JP2005222067A - 薄膜トランジスタ表示板及びこれを含む液晶表示装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】液晶表示装置は、ゲート電極を有するゲート線、画素電極と重畳し維持容量を形成する維持電極、ゲート線上に形成されているゲート絶縁膜、ゲート絶縁膜上に形成されている半導体層、半導体層上に形成されゲート線と直交するデータ線、ゲート電極上でソース電極と対向しているドレイン電極、半導体層を覆い有機絶縁物質からなる保護膜、ドレイン電極と電気的に接続されている画素電極及び二重に形成されたデータ線を覆い、隣接するそれぞれの画素電極が二重に形成された一側のデータラインをそれぞれ完全に覆って、画素電極とデータ線間の寄生容量の差が工程の各層間の誤整列によって影響を受けないように形成する薄膜トランジスタ基板と、画素電極と対向して液晶容量を形成する対向電極が形成されている基板を有する液晶表示装置。
【選択図】図1
Description
本発明の実施例による薄膜トランジスタ表示板には、走査信号を伝達するゲート線、ゲート線と交差して映像信号を伝達し、少なくとも画素電極周辺の一部では互いに距離を置いて位置する一対の副データ線を含むデータ線、ゲート線とデータ線が定義する画素領域に配置されている画素電極、並びに、ゲート線に接続されているゲート電極、データ線に接続されたソース電極及び画素電極に接続されているドレイン電極を含む薄膜トランジスタが形成されている。
このような薄膜トランジスタ表示板を含む液晶表示装置は、薄膜トランジスタ表示板と対向し、画素電極と対向する対向電極を有する対向表示板と、薄膜トランジスタ表示板と対向表示板との間に形成されている液晶層と、をさらに含む。
図1は、本発明の第1実施例による液晶表示装置用薄膜トランジスタ表示板の配置図であり、図2は、図1の薄膜トランジスタ表示板及び対向表示板を組み立てた状態の液晶表示装置の図1に示すII-II´線による断面図であり、図3は、図1の薄膜トランジスタ表示板及び対向基板を組み立てた状態の液晶表示装置の図1に示すIII-III´線による断面図である。
透明な絶縁基板110上に、主に横方向にのびている複数のゲート線121と複数の維持電極線131が形成されている。
対向表示板200側に共通電圧を伝達するために、ゲート線121と同一層で、対向電極電圧印加用配線(図示せず)を形成できる。
ゲート絶縁膜140上には、複数のデータ線171を始めとして、複数のドレイン電極175及び維持電極線接続部176が、形成されている。
データ線171、ドレイン電極175、維持電極線接続部176及びこれらで覆われない半導体152、154上には、窒化ケイ素等からなる無機絶縁材をプラズマ化学気相蒸着(PECVD)法で形成した厚さ300Å〜700Å程度の薄い無機保護膜180aが、形成されている。無機保護膜180aは、ドレイン電極175の一部、ゲート線121のゲートパッド129、データ線171の接触部179及び維持電極線131の端部、維持電極線接続部176及びその端部の上に位置する複数の接触孔(コンタクトホール)185、181、182、183、184、186を有する。
露光マスクには、透明な領域、不透明な領域、及び、露光器の分解能よりも狭い幅を有する複数のスリットからなるスリットパターンを有する半透過領域が、具備されている。露光マスクの透明領域は、接触孔185に対応し、透明領域の周辺には、スリットパターンが配置されている。スリットパターンを通じて露光された感光膜部分の露光量は、少なく、透明領域を通じて露光された接触孔185部分の露光量は、充分であるので、感光膜の現像後、露光量が少ない感光膜部分は、一部の厚さが残留し、露光量が充分な接触孔185部分は、完全に除去される。次いで、露出された無機絶縁膜180a部分及びゲート絶縁膜140部分を、有機絶縁膜180bをエッチング阻止(エッチングストッパ)層にして乾式エッチングして、接触孔185を形成する。
ガラスのような透明絶縁基板210上に、カラーフィルタ層230が薄膜トランジスタ表示板100の画素電極190と対向して形成され、その上に有機物からなる透明絶縁膜250が形成され、その上に対向電極270が形成されている。透明絶縁膜250は、必須のものではなく、カラーフィルタ層230上に直接対向電極270が形成されても良い。既に説明したように、薄膜トランジスタ表示板100の光遮断部材160が必要な所において、光漏れを充分防ぐことができるので、対向表示板200に、別途ブラックマトリックス等の遮光部材を設ける必要がない。
