JP5275836B2 - 液晶表示装置および液晶表示装置の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、液晶表示装置および液晶表示装置の製造方法に関するものであり、特に液晶層に電界を印加する電極に関するものである。

近年、液晶表示装置における表示特性（例えば視野角）を改善する方式として、ＦＦＳ（Fringe-Field Switching）と呼ばれる方式を採用した液晶装置がある。これは、液晶層を挟持する一対の基板の一方の基板に、液晶層側から順に、少なくとも一端で連結され互いに間隔を空けて配列された複数の帯状電極部を有する第１の電極と、層間膜と、第２の電極と、を積層して備えたものである。そして、この第１の電極と第２の電極との２つの電極間に電位差（電圧）を発生させることによって、画素に相当する領域単位で液晶層に電界を印加して液晶分子を駆動し、複数の画素からなる表示領域において画像を表示するものである。

このため、通常液晶表示装置では、２つの電極が形成された一方の基板側において、電位差を発生させるそれぞれの電位を供給するための配線が形成され、コンタクトホールを介して２つの電極とそれぞれ電気的に接続される構成を有している。

特に、第１の電極を、一定の電位を供給する共通電極とし、第２の電極を、画像に応じた電位を供給する画素電極とする場合は、表示領域全体において第１の電極の電位がほぼ均一になることが必要である。このため、例えば、特許文献１には、表示領域内に補助ラインを設けることなく、共通電極を表示領域の外周に設けた電源配線（外周共通電位ライン）と接続する構成が開示されている。これは、画素の開口率の低下を抑制しつつ共通電極を低い抵抗率とすることで、共通電極の電位を表示領域内で均一にしようというものである。

しかしながら、共通電極を表示領域の外周に設けた電源配線（外周共通電位ライン）と接続する構成であっても、画素の領域内にスリット状の開口部や櫛歯状の開口部を形成するため、共通電極は複数の帯状電極部を有する形状を呈する。また、共通電極は通常透光性を有する導電膜（以下「透明導電膜」とも呼ぶ）であり、例えばインジウム−スズ酸化物ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）が広く用いられる。周知のように、ＩＴＯは金属材料に比べて高い抵抗率を有している。

このため、透明導電膜で形成された共通電極は、帯状電極部において抵抗値が高くなり、例えば表示領域の外周部分と中心部分とにおいて、電源配線との接続部分との間における抵抗値に差が生ずる場合がある。この抵抗値の差は、例えば表示領域の面積が広くなったり、画素数が増加したりすると顕著になる。この結果、共通電極の電位を表示領域内で均一にできなくなる虞がある。

そこで、共通電極の電位を表示領域内で均一にするため、低抵抗率化が可能な透明導電膜を得る技術が望まれる。この技術として、例えば特許文献２には、透明導電膜の構造が、インジウム−スズ酸化膜、銀膜、インジウム−スズ酸化膜の３層構造からなり、真空下にて２００〜５００℃で熱処理したものとし、抵抗率の低い透明導電膜を得る技術が開示されている。これは、金属膜として銀膜を用いＩＴＯと積層形成することによって、ＩＴＯと連続スパッタする際に表面が酸化されることなく、ＩＴＯとの積層界面で電気的な接続が確保されるので、低抵抗率化を図った透明導電膜が得られるとする技術である。

特開２００８−３２８９９号公報 特開平７−１１４８４１号公報

しかしながら、特許文献２開示された銀膜を積層介在させた透明導電膜を、共通電極の電極材料として用いた場合は、液晶表示装置の製造工程において、銀系材料の加工や品質管理が困難であることから、標準的な製造工程に組み込み難く、量産ラインで用いることが困難であった。従って、特に特許文献１に開示された構成、つまり表示領域内に補助ラインを設けることなく、共通電極を表示領域の外周に設けた電源配線と接続する構成において、透光性を有し、表示領域の全域で抵抗値に差が生じにくい共通電極を備えた液晶表示装置が望まれていた。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。

［適用例１］液晶層を挟持する一対の基板の一方の基板に、前記液晶層側から順に、少なくとも一端で連結され互いに間隔を空けて配列された複数の帯状電極部を有する第１の電極と、当該第１の電極との間での電位差によって前記液晶層に電界を印加する第２の電極と、を備えた液晶表示装置であって、前記一方の基板の表示領域の外部には、所定の電位で電源信号が供給されるとともに、配線が一部で露出する露出領域を有する電源配線が設けられ、前記第１の電極は、前記露出領域において前記電源配線と電気的に接続されて、前記表示領域内でほぼ一定の電位を有する共通電極を構成し、かつ５〜１０ｎｍの厚さで形成されたアルミニウム−ニッケル合金膜又はアルミニウム−コバルト合金膜のアルミニウム合金材料層の両面を前記アルミニウム合金材料層の厚さより厚いインジウム−スズ酸化膜又はインジウム−亜鉛酸化膜の透明導電材料層で挟んだ３層構造からなり、前記透明導電材料層は前記電源配線側の厚さが前記液晶層側の厚さよりも薄い１０〜２０ｎｍに成膜されている。

この構成によれば、帯状電極部を有する第１の電極は、透明導電材料層とアルミニウム合金材料層とを含む積層構造を有する透明導電膜となる。従って、液晶表示装置の製造工程において、銀系材料の加工や品質管理を行う必要がない。また、透明導電膜に金属のアルミニウム合金が含まれることから、第１の電極の抵抗率は低くなるので、例えば、補助ラインを設けることなく、透明導電膜で形成され、表示領域の外周部分と中心部分とで抵抗値に差が生じにくい共通電極を備えた液晶表示装置を得ることができる。さらに、透明導電膜は液晶層側の厚さよりも電源配線側の厚さが薄く成膜されているので、共通電極とそこに所定電位の電源信号が供給される電源配線との間の電気的な接続抵抗の増加を抑制するとともに、透過率の減少を抑制しつつ、抵抗率が低く、抵抗率の経時変化が生じにくい共通電極とすることが期待できる。
また、液晶層側と電源配線側の透明導電材料層はその厚さがいずれもアルミニウム合金材料層の厚さより厚く形成されることで、表示領域の全域で共通電極の抵抗値に差が生じにくい。

