WO2012046632A1 - アレイ基板及び当該アレイ基板を用いた表示装置 - Google Patents

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豪 鎌田
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    • H01L29/41733Source or drain electrodes for field effect devices for thin film transistors with insulated gate
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    • G02F1/1362Active matrix addressed cells
    • G02F1/1368Active matrix addressed cells in which the switching element is a three-electrode device

Definitions

  • the present invention relates to an array substrate and a display device using the array substrate.
  • a thin film transistor (hereinafter referred to as TFT) is disposed as a switching element in each pixel.
  • TFT thin film transistor
  • Cgd parasitic capacitance formed between the gate electrode of the TFT and the drain electrode connected to the pixel electrode
  • a drain voltage called a feedthrough voltage at the fall of the gate signal is generated.
  • a voltage change occurs. This feedthrough voltage causes burn-in and flickering of the liquid crystal panel.
  • the parasitic capacitance Cgd In the conventional TFT design, in order to suppress the feedthrough voltage, it is regarded as the most important issue to reduce the parasitic capacitance Cgd.
  • two drain electrodes are symmetrically arranged on both sides of a source electrode, and a parasitic capacitance Cgd is formed by overlapping a part of each drain electrode and a gate electrode. Yes.
  • the parasitic capacitance Cgd is reduced without changing the overlapping area of the gate electrode and the drain electrode in a self-compensating manner even when the pattern is shifted in the manufacturing process by photolithography. Therefore, flicker and the like can be suppressed.
  • an active matrix liquid crystal display device when large screen display, high definition display, or high-speed driving is performed, sufficient writing cannot be performed on the pixel electrode due to signal delay, and display unevenness may occur. For example, when the signal of the gate bus line or the drain bus line is delayed due to the load of the bus line, a predetermined voltage is not applied to the pixel electrode during a short writing time, and sufficient writing cannot be performed. For this reason, display unevenness depending on the distance from each driver occurs.
  • the source electrode 103 of the TFT 100 is formed in a large U-shaped structure that wraps around the drain electrode 105 as shown in FIG. To be done.
  • the potential supplied to the pixel electrode is defined by the ratio of the channel width W of the TFT to the channel length L (hereinafter referred to as W / L).
  • W / L the ratio of the channel width W of the TFT to the channel length L
  • JP 2001-296553 A (published on October 26, 2001)
  • the conventional TFT 100 shown in FIG. 10 places importance on suppressing the parasitic capacitance Cgd, and is therefore designed to reduce the overlapping area between the gate electrode 104 and the drain electrode 105. Therefore, inevitably, since the overlapping area of the gate electrode 104 and the source electrode 103 is increased, the capacitance Cgs is increased. Therefore, the load on the source bus line 101 is increased in the liquid crystal display device including the conventional TFT 100, and the realization of high-definition display and high-speed driving is immediately limited.
  • the capacity Cgs that becomes the load capacity of the source bus line is not considered.
  • the capacitance Cgs becomes larger.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and according to one aspect of the present invention, an array substrate and an array that enable high-definition display and high-speed driving by reducing the load on the source bus line.
  • An object of the present invention is to provide a display device using a substrate.
  • the present inventors consider that the importance of the parasitic capacitance Cgd is not increased as much as before by establishing a driving technique for canceling the feedthrough voltage and improving the reliability of the liquid crystal material, thereby completing the present invention. It was.
  • an array substrate includes a transistor in which a source electrode and a drain electrode are stacked over a gate electrode through a semiconductor layer, A source bus line to which the source electrode is connected; A gate bus line connected to the gate electrode and orthogonal to the source bus line; An array substrate comprising a pixel electrode connected to the drain electrode, In the transistor, an area where the gate electrode and the source electrode overlap is smaller than an area where the gate electrode and the drain electrode overlap.
  • the capacitance Cgs formed between the gate electrode and the source electrode is smaller than in the conventional case. Therefore, in the display device to which the array substrate according to one embodiment of the present invention is applied, the load on the source bus line can be reduced, and high-definition display and high-speed driving can be realized at low cost.
  • the source electrode and the drain electrode are stacked on the gate electrode with the semiconductor layer interposed therebetween, and the area Sgs where the gate electrode and the source electrode overlap each other is Since the area is smaller than the area Sgd where the drain electrode overlaps, the load on the source bus line can be reduced, and high-definition display and high-speed driving can be suitably realized.
  • FIG. 1 is a plan view showing an electrode structure of one pixel of a liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention.
  • 1 is an exploded view showing a liquid crystal panel of a liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention.
  • (A) is a top view which shows schematically the liquid crystal display device which concerns on the 1st Embodiment of this invention,
  • (b) is the sectional drawing.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line A-A ′ showing a TFT in the liquid crystal display device of FIG. 1. It is a top view for demonstrating W / L in liquid crystal display device TFT of FIG.
  • (A) is a top view which shows the overlapping part of the electrode in TFT of the liquid crystal display device of FIG.
  • (b) is a top view which shows the overlapping part of the electrode in TFT which concerns on a prior art example. It is a top view which shows the modification of TFT shown in FIG. It is a top view which shows the electrode structure of 1 pixel of the liquid crystal display device which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. It is a circuit diagram which shows the electrode structure of 1 pixel shown in FIG. It is a figure which shows the TFT which concerns on a prior art example.
  • FIG. 2 is a diagram showing a laminated structure of the liquid crystal panel 20 included in the liquid crystal display device 30.
  • the liquid crystal panel 20 includes a polarizing plate 11, a counter substrate 12, a liquid crystal layer 13, an array substrate 14, a polarizing plate 15, and a backlight 16.
  • the array substrate 14 includes a substrate 24 and a TFT array 23.
  • a plurality of source bus lines (data signal lines) 1 extending in the column direction
  • a plurality of gate bus lines (scanning signal lines) 2 extending in the row direction
  • the TFT 10 and the pixel electrode 6 are formed so as to correspond to (see FIG. 1).
  • the TFT array 23 is composed of the plurality of TFTs 10, the pixel electrodes 6, and the like.
  • the counter substrate 12 includes a substrate 21, a color filter, and a common electrode 22.
  • the common electrode (counter electrode) 22 is disposed so as to face the pixel electrode 6 and sandwich the liquid crystal layer 13.
  • the voltage applied to the electrodes included in each of the array substrate 14 and the counter substrate 12 causes the liquid crystal in the liquid crystal layer 13 formed between the two substrates to be rearranged to generate light.
  • This is a so-called vertical electric field mode liquid crystal panel that performs various displays by changing the transmittance of the liquid crystal panel.
