JP4661935B2 - 液晶表示装置 - Google Patents
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Description
まず、ガラス基板211上に薄膜トランジスタ(TFT)のゲート電極兼走査線212がアルミニウム等の低抵抗金属材料で形成されている。
一般的に生産性などの観点から、蓄積容量素子(Cs)の主配線213は、ゲート電極兼走査線212を形成する時に同時に同層の金属材料層を用いて形成されている。上記ゲート電極212(212G)および蓄積容量素子(Cs)の主配線213上にゲート絶縁膜214が成膜されている。このゲート絶縁膜214は、窒化シリコン膜等で形成される。その後、TFT部に能動素子215、ソース配線216およびドレイン配線217、TFT部のパッシベーション膜218、オーバーコート膜219、絵素電極220が形成されている。上記ソース配線216およびドレイン配線217は、例えばアルミニウム、アルミニウム合金等の低抵抗金属材料で形成される。上記パッシベーション膜218は例えば窒化シリコン膜で形成され、オーバーコート膜219は例えばアクリル樹脂で形成され、上記絵素電極220は透明電極で形成される(例えば、特許文献1参照。)。
ここで、主配線213および中間電極221は共に、それぞれゲート電極212(212G)やドレイン配線217と同層の低抵抗金属膜で形成されているため、バックライトからの光が遮られるので、開口率が低下している(例えば、特許文献2参照。)。
中間電極221を用いない場合は、直接、絵素電極220とゲート電極212(212G)間で蓄積容量が形成されている。
この場合も先に述べたように、主配線213が低抵抗金属膜であり、開口率の低下を引き起こしている。
しきい値電圧よりも若干高い電圧を絵素電極220に印加した時には、斜め方向から見たときの透過率が正面から見た時の透過率よりも高くなる。
また、印加電圧がある程度高くなると、斜め方向から見た時の透過率は、正面から見た時の透過率よりも低くなる。
このため、斜め方向から見た時には赤色画素、緑色画素および青色画素の輝度差が小さくなり、その結果前述したように画面が白っぽくなる現象が発生する。
したがって、見かけ上、1つの画素に透過率−電圧特性(T−V特性)のしきい値が異なる複数の領域が存在することになる。
このように1つの画素にT−V特性のしきい値が異なる複数の領域が存在すると、それらの領域のT−V特性が平均化されて、正面から見た時の透過率よりも斜め方向から見た時の透過率が高くなる現象が抑制される。その結果、斜め方向から見た時に画面が白っぽくなる現象(白茶け)も抑制されるというものである。
上記絵素電極220は、絵素電極220Aと絵素電極220Bに分割されている。
絵素電極220Bは、前記図13によって説明した構造と同様に、中間電極に接続されている。一方、絵素電極220Aは、ドレイン配線217との間で容量結合されている。
この容量結合のために、ドレイン配線217の途中に制御電極223が形成されており、選択された各絵素の電圧の値を決定するために、ある程度の面積が求められる。
先述と同様に、このドレイン配線217および制御電極223は、同時に同材料の低抵
抗金属膜で形成され、遮光性を示すため、開口率の低下に繋がっている。
前記基板上に前記走査線間で第1方向と平行な方向に配設された蓄積容量主配線と、
第1方向と交差する第2方向に配設された複数のソース配線と、
前記ゲート電極を有する薄膜トランジスタと、
前記ソース配線間および前記走査線間に配設された絵素電極と、
前記蓄積容量主配線と前記蓄積容量主配線上の絶縁膜と前記絶縁膜上の中間電極とで形成された蓄積容量と、
前記薄膜トランジスタのドレイン電極と前記中間電極に接続するドレイン配線とを有し
前記蓄積容量主配線は、第1透明電極と、前記第1透明電極上に形成されていて前記第1透明電極よりも幅が狭く電気抵抗が低い第1金属配線とからなり、
前記ドレイン配線は、第2透明電極と、前記第2透明電極上に形成されていて前記第2透明電極よりも幅が狭く電気抵抗が低い第2金属配線とからなり、
前記中間電極は前記第2透明電極が延長形成されたものからなる。
1.第1の実施の形態(液晶表示装置の構成の第1例)。
2.第2の実施の形態(液晶表示装置の構成の第2例)。
