JP2001318392A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 製造工程において放電により絶縁破壊される
ことが抑制された、歩留まり良く製造可能な液晶表示装
置を提供する。 【解決手段】 本発明の液晶表示装置は、一対の基板間
に液晶層が挟持されてなり、前記一対の基板の一方が、
行列状に配列された画素電極と、前記画素電極の各行に
それぞれ対向して設けられ、対向するそれぞれの前記画
素電極との間に蓄積容量を形成する共通電極とを有し、
前記共通電極が共通電極信号供給線と電気的に接続され
てなる液晶表示装置であって、前記共通電極と前記共通
電極信号供給線との間に絶縁膜を有し、前記共通電極と
前記共通電極信号供給線とが電気的に分離しているとき
における前記共通電極と前記共通電極信号供給線との間
の前記絶縁膜に生じる電界強度を、前記絶縁膜の耐電圧
における電界強度未満に抑制するように、前記共通電極
と前記共通電極信号供給線とが離間することを特徴とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は液晶表示装置に関
し、特にアクティブマトリックス型液晶表示装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】液晶を応用した表示装置は、低電力駆動
および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（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏ
ｒ、以下「ＴＦＴ」と称する。）を配置したアクティブ
マトリクス型液晶表示装置は、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、さら
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】一般にアクティブマトリクス型液晶表示装
置は、画素電極およびスイッチング素子を備えたアクテ
ィブマトリクス基板と、対向電極を備えた対向基板と
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８０に含まれる
アクティブマトリクス基板５５の部分平面図であり、図
５および図６はそれぞれ、図４のアクティブマトリクス
基板５５のＤ−Ｄ’およびＡ−Ａ’に対応する液晶表示
装置８０の断面図である。以下、図４、図５および図６
を用いて従来の液晶表示装置８０について説明する。

【０００４】図５および図６に示されるように、液晶表
示装置８０はアクティブマトリクス基板５５、対向基板
６０およびこれらの基板に挟持された液晶層７０を有す
る。

【０００５】図４に示されるように、アクティブマトリ
クス基板５５は、行方向に配列された走査信号供給線
２、列方向に配列された映像信号供給線５、これらの配
線２および５とＴＦＴ２０を介して接続される行列状に
配列された画素電極１０、画素電極１０の各行に対応す
るように設けられた共通電極２８、共通電極２８と電気
的に接続する第１および第２共通電極信号供給線８およ
び１２を有する。共通電極２８は、対応する行の画素電
極１０とそれぞれ対向し、これらの画素電極１０との間
に蓄積容量を形成する。ＴＦＴ２０は、図６に示される
ように、基板１上に形成されたゲート電極３２、ゲート
電極３２上に絶縁膜３を介して形成された半導体層４、
半導体層４と電気的に接続されたソース電極３５、およ
びドレイン電極９を有する。

【０００６】走査信号供給線２にはアドレス信号が供給
され、映像信号供給線５にはフレーム走査期間毎に極性
反転された映像表示信号が供給される。この映像表示信
号は、アドレス信号でオン／オフされ制御されるスイッ
チング素子であるＴＦＴ２０を介して、各画素の容量に
書き込まれる。画素電極電圧と対向電極に供給される電
圧との電位差によってそれぞれの画素電極上の液晶層７
０が励起され、液晶層７０に含まれる液晶分子の配向を
任意に変化させ、光透過率を調整して所望の画像を作り
出す。画素電極への書き込みは、映像信号供給線５に同
時に供給される信号を、走査信号供給線２に順次供給さ
れるアドレス信号でサンプリングする線順次駆動によっ
て行う。画素電極（容量）に書き込まれた表示信号は、
次のフレームの走査時まで画素電極１０と共通電極２８
との間に形成される蓄積容量により蓄積され、その電位
が保持される。以上のようにして液晶表示装置８０は駆
動する。

