(57)【要約】本発明は、画素電極間の信号電圧のばらつきを抑制することを可能にするアクティブマトリクス基板を提供する。本発明のアクティブマトリクス基板は、絶縁基板上に、マトリクス状に配置された複数の画素電極と、行方向に隣り合う二つの画素電極の両方と重畳して配置された列方向に伸びるソース配線とを備えるアクティブマトリクス基板であって、上記画素電極及び上記ソース配線は、絶縁膜を介してそれぞれ異なる層に形成されており、上記ソース配線は、主線部と、上記主線部の両側からそれぞれ引き伸ばされて設けられた延出部とを有し、上記延出部は、透明導電材料で構成されているアクティブマトリクス基板である。
2011070944.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁基板上に、マトリクス状に配置された複数の画素電極と、行方向に隣り合う二つの画素電極の両方と重畳して配置された列方向に伸びるソース配線とを備えるアクティブマトリクス基板であって、
該画素電極及び該ソース配線は、絶縁膜を介してそれぞれ異なる層に形成されており、
該ソース配線は、主線部と、該主線部の両側からそれぞれ引き伸ばされて設けられた延出部とを有し、
該延出部は、透明導電材料で構成されている
ことを特徴とするアクティブマトリクス基板。
【請求項２】
前記行方向に隣り合う二つの画素電極の電位は、互いに極性が異なっていることを特徴とする請求項１記載のアクティブマトリクス基板。
【請求項３】
前記主線部は、前記透明導電材料で構成される層と、該透明導電材料よりも比抵抗の低い導電材料で構成される層との積層で構成されていることを特徴とする請求項１又は２記載のアクティブマトリクス基板。
【請求項４】
前記透明導電材料で構成される層は、前記透明導電材料よりも比抵抗の低い導電材料で構成される層よりも前記絶縁基板側に形成されていることを特徴とする請求項３記載のアクティブマトリクス基板。
【請求項５】
前記ソース配線と前記画素電極とは、薄膜トランジスタ、及び、該薄膜トランジスタから引き出されたドレイン配線を間に介して接続され、
該ドレイン配線は、透明導電材料で構成されている
ことを特徴とする請求項１記載のアクティブマトリクス基板。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載のアクティブマトリクス基板を備えることを特徴とする表示装置。
【請求項７】
前記表示装置は、表示面を構成する部材の最表面に反射防止フィルムを有することを特徴とする請求項６記載の表示装置。
【請求項８】
前記表示装置は、前面板と、該前面板の一面又は両面上に貼り付けられた反射防止フィルムとを有することを特徴とする請求項６又は７記載の表示装置。
【請求項９】
前記反射防止フィルムが貼り付けられた面の反射率は、可視光領域内で０．５％以下であることを特徴とする請求項７又は８記載の表示装置。
【請求項１０】
前記反射防止フィルムは、光の干渉により反射光を低減させるフィルムであることを特徴とする請求項７〜９のいずれかに記載の表示装置。
【請求項１１】
前記反射防止フィルムは、隣り合う凸部の頂点間の幅が可視光波長以下である複数の凸部を表面に有するフィルムであることを特徴とする請求項７〜９のいずれかに記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アクティブマトリクス基板及び表示装置に関する。より詳しくは、極性反転駆動を行う表示装置を構成する基板として好適に用いられるアクティブマトリクス基板、及び、上記アクティブマトリクス基板を備える表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年多く用いられているテレビジョン、パーソナルコンピュータ、携帯電話等の表示装置は、通常、ガラス等の基板を土台として作製されるものであり、この基板上に回路素子、制御素子等が配置されて表示装置は完成する。【０００３】
これらの表示装置では、高精細な表示を行うために、表示領域において複数本のゲート配線を行方向に、複数本のソース配線を列方向にそれぞれ設け、画素ごとに、透光性を有する画素電極、及び、画素電極と各配線との間の電気的な導通を制御するスイッチング素子を設け、画素を個別に制御するといった工夫がなされている。【０００４】
例えば、液晶表示装置は、液晶層を挟持する一対の基板を有しており、その一対の基板の一方を上述の配線等を有する基板とすることにより、液晶層内の液晶分子の傾きを画素ごとに制御することができ、高精細な液晶表示を実現することができる（例えば、特許文献１参照。）。なお、スイッチング素子として薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Thin Film Transistor）等のアクティブ素子を用い、画素電極をマトリクス状に配置した基板をアクティブマトリクス基板ともいう。【０００５】
画素電極を構成する材料としては、透光性を有するＩＴＯ（Indium Tin Oxide：インジウム酸化スズ）等の金属酸化物が好適に用いられ、ゲート配線、ソース配線、及び、ＴＦＴが備える電極を構成する材料としては、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）等の比抵抗が小さい金属、また、クロム（Ｃｒ）、チタン（Ｔｉ）、モリブデン（Ｍｏ）等の金属も好適に用いられる。画素電極及び各配線は、これらの材料をスパッタ法等を用いて基板上に積層させた後、フォトリソグラフィー法を用いることで、所望の形状にパターニングして形成することができる（例えば、特許文献２参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭６１−１３７９２４号公報
【特許文献２】特開２００１−１２５１３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明者は、表示装置に多く用いられるアクティブマトリクス基板の構成について種々検討を行っていたところ、上述のように各種配線と画素電極が設けられるアクティブマトリクス基板において、絶縁膜を介して異なる層にソース配線と画素電極とをそれぞれ配置すると、画素電極とソース配線との間に、一定量の静電容量（以下、カップリング容量ともいう。）が形成され、このカップリング容量が、表示品位の劣化を引き起こす場合がある点に着目した。【０００８】
図４３及び図４４は、画素電極とソース配線との間でカップリング容量が形成される領域を示す平面模式図である。図４３は、ソース配線と画素電極との位置ズレが起こっていない場合を示し、図４４は、ソース配線と画素電極との位置ズレが起こった場合を示す。図４３に示すように、画素電極３１１がマトリクス状に形成される場合、通常、ソース配線３１３は、各画素電極３１１の間隙に配置される。また、同時にソース配線３１３と画素電極３１１とを絶縁膜を介して別の層に設けることで、これらを同一の層に配置した場合と比べ、画素電極３１１の面積を広げ、開口率を向上させることができるので、通常は、ソース配線３１３と画素電極３１１との間には絶縁膜が設けられる。このような場合、ソース配線３１３と画素電極３１１とは一部が重なることになるので、重なった領域においてカップリング容量が生じる。なお、カップリング容量の大きさは、これらが重なる面積に比例する。【０００９】
ところが、ソース配線３１３が形成される層と画素電極３１１が形成される層とが異なることにより、実際にはソース配線３１３と画素電極３１１との位置ズレによって、図４４に示すように、ソース配線３１３の中心線と、隣り合う画素電極３１１の間隙の中心線とがずれた配置構成となる。【００１０】
このような位置ズレは、例えば、隣り合う画素電極３１１間で極性が異なる駆動方式を用いた場合に以下のような不都合が生じうる。画素電極３１１に対する信号電圧はソース配線３１３を通じて印加されるため、画素電極３１１に印加される電圧の極性を隣り合う画素間で異ならせる場合、互いに隣り合うソース配線３１３が、互いに極性が異なる信号電圧を供給する。そうすると、画素電極３１１（＋）又は画素電極３１１（−）は１つあたり、極性が互いに異なる２本のソース配線３１３（＋）及びソース配線３１３（−）のそれぞれと重なることになり、上記２本のソース配線３１３（＋）及びソース配線３１３（−）のそれぞれとカップリング容量を形成する。このとき、位置ズレによって画素電極３１１（＋）又は画素電極３１１（−）と上記２本のソース配線３１３（＋）及びソース配線３１３（−）のそれぞれと重なる面積が互いに異なっていると、画素電極３１１との間で形成されるカップリング容量の大きさが、画素電極３１１ごとに相違することになる。そして、その影響により各画素電極３１１が保持する信号電圧の大きさも、画素電極３１１間で相違することになるので、画素ごとで輝度ムラが生じることになり、表示品位の劣化を引き起こす。【００１１】
