JP4829260B2 - 液晶表示装置 - Google Patents

Description

この発明は、面内応答型液晶表示装置（以下、ＩＰＳ（in plane switching）パネルと称す）に関する。さらに詳しくは、表示領域のゲート端子近傍の白抜けをなくし表示特性を向上した構造の液晶表示装置に関する。

従来のＩＰＳパネルにおいては、画素電極ＰＸは、対向電圧信号線ＣＬと接続された対向電極ＣＴとの間に電界を発生させ、この電界によって液晶の光透過率を制御させるようになっている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−２９５２１０号公報（第４−５頁、第２図）

従来のＩＰＳパネルでは、透明基板ＳＵＢ１上のゲート信号線ＧＬとゲート端子とを結ぶ引き出し配線、詳しくは、表示領域外の隣接するゲート端子間の間隔が隣接するゲート配線間の間隔より狭いためにゲート端子に近いほど配線ピッチが狭くなる引き出し配線群（以下、テーパーゲート配線部と称す）から発生する電界により、対向基板である透明基板ＳＵＢ２の電位変動を誘発し、ゲート端子近傍の液晶表示部ＡＲに白抜けが生じるという問題点があった。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、ＩＰＳパネルを用いた場合において、テーパーゲート配線部から発生する電界を遮蔽し、対向基板の電位変動を防止することで、ゲート端子近傍の表示領域に白抜けを生じない液晶表示装置を得るものである。

この発明に係る液晶表示装置においては、ゲート配線に電圧を印加するためのゲート端子およびこれに接続するため設置されたテーパーゲート配線部が設けられ、テーパーゲート配線部の上層に絶縁膜を介して導電層を配設したものである。

この発明は、テーパーゲート配線部の上層に絶縁膜を介して導電層を配設したことにより、テーパーゲート配線部から発生する電界を導電層が遮蔽し、対向基板の電位変動を防止することで、ゲート端子近傍の表示領域に白抜けを生じず表示品位を向上することが可能となる。

実施の形態１．
図１はこの発明を実施するための実施の形態１における液晶表示装置の薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴと称す）近傍を拡大した平面図、図２は図１に示すＴＦＴ近傍の矢視Ａ−Ａ線からみた部分断面の製造工程を示した説明図、図３はこの発明を実施するための実施の形態１における液晶表示装置のゲート端子側の端部を示した平面図、図４は図３に示すテーパーゲート配線部近傍の矢視Ｂ−Ｂ線からみた部分断面の製造工程を示した説明図、図５はこの発明を実施するための実施の形態１における液晶表示装置のテーパーゲート配線部近傍を拡大した平面図、図６は図５に示すテーパーゲート配線部近傍の矢視Ｃ−Ｃ線からみた部分断面の製造工程を示した説明図である。

図１〜図６において、透明な絶縁性基板である第１の基板１ａ上に表示領域２を形成する画素が配設され、各画素はＴＦＴ３を具備している。ゲート配線４はゲート絶縁膜５を介してソース配線６と交差しており、ＴＦＴ３は複数のゲート配線４と複数のソース配線６の各交差部に対応して形成されている。ＴＦＴ３のゲート電極４ａはゲート配線４の一部であり、ソース電極６ａはソース配線６の一部であり、ドレイン電極６ｂは第１のコンタクトホール７を介して画素電極８に接続されている。

ＴＦＴ３に接続された櫛歯状の画素電極８と、画素電極８の櫛歯とほぼ並行かつ交互に対応して形成され、共通信号線１１に第２のコンタクトホール９を介して接続された櫛歯状の対向電極１０との間に電圧を印加することによって、第１の基板１ａ面にほぼ平行な電界を発生させる。画素電極８は、クロム（Ｃｒ）等の金属やＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等の透明性導電膜により形成されている。

