(57)【要約】【課題】絶縁基板の主面に、画素ごとに形成した透明導電膜からなる対向電極を有し、その上に絶縁膜を介して櫛歯状の画素電極を設ける形式の液晶表示装置における当該対向電極成膜を、低コストに高精度なパターニングと画素内の膜厚を均一に成膜する。【解決手段】絶縁基板１の主面に多数の画素領域がマトリクス状に配置された表示領域にインクジェット（ＩＪ）法を用いて隙間なく均一に透明導電膜インクを塗布・硬化した後、レジストを用いたホトリソグラフィでパターニングする。真空装置を使うスパッタ成膜より低コストで、高精度で画素内の膜厚が均一な対向電極が形成され、低コストで液晶表示装置を製造できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁基板の液晶側の面に、第１の方向に延在し該第１の方向に交差する第２の方向に並設されるゲート信号線と、前記第２の方向に延在し前記第１の方向に並設されるドレイン信号線とで囲まれる領域を画素領域とし、
前記画素領域に、前記ゲート信号線からの信号によってオンされるスイッチング素子と、該スイッチング素子を介して前記ドレイン信号線からの信号が供給される画素電極と、該画素電極との間に電界を生じせしめる透明導電膜からなる対向電極とを備え、
前記対向電極は、前記画素電極に対し絶縁膜を介して前記基板側に形成されているとともに、前記各画素領域ごとに物理的に分離して形成され、
前記画素領域を多数マトリクス配置した表示領域と、前記表示領域より外周方向にゲート信号線の引き出し線と前記絶縁基板の外部から給電する端子部を備え、
前記表示領域より外周方向の前記引き出し線と前記端子部の部分の前記ゲート信号線の下では、その一部のみに前記対向電極を形成する透明導電膜が存在し、かつ、前記表示領域では前記ゲート信号線の下に前記対向電極を形成する透明導電膜が存在することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記対向電極を形成する透明導電膜がＩＴＯであることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項３】
請求項１において、
前記表示領域より外周部分で、前記ゲート信号線の下部の前記透明導電膜の膜厚が前記表示領域から外周に向かって徐々に薄くなることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項４】
絶縁基板の液晶側の面に、第１の方向に延在し該第１の方向に交差する第２の方向に並設されるゲート信号線と、前記第２の方向に延在し前記第１の方向に並設されるドレイン信号線とで囲まれる領域を画素領域とし、
前記画素領域に、前記ゲート信号線からの信号によってオンされるスイッチング素子と、該スイッチング素子を介して前記ドレイン信号線からの信号が供給される画素電極と、該画素電極との間に電界を生じせしめる透明導電膜からなる対向電極とを備え、
前記対向電極は、前記画素電極に対し絶縁膜を介して前記絶縁基板側に形成されているとともに、各画素領域ごとに物理的に分離して形成され、
１枚の前記絶縁基板上には前記画素領域を多数マトリクス配置して表示領域を複数形成してなり、
前記対向電極を，透明導電材料のインクを前記表示領域とその外周部に隙間なく塗布・硬化して成膜することを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【請求項５】
請求項４において、
前記透明導電材料のインクを塗布・硬化した後、前記ゲート信号線となる金属材料を前記絶縁基板の全面に成膜し、
その上にレジストを成膜した後、露光マスクの面内の前記対向電極に当たる部分は光の透過量を１０〜９０％に調整する機能を備えるマスクを用いて露光し、前記レジストの膜厚を２段階に現像して、前記対向電極と前記ゲート信号線および対向電圧信号線の形状を得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において、
前記対向電極の塗布にインクジェットを用い、前記表示領域に比べて、該表示領域の外では外周へ向かうのに従って徐々に塗布量を少なくす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、液晶表示装置とその製造方法に関し、特に横電界方式における対向電極に用いる透明導電膜の形成工程を簡素化することで全体の低コスト化を図った横電界型の液晶表示装置に好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
