JP2004264507A - 表示装置用電極基板 - Google Patents

Abstract

【課題】アクティブマトリクス型液晶表示装置に用いられる表示装置用電極基板において、光透過性樹脂膜と画素電極端との間の光漏れを防止し、また信号線と画素電極端との間の容量変動を抑える。
【解決手段】光透過性樹脂膜７の端と遮光性樹脂膜８の端が略重畳し且つ光透過性樹脂膜７と遮光性樹脂膜８との境界となる第１の領域に遮光膜１６ａを配置し、且つＴＦＴ５近傍の信号線２上において、光透過性樹脂膜７と画素電極４の一隅とが重なる第２の領域に遮光膜１６ｂを配置する。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はアクティブマトリクス型の液晶表示装置に用いられる表示装置用電極基板に関し、詳しくはスイッチング素子としてアモルファスシリコンからなる薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴ）を備えたアレイ基板の構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、平面表示装置の分野では、高コントラストでクロストークが小さく、また透過型表示や大面積化が可能などの理由から、画素毎にスイッチング素子となるＴＦＴを配置したアクティブマトリクス型の液晶表示装置（以下、液晶表示装置）が主流になりつつある。
【０００３】
このうち、光透過型の液晶表示装置では、画素電極と信号線又は走査線間に生じる余計な容量分や短絡の防止、並びに光漏れを防止するために、画素電極の縁部と信号線との間の間隔、及び画素電極の縁部と走査線との間隔を覆う箇所に遮光膜を設けている。また、開口率を向上させるため、画素電極の下に絶縁性の厚型樹脂膜（以下、光透過性樹脂膜）を形成し、画素電極の四周の縁部を平面的に信号線及び走査線の端とそれぞれ重ね合わせることが行われている。さらに、従前の球状スペーサーで生じる凝集や分布の不均一等による表示不良を防止するため、アレイ基板上に柱状スペーサーを設けることが行われている。
【０００４】
上述のような遮光膜、光透過性樹脂膜及び柱状スペーサーを備えたアレイ基板について、製造コストの低減及び製造効率の向上を図るため、光透過性樹脂膜には、ＴＦＴのチャネル部近傍の個所に抜き部を設けるとともに、遮光性（厚型）樹脂膜を前記抜き部の個所、及び走査線上の所定個所にのみ形成したアレイ基板が提案されている。これによれば、柱状スペーサーは遮光性樹脂膜と光透過性樹脂膜とが重ねられる、走査線上の所定個所でのみ形成され、ＴＦＴのチャネル部近傍は遮光性樹脂膜により充分に遮光される（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−１８２２３６号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
図４は、上記特開２００２−１８２２３６号公報に開示されたアレイ基板のＴＦＴ近傍における部分断面図である（説明に必要な部分のみ符号を付す）。
【０００７】
上述した遮光性樹脂膜８は、画素電極４の端からの光漏れを防ぐため、画素電極４の端と重なるように配置されている。しかし、製造時の位置ずれによって、遮光性樹脂膜８の端と画素電極４の端とが重ならない領域（図中Ａ）が生じ、ここから光漏れを生じるという課題があった。
【０００８】
また、ＴＦＴ近傍の図示しない信号線上において、製造時の位置ずれにより光透過性樹脂膜７に対し画素電極４の端が重ならない領域が生じ、前記信号線と画素電極間の容量が変動するという課題があった。上記のような光漏れや容量の変動はいずれも画質の劣化を招き、製造上の歩留まりが低下する要因となっていた。
【０００９】
本発明の目的は、光透過性樹脂膜と画素電極端との間の光漏れを防止し、また信号線と画素電極端との間の容量変動を抑えた表示装置用電極基板を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の発明は、主面上に、互いに交差するように配置された複数の走査線及び複数の信号線と、前記走査線と信号線の各交差部に配置された複数のスイッチング素子と、前記走査線及び信号線により囲まれる領域毎に配置され且つ対応する前記スイッチング素子にそれぞれ電気的に接続された複数の画素電極と、前記画素電極下で前記スイッチング素子を除いた前記領域を覆うように配置された光透過性樹脂膜と、前記スイッチング素子を覆うように配置された遮光性樹脂膜と、を備えた表示装置用電極基板において、前記光透過性樹脂膜の端と前記画素電極の端とが略重畳し且つ前記光透過性樹脂膜と前記遮光性樹脂膜との境界となる第１の領域、及び前記信号線上において前記光透過性樹脂膜と前記画素電極の一隅とが重畳する第２の領域に、それぞれ遮光膜を配置したことを要旨とする。
【００１１】
請求項２の発明は、請求項１において、前記画素電極の端が、前記遮光膜の端と重畳する位置から前記遮光性樹脂膜の端と接する位置までの間に形成されることを要旨とする表示装置用電極基板である。
【００１２】
請求項３の発明は、請求項１又は２において、前記遮光膜が、前記スイッチング素子を形成する際に同時に形成される金属膜であることを要旨とする表示装置用電極基板である。
【００１３】
上記構成においては、製造時の位置ずれにより前記遮光性樹脂膜と前記画素電極とが重ならない領域が生じた場合でも、前記第１の領域に配置された遮光膜によって前記遮光性樹脂膜と前記画素電極間の光漏れを防止することができる。また、同じく製造時の位置ずれにより前記光透過性樹脂膜に対し画素電極の端が重ならない領域が生じた場合でも、前記第２の領域に配置された遮光膜と前記信号線との間に容量が生じるため、前記信号線と前記画素電極の端で生じる容量変動の影響をなくすことができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、実施の形態として、本発明に係わる表示装置用電極基板を液晶表示装置のアレイ基板に適用した場合について説明する。
【００１５】
図２は本実施の形態に係わるアレイ基板１００を示す概略構成図であり、とくに一画素に相当する部分の構成を示している。図１は図２のＴＦＴ近傍を示す概略構成図である。また、図３は図２のＢ−Ｃ線における概略断面図である。