3.第3の実施の形態(液晶表示装置の適用の第1例)。
4.第4の実施の形態(液晶表示装置の適用の第2例)。
5.第5の実施の形態(液晶表示装置の適用の第3例)。
6.第6の実施の形態(液晶表示装置の適用の第4例)。
[液晶表示装置の構成の第1例]
本発明の第1の実施の形態に係る液晶表示装置の構成の第1例を、図1の平面レイアウト図および図2の図1中のA−A’線断面図によって説明する。また図3に等価回路図を示す。図面では、一例として、アクティブマトリックス型液晶表示装置について示す。
また、上記基板11上には、上記走査線12間で上記第1方向と平行な方向に蓄積容量主配線13が配設されている。以下、蓄積容量主配線13を主配線13という。
上記ゲート電極21上の上記ゲート絶縁膜22上には半導体層からなる能動素子23が形成され、この能動素子23の中央部がチャネル領域となり、その両側がソース領域23Sおよびドレイン領域23Dとなる。上記ソース領域23S上にはソース電極14Eを含むソース配線14が形成されている。また上記ドレイン領域23D上にはドレイン電極15Dを含むドレイン配線15が形成されている。
上記のように、ゲート電極21を有する薄膜トランジスタ20が構成されている。
上記第1透明電極51には、例えばインジウムスズオキサイド(ITO)、酸化亜鉛、アルミニウム添加酸化亜鉛、インジウム亜鉛オキサイド等が用いられる。また、上記第1金属配線52には、例えばアルミニウム、アルミニウムモリブデン、アルミニウムチタン等のアルミニウム合金が用いられる。
上記第1透明電極51と上記第1金属配線52は、上記したように第1透明電極51上に上記第1金属配線52を形成しても、逆に上記第1金属配線52上に上記第1透明電極51を形成してもよい。生産性を考慮すると、後に説明するハーフトーン露光を用いることができるように、第1透明電極51上に上記第1金属配線52を形成したほうが好ましい。後に説明するハーフトーン露光を用いることで、マスク枚数の増加を回避できるので、より生産性を高めることができる。
上記第2透明電極53には、例えばインジウムスズオキサイド(ITO)、酸化亜鉛、アルミニウム添加酸化亜鉛、インジウム亜鉛オキサイド等が用いられる。また、上記第2金属配線54には、例えばアルミニウム、アルミニウムモリブデン、アルミニウムチタン等のアルミニウム合金が用いられる。
上記第2透明電極53と上記第2金属配線54は、上記したように第2透明電極53上に上記第2金属配線54を形成しても、逆に上記第2金属配線54上に上記第2透明電極53を形成してもよい。生産性を考慮すると、後に説明するハーフトーン露光を用いることができるように、第2透明電極53上に上記第2金属配線54を形成したほうが好ましい。後に説明するハーフトーン露光を用いることで、マスク枚数の増加を回避できるので、より生産性を高めることができる。
また、ドレイン配線15が、第2透明電極53と、それよりも幅が狭く電気抵抗が低い第2金属配線54で形成されていることから、第2金属配線54で被覆されていない第2透明電極53の部分によって絵素の開口率が高められる。
よって、液晶表示装置1の輝度やコントラストを高めることができるという利点がある。
しかも、第1透明電極51の面積を確保することで、主配線13と中間電極31とで形成される蓄積容量30の容量値を低下させることがない。また、第1透明電極51上に第1金属配線52が形成されていることで、主配線13の配線抵抗の上昇が抑えられる。また、第2透明電極53上に第2金属配線54が形成されていることで、ドレイン配線15の配線抵抗の上昇が抑えられる。
[液晶表示装置の構成の第2例]
次に、本発明の第2の実施の形態に係る液晶表示装置の構成の第2例を、図4の平面レイアウト図および図5の図4中のA−A’線断面図によって説明する。また図6に等価回路図を示す。図面では、一例として、アクティブマトリックス型液晶表示装置について示す。
また、上記基板11上には、上記走査線12間で上記第1方向と平行な方向に蓄積容量主配線13が配設されている。以下、蓄積容量主配線13を主配線13という。
