の形態１における表示パネルの製造方法の第１の工程の説明図である。
【図３】本発明に基づく実施の形態１における表示パネルの製造方法の第２の工程の説明図である。
【図４】本発明に基づく実施の形態１における表示パネルの製造方法の第３の工程の説明図である。
【図５】本発明に基づく実施の形態１における表示パネルの製造方法の第４の工程の説明図である。
【図６】本発明に基づく実施の形態１における表示パネルの製造方法の第５の工程の説明図である。
【図７】本発明に基づく実施の形態１における表示パネルの製造方法の第６の工程の説明図である。
【図８】本発明に基づく実施の形態１における表示パネルの製造方法の第７の工程の説明図である。
【図９】本発明に基づく実施の形態１における表示パネルの製造方法の第８の工程の説明図である。
【図１０】本発明に基づく実施の形態１における表示パネルの製造方法の第９の工程の説明図である。
【図１１】本発明に基づく実施の形態１における表示パネルの製造方法の第１０の工程の説明図である。
【図１２】本発明に基づく実施の形態１における表示パネルの製造方法の第１１の工程の説明図である。
【図１３】本発明に基づく実施の形態１における表示パネルの製造方法の第１２の工程の説明図である。
【図１４】本発明に基づく実施の形態１における表示パネルの製造方法の第１３の工程の説明図である。
【図１５】本発明に基づく実施の形態１における表示パネルの製造方法の第１４の工程の説明図である。
【図１６】本発明に基づく実施の形態１における表示パネルの製造方法の第１５の工程の説明図である。
【図１７】本発明に基づく実施の形態１における表示パネルの製造方法の第１６の工程の説明図である。
【図１８】本発明に基づく実施の形態１における表示パネルの製造方法の第１７の工程の説明図である。
【図１９】本発明に基づく実施の形態１における表示パネルの製造方法の第１８の工程の説明図である。
【図２０】本発明に基づく実施の形態１における表示パネルの製造方法の第１９の工程の説明図である。
【図２１】本発明に基づく実施の形態１における表示パネルの製造方法の第２０の工程の説明図である。
【図２２】本発明に基づく実施の形態１における表示パネルの製造方法の第２１の工程の説明図である。
【図２３】本発明に基づく実施の形態１における表示パネルの製造方法の第２２の工程の説明図である。
【図２４】本発明に基づく実施の形態１における表示パネルの製造方法の第２３の工程の説明図である。
【図２５】本発明に基づく実施の形態１における表示パネルの製造方法の第２４の工程の説明図である。
【図２６】本発明に基づく実施の形態１における表示パネルの製造方法の第２５の工程の説明図である。
【図２７】本発明に基づく実施の形態１における表示パネルの製造方法の第２６の工程の説明図である。
【図２８】本発明に基づく実施の形態１における表示パネルの製造方法の第２７の工程の説明図である。
【図２９】本発明に基づく実施の形態１における表示パネルの製造方法の好ましい例のフローチャートである。
【図３０】本発明に基づく実施の形態１における表示パネルの製造方法のさらに好ましい例のフローチャートである。
【図３１】本発明に基づく実施の形態１における表示パネルの製造方法の他の好ましい例のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
液晶表示パネルを製造する際には、基板上に多層構造を形成するために下側の層から順に形成される。従来、多層構造に含まれる一部の層に関しては形成直後に平坦化のための研磨工程が行なわれていたが、製造コストを抑えるために、研磨工程が行なわれるのはごく一部の層に限られており、多くの層は、形成した後に何ら平坦化処理が行なわれておらず、そのまま次の層の形成工程が行なわれていた。このことに発明者は着目し、本発明をなすに至った。
【００１３】
（実施の形態１）
（構成）
図１〜図２８を参照して、本発明に基づく実施の形態１における表示パネルの製造方法について説明する。本実施の形態における表示パネルの製造方法のフローチャートを図１に示す。この表示パネルの製造方法は、基板の主表面上に複数の層を形成したものを用いて表示パネルを製造する方法であって、前記複数の層のうち最終製品に残存する各層を前記主表面に近いものから順に第１構造層、第２構造層、第３構造層、…、第ｎ構造層と呼ぶこととしたときに、１≦ｋ≦ｎ−１を満たす全てのｋに関して、第ｋ構造層を成膜する工程Ｓ（ｋ，１）と、前記第ｋ構造層を成膜する工程より後で第ｋ＋１構造層を成膜する工程より前に、前記第ｋ構造層の上面を研磨することによって平坦化する工程Ｓ（ｋ，３）とを、それぞれ含み、さらに、第ｎ構造層を成膜する工程Ｓ（ｎ，１）と、前記第ｎ構造層の上面を研磨することによって平坦化する工程Ｓ（ｎ，３）とを含む。
