JP2008065356A

JP2008065356A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JP2008065356A
Application number: JP2007305075A
Authority: JP
Inventors: Shingo Makimura; 真悟牧村
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2007-11-26
Filing date: 2007-11-26
Publication date: 2008-03-21

Abstract

【課題】補助容量ラインの低抵抗化と遮光性向上とを両立すること。
【解決手段】本発明の液晶表示装置１は、液晶画素を駆動する液晶駆動素子Ｔｒと、液晶駆動素子Ｔｒを介して送られる画像信号を保持する補助容量素子Ｃｓと、共通電位と複数の補助容量素子Ｃｓとを接続する補助容量ラインＣｓＬと、補助容量ラインＣｓＬと電気的に導通し補助容量ラインＣｓＬの抵抗値を下げる第１の層である低抵抗層２１と、第１の層上に補助容量ラインＣｓＬを覆う状態に形成された第１の層より低い反射率の第２の層である遮光層２２とから構成される二層遮光膜２とを備えているものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、液晶駆動素子によって液晶画素を駆動して所定の画像を表示する液晶表示装置に関する。

ＴＦＴ（Thin Film Transistor）等を用いたアクティブマトリクス型の液晶表示装置は、能動素子（ＴＦＴ等）が形成された液晶駆動基板と、透明電極が形成された対向基板とが重ね合わされ、その間に液晶が封入されることでモジュール化されている。

この液晶表示装置の液晶駆動基板には、各画素毎にスイッチング用のＴＦＴと信号保持用の補助容量素子が配置され、それらに信号または一定の電位を与えるための各種配線が形成されている。

このうちＴＦＴに接続される配線としてはスイッチングを制御するゲートラインと画像信号が与えられる信号ラインとがあり、補助容量素子に接続される配線としては一定の電位を与える補助容量ラインがある。

一般に、配線はプロセスの容易さから信号ラインとしてアルミニウム系金属膜を適用し、それと交差するゲートラインおよび補助容量ラインとして多結晶シリコン（またはポリサイド）を適用している。また、画質改善の観点から補助容量ラインとチタン系金属遮光膜とを導通させ、補助容量の抵抗を下げることも行われている（例えば、特許文献１参照。）。

特開平９−３３９５０号公報

しかしながら、近年、液晶表示装置の高精細化に対する要求が益々強くなり、画素密度の増大を招いている。これにより、信号ラインと補助容量ラインとの交差数が増大し、配線容量の増加によって良好な画質および画面均一性を得るのが困難となっている。

例えば、図４に示すように、補助容量ラインＣｓは共通電位ＶCOMに接続され、その電位に一定に保たれる。ところが、交差する信号ラインＳＬの電位変化により、信号ライン−補助容量ライン間等の寄生容量によってカップリングを受け、これが補助容量ラインＣｓＬの電位を変化させる。

図５に示すように、この電位の変化はある時定数を持って再び共通電位ＶCOMに復帰するが、信号ラインＳＬのサンプリング期間内に復帰しない場合（図中ΔＶ参照）、補助容量を介して画素電位が変化し、画質に影響を与えることになる。

本発明はこのような課題を解決するために成された液晶表示装置である。すなわち、本発明の液晶表示装置は、液晶画素を駆動する液晶駆動素子と、液晶駆動素子を介して送られる画像信号を保持する補助容量素子と、共通電位と複数の補助容量素子とを接続する補助容量ラインと、補助容量ラインと電気的に導通し補助容量ラインの抵抗値を下げる第１の層と、当該第１の層上に前記補助容量ラインを覆う状態に形成された第１の層より低い反射率の第２の層とから構成される二層遮光膜とを備えているものである。

このような本発明では、画像信号を保持する補助容量素子と接続される補助容量ラインに対する遮光膜として、補助容量ラインと電気的に導通し補助容量ラインの抵抗値を下げる第１の層と、第１の層上に補助容量ラインを覆う状態に形成された第１の層より低い反射率の第２の層とから成る二層遮光膜を用いていることから、第１の層による補助容量ラインの低抵抗化と、第２の層による遮光性とを両立できることになる。

