JP2001091959A - 液晶表示装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 製造過程で基板帯電が生じた場合に共通電極
に溜まる電荷を小さくすることにより、静電気による絶
縁破壊などの発生を抑制し、歩留まり良く製造すること
が可能なアクティブマトリクス方式の液晶表示装置およ
びその製造方法を提供する。 【解決手段】 透明基板１上に、共通電極１１および共
通電極信号供給線８を互いに独立した形状の部材として
形成した後、共通電極信号供給線１２および映像信号供
給線５を形成し、しかる後に共通電極１１と共通電極信
号供給線８および１２とを接続部１３を介して電気的に
接続する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アクティブマトリ
ックス方式の液晶表示装置およびその製造方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】液晶を応用した表示装置は、低電力、軽
量という、従来の表示装置には見られない特徴を有す
る。特に、各画素にスイッチング素子として薄膜トラン
ジスタ（以下、「ＴＦＴ」とする。）を配置したアクテ
ィブマトリクス方式の液晶表示装置は、クロストークの
少ない鮮明な画像表示が得られることから、ノートパソ
コンやカーナビゲーションのディスプレイなどに使用さ
れ、更に近年では大型ディスプレイモニターとして急速
に利用されるようになっている。

【０００３】アクティブマトリクス方式の液晶表示装置
は、画素電極およびスイッチング素子を備えた第１の透
明基板と、対向電極を備えた第２の透明基板とが、液晶
層を介して、互いに対向するように配置されて構成され
る。図４は、従来の液晶表示装置を構成する第１の透明
基板の平面図であり、図５は、図４のＣ−Ｃ’に沿った
断面図である。以下、これらの図面を用いて、従来の液
晶表示装置の構造について説明する。

【０００４】透明基板２１上に、複数の画素電極３０が
行列状に配置され、各画素電極に対応させてＴＦＴが配
置されている。更に、ＴＦＴに走査信号を供給するため
の走査信号供給線２２と、画素電極にＴＦＴを介して映
像信号を供給するための映像信号供給線２５とが形成さ
れている。なお、走査信号供給線２２および映像信号供
給線２５は、各々、ＴＦＴのゲート電極およびソース電
極としての機能を兼ねている。更に、透明基板２１上に
は、画素電極３０が成す各列に対応する共通電極３１
と、共通電極に電位信号を供給する共通電極信号供給線
２８および３２とが形成されている。共通電極３１と共
通電極信号供給線２８とは同層で構成され、パターン的
に一体化した櫛型電極（櫛の歯に相当する部分が共通電
極３１として機能し、櫛の胴に相当する部分が共通電極
信号供給線２８として機能する。）として形成されてい
る。

【０００５】以上のように構成された液晶表示装置につ
いてその動作を説明する。まず、走査信号供給線２２に
電圧が印加されると、映像信号供給線２５から映像信号
がＴＦＴを介して画素電極３０に伝わる。これにより、
画素電極３０と対向する対向電極（図示せず。）との間
に電界を発生させ、画素電極と対向電極の間に存在する
液晶（図示せず。）の配向を任意に可変し、光透過率を
調整して所望の画像が作り出す。画素電極３０に伝えら
れた映像信号電圧は、画素電極３０と共通電極３１との
間に絶縁膜を誘電体として形成される蓄積容量により、
次の映像信号印可タイミングまでの間保持される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】液晶表示装置の製造過
程においては、基板の帯電が生じる場合がある。例え
ば、一般的な成膜工程であるスパッタリング工程や、フ
ォトリソグラフィー工程、ドライエッチング工程などで
基板が電界にさらされることに起因した帯電や、搬送途
中の剥離帯電などの基板帯電が挙げられる。このような
基板帯電が生じると、共通電極に電荷が溜まり静電気が
生じるおそれがある。

