JP3125766B2 - 液晶表示装置及びその製造方法 - Google Patents

液晶表示装置及びその製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置及び
その製造方法に関し、特に、画素電極と信号線との間の
寄生容量のばらつきを解消させることができる液晶表示
装置及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、従来の陰極線管に代わる薄型かつ
低消費電力の表示装置として液晶表示装置が注目されて
いる。特に、駆動素子としてTFT、MIM(Meta
l Insulator Metal)等の非線型素子
を用いた、いわゆるアクティブ・マトリックス型の液晶
表示装置は、その表示の美しさから、特に注目を集めて
いる。
【0003】1画素分の等価回路図である図10を用い
て、以下、一般的な液晶表示装置の動作について説明す
る。
【0004】図10に示すように、薄膜トランジスタ
(TFT)14は、ドレイン電極14aと、ソース電極
14bと、ゲート電極14cとを備えており、ドレイン
電極14aは第一信号線11iに接続され、ゲート電極
14cは走査線12に接続されている。ソース電極14
bには画素電極13が接続されており、画素電極13
と、対向基板上に形成された対向電極33との間には、
液晶剤を誘電体とする液晶容量32(容量CLC)が形成
されている。
【0005】一般に、液晶表示装置には多数の走査線1
2(図10では一つのみ図示)が形成されており、それ
らの走査線12に順次走査信号が印加される。走査期間
以外の時には、走査線12には走査信号は印加されず、
ドレイン電極14aとソース電極14bとは絶縁状態に
ある。 走査期間内においては、走査線12に走査信号
が印加され、この走査信号によって、薄膜トランジスタ
14のチャネルが活性化してドレイン電極14aとソー
ス電極14bとが導通する。その際、第一信号線11i
には液晶容量32に書き込むべき電位に応じた信号が印
加され、液晶容量32はこの信号によって充電される。
【0006】走査期間が終了すると、走査線12には走
査信号は印加されなくなり、再びドレイン電極14aと
ソース電極14bとは絶縁状態となる。このため、液晶
容量32は充電状態が保たれ、対向電極33と画素電極
13との間に生じる電界によって、液晶の光学的状態を
制御することができる。
【0007】なお、走査期間以外の期間においても、ド
レイン電極14aとソース電極14bとの間には、リー
ク電流と呼ばれる微弱な電流が流れる。このリーク電流
によって、走査期間から次の走査期間までの間に、画素
電極13と対向電極33との間の電位差は減少する。電
位差の減少が大きいと、コントラストの低下を招き、表
示品位上好ましくない。
【0008】このため、液晶容量32と並列に補助容量
34(容量CS)を配置し、電位差の減少を防ぐ手段が
広く用いられている。図10に示した液晶表示装置にお
いては、画素電極13と薄膜トランジスタ14との間に
並列に補助容量34を設けている。
【0009】補助容量34はこれ以外の場所に設けるこ
とも可能であるが、液晶容量32と並列に設けることが
必要である。
【0010】液晶表示装置は、このような画素を面内に
アレイ状に並べた構成を有している。
【0011】上記のような構成を有する液晶表示装置の
1画素分の平面図を図11に示す。図11においては、
図の簡略化のために、図10に図示した補助容量34は
示していない。
【0012】図11に示したように、一般的には、画素
電極13は、2本の信号線、すなわち、第一信号線11
i及び第二信号線11jに挟まれて配置される。このた
め、画素電極13と第一信号線11i及び第二信号線1
1jとが隣接する領域にそれぞれ寄生容量16i(C
d-pii)、16j(Cd-pij)が形成される(図10参
照)。
【0013】この寄生容量16i、16jは、画素電極
13が各信号線11i、11jと隣接する長さLi、L
jが長いほど、また、画素電極13と各信号線11i、
11jとの間の間隔di、djが短いほど、大きくな
る。この寄生容量16i、16jが存在することによっ
て、画素電極13の電位は各信号線11i、11jの電
位変動に影響を受けることになる。画素電極13の電位
変動ΔVpiは、次式で表わすことができる。
【0014】ΔVpi=(Cd-pii×ΔVi+Cd-pij×
ΔVj)/(CLC+CS+Cd-pii+Cd-pij) ここで、ΔVi、ΔVjは信号線11i、11jの各電
位変動である。
【0015】次いで、図10及び図11に示した液晶表
示装置の駆動方法について以下に説明する。
【0016】液晶容量32に印加される電界の向き、す
なわち、画素電極13の極性は表示更新周期ごとに反転
することが望ましい。その理由は、常に極性が同じであ
るとすると、同じ表示を長時間行った際に表示が固定さ
れ、元に戻らなくなる現象、いわゆる「焼き付き」と呼
ばれる現象が発生し、表示品位に悪影響を及ぼすためで
ある。
【0017】また、液晶表示装置の面内においては、画
素電極13の極性は一様に分布することが望ましい。そ
の理由は、実際の液晶表示装置においては、画素電極1
3の極性の正負に応じて表示の明るさに微妙な差が存在
し、表示の更新周期のたびに面全体の画素電極13が正
負の極性を繰り返すと、それが明暗の繰り返しとなって
しまい、視認性を著しく損なうからである。
【0018】このため、面内の画素電極の極性をどのよ
うに並べ、液晶表示装置をどのように駆動するか、種々
の方法が考案され、実用化されている。
【0019】図12はゲートライン反転駆動と呼ばれる
駆動方法において、図13はドレインライン反転駆動と
呼ばれる駆動方法において、図14はドット反転駆動と
呼ばれる駆動方法において、ある表示更新周期(各図の
(A))とその次の表示更新周期(各図の(B))にお
ける面内の画素電極の極性の変遷の状態をそれぞれ示し
ている。ここに、ゲートライン反転駆動とは、走査線長