この構成によれば、透明導電材料層にアルミニウム合金材料層を積層形成させて、共通電極を構成しているので、抵抗率を低くした共通電極を得ることができる。

この構成によれば、第１の電極は、アルミニウム合金材料層を透明導電材料層で挟んだ３層構造を有し、透明導電材料層間にアルミニウム合金材料層を介在させているので、透過率の減少を抑制しつつ、抵抗率が低く、抵抗率の経時変化が生じにくい第１の電極を得ることができる。

この構成によれば、通常用いられる導電性の透明導電材料に対して、アルミニウム内に析出するニッケル、またはアルミニウム内に析出するコバルトが、透明導電材料層とアルミニウム合金材料層との界面に形成された酸化膜を破って透明導電材料層と接触する。従って、透明導電材料層とアルミニウム合金材料層との間の接続抵抗が減少するので、抵抗率が低く透光性を有する電極を得ることができる。

この構成によれば、アルミニウム合金材料層によって、第１の電極と配線との電気的な接続が低抵抗で行われる。従って、第１の電極は、配線によって供給される電位とほぼ同じ電位となる確率が高くなる。

この構成によれば、帯状電極部を有する電極を共通電極とするので、アルミニウム合金材料層を表示領域全体に渡って形成することができる。従って、抵抗率を低くして、表示領域全体がほぼ同じ電位となる共通電極を得ることが可能となる。

［適用例２］液晶層を挟持する一対の基板の一方の基板に、前記液晶層側から順に、少なくとも一端で連結され互いに間隔を空けて配列された複数の帯状電極部を有する第１の電極と、層間膜と、前記第１の電極との間での電位差によって前記液晶層に電界を印加する第２の電極と、を備えた液晶表示装置の製造方法であって、前記層間膜上に１０〜２０ｎｍの厚さで第１の透明導電材料層を形成する工程と、前記第１の透明導電材料層上に５〜１０ｎｍの厚さでアルミニウム合金材料層を形成する工程と、前記アルミニウム合金材料層上に前記第１の透明導電材料層より厚い第２の透明導電材料層を形成する工程と、形成された前記第１の透明導電材料層と前記アルミニウム合金材料層と前記第２の透明導電材料層とを、露光および現像処理によってパターニングする工程と、を含む工程によって前記第１の電極を形成し、前記一方の基板の表示領域の外部には、所定の電位で電源信号が供給されるとともに、配線が一部で露出する露出領域を有する電源配線が設けられ、前記第１の電極を形成する工程において、前記第１の電極によって前記露出領域を覆うようにパターニングし、その後、所定の温度で加熱することにより、前記第１の電極が前記露出領域において前記電源配線と電気的に接続されて、前記表示領域内でほぼ一定の電位を有する共通電極を構成する。

この方法によれば、帯状電極部を有する第１の電極は、透明導電材料層とアルミニウム合金材料層とを含む積層構造を有する。従って、透明導電材料層にアルミニウム合金材料層を積層形成させるので、透過率の減少を抑制した透光性を有する第１の電極を得ることができるとともに、液晶表示装置の製造工程において、銀系材料の加工や品質管理を行う必要がない。また、電極に金属であるアルミニウム合金が含まれることから、第１の電極の抵抗率は低くなるので、例えば、補助ラインを設けることなく、透光性を有し、表示領域の外周部分と中心部分とで抵抗値に差が生じにくい共通電極を備えた液晶表示装置を製造することができる。
また、この方法によれば、帯状電極部を有する電極は、透明導電材料層とアルミニウム合金材料層と透明導電材料層とを含む３層構造を有する。従って、透明導電材料層間にアルミニウム合金材料層を介在させるので、アルミニウム合金材料層が酸化されにくく透光性を有する電極を得るとともに、液晶表示装置の製造工程において、銀系材料の加工や品質管理を行う必要がない。また、透明導電膜に金属のアルミニウム合金が含まれることから、第１の電極の抵抗率は低くなるので、例えば、補助ラインを設けることなく、透明導電膜で形成され、表示領域の外周部分と中心部分とで抵抗値に差が生じにくい共通電極を備えた液晶表示装置を製造することができる。さらに、透明導電材料層とアルミニウム合金材料層と透明導電材料層それぞれの層厚を、液晶表示装置に要求される表示の明るさ（つまり透過率）と共通電極の抵抗率（あるいはシート抵抗率）とに基づいて定めることで、共通電極とそこに所定の電位を供給する電源配線との間の電気的な接続抵抗の増加を抑制することが期待できる。

この方法によれば、アルミニウム合金材料層に含まれる合金材料がアルミニウム中において析出する現象が促進されるので、析出した合金材料によって透明導電材料層との界面における電気的な接続が低抵抗で行われる。従って、第１の電極を低い抵抗率で形成することが可能となる。

この方法によれば、アルミニウム合金材料層によって、第１の電極と配線との電気的な接続が低抵抗で行われる。従って、第１の電極は、配線によって供給される電位とほぼ同じ電位となる確率が高くなる。

本発明の一実施例となる液晶表示装置の構成を模式的に示した説明図。 （ａ）は、対向基板側から見た素子基板の平面図、（ｂ）は、液晶表示装置の部分断面図。 本実施例で、素子基板に形成された共通電極を部分的に示した模式図。 本実施例で、共通電極の形成処理を示す工程フローチャート。 共通電極の一部断面を拡大した模式断面図で、（ａ）は加熱処理前の状態、（ｂ）は加熱処理中の状態、（ｃ）は加熱処理後の状態をそれぞれ示す図。 本実施例で、共通電極の形成状態を示した模式図。 第１変形例で、素子基板に形成された共通電極を部分的に示した図。 第１変形例で、共通電極の形成処理を示す工程フローチャート。 第２変形例で、（ａ）は、対向基板側から見た素子基板の平面図、（ｂ）は、液晶表示装置の部分断面図。 第２変形例で、画素電極の形成状態を示した模式図。