フラット・パネル・ディスプレイ（ＦＰＤ）の典型として液晶表示装置が広く用いられている。液晶表示装置は、基本的にはガラスを好適とする二枚の絶縁基板（以下、単に基板）の間に液晶を封入して構成される。そして、この液晶に電界を印加することで液晶分子の配向方向を変化させ、表示光の透過を制御して画像を表示するものである。液晶表示装置の表示方式を大別すると、次の二つになる。その１つは、一方の基板の液晶側の面（主面）に画素電極を設け、他方の基板の主面に対向電極（共通電極）を設け、画素電極と対向電極の間に電界を形成して液晶分子の配向方向を制御する、所謂縦電界方式（一般的に、ＴＮ方式などと呼ばれる）である。他の一つは、二枚の基板の一方の主面に画素電極と対向電極（共通電極）とを当該基板の主面に略平行に配列させて形成し、両電極間に形成される電界で液晶分子の配向方向を制御する、所謂横電界方式（ＩＰＳ方式とも称する）である。これらの方式には、さらに多くの派生的な方式が提案され、実用化されている。
【０００３】
これらの各方式の液晶表示装置の中で、横電界方式は視野角が広く、また、画素電極と対向電極の両方を一方の基板（通常は、薄膜トランジスタを形成した側の基板、薄膜トランジスタ基板：ＴＦＴ基板）に形成することで、他方の基板（通常は、カラーフィルタを形成することで、カラーフィルタ基板：ＣＦ基板）との位置合わせ裕度が大きい、などから製造歩留まりが良い、などの特徴を有する。
【０００４】
横電界方式の液晶表示装置は、その一方の基板であるＴＦＴ基板の主面に薄膜トランジスタからなる多数の画素回路をマトリクス配置した表示領域と、この表示領域の外側に画素の点灯・非点灯を制御する駆動回路を含む外部回路がＩＣチップの形で実装され、または基板上に直接形成される。一方、ＣＦ基板の主面には、通常はＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の３色のカラーフィルタが形成され、ＴＦＴ基板と主面同士を対向させて貼り合わせ、貼り合わせた間隙に液晶を封止して構成される。本発明は、横電界方式の液晶表示装置の、特にＴＦＴ基板に設ける対向電極とその形成に関連する。カラーフィルタをＴＦＴ基板側に設けたものもあるが、本発明はカラーフィルタに直接関連しないので、詳しい説明はしない。
【０００５】
横電界方式の一つで、高い透過率を実現する構造が、特許文献１に記載されている。この特許文献１に記載の方式では、対向電極の透明導電膜が基板上の第一の層として形成される。図１６は、基板上の第一の層として対向電極の透明導電膜を形成した方式のＴＦＴ基板の画素領域の構造例を説明する断面図である。図１６（ａ）は１画素（１画素領域）部分の構造図、図１６（ｂ）はゲート引き出し線およびゲート端子部の断面図である。このＴＦＴ基板は、ガラス等の無機基板、あるいは耐熱プラスチックスなどの有機フィルムを用い、その主面（ＴＦＴ等を構成するための内面）に薄膜トランジスタや画素電極、対向電極が形成される。ここでは、基板に透明ガラス基板を用いるものとして説明する。
【０００６】
図１６（ａ）において、薄膜トランジスタ部分ＴＦＴには、ガラス基板１の主面に下部ゲート電極／ゲート配線のＩＴＯ膜３Ａとアルミニウム（Ａｌ）等の金属膜３の積層構造を有する。又、画素開口部ＰＸには対向電極としてのＩＴＯ膜２が下部ゲート電極/ゲート配線のＩＴＯ膜３Ａと同層に有する。共通配線部（対向電極給電部）ＣＬには、対向電極を形成するＩＴＯ膜２の上に金属膜（アルミニウム（Ａｌ）等）からなる対向電圧信号線１０が積層されている。
【０００７】
金属膜３、ＩＴＯ膜３Ａからなるゲート配線／電極、対向電極としてのＩＴＯ膜２、対向電圧信号線１０を覆ってゲート絶縁膜４が形成されている。このゲート絶縁膜４としては窒化シリコン（ＳｉＮ）が好適であるが、他の適当な絶縁材であってもよい。ゲート絶縁膜４の上層で、薄膜トランジスタ部分ＴＦＴには半導体膜５がパターニングされている。この半導体膜５はアモルファスシリコン、ポリシリコン等５Ｂと、その上層に不純物半導体層５Ａを有する積層構造である。
【０００８】
半導体膜５の上部には、チャネルを挟んでソース電極６とドレイン電極７が形成されている。これらソース電極６とドレイン電極７はアルミニウムを好適とする金属膜をパターニングして形成される。このソース電極６とドレイン電極７の上層を含むゲート絶縁膜４を覆って、保護絶縁膜８が成膜されている。保護絶縁膜８はパッシベーション膜（ＰＡＳ膜）とも称し、ゲート絶縁膜４と同様の窒化シリコンが好適である。しかし、他の適当な絶縁材であってもよい。なお、ソース電極６とドレイン電極７は動作中に切り替わるが、説明の便宜上、図示のように固定したものとして説明する。