【００１４】
ここでいう「最終製品に残存する各層」とは、表示パネルとして完成した段階においても何らかの形で残っている層を意味する。「最終製品に残存する各層」には、たとえばレジスト層などのように、製造工程の途中で一時的に形成され、その後完全に除去される類の層は含まれない。第ｉ構造層（１≦ｉ≦ｎ）に該当する各層はパターニング後に小さな領域にしか残存しないものであってもよい。最終製品にたとえ一部分でも残存させる予定のものは、第ｉ構造層に該当する。
【００１５】
本実施の形態における表示パネルの製造方法の具体例を以下に示す。本発明を適用する上では、表示パネルの種類は液晶表示パネルに限られないが、ここで示す具体例は、液晶表示パネルに関するものである。
【００１６】
図２に示すように、ガラス基板１を用意する。ガラス基板１は第１構造層に該当する。図３に示すように、ガラス基板１の上面にフォトレジスト膜２を形成し、フォトリソグラフィによって、フォトレジスト膜２をパターニングする。その結果、ゲート配線が形成される予定の領域６１以外は、フォトレジスト膜２によってマスクされた状態となる。フォトレジスト膜２はのちに除去される予定のものであるので、第２構造層には該当しない。プラズマエッチングにより、ガラス基板１の表面を改質化し、エッチングする。フッ酸により、フォトレジスト膜２を剥離し、ガラス基板１を本エッチングする。その結果、図４に示すように、ガラス基板１のうち改質された領域の表層部が除去され、ゲート配線が配置されるべき凹部６２が形成される。メッキ法またはスパッタ法により、ゲート配線の材料であるＣｕおよびバリアメタルを成膜する。バリアメタルとはＣｕＯである。その結果、図５に示す構造となる。図５では、ガラス基板１の上面において凹部６２を含めた全域に金属層３が形成されている。金属層３は、ＣｕとＣｕＯとの２層構造である。金属層３は第２構造層に該当する。金属層３の上面を研磨して余分な金属層３を除去する。その結果、凹部６２内のみに金属層が残る状態となる。これにより、図６に示すように、凹部６２内にゲート配線３ａが形成される。この研磨によりゲート配線３ａおよびガラス基板１の上面は平坦化される。ゲート配線３ａおよびガラス基板１の上側にたとえ異物があったとしても、この研磨により除去される。
【００１７】
図７に示すように、ゲート絶縁膜４を成膜する。ゲート絶縁膜４は、「ＧＩ層」とも呼ばれる。ゲート絶縁膜４は第３構造層に該当する。図８に示すように、ゲート絶縁膜４の上面を研磨し、平坦化する。
【００１８】
なお、図７においては、研磨前であることを明確にするためにゲート絶縁膜４の上面の凹凸を誇張して表示した。以下の各図においても、のちに研磨される予定の層の研磨前の状態を示す際には、上面の凹凸を誇張して表示する場合がある。
【００１９】
図９に示すように、半導体層５を成膜する。半導体層５は、「ｉ層」とも呼ばれる。半導体層５は第４構造層に該当する。図１０に示すように、半導体膜５の上面を研磨し、平坦化する。
【００２０】
図１１に示すように、半導体層６を成膜する。半導体層６は、「Ｎ＋層」とも呼ばれる。半導体層６は第５構造層に該当する。図１２に示すように、半導体膜６の上面を研磨し、平坦化する。
【００２１】
次に、半導体層５，６をまとめてパターニングする。すなわち、図１３に示すように、半導体膜６の一部の領域を覆うようにマスク７を形成する。このマスク７を利用してゲート絶縁膜４が露出する深さまで半導体層５，６をエッチングする。洗浄し、マスク７を除去する。こうして、図１４に示す構造を得る。
【００２２】
図１４に示した構造の上面に、メッキ法またはスパッタ法により、ソース／ドレイン配線の材料であるＣｕおよびバリアメタルの２層構造を成膜する。その結果、図１５に示す構造となる。図１５では、全域に金属層８が形成されている。金属層８は、Ｃｕとバリアメタルとの２層構造である。金属層８は第６構造層に該当する。図１６に示すように、金属層８の上面を研磨し、平坦化する。金属層８の上側にたとえ異物があったとしても、この研磨により除去される。
【００２３】
次に金属層８をパターニングする。すなわち、半導体膜５と層間絶縁膜とが接する予定の領域以外をマスクし、半導体膜５が露出するまでエッチングする。洗浄してマスク（図示せず）を除去する。その結果、図１７に示すように、半導体膜６を貫通して凹部６３が形成される。