上記ゲート電極21上の上記ゲート絶縁膜22上には半導体層からなる能動素子23が形成され、この能動素子23の中央部がチャネル領域となり、その両側がソース領域23Sおよびドレイン領域23Dとなる。上記ソース領域23S上にはソース電極14Eを含むソース配線14が形成されている。また上記ドレイン領域23D上にはドレイン電極15Dを含むドレイン配線15が形成されている。
上記のように、ゲート電極21を有する薄膜トランジスタ20が構成されている。
上記第1透明電極51には、例えばインジウムスズオキサイド(ITO)、酸化亜鉛、アルミニウム添加酸化亜鉛、インジウム亜鉛オキサイド等が用いられる。また、上記第1金属配線52には、例えばアルミニウム、アルミニウムモリブデン、アルミニウムチタン等のアルミニウム合金が用いられる。
上記第1透明電極51と上記第1金属配線52は、上記したように第1透明電極51上に上記第1金属配線52を形成しても、逆に上記第1金属配線52上に上記第1透明電極51を形成してもよい。生産性を考慮すると、後に説明するハーフトーン露光を用いることができるように、第1透明電極51上に上記第1金属配線52を形成したほうが好ましい。後に説明するハーフトーン露光を用いることで、マスク枚数の増加を回避できるので、より生産性を高めることができる。
上記第2透明電極53には、例えばインジウムスズオキサイド(ITO)、酸化亜鉛、アルミニウム添加酸化亜鉛、インジウム亜鉛オキサイド等が用いられる。また、上記第2金属配線54には、例えばアルミニウム、アルミニウムモリブデン、アルミニウムチタン等のアルミニウム合金が用いられる。
上記第2透明電極53と上記第2金属配線54は、上記したように第2透明電極53上に上記第2金属配線54を形成しても、逆に上記第2金属配線54上に上記第2透明電極53を形成してもよい。生産性を考慮すると、後に説明するハーフトーン露光を用いることができるように、第2透明電極53上に上記第2金属配線54を形成したほうが好ましい。後に説明するハーフトーン露光を用いることで、マスク枚数の増加を回避できるので、より生産性を高めることができる。
したがって、上記ドレイン配線15および上記制御電極18と、上記絵素電極17と、その間に形成されたパッシベーション膜41等の絶縁膜とで結合容量(カップリング容量)が形成されている。
同様に、上記主配線13と、上記絵素電極17と、その間に形成されたゲート絶縁膜22、パッシベーション膜41等の絶縁膜とで蓄積容量が形成されてもよい。
また、ドレイン配線15が、第2透明電極53と、それよりも幅が狭く電気抵抗が低い第2金属配線54で形成されていることから、第2金属配線54で被覆されていない第2透明電極53の部分によって絵素の開口率が高められる。
さらに、特に容量結合方式の場合、制御電極18が追加で必要となり、より開口率を低下させているが、この制御電極18は第2透明電極53で形成されていることから、制御電極18の部分によってより絵素の開口率を高める効果がある。
よって、液晶表示装置2の輝度やコントラストを高めることができるという利点がある。
しかも、第1透明電極51の面積を確保することで、主配線13と中間電極31とで形成される蓄積容量30の容量値を低下させることがない。また、第1透明電極51上に第1金属配線52が形成されていることで、主配線13の配線抵抗の上昇が抑えられる。また、第2透明電極53で面積を確保することで、結合容量を低下させることがない。また、第2透明電極53上に第2金属配線54が形成されていることで、ドレイン配線15の配線抵抗の上昇が抑えられる。
次に、ハーフトーン露光でのプロセスについて、図7の製造工程図によって説明する。図7では、上記ゲート電極22を含む走査線12と主配線13を形成する一例を示した。
なお、このハーフトーン露光でのプロセスは、ドレイン配線15と中間電極31を形成するプロセス、ドレイン配線15と制御電極18を形成するプロセスにも適用できる。
上記基板11は、例えばガラス基板からなる。または、樹脂基板等であってもよい。
上記透明導電膜61には、例えばインジウムスズオキサイド(ITO)、酸化亜鉛、アルミニウム添加酸化亜鉛、インジウム亜鉛オキサイド等を用いる。また、上記金属膜62には、例えばアルミニウム、アルミニウムモリブデン、アルミニウムチタン等のアルミニウム合金を用いる。
以上、ハーフトーン露光を用いた走査線12と主配線13を形成するプロセスが終了する。