【０００９】
保護絶縁膜８の上には、ＩＴＯ膜からなる画素電極９がパターニングされている。画素電極９は櫛歯形であり、その一部は保護絶縁膜８に開けたコンタクトホールを通してＴＦＴのソース電極６と接続している。この
【００１０】
以上説明した構成の画素領域が基板上にマトリクス状に多数配置されている部分を以下、表示領域（ＤＰＹ）と呼ぶ。２枚のガラス基板を合わせたときに外部から信号線や対向電極への給電ができるように、表示領域ＤＰＹから外周部へ配線が引き出されている。引き出された先はドライバＩＣと接続される端子が形成されるので、以下、引き出し線と端子をあわせて、表示領域の周辺部を端子部ＴＲＭと呼ぶ。通常は複数の液晶表示装置に対応する表示領域を有する基板部分を１枚の大サイズの基板（マザー基板）の上に形成する。
【００１１】
図１６（ｂ）のゲート引き出し線３１とゲート端子３２は薄膜トランジスタ部分ＴＦＴや画素開口部ＰＸのゲート電極の金属膜３Ａと同層の金属膜で形成されるが、その下には対向電極２と同層のＩＴＯ膜３１Ａを有する。後述するプロセスで形成すると、端子部ＴＲＭの金属膜下にはＩＴＯ膜が存在するが、端子部ＴＲＭではＩＴＯ膜がなくても同じ機能を有する。ゲート端子３２は、保護絶縁膜８とゲート絶縁膜４に同時に開けたコンタクトホールを通して、画素電極９と同層のＩＴＯ膜９Ａと接続しており、ＩＴＯ膜９Ａを通して、外部ドライバＩＣ（図示しない）と接続する。
【００１２】
このＴＦＴ基板は、その主面の最上層を覆って配向膜（図示せず）が成膜され、ラビング等の処理で配向制御能が付与される。その後、このＴＦＴ基板にＣＦ基板を貼り合わせ、両者の間に液晶を封入して液晶表示パネルが構成される。液晶表示パネルを構成するＴＦＴ基板の周囲には、駆動回路チップ等の外部回路が実装され、あるいは当該基板面に作り込まれる。この液晶表示パネルに、バックライトなどの機構部品、表示信号制御回路を搭載したプリント基板などを組み込んで液晶表示装置とする。
【００１３】
図１７は、図１６における対向電極およびゲート配線の形成プロセスを説明する図である。また、図１８は、図１７における各プロセスに対応したＴＦＴ基板の断面図であり、右側に表示領域ＤＰＹ、左側に端子部ＴＲＭを示す。図中のｘ方向が基板端縁で、ゲート延在方向を示す。
【００１４】
図１７、図１８を参照して、対向電極およびゲート配線の形成プロセスを説明する。先ず、図１７のプロセス（Ｐ−４１）では、基板１の主面の全面にスパッタ成膜でＩＴＯ膜２０を成膜する。次に、金属（メタル）膜３０としてアルミニウム（Ａl）をスパッタで成膜する（Ｐ−４２、図１８の（ａ））。感光性レジスト４１を塗布し（Ｐ−４３）、露光マスクの面内の前記対向電極に当たる部分は光の透過量を１０〜９０％に調整する機能を備えるマスク（ハーフ露光マスク、図示せず）を用いて露光し、現像を施すこと（Ｐ−４４）。これにより、ゲート配線部は厚く、対向電極部分は薄くレジストを残し、アルミニウムを除去する部分はレジスト４１を除去する（Ｐ−４４、図１８の（ｂ））。
【００１５】
エッチングによりレジスト４１のない部分のアルミニウム３０と透明導電膜２０を除去する（Ｐ−４５、図１８の（ｃ））。レジスト４１を酸素アッシングしてエッチングで残留したアルミニウム３０と透明導電膜２０の端縁を露出させる（Ｐ−４６、図１８の（ｄ））。アルミニウムのみを溶解するエッチング溶液を用いて再度エッチングを施してレジスト４１のない部分のアルミニウムを除去して対向電圧信号線１０を形成する（Ｐ−４７、図１８の（ｅ））。レジスト４１を除去し、透明導電膜２０の対向電極２を得る（Ｐ−４８、図１８の（ｆ））。図１８の（ｆ）において、ゲート配線/電極３の下にはＩＴＯ３Ａが存在し、対向電極２はアルミニウムの対向電圧信号線１０に接続した構造となる。
【００１６】
端子部ＴＲＭも同じプロセスを経て形成されるが、端子部ＴＲＭでは、レジスト４１はプロセス（Ｐ−４４）において、端子や引き出し線としてメタルを残す部分は表示領域の厚いレジスト膜厚と同じで、それ以外はレジストを除去している。図１８ＴＲＭ部においては端子や引き出し線としてメタルと残す部分を示した。
【００１７】
以上の方法で画素領域を形成した場合、端子部の断面構造は図１８（ｆ）のようになり、ゲート引き出し線３１の下には必ず対抗電極に使用した透明導電膜３１Ａが存在する。
【００１８】
このように、従来はスパッタで対向電極を成膜するため、不要部分はエッチングによって除去され、最終製品には残らない。また、スパッタではプラズマの局在により、ターゲットの一部分のみが速く膜が減り、もっとも速くターゲットが減る部分に合わせてターゲットを交換する必要があることや、装置壁面などへの付着により、基板上へ成膜されるのはターゲットの２０〜５０％程度と低い。
