WO2015178059A1 - 接続配線 - Google Patents
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Abstract
Description
前記接続配線は、前記セルにおいて、前記表示部の外側に配置された導電層と、前記導電層上に形成された第1無機絶縁膜と、前記第1無機絶縁膜上に形成された有機絶縁膜と、前記有機絶縁膜上に形成された第2無機絶縁膜とからなる段差部を横断するように形成され、
隣接する前記複数本の接続配線に挟まれた領域における前記有機絶縁膜の斜面の傾斜は、前記接続配線における斜面の傾斜よりも緩やかであることを特徴とする。
隣接する前記接続配線に挟まれた領域の前記有機絶縁膜の斜面から前記第2無機絶縁膜のエッジ部に向かって少なくとも1つの突起部が形成され、前記突起部は先端に向かうにつれて幅が狭くかつ厚みが薄くなるような形状であり、前記突起部を含む前記有機絶縁膜は前記第2無機絶縁膜によって覆われていることを特徴とする。
前記有機絶縁膜は感光性樹脂からなり、前記突起部は、突起パターンを有するマスクを用いて適正時間よりも長い時間露光することにより形成されたことを特徴とする。
前記接続配線は、透明導電膜からなる第1接続配線を含むことを特徴とする。
前記接続配線は、前記第1接続配線と前記有機絶縁膜との間に形成された透明導電膜からなる第2接続配線をさらに備え、前記第2接続配線の幅は前記第1接続配線の幅よりも狭く、前記第1接続配線と前記第2接続配線とは前記段差部に設けられたコンタクト領域で電気的に接続されていることを特徴とする。
前記第2接続配線よりも抵抗率の小さな金属からなる第3接続配線が、前記第2接続配線の長さ方向に沿って前記第2接続配線の上面または下面のいずれかに形成されていることを特徴とする。
前記第3接続配線を構成する金属膜は、銅、モリブデン、アルミニウム、それらの合金、または、アルミニウムとモリブデンの積層膜のいずれかであることを特徴とする。
隣接する接続配線に挟まれた領域の前記有機絶縁膜に、前記段差部の上面よりも低い位置の斜面に、前記透明基板の表面と略平行な平面を有する中間領域が形成されていることを特徴とする。
前記中間領域は、光を透過させない遮光部と、光をそのまま透過させる開口部の間の透過率となるように膜厚を調整したハーフトーン部を有するマスクを用いて露光し現像することにより形成されることを特徴とする。
前記中間領域は、遮光膜に複数のスリットを設けたグレートーン部を有するマスクを用いて露光し現像することにより形成されることを特徴とする。
前記隣接する接続配線に挟まれた領域に形成された前記突起部または前記中間領域は、さらに前記セルが形成されていない領域に形成されていることを特徴とする。
前記接続配線は、前記表示部に形成された走査信号線またはデータ信号線の断線およびショートの少なくともいずれかを検査するために、前記透明基板上に形成された複数のセルの前記走査信号線および前記データ信号線に接続された検査用配線に、前記共通配線から入力された検査信号を与えることを特徴とする。
前記表示装置は、前記表示部において画素電極と共通電極によって挟持された液晶層に電圧を印加して光の透過率を制御することにより画像を表示する液晶表示装置であり、
前記透明基板上に形成された前記複数個のセルの前記接続配線は、前記液晶層に予め混合しておいた光重合性モノマーまたはオリゴマーを重合させて、電圧を印加しないときの前記液晶層に含まれる液晶分子の配向方向を制御する配向維持層を形成する際に、前記画素電極に接続されたデータ信号線を介して前記画素電極に前記配向維持層を形成するために必要な信号を入力し、前記共通電極との間で前記液晶層に電圧を印加することを特徴とする。
前記液晶表示装置は、前記画素電極との間で補助容量を形成する補助容量配線をさらに備え、
前記透明基板上に形成された前記複数のセルの前記接続配線は、前記液晶層に予め混合しておいた光重合性モノマーまたはオリゴマーを重合させて、前記配向維持層を形成する際に、前記補助容量配線を介して前記画素電極に前記配向維持層を形成するために必要な信号を入力し、前記共通電極との間で前記液晶層に電圧を印加することを特徴とする。
<0.1 全体構成>
図1は、液晶表示装置1の構成を示すブロック図である。図1に示す液晶表示装置1は、表示部3、表示制御回路8、走査信号線駆動回路4、および、データ信号線駆動回路5を備えたアクティブマトリクス型の表示装置である。
