JP2004302448A - 液晶表示装置及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】第1基板100Aは、データ線12を覆う無機絶縁膜15と、データ線12の上方において無機絶縁膜15上に設けられた突起状の有機絶縁膜21と、有機絶縁膜21を覆い、かつ、上方から見たときにデータ線12を覆うシールド共通電極26と、を有する。
【選択図】 図2
Description
(1)フォトリソグラフィー工程において、アクリル系樹脂は、一般的なノボラック系フォトレジスト塗布装置においてノボラック系樹脂と混在して使用することができない。このため、アクリル系樹脂専用の塗布装置を必要としていた。
(2)フォトリソグラフィー工程において、アクリル系樹脂用の現像液とノボラック系樹脂用の現像液とは異なるため、一般的なノボラック系フォトレジスト現像装置において、アクリル系樹脂をノボラック系樹脂と混在して現像することができない。このため、アクリル系樹脂専用の現像装置を必要としていた。
(3)アクリル系フォトレジストは常温保管できない。このため、冷蔵保管を行う必要があった。
(4)アクリル系フォトレジストは、常温では、経時変化が大きく、増粘し易い。
(5)アクリル系フォトレジストは固化し易いため、塗布装置のメンテナンス頻度が多くなることを避けられない。
(6)アクリル系フォトレジストは、ノボラック系フォトレジストに比較して、非常に高価である。
本発明の第1の実施形態に係る横電界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置500の構造を図1及び図2に示す。図1は、薄膜トランジスタが形成されるTFT基板100Aを液晶側から見た場合の平面図であり、図2は、図1のA−A’線に沿った本液晶表示装置500の断面図である。
本発明の第2の実施形態に係る横電界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置510の構造を図4及び図5に示す。図4は、薄膜トランジスタが形成されるTFT基板100Aを液晶側から見た場合の平面図であり、図5は、図4のA−A’線に沿った本液晶表示装置510の断面図である。
本発明の第3の実施形態に係る横電界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置520の構造を図6及び図7に示す。図6は、薄膜トランジスタが形成されるTFT基板100Aを液晶側から見た場合の平面図であり、図7は、図6のA−A’線に沿った本液晶表示装置520の断面図である。
本発明の第4の実施形態に係る横電界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置530の構造を図8及び図9に示す。図8は、薄膜トランジスタが形成されるTFT基板100Aを液晶側から見た場合の平面図であり、図9は、図8のA−A’線に沿った本液晶表示装置530の断面図である。
本発明の第5の実施形態に係る横電界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置540の構造を図10及び図11に示す。図10は、薄膜トランジスタが形成されるTFT基板100Aを液晶側から見た場合の平面図であり、図11は、図10のA−A’線に沿った本液晶表示装置540の断面図である。
本発明の第6の実施形態に係る横電界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置550の構造を図12及び図13に示す。図12は、薄膜トランジスタが形成されるTFT基板100Aを液晶側から見た場合の平面図であり、図13は、図12のA−A’線に沿った本液晶表示装置550の断面図である。
図14、図15及び図16は、図1及び図2に示した第1の実施形態に係る液晶表示装置500におけるTFT基板100Aの製造工程を順に示す同TFT基板の断面図であり、図1のA−A’線に沿った断面(画素部)の他に、TFT素子、共通電極配線コンタクト部、データ線端子部、ゲート配線端子(共通配線端子)部、ゲート配線の各断面を含む断面図である。以下、第7の実施形態として、第1の実施形態に係る液晶表示装置500の製造方法を図14乃至図16を参照して製造工程順に説明する。
本発明の第8の実施形態に係る横電界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置560の構造を図19及び図20に示す。図19は、薄膜トランジスタが形成されるTFT基板100Aを液晶側から見た場合の平面図であり、図20は、図19のA−A’線に沿った本液晶表示装置560の断面図である。
本発明の第9の実施形態に係る横電界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置570の構造を図22及び図23に示す。図22は、薄膜トランジスタが形成されるTFT基板100Aを液晶側から見た場合の平面図であり、図23は、図22のA−A’線に沿った本液晶表示装置570の断面図である。
