WO2011040085A1 - アクティブマトリクス基板、及び表示装置 - Google Patents

アクティブマトリクス基板、及び表示装置 Download PDF

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Definitions

  • the auxiliary capacitance electrode and the auxiliary capacitance wiring are connected via a metal nitride film.
  • a metal nitride film As a result, it is possible to reliably connect the auxiliary capacitance electrode and the auxiliary capacitance wiring with the nitride film interposed, while ensuring the adhesion between the nitride film and the auxiliary capacitance electrode.
  • the adhesion between the auxiliary capacitance electrode and the nitride film can be reliably ensured.
  • a protruding portion that protrudes to the left in FIG. 1 is formed at the central portion on the left end side in FIG. 1 that is on the upper side when the liquid crystal display device 1 is actually used.
  • the protruding portion is sandwiched between the inner surface of the frame 13 and the pressing member 16 with the elastic material 18 interposed therebetween.
  • the optical sheet 17 can be expanded and contracted inside the lighting device 3. Built in state. Thereby, in the optical sheet 17, even when expansion / contraction (plastic) deformation occurs due to the influence of the heat such as the heat generation of the cold cathode fluorescent tube 20, free expansion / contraction deformation based on the protruding portion becomes possible.
  • the reflection sheet 21 is made of a metal thin film having a high light reflectance such as aluminum or silver having a thickness of about 0.2 to 0.5 mm, for example, and reflects light from the cold cathode fluorescent tube 20 toward the diffusion plate 15. To function as a reflector. Thereby, in the illuminating device 3, the light emitted from the cold cathode fluorescent tube 20 can be efficiently reflected to the diffusion plate 15 side, and the use efficiency of the light and the luminance at the diffusion plate 15 can be increased.
  • a reflective sheet material made of synthetic resin is used in place of the metal thin film, or the inner surface of the chassis 12 is reflected by applying a paint having a high light reflectance such as white. It can also function as a plate.
  • the nitride film may be formed only directly below the auxiliary capacitance wiring 29 or only on the gate wiring G and the auxiliary capacitance wiring 29.
  • the auxiliary capacitance wiring 29 is provided above the auxiliary capacitance electrode 28 at the connection portion between the auxiliary capacitance electrode 28 and the auxiliary capacitance wiring 29.
  • the auxiliary capacitor electrode 28 is connected with the nitride film interposed therebetween.
  • the auxiliary capacitance electrode 28 and the auxiliary capacitance wiring 29 are a developer (for example, tetramethyl hydroxide) used when patterning the gate wiring G, the auxiliary capacitance wiring 29, and the light shielding block 30 into a predetermined shape.
  • the material is appropriately selected so as not to cause dissolution by ammonium (TMAH)
  • the auxiliary capacitance electrode 28 and the auxiliary capacitance wiring 29 are the auxiliary capacitance electrode 28 and the auxiliary capacitance wiring 29.
  • the auxiliary capacitance electrode is coupled with the point that the material is appropriately selected so as to suppress the increase in the resistance value (that is, the contact resistance) between the two and the above, and the prevention of the dissolution. 28 and electrical connectivity between the auxiliary capacity wiring 29 is configured to be able to reliably prevented.
  • the nitride film 33 is made of a refractory metal material having a melting point of 1000 ° C. or higher, such as molybdenum, tantalum, or titanium. Between the nitride film 33 and the auxiliary capacitor electrode 28, the nitride film 33 is used. It is comprised so that adhesiveness of can be ensured easily. In addition, the nitride film 33 has a nitrogen content (dope amount) set to 5 wt% or more and 90 wt% or less, so that the adhesion between the nitride film 33 and the auxiliary capacitance electrode 28 is ensured. Can be secured.
  • the color filter substrate 6 has a base material 6a, a black matrix BM and color filter layers Cr1, Cr2 formed on the base material 6a, and a color filter.
  • a common electrode 27 is provided so as to cover the layers Cr1, Cr2 and the black matrix BM.
  • the color filter layers Cr ⁇ b> 1 and Cr ⁇ b> 2 are configured by two different color filters among red (R), green (G), and blue (B).
  • the thick portions Sa to Sc provided in the source wiring S in a portion where the light blocking block 30 is not provided. Configured to prevent leakage.
  • the insulating film 31 is provided on the base material 5 a, and the thick portion Sb is formed on the insulating film 31.
  • the insulating film 32 is provided so as to cover the thick portion Sb, and the pixel electrode 26 is provided on the insulating film 32.
  • the auxiliary capacitance electrode 28 and the auxiliary capacitance wiring 29 are connected with the nitride film 33 interposed therebetween.
  • the auxiliary capacitance electrode 28 and the auxiliary capacitance are interposed with the nitride film 33 interposed while ensuring the adhesion between the nitride film 33 and the auxiliary capacitance electrode 28. It is possible to reliably connect the wiring 29 for use.
  • the active matrix substrate 5 of the present embodiment unlike the conventional example, it is possible to prevent the electrical connectivity between the auxiliary capacitance electrode 28 and the auxiliary capacitance wiring 29 from being deteriorated. . Therefore, in the active matrix substrate 5 of the present embodiment, a sufficient auxiliary capacity can be surely added to the pixel electrode 26, and the display quality in the liquid crystal display device 1 can be easily improved.
  • the configuration in which the black matrix BM is provided on the color filter substrate 6 side has been described.
  • the light blocking block 30 and the wide portions Sa to Sc of the source wiring S are used. , Light leakage from between two adjacent picture elements P can be prevented. Therefore, in the liquid crystal display device 1 of the present embodiment, the installation of the black matrix BM can be omitted.
  • the auxiliary capacitor wiring and the scanning wiring are formed of the same material as in the above-described embodiment, the auxiliary capacitor wiring and the scanning wiring can be formed at the same time. This is preferable in that the manufacturing process can be easily simplified.
  • the adhesion between the auxiliary capacitor electrode and the nitride film is better. It is preferable in that the property can be secured more easily.
  • the present invention is useful for an active matrix substrate that can prevent a decrease in electrical connectivity between an auxiliary capacitance electrode and an auxiliary capacitance wiring, and a display device using the active matrix substrate. .

