JP2010097230A

JP2010097230A - 液晶表示装置及びその製造方法

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Publication number: JP2010097230A
Application number: JP2010020318A
Authority: JP
Inventors: Sangsoo Kim; 相洙金; Dong-Gyo Kim; 東奎金; Woon-Yong Park; 雲用朴
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 1997-10-18
Filing date: 2010-02-01
Publication date: 2010-04-30
Also published as: US6717634B2; US7463323B2; US20020158996A1; JP4643774B2; TW413955B; US6429909B1; US20040141099A1; JPH11194369A

Abstract

【課題】工程を追加することなく、データ線断線不良を低減することができる補助修理線構造を実現することにある。
【解決手段】透明な絶縁基板と、前記絶縁基板上に第１方向に形成されているゲート線と、前記ゲート線と同一層に同一物質で第２方向に形成されており、前記ゲート線を境界として分離された多数の部分からなる補助修理線と、前記ゲート線及び前記補助修理線を覆う第１絶縁層と、前記補助修理線に沿って前記第１絶縁層上に第２方向に形成されているデータ線とを含む。
【選択図】図６

Description

本発明は液晶表示装置及びその製造方法に関する。

一般に、薄膜トランジスタ液晶表示装置は走査信号が伝達される多数のゲート
線と、画素信号が伝達されてゲート線と交差する多数のデータ線と、ゲート線と
データ線とが交差する部分によって定義づけられる画素領域とその内に形成され
ている薄膜トランジスタとを含む。このような薄膜トランジスタ液晶表示装置は
、薄膜を一層ずつ積むことで形成されるが、いくつかの膜が重なる部分では部分
的な膜の切断が起きる。

従来は、膜の断線を防ぐために、ゲート線とデータ線とが交差する部分のみに
データ線を二重化するか、データ線パターンに沿ってその上部または下部に別途
の金属を装着してパターニングすることで補助修理線をさらに形成してデータ線
を二重化することにより、データ線が切れるなどの不都合を減少させている。

前記第一番目の方法の場合、ゲート線とデータ線とが交差する部分以外でデー
タ線が断線する場合に別途の修理線を使って修理しなくてはならない。また、こ
の修理の過程でレーザ接合工程が必要となり、高精密な表示装置にそのような工
程を適用することが困難である。

第二番目の方法の場合、補助修理線を形成するために別途の金属を装着してパ
ターニングしなくてはならず、補助修理線とデータ線を連結するための絶縁膜エ
ッチング工程がさらに追加されるという面倒さがある。

ゲート線の断線を防ぐために、一つの画素内にゲート線を二重とする二重ゲー
ト方式の液晶表示装置が使用される場合もある。二重ゲート構造を有する液晶表
示装置は、互いに平行な二重ゲート線及び二重ゲート線を連結する連結部からな
る。データ線の断線を修理する役割を果たす補助線が連結部と平行に形成されて
おり、補助線上部にはデータ線が重畳している。補助線とデータ線とは電気的に
連結されているため、データ線が断線する場合に補助線を通じてデータ信号が伝
達される。

しかしながら、補助線と連結部との間が狭く形成されるので、データ線と連結
部との間の容量カップリングが増加してデータ線における信号遅延が増加し、導
電性粒子によって連結部と補助線とが連結される可能性が高くなってゲート線と
データ線とが電気的に連結されるという致命的な不良が生じる。

本発明は、前記に鑑みてなされたもので、その目的は、工程を追加することな
く、データ線断線不良を低減することができる補助修理線構造を実現することに
ある。

また、本発明の他の目的は、補助修理線を光遮断膜に代用して開口率を向上す
ることにある。

また、本発明の他の目的は、データ線における信号遅延の増加及びデータ線と
ゲート線との短絡に影響を及ぼさない二重ゲート配線構造を実現することにある
。

さらに、本発明の他の目的は、二重ゲートは配線構造における開口率の減少を
防ぐことにある。

前記目的を達成するために、本発明による液晶表示装置においては、ゲート線
と同一物質で同一層にデータ線を補助するための修理線が形成されており、この
修理線はゲート線の間に分離された形態に位置する。データ線は修理線を覆って
いる絶縁層上に形成されてゲート線と交差している。

本発明による他の液晶表示装置ではデータ線を保存するための修理線がゲート
線と同一物質で同一層に形成されており、ゲート線を境界にして分離された多数
の部分に分けられており、画素電極と重畳するように形成されている。

この時、修理線はデータ線と電気的に連結されているため、データ線が断線し
ても信号の通路となることができる。

また、画素電極の端縁と重畳するように形成される修理線は、画素電極の端縁
におけるフリンジフィールドによる光漏洩領域を覆う。
修理線の幅はデータ線の幅より広く形成することができる。

ゲート線と交差する付近でデータ線を二股に形成することもでき、この場合に
おいていずれかが断線すれば他方に信号が流れる。

修理線とデータ線とは直接連結するか、他の連結手段を通じて間接的に連結さ
れることができる。

後者の場合、画素電極と同一層に同一物質からなる透明導電層が連結手段の役
割を果たすようにすることができる。この時、透明導電層はゲート線両側に位置
した二つの修理線及びデータ線に連結される。また、前者の場合にもデータ線と
ゲート線との交差点の両側に位置する部分のデータ線と連結される透明導電層を
さらにおいて、交差点でデータ線が断線される場合にこの透明導電層が信号の通
路となるようにすることができる。

また、液晶の異常配列が画素の両側で他の幅に現われる捩じれたネマチックま
たは垂直配向方式においては画素電極が修理線と重畳する幅を左右で異なって形
成することができる。
さらに、画素電極の上下端縁がゲート線と重畳するように形成することもでき
る。