以下、本発明を実施例に基づいて説明する。なお、以降の説明において用いる図面は、説明のために誇張して図示している場合もあり、必ずしも実際の大きさや長さを示すものでないことは言うまでもない。

＜液晶表示装置の構成＞
図１は、本発明の一実施例となる液晶表示装置１００について、その構成を模式的に示した説明図である。液晶表示装置１００は、一対の基板としての素子基板１と対向基板３が、その周辺に配置された図示しないシール材によって、図示しない液晶層を封止状態で挟んで貼り合わされた構造を有している。

一方の基板としての素子基板１は、対向基板３が対向していない領域部分に、液晶層に対して電界を印加して駆動するためのＩＣなどからなる駆動用回路２を具備している。駆動用回路２は、図示しないケーブルから入力される種々の信号によって液晶層の駆動信号を生成する回路を内装する。すなわち、データ線駆動信号１１０、走査線駆動信号１２０、および電源信号１３０を有する。そして、駆動用回路２から、データ線１１１、走査線１２１、電源配線１３１が、それぞれ図１に示したように配線形成され、データ線駆動信号１１０が各データ線１１１に、走査線駆動信号１２０が各走査線１２１に、電源信号１３０が電源配線１３１に、それぞれ出力される。

データ線１１１と走査線１２１とのそれぞれの交点付近には、図示しない薄膜トランジスターが形成されている。薄膜トランジスターは、走査線１２１によって供給される電位（電圧）によってオン・オフが制御され、薄膜トランジスターがオンしたとき、データ線１１１によって供給される電位は、薄膜トランジスターの図示しないドレイン電極から出力される。ドレイン電極は、コンタクトホールＣＨ１によって設けられた露出領域を介して、ドレイン電極毎に対応して設けられた画素電極１１と電気的に接続されている。従って、データ線１１１によって供給される電位は、薄膜トランジスターがオンしたとき画素電極１１に印加されるように構成されている。

一方、電源配線１３１は、これに接続された電源信号１３０によって、同じ電位（例えば接地電位）を、コンタクトホールＣＨ２によって設けられた露出領域を介して電気的に接続され、表示領域１００ｄを覆うように設けられた共通電極１３に対して供給する。

画素電極１１と共通電極１３は、絶縁性を有する層間膜（後述する）を挟んで素子基板１の法線方向に積層形成され、液晶層側に近い方に位置する共通電極１３には、後述するスリット状の開口部（もしくは櫛歯状の開口部）が形成されている。この結果、データ線１１１によって供給される電位を呈する画素電極１１と、同じ電位を呈する共通電極１３との間の電位差（電圧）に応じて、画素電極１１毎に、液晶層に対して素子基板１と略平行な方向を有する所謂横電界が発生して液晶分子の配向制御が行われる。従って、各画素電極１１は共通電極１３との間でそれぞれ画素を構成し、総ての画素の形成領域が画像の表示領域１００ｄとなる。こうして、液晶表示装置１００は、表示領域１００ｄを有し、ＦＦＳ（Fringe-Field Switching）方式と呼ばれる横電界方式の液晶表示装置としての構成を備えている。

＜液晶表示装置の構成の詳細説明＞
次に、液晶表示装置１００の構成の詳細について、図２を参照して説明する。図２は、図１において二点鎖線の円で囲んだ領域を拡大表示した模式図であり、（ａ）は、対向基板３側から見た素子基板１を、対向基板３を透視状態で示した平面図、（ｂ）は、（ａ）におけるＢ−Ｂ線に沿った断面図である。

図２（ａ）に示したように、素子基板１には、データ線１１１と走査線１２１とが形成されている。そして、この両配線の交点付近には、データ線１１１の配線が延伸して形成されたソース電極２０ｓと、チャネル領域が形成された半導体層２０ａと、走査線１２１が兼ねるゲート電極２０ｇと、ドレイン電極２０ｄと、からなる薄膜トランジスター２０が形成されている。そして、ドレイン電極２０ｄは、コンタクトホールＣＨ１を介して、画素電極１１と結線されている。従って、走査線１２１すなわちゲート電極２０ｇに供給される電位（電圧）によって、薄膜トランジスター２０がオンすると、データ線１１１に供給された電圧が、ドレイン電極２０ｄを介して画素電極１１に印加される。

また、素子基板１には、電源配線１３１が形成されている。そして、この電源配線１３１に対して共通電極１３が、コンタクトホールＣＨ２を介して電気的に接続されている。そして共通電極１３の領域うち画素電極と平面的に重なる領域内には、図示するようにＦＦＳ方式の駆動を行うため、スリット状の開口部であるスリットＳＬが複数形成されている。従ってスリットＳＬ間の共通電極１３は帯状電極部１３ｓとなって形成されている。なお、本実施例では、スリットＳＬは、ほぼ走査線１２１に沿う方向が長手方向となるように形成されているが、ほぼデータ線１１１に沿う方向が長手方向となるように形成されていてもよい。

次に図２（ｂ）を参照して素子基板１と対向基板３について詳しく説明する。まず対向基板３について説明する。図示するように、液晶層４を挟んで素子基板１と対向配置された対向基板３は、本実施例ではガラス材料からなる基材３１に対して、液晶層４側の面に、遮光層３２、フィルター層３３、オーバーコート層３４、配向膜３６が順次形成されたものである。

遮光層３２は金属膜（例えばクロム）や樹脂からなり、１つの画素に相当する領域すなわち画素領域を区画している。画素領域は、図２（ａ）において二点鎖線で示したように、平面的に画素電極１１の領域内であって、凡そ画素電極１１と同じ形状を有するように形成されている。