【００２４】
図１７に示した構造の上面に第１の層間絶縁膜の材料を塗布し、硬化させる。こうして、図１８に示すように層間絶縁膜９が形成される。ここでいう層間絶縁膜９は、「ＰＡＳ膜」とも呼ばれる。層間絶縁膜９は第７構造層に該当する。図１９に示すように、層間絶縁膜９の上面を研磨し、平坦化する。層間絶縁膜９の上側にたとえ異物があったとしても、この研磨により除去される。
【００２５】
層間絶縁膜９に凹部を形成する予定の領域以外を覆うようにマスク（図示せず）を形成する。このマスクを利用してエッチングすることにより層間絶縁膜９を除去し、図２０に示すように凹部６４を形成することにより層間絶縁膜９の厚みを均一化する。洗浄してマスクを除去する。
【００２６】
第２の層間絶縁膜の材料を塗布し、硬化させる。こうして、図２１に示すように層間絶縁膜１０が形成される。ここでいう層間絶縁膜１０は、「ＪＡＳ膜」とも呼ばれる。層間絶縁膜１０は第８構造層に該当する。図２２に示すように、層間絶縁膜１０の上面を研磨し、平坦化する。層間絶縁膜１０の上側にたとえ異物があったとしても、この研磨により除去される。
【００２７】
図２３に示すように、スパッタ法により層間絶縁膜１０の上面の全域にＩＴＯ膜１１を形成する。ＩＴＯ膜１１は第９構造層に該当する。次にＩＴＯ膜１１をパターニングする。そのためにはまず図２４に示すように、ＩＴＯ膜１１を残すべき領域を覆うようにマスク１２を形成する。マスク１２を利用して、ＩＴＯ膜１１をエッチングする。洗浄し、マスク１２を除去することによって、図２５に示す構造を得る。このようにしてＩＴＯ膜１１のパターニングが完了する。
【００２８】
次に図２６に示すように、ＩＴＯ膜１１の上面を研磨し、平坦化する。ＩＴＯ膜１１の上側にたとえ異物があったとしても、この研磨により除去される。
【００２９】
配向膜の材料を塗布し、硬化させる。こうして、図２７に示すように配向膜１３が形成される。配向膜１３の材料はポリイミドであってよい。配向膜１３は「ＰＩ膜」とも呼ばれる。配向膜１３は第１０構造層に該当する。図２８に示すように、配向膜１３の上面を研磨し、平坦化する。配向膜１３の上側にたとえ異物があったとしても、この研磨により除去される。
【００３０】
さらに必要な工程を経ることによって、最終製品としての表示装置が得られる。
（作用・効果）
本実施の形態では、最終製品に残存する層として第１構造層から第１０構造層までを形成したが、いずれも成膜する工程の後に研磨により平坦化する工程を行なった。
【００３１】
本実施の形態では、最終製品に残存する各層に関して、各層を成膜する度に、次の層を成膜するより前に当該層の上面を研磨して平坦化する工程を含んでいるので、各層が平坦になった状態で次の層が形成される。したがって、次の層は正確に形成することができる。また、成膜直後の各層の上側にたとえ異物が載っていたとしても、次の層を形成する前に確実に研磨が行なわれ、この研磨の過程で異物が除去されるので、異物を混入させたまま次の層が成膜される確率をきわめて低くすることができる。したがって、電流リークによる不良品の割合を著しく低減することができる。
【００３２】
なお、図２９にフローチャートで示すように、本実施の形態における表示パネルの製造方法は、１≦ａ≦ｎ−１を満たすいずれかのａに関して、第ａ構造層の上面を平坦化する工程Ｓ（ａ，３）の後で第ａ＋１構造層を成膜する工程Ｓ（ａ＋１，１）より前に、前記第ａ構造層をパターニングする工程Ｓ（ａ，４）を含むことが好ましい。このような製造方法であれば、第ａ構造層を平坦化した後にパターニングが行なわれるので、パターニングのためのマスクは既に平坦化された第ａ構造層の上に形成することができる。したがって、少なくとも第ａ構造層に関しては正確なパターニングを行なうことができる。上記具体例においては、第５構造層としての半導体層６、第６構造層としての金属層８に関して、当該膜を成膜した後にまず研磨し、その後にパターニングを行ない、その後で次の構造層の成膜を行なっているので、少なくともａ＝５，６においてこの好ましい条件が満たされているといえる。この条件は、１≦ａ≦ｎ−１を満たすいずれかのａに関して成り立っていればよいのであって、全ての構造層について成り立っている必要はない。
【００３３】
