JPH10170954A

JPH10170954A - 液晶表示装置及びその製造方法

Info

Publication number: JPH10170954A
Application number: JP32670296A
Authority: JP
Inventors: Yasutoshi Tasaka; 泰俊田坂; Kazutaka Hanaoka; 一孝花岡
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1996-12-06
Filing date: 1996-12-06
Publication date: 1998-06-26
Anticipated expiration: 2016-12-06
Also published as: JP3776187B2

Abstract

(57)【要約】【課題】絶縁性基板と、絶縁性基板上にマトリクス状
に配列された画素電極と、画素電極にそれぞれ設けられ
たスイッチング素子と、スイッチング素子に接続された
バスラインとを有する液晶表示装置に関し、開口率が高
く、しかもディスクリネーションラインの発生がない液
晶表示装置及びその製造方法を提供する。【解決手段】絶縁性基板と、絶縁性基板上にマトリク
ス状に配列された画素電極１０、１２と、画素電極１
０、１２にそれぞれ設けられたＴＦＴ素子１４と、各Ｔ
ＦＴ素子１４に接続されたバスライン１６、１８とを有
する液晶表示装置において、隣接した前記画素電極１
０、１２同士を絶縁するための絶縁膜２０がドレインバ
スライン１８上方に設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、絶縁性基板と、絶
縁性基板上にマトリクス状に配列された画素電極と、画
素電極にそれぞれ設けられたスイッチング素子と、スイ
ッチング素子に接続されたバスラインとを有する液晶表
示装置及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のアクティブマトリクス液晶表示装
置は、その液晶パネル部において、アクティブマトリク
ス基板と対向基板とがスペーサを介して貼り合わされ、
その間に液晶が注入された構成になっている。従来の液
晶表示装置を図９を用いて説明する。図９は、従来の液
晶表示装置を示す上面図である。

【０００３】アクティブマトリクス基板上には、画素電
極１１０がマトリクス状に配列されている。各画素電極
１１０には、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）素子１１４が
設けられている。各ＴＦＴ素子１１４は、走査線と呼ば
れるゲートバスライン１１６と、信号線と呼ばれるドレ
インバスライン１１８とに接続されている。画素電極１
１０とゲートバスライン１１６との間には、電気的に分
離するための離隔領域１３６が設けられている。また同
様に、画素電極１１０とドレインバスライン１１８との
間にも、離隔領域１３８が設けられている。

【０００４】他方の対向基板上（図示せず）には、対向
電極と、光の漏れを遮断するための遮光膜とが設けられ
ている。ＴＦＴ素子１１４、ゲートバスライン１１６、
ドレインバスライン１１８、離隔領域１３６、１３８と
を覆うように、遮光膜は設けられるが、アクティブマト
リクス基板と対向基板とを貼り合わせる際に生じる位置
合わせのずれを考慮して、幅を広くしておかなければな
らない。遮光膜の幅が広くなると、開口率が低くなり、
輝度の低下を招いてしまう。

【０００５】上述したような開口率の低下を防ぐために
は、遮光膜の幅を狭くすることが望ましい。遮光膜の幅
を狭くするための従来技術としては、特開昭６３−２７
９２２８にて開示された液晶表示装置がある。この技術
を図１０、図１１を用いて説明する。図１０は、特開昭
６３−２７９２２８にて開示された液晶表示装置の上面
図である。図１１は、図１０のＣ−Ｃ′線断面図であ
る。図９に示す液晶表示装置と同一の構成要素には、同
一の符号を付している。

【０００６】図１０のように、アクティブマトリクス基
板上には、画素電極１１０がマトリクス状に配列されて
いる。各画素電極１１０には、ＴＦＴ素子１１４が設け
られている。各ＴＦＴ素子１１４は、ゲートバスライン
１１６とドレインバスライン１１８とに接続されてい
る。各画素電極１１０間には、ゲートバスライン１１６
に沿って、電気的に分離するための離隔領域１２３が設
けられている。また同様に、各画素電極１１０間には、
ドレインバスライン１１８に沿って、電気的に分離する
ための離隔領域１２２が設けられている。

【０００７】また、Ｃ−Ｃ′線に沿った断面は、図１１
のような構造になっている。絶縁性基板１２４上にゲー
ト絶縁膜１２６が形成され、ゲート絶縁膜１２６上にド
レインバスライン１１８が設けられている。ドレインバ
スライン１１８上に、全面に絶縁性の平坦化層１２８が
設けられている。その平坦化層１２８上に、画素電極１
１０が設けられている。