本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、画素電極間の信号電圧のばらつきを抑制することを可能にするアクティブマトリクス基板、及び、画素電極間の信号電圧のばらつきによる表示品位の劣化を抑制するとともに、開口率を低下させずに、内部反射を低減することができる表示装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者は、ソース配線が画素電極と重なる面積を広げることにより、一つのソース配線に対して重なる画素電極の面積を、隣り合う画素電極間で大きく異ならないように調整することで、各画素電極が保持する信号電圧のばらつきを抑制することができる点に着目した。【００１３】
また一方で、本発明者は、ソース配線の面積を画素電極と重なる領域まで広げると、ソース配線が遮光性を有していることにより画素の開口率が低下してしまい、表示装置に適用したときに、ソース配線の表面で外光が反射し、例えば、表示画面内に外光による内部からの反射による蛍光灯等の映り込みが起こって、表示品位を低下させる場合があることに着目した。なお、本発明者の検討によれば、このような内部反射による影響は、表示装置の表示画面に低反射フィルムを貼り付ける等の低反射処理がなされたときに特に顕著に現れる。【００１４】
一方、ソース配線の全体をＩＴＯ等の透光性を有する金属酸化物を用いて形成することが考えられるが、そうすると、ＩＴＯの比抵抗が高すぎるため、全ての画素電極に充分な信号電圧を印加することができなくなる。【００１５】
そこで、本発明者は鋭意検討を行い、ソース配線に対し、その両側から一定幅を引き伸ばしたソース配線の延出部を設けるとともに、その延出部に透光性を有する導電材料を用いることで、開口率を低下させることなく、かつ隣り合う画素間で形成されるカップリング容量に差が生じることを抑制することができることを見いだした。こうして本発明者は、上記課題をみごとに解決することができることに想到し、本発明に到達したものである。【００１６】
すなわち、本発明は、絶縁基板上に、マトリクス状に配置された複数の画素電極と、行方向に隣り合う二つの画素電極の両方と重畳して配置された列方向に伸びるソース配線とを備えるアクティブマトリクス基板であって、上記画素電極及び上記ソース配線は、絶縁膜を介してそれぞれ異なる層に形成されており、上記ソース配線は、主線部と、上記主線部の両側からそれぞれ引き伸ばされて設けられた延出部とを有し、上記延出部は、透明導電材料で構成されているアクティブマトリクス基板である。【００１７】
本発明のアクティブマトリクス基板は、絶縁基板上に、マトリクス状に配置された複数の画素電極と、行方向に隣り合う二つの画素電極の両方と重畳して配置された列方向に伸びるソース配線とを備える。ソース配線は、画素電極に対し信号電圧を供給することができる配線であり、画素電極は、ソース配線から供給される信号電圧の大きさに応じて帯電する。【００１８】
上記画素電極及び上記ソース配線は、絶縁膜を介してそれぞれ異なる層に形成されている。これにより、同一層に画素電極とソース配線とを配置する場合と比べ、画素電極の面積を広げることができ、開口率を向上させることができる。そして、画素電極を、ソース配線の一部と重なる領域まで広げたときに、ソース配線と画素電極との間に一定量のカップリング容量が形成される。なお、本発明においては、一つの画素電極と重なる領域が一つの画素に対応する。【００１９】
上記ソース配線は、主線部と、上記主線部の両側からそれぞれ引き伸ばされて設けられた延出部とを有し、上記延出部は、透明導電材料で構成されている。ソース配線の主線部は、ソース配線全体のうち、主にソースドライバ等の供給元から画素電極に信号電圧を供給する役割を果たす部位である。ソース配線の延出部は、主に隣り合う画素電極のカップリング容量の大きさを調整する役割を果たす部位であり、これによって、各画素電極の信号電圧のばらつきを抑制することができる。上記延出部は、透明導電材料で構成されているので、ソース配線による遮光を防ぐとともに、ソース配線の表面で反射する光を低下することも可能である。【００２０】
本発明のアクティブマトリクス基板の構成としては、このような構成要素を必須として形成されるものである限り、その他の構成要素により特に限定されるものではない。本発明のアクティブマトリクス基板に係る好ましい形態について、以下に詳しく説明する。【００２１】
上記行方向に隣り合う二つの画素電極の電位は、互いに極性が異なっていることが好ましい。これにより、本発明のアクティブマトリクス基板を表示装置に適用した際に、表示にフリッカや焼き付き等が生じることを防止することができるとともに、各画素電極でカップリング容量にバラつきが生じることを抑制することができ、輝度ムラが発生することを抑制することができる。【００２２】
上記主線部は、上記透明導電材料で構成される層と、上記透明導電材料よりも比抵抗の低い導電材料で構成される層との積層で構成されていることが好ましい。ソース配線の主線部の全体をソース配線の延出部に用いられる透明導電材料で形成すると、ソース配線の全体の抵抗が大きくなりすぎてしまい、信号電圧の伝達速度を低下させるおそれがある。そのため、延出部で用いる透明導電材料よりも比抵抗の低い電極を重ね合わせることで、効率よく、ソース配線全体の抵抗の増加を抑制することができる。より好ましくは、上記透明導電材料で構成される層が、上記透明導電材料よりも比抵抗の低い導電材料で構成される層よりも絶縁基板側に形成されている形態であり、これにより、フォトリソグラフィー法における製造工程を効率化することができる。【００２３】
上記透明導電材料よりも比抵抗の低い導電材料は、アルミニウム又は銅が好適である。アルミニウムを用いる場合、アルミニウムで構成される層と上記透明導電性材料で構成される層との間に、クロム、チタン、タンタル又はモリブデンの材料で構成される層を挿入することが好ましい。これにより、接触電位差による腐食を予防することができる。また、チタン及びタンタルはアルミニウムや銅と比較して反射率が低いことから、アルミニウム又は銅で構成される層の上部（絶縁基板側と反対側）に更にこれらの層を配置すると好適である。【００２４】
上記ソース配線と上記画素電極とは、薄膜トランジスタ、及び、上記薄膜トランジスタから引き出されたドレイン配線を間に介して接続され、上記ドレイン配線は、上記透明導電材料で構成されていることが好ましい。上記ソース配線と上記画素電極との間に薄膜トランジスタを設けることで、画素電極の信号電圧のオン及びオフを制御することができる。薄膜トランジスタは、ドレイン配線を介して画素電極と接続することができるが、このドレイン配線に対しても上記ソース配線の延出部に用いた透明導電材料を用いて形成することで、ドレイン配線による遮光部の減少と、ドレイン配線の表面での反射の低減の効果を得ることができる。【００２５】
本発明はまた、上記アクティブマトリクス基板を備える表示装置でもある。本発明のアクティブマトリクス基板によれば、画素電極間の信号電圧のばらつきによる表示品位の劣化を抑制するとともに、開口率を低下させずに、内部反射を低減することができる。【００２６】
上記表示装置は、表示面を構成する部材の最表面に反射防止フィルムを有することが好ましい。また、上記表示装置は、前面板と、上記前面板の一面又は両面上に貼り付けられた反射防止フィルムとを有することが好ましい。更に、上記反射防止フィルムが貼り付けられた面の反射率は、可視光領域内で０．５％以下であることが好ましい。本発明のアクティブマトリクス基板は、表示装置に適用したときに表示装置の内部反射を抑えることができることから、表面反射を防止することができる反射防止フィルムを該表示装置の表示面を構成する部材の最表面に貼り付けた表示装置、及び、前面板を有する場合においては、前面板の一面又は両面上に反射防止フィルムが貼り付けられた表示装置に対して、特に好適に用いられる。【００２７】
上記前面板の一例としては、例えば、ゲーム機、携帯電話、ノート型のパーソナルコンピュータ等のパネルの前方にあって、表示パネルを保護する保護板が挙げられる。【００２８】
上記反射防止フィルムの好適な例としては、（１）光の干渉により反射光を低減させるＬＲ（Low Reflection）フィルム又はＡＲ（Anti Reflection）フィルム、（２）隣り合う凸部の頂点間の幅が可視光波長以下である複数の凸部を表面に有するモスアイフィルムが挙げられる。なお、上記（２）のモスアイフィルムによれば、表示面を構成する部材の最表面の反射率を、ほぼ確実に０．５％以下に落とすことができる。【００２９】
本発明者は、上述の反射防止フィルムのうち、実際にモスアイフィルムを作製し表示装置を構成するパネルの面上に設置してその効果を検証したところ、パネル又は前面板の表面で反射する光（表面反射）を抑制することによって、これまでは注目されていなかったパネル内部の構造に起因する反射（内部反射）によって、視認性の向上が妨げられていることを見いだした。【００３０】