  • FIG. 3A is a plan view showing a driving configuration of the liquid crystal display device 30 for driving the liquid crystal panel 20, and FIG. 3B is a sectional view thereof.
  • the liquid crystal display device 30 includes a source driving circuit 17, a gate driving circuit 18, and a timing controller 19 in addition to the liquid crystal panel 20.
  • the source drive circuit 17 and the gate drive circuit 18 are connected to the array substrate 14 via wirings 25, respectively.
  • the timing controller 19 drives the liquid crystal panel 20 by controlling the source driving circuit 17 and the gate driving circuit 18.
  • the electrode structure provided in the liquid crystal panel 20 will be described with reference to FIG.
  • an electrode structure corresponding to one pixel in the liquid crystal panel 20 will be described, but the same description can be applied to electrode structures corresponding to other pixels.
  • FIG. 1 is a plan view showing an electrode structure corresponding to one pixel in the liquid crystal panel 20.
  • TFTs thin film transistors
  • pixel electrodes 6 are formed at the intersections of the source bus lines 1 and the gate bus lines 2 on the substrate of the array substrate 14.
  • the TFT 10 has a source electrode 3 connected to the source bus line 1, a gate electrode 4 connected to the gate bus line 2, a drain electrode 5 connected to the pixel electrode 6, and an a ⁇ as a semiconductor layer forming a channel.
  • An Si layer (amorphous silicon layer) 7 is provided.
  • the region of the source bus line 1 where the a-Si layer 7 is formed forms the source electrode 3 of the TFT 10
  • the region of the gate bus line 2 where the a-Si layer 7 is formed is A gate electrode 4 of the TFT 10 is formed.
  • the pixel electrode 6 forms a liquid crystal capacitor via liquid crystal between the pixel electrode 6 and the common electrode (not shown).
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the TFT 10 shown in FIG.
  • the TFT 10 is formed on the substrate 24.
  • the gate electrode 4, the gate insulating film 26, the a-Si layer 7, and the n + a-Si layer 27 for improving contact are formed in this order on the substrate 24, and the source electrode 3 and the drain electrode 5 are formed thereon. Each is formed.
  • a protective film 28 is formed on the uppermost layer.
  • the gate electrode 4, the source electrode 3, and the drain electrode 5 are insulated by a gate insulating film 26 and a protective film 28, respectively.
  • each member for example, MoN / Al / Mo as the source electrode 3, Mo / Al as the gate electrode 4, SiN as the gate insulating film 26, and SiN as the protective film 28 can be used.
  • the drain electrode 5 has a branched tip, and is open in one direction so as to surround the source electrode 3 (U-shaped) To be formed.
  • the TFT 10 according to the present embodiment it is possible to secure a large W / L while suppressing the overall size to the same extent as the TFT 100 according to the conventional example shown in FIG. 10 (see FIG. 5). . That is, in the TFT 10 according to this embodiment, it is easy to ensure a large current driving capability.
  • FIG. 6A is a plan view showing the TFT 10 according to this embodiment
  • FIG. 6B is a plan view showing the TFT 100 according to the conventional example.
  • the drain electrode 5 has a shape surrounding the source electrode 3, and the overlapping area Sgs of the gate electrode 4 and the source electrode 3 is equal to the gate electrode 4. And the overlapping area Sgd of the drain electrode 5 is smaller.
  • the overlapping area Sgs of the gate electrode 4 and the source electrode 3 and the overlapping area of the source bus line 1 and the gate bus line 2 are shown as an overlapping portion 8 that affects the capacitance Cgs.
  • the capacitance Cgs is the capacitance between the source bus line 1 and the gate bus line 2 per pixel, and the sum of the capacitances in the screen is the actual bus line capacitance. For example, when the resolution is FHD (1920 ⁇ 1080), the capacity of one source bus line and the gate bus line is one pixel capacity Cgs ⁇ 1080.
  • the source electrode 103 has a shape surrounding the drain electrode 105, and the overlapping area Sgs of the gate electrode 104 and the source electrode 103 is equal to the gate electrode.
  • the overlapping area Sgd between 104 and the drain electrode 105 is larger.
  • the overlapping area Sgs between the source electrode 103 and the gate electrode 104, the overlapping area between the source bus line 101 and the gate bus line 102, and the overlapping portion 108 that affects the capacitance Cgs are shown.
  • the overlapping portion 8 of the TFT 10 is reduced to about 1 / as compared with the overlapping portion 108 of the conventional example.
  • the inter-bus line capacitance Cgs per pixel can be reduced to about 1 / of the conventional example.
  • the load on the source bus line 1 can be reduced to about 1/3 of the conventional one.
  • the load on the source bus line 1 can be reduced while ensuring a large current driving capability. Therefore, in the liquid crystal display device according to the present embodiment, signal delay can be reduced, and high-definition display and high-speed driving can be suitably realized. Further, it becomes easy to reduce the size of the TFT 10.
  • the overlap area between the gate electrode 4 and the drain electrode 5 is increased as compared with the TFT 100 according to the conventional example shown in FIG.
  • the parasitic capacitance Cgd formed in the above also increases. For this reason, the feedthrough voltage generated in the TFT 10 is increased as compared with the conventional case.
  • an auxiliary capacitance Cs increasing method for example, an auxiliary capacitance Cs increasing method, a common voltage shift method, an asymmetric voltage applying method, and the like can be cited.
  • the present invention is not limited to these methods, and any technique can be used in combination to cancel the feedthrough voltage.
  • the configuration of a TFT according to an embodiment of the present invention is not limited to the configuration shown in FIG.
  • a TFT 10a according to a modification will be described with reference to FIG.
  • FIG. 7 is a diagram showing a TFT 10a according to a modification.
  • the wiring connected to the source bus line 1 is branched to form two source electrodes 3a.
  • the drain electrode 5a has a shape in which two U-shapes are connected. That is, the drain electrode 5a branches and is formed so as to open one direction and surround each source electrode 3a, and one end of the drain electrode 5a is sandwiched between the two source electrodes 3a.
  • the load on the source bus line 1 can be reduced while ensuring a large W / L, as in the TFT 10 described above. Further, since the drain electrode 5a exists between the two source electrodes 3a, it is possible to reduce the parasitic capacitance Cgd formed between the gate electrode 4 and the drain electrode 5a.
  • more source electrodes 3a may be formed in the TFT 10a according to the modification. That is, two or more source electrodes 3 a may be stacked on the gate electrode 4. Also in this case, the drain electrode 5a is branched so as to surround each of the plurality of source electrodes 3a, and one end of the drain electrode 5a is sandwiched between the adjacent source electrodes 3a. .
