[发明专利]有源矩阵基板及其制造方法、以及平面显示装置

说明书

技术领域

本发明涉及有源矩阵基板(active matrix substrate)及其制造方法、以及平面显示装置。具体而言，本发明涉及可以通过简单的操作进行制造、且具有优异的晶体管特性及高度可靠性的有源矩阵基板及其制造方法、以及平面显示装置。

背景技术

所谓有源矩阵基板，是在基板上相互垂直而设的多条门信号线和源信号线的交点处通过薄膜晶体管(TFT)设置有像素电极的基板。所述基板被用于有源矩阵型平面显示装置。由于在有源矩阵型平面显示装置中，各显示像素由TFT(开关元件)分别独立地控制，因而与被动式矩阵型平面显示装置相比，不易产生干扰，适于高精细化及大容量化。

图7是传统的有源矩阵基板上的电路的一例的说明图。在基板上垂直而设的门信号线12和源信号线13的交点处，设置了作为开关元件的TFT14。当向门电极15施加电压时，由源电极16流向漏电极17的电流量会发生变化，该变化经由接触孔传达到像素电极18。

传统的有源矩阵基板多具有下述结构：利用溅射法、蒸镀法、或CVD法在形成有TFT的阵列基板表面形成由硅氮化物等制成的钝化膜，再通过层间绝缘膜实现表面平坦化，在层间绝缘膜上，设置有经接触孔与TFT的漏电极相连的像素电极。

例如，专利文献1中公开了下述有源矩阵基板：该有源矩阵基板具有由SiN_x或SiO₂形成的保护层(钝化膜)和由苯并环丁烯制成的平坦化层(层间绝缘层)。

此外，专利文献2中公开了下述有源矩阵基板：在像素电极和布线之间形成由硅氧烷树脂构成的第1有机层间绝缘膜和由丙烯酸类树脂构成的第2有机层间绝缘膜，其中，所述硅氧烷树脂将源电极、源布线、漏电极及背沟道直接覆盖；而下层的有机层间绝缘膜直接连接在TFT的沟道部位。

专利文献1：日本特开平10-96963号公报

专利文献2：日本特开平11-307778号公报

发明内容

发明要解决的问题

上述有源矩阵基板被认为具有耐实用的晶体管特性及可靠性，但就它们的结构而言，在专利文献1的有源矩阵基板中，钝化膜必须要在真空中形成；而在专利文献2的有源矩阵基板中，有机层间绝缘膜的形成步骤需要进行2次，总体而言，其制造过程中的操作较为繁琐。

本发明的目的在于提供可利用简单操作而制造，且具有优异的晶体管特性及高度可靠性的有源矩阵基板及其制造方法、以及具有该有源矩阵基板的平面显示装置。

解决问题的方法

本发明人等为达到上述目的而进行了深入研究，结果发现：在对形成于基体材料上的TFT的无定形硅膜表面进行氧化之后，其上形成有机保护膜而得到有源矩阵基板，该有源矩阵基板的漏电流小，且源电极/漏电极间的电流随着门电极的电压增加而直线升高，另外，即使在高温高湿环境下长时间放置，它们的晶体管特性以及为实现电流流通所需的必要临界电压也基本不发生变化。并基于上述发现而完成了本发明。

即，本发明提供下述技术方案：

[1]一种有源矩阵基板，该基板具有基体材料和形成于该基体材料上的具有无定形硅膜的薄膜晶体管，其中，在所述无定形硅膜上具有硅氧化物层，并且，在硅氧化物层上层压有有机保护膜。

[2]根据上述[1]所述的有源矩阵基板，其中，硅氧化物层的厚度在5nm以下。

[3]根据上述[1]或[2]所述的有源矩阵基板，其中，硅氧化物层是经过了甲硅烷基化作用的硅氧化物层。

[4]根据上述[1]～[3]中任一项所述的有源矩阵基板，其中，有机保护膜是由具有极性基团的环状烯烃类聚合物的交联体制成的膜。

[5]一种制造上述[1]所述的有源矩阵基板的方法，该制造方法具有下述步骤：

(1)对形成于基体材料上的薄膜晶体管的无定形硅膜A的表面进行氧化，从而在无定形硅膜α上形成硅氧化物层的步骤；以及

(2)通过辐射敏感性树脂组合物在硅氧化物层的表面上形成有机保护膜的步骤。

[6]根据上述[5]所述的制造有源矩阵基板的方法，其中，通过选自下组中的至少1种方法进行步骤(1)中对无定形硅膜A表面的氧化：与臭氧水接触、在氧化性气体氛围中进行紫外线照射、在氧化性气体氛围中进行加热、以及暴露在含有氧化性气体的等离子体中。

[7]根据上述[5]或[6]所述的制造有源矩阵基板的方法，其中，利用湿法进行步骤(2)。

[8]根据上述[5]～[7]中任一项所述的有源矩阵基板的制造方法，其中，辐射敏感性树脂组合物含有：具有极性基团的环状烯烃类聚合物、交联剂、辐射敏感性化合物及溶剂。