ノボラック系有機絶縁膜を絶縁層間膜として用い、かつ、そのノボラック系有機膜の下層にモリブデン(Mo)などの比較的低抵抗ではあるが大気腐食性の高いメタルを使用する場合、そのメタルの大気腐食を防止することを可能にするアクティブマトリクス型液晶表示装置のTFT基板構造の数例を以下に説明する。
図26は、大気腐食性メタルの腐食防止構造を有する横電界方式アクティブマトリクス型液晶表示装置のTFT基板構造の第一の例の断面図である。
図27は、大気腐食性メタルの腐食防止構造を有する横電界方式アクティブマトリクス型液晶表示装置のTFT基板構造の第二の例の断面図である。
図28は、大気腐食性メタルの腐食防止構造を有する横電界方式アクティブマトリクス型液晶表示装置のTFT基板構造の第三の例の断面図である。
図29は、大気腐食性メタルの腐食防止構造を有する横電界方式アクティブマトリクス型液晶表示装置のTFT基板構造の第四の例の断面図である。
図30は、大気腐食性メタルの腐食防止構造を有する横電界方式アクティブマトリクス型液晶表示装置のTFT基板構造の第五の例の断面図である。
図31は、大気腐食性メタルの腐食防止構造を有する横電界方式アクティブマトリクス型液晶表示装置のTFT基板構造の第六の例の断面図である。
図32は、大気腐食性メタルの腐食防止構造を有する横電界方式アクティブマトリクス型液晶表示装置のTFT基板構造の第七の例の断面図である。
ノボラック系有機絶縁膜を絶縁層間膜として用い、かつ、そのノボラック系有機膜の下層にクロム(Cr)などの比較的抵抗は高いが大気腐食性の無いメタルを使用する場合のアクティブマトリクス型液晶表示装置のTFT基板構造の例を以下に説明する。
図33は、大気腐食性の無いメタルを配線材に使用した横電界方式アクティブマトリクス型液晶表示装置のTFT基板構造の第一の例の断面図である。
図34は、大気腐食性の無いメタルを配線材に使用した横電界方式アクティブマトリクス型液晶表示装置のTFT基板構造の第二の例の断面図である。
2 ゲート電極
3 共通電極配線
4 ゲート端子電極(Mo)
5、105 ゲート配線
6、106 第1絶縁層間膜(無機絶縁層間膜)
9、109 アイランド
10、110 ドレイン電極
11、111 ソース電極
12、112 データ線
13、113、313 画素電極(櫛歯電極)
14 データ線端子部の端子電極
15、115 パッシベーション膜(無機絶縁層間膜)
16、17、18 コンタクトホール
19 層間コンタクト(第1のITO)
20、21、22、23、24、25 ノボラック系有機絶縁層(レジスト)
26 データ線シールド(共通電極)
27、127 共通電極(櫛歯電極)
28 共通電極用ITO(第2のITO)
29 データ線端子用ITO(第2の透明導電膜)
30 ゲート配線端子・共通配線端子用ITO(第2の透明導電膜)
31 ゲート配線シールド
51 ゲート配線端子・共通配線端子部の端子ITO電極(第1の透明導電
膜)
52 端子コンタクト部(ドレインメタル)
53 データ線端子部の端子ITO電極(第1の透明導電膜)
54 データ線重畳メタル(ドレインメタル)
55 層間コンタクト(ドレインメタル)
56 データ線下層膜ITO(第1の透明導電膜)
100、100A TFT基板
110、130、210 偏光板
120 配向膜
126 共通電極
200、200A 対向基板
201 ガラス基板
202 ブラックマトリクス
203 色層
204 平坦化膜
205 導電層
220 液晶
313 上層画素電極(櫛歯電極)
413 下層画素電極(櫛歯電極)
500 第1の実施形態に係る液晶表示装置
510 第2の実施形態に係る液晶表示装置
520 第3の実施形態に係る液晶表示装置
530 第4の実施形態に係る液晶表示装置
540 第5の実施形態に係る液晶表示装置
550 第6の実施形態に係る液晶表示装置
560 第7の実施形態に係る液晶表示装置
570 第8の実施形態に係る液晶表示装置
Claims (30)
- 薄膜トランジスタと、データ線と、画素電極と、共通電極とを備える第1基板と、
第2基板と、
前記第1と前記第2基板との間に挟まれる液晶とを備え、
前記データ線を介して前記薄膜トランジスタに画像信号が印加され、前記画像信号を受けた前記画素電極と前記共通電極との間に電界が発生させ、前記電界により前記液晶が前記第1基板に平行な平面内で回転する液晶表示装置において、
前記第1基板は、
前記データ線を覆う無機絶縁膜と、
前記データ線の上方において前記無機絶縁膜上に設けられた突起状の有機絶縁膜と、
前記有機絶縁膜を覆い、かつ、上方から見たときに前記データ線を覆うシールド共通電極と、
を有することを特徴とする液晶表示装置。 - 前記第1基板上にはさらに前記薄膜トランジスタを選択するゲート配線が設けられ、
前記ゲート配線及び前記データ線は前記第1基板の周辺でそれぞれゲート配線端子電極及びデータ線端子電極に接続され、前記ゲート配線端子電極及び前記データ線端子電極の上方には、前記突起状の有機絶縁膜と同時に形成される突起状のゲート端子有機絶縁膜及びデータ端子有機絶縁膜がそれぞれ形成され、
