(57)【要約】【課題】大画面・高精細のモニタ製品であっても、スメア不良を低減・防止可能な液晶表示装置を提供する。【解決手段】透明導電膜１１０をコモン配線として用いる液晶表示装置において、コモン配線は、更に縦方向へ延びるメタル配線１０１ｖおよび横方向へ延びるメタル配線１０１ｈからなるメッシュ状のコモンメタル配線を有する。【選択図】図１Ｂ
2015090434.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明導電膜をコモン配線として用いる液晶表示装置において、
前記コモン配線は、更に縦方向と横方向へ延びるメッシュ状のコモンメタル配線を有することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
請求項１記載の液晶表示装置において、
更に、薄膜トランジスタと前記薄膜トランジスタに接続された、ドレイン線と画素電極とを有し、
前記縦方向に延びるコモンメタル配線は、鉛直上方から見て前記ドレイン線と重なる領域に配置されていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項３】
請求項１記載の表示装置において、
前記液晶表示装置は、ＩＰＣ型であることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項４】
請求項２記載の表示装置において、
前記コモン配線は、前記画素電極の上方へ配置されていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項５】
透明導電膜をコモン配線として用いる液晶表示装置の製造方法において、
前記コモン配線は、更に縦方向と横方向へ延びるメッシュ状のコモンメタル配線を有し、
絶縁膜の上に、所望の形状を有する前記透明導電膜を形成する第１の工程と、
その後、前記縦方向へ延びるコモンメタル配線用のコモンメタル膜を形成し、前記コモンメタル膜を所望の形状に加工する第２の工程と、を有することを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【請求項６】
請求項５記載の液晶表示装置の製造方法において、
前記絶縁膜の下方には薄膜トランジスタと、前記薄膜トランジスタに接続された、ドレイン線と画素電極が配置されており、
前記第２の工程は、鉛直上方から見て前記コモンメタル膜が前記ドレイン線と重なるように加工する工程を含むことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【請求項７】
請求項５記載の表示装置の製造方法において、
前記液晶表示装置は、ＩＰＣ型であることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【請求項８】
請求項６記載の表示装置の製造方法において、
前記コモン配線は、前記画素電極の上方へ配置されることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【請求項９】
透明導電膜をコモン配線として用いる液晶表示装置の製造方法において、
前記コモン配線は、更に縦方向と横方向へ延びるメッシュ状のコモンメタル配線を有し、
絶縁膜の上に、所望の形状を有する前記縦方向へ延びるコモンメタル配線を形成する第１の工程と、
その後、前記透明導電膜とホトレジスト膜を形成し、前記コモンメタル配線の上面および両側面に形成された前記透明導電膜を覆うように前記ホトレジスト膜を残して前記透明導電膜を所望の形状に加工する第２の工程と、を有することを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【請求項１０】
請求項９記載の液晶表示装置の製造方法において、
前記絶縁膜の下方には薄膜トランジスタと、前記薄膜トランジスタに接続された、ドレイン線と画素電極が配置されており、
前記第１の工程は、鉛直上方から見て前記コモンメタル膜が前記ドレイン線と重なるように加工する工程を含むことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【請求項１１】
請求項９記載の表示装置の製造方法において、
前記液晶表示装置は、ＩＰＣ型であることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【請求項１２】
