JP2003295207A - 横電界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置 - Google Patents
横電界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置Info
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Abstract
つ、開口率を向上させることができる横電界方式の液晶
表示装置を提供する。 【解決手段】 データ線24及び走査線28をそれより
幅の広い透明な共通電極配線26bによって覆う。共通
電極配線26bの一部を共通電極とし、共通電極と透明
な画素電極27bとの間に形成される電界によって液晶
を駆動する。データ線24及び走査線28からの漏れ電
界を完全にシールドすることができるので、画素電極2
7bと共通電極配線26bにより制御できる有効な表示
領域が拡大し、開口率を拡大することができる。
Description
に、横電界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置
及びその製造方法に関する。
子の分子軸の方向(「ディレクタ」と呼ばれる)を基板
に対して直交する面内において回転させ、表示を行う形
式のものと、基板に対して平行な面内において回転さ
せ、表示を行う形式のものがある。
ねじれネマティック)モードの液晶表示装置であり、後
者はIPS(In-Plane Switching)モード(横電界方
式)の液晶表示装置と呼ばれる。
は、視点を動かしても液晶分子の短軸方向のみを見てい
ることになるため、液晶分子の「立ち方」の視野角に対
する依存性がなく、TNモードの液晶表示装置よりも広
い視野角を達成することができる。
示装置よりもIPSモードの液晶表示装置の方が多用さ
れる傾向にある。
する技術として、例えば、特開平6-202127号公
報(以下、「従来例1」と呼ぶ。)、特開平9-318
972号公報(以下、「従来例2」と呼ぶ。)に記載さ
れたものがある。
表示装置は、アクティブ素子からなる駆動手段を備えて
おり、映像信号をアクティブ素子に伝達する信号配線の
液晶層に面する領域の大部分が絶縁物を介して導電体で
覆われていることを特徴とするものである。しかし、従
来例1のいずれの実施例にも、透明電極で信号線をシー
ルドする発想はない。
の液晶表示装置は、共通電極配線とブラックマトリクス
を共通化し、走査線とデータ線は共通化された共通電極
配線によって完全に覆われていることを特徴とするもの
である。従来例2の技術思想は、共通化された共通電極
配線をシールド膜と遮光膜として兼用することにあり、
透明膜で走査線とデータ線をシールドする発想はない。
て記載されているIPSモードの液晶表示装置は、何れ
も開口率を高め、画像の明るさを向上させることを目的
とするものである。
の間には電位差が存在するため、この電位差に起因し
て、電界が発生する。この電界が、画素電極と共通電極
との間の表示領域に影響を及ぼす領域まで到達すると、
液晶の配向状態を乱す原因となる。例えば、黒の背景
に、白のウインドウを表示させたような画面において
は、白を表示させた画素を駆動するデータ線に対応する
黒表示画素において、グレー表示をしてしまう縦クロス
トークと呼ばれる表示上の問題を生じることとなる。
査線の電界をシールドするために、データ線と走査線の
両脇の共通電極を幅広くとり、この共通電極で電界を終
端させるか、データ線と走査線を共通電極などの表示上
影響のない電位を有する電極で覆う必要がある。
にデータ線と走査線を覆うように共通電極を設けること
が望ましい。
は、共通電極を遮光体で形成しているため、光利用効率
が落ちるといった問題点が存在した。
画素の境界近傍は隣接する画素からの漏れ光の影響を受
けるためである。これを防止するために画素と画素の境
界近傍に遮光膜でブラックマトリクスを設けるのが通常
であった。そこで、本願発明者がシミュレーションや実