共通信号線１１は、一般的に、表示装置全体として同一の電圧が印加されるため、表示領域２の外側に配設された接続線１２に変換部１３を介して複数の共通信号線１１を共通に接続する。共通信号線１１は、クロム（Ｃｒ）等の金属からなる。
この例では、ソース配線６、画素電極８、対向電極１０は、中央部において１回屈曲している。そして、この屈曲点は、共通信号線１１に対応する位置に設けられている。このように、屈曲した電極構成により、２方向の液晶の駆動方向を得ることができ、ＩＰＳパネルで特定方向におこる視角特性の悪化を改善することができる。

各ゲート配線４およびソース配線６は、表示領域２からテーパーゲート配線部１４およびテーパーソース配線部１５によりそれぞれ引き出され、第１の基板１ａの端部近傍に形成されたゲート端子１６とソース端子１７にそれぞれ接続されている。また、接続線１２は、ゲート端子１６またはソース端子１７と並行に形成された共通信号線端子２３に接続されている。

ゲート端子１６、ソース端子１７および共通信号線端子２３に、例えば、ＡＣＦ（Anisotropic Conductive Film：異方性導電膜）などの導電性材料により、フィルム基板に実装された駆動回路などが接続されている。

以下、第１の基板１ａ上にＴＦＴ３を形成した基板をアレイ基板と称す。
第１の基板１ａに対向する第２の基板１ｂと第１の基板１ａとの間隙に複数のスペーサを配置し、二枚の基板を等間隔に保持している。また、第１の基板１ａと第２の基板１ｂの周辺部に配置され両基板を貼り合わせるシール材と封止材により液晶を封入させる。第２の基板１ｂ上には、着色層、遮光層、液晶に初期配向をもたせる配向膜および光を偏光させる偏光板などが形成され、アレイ基板に対向することで対向基板と称す。

第１の基板１ａ上のテーパーゲート配線部１４の上層には絶縁膜を介して導電層１８を形成するが、この実施の形態１においては、絶縁膜はゲート配線４およびソース配線６を絶縁するゲート絶縁膜５と後述する保護膜２１であり、導電層１８は画素電極８と同一の製造工程で形成された、すなわち、同一層の導電膜により形成している。

なお、この導電層１８のパターンは、第２の基板１ｂ側から見てテーパーゲート配線部１４をすべて覆うような領域に配設することがテーパーゲート配線部１４から発生する電界を漏れなく遮蔽することができ好ましいが、ゲート端子１６近傍の表示領域２に白抜けを生じない範囲で導電層１８のパターンをゲート端子１６から表示領域側に狭めてもよい。

つぎに、本発明の実施の形態１にかかる液晶表示装置の製造方法を図２、図４および図６を用いて説明する。
まず、図２（ａ）、図４（ａ）および図６（ａ）に示すように、絶縁性基板上にＣｒ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ等やそれらを主成分とする合金、またはＩＴＯ等の透光性を有する導電膜、またはそれらの多層膜等をスパッタ法や蒸着法等により成膜し、写真製版・加工により、ゲート配線４、ゲート電極４ａ、共通信号線１１およびテーパーゲート配線部１４を形成する。

次に、図２（ｂ）、図４（ｂ）および図６（ｂ）に示すように、窒化シリコン等よりなるゲート絶縁膜５を形成し、さらに非晶質Ｓｉ、多結晶ｐｏｌｙ−Ｓｉ等よりなる半導体膜１９、ｎ型のＴＦＴの場合はＰ等の不純物を高濃度にドーピングしたｎ^＋非晶質Ｓｉ、ｎ^＋多結晶ｐｏｌｙ−Ｓｉ等よりなるコンタクト膜２０を、連続的に例えばプラズマＣＶＤ、常圧ＣＶＤ、減圧ＣＶＤ法で成膜する。