手方向の画素電極を同じ極性とし、表示更新周期ごとに
それらの極性を反転させる駆動方法を指し、ドレインラ
イン反転駆動とは、信号線長手方向の画素電極を同じ極
性とし、表示更新周期ごとにそれらの極性を反転させる
駆動方法を指し、ドット反転駆動とは、走査線長手方向
及び信号線長手方向ともに隣り合う画素電極同士がすべ
て逆極性となるように駆動し、表示更新周期ごとに各々
の画素電極の極性を反転させる駆動方法を指す。図1
2、図13、図14において、「+」と記された画素電
極は正極性、「−」と記された画素電極は負極性である
ことを表わす。
【0020】このように液晶表示装置の駆動を行った場
合、信号線の電位変動は信号線の極性が反転する時に最
も大きくなる。従って、その際に、画素電位が最も大き
く影響を受け、輝度が変動する。
【0021】ここで、図12、図13、図14に示した
3種の駆動方式を見ると、ゲートライン反転駆動(図1
2)では隣り合う信号線が常に同極性であるのに対し、
ドレインライン反転駆動(図13)とドット反転駆動
(図14)では隣り合う信号線が常に逆極性となってい
るため、極性の反転による影響が相殺され、ゲートライ
ン反転駆動(図12)に比べて、画素の輝度変動を少な
くすることができる。
【0022】しかしながら、画素電極と各信号線との間
の寄生容量Cd-piiとCd-pijとが大きく異なると、この
効果は減少する。よって、信号線の電位変動による輝度
の変動を最小限に抑えるためには、画素電極とそれに隣
接する2本の信号線との間の各々の寄生容量の値を等し
くすることが重要である。
【0023】図11に示した従来の液晶表示装置におい
ては、前述のように、走査線12に与えられた走査信号
によってTFT14がオンとなる。すなわち、TFT1
4のドレイン電極14aとソース電極14bが導通す
る。その際に、第一信号線11iに与えられた表示信号
によって、画素電極13と対向電極(図示せず)と間の
液晶容量及び補助容量(図示せず)が充電され、TFT
14がオフになった後においても、電荷が保持される。
この結果、表示を得ることができる。
【0024】図11に示すように、一般的に、TFT1
4は第一信号線11iと走査線12との交差部付近に形
成される。この場合、画素電極13はTFT14との干
渉を避けるため、第一信号線11iの方向に長さLtだ
け切り欠いて形成される。
【0025】このため、画素電極13と第一信号線11
iとが隣接する長さLiと、画素電極13と第二信号線
11jとが隣接する長さLjとは異なったものとなる。
従って、画素電極13と各信号線11i、11jとの間
の間隔di、djが同一であるとすると、画素電極13
と第二信号線11jとの間に形成される寄生容量Cd-
pijの方が画素電極13と第一信号線11iとの間に形
成される寄生容量Cd-piiよりも大きくなり(Cd-pii
d-pij)、信号線の電位変動によって、画素電位が影
響を受ける結果となり好ましくない。
【0026】
【発明が解決しようとする課題】この問題を解決するた
め、特開平5−80353号公報は以下のように種々の
方法を提案している。
【0027】例えば、特開平5−80353号公報は、
第一の方法として、画素電極13と第二信号線11jと
の間の間隔djを画素電極13と第一信号線11iとの
間の間隔diよりも大きく設定することにより(di<
dj)、単位長さ当たりの寄生容量値が第一信号線11
i側で第二信号線11j側より大きくなるようにし、そ
の結果として、両者の寄生容量値を等しくする方法を提
案している。
【0028】しかしながら、この方法では、画素電極1
3と第一及び第二の信号線11i、11jとが別々に露
光形成されるため、露光時のマスクアライメントずれに
よって、画素電極13と第一及び第二の信号線11i、
11jとの間の間隔di、djが必ずしも設計値通りに
はならない。その結果として、両者の寄生容量値も一致
せず、十分な効果を得ることができない。 十分に効果
を得るためには、間隔di、djをマスクアライメント
ずれの影響が無視できるほど広く取らなければならない
が、これは開口率(光の透過する面積の割合)を著しく
低下させる結果となり現実的ではない。
【0029】また、特開平5−80353号公報は、第
二の方法として、画素電極13と第二の信号線11jと
の間の間隔djを2つの領域に分け、そのうち一方の領
域では、間隔djを画素電極13と第一の信号線11i
との間の間隔diと同じとし、他方の領域では、間隔d
jを間隔diよりも広くすることによって、画素電極1
3と各信号線11i、11jとの間の寄生容量値を一致
させる方法を提案している。
【0030】しかしながら、この第二の方法も第一の方
法と同様の理由により十分な効果を得ることができな
い。
【0031】さらに、特開平5−80353号公報は、
第三の方法として、第一信号線11iに突起を設け、第
一信号線11iと画素電極13とが隣接する長さと第二
信号線11jと画素電極13とが隣接する長さを等しく
する方法を提案している。
【0032】しかしながら、この方法によっても、マス
クアライメントずれの影響で両者の寄生容量値が設計値
どおりに等しくならないことは前述の方法と同様であ
る。
【0033】さらに、特開平5−80353号公報は、
第四の方法として、マスクアライメントずれの影響を解
決するために、信号線を一部分岐させ、分岐部と信号線
の本体とが画素電極の一部を間に挟むような構造の寄生
容量補償部を設ける方法を提案している。この方法によ
れば、マスクアライメントずれに関する問題は解決され
る。
【0034】しかしながら、この構造の場合、容量補償
部における信号線と画素電極との間の間隔は、信号線本
体と画素電極との間の間隔よりも短くする必要がある。
【0035】また、信号線と画素電極とが同層に形成さ
れている場合、それらの短絡を防ぐためには、両者をあ
る程度離して配置する必要があり、近づける距離には限
界がある。よって、その限界距離を容量補償部に適用し