Abstract

 マトリクス状に配列された複数のソース配線及び複数のゲート配線と、ソース配線とゲート配線との交差部の近傍に設けられた薄膜トランジスタ及び薄膜トランジスタに接続された絵素電極(26)を有する絵素とを備えたアクティブマトリクス基板(5)において、ソース配線及びゲート配線の一方及び他方が互いに交差するように設けられた基材(5a)を備え、基材(5a)上において、高融点金属材料の窒化膜(33)を介在させて、補助容量用電極の接続部分(28a)と補助容量用配線の接続部分(29a)とを接続する。

Description

アクティブマトリクス基板、及び表示装置
 本発明は、複数のデータ配線及び複数の走査配線がマトリクス状に配列されたアクティブマトリクス基板、及びこれを用いた表示装置に関する。
 近年、例えば液晶表示装置は、在来のブラウン管に比べて薄型、軽量などの特長を有するフラットパネルディスプレイとして、液晶テレビ、モニター、携帯電話などに幅広く利用されている。このような液晶表示装置では、複数のデータ配線(ソース配線)及び複数の走査配線(ゲート配線)をマトリクス状に配線するとともに、データ配線と走査配線との交差部の近傍に薄膜トランジスタ(TFT:Thin Film Transistor)などのスイッチング素子と、このスイッチング素子に接続された絵素電極を有する絵素をマトリクス状に配置したアクティブマトリクス基板を、表示パネルとしての液晶パネルに用いたものが知られている。
 また、このようなアクティブマトリクス基板では、液晶表示装置での表示品位を向上させるために、絵素電極に充分な補助容量を付加し、かつ絵素の開口率向上が求められている。
 また、従来のアクティブマトリクス基板には、例えば下記特許文献1に記載されているように、モリブデン等の高融点金属材料もしくはその合金からなる高融点金属層を介在させて、アルミニウムもしくはアルミニウムを主体とする合金層からなる補助容量用配線と、ITO(Indium Tin Oxide)等の透明導電膜からなる補助容量用電極とを接続していた。そして、この従来のアクティブマトリクス基板では、補助容量用配線を所定の形状にパターニングするときに用いられる現像液によって、当該補助容量用配線が溶解されたり、補助容量用電極が還元され、その透明度が劣化して画素の透過率が大幅に低下したりするのを防止可能とされていた。
特開2001-194676号公報
 しかしながら、上記のような従来のアクティブマトリクス基板では、補助容量用電極に高融点金属層を接続していたので、これらの補助容量用電極と高融点金属層との間での密着性が不足することがあった。この結果、この従来のアクティブマトリクス基板では、補助容量用電極と補助容量用配線と間での電気的な接続性が低下するという問題点を生じることがあった。
 上記の課題を鑑み、本発明は、補助容量用電極と補助容量用配線との間での電気的な接続性が低下するのを防止することができるアクティブマトリクス基板、及びこれを用いた表示装置を提供することを目的とする。
 上記の目的を達成するために、本発明にかかるアクティブマトリクス基板は、マトリクス状に配列された複数のデータ配線及び複数の走査配線と、前記データ配線と前記走査配線との交差部の近傍に設けられたスイッチング素子及び前記スイッチング素子に接続された絵素電極を有する絵素とを備え、表示パネルの基板として用いられるアクティブマトリクス基板であって、
 前記データ配線及び前記走査配線の一方及び他方が互いに交差するように設けられた基材を備え、
 前記基材上には、絵素毎に設けられるとともに、透明な電極によって構成されて補助容量を発生させるための補助容量用電極、及び
 アルミニウム合金により構成された補助容量用配線が設けられるとともに、
 金属材料の窒化膜を介在させて、前記補助容量用電極と前記補助容量用配線とを接続したことを特徴とするものである。
 上記のように構成されたアクティブマトリクス基板では、金属材料の窒化膜を介在させて、補助容量用電極と補助容量用配線とを接続している。これにより、窒化膜と補助容量用電極との間での密着性を確保しつつ、窒化膜を介在させて、補助容量用電極と補助容量用配線とを確実に接続することができる。この結果、上記従来例と異なり、補助容量用電極と補助容量用配線との間での電気的な接続性が低下するのを防止することができる。
 また、上記アクティブマトリクス基板において、前記金属材料には、融点が1000℃以上の高融点金属材料が用いられていることが好ましい。
 この場合、窒化膜と補助容量用電極との間での密着性を容易に確保することができる。
 また、上記アクティブマトリクス基板において、前記窒化膜では、その窒素の含有量が5重量%以上90重量%以下であることが好ましい。
 この場合、補助容量用電極と窒化膜との間での密着性を確実に確保することができる。
 また、上記アクティブマトリクス基板において、前記基材上では、前記補助容量用電極と前記補助容量用配線との接続箇所において、前記補助容量用配線が前記補助容量用電極の上方に設けられ、前記窒化膜を介在させて、当該補助容量用電極に接続されていることが好ましい。
 この場合、基材上において、補助容量用電極、窒化膜、及び補助容量用配線の順番で積層されることとなり、補助容量用電極と窒化膜との間での密着性をより容易に確保することができる。
 また、上記アクティブマトリクス基板において、前記補助容量用電極として、透明導電膜が用いられ、
 前記補助容量用配線には、添加物として、炭素、ケイ素、コバルト、ニッケル、ゲルマニウム、ロジウム、パラジウム、及びスズの少なくとも一つの元素が含まれてもよい。
 この場合、補助容量用電極と補助容量用配線との間での抵抗値が大きくなるのを抑制しつつ、これら補助容量用電極と補助容量用配線との間での電気的な接続性が低下するのを確実に防止することができる。
 また、上記アクティブマトリクス基板において、前記補助容量用配線では、前記添加物の合計の重量%が0.2%以上5.0%以下であることが好ましい。
 この場合、補助容量用電極と補助容量用配線との間での抵抗値が大きくなるのを確実に抑制しつつ、これら補助容量用電極と補助容量用配線との間での電気的な接続性が低下するのをより確実に防止することができる。
 また、上記アクティブマトリクス基板において、前記走査配線は、前記補助容量用配線と同一材料によって形成されていることが好ましい。