【０００７】従来の液晶表示装置においては、共通電極
３１と共通電極信号供給線２８とが一体化されており、
画素領域外から内に及ぶ大面積の櫛型電極として形成さ
れている。このような大面積の電極が存在すると、基板
帯電時に共通電極３１に溜まる電荷が大きくなるため、
大きな静電気が発生し、画素領域内で交差する映像信号
供給線２５との間に介在する絶縁膜の静電気に起因した
絶縁破壊が生じやすいという問題があった。

【０００８】本発明は、上記問題に鑑みてなされたもの
であり、静電気による絶縁破壊などの発生を抑制し、歩
留まり良く製造することが可能な液晶表示装置およびそ
の製造方法を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明の液晶表示装置は、透明基板に複数の画素電
極が行列状に配置され、前記画素電極の各々に対応する
ように複数のスイッチング素子が配置された液晶表示装
置であって、前記透明基板の上方に、前記画素電極と絶
縁膜を介して対向するように形成された共通電極と、前
記共通電極の一端と電気的に接続された第１の共通電極
信号供給線と、前記共通電極の他端と電気的に接続され
た第２の共通電極信号供給線とを備え、前記共通電極
が、前記第１の共通電極信号供給線および前記第２の共
通電極信号供給線から分離した別の部材として形成され
ていることを特徴とする。ここで、部材Ａが部材Ｂから
「分離」するとは、部材Ａと部材Ｂとが、パターン的に
一体化されておらず、互いに独立していることを意味す
る。

【００１０】このような構成の液晶表示装置は、製造過
程における基板帯電時に共通電極に溜まる電荷を小さく
することが可能な構造を有するため、静電気による配線
ショートなどの不良を抑制し、歩留まり良く製造するこ
とが可能であるという利点を有する。

【００１１】前記液晶表示装置においては、共通電極と
第１の共通電極信号供給線とが、前記共通電極および前
記第１の共通電極信号供給線よりも上方に形成された第
１の接続部を介して、電気的に接続されていることが好
ましい。また、共通電極と第２の共通電極信号供給線と
が、前記共通電極および前記第２の共通電極信号供給線
よりも上方に形成された第２の接続部を介して、電気的
に接続されていることが好ましい。ここで、「（部材
Ａ）よりも上方」とは、透明基板の画素電極が形成され
た側の表面を上面としたとき、透明基板の上面からの距
離が部材Ａよりも大きいことを意味する。

【００１２】前記目的を達成するため、本発明の液晶表
示装置の製造方法は、透明基板に複数の画素電極が行列
状に配置され、前記画素電極の各々に対応するように複
数のスイッチング素子が配置された液晶表示装置の製造
方法であって、前記透明基板上に共通電極を形成する工
程と、前記透明基板上に第１の共通電極信号供給線を形
成する工程と、前記透明基板の前記共通電極よりも上方
に第２の共通電極信号供給線を形成する工程と、前記画
素電極を前記共通電極と絶縁膜を介して対向するように
形成する工程とを含み、前記共通電極を前記第１の共通
電極信号供給線および前記第２の共通電極信号供給線か
ら分離した別の部材として形成し、前記第２の共通電極
信号供給線を形成する工程の後に、前記共通電極の一端
を前記第１の共通電極信号供給線と電気的に接続し、前
記共通電極の他端を前記第２の共通電極信号供給線と電
気的に接続することを特徴とする。

【００１３】このような製造方法によれば、共通電極と
共通電極信号供給線とを離間させて比較的小面積の電極
として形成し、両者の電気的接続は、基板帯電の生じや
すい工程である第２の共通電極信号供給線形成工程の後
に実施するため、基板帯電時に共通電極に溜まる電荷を
小さくして、静電気による配線ショートなどの不良を抑
制することができ、歩留まりの向上を図ることができ
る。