た場合、画素電極と信号線本体との距離はこれよりも広
く取る必要があるが、このために、画素電極の面積が狭
まる結果となり、開口率が低下して好ましくない。
【0036】また、第五の方法として、寄生容量補償部
と画素電極とを絶縁膜を挟んで重ねあわせ、重なり部分
の静電容量によって補償を行う方法が提案されている。
この方法によれば、第四の方法における問題は解決され
るが、画素電極と信号線とが同層に形成される場合には
適用することができない。
【0037】本発明は、以上のような従来の液晶表示装
置における問題点に鑑みてなされたものであり、いかな
るTFT層構造にも適用でき、また、製造工程上のばら
つきとも無関係に、画素電極とそれに隣接する2本の信
号線との間に発生する寄生容量の不均衡を最小限とする
ことができる画素構造を備え、不必要な輝度変動がな
く、美しい表示が可能な液晶表示装置及びその製造方法
を提供することを目的とする。
【0038】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明のうち、請求項1は、画素電極と、前記画素
電極に隣接して前記画素電極の両側において延びる第一
及び第二の信号線と、を備える液晶表示装置において、
前記画素電極は、前記第一及び第二の信号線と同時に露
光形成された領域を前記第一及び第二の信号線と隣接す
る領域として有しており、前記画素電極は、前記第一及
び第二の信号線と対向する辺の少なくとも何れか一方の
少なくとも一方の端部において、切り欠き部が形成され
ており、前記画素電極が前記第一の信号線と隣接する長
さ(前記第一の信号線に前記切り欠き部が形成されてい
る場合には、前記切り欠き部に沿った長さを含む)及び
前記画素電極と前記第一の信号線との間の間隔は、前記
画素電極が前記第二の信号線と隣接する長さ(前記第二
の信号線に前記切り欠き部が形成されている場合には、
前記切り欠き部に沿った長さを含む)及び前記画素電極
と前記第二の信号線との間の間隔にそれぞれ等しくなる
ように設定されていることを特徴とする液晶表示装置を
提供する。
【0039】請求項2は、画素電極と、画素電極に隣接
して画素電極の両側において延びる第一及び第二の信号
線と、を備える液晶表示装置において、画素電極は、第
一及び第二の信号線と同時に露光形成された領域を第一
及び第二の信号線と隣接する領域として有しており、第
一及び第二の信号線の少なくとも何れか一方は、画素電
極に向かって延びる突出部を有しており、画素電極が第
一の信号線と隣接する長さ及び画素電極と第一の信号線
との間の間隔は、画素電極が第二の信号線と隣接する長
さ及び画素電極と第二の信号線との間の間隔にそれぞれ
等しくなるように設定されていることを特徴とする液晶
表示装置を提供する。
【0040】請求項3は、画素電極と、画素電極に隣接
して画素電極の一方の側に形成された薄膜トランジスタ
と、画素電極に隣接して画素電極の一方の側において延
びる第一の信号線と、画素電極に隣接して画素電極の他
方の側において延びる第二の信号線と、を備える液晶表
示装置において、画素電極は、第一及び第二の信号線と
同時に露光形成された領域を第一及び第二の信号線と隣
接する領域として有しており、画素電極は、他方の側に
おいて、薄膜トランジスタによって第一の信号線が画素
電極と隣接できない長さと等しい長さの切り欠き部が形
成され、画素電極が第一の信号線と隣接する長さは画素
電極が第二の信号線と隣接する長さと等しく設定されて
おり、画素電極と第一の信号線との間の間隔は画素電極
と第二の信号線との間の間隔に等しく設定されているこ
とを特徴とする液晶表示装置を提供する。
【0041】請求項4は、所定の間隔だけずらして配置
された複数の画素電極と、画素電極の各々に隣接して画
素電極の両側において延び、かつ、画素電極の形状に沿
って屈曲部を有する第一及び第二の信号線と、を備える
液晶表示装置において、画素電極は、第一及び第二の信
号線と同時に露光形成された領域を第一及び第二の信号
線と隣接する領域として有しており、第一及び第二の信
号線の少なくとも何れか一方は、画素電極に向かって延
びる突出部を有しており、画素電極が第一の信号線と隣
接する長さ及び画素電極と第一の信号線との間の間隔
は、画素電極が第二の信号線と隣接する長さ及び画素電
極と第二の信号線との間の間隔にそれぞれ等しくなるよ
うに設定されていることを特徴とする液晶表示装置を提
供する。
【0042】上記の液晶表示装置においては、請求項5
に記載されているように、画素電極は第一及び第二の信
号線と同一の層内において形成することができる。ある
いは、請求項6に記載されているように、画素電極は絶
縁膜を介して第一及び第二の信号線と異なる層内におい
て形成することも可能である。
【0043】請求項7は、画素電極と、前記画素電極に
隣接して前記画素電極の両側において延びる第一及び第
二の信号線と、を備え、前記画素電極は、前記第一及び
第二の信号線と対向する辺の少なくとも何れか一方にお
いて、切り欠き部が形成されている液晶表示装置の製造
方法において、透明基板上に走査線を形成した後、前記
透明基板及び前記走査線上にゲート絶縁膜を形成する過
程と、前記走査線の上方において、前記ゲート絶縁膜上
にチャネルを形成する過程と、前記画素電極が前記第一
の信号線と隣接する長さ(前記第一の信号線に前記切り
欠き部が形成されている場合には、前記切り欠き部に沿
った長さを含む)及び前記画素電極と前記第一の信号線
との間の間隔が、前記画素電極が前記第二の信号線と隣
接する長さ(前記第二の信号線に前記切り欠き部が形成
されている場合には、前記切り欠き部に沿った長さを含
む)及び前記画素電極と前記第二の信号線との間の間隔
にそれぞれ等しくなるように前記第一及び第二の信号線
を形成し、同時に、前記画素電極が前記第一及び第二の
信号線と隣接する領域としての画素周縁部を形成する過
程と、前記画素周縁部の内部に前記画素電極を形成する
過程と、絶縁保護膜で全体を覆う過程と、を備えること
を特徴とする液晶表示素子の製造方法を提供する。
