JP4399337B2 - 平面パターンを有する基板およびそれを用いた表示装置 - Google Patents

平面パターンを有する基板およびそれを用いた表示装置 Download PDF

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Description

本発明は、フラットパネル型の表示装置を構成する平面パターンを形成した基板とこの基板を用いた表示装置に係り、液晶表示装置や有機ＥＬ表示装置などのフラットパネル型の表示装置を構成する表示パネルの走査線、映像線、ソース電極、半導体層、画素電極、その他の平面パターンをインクジェット法等の液体プロセスを用いて形成した基板およびそれを用いた表示装置に好適なものである。
例えば、液晶表示装置や有機ＥＬ表示装置などのフラットパネル型の表示装置では、その表示装置を構成する表示パネルは基板上に多数の画素をマトリクス配列した表示領域を有する。表示領域に配列した画素のそれぞれにスイッチング素子として薄膜トランジスタ（ＴＦＴ:Thin Film Transistor)素子を設けたアクティブ・マトリックス方式の表示パネルが広く用いられている。ここでは、フラットパネル型の表示装置の典型例として液晶表示装置を例として説明する。
アクティブ・マトリックス方式の液晶表示装置を構成する表示パネル（以下、液晶パネル）においては、ガラスを好適とする絶縁性の一対の基板の一方または双方の対向面に平面パターンを有して、両基板の間に液晶層を挟持して構成される。一方の基板(ＴＦＴ基板)側には、ＴＦＴ素子、表示をするための画素電極、走査信号や映像信号をＴＦＴ素子に印加するための電極、走査信号を伝達するための走査信号配線、映像信号を伝達するための映像信号配線、これらの各信号配線と外部駆動回路とを接続するための端子部等が形成される。
他方の基板(ＣＦ基板)側には、カラーフィルタ、ブラックマトリクス、対向電極が形成される。両基板の平面パターン間に挟持した液晶にほぼ垂直な電界（縦電界とも称する）を印加して表示するツイステッド・ネマチック表示方式（ＴＮ方式）、もしくは平面パターンとほぼ平行な横電界を印加して表示するインプレーン・スイッチング方式（ＩＰＳ方式）等を採用している。
上記アクティブ・マトリクス方式の液晶表示装置に用いられる走査信号配線、走査信号電極および走査信号配線と外部駆動回路を接続する端子部および映像信号配線、映像信号電極および映像信号配線と外部駆動回路を接続する端子部等は、金属等の導電性の薄膜材料を用いてパターニングして平面パターンを作製するのが一般的である。従来から採用されているこの平面パターンの作製は、スパッタ法や蒸着法等の成膜法にて基板面の全域に金属等の薄膜を形成し、この薄膜をフォトリソグラフィー工程、エッチング工程を経て所望の形状に加工する手法である。
上記従来技術に対し、大幅なスループット向上、およびコスト低減が可能な形成方法としてインクジェット装置等を用いた液体プロセスによる配線等の平面パターン形成技術が提案されている。例えば、液体プロセスにより配線パターンを形成する場合は、配線のパターンを形成したい部分にのみ金属を混合した溶媒のインクを吐出した後、熱を加えて溶媒を蒸発させ、焼結させることで所望の配線パターンを得ることができる。
このような液体プロセスを採用することにより、フォトリソグラフィー工程およびエッチング工程が不要となり、省プロセス化が実現できる。液体プロセスは必要な部分にのみパターンを形成することができることから、材料費を抑制することも可能となり、コストの低減も実現できる。また、スループットを低下させることなく厚膜化が可能であり、配線の場合の低抵抗化を容易に実現できる。さらには、エッチング工程に使用する酸やアルカリなどのエッチング液が不要となるため、環境への負荷を低減することも可能となる。
液体プロセスの代表技術であるインクジェット法を用いた配線等のパターニング技術は例えば「非特許文献１」に記載されている。また、「特許文献１」には、基板面にバンクで溝を形成し、この溝にインクジェット法で薄膜材料液を充填して薄膜を形成する成膜技術が開示されている。
「日経エレクトロニクス」（２００２．６．１７発行、６７頁から７８頁） 特開２０００−３５３５９４号公報
インクジェット法では、顔料等を含む溶液（以下、インク）をノズルから吐出し基板に滴下してパターンを形成し、これを乾燥あるいは焼成することで硬化させ、所要のパターンを得る。インクが基板に着弾した直後は溶媒を含んでいるためインクは液体としての挙動を示す。液体を基板に滴下した際、該液体は内部圧力が一定となるように、かつ液体の表面積が小さくなるように流動し、平面パターンを変化させる。そのため、パターンの形状によっては所望したパターンとは異なった形状となる。所望したパターンと異なった形状になるとは、例えばパターン終端部にて液体が溢れる、直線パターンの一部で液体が溢れる、屈曲部で液体が溢れる、パターンの形状に依存して膜厚が異なる、等の異常なパターンが発生することである。
本発明の目的は、インクジェット法等の液体プロセスにおいて形成するパターンに異常なパターンの発生を低減もしくは無くして高精度な平面パターンを有する基板およびこの基板を用いた表示装置を提供することにある。
上記目的は、基板上に吐出された溶液の任意の２点に生じる当該液体の内部圧力差が小さく、液体の表面積が小さくなるような平面形状の組み合わせに基づいて形成した平面パターンとすることで解決できる。
以下に基板上に滴下した液滴の挙動について、滴下した液滴の内部圧力差に起因する液体流動により生じる異常パターンの発生、および表面エネルギーの安定性に起因する液体流動により生じる異常パターン発生について説明する。始めに、図２４を用いて液体の内部圧力について説明する。
図２４は、液体の内部圧力を説明する図である。図２４に示した液体５００の点Ｚでの該液体の内部圧力Ｐｚは液体の表面張力γL、軸ｘと点Ｚを含む平面での液体の曲率半径Ｒｘ、および前記平面と直交する平面での液体の曲率半径Ｒｙを用いて次式（１）で表される。