請求項１０記載の表示装置の製造方法において、
前記コモン配線は、前記画素電極の上方へ配置されることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
放送用・医療用などの大画面・高精細のモニタ製品（画素数で１０Ｍ／３０インチ程度）では、配線長が長く、配線抵抗が高くなるためスメア不良が生じ易い。この傾向は透明導電膜（ＩＴＯ）で形成されるコモン配線を画素電極の上部に配置するＣ−ＴｏｐのＩＰＳ（In-Plane Switching）型の液晶表示装置でも見られるため、特に寸法の大きな横方向に対して低コモン抵抗化のために、コモンＩＴＯと同電位の横コモンメタル配線を追加形成してスメア対策を行っている。液晶表示装置の表示領域の一部の構成の概略平面図を図１Ａに示す。映像信号線であるドレイン線１０５が縦方向に配置され、このドレイン線１０５と横方向に配置された走査信号線とで囲われた領域が画素となっており、画素領域内にはコモンＩＴＯ配線１１０が多数配置されている。横コモンメタル配線１０１ｈは、走査信号線（ゲート配線）と重なる領域（横方向）に配置されている。なお、メタル電極層をＩＴＯ電極層で被覆する構成については例えば特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−１１８４４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
モニタ製品用の液晶表示装置は大画面化・高精細化の方向にある。そこで、更に大画面の液晶表示装置の試作を行ったところ、横コモンメタル配線を追加する対策だけではスメア不良に対して不十分であることが判明した。コモン配線抵抗を更に低減するために、発明者等は横コモンメタル配線に更にコモンＩＴＯと同電位の縦コモンメタル配線を追加し、横コモンメタル配線と縦コモンメタル配線をメッシュ状に配置する構造について検討を行った。この液晶表示装置の表示領域の一部の構成の概略平面図を図１Ｂに示す。縦コモンメタル配線１０１ｖは、映像信号線であるドレイン線１０５と重なる領域に配置した。しかしながら、メタル配線を縦・横にメッシュ状に配置したにも関わらず、コモン配線抵抗が予想通りには低下せず、十分なスメア対策が行えない場合のあることが判った。
【０００５】
本発明の目的は、大画面・高精細のモニタ製品であっても、スメア不良を低減・防止可能な液晶表示装置およびそれを高歩留まりで製造可能な液晶表示装置の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するための一実施形態として、
透明導電膜をコモン配線として用いる液晶表示装置において、
前記コモン配線は、更に縦方向と横方向へ延びるメッシュ状のコモンメタル配線を有することを特徴とする液晶表示装置とする。
【０００７】
また、透明導電膜をコモン配線として用いる液晶表示装置の製造方法において、
前記コモン配線は、更に縦方向と横方向へ延びるメッシュ状のコモンメタル配線を有し、
絶縁膜の上に、所望の形状を有する前記透明導電膜を形成する第１の工程と、
その後、前記縦方向へ延びるコモンメタル配線用のコモンメタル膜を形成し、前記コモンメタル膜を所望の形状に加工する第２の工程と、を有することを特徴とする液晶表示装置の製造方法とする。
【０００８】
また、透明導電膜をコモン配線として用いる液晶表示装置の製造方法において、
前記コモン配線は、更に縦方向と横方向へ延びるメッシュ状のコモンメタル配線を有し、
絶縁膜の上に、所望の形状を有する前記縦方向へ延びるコモンメタル配線を形成する第１の工程と、
その後、前記透明導電膜とホトレジスト膜を形成し、前記コモンメタル配線の上面および両側面に形成された前記透明導電膜を覆うように前記ホトレジスト膜を残して前記透明導電膜を所望の形状に加工する第２の工程と、を有することを特徴とする液晶表示装置の製造方法とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、大画面・高精細のモニタ製品であっても、スメア不良を低減・防止可能な液晶表示装置およびそれを高歩留まりで製造可能な液晶表示装置の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１Ａ】従来の液晶表示装置の表示領域の要部（コモン配線を含む画素部）概略平面図である。