【０００８】上述のように、開示された液晶表示装置で
は、バスライン１１６、１１８と画素電極１１０とを、
平坦化層１２８を介して別の層にすることにより、バス
ライン１１６、１１８を遮光膜として用いている。ま
た、遮光膜として用いられるバスライン１１６、１１８
と画素電極１１０とが同一基板上に設けられているの
で、アクティブマトリクス基板と対向基板とを張り合わ
せるときのずれを考慮しなくてよい。

【０００９】このように、開示された液晶表示装置で
は、遮光膜の幅を狭くすることが可能となったので、従
来の液晶表示装置と比較して開口率の飛躍的向上が実現
された。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、開示さ
れた液晶表示装置では、ドレインバスライン１１８上方
の離隔領域１２２が極めて狭いので、隣接する画素電極
１１０同士が逆極性電位になったときに強い電界１５０
が生じ、この電界１５０によって液晶の配向方向が乱さ
れてしまう。これにより、画面にディスクリネーション
ライン（ｄｉｓｃｌｉｎａｔｉｏｎｌｉｎｅ）（図示
せず）が発生してしまう。

【００１１】ディスクリネーションラインが発生する様
子を、図１２を用いて説明する。図１２は、開示された
液晶表示装置の、ドレインバスライン１１８付近の電界
強度１５２をシミュレートした図である。ドレインバス
ライン１１８の幅は６μｍに設定されている。図１２か
らわかるように、電界強度の最も強いピーク１５４と、
２番目に強いピーク１５６がある。そして、２番目に強
いピーク１５６が、ドレインバスライン１１８の幅から
はみ出し、開口部１６０に位置している。２番目に強い
ピーク１５６の領域では、液晶の配向方向１５８が乱さ
れ、画面上でディスクリネーションラインとなる。

【００１２】画面にディスクリネーションラインが発生
すると、ノーマリホワイトモードのときには、黒を表示
すると白抜けとなってコントラストが低下し、ノーマリ
ブラックモードのときには、白を表示すると黒い部分と
なって輝度が低下してしまう。ところで、ディスクリネ
ーションラインをなくすためには、配向方向１５８の乱
された領域の液晶を遮光膜で覆わなければならない。遮
光膜として用いられているゲートバスライン１１６は、
幅が広いため、画素電極１１０の位置を工夫すれば、配
向方向１５８の乱された領域の液晶を覆うことができ
る。しかし、ドレインバスライン１１８は、幅が狭いた
め、配向方向１５８の乱された領域の液晶を覆うのは困
難である。一方、ドレインバスライン１１８の幅を広く
すれば、配向方向１５８の乱された領域の液晶を覆うこ
とができるが、その分だけ開口率は低下してしまう。

【００１３】また、隣接する画素電極１１０の離隔領域
１２２を極端に狭めて１μｍ乃至２μｍにすれば、配向
方向１５８の乱された領域の液晶をドレインバスライン
１１８で覆うことができる。しかし、すべての画素電極
１１０に対して、隣接する画素電極１１０の離隔領域１
２２を１μｍ乃至２μｍにすることは極めて難しく、隣
接する画素電極１１０同士がショートしてしまう危険性
がある。

【００１４】このように、開示された液晶表示装置で
は、従来の液晶表示装置と比較して開口率の飛躍的向上
が実現されたが、その一方でディスクリネーションライ
ンが発生するという問題があった。本発明は、開口率が
高く、しかもディスクリネーションラインが発生しない
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。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的は、絶縁性基板
と、前記絶縁性基板上にマトリクス状に配列された画素
電極と、前記画素電極にそれぞれ設けられたスイッチン
グ素子と、前記スイッチング素子に接続されたバスライ
ンとを有する液晶表示装置において、前記バスライン上
方に設けられ、隣接した前記画素電極同士を絶縁するた
めの絶縁膜を有することを特徴とする液晶表示装置によ
って達成される。これにより、開口率を向上させるとと
もに、ディスクリネーションラインの発生をなくすこと
ができる。