パネルの内部反射は、パネルの内部構造に使用される材料が層状に積み重なることによって各層間に界面が生じ、この界面を介して異なる層が屈折率差をもつために発生するものである。中でも表示駆動を制御する配線、つまりメタル配線による反射の影響が大きい。このようなメタル配線は、ソース配線、ドレイン配線、補助容量配線（ＣＳ配線）等に用いられる部位が挙げられ、バックライト光等の内部側からの光に対してはブラックマトリクスとして利用することができる。しかしながら、このようなメタル配線は、パネル表面側（外界側）からも直接観察することができるので、これらのメタル配線の表面で光が反射すると、その反射光がそのまま外界に出射されることになり、表示に直接影響を与える。また、メタル配線の材料としてはアルミニウム（Ａｌ）を使用したものが多く用いられるため、反射率が高く、内部反射への寄与が大きい。【００３１】
これに対し、本発明の表示装置は、外界から直接観察することができるメタル配線に対して透明な材料を用いており、メタル配線の表面での光の反射を抑制するとともに、画素透過率を向上させるものである。透明電極化することによって、屈折率界面は依然として残るが、メタル配線の表面反射よりも反射量が少なくなるため、全体としては反射光を落とすことが可能となる。【００３２】
表示装置内の部材による外光の反射（内部反射）が増加すると、本来表示光として用いられる光（例えば、液晶表示装置のバックライトから出射された光）と、外光が反射してできた光とが混合したときに、本来用いられるべき表示光が著しく阻害される。例えば、明室において表示装置の周りに光源や２次光源となるような白い壁等があると、これらは表示装置の表示画面に写りこむことがあり、表示装置の表示画面に映し出された画像は見えにくくなる。特に、表示装置が黒を表示していれば、写り込んでいるものがよりはっきりと見え、黒表示とは認識できない。そうすると、表示画面内のコントラスト比は極端に下がることとなるので、このような写り込みを防止しなければ、周囲が明るい環境下でコントラスト比を上げることはできない。【００３３】
また、上述のように、反射防止フィルムを貼り付ける等の表面反射の抑制のための処理がなされた場合に、内部反射の影響は特に顕著に現れる。そのため、表示装置の表面反射を抑制したときに内部反射の影響を抑えることは特に効果的であり、コントラスト比の低下が抑制された高品質の表示を実現することができる。
【発明の効果】
【００３４】
本発明のアクティブマトリクス基板によれば、画素電極間の信号電圧のばらつきを抑制することができる。また、本発明の表示装置によれば、画素電極間の信号電圧のばらつきを抑制するとともに、開口率を低下させずに、内部反射を抑えることができるので、高品質の表示を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】実施形態１におけるアクティブマトリクス基板の画素構成を示す平面模式図である。
【図２】実施形態１におけるアクティブマトリクス基板のソース配線の拡大模式図である。
【図３】図２のＡ−Ｂ線に沿った断面模式図である。
【図４】実施形態１の表示装置の画素電極が有する極性を示す平面模式図である。
【図５】実施形態１におけるソース配線の主線部及びカップリング部の製造フローを示す断面模式図であり、ゲート絶縁膜が形成された段階を示す。
【図６】実施形態１におけるソース配線の主線部及びカップリング部の製造フローを示す断面模式図であり、ＩＴＯ層、Ｔｉ層及びＡｌ層が成膜された段階を示す。
【図７】実施形態１におけるソース配線の主線部及びカップリング部の製造フローを示す断面模式図であり、露光を行っている段階を示す。
【図８】実施形態１におけるソース配線の主線部及びカップリング部の製造フローを示す断面模式図であり、現像を行った段階を示す。
【図９】実施形態１におけるソース配線の主線部及びカップリング部の製造フローを示す断面模式図であり、エッチングを行った段階を示す。
【図１０】実施形態１におけるソース配線の主線部及びカップリング部の製造フローを示す断面模式図であり、レジストを一部除去した段階を示す。
【図１１】実施形態１におけるソース配線の主線部及びカップリング部の製造フローを示す断面模式図であり、ソース配線のカップリング部を形成した段階を示す。
【図１２】実施形態１におけるソース配線の主線部及びカップリング部の製造フローを示す断面模式図であり、ソース配線の主線部を形成した段階を示す。
【図１３】実施形態１におけるソース配線の主線部及びカップリング部の製造フローを示す断面模式図であり、画素電極を形成した段階を示す。
【図１４】実施形態１の変形例を示す断面模式図である。
【図１５】実施形態１の表示装置の各層を示す断面模式図である。
【図１６】実施形態１におけるアクティブマトリクス基板の製造フローを示す平面模式図であり、ゲート配線及びＣＳ配線を形成した段階を示す。
【図１７】実施形態１におけるアクティブマトリクス基板の製造フローを示す平面模式図であり、ＳｉＮｘ層、ａ−Ｓｉ層及びｎ＋Ｓｉ層を形成した段階を示す。
【図１８】実施形態１におけるアクティブマトリクス基板の製造フローを示す平面模式図であり、半導体層を形成した段階を示す。
【図１９】実施形態１におけるアクティブマトリクス基板の製造フローを示す平面模式図であり、透明導電層及びソース配線となる金属層を成膜し、更に、レジストを塗布した段階を示す。
【図２０】実施形態１におけるアクティブマトリクス基板の製造フローを示す平面模式図であり、露光及び現像を行った後、透明導電層及びソース配線となる金属層の一部をエッチングした段階を示す。
【図２１】実施形態１におけるアクティブマトリクス基板の製造フローを示す平面模式図であり、レジストを一部除去した段階を示す。
【図２２】実施形態１におけるアクティブマトリクス基板の製造フローを示す平面模式図であり、ソース配線を形成した段階を示す。
【図２３】実施形態１におけるアクティブマトリクス基板の製造フローを示す平面模式図であり、アクリル系レジストを塗布した段階を示す。
【図２４】実施形態１におけるアクティブマトリクス基板の製造フローを示す平面模式図であり、露光及び現像を行った段階を示す。
【図２５】実施形態１におけるアクティブマトリクス基板の製造フローを示す平面模式図であり、ＩＴＯ層を成膜した段階を示す。
【図２６】実施形態１におけるアクティブマトリクス基板の製造フローを示す平面模式図であり、画素電極を形成した段階を示す。
【図２７】参考形態１におけるアクティブマトリクス基板のソース配線の拡大模式図である。
【図２８】参考形態１におけるアクティブマトリクス基板の光学顕微鏡写真である。
【図２９】実施形態２におけるアクティブマトリクス基板のソース配線の拡大模式図である。
【図３０】図２９のＣ−Ｄ線に沿った断面模式図である。
【図３１】実施形態３におけるアクティブマトリクス基板のソース配線の拡大模式図である。
【図３２】図３１のＥ−Ｆ線に沿った断面模式図である。
【図３３】反射防止フィルムが保護板上に配置された実施形態４の表示装置を示す断面模式図であり、光干渉フィルムを用いた場合を示す。
【図３４】反射防止フィルムが保護板上に配置された実施形態４の表示装置を示す断面模式図であり、モスアイフィルムを用いた場合を示す。
【図３５】ＬＲフィルム、ＡＲフィルム等の光干渉フィルムが低反射を実現する原理を示す模式図である。
【図３６】モスアイフィルムが低反射を実現する原理を示す模式図であり、モスアイフィルムの断面構造を示す。
【図３７】モスアイフィルムが低反射を実現する原理を示す模式図であり、モスアイフィルムに入射する光の感じる屈折率を示す。
【図３８】実施形態４の表示装置が有するモスアイフィルムの表面を拡大した斜視図であり、凸部の単位構造が円錐状のときを示す。
【図３９】実施形態４の表示装置が有するモスアイフィルムの表面を拡大した斜視図であり、凸部の単位構造が四角錐状のときを示す。
【図４０】実施形態４の表示装置が有するモスアイフィルムの表面を拡大した斜視図であり、凸部の単位構造が頂点から底点までの傾斜が丸みを帯びるドーム（ベル）状のときを示す。
【図４１】実施形態４の表示装置が有するモスアイフィルムの表面を拡大した斜視図であり、凸部の単位構造が頂点から底点までの傾斜が急峻である針状のときを示す。
【図４２】ＡＲフィルム、ＬＲフィルム、及び、モスアイフィルムのそれぞれの反射スペクトルを比較したグラフである。
【図４３】画素電極とソース配線との間でカップリング容量が形成される領域を示す平面模式図であり、ソース配線と画素電極との位置ズレが起こっていない場合を示す。
【図４４】画素電極とソース配線との間でカップリング容量が形成される領域を示す平面模式図であり、ソース配線と画素電極との位置ズレが起こった場合を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下に実施形態を掲げ、本発明について図面を参照して更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施形態のみに限定されるものではない。
