JP2006163334A - 薄膜トランジスタ表示板及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 本発明の実施例による薄膜トランジスタ表示板には、絶縁基板上にゲート線と、ゲート線から分離されている容量性補助電極とが形成されており、ゲート線と絶縁されて交差しているデータ線が形成されている。ゲート線及びデータ線と接続され、ドレイン電極を有する薄膜トランジスタと、ドレイン電極に接続され、容量性補助電極と重畳し、容量性補助電極上に位置する開口部を有する容量性結合電極が形成されている絶縁基板上には、開口部内において容量性補助電極を露出する接触孔を有する保護膜が形成されている。また、絶縁基板上には、ドレイン電極と接続されている第1画素電極と、接触孔を通じて容量性補助電極と接続されている第2画素電極とを有する画素電極が形成されている。
【選択図】 図4
Description
一方、このような液晶表示装置は、画素の開口率を最大化することが重要な課題であり、画素の開口率を確保するために画素電極は、ゲート線及びデータ線と重なるように設計し、画素電極とゲート線及びデータ線との間には、これらの間で発生する寄生容量を最少化するために、低い誘電率を有する絶縁膜を厚く形成する。
本発明の他の目的は、画素の開口率を最大化できる薄膜トランジスタ表示板及びその製造方法を提供することである。
本願第3発明は、第1発明において、四角形、八角形または円形の境界を有するのが好ましい。
本願第5発明は、第1発明において、接触孔の境界線とこれと隣接した開口部の境界線は3.0μm以上であるのが好ましい。
本願第7発明は、第6発明において、画素電極及び遮蔽電極は、保護膜上に位置するのが好ましい。
本願第9発明は、第8発明において、遮蔽電極及び維持電極は、実質的に同一電圧の印加を受けるのが好ましい。
本願第11発明は、第10発明において、おり、前記データ線を完全に覆うのが好ましい。
本願第13発明は、第1発明において、保護膜は有機絶縁物質を含む。
本願第15発明は、第1発明において、画素電極はドメイン分割手段を有することができる。
本願第17発明の実施例による薄膜トランジスタ表示板の製造方法において、絶縁基板上にゲート線及び容量性補助電極を形成する段階、ゲート絶縁膜を形成する段階、ゲート線と絶縁されて交差しているデータ線、ドレイン電極及び前記容量性補助の上に位置する開口部を有する容量性結合電極を形成する段階、ゲート線及びデータ線を覆い、開口部内において容量性補助電極を露出する接触孔を有する保護膜を形成する段階、また、ドレイン電極と接続されている第1画素電極と、接触孔を通じて容量性補助電極と接続されている第2画素電極とを有する画素電極を形成する段階を含む。
本願第19発明は、第17発明において、開口部は、四角形、八角形または円形に形成することができる。
まず、図1乃至図5を参照して、本発明の一実施例による液晶表示装置に対して詳細に説明する。
まず、図1、図3及び図4を参考にして、薄膜トランジスタ表示板100に対して詳細に説明する。
ゲート線121は主に横方向に延在して互いに分離され、ゲート信号を伝達する。各ゲート線121は、複数のゲート電極124をなす複数の突出部と、別の層または外部装置の接続のための面積の広い端部と129を含む。
ゲート絶縁膜140上には、水素化非晶質シリコン(非晶質シリコンは、略してa-Siと言う)などからなる複数の島状半導体154が形成されている。それぞれの島状半導体154は、主にゲート電極124の上に位置し、後のデータ線171が通るゲート線121の上部まで拡張されている。
抵抗接触部材163、165及びゲート絶縁膜140の上には、それぞれ複数のデータ線171とここから分離されている複数のドレイン電極175、及びドレイン電極175に連結されている容量性結合電極176が形成されている。
データ線171、ドレイン電極175及び容量性結合電極176もまた、クロムまたはモリブデン系列の金属、タンタル及びチタニウムなど耐火性金属を含むのが好ましく、単一膜構造、またはモリブデン、モリブデン合金、クロムなどの導電膜(図示せず)と、その上部または下部に位置したアルミニウム系列金属である導電膜(図示せず)とからなる多層膜構造を有することができる。
