JPH0682824A

JPH0682824A - 液晶パネル

Info

Publication number: JPH0682824A
Application number: JP23489292A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Kamata; 豪鎌田
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1992-09-02
Filing date: 1992-09-02
Publication date: 1994-03-25

Abstract

(57)【要約】【目的】液晶パネルに関し、画素電極とゲートバスラ
イン及びドレインバスラインとの間の間隙をできるだけ
詰めて開口率を上げることのできる液晶パネルを得るこ
とのできることを目的とする。【構成】液晶１６が封入された一方の基板には第１の
バスライン２８と第２のバスライン３０がマトリクス状
に設けられ、該第１のバスラインと第２のバスラインと
で囲まれた領域に第１の画素電極２４が設けられ、該第
１の画素電極２４が非線形素子３２により該第１のバス
ライン２８と第２のバスライン３０に接続され、さら
に、該第１の画素電極２４の上に絶縁膜４０が設けられ
るとともに該第１の画素電極２４の少なくとも一部と重
なるように第２の画素電極２６が設けられ、該第２の画
素電極２６が該第１の画素電極２４と容量結合されてお
り、また、該第１の基板と対向する第２の基板には共通
電極２０が設けられる構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は開口率を向上するように
した液晶パネルの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶パネルは、一対の対向する透明なガ
ラス基板の間に液晶を挿入したものである。一方のガラ
ス基板の内面には画素電極が設けられ、他方の基板の内
面には共通電極が設けられる。これらの電極間に電圧を
印加することにより液晶を立ち上がらせ、それによって
液晶を透過する光量を制御して画像を形成する。最近で
は、画素電極をアクティブマトリクス駆動することが多
くなっている。

【０００３】アクティブマトリクスの一例が図７に示さ
れている。アクティブマトリクスは画素電極１を設けた
基板に形成され、縦横にマトリクス状に延びるゲートバ
スライン２とドレインバスライン３とからなる。画素電
極１はゲートバスライン２とドレインバスライン３とで
囲まれた領域に設けられ、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）
４等の非線形素子によってゲートバスライン２とドレイ
ンバスライン３に接続される。

【０００４】液晶パネルの性能として表示の明るさは重
要である。表示の明るさは、光源の明るさと、液晶パネ
ルの開口率等によって決定される。液晶パネルの開口率
を上げるためには、画素電極１の有効面積を大きくする
ことが必要である。しかし、アクティブマトリクスで
は、画素電極１はゲートバスライン２とドレインバスラ
イン３とで囲まれた領域に設けられており、しかも、画
素電極１はゲートバスライン２とドレインバスライン３
とほぼ同じ平面内にあった。

【０００５】そのため、画素電極１を大きくしていく
と、画素電極１がゲートバスライン２又はドレインバス
ライン３に電気的に短絡する可能性が大きくなる。従っ
て、画素電極１とゲートバスライン２又はドレインバス
ライン３との間にある程度の間隙Ｓを設けることが必要
であった。この場合の開口率は、全面積から、ゲートバ
スライン２とドレインバスライン３の占める面積と、間
隙Ｓの面積とを引いたものとなる。間隙Ｓが大きくなる
ほど開口率は低下する。

【０００６】さらに、この間隙Ｓの領域では液晶の立ち
上がりの制御がなされないので、黒表示の場合でも光が
洩れてしまいコントラストが低下する。このため、画素
電極１を設けた基板と対向する基板にブラックマトリク
スと呼ばれる遮光膜を設けるようになっている。図８は
対向基板に設けたブラックマトリクス５を示す図であ
る。ブラックマトリクス５は画素電極１とほぼ対応する
形状の開口部５ａを有する。ただし、ブラックマトリク
ス５の開口部５ａの面積は画素電極１の面積よりも小さ
く、ブラックマトリクス５と画素電極１との間に重なり
Ｔが存在するようになっている。この重なりＴは、液晶
を挟む両基板を組み合わせるときに両基板間に位置ずれ
が生じることを見込んで設定されている。こうして、図
７の間隙Ｓの洩れ光がブラックマトリクス５によって遮
光される。

【０００７】しかし、ブラックマトリクス５は洩れ光を
遮光してコントラストを上げる作用をする反面、液晶パ
ネルの開口率を低下させる。すなわち、ブラックマトリ
クス５と画素電極１との間に重なりＴが存在するため、
開口率は画素電極１の有効面積によって決定されるもの
よりも小さくなる。このように、従来は、間隙Ｓ及び重
なりＴにより開口率が制限されていた。