【００３７】
実施形態１
実施形態１は、本発明のアクティブマトリクス基板を適用した本発明の表示装置の一例である。実施形態１の表示装置は、画素電極、ＴＦＴ等を備えるアクティブマトリクス基板、及び、カラーフィルタ、ブラックマトリクス等を備えるカラーフィルタ基板からなる一対の基板と、これら一対の基板に挟持された液晶層とを有する液晶表示パネルを備えている。
【００３８】
実施形態１においてアクティブマトリクス基板は、ガラス基板（絶縁基板）を土台として有しており、ガラス基板上には複数の画素電極１１がマトリクス状に配列されており、画素電極１１ごとに液晶の駆動制御を行うことができる。
【００３９】
図１は、実施形態１におけるアクティブマトリクス基板の画素構成を示す平面模式図である。実施形態１においてアクティブマトリクス基板は、画素電極１１が配置された層とは別に、ゲート配線１２、ソース配線１３、ドレイン配線１５、保持容量配線（ＣＳ配線）１７等の各種配線が配置された層が、それぞれ絶縁膜を介して設けられている。なお、これら各種配線は、全てがそれぞれ別の層に設けられる必要はなく、例えば、ゲート配線１２とＣＳ配線１７とを同一材料を用いて同一層に形成する、又は、ソース配線１３とドレイン配線１５とを同一材料を用いて同一層に形成することができ、これにより、製造効率の向上が図れる。
【００４０】
図１に示すように、ゲート配線１２は、画素電極１１の行方向に伸びて配置されており、列方向に隣り合う２つの画素電極１１の間隙と重畳している。ソース配線１３は列方向に伸びて配置されており、絶縁膜を介してゲート配線１２と交差して配置されている。ゲート配線１２とソース配線１３との交点近傍には画素駆動用のスイッチング素子であるＴＦＴ１９が配置されている。ＴＦＴ１９によって、ゲート配線１２から送られてくるゲート電圧のタイミングにより、ソース配線１３から送られてくる信号電圧を画素電極１１に印加するタイミングを制御することができる。なお、実施形態１においては、ゲート配線とソース配線とで囲まれた一つの領域につき、二つの画素電極１１が配置されており、一本のゲート配線１２によって上記ゲート配線１２を挟んで両側に位置する画素電極１１の両方を制御することができるいわゆるマルチ画素駆動方式が採用されている。
【００４１】
ＴＦＴ１９は三端子型の電界効果トランジスタであり、ゲート電極、ソース電極及びドレイン電極の３つの電極を有している。ゲート電極はゲート配線１２と接続され、ソース電極はソース配線１３と接続されている。また、ＴＦＴ１９のドレイン電極からは、サブ画素の中央に向かってドレイン配線１５が引き出されている。そして、画素の中央部分に位置するドレイン配線１５と重畳する絶縁膜にコンタクトホール１６が設けられており、このコンタクトホール１６を介して、ドレイン配線１５と画素電極１１とが電気的に接続されている。
【００４２】
実施形態１においては、ゲート配線１２の行間にＣＳ配線１７が行方向に伸びて配置されている。ＣＳ配線１７は、画素の中央部において絶縁膜を介してドレイン配線１５と重畳して配置されており、ドレイン配線１５との間で一定量の保持容量を形成することができる。ゲート配線１２、ＣＳ配線１７等の各種配線は、例えば、アルミニウム（Ａｌ）や銅（Ｃｕ）で構成される層と、これらの下面及び上面に窒化タンタル（ＴａＮ）、窒化チタン（ＴｉＮ）、モリブデン（Ｍｏ）等で構成される層を重ねた構造が挙げられる。また、ソース配線１３の主線部においては、同様の導電材料が用いられているが、ソース配線１３のカップリング部、及び、ドレイン配線１５においては、このような遮光性を有する導電材料ではなく、透明性を有する導電材料が用いられている。
【００４３】
実施形態１においてソース配線１３は屈曲点を有し、その屈曲点を境に横断部が形成され、横断部が行方向に隣り合う２つの画素電極１１の間隙を横切るように形成されている。このように、ソース配線１３の主線部は、全体としてジグザグ形状を有している。これにより１つのソース配線１３が、隣り合う２つの画素電極１１のそれぞれと重畳して配置されている。これによれば、ソース配線１３を直線状にする場合と比べ、画素電極１１に対し、より広い面積で重なることになるので、アライメントずれが生じた場合であっても、画素電極１１とソース配線１３との間で形成されるカップリング容量が各画素電極１１でばらつくことを抑制することができる。また、実施形態１においては、カップリング部が透明性を有しているＩＴＯによって形成されていることから、ソース配線が直接観察される位置に存在することによる内部反射の発生を低減することができる。
【００４４】
図２は、実施形態１におけるアクティブマトリクス基板のソース配線の拡大模式図である。ソース配線１３は、列方向に伸びる主線部１３Ａと、主線部１３Ａの両側からそれぞれ一定面積引き伸ばされて設けられたカップリング部（延出部）１３Ｂとを有している。カップリング部１３Ｂは、行方向に隣り合う画素電極１１の間隙を横断するソース配線の主線部１３Ａの左方と右方のそれぞれに一つずつ設けられている。左方のカップリング部１３Ｂの面積と、右方のカップリング部１３Ｂの面積とは、実質的に同一である。カップリング部１３Ｂはいずれも、画素電極１１の長辺のほぼ半分の長さを有しており、カップリング部１３Ｂの形状は、いずれも矩形を有している。図２においてカップリング部は、矩形であるものを図示したが、特に限定されず、本発明の効果を充分に得ることができる限り、適宜変更することができる。
【００４５】
図２中のグレーの部分は、ブラックマトリクス２１が形成された領域を示している。実施形態１においては、カラーフィルタ基板（対向基板）に画素電極１１の間隙と重なるようにブラックマトリクス２１が形成されている。これにより、画素電極１１の間隙近辺に位置する液晶分子が配向の乱れ（ディスクリネーション）を起こすことによる光漏れを抑制することができ、コントラストを向上することができる。ブラックマトリクス２１は遮光性を有するものであれば、絶縁材料で構成されていても、導電材料で構成されていてもよい。
【００４６】
ソース配線１３のカップリング部（延出部）１３Ｂの材料としては、透光性を有するＩＴＯ、ＩＺＯ（Indium Zinc Oxide）、ＡＺＯ（Aluminum Zinc Oxide）等の金属酸化物が挙げられ、ＩＴＯが製造加工の容易さの面でより好ましい。これらは透光性を有するので、通常の金属部材を用いた場合に起こる外光の反射を抑制することができる。ソース配線１３のカップリング部１３Ｂを上述のアルミニウムを主材料とした金属材料を用いて形成した場合、ソース配線１３の表面で外光が反射することになり、例えば、蛍光灯の表示画面内の映り込みを生じさせ、表示品位を低下させる。ブラックマトリクス２１を用いてソース配線１３を覆い、反射を防止することも考えられるが、開口率が減少してしまう。一方で、ソース配線１３の全体を、ＩＴＯ等の透光性を有する金属酸化物で形成した場合、抵抗が増大してしまい、全ての画素電極に充分な信号電圧の印加を行うことができなくなり、表示不良が起こる。
【００４７】
そこで、実施形態１においては、主線部１３Ａを、透光性を有する金属酸化物に加え、上述のアルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）等の比抵抗が小さい金属、又は、クロム（Ｃｒ）、チタン（Ｔｉ）、モリブデン（Ｍｏ）等の金属材料を用いて形成し、カップリング部１３Ｂを、上述の金属酸化物のみを用いて形成しており、これによって、各画素電極１１に対して均等な大きさの信号電圧を印加するとともに、開口率の向上及び内部反射の抑制を行うことができる。
【００４８】
図３は、図２のＡ−Ｂ線に沿った断面模式図である。図３に示すように、実施形態１においてアクティブマトリクス基板は、ガラス基板（絶縁基板）１０上にソース配線１３と、画素電極１１とを有している。そして、対向基板の、各画素電極１１のエッジ部分を覆う位置に、ブラックマトリクス２１が配置されている。
【００４９】
実施形態１においてソース配線１３は、主線部が、ガラス基板１０側からＩＴＯ層１３ａ、チタン（Ｔｉ）層１３ｂ及びアルミニウム（Ａｌ）層１３ｃの順に積層されて構成されており、カップリング部がＩＴＯ層１３ａのみで構成されている。Ｔｉ層１３ｂはＡｌ層１３ｃとＩＴＯ層１３ａが直接接しないようにするために挿入する金属として好適な金属であり、これらを密着させる機能も果たす。ＩＴＯ層１３ａとＡｌ層１３ｃとが直接接していると、接触起電力によりＡｌ層が容易に腐食してしまうため、Ｔｉ層１３ｂを中間層として配置することが好ましい。
【００５０】
実施形態１の配置構成によれば、特に、隣り合う画素電極１１が異なる極性を有する場合に有利である。隣同士に配置された２つの画素電極１１の極性が互いに異なる場合であって、かつ画素電極１１とソース配線１３とが重畳する面積が各画素電極１１間で大きく異なる場合、ソース配線１３との間で形成されるカップリング容量の大きさが各画素電極１１間で異なることとなり、画素電極１１が保持する電圧に差が生じてしまう。しかしながら、上述のカップリング部を設けることで、画素電極１１とソース配線１３とが重畳する面積を、画素電極１１間でほぼ同じにすることが容易に可能となるので、画素電極１１間の電圧の差を小さくして輝度ムラが生じることを抑制し、各画素の表示品位を保つことができる。
