JP2009216967A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 液晶表示装置において、信号線に起因して生ずる段差部における液晶の配向乱れによる光漏れを抑制し、コントラストを向上する。
【解決手段】 アレイ基板２と対向基板３間に液晶層が挟持され、アレイ基板２上に各画素に対応して画素スイッチング１２が形成されるとともに、これら画素スイッチング１２に接続される信号線２１が形成されてなる液晶表示装置である。信号線２１は、厚さ方向の一部において線幅が拡大され、所定の線幅を有する主配線部の両側に沿って遮光部が形成されている。例えば、信号線２１が主配線部となる主配線層２１Ａと、当該主配線層２１Ａに積層して形成されるトップバリアメタル層２１Ｂ、ボトムバリアメタル層２１Ｃとから構成されており、ボトムバリアメタル層２１Ｃの線幅が主配線層２１Ａの線幅よりも拡大されている。この場合、主配線層２１Ａの両側に沿って突出するボトムバリアメタル層２１Ｃの両端部分２１Ｃａ，２１Ｃｂが遮光部として機能する。
【選択図】 図４

Description

本発明は、表示領域に信号線が形成されてなる液晶表示装置に関するものであり、信号線の形成に起因して発生する光漏れを解消する技術に関する。

液晶表示装置は、薄型、軽量、低消費電力等の優れた特徴を有する平面表示装置であることから、いわゆるＰＤＡや携帯電話等のようなモバイル機器や、パーソナルコンピュータの表示部、さらには液晶テレビ等、広範な用途に用いられている。

前記液晶表示装置は、液晶層が一対の表示パネル基板、すなわちアレイ基板及び対向基板間に挟持された構造の液晶表示パネルを有しており、前記アレイ基板と対向基板の間に画素毎に選択的に電圧を印加することで液晶層が制御され、画像の表示が行われる。ここで、例えばアクティブマトリクス型液晶表示パネルでは、アレイ基板に、アモルファスシリコンやポリシリコン半導体を用いて薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）がスイッチング素子として形成されるとともに、このスイッチング素子と接続される画素電極、走査線、信号線等が形成される。一方、対向基板には、酸化錫インジウム（ＩＴＯ）等からなる対向電極やカラーフィルター等が形成される。

前述の構成を有する液晶表示装置においては、駆動回路の集積化に伴い、回路遅延や書き込み不足といった問題があり、信号線等の配線の低抵抗化が求められている。そこで、一般的には、信号線等の配線の膜厚を厚くすることが行われており、これにより配線の低抵抗化を実現するようにしている。ただし、配線の膜厚を厚くした場合、配線段差が形成され、様々な問題を引き起こすおそれがある。

そこで、配線による段差を解消する技術が提案されている（例えば、特許文献１等を参照）。特許文献１記載の発明では、グレイトーン露光技術を用いて、部分的に厚さの異なる配線を工程数を増加させることなく形成し、走査線や信号線といった電気配線の交差する部分において、配線段差を低減するようにしている。特許文献１記載の発明では、配線段差を低減することで、絶縁膜の段差被覆性が改善され、配線間の短絡や断線等の不良が低減される。また、ゲート絶縁膜を従来よりも薄くすることが可能となるので、薄膜トランジスタのＯＮ電流が増加する。
特開２００２−１９０５９８号公報

ところで、液晶表示装置では、信号線の上に平坦化膜や画素電極（ＩＴＯ）、液晶配向膜等が積層されているが、低抵抗化を目的に信号線の膜厚を厚くすると、これらの平坦性が悪化し、段差部で液晶の配向が乱れ、光漏れが発生するという問題がある。光漏れが発生すると、液晶表示装置のコントラストが低下するといった問題が生ずる。このような信号線の段差部における液晶の配向の乱れや光漏れの問題は、特許文献１に記載されるような部分的に厚さの異なる配線を形成することでは回避することができず、新たな対策が待たれている。

本発明は、前述の従来の実情に鑑みて提案されたものであり、信号線に起因して生ずる段差部において、液晶の配向乱れ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可能な液晶表示装置を提供することを目的とする。

