JP2008076673A

JP2008076673A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JP2008076673A
Application number: JP2006254907A
Authority: JP
Inventors: Masato Nakamura; 真人中村; Tetsuya Iizuka; 哲也飯塚
Original assignee: Toshiba Matsushita Display Technology Co Ltd
Current assignee: Japan Display Central Inc
Priority date: 2006-09-20
Filing date: 2006-09-20
Publication date: 2008-04-03

Abstract

【課題】補助容量と開口率の両方を高くできる液晶表示装置を提供する。
【解決手段】補助容量線ＣＹは、信号線Ｘに少なくとも一部が交差する第１補助容量線部分ＣＹ１と、この第１補助容量線部分ＣＹ１より細く且つ信号線Ｘに交差しない第２補助容量線部分ＣＹ２とが交互に接続されたものである。画素電極Ｐに接続された画素トランジスタＴＦＴのチャネル領域Ｃは、当該画素トランジスタＴＦＴの導通により当該画素電極Ｐに電気的に接続される信号線Ｘと、当該画素トランジスタＴＦＴを駆動して導通させる走査線Ｙとの交差部に配置される。当該画素トランジスタＴＦＴのドレイン領域Ｄが、当該画素電極Ｐの電位を保持するための補助容量線ＣＹの第１補助容量線部分ＣＹ１までの間の信号線部分ＸＸと、当該第１補助容量線部分ＣＹ１と、当該補助容量線ＣＹの第２補助容量線部分ＣＹ２とに重なっている。
【選択図】図１

Description

本発明は、補助容量と開口率の両方を高くできる液晶表示装置に関する。

近年における液晶表示装置は、テレビジョン受像機、コンピュータの表示装置、携帯電話端末などの様々な機器に使用される。

従来の液晶表示装置では、例えば、図７に示すように、画素トランジスタＴＦＴのドレイン領域Ｄの一部が、補助容量線ＣＹの一部に平面的に重なり、この重なっている部分である補助容量により画素の電位が保持される。なお、図７でＸは信号線、Ｄはドレイン領域、Ｙは走査線、Ｓはソース領域、ＣＨ１はドレイン領域Ｄと信号線Ｘとを接続するコンタクトホールである。
特開２００１−１４４３０１号公報

ところが、補助容量を高めるべく、重なっている部分の面積を広くすると、開口率が低下するので、その解決が要望されている。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、補助容量と開口率の両方を高くできる液晶表示装置を提供することにある。

上記の課題を解決するために、請求項１記載の液晶表示装置は、アレイ基板とこのアレイ基板上に形成された複数の信号線と複数の走査線と各走査線に並ぶ補助容量線と、前記信号線と走査線の各交差部にチャネル領域、ソース領域およびドレイン領域が半導体層からなる画素トランジスタと、この画素トランジスタのドレイン領域に接続された画素電極と、この画素電極に対向する対向電極を備えた対向基板と、前記アレイ基板と前記対向基板との間に配置された液晶層とを備え、前記補助容量線は、信号線に少なくとも一部が交差する第１補助容量線部分と、この第１補助容量線部分より細く且つ信号線に交差しない第２補助容量線部分とが交互に接続され、前記画素電極に接続されたドレイン領域が、当該画素電極の電位を保持するための補助容量線の第１補助容量線部分と、当該補助容量線の第２補助容量線部分とに重なっていることを特徴とする。

この請求項１の液晶表示装置によれば、補助容量線は、信号線に少なくとも一部が交差する第１補助容量線部分と、第１補助容量線部分より細く且つ信号線に交差しない第２補助容量線部分とが交互に接続され、画素電極に接続されたドレイン領域が、当該画素電極の電位を保持するための補助容量線の第１補助容量線部分と、当該補助容量線の第２補助容量線部分とに重なっていることで、補助容量と開口率の両方を高くすることができる。

また、請求項２記載の液晶表示装置は、請求項１記載の液晶表示装置において、走査線方向で隣合うドレイン領域同士の間隙に、第２補助容量線部分の少なくとも一部が配置されたことを特徴とする。

請求項２の液晶表示装置によれば、間隙に第２補助容量線部分の少なくとも一部が配置されたことで、同じ補助容量を得るにしても、第１補助容量線部分の一部だけが配置される場合との比較で、間隙を長くでき、よって、ドレイン領域同士が接触する可能性を低減させて、歩留まりを高めることができる。