なお、このハーフトーン露光でのプロセスは、ドレイン配線15と中間電極31を形成するプロセス、ドレイン配線15と制御電極18を形成するプロセス等にも適用できる。
以上説明した本発明に係る液晶表示装置1、2は、図8〜図12に示す様々な電子機器に適用することができる。例えば、デジタルカメラ、ノート型パーソナルコンピュータ、携帯電話等の携帯端末装置、ビデオカメラなどである。すなわち、電子機器に入力された映像信号、もしくは、電子機器内で生成した映像信号を、画像もしくは映像として表示するあらゆる分野の電子機器の液晶表示装置に適用することが可能である。
以下に、本発明が適用される電子機器の一例について説明する。
図8に示すように、上記液晶表示装置1、2が適用されるテレビは、フロントパネル102やフィルターガラス103等から構成される映像表示画面部101を含み、その映像表示画面部101として上記液晶表示装置1または2を用いることにより作製されている。
図9に示すように、上記液晶表示装置1または2が適用されるデジタルカメラは、フラッシュ用の発光部111、表示部112、メニュースイッチ113、シャッターボタン114等を含み、その表示部112として上記液晶表示装置1または2を用いることにより作製される。
図10に示すように、上記液晶表示装置1または2が適用されるノート型パーソナルコンピュータは、本体121に、文字等を入力するとき操作されるキーボード122、画像を表示する表示部123等を含み、その表示部123として上記液晶表示装置1または2を用いることにより作製される。
図11に示すように、上記液晶表示装置1または2が適用されるビデオカメラは、本体部131、前方を向いた側面に被写体撮影用のレンズ132、撮影時のスタート/ストップスイッチ133、表示部134等を含み、その表示部134として上記液晶表示装置1または2を用いることにより作製される。
図12に示すように、上記液晶表示装置1または2が適用される携帯電話機は、上側筐体141、下側筐体142、連結部(ここではヒンジ部)143、ディスプレイ144、サブディスプレイ145、ピクチャーライト146、カメラ147等を含み、そのディスプレイ144やサブディスプレイ145として上記液晶表示装置1または2を用いることにより作製される。
Claims (5)
- 基板上の第1方向に配設されたゲート電極を兼ねる複数の走査線と、
前記基板上に前記走査線間で第1方向と平行な方向に配設された蓄積容量主配線と、
第1方向と交差する第2方向に配設された複数のソース配線と、
前記ゲート電極を有する薄膜トランジスタと、
前記ソース配線間および前記走査線間に配設された絵素電極と、
前記蓄積容量主配線と前記蓄積容量主配線上の絶縁膜と前記絶縁膜上の中間電極とで形
成された蓄積容量と、
前記薄膜トランジスタのドレイン電極と前記中間電極に接続するドレイン配線と
を有し、
前記蓄積容量主配線は、第1透明電極と、前記第1透明電極上に形成されていて前記第
1透明電極よりも幅が狭く電気抵抗が低い第1金属配線とからなり、
前記ドレイン配線は、第2透明電極と、前記第2透明電極上に形成されていて前記第2
透明電極よりも幅が狭く電気抵抗が低い第2金属配線とからなり、
前記中間電極は、前記第2透明電極が延長形成されたものからなる、
液晶表示装置。 - 前記走査線は、第3透明電極と、前記第3透明電極上に形成されていて前記第3透明電
極よりも幅が狭く電気抵抗が低い第3金属配線とからなり、
前記走査線と、前記絵素電極と、その間に形成された絶縁膜とで画素内蓄積容量が形成
されている、
請求項1記載の液晶表示装置。 - 前記蓄積容量主配線と、前記絵素電極と、その間に形成された絶縁膜とで画素内蓄積容
量が形成されている、
請求項1記載の液晶表示装置。 - 前記絵素電極は、第1の絵素電極と、前記第1の絵素電極から分離され、前記中間電極に接続された第2の絵素電極とを含み、
前記液晶表示装置は、前記ドレイン配線に接続された制御電極を有し、
前記制御電極は、前記第2透明電極の途中から前記第2透明電極を張り出して形成した
ものからなる、
請求項1記載の液晶表示装置。 - 前記ドレイン配線および前記制御電極と、前記第1の絵素電極と、その間に形成された絶縁膜とで結合容量が形成されている
請求項4記載の液晶表示装置。
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