フィルター層３３は、例えばアクリル樹脂等からなり、区画された画素領域で表示する色（本実施例ではＲ，Ｇ，Ｂの各色）に対応する色材を含有している。オーバーコート層３４は、遮光層３２とフィルター層３３とを覆うように形成されている。オーバーコート層３４は、透光性を有する樹脂からなる。

配向膜３６は、オーバーコート層３４を覆うように形成されている。配向膜３６は、例えばポリイミド樹脂からなる。配向膜３６の表面には所定の方向に配向処理が施されている。

次に、素子基板１について説明する。素子基板１は、本実施例では、ガラスや石英または樹脂などの透光性を有する基材１４に対して、液晶層４側の面に、半導体層２０ａ、ゲート絶縁層１５、走査線１２１（ゲート電極２０ｇ）、層間絶縁層１６、データ線１１１（ソース電極２０ｓ）およびドレイン電極２０ｄ、電源配線１３１、平坦化層１７、画素電極１１、層間膜１８、共通電極１３、配向膜１９が順次形成されたものである。

走査線１２１（ゲート電極２０ｇ）、電源配線１３１、データ線１１１（ソース電極２０ｓ）、およびドレイン電極２０ｄは、金属材料（例えばアルミニウム）によって形成されている。また、ゲート絶縁層１５は例えば酸化シリコンが、半導体層２０ａは、ポリシリコンが、層間絶縁層１６は、例えば酸化シリコンや窒化シリコンが、それぞれ用いられて形成されている。

平坦化層１７は、透光性を有する樹脂（例えばポジ型あるいはネガ型の感光性を有するアクリル樹脂や、ＵＶ硬化型樹脂）が用いられて形成されている。そして、平坦化層１７の液晶層４側に位置する平坦面に、各画素領域において透光性を有する導電材料（例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide））からなる画素電極１１が形成されている。画素電極１１は、コンタクトホールＣＨ１を介してドレイン電極２０ｄと電気的に接続されている。

画素電極１１を覆うように形成された層間膜１８は、例えば酸化シリコンや窒化シリコンなどが用いられ、透光性を有する透明層として形成されている。この層間膜１８を挟んで、表示領域１００ｄ全域に渡って、後述する複数の材料層で構成された共通電極１３が形成されている。共通電極１３は、コンタクトホールＣＨ２によって電源配線１３１と電気的に接続されている。

配向膜１９は、画素電極１１の液晶層４側であって、共通電極１３を覆うように形成されている。配向膜１９は、例えばポリイミド樹脂からなる。

なお、素子基板１と対向基板３における液晶層４と反対側の各表面には、それぞれ偏光板４４と偏光板４５が貼付されている。

さて、このような構成を有する液晶表示装置１００では、表示領域１００ｄが大きくなると、共通電極１３の領域も大きくなる。このため、電源配線１３１との接続部分に対して近い表示領域部分（図１において図面右側）と、遠い表示領域部分（図１において図面左側）とでは、共通電極１３が有する抵抗値に起因して電位差が生ずることになる。そこで、本実施例では、共通電極１３を抵抗率が低くなるように形成することによって、表示領域１００ｄ全体において共通電極１３の電位がほぼ均一になるようにする。

＜共通電極の構成＞
それでは、表示領域１００ｄ全体において電位がほぼ均一になる本実施例の共通電極１３の構成について、図３を用いて説明する。図３は、図２において素子基板１に形成された共通電極１３を部分的に示した模式図である。なお、図３では、説明を簡略化するため、配向膜１９など他の構成要素を省略して図示している。

図示するように、本実施例の共通電極１３は、２層構造を有している。すなわち、層間膜１８側、およびコンタクトホールＣＨ２において電源配線１３１と接する側に位置する層は、アルミニウム合金材料層１３ａである。そして、このアルミニウム合金材料層１３ａの層間膜１８と反対側となる配向膜１９（不図示）側には、透明導電材料層１３ｂが積層形成されている。

本実施例では、アルミニウム合金材料層１３ａは、アルミニウムとニッケルの合金、またはアルミニウムとコバルトの合金を材料とする層である。また、透明導電材料層１３ｂは、ＩＴＯ（酸化インジウム＋酸化スズ）またはＩＺＯ（酸化インジウム＋酸化亜鉛）を材料とする層である。そして、共通電極１３は、アルミニウム合金材料層１３ａと透明導電材料層１３ｂとが所定の厚さで積層形成されることによって、所定の抵抗率（シート抵抗率）および透過率を有するように形成されている。

本実施例では、このようにアルミニウム合金材料層１３ａを、アルミニウムとニッケルの合金材料、またはアルミニウムとコバルトの合金材料で形成することによって、共通電極１３の抵抗率を低くすることができる。また、電源配線１３１との電気的な接続も低抵抗で行うことができる。この理由について、共通電極１３の形成方法とともに、図４を用いて説明する。図４は、共通電極１３の形成処理を示す工程フローチャートであり、素子基板１において、層間膜１８の形成に引き続いて行われる処理を示したものである。なお層間膜１８の形成までの工程は、既に開示された液晶表示装置に関する周知の製造方法によって形成されるものとし、それらの工程については説明を省略する。

＜共通電極の形成方法＞
図４において、まずステップＳ１０１では、アルミニウム合金材料層の形成処理を行う。ここでは、図３に示したように、アルミニウム合金材料を、層間膜１８上に、例えばスパッタリング法によって所定厚さ成膜してアルミニウム合金材料層１３ａを形成する。ちなみに本実施例では、アルミニウム−ニッケル合金膜又はアルミニウム−コバルト合金膜を５〜１０ｎｍ成膜する。

つぎに、ステップＳ１０２にて、透明導電材料層の形成処理を行う。ここでは図３に示したように、アルミニウム合金材料層１３ａの形成後、連続して、アルミニウム合金材料層１３ａ上に透明導電材料をスパッタリング法や蒸着法等によって所定厚さ積層形成し、透明導電材料層１３ｂを形成する。ちなみに本実施例では、インジウム−スズ酸化膜又はインジウム−亜鉛酸化膜を２０〜４０ｎｍ成膜する。