【００１６】
ガラス基板１２の主面上には、複数の信号線２と複数の走査線３が互いに交差するように配置されている。これら信号線２と走査線３とで囲まれた各矩形領域には透明電極である画素電極４が配置され、また各矩形領域において信号線２と走査線３との交差部にはスイッチング素子となるＴＦＴ５が配置されている。
【００１７】
本実施の形態におけるＴＦＴ５は、ゲート電極９と、このゲート電極９上にゲート絶縁膜１１を介して配置される図示しない半導体活性膜と、この半導体活性膜に電気的に接続されるソース電極１７及びドレイン電極１０とを含み、ソース及びドレイン電極間の図示しない半導体活性膜をチャネル部１９とする。また、ＴＦＴ５のゲート電極９は走査線３から延長された部分により形成され、ドレイン電極１０は信号線２から延長された部分により形成されている。さらに、ソース電極１７は後述する光透過性樹脂膜７を貫いて形成されたコンタクトホール１８を通じて画素電極４と電気的に接続されている。
【００１８】
画素電極４は、信号線２と走査線３により囲まれる矩形領域のうち、ＴＦＴ５の近傍を除いた開口部全域を覆うとともに、四周の縁部が信号線２と走査線３と重なるように形成されている。
【００１９】
光透過性樹脂膜７は画素電極４下に配置され、ＴＦＴ５の近傍を露出させる抜き部６とコンタクトホール１８を除いた領域に形成されている（図１では、抜き部６と光透過性樹脂膜７の範囲を同じ一点鎖線で示している）。なお、光透過性樹脂膜７は、赤、青、緑の各色を有する着色層であり、カラー表示を実現するためのカラーフィルタの役割も果たしている。
【００２０】
色分けされて着色された光透過性樹脂膜７の形成のためには、例えば、３色のそれぞれについて、顔料又は染料を含む光透過性樹脂膜のコーティングと、マスクパターンを露光及びパターニングとを行うことができる。又は、完全に硬化する前の一つの染料受容性の無職の樹脂層に対してインクジェット法にて染料を所定領域毎に塗布することもできる。
【００２１】
遮光性樹脂膜８は、図１の破線で示すように、抜き部６においてＴＦＴ５の上部を覆うように形成されている。ただし、遮光性樹脂膜８は図示しない柱状スペーサーよりも低い高さに形成されているために柱状スペーサーとしては機能せず、ＴＦＴ５近傍を遮光するために配置されている。遮光性樹脂膜８は、例えば厚さ４〜６μｍであり、絶縁性の樹脂材料からなる。とくに、光透過性樹脂膜７と同一のアクリル系樹脂等の材料から作成することができる。ただし、遮光性を付与するために、黒色の顔料又は染料が加えられる。
【００２２】
ＴＦＴ５の近傍において、光透過性樹脂膜７と遮光性樹脂膜８は、図３に示すように、それぞれの端７ａ、端８ａが略重畳するように形成されている。そして、ガラス基板１２上の、光透過性樹脂膜７と遮光性樹脂膜８との境界となる第１の領域（斜線の大きな矩形領域）には遮光性のある金属膜（以下、遮光膜という）１６ａが配置されている。遮光膜１６ａは、光透過性樹脂膜７と遮光性樹脂膜８の製造時の位置ずれ分に相当する分の幅を備えている。また、画素電極４の端４ａは、図３に示すように、光透過性樹脂膜７と重畳する位置まで形成されている。ただし、画素電極４の端４ａは、遮光膜１６ａの端と重畳する位置から遮光性樹脂膜８と接する位置、すなわち図中ａの位置までの間に形成されていればよい。
【００２３】
さらに、図１に示すように、ＴＦＴ５近傍の信号線２上において、光透過性樹脂膜７と画素電極４の一隅とが重なる第２の領域（斜線の小さな矩形領域）には、ガラス基板上に遮光膜１６ｂが配置されている。遮光膜１６ａ、１６ｂは、ＴＦＴ５の電極を形成する際に同時に形成することができる。
【００２４】
なお、図３に示すように、ＴＦＴ５のゲート電極９上にはゲート絶縁膜１１を介してチャネル保護膜１５が形成され、さらに層間絶縁膜１４を介して上述した光透過性樹脂膜７や遮光性樹脂膜８が形成されている。
【００２５】
上記のように構成されたアレイ基板１００では、光透過性樹脂膜７と遮光性樹脂膜８のそれぞれの端７ａ、８ａが重畳し且つ光透過性樹脂膜７と遮光性樹脂膜８との境界となる第１の領域に、光透過性樹脂膜７と遮光性樹脂膜８の製造時の位置ずれ分に相当する分の幅を備えた遮光膜１６ａが配置されているため、製造時の位置ずれにより遮光性樹脂膜８と画素電極４とが重ならない領域が生じた場合でも、ガラス基板１２上に配置された遮光膜１６ａにより、遮光性樹脂膜８と画素電極４間の光漏れを防止することができる。
【００２６】
また、ＴＦＴ５近傍の信号線２上において、光透過性樹脂膜７と画素電極４の一隅とが重なる第２の領域に遮光膜１６ｂが配置されているため、製造時の位置ずれにより光透過性樹脂膜７に対し画素電極４の端が重ならない領域が生じた場合でも、遮光膜１６ｂと信号線２との間に容量が生じるため、信号線２と画素電極４の端で生じる容量変動の影響をなくすことができる。
【００２７】
したがって、本実施の形態に係わるアレイ基板１００では、光漏れや容量変動に起因する画質の劣化を招くことがなく、アレイ基板を歩留まり良く作製することができる。また、本実施の形態に係わるアレイ基板１００を用いることにより、画質に優れた液晶表示装置を作製することが可能となる。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係わる表示装置用電極基板によれば、電極基板上に配置した遮光膜により、光透過性樹脂膜と画素電極端との間の光漏れを防止し、また信号線と画素電極端との間の容量変動を抑えることができる。したがって、光漏れや容量変動に起因する画質の劣化を招くことがなく、表示装置用電極基板を歩留まり良く作製することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図２のＴＦＴ近傍を示す概略構成図。
【図２】実施の形態に係わるアレイ基板を示す概略構成図。
【図３】図２のＢ−Ｃ線における概略断面図。
【図４】従来例のアレイ基板のＴＦＴ近傍における部分断面図。
【符号の説明】
２…信号線
３…走査線
４…画素電極
５…ＴＦＴ
６…抜き部
７…光透過性樹脂膜
８…遮光性樹脂膜
９…ゲート電極
１０…ドレイン電極
１１…ゲート絶縁膜
１２…ガラス基板
１４…層間絶縁膜
１５…チャネル保護膜
１６ａ、１６ｂ…遮光膜
１７…ソース電極
１８…コンタクトホール
１９…チャネル部
１００…アレイ基板