【００１６】なお、上記の液晶表示装置において、隣接
する前記画素電極同士は、前記絶縁膜を介して縁部が離
隔して設けられていてもよいし、前記絶縁膜を介して縁
部が重なりあって設けられていてもよい。また、上記目
的は、絶縁性基板と、前記絶縁性基板上にマトリクス状
に配列された画素電極と、前記画素電極にそれぞれ設け
られたスイッチング素子と、前記スイッチング素子に接
続されたバスラインとを有する液晶表示装置を製造す
る、液晶表示装置の製造方法において、前記スイッチン
グ素子及び前記バスラインが形成された前記絶縁性基板
上に、絶縁性の平坦化層を形成する工程と、前記平坦化
層上に、１画素おきに第１の画素電極を形成する工程
と、前記バスライン上方の前記平坦化層上に、前記第１
の画素電極の縁部に重なるように絶縁膜を形成する工程
と、前記第１の画素電極の間に、前記絶縁膜に縁部が重
なるように第２の画素電極を形成する工程とを有するこ
とを特徴とする液晶表示装置の製造方法によって達成さ
れる。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明の一実施形態による液晶表
示装置を図１乃至図３を用いて説明する。図１は、本実
施形態による液晶表示装置の平面図である。図２は、図
１のＡ−Ａ′線断面図である。図３は、図１のＢ−Ｂ′
線断面図である。図１のように、アクティブマトリクス
基板上には、第１の画素電極１０と第２の画素電極１２
とがマトリクス状に配列されている。第１の画素電極１
０、第２の画素電極１２には、それぞれＴＦＴ素子１４
が設けられている。各ＴＦＴ素子１４は、ゲートバスラ
イン１６とドレインバスライン１８とに接続されてい
る。ドレインバスライン１８上方において、第１の画素
電極１０と第２の画素電極１２間に、電気的に分離する
ための離隔領域２２（図２参照）が設けられている。ま
た、その離隔領域２２の間には、ドレインバスライン１
８に沿って、絶縁膜２０が設けられている。

【００１８】同様に、ゲートバスライン１６上方におい
ても、第１の画素電極１０同士及び第２の画素電極１２
同士を電気的に分離するための離隔領域２３が設けられ
ている。Ａ−Ａ′線に沿った断面は、図２のような構造
になっている。絶縁性基板２４上にゲート絶縁膜２６が
形成され、ゲート絶縁膜２６上にドレインバスライン１
８が設けられている。ドレインバスライン１８上に、全
面に絶縁性の平坦化層２８が設けられている。その平坦
化層２８上に、第１の画素電極１０と第２の画素電極１
２とが設けられている。また、隣り合った画素電極１
０、１２同士が電気的に接続しないように、絶縁膜２０
が設けられている。

【００１９】このように、本実施形態による液晶表示装
置では、バスライン１６、１８と画素電極１０、１２と
を、平坦化層２８を介して別の層にすることにより、バ
スライン１６、１８を遮光膜として用いている。なお、
バスライン１６、１８だけでは、ＴＦＴ素子１４を遮光
することができないので、ＴＦＴ素子１４を遮光するた
めの遮光膜が対向基板側（図示せず）に別途設けられて
いる。

【００２０】また、本実施形態による液晶表示装置で
は、絶縁膜２０を介すことにより、隣接する画素電極１
０、１２間の離隔領域２２が極めて狭く設けられてい
る。隣接する画素電極１０、１２同士が逆極性電位にな
ると、画素電極１０、１２間に強い電界５０が発生す
る。Ｂ−Ｂ′線に沿った断面は、図３のような構造にな
っている。絶縁性基板２４上にゲート電極１６が設けら
れ、ゲート電極１６上にゲート絶縁膜２６が形成されて
いる。そして、ゲート電極１６上には、ゲート絶縁膜２
６を介してアモルファスシリコン素子層３０が設けられ
ている。更に、アモルファスシリコン素子層３０の一方
の縁部はドレインバスライン１８に接続され、他方の縁
部はソース電極３２に接続されている。そして、全面に
絶縁性の平坦化層２８が設けられている。その平坦化層
２８には、ソース電極３２上にコンタクトホール３４が
設けられている。そのコンタクトホール３４を介して、
ソース電極３２と第２の画素電極１２とが接続されてい
る。

【００２１】次に、本実施形態による液晶表示装置の、
離隔領域２２付近の電界強度を図４を用いて説明する。
図４は、本実施形態による液晶表示装置の、ドレインバ
スライン１８付近の電界強度５２をシミュレートした図
である。ドレインバスライン１８の幅は６μｍに設定さ
れている。図４からわかるように、電界強度の最も強い
ピーク５４と、２番目に強いピーク５６がある。しか
し、離隔領域２２が極めて狭いことにより電界５０が一
部に集中するので、電界強度の強いピーク５４、５６は
遮光膜として用いられているドレインバスライン１８に
よって覆われている。従って、画面にディスクリネーシ
ョンラインは発生しない。