ＰZ＝γL（１/Ｒx＋１/Ｒy）＝γL・Ｃ・・・・・（１）
なお、Ｃは曲率
上式（１）で示した液体の内部圧力が液体表面の任意の点において等しくなるように液体は流動し、その形状を変化させる。表面張力γLは液体固有の値であるため、液体の内部圧力を緩和するために曲率Ｃが変化する。具体的には、内部圧力が高い場所では曲率Ｃが小さくなる。一方で、圧力が低い場所では曲率Ｃが大きくなる。その結果、所望したパターンとは異なった異常パターンが発生する。以上のことを基に、図２５を用いて表示パネルの走査線パターンの形成を例とした液体の内部圧力を比較する。
図２５は、金属膜をスパッタ法にて形成し、フォトリソグラフィー工程、エッチングの工程を経て形成した表示パネルの走査線の平面パターンの例を説明する図であり、図２５（a）は走査線の平面パターン、図２５（b）（c）は走査線の平面パターンの特徴点における液体の内部圧力の比較表である。図２５（a）におけるａ〜ｍは走査線１０１の液体の内部圧力を比較するための特徴点である。
走査線１０１は、端子部１０３、走査信号配線１０２、終端部１０６に分けることができる。さらに、走査信号配線１０２内には、走査信号電極１０４、交差部１０５が付随する。端子部１０３は外部の駆動回路と接続するために一本の走査線１０１の少なくとも一方の端部に形成される。端子部１０３のパターン幅は走査信号配線１０２の幅よりも広く形成されるのが一般的である。走査信号配線１０２は端子部１０３より加えられた信号を走査信号電極１０４に伝えるための配線である。走査線の大部分は走査信号配線１０２である。
走査信号電極１０４は、その上部に薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）が形成され、ＴＦＴをＯＮ／ＯＦＦするための電圧が加えられる。走査信号電極１０４は横方向（走査信号配線１０２の延在方向）に存在するＴＦＴと同一個数、等間隔に配置される。走査信号電極１０４の幅、および長さは作製するＴＦＴのサイズに依存する。
交差部１０５は走査信号電極の上層に形成される映像信号配線との容量を低減するために配置される。交差部１０５も横方向に存在するＴＦＴと同一個数、等間隔に配置される。交差部１０５の幅は容量低減を目的としているためできるだけ細くするのが一般的である。長さは映像信号配線の配線幅、およびフォトリソグラフィーのアライメント精度に依存する。終端部１０６は文字通り走査信号配線１０２の終端にあたる部分である。終端部１０６の幅は走査信号配線１０２と同一となるのが一般的である。
図２５（ａ）に示した各特徴点は、液体の内部圧力を評価するために定めた点である。各点の特徴は、点ａ：端子部１０３中央、点ｂ：端子部１０３のパターン境界、点ｃ：端子部１０３の角、点ｄ：端子部１０３と走査信号配線１０２の接続部分の角、点ｅ：走査信号配線１０２中央、点ｆ：走査信号電極１０４が接続された部分の対面、点ｇ：走査信号配線１０２と走査信号電極１０４の接続部分の角、点ｈ：走査信号電極１０４の中央、点ｉ：走査信号電極１０４の角、点ｊ：走査信号配線１０２と交差部１０５の接続部分の凸部の角、点ｋ：走査信号配線１０２と交差部１０５の接続部分の凹部の角、点ｌ：交差部１０５のパターン境界、点ｍ：走査信号配線１０２の終端部１０６のパターン境界、である。これらの点について液体の内部圧力を評価する。
図２５に示したパターンが液体で形成された場合の各特徴点での液体の内部圧力を特徴点ｅと比較すると、図２５（ｂ）（ｃ）に示したように、
特徴点ｅより液体の内部圧力が高い：ｃ，ｈ，ｉ，ｊ，ｌ，ｍ
特徴点ｅと同一内部圧力：ｆ
特徴点ｅより液体の内部圧力が低い：ａ，ｂ，ｄ，ｇ，ｋ
となり、この液体の内部圧力差を緩和するために液体は流動する。
図２６は、液体の吐出直後の走査線平面パターン３０３および液体の内部圧力差に起因して液体が流動し変形した走査線平面パターン３０４を説明する図である。液体の内部圧力差に起因して液体が流動し変形した走査線平面パターン３０４は、領域別に以下のように変化する。
端子部１０３：パターン幅が狭くなり、角の部分は外側に広がる、
走査信号電極１０４：パターン幅が広くなるように変化し、角の部分は外側に広がる、
交差部１０５：パターン幅が広くなるように変化し、走査信号配線１０２の幅と同等になる、
終端部１０６：パターン幅が広くなるように変化し、角の部分は外側に広がる。
以上のことから、インクジェット法などによる液体プロセスで形成した場合、スパッタ法等で配線を形成する際に用いる平面パターンをそのまま流用すると異常パターンが発生し、作成時の安定性を確保することができない可能性がある。作製時の安定性を確保するためには各特徴点における液体の内部圧力差を小さくする、もしくは同一圧力とすることが可能な平面パターンの適用が必須である。
次に、液体の表面エネルギーの安定性に起因する液体流動により生じる異常パターン発生について図２７を用いて説明する。図２７は、液体の吐出直後の直線パターン305と表面エネルギーの安定性に起因して液体が流動し変形した直線パターン306を説明する図である。吐出直後の直線パターン305に対して変形した直線パターン306の表面エネルギーを比較すると、変形した直線パターン306の波長λが、次式（２）
λ>πＤ・・・・・（２）
を満たす場合には、
変形した直線パターン306の方が表面エネルギーが小さくなることがプラトーレイリーの不安定性として知られており、液は安定形状になるように直線パターン305から直線パターン306へと変形する。変形した直線パターン306の波長λは、
λ√２πＤ・・・（３）
となりやすいことが知られている。
以上のことから、インクジェット法などによる液体プロセスでパターンを形成した場合、スパッタ法等で配線を形成する際に用いられる平面パターンをそのまま流用すると異常パターンが発生し、作成時の安定性を確保することができない恐れがある。作製時の安定性を確保するためには液滴の表面エネルギーが極小となるような平面パターンの適用が必須である。