 この場合、補助容量用配線と走査配線と同時に形成することができ、アクティブマトリクス基板の製造工程の簡単化を容易に図ることができる。
 また、本発明の表示装置は、表示部を備えた表示装置であって、
 前記表示部には、上記いずれかのアクティブマトリクス基板を用いたことを特徴とするものである。
 上記のように構成された表示装置では、補助容量用電極と補助容量用配線との間での電気的な接続性が低下するのを防止することができるアクティブマトリクス基板が表示部に用いられているので、表示品位に優れた表示部を有する高性能な表示装置を容易に構成することができる。
 本発明によれば、補助容量用電極と補助容量用配線との間での電気的な接続性が低下するのを防止することができるアクティブマトリクス基板、及びこれを用いた表示装置を提供することが可能となる。
図1は、本発明の一実施形態にかかる液晶表示装置を説明する概略断面図である。 図2は、本発明の一実施形態にかかるアクティブマトリクス基板及び液晶表示装置の要部構成を説明する図である。 図3は、図2に示した絵素の具体的な構成を説明する図である。 図4Aは、図3に示した補助容量用電極の構成を示す平面図である。 図4Bは、図3に示したゲート配線、補助容量用配線、及び遮光ブロックの構成を示す平面図である。 図4Cは、図3に示したソース配線の構成を示す平面図である。 図4Dは、図3に示した絵素電極の構成を示す平面図である。 図5は、図3のV-V線断面図である。 図6は、図3のVI-VI線断面図である。 図7は、図3のVII-VII線断面図である。
 以下、本発明のアクティブマトリクス基板、及び表示装置の好ましい実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明では、本発明を透過型の液晶表示装置に適用した場合を例示して説明する。また、各図中の構成部材の寸法は、実際の構成部材の寸法及び各構成部材の寸法比率等を忠実に表したものではない。
 図1は、本発明の一実施形態にかかる液晶表示装置を説明する概略断面図である。図において、本実施形態の液晶表示装置1には、図の上側が視認側(表示面側)として設置される表示部としての液晶パネル2と、液晶パネル2の非表示面側(図の下側)に配置されて、当該液晶パネル2を照明する照明光を発生する照明装置3とが設けられている。
 液晶パネル2は、液晶層4と、液晶層4を狭持する本発明のアクティブマトリクス基板5及びカラーフィルタ基板6と、アクティブマトリクス基板5及びカラーフィルタ基板6の各外側表面上にそれぞれ設けられた偏光板7、8とを備えている。また、液晶パネル2には、当該液晶パネル2を駆動するためのドライバ装置9、及びフレキシブルプリント基板11を介してドライバ装置9に接続された駆動回路装置10が設けられており、液晶パネル2では、液晶層4を絵素単位に駆動可能に構成されている。そして、液晶パネル2では、液晶層4によって偏光板7を介して入射された上記照明光の偏光状態が変調され、かつ、偏光板8を通過する光量が制御されることにより、所望画像が表示される。
 照明装置3には、図の上側(液晶パネル2側)が開口した有底状のシャーシ12と、シャーシ12の液晶パネル2側に設置された枠状のフレーム13とが設けられている。また、シャーシ12及びフレーム13は、金属または合成樹脂によって構成されており、フレーム13の上方に液晶パネル2が設置された状態で、断面L字状のベゼル14にて狭持されている。これにより、照明装置3は、液晶パネル2に組み付けられて、当該照明装置3からの照明光が液晶パネル2に入射される透過型の液晶表示装置1として一体化されている。
 また、照明装置3は、シャーシ12の開口部を覆うように設置された拡散板15と、拡散板15の上方で液晶パネル2側に設置された光学シート17と、シャーシ12の内面に設けられた反射シート21とを備えている。また、照明装置3では、複数、例えば6本の冷陰極蛍光管20がシャーシ12の内部で液晶パネル2の下方側に設けられており、直下型の照明装置3を構成している。そして、照明装置3では、各冷陰極蛍光管20からの光が液晶パネル2に対向配置される照明装置3の発光面から上記照明光として出射されるようになっている。
 尚、上記の説明では、直下型の照明装置3を用いた構成について説明したが、本実施形態はこれに限定されるものではなく、導光板を有するエッジライト型の照明装置を用いてもよい。また、冷陰極蛍光管以外の熱陰極蛍光管やLEDなどの他の光源を有する照明装置も用いることができる。
 拡散板15は、例えば厚さ2mm程度の長方形状の合成樹脂またはガラス材を用いて構成されており、冷陰極蛍光管20からの光を拡散して、光学シート17側に出射する。また、拡散板15は、その四辺側がシャーシ12の上側に設けられた枠状の表面上に載置されており、弾性変形可能な押圧部材16を介在させてシャーシ12の当該表面とフレーム13の内面とで狭持された状態で照明装置3の内部に組み込まれている。さらに、拡散板15では、その略中央部がシャーシ12内部に設置された透明な支持部材(図示せず)にて支えられており、シャーシ12の内側に撓むのが防がれている。
 また、拡散板15は、シャーシ12と押圧部材16との間で移動可能に保持されており、冷陰極蛍光管20の発熱やシャーシ12の内部の温度上昇などの熱の影響により、当該拡散板15に伸縮(塑性)変形が生じたときでも、押圧部材16が弾性変形することにて当該塑性変形が吸収されて、冷陰極蛍光管20からの光の拡散性を極力低下しないようになっている。また、合成樹脂に比べて熱に強いガラス材の拡散板15を用いる場合の方が、上記熱の影響による反り、黄変、熱変形等が生じ難い点で好ましい。
 光学シート17には、例えば厚さ0.5mm程度の合成樹脂フィルムにより構成された集光シートが含まれており、液晶パネル2への上記照明光の輝度を上昇させるように構成されている。また、光学シート17には、液晶パネル2の表示面での表示品位の向上を行うためなどのプリズムシート、拡散シート、偏光シートなどの公知の光学シート材が必要に応じて適宜積層されるようになっている。そして、光学シート17は、拡散板15から出射された光を、所定の輝度(例えば、5000cd/m2)以上で、かつ、均一な輝度を有する面状光に変換し照明光として液晶パネル2側に入射させるように構成されている。なお、上記の説明以外に、例えば液晶パネル2の上方(表示面側)に当該液晶パネル2の視野角を調整するための拡散シート等の光学部材を適宜積層してもよい。
