JP6030333B2 - 液晶ディスプレー、及びアレイ基板 - Google Patents

Description

本発明は、液晶ディスプレー、及びアレイ基板に関する。

薄膜トランジスタ液晶ディスプレー（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ Ｌｉｑｕｉｄ Ｄｉｓｐｌａｙ、ＴＦＴ−ＬＣＤ）は、体積が小さく、消費電力が低く、輻射がないなどの特徴を有し、現在のフラットパネルディスプレー分野で広く応用されている。然し、液晶ディスプレーは視野角が小さいという欠陥を有するので、各大手メーカから広視野角（Ｗｉｄｅ Ｖｉｅｗｉｎｇ Ａｎｇｌｅ）技術が開発された。数多くの広視野角技術において、高級超次元スイッチング（Ａｄｖａｎｃｅｄ−Ｓｕｐｅｒ Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ、ＡＤ−ＳＤＳ）技術は、同一の平面内の画素電極の縁部の間に生じる横方向電界と、画素電極層と共通電極層の間に生じる縦方向電界とで多次元電界を形成して、液晶セル内の画素電極間及び電極の真上の全ての液晶分子を回転転換可能にさせることで、平面配向系液晶の作動効率が向上されるとともに、透過率が向上された。高級超次元スイッチング技術は、ＴＦＴ−ＬＣＤ画面の品質を向上でき、透過率が高く、視野角が広く、開口率が高く、色差が低く、応答時間が短く、プッシュムラ（Ｐｕｓｈ Ｍｕｒａ）がないなどのメリットを有する。

一般的に、生産コストを低減させるために、ＡＤ−ＳＤＳ型ＴＦＴ−ＬＣＤアレイ基板を製造するときのマスク工程の数（即ち、用いるマスクの数）を低減する。現在、各大手メーカにより４回マスク工程によってＡＤ−ＳＤＳ型ＴＦＴ−ＬＣＤアレイ基板を製造することが積極的に開発されている。図１、２、及び３に示すように、従来技術の製造過程は、ガラス基板１上に第１層透明電極及びゲート金属を堆積し、グレースケールマスク工程により、グレースケールマスクに対して露光してからエッチングや、アッシングや、剥離などの工程を行って、第１層透明共通電極２、ゲート金属線３（即ちゲート電極（Ｇａｔｅ））、２層のゲート金属共通電極（ゲート金属共通電極１１’及びその上の行のゲート金属共通電極１２’）を形成する第１層工程と、前述したパターンに、ゲート絶縁層、半導体層、ドープ半導体層及びソース・ドレイン金属層を連続して堆積し、そして、グレースケールマスクに対して露光することで、ゲート絶縁層４、半導体層５（半導体活性シリコンアイランド）、ドープ半導体層６及びソース・ドレイン金属層７を形成する第２層工程と、ソース・ドレイン金属層７上にパッシベーション絶縁層８（ビアホール層）を堆積してガラス基板１全体を覆い、そして、露光及びエッチングによってパッシベーション絶縁層８にビアホール１０’及び１４’を形成する第３回マスク工程と、透明電極層を堆積し、露光及びエッチングによって第２層透明画素電極９及び第２層透明共通電極１３’を形成し、画素電極９がビアホール１０’を介してソース・ドレイン電極に導通され、第２層透明共通電極１３’がビアホール１４’を介して上下の２行の画素の共通電極１２’、１１’に接続される第４回グレースケールマスク工程と、を備える。上下２行の画素の共通電極信号を接続する領域（図３に示すように）で、ビアホール１４’は、断面がＵ字形状または四角形であり、底辺がゲート金属共通電極１１’、１２’に接触され、第１層透明共通電極２がゲート金属共通電極１１’、１２’の下方に形成され、ビアホール１４’は第１層透明共通電極２に接触しない。

従来技術では、グレースケールマスクによって第１層透明共通電極を形成する場合に、非結晶インジウムスズ酸化物薄膜（ａ−ＩＴＯ）を用い、その下にゲート絶縁層４を堆積して成膜するときには、温度が３００℃以上にもなって、ａ−ＩＴＯはこのような高温で結晶化され、多結晶インジウムスズ酸化物薄膜（ｐ−ＩＴＯ）に変換される。ｐ−ＩＴＯの結晶粒とゲート金属共通電極１１’、１２’の結晶粒はサイズが異なるので、ａ−ＩＴＯからｐ−ＩＴＯに変換するとき、第１層透明共通電極２がゲート金属共通電極１１’、１２’から剥離して分層するようになり（図４に示す）、スリット１５が現れる。このスリット１５によって、接触が不良になり、ゲート金属共通電極１１’、１２’の電圧信号を第１層透明共通電極２に効果的に伝導することができなくなって、上下方向で隣接する画素において上の画素の第１層透明共通電極と下の画素の第１層透明共通電極とが正常に導通できなくなり、画素表示が異常になり、ディスプレーの表示効果及び品質が影響される。