【００１４】前記製造方法においては、第２の共通電極
信号供給線を形成する工程の後に、共通電極および第１
の共通電極信号供給線よりも上方に第１の接続部を形成
し、前記共通電極と前記第１の共通電極信号供給線とを
前記第１の接続部を介して電気的に接続することが好ま
しい。また、第２の共通電極信号供給線を形成する工程
の後に、共通電極および第２の共通電極信号供給線より
も上方に第２の接続部を形成し、前記共通電極と前記第
２の共通電極信号供給線とを前記第２の接続部を介して
電気的に接続することが好ましい。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明の液晶表示装置は、画素電
極およびスイッチング素子を備えた第１の透明基板と、
対向電極を備えた第２の透明基板とが、液晶層を介し
て、互いに対向するように配置されて構成される。図１
は、本発明に係る液晶表示装置を構成する第１の透明基
板の一例を示す平面図である。また、図２は、図１のＡ
−Ａ’に沿った断面図であり、図３は、図１のＢ−Ｂ’
に沿った断面図である。なお、図１においては、簡単の
ため画素電極が２×２個配置された図を示しているが、
本発明はこれに限定されるものではない。

【００１６】以下、これらの図面を用いて、本発明に係
る液晶表示装置について説明する。透明基板（例えば、
ガラス基板）１上に、複数の画素電極１０が行列状に配
置されており、各画素電極１０に対応するように複数の
薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）が配置されている。以下、
透明基板の画素電極およびＴＦＴが行列状に配置された
領域を「画素領域」とする。

【００１７】各ＴＦＴは、透明基板１上に形成されたゲ
ート電極と、ゲート電極上に絶縁膜３を介して形成され
た半導体層４と、半導体層４と電気的に接続されたソー
ス電極およびドレイン電極９とで構成されている。

【００１８】ゲート電極は、特定方向（以下、「行方
向」とする。）に隣接する別のＴＦＴのゲート電極と一
体化した形状に形成される。例えば、図１に示すよう
に、行方向に伸びた長矩形の導電層２として形成するこ
とができる。この導電層２は、ゲート電極としての機能
に加えて、行方向に配列した複数のゲート電極を電気的
に接続し、これらのゲート電極に走査信号を供給する配
線としての機能を果たす。以下、この導電層２を「走査
信号供給線」とする。

【００１９】一方、ソース電極は、行方向と直交する方
向（以下、「列方向」とする。）に隣接する別のＴＦＴ
のソース電極と一体化した形状に形成される。例えば、
図１に示すように、ソース電極として機能する部分を櫛
の歯に見立てた、櫛形の導電層５として形成することが
できる。櫛の胴に相当する部分は、列方向に配列した複
数のソース電極を電気的に接続し、これらに対応する画
素電極にドレイン電極を介して映像信号を供給する配線
として機能する。以下、この櫛形導電層５を「映像信号
供給線」とする。

【００２０】画素電極１０は、ＴＦＴを被覆するように
形成されたパッシベーション膜である絶縁膜６上に形成
されており、対応するＴＦＴのドレイン電極９とコンタ
クトホール７を介して電気的に接続されている。

【００２１】更に、画素領域には、複数の画素電極１０
が行方向に配列してなす各行に対応するように共通電極
１１が配置されている。共通電極１１は、行方向に伸び
る電極であり、絶縁膜３および６を介して画素電極１０
と対向するように形成されている。

【００２２】また、透明基板１には、共通電極１１に電
位信号を供給するための共通電極信号供給線８および１
２が配置されている。共通電極信号供給線８および１２
は列方向に伸びる配線であり、画素領域外、すなわち第
１列および最終列を構成する画素電極よりも外側の領域
に配置されている。

【００２３】図３に示すように、共通電極信号供給線８
は共通電極１１と同層で形成され、共通電極信号供給線
１２は共通電極１１よりも上方の層で形成される。ま
た、共通電極１１、共通電極信号供給線８および１２上
には、絶縁膜３および６が形成されている。なお、「同
層」とは、同一工程で成膜され得る層を意味し、「（共
通電極）よりも上方の層」とは、共通電極を構成する層
よりも上方に形成される層、すなわち共通電極を構成す
る層よりも後に成膜され得る層を意味する。