すなわち、本発明による液体プロセスを用いて平面パターンを形成した基板は、当該平面パターンを形成するために基板上に吐出された液体（パターン形成材料の溶液）の任意の２点に生じる当該液体の内部圧力差が小さい平面形状の組み合わせに基づいて形成されていることを特徴とする。この平面形状は、上記液体の表面積が極小になる平面形状に基づいて形成されている。
本発明によれば、インクジェット法等による液体プロセスを用いて形成された配線パターンにおいて、その平面パターンに液体の内部圧力が一定となるように、かつ液体の表面積が極小になるような平面パターンの組み合わせとすることで製造時の異常パターン発生を低減もしくは無くした基板を得ることができる。そして、この平面パターンを配線パターンとした基板を用いて表示装置（表示パネル）を構成することで、低コストで高画質の表示装置を実現することができる。
以下、上記した液滴の挙動を考慮して平面パターンを形成した基板、およびそれを用いた表示装置について実施例を参照して説明する。なお、以下の実施例ではインクジェットによる配線材料インク（液体または溶液とも称する）の滴下により形成した配線パターンを有する基板とこの基板を用いた表示装置を例として説明する。また、以下の実施例では、基板と配線材料インクの接触角が９０度である場合として説明する。
図１は、本発明の実施例１の説明図であり、図１（ａ）はインクジェット法により形成される端子部１０３の平面パターンを示す平面図、図１（ｂ）は設計例、図１（ｃ）は特徴点における液体の内部圧力の比較表である。端子部１０３の特徴点ａ，ｂと走査信号配線１０２の特徴点ｅに生じる液体の内部圧力差は、端子部１０３の幅が走査信号配線１０２に比べて広いことに起因する。
実施例１では端子部１０３に棒状の抜きパターン２０３を配置し、端子部１０３を櫛歯パターン２０１とし、各々の櫛歯パターン２０１の幅ＤTHを走査信号配線１０２の幅ＤGと同じ値とした。また各々の櫛歯パターン２０１は縦方向に形成した櫛歯接続パターン２０２により接続されている。櫛歯接続パターン２０２の幅ＤTVも櫛歯と同様に走査信号配線１０２の幅ＤGと同じ値とした。
実施例１の平面パターンを適用することで、図１（ａ）における特徴点ａ，ｂの圧力は，従来の平面パターンでは特徴点ｅの０．１倍であったのに対し、１．０倍へと大幅に改善される。
実施例１により、特徴点ａ，ｂと特徴点ｅの液体の内部圧力を同一とすることができ、端子部１０３における液体の内部圧力差に起因する製造時の異常パターン発生を低減することが可能となる。
しかし、特徴点ｃの液体の内部圧力は従来平面パターンが特徴点ｅの５．１倍であったのに対し、本平面パターンにて５．８倍へと増加し、特徴点ｄの液体の内部圧力は従来平面パターン、本平面パターンともに−４．３倍となり、特徴点ｃ，ｄの液体の内部圧力差を十分に緩和されない場合がある。特徴点ｃの液体の内部圧力差の緩和方法については実施例３で後述する。また、特徴点ｄの液体の内部圧力差の緩和方法については後述の実施例４から８で説明する。
なお、実施例１の平面パターンにおいては、端子部１０３に新たな特徴点ｊ’が存在し、特徴点ｊ’の液体の内部圧力は特徴点ｅより低くなる。そのため特徴点ｊ’は異常パターン発生の原因となる場合がある。この特徴点ｊ’での液体の内部圧力差を緩和する平面パターンについては後述の実施例３に示す。
図２は、本発明の実施例２の説明図であり、図２（ａ）はインクジェット法により形成される端子部１０３の平面パターンを示す平面図、図２（ｂ）は設計例、図２（ｃ）は特徴点における液体の内部圧力の比較表である。一点鎖線で示したのは従来の端子部平面パターン301である。
実施例２では、端子部１０３内に円形抜きパターン２０４を正方格子上に配置した。円形抜きパターン２０４の領域にはパターンが形成されず、端子部１０３は配線パターン中に丸く穴があいたような配線パターンとなる。端子部円形抜きパターン２０４の半径ｒT 、および端子部円形抜きパターン２０４の間隔ｓを走査信号配線１０２の幅ＤGに対して、それぞれ１．５ＤG、０．８ＤGとなるような平面パターンとした。
実施例２の平面パターンにより、特徴点ａの液体の内部圧力は従来平面パターンでは特徴点ｅの０．１倍であたったのに対し、０．８倍へと大幅に改善された。同様に、特徴点ｂでは０．１倍だったものが０．９倍に、特徴点ｃでは５．１倍だったものが０．１倍へ、特徴点ｄでは−４．３倍だったものが０．９倍へとそれぞれ大幅に改善された。
実施例２により、特徴点ａ，ｂ，ｃ，ｄと特徴点ｅの液体の内部圧力差を小さくすることができ、端子部１０３における液体の内部圧力差に起因する製造時の異常パターン発生を低減することが可能となる。
図３は、本発明の実施例３の説明図であり、図３（ａ）はインクジェット法により形成される屈曲部121の平面パターンを示す平面図、図３（ｂ）は設計例、図３（ｃ）は特徴点における液体の内部圧力の比較表である。一点鎖線で示したのは実施例1における端子部103の特徴点cおよびj' 周辺の平面パターン302である。
特徴点ｃ，およびｊ’と走査信号配線１０２内の特徴点ｅに生じる液体の内部圧力差は、屈曲部１２１の角においてパターンが不連続となること、もしくは連続であったとしても屈曲部１２１の曲率が大きいことに起因する。ここで、連続とは「平面パターンを関数ｆ（ｘ）で表したときに、ｆ（ｘ）のすべての定義域においてｘ＝ａでｘ→ａのときlimｆ（ｘ）が存在し、かつｆ（ａ）と一致する」と定義する。
実施例３では、原点Ｏを中心とした半径ｒAの円Ａに沿うように屈曲部内側に面取り２０５を施し、原点Ｏを中心とする半径ｒBの円Ｂに沿うように屈曲部外側に面取り２０６を施した。円Ａの半径ｒAは走査信号配線１０２の幅ＤGに対し２ＤGとなるような平面パターンとした。円Ｂの半径ｒBは円Ａの半径ｒAと走査信号配線１０２の幅ＤGの和となるため、３ＤGとなる。