験を行い、画素と画素の境界近傍における隣接する画素
からの漏れ光の影響を検討したところ、走査線とデータ
線を完全にシールドすれば隣接する画素からの漏れ光の
影響は軽微であり、特に高画質を要求される場合を除
き、ブラックマトリクスを除去することができることが
分かった。
たものであり、縦クロストークの発生を防止することが
でき、かつ、開口率を向上させることができる横電界方
式の液晶表示装置を提供することを目的とする。
に、本発明によれば、横電界方式のアクティブマトリク
ス型液晶表示装置において、データ線及び走査線はそれ
より幅の広い透明な共通電極配線によって覆われること
を特徴とする横電界方式のアクティブマトリクス型液晶
表示装置を提供することができる。
シールドすることができるので、画素電極と共通電極配
線により制御できる有効な表示領域が拡大し、開口率を
拡大することができる。しかも、共通電極配線は透明膜
から成るため、走査線とデータ線以外を全て開口部とし
て機能させることができる。
の二層から成り、少なくとも一部は透明膜単層から成る
ことを特徴とする。共通電極配線を高抵抗の透明膜と低
抵抗の不透明膜の二層で形成することにより、配線抵抗
を下げ、共通電極配線電位の安定化を図る。また、不透
明膜から成る共通電極配線を遮光層として用いることに
より、対向基板のブラックマトリクス層の削減又は削除
をすることができる。さらに、共通電極配線のうち、共
通電極配線が不透明膜から成る走査線又は不透明膜から
成るデータ線を覆う部分のみを不透明膜との積層配線に
し、それ以外の部分は透明膜の単層配線にすることによ
り、開口部を最大にすることができる。
層から成る前記共通電極配線の最も液晶層に近い側は透
明膜から成る。このように構成することにより、不透明
膜が液晶に反応し溶出することを防止し、信頼性向上を
図る。一般に不透明膜は酸化膜等の高信頼性を有するも
のが多いからである。
に覆われていることが望ましい。さらに信頼性の向上を
図るためである。
によって覆われていることを特徴とする。このように構
成することにより、走査線とデータ線に覆われない部分
を全て開口部にすることができる。
線を覆う共通電極配線は互いに電気的に接続することが
望ましい。このように構成することによって、共通電極
配線を低抵抗化し、共通電極配線電位の安定化を図る。
し、前記共通電極と画素電極との間に形成される電界に
よって液晶を駆動することを特徴とする。共通電極と共
通電極配線を兼用することにより製造工程、特に透明電
極の製造工程の簡易化を図る。
る。このように構成することにより、光の利用効率向上
を図る。
から形成され、共通電極の何れか一層は画素電極と同一
層に形成されることを特徴とする。このように形成する
ことにより、共通電極と画素電極によって形成される電
気力線の間隔が狭くなり、電界が強くなる。逆に言う
と、同じ強さの電界を形成するために必要な共通電極配
線と画素電極に印加する電圧を小さくすることができ
る。
ることを特徴とする。このように形成することにより、
画素電極と共通電極のショートを防止し、歩留向上を図
る。
に近い層に形成されることを特徴とする。共通電極配線
を液晶層に近い層に形成することにより、共通電極配線
とデータ線及び走査線の間隔を設け、共通電極配線とデ
ータ線及び共通電極配線と走査線によって形成される寄
生容量の低減を図る。
とを特徴とする。これによって、共通電極配線を成す不
透明膜から液晶中への電極材料の溶出を前記絶縁膜でブ
ロックすることができる。
重畳させることで、保持容量を形成することができる。
このように構成することにより、液晶容量と並列に蓄積
容量を形成し、液晶表示の安定化を図る。
畳させることで、保持容量を形成することができる。こ
のように構成することにより、液晶容量と並列に蓄積容
量を形成し、さらに液晶表示の安定化を図る。
膜を介さずに形成することができる。これにより、TF
Tのドレイン電極、ソース電極、データ線、画素電極を