  • the drain electrode has a U-shape, but the present invention is not limited to this.
  • the drain electrode may have a circular shape with one end cut off. According to such a shape, W / L can be maximized with respect to the size of the TFT.
  • the electrode connected to the pixel electrode 6 is referred to as a “drain electrode”, and the drain electrode
  • the electrode surrounded by is referred to as a “source electrode”, but this definition may be reversed. That is, an electrode connected to the pixel electrode 6 may be referred to as a “source electrode”, and an electrode surrounded by the source electrode may be referred to as a “drain electrode”.
  • the area where the gate electrode and the drain electrode overlap may be set to be smaller than the area where the gate electrode and the source electrode overlap.
  • the TFT according to an embodiment of the present invention is not limited to the liquid crystal display device, and can be applied to any other display device.
  • the liquid crystal display device has a liquid crystal panel having a configuration different from that of the liquid crystal panel 20 of the first embodiment described above, and other configurations are the same as those of the first embodiment. Therefore, the following description will focus on the configuration of the liquid crystal panel.
  • the liquid crystal panel according to this embodiment includes a counter substrate, an array substrate, and a liquid crystal layer formed between both substrates, as in the first embodiment.
  • the common electrode is not formed on the substrate of the counter substrate, and the common electrode and the TFT array (TFT and pixel electrode) are formed on the substrate of the array substrate.
  • the liquid crystal in the liquid crystal layer moves in the horizontal direction by the electric field formed between the pixel electrode and the common electrode.
  • the liquid crystal panel according to the present embodiment is a so-called FFS (Fringe Field Switching) mode liquid crystal display panel (for details, see, for example, JP 2009-116334 A).
  • FIG. 8 is a plan view showing an electrode structure corresponding to one pixel in the liquid crystal panel according to the present embodiment.
  • the source bus lines 31 and the gate bus lines 32 are arranged so as to be orthogonal to each other on the substrate of the array substrate, and TFTs 40 are arranged at the intersections of these bus lines. Is formed.
  • the configurations of the source bus line 31, the gate bus line 32, and the TFT 40 are the same as the configurations of the source bus line 1, the gate bus line 2, and the TFT 10 in the first embodiment.
  • a gate electrode 34 and a semiconductor layer 37 are sequentially stacked on a substrate, a source electrode 33 and a drain electrode 35 are stacked thereon, and the drain electrode 35 surrounds the source electrode 33 (U Is formed). For this reason, the TFT 40 can ensure a large W / L while suppressing the overall size.
  • a common bus line 38 disposed in parallel to the gate bus line 32 and a common electrode 39 connected to the common bus line 38 are formed on the substrate of the array substrate.
  • the common electrode 39 is disposed so as to cover a region partitioned by the source bus line 31 and the gate bus line 32.
  • a pixel electrode 36 having a stripe-like gap is disposed via an insulating film (not shown).
  • the pixel electrode 36 is connected to the drain electrode 35 of the TFT 40, and forms a liquid crystal capacitor Clc and an auxiliary capacitor Cs between the pixel electrode 36 and the common electrode 39.
  • stripes are formed on the common electrode 39 disposed in the region partitioned by the source bus line 31 and the gate bus line 32 via an insulating film (not shown).
  • the present invention is not limited to this.
  • the pixel electrode 39 is disposed in a region partitioned by the source bus line 31 and the gate bus line 32, and the insulating film disposed on the pixel electrode 36 and
  • the configuration may further include a common electrode 39 having a stripe-shaped gap and disposed on the pixel electrode 36 via an insulating film.
  • the pixel electrode 36 is connected to the drain electrode 35 of the TFT 40 and forms a liquid crystal capacitor Clc and an auxiliary capacitor Cs between the pixel electrode 36 and the common electrode 39.
  • FIG. 9 is a circuit diagram of the electrode structure shown in FIG. As shown in FIG. 9, an auxiliary capacitor Cs is formed between the pixel electrode 36 and the common electrode 39 in addition to the liquid crystal capacitor Clc.
  • the liquid crystal display device is an FFS mode liquid crystal display device
  • the area where the common electrode 39 and the pixel electrode 36 face each other is about 1 ⁇ 2 of the displayable area of the pixel.
  • an insulating film (0.1 to 0.5 ⁇ m) is disposed between the common electrode 39 and the pixel electrode 36. This is very thin compared to the liquid crystal layer (thickness 3 to 4 ⁇ m) disposed between the electrodes in the longitudinal electric field mode.
  • the auxiliary capacitance Cs formed between the pixel electrode 36 and the common electrode 39 is extremely larger than the auxiliary capacitance Cs formed in the vertical electric field mode in the first embodiment or the like. It is.
  • the TFT is increased in order to charge the large auxiliary capacitor Cs, which increases the burden on writing.
  • the bus line load capacity increases as the TFT increases. For this reason, it is considered that conventional FFS mode liquid crystal display devices are extremely difficult to be applied to large-sized TVs and quadruple-speed driving, and at present, the dominant market for conventional FFS mode is limited to the mobile field.
  • the overlapping area of the gate electrode and the drain electrode can be reduced between the gate electrode and the source electrode while ensuring a large W / L. It is smaller than the overlapping area. As a result, the load on the source bus line 31 can be reduced while increasing the current driving capability to ensure the writing capability. That is, the TFT 40 in this embodiment can preferably solve the problems in the conventional FFS mode liquid crystal display device.
  • the auxiliary capacitance Cs is larger than the liquid crystal capacitance Clc, the gradation dependency of the feedthrough voltage is small, and it is difficult to cause a problem. That is, the influence of the parasitic capacitance Cgd is reduced.
  • the overlapping area of the gate electrode 34 and the drain electrode 35 is designed to be large, but an increase in the parasitic capacitance Cgd formed between the gate electrode 34 and the drain electrode 35 is suppressed. Will be.
  • liquid crystal display device can be used very favorably as an FFS mode liquid crystal display device.
  • an array substrate includes a transistor in which a source electrode and a drain electrode are stacked over a gate electrode through a semiconductor layer, A source bus line to which the source electrode is connected; A gate bus line connected to the gate electrode and orthogonal to the source bus line; An array substrate comprising a pixel electrode connected to the drain electrode, In the transistor, an area where the gate electrode and the source electrode overlap is smaller than an area where the gate electrode and the drain electrode overlap.
  • the capacitance Cgs formed between the gate electrode and the source electrode is smaller than in the conventional case. Therefore, in the display device to which the array substrate according to one embodiment of the present invention is applied, the load on the source bus line can be reduced, and high-definition display and high-speed driving can be realized at low cost.
  • the drain electrode preferably has a branched shape so as to sandwich the source electrode.