このように、画素電極の端縁と重畳する修理線またはゲート線が、画素電極の
端縁で現われる漏洩光を遮断することができるため、上部の対向基板に別途の光
遮断膜を形成する必要がないので開口率が増加する。

このような構造の液晶表示装置は、ゲート配線を形成する過程で修理線を形成
し、透明画素電極を形成する過程で透明導電連結パターンを形成することによっ
て実現することができる。
このように、データ線の断線欠陥を修理するための補助修理線や連結パターン
を追加工程なしで作れることで、工程を単純化することができる。

一方、互いに平行な横方向の二重ゲート線を有する本発明の他の実施形態にお
いては、二重ゲート線を連結する縦方向の連結部が、二重ゲート線とデータ線に
よって定義される画素領域の中間を横切るように形成されている。
このように、連結部がデータ線及び補助線と遠く離れた画素領域の中間に位置
するため、データ信号の影響を小さく受け、導電汚染粒子などによって補助線と
連結される可能性が低い。

二重ゲート線を連結する縦方向の連結部は、画素領域ごとに形成されておらず
、一部の画素領域に形成される場合もある。
この時、連結部が形成されていない画素領域の一側ゲート線には、突出部を形
成して画素電極と重畳する面積を増加させることができる。

連結部が形成されている画素は、基板全体に任意に配置されるようにし、連結
部が形成されている画素より連結部が形成されていない画素の数が多いことが好
ましい。連結部が形成されている画素と連結部が形成されていない画素との個数
の比は１：３以上であることが好ましい。

連結部を画素領域の中間ではないデータ線の下部に形成し、連結部が形成され
ていない画素領域のデータ線の下部には補助線を置くこともできるが、この場合
にはゲート連結部が補助線より小さい比率で形成することが好ましく、その比率
は１：１０であることが好ましい。

ゲート線の両側の補助線を同時にデータ線に連結する連結手段をさらに含むこ
ともでき、この連結手段は透明導電層で形成することもできる。
このように、連結部がデータ線の下部に置かれると開口率の減少を抑制するこ
とができる。

以上のように、ゲート配線の形成過程で補助修理線を形成することにより、補
助修理線を形成するための別途の金属蒸着工程及びパターニング工程を必要とし
ないため、工程が単純化される。

また、補助修理線の幅をデータ線より広く画素電極と重なるように形成して光
遮断膜の役割を果たすことにより、上部基板に光遮断膜を別途に形成する必要が
ないため、開口率が大きくなる。

本発明の第１実施形態による液晶表示装置の配線図である。図１のII−II′、III−III′線による断面図である。図１のII−II′、III−III′線による断面図である。図１のIV−IV′線による断面図ある。第２実施形態による図１のIV−IV′線による断面図ある。本発明の第３実施形態による液晶表示装置の配線図である。図６のVII−VII′線による断面図である。本発明の第４実施形態による液晶表示装置の配線図である。本発明の第５実施形態による液晶表示装置の配線図である。図９のＸ−Ｘ′線による断面図である。本発明の第６実施形態による液晶表示装置の配線図である。本発明の第７実施形態による液晶表示装置の配線図である。図１２のXIII−XIII′線による断面図である。本発明の第８実施形態による液晶表示装置の配線図である。第１実施形態による製造方法を工程順序に従って示した平面図である。第１実施形態による製造方法を工程順序に従って示した平面図である。第１実施形態による製造方法を工程順序に従って示した平面図である。第１実施形態による製造方法を工程順序に従って示した平面図である。第１実施形態による製造方法を工程順序に従って示した平面図である。第３実施形態による製造方法を工程順序に従って示した平面図である。第３実施形態による製造方法を工程順序に従って示した平面図である。第３実施形態による製造方法を工程順序に従って示した平面図である。第３実施形態による製造方法を工程順序に従って示した平面図である。第３実施形態による製造方法を工程順序に従って示した平面図である。第５実施形態に対する製造方法を工程順序に従って示した平面図である。第５実施形態に対する製造方法を工程順序に従って示した平面図である。第６実施形態に対する製造方法を工程順序に従って示した平面図である。第６実施形態に対する製造方法を工程順序に従って示した平面図である。第６実施形態に対する製造方法を工程順序に従って示した平面図である。第７実施形態に対する製造方法を工程順序に従って示した平面図である。第７実施形態に対する製造方法を工程順序に従って示した平面図である。第７実施形態に対する製造方法を工程順序に従って示した平面図である。第８実施形態に対する製造方法を工程順序に従って示した平面図である。第８実施形態に対する製造方法を工程順序に従って示した平面図である。第８実施形態に対する製造方法を工程順序に従って示した平面図である。本発明の第９実施形態による薄膜トランジスタ基板の配線図である。図３６のXXXVII−XXXVII′線による断面図である。図３６のXXXVIII−XXXVIII′線による断面図である。本発明の第１０実施形態による薄膜トランジスタ基板の平面図である。本発明の第１１実施形態による薄膜トランジスタ基板の平面図である。本発明の第１２実施形態による薄膜トランジスタ基板の配線図である。図４１のXLII−XLII′線による断面図である。図４１のXLIII−XLIII′線による断面図である。図４１のXLIV−XLIV′線による断面図である。第１３実施形態による薄膜トランジスタ基板のゲート配線及び画素領域を概略的に示した平面図である。

以下、本発明の実施形態について図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明の第１実施形態によるデータ補助修理線を有する液晶表示装置
の配線図であり、図２及び図３は図１のII−II′及びIII−III′による断面図で
あって、補助修理線がアルミニウムなどのゲート配線用金属であり、データ線下
部にデータ線とゲート線との交差部まで形成されており、データ線とゲート線と
の交差部ではＩＴＯ(indium-tin-oxide)にて連結されている構造を現す。