 また、光学シート17では、例えば液晶表示装置1の実使用時に上側となる、図1の左端辺側の中央部に、同図の左側に突出した突出部が形成されている。そして、光学シート17では、上記突出部だけが弾性材18を介在させてフレーム13の内面と押圧部材16とで狭持されており、当該光学シート17は、照明装置3の内部に伸縮可能な状態で組み込まれている。これにより、光学シート17では、冷陰極蛍光管20の発熱などの上記の熱の影響により、伸縮(塑性)変形が生じたときでも、上記突出部を基準とした自由な伸縮変形が可能となり、シワや撓みなどが当該光学シート17に発生するのが極力防がれるように構成されている。この結果、液晶表示装置1では、光学シート17の撓み等に起因して、輝度ムラなどの表示品位の低下が液晶パネル2の表示面に発生するのを極力防止できるようになっている。
 各冷陰極蛍光管20には、直管状のものが用いられており、その両端部に設けられた電極部(図示せず)がシャーシ12の外側にて支持されている。また、各冷陰極蛍光管20には、直径3.0~4.0mm程度の発光効率に優れた細管化されたものが使用されており、各冷陰極蛍光管20は、図示しない光源保持具によって拡散板15及び反射シート21との各間の距離を所定距離に保たれた状態で、シャーシ12の内部に保持されている。さらに、冷陰極蛍光管20は、その長手方向が重力の作用方向と直交する方向に平行となるように、配置されている。これにより、冷陰極蛍光管20では、その内部に封入された水銀(蒸気)が重力の作用により長手方向の一方の端部側に集まるのが防がれて、ランプ寿命が大幅に向上されている。
 反射シート21は、例えば厚さ0.2~0.5mm程度のアルミニウムや銀などの光反射率の高い金属薄膜により構成されており、冷陰極蛍光管20の光を拡散板15に向かって反射する反射板として機能するようになっている。これにより、照明装置3では、冷陰極蛍光管20から発光された光を拡散板15側に効率よく反射して当該光の利用効率及び拡散板15での輝度を高めることができる。なお、この説明以外に、上記金属薄膜に代えて、合成樹脂製の反射シート材を使用したり、例えばシャーシ12の内面に光反射率の高い白色等の塗料を塗布することによって当該内面を反射板として機能させたりすることもできる。
 次に、図2も参照して、本実施形態のアクティブマトリクス基板5について具体的に説明する。
 図2は、本発明の一実施形態にかかるアクティブマトリクス基板及び液晶表示装置の要部構成を説明する図である。
 図2において、液晶表示装置1(図1)には、文字や画像等の情報を表示する上記表示部としての液晶パネル2(図1)の駆動制御を行うパネル制御部22と、このパネル制御部22からの指示信号を基に動作するソースドライバ23及びゲートドライバ24が設けられている。
 パネル制御部22は、駆動回路装置10(図1)に設けられたものであり、液晶表示装置1の外部からの映像信号が入力されるようになっている。また、パネル制御部22は、入力された映像信号に対して所定の画像処理を行ってソースドライバ23及びゲートドライバ24への各指示信号を生成する画像処理部22aと、入力された映像信号に含まれた1フレーム分の表示データを記憶可能なフレームバッファ22bとを備えている。そして、パネル制御部22が、入力された映像信号に応じて、ソースドライバ23及びゲートドライバ24の駆動制御を行うことにより、その映像信号に応じた情報が液晶パネル2に表示される。
 ソースドライバ23及びゲートドライバ24は、ドライバ装置9(図1)に設けられたものであり、アレイ基板を構成する、本実施形態のアクティブマトリクス基板5上に設置されている。具体的には、ソースドライバ23は、アクティブマトリクス基板5の表面上において、表示パネルとしての液晶パネル2の有効表示領域Aの外側領域で当該液晶パネル2の横方向に沿うように設置されている。また、ゲートドライバ24は、アクティブマトリクス基板5の表面上において、上記有効表示領域Aの外側領域で当該液晶パネル2の縦方向に沿うように設置されている。
 また、ソースドライバ23及びゲートドライバ24は、液晶パネル2側に設けられた複数の絵素Pを絵素単位に駆動する駆動回路であり、ソースドライバ23及びゲートドライバ24には、複数のソース配線S1~SM(Mは、2以上の整数、以下、“S”にて総称する。)及び複数のゲート配線G1~GN(Nは、2以上の整数、以下、“G”にて総称する。)がそれぞれ接続されている。これらのソース配線S及びゲート配線Gは、それぞれデータ配線及び走査配線を構成しており、後述の基材上で互いに交差するように、マトリクス状に配列されている。
 また、これらのソース配線S及びゲート配線Gの交差部の近傍には、スイッチング素子としての薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor)25と、薄膜トランジスタ25に接続された絵素電極26を有する上記絵素Pが設けられている。すなわち、アクティブマトリクス基板5では、ソース配線S及びゲート配線Gによってマトリクス状に区画された各領域に、複数の各絵素Pの領域が形成されている。これら複数の絵素Pには、赤色、緑色、及び青色の絵素が含まれている。また、これらの赤色、緑色、及び青色の絵素は、例えばこの順番で、各ゲート配線G1~GNに平行に順次配設されている。
 また、各ゲート配線G1~GNには、絵素P毎に設けられるとともに、薄膜トランジスタ25のゲート電極が接続されている。一方、各ソース配線S1~SMには、薄膜トランジスタ25のソース電極が接続されている。また、各薄膜トランジスタ25のドレイン電極には、絵素P毎に設けられた上記絵素電極26が接続されている。また、各絵素Pでは、共通電極27が液晶パネル2に設けられた液晶層4を間に挟んだ状態で絵素電極26に対向するよう構成されている。
 ここで、図3~図7も参照して、本実施形態のアクティブマトリクス基板5での絵素Pの構造について具体的に説明する。
 図3は、図2に示した絵素の具体的な構成を説明する図である。図4Aは図3に示した補助容量用電極の構成を示す平面図であり、図4Bは図3に示したゲート配線、補助容量用配線、及び遮光ブロックの構成を示す平面図である。図4Cは図3に示したソース配線の構成を示す平面図であり、図4Dは図3に示した絵素電極の構成を示す平面図である。図5は、図3のV-V線断面図である。図6は図3のVI-VI線断面図であり、図7は図3のVII-VII線断面図である。