液晶層300は、薄膜トランジスタ表示板100、対向表示板200の画素電極190及び対向電極170の上にそれぞれ形成された配向膜11、21の間に位置し、シール材330で囲まれた領域内に収められている。
図4は、本発明の第2実施例による液晶表示装置用薄膜トランジスタ表示板の配置図であり、図5は、図4の薄膜トランジスタ表示板及び対向表示板を組み立てた状態の液晶表示装置の図4のV-V´´線による断面図であり、図6は、図4の薄膜トランジスタ表示板及び対向表示板を組み立てた状態の液晶表示装置の図4のVI-VI´線による断面図である。
まず、薄膜トランジスタ表示板を見ると、基板110上に、複数のゲート電極124を含む複数のゲート線121及び複数の維持電極133を含む複数の維持電極線131が形成されており、その上にゲート絶縁膜140、複数の半導体154、複数の抵抗性接触部材161、162が順次に形成されている。抵抗性接触部材161、162上には、複数のソース電極173を含み、それぞれ一対の副データ線171a、171bからなる複数のデータ線171、複数のドレイン電極175、及び維持電極線接続部176が形成され、その上に無機保護膜180aが形成されている。無機保護膜180a上には、遮光部材160が形成されており、その上には有機保護膜180bが形成されている。保護膜180a、180b及び/又はゲート絶縁膜140には、複数の接触孔181、182、183、184、185、186が形成され、有機保護膜180b上には、複数の画素電極190、190と複数の接触補助部材81、82及び複数の接続橋85が形成されている。
二つの表示板100、200の内側面には、配向膜11、21が、外側面には、偏光板12、22が具備されており、二つの表示板100、200の間には、シール材330と液晶層300が、また、薄膜トランジスタ表示板100上には、信号線420が形成されている基板430が異方性導電フィルム410で付着されている。
図7は、本発明の第3実施例による液晶表示装置用薄膜トランジスタ表示板の配置図であり、図8は、図7の薄膜トランジスタ表示板と対向表示板を組み立てた状態の液晶表示装置の図7のVIII-VIII´線による断面図であり、図9は、図7の薄膜トランジスタ表示板と対向表示板を組み立てた状態の液晶表示装置の図7のIX-IX´線による断面図である。
まず、薄膜トランジスタ表示板を見ると、基板110上に、複数のゲート電極124を含む複数のゲート線121及び複数の維持電極133を含む複数の維持電極線131が形成されており、その上にゲート絶縁膜140、複数の半導体154、複数の抵抗性接触部材161、162が順次に形成されている。抵抗性接触部材161、162上には複数のソース電極173を含み、それぞれ一対の副データ線171a、171bからなる複数のデータ線171、複数のドレイン電極175及び維持電極線接続部176が形成されており、その上に無機保護膜180aが形成されている。無機保護膜180a上には、カラーフィルター層230が形成されており、その上には有機保護膜180bが形成されている。保護膜180a、180b及び/又はゲート絶縁膜140には、複数の接触孔181、182、183、184、185、186が形成されており、カラーフィルター層230には接触孔231が形成されており、有機保護膜180b上には複数の画素電極190、190、複数の接触補助部材81、82及び複数の接続橋85が形成されている。
二つの表示板100、200の内側面には、配向膜11、21が、外側面には、偏光板12、22が備えられており、二つの表示板100、200間には、シール材330と液晶層300が、薄膜トランジスタ表示板100の上には、信号線420が形成されている基板430が、異方性導電フィルム410で付着されている。
図10は、本発明の第4実施例による液晶表示装置用薄膜トランジスタ表示板の配置図であり、図11は、図10の薄膜トランジスタ表示板と対向表示板を組み立てた状態の液晶表示装置の図10のXI-XI´線による断面図であり、図12は、図10の薄膜トランジスタ表示板と対向表示板を組み立てた状態の液晶表示装置の図10のXII-XII´線による断面図である。