本平面パターンを適用することで特徴点ｃの液体の内部圧力は実施例１では特徴点ｅに対して５．８倍だったものが、１．２倍へと大幅に改善された。同様に特徴点ｊ’では−４．３倍から０．８倍へと改善された。
実施例３により、特徴点ｃ，ｊ’と特徴点ｅの液体の内部圧力差を緩和でき、屈曲部１
２１における液体の内部圧力差に起因する製造時の異常パターン発生を低減することが可能となる。
図４は、本発明の実施例４の説明図であり、図４（ａ）はインクジェット法により形成される走査信号配線１０２と走査信号電極１０４の接続部分（以下Ｔ字部１２２）の第一の平面パターンを示す平面図、図４（ｂ）は設計例、図４（ｃ）は特徴点における液体の内部圧力の比較表である。一点鎖線で示したのは従来のＴ字部の平面パターン３０７である。
特徴点ｇと走査信号配線１０２内の特徴点ｅに生じる液体の内部圧力差はＴ字部の角において、パターンが不連続になること、もしくは連続であったとしても曲率が大きいことに起因する。また特徴点ｈと走査信号電極１０４の特徴点ｅに生じる液体の内部圧力差は、走査信号電極１０４の幅ＤEが走査信号配線１０２の幅ＤGと異なることに起因する。
本実施例では原点ＯAを中心とした半径ｒAの円Ａに沿うようにＴ字部の角に面取り２０７を施した。このとき円Ａの半径ｒAは走査信号配線１０２の幅ＤGに対して２ＤGとなるような平面パターンとした。また走査信号電極１０４の幅ＤEを走査信号配線１０２の幅ＤGと同じ値とした。
実施例４の平面パターンを適用することで、特徴点ｆの液体の内部圧力を変化させることなく、特徴点ｇの液体の内部圧力は従来平面パターンでは特徴点ｅに対して−４．３倍だったものが０．０倍へと改善された。同様に特徴点ｈでは２．０倍から１．０倍へと改善された。
実施例４により、特徴点ｇ，ｈと特徴点ｅの液体の内部圧力差を緩和でき、Ｔ字部１２２における液体の内部圧力差に起因する製造時の異常パターン発生を低減することが可能となる。
図５は、本発明の実施例５の説明図であり、図５（ａ）はインクジェット法により形成される走査信号配線１０２と走査信号電極１０４の接続部分（Ｔ字部１２２）の第一の平面パターンを示す平面図、図５（ｂ）は設計例、図５（ｃ）は特徴点における液体の内部圧力の比較表である。一点鎖線で示したのは従来のＴ字部の平面パターン３０７である。
実施例５では実施例３で示したＴ字部の角に面取り２０７を施す、および走査信号電極１０４の幅ＤEを走査信号配線１０２の幅ＤGと同じ値にする方法に加えて、原点ＯCを中心とした半径ｒCの円Ｃに沿うようにＴ字部対面に面取り２０８を施し、凹部を設けた平面パターンとした。また、凹部を形成した走査信号配線１０２の辺は緩やかな曲面で形成され、不連続にならないよう平面パターンとした。このときｒAは走査信号配線１０２の幅ＤGに対して、２ＤGとなるような平面パターンとした。同様にｒC＝２．０ＤG、ＤG’＝０．８ＤG、ＤE＝ＤGとなるような平面パターンとした。
実施例５の平面パターンを適用することで特徴点ｆの液体の内部圧力を変化させることなく、特徴点ｇの液体の内部圧力は従来平面パターンでは特徴点ｅに対して−４．３倍だったものが１．０倍へと大幅に改善された。同様に特徴点ｈでは２．０倍から１．０倍へと改善された。
実施例５により、特徴点ｇ，ｈと特徴点ｅの液体の内部圧力差を緩和でき、Ｔ字部１２２における液体の内部圧力差に起因する製造時の異常パターン発生を低減することが可能となる。
図６は、本発明の実施例６の説明図であり、図６（ａ）はインクジェット法により形成される走査信号配線１０２と走査信号電極１０４の接続部分（Ｔ字部１２２）の平面パターンを示す平面図、図６（ｂ）は設計例、図６（ｃ）は特徴点における液体の内部圧力の比較表である。一点鎖線で示したのは従来のＴ字部の平面パターン３０７である。
実施例６では、実施例３で説明したＴ字部の角に面取り２０７を施すと共に、走査信号電極１０４の幅ＤEを走査信号配線１０２の幅ＤGと同じ値にする。この方法に加えて、Ｔ字部近傍の走査信号配線１０２内部に半径ｒDのＴ字部抜きパターン２０９を配置した。Ｔ字部抜きパターン２０９の部分には配線が形成されず、走査信号配線１０２は配線中に丸く穴があいたような配線パターンとなる。このときｒAを走査信号配線１０２の幅ＤGに対して、０．８ＤGとなるよう平面パターンとした。同様にｒD＝０．８ＤG、ＤG’＝０．６ＤG、ＤG’’＝ＤG、ＤE＝ＤGとなるような平面パターンとした。
実施例６の平面パターンを適用することで、特徴点ｆの液体の内部圧力を変化させることなく、特徴点ｇの液体の内部圧力は従来平面パターンでは特徴点ｅに対して−４．３倍だったものが１．０倍へと大幅に改善された。同様に特徴点ｈでは２．０倍から１．０倍へと改善された。
また、本実施例を適用することにより、特徴点ｇ，ｈと特徴点ｅの液体の内部圧力差を緩和でき、Ｔ字部１２２における液体の内部圧力差に起因する製造時の異常パターン発生を低減することが可能となる。
図７は、本発明の実施例７の説明図であり、図７（ａ）はインクジェット法により形成される走査信号配線１０２と走査信号電極１０４の接続部分（Ｔ字部１２２）の平面パターンを示す平面図、図７（ｂ）は設計例、図７（ｃ）は特徴点における液体の内部圧力の比較表である。一点鎖線で示したのは従来のＴ字部の平面パターン３０７である。
実施例７では実施例３で説明したＴ字部の角に面取り２０７を施すと共に、走査信号電極１０４の幅ＤEを走査信号配線１０２の幅ＤGと同じ値にする。この方法に加えて、実施例６で説明したＴ字部抜きパターン２０９を配置する。さらに、原点ＯDを中心とした半径ｒCの円Ｃに沿うようにＴ字部対面に面取り２０８を施し、凸部を設けた平面パターンとした。そして、凸部を形成した走査信号配線１０２の辺は緩やかな曲面で形成され、不連続にならないような平面パターンとした。このときｒAを走査信号配線１０２の幅ＤGに対して、０．８ＤGとなるような平面パターンとした。同様にｒD＝０．８ＤG、ＤG’＝０．６ＤG、ＤG’’＝１．２ＤG、ＤE＝ＤGとなるような平面パターンとした
。