接続配線50の構成を説明する際に使用する各層の名称を説明する。接続配線50を構成する各層は、画素形成部21のTFT22を形成する際に成膜される絶縁膜および導電膜を使用する。そこで、以下の接続配線50の構成についての説明では、TFT22のゲート電極および走査信号線32と同時に形成される導電層を「ゲートメタル層61」、TFT22のゲート絶縁膜と同時に形成される絶縁層を「ゲート絶縁層62」、TFT22のチャネルエッチストッパ層と同時に形成される絶縁層を「チャネルエッチストッパ層63」、TFT22のソース電極/ドレイン電極およびデータ信号線33と同時に形成される導電層を「ソースメタル層64」、接続配線50のうち共通電極24と同じ酸化インジウムスズ膜(Indium Tin Oxide:以下「ITO膜」)などの透明導電膜からなり、共通電極24と同時に形成される配線を下層接続配線52、接続配線50のうち画素電極23と同じITO膜などの透明導電膜からなり、画素電極23と同時に形成される配線を上層接続配線51とそれぞれ呼ぶこととする。なお、上層接続配線51を「第1接続配線」といい、下層接続配線52を「第2接続配線」ということもある。
隣接する接続配線50に挟まれた領域において、有機絶縁膜70の斜面の傾斜角が大きくなっている場合の問題点を説明する。図6は、隣接する接続配線50が電気的に接続されてリークが生じる理由を説明するための図であり、より詳しくは、図6(A)は、接続配線50間の領域においてITO膜51Aをパターニングして上層接続配線51を形成するためにレジストの塗布後の状態を示す断面図であり、図6(B)はパターニング時に有機絶縁膜70のエッジラインに沿ってレジスト残りが生じたことを示す断面図であり、図6(C)は接続配線間にITO膜のエッチング残りが生じたことを示す断面図である。
本発明の第1の実施形態が適用される液晶表示装置およびマザーガラス基板上に形成されたセルの構成は、図1に示す液晶表示装置1および図2に示すセル2の基本構成と同じであるので、その説明を省略する。
上記のように、図6(A)に示す有機絶縁膜70の斜面の傾斜角が大きいために、有機絶縁膜70上に形成されたITO膜51Aの斜面の傾斜角も大きくなり、有機絶縁膜70のエッジラインに沿ったレジスト75の膜厚T1が厚くなったことが原因と考えられる。そこで、有機絶縁膜70の斜面の傾斜を緩やかにして、レジスト75の塗布時にエッジラインに沿ったレジスト75の膜厚T1を薄くすれば、残ったレジスト75aがつながることにより発生するリークを防止することができると考えられる。そこで、第1の実施形態では、接続配線50の構成を以下のようにする。
マザーガラス基板10上にアレイ基板を形成する形成方法を説明する。図9および図10はマザーガラス基板10上にアレイ基板を形成するための工程を示す図である。図9および図10では、図8における領域に対応させて、左から順に、接続配線50間の突起部55、接続配線50の端部、接続配線50の中央部の断面が示されている。まず、図9(A)に示すように、いずれの領域において、共通信号配線44を形成するまでの工程は同じである。まず、マザーガラス基板10上に、スパッタ法によりチタン膜を成膜し、さらに連続して銅膜を成膜する。次に、フォトリソグラフィ法を用いてレジストパターンを形成し、当該レジストパターンをマスクとして銅膜、チタン膜の順にエッチングし、ゲートメタル層61を形成する。このとき、画素形成部21では、TFT22のゲート電極と走査信号線32が形成される。なお、ゲートメタル層61を2層構造にし、その表面に銅膜を積層したのはゲートメタル層61を低抵抗化するためである。
図11は、図7に示す接続配線50間の領域を拡大した平面図であり、より詳しくは、図11(A)は第2無機絶縁膜71を形成する前の有機絶縁膜70の形状を示す図であり、図11(B)は第2無機絶縁膜71を形成した後の有機絶縁膜70の形状を示す図である。図11(A)に示すように、互いに平行な2本の接続配線50に挟まれた領域の有機絶縁膜70のエッジラインに、平面視において三角形の形状をした2個の突起部55が形成されている。図11(B)に示すように、突起部55の先端は第2無機絶縁膜71のエッジ部に向けて突出しているが、第2無機絶縁膜71のエッジ部よりも内側に位置しているため、有機絶縁膜70のエッジ部は突起部55を含めて第2無機絶縁膜71で覆われている。
本実施形態によれば、隣接する接続配線50の間の有機絶縁膜70のパターンエッジに対応する位置に、先端が尖った突起パターン55aの形状を有するマスク80を用いてオーバー露光を行う。これにより、接続配線50によって挟まれた有機絶縁膜70の斜面の傾斜がなだらかになるので、接続配線50を形成する際に、有機絶縁膜70のエッジラインに沿ってレジストの膜厚が厚くなることが抑制される。その結果、接続配線50のレジストパターンを形成する際に、隣接する接続配線50によって挟まれた領域にレジストがつながって残らなくなり、隣接する接続配線50間のリークを防止することが可能になる。