【００２２】このように、本実施形態によれば、ドレイ
ンバスライン１８上方において画素電極１０、１２間に
絶縁膜２０が設けられたので、画素電極１０、１２間の
離隔領域２２を極めて狭くすることができ、画素電極１
０、１２間に発生する電界５０が一部に集中する。その
ため、電界強度の強いピーク５４、５６を、遮光膜とし
て用いられるドレインバスライン１８の領域で覆うこと
ができるので、画面にディスクリネーションラインが発
生するのを防ぐことができる。

【００２３】次に、本実施形態による液晶表示装置の製
造方法を、図５乃至図８の工程断面図を用いて説明す
る。図５乃至図８は、本実施形態による液晶表示装置
の、製造方法を説明するための断面図である。まず、絶
縁性基板２４上に、幅２０μｍのゲートバスライン１６
（図示せず）を形成し、その後、全面に、厚さ約１００
ｎｍのＳｉＯ₂ のゲート絶縁膜２６を形成する。ここで
は図示しないが、次に、アモルファスシリコン素子層３
０を形成する。その後、幅６μｍのドレインバスライン
１８を形成するとともに、ここでは図示しないがソース
電極３２を形成する（図５（ａ）参照）。

【００２４】次いで、全面に、誘電率３程度のアクリル
系樹脂を材料として、厚さ約２μｍの平坦化層２８を設
ける（図５（ｂ）参照）。続いて、全面に、スパッタリ
ングによりＩＴＯ（インジウム錫酸化物）の導電膜４０
を形成する（図６（ａ）参照）。その後、ポジレジスト
（図示せず）を所定の形状にパターニングし、硝酸など
のエッチャントによりポジレジストをマスクとして導電
膜４０を除去することによって、１画素おきに画素電極
１０を形成する。なお、画素電極１０の縁部は、上面か
ら見たときに、ドレインバスライン１８に約３μｍ乃至
４μｍ重なるように設け、ゲートバスライン１６に約５
μｍ重なるように設ける（図６（ｂ）参照）。

【００２５】次いで、ドレインバスライン１８の上方
に、画素電極１０の縁部を覆うようにして、厚さ約３０
０ｎｍの絶縁膜２０を形成する。絶縁膜２０の幅は、ド
レインバスライン１８の幅より小さくする。（図７
（ａ）参照）。続いて、画素電極１０の上方に、後の工
程で画素電極１０がエッチングされないためのストッパ
層４２を形成する（図７（ｂ）参照）。

【００２６】その後、全面に、スパッタリングにより導
電膜４４を形成する（図８（ａ）参照）。次いで、ポジ
レジスト（図示せず）を所定の形状にパターニングし、
硝酸などのエッチャントによりポジレジストをマスクと
して導電膜４４を除去することによって、残りの画素電
極である画素電極１２を形成する。なお、画素電極１２
の縁部は、上面から見たときに、絶縁膜２０の一部に重
なり、ドレインバスライン１８に約３μｍ乃至４μｍ重
なり、ゲートバスライン１６に約５μｍ重なるように設
ける（図８（ｂ）参照）。

【００２７】上述のようにして形成されたアクティブマ
トリクス基板の表面に、配向膜を塗布し、液晶の配向方
向５８を規定するためにラビング処理を行った後、スペ
ーサとシール材とを用いて対向基板と貼り合わせること
により、液晶表示装置が完成する。なお、対向基板に
は、ＴＦＴ素子１４を覆うためのＣｒ薄膜の遮光膜と、
対向電極とが設けられている。

【００２８】上述のように、本実施形態によれば、ドレ
インバスライン上方において画素電極間に絶縁膜が設け
られたので、画素電極間の離隔領域を極めて狭くするこ
とができ、画素電極間に発生する電界が一部に集中す
る。そのため、電界強度の強いピークを、遮光膜として
用いられるドレインバスラインの領域で覆うことができ
るので、画面にディスクリネーションラインが発生する
のを防ぐことができる。また、絶縁膜が設けられている
ので、エッチング不良による画素電極間の電気的ショー
トが発生せず、画素電極形成時の位置合わせも容易であ
る。