また、請求項３記載の液晶表示装置は、請求項１記載の液晶表示装置において、走査線方向で隣合うドレイン領域同士の間隙に、第１補助容量線部分の少なくとも一部と第２補助容量線部分の少なくとも一部とが配置され、当該配置された第１補助容量線部分より、当該配置された第２補助容量線部分が長いことを特徴とする。

請求項３の液晶表示装置によれば、配置された第２補助容量線部分の方が長いので、同じ補助容量を得るにしても、第１補助容量線部分の一部だけが配置される場合との比較で、間隙を長くでき、ドレイン領域同士が接触する可能性を低減させて、歩留まりを高めることができることに加え、間隙には第１補助容量線部分の少なくとも一部が配置されるので、間隙に第２補助容量線部分の一部だけが配置される場合との比較で、補助容量線とドレイン領域との重なりが大きくなり、補助容量を高めることができる。

請求項４記載の液晶表示装置は、請求項１乃至３のいずれかに記載の液晶表示装置において、前記アレイ基板と前記対向基板との間に挟持されるスペーサが第１補助容量線部分の位置に配置されたことを特徴とする。

請求項４の液晶表示装置によれば、スペーサが第１補助容量線部分の位置に配置されたことで、例えば、スペーサを画素電極の中央位置に配置する場合との比較で、開口率を高めることができる。

本発明の液晶表示装置によれば、補助容量線は、信号線に少なくとも一部が交差する第１補助容量線部分と、第１補助容量線部分より細く且つ信号線に交差しない第２補助容量線部分とが交互に接続され、画素電極に接続されたドレイン領域が、当該画素電極の電位を保持するための補助容量線の第１補助容量線部分と、当該補助容量線の第２補助容量線部分とに重なっていることで、補助容量と開口率の両方を高くすることができる。

以下、本発明の実施の形態に係る液晶表示装置について図面を参照して説明する。

［第１の実施の形態］
図１、図２は、第１の実施の形態に係る液晶表示装置を構成するアレイ基板を部分的に示す平面図である。図３は、図２のＡＢ線断面図である。

先ず、図３に示すガラス基板１１上に層間絶縁膜１２を介して形成された半導体層（多結晶シリコン層）がパターニングされる。続いて、全面にゲート絶縁膜１３が形成され、その上で金属をパターニングして、走査線Ｙ（図１）が複数並ぶように形成され、また、各走査線Ｙに並ぶ補助容量線ＣＹ（図１、３）が形成される。続いて、不純物をドーピングすることにより、パターニング後の半導体層にソース領域Ｓとドレイン領域Ｄとが形成される。ここでは、ドレイン領域Ｄが図１、図３のように、ソース領域Ｓが図１のように形成されたこととする。続いて、全面に層間絶縁膜１４（図３）が形成され、そのソース領域Ｓ上にコンタクトホールＣＨ１（図１）が形成される。続いて、その上で金属をパターニングして、走査線Ｙと交差するように複数の信号線Ｘ（図１）が形成され、コンタクトホールＣＨ１により、ソース領域Ｓと信号線Ｘが接続される。

また、ドレイン領域Ｄ上のコンタクトホールＣＨ２（図２）がコンタクトホールＣＨ１とともに形成される。また、電極ｐ（図２）が信号線Ｘとともに形成され、コンタクトホールＣＨ２により、ドレイン領域Ｄと電極ｐが接続される。

また、ソース領域Ｓとドレイン領域Ｄの間をチャネル領域Ｃとして画素トランジスタ（薄膜トランジスタ）ＴＦＴ（図１、２）が形成される。

続いて、全面に保護絶縁膜１５（図３）と透明有機絶縁膜１６（図３）が形成され、その電極ｐ上にスルーホールＴＨ（図２）が形成される。続いて、その上でＩＴＯ（Indium Tin Oxide:酸化インジウムスズ）等をパターニングして、透明な画素電極Ｐ（図２、３）が形成される。画素電極Ｐは、スルーホールＴＨ、電極ｐおよびコンタクトホールＣＨ２を介してドレイン領域Ｄに接続される。そして、全面に配向膜１７（図３）が形成され、こうしてアレイ基板１が作られる。