同じ層に形成することができるので、TFT製造工程の
増加を防止できる。
それより幅の狭い透明膜の二層から形成することができ
る。このような構成により、データ線の低抵抗化を図
り、データ信号の遅延を防止する。また、透明膜を不透
明膜より幅を狭くすることにより、層間のパターンずれ
によるデータ線電位の膜領域変動を小さくすることがで
き、データ線からの漏れ電界をシールドする共通電極配
線の幅を小さくできる。すなわち縦クロストークを防止
しつつ、開口率を向上させることができる。また、不透
明膜の上に密着して透明膜を形成するとき、透明膜と不
透明膜の幅が異なると、透明膜のパターニング時のエッ
チングにおいて、不透明膜及び透明膜が消失することが
ある。これをを防止し、歩留向上を図るためには、不透
明膜を透明膜より1〜2μm幅広く形成することが望ま
しい。また、以上のような構成により、TFT製造工程
の増加を防止する。
電極は不透明膜とその上に密着する透明膜の二層で形成
され、前記薄膜トランジスタのチャネル側では前記透明
膜はそれよりチャネル長と平行方向の長さが長い前記不
透明膜によって覆われることを特徴とする。このように
構成することにより、薄膜トランジスタの特性に影響す
るチャネル長は前記不透明膜により決まるため、透明膜
のパターン精度によって薄膜トランジスタの特性がばら
つくことを防止できる。また、不透明膜の上に密着して
透明膜を形成するとき、透明膜と不透明膜の幅が異なる
と、透明膜のパターニング時のエッチングにおいて、不
透明膜及び透明膜が消失することがある。これをを防止
し、歩留向上を図るためには、膜の端面において不透明
膜を透明膜より0.5〜1μm幅広く形成することが望
ましい。
ンタクトホールによって電気的に接続されることを特徴
とする。このように構成することにより、ゲート絶縁膜
上の層間膜を介さずに形成したデータ線と画素電極を電
池反応を生じさせることなく、パターン化し、さらなる
歩留向上を図る。好ましくは、走査線と平行方向に延在
し、相対する共通電極配線及び画素電極は液晶の初期配
向角度に対して略垂直方向角度のエッジを有することを
特徴とする。このように構成することにより、共通電極
配線と画素電極に囲まれた全表示領域において、共通電
極配線と画素電極によって形成される電界の方向は、液
晶配向方向から時計回りに鋭角だけ回転させた方向にな
る。その結果、液晶分子の回転方向が同じとなるサブ画
素領域において、液晶が逆方向に回転することを防止す
ることができる。液晶が逆回転する領域ができると、こ
れによるディスクリネーションが発生し、パネル透過率
を低下させるため、この逆回転防止構造が必要である。
気化学反応に対しては極めて安定している物質である。
このため、ITOからなる共通電極及び画素電極は配向
膜に直接的に接した形で用いることができ、共通電極及
び画素電極をITO以外の金属から構成する場合と比較
して、本液晶表示装置の信頼性を向上させることができ
る。
施の形態を詳細に説明する。以下では、能動素子基板1
1及び対向基板12において、液晶層13により近い層
を上の層、液晶層13からより遠い層を下の層と呼ぶこ
とにする。
本発明の第1の実施形態に係る横電界方式のアクティブ
マトリクス型液晶表示装置を示す。図1(a)は、本実
施形態に係る液晶表示装置10の平面図、図1(b)は
図1(a)のA−A’線における断面図、図2は図1の
単位画素部分の回路図である。
0は、能動素子基板11と、対向基板12と、能動素子
基板11と対向基板12との間に挟まれた状態で保持さ
れている液晶層13とからなる。
6上に色層18と色層18の上に形成された透明なオー
バーコート層19から形成されている。また、液晶表示
パネル表面からの接触等による帯電が、液晶層13へ電
気的な影響を与えることを防止するために、第2の透明
絶縁性基板16の裏面には、透明な導電層15が形成さ
れている。色層18は、それぞれ赤(R)、緑(G)及
び青(B)の染料または顔料を含む樹脂膜からなる赤の
色層18r、緑の色層18g、青の色層18bが周期的