抵抗性接触部材163、165は、その下部の半導体154とその上部のデータ線171及びドレイン電極175との間にのみ存在し、接触抵抗を低くする役割をする。島状の半導体154は、ソース電極173とドレイン電極175間を始めとして、データ線171及びドレイン電極175で覆われずに露出された部分を有する。
接触補助部材81、82は、接触孔181、182を通じてゲート線121の端部129及びデータ線171の端部179とそれぞれ連結される。接触補助部材81、82は、ゲート線121の露出された端部129及びデータ線171の露出された端部179と外部装置との接着性を補完し、これらを保護する役割をするものである。接触補助部材81、82は、異方性導電膜(図示せず)などを通じて外部装置と連結される。
次に、図2乃至図4を参照して、共通電極表示板200について説明する。
カバー膜250上にはITO、IZOなどの透明な導電体などからなる共通電極270が形成されている。
一組の切開部71、72、73、74a、74b、75a、75b、76a、76bは、一つの画素電極190と対向し、中央切開部71、72、73と、下部切開部74a、75a、76a及び上部切開部74b、75b、76bを有する。切開部71、72、73、74a、74b、75a、75b、76a、76bのそれぞれは、隣接した画素電極190の切開部91、92、93a、93b、94a、94b、95a、95bの間、若しくは周縁の切開部95a、95bと画素電極190の斜辺との間に配置されている。また、各切開部71、72、73、74a、74b、75a、75b、76a、76bは、画素電極190の切開部91、92、93a、93b、94a、94b、95a、95bと平行にのびた少なくとも一つの傾斜線部を含む。
二つの偏光板12、22の透過軸は直交し、このうち一つの透過軸は、ゲート線121に対して並んでいる。反射型液晶表示装置の場合には、二つの偏光板12、22のうちの一つは省略できる。
液晶層3は負の誘電率異方性を有し、液晶層3の液晶分子310は、電界のない状態でその長軸が二つの表示板の表面に対して垂直をなすように配向されている。その結果、入射光は直交偏光子12、22を通過できず遮断される。
また、共通電極270と遮蔽電極88に同一の共通電圧が印加されるため、両者間には電界がほとんどない。このため、共通電極270と遮蔽電極88間に位置した液晶分子310は、初期垂直配向状態をそのまま維持し、この部分に入射された光は透過できず遮断される。
Vb=Va×[Ccp/(Ccp+Clc2+Cst2)]となり、Ccp/(Ccp+Clc2+Cst2)は常に1より大きくならないため、VbはVaに比べて常に小さい。この時、Clc1及びClc2に対する共通電極270電圧と、Cst1及びCst2に対する維持電極線131電圧が変化することがあるが、このような場合にも、Clc1及びClc2に印加される共通電極270電圧が同一であるので、Clc1に印加される画像信号電圧(Va)の絶対値は、常にClc2に印加される画像信号電圧(Vb)の絶対値よりも大きい値を有することになる。前記のように、一つの画素内において電圧の異なる二つの画素電極を配置するとき、液晶分子は互いに異なる電圧で駆動されて互いに異なる傾斜角を有し、これによって側面視認性を向上させることができる。
クロム、モリブデンまたはモリブデン合金、アルミニウム系列金属または銀系列金属などからなる導電膜を絶縁基板110上にスパッタリング蒸着し、湿式エッチングまたは乾式エッチングして、複数のゲート電極124及び端部129を含むゲート線121と、複数の維持電極133を有する維持電極線131及び容量性補助電極136を形成する。
多層膜のうちの上部のアルミニウムの導電膜が、接触孔181、182、185、186を通じて露出されるとき、ゲート絶縁膜140の露出された部分を除去して、その下に位置するゲート線121の端部129及び容量性補助電極136部分を露出させた後、アルミニウムを含む上部膜を除去する工程を追加することができる。
図6は、本発明の他の実施例による液晶表示装置の配置図であり、図7は、図6に示す液晶表示装置のVII-VII´線による断面図である。