【０００７】次に、アクティブマトリクス基板５５の製
造方法を簡単に説明する。まず、基板１に、ＴＦＴ２０
のゲート電極３２としても機能する走査信号供給線２、
第１共通電極信号供給線８および共通電極２８を形成
し、その上に絶縁膜３を堆積する（図４および図５参
照）。図５に示されるように、第１共通電極信号供給線
８と共通電極２８との距離Ｌが約４μｍ〜数１０μｍ以
下であるように、第１共通電極信号供給線８および共通
電極２８が小さなラインスペースをあけて近接して設け
られる。従来は、フォトリソグラフィ技術によるパター
ニングの最小解像寸法を考慮して、第１共通電極信号供
給線８と共通電極２８との距離Ｌを約４μｍ以上として
いた。また、Ａｌを主成分とする共通電極２８の抵抗
（シート抵抗）は０．２Ω／□であるのに対して、画素
電極１０と同じＩＴＯからなる接続部１３は抵抗３０Ω
／□と高い。従って、接続部１３における抵抗が大きく
なりすぎないように距離Ｌを数１０μｍ以下としてい
た。

【０００８】次に、ＴＦＴ２０のソース、ドレインおよ
びチャネル領域を形成するための半導体層４を形成する
（図６参照）。さらに映像信号供給線５およびこれから
延出して形成されるソース電極３５、ドレイン電極９お
よび第２共通電極信号供給線１２を形成する（図４〜図
６参照）。

【０００９】さらに、ＴＦＴ２０を被覆するパッシベー
ション膜である絶縁膜６を形成し、コンタクトホール７
に対応する部分を除去する（図５および図６参照）。こ
の絶縁膜６上にコンタクトホール７を介してドレイン電
極９と接続される画素電極１０を形成する。また、これ
と同時にコンタクトホール７を介して共通電極２８と第
１共通電極信号供給線８とを電気的に接続するための接
続部１３を絶縁膜６上に形成する（図４および図５参
照）。以上のようにしてアクティブマトリクス基板５５
を作製する。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】液晶表示装置の製造工
程においては基板に帯電が生じる場合がある。特に、一
般的な成膜方法であるスパッタリング工程、ＣＶＤ（化
学気相堆積）工程、フォトリソグラフィ工程、およびド
ライエッチング工程において基板が電界にさらされた
り、また、搬送途中に剥離帯電することによって、基板
に帯電が生じやすい。

【００１１】上述した従来の液晶表示装置８０の製造工
程において、絶縁膜３を形成したときに基板帯電が生じ
ると、共通電極２８と第１共通電極信号供給線８との間
で放電が生じ、共通電極２８、第１共通電極信号供給線
８および絶縁膜３が部分的に熱破壊し、パターンの不良
やダストを生じることがある。

【００１２】本発明は上記のような課題を解決するため
になされたものであり、製造工程において放電により絶
縁破壊されることが抑制された、歩留まり良く製造可能
な液晶表示装置を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本願発明の液晶表示装置
は、一対の基板間に液晶層が挟持されてなり、前記一対
の基板の一方が、行列状に配列された画素電極と、前記
画素電極の各行にそれぞれ対向して設けられ、対向する
それぞれの前記画素電極との間に蓄積容量を形成する共
通電極とを有し、前記共通電極が共通電極信号供給線と
電気的に接続されてなる液晶表示装置であって、前記共
通電極と前記共通電極信号供給線との間に絶縁膜を有
し、前記共通電極と前記共通電極信号供給線とが電気的
に分離しているときにおける前記共通電極と前記共通電
極信号供給線との間の前記絶縁膜に生じる電界強度を、
前記絶縁膜の耐電圧における電界強度未満に抑制するよ
うに、前記共通電極と前記共通電極信号供給線とが離間
することを特徴とする。このように本発明によると、共
通電極と共通電極信号供給線とが電気的に分離している
ときにおける共通電極と共通電極信号供給線との間の絶
縁膜に生じる電界強度を、絶縁膜の耐電圧における電界
強度未満に抑制するように、共通電極と共通電極信号供
給線とが離間するので、共通電極と共通電極信号供給線
との間で放電が生じることがない。従って、絶縁膜、共
通電極および共通電極信号供給線が熱破壊することがな
く、液晶表示装置を歩留まり良く製造することが可能で
ある。