本発明の実施例は、ベース基板と、前記ベース基板上に形成された第１層透明共通電極と、前記第１層透明共通電極上に形成されたゲート金属共通電極と、前記ゲート金属共通電極上に形成され、かつビアホールが形成されている絶縁層と、前記絶縁層上に形成された第２層透明共通電極と、を備えるアレイ基板において、前記ビアホールの縁部は、一部がゲート金属共通電極に接触され、他の一部が第１層透明共通電極に接触されているので、前記第２層透明共通電極が前記第１層透明共通電極及び前記ゲート金属共通電極に電気的に接続されている。

本発明の他の実施形態においては、上記のようなアレイ基板を備える液晶ディスプレーを提供する。

上記のような技術案によれば、以下のような作用効果が得られる。即ち、ゲート金属共通電極の一側を短くしてビアホールの真下に位置させるようにし、エッチングされたビアホールの底部の一部をゲート金属共通電極に接触させ、一部を第１層透明共通電極に接触させることによって、第１層透明共通電極がゲート金属共通電極から剥離して分層されても、ゲート金属共通電極の電圧信号はビアホールの底部の第２層透明共通電極を介してそれに接触される第１層透明共通電極に伝導されて、隣り合う２行の画素の共通電極信号の正常的な導通が確保され、画素が正常に表示され、液晶ディスプレーの表示効果が確保され、表示品質が向上される。

従来技術に係る液晶ディスプレーアレイ基板の平面図である。 図１におけるＡ’−Ａ矢視断面図である。 図１におけるＢ’−Ｂ矢視断面図である。 異常を示す図１のＢ’−Ｂ矢視断面図である。 本発明の実施例に係る液晶ディスプレーアレイ基板の平面図である。 図５におけるＢ’−Ｂ矢視断面図である。

以下、図面と実施例を参照して本発明の具体的な実施形態をさらに詳しく説明する。下記の実施例は本発明の技術案を説明するものであるが、本発明の範囲を限るものではない。

図５及び図６は本発明の実施例に係る液晶ディスプレーアレイ基板の平面図及び断面図である。該アレイ基板１００は、ベース基板１（本実施例ではガラス基板１である）と、ガラス基板１に形成される第１層透明共通電極２と、第１層透明共通電極２に形成されたゲート金属共通電極１１、１２とを備え、ゲート金属共通電極１１はある画素行に形成され、ゲート金属共通電極１２はその上の画素行に形成される。ゲート金属共通電極１１、１２の上方に絶縁層が形成され、絶縁層にビアホール１４が形成され、該ビアホール１４の縁部は、一部がゲート金属共通電極１１、１２に接触され、他の一部が第１透明共通電極２に接触される。ゲート金属共通電極１１は、一側が第１層透明共通電極２に位置あわせされ、他側が共通電極の１つのビアホール１４の下方まで延び、上の行のゲート金属共通電極１２の一側が共通電極における他のビアホール１４の下方まで延びる。絶縁層の上方に第２層透明共通電極１３が形成され、第２層透明共通電極１３がビアホール１４の縁部の一部を介してゲート金属共通電極１１、１２に接続され、ビアホール１４の縁部の他の一部を介して第１層透明共通電極２に接触される。これによって、ゲート金属共通電極１１、１２が電気的に接続される。

ゲート金属共通電極１１、１２の上方の絶縁層は、ゲート金属共通電極１１に形成されるゲート絶縁層４を備え、ゲート絶縁層４の上方にパッシベーション絶縁層８がさらに形成され、パッシベーション絶縁層８及びゲート絶縁層４においてビアホール１４が形成される。

ゲート金属線３の両側にそれぞれ１つのビアホール１４が形成される。この２つのビアホール１４は、例えば、ゲート金属線３の両側に対称となるように設けられる。少なくとも１つのビアホール１４の底部が段階形状をなす。

各ビアホール１４は、図５に示すように、側部の一部及び底部の一部がゲート金属共通電極１１に接触され、底部の他の一部が第１層透明共通電極２に接触される。他のビアホール１４は、側部の一部及び底部の一部が上の行のゲート金属共通電極１２に接触され、底部の他の一部が第１層透明共通電極２に接触される。