前述の目的を達成するために、本発明の液晶表示装置は、アレイ基板と対向基板間に液晶層が挟持され、アレイ基板上に各画素に対応してスイッチング素子が形成されるとともに、これらスイッチング素子に接続される信号線が形成されてなる液晶表示装置であって、前記信号線は、厚さ方向の一部において線幅が拡大され、所定の線幅を有する主配線部の両側に沿って遮光部が形成されていることを特徴とする。

信号線の膜厚が厚くなると、信号線の幅方向両端における段差部において、液晶の配向乱れが生じ、光漏れが生ずる。本発明では、信号線において、例えば底面側のバリアメタル層の線幅が主配線層の線幅よりも拡大される等、厚さ方向の一部において線幅が拡大されている。そして、この線幅が拡大された部分（例えば主配線層の両側に沿って突出するバリアメタル層）によって前記段差部（すなわち光漏れが生ずる部分）が遮光され、光漏れが解消される。

本発明によれば、信号線に起因して形成される段差部における光漏れを無くすことができ、液晶表示装置のコントラストを向上させることが可能である。また、前記光漏れを考慮する必要がないことから、信号線の膜厚を必要に応じて十分に厚くすることができ、信号線の低抵抗化を図ることが可能である。信号線を低抵抗化すれば、駆動回路の集積化に伴う回路遅延や書き込み不足等の問題も解消することが可能である。

以下、本発明を適用した液晶表示装置について、図面を参照して詳細に説明する。

（第１の実施形態）

先ず、液晶表示装置の概略構成について説明する。液晶表示装置は、図１に示すように、アレイ基板２と対向基板３により構成される液晶表示パネル１を備え、これらアレイ基板２と対向基板３の間の液晶層を、アレイ基板２上に形成された薄膜トランジスタ（画素トランジスタ）をスイッチング素子として駆動することで、画像の表示が行われる。

ここで、表示部である表示領域Ｈにおいては、アレイ基板２に各画素に対応して画素電極がマトリクス状に形成されるとともに、画素電極の行方向に沿って走査線が形成され、列方向に沿って信号線が形成されている。さらに、各走査線と信号線の交差位置に前記画素トランジスタが形成されている。

一方、アレイ基板２の周辺領域（液晶表示パネル１の額縁領域）には、アレイ基板２に配列形成される信号線に駆動信号を供給する信号線駆動回路４や、走査線に駆動信号を供給する走査線駆動回路５等の駆動回路が形成されている。これら駆動回路は、複数の薄膜トランジスタと、これら薄膜トランジスタ接続される配線等から構成されている。

図２は、前記液晶表示装置の概略的な回路構造の一例を示すものである。液晶表示装置は、前述の通り、液晶表示パネル１を備えており、さらにはこの液晶表示パネル１を制御する外部制御回路１１を備える。液晶表示パネル１は、液晶層ＬＱが一対の表示パネル基板、すなわちアレイ基板２及び対向基板３間に保持される構造を有し、外部制御回路１１は、本例の場合、液晶表示パネル１から独立した回路基板上に配置されている。

アレイ基板２は、マトリクス状に配置されるｍ×ｎ個の画素電極ＰＥ、複数の画素電極ＰＥの行に沿って形成されるｍ本の走査線Ｙ（Ｙ１〜Ｙｍ）、それぞれの画素電極ＰＥの列に沿って形成されるｎ本の信号線Ｘ（Ｘ１〜Ｘｎ）、信号線Ｘ１〜Ｘｎ及び走査線Ｙ１〜Ｙｍの交差位置近傍にそれぞれ配置され例えばＮチャネルポリシリコン薄膜トランジスタからなるｍ×ｎ個の画素スイッチ１２、走査線Ｙ１〜Ｙｍに平行に配置され各々対応行の画素電極ＰＥに容量結合した補助容量線ＣＳ、走査線Ｙ１〜Ｙｍを駆動する走査線駆動回路３、並びに信号線Ｘ１〜Ｘｎを駆動する信号線駆動回路４、及び外部制御回路１１とアレイ基板２間の接続に用いられる複数の外部接続パッドＯＬＢを含む。