に配列されている。色ずれしても各色層の間に隙間が開
かないように、図1(b)に示すように隣接する異なる
色層どうしはそれぞれ重ねて形成されている。
板22上に、走査線28(図1(a)参照)およびゲー
ト電極36(図2参照)を形成する第1の金属層と、そ
の上に形成された第1の層間絶縁膜23と、第1の層間
絶縁膜23上に形成された島状非晶質シリコン膜と、デ
ータ線24および薄膜トランジスタ30のソース電極3
5、ドレイン電極34、及び透明膜により形成された画
素電極27と、この上に形成された第2の層間絶縁膜2
5と、その上に透明膜により形成された共通電極配線2
6とを有する。データ線24は不透明膜24aと、それ
に密着する、それより幅の狭い透明膜24bの積層構造
になっている。このような構成により、データ線の低抵
抗化を図り、データ信号の遅延を防止する。透明膜24
bの幅を不透明膜24aの幅より狭くすることにより、
不透明膜24aで決まる透過率をそれより低下させない
ようにすることができる。また、不透明膜の上に密着し
て透明膜を形成するとき、透明膜と不透明膜の幅が異な
ると、透明膜のパターニング時のエッチングにおいて、
不透明膜及び透明膜が消失することがある。これをを防
止し、歩留向上を図るためには、不透明膜を透明膜より
1〜2μm幅広に形成することが望ましい。
れの上に配向膜20を配し、図1(a)に示すようにデ
ータ線24の延伸方向と平行な方向から、10乃至30
度程度の角度を傾けた所定の方向に、液晶層13がホモ
ジニアス配向するように、ラビング処理をした後、相互
に向かい合うように貼り合わせる。この角度を液晶分子
の初期配向方位と言う。
は、液晶層13の厚みを保持するためのスペーサー(図
示せず)が配置されており、また、液晶層13の周囲に
は、液晶分子を外部に漏らさないためのシール(図示せ
ず)が形成されている。
1は、データ信号が供給されるデータ線24と、基準電
位が供給される共通電極配線26と、表示すべき画素の
電位が供給される画素電極27の他に、走査用信号が供
給される走査線28と、薄膜トランジスタ(Thin
Film Transistor:TFT)30と、を
備えている。共通電極配線26と画素電極27は交互に
形成され、第1及び第2の透明絶縁性基板基板22、1
6の基板面に対して平行な方向を含む電界を形成する。
共通電極配線26及び画素電極27は何れも櫛歯形状を
なし、各電極の櫛歯は何れもデータ線24と平行に延び
る部分を有する。さらに、共通電極配線26、画素電極
27の櫛歯は相互に噛み合うように、かつ、共通電極配
線26、画素電極27の櫛歯が相互に隔置されるように
配置されている。液晶表示装置10は、画素電極27と
共通電極配線26との間に形成される電界によって液晶
を駆動する。液晶を駆動するために使われる画素電極2
7と共通電極配線26は、本来画素電極、共通電極と呼
ぶべきであるが、共通電極と共通電極配線をそれぞれ兼
用しており、区別することは困難である。そこで、本明
細書では、、共通電極配線という用語に統一する。共通
電極と共通電極配線をそれぞれ兼用することにより製造
工程の簡易化を図る。
26を26a、透明膜で形成される共通電極配線26を
26bと呼ぶ。
線28はそれより幅の広い透明膜で形成される共通電極
配線26bによって覆われる。このように構成すること
によって、走査線28とデータ線24からの漏れ電界を
完全にシールドすることができるので、画素電極27と
共通電極配線26により制御できる有効な表示領域が拡
大し、開口率を拡大することができる。しかも、共通電
極配線26bは透明膜から成るため、走査線28とデー
タ線24以外を全て開口部として機能させることができ
る。
形成された共通電極配線26bは、ITOをメッシュ状
に形成することで配線抵抗を下げることができる。
6と画素電極27を異なる層に形成することにより、共
通電極配線26と画素電極27のショートを防止し、歩
留向上を図る。このとき、共通電極配線26を画素電極