 図3に示すように、アクティブマトリクス基板5では、ソース配線S及びゲート配線Gがそれぞれ同図3の上下方向及び左右方向に平行に設けられており、絵素Pの領域が隣接する2本のソース配線S及び隣接する2本のゲート配線Gによって規定されている。また、ソース配線S及び薄膜トランジスタ25の上方には、カラーフィルタ基板6(図1)側に設けられたブラックマトリクスBMが設置されている。
 また、アクティブマトリクス基板5では、例えば透明なガラス材あるいは合成樹脂材によって構成された基材5a上に、ソース配線S、ゲート配線G、薄膜トランジスタ25、絵素電極26、補助容量用電極28、補助容量用配線29、及び遮光ブロック30が形成されている。さらに、ゲート配線G、補助容量用配線29、及び遮光ブロック30の各々の真下には、後述の窒化膜が形成されている。この窒化膜は、対応するゲート配線G、補助容量用配線29、及び遮光ブロック30の形状と同一の形状となるように、パターニングされて基材5a上に設けられている。
 具体的にいえば、図4A及び図4Bに示すように、アクティブマトリクス基板5では、基材5a上に、補助容量用電極28、ゲート配線G、補助容量用配線29、及び遮光ブロック30が直接的に設けられている。ゲート配線Gには、薄膜トランジスタ25のゲート電極25gが一体的に設けられている。さらに、アクティブマトリクス基板5では、上述したように、上記窒化膜がゲート配線G、補助容量用配線29、及び遮光ブロック30の各真下に形成されている。
 また、本実施形態のアクティブマトリクス基板5では、まず補助容量用電極28が例えばフォトリソグラフィ法を用いて基材5a上に形成された後、上記窒化膜が例えばマグネトロンスパッタ法を用いて形成され、さらに、ゲート配線G、補助容量用配線29、及び遮光ブロック30が例えばフォトリソグラフィ法を用いて同一材料で同時に形成されている。詳細には、補助容量用電極28は、透明な電極により構成されており、マスクを用いた露光及びエッチングなどの所定の製造プロセスが行われることにより、所定のパターンで基材5a上に形成される。続いて、後述の高融点金属材料を含んだ上記窒化膜とゲート配線G、補助容量用配線29、及び遮光ブロック30となる後述のメタル材料との順にマグネトロンスパッタ法を用いて成膜し、その後、マスクを用いた露光及びエッチングなどの所定の製造プロセスが行われることにより、各々所定のパターンで基材5a上に一括的に形成される。また、これらゲート配線G、補助容量用配線29、及び遮光ブロック30は、後に詳述するように、アルミニウム合金により構成されている。
 尚、上記の説明以外に、補助容量用配線29の真下にのみ、またはゲート配線G及び補助容量用配線29にのみ上記窒化膜を形成する構成でもよい。
 また、本実施形態のアクティブマトリクス基板5の基材5a上では、補助容量用電極28と補助容量用配線29との接続箇所において、補助容量用配線29が補助容量用電極28の上方に設けられ、上記窒化膜を介在させて、補助容量用電極28に接続されている。
 具体的にいえば、補助容量用電極28及び補助容量用配線29には、互いに電気的に接続するための接続部分28a及び接続部分29aがそれぞれ形成されている。これらの接続部分28a及び接続部分29aでは、図5に示すように、補助容量用電極28の接続部分28aが基材5a上に形成されている。また、補助容量用電極28の接続部分28a上には、高融点金属材料を含有した上記窒化膜33が積層されており、さらに窒化膜33上には、補助容量用配線29の接続部分29aが当該窒化膜33を覆うように設けられている。そして、接続部分28aと接続部分29aとが、窒化膜33を介して互いに電気的に接続され、さらには補助容量用電極28と補助容量用配線29とが、互いに電気的に接続されている。また、本実施形態のアクティブマトリクス基板5では、窒化膜33を使用することにより、当該窒化膜33と補助容量用電極28との間での密着性を良好な状態で確保することができるように構成されている(詳細は後述。)。
 また、本実施形態の液晶表示装置1では、図5に示すように、アクティブマトリクス基板5において、接続部分28a、窒化膜33、及び接続部分29aが基材5a上に設けられ、さらに、これらの接続部分28a、窒化膜33、及び接続部分29aを覆うように、透明な絶縁膜31及び透明な絶縁膜32が順次形成されている。また、カラーフィルタ基板6は、同図5に示すように、接続部分28a、窒化膜33、及び接続部分29aの上方において、基材6aと、この基材6a上に形成されたカラーフィルタ層Cr2と、カラーフィルタ層Cr2を覆うように設けられた共通電極27を備えている。この基材6aは、基材5aと同様に、例えば透明なガラス材あるいは合成樹脂材によって構成されている。また、カラーフィルタ層Cr2は、赤色(R)、緑色(G)、及び青色(B)のいずれかの色のカラーフィルタにより構成されている。
 また、補助容量用電極28は、補助容量用配線29に対して、図示しない電源から電圧印加が行われたときに、補助容量用電極28は、絵素電極26との間に所定の補助容量を発生するようになっている。
 さらに、補助容量用電極28と補助容量用配線29とは、ゲート配線G、当該補助容量用配線29、及び遮光ブロック30を所定の形状にパターニングするときでの現像液(例えば、水酸化テトラメチルアンモニウム(TMAH)により、溶解を生じないように、材料が適宜選択されている。さらには、補助容量用電極28と補助容量用配線29とは、これら補助容量用電極28と補助容量用配線29との間での抵抗値(つまり、コンタクト抵抗)が大きくなるのを抑制可能となるように、材料が適宜選択されており、上記溶解の発生防止を図っている点と相まって、補助容量用電極28と補助容量用配線29との間での電気的な接続性が低下するのを確実に防止することができるように構成されている。
 具体的にいえば、補助容量用電極28には、上記透明な電極として透明導電膜、例えばITO(Indium Tin Oxide)が用いられている。なお、この説明以外に、IZO(Indium Zinc Oxide)またはIGO(Indium Germanium Oxide)などの透明導電膜を補助容量用電極28に用いる構成でもよい。