【００２４】本発明の液晶表示装置においては、共通電
極１１と、共通電極信号供給線８および１２とは、パタ
ーン的に独立した別の部材として、互いに離間するよう
に配置されている。共通電極１１と、共通電極信号供給
線８および１２との間の電気的な接続は、共通電極１
１、共通電極信号供給線８および１２よりも上方の層で
形成された接続部１３を用いて達成されている。接続部
１３は、映像信号供給線５よりも上方の層で形成される
ことが好ましく、更には画素電極１０と同層で形成され
ることが好ましい。この場合、絶縁膜３および６には共
通電極１１と共通電極信号供給線８および１２の上方に
相当する部分にコンタクトホールが形成され、このコン
タクトホールおよび接続部１３を介して共通電極１１と
共通電極信号供給線８および１２とが電気的に接続され
る。

【００２５】なお、本液晶表示装置を構成する各部材の
材料については、特に限定するものではなく、従来使用
されているものと同様の材料を使用することができる。
具体的には、後の製造方法についての説明において例示
するような材料を使用することができる。

【００２６】以上のように構成された液晶表示装置につ
いてその動作を説明する。まず、走査信号供給線２に走
査信号電圧が印加され、ＴＦＴの半導体層４にチャンネ
ルが形成される。次に、映像信号供給線５に映像信号電
圧が印加されると、この電圧がＴＦＴを介して画素電極
１０に伝わり、画素電極１０と対向する対向電極（図示
せず。）との間に電界を発生させ、画素電極と対向電極
の間に存在する液晶（図示せず。）の配向を任意に可変
し、光透過率を調整して所望の画像が作り出される。画
素電極１０に伝えられた映像信号電圧は、画素電極１０
と共通電極１１との間に絶縁膜３を誘電体として形成さ
れる蓄積容量により、次に映像信号が印可される時まで
保持される。

【００２７】次に、本液晶表示装置の製造方法の一例を
説明する。まず、透明基板１上に第１の導電膜を堆積形
成する。第１の導電膜としては、例えば、Ｃｒ、Ｔａ、
Ｍｏ、Ａｌまたはこれらの合金などを使用することがで
き、膜厚は２００〜３００ｎｍ程度とすることが適当で
ある。また、第１の導電膜の形成方法としては、例え
ば、スパッタリング法を採用することができる。次に、
第１の導電膜をフォトリソグラフィーおよびエッチング
にてパターニングし、走査信号供給線２、共通電極信号
供給線８および共通電極１１を形成する。このとき、共
通電極信号供給線８と共通電極１１とは互いにパターン
的に独立させて、離間させて形成する。

【００２８】次に、絶縁膜３を形成した後、絶縁膜３上
に半導体層４を形成する。絶縁膜３としては、例えば、
シリコン酸化膜またはシリコン窒化膜などを使用するこ
とができ、膜厚は３００〜４００ｎｍ程度とするのが適
当である。また、半導体層４としては、例えば、アモル
ファスシリコンなどを使用することができ、膜厚は２０
０〜３００ｎｍ程度とするのが適当である。また、絶縁
膜３および半導体層４の形成方法としては、例えばＣＶ
Ｄ法を採用することができる。

【００２９】次に、半導体層４および絶縁膜３上に、第
２の導電膜を堆積形成する。第２の導電膜としては、例
えば、Ｃｒ、Ｔａ、Ｍｏ、Ａｌまたはこれらの合金など
を使用することができ、膜厚は２００〜３００ｎｍ程度
とすることが適当である。また、第２の導電膜の形成方
法としては、例えば、スパッタリング法を採用すること
ができる。続いて、第２の導電膜をパターニングし、ド
レイン電極９、映像信号供給線５および共通電極信号供
給線１２を形成する。このように、共通電極信号供給線
１２は、共通電極１１とは異なる層で形成されるため、
当然のことながら独立した別の部材として形成されるこ
ととなる。