図18は、本実施形態の変形例である接続配線50の中央部の断面を示す図である。図8(C)に示す接続配線50の場合と異なり、本変形例の接続配線50は、図18に示すように、ITO膜などの透明導電膜からなる下層接続配線52と、上層接続配線51との間に、さらに例えば抵抗率の低い銅膜からなる第2下層接続配線53を含む。このように、抵抗率の低い第2下層接続配線53をさらに形成することによって、接続配線50をより一層低抵抗化することが可能になる。これにより、接続配線50の幅を狭くしても、その抵抗値を低い値に維持することができる。また、接続配線50の抵抗値が同じ場合には、接続配線50の幅を狭くすることによって、隣接する接続配線50の間隔を広くすることが可能になるので、接続配線50間により多くの突起部55を形成することができる。このため、接続配線50間のリークをより一層防止することができる。なお、第2下層接続配線53を「第3接続配線」ということもある。また、ゲートメタル層61、ソースメタル層64を「導電層」ということがある。
本発明の第2の実施形態が適用される液晶表示装置およびマザーガラス基板上に形成されセルの構成は、図1に示す液晶表示装置1および図2に示すセル2の基本構成と同じであるので、その説明を省略する。また、図19は、本実施形態の接続配線50の構成を示す平面図である。図19に示す平面図のうち、図4に示す平面図と異なる部分について説明する。本実施形態では、図19に示すように、有機絶縁膜70のエッジ部のうち、隣接する上層接続配線51によって挟まれた領域に中間領域56が形成されている。このように、本実施形態では、隣接する接続配線50によって挟まれた領域に、有機絶縁膜70からなる突起部55の代わりに、その斜面に中間領域56が設けられている。この中間領域56については後述する。その他の構成要素および位置関係は図4に示す場合と同じであるので、その説明を省略する。
本発明の第3の実施形態が適用される液晶表示装置およびマザーガラス基板上に形成されセルの構成は、図1に示す液晶表示装置1および図2に示すセル2の基本構成と同じであるので、その説明を省略する。また、図25は、図2に示すセル2のアレイ基板に形成された、検査用端子40を介して検査用配線42と共通検査配線46を接続する接続配線50の配置を示す平面図である。図25に示すパターンの配置は、図3に示すパターンの配置と同じであるので、その説明を省略する。しかし、図3に示す場合と異なり、点線で囲まれた領域は、マザーガラス基板10の捨て基板領域31上の共通検査配線46が形成された領域である。
広視野角特性を有する液晶表示装置では、量産性に優れた垂直配向(VA)モードが採用されていることが多く、特にモバイル機器用としては、画素電極の中央部を配向中心として液晶分子を放射状に配向させるCPA(Continuous Pinwheel Alignment)モードが広く採用されている。このCPAモードでは、応答特性を改善する目的で、「Polymer Sustained Alignment Technology」という技術(以下「PSA技術」)が適用されることが多い。PSA技術では、液晶材料に予め混合しておいた光重合性モノマー(またはオリゴマー)を、セルを作製した後に、液晶層に電圧を印加した状態で紫外線を照射して重合させることにより配向維持層(「ポリマー層」)を形成し、これを利用して液晶分子にプレチルトを付与する。配向維持層は、液晶層に電圧を印加した状態の液晶分子の配向を、電圧を印加しない状態においても維持するように作用するので、電圧を印加していないときに液晶分子が傾斜する方位は、電圧印加時に液晶分子が傾斜する方位と整合する。このようにPSA技術を用いれば、モノマーを重合させるときに印加される電界の分布および強度を調整することによって、液晶分子のプレチルト方位およびプレチルト角を制御し、応答特性を改善することができる。
10 … マザーガラス基板(透明基板)
23 … 画素電極
24 … 共通電極
31 … 捨て基板領域
40 … 検査用端子
43 … 検査用配線
44 … 共通信号配線(段差部)
46 … 共通検査配線
50 … 接続配線
51 … 上層接続配線
52 … 下層接続配線
54 … コンタクト領域
55 … 突起部
56 … 中間領域
70 … 有機絶縁膜
71 … 第2無機絶縁膜
95 … 液晶層
96 … 配向維持層
Claims (14)
- 分割後に外部から与えられた画像データに基づき、表示部に画像を表示する表示装置となる複数個のセルが形成された透明基板において、前記複数個のセルにそれぞれ設けられた配線と、前記透明基板の前記セルが形成されていない領域に形成された共通配線とを接続するための複数本の接続配線であって、