したがって、本発明の液晶表示装置によれば次のような効果がある。すなわち、二層遮光膜の第１の層によって補助容量ラインの抵抗値を下げることができ、補助容量ラインの抵抗に起因する画質の低下を解消できるようになる。また、二層遮光膜の第２の層によって遮光性を高めることができ、画像のコントラストを高めることが可能となる。さらに、補助容量ラインの低抵抗化によって配線幅を精細にすることができ、画素の開口率を高められるとともに、高精細デバイスの設計を容易にすることが可能となる。

以下、本発明の液晶表示装置における実施の形態を図に基づいて説明する。図１は本実施形態の液晶表示装置を説明する部分断面図である。すなわち、本実施形態の液晶表示装置１は、ガラス等から成る液晶駆動基板１０と対向基板２０とを重ね合わせ、その間に液晶ＬＣを封入したもので、この液晶駆動基板１０にＴＦＴ（Thin Film Transistor）等の液晶駆動素子Ｔｒと補助容量素子Ｃｓとが各画素に対応して形成されている。

液晶駆動素子Ｔｒにはそのゲートの開閉を制御するゲートラインＧＬと、画像信号が送られる信号ラインＳＬとが形成されている。また、補助容量素子Ｃｓは、液晶駆動素子Ｔｒを介して送られる信号ラインＳＬからの画像信号を保持するもので、一方側が画素電極３に接続され、他方側が補助容量ラインＣｓＬに接続されている。

この補助容量ラインＣｓＬは一定の電位、例えば共通電位に接続されている。本実施形態では、この補助容量ラインＣｓＬを覆う状態で二層遮光膜２が形成されている点に特徴がある。

二層遮光膜２としては、補助容量ラインＣｓＬに近い側にアルミニウム系金属を用いた第１の層である低抵抗層２１が構成され、その上にチタン系金属を用いた第２の層である遮光層２２が構成されている。すなわち、このような構成により、低抵抗層２１で補助容量ラインＣｓＬの抵抗値を低くすることができるとともに、遮光層２２で遮光性を高めることができるようになっている。

図２は本実施形態における液晶表示装置の回路構成図である。液晶表示装置の回路構成としては、水平走査回路１００、画像信号供給スイッチ２００、垂直走査回路３００を備えるとともに、マトリクス状に構成された液晶ＬＣの各画素に各々対応してＴＦＴ等の液晶駆動素子Ｔｒと補助容量素子Ｃｓとが配列されている。

この画像信号供給スイッチ２００からは図中縦方向に複数本の信号ラインＳＬが画素間に配線され、水平走査回路１００によって図中横方向（水平方向）に順次画像信号が供給される。また、垂直走査回路３００からは図中横方向に複数本のゲートラインＧＬが画素間に配線され、垂直走査回路３００によって図中縦方向（垂直方向）に順次ゲート信号を与えて液晶駆動素子Ｔｒのゲートを制御する。

各補助容量素子Ｃｓの一方側は液晶駆動素子Ｔｒを介して出力される画像信号のラインおよび液晶ＬＣに電圧を印加する画素電極（図示せず）のラインに接続され、他方側は補助容量ラインＣｓＬに接続されている。補助容量ラインＣｓＬは共通電位ＶCOM に接続され、一定の電位に保たれるようになっている。

この補助容量ラインＣｓＬは、電気的に導通している二層遮光膜２で覆われている。

二層遮光膜２は、先に説明したように、補助容量ラインＣｓＬに近い側にアルミニウム系金属から成る低抵抗層２１が構成され、その上にチタン系金属から成る遮光層２２が構成されている。

低抵抗層２１は補助容量ラインＣｓＬの低抵抗化に寄与しており、信号ラインＳＬの電位変化によるカップリングでの補助容量ラインＣｓＬの電位変化量を小さくし、時定数を小さくして補助容量ラインＣｓＬを共通電位ＶCOMに速く復帰できるようにしている。

図３は補助容量ラインＣｓＬの等価回路であり、Ｒonが液晶駆動素子ＴｒのＯＮ抵抗、Ｃｓが補助容量、Ｒｓが補助容量ラインＣｓＬのライン抵抗を示している。このような等価回路で示される補助容量ラインＣｓＬに電圧Ｖ0が入力された場合のゆれＶ（ｔ）は次の式で表される。