また、例えばアレイ基板１に、図示しない信号線駆動回路と走査線駆動回路と補助容量線制御回路が形成される。

また、図３に示すガラス基板２１上において、ＩＴＯ等をパターニングして、全ての画素電極Ｐに対向する透明な対向電極２２が形成される。そして、全面に配向膜２３が形成され、こうして対向基板２が作られる。

そして、柱状のスペーサＳＰ（図２）がアレイ基板１上に配置され、このアレイ基板１と対向基板２を対向させた状態で外周部が封着され、基板１、２間に液晶材料３１（図３）が注入される。

こうして、基板１、２間に液晶層３を備えた液晶パネルが作られる。図示しないが、液晶パネルの前面と背面に偏光板や位相差板が設けられる。

なお、透過型の液晶表示装置の場合、背面にはバックライトが設けられる。また、反射型の液晶表示装置の場合、例えば、画素電極Ｐ上には金属の反射電極が形成される。また、カラー液晶表示装置の場合、例えば、ガラス基板２１上にカラーフィルタが形成される。

この液晶表示装置では、補助容量線制御回路が補助容量線ＣＹに電位を設定した上で、走査線駆動回路が各走査線Ｙを駆動して画素トランジスタＴＦＴを導通させ、これにより、信号線Ｘと画素電極Ｐとが電気的に接続する。そして、信号線駆動回路が各信号線Ｘに映像信号を供給し、これにより、画素電極Ｐに電位が設定される。画素電極Ｐの電位は、補助容量線ＣＹとドレイン領域Ｄの重なっている部分に形成される補助容量によって、次の電位設定のタイミングまで保持される。

図１に示すように、補助容量線ＣＹは、信号線Ｘに少なくとも一部が交差する第１補助容量線部分ＣＹ１と、この第１補助容量線部分ＣＹ１より細く且つ信号線Ｘに交差しない第２補助容量線部分ＣＹ２とが交互に接続されたものである。

また、画素電極Ｐに接続された画素トランジスタＴＦＴのチャネル領域Ｃは、当該画素トランジスタＴＦＴの導通により当該画素電極Ｐに電気的に接続される信号線Ｘと、当該画素トランジスタＴＦＴを駆動して導通させる走査線Ｙとの交差部に配置されている。

そして、当該画素トランジスタＴＦＴのドレイン領域Ｄが、当該画素電極Ｐの電位を保持するための補助容量線ＣＹの第１補助容量線部分ＣＹ１までの間の信号線部分ＸＸと、当該第１補助容量線部分ＣＹ１と、当該補助容量線ＣＹの第２補助容量線部分ＣＹ２とに重なっている。

これにより、図７の場合との比較で、補助容量の値が同じならば、ドレイン領域Ｄが、第１補助容量線部分ＣＹ１と第２補助容量線部分ＣＹ２とに重なっているので、補助容量と開口率の両方を高くすることができる。

また、ソース領域Ｓを信号線部分ＸＸに重ねた分だけ、開口率を高めることができる。

また、スペーサＳＰを第１補助容量線部分ＣＹ１の位置に配置したので、例えば、スペーサＳＰを画素電極Ｐの中央位置に配置する場合との比較で、開口率を高めることができる。

［第２の実施の形態］
ところで、図１に示すように、走査線方向で隣合うドレイン領域Ｄ同士の間隙Ｇには、第１補助容量素子部分ＣＹ１だけが配置される。そのため、補助容量を高めるべく、つまり、重なっている部分の面積を広くすべく、間隙Ｇを短くすると、ドレイン領域Ｄ同士が接触する不良が生じ、歩留まりが低下する可能性がある。

図４、図５は、第２の実施の形態に係る液晶表示装置を構成するアレイ基板を部分的に示す平面図である。図６は、図５のＡＢ線断面図である。

図４に示すように、間隙Ｇには、第１補助容量線部分ＣＹ１に含まれる第１部分ＣＹ１１と、第２補助容量線部分ＣＹ２に含まれる第２部分ＣＹ１２とが配置される。これにより、隣り合う画素電極Ｐの一方に接続されたドレイン領域Ｄが、他方の画素電極Ｐに重なっている。また、図３では見えていた間隙Ｇが、図６では見えなくなっている。図４における他の構成については、第１の実施の形態と同様である。また、図５に示すように、図４に示すもの以外の構成についても、第１の実施の形態と同様である。