さらに、図３０にフローチャートで示すように、本実施の形態における表示パネルの製造方法は、前記第ａ構造層をパターニングする工程Ｓ（ａ，４）の後で前記第ａ＋１構造層を成膜する工程Ｓ（ａ＋１，１）より前に、前記第ａ構造層の上面を再び研磨することによって平坦化する工程Ｓ（ａ，５）を含むことが好ましい。このような製造方法であれば、第ａ構造層を成膜し、研磨により平坦化した後に、この第ａ構造層をパターニングし、さらにその後で第ａ構造層を再び研磨により平坦化してから、ようやく次の第ａ＋１構造層の成膜を行なうこととなる。こうすれば、パターニングは既に平坦化された状態で行なわれ、パターニングの後に再び研磨により平坦化されるので、たとえパターニングによって平坦度が劣化しても次の層を成膜する前には正しく平坦な状態に調整することができる。１つの構造層に対して研磨の工程が２回行なわれるので、工程数は増えるが、より確実に平坦度を高めることができ、異物混入がきわめて少ない表示装置を製造することができる。
【００３４】
また違う観点からいえば、本実施の形態における表示パネルの製造方法は、図３１にフローチャートで示すように、１≦ｂ≦ｎ−１を満たすいずれかのｂに関して、第ｂ構造層の上面を研磨することによって平坦化する工程の前に、前記第ｂ構造層をパターニングする工程を含むことが好ましい。このような製造方法であれば、研磨はパターニングの後に行なわれるので、たとえパターニングによって平坦度が劣化しても次の層を成膜する前には正しく平坦な状態に調整することができ、たとえ異物があったとしても研磨によって異物を除去することができる。よって、次の層の成膜は、平坦度が高められた状態で行なうことができる。次の層の成膜の前には研磨によって異物が除去されているので、少なくとも第ｂ構造層に関しては異物混入がきわめて少ない表示装置を製造することができる。上記具体例においては、第９構造層としてのＩＴＯ膜１１に関して、当該膜を成膜した後にまずパターニングを行ない、その後に研磨し、その後で次の構造層の成膜を行なっているので、少なくともａ＝９においてこの好ましい条件が満たされているといえる。この条件は、１≦ｂ≦ｎ−１を満たすいずれかのｂに関して成り立っていればよいのであって、全ての構造層について成り立っている必要はない。
【００３５】
なお、上記各実施の形態では、表示装置が液晶表示パネルである例を詳しく説明したが、表示装置が他の種類の表示装置であっても本発明は同様に適用することができる。上記具体例では、基板はガラス基板であったが、基板は他の種類の基板であってもよい。
【００３６】
なお、今回開示した上記実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。
【符号の説明】
【００３７】
１ガラス基板、２フォトレジスト膜、３金属層、３ａゲート配線、４ゲート絶縁膜、５半導体層（ｉ層）、６半導体層（Ｎ＋層）、７マスク、８金属層、９層間絶縁膜（ＰＡＳ膜）、１０層間絶縁膜（ＪＡＳ膜）、１１ＩＴＯ膜、１２マスク、１３配向膜（ＰＩ膜）、６１（ゲート配線が形成される予定の）領域、６２（ゲート配線を配置するための）凹部、６３（半導体膜とＰＡＳ膜とが接するための）凹部、６４（ＰＡＳ膜に設けられた）凹部。

【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の主表面上に複数の層を形成したものを用いて表示パネルを製造する方法であって、
前記複数の層のうち最終製品に残存する各層を前記主表面に近いものから順に第１構造層、第２構造層、第３構造層、…、第ｎ構造層と呼ぶこととしたときに、１≦ｋ≦ｎ−１を満たす全てのｋに関して、
第ｋ構造層を成膜する工程と、
前記第ｋ構造層を成膜する工程より後で第ｋ＋１構造層を成膜する工程より前に、前記第ｋ構造層の上面を研磨することによって平坦化する工程とを、それぞれ含み、さらに、
第ｎ構造層を成膜する工程と、
前記第ｎ構造層の上面を研磨することによって平坦化する工程とを含む、表示パネルの製造方法。
【請求項２】
１≦ａ≦ｎ−１を満たすいずれかのａに関して、
第ａ構造層の上面を平坦化する工程の後で第ａ＋１構造層を成膜する工程より前に、前記第ａ構造層をパターニングする工程を含む、請求項１に記載の表示パネルの製造方法。
【請求項３】
前記第ａ構造層をパターニングする工程の後で前記第ａ＋１構造層を成膜する工程より前に、前記第ａ構造層の上面を再び研磨することによって平坦化する工程を含む、請求項２に記載の表示パネルの製造方法。
【請求項４】
１≦ｂ≦ｎ−１を満たすいずれかのｂに関して、
第ｂ構造層の上面を研磨することによって平坦化する工程の前に、前記第ｂ構造層をパターニングする工程を含む、請求項１に記載の表示パネルの製造方法。

【図１】