Claims (3)

1. 主面上に、互いに交差するように配置された複数の走査線及び複数の信号線と、前記走査線と信号線の各交差部に配置された複数のスイッチング素子と、前記走査線及び信号線により囲まれる領域毎に配置され且つ対応する前記スイッチング素子にそれぞれ電気的に接続された複数の画素電極と、前記画素電極下で前記スイッチング素子を除いた前記領域を覆うように配置された光透過性樹脂膜と、前記スイッチング素子を覆うように配置された遮光性樹脂膜と、を備えた表示装置用電極基板において、
   前記光透過性樹脂膜の端と前記画素電極の端とが略重畳し且つ前記光透過性樹脂膜と前記遮光性樹脂膜との境界となる第１の領域、及び前記信号線上において前記光透過性樹脂膜と前記画素電極の一隅とが重畳する第２の領域に、それぞれ遮光膜を配置したことを特徴とする表示装置用電極基板。
2. 前記画素電極の端は、前記遮光膜の端と重畳する位置から前記遮光性樹脂膜の端と接する位置までの間に形成されることを特徴とする請求項１に記載の表示装置用電極基板。
3. 前記遮光膜は、前記スイッチング素子を形成する際に同時に形成される金属膜であることを特徴とする請求項１又は２に記載の表示装置用電極基板。

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