【００５１】
図４は、実施形態１の表示装置の画素電極が有する極性を示す平面模式図である。実施形態１において画素電極の駆動方式は、ドット反転駆動方式である。ドット反転駆動は、行方向及び列方向に並んだ各画素電極に対し、逆極性の信号が印加される駆動方式である。したがって、実施形態１の画素電極は、図４に示すように、行方向及び列方向のいずれにおいても＋、−、＋、−の順に極性が異なって配置されている。このような極性は、ゲート配線と接続されたゲートドライバ、及び、ソース配線と接続されたソースドライバを用いて変換することができる。ドット反転駆動によれば、フリッカの発生を効果的に抑制することができる。
【００５２】
実施形態１の構成によれば、隣り合う画素電極１１が異なる極性を有する場合であっても表示品位を保つことが可能であるので、フリッカの発生を抑制するとともに、画素電極１１間の輝度が隣同士で異なることによる輝度ムラを防ぎ、かつ画素電極１１同士の隙間で起こる光漏れを防止してコントラストを向上させ、高品位の表示を得ることができる。
【００５３】
以下に、ソース配線の主線部とカップリング部との製造方法について、断面図を用いて説明する。図５〜１３は、実施形態１におけるソース配線の主線部及びカップリング部の製造フローを示す断面模式図であり、各図はそれぞれの製造段階を示す。なお、ここではＴＦＴ基板のゲート配線、半導体形成部は省略しソース配線の形成から説明する。
【００５４】
まず、図５に示すように、表面上にゲート絶縁膜５１が形成されたガラス基板１０を用意する。ここではゲート配線形成、半導体形成は既に終了しており、図５では省略している。次に、図６に示すように、ゲート絶縁膜５１上に、ＩＴＯ層１３ａ、Ｔｉ層１３ｂ、及び、Ａｌ層１３ｃを、順次スパッタ法を用いて成膜する。次に、図７に示すように、加工用のレジスト３２を表面全体に塗布した後、マスク４１を通して露光を行う。このとき、ソース配線１３の主線部が形成される領域と重なる位置に遮光部４１ａが位置し、ソース配線１３のカップリング部が形成される領域と重なる位置にハーフトーン部４１ｂが位置し、ソース配線が形成されない領域と重なる位置に透光部４１ｃが位置するようにマスク４１を配置する。なお、本製造方法では、レジスト３２としてポジ型レジストを用いている。
【００５５】
マスク４１のハーフトーン部４１ｂは、例えば、複数のスリットを細かく形成することや、グレートーン（色が薄くなっている）を用いることで形成することができ、これにより光の透過量を低減させて露光量を調節することができる。
【００５６】
次に、図８に示すように、現像を行い、必要部分のレジスト３２を残しつつ、残りのレジスト３２は除去する。レジスト３２の厚さは上述の露光工程における露光量に応じてコントロールされるので、マスク４１のハーフトーン部４１ｂを通して露光された部位は、マスク４１の遮光部４１ａによって露光されなかった部位に比べ、現像後のレジスト３２の厚さが薄くなる。露光量としては、マスク４１のハーフトーン部４１ｂは、マスク４１の透光部４１ｃに比べ、略半分となるように調節されることが好ましい。
【００５７】
次に、図９に示すように、エッチングを行い、ゲート絶縁膜５１上に位置する層、すなわち、ＩＴＯ層１３ａ、Ｔｉ層１３ｂ及びＡｌ層１３ｃを除去する。Ｔｉ層１３ｂ及びＡｌ層１３ｃのエッチングには、塩素系ガスを用い、ＩＴＯ層１３ａのエッチングには、シュウ酸を用いることで、それぞれを除去することができる。なお、塩素を含むガスの種類によってはＩＴＯ層１３ａもあわせてエッチングすることも可能である。
【００５８】
次に、図１０に示すように、酸素アッシングを行い、レジスト３２をエッチバックし、ハーフトーン部４１ｂを通して露光された部位が全て除去されるまでレジスト３２を除去する。
【００５９】
次に、図１１に示すように、塩素系ガスによるドライエッチングを行い、Ｔｉ層１３ｂとＡｌ層１３ｃのみを除去し、ＩＴＯ層１３ａ（ソース配線のカップリング部）の表面が露出するまで、エッチングを行う。また、塩素系ガスによるエッチングでＩＴＯ層１３ａがダメージを受ける、又は、Ｔｉ層１３ｂとの選択比が取れない場合は、フッ素系ガスに変更してＴｉ層１３ｂをエッチングしてもよい。
【００６０】
次に、図１２に示すように、レジスト３２を剥離する又は酸素アッシングを行うことによって、Ａｌ層１３ｃ（ソース配線の主線部）の表面が露出するまで、エッチングを行う。
【００６１】
次に、図１３に示すように、パッシベーション膜５２をソース配線上に形成した後、パッシベーション膜５２上に層間絶縁膜５３を形成する。ゲート絶縁膜５１の材料としては、例えば、窒化シリコン（ＳｉＮｘ）、酸化シリコン（ＳｉＯ２）が挙げられ、パッシベーション膜５２の材料としては、例えば、窒化シリコン（ＳｉＮｘ）、酸化シリコン（ＳｉＯ２）が挙げられ、層間絶縁膜５３の材料としては、例えば、アクリル樹脂が挙げられる。そして、画素電極１１をＩＴＯを材料として形成する。
【００６２】
こうして、透光性を有する導電材料のみで形成されたカップリング部１３Ｂと、該透光性を有する導電材料よりも比抵抗が低く、遮光性を有する導電材料で形成された主線部１３Ａとで構成されるソース配線１３を完成することができる。
【００６３】
配線全体としての抵抗値は、比抵抗が低い部分があるために、ＩＴＯのみで形成する場合と比較して低抵抗を実現することができる。一方で、ＩＴＯは光を通すばかりでなく、カップリング容量の形成には問題なく寄与するため、カップリング容量を形成する分の面積を稼ぐことができる。
【００６４】
実施形態１の変形例として、図１４に示すように、ＩＴＯ層１３ａがソース配線の主線部の最上層になるように形成されたものを用いてもよい。この場合、ソース配線の主線部は、Ｔｉ層１３ｂ、Ａｌ層１３ｃ、Ｔｉ層１３ｂ及びＩＴＯ層１３ａの順にガラス基板１０側からこれらが積層されて構成されていることが好ましい。図１４は、実施形態１の変形例を示す断面模式図である。
【００６５】
上述の変形例は、Ｔｉ層１３ｂ、Ａｌ層１３ｃ及びＴｉ層１３ｂを積層し、一度パターニング工程を行った後、ＩＴＯ層１３ａを形成する必要があるため、ＩＴＯ層、Ｔｉ層及びＡｌ層を連続スパッタした後、ハーフトーンマスクを用いて一度に全体をパターニングする実施形態１の方法と比べ、ＩＴＯ層のパターニングの形成が必要な分、製造工程が増えてしまうが、カップリング容量の形成及び内部反射の低減としては、実施形態１と同様の効果を奏することができる。
【００６６】
図１５は、実施形態１の表示装置の製造方法によって作製された各層を示す断面模式図であり、それぞれの屈折率も併せて表記している。
【００６７】
図１５に示すように、実施形態１において液晶表示パネルは、背面側から観察面側に向かって、偏光板（屈折率ｎ＝１．５）、ガラス基板（屈折率ｎ＝１．５）、ゲート絶縁膜（ＳｉＮｘ：屈折率ｎ＝２．０）、パッシベーション膜（ＳｉＮｘ：屈折率ｎ＝２．０）、ＩＴＯ層（屈折率ｎ＝１．９）及びＡｌ層、層間絶縁膜（アクリル樹脂：屈折率ｎ＝１．５）、ＩＴＯ層（屈折率ｎ＝１．９）、液晶層（屈折率ｎ＝１．５）、ＩＴＯ層（屈折率ｎ＝１．９）、カラーフィルタ（ＣＦ）樹脂（屈折率ｎ＝１．５）、ガラス基板（屈折率ｎ＝１．５）、偏光板（屈折率ｎ＝１．５）の順にこれらの層を積層して備えている。
【００６８】
実施形態１においてソース配線のカップリング部、及び、画素電極はＩＴＯ層で形成されており、ソース配線のカップリング部と画素電極との間には、ＩＴＯ層の屈折率（ｎ＝１．９）と異なる屈折率（ｎ＝１．５）をもつアクリル樹脂を材料とする層間絶縁膜を有している。そのため、ＳｉＮｘを材料とするパッシベーション膜（屈折率ｎ＝２．０）と、アクリル樹脂を材料とする層間絶縁膜（屈折率ｎ＝１．５）とが直接接していた従来の場合と異なり、実施形態１においては、これらの層間に、これらの間の屈折率をもつＩＴＯ層（屈折率ｎ＝１．９）が介されているので、パッシベーション膜と層間絶縁膜とが直接接する場合と比べて屈折率の変化がゆるやかになっている。したがって、実施形態１では、より反射が起こりにくい形態となっている。
【００６９】
具体的には、屈折率１．５の層と屈折率２．０の層との間の界面で起こる反射は、Ｒ＝（２．０−１．５）２／（２．０＋１．５）２＝２．０％であるのに対し、屈折率１．５の層と屈折率１．９の層との間の界面で起こる反射は、Ｒ＝（１．９−１．５）２／（１．９＋１．５）２＝１．４％であり、屈折率１．９の層と屈折率２．０の層との間の界面で起こる反射は、Ｒ＝（２．０−１．９）２／（２．０＋１．９）２＝０．０００６６％であるので、全体で２．０−１．４−０．０００６６≒０．６％の反射率の低減効果が得られる。なお、反射率の測定には、例えば、分光測色計ＣＭＩ−２００２（コニカミノルタ社製）を用いることができる。