透明な絶縁基板上に横方向に長く走査信号を伝達するゲート線１００が形成さ
れており、縦方向には補助修理線１１０、１２０が長く形成されているが、この
補助修理線１１０、１２０はゲート線１００と連結されないようにゲート線１０
０付近で切れている。すなわち、ゲート線１００を境界に両側に分かれている。
この時、補助修理線１１０、１２０の端部分がそれぞれ一定の角度で斜めに突出
している。

ゲート線１００と補助修理線１１０、１２０とはゲート絶縁膜２００で覆われ
ており、ゲート線１００の上部のゲート絶縁膜２００上には非晶質珪素などの半
導体からなるチャンネル層３００が形成されている。補助修理線１１０、１２０
の上部のゲート絶縁膜２００上には画像信号を伝達するデータ線４００が縦方向
に長く形成されており、その一部はチャンネル層３００上に延長されてソース電
極Ｓとなり、ゲート線１００を中心としてソース電極Ｓの向い側のチャンネル層
３００上にはソース電極Ｓと一定の距離を置いてドレイン電極Ｄが形成されてい
る。一方、データ線４００、ソース及びドレイン電極Ｓ、Ｄとチャンネル層３０
０との間にはｎ＋非晶質珪素などのチャンネル層３００とソース及びドレイン電
極Ｓ、Ｄの接触抵抗を低める物質からなる抵抗性接触層３０１が形成されている
。

その上には、保護絶縁膜５００が形成されており、保護絶縁膜５００上にはゲ
ート線１００とデータ線４００が交差することで定義される画素領域内に透明画
素電極６００が形成されている。画素電極６００はＩＴＯなど透明導電物質から
なるので、保護絶縁膜５００に開いた接触口C４を通じてドレイン電極Dと連結さ
れている。

また、画素電極６００と同一物質で透明導電連結パターン６１０が補助修理線
１１０、ゲート線１００とデータ線４００との交差部及び他の補助修理線１２０
にわたって形成されている。この時、連結パターン６１０はゲート絶縁膜２００
及び保護絶縁膜５００に開いた接触口Ｃ１、Ｃ２を通してデータ線４００の側面
から斜めに突出した補助修理線１１０、１２０の端部とそれぞれ連結されており
、データ線４００の上部では保護絶縁膜５００に開いた接触口Ｃ３を通じてデー
タ線４００と連結されている。

複数の層の膜が重なるため膜が切れる恐れのあるゲート線１００とデータ線４
００の交差点付近に前述した形態の連結パターン６１０が形成されているので、
交差点でデータ線４００が切れても補助修理線１１０、１２０と連結されている
連結パターン６１０に沿って下のデータ線４００に信号が伝達される。
従って、断線したデータ線４００を容易に修理することができる。

図４は図１のIV−IV′による断面図であって、第１実施形態による薄膜トラン
ジスタ基板と対向基板が整列された状態を示している。
図４に示すように、第１実施形態による構造においては、連続して異なる信号
電圧が印加されるデータ線４００と隣接した画素電極６００との間で容量カップ
リングが発生する。この時に発生する容量カップリングは画素電極６００の端縁
付近の液晶配列を乱すため、画素電極６００の境界部から光が漏れる現象を深化
させる。これを防止するために、上部対向基板２０には光遮断膜ＢＭを置き、こ
の光遮断膜ＢＭが下部基板１０の薄膜トランジスタ、データ線４００及び画素電
極６００の端縁を覆うように整列させ、液晶分子の異常配列が現われる領域を覆
う。

上部対向基板２０に画素電極６００の端縁に沿って対応するように光遮断膜Ｂ
Ｍを置く場合、上、下基板１０、２０を整列させる時に発生する誤整列の幅を考
慮して光遮断膜ＢＭの幅を決定しなければならない。すなわち、光遮断膜ＢＭは
実際の液晶分子の異常配列領域より誤差範囲だけ広く形成しなければならない。
従って、画素電極６００と重なる光遮断膜ＢＭの幅Ｌは異常配列領域より広くな
り、これは結果的に開口率を減少させる。

本発明の第２実施形態を示した図５のように、第１実施形態に見られる開口率
減少の問題を解決するために、基板１０のデータ線４００の幅を画素電極６００
と重畳するように左、右に一定の幅Ｌ１、Ｌ２を拡張することにより、画素電極
６００の端縁で現われる液晶ＬＣの異常配列を覆うことができる。残りの構造は
第１実施形態と同一である。

しかしながら、データ線４００と画素電極６００との間の距離が第１実施形態
に比べて縮少するため容量カップリングが増加し、表示画質が低下する。保護絶
縁膜５００の厚さを厚く形成すればこのような問題を低減することができるが、
通常使用されている化学的蒸気蒸着（chemical vapor deposition：CVD）方法上
の制限によって数百ｎｍ厚さ以上には形成し難い。これを克服するため、数μｍ
の有機物質で保護膜を形成することもできるが、透過率が減少するという他の問
題が生ずる。

第３実施形態では第１実施形態と同様に画素電極とデータ線との間の距離は相
対的に大きくし、その代わりにその下部に置かれた補助修理線の幅を大きくする
ことで光遮断膜に代替する構造を提示する。

図６は本発明の第３実施形態による補助修理線を有する液晶表示装置の配線図
であり、図７は図６のVII−VII′線による断面図である。図６及び図７に示すよ
うに、前述した第１及び第２実施形態と同様にゲート線１００、チャンネル層３
００及び抵抗性接触層３０１、補助修理線１１０、１２０、透明画素電極６００
、連結パターン６１０などが形成されている。