【００１４】前記共通電極と前記共通電極信号供給線と
が同一平面上に少なくとも２００μｍ以上離間して設け
られることが好ましい。また、前記共通電極と前記共通
電極信号供給線とが同一工程において形成されれば、共
通電極および共通電極信号供給線を容易に作製すること
ができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の液晶表示装置９
０に含まれるアクティブマトリクス基板５０の平面図の
一例を示す。図２は、図１のＢ−Ｂ’線についての断面
図である。図１のＡ−Ａ’線についての断面図は、従来
例として示した図６と同様である。従来の液晶表示装置
８０と実質的に同様の機能を有する部材は同じ参照符号
で示し、その詳細な説明は省略する。なお、本願発明の
液晶表示装置９０は上述した従来の液晶表示装置８０と
同様に駆動する。図１は簡単のために、画素領域（表示
に寄与する領域）が、２行２列の画素電極１０からなる
２×２マトリクスを有するとして示されているが、本発
明はこれに限定されるものではない。以下、図１、図２
および図６を用いて、本発明の液晶表示装置９０につい
て説明する。

【００１６】図２に示されるように、液晶表示装置９０
は、一対の基板であるアクティブマトリクス基板５０お
よび対向基板６０と、これらの基板間に挟持された液晶
層７０とを有する。

【００１７】図１に示されるように、アクティブマトリ
クス基板５０は、行列状に配列された画素電極１０と、
画素電極１０と対向して蓄積容量を形成する共通電極１
１と、接続部１３によって共通電極１１と電気的に接続
される第１共通電極信号供給線８とを有する。共通電極
１１は、画素電極１０の各行にそれぞれ対応して設けら
れ、各行の画素電極１０のそれぞれと対向して蓄積容量
を形成する。特に本発明では図２に示されるように、共
通電極１１と共通電極信号供給線８との間に絶縁膜３を
有し、共通電極１１と共通電極信号供給線８とが電気的
に分離しているときにおける共通電極１１と共通電極信
号供給線８との間の絶縁膜３に生じる電界強度を、絶縁
膜３の耐電圧における電界強度未満に抑制するように、
共通電極１１と共通電極信号供給線８とが離間すること
に特徴を有する。

【００１８】以下に本発明の液晶表示装置９０の製造方
法の一例を図３を参照しながら簡単に説明する。

【００１９】まず、例えばガラスからなる基板１表面全
体にＡｌ／Ｔｉ薄膜を堆積する。フォトリソグラフィ工
程において、このＡｌ／Ｔｉ薄膜にレジスト塗布、露光
および現像工程などを行った後に、ドライエッチングを
行い、ＴＦＴのゲート電極３２としても機能する走査信
号供給線２、第１共通電極信号供給線８および共通電極
１１を形成する（工程１０２）。この工程１０２におい
て共通電極１１と第１共通電極信号供給線８とは、図１
に示されるように距離Ｓだけ互いに離間するように形成
される。共通電極１１の端部２２と共通電極信号供給線
８との離間距離Ｓは、共通電極１１と第１共通電極信号
供給線８とが電気的に分離しているとき（接続電極１３
が形成される工程１１２以前の工程）における共通電極
１１と第１共通電極信号供給線８との間の絶縁膜３（後
の工程１０４で形成される）に生じる電界強度が、絶縁
膜３の耐電圧における電界強度未満に抑制されるように
適宜決定される。離間距離Ｓは約２００μｍ以上である
ことが好ましい。なお、走査信号供給線２、第１共通電
極信号供給線８、および共通電極１１はＡｌ／Ｔｉ以外
にも例えばＴａ、Ｍｏ、ＭｏＷ、Ｃｒ、（Ｓｉ、Ｃｕ、
Ｎｄ、ＺｒおよびＴａなどを含む）Ａｌ合金から形成さ
れ得る。