【０００８】このように、画素電極１がゲートバスライ
ン２とドレインバスライン３とほぼ同じ平面内にある
と、開口率が制限される。これに対して、図９に示され
るように、ドレインバスライン３（及びゲートバスライ
ン）を絶縁膜６で覆い、絶縁膜６の上に画素電極１を形
成すれば、画素電極１がドレインバスライン３（及びゲ
ートバスライン）を覆うほどに画素電極１を大きくして
も、画素電極１とドレインバスライン３（及びゲートバ
スライン）との電気的な短絡の可能性がなくなり、開口
率を上げることができる（例えば特開昭６２−２２３７
２７号公報参照）。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この場合に
は、画素電極１を薄膜トランジスタ４のソース電極（図
７）に接続するために、絶縁膜６に穴６ａを開ける必要
がある。絶縁膜６に穴６ａを開けた後で、画素電極１を
蒸着等により形成すると、画素電極１の材料の一部が絶
縁膜６の穴６ａに入り、画素電極１が薄膜トランジスタ
４のソース電極８に接続される。しかし、画素電極１は
非常に薄いＩＴＯ等の膜であるために、絶縁膜６の穴６
ａに入った画素電極１の材料の一部は穴６ａの垂直壁に
十分に付着せず、不安定な電気接続となる。さらに、画
素電極１がドレインバスライン３（及びゲートバスライ
ン）を覆っていると、画素電極１とドレインバスライン
３（及びゲートバスライン）との間に寄生容量７が生
じ、画素電極１がドレインバスライン３（及びゲートバ
スライン）からノイズを受け、表示ムラが発生する等の
問題点があった。寄生容量７が生じないようにするため
には、画素電極１の端部がドレインバスライン３（及び
ゲートバスライン）と重ならないで、丁度ドレインバス
ライン３（及びゲートバスライン）の際までくるように
しなければならないが、誤差等もあるので、正確にその
ようにするのは困難である。

【００１０】本発明の目的は、画素電極とゲートバスラ
イン及びドレインバスラインとの間の間隙をできるだけ
詰めて開口率を上げることのできる液晶パネルを提供す
ることである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明による液晶パネル
は、対向する第１の基板１２と第２の基板１４との間に
液晶１６が封入されており、該第１の基板には第１のバ
スライン２８と第２のバスライン３０がマトリクス状に
設けられ、該第１のバスラインと第２のバスラインとで
囲まれた領域に第１の画素電極２４が設けられ、該第１
の画素電極２４が非線形素子３２により該第１のバスラ
イン２８と第２のバスライン３０に接続され、さらに、
該第１の画素電極２４の上に絶縁膜４０が設けられると
ともに該第１の画素電極２４の少なくとも一部と重なる
ように第２の画素電極２６が設けられ、該第２の画素電
極２６が該第１の画素電極２４と容量結合されており、
また、該第１の基板と対向する第２の基板には共通電極
２０が設けられることを特徴とするものである。

【００１２】

【作用】上記した構成においては、画素電極は、第１の
画素電極と第２の画素電極とからなる。第１の画素電極
は第１のバスラインと第２のバスラインとで囲まれた領
域に設けられ、非線形素子により該第１のバスラインと
第２のバスラインに接続される。第２の画素電極は第１
の画素電極の上に絶縁膜を介して設けられ、容量結合に
より第１の画素電極と接続される。第２の画素電極は第
１の画素電極の少なくとも一部と重なるように形成さ
れ、この重なりの部分から、第２の画素電極が第１の画
素電極よりも外側に広がって、開口率を上げることがで
きる。

【００１３】

【実施例】図１は、本発明の第１実施例の液晶パネル１
０を示し、この液晶パネル１０の両側には偏光板（図示
せず）がノーマリホワイトモードのときに垂直な関係
で、あるいはノーマリブラックモードのときに平行な関
係で配置される。液晶パネル１０は、一対の透明なガラ
ス基板１２，１４の間に液晶１６を封入したものであ
る。液晶１６はツイストマネチック型液晶を使用してい
る。

【００１４】図１で上方の基板１４の内面にはカラーフ
ィルタ層１８、ＩＴＯの共通電極２０が設けられる。カ
ラーフィルタ層１８はブラックマトリクス２２で囲まれ
ている。下方の基板１２の内面には画素電極及びアクテ
ィブマトリクスが設けられる。本発明では、画素電極
は、２層構成の、第１の画素電極２４と、第２の画素電
極２６とからなる。第１の画素電極２４及び第２の画素
電極２６はＩＴＯの膜からなる。共通電極２０及び第２
の画素電極２６の上には配向膜（図示せず）が設けられ
る。

【００１５】図９に示されるように、アクティブマトリ
クスは、縦横にマトリクス状に延びるゲートバスライン
２８とドレインバスライン３０とからなる。図１及び図
２に示されるように、第１の画素電極２４はゲートバス
ライン２８とドレインバスライン３０とで囲まれた領域
に設けられ、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）３２からなる
非線形素子によってゲートバスライン２８とドレインバ
スライン３０に接続される。