【0044】請求項8は、画素電極と、画素電極に隣接
して画素電極の両側において延びる第一及び第二の信号
線と、を備える液晶表示装置の製造方法において、透明
基板上に走査線を形成した後、透明基板及び走査線上に
ゲート絶縁膜を形成する過程と、走査線の上方におい
て、ゲート絶縁膜上にチャネルを形成する過程と、画素
電極が第一の信号線と隣接する長さ及び画素電極と第一
の信号線との間の間隔が、画素電極が第二の信号線と隣
接する長さ及び画素電極と第二の信号線との間の間隔に
それぞれ等しくなるように、第一及び第二の信号線の少
なくとも何れか一方が画素電極に向かって延びる突出部
を有するように第一及び第二の信号線を形成し、同時
に、画素電極が第一及び第二の信号線と隣接する領域と
しての画素周縁部を形成する過程と、画素周縁部の内部
に画素電極を形成する過程と、絶縁保護膜で全体を覆う
過程と、を備えることを特徴とする液晶表示素子の製造
方法を提供する。
【0045】請求項9は、画素電極と、画素電極に隣接
して画素電極の両側において延びる第一及び第二の信号
線と、を備える液晶表示装置の製造方法において、透明
基板上に走査線を形成した後、透明基板及び走査線上に
ゲート絶縁膜を形成する過程と、走査線の上方におい
て、ゲート絶縁膜上にチャネルを形成する過程と、画素
電極が第一の信号線と隣接する長さ及び画素電極と第一
の信号線との間の間隔が、画素電極が第二の信号線と隣
接する長さ及び画素電極と第二の信号線との間の間隔に
それぞれ等しくなるように、薄膜トランジスタによって
第一及び第二の信号線の何れか一方が画素電極と隣接で
きない長さと等しい長さの切り欠き部を、画素電極の薄
膜トランジスタと接していない側において、画素電極が
第一及び第二の信号線と隣接する領域としての画素周縁
部に形成する過程と、画素周縁部の内部に画素電極を形
成する過程と、絶縁保護膜で全体を覆う過程と、を備え
ることを特徴とする液晶表示素子の製造方法を提供す
る。
【0046】請求項10は、所定の間隔だけずらして配
置された複数の画素電極と、画素電極の各々に隣接して
画素電極の両側において延び、かつ、画素電極の形状に
沿って屈曲部を有する第一及び第二の信号線と、を備え
る液晶表示装置の製造方法において、透明基板上に走査
線を形成した後、透明基板及び走査線上にゲート絶縁膜
を形成する過程と、走査線の上方において、ゲート絶縁
膜上にチャネルを形成する過程と、画素電極が第一の信
号線と隣接する長さ及び画素電極と第一の信号線との間
の間隔が、画素電極が第二の信号線と隣接する長さ及び
画素電極と第二の信号線との間の間隔にそれぞれ等しく
なるように、第一及び第二の信号線の少なくとも何れか
一方が画素電極に向かって延びる突出部を有するように
第一及び第二の信号線を形成し、同時に、画素電極が第
一及び第二の信号線と隣接する領域としての画素周縁部
を形成する過程と、画素周縁部の内部に画素電極を形成
する過程と、絶縁保護膜で全体を覆う過程と、を備える
ことを特徴とする液晶表示素子の製造方法を提供する。
【0047】上記の液晶表示素子の製造方法において
は、画素電極と第一及び第二の信号線とは同一層内に形
成されるが、異なる層内にそれぞれ形成することも可能
である。この場合、請求項11に記載されているよう
に、第一及び第二の信号線を形成し、絶縁保護膜で全体
を覆った後に、画素周縁部の内部の領域の上方におい
て、絶縁保護膜上に画素電極が形成される。
【0048】
【発明の実施の形態】(第1の実施形態)図1、図2及
び図3は本発明に係る液晶表示装置の第一の実施形態を
示す。図1は本実施形態に係る液晶表示装置におけるT
FT基板の平面図、図2は図1のA−A'線に沿った断
面図、図3は図1のB−B'線に沿った断面図である。
【0049】図1に示すように、本実施形態に係る液晶
表示装置は、画素電極13と、画素電極13に隣接して
画素電極13の両側において延びる第一の信号線11i
及び第二の信号線11jと、画素電極13の一角におい
て、画素電極13と第一の信号線11iとの間に形成さ
れた薄膜トランジスタ(TFT)14と、を備えてい
る。画素電極13が第一の信号線11iと対向する辺の
両端には、二つの切り欠き部が設けられており、この二
つの切り欠き部の一方に対応して薄膜トランジスタ14
が配置され、他方に対しては、後述する突出部11aが
延びている。
【0050】画素電極13は、その外縁を画定している
領域である画素周縁部13aを備えており、この画素周
縁部13aを介して第一の信号線11i及び第二の信号
線11jとそれぞれ隣接している。画素周縁部13aは
第一の信号線11i及び第二の信号線11jと同時に露
光され、形成される。
【0051】第一の信号線11i及び第二の信号線11
jと直交する方向に走査線12が延びており、薄膜トラ
ンジスタ14のゲート電極(図示せず)が走査線12に
接続されている。
【0052】第一の信号線11iには、画素電極13に
向かって延びる突出部11aが形成されている。この突
出部11aは、画素電極13が第一の信号線11iと隣
接する長さと画素電極13が第二の信号線11jと隣接
する長さとが等しくなるように、長さが決められてい
る。すなわち、画素電極13が鉛直方向において第一の
信号線11iと隣接する長さをLa、画素電極13が水
平方向において突出部11aと隣接する長さをLb、画
素電極13が鉛直方向において突出部11aと隣接する
長さをLc、画素電極13が第二の信号線11jと隣接
する長さをL、とすると、突出部11aは次の式を満足
するように形成されている。
【0053】La+Lb+Lc=L (1) さらに、画素周縁部13aと第一の信号線11i(突出
部11aを含む)及び第二の信号線11jとの間の間隔
dは至るところで同一である。
【0054】本実施形態によれば、画素電極13と第一
の信号線11iとの間に形成される寄生容量と、画素電
極13と第二の信号線11jとの間に形成される寄生容
量とが相互に等しくなり、これは製造工程に起因するば