ここで、アルミニウム合金材料層１３ａおよび透明導電材料層１３ｂは、層厚が厚くなれば抵抗率が下がる一方透過率は減少する。一例として、アルミニウム合金材料層１３ａは、層厚が５０ｎｍ以上で透過率が著しく下がり、３０ｎｍ以下であれば透過率の低下は比較的少ない。このことから、共通電極１３は、アルミニウム合金材料層１３ａの層厚が３〜２０ｎｍであって、かつアルミニウム合金材料層１３ａおよび透明導電材料層１３ｂの積層膜の総厚が１００ｎｍ以下であることが好ましい。この範囲であれば、共通電極１３は４００〜７００ｎｍの波長全域で実質的に実用可能な２０％以上の透過率を有する電極になる。

従って、このような層厚と透過率との関係を踏まえ、ステップＳ１０１およびステップＳ１０２で形成するそれぞれの層厚を、液晶表示装置１００に要求される表示の明るさ（つまり透過率）と共通電極１３の抵抗率（シート抵抗率）に基づいて定めることが好ましい。

なお、ＦＦＳ方式の液晶表示装置では、画素領域において、帯状電極部の透過率が他の領域の透過率よりも低いため、画素領域全体の透過率に占める帯状電極部の透過率の割合は一般的に小さいことが多い。このようなことから、帯状電極部に、透明導電材料層１３ｂよりも透過率の小さいアルミニウム合金材料層１３ａを形成しても、画素領域全体の透過率に与える影響が少ない。従って、帯状電極部が形成された共通電極１３にアルミニウム合金材料層１３ａを形成することができるのである。

つぎに、ステップＳ１０３にて、レジスト塗布処理を行う。具体的には、例えばレジスト材料としてポジ型感光性樹脂材料をスピンコート法などにより塗布形成する。そして、ステップＳ１０４にて露光・現像処理を行う。表示領域１００ｄを覆う領域であってスリットＳＬ部分にレジスト材料が残らないように、所定のマスクによって露光現像処理して、共通電極１３のパターン形状（図１参照）を有するレジストを形成する。もとより、共通電極１３のパターン形状は、電源配線１３１の露出領域であるコンタクトホールＣＨ２を覆う。

つぎに、ステップＳ１０５にて、エッチング処理を行う。ここでは、透明導電材料層１３ｂは、ＩＴＯを材料とする層であるものとし、シュウ酸系のエッチング液で、アルミニウム合金材料層１３ａと透明導電材料層１３ｂとを一括エッチングする。なお、透明導電材料層１３ｂがＩＺＯを材料とする層であれば、燐硝酸系のエッチング液で、アルミニウム合金材料層１３ａと透明導電材料層１３ｂとを一括エッチングする。

つぎに、ステップＳ１０６にて、レジスト除去処理を行う。ここでは、レジスト材料の溶解液によってレジストを剥離する。この結果、図３に示すように、コンタクトホールＣＨ２において電源配線１３１と電気的に接続され、画素電極１１と平面的に重なる領域においてスリットＳＬが形成された共通電極１３が形成される。

つぎに、ステップＳ１０７にて、加熱処理を行う。具体的には、２００〜３００℃の温度で加熱処理する。この処理によって、その平面方向の抵抗率（シート抵抗率）が低下した共通電極１３を最終的に形成することができる。平面方向の抵抗率が低下する理由について、図５を用いて説明する。図５は、共通電極１３の一部断面を拡大した模式断面図で、（ａ）は加熱処理前の状態、（ｂ）は加熱処理中の状態、（ｃ）は加熱処理後の状態をそれぞれ示している。

図５（ａ）に示すように、加熱処理前では、アルミニウム合金材料層１３ａにおいて、アルミニウムはアモルファス状態であり、ニッケルまたはコバルトの粒子ＭＲは、アルミニウム合金材料層１３ａ中にランダムに分散している。また、アルミニウム合金材料層１３ａの表面には、透明導電材料層１３ｂが形成されるまでの間に、自然酸化などによってアルミニウム酸化膜ＳＭが形成される。従って、アルミニウム合金材料層１３ａと透明導電材料層１３ｂとの界面では電気的な接続抵抗が高い状態となっている場合がある。この結果、低い抵抗率を有するアルミニウム合金材料層１３ａを積層形成しても、共通電極１３における平面方向の抵抗率（シート抵抗率）を十分に低下させる状態に至らない場合がある。

そこで、ステップＳ１０７にて加熱処理を行う。こうすると、まず図５（ｂ）に示したように、アルミニウムが結晶化を開始し、それとともにアルミニウム合金材料層１３ａ中にランダムに分散していたニッケルまたはコバルトの粒子ＭＲは、粒界の界面に析出するようになる。すなわち、アルミニウム合金中のニッケルまたはコバルトが、アルミニウム合金材料層１３ａと透明導電材料層１３ｂとの界面に析出するのである。

そして、加熱処理の終了時点において、図５（ｃ）に示したように、アルミニウム合金材料層１３ａと透明導電材料層１３ｂとの界面に析出したニッケルまたはコバルトは、粒（グレイン）を形成し、アルミニウム酸化膜ＳＭを突き破る（ブレイクする）。この結果、析出したニッケルまたはコバルトの粒子によって、アルミニウム合金材料層１３ａと透明導電材料層１３ｂとの界面での電気的な接続が改善されることから、共通電極１３の平面方向の抵抗（シート抵抗）を低下させる効果が生ずるのである。

図４に示したステップＳ１０１〜Ｓ１０７の工程によって形成した共通電極１３の様子を、図６に示した。図６は、素子基板１を対向基板３との重なり部分のみ示した模式図である。共通電極１３は、上述の如く平面方向の抵抗率（シート抵抗率）を低下させる効果を有することから、図示するように、例えば、電源配線１３１と電気的に接続されるコンタクトホールＣＨ２からの距離が遠い位置にある画素電極１１ｆ（図面左端部分）と平面的に重なる帯状電極部１３ｓと、コンタクトホールＣＨ２からの距離が近い位置にある画素電極１１ｎ（図面右端部分）と平面的に重なる帯状電極部１３ｓとの間での電位差を少なくすることができる。