【００３０】更に、絶縁膜６を形成したあと、共通電極
１１の両端部と、共通電極信号供給線８および１２の共
通電極１１に近接する部分とに、各々、コンタクトホー
ルを形成する。絶縁膜６としては、シリコン酸化物、シ
リコン窒化物、アクリル樹脂、ポリイミド、ポリアミ
ド、ポリカーボネートまたはこれらの積層膜を使用する
ことができ、その膜厚は２００〜４０００ｎｍ程度とす
ることが適当である。また、絶縁膜６の形成としては、
例えば、無機材料を使用する場合はＣＶＤ法、有機材料
を使用する場合は塗布によって実施することができる。

【００３１】その後、第３の導電膜を形成した後、これ
をパターニングして、画素電極１０および接続部１３を
形成する。同時に接続部１３によって、互いに離間する
ように配置された共通電極１１と共通電極信号供給線
８、および、共通電極１１と共通電極信号供給線１２と
を、各々、コンタクトホールを介して電気的に接続す
る。第３の導電膜としては、例えば、インジウム錫酸化
物（ＩＴＯ）などを使用することができ、膜厚は５０〜
２００ｎｍ程度とすることが適当である。また、第３の
導電膜の形成方法としては、例えば、スパッタリング法
を採用することができる。

【００３２】このように、共通電極と共通電極信号供給
線とを離間させて比較的小面積の電極として形成してお
き、両者を基板帯電の生じやすい工程である第２の導電
膜の成膜工程を実施した後に接続することにより、基板
帯電時に共通電極に溜まる電荷を小さくすることができ
る。

【００３３】更に、上記各工程を経た透明基板を、慣用
の方法によって、対向電極が形成された別の透明基板と
貼り合わせた後、基板間の間隙に液晶を封入することに
より、液晶表示装置が製造される。

【００３４】なお、上記製造方法において、スパッタリ
ング法またはＣＶＤ法などの成膜、フォトリソグラフー
およびエッチングは、基本的に常法に従って実施するこ
とができ、その操作および条件について特に限定するも
のではない。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の液晶表示
装置は、透明基板に複数の画素電極が行列状に配置さ
れ、前記画素電極の各々に対応するように複数のスイッ
チング素子が配置された液晶表示装置であって、前記透
明基板の上方に、前記画素電極と絶縁膜を介して対向す
るように形成された共通電極と、前記共通電極の一端と
電気的に接続された第１の共通電極信号供給線と、前記
共通電極の他端と電気的に接続された第２の共通電極信
号供給線とを備え、前記共通電極が、前記第１の共通電
極信号供給線および前記第２の共通電極信号供給線から
分離した別の部材として形成されているため、製造過程
で発生する静電気による配線ショート不良を抑制し、歩
留まり良く製造することが可能な構造を有している。

【００３６】また、本発明の製造方法によれば、透明基
板に複数の画素電極が行列状に配置され、前記画素電極
の各々に対応するように複数のスイッチング素子が配置
された液晶表示装置の製造方法であって、前記透明基板
上に共通電極を形成する工程と、前記透明基板上に第１
の共通電極信号供給線を形成する工程と、前記透明基板
の前記共通電極よりも上方に第２の共通電極信号供給線
を形成する工程と、前記画素電極を前記共通電極と絶縁
膜を介して対向するように形成する工程とを含み、前記
共通電極を前記第１の共通電極信号供給線および前記第
２の共通電極信号供給線から分離した別の部材として形
成し、前記第２の共通電極信号供給線を形成する工程の
後に、前記共通電極の一端を前記第１の共通電極信号供
給線と電気的に接続し、前記共通電極の他端を前記第２
の共通電極信号供給線と電気的に接続するため、静電気
による配線ショート不良の発生を抑制し、歩留まりを向
上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る液晶表示装置の構造の一例を示
す部分平面図である。