３実施形態では、補助修理線１１０、１２０がデータ線４００より広い幅で形
成されており、両側の画素電極６００とは端縁が一部重畳しているため、データ
線４００に沿って現われる液晶ＬＣの異常配列領域は補助修理線１１０、１２０
によって覆われる。

このように、上部対向基板２０に画素電極６００の端縁に沿って対応する光遮
断膜ＢＭを置く場合、光遮断膜ＢＭを上、下基板１０、２０の誤整列の誤差を考
慮して広く形成する場合と異なり、補助修理線１１０、１２０が異常配列領域に
該当する幅だけ画素電極６００と重畳すればよいので、開口率が向上する。

このような構造を有する基板１０と対応する上部対向基板２０の光遮断膜ＢＭ
は薄膜トランジスタ及びゲート線１００の端縁を覆うように横方向のみに形成さ
れる。

図７に示すように、補助修理線１１０、１２０が画素電極６００と重畳する幅
をディスクリネーション、すなわち、液晶の異常配列が現われる領域と現われな
い領域に対して異なって形成することもできる。すなわち、捩じれたネマチック
（twisted nematic：TN）方式の液晶モードにおいて、液晶の捩じれた方向が下
部薄膜トランジスタ基板１０の方で見る時に反時計方向であれば、ディスクリネ
ーションが生じる領域は右側であるため、右側の重畳幅Ｌ４を左側の重畳幅より
広げてディスクリネーション領域が補助修理線１１０、１２０によって覆われる
ようにする。

このような実施形態は垂直配向方式の液晶モードに適用する場合においてさら
に効果的であり、これは垂直配向方式の場合、ディスクリネーションが生じる領
域が極めて狭いので補助修理線１１０、１２０が画素電極６００と重畳する領域
Ｌ４を広げる必要がないため、開口率がさらに増大するからである。

次に、図８は本発明の第４実施形態を示した配置図であって、基本構造は第３
実施形態と同一である。但し、画素電極６００がゲート線１００の側に延長され
て重畳している構造である。

この場合、画素電極６００が補助修理線１１０、１２０と一定の幅が重なって
いるだけではなくゲート線１００とも重畳しているため、データ線４００及びゲ
ート線１００に沿って画素電極６００の外に現われる液晶の異常配列領域はゲー
ト線１００及び補助修理線１１０、１２０によって覆われる。

従って、上部対向基板にはゲート線１００とデータ線４００とが交差する部分
及び薄膜トランジスタＴＦＴが形成されている付近に対応する領域のみに光遮断
幕ＢＭを形成すればよいので、開口率がさらに増大する。

図９は、本発明の第５実施形態による補助修理線を有する液晶表示装置の配線
図であり、図１０は図９のＸ−Ｘ′による断面図であって、透明連結パターンな
しで前述の実施形態のような補助修理線のみでデータ線の断線欠陥を修理するこ
との可能な構造に関する。前述の実施形態と同様にゲート線１００、半導体層
３００及び抵抗性接触層３０１、補助修理線１１０、１２０、透明画素電極６０
０などが形成されている。

図９及び図１０に示すように、第５実施形態においては、ゲート線１００と同
一層に同一物質に形成されている補助修理線１１０、１２０が斜めに形成された
部分なしで一直線に張っており、ゲート絶縁膜２００に開いた接触口Ｃ５、Ｃ６
を通じてデータ線４００と連結されている。しかし、データ線４００が補助修理
線１１０、１２０と必ずしも連結されている必要はない。この時は、データ線が
断線した場合においては補助修理線１１０、１２０とデータ線４００とをレーザ
短絡させて修理することができる。

また、ゲート線１００と交差する部分でデータ線４００が二股４１０、４２０
に分けられているので、いずれかが断線すれば残りのものによって信号が伝達さ
れることができる。従って前述の実施形態と同様の透明連結パターン（図１の図
面符号６１０）が必ずしも必要ではない。その他の部分の構造は他の実施形態と
類似する。

図１１は本発明の第６実施形態による液晶表示装置の配線図であって、補助修
理線１１０、１２０を除いた部分の構造は第５実施形態の構造と同一である。
第６実施形態では、補助修理線１１０、１２０がデータ線４００より広い幅で
形成されており、両側の画素電極６００とは端縁が一部重畳しているため、デー
タ線４００に沿って現われる液晶ＬＣの異常配列領域が補助修理線１１０、１２
０によって覆われる。

次に、本発明の第７実施形態による補助修理線の構造について説明する。
図１２は本発明の第７実施形態による液晶表示装置の配線図であって、図１３
は図１２のXIII−XIII′線による断面図である。図１２及び図１３に示すように
、データ線４００は補助修理線１００、１２０に沿って縦方向に形成されており
、補助修理線１１０、１２０とはゲート絶縁膜２００に開いた接触口Ｃ７、Ｃ８
を通じて連結されている。データ線４００の上部には保護絶縁膜５００が形成さ
れており、保護絶縁膜５００上には両側の補助修理線１１０、１２０にわたって
データ線４００とゲート線１００との交差部を覆う形態に透明連結パターン６１
０が形成されている。この透明連結パターン６１０は透明画素電極６００と同一
物質で形成されており、保護絶縁膜５００に形成されている接触口Ｃ７、Ｃ８を
通じてデータ線４００と連結されている。図１３でＡ部分のデータ線４００は連
結されているべきであるが、断線が発生した場合を表すために切られたものとし
て示した。その他の部分の構造は他の実施形態と類似する。

ゲート線１００とデータ線４００との交差部のように、ゲート線１００、ゲー
ト絶縁膜２００、チャンネル層３００、データ線などの膜がいくつかの層に形成
されているところでは、膜の段差部でデータ線４００が切れるような欠陥Ａが発
生し易い。