【００７０】
以下に、実施形態１におけるアクティブマトリクス基板の製造方法について、平面図を用いて説明する。図１６〜２６は、実施形態１におけるアクティブマトリクス基板の製造フローを示す平面模式図であり、各図はそれぞれの製造段階を示す。
【００７１】
まず、ガラス基板を用意し、ガラス基板上に、Ｔｉ層、Ａｌ層及びＴｉ層を、スパッタ法を用いて連続して成膜する。次に、レジストを塗布してプリベークを施し、ゲート配線及びＣＳ配線が形成される領域が遮光されるようにマスクの遮光部の位置を調節し、レジストを露光し、現像する。続いて、ドライエッチングを行い、Ｔｉ層、Ａｌ層及びＴｉ層の積層の一部を削り、レジストパターンに合わせて配線パターン化する。その後、レジストを剥離し、図１６に示すように、ゲート配線１２及びＣＳ配線１７のパターンを形成する。
【００７２】
次に、図１７に示すように、ゲート配線１２上及びＣＳ配線１７上を含む全体上に、ゲート絶縁膜の材料となるＳｉＮｘ層、半導体層の材料となるａ−Ｓｉ（アモルファスシリコン）層及びｎ＋Ｓｉ（窒素ドープシリコン）層３１を順次積層して形成する。ＳｉＮｘ層、ａ−Ｓｉ層及びｎ＋Ｓｉ層３１は、例えば、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法を用いて形成することができる。
【００７３】
次に、ｎ＋Ｓｉ層上にレジストを塗布し、ＴＦＴの半導体層が形成される領域が遮光されるようにマスクの位置を調節し、レジストを露光し、現像する。続いて、ドライエッチングを行い、図１８に示すように、ａ−Ｓｉ層及びｎ＋Ｓｉ層３１の積層の一部を削り、レジストパターンに合わせて一部にａ−Ｓｉ層及びｎ＋Ｓｉ層を残存させ、半導体層１８を形成する。
【００７４】
次に、ＩＴＯ層、Ｔｉ層及びＡｌ層を、スパッタ法を用いて連続して成膜し、更に、図１９に示すように、全体にレジスト３２を塗布する。
【００７５】
次に、レジスト３２にプリベークを施し、ソース配線の主線部が形成される領域と重なる位置にマスクの遮光部が位置するように、ソース配線のカップリング部が形成される領域、及び、ドレイン配線が形成される領域と重なる位置にハーフトーン部が位置するようにマスクを調節した後、露光及び現像を行う。これにより、ソース配線のカップリング部及びドレイン配線と重畳する領域におけるレジストの膜厚を低く形成することができる。
【００７６】
レジスト３２に対して一定量の光を照射した部位は、現像液により溶解が起こるので、露光が行われた部位、及び、露光が行われたが充分には行われていない領域においては、現像処理によってレジストの溶解が起こり、レジストが残存する領域、レジストが残存するが膜厚がより薄い領域、及び、レジストが残存しない領域に分かれて形成される。
【００７７】
次に、積層されたメタル配線の一部を除去するための工程を行う。まず、図２０に示すように、ＩＴＯ層、Ｔｉ層及びＡｌ層の積層で構成されるソース配線及びドレイン配線となる金属層の一部をエッチングする。次に、酸素アッシングを行い、図２１に示すように、ハーフ露光がなされたレジスト３２がなくなるまでレジストを除去する。ハーフ露光がなされた領域は、レジストが残存するが膜厚がより薄い領域であるため、ハーフ露光がなされたレジストがなくなったとしても、露光が行われた領域においては、レジスト３２が残存する。これによって、Ａｌ層１３ｃの表面が露出する。
【００７８】
次に、図２２に示すように、ハーフ露光がなされた領域におけるメタル配線を、ＩＴＯ層１３ａの表面が露出するまでエッチングする。エッチングは、塩素系ガスによるドライエッチングを行うことで、Ｔｉ層及びＡｌ層を除去することができる。なお、塩素系ガスによるエッチングでは、ＩＴＯ層１３ａへダメージを与えたり、ＩＴＯ層１３ａまでエッチングされてしまうこともある。このため、適宜フッ素系のエッチングガスに切り替えたり、フッ素を含む塩素系ガスを用いる等してＩＴＯ層１３ａとＴｉ層１３ｂとの選択比を調整する必要がある。これは、ＩＴＯはフッ素系ガスによってはダメージを受け難いからである。更に、引き続いてフッ素系ガスで半導体素子のソース、ドレイン間に残るｎ＋シリコン層をエッチングする。これにより、ＩＴＯ層１３ａの表面を露出し、ソース配線のカップリング部が形成される。そして最後に、レジストを剥離し、Ａｌ層１３ｃの表面を露出させることで、ソース配線が完成する。
【００７９】
次に、パッシベーション膜（ＳｉＮｘ）を全面に成膜した後、図２３に示すように、層間絶縁膜の材料となるアクリル系レジスト３３を塗布し、画素電極とドレイン配線とをつなぐコンタクトホールを形成する領域にマスクの透光部を配置し、露光及び現像を行う。これによって、図２４に示すように、層間絶縁膜内にコンタクトホール１６を形成することができる。このとき、ポストベークによるレジストの収縮を利用して、コンタクトホール１６の内壁面にテーパ（角度）をつける。これにより、コンタクトホール１６の内壁面上に形成されるＩＴＯ層に段切れが起こることを防ぐことができる。次に、ドライエッチングでコンタクトホールに露出するパッシベーション膜を除去し更にウェットエッチングを用いて、コンタクトホール１６を通して表面に露出しているＡｌ層を除去し、Ｔｉ層を露出させ、層間絶縁膜５３を形成する。ＡｌはＴｉよりも反射率が高いので、これにより、より内部反射の低減を行うことができる。
【００８０】
次に、図２５に示すように、層間絶縁膜５３、及び、コンタクトホール１６を通して表面に露出しているＴｉ層を含む全体にＩＴＯ層３４をスパッタ法を用いて成膜する。
【００８１】
次に、図２６に示すように、フォトリソグラフィー法を用いてＩＴＯ層３４を所望の形状にパターニングすることで、画素電極１１を形成することができる。なお、図２６においては、説明の便宜上、２画素分のみ画素電極１１を図示している。
【００８２】
参考形態１
参考形態１は、ソース配線のカップリング部を透明材料を用いずに形成したアクティブマトリクス基板を表示装置に適用した一例である。参考形態１の表示装置は、画素電極、ＴＦＴ等を備えるアクティブマトリクス基板、及び、カラーフィルタ、ブラックマトリクス等を備えるカラーフィルタ基板からなる一対の基板と、これら一対の基板に挟持された液晶層とを備えている。
【００８３】
図２７は、参考形態１におけるアクティブマトリクス基板のソース配線の拡大模式図である。ソース配線１３は、全体としてジグザグ形状を有している。ソース配線１３は、屈曲点を有し、その屈曲点を境に横断部が形成され、横断部が行方向に隣り合う２つの画素電極１１の間隙を横切るように形成されている。これにより１つのソース配線１３が、隣り合う２つの画素電極１１のそれぞれと重畳して配置される。参考形態１においてソース配線１３は、ソース配線が直線状の場合と比べ、画素電極１１に対し、より広い面積で重畳することになるので、アライメントずれが生じた場合であっても、画素電極１１とソース配線１３との間で形成されるカップリング容量が各画素電極でばらつくことを抑制することができる。
【００８４】
しかしながら、参考形態１においては、ソース配線１３及びドレイン配線１５のいずれもが、アルミニウム（Ａｌ）等の反射性を有する導電材料で形成されている。また、ソース配線１３及びドレイン配線１５がブラックマトリクスによって覆われることなく表示領域に存在しているため、ソース配線１３及びドレイン配線１５の表面で光が反射して内部反射の要因となり、表示品位の低下を招くおそれがある。
【００８５】
図２８は、参考形態１におけるアクティブマトリクス基板の光学顕微鏡写真である。図２８の白く光っている部分は内部反射が生じている領域であり、ソース配線、ドレイン配線及びＣＳ配線が主に内部反射の原因となっている領域であることがわかる。図２８においては、ゲート配線及びソース配線で囲まれる領域ごとに異なる色のカラーフィルタが対応しており、３つの領域のうち、左から赤色、緑色及び青色を表している。
【００８６】
実施形態２
実施形態２は、本発明のアクティブマトリクス基板を適用した本発明の表示装置の一例である。実施形態２の表示装置は、ソース配線がジグザグ状ではなく直線状であること、カップリング部の長さがより大きいこと、及び、主線部の中央部分が除去されていること以外は、実施形態１の表示装置と同様である。
【００８７】
図２９は、実施形態２におけるアクティブマトリクス基板のソース配線の拡大模式図である。ソース配線１３は、主線部の中央部分が除去された直線状の主線部１３Ａと、主線部１３Ａの両側からそれぞれ一定面積引き伸ばされて設けられた延出部（カップリング部）１３Ｂとを有している。カップリング部１３Ｂは、ソース配線１３の左側と右側にそれぞれ一つずつ設けられている。カップリング部１３Ｂはいずれも、画素電極１１の長辺とほぼ同じ長さを有しており、左側のカップリング部１３Ｂの面積と、右側のカップリング部１３Ｂの面積とは、実質的に同一である。カップリング部１３Ｂの形状は、それぞれ矩形を有している。
【００８８】