27より液晶層13に近い層に形成することにより、共
通電極配線26とデータ線24及び走査線28の間隔を
設け、共通電極配線26とデータ線24及び共通電極配
線26と走査線28によって形成される寄生容量の低減
を図る。
走査線18の延伸方向に平行な部分と画素電極27の走
査線18の延伸方向に平行な部分とは第2の層間絶縁膜
25を介して上下方向に対向する。このように構成する
ことにより、液晶容量と並列に蓄積容量を形成し、液晶
表示の安定化を図る。
素電極27bの接続部分をソース電極35を画素電極2
7bと絶縁膜を介さず形成することにより、コンタクト
ホールを用いることなく、形成できる。よって、コンタ
クトホールを形成するための領域を作ることなく、すな
わち開口率を低減させることなく、ソース電極35と画
素電極27bの接続抵抗を下げることができる。
る共通電極配線26bを形成する最上層の透明膜(IT
O)の層(a)と、データ線24の形成されるている第
2の金属層と同じ層に形成される透明膜(ITO)、す
なわち画素電極層(b)と、それ以外の層、すなわち走
査線28を形成する第1の金属層、データ線24を形成
する第2の金属層等の層(c)を分けて示した平面図で
ある。第2の金属層と同じ層には透明膜から成る画素電
極27bとデータ線の幅の狭い透明膜24bが形成され
ている。すなわち、不透明膜24aの幅より狭く、不透
明膜24aに密着した透明膜24bが形成されている。
図1(a)及び図3から、データ線24、走査線28を
完全に覆う透明膜で形成される共通電極配線26bとこ
れに隣接する透明膜で形成される画素電極27bの間に
は、TFT素子部を除き、平面図上遮光膜は存在しない
ことが分かる。また、画素電極27を透明膜27bで形
成することによりさらに開口部が拡大し、光の利用効率
が向上する。
に示すように、対向基板12に形成される遮光膜(一般
にブラックマトリクスと称される)40はTFT素子の
スイッチ特性を保持させるために、最低限TFT素子部
のみ覆うように形成している。
域を形成すると、能動素子基板11と対向基板12の重
ね合わせズレが発生した場合に、ブラックマトリクス4
0によって実効的な開口率を低下させてしまうため、好
ましくない。
変形例である。図14(b)では、画素電極27を第1
の層間絶縁膜23を介して走査線28に重畳させ、蓄積
容量を付与することで、さらなる液晶表示の安定化を図
ることができる。
例の第2変形例である。
線抵抗を低減させるため、Crなど低抵抗材料からなる
共通電極配線26aを積層させることが好ましい。ただ
し、開口率を低下させないように走査線28と重畳し、
走査線28の内側に配置されることが望ましい。(平面
図15(a)においては、共通電極配線26aは図示せ
ず) 低抵抗材料からなる共通電極配線26aは、不透明材料
であるため、この場合、対向基板12側には表示領域に
ついては一切のブラックマトリクス40を形成する必要
がなくなる。これにより、能動素子基板11と対向基板
12の重ね合わせズレによるブラックマトリクスはみだ
しによる開口率低下を防止できる効果も有する。
変形例である。図16(b)に示すように、共通電極配
線を26aと26bの積層で形成した場合(図16
(a)では共通電極配線26aは図示せず)、積層され
た共通電極配線26a及び26bは、絶縁膜29により
被覆されることが望ましい。
ITO等から構成されるが、ITOなどの酸化膜はTN
モードのLCD等で一般に用いられていることから自明
なように、非常に安定な物質であることが知られてい
る。しかしながらITO膜に発生したピンホール等によ
る被覆不完全な場所が発生した場合、下地のCr等の不
透明共通電極配線26bが液晶に対して、配向膜20の
みで被覆されるため、よりパネル信頼性を向上させるた
め、絶縁膜29を構成することが望ましい。これによ
り、下地のCr等の液晶中への電極材料溶出をブロック
することができる。
である。図1(b)では透明膜で形成される共通電極配
線26bは、第2の層間絶縁膜25の上の層にのみ形成