対向基板３は、ｍ×ｎ個の画素電極ＰＥに対向して配置されコモン電位Ｖｃｏｍに設定される単一の対向電極ＣＥを含む。このコモン電位Ｖｃｏｍは例えば補助容量線ＣＳにも印加される。

外部制御回路１１は、例えばモバイル機器等の処理回路から供給されるデジタル映像信号及び同期信号を受取り、画素表示信号Ｖｐｉｘ、垂直走査制御信号ＹＣＴ及び水平走査制御信号ＸＣＴを発生する。垂直走査制御信号ＹＣＴは走査線駆動回路３に供給され、水平走査制御信号ＸＣＴは表示信号Ｖｐｉｘと共に信号線駆動回路４に供給される。走査線駆動回路３は走査信号を１垂直走査（フレーム）期間毎に走査線Ｙ１〜Ｙｍに順次供給するよう垂直走査制御信号ＹＣＴによって制御される。信号線駆動回路４は、走査信号により駆動される１水平走査期間（１Ｈ）において入力されるデジタル映像信号を直並列変換し、さらにデジタル・アナログ変換した表示信号Ｖｐｉｘをアナログ形式で信号線Ｘ１〜Ｘｎにそれぞれ供給するように水平走査制御信号ＸＣＴによって制御される。

この液晶表示装置では、液晶層ＬＱがｍ×ｎ個の画素電極ＰＥにそれぞれ対応してｍ×ｎ個の表示画素ＰＸに区画され、各表示画素ＰＸが２本の隣接走査線Ｙと２本の隣接信号線Ｘとの間にほぼ規定される。表示画面はこれらｍ×ｎ個の表示画素ＰＸにより構成される。走査線駆動回路３及び信号線駆動回路４は、図１及び図２に示すように、ｍ×ｎ個の表示画素ＰＸの外側に配置され、複数の外部接続パッドＯＬＢはアレイ基板２の周縁に配置される。信号線駆動回路４は、これら外部接続パッドＯＬＢよりも内側に配置される。各画素スイッチ１２は対応走査線Ｙからの走査信号に応答して対応信号線Ｘからの表示信号Ｖｐｉｘをサンプリングして対応画素電極ＰＥに印加し、この画素電極ＰＥの電位と対向電極ＣＥの電位との電位差に基づいて対応表示画素ＰＸの光透過率を制御する。

前述の構成を有する液晶表示装置では、駆動回路の集積化に伴い、回路遅延や書き込み不足といった問題が生ずるおそれがあり、信号線Ｘ１〜Ｘｎを極力低抵抗化することが求められている。信号線Ｘ１〜Ｘｎを低抵抗化するには、信号線Ｘ１〜Ｘｎの膜厚を厚くする必要がある。ただし、信号線Ｘ１〜Ｘｎの膜厚を厚くすると、段差部で液晶の配向が乱れ、光漏れが発生する。

図３は、従来の信号線２１付近の断面形状（図２のａ−ａ線における断面形状）を示すものである。本例の場合、信号線２１は、Ａｌ等により形成され配線の主体となる主配線部（主配線層）２１Ａと、その上下に形成されたバリアメタル層とから構成されている。主配線層２１Ａが例えば純アルミニウム等により形成されている場合、そのままでは腐食し易く、マイグレーションも発生し易い。また、スイッチング素子である薄膜トランジスタを構成する多結晶半導体層とのコンタクトのため、Ａｌが多結晶半導体層に拡散しないようにする必要もある。そこで、信号線２１については、前記主配線層２１Ａの上面側にトップバリアメタル層２１Ｂが形成されるとともに、主配線層２１Ａの底面側にボトムバリアメタル層２１Ｃが形成されている。前記トップバリアメタル層２１Ｂやボトムバリアメタル層２１Ｃは、例えば導電性を有するとともに、Ａｌ拡散に対するバリア性を有し、且つ腐食し難くマイグレーションも発生し難い高融点金属により形成すればよい。高融点金属としては、例えばＴｉ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｗ、Ｍｏを挙げることができる。