前記ゲート配線端子電極及び前記データ線端子電極はゲート端子有機絶縁膜及びデータ端子有機絶縁膜の上方において前記共通電極と同時に形成されるゲート端子取出し電極及びデータ端子取出し電極にそれぞれ接続されていることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。 - 前記ゲート端子有機絶縁膜及び前記データ端子有機絶縁膜の下方には前記ゲート配線端子電極及び前記データ線端子電極と直接接触するゲート配線端子下敷電極及びデータ線端子下敷電極が設けられ、
前記ゲート端子有機絶縁膜は前記ゲート端子取出し電極と前記ゲート配線端子下敷電極とに挟まれ、前記データ端子有機絶縁膜は前記データ端子取出し電極と前記データ線端子下敷電極との間に挟まれることを特徴とする請求項2に記載の液晶表示装置。 - 前記第1基板上にはさらに前記薄膜トランジスタを選択するゲート配線が設けられ、前記ゲート配線及び前記データ線は前記第1基板の周辺でそれぞれゲート配線端子電極及びデータ線端子電極に接続され、
前記ゲート配線端子電極及び前記データ線端子電極は前記無機絶縁膜の上方において前記共通電極と同時に形成されるゲート端子取出し電極及びデータ端子取出し電極にそれぞれ接続されていることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。 - 前記ゲート配線端子電極と前記ゲート端子取出し電極とが相互に接続されているとともに、その接続箇所には、前記ゲート配線端子電極及び前記ゲート端子取出し電極の間に、透明導電膜からなり、該両電極とは別の導電層が形成されており、
前記データ線端子電極と前記データ端子取出し電極とが相互に接続されているとともに、その接続箇所には、前記データ線端子電極及び前記データ端子取出し電極の間に、透明導電膜からなり、該両電極とは別の導電層が形成されていることを特徴とする請求項4に記載の液晶表示装置。 - 前記ゲート配線端子電極と前記ゲート端子取出し電極とが相互に接続されているとともに、その接続箇所には、前記ゲート配線端子電極及び前記ゲート端子取出し電極の間に、不透明導電膜からなり、該両電極とは別の導電層が形成されており、
前記データ線端子電極と前記データ端子取出し電極とが相互に接続されているとともに、その接続箇所には、前記データ線端子電極及び前記データ端子取出し電極の間に、不透明導電膜からなり、該両電極とは別の導電層が形成されていることを特徴とする請求項4に記載の液晶表示装置。 - 前記ゲート配線端子電極と前記ゲート端子取出し電極とが相互に接続されているとともに、その接続箇所には、前記ゲート配線端子電極及び前記ゲート端子取出し電極の間に、不透明導電層と透明導電層との積層からなり、該両電極とは別の導電層が形成されており、
前記データ線端子電極と前記データ端子取り出し電極とが相互に接続されているとともに、その接続箇所には、前記データ線端子電極及び前記データ端子取り出し電極の間に、不透明導電層と透明導電層との積層からなり、該両電極とは別の導電層が形成されていることを特徴とする請求項4に記載の液晶表示装置。 - 前記シールド共通電極が透明導電膜からなることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
- 前記シールド共通電極が不透明導電膜と透明導電膜との積層膜からなることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
- 前記画素電極と前記共通電極とは相互に平行に形成されており、前記画素電極及び前記共通電極は同じ層に設けられることを特徴とする請求項1乃至9のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
- 前記画素電極と前記共通電極とは相互に平行に形成されており、前記画素電極及び前記共通電極は異なる層に設けられることを特徴とする請求項1乃至9のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
- 前記画素電極と前記共通電極とは相互に平行に形成されており、前記画素電極及び前記共通電極はジグザグ状電極に形成され、前記データ線及び突起状の前記有機絶縁膜も前記ジグザグ状電極に平行に設けられることを特徴とする請求項1乃至11のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
- 前記画素電極と前記共通電極とは相互に平行に形成されており、前記画素電極及び前記共通電極はジグザグ状電極に形成され、前記データ線及び突起状の前記有機絶縁膜は、前記画素電極及び前記共通電極に略平行な部分とラビング方向に略平行な部分とから形成されていることを特徴とする請求項1乃至11のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
- 前記突起状の有機絶縁膜が前記ゲート配線上の無機絶縁膜上にも設けられ、かつ、前記突起状の有機絶縁膜を前記シールド共通電極が覆うことを特徴とする請求項1乃至13のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
- 前記突起状の有機絶縁膜が前記薄膜トランジスタ上の無機絶縁膜上にも設けられ、かつ、前記突起状の有機絶縁膜を前記シールド共通電極が覆うことを特徴とする請求項14に記載の液晶表示装置。