されているが、図4(b)では透明膜で形成される共通
電極配線は、第2の層間絶縁膜25の上に形成される2
6bのほかに、第2の金属層と同じ層に形成される26
cもある。すなわち、図4(b)において、透明膜で形
成される画素電極27bが2個あり、その間に透明膜で
形成される共通電極配線26cも形成される。このよう
に、共通電極配線26は層間絶縁膜25を挟んで26
b、26cの二層から形成される。このように形成する
ことにより、印加電圧が同じならば共通電極配線26
b、26cと画素電極配線27bによって形成される電
気力線の間隔が狭くなり、電界が強くなる。従って、同
じ強さの電界を形成するために必要な共通電極配線と画
素電極に印加する電圧を小さくすることができる。
る共通電極配線26bを形成する最上層の透明膜(IT
O)の層(a)と、データ線24の形成されるている第
2の金属層と同じ層に形成される透明膜(ITO)、す
なわち画素電極層27b、第2の金属層で形成されるデ
ータ線24aに積層される透明膜24b、共通電極配線
26cから成る層(b)と、それ以外の層、すなわち走
査線28を形成する第1の金属層、データ線24を形成
する第2の金属層等の層(c)を分けて示した平面図で
ある。共通電極配線26bと26cはコンタクトホール
によって接続される。
領域分だけ、実効的な開口率は低下するものの、低電圧
で液晶駆動ができ、消費電力を抑えることができる。
の実施形態に係る液晶表示装置10のTFT素子部分、
単位画素部分を一つの図にまとめて示したものである。
それぞれの部分は、図1のA−A’線、B−B’線にお
ける断面図を示す。
不透明膜と透明膜の積層構造の場合であり、図7は共通
電極配線26、データ線が単層の場合である。すなわ
ち、共通電極配線26は透明膜26bのみ、データ線2
4は不透明膜24aのみの単層構造である。これらの効
果については後述するが、今後の説明は基本的には図6
に従って行う。図2は図6に対応する構成になってい
る。
び図1に示すように、第1の金属層で形成されている。
は、走査線28を介して供給される走査用信号により選
択された走査線28上で、かつ、データ線24を介して
供給されるデータ信号が書き込まれた画素において、共
通電極配線26と画素電極27との間で、第1及び第2
の透明絶縁性基板22、16に平行な電界を生じさせ、
この電界に従って液晶分子の配向方向を透明絶縁性基板
22、16と平行な平面内において回転させ、所定の表
示が行われる。図1において、透明膜で形成される共通
電極配線26bと画素電極27bに囲まれた縦長の領域
をコラムという。
ト電極36と重ねてクロム層からなる共通電極配線26
aを形成することにより、TFT30に第2の透明絶縁
性基板16側から入射する光を遮光することができる。
これによってTFTのさらなる信頼性向上を図る。ま
た、共通電極配線を密着した不透明膜26aと透明膜2
6bの積層構造にすることにより配線抵抗を下げ、共通
電極電位の安定化を図る。平面図上ゲート電極と重ねて
クロム層からなる共通電極配線26aを形成することに
より、開口部を最大にすることもできる。
28を覆う共通電極配線26についても同様のことが言
える。図11に、走査線28を覆う共通電極配線26を
密着したクロムの不透明膜26aとITOの透明膜26
bの積層構造にした実施例を示す。不透明膜26aの幅
は走査線28の幅以下にすることにより、不透明膜26
aが走査線28によって覆われるようにする。このよう
に構成することにより、開口部を最大にし、かつ共通電
極配線26の配線抵抗を下げ、データ信号の遅延防止を
図ることができる。
6の場合であるが、データ線24を覆う共通電極配線2
6でも同様な構成をとることができる。図11と同様な
効果に加えて、データ線24を覆う共通電極配線26の
場合、不透明膜から成る共通電極配線26aを遮光層と
して用いることにより、対向基板のブラックマトリクス
層の削減又は削除をすることができる。
6bを不透明膜26aより液晶層13側に配置し、かつ