  • two or more of the source electrodes are stacked with respect to the gate electrode, and the drain electrode is branched so as to sandwich each of the source electrodes. It is preferable to have.
  • W / L can be secured larger while suppressing Sgs smaller than Sgd. Accordingly, in a display device to which the array substrate according to one embodiment of the present invention is applied, display unevenness can be more preferably suppressed while high-definition display and high-speed driving are more preferably realized.
  • the parasitic capacitance Cgd can be reduced. Therefore, the feedthrough voltage generated in the drain voltage can be suppressed.
  • the pixel electrode is disposed in a region partitioned by the source bus line and the gate bus line, An insulating film disposed on the pixel electrode; It is preferable to further include a common electrode having a stripe-shaped gap and disposed on the pixel electrode via the insulating film.
  • the display device to which the array substrate according to one embodiment of the present invention is applied solves the conventional problems in the FFS mode liquid crystal display device and suppresses the increase in the source bus line load capacitance Cgs. Can do. That is, a display device to which the array substrate according to one embodiment of the present invention is applied can be used very favorably as an FFS mode liquid crystal display device.
  • An array substrate includes a common electrode disposed in a region partitioned by the source bus line and the gate bus line, An insulating film disposed on the common electrode, The pixel electrode preferably has a stripe-shaped gap and is disposed on the common electrode via the insulating film.
  • the display device to which the array substrate according to one embodiment of the present invention is applied solves the conventional problems in the FFS mode liquid crystal display device and suppresses the increase in the source bus line load capacitance Cgs. Can do. That is, a display device to which the array substrate according to one embodiment of the present invention is applied can be used very favorably as an FFS mode liquid crystal display device.
  • a display device includes the above-described array substrate, a counter substrate facing the array substrate, and a liquid crystal sandwiched between the array substrate and the counter substrate. .
  • high-definition display such as 4k ⁇ 2k and high-speed driving during 3D display can be suitably performed.
  • the present invention can be suitably used for a liquid crystal display device, for example.

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Abstract

 本発明の一実施形態に係るTFT(10)では、ソース電極(3)およびドレイン電極(5)が半導体層(7)を介してゲート電極(4)にそれぞれ積層されており、ゲート電極(4)とソース電極(3)とが重なる面積Sgsは、ゲート電極(4)とドレイン電極(5)とが重なる面積Sgdよりも小さい。

Description

アレイ基板及び当該アレイ基板を用いた表示装置
 本発明は、アレイ基板及び当該アレイ基板を用いた表示装置に関する。
 アクティブマトリクス方式液晶表示装置では、各画素にスイッチング素子として薄膜トランジスタ(以下、TFTと称する)が配置される。このような液晶表示装置では、TFTのゲート電極と画素電極に接続されたドレイン電極との間に形成される寄生容量Cgdに起因して、ゲート信号の立下り時にフィードスルー電圧と呼ばれるドレイン電圧の電圧変化が生じる。このフィードスルー電圧は、液晶パネルの焼き付きやフリッカの原因になる。
 従来のTFT設計では、フィードスルー電圧を抑制するために、寄生容量Cgdを下げることが最も重要な課題とされている。例えば特許文献1に開示されたTFTでは、ソース電極の両側に対称的に2つのドレイン電極を配置しており、各ドレイン電極の一部とゲート電極とを重ね合わせて寄生容量Cgdを形成している。特許文献1に開示の構造によれば、フォトソリグラフィによる製造工程においてパターンがずれた場合にも自己補償的にゲート電極とドレイン電極との重なり面積を変化させずに、寄生容量Cgdを縮小させることができるため、フリッカ等を抑制することができる。