【図１Ｂ】発明者等が検討した、また各実施例に係る液晶表示装置の要部（コモン配線）平面図である。
【図２】発明者等が検討した、また各実施例に係る液晶表示装置の画素領域における主要な製造工程のプロセスフローである。
【図３】発明者等が検討した、また各実施例に係る液晶表示装置の要部（コモン配線）平面図および縦コモン配線部の拡大平面図である。
【図４Ａ】図３に示すＡ−Ｂライン部における断面図であり、発明者等が検討した液晶表示装置の製造方法において、加工したメタル配線を覆うＩＴＯ上にホトレジスト膜が形成された状態を示す。
【図４Ｂ】図３に示すＡ−Ｂライン部における断面図であり、発明者等が検討した液晶表示装置の製造方法において、図４Ａのホトレジスト膜を現像した後の状態を示す。
【図５Ａ】図３に示すＡ−Ｂライン部における断面図であり、本発明の第１の実施例に係る液晶表示装置の製造方法において、加工したＩＴＯを覆うメタル配線上でホトレジスト膜を現像した状態を示す。
【図５Ｂ】図３に示すＡ−Ｂライン部における断面図であり、本発明の第２の実施例に係る液晶表示装置の製造方法において、加工したメタル配線を覆うＩＴＯ上でホトレジスト膜を現像した状態を示す。
【図６】従来および本発明の各実施例に係るモニタ製品の一例である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
発明者等は、横コモンメタル配線に縦コモンメタル配線を加えてメッシュ状の構成としたにも関わらず低抵抗コモン配線が得られない原因について検討した。発明者等が検討した画素領域における主要な製造工程のプロセスフローを図２の（１）に示す。工程１〜３により、画素領域に形成するスイッチング用薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）およびＴＦＴのドレインに接続されるドレイン線を形成する。次に、無機パッシベーション（ＰＡＳ）膜（工程４）、有機パッシベーション膜を形成（工程５）後、前記ＴＦＴのソースに接続される画素電極（ＣＩＴ）を形成する（工程６）。次いで、上部無機パッシベーション膜（ＵＰＳ）を形成する（工程７）。その後、コモンメタル層とコモンＩＴＯを形成する（工程８、９）。横コモンメタル配線は実績が有り信頼性が高いと思われたため、特に縦コモンメタル配線に着目した。
【００１２】
図３に発明者等が検討した液晶表示装置の要部（コモン配線）平面図および縦コモン配線部の拡大平面図を示す。符号１４０が縦方向と横方向でクロスする領域が画素領域である。縦コモンメタル配線１０１ｖは、映像信号線であるドレイン線１０５と重なる領域に配置されている。低抵抗コモン配線が得られない場合について、図３に示すＡ−Ｂラインでの断面図を図４Ａと図４Ｂに示す。図４Ａは、液晶表示装置の製造方法において、加工した縦コモンメタル配線１０１ｖを覆うコモンＩＴＯ膜１１０上にホトレジスト膜１１５が形成された状態を示す。また、図４Ｂは、図４Ａのホトレジスト膜１１５を露光後、現像した状態を示す。
【００１３】
この検討の結果、低抵抗コモン配線が得られない場合には、現像前に存在した縦コモンメタル配線１０１ｖが消失し空洞３００となっていることが判った。そこで更に、縦コモンメタル配線の消失原因を検討した結果、縦コモンメタル配線１０１ｖを加工した後にコモンＩＴＯ膜１１０を加工すると、コモンＩＴＯ膜にピンホール等の欠陥２００がある場合、ＩＴＯ膜加工時の現像液がＩＴＯ膜の欠陥２００から縦コモンメタル配線側に浸入し、電池反応によりメタル溶解が生じると推定された。そこで、発明者等は、縦コモンメタル配線と欠陥を有するコモンＩＴＯと現像液とが同時に接触しないようにしたところコモンメタルの消失を防止できることが判った。本発明は上記新たな知見により生まれたものであり、コモン配線としてコモンＩＴＯ配線と、縦横コモンメタルからなるメッシュ状コモンメタル配線とを用いる、また、その製法として、（１）コモンＩＴＯ膜をパターニング後、コモンメタル膜を形成しパターニングする、（２）コモンメタル膜を形成した後コモンＩＴＯ膜を形成する場合には、コモンメタル膜をパターニング後コモンＩＴＯ膜を形成し、コモンＩＴＯ膜を介してコモンメタル膜の上面と両側面とを覆うようにホトレジスト膜を残し、コモンＩＴＯ膜をパターニングするものである。以下、本発明を実施例を用いて説明する。なお、同一符号は同一構成要素を示す。