次いで、半導体膜１９およびコンタクト膜２０を島状に加工する。

次に、図２（ｃ）、図４（ｃ）および図６（ｃ）に示すように、Ｃｒ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ等やそれらを主成分とする合金、またはＩＴＯ等の透光性を有する導電膜、またはそれらの多層膜等をスパッタ法や蒸着法で成膜後、写真製版と微細加工技術により、ソース配線６、ソース電極６ａ、ドレイン電極６ｂ、テーパーソース配線部１５、接続線１２および保持容量電極等を形成する。

さらに、ソース電極６ａおよびドレイン電極６ｂあるいはそれらを形成したホトレジストをマスクとしてコンタクト膜２０をエッチングし、チャネル領域から取り除く。

次いで、図２（ｄ）、図４（ｄ）および図６（ｄ）に示すように、窒化シリコンや酸化シリコン、無機絶縁膜または有機樹脂等からなる保護膜２１を成膜する。
その後、写真製版とそれに続くエッチングにより、第１のコンタクトホール７、第２のコンタクトホール９、テーパーゲート配線部１４とゲート端子１６および共通信号線１１と変換部１３とを接続する第３のコンタクトホール２２、ならびにテーパーソース配線部１５とソース端子１７および接続線１２と共通信号線端子２３または変換部１３とを接続する第４のコンタクトホール２４を形成する。

最後に、図２（ｅ）、図４（ｅ）および図６（ｅ）に示すように、Ｃｒ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ等やそれらを主成分とする合金、またはＩＴＯ等の透光性を有する導電膜、またはそれらの多層膜等を成膜後、パターニングすることで、画素電極８、対向電極１０、ゲート端子１６、ソース端子１７、変換部１３、導電層１８および共通信号線端子２３を形成する。

以上の工程により、本実施の形態におけるＩＰＳパネルを構成するアレイ基板を作製することができる。さらに、このアレイ基板と対向基板の間に液晶を挟持し、シール材にて接合する。このときラビング、光配向等の方法により液晶分子を所定の角度で配向させる。なお、液晶を配向させる方法は、既知のどのような方法を用いてもよい。さらに、ゲート配線４、ソース配線６、共通信号線１１にそれぞれゲート線駆動回路、ソース線駆動回路、共通信号線用電源を接続することにより液晶表示装置を作製する。

以上のように、この実施の形態１においては、導電層１８をゲート絶縁膜５および保護膜２１を介してテーパーゲート配線部１４の上層に配設することで、テーパーゲート配線部１４から発生する電界を導電層１８によって遮蔽し、対向基板の電位変動を防止することで、ゲート端子１６近傍の表示領域２に白抜けを生じさせない液晶表示装置を得ることができる。

また、導電層１８を画素電極８と同一工程で形成することで、導電層１８を形成するための写真製版におけるマスク数の増加による製造工程数の増加や、導電層１８の材料を新たに追加することなく、液晶表示装置を得ることができる。

なお、この実施の形態１では、導電層１８と変換部１３とを離間して形成しているが、図７に示すように、変換部１３をゲート端子１６側に延在させ導電層１８を兼用することで、導電層１８を共通信号線１１と電気的に接続し、固定電位によってシールドさせることができるので好ましい。図７はこの発明を実施するための実施の形態１における他の液晶表示装置のテーパーゲート配線部近傍を拡大した平面図である。

また、この実施の形態１では、導電層１８を画素電極８と同一工程で形成しているが、図８に示すように、ソース配線６、ソース電極６ａ、ドレイン電極６ｂ、テーパーソース配線部１５、接続線１２および保持容量電極等と同一工程で形成しても、導電層１８がテーパーゲート配線部１４から発生する電界を遮蔽することができるので、同様の効果が得られる。図８は図３に示すテーパーゲート配線部近傍の矢視Ｂ−Ｂ線からみた部分断面の他の製造工程を示した説明図である。