図４に示すように、第２の実施の形態では、間隙Ｇに第２部分ＣＹ１２が配置されるので、同じ補助容量を得るにしても、第１の実施の形態との比較では、間隙Ｇを長くでき、よって、ドレイン領域Ｄ同士が接触する可能性を低減させて、歩留まりを高めることができる。

また、図４に示すように、第１部分ＣＹ１１より第２部分ＣＹ１２が長いので、同じ補助容量を得るにしても、第１の実施の形態との比較では、間隙Ｇを長くでき、ドレイン領域Ｄ同士が接触する可能性を低減させて、歩留まりを高めることができることに加え、間隙には第１部分ＣＹ１１が配置されるので、第２部分ＣＹ１２だけが配置される場合との比較で、第１補助容量線部分ＣＹ１とドレイン領域Ｄとの重なりが大きくなり、補助容量を高めることができる。

また、間隙Ｇに第２補助容量線部分ＣＹ２に含まれる第２部分ＣＹ１２のみを配置することで、間隙Ｇを最も長くすることができる。

第１の実施の形態に係る液晶表示装置を構成するアレイ基板を部分的に示す平面図である。第１の実施の形態に係る液晶表示装置を構成するアレイ基板を部分的に示す平面図である。図２のＡＢ線断面図である。第２の実施の形態に係る液晶表示装置を構成するアレイ基板を部分的に示す平面図である。第２の実施の形態に係る液晶表示装置を構成するアレイ基板を部分的に示す平面図である。図５のＡＢ線断面図である。従来の液晶表示装置を構成するアレイ基板を部分的に示す平面図である。

符号の説明

１…アレイ基板
２…対向基板
３…液晶層
１１、２１…ガラス基板
１２、１４…層間絶縁膜
１３…ゲート絶縁膜
１５…保護絶縁膜
１６…透明有機絶縁膜
１７、２３…配向膜
２２…対向電極
３１…液晶材料
Ｃ…チャネル領域
ＣＨ１、ＣＨ２…コンタクトホール
ＣＹ…補助容量線
ＣＹ１…第１補助容量線部分
ＣＹ２…第２補助容量線部分
ＣＹ１１…第１部分
ＣＹ１２…第２部分
Ｄ…ドレイン領域
Ｇ…間隙
Ｐ…画素電極
Ｓ…ソース領域
ＳＰ…スペーサ
ＴＦＴ…画素トランジスタ
ＴＨ…スルーホール
Ｘ…信号線
ＸＸ…信号線部分
Ｙ…走査線
ｐ…電極

Claims

アレイ基板と
このアレイ基板上に形成された複数の信号線と複数の走査線と各走査線に並ぶ補助容量線と、
前記信号線と走査線の各交差部にチャネル領域、ソース領域およびドレイン領域が半導体層からなる画素トランジスタと、
この画素トランジスタのドレイン領域に接続された画素電極と、
この画素電極に対向する対向電極を備えた対向基板と、
前記アレイ基板と前記対向基板との間に配置された液晶層とを備え、
前記補助容量線は、信号線に少なくとも一部が交差する第１補助容量線部分と、この第１補助容量線部分より細く且つ信号線に交差しない第２補助容量線部分とが交互に接続され、
前記画素電極に接続されたドレイン領域が、当該画素電極の電位を保持するための補助容量線の第１補助容量線部分と、当該補助容量線の第２補助容量線部分とに重なっている
ことを特徴とする液晶表示装置。
走査線方向で隣合うドレイン領域同士の間隙に、第２補助容量線部分の少なくとも一部が配置された
ことを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
走査線方向で隣合うドレイン領域同士の間隙に、第１補助容量線部分の少なくとも一部と第２補助容量線部分の少なくとも一部とが配置され、当該配置された第１補助容量線部分より、当該配置された第２補助容量線部分が長い
ことを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
前記アレイ基板と前記対向基板との間に挟持されるスペーサが第１補助容量線部分の位置に配置された
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の液晶表示装置。