 また、アクティブマトリクス方式液晶表示装置では、大画面表示や高精細表示または高速駆動などを行った場合に、信号遅延により画素電極に十分な書き込みができず、表示ムラになってしまうことがある。例えば、バスラインの負荷によりゲートバスラインやドレインバスラインの信号が遅延すると、短い書き込み時間の間に画素電極に所定の電圧が加わらず十分な書き込みが出来ない。このため、各ドライバからの距離に依存する表示ムラが発生する。
 そこで、近年の液晶表示装置では、画素電極への書き込みが不足することを解消するために、図10に示すように、TFT100のソース電極103を、ドレイン電極105を包み込む大きなU字型構造に形成することが行われている。ここで、画素電極へ供給される電位は、TFTのチャネル幅Wのチャネル長Lに対する比(以下、W/Lと称する)によって規定される。図6に示すTFT100の構造によれば、W/Lが大きくなるため画素電極への電位も大きくなり、その書き込み能力を増強することができる。
日本国公開特許公報「特開2001-296553号公報(2001年10月26日公開)」
 今後、液晶表示装置では、4k×2k等の高精細表示のため、および3D表示する際の高速駆動のために、信号遅延の要因となるソースバスラインの負荷を軽減することが極めて重要である。このソースバスラインの負荷には、TFTにおいて生じる容量成分の影響が大きく、特にゲート電極とソース電極との間に形成される容量Cgsの影響が大きい。
 しかしながら、従来の画素設計においては、上述したようにフィードスルー電圧を抑制するために寄生容量Cgdを下げることを重要視しており、容量Cgsを下げることについては検討されていない。
 例えば、図10に示す従来のTFT100は、寄生容量Cgdを抑えることを重要視しているため、ゲート電極104とドレイン電極105との重なり面積を小さく抑えるように設計されている。よって必然的に、ゲート電極104とソース電極103との重なり面積が大きくなるため、容量Cgsは大きくなる。よって、従来のTFT100を備える液晶表示装置ではソースバスライン101の負荷が大きくなり、高精細表示や高速駆動の実現には直ぐに限界がきてしまう。
 また、特許文献1では、ソースバスラインの負荷容量になる容量Cgsについては考慮されていない。例えば、特許文献1において、ソースバスラインは、TFTのソース電極に至るまでの間においてゲートバスラインと重なっているため、容量Cgsはより大きくなってしまう。
 なお、高精細表示や高速駆動を実現するために、ソースバスラインの数を2倍に増やして信号遅延を防止する方法も存在するが、当該方法は材料費の増加および歩留りの低下によって高コストになる。
 本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の一態様によれば、ソースバスラインの負荷を軽減することによって、高精細表示および高速駆動を可能にするアレイ基板及び当該アレイ基板を用いた表示装置を提供することにある。
 上述した状況において、本発明者らは、フィードスルー電圧をキャンセルする駆動技術の確立や液晶材料の信頼性向上などによって、寄生容量Cgdの重要度は以前ほど高くならないと考え、本発明を完成させた。
 すなわち、本発明の一態様に係るアレイ基板は、上記課題を解決するために、ソース電極およびドレイン電極が半導体層を介してゲート電極にそれぞれ積層されて成るトランジスタと、
 上記ソース電極が接続されたソースバスラインと、
 上記ゲート電極が接続され、上記ソースバスラインと直交するゲートバスラインと、
 上記ドレイン電極に接続された画素電極とを備えるアレイ基板であって、
 上記トランジスタにおいて、上記ゲート電極と上記ソース電極とが重なる面積は、上記ゲート電極と上記ドレイン電極とが重なる面積よりも小さいことを特徴としている。
 上記構成によれば、ゲート電極とソース電極との間に形成される容量Cgsは従来よりも小さくなる。このため、本発明の一態様に係るアレイ基板を適用した表示装置において、ソースバスラインにかかる負荷を減らし、高精細表示および高速駆動を低コストで実現することができる。
 なお、本発明の一態様に係るアレイ基板のトランジスタにおける寄生容量Cgdが大きい場合には、フィードスルー電圧をキャンセルする技術を併用してもよい。
 本発明の他の目的、特徴、および優れた点は、以下に示す記載によって十分分かるであろう。また、本発明の利点は、添付図面を参照した次の説明で明白になるであろう。
 本発明の一態様によれば、ソース電極およびドレイン電極が半導体層を介してゲート電極にそれぞれ積層されたトランジスタであって、上記ゲート電極と上記ソース電極とが重なる面積Sgsは、上記ゲート電極と上記ドレイン電極とが重なる面積Sgdよりも小さいことを特徴としているため、ソースバスラインにかかる負荷を減らし、高精細表示および高速駆動を好適に実現させることができるという効果を奏する。
本発明の第1の実施形態に係る液晶表示装置の1画素の電極構造を示す平面図である。 本発明の第1の実施形態に係る液晶表示装置の液晶パネルを示す分解図である。 (a)は本発明の第1の実施形態に係る液晶表示装置を概略的に示す平面図であり、(b)はその断面図である。 図1の液晶表示装置におけるTFTを示すA-A’矢視断面図である。 図1の液晶表示装置TFTにおけるW/Lを説明するための平面図である。 (a)は図1の液晶表示装置のTFTにおける電極の重なり部分を示す平面図であり、(b)は従来例に係るTFTにおける電極の重なり部分を示す平面図である。 図1に示すTFTの変形例を示す平面図である。 本発明の第2の実施形態に係る液晶表示装置の1画素の電極構造を示す平面図である。 図8に示す1画素の電極構造を示す回路図である。 従来例に係るTFTを示す図である。
 〔実施形態1〕
 本発明の第1の実施形態について、図1~7を用いて説明すれば以下のとおりである。
 まず、本実施形態に係る液晶表示装置30の概略的な構成について、図2及び図3を参照して以下に説明する。
 図2は、液晶表示装置30が備える液晶パネル20の積層構造を示す図である。
 図2に示すように、液晶パネル20は、偏光板11、対向基板12、液晶層13、アレイ基板14、偏光板15、及びバックライト16を備えている。
 このうち、アレイ基板14は、基板24及びTFTアレイ23を備えている。基板24上には、列方向に延伸する複数のソースバスライン(データ信号線)1、行方向に延伸する複数のゲートバスライン(走査信号線)2、並びに、これらバスラインの交点(画素)に対応して配置されたTFT10及び画素電極6が形成されている(図1参照)。TFTアレイ23は、これら複数のTFT10及び画素電極6等から構成されている。
 また、対向基板12は、基板21、カラーフィルタ、及び共通電極22を備えている。共通電極(対向電極)22は、画素電極6に対向して液晶層13を挟むように配置されている。
 なお、本実施形態における液晶パネル20は、アレイ基板14および対向基板12の各々の備える電極に電圧が印加されることにより、両基板間に形成された液晶層13の液晶を再配列させて光の透過率を変え、これによって種々の表示を行う、いわゆる縦方向電界モードの液晶パネルである。
 図3(a)は、液晶パネル20を駆動するための液晶表示装置30の駆動構成を示す平面図であり、図3(b)はその断面図である。
 図3(a)(b)に示すように、液晶表示装置30は、液晶パネル20のほかに、ソース駆動回路17、ゲート駆動回路18、及びタイミングコントローラ19を備えている。ソース駆動回路17及びゲート駆動回路18は、アレイ基板14にそれぞれ配線25を介して接続されている。タイミングコントローラ19は、ソース駆動回路17及びゲート駆動回路18を制御することによって、液晶パネル20を駆動する。
 次に、液晶パネル20が備える電極構造について図1を参照して説明する。なお、以下の説明では、液晶パネル20における1画素に対応する電極構造について説明するが、他の画素に対応する電極構造にも同様の説明を適用できる。