前記信号線２１は、アレイ基板２上に形成されるとともに、平坦化膜２２で被覆することにより平坦化され、さらにその上に前記画素電極ＰＥとなるＩＴＯ膜２３や配向膜となるポリイミド膜２４が形成されている。ＩＴＯ膜２３の厚さは５０ｎｍ程度、ポリイミド膜２４の厚さは８５ｎｍ程度である。信号線２１は前記平坦化膜２２によって平坦化されるが、信号線２１の膜厚が厚くなると平坦化が不十分になり、信号線２１の幅方向両端に沿って段差部ＤＳが形成される。段差部ＤＳにおける傾斜角度は７５°程度、段差は２００ｎｍ程度である。このような段差部ＤＳが形成されると、当該段差部ＤＳにおいて、液晶の配向が乱れ、例えば透過型液晶表示装置や半透過型液晶表示装置では光漏れが発生する。アレイ基板２側から照射される光（バックライト光）が前記段差部ＤＳ近傍で配向が乱れた液晶によって散乱されるからである。

そこで、本実施形態においては、信号線２１が厚さ方向の一部において線幅が拡大され、所定の線幅を有する主配線部の両側に沿って遮光部が形成されている。具体的には、図４に示すように、主配線層２１Ａの幅Ｗ２に比べてボトムバリアメタル層２１Ｃの幅Ｗ１が大（Ｗ１＞Ｗ２）とされている。その結果、ボトムバリアメタル層２１Ｃの両端部分２１Ｃａ、２１Ｃｂが主配線層２１Ａの幅方向両側に沿って突出する形になる。ボトムバリアメタル層２１Ｃの両端部分２１Ｃａ、２１Ｃｂの突出量は、例えば片側９０ｎｍ程度である。

ここで、前記主配線層２１Ａの形成により段差部ＤＳは形成されるが、この段差部ＤＳの形成位置は、厚さの厚い主配線層２１Ａの両端部である。すなわち、前記段差部ＤＳは、主配線層２１Ａの幅方向両側に沿って突出するボトムバリアメタル層２１Ｃの両端よりも内側位置に形成される。また、ボトムバリアメタル層２１Ｃの両端部分２１Ｃａ、２１Ｃｂは、金属により形成されているため、厚さが薄くても十分な遮光性を有する。したがって、光の透過方向で見た場合、前記段差部ＤＳに照射される光が前記ボトムバリアメタル層２１Ｃの両端部分２１Ｃａ、２１Ｃｂによって遮光される形になり、光漏れの問題が解消される。前記構造を採用することにより、液晶の配向が乱れた段差部ＤＳに光が照射されることがなく、光漏れが発生することがなくなる。

なお、前記構成を採用した場合、ボトムバリアメタル層２１Ｃの両端部分２１Ｃａ、２１Ｃｂにおいても段差が生ずる可能性があるが、ボトムバリアメタル層２１Ｃは厚さが薄いことから、平坦化膜２２で被覆することにより段差部が形成されることはない。あるいは、段差部が形成されたとしても微小である。したがって、前記ボトムバリアメタル層２１Ｃの両端部分２１Ｃａ、２１Ｃｂに起因して発生する段差部による光漏れが問題となることはない。

本実施形態においては、前述のように、ボトムバリアメタル層２１Ｃの両端部分２１Ｃａ、２１Ｃｂを主配線層２１Ａから突出させ、信号線２１が厚さ方向の一部において線幅が拡大された形態としているので、光漏れの原因となる段差部ＤＳを遮光することができ、光漏れによるコントラストの低下を防ぐことができる。したがって、液晶表示装置のコントラストを向上させることが可能である。また、段差部ＤＳにおける光漏れを考慮する必要がないことから、信号線２１の膜厚（主配線部２１Ａの膜厚）を十分に厚くすることができ、信号線２１の低抵抗化を図ることが可能である。