【００１９】
なお、ＴＦＴ基板の製造におけるスパッタ成膜とホトリソ工程に替えて、ＴＦＴを構成する絶縁膜、導電膜、半導体膜の何れか、もしくは全部をインクジェット（ＩＪ）塗布による直接パターニングで形成するものが特許文献２に開示されている。特許文献２に開示されたインクジェット塗布を用いることで、スパッタに比べて材料使用効率を上げ、エッチングによる材料ロスを無くして、コスト低減を実現しようとしている。
【特許文献１】特開２００５−３０８９５１号公報
【特許文献２】特許第３７２５１６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
大形ＴＶ用の液晶表示装置を構成する液晶表示パネルでは低コスト化が重要である。スパッタ成膜は真空装置を必要とし、高価かつ大型の製造設備を要するため、スパッタ成膜の削減は製造コストの低減に直接寄与する。また、スパッタ成膜では材料利用効率が２０〜５０％と低く、基板全面に成膜後、エッチングで不要部分を除去するため、さらに材料のロスが発生する。
【００２１】
特許文献２に開示のインクジェット塗布での薄膜の直接パターニングでは、スパッタ装置の他、ホトリソ工程も省くことができ、装置コストを削減して、材料利用効率向上が可能であるので、大幅なコスト低減が期待できる。特許文献２では、１０μｍ幅のパターンまで形成可能としている。ＴＶ用の液晶表示パネルの１画素のサイズは５００μｍ×１７０μｍ程度と大きい。そのため、理論上は対向電極をインクジェット塗布で直接形成できると考えられる。しかし、インクジェット用のインクは薄膜材料を分散した溶液であり、ノズルから滴下されたインク滴は滴下表面上を濡れ広がるため、塗布端の外縁を精度よく制御することは困難である。
【００２２】
ガラス基板の主面に、画素毎にべた形成した対向電極を有し、その上に絶縁膜を介して櫛歯状の画素電極を設ける形式の液晶表示パネルの製造のためのスパッタ成膜、インクジェット塗布で形成できれば、低コスト化に大きく貢献することが可能である。しかし、配線間ショートや層間の浮遊コンダクタンスを発生させないためには、対向電極のパターニング精度は５μｍ以下が必要である。しかし、このような高精度パターニングを特許文献２に記載のインクジェット塗布法では形成できない。
【００２３】
また、インクジェット塗布に最適なインクの粘度５〜２０ｍＰａ・ｓを得るためには、インクの固形分濃度を低くする必要がある。また、インクジェット塗布では、溶剤を乾燥する際にパターン外縁部に突起が発生しやすい。一例として、ＩＴＯインクをインクジェットで塗布したときの外縁部の断面形状を図１９に示す。図１９の横軸は基板端縁からの距離、縦軸は膜厚を示す。塗布膜は図１９の右側に塗布されており、この塗布膜の外縁部に突起が形成されている状態を示す。この塗布膜の外縁部の突起は、溶剤乾燥時に外縁部から先に溶剤蒸発が始まり、局部的に固形分濃度が高くなったところに、流動性を持つパターン内部の溶液が拡散することにより、外縁部に固形分が濃縮されるために形成される。
【００２４】
特許文献１に記載の構造では、対向電極との間を上記の外縁部を乗り越えて導通を取っているが、外縁部に突起が発生した場合、導通のための配線が断線する可能性がある。このことからも共通配線をインクジェットの直接パターニングだけで形成することは難しい。
【００２５】
本発明の目的は、ガラス等の絶縁基板の主面に、画素ごとに形成した透明導電膜からなる対向電極を有し、その上に絶縁膜を介して櫛歯状の画素電極を設ける形式の液晶表示パネルにおける当該対向電極成膜を、真空装置が不要で材料使用効率く製造する方法およびこの方法で製造した液晶表示装置を得ることにある。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
本発明では、対向電極に用いる透明導電膜をスパッタ成膜ではなく、透明導電膜インクを用いて、表示領域内に隙間なく均一な膜厚で塗布・硬化し、その後、従来と同じプロセスでホトリソを用いて高精度に対向電極をパターニングする方法とする。表示領域の周辺部にも一部透明導電膜が形成され、端子部のゲート引き出し線やゲート端子の下層は一部のみ透明導電膜が存在する構成となる。
【００２７】
すなわち、高価な真空装置を用いるスパッタ成膜の代わりに、大気中で成膜できる塗布装置を用いることで装置コスト削減と材料使用効率を向上し、さらに、複数の表示領域を一枚の基板上に形成する際に、対向電極が不要な表示領域外にはほとんど透明導電膜を成膜しないのでさらに材料効率を向上する。対向電極のパターンは精度の良いホトリソ工程で形成することで、精度良いパターンが得られるとともに、塗布プロセスで外縁部に生じる突起や膜厚不均一が表示領域に影響を及ぼすことがない。