【００２０】次いで、基板１表面全体に例えばＳｉＮ_x
薄膜を堆積させ、絶縁膜３を形成する（工程１０４、図
２および図６参照）。なお、絶縁膜３はＳｉＮ_x以外に
も例えばＳｉＮ_xおよびＳｉＯ₂の混合物、ＡｌＯ_x、お
よびＴａＯ_xから形成され得る。さらに絶縁膜３の上に
Ｓｉ薄膜を堆積する。フォトリソグラフィ工程、および
エッチング工程（ドライエッチングまたはウェットエッ
チング）を行い、ＴＦＴ２０のソース、ドレインおよび
チャネル領域を形成するための半導体層４を形成する
（工程１０６、図６参照）。

【００２１】次いで、例えばＡｌ／Ｔｉ薄膜を堆積し、
フォトリソグラフィ工程、およびドライエッチング工程
を行い、映像信号供給線５とこれから延出して形成され
るソース電極３５、ドレイン電極９および第２共通電極
信号供給線１２を形成する（工程１０８、図１、２およ
び６参照）。なお、映像信号供給線５、ドレイン電極９
および第２共通電極信号供給線１２は、Ａｌ／Ｔｉ以外
にも例えばＴａ、Ｍｏ、ＭｏＷ、Ｃｒ、Ａｌ合金（Ｓ
ｉ、Ｃｕ、Ｎｄ、ＺｒおよびＴａなどを含む）から形成
され得る。

【００２２】さらに、例えばＳｉＮｘ薄膜を基板全面に
堆積して絶縁膜６を形成し、フォトリソグラフィ工程、
およびドライエッチング工程を行い、絶縁膜３および６
においてコンタクトホール７に対応する部分を除去する
（工程１１０、図２および６参照）。なお、絶縁膜６は
ＳｉＮ_x以外にも例えばＳｉＣ₂、アクリル樹脂、ポリイ
ミド、ポリアミド、およびポリカーボネートから形成さ
れ得る。

【００２３】この絶縁膜６上にインジウム錫酸化物（Ｉ
ＴＯ）薄膜を堆積し、フォトリソグラフィ工程、および
ウェットエッチング工程を行い、画素電極１０および接
続部１３を形成する（工程１１２）。画素電極１０はコ
ンタクトホール７を介してＴＦＴ２０のドレイン電極９
と接続される（図６参照）。接続部１３はコンタクトホ
ール７を介して共通電極１１と第２共通電極信号供給線
１２とを接続する。以上のようにしてアクティブマトリ
クス基板５０を作製する。

【００２４】さらに、当業者に公知の方法で対向基板６
０を作製し、アクティブマトリクス基板５０と対向基板
６０との間に液晶層７０を挟持して液晶表示装置９０を
完成する。

【００２５】上述のような製造方法によって作製された
本発明の液晶表示装置９０において、共通電極１１と第
１共通電極信号供給線８とが電気的に分離しているとき
における共通電極１１と共通電極信号給線８との間の絶
縁膜３に生じる電界強度を絶縁膜３の耐電圧における電
界強度未満に抑制するように、共通電極１１と第１共通
電極信号供給線８とが距離Ｓだけ離間して形成されてい
る。従って、絶縁膜３が堆積されたとき（図５の工程１
０４）に、基板１に帯電が生じても、共通電極１１と第
１共通電極信号供給線８との間に設けられた絶縁膜３に
生じる電界強度が絶縁膜３の耐電圧における電界強度未
満である。よって、共通電極１１と第１共通電極信号供
給線８との間で放電が生じることがないので、絶縁膜
３、共通電極１１および第１共通電極信号供給線８が熱
破壊することがない。

【００２６】さらに、共通電極１１と第２共通電極信号
供給線１２との離間距離Ｖを上記距離Ｓと同様に設定す
ることがより好ましい。このことにより、共通電極１１
と第２共通電極信号供給線１２との間に形成される絶縁
膜３、共通電極１１および第２共通電極信号供給線１２
の破壊をさらに抑制することができる。なお共通電極１
１と第１共通電極信号供給線８との距離Ｓ、および共通
電極１１と第２共通電極信号供給線１２との距離Ｖを上
述のように離間して形成すると、接続部１３における抵
抗が大きくなりすぎることがある。接続部１３における
抵抗を許容範囲内に抑えるためには、接続部１３の線幅
を適宜広くすればよい。接続部１３の線幅を広くするに
は、例えば、図７に示されるように、列方向に隣接する
少なくとも２つの接続部１３同士を一体成形してつなげ
ればよい。一体成形する接続部１３の数は適宜決定さ
れ、好ましくは３以上さらに好ましくは全てである。