しかし、第７実施形態と同様に、データ線４００に補助的な導電性連結パター
ン６１０がさらに形成されている場合には連結パターン６１０を通じてデータ信
号が伝えられる。

図１４に示した本発明の第８実施形態は第７実施形態と基本構造は同一である
。但し、補助修理線１１０、１２０の幅をデータ線１１０、１２０より広く形成
し、画素電極６００とも重畳するように形成することにより、補助修理線１１０
、１２０が画素電極６００付近で現われる液晶の異常配列を覆う光遮断膜の役割
を果たす。従って、開口率が拡大する。

次に、本発明の実施形態による液晶表示装置を製造する方法について説明する
。
図１５乃至図１９は、図１乃至図４で示した第１実施形態による液晶表示装置
の製造方法を順に示した配置図であって、ゲート配線形成過程で補助修理線を形
成し、画素電極の形成過程でデータ線とゲート線の交差部に補助連結パターンを
形成し、補助連結パターンを接触口を通じて補助修理線とデータ線とを電気的に
連結することを特徴とする。

最初に、アルミニウム、モリブデンのようなゲート配線用金属を蒸着してパタ
ーニングすることでゲート線１００とデータ補助修理線１１０、１２０とを同時
に形成する（図１５参照）。

窒化シリコンなどでゲート絶縁膜２００を蒸着し、その上に、非晶質シリコン
とｎ⁺非晶質シリコンとを連続的に蒸着した後、パターニングしてゲート線１０
０上に半導体層３００及びｎ⁺非晶質シリコン層３０１を形成する（図１６参照
）。

クロムなどのデータ配線用金属を蒸着してパターニングし、データ線４００、
ソース及びドレイン電極Ｓ、Ｄなどのようなデータ配線を形成する。次いで漏出
したｎ⁺非晶質シリコン層３０１をエッチングして抵抗性接触層３０１を形成す
る（図１７参照）。

その上に、保護絶縁膜５００を形成し、補助修理線の両端１１０、１２０上部
のゲート絶縁膜２００と保護絶縁膜５００、そしてデータ線４００上部とドレイ
ン電極Ｄ上部の保護絶縁膜５００を除去して接触口Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４を形
成する（図１８参照）。

最後に、ＩＴＯを蒸着しパターニングして画素電極６００と連結パターン６１
０を形成する。この時、ドレイン電極Ｄ上部にある接触口Ｃ４を通じて画素電極
６００がドレイン電極Ｄと接触し、接触口Ｃ１、Ｃ３、Ｃ２を通じて連結パター
ン６１０が補助修理線１１０、１２０及びデータ線４００と接触することにより
、補助修理線１１０、１２０がデータ線４００と電気的に連結される。

図２０乃至図２４は、図６及び図７に提示した第３実施形態による液晶表示装
置の製造方法を順に示した配置図であって、図１５乃至図１９に述べた方法と類
似する。
すなわち、ゲート線１００の形成過程で補助修理線１１０、１２０を形成し、
補助修理線１１０、１２０と接触口Ｃ１、Ｃ２を通じて連結される補助連結パタ
ーン６１０を透明画素電極６００の形成過程でデータ線４００とゲート線１００
の交差部に形成する。

但し、図２２及び図２４に示すように、データ線４００を補助修理線１１０、
１２０の幅より狭く形成し、画素電極６００が補助修理線１１０、１２０と左右
で同一幅または互いに相異する幅に重畳するように形成するという点が異なる。
ゲート線１００と画素電極６００の上、下端縁が重畳するように形成しても同一
の効果を得る。

次に、図２５乃至図２６を参考にして図９及び図１０に提示された第５実施形
態による液晶表示装置の製造方法について説明する。
図２５乃至図２６は、その製造方法を工程順序に従って示した平面図であって
、補助修理線をゲート線の形成過程で形成し、この補助修理線が接触口を通じて
上部に形成されているデータ線と電気的に連結されるように形成し、ゲート線と
データ線が交差する付近ではデータ線を二股に形成することを特徴とする。

前述した実施形態における製造方法と同様に、ゲート線１００及び補助修理線
１１０、１２０を同時に形成し、その上にゲート絶縁膜２００、非晶質シリコン
層３００、ｎ⁺非晶質シリコン層３０１を順に積層した後、二つの層３００、３
０１をパターニングする。ゲート絶縁膜２００をパターニングして補助修理線１
１０、１２０上部に接触口Ｃ５、Ｃ６を形成する。

次に、図２５に示すように、データ配線用金属を蒸着してパターニングするこ
とでデータ線４００とソース及びドレイン電極Ｓ、Ｄを形成する。この時、デー
タ線４００とゲート線１００との交差部ではデータ線４００が二股４１０、４２
０に分けられるようにパターニングする。この過程で接触口Ｃ５、Ｃ６を通じて
データ線４００が補助修理線１１０、１２０と連結される。その後、保護絶縁膜
５００を蒸着してパターニングすることでドレイン電極Ｄ上部に接触口Ｃ４を形
成する。

図２６示すように、ＩＴＯのような透明導電物質を蒸着してパターニングする
ことで画素電極６００を形成する。この時、画素電極６００は接触口Ｃ４を通じ
てドレイン電極Ｄと接触する。

図２７乃至図２９は、図１１に示した第６実施形態の製造方法を工程順序に従
って示した平面図であって、補助修理線の幅をデータ線の幅より広く形成して画
素電極と重畳するように形成することを除いては図２５と図２６で述べた方法と
同一である。
すなわち、図２７に示すように、ゲート線１００及び補助修理線１１０、１２
０を同時に形成し、その上にゲート絶縁膜２００、非晶質珪素層３００、ｎ⁺非
晶質珪素層３０１を順に積層した後、二つの層３００、３０１をパターニングす
る。ゲート絶縁膜２００をパターニングして補助修理線１１０、１２０上部に接
触口Ｃ５、Ｃ６を形成する。

