JP2014126872A - Ffs方式液晶表示装置用アレイ基板及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】FFS方式液晶表示装置用アレイ基板100は、絶縁基板101の一面に一方向に形成されたゲート配線と、ゲート配線から延びたゲート電極103の上部に形成されたアクティブ層110と、アクティブ層の上部一側に形成されたソース電極123aを有するデータ配線123と、ソース電極から離隔したアクティブ層の上部他側、及びゲート配線とデータ配線とが交差して形成される絶縁基板の画素領域に形成された大面積の画素電極113aと、データ配線及びソース電極の上部に形成された平坦化膜パターン117aと、平坦化膜パターンを含む絶縁基板全面に形成されたパッシベーション膜125と、パッシベーション膜の上部に形成され、画素電極及びデータ配線とオーバーラップする共通電極129とを含む。
【選択図】図2
Description
つまり、前記液晶の分子配列の方向を任意に調節して前記液晶の分子配列を変化させると、光学的異方性により前記液晶の分子配列方向に光が屈折し、画像情報が表示される。
近年、薄膜トランジスタと前記薄膜トランジスタに接続された画素電極とがマトリクス方式で配列されたアクティブマトリクス液晶表示装置(AM−LCD(Active Matrix LCD)、以下液晶表示装置という)が、解像度及び動画表示能力に優れており、最も注目されている。
前記液晶表示装置は、共通電極が形成されたカラーフィルタ基板(すなわち、上部基板)と、画素電極が形成されたアレイ基板(すなわち、下部基板)と、上部基板と下部基板との間に充填された液晶とからなる。
このような液晶表示装置は、共通電極と画素電極が上下に印加される電場により液晶を駆動する方式であって、透過率や開口率などの特性に優れているという利点があるが、上下に印加される電場による液晶駆動は視野角特性に優れていないという欠点があった。
図5は従来のFFS方式液晶表示装置用アレイ基板の概略平面図である。
図6は図5のVIa-VIa, VIb-VIb線断面図であって従来のFFS方式液晶表示装置用アレイ基板の概略断面図である。
従来のFFS方式液晶表示装置用アレイ基板10は、図5及び図6に示すように、透明な絶縁基板11上に一方向に延び、互いに平行に離隔した複数のゲート配線14と、ゲート配線14と交差し、その交差して形成される領域に画素領域を定義する複数のデータ配線23と、ゲート配線14とデータ配線23との交差地点に設けられ、ゲート電極13、アクティブ層17、ソース電極23a及びドレイン電極23bを含む薄膜トランジスタTとを含む。
絶縁基板11の画素領域全面には、ゲート配線14及びデータ配線23と所定の間隔をおいて大面積の透明な画素電極29が配置されており、画素電極29の上部には、平坦化膜31を介して分岐した透明な棒状の共通電極35が複数配置されている。
さらに、ゲート配線14の一端にはゲートパッド13aが延設されており、ゲートパッド13aにはゲートパッド接続パターン35aが接続されている。同様に、データ配線23の一端にはデータパッド13bが延設されており、データパッド13bにはデータパッド接続パターン35bが接続されている。
上記構成によれば、データ信号が薄膜トランジスタTを介して画素電極29に供給されると、共通電圧が供給された共通電極35と画素電極29との間にフリンジフィールドが形成されることにより、絶縁基板11と当該絶縁基板11と貼り合わせられるカラーフィルタ基板(図示せず)との間に水平方向に配列された液晶分子が誘電異方性により回転し、液晶分子の回転の程度に応じて画素領域を透過する光透過率が変化することにより、階調が実現される。
図7に示すように、従来のFFS方式液晶表示装置用アレイ基板のマスク工程は、絶縁基板11上にゲート配線14、ゲート電極13、ゲートパッド13a及びデータパッド13bを形成する第1マスク工程51と、ゲート電極13の上部にアクティブ層17を形成する第2マスク工程52と、アクティブ層17の上部に互いに離隔したソース電極23a及びドレイン電極23b、並びにデータ配線23を形成する第3マスク工程53と、ドレイン電極23bを露出するドレインコンタクトホール(図示せず)を形成する第4マスク工程54と、前記ドレインコンタクトホールを介してドレイン電極23bに電気的に接続される大面積の画素電極29を形成する第5マスク工程55と、ゲートパッド13aを露出するゲートパッドコンタクトホール(図示せず)及びデータパッド13bを露出するデータパッドコンタクトホール(図示せず)を形成する第6マスク工程56と、画素電極29に対応する共通電極35、ゲートパッド接続パターン35a及びデータパッド接続パターン35bを形成する第7マスク工程57とからなる。
まず、図8Aに示すように、透明な絶縁基板11上にスイッチング領域を含む複数の画素領域を定義し、スパッタリング法により絶縁基板11上に第1金属導電層(図示せず)を蒸着し、その後フォトリソグラフィ技術を用いる第1マスク工程(図7のステップ51参照)により前記第1金属導電層をパターニングし、ゲート配線(図5の符号14参照)、前記ゲート配線から突出したゲート電極13、外部駆動回路部に電気的に接続されるゲートパッド13a及びデータパッド13bを形成する。
次に、図示していないが、フォトリソグラフィ技術を用いる第2マスク工程(図7のステップ52参照)により前記不純物を含む非晶質シリコン層(n+又はp+)と前記非晶質シリコン層(a−Si:H)をパターニングし、アクティブ層17とオーミックコンタクト層(図示せず)を形成する。