前記接続配線は、前記セルにおいて、前記表示部の外側に配置された導電層と、前記導電層上に形成された第1無機絶縁膜と、前記第1無機絶縁膜上に形成された有機絶縁膜と、前記有機絶縁膜上に形成された第2無機絶縁膜とからなる段差部を横断するように形成され、
隣接する前記複数本の接続配線に挟まれた領域における前記有機絶縁膜の斜面の傾斜は、前記接続配線における斜面の傾斜よりも緩やかであることを特徴とする、接続配線。 - 隣接する前記接続配線に挟まれた領域の前記有機絶縁膜の斜面から前記第2無機絶縁膜のエッジ部に向かって少なくとも1つの突起部が形成され、前記突起部は先端に向かうにつれて幅が狭くかつ厚みが薄くなるような形状であり、前記突起部を含む前記有機絶縁膜は前記第2無機絶縁膜によって覆われていることを特徴とする、請求項1に記載の接続配線。
- 前記有機絶縁膜は感光性樹脂からなり、前記突起部は、突起パターンを有するマスクを用いて適正時間よりも長い時間露光することにより形成されたことを特徴とする、請求項2に記載の接続配線。
- 前記接続配線は、透明導電膜からなる第1接続配線を含むことを特徴とする、請求項1に記載の接続配線。
- 前記接続配線は、前記第1接続配線と前記有機絶縁膜との間に形成された透明導電膜からなる第2接続配線をさらに備え、前記第2接続配線の幅は前記第1接続配線の幅よりも狭く、前記第1接続配線と前記第2接続配線とは前記段差部に設けられたコンタクト領域で電気的に接続されていることを特徴とする、請求項4に記載の接続配線。
- 前記第2接続配線よりも抵抗率の小さな金属からなる第3接続配線が、前記第2接続配線の長さ方向に沿って前記第2接続配線の上面または下面のいずれかに形成されていることを特徴とする、請求項5に記載の接続配線。
- 前記第3接続配線を構成する金属膜は、銅、モリブデン、アルミニウム、それらの合金、または、アルミニウムとモリブデンの積層膜のいずれかであることを特徴とする、請求項6に記載の接続配線。
- 隣接する接続配線に挟まれた領域の前記有機絶縁膜に、前記段差部の上面よりも低い位置の斜面に、前記透明基板の表面と略平行な平面を有する中間領域が形成されていることを特徴とする、請求項1に記載の接続配線。
- 前記中間領域は、光を透過させない遮光部と、光をそのまま透過させる開口部の間の透過率となるように膜厚を調整したハーフトーン部を有するマスクを用いて露光し現像することにより形成されることを特徴とする、請求項8に記載の接続配線。
- 前記中間領域は、遮光膜に複数のスリットを設けたグレートーン部を有するマスクを用いて露光し現像することにより形成されることを特徴とする、請求項8に記載の接続配線。
- 前記隣接する接続配線に挟まれた領域に形成された前記突起部または前記中間領域は、さらに前記セルが形成されていない領域に形成されていることを特徴とする、請求項2または8に記載の接続配線。
- 前記接続配線は、前記表示部に形成された走査信号線またはデータ信号線の断線およびショートの少なくともいずれかを検査するために、前記透明基板上に形成された複数のセルの前記走査信号線および前記データ信号線に接続された検査用配線に、前記共通配線から入力された検査信号を与えることを特徴とする、請求項1に記載の接続配線。
- 前記表示装置は、前記表示部において画素電極と共通電極によって挟持された液晶層に電圧を印加して光の透過率を制御することにより画像を表示する液晶表示装置であり、
前記透明基板上に形成された前記複数個のセルの前記接続配線は、前記液晶層に予め混合しておいた光重合性モノマーまたはオリゴマーを重合させて、電圧を印加しないときの前記液晶層に含まれる液晶分子の配向方向を制御する配向維持層を形成する際に、前記画素電極に接続されたデータ信号線を介して前記画素電極に前記配向維持層を形成するために必要な信号を入力し、前記共通電極との間で前記液晶層に電圧を印加することを特徴とする、請求項1に記載の接続配線。 - 前記液晶表示装置は、前記画素電極との間で補助容量を形成する補助容量配線をさらに備え、
前記透明基板上に形成された前記複数のセルの前記接続配線は、前記液晶層に予め混合しておいた光重合性モノマーまたはオリゴマーを重合させて、前記配向維持層を形成する際に、前記補助容量配線を介して前記画素電極に前記配向維持層を形成するために必要な信号を入力し、前記共通電極との間で前記液晶層に電圧を印加することを特徴とする、請求項13に記載の接続配線。
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