らつきの影響を受けない。
【0055】従って、本実施形態によれば、画素電極と
各信号線との間の寄生容量における不均衡に起因する画
素の輝度変動を防止でき、美しい表示を実現させること
ができる。
【0056】なお、本実施形態においては、第一の信号
線11iに突出部11aを設けているが、第二の信号線
11jに突出部11aを設けることもできる。あるい
は、第一の信号線11iと第二の信号線11jの双方に
突出部11aを設けることも可能である。
【0057】次いで、図2、図3及び図8を参照して、
図1に示した液晶表示装置の製造方法について説明す
る。
【0058】図2に示すように、ガラス基板31上にメ
タルその他の導電材料からなる走査線パターン12を形
成する(図8のステップ100)。
【0059】走査線パターン12をガラス基板31上に
形成後、ガラス基板32及び走査線パターン12の全面
に窒化シリコン等の絶縁材料からなるゲート絶縁膜32
を形成する(図8のステップ110)。
【0060】次に、トランジスタのチャネルとなる非結
晶シリコン層33を走査線パターン12の上方に形成し
(図8のステップ120)、後に形成するドレイン電極
14a及びソース電極14bとチャネル部との電気的接
触のため、コンタクト層35を非結晶シリコン層33上
に形成する(図8のステップ130)。
【0061】次いで、メタル材料その他の導電材料から
なる第一の信号線11i(図2参照)及び第二の信号線
11j(図3参照)を形成する。第一の信号線11i又
は第二の信号線11jの何れか一方、あるいは、それら
の双方には、後に形成される画素電極13と隣接する長
さが双方の信号線11i、11jにおいて等しくなるよ
うに、すなわち、前述の式(1)が成り立つように、突
出部11aが形成される(図8のステップ140)。
【0062】また、画素電極13が第一の信号線11i
及び第二の信号線11jと隣接する領域としての画素周
縁部13a、ドレイン電極14a及びソース電極14b
を第一の信号線11i及び第二の信号線11jと同時に
形成する(図8のステップ140)。
【0063】画素周縁部13aは、画素周縁部13aと
各信号線11i、11jとの間の間隔dが一定になるよ
うに、形成される。
【0064】画素周縁部13aとソース電極14bは、
この時点では接続していても、そうでなくてもよい。
【0065】次いで、画素周縁部13aの内側におい
て、画素周縁部13aに接するように、ITO等の透明
導電材料からなる画素電極13を形成する(図8のステ
ップ150)。画素電極13は、画素周縁部13a及び
ソース電極14bと電気的に接続するように、また、画
素周縁部13aよりも各信号線11i、11jから遠く
なるように形成する。
【0066】コンタクト層35はドレイン電極14aと
ソース電極14bの双方にわたって延びており、このま
までは、コンタクト層35を介してドレイン電極14a
とソース電極14bが常に導通状態となってしまうの
で、ドレイン電極14aとソース電極14bとの間のコ
ンタクト層35aを部分的に除去する(図8のステップ
160)。
【0067】次いで、全面にわたって窒化シリコン等の
絶縁材料からなる絶縁保護膜36を形成する(図8のス
テップ170)。絶縁保護膜36は、図の簡略化のた
め、図2には示さない。
【0068】最後に、必要のない部分の絶縁保護膜36
を除去し(図8のステップ180)、本実施形態に係る
液晶表示装置のTFT基板が完成する。
【0069】本実施形態によれば、画素電極13と第一
の信号線11iとの間に形成される寄生容量と、画素電
極13と第二の信号線11jとの間に形成される寄生容
量が、設計上全く同一となる。
【0070】また、図11に示した従来の液晶表示装置
においては、画素電極13と各信号線11i、11jと
を別々に露光形成する際に起こり得るマスクアライメン
トずれに起因して、画素電極13と第一の信号線11i
との間の間隔diと、画素電極13と第二の信号線11
jとの間の間隔djとが異なる値となる場合があるが、
本実施形態によれば、このマスクアライメントずれの影
響を全く受けることはなく、両者の寄生容量は常に等し
い。
【0071】従って、画素電極13と各信号線間11
i、11jとの間の寄生容量の不均衡に起因する画素の
輝度変動を防止することができ、美しい表示を実現する
ことができる。
【0072】なお、本実施形態は、本発明をボトムゲー
ト構造をなすチャネルエッチ型非結晶シリコンTFTに
適用した場合について述べたが、本発明はこの構造に限
定されるものではなく、例えば、チャネル保護型の非結
晶シリコンTFT又は多結晶シリコンTFTに適用する
ことも可能である。
【0073】また、駆動素子にMIMその他の非線型素
子を用いた液晶表示装置に適用することも可能である。 (第2の実施形態)図4は本発明の第2の実施形態に係
る液晶表示装置におけるTFT基板の平面図、図5は図
4のB−B'線に沿った断面図である。
【0074】本実施形態に係る液晶表示装置の構造は基
本的に第1の実施形態に係る液晶表示装置と同じである
が、本実施形態に係る液晶表示装置においては、絶縁保
護膜36の形成及びその不必要な部分の除去後に画素電
極13が形成されている。すなわち、第一の実施形態に
おいては、図2及び図3に示すように、画素電極13と
各信号線11i、11jとは同一層内に形成されている
が、本実施形態においては、図5に示すように、画素電
極13と各信号線11i、11jとは異なる層にそれぞ
れ形成されている。
【0075】図5は、絶縁保護膜36の厚み方向を誇張
して描いているが、一般的に、絶縁保護膜36の厚さは
50nm程度であり、画素周縁部13aと各信号線11
i、11jとが短絡せずに形成できる間隔の限界は一般
的に3乃至4μm(すなわち、3,000nm乃至4,
000nm)程度であることから、画素電極13と各信
号線11i、11jが絶縁保護膜36を介してそれぞれ
異なる層に形成されている場合であっても、第1の実施
形態と同様の効果を得ることができる。