 図1は、液晶パネル20における1画素に対応する電極構造を示す平面図である。
 図1に示すように、液晶パネル20では、アレイ基板14の基板上において、ソースバスライン1とゲートバスライン2との交点にTFT(薄膜トランジスタ)10および画素電極6が形成されている。
 TFT10は、ソースバスライン1に接続されたソース電極3、ゲートバスライン2に接続されたゲート電極4、画素電極6に接続されたドレイン電極5、及び、チャネルを形成する半導体層としてのa-Si層(アモルファスシリコン層)7を備えている。言い換えると、a-Si層7が形成されている位置のソースバスライン1の領域がTFT10のソース電極3を形成し、a-Si層7が形成されている位置のゲートバスライン2の領域がTFT10のゲート電極4を形成している。画素電極6は、上述した共通電極(図示しない)との間に液晶を介して液晶容量を形成している。
 図4は、図1に示すTFT10のA-A’矢視断面図である。
 図4に示すように、TFT10は基板24上に形成されている。具体的には、基板24上に、ゲート電極4、ゲート絶縁膜26、a-Si層7、コンタクト改善用のn+a-Si層27が順に形成され、その上にソース電極3およびドレイン電極5がそれぞれ形成されている。
 また、最上層には保護膜28が形成されている。ゲート電極4、ソース電極3、およびドレイン電極5は、それぞれゲート絶縁膜26および保護膜28によって絶縁されている。
 なお、各部材の材料としては、例えばソース電極3としてMoN/Al/Mo、ゲート電極4としてMo/Al、ゲート絶縁膜26としてSiN、保護膜28としてSiNを用いることができる。また、画素電極6として、例えばITO又はIZOを用いることができる。
 ここで、図1および図4を参照するところ、本実施形態に係るTFT10において、ドレイン電極5は、その先端が分岐しており、一方向を開いてソース電極3を囲むように(U字型に)形成されている。
 このため、本実施形態に係るTFT10では、図10に示す従来例に係るTFT100と同程度に、全体的な大きさを抑えつつ、そのW/Lを大きく確保することができる(図5参照)。すなわち、本実施形態に係るTFT10では、大きな電流駆動能力を確保することが容易である。
 以下に、本実施形態に係るTFT10における各電極同士の重なり面積について、図6を参照して説明する。図6(a)は、本実施形態に係るTFT10を示す平面図であり、図6(b)は、従来例に係るTFT100を示す平面図である。
 図6(a)に示すように、本実施形態に係るTFT10では、ドレイン電極5がソース電極3を囲む形状になっており、ゲート電極4とソース電極3との重なり面積Sgsは、ゲート電極4とドレイン電極5との重なり面積Sgdよりも小さくなっている。図6(a)では、ゲート電極4とソース電極3との重なり面積Sgsと、ソースバスライン1とゲートバスライン2との重なり面積とを、容量Cgsに影響する重なり部8として示している。容量Cgsとは1画素あたりのソースバスライン1とゲートバスライン2の間の容量であり、これが画面内で合計されたものが実際のバスライン容量となる。例えば解像度がFHD(1920×1080)の場合、ソースバスライン1本が有するゲートバスラインとの容量は、1画素の容量Cgs×1080となる。
 一方、図6(b)に示すように、従来例に係るTFT100では、ソース電極103がドレイン電極105を囲む形状になっており、ゲート電極104とソース電極103との重なり面積Sgsは、ゲート電極104とドレイン電極105との重なり面積Sgdよりも大きくなっている。図6(b)では、ソース電極103とゲート電極104との重なり面積Sgsと、ソースバスライン101とゲートバスライン102との重なり面積と、容量Cgsに影響する重なり部108として示している。
 図6(a)(b)を参照すると、本実施形態に係るTFT10の重なり部8は、従来例の重なり部108に比較して、1/3程度に削減されることが分かる。このため、1画素あたりのバスライン間容量Cgsを従来例の1/3程度に減少することができる。その結果、ソースバスライン1の負荷を従来の1/3程度に減少させることができる。
 したがって、本実施形態に係るTFT10によれば、電流駆動能力を大きく確保しつつソースバスライン1の負荷を減らすことができる。よって、本実施形態に係る液晶表示装置では、信号遅延を軽減でき、高精細表示および高速駆動を好適に実現することができる。また、TFT10のサイズを小型化することも容易になる。
 (フィードスルーについて)
 本実施形態に係るTFT10では、図10に示す従来例に係るTFT100と比較して、ゲート電極4とドレイン電極5との重なり面積が増加しているため、ゲート電極4とドレイン電極5との間に形成される寄生容量Cgdも増加している。このため、TFT10に生じるフィードスルー電圧は従来よりも増加してしまう。
 ただし、現在では、フィードスルー電圧をキャンセルする技術が各種存在する。そこで、本実施形態に係るTFT10を実施する際には、これらの技術を併用することが好ましい。これによって、TFT10を備える表示装置において、高精細表示および高速駆動をより好適に実現することができる。
 なお、フィードスルー電圧をキャンセルする技術として、例えば、補助容量Cs増大法、コモン電圧シフト法、および非対称電圧印加法などが挙げられる。ただし、本発明はこれらの方法に限られず、フィードスルー電圧をキャンセルするために任意の技術を併用可能である。
 (変形例について)
 本発明の一実施形態に係るTFTの構成は、図1に示す構成に限られない。以下、変形例に係るTFT10aについて図7を参照して説明する。
 図7は、変形例に係るTFT10aを示す図である。図7に示すように、TFT10aでは、ソースバスライン1に接続した配線が分岐して2つのソース電極3aが形成されている。ドレイン電極5aは2つのU字型が連結した形状を有している。すなわち、ドレイン電極5aは分岐し、一方向を開いて各ソース電極3aを囲むように形成されており、2つのソース電極3aの間にはドレイン電極5aの一端が挟まれている。
 本変形例に係るTFT10aによれば、上述したTFT10と同様、W/Lを大きく確保しつつソースバスライン1の負荷を減らすことができる。また、2つのソース電極3aの間にドレイン電極5aが存在することによって、ゲート電極4とドレイン電極5aとの間に形成される寄生容量Cgdを小さくすることが可能である。
 なお、変形例に係るTFT10aにおいて、さらに多くのソース電極3aが形成されていてもよい。すなわち、ゲート電極4に対して2つ以上のソース電極3aが積層されていてもよい。この場合においても、ドレイン電極5aは分岐して複数のソース電極3aの各々を囲むように形成されており、隣接するソース電極3aの間にはドレイン電極5aの一端が挟まれるように構成される。
 また本実施形態において、ドレイン電極はU字型の形状であるが、本発明はこれに限られない。例えば、ドレイン電極は一端が途切れた円形状であってもよい。このような形状によれば、TFTの大きさに対してW/Lを最大にすることができる。
 (その他)
 本実施形態では、TFTの電極構造に関して、a-Si層(半導体層)7上に積層された2つの電極のうち、画素電極6に接続された電極を「ドレイン電極」と称し、当該ドレイン電極に囲われた電極を「ソース電極」と称しているが、この定義は逆であってもよい。すなわち、画素電極6に接続された電極を「ソース電極」と称し、当該ソース電極に囲われた電極を「ドレイン電極」と称してもよい。ただし、このように逆に定義する場合には、ソース電極およびドレイン電極の各々がゲート電極と重なる面積についても、上述した説明と逆に設定することが必要である。すなわち、ゲート電極とドレイン電極とが重なる面積は、ゲート電極とソース電極とが重なる面積よりも小さくなるように設定すればよい。