【実施例１】
【００１４】
本発明の第１の実施例について図２と図５Ａを用いて説明する。なお、発明者等の上記検討結果で本実施例に未記載の事項は特段の事情がない限り本実施例にも適用することができる。図２の（２）は、本実施例に係る液晶表示装置（Ｃ−ＴｏｐのＩＰＳ型）の画素領域における主要な製造工程のプロセスフローである。この図を用いて製造方法について説明する。
＜工程１：ゲート形成＞
まず、ガラス製のＴＦＴ基板の上に、ゲート電極を形成する。ゲート電極は走査信号線と同層で形成される。ゲート電極はＡｌ合金の上にＭｏ合金が積層されたものを用いたが、これに限定されない。次に、絶縁膜をＳｉＮにより形成した。この絶縁膜のゲート電極を覆う部分は、ゲート絶縁膜となる。
＜工程２：ａ−Ｓｉ形成＞
引き続き、ゲート絶縁膜を介してゲート電極と対向する位置に、半導体層を形成した。本実施例では、半導体層としてａ−Ｓｉ膜をプラズマＣＶＤによって形成した。この半導体層はＴＦＴのチャネル部を構成する。
＜工程３：ドレイン・ソース形成＞
次に、チャネル部を挟んで半導体層上にソース電極とドレイン電極を形成した。なお、半導体層とドレイン電極あるいはソース電極との間にはｎ＋Ｓｉ層が形成される。半導体層とソース電極あるいはドレイン電極とのオーミックコンタクトを取るためである。ドレイン電極は映像信号線と兼用される。ソース電極もドレイン電極も同層で同時に形成される。本実施例では、ソース電極あるいはドレイン電極はＭｏ合金で形成した。ソース電極あるいはドレイン電極の電気抵抗を下げたい場合は、例えば、Ａｌ合金をＭｏ合金でサンドイッチした電極構造を用いてもよい。なお、ソース・ドレイン等の呼称は便宜的なものであり、一方をソースとした場合、他方をドレインと呼ぶことができる。
＜工程４：ＰＡＳ形成＞
引き続き、ＴＦＴを覆って無機パッシベーション（ＰＡＳ）膜をＳｉＮによって形成した。ＰＡＳ膜はＴＦＴの、特にチャネル部を不純物から保護する。
＜工程５：有機ＰＡＳ形成＞
次に、ＰＡＳ膜上に有機ＰＡＳ膜を形成し、ＰＡＳ膜と有機ＰＡＳ膜の積層膜にソース電極が露出する開口部を形成した。
＜工程６：ＣＩＴ（画素電極形成）＞
次に、ソース電極が露出する開口部を備えたＰＡＳ膜と有機ＰＡＳ膜の積層膜を覆って画素電極となるＩＴＯ（Indium Tin Oxide）をスパッタリングによって形成した。画素電極は面状に形成される。
＜工程７：ＵＰＳ形成＞
次に、画素電極を覆って上部無機パッシベーション（ＵＰＳ）膜をＳｉＮによって形成した。
＜工程８：コモンＩＴＯ形成＞
次に、透明導電膜であるＩＴＯ（Indium Tin Oxide）を表示領域全体にスパッタリングすることによって形成し、スパッタリングしたＩＴＯをパターニングしてコモンＩＴＯ配線を形成した。コモンＩＴＯ配線は、櫛歯状の電極構造を有する。
＜工程９：コモンメタル形成＞
引き続き、コモンメタル膜を形成し、コモンメタル膜を加工するためのホトレジスト膜塗付、露光の後、ホトレジスト膜を現像する。その後、カラーフィルタやブラックマトリクスが形成された対向基板と上記ＴＦＴ基板とを液晶を介して貼り合わせて液晶表示装置とする。
【００１５】
図５Ａに、図３に示すＡ−Ｂライン部における断面図で、図２の（２）のプロセスフローにおいて、加工したコモンＩＴＯ配線を覆う縦コモンメタル膜１０１ｖの上に形成されたホトレジスト膜１１５が現像された状態を示す。この製造方法の場合、ホトレジスト膜１１５を現像する際、仮にコモンＩＴＯ膜に欠陥があったとしても、現像液とコモンメタル膜とコモンＩＴＯ膜とが同時に接触することがないため電池反応は生じず、コモンメタル膜が溶解することはない。
【００１６】
そこで、図２の（２）のプロセスフローを含む製造方法により、コモンＩＴＯ配線に横コモンメタル配線と縦メタル配線とからなるメッシュ状の構成加えてコモン配線とした液晶表示装置を作製し、図６に示すモニタ製品の表示部１５０に適用したところ、スメア不良の発生を低減・防止することができた。また、良好な製造歩留まりを得ることができた。符号１６０はフレームを示す。なお、コモンメタルは、アルミニウムをＭｏ（モリブデン）やＭｏＣｒ（モリブデンクロム）でサンドイッチした構造を想定しているが、ＩＴＯと電池反応を起こすような他の金属であっても本実施例の効果を得ることができる。