【００２８】
本発明の代表的な構成を記述すれば、以下のとおりであるが、本発明はこの記述および後述する実施の形態の記述に限定されるものではなく、本発明の技術思想を逸脱することなく、種々の変更が可能であることはいうまでもない。
【００２９】
基板の液晶側の面すなわち主面に、第１の方向に延在し該第１の方向に交差する第２の方向に並設されるゲート信号線と第２の方向に延在し第１の方向に並設されるドレイン信号線が形成される。これらゲート信号線とドレイン信号線とで囲まれる領域を画素領域とする。この画素領域には、ゲート信号線からの信号によってオンされるスイッチング素子と、このスイッチング素子を介してドレイン信号線からの信号が供給される画素電極と、この画素電極との間に電界を生じせしめる透明導電膜からなる対向電極とを備える。
【００３０】
前記対向電極は、前記画素電極に対し絶縁膜を介して前記基板側に形成されているとともに、各画素領域ごとに物理的に分離して形成される。前記画素領域を多数マトリクス配置して表示領域とし、この表示領域より外周方向にゲート信号線の引き出し線と基板外部から給電する端子部を備える。表示領域より外周方向の引き出し線と端子部分のゲート信号線の下は一部のみに対向電極を形成する透明導電膜が存在し、かつ、表示領域ではゲート信号線の下に必ず対向電極を形成する透明導電膜が存在する。
【００３１】
また、前記対向電極を形成する透明導電膜に、スズ添加酸化インジウム（ＩＴＯ）を用いることができる。そして、前記表示領域より外周部分で、ゲート信号線の下部の透明導電膜の膜厚が表示領域から外周に向かって徐々に薄くなる構成とすることができる。
【発明の効果】
【００３２】
スパッタ成膜を用いず、透明導電膜のインクを使用して成膜することで、真空装置が不要で材料使用効率が高いことにより、製造におけるコストが削減され、設備、装置の投資を抑制して、全体として低コスト化を実現した液晶表示装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、本発明の最良の実施形態を実施例の図面を参照して詳細に説明する。本発明は、透明な導電膜で構成される対向電極をＴＦＴ基板の主面の最下層にある構造とした液晶表示パネルに適用されるが、これに限定されるものではなく、同様の機能と精度が要求される薄膜の形成にも同様に適用可能である。
【実施例１】
【００３４】
図１は、本発明に係る液晶表示装置の製造方法の実施例１の要部プロセスを説明する工程図である。また、図２は、図１に示す工程図の要部プロセスに対応したＴＦＴ基板の断面図を示し、右側は表示領域、左側は端子部を示す。図２の（a）、（b）、（c）、（d）、（e）、（ｆ）は、図１のプロセス（Ｐ−３）、（Ｐ−５）、（Ｐ−６）、（Ｐ−７）、（Ｐ−８）に対応する。図３は、本発明に係る液晶表示装置の実施例１での基板上の塗布パターンを示す平面図である。図４は、本発明に係る液晶表示装置の実施例１におけるＩＴＯパターン外縁部の断面形状を説明する図である。横軸と縦軸は図１９と同じである。
【００３５】
ここでは、１枚のマザー基板（ガラス基板）に８枚の液晶表示装置に対応する表示領域を形成するものとして説明する。また、マザー基板も基板１として説明する。図１のプロセス（Ｐ−１）では、洗浄した基板１の表面に、図３に示すような表示領域ＤＰＹとゲート引き出し線／端子部ＴＲＭに対応する部分に、インクジェット（ＩＪ）法で塗布型の透明導電膜材料インクを塗布する。なお、このとき、表示領域へのインク滴下量に比べて、表示領域の外側のゲート配線端子部ＴＲＭは３〜５ｍｍの範囲でゲート線の延在方向（図３中のｘ方向が基板端縁）に向かって徐々に滴下量を減らし、成膜後膜厚が徐々に薄くなるように滴下パターンを調整する。透明導電膜材料を塗布した後、インク材料に合わせて、１００℃〜２５０℃で溶剤乾燥を行う。必要に応じて、２５０℃〜４５０℃で硬化させ透明導電膜２０を得る。加熱工程後の透明導電膜の膜厚は表示領域で３０〜１５０ｎｍとなるように、滴下量を調整する。
【００３６】
塗布型の透明導電膜材料の溶液としては、スズ添加酸化インジウム（ＩＴＯ）などの前駆体(ここでの前駆体は、塗布後加熱や光照射などのエネルギーを与えることでＩＴＯとなるものを指す)を溶媒に溶かしたものでもよく、平均粒径が５〜５０ｎｍの微粒子を溶媒中に分散させたものでもよい。この微粒子を分散する溶媒としては、アルコール類、ケトン類、グリコールエーテル類、非環状炭化水素類、芳香族炭化水素類などを用いることができ、分散剤や安定剤を加えて用いる。この種の溶液としては、例えば、住友金属鉱山社製の商品名「ＤＸ−３００シリーズ」「ＤＸ−４００シリーズ」、アルバック社製の「透明導電膜ナノメタルインク」が市販されている。