【００２７】本実施形態では、第１共通電極信号供給線
８および第２共通電極信号供給線１２から共通通電極１
１に電位信号が供給されるが、共通電極および共通電極
に電位信号を供給する共通電極信号供給線の形状はこれ
に限られない。例えば、第２共通電極信号供給線１２を
形成しないで、第１共通電極信号供給線８からのみ共通
電極１１に電位信号を供給してもよい。また、画素電極
１０に接続されるスイッチング素子にはＴＦＴ２０に限
らず、ＭＩＭ素子およびバリスタなどが使用され得る。

【００２８】

【発明の効果】上述したように、本発明によれば、製造
工程において放電により絶縁破壊されることが抑制され
た、歩留まり良く製造可能な液晶表示装置を提供するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の液晶表示装置に含まれるアクティブ
マトリクス基板の一例を示す平面図である。

【図２】 図１のＢ−Ｂ’線に対応する液晶表示装置の
断面図である。

【図３】 本発明の液晶表示装置の製造方法を説明する
図である。

【図４】 従来の液晶表示装置に含まれるアクティブマ
トリクス基板の平面図である。

【図５】 図４のＤ−Ｄ’線に対応する液晶表示装置の
断面図である。

【図６】 図１および図４のＡ−Ａ’線に対応する液晶
表示装置の断面図である。

【図７】 本発明の液晶表示装置に含まれるアクティブ
マトリクス基板の一例を示す平面図である。

【符号の説明】

１ 基板 ２ 走査信号供給線 ３ 絶縁膜 ４ 半導体層 ５ 映像信号供給線 ６ 絶縁膜 ７ コンタクトホール ８ 第１共通電極信号供給線 ９ ドレイン電極 １０ 画素電極 １１、２８ 共通電極 １２ 第２共通電極信号供給線 １３ 接続部 ２０ ＴＦＴ ２２ 端部 ３２ ゲート電極 ３５ ソース電極 ５０、５５ アクティブマトリクス基板 ７０ 液晶層 ６０ 対向基板 ８０、９０ 液晶表示装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H092 JA26 JA29 JA38 JA42 JA44 JB13 JB23 JB32 JB33 JB38 JB51 JB57 JB63 JB69 JB79 KA12 KA16 KA18 MA05 MA08 MA14 MA15 MA16 MA18 MA19 MA20 MA27 MA35 MA37 MA41 NA14 NA25 PA06 5C094 AA42 BA03 BA43 CA19 CA24 DA14 DA15 EA04 EA07 EB02 FB12 FB14 FB15 5F110 AA22 AA26 BB01 CC07 DD02 EE03 EE04 EE06 EE14 FF01 FF03 FF04 HL03 HL04 HL06 HL07 HL11 NN02 NN22 NN24 NN27 NN72

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一対の基板間に液晶層が挟持されてな
   り、前記一対の基板の一方が、行列状に配列された画素
   電極と、前記画素電極の各行にそれぞれ対向して設けら
   れ、対向するそれぞれの前記画素電極との間に蓄積容量
   を形成する共通電極とを有し、前記共通電極が共通電極
   信号供給線と電気的に接続されてなる液晶表示装置であ
   って、 前記共通電極と前記共通電極信号供給線との間に絶縁膜
   を有し、前記共通電極と前記共通電極信号供給線とが電
   気的に分離しているときにおける前記共通電極と前記共
   通電極信号供給線との間の前記絶縁膜に生じる電界強度
   を、前記絶縁膜の耐電圧における電界強度未満に抑制す
   るように、前記共通電極と前記共通電極信号供給線とが
   離間する液晶表示装置。
2. 【請求項２】 前記共通電極と前記共通電極信号供給線
   とが同一平面上に少なくとも２００μｍ以上離間して設
   けられた請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 【請求項３】 前記共通電極と前記共通電極信号供給線
   とが同一工程において形成された請求項１に記載の液晶
   表示装置。