薄膜トランジスタ表示板100において、ゲート電極124を有する複数のゲート線121、維持電極133を有する複数の維持電極線131及び容量性補助電極136が基板110上に形成されており、その上にゲート絶縁膜140、半導体154及び抵抗性接触部材163、165が順次に形成されている。ソース電極173を有する複数のデータ線171、複数のドレイン電極175及び複数の容量性結合電極176がゲート絶縁膜140上に形成され、保護膜180がその上に形成されており、保護膜180及びゲート絶縁膜140には、複数の接触孔181、182、185、186が形成されている。保護膜180上には、複数の画素電極190、複数の遮蔽電極88及び複数の接触補助部材81、82が形成され、その上に、配向膜11が塗布されている。
図1乃至図4の液晶表示装置とは異なって、半導体154は、データ線171下部まで延在している線状半導体151の突出部であり、島状の抵抗性接触部材165と対向する抵抗性接触部材163もまた、線状の抵抗性接触部材161の突出部である。この時、線状の半導体151は、データ線171とドレイン電極175及びその下の抵抗性接触部材161、165とほぼ同一模様を有する。ところが、線状の半導体151のうちの突出部154は、ソース電極173とドレイン電極175間の部分のように、データ線171及びドレイン電極175で覆われない部分を有し、線状の半導体151及び島状の抵抗性接触部材165は同一模様で、容量性結合電極176の下部まで延在している。
本発明の他の実施例による液晶表示装置について、図8を参照して詳細に説明する。
図8は、図3に示すIV-IV´線による本発明の他の実施例による液晶表示装置の断面図である。
薄膜トランジスタ表示板100に関しては、ゲート電極124を有する複数のゲート線121、維持電極133を有する複数の維持電極線131及び容量性補助電極136が基板110上に形成されており、その上にゲート絶縁膜140、複数の島状半導体154、複数の島状抵抗性接触部材163、165が順次に形成されている。ソース電極173を有する複数のデータ線171、複数のドレイン電極175及び複数の容量性結合電極176がゲート絶縁膜140及び抵抗性接触部材163、165上に形成され、保護膜180がその上に形成され、保護膜180及びゲート絶縁膜140には複数の接触孔181、182、185、186が形成されている。保護膜180上には、第1及び第2画素電極190a、190bを有する複数の画素電極190、遮蔽電極88及び複数の接触補助部材81、82が形成され、その上には配向膜11が塗布されている。
図1乃至図5の液晶表示装置とは異なって、保護膜180上にカラーフィルタ230が形成されており、共通電極表示板200にはカラーフィルタがなく、カバー膜250も省略することができる。各カラーフィルタ230は、赤色、緑色、青色などの三原色を表示し、隣接する二つのデータ線171間の領域内にほとんど入っている。隣接する二つのデータ線171間に存在し、縦方向に配置されるカラーフィルタ230は、互いに連結されて帯をなすこともある。カラーフィルタ230は、ドレイン電極175を露出する接触孔185上に位置する複数の開口部を有し、ゲート線121の拡張部129とデータ線171の拡張部179とが備えられている周辺領域には配置されていない。また、隣接するカラーフィルタ230は、データ線171上で互いに重畳して画素電極190の間からの光漏れを遮断し、ここで、画素電極190周囲の遮光部材220部分を省略することができる。この場合、遮蔽電極88がカラーフィルタ230の境界線を覆うのが好ましい。カラーフィルタ230重畳部の段差を減らすために、重畳部におけるカラーフィルタ230の高さを低くすることもでき、そのために、カラーフィルタ230のパターニングの際に用いられる光マスクにスリット領域または半透過領域を設け、これを重畳部に対応させることができる。しかし、隣接したカラーフィルタ230が離れていたり、その境界が一致することもある。
以上のように、画素電極を分割して互いに異なる電位を印加することで、液晶表示装置の側面視認性を向上させ、これによって視野角を拡張することができる。
以上、本発明の好ましい実施例について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されるものでなく、特許請求の範囲で定義している本発明の基本概念を利用した当業者の様々な変形及び改良形態も本発明の権利範囲に属するものである。特に、画素電極と共通電極に形成する切開部の配置は変更できる。
12、22 偏光板
81、82 接触補助部材
100、200 表示板
110、210 絶縁基板
121 ゲート線
124 ゲート電極
131 維持電極線
133 維持電極
136 容量性補助電極