【００３７】
インクの粘度はインクジェットヘッドからの吐出が可能な範囲とし、望ましくは５〜１５ｍＰａ・ｓが良い。また、洗浄後の基板に対するインクの接触角が５〜１０度であると、濡れ広がりが大きくなり過ぎず、かつ、平滑なベタ膜を形成できる。このようにして得られた透明導電膜は表示領域（ＤＰＹ）では±１５％の膜厚均一性が得られた。また、図４に示すように、塗布膜の外縁部に発生する突起の大きさが抑えられた。
【００３８】
次に、金属（メタル）膜３０としてアルミニウムＡlをスパッタで成膜する。金属膜はアルミニウム・ネオジム等の合金（Ａｌ−Ｎｄ）でもよく、また、後述する各種金属も用いることができ、各種金属を積層して用いることもできる。感光性レジスト４１を塗布し、ハーフ露光マスクを用いて対向電極部分は薄く、アルミニウムを除去する部分はレジスト４１を除去する（Ｐ−５、図２の（ｂ））。エッチングによりレジスト４１のない部分のアルミニウム３０と透明導電膜２０を除去する（Ｐ−６、図２の（ｃ））。レジスト４１を酸素アッシングして、エッチングで残留したアルミニウム３０と透明導電膜２０の端縁を露出させる（Ｐ−７、図２の（ｄ））。
【００３９】
アルミニウムのみを溶解するエッチング溶液を用いて再度エッチングを施してレジスト４１のない部分のアルミニウムを除去して対向電圧信号線１０を形成する（Ｐ−８、図２の（ｅ））。レジスト４１を除去し、透明導電膜２０の対向電極２を得る（Ｐ−９、図２の（ｆ））。図２の（ｆ）において、ゲート配線／電極３の下には透明導電膜３Ａが存在し、対向電極２はアルミニウムの対向電圧信号線１０に接続した構造となる。
【００４０】
端子部ＴＲＭも同じプロセスを経て形成されるが、端子部ＴＲＭでは、レジスト４１はプロセス（Ｐ−５）において、端子や引き出し線としてメタルを残す部分は表示領域の厚いレジスト膜厚と同じで、それ以外はレジストを除去している。図２においては端子や引き出し線としてメタルと残す部分を示した。
【００４１】
ここでは、エッチングをウェットプロセスとしたが、ガスを用いたドライエッチングでも構わない。使用するメタルは、アルミニウム（Ａｌ）、アルミニウム・ネオジム（Ａｌ―Ｎｄ）以外に、銅（Ｃｕ）、チタン（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）などを単独または合金で用いることができ、必要に応じて複数層で形成する。金属の膜厚は３０ｎｍ〜５００ｎｍに形成し、抵抗値は１０μΩｃｍ以下とする。
【００４２】
透明導電膜材料の溶液をインクジェットで平坦なガラス基板上に単に塗布した場合、基板面との濡れ性（基板面と溶液の表面エネルギーの関係）により塗布パターンの端部（外縁の位置）は正確に規定できない。また、塗布パターンの外縁部に突起ができ、画素内の膜厚が均一にならない。しかし、本実施例によれば、表示領域内はホトリソを用いてパターニングするため、正確に規定でき、表示領域内はベタで成膜するので膜厚均一性が良い。外縁部での突起は、徐々に薄膜化することで上部配線が断線しないような大きさまで抑制することができ、ゲート線端子部下に外縁部が存在しても問題にならない。
【００４３】
本実施例では、ゲート配線端子部方向のみインクジェットの滴下量を変化させたが、他の辺でも滴下量を変化させて徐々に薄膜化しても構わない。他の辺の外縁部はゲートメタルが存在しないので、共通配線のエッチング時に除去される。
【００４４】
従来のスパッタによるＩＴＯ等の透明導電膜の成膜では、スパッタ用ターゲットとしてのＩＴＯ等の材料使用効率が最大５０％で、かつパターニングにより成膜後にその２０〜４０％を除去していた。これに対し、本実施例のようにインクジェット塗布を用いることで、塗布時の材料使用効率が８０〜９０％に上がる。これに加え、パターニングでの除去するのは表示領域とゲート端子部のみとなり、従来では複数パネルのパターン間はすべて除去していたのに比べて、本実施例では除去率が少なくなることから、材料効率の観点から低コスト化を図ることができる。
【００４５】
本実施例の方法で製造した液晶表示装置は、ゲート配線端子下に膜厚が外部に向けて徐々に薄くなる透明導電膜層が存在し、かつ、表示領域ではゲートメタル下には透明導電膜層が存在する構造となる。
【００４６】