 また、本実施形態では液晶表示装置について説明しているが、本発明の一実施形態に係るTFTは、液晶表示装置に限定されず、他のあらゆる表示装置への適用が可能である。
 〔実施形態2〕
 本発明の第2の実施形態について、図8及び図9を用いて以下に説明する。
 本実施形態に係る液晶表示装置は、上述した実施形態1の液晶パネル20とは異なる構成の液晶パネルを有しており、それ以外の構成は実施形態1と同様である。したがって、以下では、液晶パネルの構成を中心に説明する。
 本実施形態に係る液晶パネルは、実施形態1と同様、対向基板、アレイ基板、及び両基板の間に形成された液晶層を備えている。ただし、本実施形態に係る液晶パネルでは、対向基板の基板上に共通電極が形成されておらず、アレイ基板の基板上に共通電極及びTFTアレイ(TFT及び画素電極等)が形成されており、この画素電極と共通電極との間に形成された電界により液晶層の液晶が水平方向に動く。すなわち、本実施形態に係る液晶パネルは、いわゆるFFS(Fringe Field Switching)モードの液晶表示パネルである(詳細については例えば特開2009-116334を参照)。
 図8は、本実施形態に係る液晶パネルにおける1画素に対応する電極構造を示す平面図である。
 図8に示すように、本実施形態に係る液晶パネルでは、アレイ基板の基板上に、ソースバスライン31とゲートバスライン32とが直交するように配置され、これらバスラインの交点にはTFT40が形成されている。ソースバスライン31、ゲートバスライン32、及びTFT40の構成については、実施形態1におけるソースバスライン1、ゲートバスライン2及びTFT10の構成と同様である。具体的には、TFT40において、基板上にゲート電極34及び半導体層37が順に積層され、その上にソース電極33及びドレイン電極35が積層され、ドレイン電極35はソース電極33を囲むように(U字型に)形成されている。このため、TFT40は、全体的な大きさを抑えつつ、そのW/Lを大きく確保することができる。
 また、図8に示すように、アレイ基板の基板上には、ゲートバスライン32と平行に配置されたコモンバスライン38、および、コモンバスライン38に接続された共通電極39が形成されている。共通電極39は、ソースバスライン31及びゲートバスライン32により区画された領域を覆うように配置されている。この共通電極39上には、絶縁膜(図示しない)を介して、ストライプ状の間隙を有する画素電極36が配置されている。画素電極36は、TFT40のドレイン電極35に接続されており、共通電極39との間に液晶容量Clcおよび補助容量Csを形成している。
 本発明の一実施形態に係るアレイ基板14においては、ソースバスライン31およびゲートバスライン32により区画された領域に配置された共通電極39上に、絶縁膜(図示しない)を介して、ストライプ状の間隔を有する画素電極36が配置されているが、本発明はこれに限定されない。
 例えば、本発明の一実施形態に係るアレイ基板14は、画素電極39がソースバスライン31およびゲートバスライン32により区画された領域に配置されており、画素電極36上に配置された絶縁膜と、ストライプ状の間隙を有し、かつ画素電極36上に絶縁膜を介して配置されている共通電極39とをさらに備えている構成であってもよい。この構成の場合においても、画素電極36は、TFT40のドレイン電極35に接続されており、共通電極39との間に液晶容量Clcおよび補助容量Csを形成する。
 図9は、図8に示す電極構造の回路図である。図9に示すように、画素電極36と共通電極39との間には、液晶容量Clcの他に、補助容量Csが形成される。
 本実施形態に係る液晶表示装置は、FFSモードの液晶表示装置であるため、共通電極39と画素電極36とが互いに面する面積が、画素の表示可能面積の約1/2程度である。また、FFSモードでは共通電極39と画素電極36との間に絶縁膜(0.1~0.5um)が配置される。これは、縦電界モードにおいて電極間に配置される液晶層(厚さ3~4um)と比べて非常に薄い。このため、画素電極36と共通電極39との間に形成される補助容量Csが、実施形態1等の縦方向電界モードに形成される補助容量Csと比べて、極めて大きくなることに留意すべきである。
 ここで、従来のFFSモードの液晶表示装置では、補助容量Csが大きくなることによって以下の問題が生じる。すなわち、従来のFFSモードの液晶表示装置では、大きな補助容量Csに充電するためにTFTが大きくなり、このため書き込みへの負担が大きくなってしまう。さらに、TFTが大きくなることによって、バスライン負荷容量も大きくなってしまう。このため、従来のFFSモードの液晶表示装置では大型TVへの適用や4倍速駆動が極めて困難とされており、現在、従来のFFSモードの有力な市場はモバイル分野に限られている。
 これに対して、本実施形態におけるTFT40によれば、実施形態1にて説明したように、W/Lを大きく確保しつつ、ゲート電極とドレイン電極との重なり面積をゲート電極とソース電極との重なり面積よりも小さくしている。これによって電流駆動能力を増強して書き込み能力を確保しつつ、ソースバスライン31への負荷を減らすことができる。すなわち、本実施形態におけるTFT40は、従来のFFSモードの液晶表示装置における問題点を好適に解消することができる。
 また、一般に、FFSモードの液晶表示装置では、液晶容量Clcと比べて補助容量Csが大きいため、フィードスルー電圧の諧調依存性が小さく、問題になりにくい。すなわち、寄生容量Cgdによる影響が小さくなる。
 このため、本実施形態におけるTFT40では、ゲート電極34とドレイン電極35との重なり面積が大きく設計されているが、ゲート電極34とドレイン電極35との間に形成される寄生容量Cgdの増加は抑制されることになる。
 したがって、本実施形態に係る液晶表示装置は、FFSモードの液晶表示装置として、非常に好適に用いることができる。
 なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。当業者は、請求項に示した範囲内において、本発明をいろいろと変更できる。すなわち、請求項に示した範囲内において、適宜変更された技術的手段を組み合わせれば、新たな実施形態が得られる。また、発明の詳細な説明の項においてなされた具体的な実施形態は、あくまでも、本発明の技術内容を明らかにするものであって、そのような具体例にのみ限定して狭義に解釈されるべきものではなく、本発明の精神と次に記載する請求の範囲内で、いろいろと変更して実施することができるものである。
 (本発明の総括)
 本発明の一態様に係るアレイ基板は、上記課題を解決するために、ソース電極およびドレイン電極が半導体層を介してゲート電極にそれぞれ積層されて成るトランジスタと、
 上記ソース電極が接続されたソースバスラインと、
 上記ゲート電極が接続され、上記ソースバスラインと直交するゲートバスラインと、
 上記ドレイン電極に接続された画素電極とを備えるアレイ基板であって、
 上記トランジスタにおいて、上記ゲート電極と上記ソース電極とが重なる面積は、上記ゲート電極と上記ドレイン電極とが重なる面積よりも小さいことを特徴としている。
 上記構成によれば、ゲート電極とソース電極との間に形成される容量Cgsは従来よりも小さくなる。このため、本発明の一態様に係るアレイ基板を適用した表示装置において、ソースバスラインにかかる負荷を減らし、高精細表示および高速駆動を低コストで実現することができる。
 なお、本発明の一態様に係るアレイ基板のトランジスタにおける寄生容量Cgdが大きい場合には、フィードスルー電圧をキャンセルする技術を併用してもよい。
 また、本発明の一態様に係るアレイ基板において、上記ドレイン電極は、上記ソース電極を間に挟むように分岐した形状を有することが好ましい。