実際、従来構造の液晶表示装置（図３に示す構造の信号線を有する液晶表示装置）と本実施形態の液晶表示装置（図４に示す構造の信号線を有する液晶表示装置）とでコントラスト値を比較したところ、従来構造の液晶表示装置ではコントラスト値６８０であったのに対して、本実施形態の液晶表示装置ではコントラスト値７５０であり、本実施形態の液晶表示装置においてコントラストの大幅な改善が見られた。また、従来構造の液晶表示装置では左右視野角が特に狭かったのに対して、本実施形態の液晶表示装置では視野角も大幅に改善されていた。

なお、ボトムバリアメタル層２１Ｃの両端部分２１Ｃａ、２１Ｃｂを主配線層２１Ａから突出させるには、信号線２１のエッチング条件を途中で変えればよい。以下、信号線２１の形成方法について説明する。

信号線２１をエッチング形成するには、アレイ基板２にボトムバリアメタル層２１Ｃ、主配線層２１Ａ、トップバリアメタル層２１Ｂを積層形成した後、図５（ａ）に示すように、アレイ基板２を下電極３１上に設置する。ボトムバリアメタル層２１Ｃやトップバリアメタル層２１ＢはＴｉ等により形成し、主配線層２１ＡはＡｌ等により形成する。

アレイ基板２上には、上電極３２を対向して配置し、さらにアレイ基板２と上電極３２の間にシャワープレート３３を配置する。この状態でシャワープレート３３を介してＣｌ_２ガス及びＮ_２ガスを導入し、レジスト（図示は省略する。）をマスクとしてエッチングを行う。Ｃｌ_２ガス及びＮ_２ガスの導入により、Ｃｌ_２ラジカル／Ｃｌ_２イオン３４及びＮ_２ラジカル／Ｎ_２イオン３５が生成し、エッチングが進行する。

エッチングに際しては、先ず、上下の電極（上電極３２及び下電極３１）にバイアス電圧を印加する。これによりプラズマが生成され、図５（ａ）に示すように、信号線２１を構成する全ての層（主配線層２１Ａ、トップバリアメタル層２１Ｂ、ボトムバリアメタル層２１Ｃ）について第１段階のエッチングが進行する。この第１段階のエッチングでは、全ての層についてエッチングが進行するため、従来形状の信号線２１が形成される。

次に、下電極３１のバイアスを切断し、第２段階のエッチングを行う。この第２段階のエッチングでは、Ａｌからなる主配線層２１Ａのみエッチングされ、結果として、図５（ｂ）に示すように、ボトムバリアメタル層２１Ｃが残る。すなわち、前記第２段階のエッチングの結果、主配線層２１Ａの線幅がボトムバリアメタル層２１Ｃの線幅よりも小さくなり、ボトムバリアメタル層２１Ｃの両端部分２１Ｃａ、２１Ｃｂが主配線層２１Ａの幅方向両側に沿って突出する形で形成される。

（第２の実施形態）
本実施形態は、信号線２１において、Ａｌ等からなる主配線層２１Ａに低テーパ化した段差緩和部を設け、信号線２１による段差の低減を図るとともに、光漏れが発生する段差部を前記段差緩和部によって遮光するようにした例である。液晶表示装置の基本的な構成は先の第１の実施形態と同様であり、以下においては、信号線２１の形態についてのみ説明する。

図６は、本実施形態の液晶表示装置における信号線２１の断面形態を模式的に示すものである。本実施形態においても、信号線２１が、Ａｌ等からなる主配線層２１Ａと、トップバリアメタル層２１Ｂ、ボトムバリアメタル層２１Ｃから構成されていることは、先の第１の実施形態の場合と同様である。

本実施形態における信号線２１が第１の実施形態の信号線２１と異なるのは、主配線層２１Ａに低テーパ化された段差緩和部２１Ａｂ、２１Ａｃが形成されていることである。この段差緩和部２１Ａｂ、２１Ａｃは、主配線層２１Ａに一体に形成されるものであり、配線の主体となる膜厚部２１Ａａの両側に当該膜厚部２１Ａａの側壁よりも緩やかな傾斜をもって形成されている。したがって、本実施形態の信号線２１では、主配線層２１Ａの膜厚部２１Ａａが所定の膜厚で形成され、信号線２１の低抵抗化を図るとともに、その両側に沿って当該膜厚部２１Ａａよりも膜厚の小さな段差緩和部２１Ａｂ、２１Ａｃが突出する形で形成されている。すなわち、本実施形態においては、段差緩和部２１Ａｂ、２１Ａｃが突出形成されることで、信号線２１が厚さ方向の一部において線幅が拡大された形になっている。