 一方、補助容量用配線29には、アルミニウムと、その添加物として、炭素、ケイ素、コバルト、ニッケル、ゲルマニウム、ロジウム、パラジウム、及びスズの少なくとも一つの元素が含まれた上記アルミニウム合金が用いられている。これにより、本実施形態のアクティブマトリクス基板5では、補助容量用電極28と補助容量用配線29との間での抵抗値が大きくなるのを抑制しつつ、これらの補助容量用電極28と補助容量用配線29との間での電気的な接続性が低下するのを確実に防止することができるようになっている。
 さらに、本実施形態のアクティブマトリクス基板5では、補助容量用配線29を構成する、アルミニウム合金において、上記添加物の合計の重量%が0.2%以上5.0%以下の範囲内の値に設定されており、補助容量用電極28と補助容量用配線29との間での抵抗値が大きくなるのを確実に抑制しつつ、これらの補助容量用電極28と補助容量用配線29との間での電気的な接続性が低下するのをより確実に防止することができるように構成されている。また、このアルミニウム合金(補助容量用配線29)は、そのシート抵抗が例えば0.1~0.4Ω/□程度のものが用いられており、補助容量用配線29での電力消費を極力抑えることができるようになっている。
 また、窒化膜33には、融点が1000℃以上の高融点金属材料、例えばモリブデン、タンタル、またはチタンを含んだものが用いられており、当該窒化膜33と補助容量用電極28との間での密着性を容易に確保することができるように構成されている。また、窒化膜33には、窒素の含有量(ドープ量)が5重量%以上90重量%以下に設定されており、当該窒化膜33と補助容量用電極28との間での密着性を確実に確保することができるようになっている。
 さらに、本実施形態のアクティブマトリクス基板5では、補助容量用電極28と補助容量用配線29との接続箇所において、窒化膜33を介在させて、補助容量用電極28と補助容量用配線29とが直接的に当接するのを防いだ状態で、これらの補助容量用電極28と補助容量用配線29とを電気的に接続している。これにより、本実施形態のアクティブマトリクス基板5では、補助容量用電極28と補助容量用配線29との腐食電位が大きく異なることによるガルバニック腐食などの発生をより確実に抑制することができるようになっている。
 ここで、本発明の発明者が実施した検証試験での試験結果の具体例について、表1及び表2に示す。
 この検証試験では、補助容量用配線29の組成を変更したときに、上記現像液に対する耐性、つまり当該現像液によって溶解が生じて、補助容量用電極28との間での電気的な接続性が低下するか否かについて調べた。さらに、補助容量用電極28と補助容量用配線29との間での抵抗値(コンタクト抵抗)が大幅に増加するか否かについて調べた。そして、表1に、現像液に対する耐性及びコンタクト抵抗の双方が良好な場合を“○”で示し、現像液に対する耐性及びコンタクト抵抗の一方が良好でない場合を“×”で示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 表1に例示されるように、補助容量用電極28が例えばITOにより構成され、かつ、補助容量用配線29が上記添加物の重量%が0.2%以上5.0%以下の範囲内の値に設定されたアルミニウム合金である場合に、補助容量用電極28と補助容量用配線29との間での抵抗値が100Ω以下に抑えることができることが実証された。しかも、補助容量用電極28と補助容量用配線29との間での電気的な接続性が低下するのをより確実に防止することができることが確かめられた。
 尚、添加物の重量%が0.2%未満である場合には、補助容量用電極28と補助容量用配線29との間での抵抗値が100Ωを越えて、当該抵抗値が大きくなるのを抑制することができなかった。一方、添加物の重量%が5.0%を越える場合には、上記現像液により補助容量用配線29が溶解され、補助容量用電極28との間での電気的な接続性が低下した。
 また、別の検証試験では、窒化膜33での窒素の含有量を変更したときに、補助容量用電極28との間での密着性が良好な状態であるか否かについて調べた。そして、表2に、上記密着性が良好な場合を“○”で示し、密着性が良好でない場合を“×”で示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 表2に例示されるように、窒化膜33中の窒素の含有量の重量%が5%以上90%以下の範囲内の値に設定されている場合、窒化膜33と補助容量用電極28との間での密着性が良好な状態であることが実証された。また、窒素の含有量の重量%が多いほど、上記密着性が良好な状態となることが確かめられた。
 尚、含有量の重量%が5%未満である場合には、密着性が良好でなく、補助容量用電極28と補助容量用配線29との間での電気的な接続性も低下した。一方、含有量の重量%が90%を越える場合には、窒化膜33を成膜することが困難となった。
 また、図4Bに戻って、遮光ブロック30は、端部30a及び端部30bがそれぞれゲート配線G及び補助容量用配線29に対し接続されないように、基材5a上に設けられている。すなわち、遮光ブロック30は、端部30aとゲート配線Gとの間に接続されていない分離領域K1が形成され、かつ、端部30bと補助容量用配線29との間に接続されていない分離領域K2が形成されるように、基材5a上に設置されている。また、ゲート配線G及び補助容量用配線29は、当該ゲート配線Gのゲート電極25gと補助容量用配線29との間に接続されていない分離領域K3が形成されるように、基材5a上に設置されている。
 また、以上のように、遮光ブロック30は、ゲート配線G及び補助容量用配線29に対し接続されていないので、遮光ブロック30は、アクティブマトリクス基板5内で電気的に浮いた状態で設けられており、絵素電極26との間に不必要な寄生容量を生じないように構成されている。
 さらに、遮光ブロック30は、隣接する2つの絵素電極26の各端部26a、26bに対向するように、基材5a上に設置されており、隣接する2つの絵素電極26の各端部26a、26bを遮光するように設けられている。そして、遮光ブロック30は、ソース配線Sに設けられた後述の幅太部とともに、隣接する2つの絵素Pの間からの光漏れを防ぐようになっている(詳細は後述。)。
 また、図4Cに示すように、ソース配線S及び薄膜トランジスタ25のドレイン電極25dが、所定のパターンで形成されている。これらソース配線S及びドレイン電極25dは、例えばアルミニウム合金またはアルミニウム合金と高誘電材料との積層膜により構成されている。また、これらソース配線S及びドレイン電極25dは、基材5a上において、後述の絶縁膜を介在させて、ゲート配線G、補助容量用電極28、補助容量用配線29、及び遮光ブロック30の上方に形成されている。また、ソース配線Sでは、薄膜トランジスタ25のソース電極25sが一体的に設けられている。また、ドレイン電極25dは、コンタクトホールH(図3)を介して絵素電極26に電気的に接続されている。