また、図３に示したように、アルミニウム合金材料層１３ａは、コンタクトホールＣＨ２において、電気的な接続をとるべく電源配線１３１上に積層形成される。このとき、例えば電源配線１３１の金属表面において酸化膜（例えば酸化アルミニウム膜）が形成されている場合であっても、加熱処理によってアルミニウム合金材料層１３ａには、図５（ｃ）に示したように、電源配線１３１との界面（図面下側）においてもニッケルまたはコバルトの粒（グレイン）が形成され、このニッケルまたはコバルトの粒によって、電源配線１３１の表面酸化膜が突き破られる。この結果、アルミニウム合金材料層１３ａと電源配線１３１とは、その界面での電気的な接続が改善されることから、共通電極１３の電位を電源配線１３１の電位と等しくする効果も奏する。

また、本実施例において、透明導電材料層１３ｂをＩＴＯ材料で形成した場合は、ステップＳ１０７の加熱処理において、ＩＴＯ材料の熱処理結晶化によってＩＴＯの透過率も回復する効果も奏する。

以上、本発明の実施の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において様々な形態で実施し得ることは勿論である。以下、変形例を挙げて説明する。

（第１変形例）
上記実施例では、共通電極１３が、アルミニウム合金材料層１３ａと透明導電材料層１３ｂとの２層構造を有するものとしたが、必ずしもこれに限らず、さらに多くの層構造を有するものとしてもよい。例えば、本変形例として、共通電極１３を、アルミニウム合金材料層１３ａを透明導電材料層で挟んだ３層構造としてもよい。

本変形例を上記実施例において適用した場合を、図７に示した。図７は、上記実施例における図３に対応した模式図であって、素子基板１に形成された共通電極１３を部分的に示した図である。ここでは、図３同様、説明を簡略化するため、配向膜１９など他の構成要素を省略して図示している。

図示するように、本変形例の共通電極１３は３層構造を有している。すなわち、層間膜１８側、およびコンタクトホールＣＨ２において電源配線１３１と接する側から、順に、透明導電材料層１３ｃ、アルミニウム合金材料層１３ａ、透明導電材料層１３ｂが積層形成されている。

本変形例では、上記実施例と同様に、アルミニウム合金材料層１３ａは、アルミニウムとニッケルの合金、またはアルミニウムとコバルトの合金を材料とする層である。また、透明導電材料層１３ｂおよび透明導電材料層１３ｃは、ＩＴＯ（酸化インジウム＋酸化スズ）またはＩＺＯ（酸化インジウム＋酸化亜鉛）を材料とする層である。そして、透明導電材料層１３ｃ、アルミニウム合金材料層１３ａ、透明導電材料層１３ｂが順に積層形成された３層の状態で、共通電極１３は所定のシート抵抗率および透過率を有するように形成されている。

この構成によれば、アルミニウム合金材料層１３ａを透明導電材料層１３ｂと透明導電材料層１３ｃとの間に介在させているので、アルミニウム合金材料層１３ａは、その両面が透明導電材料層１３ｂと透明導電材料層１３ｃとによってそれぞれ保護された状態になる。この結果、アルミニウム合金材料層１３ａは、その物性に経時変化が生じにくくなることから、透過率の減少を抑制するとともに、シート抵抗率が低く、またシート抵抗率の経時変化が生じにくい共通電極１３を得ることができる。

なお、本変形例のように、アルミニウム合金材料層１３ａの両面に透明導電材料層１３ｂと透明導電材料層１３ｃとを積層形成することによって、アルミニウム合金材料層１３ａとこれらの層との間での光の屈折率差を少なくすることも可能である。この結果、アルミニウム合金材料層１３ａの表面において屈折率差に応じて生ずる光の反射を抑制することができるので、画素領域における透過率の低下を抑制することができる。

なお、図５の説明から明らかなように、本変形例では、アルミニウム合金材料層１３ａにおいて、加熱処理によって析出したアルミニウム中のニッケルまたはコバルトの粒が、その両側に形成されたアルミニウム酸化膜を突き破り、透明導電材料層１３ｂおよび透明導電材料層１３ｃとの電気的導通を確保する。従って、このような３層構成の共通電極１３においても抵抗率が低くなるのである。

次に、本変形例の共通電極１３の形成方法の一例を、図８を用いて説明する。図８は、共通電極１３の形成処理を示す工程フローチャートであり、素子基板１において、層間膜１８の形成に引き続いて行われる処理を示したものである。なお図８に示した工程フローチャートは、上記実施例の工程フローチャート（図４）に対して、ステップＳ１００の処理を追加したものである。従って、以降の説明ではステップＳ１００からステップＳ１０２までの工程を説明し、ステップＳ１０３以降の工程については、上記実施例と同様であるので、ここでは説明を省略する。

＜共通電極の形成方法＞
図８において、まずステップＳ１００にて、透明導電材料層の形成処理を行う。ここでは図７に示したように、透明導電材料（ＩＴＯ（酸化インジウム＋酸化スズ）またはＩＺＯ（酸化インジウム＋酸化亜鉛））を、層間膜１８上にスパッタリング法や蒸着法等によって所定厚さ積層形成して、透明導電材料層１３ｃを形成する。ちなみに本実施例では、インジウム−スズ酸化膜又はインジウム−亜鉛酸化膜を１０〜２０ｎｍ成膜する。

次に、ステップＳ１０１では、アルミニウム合金材料層の形成処理を行う。ここでは図７に示したように、透明導電材料層１３ｃの形成後、連続して、透明導電材料層１３ｃ上にアルミニウム合金材料（アルミニウム−ニッケル合金材料、あるいはアルミニウム−コバルト合金材料）をスパッタリング法や蒸着法等によって所定厚さ成膜してアルミニウム合金材料層１３ａを形成する。ちなみに本実施例では、アルミニウム−ニッケル合金膜又はアルミニウム−コバルト合金膜を５〜１０ｎｍ成膜する。