実施形態２によれば、実施形態１よりも更に、隣り合う画素電極同士の間隔をより縮めることができ、また、ブラックマトリクスの幅も狭く形成することができるので、開口率を向上することができる。また、カップリング部１３Ｂのソース配線１３全体に対する面積割合が実施形態１より大きいので、カップリング容量の誤差をより少なくすることができる。
【００８９】
図３０は、図２９のＣ−Ｄ線に沿った断面模式図である。図３０に示すように、実施形態２においてアクティブマトリクス基板は、ガラス基板１０上にソース配線１３と、画素電極１１とを有している。そして、対向基板の、各画素電極１１のエッジ部分を覆う位置に、ブラックマトリクス２１が配置されている。
【００９０】
ソース配線１３の主線部は、ＩＴＯ層１３ａ、Ｔｉ層１３ｂ及びＡｌ層１３ｃの積層で構成されており、カップリング部は、ＩＴＯ層１３ａのみで構成されている。また、主線部の真ん中がくり貫かれた構造を有している。
【００９１】
実施形態３
実施形態３は、本発明のアクティブマトリクス基板を適用した本発明の表示装置の一例である。実施形態３の表示装置は、ソース配線がジグザグ状ではなく直線状であること、及び、ソース配線から延出されたカップリング部の形状以外は、実施形態１の表示装置と同様である。
【００９２】
図３１は、実施形態３におけるアクティブマトリクス基板のソース配線の拡大模式図である。ソース配線１３は、直線状の主線部１３Ａと、主線部１３Ａの両側からそれぞれ一定面積引き伸ばされて設けられた延出部（カップリング部）１３Ｂとを有している。カップリング部１３Ｂは、ソース配線１３の左側と右側にそれぞれ一つずつ設けられている。左側のカップリング部１３Ｂの面積と、右側のカップリング部１３Ｂの面積とは、実質的に同一である。
【００９３】
カップリング部１３Ｂは、基板を平面視したときにコの字型（取っ手型）の形状を有しており、ソース配線の主線部から延伸される起点部位において、一定長さだけ行方向に引き伸ばされ、更に列方向に引き伸ばされて形成されている。主線部とカップリング部との間には、一定面積のスペースが形成されている。
【００９４】
このような形状によれば、隣り合う画素電極同士の間にソース配線幅よりも大きな間隔が設けられる場合であっても、カップリング部によってカップリング容量のバランスの調節をとることができるため、各画素電極に対して均等な大きさの信号電圧を印加するとともに、開口率の向上及び内部反射を抑制することができる。
【００９５】
なお、実施形態３においては、開口率の点では実施形態１及び２に及ばないものの、均等なカップリング容量の形成、及び、内部反射の抑制の観点からは、実施形態１及び２と同様の効果を得ることができる。
【００９６】
図３２は、図３１のＥ−Ｆ線に沿った断面模式図である。図３２に示すように、実施形態２においてアクティブマトリクス基板は、ガラス基板１０上にソース配線１３と、画素電極１１とを有している。そして、対向基板の、各画素電極１１のエッジ部分を覆う位置に、ブラックマトリクス２１が配置されている。
【００９７】
ソース配線１３の主線部は、ＩＴＯ層１３ａ、Ｔｉ層１３ｂ及びＡｌ層１３ｃの積層で構成されており、カップリング部は、ＩＴＯ層１３ａのみで構成されている。
【００９８】
実施形態４
実施形態４は、本発明のアクティブマトリクス基板を適用した本発明の表示装置の一例である。実施形態４の表示装置は、液晶表示パネルの前方に保護板（前面板）を有し、保護板上に反射防止フィルムが貼り付けられていること以外は、実施形態１の液晶表示装置と同様である。実施形態４の表示装置によれば、表示面を構成する部材の最表面に反射防止フィルムが配置されることになるので、保護板の表面で光が反射すること（表面反射）を低減するとともに、液晶表示パネルの内部構造に起因する反射（内部反射）も低減することができる。
【００９９】
図３３及び図３４は、反射防止フィルムが保護板上に配置された実施形態４の表示装置を示す断面模式図である。図３３は、光の干渉により反射光を低減させるフィルム（例えば、ＡＲフィルム又はＬＲフィルム）（以下、光干渉フィルムともいう。）を用いた場合を示し、図３４は、隣り合う凸部の頂点間の幅が可視光波長以下である複数の凸部を表面に有するフィルム（以下、モスアイフィルムともいう。）を用いた場合を示す。
【０１００】
図３３及び図３４に示すように、実施形態４の表示装置は、液晶表示パネル６１と、液晶表示パネル６１を保護するための保護板６２とを、空気層６３を挟んで備えている。保護板６２は、基材６２ａと、基材６２ａ上に配置された光干渉フィルム６２ｂ、又は、モスアイフィルム１０２ｃとで構成されている。基材６２ａの材料としては、例えば、ガラス、アクリル樹脂、メタクリル樹脂が挙げられる。なお、図３３及び図３４においては、保護板６２ａの片側のみにしか反射防止フィルムが設置されていない形態を示しているが、これらの反射防止フィルムは、保護板６２ａの表示パネル６１と対向する側の表面、及び、表示パネル６１の外界側の表面の両方の面上に設置されてもよく、各表面での反射がそれぞれ抑制されるため反射率が更に低くなり、表示品位が向上する。なお、保護板６２ａの前後で異なる種類の反射防止フィルムが用いられてもよい。
【０１０１】
光干渉フィルム６２ｂは、光干渉フィルムの外界側の表面で反射する光の位相と、ディスプレイパネル側の表面で反射する光の位相とを逆にし、それぞれを干渉させて打ち消し合わせることで反射を抑制する反射防止フィルムである。また、光干渉フィルム６２ｂが多層構造を有する場合には、上記各表面で反射する光に加え、多層構造の各界面、すなわち、光干渉フィルム内で反射する光を干渉の材料として用いてもよい。
【０１０２】
ＬＲフィルムは、単層又は２、３層程度の数層で構成されるフィルムであり、反射率は１〜２％である。ＬＲフィルムは、層構成が簡単なためウェット塗工により成膜可能である。
【０１０３】
ＡＲフィルムは、一般的にドライの成膜法で形成され、４〜７層程度の多層構造を有し、反射率は０．２〜４％である。ＡＲフィルムは、成膜のプロセス速度の向上が難しく生産性が低いため、大型用途には向いていないものの、外光の映り込み抑制効果に優れていることから、野外等の明るい外光下で用いられるモバイル機器等において好適に用いられる。
【０１０４】
図３５は、ＬＲフィルム、ＡＲフィルム等の光干渉フィルムが低反射を実現する原理を示す模式図である。図３５に示すように、光干渉フィルム６２ｂは基材６２ａ上に配置されて用いられる。このとき、光干渉フィルム６２ｂに入射した光７０は、光干渉フィルム６２ｂの外界側の表面で反射する成分７０ａと、基材側の表面で反射する成分７０ｂとに分離される。光干渉フィルム６２ｂにおいては、外界側の表面で反射する成分７０ａの位相と、基材側の表面で反射する成分７０ｂの位相とは、ちょうどＮ−１／２（Ｎは、１以上の整数）波長ずれるように設計されている。これにより、外界側の表面で反射する成分７０ａと、基材側の表面で反射する成分７０ｂとは逆位相となることから、干渉により両光が互いに打ち消し合うことになるので、反射率が低減される。
【０１０５】
図３６及び図３７は、モスアイフィルムが低反射を実現する原理を示す模式図である。図３６はモスアイフィルムの断面構造を示し、図３７はモスアイフィルムに入射する光の感じる屈折率を示す。光はある媒質から異なる媒質へ進むとき、これらの媒質界面で屈折、透過及び反射する。屈折等の程度は光が進む媒質の屈折率によって決まり、例えば、空気であれば約１．０、樹脂であれば約１．５の屈折率を有する。実施形態１においては、モスアイフィルムの表面に形成された凹凸構造の単位構造は全体としてみれば錐状であり、すなわち、先端方向に向かって徐々に幅が小さくなっていく形状を有している。したがって、図３７に示すように、空気層とモスアイフィルムとの界面に位置する凸部（Ｘ−Ｙ間）においては、空気の屈折率である約１．０から、膜構成材料の屈折率（樹脂であれば約１．５）まで、屈折率が連続的に徐々に大きくなっているとみなすことができる。光が反射する量は媒質間の屈折率差に依存するため、このように光の屈折界面を擬似的にほぼ存在しないものとすることで、光のほとんどがモスアイフィルム中を通り抜けることとなり、膜表面での反射率が大きく減少することとなる。
【０１０６】
すなわち、モスアイフィルムは、基材の外界側の表面と、基材の表面との境界における屈折率の変化を擬似的に連続なものとし、屈折率界面に関係なく光のほぼ全てを透過させることで、反射率を低減する。具体的には、モスアイフィルムによって反射率は、約０．２％にまで低減させることができる。
【０１０７】
モスアイフィルム６２ｃは、隣り合う凸部の頂点間の幅（ピッチ）が可視光波長以下である複数の凸部を表面に有する。モスアイフィルム６２ｃの材料としては、例えば、光ナノインプリントや熱ナノインプリントを行うことが可能な、一定条件で硬化性を示す樹脂が挙げられ、特に、精密なパターニングを行う光ナノインプリントを行うことが可能なアクリレート樹脂、メタアクリレート樹脂等の光硬化性樹脂が好ましい。