【0076】なお、図示されていないが、画素電極13
と画素周縁部13aとは適当な箇所において電気的に接
続されている。
【0077】図9は本実施形態に係る液晶表示装置を製
造する方法のフローチャートの一部である。
【0078】ステップ140までは、第一の実施形態に
係る液晶表示装置の製造方法の場合と同一である。本実
施形態に係る液晶表示装置の製造方法の場合において
は、ステップ140の後に、ドレイン電極14aとソー
ス電極14bとの間のコンタクト層35aを部分的に除
去する(ステップ190)。
【0079】次いで、全面にわたって窒化シリコン等の
絶縁材料からなる絶縁保護膜36を形成し(ステップ2
00)、必要のない部分の絶縁保護膜36を除去する
(ステップ210)。
【0080】次いで、図5に示すように、画素周縁部1
3aの内側に位置するように、絶縁保護膜36上にIT
O等の透明導電材料からなる画素電極13を形成する
(ステップ220)。画素電極13は、画素周縁部13
a及びソース電極14bと電気的に接続するように、ま
た、画素周縁部13aよりも各信号線11i、11jか
ら遠くなるように形成する。
【0081】このようにして、本実施形態に係る液晶表
示装置のTFT基板が完成する。 (第3の実施形態)図6は本発明の第3の実施形態に係
る液晶表示装置におけるTFT基板の平面図である。
本実施形態に係る液晶表示装置が図1に示した第一の実
施形態に係る液晶表示装置と異なる点は、第一の信号線
11iに形成された突出部11aに代えて、画素電極1
3及び画素周縁部13aに切り欠き15が形成されてい
る点である。
【0082】図6に示すように、切り欠き15は、TF
T14が形成されていない側の第二の信号線11jと隣
接する領域の端部において形成されている。
【0083】切り欠き15の長さは、TFT14が存在
するために第一の信号線11iが画素電極13と隣接で
きない長さに等しく設定されている。従って、画素電極
13と第一の信号線11iとが隣接する長さL1と、画
素電極13と第二の信号線11jとが隣接する長さL2
とは等しくなっている(L1=L2)。
【0084】また、第1の実施形態の場合と同様に、画
素電極13と各信号線11i、11jとを同層に形成し
てもよく、あるいは、第2の実施形態の場合と同様に、
それぞれ異なる層に形成してもよい。何れの場合も等し
く実施可能であり、同様の効果を得ることができる。
【0085】本実施形態に係る液晶表示装置の製造方法
においては、図8に示した第一の実施形態に係る液晶表
示装置の製造方法におけるステップ140に代えて、ス
テップ140aが実施される。他のステップ100乃至
130及び150乃至180は同様に実施される。
【0086】ステップ140aにおいては、第一の信号
線11i及び第二の信号線11jが形成されるととも
に、TFT14が形成されていない側の第二の信号線1
1jと隣接する領域の端部に切り欠き15を有する画素
周縁部13aが形成される。切り欠き15の長さは、画
素電極13と第一の信号線11iとが隣接する長さL1
と、画素電極13と第二の信号線11jとが隣接する長
さL2とは等しくなるように(L1=L2)、設定され
る。
【0087】さらに、ドレイン電極14a及びソース電
極14bも同時に形成される。
【0088】なお、ステップ150において、画素電極
13を形成する際には、画素周縁部13aに形成された
切り欠き15に合わせて、画素電極13にも切り欠き1
5が形成される。
【0089】本実施形態に係る液晶表示装置において
も、画素電極13と各信号線11i、11jとをそれぞ
れ異なる層に形成することができ、その場合には、図9
に示した第二の実施形態の場合と同様の順序で各ステッ
プが実施される。 (第4の実施形態)図7は本発明の第4の実施形態に係
る液晶表示装置におけるTFT基板の平面図である。
本実施形態における画素電極13の配列は、走査線12
ごとに画素電極13を半ピッチずらして配置した、いわ
ゆるデルタ配列である。デルタ配列の液晶表示装置にお
いては、図7に示すように、画素電極13を避けて各信
号線11i、11jを配置する必要があるため、各信号
線11i、11jは画素電極13の形状に合わせて屈曲
部を有している。
【0090】このため、通常は、画素電極13と第一の
信号線11iとが隣接する長さL1と、画素電極13と
第二の信号線11jとが隣接する長さL2とは著しく異
なり、その結果、画素電極13の電位が信号線の電位に
大きく影響される。
【0091】これに対して、本実施形態においては、第
二の信号線11jに、画素電極13に向かって延びる突
出部11aを設けることによって、両者の隣接長さL
1、L2を同一の値とし(L1=L2)、さらに、画素
周縁部13aを各信号線11i、11jと同時に露光形
成することにより、信号線の電位による影響を低減する
ことができる。
【0092】なお、本実施形態においても、上述の実施
形態の場合と同様に、画素電極13と各信号線11i、
11jとを同層に形成することができ、その場合には、
図8のフローチャートに示した順序で各ステップが実行
される。また、画素電極13と各信号線11i、11j
とをそれぞれ異なる層に形成することもでき、その場合
には、図9のフローチャートに示した順序で各ステップ
が実行される。
【0093】
【発明の効果】本発明によれば、画素電極と各信号線と
の間に形成される各寄生容量を等しい値に設定すること
が可能である。
【0094】また、従来の液晶表示装置においては、画
素電極と各信号線とを別々に露光形成する際に起こり得
るマスクアライメントずれに起因して、画素電極と各信
号線との間の間隔が異なってしまうことがあったが、本
発明によれば、マスクアライメントずれの影響を全く受
けることはなく、両者の寄生容量は常に等しく維持する
ことができる。
【0095】従って、画素電極と各信号線との間の寄生
容量の不均衡に起因する画素の輝度変動を防止すること
ができ、美しい液晶表示を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第一の実施形態に係る液晶表示装置に