つぎに、ステップＳ１０２にて、透明導電材料層の形成処理を行う。ここでは図７に示したように、アルミニウム合金材料層１３ａの形成後、連続して、アルミニウム合金材料層１３ａ上に透明導電材料（ＩＴＯ（酸化インジウム＋酸化スズ）またはＩＺＯ（酸化インジウム＋酸化亜鉛））をスパッタリング法や蒸着法等によって所定厚さ積層形成して透明導電材料層１３ｂを形成する。ちなみに本実施例では、インジウム−スズ酸化膜又はインジウム−亜鉛酸化膜を２０〜３０ｎｍ成膜する。

本変形例においても、アルミニウム合金材料層１３ａ、透明導電材料層１３ｂおよび透明導電材料層１３ｃは、層厚が厚くなれば抵抗率が下がる一方透過率は減少する。従って、上記実施例と同様に、このような層厚と透過率との関係を踏まえ、ステップＳ１００からステップＳ１０２の処理において形成するそれぞれの層厚を、液晶表示装置１００に要求される表示の明るさ（つまり透過率）と共通電極１３の抵抗率（あるいはシート抵抗率）とに基づいて定めることが好ましい。

以降、上記実施例と同様にステップＳ１０３からステップＳ１０７までの処理が行われて共通電極１３が形成される。

ここで、本変形例では、図７に示したように、コンタクトホールＣＨ２において、電源配線１３１とアルミニウム合金材料層１３ａとの間に、上記実施例とは異なり、透明導電材料層１３ｃが介在する。このため、上記実施例のようにアルミニウム合金材料層１３ａと電源配線１３１とが直に接するように積層される場合に比べて、電気的な接続抵抗が大きくなってしまう虞がある。従って、透明導電材料層１３ｃは、できるだけ層厚が薄くなるように形成することが好ましい。上述するように、本変形例では、透明導電材料を、透明導電材料層１３ｂよりも薄い１０〜２０ｎｍ成膜するようにしている。こうすることによって、電源配線１３１と共通電極１３との間の電気的な接続抵抗の増加を抑制することが期待できる。

（第２変形例）
上記実施例では、画素領域にスリットＳＬが形成されることによって帯状電極部を有する電極が共通電極１３であるものとして説明したが、これに限るものでないことは勿論である。ＦＦＳ方式の液晶表示装置では、スリットＳＬが形成されて帯状電極部を有する電極が画素電極１１である場合が存在する。従って、本変形例として、画素電極１１を、アルミニウム合金材料層と透明導電材料層とを積層して形成することによって、所定のシート抵抗率および透過率を有するように形成することとしてもよい。本変形例について、図９を用いて説明する。

図９は、図１において二点鎖線の円で囲んだ領域を拡大表示した模式図であり、（ａ）は、対向基板３側から見た素子基板１を、対向基板３を透視状態で示した平面図、（ｂ）は、（ａ）におけるＢ−Ｂ線に沿った断面図である。本変形例は、上記実施例と素子基板１の構成が異なるものである。具体的には、上記実施例は、素子基板１において、共通電極１３が画素電極１１よりも液晶層４側に配置された構成であったが、本変形例は、画素電極１１が共通電極１３よりも液晶層４側に配置された構成である。なお、上記実施例と同じ構成要素については図２における符号と同じ符号を付し、それらの説明を省略する。

図９（ａ）に示したように、本変形例では、液晶層側（図面手前側）に位置する画素電極１１の領域内には、ＦＦＳ方式の駆動を行うため、図示するようにスリット状の開口部であるスリットＳＬが複数形成されている。従って画素電極１１においてスリットＳＬ間は帯状電極部１１ｓとなって形成されている。なお、本変形例では、スリットＳＬは、走査線１２１に沿う方向が凡そ長手方向となるように形成されているが、データ線１１１に沿う方向が凡そ長手方向となるように形成されていてもよい。

本変形例における素子基板１では、図９（ｂ）に示すように、平坦化層１７上に、共通電極１３、層間膜１８が形成され、その後、層間膜１８上に画素電極１１が形成される。本変形例では、画素電極１１は、上記実施例における共通電極１３と同じように、層間膜１８上に、アルミニウム合金材料層と透明導電材料層とが連続して積層形成された２層構成を有する電極である。あるいは、上記変形例のように、透明導電材料層、アルミニウム合金材料層、透明導電材料層が連続して積層形成された３層構成を有する電極であってもよい。

画素電極１１をこのような電極構成とすれば、上述するように、アルミニウム合金材料層において、加熱処理によって析出したアルミニウム中のニッケルまたはコバルトの粒が、その表面に形成されたアルミニウム酸化膜を突き破り、透明電極材料層との電気的導通を確保する。従って、このような２層構成あるいは３層構成の画素電極１１においても帯状電極部における抵抗率（シート抵抗率）が低くなるのである。

アルミニウム合金材料層と透明導電材料層とが連続して積層形成された２層構成を有する本変形例の画素電極１１（ハッチング部）を、図１０に示した。図１０は、素子基板１を対向基板３との重なり部分のみ示した模式図である。画素電極１１は、上述の如く平面方向の抵抗率（シート抵抗）を低下させる効果を有することから、例えば、１つの画素電極１１において、図示するように、ドレイン電極と電気的に接続されるコンタクトホールＣＨ１からの距離が遠い位置にある帯状電極部１１ｓ（図面上側部分）と、コンタクトホールＣＨ１からの距離が近い位置にある帯状電極部１１ｓ（図面下側部分）との間での電位差を少なくすることができる。