 上記構成によれば、SgsをSgdよりも小さく抑えつつ、ドレイン電極とソース電極との間のチャネルにおいてW/Lを大きく確保することができる。これによって、本発明の一態様に係るアレイ基板を適用した表示装置では、ソースバスラインにかかる負荷を減らしつつ、駆動電流量を多く確保することができるため、高精細表示および高速駆動をより好適に実現しつつ、表示ムラを抑えることができる。
 また、本発明の一態様に係るアレイ基板において、上記ゲート電極に対して上記ソース電極が2つ以上積層されており、上記ドレイン電極は、上記ソース電極の各々を間に挟むように分岐した形状を有することが好ましい。
 上記構成によれば、SgsをSgdよりも小さく抑えつつ、W/Lをより大きく確保することができる。これによって、本発明の一態様に係るアレイ基板を適用した表示装置では、高精細表示および高速駆動をより好適に実現しつつ、表示ムラをより好適に抑えることができる。
 さらに、上記構成によれば、隣接するソース電極の間には、ドレイン電極の一端が挟まれることになるため、寄生容量Cgdを小さくすることが可能である。これによって、ドレイン電圧に発生するフィードスルー電圧を抑制することができる。
 また、本発明の一態様に係るアレイ基板では、さらに、
 上記画素電極は、上記ソースバスラインおよび上記ゲートバスラインにより区画された領域に配置されており、
 上記画素電極上に配置された絶縁膜と、
 ストライプ状の間隙を有し、かつ上記画素電極上に上記絶縁膜を介して配置されている共通電極とをさらに備えていることが好ましい。
 上記構成によれば、本発明の一態様に係るアレイ基板を適用した表示装置は、FFSモードの液晶表示装置における従来の問題点を解消し、かつ、ソースバスライン負荷容量Cgsの増加を抑えることができる。すなわち、本発明の一態様に係るアレイ基板を適用した表示装置は、FFSモードの液晶表示装置として、非常に好適に用いることができる。
 また、本発明の一態様に係るアレイ基板は、上記ソースバスライン及び上記ゲートバスラインにより区画された領域に配置された共通電極と、
 上記共通電極上に配置された絶縁膜とをさらに備えており、
 上記画素電極は、ストライプ状の間隙を有し、かつ上記共通電極上に上記絶縁膜を介して配置されていることが好ましい。
 上記構成によれば、本発明の一態様に係るアレイ基板を適用した表示装置は、FFSモードの液晶表示装置における従来の問題点を解消し、かつ、ソースバスライン負荷容量Cgsの増加を抑えることができる。すなわち、本発明の一態様に係るアレイ基板を適用した表示装置は、FFSモードの液晶表示装置として、非常に好適に用いることができる。
 本発明の一態様に係る表示装置は、上述のアレイ基板と、当該アレイ基板に対向する対向基板と、上記アレイ基板と上記対向基板との間に挟持された液晶とを備えることを特徴としている。
 上記構成によれば、4k×2k等の高精細表示、および3D表示の際の高速駆動などを好適に行うことができる。
 本発明は、例えば液晶表示装置に好適に利用することができる。
 1、31 ソースバスライン
 2、32 ゲートバスライン
 3、33 ソース電極
 4、34 ゲート電極
 5、35 ドレイン電極
 6、36 画素電極
 7 a‐Si層(半導体層)
 10、40 TFT
 11 偏光板
 12 対向基板
 13 液晶層
 14 アレイ基板
 15 偏光板
 16 バックライト
 20 液晶パネル
 22 共通電極
 23 TFTアレイ
 30 液晶表示装置
 38 コモンバスライン
 39 共通電極

Claims (6)

  1.  ソース電極およびドレイン電極が半導体層を介してゲート電極にそれぞれ積層されて成るトランジスタと、
     上記ソース電極が接続されたソースバスラインと、
     上記ゲート電極が接続され、上記ソースバスラインと直交するゲートバスラインと、
     上記ドレイン電極に接続された画素電極とを備えるアレイ基板であって、
     上記トランジスタにおいて、上記ゲート電極と上記ソース電極とが重なる面積は、上記ゲート電極と上記ドレイン電極とが重なる面積よりも小さいことを特徴とするアレイ基板。
  2.  上記ドレイン電極は、上記ソース電極を間に挟むように分岐した形状を有することを特徴とする請求項1に記載のアレイ基板。
  3.  上記ゲート電極に対して上記ソース電極が2つ以上積層されており、
     上記ドレイン電極は、上記ソース電極の各々を間に挟むように分岐した形状を有することを特徴とする請求項2に記載のアレイ基板。
  4.  上記ソースバスラインおよび上記ゲートバスラインにより区画された領域に配置された共通電極と、
     上記共通電極上に配置された絶縁膜とをさらに備えており、
     上記画素電極は、ストライプ状の間隙を有し、かつ上記共通電極上に上記絶縁膜を介して配置されていることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載のアレイ基板。
  5.  上記画素電極は、上記ソースバスラインおよび上記ゲートバスラインにより区画された領域に配置されており、
     上記画素電極上に配置された絶縁膜と、
     ストライプ状の間隙を有し、かつ上記画素電極上に上記絶縁膜を介して配置されている
    共通電極とをさらに備えていることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載のアレイ基板。
  6.  請求項1から5のいずれか1項に記載のアレイ基板と、
     上記アレイ基板に対向する対向基板と、
     上記アレイ基板と上記対向基板との間に挟持された液晶とを備えることを特徴とする表示装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105116653A (zh) * 2015-09-14 2015-12-02 深超光电(深圳)有限公司 显示面板

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003084686A (ja) * 2001-09-12 2003-03-19 Matsushita Electric Ind Co Ltd 液晶表示装置及び有機el表示装置
JP2006091654A (ja) * 2004-09-27 2006-04-06 Casio Comput Co Ltd 画素駆動回路及び画像表示装置
JP2007226175A (ja) * 2006-01-26 2007-09-06 Epson Imaging Devices Corp 液晶装置及び電子機器

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003084686A (ja) * 2001-09-12 2003-03-19 Matsushita Electric Ind Co Ltd 液晶表示装置及び有機el表示装置
JP2006091654A (ja) * 2004-09-27 2006-04-06 Casio Comput Co Ltd 画素駆動回路及び画像表示装置
JP2007226175A (ja) * 2006-01-26 2007-09-06 Epson Imaging Devices Corp 液晶装置及び電子機器

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105116653A (zh) * 2015-09-14 2015-12-02 深超光电(深圳)有限公司 显示面板
CN105116653B (zh) * 2015-09-14 2019-02-15 深超光电(深圳)有限公司 显示面板

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