Ｖ（ｔ）＝（Ｒｓ／（Ｒon＋Ｒｓ））Ｖ0 ｅｘｐ（−１／（Ｒon＋Ｒｓ）Ｃｓ）

この式より、補助容量ラインＣｓＬのライン抵抗Ｒｓを下げることで補助容量ラインＣｓＬのゆれＶ（ｔ）すなわち時定数を小さくすることができ、信号ラインＳＬからのカップリングで電位変化を受けても、共通電位ＶCOMへ速く復帰できるようになる。

そこで、本実施形態では補助容量ラインＣｓＬの抵抗値を下げるため、二層遮光膜２の低抵抗層２１にアルミニウム系金属を用いている。すなわち、このアルミニウム系金属を用いた低抵抗層２１のシート抵抗として、例えば２３０Ω／□のものを用いる。この程度のシート抵抗を得るためには、アルミニウム系金属から成る低抵抗層２１を約１３０ｎｍ厚で形成する。

また、このようにアルミニウム系金属を用いて低抵抗層２１を形成すると、光の反射率が非常に高くなってしまい（例えば、９０％以上）、液晶表示装置のコントラストを低下させてしまうなど、画質への悪影響が生じる。そこで、本実施形態では、このアルミニウム系金属から成る低抵抗層２１の上に、反射率が低くアルミニウム系金属との密着性のよいチタン系金属から成る遮光層２２を形成する。

このような二層遮光膜２を形成するには、先ずアルミニウム系金属から成る低抵抗層２１を例えばスパッタリング法により形成し、続いてその低抵抗層２１の上にチタン系金属から成る遮光層２２を例えばスパッタリング法により形成する。この際、真空を破らず（開放せず）連続的に二層遮光膜２を形成することが望ましい。

二層遮光膜２を構成する各層の厚さとしては、低抵抗層２１の厚さをｄ１、遮光層２２の厚さをｄ２とした場合、各膜相互の反応を考慮し、各々の目的を達成するため以下に示す範囲で設定するのが望ましい。

１００ｎｍ≦ｄ１≦５００ｎｍ
５０ｎｍ≦ｄ２≦３５０ｎｍ

このような二層遮光膜２を、補助容量ラインＣｓＬと導通し、かつ補助容量ラインＣｓＬを覆う状態で形成することにより、補助容量ラインＣｓＬの低抵抗化および遮光性を高めることができるようになる。また、補助容量ラインＣｓＬの低抵抗化を図ることができるため、補助容量ラインＣｓＬの配線幅を狭くしても対応できるようになる。

なお、上記実施形態では、二層遮光膜２をアルミニウム系金属から成る低抵抗層２１とチタン系金属から成る遮光層２２とから構成する例を説明したが、本発明はこれらの材質に限定されることはなく、各々目標の低抵抗化および遮光性を得られる材質であればどのようなものであっても適用可能である。

本実施形態における液晶表示装置を説明する部分断面図である。本実施形態における液晶表示装置を説明する回路構成図である。補助容量ラインの等価回路図である。カップリングの影響を説明する図（その１）である。カップリングの影響を説明する図（その２）である。

符号の説明

１…液晶表示装置、２…二層遮光膜、３…画素電極、１０…液晶駆動基板、２０…対向基板、２１…低抵抗層、２２…遮光層、Ｃｓ…補助容量素子、ＣｓＬ…補助容量ライン、ＧＬ…ゲートライン、ＬＣ…液晶、ＳＬ…信号ライン、Ｔｒ…液晶駆動素子

Claims

液晶画素を駆動する液晶駆動素子と、
前記液晶駆動素子を介して送られる画像信号を保持する補助容量素子と、
共通電位と複数の前記補助容量素子とを接続する補助容量ラインと、
前記補助容量ラインと電気的に導通し前記補助容量ラインの抵抗値を下げる第１の層と、当該第１の層上に前記補助容量ラインを覆う状態に形成された前記第1の層より低い反射率の第２の層とから構成される二層遮光膜と
を備えていることを特徴とする液晶表示装置。
前記二層遮光膜は、前記補助容量ラインに近い側から前記第１の層、前記第２の層の順に構成されている
ことを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
前記二層遮光膜を構成する低抵抗層はアルミニウム系金属から成る
ことを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
前記二層遮光膜を構成する遮光層はチタン系金属から成る
ことを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。