また、この実施の形態１では、導電層１８と接続線１２とを離間して形成しているが、図９に示すように、接続線１２をゲート端子１６側に延在させ導電層１８を兼用することで、導電層１８を共通信号線１１と電気的に接続し、固定電位によってシールドさせることができるので好ましい。図９はこの発明を実施するための実施の形態１における他の液晶表示装置のテーパーゲート配線部近傍を拡大した平面図である。

また、この実施の形態１では、導電層１８をアレイ基板上に形成しているが、対向基板上のテーパーゲート配線部１４に対応する領域に導電層１８を形成しても、導電層１８がテーパーゲート配線部１４から発生する電界を遮蔽することができるので、同様の効果が得られる。

この発明を実施するための実施の形態１における液晶表示装置のＴＦＴ近傍を拡大した平面図である。 図１に示すＴＦＴ近傍の矢視Ａ−Ａ線からみた部分断面の製造工程を示した説明図である。 この発明を実施するための実施の形態１における液晶表示装置のゲート端子側の端部を示した平面図である。 図３に示すテーパーゲート配線部近傍の矢視Ｂ−Ｂ線からみた部分断面の製造工程を示した説明図である。 この発明を実施するための実施の形態１における液晶表示装置のテーパーゲート配線部近傍を拡大した平面図である。 図５に示すテーパーゲート配線部近傍の矢視Ｃ−Ｃ線からみた部分断面の製造工程を示した説明図である。 この発明を実施するための実施の形態１における他の液晶表示装置のテーパーゲート配線部近傍を拡大した平面図である。 図３に示すテーパーゲート配線部近傍の矢視Ｂ−Ｂ線からみた部分断面の他の製造工程を示した説明図である。 この発明を実施するための実施の形態１における他の液晶表示装置のテーパーゲート配線部近傍を拡大した平面図である。

符号の説明

１ａ 第１の基板、１ｂ 第２の基板、２ 表示領域、３ ＴＦＴ、４ ゲート配線、４ａゲート電極、５ ゲート絶縁膜、６ ソース配線、６ａ ソース電極、６ｂ ドレイン電極、７ 第１のコンタクトホール、８ 画素電極、９ 第２のコンタクトホール、１０ 対向電極、１１ 共通信号線、１２ 接続線、１３ 変換部、１４ テーパーゲート配線部、１５ テーパーソース配線部、１６ ゲート端子、１７ ソース端子、１８ 導電層、１９ 半導体層、２０ コンタクト膜、２１ 保護膜、２２ 第３のコンタクトホール、２３ 共通信号線、２４ 第４のコンタクトホール

Claims (10)