おけるTFT基板の平面図である。
【図2】図1のA−A'線に沿った断面図である。
【図3】図1のB−B'線に沿った断面図である。
【図4】本発明の第二の実施形態に係る液晶表示装置に
おけるTFT基板の平面図である。
【図5】図4のB−B'線に沿った断面図である。
【図6】本発明の第三の実施形態に係る液晶表示装置に
おけるTFT基板の平面図である。
【図7】本発明の第四の実施形態に係る液晶表示装置に
おけるTFT基板の平面図である。
【図8】本発明の第一、第三及び第四の実施形態に係る
液晶表示装置の製造方法のフローチャートである。
【図9】本発明の第二の実施形態に係る液晶表示装置の
製造方法の部分的なフローチャートである。
【図10】アクティブ・マトリックス型の液晶表示装置
における1画素分の等価回路図である。
【図11】従来の液晶表示装置における1画素分の平面
図である。
【図12】ゲートライン反転駆動において、ある表示更
新周期(A)とその次の表示更新周期(B)における面
内の画素電極の極性の変遷の状態を示す平面図である。
【図13】ドレインライン反転駆動において、ある表示
更新周期(A)とその次の表示更新周期(B)における
面内の画素電極の極性の変遷の状態を示す平面図であ
る。
【図14】ドット反転駆動において、ある表示更新周期
(A)とその次の表示更新周期(B)における面内の画
素電極の極性の変遷の状態を示す平面図である。
【符号の説明】
11i 第一の信号線 11j 第二の信号線 12 走査線 13 画素電極 13a 画素周縁部 14 薄膜トランジスタ 14a ドレイン電極 14b ソース電極 14c ゲート電極 15 切り欠き 16i、16j 寄生容量 31 ガラス基板 32 液晶容量 33 対向電極 34 補助容量 35 コンタクト層 36 絶縁保護膜

Claims (11)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 画素電極と、 前記画素電極に隣接して前記画素電極の両側において延
    びる第一及び第二の信号線と、 を備える液晶表示装置において、 前記画素電極は、前記第一及び第二の信号線と同時に露
    光形成された領域を前記第一及び第二の信号線と隣接す
    る領域として有しており、前記画素電極は、前記第一及び第二の信号線と対向する
    辺の少なくとも何れか一方の少なくとも一方の端部にお
    いて、切り欠き部が形成されており、 前記画素電極が前記第一の信号線と隣接する長さ(前記
    第一の信号線に前記切り欠き部が形成されている場合に
    は、前記切り欠き部に沿った長さを含む)及び前記画素
    電極と前記第一の信号線との間の間隔は、前記画素電極
    が前記第二の信号線と隣接する長さ(前記第二の信号線
    に前記切り欠き部が形成されている場合には、前記切り
    欠き部に沿った長さを含む)及び前記画素電極と前記第
    二の信号線との間の間隔にそれぞれ等しくなるように設
    定されていることを特徴とする液晶表示装置。
  2. 【請求項2】 画素電極と、 前記画素電極に隣接して前記画素電極の両側において延
    びる第一及び第二の信号線と、 を備える液晶表示装置において、 前記画素電極は、前記第一及び第二の信号線と同時に露
    光形成された領域を前記第一及び第二の信号線と隣接す
    る領域として有しており、 前記第一及び第二の信号線の少なくとも何れか一方は、
    前記画素電極に向かって延びる突出部を有しており、 前記画素電極が前記第一の信号線と隣接する長さ及び前
    記画素電極と前記第一の信号線との間の間隔は、前記画
    素電極が前記第二の信号線と隣接する長さ及び前記画素
    電極と前記第二の信号線との間の間隔にそれぞれ等しく
    なるように設定されていることを特徴とする液晶表示装
    置。
  3. 【請求項3】 画素電極と、 前記画素電極に隣接して前記画素電極の一方の側に形成
    された薄膜トランジスタと、 前記画素電極に隣接して前記画素電極の前記一方の側に
    おいて延びる第一の信号線と、 前記画素電極に隣接して前記画素電極の他方の側におい
    て延びる第二の信号線と、 を備える液晶表示装置において、 前記画素電極は、前記第一及び第二の信号線と同時に露
    光形成された領域を前記第一及び第二の信号線と隣接す
    る領域として有しており、 前記画素電極は、前記他方の側において、前記薄膜トラ
    ンジスタによって前記第一の信号線が前記画素電極と隣
    接できない長さと等しい長さの切り欠き部が形成され、
    前記画素電極が前記第一の信号線と隣接する長さは前記
    画素電極が前記第二の信号線と隣接する長さと等しく設
    定されており、 前記画素電極と前記第一の信号線との間の間隔は前記画
    素電極と前記第二の信号線との間の間隔に等しく設定さ
    れていることを特徴とする液晶表示装置。
  4. 【請求項4】 所定の間隔だけずらして配置された複数
    の画素電極と、 前記画素電極の各々に隣接して前記画素電極の両側にお
    いて延び、かつ、前記画素電極の形状に沿って屈曲部を
    有する第一及び第二の信号線と、 を備える液晶表示装置において、 前記画素電極は、前記第一及び第二の信号線と同時に露
    光形成された領域を前記第一及び第二の信号線と隣接す
    る領域として有しており、 前記第一及び第二の信号線の少なくとも何れか一方は、
    前記画素電極に向かって延びる突出部を有しており、 前記画素電極が前記第一の信号線と隣接する長さ及び前
    記画素電極と前記第一の信号線との間の間隔は、前記画
    素電極が前記第二の信号線と隣接する長さ及び前記画素
    電極と前記第二の信号線との間の間隔にそれぞれ等しく
    なるように設定されていることを特徴とする液晶表示装
    置。