【００１７】
以上、本実施例によれば、コモンＩＴＯ膜を形成後、コモンメタル膜を形成することにより、大画面・高精細のモニタ製品であっても、スメア不良を低減・防止可能な液晶表示装置およびそれを高歩留まりで製造可能な液晶表示装置の製造方法を提供することができる。
【実施例２】
【００１８】
本発明の第２の実施例について、図２と図５Ｂを用いて説明する。なお、実施例１に記載され本実施例に未記載の事項は特段の事情がない限り本実施例にも適用することができる。図２の（１）は、本実施例に係る液晶表示装置の画素領域における主要な製造工程のプロセスフローである。この図を用いて製造方法について説明する。
【００１９】
実施例１と同様、工程１〜３により、画素領域に形成するスイッチング用ＴＦＴを形成する。次に、無機パッシベーション（ＰＡＳ）膜（工程４）、有機パッシベーション膜を形成（工程５）後、画素電極（ＣＩＴ）を形成する（工程６）。次いで、上部無機パッシベーション膜（ＵＰＳ）を形成する（工程７）。
【００２０】
その後、工程７で形成された上部パッシベーション膜上にコモンメタル膜を形成し（工程８）、コモンメタル膜を所望の形状に加工する。次に、コモンＩＴＯ膜を形成し（工程９）、コモンＩＴＯ膜を加工するためのホトレジスト膜塗付、露光の後、ホトレジスト膜を現像する。図５Ｂに、図３に示すＡ−Ｂライン部における断面図で、図２の（１）のプロセスフローにおいて、加工したメタル配線を覆うＩＴＯ上でホトレジスト膜を現像した状態を示す。本実施例と発明者等の検討した構成との違いは、本実施例では、加工した縦コモンメタル配線１０１ｖを覆うコモンＩＴＯ膜１１０が現像後のホトレジスト膜１１５により全て覆われている点にある。この製造方法の場合、発明者等の検討した構成（図４Ｂ）と異なり加工した縦コモンメタル配線１０１ｖを覆うコモンＩＴＯ膜１１０が現像後のホトレジスト膜１１５により全て（上面と両側面）覆われているため、ホトレジスト膜１１５を現像する際、仮にコモンＩＴＯ膜１１０に欠陥があったとしても、現像液とコモンメタル膜とコモンＩＴＯ膜とが同時に接触することがないため電池反応は生じず、コモンメタル膜が溶解することはない。
【００２１】
そこで、図２の（１）のプロセスフローを含む製造方法により、コモンＩＴＯ配線に横コモンメタル配線と縦メタル配線とからなるメッシュ状の構成加えてコモン配線とした液晶表示装置を作製し、図６に示すモニタ製品の表示部１５０に適用したところ、スメア不良の発生を低減・防止することができた。また、良好な製造歩留まりを得ることができた。符号１６０はフレームを示す。なお、コモンメタルは、アルミニウムをＭｏ（モリブデン）やＭｏＣｒ（モリブデンクロム）でサンドイッチした構造を想定しているが、ＩＴＯと電池反応を起こすような他の金属であっても本実施例の効果を得ることができる。
【００２２】
以上、本実施例によれば、加工した縦コモンメタル配線１０１ｖを覆うコモンＩＴＯ膜１１０が現像後のホトレジスト膜１１５により全て覆われているため、大画面・高精細のモニタ製品であっても、スメア不良を低減・防止可能な液晶表示装置およびそれを高歩留まりで製造可能な液晶表示装置の製造方法を提供することができる。
【００２３】
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることも可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【符号の説明】
【００２４】
１０１…コモンメタル膜、１０１ｈ…横コモンメタル膜（配線）、１０１ｖ…縦コモンメタル膜(配線)、１０５…ドレイン線、１１０…コモンＩＴＯ膜（配線）、１１５…ホトレジスト膜、１５０…表示部、１６０…フレーム、２００…ＩＴＯ膜欠陥、３００…メタル溶解により形成された空洞。
【図１Ａ】
2015090434.tif 000003
【図１Ｂ】
2015090434.tif 000004
【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
2015090434.tif 000007
【図４Ｂ】
2015090434.tif 000008
【図５Ａ】
2015090434.tif 000009
【図５Ｂ】
2015090434.tif 000010
【図６】
2015090434.tif 000011