【００２９】本発明は上記実施形態に関わらず種々の変
形が可能である。例えば、上記実施形態では、隣接する
画素電極同士は絶縁膜を介して縁部が離隔して設けられ
ているが、絶縁膜を介して縁部が重なり合っていてもよ
い。また、上記実施形態では、絶縁膜はドレインバスラ
インの上方に設けられているが、ゲートバスラインなど
他のバスラインの上方でもよい。

【００３０】

【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、ドレイン
バスライン上方において画素電極間に絶縁膜が設けられ
たので、画素電極間の離隔領域を極めて狭くすることが
でき、画素電極間に発生する電界が一部に集中する。そ
のため、電界強度の強いピークを、遮光膜として用いら
れるドレインバスラインの領域で覆うことができるの
で、開口率が高く、しかもディスクリネーションライン
の発生がない液晶表示装置を提供できる。また、絶縁膜
が設けられているので、エッチング不良による画素電極
間の電気的ショートが発生せず、画素電極形成時の位置
合わせも容易である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態による液晶表示装置を示す
平面図である。

【図２】図１に示す液晶表示装置のＡ−Ａ′線断面図で
ある。

【図３】図１に示す液晶表示装置のＢ−Ｂ′線断面図で
ある。

【図４】本発明の一実施形態による液晶表示装置の電界
強度を示す図である。

【図５】本発明の一実施形態による液晶表示装置の製造
方法を示す断面図（その１）である。

【図６】本発明の一実施形態による液晶表示装置の製造
方法を示す断面図（その２）である。

【図７】本発明の一実施形態による液晶表示装置の製造
方法を示す断面図（その３）である。

【図８】本発明の一実施形態による液晶表示装置の製造
方法を示す断面図（その４）である。

【図９】従来の液晶表示装置を示す平面図である。

【図１０】開示された液晶表示装置を示す平面図であ
る。

【図１１】図１０に示す開示された液晶表示装置のＣ−
Ｃ′線断面図である。

【図１２】開示された液晶表示装置の電界強度を示す図
である。

【符号の説明】

１０…第１の画素電極１２…第２の画素電極１４…ＴＦＴ素子１６…ゲートバスライン１８…ドレインバスライン２０…絶縁膜２２、２３…離隔領域２４…絶縁性基板２６…ゲート絶縁膜２８…平坦化層３０…アモルファスシリコン素子層３２…ソース電極３４…コンタクトホール４０…導電膜４２…ストッパ層４４…導電膜５０…電界５２…電界強度５４…最も強いピーク５６…２番目に強いピーク５８…液晶分子の配向方向６０…開口部１１０…画素電極１１４…ＴＦＴ素子１１６…ゲートバスライン１１８…ドレインバスライン１２２、１２３…離隔領域１２４…絶縁性基板１２６…ゲート絶縁膜１２８…平坦化層１３６、１３８…離隔領域１５０…電界１５２…電界強度１５４…最も強いピーク１５６…２番目に強いピーク１５８…液晶分子の配向方向１６０…開口部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】絶縁性基板と、前記絶縁性基板上にマト
リクス状に配列された画素電極と、前記画素電極にそれ
ぞれ設けられたスイッチング素子と、前記スイッチング
素子に接続されたバスラインとを有する液晶表示装置に
おいて、前記バスライン上方に設けられ、隣接した前記画素電極
同士を絶縁するための絶縁膜を有することを特徴とする
液晶表示装置。
【請求項２】請求項１記載の液晶表示装置において、隣接する前記画素電極同士は、前記絶縁膜を介して縁部
が離隔して設けられていることを特徴とする液晶表示装
置。
【請求項３】請求項１記載の液晶表示装置において、隣接する前記画素電極同士は、前記絶縁膜を介して縁部
が重なりあって設けられていることを特徴とする液晶表
示装置。
【請求項４】絶縁性基板と、前記絶縁性基板上にマト
リクス状に配列された画素電極と、前記画素電極にそれ
ぞれ設けられたスイッチング素子と、前記スイッチング
素子に接続されたバスラインとを有する液晶表示装置を
製造する、液晶表示装置の製造方法において、前記スイッチング素子及び前記バスラインが形成された
前記絶縁性基板上に、絶縁性の平坦化層を形成する工程
と、前記平坦化層上に、１画素おきに第１の画素電極を形成
する工程と、前記バスライン上方の前記平坦化層上に、前記第１の画
素電極の縁部に重なるように絶縁膜を形成する工程と、前記第１の画素電極の間に、前記絶縁膜に縁部が重なる
ように第２の画素電極を形成する工程とを有することを
特徴とする液晶表示装置の製造方法。