本実施例によれば、スパッタ成膜を用いず、透明導電膜のインクを使用して成膜することで、真空装置が不要で材料使用効率が高いなることにより、製造におけるコストの削減と、設備、装置の投資を抑制して、全体として低コスト化を実現した液晶表示装置を提供できる。
【実施例２】
【００４７】
図５は、本発明にかかる液晶表示装置の製造方法の実施例２の要部プロセスを説明する工程図である。また、図６は、図５に示す工程図の要部プロセスに対応した端子部ＴＲＭの断面図である。図６の（a）、（b）、（c）、（d）は、図５のプロセス（Ｐ−３）、（Ｐ−５）、（Ｐ−７）、（Ｐ−９）に対応する。なお、図５のプロセスで形成した表示領域ＤＰＹは図３の表示領域ＤＰＹと同じなので、図示は省略する。
【００４８】
ここでは、実施例１と同様、１枚のマザー基板に８枚の液晶表示装置に対応する表示領域を形成するとして説明する。図５のプロセス（Ｐ−１）では、洗浄したガラス基板１の表面の表示領域に対応する部分に、インクジェットで塗布型の透明導電膜材料を塗布する。透明導電膜材料を塗布した後、プロセス（Ｐ−２）で基板を密閉容器に入れ、１０〜１００Ｐａの差圧で減圧して溶剤をある程度除去する減圧乾燥を行う。減圧乾燥時に５０〜２５０℃で加熱を併用しても良い。その後、必要に応じて、２５０℃〜４５０℃で硬化させる。加熱工程後の透明導電膜の膜厚は表示領域で３０〜１５０ｎｍとなるように、滴下量を調整する。減圧乾燥時は塗布膜の外縁部と内部で乾燥速度に差を生じにくく、外縁部の突起が抑制でき、図７に示すような断面形状となった。図７の横軸と縦軸は図１９と同じである。
【００４９】
共通配線成膜後のメタル成膜とパターニングは実施例１と同様に行う。本実施例では実施例１に比べてさらに塗布面積が小さくなり、材料使用効率が向上する。本実施例で製造した液晶表示装置は、ゲート配線端子部にゲート配線下に透明導電膜が存在する部分と存在しない部分があり、かつ、表示領域内ではすべてのゲートメタル下には透明導電膜が存在する構造となる。
【００５０】
本実施例によっても、スパッタ成膜を用いず、透明導電膜のインクを使用して成膜することで、真空装置が不要で材料使用効率が高いなることにより、製造におけるコストの削減と、設備、装置の投資を抑制して、全体として低コスト化を実現した液晶表示装置を提供できる。
【実施例３】
【００５１】
本発明の実施例３では、表示領域に示す領域にフレキソ印刷を用いて、塗布型の透明導電膜材料を塗布する。フレキソ印刷は、ＡＰＲ（Ｒ）樹脂を用いて作った弾性のある凸版を用いて、所望の場所にインクを転写する方法である。このときのプロセスを図８、対応する断面を図９、このときの外縁部断面形状を図１０に示す。フレキソ印刷では粘度が１５ｍＰａ・ｓ〜６０ｍＰａ・ｓが適当であり、流動性が小さいので、乾燥方法は減圧しなくても、外縁部の突起は断線を起こすほど大きくならない。塗布した後、インク材料に合わせて、１００℃〜２５０℃で溶剤乾燥し、必要に応じて、２５０℃〜４５０℃で硬化させる。本実施例で製造した液晶表示装置は、実施例２と同じ構造となる。
【００５２】
以下、ゲート配線パターニング後のＴＦＴ基板の形成プロセスを工程順に説明する。図１１は各工程での断面図である。いずれの実施例でも共通の形成プロセスだが、図１１は実施例１に続く構造で説明するゲート配線パターニング後のＴＦＴ基板の形成プロセスを工程図である。図１１では右側に表示領域ＤＰＹ、左側に端子部ＴＲＭを示す。また、主要な工程での平面図を図１２、図１３、図１４に示す。
【００５３】
対向電極２とゲート信号線３を形成した基板（図１１の（ａ）、図１２）にゲート絶縁膜４としてＳｉＮをＣＶＤで形成する（図１１の（ｂ））。このゲート絶縁膜４の形成のための反応ガスは、ＳｉＨ4、ＮＨ3で、バッファガスに窒素ガスＮ2を用いる。ゲート絶縁膜４は３００〜５００ｎｍの膜厚に形成する。その後、半導体膜５としてアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）５Ｂ、ｎ型不純物をドープしたアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）５ＡをＣＶＤで成膜する（図１１の（ｂ））。半導体層５のみをホトリソプロセスとドライエッチングでパターニングする（図１１の（ｃ））。
【００５４】
次に、ソース・ドレイン配線用メタル６０をスパッタで成膜し（図１１の（ｄ））、ソース電極６、ドレイン電極およびドレイン配線７をパターン形成する（図１１の（ｅ）、図１３）。ソース・ドレイン配線用メタルは、アルミニウム（Ａｌ）、アルミニウムとネオジムの合金（Ａｌ―Ｎｄ）以外に、銅（Ｃｕ）、チタン（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）などを単独または合金で用い，必要に応じて複数層で形成する。