実施例７の平面パターンを適用することで特徴点ｆの液体の内部圧力を変化させることなく、特徴点ｇの液体の内部圧力は従来平面パターンでは特徴点ｅに対して−４．３倍だったものが１．１倍へと大幅に改善された。同様に特徴点ｈでは２．０倍から１．０倍へと改善された。
また、実施例７を適用することにより、特徴点ｇ，ｈと特徴点ｅの液体の内部圧力差を緩和でき、Ｔ字部１２２における液体の内部圧力差に起因する製造時の異常パターン発生を低減することが可能となる。
図８は、本発明の実施例８の説明図であり、図８（ａ）はインクジェット法により形成される走査信号配線１０２と走査信号電極１０４の接続部分（Ｔ字部１２２）の平面パターンを示す平面図、図８（ｂ）は設計例、図８（ｃ）は特徴点における液体の内部圧力の比較表である。一点鎖線で示したのは従来のＴ字部の平面パターン３０７である。
実施例８では、実施例３で説明したＴ字部の角に面取り２０７を施す。そして、走査信号電極１０４の幅ＤEを走査信号配線１０２の幅ＤGと同じ値にする方法、および実施例６で示したＴ字部抜きパターン２０９を配置する方法に加えて、幅ＤPの直線パターン２１０をＴ字部対面に設けた平面パターンとした。また、Ｔ字部対面の直線パターン２１０と走査信号配線１０２の接続部分の角はＴ字部角の面取り２０７と同様に面取り２０７を施した。このときｒAを走査信号配線１０２の幅ＤGに対して、０．８ＤGとなるような平面パターンとした。同様にｒD＝０．８ＤG、ＤG’＝０．６ＤG、ＤG’’＝０．６
ＤG， ＤE＝ＤG、ＤP＝ＤGとなるようにな平面パターンとした。
実施例８の平面パターンを適用することで特徴点fの液体の内部圧力を変化させることなく、特徴点gの液体の内部圧力は従来平面パターンでは特徴点eに対して-4.3倍だったものが1.0倍へと大幅に改善された。同様に特徴点hでは2.0倍から1.0倍へと改善された。
実施例８により、特徴点ｇ，ｈと特徴点ｅの液体の内部圧力差を緩和でき、Ｔ字部１２２における液体の内部圧力差に起因する製造時の異常パターン発生を低減することが可能となる。
なお、実施例８の平面パターンにおいては、Ｔ字部対面の直線パターン２１０の終端部に新たな特徴点ｍ’が現れる。特徴点ｍ’の液体の内部圧力は特徴点ｅより高く特徴点ｍ
’は異常パターン発生の原因となる。この特徴点ｍ’での液体の内部圧力差緩和平面パタ
ーンについては実施例１０で後述する。
図９は、本発明の実施例９の説明図であり、図９（ａ）はインクジェット法により形成される走査信号配線１０２と走査信号電極１０４の交差部１０５の平面パターンを示す平面図、図９（ｂ）は設計例、図９（ｃ）は特徴点における液体の内部圧力の比較表である。一点鎖線で示したのは従来の交差部の平面パターン３１０である。
特徴点ｊ，ｋ，ｌと走査信号配線１０２内の特徴点ｅに生じる液体の内部圧力差は、接続部の角においてパターンが不連続であること、および交差部１０５の幅ＤG’が走査信
号配線１０２の幅ＤGに比べて狭いことに起因する。
実施例９では、原点ＯAを中心とした半径ｒAの円Ａに沿うように交差部の角に面取り２１１を施したパターンとした。また、面取りを施した交差部１０５の辺は緩やかな曲面で形成され、不連続にならないようなパターンとした。このときｒAを走査信号配線１０２の幅ＤGに対して１．５ＤGとなるような平面パターンとした。交差部１０５の幅ＤG’は０．５ＤGと仮定した。
実施例９の平面パターンを適用することで、特徴点ｊの液体の内部圧力は従来平面パターンでは特徴点ｅに対して５．８倍だったものが１．０倍へと大幅に改善された。同様に特徴点ｋでの液体の内部圧力は−３．７倍から１．７倍へ、特徴点ｌでの液体の内部圧力は２．０倍から１．７倍へと改善された。
また、実施例９を適用することにより、特徴点ｊ，ｋ，ｌと特徴点ｅの液体の内部圧力差を緩和することが可能となり、液体の内部圧力差に起因する異常パターン発生を抑制することが可能となる。
図１０は、本発明の実施例１０の説明図であり、図１０（ａ）はインクジェット法により形成される走査信号配線１０２の終端部１０６の平面パターンを示す平面図、図１０（ｂ）は設計例、図１０（ｃ）は特徴点における液体の内部圧力の比較表である。一点鎖線で示したのは従来の終端部の平面パターン３０８である。
図１０（ａ）において、特徴点ｍと走査信号配線１０２内の特徴点ｅに生じる液体の内部圧力差は特徴点ｅが一軸のみの曲率を有するのに対し、終端部１０６は二軸の曲率を有することに起因する。
実施例１０では弦の長さがＤcの半円パターン２１２を終端部に接続した。また、走査信号配線１０２と終端部半円パターン２１２は緩やかな曲面で接続され、不連続にならないような平面パターンとした。このとき、弦の長さＤCは走査信号配線１０２の幅ＤGに対して２ＤGとなるような平面パターンとした。
実施例１０の平面パターンとすることで特徴点ｍの液体の内部圧力は従来平面パターンでは特徴点ｅに対して２．０倍だったのに対し、本実施例を適用することにより１．０倍へと改善された。
また、実施例１０の平面パターンを適用することにより、特徴点ｍと特徴点ｅの液体の内部圧力差を緩和でき、液体の内部圧力差に起因する製造時の異常パターン発生を低減することが可能となる。
図11は、本発明の実施例１１の説明図であり、インクジェット法により形成される走査信号配線102の第一の平面パターンを示す。一点鎖線で示したのは従来の走査信号配線の平面パターン309の平面図である。
実施例１１においては、平面パターンをあらかじめ走査信号配線102の延在方向と平行な軸に対称な波打ち形状とした。このとき当該波打ち形状の波の周期λを走査信号配線102の平均線幅Dに対してλ＜πDを満たすような平面パターンとした。
実施例１１の平面パターンを適用することにより、従来の走査信号配線の平面パターン309に比べて表面エネルギーを低くすることができ、表面エネルギーに起因するパターンの流動を抑制することが可能となる。
また、実施例１１を適用することにより、表面エネルギーに起因する製造時の異常パターン発生を抑制することが可能となる。