また、画素電極１１を構成するアルミニウム合金材料層は、配線としてのドレイン電極に対して、コンタクトホールＣＨ１によって設けられた露出領域において電気的な接続をとるべく積層形成される。このとき、例えばドレイン電極の表面において酸化膜（例えば酸化アルミニウム膜）が形成されている場合であっても、加熱処理によってアルミニウム合金材料層には、ドレイン電極との界面においてニッケルまたはコバルトの粒（グレイン）が形成され、このニッケルまたはコバルトの粒によって、ドレイン電極の表面酸化膜が突き破られる。この結果、アルミニウム合金材料層とドレイン電極との界面での電気的な接続が改善されることから、画素電極１１の電位をデータ線１１１の電位と等しくする効果も奏する。

（その他の変形例）
上記実施例では、共通電極１３の形成方法において、ステップＳ１０７の加熱処理（図４参照）によって、アルミニウム合金材料層１３ａ中にニッケルまたはコバルトの粒を析出させることとしたが、必ずしもこれに限るものでないことは勿論である。例えば、加熱処理を行わないこととしてもよい。この場合、アルミニウム合金材料層と透明導電材料層との界面との電気抵抗を下げる効果は少なくなるが、積層形成されたアルミニウム合金材料層のシート抵抗率は透明導電材料層よりも低いことから、透明導電材料層のみで共通電極１３を形成する場合に比べて、シート抵抗率を低下させることが可能である。

また、上記実施例では、アルミニウム合金材料層１３ａは、アルミニウムとニッケルの合金、またはアルミニウムとコバルトの合金を材料とする層であることとしたが、必ずしもこれに限るものでないことは勿論である。上述するように、アルミニウム中において析出可能な金属を含むアルミニウム合金材料であれば、ニッケルまたはコバルトと同様に採用可能である。

また、上記実施例では、液晶表示装置１００に形成される薄膜トランジスター２０がポリシリコンで形成されることとして説明したが、アモルファスシリコンで形成されることとしてもよい。またゲート電極２０ｇが液晶層４側に位置するトップゲート構造であることとしたが、基材１４側に位置するボトムゲート構造であってもよい。

また、上記実施例では、液晶表示装置１００において、画素領域は透過表示領域であるものとしたが、画素領域が透過表示領域と反射表示領域との両方を有する場合であってもよいし、反射表示領域のみを有する場合であってもよい。

また、上記実施例では、液晶表示装置１００としてＦＦＳ方式の横電界方式の液晶装置としたが、これに限らず、絶縁層を介して積層形成される２つの電極間において、少なくとも一方の電極に帯状電極部が形成された構成を有する液晶表示装置であれば、どのような方式の液晶表示装置であってもよい。

１…素子基板、２…駆動用回路、３…対向基板、４…液晶層、１１，１１ｆ，１１ｎ…画素電極、１３…共通電極、１３ａ…アルミニウム合金材料層、１３ｂ，１３ｃ…透明導電材料層、１４…基材、１５…ゲート絶縁層、１６…層間絶縁層、１７…平坦化層、１８…層間膜、１９…配向膜、２０…薄膜トランジスター、２０ａ…半導体層、２０ｄ…ドレイン電極、２０ｇ…ゲート電極、２０ｓ…ソース電極、３１…基材、３２…遮光層、３３…フィルター層、３４…オーバーコート層、３６…配向膜、４４，４５…偏光板、１００…液晶表示装置、１００ｄ…表示領域、１１０…データ線駆動信号、１１１…データ線、１２０…走査線駆動信号、１２１…走査線、１３０…電源信号、１３１…電源配線。

Claims (2)

1. 液晶層を挟持する一対の基板の一方の基板に、前記液晶層側から順に、少なくとも一端で連結され互いに間隔を空けて配列された複数の帯状電極部を有する第１の電極と、当該第１の電極との間での電位差によって前記液晶層に電界を印加する第２の電極と、を備えた液晶表示装置であって、
   前記一方の基板の表示領域の外部には、所定の電位で電源信号が供給されるとともに、配線が一部で露出する露出領域を有する電源配線が設けられ、
   前記第１の電極は、前記露出領域において前記電源配線と電気的に接続されて、前記表示領域内でほぼ一定の電位を有する共通電極を構成し、かつ５〜１０ｎｍの厚さで形成されたアルミニウム−ニッケル合金膜又はアルミニウム−コバルト合金膜のアルミニウム合金材料層の両面を前記アルミニウム合金材料層の厚さより厚いインジウム−スズ酸化膜又はインジウム−亜鉛酸化膜の透明導電材料層で挟んだ３層構造からなり、前記透明導電材料層は前記電源配線側の厚さが前記液晶層側の厚さよりも薄い１０〜２０ｎｍに成膜されている液晶表示装置。
2. 液晶層を挟持する一対の基板の一方の基板に、前記液晶層側から順に、少なくとも一端で連結され互いに間隔を空けて配列された複数の帯状電極部を有する第１の電極と、層間膜と、前記第１の電極との間での電位差によって前記液晶層に電界を印加する第２の電極と、を備えた液晶表示装置の製造方法であって、
   前記層間膜上に１０〜２０ｎｍの厚さで第１の透明導電材料層を形成する工程と、
   前記第１の透明導電材料層上に５〜１０ｎｍの厚さでアルミニウム合金材料層を形成する工程と、
   前記アルミニウム合金材料層上に前記第１の透明導電材料層より厚い第２の透明導電材料層を形成する工程と、
   形成された前記第１の透明導電材料層と前記アルミニウム合金材料層と前記第２の透明導電材料層とを、露光および現像処理によってパターニングする工程と、
   を含む工程によって前記第１の電極を形成し、
   前記一方の基板の表示領域の外部には、所定の電位で電源信号が供給されるとともに、配線が一部で露出する露出領域を有する電源配線が設けられ、
   前記第１の電極を形成する工程において、前記第１の電極によって前記露出領域を覆うようにパターニングし、その後、所定の温度で加熱することにより、前記第１の電極が前記露出領域において前記電源配線と電気的に接続されて、前記表示領域内でほぼ一定の電位を有する共通電極を構成する液晶表示装置の製造方法。
   

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