【０１０８】
モスアイフィルム６２ｃの凸部一つあたりの形状について詳述する。図３８〜４１は、実施形態４の表示装置が有するモスアイフィルムの表面を拡大した斜視図である。図３８は凸部の単位構造が円錐状のときを示し、図３９は凸部の単位構造が四角錐状のときを示し、図４０は、凸部の単位構造が頂点から底点までの傾斜が丸みを帯びるドーム（ベル）状のときを示し、図４１は、凸部の単位構造が頂点から底点までの傾斜が急峻である針状のときを示す。図３８〜４１に示すように、モスアイ構造において、凸部の頂上部は頂点ｔであり、各凸部同士が接する点が底点ｂである。図３８〜４１に示すように、モスアイ構造を構成する凸部の隣り合う頂点間の幅ｗは、凸部の頂点ｔからそれぞれ垂線を同一平面上まで下ろしたときの二点間の距離で示される。また、モスアイ構造の頂点から底点までの高さｈは、凸部の頂点ｔから底点ｂの位置する平面まで垂線を下ろしたときの距離で示される。すなわち、凸部一つ当たりのアスペクト比は、高さをピッチ（頂点間の距離）で割ったｈ／ｗで表される。
【０１０９】
モスアイフィルム６２ｃにおいて、隣り合う凸部の頂点間の幅ｗは３８０ｎｍ以下、好ましくは３００ｎｍ以下、より好ましくは２００ｎｍ以下である。また、高さｈは１００〜６００ｎｍ、好ましくは、２００ｎｍ〜４００ｎｍである。なお、図３８〜４１においては、凸部の単位構造として円錐、四角錐、ドーム（ベル）型、針状型の形状を例示したが、実施形態１においてモスアイ構造は、頂点及び底点が形成され、かつ可視光波長以下にピッチが制御された凹凸構造であれば、その単位構造は特に限定されない。また、例えば、錐体の斜面が階段状のステップのある形状を有していてもよい。
【０１１０】
モスアイフィルム６２ｃの作製方法の一例について説明する。まず、１０ｃｍ角のガラス基板を用意し、金型の材料となるアルミニウム（Ａｌ）をスパッタリング法によりガラス基板上に膜厚１．０μｍで成膜する。次に、アルミニウムを陽極酸化させ、直後にエッチングを行う工程を繰り返すことによって、隣り合う凹部の底点間の距離が可視光波長以下の長さである多数の微小な凹部をもつ陽極酸化層を形成する。具体的には、陽極酸化、エッチング、陽極酸化、エッチング、陽極酸化、エッチング、陽極酸化、エッチング及び陽極酸化を順に行うフロー（陽極酸化５回、エッチング４回）によって、凹部となる型を作製する。このような陽極酸化とエッチングとの繰り返し工程によれば、形成される微小な凹部の形状は、金型の内部に向かって先細りの形状（テーパ形状）となる。
【０１１１】
陽極酸化の条件は、例えば、シュウ酸０．６ｗｔ％、液温５℃、８０Ｖの印加電圧、陽極酸化時間を２５秒とする。陽極酸化時間を調節することで、形成される凹部の大きさに違いが生まれる。エッチングの条件は、例えば、リン酸１ｍｏｌ／ｌ、液温３０℃、２５分とする。
【０１１２】
上記製造工程によって作製された、それぞれ凹部の深さが異なる各金型の表面上に、２Ｐ（光重合）樹脂溶液を滴下し、気泡が入らないように注意しながら、ロールを用いて２Ｐ樹脂溶液でできた２Ｐ樹脂層上にＴＡＣフィルムを貼り合わせる。次に、紫外（ＵＶ）光を２Ｐ樹脂層に対して２Ｊ／ｃｍ２照射して２Ｐ樹脂層を硬化させ、その後、硬化してできた２Ｐ樹脂フィルム及びＴＡＣフィルムの積層フィルムの剥離を行う。
【０１１３】
このような方法によれば、例えば、金型の凹部の深さが３８７ｎｍであり、凹部のピッチが１８０ｎｍである金型、及び、凸部の高さが２１９ｎｍであり、アスペクト比が１．２２であり、凸部間のピッチがそれぞれ１８０ｎｍであるモスアイフィルム６２ｃを作製することができる。なお、このような形状及び大きさのプロファイルは、ＳＥＭ（Scanning Electron Microscope；走査型電子顕微鏡）を用いて測定することができる。
【０１１４】
図４２は、ＡＲフィルム、ＬＲフィルム、及び、モスアイフィルムのそれぞれの反射スペクトルを比較したグラフである。図４２に示すように、モスアイフィルムによれば、いずれの波長成分についても、０．５％以下の反射率を充分に得ることができるため、特に好適である。
【０１１５】
以上、実施形態１〜４について説明したが、本発明のアクティブマトリクス基板又は本発明の表示装置の特徴を有している限り、これらの実施形態１〜４の一部又は全部を適宜組み合わせることができ、それぞれの利点を得ることができる。
【０１１６】
なお、本願は、２００９年１２月８日に出願された日本国特許出願２００９−２７８７８１号を基礎として、パリ条約ないし移行する国における法規に基づく優先権を主張するものである。該出願の内容は、その全体が本願中に参照として組み込まれている。
【符号の説明】
【０１１７】
１１，１１１，３１１：画素電極
１２，１１２：ゲート配線
１３，１１３，３１３：ソース配線
１３ａ：ＩＴＯ層
１３ｂ：Ｔｉ層
１３ｃ：Ａｌ層
１３Ａ：主線部
１３Ｂ：カップリング部
１５，１１５：ドレイン配線
１６，１１６：コンタクトホール
１７，１１７：ＣＳ配線
１８：半導体層
１９，１１９：ＴＦＴ
２１：ブラックマトリクス
３１：ｎ＋Ｓｉ層
３２：レジスト
３３：アクリル系レジスト
３４：ＩＴＯ層
４１：マスク
４１ａ：遮光部
４１ｂ：ハーフトーン部
４１ｃ：透光部
５１：ゲート絶縁膜
５２：パッシベーション膜
５３：層間絶縁膜
６１：液晶表示パネル
６２：保護板
６２ａ：基材
６２ｂ：光干渉フィルム
６２ｃ：モスアイフィルム
６３：空気層
【図１】
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【図２】
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【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】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【手続補正書】
【提出日】平成24年6月5日(2012.6.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
【特許文献１】実開昭６１−１３７９２４号公報
【特許文献２】特開２００１−１２５１３４号公報
【手続補正書】
【提出日】平成25年2月19日(2013.2.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁基板上に、マトリクス状に配置された複数の画素電極と、行方向に隣り合う二つの画素電極の両方と重畳して配置された列方向に伸びるソース配線とを備えるアクティブマトリクス基板であって、
該画素電極及び該ソース配線は、絶縁膜を介してそれぞれ異なる層に形成されており、
該ソース配線は、主線部と、該主線部の両側からそれぞれ引き伸ばされて設けられた延出部とを有し、
該延出部は、透明導電材料で構成されており、
該行方向に隣り合う二つの画素電極の電位は、互いに極性が異なっている
ことを特徴とするアクティブマトリクス基板。
【請求項２】
前記主線部は、前記透明導電材料で構成される層と、該透明導電材料よりも比抵抗の低い導電材料で構成される層との積層で構成されていることを特徴とする請求項１記載のアクティブマトリクス基板。
【請求項３】
前記透明導電材料で構成される層は、前記透明導電材料よりも比抵抗の低い導電材料で構成される層よりも前記絶縁基板側に形成されていることを特徴とする請求項２記載のアクティブマトリクス基板。
【請求項４】
前記ソース配線と前記画素電極とは、薄膜トランジスタ、及び、該薄膜トランジスタから引き出されたドレイン配線を間に介して接続され、
該ドレイン配線は、透明導電材料で構成されている
ことを特徴とする請求項１記載のアクティブマトリクス基板。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載のアクティブマトリクス基板を備えることを特徴とする表示装置。
【請求項６】
前記表示装置は、表示面を構成する部材の最表面に反射防止フィルムを有することを特徴とする請求項５記載の表示装置。
【請求項７】
前記表示装置は、前面板と、該前面板の一面又は両面上に貼り付けられた反射防止フィルムとを有することを特徴とする請求項５又は６記載の表示装置。
【請求項８】
前記反射防止フィルムが貼り付けられた面の反射率は、可視光領域内で０．５％以下であることを特徴とする請求項６又は７記載の表示装置。
【請求項９】
前記反射防止フィルムは、光の干渉により反射光を低減させるフィルムであることを特徴とする請求項６〜８のいずれかに記載の表示装置。
【請求項１０】
前記反射防止フィルムは、隣り合う凸部の頂点間の幅が可視光波長以下である複数の凸部を表面に有するフィルムであることを特徴とする請求項６〜８のいずれかに記載の表示装置。
【国際調査報告】
2011070944.tif 000047
2011070944.tif 000048
2011070944.tif 000049
2011070944.tif 000050