  5. 【請求項5】 前記画素電極は前記第一及び第二の信号
    線と同一の層内において形成されていることを特徴とす
    る請求項1乃至4の何れか一項に記載の液晶表示装置。
  6. 【請求項6】 前記画素電極は絶縁膜を介して前記第一
    及び第二の信号線と異なる層内において形成されている
    ことを特徴とする請求項1乃至4の何れか一項に記載の
    液晶表示装置。
  7. 【請求項7】 画素電極と、前記画素電極に隣接して前
    記画素電極の両側において延びる第一及び第二の信号線
    と、を備え、前記画素電極は、前記第一及び第二の信号
    線と対向する辺の少なくとも何れか一方において、切り
    欠き部が形成されている液晶表示装置の製造方法におい
    て、 透明基板上に走査線を形成した後、前記透明基板及び前
    記走査線上にゲート絶縁膜を形成する過程と、 前記走査線の上方において、前記ゲート絶縁膜上にチャ
    ネルを形成する過程と、 前記画素電極が前記第一の信号線と隣接する長さ(前記
    第一の信号線に前記切り欠き部が形成されている場合に
    は、前記切り欠き部に沿った長さを含む)及び前記画素
    電極と前記第一の信号線との間の間隔が、前記画素電極
    が前記第二の信号線と隣接する長さ(前記第二の信号線
    に前記切り欠き部が形成されている場合には、前記切り
    欠き部に沿った長さを含む)及び前記画素電極と前記第
    二の信号線との間の間隔にそれぞれ等しくなるように前
    記第一及び第二の信号線を形成し、同時に、前記画素電
    極が前記第一及び第二の信号線と隣接する領域としての
    画素周縁部を形成する過程と、 前記画素周縁部の内部に前記画素電極を形成する過程
    と、 絶縁保護膜で全体を覆う過程と、 を備えることを特徴とする液晶表示素子の製造方法。
  8. 【請求項8】 画素電極と、前記画素電極に隣接して前
    記画素電極の両側において延びる第一及び第二の信号線
    と、を備える液晶表示装置の製造方法において、 透明基板上に走査線を形成した後、前記透明基板及び前
    記走査線上にゲート絶縁膜を形成する過程と、 前記走査線の上方において、前記ゲート絶縁膜上にチャ
    ネルを形成する過程と、 前記画素電極が前記第一の信号線と隣接する長さ及び前
    記画素電極と前記第一の信号線との間の間隔が、前記画
    素電極が前記第二の信号線と隣接する長さ及び前記画素
    電極と前記第二の信号線との間の間隔にそれぞれ等しく
    なるように、前記第一及び第二の信号線の少なくとも何
    れか一方が前記画素電極に向かって延びる突出部を有す
    るように前記第一及び第二の信号線を形成し、同時に、
    前記画素電極が前記第一及び第二の信号線と隣接する領
    域としての画素周縁部を形成する過程と、 前記画素周縁部の内部に前記画素電極を形成する過程
    と、 絶縁保護膜で全体を覆う過程と、 を備えることを特徴とする液晶表示素子の製造方法。
  9. 【請求項9】 画素電極と、前記画素電極に隣接して前
    記画素電極の両側において延びる第一及び第二の信号線
    と、を備える液晶表示装置の製造方法において、 透明基板上に走査線を形成した後、前記透明基板及び前
    記走査線上にゲート絶縁膜を形成する過程と、 前記走査線の上方において、前記ゲート絶縁膜上にチャ
    ネルを形成する過程と、 前記画素電極が前記第一の信号線と隣接する長さ及び前
    記画素電極と前記第一の信号線との間の間隔が、前記画
    素電極が前記第二の信号線と隣接する長さ及び前記画素
    電極と前記第二の信号線との間の間隔にそれぞれ等しく
    なるように、薄膜トランジスタによって前記第一及び第
    二の信号線の何れか一方が前記画素電極と隣接できない
    長さと等しい長さの切り欠き部を、前記画素電極の前記
    薄膜トランジスタと接していない側において、前記画素
    電極が前記第一及び第二の信号線と隣接する領域として
    の画素周縁部に形成する過程と、 前記画素周縁部の内部に前記画素電極を形成する過程
    と、 絶縁保護膜で全体を覆う過程と、 を備えることを特徴とする液晶表示素子の製造方法。
  10. 【請求項10】 所定の間隔だけずらして配置された複
    数の画素電極と、前記画素電極の各々に隣接して前記画
    素電極の両側において延び、かつ、前記画素電極の形状
    に沿って屈曲部を有する第一及び第二の信号線と、を備
    える液晶表示装置の製造方法において、 透明基板上に走査線を形成した後、前記透明基板及び前
    記走査線上にゲート絶縁膜を形成する過程と、 前記走査線の上方において、前記ゲート絶縁膜上にチャ
    ネルを形成する過程と、 前記画素電極が前記第一の信号線と隣接する長さ及び前
    記画素電極と前記第一の信号線との間の間隔が、前記画
    素電極が前記第二の信号線と隣接する長さ及び前記画素
    電極と前記第二の信号線との間の間隔にそれぞれ等しく
    なるように、前記第一及び第二の信号線の少なくとも何
    れか一方が前記画素電極に向かって延びる突出部を有す
    るように前記第一及び第二の信号線を形成し、同時に、
    前記画素電極が前記第一及び第二の信号線と隣接する領
    域としての画素周縁部を形成する過程と、 前記画素周縁部の内部に前記画素電極を形成する過程
    と、 絶縁保護膜で全体を覆う過程と、 を備えることを特徴とする液晶表示素子の製造方法。
  11. 【請求項11】 絶縁保護膜で全体を覆った後に、前記
    画素周縁部の内部の領域の上方において、前記絶縁保護
    膜上に前記画素電極を形成することを特徴とする請求項
    7乃至10の何れか一項に記載の液晶表示素子の製造方
    法。
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