次に、図２８に示すように、データ配線用金属を蒸着してパターニングするこ
とでデータ線４００とソース及びドレイン電極Ｓ、Ｄを形成する。この時、デー
タ線４００とゲート線１００との交差部ではデータ線４００が二股４１０、４２
０に分けられるようにパターニングして、補助修理線１１０、１２０よりはその
幅を狭く形成する。この過程で接触口Ｃ５、Ｃ６を通じてデータ線４００が補助
修理線１１０、１２０と連結される。

図２９に示すように、保護絶縁膜５００を蒸着してパターニングし、ドレイン
電極Ｄ上部に接触口Ｃ４を形成する。その上にＩＴＯのような透明導電物質を蒸
着してパターニングして画素電極６００を形成する。この時、画素電極６００は
補助修理線１１０、１２０と重畳して、接触口Ｃ４を通じてドレイン電極Ｄと接
触する。

図３０乃至図３２は第７実施形態の製造方法を工程順に従って示した平面図で
あって、前述の実施形態と同様に補助修理線とデータ線とを連結するが、透明画
素電極をパターニングする過程でデータ線と接触口を通じて連結される透明補助
連結パターンをさらに形成することを特徴とする。

図３０に示すように、ゲート線１００と補助修理線１１０、１２０、ゲート絶
縁膜２００と、接触口Ｃ５、Ｃ６、非晶質シリコン層３００及びｎ⁺非晶質シリ
コン層３０１などを形成した後、データ配線用金属を蒸着してパターニングする
ことでデータ線４００とソース及びドレイン電極Ｓ、Ｄを形成する。この過程で
、接触口Ｃ５、Ｃ６を通じてデータ線４００が補助修理線１１０、１２０と連結
される。

図３１のように、保護絶縁膜５００を蒸着してパターニングすることでゲート
線１００の両側のデータ線４００及びドレイン電極Ｄを露出する接触口Ｃ７、Ｃ
８、Ｃ４をそれぞれ形成する。

次に、図３２に示したように、ＩＴＯのような透明導電物質を蒸着してパター
ニングすることで画素電極６００及び補助連結パターン６１０を形成する。この
時、補助連結パターン６１０は補助修理線１１０、１２０にわたってゲート線１
００とデータ線４００の交差部を覆う形態にパターニングして、接触口Ｃ７、Ｃ
８を通じてデータ線４００と接触させる。

図３３乃至図３５は第８実施形態による液晶表示装置の製造方法を工程順序に
従って示した平面図であって、図３０乃至図３２で述べた方法と殆ど同一である
。
但し、補助修理線１１０、１２０の幅をデータ線４００より広く形成して画素
電極６００とは一定の幅が重畳するように形成し、透明画素電極６００をパター
ニングする過程でデータ線４００と接触口Ｃ７、Ｃ８を通じて連結される透明補
助連結パターン６１０を形成するという点で差がある。

次に、ゲート及びデータ配線の断線及び短絡を防止するための二重ゲート線の
構造、連結部及び補助線の構造を有する液晶表示装置を説明する。
図３６は本発明の第９実施形態による薄膜トランジスタ基板の配線図であり、
図３７は図３６のXXXVII−XXXVII′線による断面図であり、図３８は図３７のXX
XVIII−XXXVIII′線による断面図である。図３６乃至図３８に示すように、互い
に平行な第１ゲート線１０１及び第２ゲート線１０２が横方向に形成されており
、第１及び第２ゲート線１０１、１０２を連結する連結部１０３が画素領域の中
間に縦方向に形成されている。一方、縦方向にデータ線の断線に備えた補助線１
３０が形成されている。

第１及び第２ゲート線１０１、１０２、ゲート線連結部１０３及び補助線１３
０をゲート絶縁膜２００が覆っており、第１ゲート線１０１の上部には半導体層
３００が形成されている。半導体層３００上には電気的な接触特性を向上するた
めの抵抗接触層３０１が第１ゲート線１０１を中心に両側に形成されており、そ
の上にはソース電極Ｓとドレイン電極Ｄとが形成されている。また、ゲート絶縁
膜２００上にはソース電極Ｓと連結されるデータ線４００が縦方向に形成されて
おり、このデータ線４００はゲート絶縁膜２００に開いた接触口Ｃ９、Ｃ１０を
通じて補助線１３０と連結されている。

半導体層３００、データ線４００、ソース及びドレイン電極Ｓ、Ｄは、保護絶
縁膜５００で覆われており、ドレイン電極Ｄの一部を露出する接触口Ｃ４が保護
絶縁膜５００に開いている。
保護絶縁膜５００上には二重ゲート線１０１、１０２とデータ線４００とに区
切られる画素領域内部に透明画素電極６００か形成されており、接触口Ｃ４を通
じて前段画素のドレイン電極Ｄと連結されている。

本発明の第９実施形態による液晶表示装置においては、二重ゲート線１０１、
１０２を連結する連結部１０３が画素領域の中間に位置するため、補助線１３０
からの距離Ｌ１はできるだけ大きく形成されている。従って、画像信号の変化に
よるカップリング増加による信号遅延増加が生ぜず、連結部１０３及びゲート線
１０１、１０２などのゲート配線と補助線１３０とを形成する過程で連結部１０
３と補助線１３０とが導電性汚染粒子によって連結されるようなことは起こらな
い。