【００１６】図１に示されるように、薄膜トランジスタ
３２は、半導体層３４と、ゲート電極２８ａと、ドレイ
ン電極３０ａと、ソース電極３６とからなる。ソース電
極３６は第１の画素電極２４に接続され、ドレイン電極
３０ａはドレインバスライン３０に接続され、ゲート電
極２８ａはゲートバスライン２８に接続される。ゲート
絶縁層３８が下方の基板１２の表面に設けたゲート電極
２８ａと半導体層３４との間に設けられる。ゲート絶縁
層３８は下方の基板１２に沿って広く設けられる。

【００１７】図１に示されるように、絶縁膜４０が、第
１の画素電極２４及び薄膜トランジスタ３２（及びゲー
トバスライン２８、ドレインバスライン３０）の上に設
けられる。第２の画素電極２６はこの絶縁膜４０の上に
第１の画素電極２４と重なるように設けられる。第１の
画素電極２４と第２の画素電極２６とは導電部材では接
続されていず、それらの間に絶縁膜４０があるだけであ
る。従って、第２の画素電極２６は第１の画素電極２４
に容量Ｃ_Cで結合されることになる。なお、図２に示さ
れるように、第１の画素電極２４の下には蓄積容量電極
４２が設けられている。

【００１８】図３は図１の等価回路である。Ａ点は第１
の画素電極２４を示し、Ｂ点は第２の画素電極２６を示
す。容量Ｃ_Cと液晶１６の容量Ｃ_LCとは直列に配置さ
れ、蓄積容量Ｃ_Sは液晶１６の容量Ｃ_LCとは並列に配置
されることになる。従って、液晶１６に印加されるべ
き、ドレインバスライン３０の電位と共通電極２０のア
ース電位との間の電圧は、容量Ｃと液晶１６の容量Ｃ_LC
とに分圧される。

【００１９】液晶１６にかかる電圧Ｖ_LCは次のようにな
る（第１の画素電極２４の電位をＶ _SEG1とする）。Ｖ_LC＝（Ｃ_C／（Ｃ_LC＋Ｃ_C) ）×Ｖ_SEG1 絶縁膜４０の厚さは液晶１６の厚さよりも小さいので、
Ｃ_C＞Ｃ_LCとなり、ほとんどの電圧が液晶１６に印加さ
れる。

【００２０】図２を参照すると、第２の画素電極２６の
形状は第１の画素電極２４の形状とほぼ対応している
が、第２の画素電極２６が第１の画素電極２４よりもわ
ずかに大きくなっている。すなわち、第１の画素電極２
４はゲートバスライン２８及びドレインバスライン３０
と電気的に短絡しないようにゲートバスライン２８及び
ドレインバスライン３０と十分な間隔をもつように形成
される。第２の画素電極２６はゲートバスライン２８及
びドレインバスライン３０とは電気的に短絡しないの
で、第２の画素電極２６はできるだけ大きく形成される
ことができ、有効な画素領域が広がって、開口率が上が
る。この場合、第２の画素電極２６はゲートバスライン
２８及びドレインバスライン３０と重ならないようにし
て、第２の画素電極２６はゲートバスライン２８及びド
レインバスライン３０との間で寄生容量ができないよう
にするのがよい。

【００２１】図４及び図５は、第１の画素電極２４と第
２の画素電極２６とからなる画素電極の形成を示す図で
ある。第２の画素電極２６が、第１の画素電極２４を形
成した後で、第１の基板１２の背面側からゲートバスラ
イン２８及びドレインバスライン３０をマスクとして露
光する処理を含むパターニングにより形成される。図４
においては、（Ａ）において、基板１２にゲートバスラ
イン（図示せず）が形成され、その上にゲート絶縁膜３
８が設けられ、ゲート絶縁膜３８の上に第１の画素電極
２４が形成されるとともに、薄膜トランジスタ（図示せ
ず）及びドレインバスライン３０が形成される。（Ｂ）
においては、第１の画素電極２４の上に絶縁膜４０を設
ける。次に、（Ｃ）においては、第２の画素電極２６の
材料層２６ａが設けられる。（Ｄ）においては、第２の
画素電極２６の材料層２６ａの上にネガ型のフォトレジ
スト６０を塗布し、矢印Ｚで示されるように基板１２の
背面側から露光する。ゲートバスライン２８及びドレイ
ンバスライン３０は金属膜であるので、露光に対するマ
スクとなる。現像すると、フォトレジスト６０が所定の
パターンになる。そこで、第２の画素電極２６の材料層
２６ａをエッチングし、フォトレジスト６０を剥離する
と、（Ｅ）に示す構成となる。背面露光を採用すること
により、第２の画素電極２６はゲートバスライン２８及
びドレインバスライン３０とまさしく相補的な形状にな
り、開口率の大きい、且つ寄生容量のない画素電極を得
ることができる。