 また、ソース配線Sには、配線幅が太くされた幅太部Sa、Sb、Scが設けられている。これらの幅太部Sa~Scは、上記分離領域K1~K3をそれぞれ覆うように構成されており、対応する分離領域K1~K3を遮光するようになっている。つまり、幅太部Saは、ゲート配線Gと遮光ブロック30の端部30aとの間の分離領域K1を覆うように構成されており、分離領域K1を遮光するようになっている。また、幅太部Sbは、補助容量用配線29と遮光ブロック30の端部30bとの間の分離領域K2を覆うように構成されており、分離領域K2を遮光するようになっている。また、幅太部Scは、ゲート配線Gと補助容量用配線29との間の分離領域K3を覆うように構成されており、分離領域K3を遮光するようになっている。
 また、図4Dに示すように、絵素電極26が、所定の形状に構成されている。この絵素電極26は、基材5a上において、後述の絶縁膜を介在させて、ソース配線S及びドレイン電極25dの上方に形成されている。また、この絵素電極26は、ITO膜などの透明な電極膜によって構成されている。さらに、隣接する2つの絵素電極26において、端部26a及び端部26bの下方には、遮光ブロック30が対向するように設けられている。
 また、本実施形態の液晶表示装置1では、図6に示すように、アクティブマトリクス基板5において、遮光ブロック30が基材5a上に設けられ、さらに、遮光ブロック30を覆うように絶縁膜31が形成されている。また、アクティブマトリクス基板5では、遮光ブロック30の中央部の真上の位置で、絶縁膜31上にソース配線Sが設けられており、このソース配線Sを覆うように絶縁膜32が形成されている。また、アクティブマトリクス基板5では、絵素電極26が絶縁膜32上に設けられている。
 さらに、アクティブマトリクス基板5では、遮光ブロック30の左端部が左側の絵素電極26の端部26bに対向するように設けられ、遮光ブロック30の右端部が右側の絵素電極26の端部26aに対向するように設けられている。これにより、遮光ブロック30は、隣接する2つの絵素電極26の各端部26a、26bを遮光することができ、隣接する2つの絵素Pの間からの光漏れをより確実に防ぐことができる。この結果、本実施形態の液晶表示装置1では、ブラックマトリクスBMの幅を確実に小さくすることができる。
 尚、アクティブマトリクス基板5では、図6に示すように、ソース配線Sと絵素電極26とが図の上下方向で互いに離れた位置に設けられているので、これらソース配線Sと絵素電極26との間に発生する寄生容量を大幅に小さくすることができる。
 また、図6に示すように、ソース配線Sの上側では、カラーフィルタ基板6には基材6aと、この基材6a上に形成されたブラックマトリクスBMとカラーフィルタ層Cr1、Cr2と、カラーフィルタ層Cr1、Cr2及びブラックマトリクスBMを覆うように設けられた共通電極27とが設置されている。カラーフィルタ層Cr1、Cr2は、赤色(R)、緑色(G)、及び青色(B)のうち、互いに異なる2つの色のカラーフィルタにより構成されている。
 また、本実施形態の液晶表示装置1では、遮光ブロック30が設けられていない部分において、ソース配線Sに設けられた幅太部Sa~Scにより、隣接する2つの絵素Pの間からの光漏れを防ぐように構成されている。具体的にいえば、図7に例示するように、上記分離領域K2では、絶縁膜31が基材5a上に設けられ、この絶縁膜31上に幅太部Sbが形成されている。また、絶縁膜32が幅太部Sbを覆うように設けられ、さらには、この絶縁膜32上に絵素電極26が設けられている。ここで、幅太部Sbでは、その左端部が左側の絵素電極26の端部26bに対向するように設けられ、その右端部が右側の絵素電極26の端部26aに対向するように設けられている。これにより、幅太部Sbは、隣接する2つの絵素電極26の各端部26a、26bを遮光することができ、隣接する2つの絵素Pの間からの光漏れを防ぐことができる。
 以上のように構成された本実施形態のアクティブマトリクス基板5では、補助容量用電極28と補助容量用配線29とを窒化膜33を介在させて接続している。これにより、本実施形態のアクティブマトリクス基板5では、窒化膜33と補助容量用電極28との間での密着性を確保しつつ、窒化膜33を介在させて、補助容量用電極28と補助容量用配線29とを確実に接続することができる。この結果、本実施形態のアクティブマトリクス基板5では、上記従来例と異なり、補助容量用電極28と補助容量用配線29との間での電気的な接続性が低下するのを防止することができる。従って、本実施形態のアクティブマトリクス基板5では、絵素電極26に充分な補助容量を確実に付加することが可能となって、液晶表示装置1での表示品位を容易に向上させることができる。
 また、本実施形態では、補助容量用電極28と補助容量用配線29との間での電気的な接続性が低下するのを防止することができるアクティブマトリクス基板5が液晶パネル(表示部)2に用いられているので、表示品位に優れた液晶パネル2を有する高性能な液晶表示装置1を容易に構成することができる。
 尚、上記の説明では、ブラックマトリクスBMをカラーフィルタ基板6側に設けた構成について説明したが、本実施形態の液晶表示装置1では、遮光ブロック30及びソース配線Sの幅太部Sa~Scによって、隣接する2つの絵素Pの間からの光漏れを防止することができる。それゆえ、本実施形態の液晶表示装置1では、ブラックマトリクスBMの設置を省略することも可能である。
 尚、上記の実施形態はすべて例示であって制限的なものではない。本発明の技術的範囲は特許請求の範囲によって規定され、そこに記載された構成と均等の範囲内のすべての変更も本発明の技術的範囲に含まれる。
 例えば、上記の説明では、本発明を透過型の液晶表示装置に適用した場合について説明したが、本発明の表示装置はアクティブマトリクス基板を具備した表示パネルを表示部に使用したものであれば何等限定されない。つまり、本発明の表示装置は、マトリクス状に配列された複数のデータ配線及び複数の走査配線と、データ配線と走査配線との交差部の近傍に設けられたスイッチング素子及びスイッチング素子に接続された絵素電極を有する絵素を有するアクティブマトリクス基板を使用したものであればよい。