図１２は、本発明の実施例１２の説明図であり、インクジェット法により形成される走査信号配線102の第二の平面パターンを示す。実施例１２では、走査信号配線102の一部に突起部213を設けた平面パターンとした。また、この突起部２１３は走査信号配線102の延在方向と平行な軸に対称になるように配置されている。このとき突起部の周期λを走査信号配線102の平均線幅Dとしたときにλ＜πDを満たすような平面パターンとした。
実施例１２の平面パターンを適用することにより、従来の走査信号配線の平面パターン309に比べて表面エネルギーを低くすることができ、表面エネルギーに起因するパターンの流動を抑制することが可能となる。
実施例１２を適用することにより、表面エネルギーに起因する製造時の異常パターン発生を抑制することが可能となる。
図１３は、本発明の実施例１３の説明図であり、インクジェット法により形成されるパターンの断面形状を示す。実施例１３においては、パターン５０３の存在しない部分に絶縁基板５０１上に段差５０２を形成した構造とした。段差５０２は有機膜等をスピンコート法により塗布した後パターニングをしたもの、あるいは印刷法等により形成される。段差５０２を形成した後にインクジェット法等の液体プロセスによりパターン５０３を形成する。
実施例１３の断面構造を適用することにより、実施例１〜１２で示した効果に加えて、段差の壁により液体を堰き止めることが可能なため、製造時の異常パターン発生を低減することが可能となる。
また、実施例１３においては、段差５０２上の液体に対する接触角を絶縁基板５０１上の接触角と比較して高い状態にしておくことで堰き止めの効果が増大し、より一層異常パターン発生を抑制することができる。
図１４は、本発明の実施例１４の説明図であり、インクジェット法等により形成される走査線１０１の平面パターンを示す。実施例１４においては、端子部１０３には円形抜きパターン２０４を配置した。走査信号配線１０２には突起部２１３を走査信号配線１０２の延在方向と平行な軸に対称になるように設けた。走査信号電極１０４と走査信号配線１０２の接続部分の角は面取り２０７を施し、走査信号電極１０４の終端部分は終端部半円パターン２１２を配置した。交差部１０５の角は面取り２１１を施し、終端部１０６には終端部半円パターン２１２を配置した。また、それぞれのパターンは緩やかな曲面で接続され、不連続にならないようなパターンとした。
実施例１４を適用することにより、走査線１０１の任意の二点での液体の内部圧力差を緩和することが可能であり、かつ表面エネルギーを低くすることができるため、製造時の異常パターン発生を抑制することが可能となる。
図１５乃至図１７は、本発明の実施例１５の説明図である。図１５は、インクジェット法により形成された配線を用いた液晶表示装置６０１の概観図である。液晶表示装置６０１の表示部６０２には前述した実施例１〜１４に示した平面パターンを適用した走査線、映像線、半導体層、画素電極が用いられている。
図１６は、図１５に示した液晶表示装置６０１の表示部６０２の模式回路図である。図１５に示す液晶表示装置６０１は、水平方向に等間隔で複数本の走査線１０１が形成されている。映像線１０７は走査線１０１と垂直に等間隔で複数本形成される。走査線１０１、および映像線１０７は少なくともその一端に外部駆動回路と接続するための端子部１０３が設けられている。走査線１０１と映像線の交差部１０５の傍にはスイッチング素子として薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）１１０が配置されており、走査信号配線１０１と操作信号電極１０４を介して、映像線１０７と映像信号電極１０９を介して接続されている。薄膜トランジスタ１１０の一端はソース電極１１７を介して画素電極１１１に接続されている。画素電極１１１と共通電極１１２間には液晶１１３が狭持されており、画素電極１１１と共通電極１１２間に印加される電圧で液晶１１３を駆動する。
図１７は、図１６に示した領域ＡのＴＦＴ基板側の平面図である。図１７における走査信号配線１０２、走査信号電極１０４、交差部１０５、映像信号配線１０８、映像信号電極１０９、半導体層１１６、および画素電極１１１において、実施例１〜１４に示した平面パターンを適用している。
実施例１５により、走査線１０１、映像線１０７、半導体層１１６、画素電極１１１の異常パターン発生を抑制した液晶表示装置６０１を構成することができる。
以上の各実施例の他に以下のような構成とすることができる。まず、前記の実施例１では、抜きパターンを走査信号配線と平行方向に配置した平面パターンとしたが、走査信号配線と垂直になるように配置した場合においても同様の効果を得ることができる。
また、実施例１においては、抜きパターンを棒状抜きパターンとしたが、図１８に示したような略楕円の抜きパターン２１４、もしくは図１９に示したような略六角形の抜きパターン２１５を用いた場合においても同様の効果を得ることができる。
実施例２において、端子部円形抜きパターン２０４を正方格子上に配置したパターンとしたが、図２０に示したように六方格子上に抜きパターン２０４を配置した場合においても同様の効果を得ることができる。
実施例２，６，７，８において、抜きパターンを略円形としたが、図２１に示すように略八角形のＴ字部抜きパターン２０９を形成した場合でも同様の効果を得ることができる。また同様に、略楕円、もしくは略ｎ角形（ｎは３よりも大きい整数）を配置した場合でも異常パターン発生を抑制することができる。
実施例３〜８において、Ｔ字部の角を原点ＯAを中心とした円Ａに沿う様に面取り２０７を施しているが、図２１に示すように八角形ＡＡに沿うように面取りを施しても同様の効果を得ることができる。同様に略楕円、もしくは略ｎ角形（ｎは４よりも大きい整数）を配置した場合でも異常パターン発生を抑制することができる。
実施例３において、原点Ｏを中心とした円Ａに沿う様に屈曲部内側に面取り２０５を、原点Ｏを中心とした円Ｂに沿う様に屈曲部外側に面取り２０６を施したが、円Ａ，および円Ｂの中心が同一でなくとも屈曲部を所定の曲率で面取りを施した場合でも同様の効果を得ることができる。