本発明の第１０実施形態においては、ゲート線連結部を一部の画素に形成して
ゲート線とデータ線の短絡をさらに減らすことができる構造を提示する。
図３９は本発明の第１０実施形態による液晶表示装置の平面図である。図３９
では薄膜トランジスタやその他の配線などは図示せずに二重ゲート線とゲート線
連結部及び画素領域のみを示した。図３９に示すように基板上に多数の画素Ｐが
行列形態に配列されており、各画素行に対して二つのゲート線１０１、１０２が
形成されている、二つのゲート線１０１、１０２は基板の左側端縁で一つに連結
されて同一の走査信号を伝達されるようになるので、二重ゲート線の構造を有す
るようになる。行列形態に配列された多数の画素Ｐのうちの一部画素には縦方向
に二重ゲート線１０１、１０２を連結するゲート線連結部１０３が形成されてい
る。ゲート線連結部１０３は全体画素に対して任意に選択された一部の画素に形
成されており、ゲート線連結部１０３が形成されている画素の数はゲート線連結
部が形成されていない画素の数に比べて少ない。ゲート線連結部１０３が形成さ
れている画素の数とゲート線連結部が形成されていない画素の数の比は１：３以
上となることが好ましい。

一方、本発明の第１０実施形態による液晶表示装置においては、ゲート線連結
部１０３が形成されている画素は不透明な金属で形成されたゲート線連結部１０
３によって一定の量の光が遮断されるため、ゲート線連結部が形成されていない
画素に比べて開口率が減少するようになる。また、ゲート線連結部１０３は画素
電極（図示しない）と重畳して保持容量を形成するようになり、ゲート線連結部
が形成されていない画素に比べて大きい保持容量を有するようになる。従って、
画素別に表示特性が異なるという問題点がある。

このような問題点を解決するために、本発明の第１１実施形態においては、第
１０実施形態と同様に一部の画素に対してはゲート線連結部を形成し、ゲート線
連結部が形成されていない残りの画素に対しては一側ゲート線に突出部を形成す
る。

図４０は本発明の第１１実施形態による液晶表示装置でゲート線連結部が形成
されていない一つの画素を示す平面図である。本発明の第１１実施形態において
、ゲート線連結部が形成されている画素とゲート線連結部とが形成されていない
画素の配置は本発明の第１０実施形態の場合と類似し、ゲート線連結部が形成さ
れている画素の構造は本発明の第９実施形態の場合と類似する。

図４０に示すように、互いに平行な第１ゲート線１０１及び第２ゲート線１０
２が横方向に形成されており、第１ゲート線１０１は画素領域側に突出した突出
部１０７を有するように形成されており、第１ゲート線１０１の突出部１０７が
画素電極６００と重畳している。残りの構造は図３６乃至図３８に示した本発明
の第９実施形態の場合と類似する。画素電極６００と重畳する第１ゲート線１０
１の突出部１７０の面積は、ゲート線連結部が形成されている画素においてゲー
ト線連結部が画素電極と重畳する面積を考慮して決定することができ、突出部１
０７の面積とゲート線連結部とがそれぞれ画素電極と重畳する面積は等しいのが
好ましい。

このように、第１ゲート線に突出部を形成して画素電極との重畳面積を増加さ
せると、それに応じて開口率は一部減少し保持容量は増加することになり、ゲー
ト線連結部が形成されている他の画素と同一の開口率及び保持容量を有するよう
にすることができる。しかし、ゲート線連結部が画素内に形成されているので、
開口率が減少する短所がある。

このような短所を改善した第１２実施形態を図４１乃至図４４に示した。
図４１は、本発明の第１２実施形態による薄膜トランジスタ基板の配線図であ
り、図４２は図４１のXLII−XLII′線による断面図であり、図４３は図４１のXL
III−XLIII′線による断面図であり、図４４は図４１のXLIV−XLIV′線による断
面図である。
本発明の第１２実施形態において、第１及び第２ゲート線１０１、１０２、ゲ
ート絶縁膜２００、半導体３００、抵抗接触層３０１、データ線４００、ソース
及びドレイン電極Ｓ、Ｄ、保護絶縁膜５００及び画素電極６００などの構造は第
９実施形態での構造と類似している。

図４１乃至図４４に示すように、第１及び第２ゲート線１０１、１０２を連結
する連結部１０４がデータ線４００に覆われるように任意のデータ線４００の下
部に形成されており、この連結部１０４がその下部に形成されていないデータ線
４００の下部には補助線１４０が形成されている。補助線１４０は第１及び第２
ゲート線１０１、１０２によって分離されており、補助線１４０の両端部は一定
の角度で斜めに突出している。

第１ゲート線１０１及び前段画素の第２ゲート線１０２がデータ線４００と交
差する部分の保護膜500上には、端部が一定の角度で斜めに突出して補助線の端
部と重畳する透明な連結パターン６２０が、第１ゲート線１０１及び前段画素の
第２ゲート線１０２にわたって重畳して形成されている。

データ線４００と第１ゲート線１０１とが交差する部分のデータ線４００を露
出する接触口Ｃ１１が保護絶縁膜５００に開いており、補助線１４０の両端部を
それぞれ露出する接触口Ｃ１２、Ｃ１３が保護絶縁膜５００及びゲート絶縁膜２
００に開いているので、この接触口Ｃ１１、Ｃ１２、Ｃ１３を通じて透明連結パ
ターン６２０が補助線１４０及びデータ線４００と連結される。すなわち、透明
連結パターン６２０を通じて補助線１４０とデータ線４００とが電気的に連結さ
れる。