 具体的にいえば、本発明の表示装置は、半透過型や反射型の液晶パネルあるいは有機EL(Electronic Luminescence)素子、無機EL素子、電界放出ディスプレイ(Field Emission Display)などのアクティブマトリクス基板を用いた各種表示装置に適用することができる。
 また、上記の説明では、遮光ブロック、ゲート配線(走査配線)、及び補助容量用配線を基材上で、同一材料によって形成するとともに、これら遮光ブロック、走査配線、及び補助容量用配線の上方にソース配線(データ配線)を設けた場合について説明した。しかしながら、本発明のアクティブマトリクス基板は、データ配線及び走査配線の一方及び他方が互いに交差するように設けられた基材を備え、当該基材上に、絵素毎に設けられるとともに、透明な電極によって構成されて補助容量を発生させるための補助容量用電極、及びアルミニウム合金により構成された補助容量用配線を設けるとともに、金属材料の窒化膜を介在させて、補助容量用電極と補助容量用配線とを接続したものであれば何等限定されない。
 具体的には、例えばデータ配線の上方に走査配線を設けたり、遮光ブロック及び走査配線と異なる層に補助容量用配線を設けるとともに、当該補助容量用配線を隣接する2本の走査配線の略中央部を通るように配線したりする構成でもよい。また、合成樹脂などの有機化合物を用いて、遮光ブロックを構成するとともに、一本の直線状に構成した当該遮光ブロックを、走査配線及び補助容量用配線と異なる層に設ける構成でもよい。さらに、上記のような一本の直線状の遮光ブロックを使用した場合には、上記の実施形態と異なり、ソース配線に上記幅太部を形成することなく、当該遮光ブロックだけにより、隣接する2つの絵素Pの間からの光漏れを防ぐことができる。
 但し、上記の実施形態のように、補助容量用配線と走査配線とを同一材料によって形成する場合の方が、これらの補助容量用配線と走査配線と同時に形成することができ、アクティブマトリクス基板の製造工程の簡単化を容易に図ることができる点で好ましい。
 また、上記の説明では、基材上の補助容量用電極と補助容量用配線との接続箇所において、補助容量用配線が補助容量用電極の上方に設けられ、かつ窒化膜を介在させて当該補助容量用電極に接続されている構成について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、基材上の補助容量用電極と補助容量用配線との接続箇所において、補助容量用配線の上方に窒化膜及び補助容量用電極を順次形成して互いに接続する構成でもよい。
 但し、上記の実施形態のように、基材上において、補助容量用電極、窒化膜、及び補助容量用配線の順番で設ける場合の方が、補助容量用電極と窒化膜との間での密着性をより容易に確保することができる点で好ましい。
 また、上記の説明では、ソース配線(データ配線)において、ゲート配線(走査配線)と遮光ブロックの端部との間の接続されていない分離領域及び補助容量用配線と遮光ブロックの端部との間の接続されていない分離領域を覆うように、配線幅を太くした場合について説明した。しかしながら、本発明の表示装置はこれに限定されるものではなく、例えばブラックマトリクスにおいて、上記の各分離領域を覆うように、幅を部分的に太くする構成でもよい。
 本発明は、補助容量用電極と補助容量用配線との間での電気的な接続性が低下するのを防止することができるアクティブマトリクス基板、及びこれを用いた表示装置に対して有用である。
 1 液晶表示装置(表示装置)
 2 液晶パネル(表示部)
 5 アクティブマトリクス基板
 5a 基材
 25 薄膜トランジスタ(スイッチング素子)
 26 絵素電極
 28 補助容量用電極
 28a 接続部分
 29 補助容量用配線
 29a 接続部分
 33 窒化膜
 S1~SM、S、 ソース配線(データ配線)
 G1~GN、G ゲート配線(走査配線)
 P 絵素

Claims (8)

  1. マトリクス状に配列された複数のデータ配線及び複数の走査配線と、前記データ配線と前記走査配線との交差部の近傍に設けられたスイッチング素子及び前記スイッチング素子に接続された絵素電極を有する絵素とを備え、表示パネルの基板として用いられるアクティブマトリクス基板であって、
     前記データ配線及び前記走査配線の一方及び他方が互いに交差するように設けられた基材を備え、
     前記基材上には、絵素毎に設けられるとともに、透明な電極によって構成されて補助容量を発生させるための補助容量用電極、及び
     アルミニウム合金により構成された補助容量用配線が設けられるとともに、
     金属材料の窒化膜を介在させて、前記補助容量用電極と前記補助容量用配線とを接続した、
     ことを特徴とするアクティブマトリクス基板。
  2. 前記金属材料には、融点が1000℃以上の高融点金属材料が用いられている請求項1に記載のアクティブマトリクス基板。
  3. 前記窒化膜では、その窒素の含有量が5重量%以上90重量%以下である請求項1または2に記載のアクティブマトリクス基板。
  4. 前記基材上では、前記補助容量用電極と前記補助容量用配線との接続箇所において、前記補助容量用配線が前記補助容量用電極の上方に設けられ、前記窒化膜を介在させて、当該補助容量用電極に接続されている請求項1~3のいずれか1項に記載のアクティブマトリクス基板。
  5. 前記補助容量用電極として、透明導電膜が用いられ、
     前記補助容量用配線には、添加物として、炭素、ケイ素、コバルト、ニッケル、ゲルマニウム、ロジウム、パラジウム、及びスズの少なくとも一つの元素が含まれている請求項1~4のいずれか1項に記載のアクティブマトリクス基板。
  6. 前記補助容量用配線では、前記添加物の合計の重量%が0.2%以上5.0%以下である請求項5に記載のアクティブマトリクス基板。
  7. 前記走査配線は、前記補助容量用配線と同一材料によって形成されている請求項1~6のいずれか1項に記載のアクティブマトリクス基板。
  8. 表示部を備えた表示装置であって、
     前記表示部には、請求項1~7のいずれか1項に記載のアクティブマトリクス基板を用いたことを特徴とする表示装置。
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