前述の形態の信号線２１を形成した場合、主に前記膜厚部２１Ａａによって段差部ＤＳが形成されるが、膜厚部２１Ａａの両側に段差緩和部２１Ａｂ、２１Ａｃが形成されることから、段差部ＤＳの側にも低テーパ部ＬＴが形成され、段差部ＤＳにおける段差が低減されるという効果がある。また、段差緩和部２１Ａｂ、２１Ａｃ自体が遮光性を有すること、段差緩和部２１Ａｂ、２１Ａｃの下にボトムバリアメタル層２１Ｃが形成されていることから、前記段差部ＤＳにおける光漏れをこれら段差緩和部２１Ａｂ、２１Ａｃやボトムバリアメタル層２１Ｃによって遮光することができる。なお、本実施形態の場合、前記の通り、段差緩和部２１Ａｂ、２１Ａｃが遮光性を有するので、ボトムバリアメタル層は省略することも可能である。

信号線２１において、段差緩和部２１Ａｂ、２１Ａｃを形成するには、図７に示すようなエッチングを行えばよい。すなわち、先の第１の実施形態と同様、アレイ基板２にボトムバリアメタル層２１Ｃ、主配線層２１Ａ、トップバリアメタル層２１Ｂを積層形成した後、図７（ａ）に示すように、アレイ基板２を下電極３１上に設置し、アレイ基板２上に上電極３２やシャワープレート３３を対向配置する。

そして、シャワープレート３３を介してＣｌ_２ガス及びＮ_２ガスを導入し、上下の電極（上電極３２及び下電極３１）にバイアス電圧を印加して第１段階のエッチングを行う。前記第１段階のエッチングにより主配線層２１Ａを厚さ方向中途位置までエッチングを行った後、主配線層２１Ａのエッチングの途中で下電極３１を低バイアスにし、第２段階のエッチングを行う。この第２段階のエッチングを行うことで、膜厚部２１ＡａにおいてＡｌ配線の膜厚が維持され、図７（ｂ）に示すように、低テーパ化された段差緩和部２１Ａｂ、２１Ａｃが形成される。

（第３の実施形態）
本実施形態は、信号線を２層配線とし、下層となる第１信号線の線幅を上層となる第２信号線の線幅よりも大とした例である。液晶表示装置の基本的な構成は先の第１の実施形態と同様であり、以下においては、信号線の形態についてのみ説明する。

図８は、本実施形態の液晶表示装置における信号線２１の断面形態を模式的に示すものである。本実施形態においては、信号線２１が、下層配線である第１信号線２１１と、上層配線である第２信号線２１２とから構成されている。そして、第１信号線２１１の線幅Ｗ１が第２信号線２１２の線幅Ｗ２よりも大（Ｗ１＞Ｗ２）とされている。

また、第１信号線２１１と第２信号線２１２の層間絶縁膜として第１平坦化膜２２Ａが形成され、第２信号線２１２を覆って第２平坦化膜２２Ｂが形成されている。これら第１平坦化膜２２Ａや第２平坦化膜２２Ｂには、塗布方式で形成する有機又は無機の絶縁材料を用いればよい。

前記構成を採用する場合、第１信号線２１１の線幅Ｗ１と第２信号線２１２の線幅Ｗ２の差は、第２信号線２１２の形状に起因して形成される第２信号線２１２上の第２平坦膜２２Ｂの段差部ＤＳの幅Ｔ以上に設定する。すなわち、第１信号線２１１の線幅Ｗ１は、Ｗ１＞Ｗ２＋２Ｔとすればよい。この場合、なるべく第１信号線２１１の段差を小さくしておくことが好ましく、そのためには第１信号線２１１の膜厚を第２信号線２１２の膜厚に比べて小さくしておき、第１信号線２１１と第２信号線２１２間の層間絶縁膜として平坦化膜（第１平坦化膜２２Ａ）を用いることが好ましい。