また、実施例３において、原点Ｏを中心とした円Ａに沿う様に屈曲部内側に面取り２０５を、原点Ｏを中心とした円Ｂに沿う様に屈曲部外側に面取り２０６を施しているが、これに限らず原点Ｏを中心とした略楕円、もしくは略ｎ角形（ｎは４よりも大きい整数９で面取りを施した場合、同様の効果を得ることができる。
実施例５，および７において、原点Ｏ’を中心とした円Ｃ沿う様にＴ字部の角に面取り２０７を施しているが、これに限らず原点Ｏを中心とした略楕円、もしくは略ｎ角形（ｎは４よりも大きい整数）で面取りを施すことにより同様の効果を得ることができる。
実施例１０において、終端部１０６に終端部半円パターン２１２を配置した平面パターンとしているが、楕円、もしくは略ｎ角形（ｎは３よりも大きい整数）を二分した形状を適用することで同様の効果を得ることができる。
実施例１から１０においては、具体的な数値を記載して発明の効果を述べているが、これは基板の液体に対する接触角が９０°と仮定して算出している。基板の液体に対する接触角が変化した場合には設計値が異なる。
図２２Ａ、図２２Ｂ、図２２Ｃは、実施例１乃至１０における基板と液体の接触角を５０°とした場合の平面パターンの設計値およびそのときの内部圧力値の説明図である。また、図２３Ａ、図２３Ｂ、図２３Ｃ は、実施例１乃至１０における基板と液体の接触角を２０°とした場合の平面パターンの設計値およびそのときの内部圧力値の説明図である。図２２Ａ、図２２Ｂ、図２２Ｃ、及び図２３Ａ、図２３Ｂ、図２３Ｃからも分かるとおり、基板の液体に対する接触角が変化した場合においても、最適設計をすることにより、液体の内部圧力差を緩和することができ、異常パターンの発生を抑制することができる。
なお、実施例１および２においては端子部１０３の形状について記載しているが、端子部１０３に限らず、絶縁基板上に略直線パターンと前記略直線パターンよりも幅の広い略四角パターンが形成され、略直線パターンの短辺と略四角パターンの一辺の一部が接続された平面パターンにおいて適用可能である。
また、実施例３においては、屈曲部１２１を有する場所として、端子部１０３の一部の形状について記載しているが、端子部１０３の一部に限らず、絶縁基板上に略直線パターン１と略直線パターン２が形成され、略直線パターン１の短辺と略直線パターン２の長辺の端部が接続され、Ｌ字型の屈曲部を形成する平面パターンにおいて適用可能である。
さらに、実施例４，５，６，７，８においては、走査信号配線１０２と走査信号電極１０４の接続部分について記載しているが、走査信号配線１０２と走査信号電極１０４の接続部分に限らず、絶縁基板上に略直線パターン１と略直線パターン２が形成され、略直線パターン１の短辺と略直線パターン２の長辺の一部が接続され、Ｔ字型の形状を有する平面パターンにおいて適用可能である。
さらにまた、実施例９においては、交差部１０５の形状について記載しているが、交差部１０５に限らず、絶縁基板上に略直線パターン１と略直線パターン１と略同等の短辺の長さを持つ略直線パターン２と略直線パターン１、および２よりも短辺の長さの短い略直線パターン３が形成され、略直線パターン１の短辺の一部と略直線パターン３の短辺１が接続され、かつ略直線パターン３のもう一方の短辺２と略直線パターン２の短辺の一部とが接続された平面パターンにおいて適用可能である。
そして、実施例１０においては、走査信号配線１０２の終端部１０６について記載しているが、走査信号配線１０２の終端部１０６に限らず、略直線パターン１の長手方向の終端部において適用可能な平面パターンである。
そしてまた、実施例１１、および１２においては、走査信号配線１０２の形状について記載しているが、走査信号配線１０２に限らず、略直線パターンにおいて適用可能な平面パターンである。
また、実施例１３においては、走査信号配線１０２に実施例２，４，１０，１２に記載の平面パターンを適用した場合について記載しているが、実施例１〜１２のいずれかに記載の平面パターンを少なくとも一つ適用することにより同様の効果を得ることができる。
さらに、実施例１６においては、実施例１〜１５のパターンを液晶表示装置に適用した場合について記載しているが、液晶表示装置に限らず、有機ＬＥＤ、ＰＤＰ等の表示装置、またはプリント基板等のパターンを液体プロセスを用いて形成する場合においても適用可能な平面パターンである。
本発明の実施例１の説明図である。 本発明の実施例２の説明図である。 本発明の実施例３の説明図である。 本発明の実施例４の説明図である。 本発明の実施例５の説明図である。 本発明の実施例６の説明図である。 本発明の実施例７の説明図である。 本発明の実施例８の説明図である。 本発明の実施例９の説明図である。 本発明の実施例１０の説明図である。 本発明の実施例１１の説明図である。 本発明の実施例１２の説明図である。 本発明の実施例１３の説明図である。 本発明の実施例１４の説明図である。 インクジェット法により形成された配線を用いた液晶表示装置の概観図である。 図１５に示した液晶表示装置の表示部の模式回路図である。 図１６に示した領域ＡのＴＦＴ基板側の平面図である。 インクジェット法により形成された走査線の端子部の他の平面パターンの説明図である。 インクジェット法により形成された走査線の端子部の他の平面パターンの説明図である。 インクジェット法により形成された走査線の端子部の他の平面パターンの説明図である。 インクジェット法により形成されたT字部の他の平面パターンの説明図である。 実施例１乃至４における基板と液体の接触角を５０°とした場合の平面パターンの設計値およびそのときの内部圧力値の説明図である。 実施例５乃至８における基板と液体の接触角を５０°とした場合の平面パターンの設計値およびそのときの内部圧力値の説明図である。 実施例９および１０における基板と液体の接触角を５０°とした場合の平面パターンの設計値およびそのときの内部圧力値の説明図である。 