このように、本発明の第１２実施形態においては、連結部１０４がデータ線４
００の下部に形成されているため、開口率は減少しない。また、連結部１０４と
補助線１４０とが隣接していないため、ゲート及びドレインの短絡による欠陥が
生じない。

連結部と補助線とを一定の比率に存在せしめるようにすることにより、基板全
体に対し負荷容量を均一に維持することができ、このような構造が次の第１３実
施形態に提示されている。
図４５は第１３実施形態による薄膜トランジスタ基板のゲート配線及び画素領
域を示した平面図であり、薄膜トランジスタや基板、データ配線などは図示せず
、二重ゲート線とゲート線及び画素領域のみを示した。
図４５に示すように、行列形態に配列された多数の画素Ｐのうち、一部の画素
の一側外部には縦方向に二重ゲート線１０１、１０２を連結する連結部１０４が
形成されており、連結部１０４が形成される画素Ｐの位置が順次に変化するよう
に連結部１０４が配置されているので、基板全体のデータ線にかかる負荷容量が
均一に維持される。

例えば、一つのデータ線（図示しない）に連結された画素Ｐにおいて一番目の
画素に該当するゲート線１０１、１０２にゲート連結部１０４が連結されている
と、連続した残りの九つの画素に対してはゲート連結部１０４が形成されていな
い。

ゲート連結部１０４が対応する画素の数はゲート線連結部１０４が対応してい
ない画素の数に比べて少なく形成され、普通、ゲート線またはデータ線の断線発
生確率は１０％未満であるためゲート連結部１０４が連結される画素と連結され
ていない画素との比率は１：１０程度であればよい。

一方、ゲート線連結部１０４が連結されていない画素Ｐにはデータ線（図示し
ない）の断線を防止するための補助線１４０が二つのゲート線１０１、１０２間
に形成されている。

１０絶縁基板
２００ゲート絶縁膜
１００ゲート線
１１０、１２０補助修理線
４００データ線
５００保護絶縁膜
６００画素電極
６１０連結パターン
ＢＭ光遮断膜
ＬＣ液晶
Ｃ１〜Ｃ８接触口
Ｓソース電極
Ｄドレイン電極

Claims

基板上にゲート線と補助修理線とを同時形成する段階と、
ゲート絶縁膜を積層する段階と、
前記ゲート絶縁膜をパターニングして前記補助修理線を露出する接触口を形成する段階と、
前記接触口を通じて前記補助修理線と連結されるデータ線を形成する段階と、
前記データ線の上部に保護絶縁膜を形成する段階と、
透明導電層を塗布する段階と、
前記透明導電層をパターニングして画素電極を形成する段階とを含む液晶表示装置の製造方法。
前記データ線は、前記ゲート線と交差し、かつ該ゲート線と交差する部分で二つに分けられた部分を有するように形成する請求項１に記載の液晶表示装置の製造方法。
前記透明導電層をパターニングし、前記データ線と前記ゲート線との交差点の両側で前記データ線と連結される連結パターンを形成する段階をさらに含む請求項１に記載の液晶表示装置の製造方法。
前記保護絶縁膜は前記データ線と前記ゲート線との交差点の両側にそれぞれ位置し、前記データ線を露出する開口部を有し、前記連結パターンは前記開口部を通じて前記データ線と連結される請求項３に記載の液晶表示装置の製造方法。
前記画素電極は前記補助修理線と端縁が重畳するように形成する請求項１に記載の液晶表示装置の製造方法。
前記データ線は前記補助修理線より狭い幅に形成する請求項１に記載の液晶表示装置の製造方法。
前記画素電極は前記ゲート線と端縁が重畳するように形成する請求項１に記載の液晶表示装置の製造方法。
透明な絶縁基板と、
前記絶縁基板上に形成されている多数の第１ゲート線と、
前記第１ゲート線と平行に形成されている多数の第２ゲート線と、
前記第１及び第２ゲート線を連結する多数のゲート線連結部と、
前記ゲート線と同一層に形成されている補助修理線と、
前記第１及び第２ゲート線、前記補助修理線並びに前記ゲート線連結部を覆う第１絶縁層と、
前記第１絶縁層上に位置し、前記第１及び第２ゲート線と交差するデータ線とを含み、前記ゲート線連結部は前記第１及び第２ゲート線と前記データ線によって定義される画素領域のうちの一部に前記データ線と平行に前記画素領域の中間を横切るように形成され、
前記補助修理線は前記データ線と平行に形成され、前記第１絶縁層に形成された接触口を通じて前記データ線と電気的に連結される液晶表示装置。
前記ゲート線連結部が形成されている前記画素領域の数は、前記ゲート線連結部が形成されていない前記画素領域の数より少ない請求項８に記載の液晶表示装置。
前記ゲート線連結部が形成されている前記画素領域の数と前記ゲート線連結部が形成されていない前記画素領域の数との比は１：３以上である請求項９に記載の液晶表示装置。
前記画素領域に形成されている多数の透明な画素電極をさらに含み、前記画素電極は前記第１及び第２ゲート線と一部重畳している請求項８に記載の液晶表示装置。
前記ゲート線連結部が形成されている前記画素領域に形成されている前記画素電極は前記ゲート線連結部と重畳する請求項１１に記載の液晶表示装置。
前記第１ゲート線は、前記ゲート線連結部が形成されていない前記画素領域側に形成された突出部を有するように形成されている請求項１２に記載の液晶表示装置。
前記突出部は前記画素電極と重畳している請求項１３に記載の液晶表示装置。
前記ゲート線連結部が形成されていない前記画素領域において前記画素電極と重畳している前記突出部の面積は、前記ゲート線連結部が形成されている前記画素領域において前記画素電極と重畳している前記ゲート線連結部の面積と同一な請求項１４に記載の液晶表示装置。