また、従来のFFS方式液晶表示装置用アレイ基板及びその製造方法においては、既知の低電圧駆動のために最上層(トップ)に共通電極(Vcom)を形成する構造を適用した場合、画素電極とデータ配線との重畳の程度に応じてキャパシタンス(Cdp)が変化し、偶数/奇数不良が生じる。特に、画素電極とデータ配線との重畳により偶数/奇数不良が生じるため、低消費電力駆動方式では共通電極の最上層への適用が困難である。
さらに、従来のFFS方式液晶表示装置用アレイ基板及びその製造方法においては、ドレイン電極と画素電極とを電気的に接続するためのドレインコンタクトホールを別途形成しなければならず、ドレインコンタクトホールを形成するための面積が必要であるので、透過率及び開口率が減少する。特に、ドレイン電極と画素電極とを電気的に接続するためのドレインコンタクトホールが必要であるので、それだけ開口面積が減少し、当該ドレインコンタクトホール形成領域を覆うためのブラックマトリクスがさらに必要であるので、それだけ開口面積がさらに減少する。
さらに、従来のFFS方式液晶表示装置用アレイ基板及びその製造方法においては、平坦化膜が絶縁基板全面に形成されているので、それだけ開口部の透過率が減少する。
よって、本発明の権利範囲はこれに限定されるものではなく、特許請求の範囲で定義される本発明の基本概念を用いた当業者の様々な変形や改良形態も本発明に含まれる。
103 ゲート電極
103a ゲートパッド
103b データパッド
105 ゲート絶縁膜
107a 非晶質シリコン層パターン
109a オーミックコンタクト層パターン
110 アクティブ層
113a 画素電極
117a 平坦化膜パターン
123 データ配線
123a ソース電極
125 パッシベーション膜
127a ゲートパッドコンタクトホール
127b データパッドコンタクトホール
129 共通電極
129a ゲートパッド接続パターン
129b データパッド接続パターン
Claims (11)
- 絶縁基板の一面に一方向に形成されたゲート配線と、
前記ゲート配線から延びたゲート電極の上部に形成されたアクティブ層と、
前記アクティブ層の上部一側に形成されたソース電極を有し、前記ゲート配線と交差して画素領域を定義するデータ配線と、
前記ソース電極から離隔した前記アクティブ層の上部他側と前記絶縁基板の画素領域にわたって形成された大面積の画素電極と、
前記データ配線及び前記ソース電極の上部に形成された平坦化膜と、
前記平坦化膜を含む絶縁基板全面に形成されたパッシベーション膜と、
前記パッシベーション膜の上部に形成され、前記画素電極及び前記データ配線と重なる共通電極と
を含むことを特徴とする液晶表示装置用アレイ基板。 - 前記画素電極は、ドレイン電極を含むことを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置用アレイ基板。
- 前記平坦化膜は、前記データ配線及び前記ソース電極の上部にのみ形成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の液晶表示装置用アレイ基板。
- 前記平坦化膜は、感光性を有する有機絶縁物質で形成されていることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の液晶表示装置用アレイ基板。
- 前記ソース電極及び前記データ配線は、透明導電物質層パターンと金属導電層パターンの積層構造を有することを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1項に記載の液晶表示装置用アレイ基板。
- 絶縁基板の一面に一方向にゲート配線、ゲートパッド及びデータパッドを形成する段階と、
前記ゲート配線から延びたゲート電極の上部にアクティブ層を形成する段階と、
前記ゲート配線と交差して画素領域を定義し、前記アクティブ層の上部一側に配置されるソース電極を含むデータ配線を形成する段階と、
前記ソース電極から離隔した前記アクティブ層の上部他側と前記絶縁基板の画素領域にわたって大面積の画素電極を形成する段階と、
前記データ配線及び前記ソース電極の上部に平坦化膜を形成する段階と、
前記平坦化膜を含む絶縁基板全面にパッシベーション膜を形成する段階と、
前記パッシベーション膜に前記ゲートパッドを露出するゲートパッドコンタクトホール及び前記データパッドを露出するデータパッドコンタクトホールを形成する段階と、
前記パッシベーション膜の上部に前記画素電極及び前記データ配線と重なる共通電極を形成する段階と
を含むことを特徴とする液晶表示装置用アレイ基板の製造方法。 - 前記画素電極は、ドレイン電極としても用いられることを特徴とする請求項6に記載の液晶表示装置用アレイ基板の製造方法。
- 前記平坦化膜は、前記データ配線及び前記ソース電極の上部にのみ形成されることを特徴とする請求項6又は7に記載の液晶表示装置用アレイ基板の製造方法。
- 前記平坦化膜は、感光性を有する有機絶縁物質で形成されることを特徴とする請求項6ないし8のいずれか1項に記載の液晶表示装置用アレイ基板の製造方法。
- 前記ソース電極及び前記データ配線は、透明導電物質層パターンと金属導電層パターンの積層構造を有することを特徴とする請求項6ないし9のいずれか1項に記載の液晶表示装置用アレイ基板の製造方法。
- 前記ゲート配線と交差して前記アクティブ層の上部一側に配置されるソース電極を含むデータ配線を形成する段階と、前記ソース電極から離隔した前記アクティブ層の上部他側と前記絶縁基板の画素領域にわたって大面積の画素電極を形成する段階とは、同一のマスク工程で行われることを特徴とする請求項6ないし10のいずれか1項に記載の液晶表示装置用アレイ基板の製造方法。
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