実施例１乃至４における基板と液体の接触角を２０°とした場合の平面パターンの設計値およびそのときの内部圧力値の説明図である。 実施例５乃至８における基板と液体の接触角を２０°とした場合の平面パターンの設計値およびそのときの内部圧力値の説明図である。 実施例９および１０における基板と液体の接触角を２０°とした場合の平面パターンの設計値およびそのときの内部圧力値の説明図である。 液体の内部圧力を説明する図である。 金属膜をスパッタ法にて形成し、フォトリソグラフィー工程、エッチングの工程を経て形成した表示パネルの走査線の平面パターンの例を説明する図である。 液体の吐出直後の走査線平面パターンおよび液体の内部圧力差に起因して液体が流動し変形した走査線平面パターンを説明する図である。 液体の吐出直後の直線パターンと表面エネルギーの安定性に起因して液体が流動し変形した直線パターンを説明する図である。
符号の説明
１０１：走査線
１０２：走査信号配線
１０３：端子部
１０４：走査信号電極
１０５：交差部
１０６：終端部
１０７：映像線
１０８：映像信号配線
１０９：映像信号電極
１１０：薄膜トランジスタ
１１１：画素電極
１１２：共通電極
１１３：液晶
１１６：半導体層
１１７：ソース電極
１２１：屈曲部
１２２：Ｔ字部
２０１：櫛歯パターン
２０２：櫛歯接続パターン
２０３：端子部棒状抜きパターン
２０４：端子部円形抜きパターン
２０５：屈曲部内側面取り
２０６：屈曲部外側面取り
２０７：Ｔ字部接続部分の面取り
２０８：Ｔ字部対面の面取り
２０９：Ｔ字部抜きパターン
２１０：Ｔ字部対面の直線パターン
２１１：交差部角の面取り
２１２：終端部半円パターン
２１３：突起部
２１４：端子部楕円抜きパターン
２１５：端子部略六角形抜きパターン
３０１：従来の端子部平面パターン
３０２：実施例１における端子部１０３の特徴点ｃおよびｊ’ 周辺の平面パターン
３０３：吐出直後の走査線平面パターン
３０４：液体の内部圧力差に起因して液体が流動し変形した走査線平面パターン
３０５：吐出直後の直線パターン
３０６：表面エネルギーの安定性に起因して液体が流動し変形した直線パターン
３０７：従来のＴ字部平面パターン
３０８：従来の終端部平面パターン
３０９：従来の走査信号配線平面パターン
３１０：従来の交差部平面パターン
５００：液体
５０１：絶縁基板
５０２：段差
５０３：パターン断面
６０１：液晶表示装置
６０２：表示部。

Claims (7)

  1. 液体プロセスを用いて形成された平面パターンを有する基板において、
    前記平面パターンは、前記液体プロセスによる当該平面パターンを形成するために前記基板上に吐出された溶液の任意の２点に生じる当該液体の内部圧力差が小さい平面形状の組み合わせ、かつ前記吐出された溶液の表面積が極小になる平面形状に基づいて形成されたものであり、
    前記基板上に第１の略直線パターンと第２の略直線パターンを形成してなり、前記第１の略直線パターンの短辺と前記第２の略直線パターンの長辺の端部が接続されたＬ字型の屈曲部を有し、
    前記平面パターンのすべての前記接続された部分はなめらかな曲線であり、
    前記屈曲部の角に、当該屈曲部の曲率を小さくするための面取りを施したことを特徴とする平面パターンを有する基板。
  2. 前記基板上に第１の略直線パターンと第２の略直線パターンを形成してなり、前記第１の略直線パターンの短辺と前記第２の略直線パターンの長辺の一部が接続されたＴ字型の接続された部分を形成した平面パターンを有し、
    前記接続された部分の角に、当該接続部の曲率を小さくするための面取りを施したことを特徴とする請求項１に記載の平面パターンを有する基板。
  3. 基板上に第１の略直線パターンと、第１の略直線パターンと略同等の短辺の長さを持つ第２の略直線パターンと、前記第１の略直線パターンおよび前記第２の略直線パターンよりも短辺の長さの短い第３の略直線パターンが形成されてなり、
    前記第１の略直線パターンの短辺の一部と前記第３の略直線パターンの短辺が接続され、かつ当該第３の略直線パターンのもう一方の短辺と前記第２の略直線パターンの短辺の一部とが接続されており、
    前記第１の略直線パターンと前記第３の略直線パターンの接続された部分の凸部の角と凹部の角、および前記第２の略直線パターンと前記第３の略直線パターンの接続された部分の凸部の角と凹部の角に、当該接続された部分の曲率を小さくするための面取りを施したことを特徴とする請求項１に記載の平面パターンを有する基板。
  4. インクジェット法等による液体プロセスを用いて、絶縁基板上に略直線パターンが形成された平面パターンを有する基板において、
    前記略直線パターンの長手方向の終端部に、当該略直線パターンの短辺よりも長い弦を持つ略半円パターンが接続され、かつ前記略直線パターンと前記略半円パターンの接続された部分の角に当該接続された部分の曲率を小さくするための面取りを施したことを特徴とする請求項１に記載の平面パターンを有する基板。
  5. 前記略半円パターンの弦の長さが略直線パターンの短辺の長さの1.5〜5.0倍であることを特徴とする請求項４に記載の平面パターンを有する基板。
  6. 前記基板上に平均幅Ｄの略直線パターンが形成されてなり、
    前記略直線パターンは、当該略直線パターンの長辺に平行な軸で対称となるような波打ち型パターンであり、当該波打ち型パターンの波の周期をπＤ以下としたことを特徴とする請求項１に記載の平面パターンを有する基板。
  7. 前記基板上に平均幅Ｄの略直線パターンが形成されてなり、
    前記略直線パターンの長辺に平行な軸で対称となるように略半円形の突起部が接続されており、
    前記突起部の間隔をπＤ以下としたことを特徴とする請求項１に記載の平面パターンを有する基板。


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