1. 複数のゲート配線と複数のソース配線の各交差部に対応して形成された薄膜トランジスタ、
   前記薄膜トランジスタに接続された画素電極、
   前記画素電極に対向して形成された対向電極、
   前記ゲート配線に電圧を印加するためのゲート端子、
   前記ゲート配線と前記ゲート端子とを接続する表示領域外にある引き出し配線、
   を有するアレイ基板と、
   前記アレイ基板に対向する対向基板とを備え、
   前記引き出し配線の上層に、絶縁膜を介して導電層を配設し、
   前記導電層は、前記画素電極または前記対向電極と同一層であり、
   前記引き出し配線のうち、前記対向基板の領域下であり、前記ゲート端子に近くなるほど配線ピッチが狭くなるテーパーゲート配線部上に形成され、
   かつ、前記表示領域の前記ソース配線からソース端子まで引き出されたテーパーソース配線上には形成されず、
   前記引き出し配線は、前記画素電極とは異なる層に形成されたことを特徴とする液晶表示装置。
2. 複数のゲート配線と複数のソース配線の各交差部に対応して形成された薄膜トランジスタ、
   前記薄膜トランジスタに接続された画素電極、
   前記画素電極に対向して形成され、共通信号線に接続された対向電極、
   複数の前記共通信号線を共通に接続する接続線、
   前記ゲート配線に電圧を印加するためのゲート端子、
   前記ゲート配線と前記ゲート端子とを接続する表示領域外にある引き出し配線、
   を有するアレイ基板と、
   前記アレイ基板に対向する対向基板とを備え、
   前記接続線以外に、前記引き出し配線の上層に絶縁膜を介して導電層を配設し、
   前記導電層は、前記画素電極または前記対向電極と同一層であり、
   前記引き出し配線のうち、前記対向基板の領域下であり、前記ゲート端子に近くなるほど配線ピッチが狭くなるテーパーゲート配線部上に形成され、
   かつ、前記表示領域の前記ソース配線からソース端子まで引き出されたテーパーソース配線上には形成されず、
   前記引き出し配線は、前記画素電極とは異なる層に形成されたことを特徴とする液晶表示装置。
3. 複数のゲート配線と複数のソース配線の各交差部に対応して形成された薄膜トランジスタ、
   前記薄膜トランジスタに接続された画素電極、
   前記画素電極に対向して形成され、共通信号線に接続された対向電極、
   複数の前記共通信号線を共通に接続する接続線、
   前記ゲート配線に電圧を印加するためのゲート端子、
   前記ゲート配線と前記ゲート端子とを接続する表示領域外にある引き出し配線、
   を有するアレイ基板と、
   前記アレイ基板に対向する対向基板とを備え、
   前記引き出し配線の上層に絶縁膜を介して導電層が配設され、
   前記導電層は、前記接続線を前記ゲート端子側に延在させることにより形成され、
   前記画素電極または前記対向電極と同一層であり、
   前記引き出し配線のうち、前記対向基板の領域下であり、前記ゲート端子に近くなるほど配線ピッチが狭くなるテーパーゲート配線部上に形成され、
   かつ、前記表示領域の前記ソース配線からソース端子まで引き出されたテーパーソース配線上には形成されず、
   前記引き出し配線は、前記画素電極とは異なる層に形成されたことを特徴とする液晶表示装置。
4. 複数のゲート配線と複数のソース配線の各交差部に対応して形成された薄膜トランジスタ、
   前記薄膜トランジスタに接続された画素電極、
   前記画素電極に対向して形成され、共通信号線に接続された対向電極、
   複数の前記共通信号線を変換部によって共通に接続する接続線、
   前記ゲート配線に電圧を印加するためのゲート端子、
   前記ゲート配線と前記ゲート端子とを接続する表示領域外にある引き出し配線、
   を有するアレイ基板と、
   前記アレイ基板に対向する対向基板とを備え、
   前記引き出し配線の上層に絶縁膜を介して導電層が配設され、
   前記導電層は、前記変換部と同一層で形成され、
   前記画素電極または前記対向電極と同一層であり、
   前記引き出し配線のうち、前記対向基板の領域下であり、前記ゲート端子に近くなるほど配線ピッチが狭くなるテーパーゲート配線部上に形成され、
   かつ、前記表示領域の前記ソース配線からソース端子まで引き出されたテーパーソース配線上には形成されず、
   前記引き出し配線は、前記画素電極とは異なる層に形成されたことを特徴とする液晶表示装置。
5. 導電層は、変換部を前記ゲート端子側に延在させることにより形成されることを特徴とする請求項４記載の液晶表示装置。
6. 導電層は、最上層であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の液晶表示装置。
7. ゲート端子は、導電層と同一層であり、絶縁膜に設けられたコンタクトホールを介して引き出し配線と接続されたことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の液晶表示装置。
8. 絶縁膜は、ゲート配線上に形成したゲート絶縁膜と、ソース配線上に形成した保護膜とを有することを特徴とする請求項１乃至７のうちいずれかに記載の液晶表示装置。
9. 導電層は、対向電極の電位としたことを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の液晶表示装置。
10. 導電層は、複数の共通信号線を共通に接続する接続線よりもゲート端子側に延在して形成されていることを特徴とする請求項２乃至９のいずれかに記載の液晶表示装置。

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