或いは、１つのビアホール１４は、その側部の一部がゲート金属共通電極１１に接触され、底部が第１層透明共通電極２に接触される。他の一つのビアホール１４は、側部の一部が上の行のゲート金属共通電極１２に接触され、底部が第１層透明共通電極２に接触される。

上記アレイ基板を製造するときには、ビアホール１４を例として、第１回グレースケールマスク工程において、ガラス基板１上に透明共通電極層及びゲート金属層を順に堆積し、エッチングなどの工程によって上記透明共通電極層とゲート金属層の積層をパターニングして第１層透明共通電極２を形成し、この第１層透明共通電極２の上方にゲート金属共通電極１１、１２を形成する。上下の両行の画素共通電圧信号を接続する領域において、後続のグレースケールマスク工程によってゲート金属共通電極１１、１２を、それに対応するビアホール１４の真下まで延びさせればよい。絶縁層を貫通することによって形成されるビアホール１４は、第１層透明共通電極２までエッチングされる。これによって、第１層透明共通電極２とゲート金属共通電極１１、１２との間に剥離や分層などが生じても、ゲート金属共通電極１１、１２の電圧信号はビアホール１４の底部の第２層透明共通電極層９を介してそれに接触される第１層透明共通電極２まで伝導される。これによって、隣り合う画素の第１層透明共通電極２が通常のように導通され、画素が通常のように表示でき、液晶ディスプレーの表示効果が確保され、表示品質が向上される。

本発明の実施形態による液晶ディスプレーは、上記のようなアレイ基板を備えているが、他の部材、例えばカラーフィルター（ｃｏｌｏｒ ｆｉｌｔｅｒ）基板、バックライトモジュール、駆動回路などを備えることもできる。これら液晶ディスプレーはテレビ、コンピューター、モバイル電話に利用できる。

以上は本発明の好ましい実施形態に過ぎない。当業者にとって、本発明の技術範囲を逸脱しない前提で行われる改善や変更は、本発明の保護範囲に入る。

１ ガラス基板
２ 第１層透明共通電極
３ ゲート金属線
４ ゲート絶縁層
５ 半導体層 ６ ドープ半導体層
７ ソース・ドレイン金属層（データライン）
８ パッシベーション絶縁層
９ 第２層透明画素電極
１０、１０’ パッシベーション絶縁層のビアホール
１１、１１’ ゲート金属共通電極
１２、１２’ 上の行のゲート金属共通電極
１３ 第２層透明共通電極
１４ 共通電極におけるビアホール
１５ スリット

Claims (8)

1. ベース基板と、
   前記ベース基板上に各画素にそれぞれ形成された第１層透明共通電極と、
   前記第１層透明共通電極上にゲート金属線と同層に形成されたゲート金属共通電極と、
   前記ゲート金属共通電極上に形成され、かつビアホールが形成されている絶縁層と、
   前記絶縁層上に形成されて、前記ビアホールを通って前記第１層透明共通電極に接続され、前記ゲート金属線を挟んで隣り合う前記第１層透明共通電極同士を接続する第２層透明共通電極と、を備えるアレイ基板において、
   前記ビアホールの縁部は、一部がゲート金属共通電極に接触され、他の一部が第１層透明共通電極に接触されているので、前記第２層透明共通電極が前記第１層透明共通電極及び前記ゲート金属共通電極に電気的に接続されていることを特徴とするアレイ基板。
2. 少なくとも１つの前記ビアホールは、底部が段階状をなすことを特徴とする請求項１に記載のアレイ基板。
3. 前記ゲート金属共通電極は、ビアホールの側部の一部及び底部の一部と接触し、前記第１層透明共通電極はビアホールの底部の他の一部と接触していることを特徴とする請求項１または２のいずれか１項に記載のアレイ基板。
4. 前記ゲート金属共通電極は、ビアホールの側部の一部と接触し、前記第１層透明共通電極はビアホールの底部と接触していることを特徴とする請求項１に記載のアレイ基板。
5. 前記ゲート絶縁層は前記ゲート金属線の両側にそれぞれ１つのビアホールを有していることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のアレイ基板。
6. 前記ゲート金属線の両側にある２つの前記ビアホールの底部はすべて段階状をなしていることを特徴とする請求項５に記載のアレイ基板。
7. 前記絶縁層は、前記ゲート金属共通電極に形成されるゲート絶縁層と、前記ゲート絶縁層に形成されるパッシベーション絶縁層とを備えていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のアレイ基板。
8. 請求項１に記載のアレイ基板を備える液晶ディスプレー。

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