まず、薄膜トランジスタ表示板を見ると、基板110上に、ゲート電極124を含む複数のゲート線121及び維持電極133を含む複数の維持電極線131が形成されており、その上にゲート絶縁膜140、複数の半導体154、複数の抵抗性接触部材161、162が順次に形成されている。抵抗性接触部材161、162上には、ソース電極173を含んでそれぞれ一対の副データ線171a、171bからなる複数のデータ線171と複数のドレイン電極175及び維持電極線接続部176が形成されており、その上に無機保護膜180aが形成されている。無機保護膜180a上には、有機保護膜180bが形成されている。保護膜180a、180b及びゲート絶縁膜140には、複数の接触孔181、182、183、184、185、186が形成されており、有機保護膜180b上には複数の画素電極190、190と複数の接触補助部材81、82及び複数の接続橋85が形成されている。また、光遮断層160が形成されている。
二つの表示板100、200の内側面には、配向膜11、21が、外側面には、偏光板12、22が備えられており、二つの表示板100、200の間には、シール材330と液晶層300が、そして薄膜トランジスタ表示板100の上には、信号線420が形成されている基板430が、異方性導電フィルム410で付着されている。
図13は、本発明の第5実施例による液晶表示装置用薄膜トランジスタ表示板の配置図であり、図14は、図13の薄膜トランジスタ表示板と対向表示板を組み立てた状態の液晶表示装置の図13のXIV-XIV´´線による断面図であり、図15は、図13の薄膜トランジスタ表示板と対向表示板を組み立てた状態の液晶表示装置の図13のXV-XV´線による断面図である。
まず、薄膜トランジスタ表示板を見ると、基板110上に、複数のゲート電極124を含む複数のゲート線121、ゲート線121と同一層をなす複数の光遮断部材160及び複数の維持電極133を含む複数の維持電極線131が形成されており、その上にゲート絶縁膜140、複数の半導体154、複数の抵抗性接触部材161、162が順次に形成されている。抵抗性接触部材161、162上には、複数のソース電極173を含んでそれぞれ一対の副データ線171a、171bからなる複数のデータ線171と複数のドレイン電極175及び維持電極線接続部176が形成されており、その上に無機保護膜180aが形成されている。無機保護膜上に、有機保護膜180bが形成されている。保護膜180a、180b及び/又はゲート絶縁膜140には、複数の接触孔181、182、183、184、185、186が形成されており、有機保護膜180b上には複数の画素電極190、190と複数の接触補助部材81、82及び複数の接続橋85が形成されている。
二つの表示板100、200の内側面には、配向膜11、21が、外側面には、偏光板12、22が備えられており、二つの表示板100、200間には、シール材330と液晶層300が、そして薄膜トランジスタ表示板100の上には、信号線420が形成されている基板430が、異方性導電フィルム410で付着されている。
110 絶縁基板
121 ゲート線
124 ゲート電極
129 ゲートパッド
131 維持電極線
135 維持電極
140 ゲート絶縁膜
160 光遮断部材
161、162 島状抵抗性接触部材
171 データ線
171a、171b 副データ線
173 ソース電極
175 ドレイン電極
176 維持電極線接続部
179 接触部
180a、180b 保護膜
185、181、182、183、184、186 接触孔
190 画素電極
200 対向表示板
210 透明絶縁基板
230 カラーフィルタ層
250 透明絶縁膜
270 対向電極
300 液晶層
330 シール材
410 異方性導電フィルム
Claims (23)
- 走査信号を伝達する複数のゲート線、
前記ゲート線と交差して映像信号を伝達し、それぞれ互いに電気的に接続され互いに離れている第1の副データ線及び第2の副データ線をそれぞれ含む複数のデータ線、
前記ゲート線及び前記データ線と薄膜トランジスタを通じて電気的に接続され、隣接する第1の副データ線または第2の副データ線の両側の周縁を覆う複数の画素電極、
前記データ線と前記画素電極との間に形成されている保護膜、及び
前記第1の副データ線と前記第2の副データ線との間を遮る光遮断部材、