【００２２】図５においては、（Ａ）において、基板１
２にゲートバスライン（図示せず）が形成され、その上
にゲート絶縁膜３８が設けられ、ゲート絶縁膜３８の上
に第１の画素電極２４が形成されるとともに、薄膜トラ
ンジスタ（図示せず）及びドレインバスライン３０が形
成される。（Ｂ）においては、第１の画素電極２４の上
に絶縁膜４０を設け、絶縁膜４０の上にポジ型のフォト
レジスト６２を塗布し、矢印Ｚで示されるように基板１
２の背面側から露光する。ゲートバスライン２８及びド
レインバスライン３０は金属膜であるので、露光に対す
るマスクとなる。現像すると、（Ｃ）に示されるよう
に、フォトレジスト６２が所定のパターンになる。そこ
で、第２の画素電極２６の材料層２６ａを蒸着する。
（Ｄ）においては、フォトレジスト６２を剥離すると、
第２の画素電極２６が所定のパターンで形成されること
になる。この場合にも、第２の画素電極２６はゲートバ
スライン２８及びドレインバスライン３０とまさしく相
補的な形状になり、開口率の大きい、且つ寄生容量のな
い画素電極を得ることができる。

【００２３】図６は本発明の第２実施例を示す図であ
り、第１の画素電極２４の上の絶縁膜４０が、第１の画
素電極２４の上で部分的に開口しており、第２の画素電
極２６が絶縁膜４０の開口部と対応する開口部を有す
る。このように、第２の画素電極２６は必ずしも第１の
画素電極２４と全体的に重なっている必要はない。ただ
し、第２の画素電極２６は少なくとも部分的に第１の画
素電極２４と重なり、この重なりの部分から、第２の画
素電極２６が第１の画素電極２４よりも外側に広がっ
て、開口率を上げることができる。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
画素電極とゲートバスライン及びドレインバスラインと
の間の間隙をできるだけ詰めて開口率を上げることので
きる液晶パネルを得ることができ、歩留りが高く、且つ
表示品質が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す図である。

【図２】図１の下方の基板の平面図である。

【図３】図１の等価回路を示す図である。

【図４】画素電極の形成を示す図である。

【図５】画素電極の形成の他の例を示す図である。

【図６】本発明の第２実施例を示す図である。

【図７】アクティブマトリクスを示す図である。

【図８】ブラックマトリクスを示す図である。

【図９】従来技術を示す図である。

【符号の説明】

１２，１４…基板１６…液晶２０…共通電極２４…第１の画素電極２６…第２の画素電極２８…ゲートバスライン３０…ドレインバスライン３２…薄膜トランジスタ３８…ゲート絶縁膜４０…絶縁膜

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】対向する第１の基板（１２）と第２の基
板（１４）との間に液晶（１６）が封入されており、該
第１の基板には第１のバスライン（２８）と第２のバス
ライン（３０）がマトリクス状に設けられ、該第１のバ
スラインと第２のバスラインとで囲まれた領域に第１の
画素電極（２４）が設けられ、該第１の画素電極（２
４）が非線形素子（３２）により該第１のバスライン
（２８）と第２のバスライン（３０）に接続され、さら
に、該第１の画素電極（２４）の上に絶縁膜（４０）が
設けられるとともに該第１の画素電極（２４）の少なく
とも一部と重なるように第２の画素電極（２６）が設け
られ、該第２の画素電極（２６）が該第１の画素電極
（２４）と容量結合されており、また、該第１の基板と
対向する第２の基板には共通電極（２０）が設けられる
ことを特徴とする液晶パネル。
【請求項２】該第２の画素電極（２６）の面積が該第
１の画素電極（２４）の面積よりも大きいことを特徴と
する請求項１に記載の液晶パネル。
【請求項３】該第１の画素電極（２４）の上の絶縁膜
（４０）が、該第１の画素電極（２４）の上で部分的に
開口しており、該第２の画素電極（２６）が該絶縁膜
（４０）の開口部と対応する開口部を有することを特徴
とする請求項１に記載の液晶パネル。
【請求項４】該第２の画素電極（２６）が、該第１の
画素電極（２４）を形成した後で、該第１の基板の背面
側から該第１のバスライン（２８）と該第２のバスライ
ン（３０）をマスクとして露光する処理を含むパターニ
ングにより形成されることを特徴とする請求項１に記載
の液晶パネル。