- 前記突起状の有機絶縁膜が、前記ゲート配線の近傍を除いて前記データ線上の無機絶縁膜上に形成され、かつ、前記突起状の有機絶縁膜を前記シールド共通電極が覆うことを特徴とする請求項1乃至13のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
- 相互に別の走査線により制御され上下に隣接する画素の前記シールド共通電極が相互に電気的に接続されており、前記シールド共通電極を相互に接続する部分が、前記シールド共通電極を形成する導電層により、前記データ線と重ならない位置に形成されていること特徴とする請求項16に記載の液晶表示装置。
- 前記上下に隣接する画素の前記シールド共通電極を接続する部分が、各画素において、他の導電層でシールドされていないゲート線のうち6割以上を覆っていることを特徴とする請求項17に記載の液晶表示装置。
- 前記有機絶縁膜がノボラック系樹脂からなることを特徴とする請求項1乃至18のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
- 前記突起状の有機絶縁膜は、その液晶側の表面が、前記シールド共通電極によって覆われていることを特徴とする請求項1乃至19のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
- 前記第2基板には、ブラックマトリクス層と、色層と、前記ブラックマトリクス及び前記色層を覆う平坦化膜と、が設けられ、
前記平坦化膜の厚さが1.5μm以上であることを特徴とする請求項1乃至20のいずれか一項に記載の液晶表示装置。 - 前記第2基板には、ブラックマトリクス層が設けられ、前記ブラックマトリクス層の抵抗率が1E9Ω・cm以上であることを特徴とする請求項1乃至21のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
- 前記第2基板の前記データ線に対向する位置に、異なる2色の色層を積層した遮光膜が形成されていることを特徴とする請求項1乃至21のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
- 第1基板と第2基板との間に液晶を挟み、前記第1基板上に互いに交差するゲート配線及びデータ線を形成し、前記ゲート配線及び前記データ線が交差する点に対応して薄膜トランジスタを形成し、前記薄膜トランジスタのソース電極を形成すると同時に画素電極を形成し、前記画素電極に平行する共通電極を形成する液晶表示装置の製造方法であって、
前記共通電極は前記データ線よりも前記液晶側に位置して前記データ線を覆うように形成され、かつ、前記共通電極は前記データ線上の無機絶縁膜上に設けられた突起状の有機絶縁膜を覆うシールド共通電極を有する形状に形成されることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。 - 第1基板と第2基板との間に液晶を挟み、前記第1基板上に互いに交差するゲート配線及びデータ線を形成し、前記ゲート配線及び前記データ線が交差する点に対応して薄膜トランジスタを形成し、前記薄膜トランジスタのソース電極に接続された画素電極を形成し、前記画素電極に平行に共通電極を形成する液晶表示装置の製造方法であって、
前記共通電極は前記データ線よりも前記液晶側に位置して前記データ線を覆うように形成され、かつ、前記共通電極は前記データ線上の無機絶縁膜上に設けられた突起状の有機絶縁膜を覆うシールド共通電極を有する形状に形成され、前記画素電極は前記共通電極と同時に形成されることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。 - 前記突起状の有機絶縁膜はその液晶側の表面が前記シールド共通電極により覆われて外部から遮断されることを特徴とする請求項24又は25に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記突起状の有機絶縁膜はノボラック系樹脂からなり、前記無機絶縁膜上にノボラック系樹脂の突起を形成し、前記突起を200乃至270℃の範囲の温度で30乃至120分間焼成することを特徴とする請求項24乃至26のいずれか一項に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記ノボラック系樹脂の前記焼成の前に、前記突起に対して100乃至150℃の範囲の温度で30秒乃至15分間の熱処理を行うことを特徴とする請求項27に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記ノボラック系樹脂の前記焼成は、昇温速度を5℃/分乃至15℃/分の範囲で200乃至270℃の範囲内の所望の温度にすることにより行われることを特徴とする請求項27又は28に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記ノボラック系樹脂の前記焼成は、前記ノボラック系樹脂の200乃至270℃の範囲内の温度での焼成に至る途中で、100乃至150℃での定温加熱時間を設けることにより行われることを特徴とする請求項27又は29に記載の液晶表示装置の製造方法。
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