本実施形態においては、第１信号線２１１と第２信号線２１２からなる２層配線全体を信号線２１と見れば、第１信号線２１１の線幅Ｗ１を第２信号線２１２の線幅Ｗ２よりも大とすることで、信号線２１が厚さ方向の一部において線幅が拡大された形になっている。そして、拡大された第１信号線２１１の両端部が第２信号線２１２の形状に起因して形成される段差部ＤＳを遮光し、光漏れを防止するようにしている。

（第４の実施形態）
本実施形態も、先の第３の実施形態と同様、信号線を２層配線とした例である。図９に示すように、本実施形態では、下層となる第１信号線２１１の線幅を上層となる第２信号線２１２の線幅よりも大とするとともに、第１信号線２１１と第２信号線２１２とをコンタクトホール２５を形成して互いに接続している。

本実施形態の場合、第３の実施形態と同様、第１信号線２１１の両端部が第２信号線２１２の形状に起因して形成される段差部ＤＳを遮光し、光漏れを防止することができる。また、第１信号線２１１と第２信号線２１２とをコンタクトホール２５を介して接続しているので、それぞれの信号線の膜厚を従来の１／２にしても、信号線２１全体としては従来と同じ配線抵抗が得られるので、段差をさらに解消することが可能である。

（第５の実施形態）
本実施形態は、信号線を２層配線とし、上層となる第２信号線の線幅を下層となる第１信号線の線幅よりも大とした例である。図１０は、本実施形態の液晶表示装置における信号線２１の断面形態を模式的に示すものである。本実施形態においては、信号線２１が、下層配線である第１信号線２１１と、上層配線である第２信号線２１２とから構成されている。そして、第２信号線２１２の線幅Ｗ２が第１信号線２１１の線幅Ｗ１よりも大（Ｗ２＞Ｗ１）とされている。

本実施形態の場合、画素を駆動する信号線となるのは実質的に第１信号線２１１である。第２信号線２１２は、遮光できればよく、上部（配向膜直下）の段差部ＤＳを小さくするために、第２信号線２１２の膜厚は薄くする。すなわち、第１信号線２１１の膜厚ｄ１よりも第２信号線２１２の膜厚ｄ２を薄くする（ｄ１＞ｄ２）。第２信号線２１２の最適な膜厚ｄ２は、１００ｎｍ〜４００ｎｍの範囲である。第２信号線２１２の膜厚ｄ２が１００ｎｍ未満であると、十分な遮光性を確保できなくなるおそれがある。逆に、第２信号線２１２の膜厚ｄ２が４００ｎｍを越えると、第２信号線２１２による段差の形成が問題となるおそれがある。

また、第１信号線２１１上の段差を低減する必要があるため、層間絶縁膜に第１平坦化膜２２Ａを用いてある程度平坦化し、その上に台２信号線２１２を形成する。第２信号線２１２上には、第２平坦化膜２２Ｂを例えば厚さ２μｍで形成する。２層の平坦化膜（第１平坦化膜２２Ａ及び第２平坦化膜２２Ｂ）で平坦化しているため、最上部の段差は、第３の実施形態や図３に示す従来例に比べて小さくすることができ、液晶の配向の乱れが小さくなる効果もある。

本実施形態では、第１信号線２１１と第２信号線２１２からなる２層配線全体を信号線２１と見れば、第２信号線２１２の線幅Ｗ２を第１信号線２１１の線幅Ｗ１よりも大とすることで、信号線２１が厚さ方向の一部において線幅が拡大された形になっている。そして、拡大された第２信号線２１２の両端部により第２信号線２１２の形状に起因して形成される段差部ＤＳを遮光することで、光漏れを防止することができる。

（第６の実施形態）
本実施形態も、先の第５の実施形態と同様、信号線を２層配線とした例である。図１１に示すように、本実施形態では、上層となる第２信号線２１２の線幅を下層となる第１信号線２１１の線幅よりも大とするとともに、第１信号線２１１と第２信号線２１２とをコンタクトホール２５を形成して互いに接続している。

