表示装置およびその製造方法
【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。
【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。
【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
【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
【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。
【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。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【公開番号】特開2007−304512(P2007−304512A)
【公開日】平成19年11月22日(2007.11.22)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−135470(P2006−135470)
【出願日】平成18年5月15日(2006.5.15)
【出願人】(000116024)ローム株式会社 (3,539)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成19年11月22日(2007.11.22)
【国際特許分類】
【出願日】平成18年5月15日(2006.5.15)
【出願人】(000116024)ローム株式会社 (3,539)
【Fターム(参考)】
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