【００５５】
この上に、保護絶縁膜（ＰＡＳ膜）８としてＳｉＮをＣＶＤで３００〜５００ｎｍの膜厚に形成し（図１１の（ｆ））、画素電極とドレイン線をつなぐためのスルーホールとゲート端子をホトリソで形成する（図１１の（ｇ））。
【００５６】
さらに、画素電極９としての透明導電膜を３０〜２００ｎｍの膜厚に形成し，横電界を発生させるために表示領域ＤＰＹでは櫛歯形状にパターニングし、端子部ＴＲＭでは端子部のみ残してパターニングする（図１１の（ｈ）、図１４）。画素電極９は透明導電膜をスパッタで形成する。その材料には、ＩＴＯ、ＳｎＯ2、ＺｎＯ、ＡｌドープＺｎＯ、などが使用できる。図１５は、本発明の製造方法で製造したＴＦＴ基板上の第一の層として対向電極の透明導電膜を形成した方式のＴＦＴ基板の画素領域と端子部の構造例を説明する断面図である。上記の工程で出来上がったＴＦＴ基板は、図１５に示したようになり、端子部ＴＲＭはゲート信号引き出し線３１の下の一部のみに対向電極と同層の透明導電膜が存在する点が、従来例（図１６）において、ゲート信号引き出し線３１の下には必ず対向電極が存在するのと異なる。
【００５７】
このＴＦＴ基板は、その主面の最上層を覆って図示しない配向膜が成膜され、ラビング等の処理で配向制御能が付与される。その後、このＴＦＴ基板にＣＦ基板を貼り合わせ、両者の間に液晶を封入して液晶表示パネルが構成される。液晶表示パネルを構成するＴＦＴ基板の周囲には、駆動回路チップ等の外部回路が実装され、あるいは当該基板面に作り込まれる。この液晶表示パネルに、バックライトなどの機構部品、表示信号制御回路を搭載したプリント基板などを組み込んで液晶表示装置とする。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明に係る液晶表示装置の製造方法の実施例１の要部プロセスを説明する工程図である。
【図２】図１に示す工程図の要部プロセスに対応したＴＦＴ基板の断面図である。
【図３】本発明に係る液晶表示装置の実施例１での基板上の塗布パターンを示す平面図である。
【図４】本発明に係る液晶表示装置の実施例１におけるＩＴＯパターン外縁部の断面形状を説明する図である。
【図５】本発明にかかる液晶表示装置の製造方法の実施例２の要部プロセスを説明する工程図である。
【図６】図５に示す工程図の要部プロセスに対応した端子部の断面図である。
【図７】本発明に係る液晶表示装置の製造方法の実施例２におけるＩＴＯパターン外縁部の断面形状を説明する図である。
【図８】本発明に係る液晶表示装置の製造方法の実施例３の要部プロセスを説明する工程図である。
【図９】本発明に係る液晶表示装置の製造方法の図８に示す工程図の要部プロセスに対応したＴＦＴ基板の断面図である。
【図１０】本発明に係る液晶表示装置の製造方法の実施例３でのＩＴＯパターン外縁部の断面形状である。
【図１１】本発明に係る液晶表示装置の製造方法の共通電極の形成後のＴＦＴ基板の形成プロセスを工程順に説明する断面図である。
【図１２】図１１のプロセス（ａ）に対応する平面図である。
【図１３】図１１のプロセス（ｅ）に対応する平面図である。
【図１４】図１１のプロセス（ｈ）に対応する平面図である。
【図１５】本発明の製造方法で製造したＴＦＴ基板上の第一の層として対向電極の透明導電膜を形成した方式のＴＦＴ基板の画素領域と端子部の構造例を説明する断面図である。
【図１６】従来技術で製造した液晶表示装置のＴＦＴ基板上の第一の層として対向電極の透明導電膜を形成した方式のＴＦＴ基板の画素領域と端子部の構造例を説明する断面図である。
【図１７】図１６における対向電極およびゲート配線の形成プロセスを説明する図である。
【図１８】また、図１８は、図１７における各プロセスに対応したＴＦＴ基板の断面図であり図１６における共通電極の形成プロセスを説明する図である。
【図１９】ＩＴＯインクをインクジェットで塗布したときの外縁部の断面形状を示す図である。
【符号の説明】
【００５９】
１・・・絶縁基板、２・・・対向電極、３・・・ゲート信号線、４・・・ゲート絶縁膜、１０・・・対向電圧信号線、２０・・・透明導電膜、３０・・・金属膜（メタル）、３１・・・ゲート引き出し線、３２・・・ゲート端子、４１・・・感光性レジスト。
【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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