【図２】 図１におけるＡ−Ａ’断面図である。

【図３】 図１におけるＢ−Ｂ’断面図である。

【図４】 従来の液晶表示装置の構造を示す部分断面図
である。

【図５】 図４におけるＣ−Ｃ’断面図である。

【符号の説明】

１、２１ 透明基板 ２、２２ 走査信号供給線 ３、２３ 絶縁膜 ４、２４ 半導体層 ５、２５ 映像信号供給線 ６、２６ 絶縁膜 ７、２７ コンタクトホール ８、２８ 共通電極信号供給線 ９、２９ ドレイン電極 １０、３０ 画素電極 １１、３１ 共通電極 １２、３２ 共通電極信号供給線 １３、３３ 接続部

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H092 JA25 JA33 JA35 JB27 JB32 JB36 JB56 JB57 JB79 KA05 KA12 KA18 KB04 MA05 MA07 MA37 NA14 NA16 NA29 5C094 AA31 AA42 BA03 BA43 CA19 DA13 DB04 EA04 EA05 EA10 EB02 FA01 FA02 FB12 FB15 GB10

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 透明基板に複数の画素電極が行列状に配
   置され、前記画素電極の各々に対応するように複数のス
   イッチング素子が配置された液晶表示装置であって、前
   記透明基板の上方に、前記画素電極と絶縁膜を介して対
   向するように形成された共通電極と、前記共通電極の一
   端と電気的に接続された第１の共通電極信号供給線と、
   前記共通電極の他端と電気的に接続された第２の共通電
   極信号供給線とを備え、前記共通電極が、前記第１の共
   通電極信号供給線および前記第２の共通電極信号供給線
   から分離した別の部材として形成されていることを特徴
   とする液晶表示装置。
2. 【請求項２】 共通電極と第１の共通電極信号供給線と
   が、前記共通電極および前記第１の共通電極信号供給線
   よりも上方に形成された第１の接続部を介して、電気的
   に接続されている請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 【請求項３】 共通電極と第２の共通電極信号供給線と
   が、前記共通電極および前記第２の共通電極信号供給線
   よりも上方に形成された第２の接続部を介して、電気的
   に接続されている請求項１または２に記載の液晶表示装
   置。
4. 【請求項４】 透明基板に複数の画素電極が行列状に配
   置され、前記画素電極の各々に対応するように複数のス
   イッチング素子が配置された液晶表示装置の製造方法で
   あって、前記透明基板上に共通電極を形成する工程と、
   前記透明基板上に第１の共通電極信号供給線を形成する
   工程と、前記透明基板の前記共通電極よりも上方に第２
   の共通電極信号供給線を形成する工程と、前記画素電極
   を前記共通電極と絶縁膜を介して対向するように形成す
   る工程とを含み、前記共通電極を前記第１の共通電極信
   号供給線および前記第２の共通電極信号供給線から分離
   した別の部材として形成し、前記第２の共通電極信号供
   給線を形成する工程の後に、前記共通電極の一端を前記
   第１の共通電極信号供給線と電気的に接続し、前記共通
   電極の他端を前記第２の共通電極信号供給線と電気的に
   接続することを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
5. 【請求項５】 第２の共通電極信号供給線を形成する工
   程の後に、共通電極および第１の共通電極信号供給線よ
   りも上方に第１の接続部を形成し、前記共通電極と前記
   第１の共通電極信号供給線とを前記第１の接続部を介し
   て電気的に接続する請求項４に記載の液晶表示装置の製
   造方法。
6. 【請求項６】 第２の共通電極信号供給線を形成する工
   程の後に、共通電極および第２の共通電極信号供給線よ
   りも上方に第２の接続部を形成し、前記共通電極と前記
   第２の共通電極信号供給線とを前記第２の接続部を介し
   て電気的に接続する請求項４または５に記載の液晶表示
   装置の製造方法。