本実施形態の場合、第５の実施形態と同様、第２信号線２１２の両端部が第１信号線２１１の形状に起因して形成される段差部ＤＳを遮光し、光漏れを防止することができる。また、第１信号線２１１と第２信号線２１２とをコンタクトホール２５を介して接続しているので、それぞれの信号線の膜厚を従来の１／２にしても、信号線２１全体としては従来と同じ配線抵抗が得られるので、段差をさらに解消することが可能である。

液晶表示パネルの概略構成を示す斜視図である。 アレイ基板の駆動回路の一例を示す回路図である。 信号線の従来の構成例を示すものであり、図２のａ−ａ線位置における模式的な断面図である。 第１の実施形態における信号線の構成を示すものであり、図２のａ−ａ線位置における模式的な断面図である。 図４に示す信号線の形成方法を示す模式図であり、（ａ）は第１段階のエッチングを示し、（ｂ）は第２段階のエッチングを示す。 第２の実施形態における信号線の構成を示すものであり、図２のａ−ａ線位置における模式的な断面図である。 図６に示す信号線の形成方法を示す模式図であり、（ａ）は第１段階のエッチングを示し、（ｂ）は第２段階のエッチングを示す。 第３の実施形態における信号線の構成を示すものであり、図２のａ−ａ線位置における模式的な断面図である。 第４の実施形態における信号線の構成を示すものであり、図２のａ−ａ線位置における模式的な断面図である。 第５の実施形態における信号線の構成を示すものであり、図２のａ−ａ線位置における模式的な断面図である。 第６の実施形態における信号線の構成を示すものであり、図２のａ−ａ線位置における模式的な断面図である。

符号の説明

１ 液晶表示パネル、２ アレイ基板、３ 対向基板、４ 信号線駆動回路、５ 走査線駆動回路、１１ 外部制御回路、１２ 画素スイッチ、２１ 信号線、２１Ａ 主配線部、２１Ａａ 膜厚部、２１Ａｂ，２１Ａｃ 段差緩和部、２１Ｂ トップバリアメタル層、２１Ｃ ボトムバリアメタル層、２１Ｃａ，２１Ｃｂ 両端部分、２２ 平坦化膜、２２Ａ 第１平坦化膜、２２Ｂ 第２平坦化膜、２３ ＩＴＯ膜、２４ ポリイミド膜（配向膜）、３１ 下電極、３２ 上電極、３３ シャワープレート、２１１ 第１信号線、２１２ 第２信号線

Claims (8)

1. アレイ基板と対向基板間に液晶層が挟持され、アレイ基板上に各画素に対応してスイッチング素子が形成されるとともに、これらスイッチング素子に接続される信号線が形成されてなる液晶表示装置であって、
   前記信号線は、厚さ方向の一部において線幅が拡大され、所定の線幅を有する主配線部の両側に沿って遮光部が形成されていることを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記信号線は、前記主配線部となる主配線層と、当該主配線層に積層して形成されるバリアメタル層とから構成されており、底面側のバリアメタル層の線幅が主配線層の線幅よりも拡大され、主配線層の両側に沿って突出するバリアメタル層が遮光部として機能することを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
3. 前記遮光部が傾斜面を有し、当該遮光部の傾斜面の傾斜角度は前記主配線部の側壁の傾斜角度よりも小さいことを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
4. 前記信号線が、下層配線層である第１配線層と上層配線層である第２配線層とからなり、いずれか一方の配線層の線幅が他方の配線層の線幅よりも拡大されていることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
5. 線幅が拡大されている配線層の厚さが他方の配線層の厚さよりも小であることを特徴とする請求項４記載の液晶表示装置。
6. 第１配線層の線幅が第２配線層の線幅よりも大であることを特徴とする請求項４または５記載の液晶表示装置。
7. 第２配線層の線幅が第１配線層の線幅よりも大であることを特徴とする請求項４または５記載の液晶表示装置。
8. 前記第１配線層と第２配線層がコンタクトホールを介して接続されていることを特徴とする請求項４〜７のいずれか１項記載の液晶表示装置。

Images