140 ゲート絶縁膜
151、154 半導体
161、163、165 抵抗性接触部材
171、179 データ線
173 ソース電極
175 ドレイン電極
176 容量性結合電極
180 保護膜
181、182、185、186 接触孔
190 画素電極
220 遮光部材
250 カバー膜
270 共通電極
91、92、93a、93b、94a、94b、95a、95b 画素電極の切開部
71、72、73、74a、74b、75a、75b、76a、76b 共通電極の切開部
300 液晶層
310 液晶分子
Claims (20)
- 絶縁基板、
前記絶縁基板上に形成されているゲート線、
前記ゲート線と分離されている容量性補助電極、
前記ゲート線と絶縁されて交差しているデータ線、
それぞれの前記ゲート線及び前記データ線と接続され、ドレイン電極を有する薄膜トランジスタ、
前記ドレイン電極と接続され、前記容量性補助電極と重畳し、前記容量性補助電極上に位置する開口部を有する容量性結合電極、
前記ゲート線、前記データ線及び前記薄膜トランジスタを覆い、前記開口部内において前記容量性補助電極を露出する接触孔を有する保護膜、及び
前記ドレイン電極と接続されている第1画素電極と、前記接触孔を通じて前記容量性補助電極と接続されている第2画素電極とを有する画素電極
を含む、薄膜トランジスタ表示板。 - 前記開口部は、前記容量性補助電極の中央に位置する、請求項1に記載の薄膜トランジスタ表示板。
- 前記開口部は、四角形、八角形または円形の境界によって定義される、請求項1に記載の薄膜トランジスタ表示板。
- 前記接触孔を定義する前記保護膜の側壁は、階段状のテーパ構造である、請求項1に記載の薄膜トランジスタ表示板。
- 前記接触孔の境界線と隣接した前記開口部の境界線間の距離は3.0μm以上である、請求項1に記載の薄膜トランジスタ表示板。
- 前記画素電極と絶縁され、前記ゲート線または前記データ線と少なくとも一部が重畳している遮蔽電極をさらに含む、請求項1に記載の薄膜トランジスタ表示板。
- 前記画素電極及び前記遮蔽電極は、前記保護膜上に位置する、請求項6に記載の薄膜トランジスタ表示板。
- 前記ドレイン電極と重畳して維持容量を形成する維持電極を有する維持電極線をさらに含む、請求項6に記載の薄膜トランジスタ表示板。
- 前記遮蔽電極及び前記維持電極は、実質的に同一電圧の印加を受ける、請求項8に記載の薄膜トランジスタ表示板。
- 前記遮蔽電極は、前記ゲート線または前記データ線に沿ってのびた、請求項9に記載の薄膜トランジスタ表示板。
- 前記遮蔽電極は、前記データ線を完全に覆う、請求項10に記載の薄膜トランジスタ表示板。
- 前記画素電極は、面取りされた斜辺を有する、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、有機絶縁物質を含む、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、カラーフィルタを含む、請求項13に記載の薄膜トランジスタ表示板。
- 前記画素電極は、ドメイン分割手段を有する、請求項1に記載の薄膜トランジスタ表示板。
- 前記ドメイン分割手段は、前記ゲート線に対して45度をなす、請求項15に記載の薄膜トランジスタ表示板。
- 絶縁基板上にゲート線及び容量性補助電極を形成する段階、
ゲート絶縁膜を形成する段階、
前記ゲート線と絶縁されて交差しているデータ線、ドレイン電極及び前記容量性補助電極上に位置する開口部を有する容量性結合電極を形成する段階、
前記ゲート線及び前記データ線を覆い、前記開口部内において前記容量性補助電極を露出する接触孔を有する保護膜を形成する段階、及び
前記ドレイン電極と接続されている第1画素電極と、前記接触孔を通じて前記容量性補助電極と接続されている第2画素電極とを有する画素電極を形成する段階を含む、薄膜トランジスタ表示板の製造方法。 - 前記開口部は、前記容量性補助電極の中央に形成される、請求項17に記載の薄膜トランジスタ表示板の製造方法。
- 前記開口部は、四角形、八角形または円形に形成される、請求項17に記載の薄膜トランジスタ表示板の製造方法。
- 前記接触孔を定義する前記保護膜の側壁は、階段状のテーパ構造となっている、請求項17に記載の薄膜トランジスタ表示板の製造方法。
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