を含む薄膜トランジスタ表示板。 - 前記光遮断部材は、前記第1及び第2の副データ線の近い方の周縁と重畳し、遠い方の周縁とは重畳しない、請求項1に記載の薄膜トランジスタ表示板。
- 前記保護膜は、無機絶縁膜を含む、請求項2に記載の薄膜トランジスタ表示板。
- 前記保護膜は、有機絶縁物質からなる、請求項1に記載の薄膜トランジスタ表示板。
- 前記保護膜は、カラーフィルタからなる、請求項4に記載の薄膜トランジスタ表示板。
- 前記画素電極と重畳して維持容量を形成する維持電極をさらに含む、請求項1に記載の薄膜トランジスタ表示板。
- 請求項1に記載の薄膜トランジスタ表示板、
前記薄膜トランジスタ表示板と対向し、前記画素電極と対向する対向電極を有する対向表示板、及び
前記薄膜トランジスタ表示板と前記対向電極表示板間に形成されている液晶層、
を含む液晶表示装置。 - 前記液晶層は、負の誘電率異方性を有し、前記液晶層の液晶分子の長軸は、前記二つの表示板の表面に対し垂直に配向している、請求項7に記載の液晶表示装置。
- 前記対向電極及び前記画素電極は、前記液晶層の液晶分子を分割配向する画素分割手段を有する、請求項8に記載の液晶表示装置。
- 前記画素分割手段は、切開部または突起である、請求項9に記載の液晶表示装置。
- 前記薄膜トランジスタ表示板の前記薄膜トランジスタは、ゲート電極、ソース電極及びドレイン電極を含み、前記液晶表示装置は、前記ソース電極と前記ドレイン電極との間に位置する第1半導体部材をさらに含む、請求項7に記載の液晶表示装置。
- 前記データ線の下に位置する第2半導体部材をさらに含む、請求項11に記載の液晶表示装置。
- 前記ソース電極と前記ドレイン電極との間のチャンネル部を除く前記第2半導体部材は、前記データ線及び前記ドレイン電極と実質的に同一形状を有し、前記データ線よりも幅が拡張されている、請求項12に記載の液晶表示装置。
- 前記光遮断部材は、前記ゲート線と同一層をなす、請求項7に記載の液晶表示装置。
- 走査信号を伝達する複数のゲート線、
前記ゲート線と交差し映像信号を伝達し、それぞれ互いに電気的に接続され互いに離れている第1の副データ線及び第2の副データ線をそれぞれ含む複数のデータ線、
前記ゲート線及び前記データ線と薄膜トランジスタを通じて電気的に接続され、隣接する第1の副データ線または第2の副データ線の両側の周縁を覆う複数の画素電極、
前記データ線と前記画素電極との間に形成されているカラーフィルタ層、及び
前記ゲート線と同一層をなし、前記分割されたデータ線と重畳されて形成された光遮断部材、
を含む薄膜トランジスタ表示板。 - 前記カラーフィルタ層と前記データ線との間に位置する無機絶縁膜をさらに含む、請求項15に記載の薄膜トランジスタ表示板。
- 前記画素電極と重畳して維持容量を形成する維持電極をさらに含む、請求項15に記載の薄膜トランジスタ表示板。
- 前記画素電極は、少なくとも一度屈折することを特徴とする、請求項15に記載の薄膜トランジスタ表示板。
- 走査信号を伝達する複数のゲート線、
前記ゲート線と交差して映像信号を伝達し、それぞれ互いに電気的に接続され互いに離れている第1副データ線及び第2副データ線をそれぞれ含む複数のデータ線、
前記ゲート線及び前記データ線と薄膜トランジスタを通じて電気的に接続され、隣接した第1副データ線または第2副データ線の両側の周縁を覆う複数の画素電極、
前記データ線と前記画素電極との間に形成されているカラーフィルター層を含む薄膜トランジスタ表示板、
前記薄膜トランジスタ表示板と対向し、前記薄膜トランジスタ表示板への射影が前記第1副データ線及び第2副データ線を覆う光遮断部材を含む対向表示板、及び
前記薄膜トランジスタ表示板と前記対向表示板間に位置する液晶層、
を含む液晶表示装置。 - 前記カラーフィルター層と前記データ線との間に位置する無機絶縁膜をさらに含む、請求項19に記載の液晶表示装置。
- 前記画素電極と重畳して維持容量を形成する維持電極をさらに含む、請求項19に記載の液晶表示装置。
- 前記光遮断膜の前記薄膜トランジスタ基板への射影が、前記データ線の両側周縁を覆う、請求項19に記載の液晶表示装置。
- 前記画素電極は、少なくとも一度屈折することを特徴とする、請求項19に記載の液晶表示装置。
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