透明膜26bで不透明膜26aを完全に覆うようにする
ことにより、不透明膜が液晶と反応して溶出することを
防止し、信頼性向上を図る。ITOは電気化学反応に対
して極めて安定している物質であるためである。ただ
し、ITOより電気化学反応に対し安定している物質で
不透明膜26aを形成する場合は、不透明膜26aを透
明膜26bより液晶層13側に配置し、かつ不透明膜2
6aで透明膜26bを完全に覆うようにすることが望ま
しい。
は、ゲート電極36と、ドレイン電極34と、ソース電
極35とを備えており、走査線28とデータ線24との
交点の近傍に各画素に対応して設けられている。ゲート
電極36は走査線28に、ドレイン電極34はデータ線
24に、ソース電極35は画素電極27bにそれぞれ電
気的に接続されている。
極35は、データ線と同じ第2の金属層で形成される不
透明膜35aと、画素電極27bと同じ層に同じITO
で形成される透明膜35bが密着した積層構造になって
いる。ドレイン電極34の透明膜34b及びソース電極
35の透明膜35bをデータ線24と同一の層に形成す
ることにより、TFT製造工程の増加を防止することが
できる。
34b、35bはそれよりチャネル長と平行方向の長さ
が長い不透明膜34a、35aによって覆われる。すな
わち、図6において、34a、35aは開口部端まで形
成されており、34b、35bは開口部端からそれぞれ
0.5〜1μm後退している。このように構成すること
により、薄膜トランジスタの特性に影響するチャネル長
は前記不透明膜により決まるため、透明膜のパターン精
度によって薄膜トランジスタの特性がばらつくことを防
止できる。また、不透明膜の上に密着して透明膜を形成
するとき、透明膜と不透明膜の幅が異なると、透明膜の
パターニング時のエッチングにおいて、不透明膜及び透
明膜が消失することがある。これをを防止し、歩留向上
を図るために、TFT30のチャネル側では透明膜34
b、35bのチャネル長と平行方向の長さを、不透明膜
34a、35a膜の対応する長さより0.5〜1μm短
く形成することが望ましい。
装置10のTFT素子部分では、TFT素子を覆う共通
電極配線26bが透明膜(ITO)の単層のみから成
り、ドレイン電極34、ソース電極35は第2の金属層
の単層のみから成っている。また、図7の単位素子部分
では、データ線24が透明膜の単層から成っている。そ
れ以外は図6と同じである。
FT素子部分、単位画素部分の製造方法について簡単に
説明する。
基板上に第1の金属層としてクロム層からなるゲート電
極36及び走査線28をフォトリソグラフィー及びドラ
イエッチングによりパターニングし、形成する。
覆って、透明絶縁性基板22上に酸化シリコン膜(Si
O2)と窒化シリコン膜(SiNx)との積層膜から成
る第1の層間絶縁膜23を全面に形成する。
33の積層膜から成る非晶質シリコン膜を第1の層間絶
縁膜23の上に一面に形成する。
ォトリソグラフィー及びドライエッチングにより薄膜ト
ランジスタの島状半導体層となるようにパターニングす
る。
面に堆積させ、このクロム層をフォトリソグラフィー及
びドライエッチングによりパターニングし、第2の金属
層でTFT30のドレイン電極34の不透明膜34a、
ソース電極35の不透明膜35a、データ線24の不透
明膜24aを形成する。
リソグラフィー及びドライエッチングによりパターニン
グし、ドレイン電極34の透明膜34b、ソース電極3
5の透明膜35b、データ線24の透明膜24b、画素
電極27の透明膜27bを形成する。
ャネルエッチを行う。ドレイン電極34とソース電極3
5との間の開口部において、非晶質シリコン膜の途中ま
で、n+型a−Si膜33及びa−Si膜32をドレイ
ン電極34及びソース電極35をマスクとしてエッチン
グし、TFT30のチャネルを形成する。
ら成る第2の層間絶縁膜25を全面に堆積させる。
6aを平面図上ゲート電極36と略同じ位置にフォトリ
ソグラフィー及びドライエッチングによりパターニング
し、形成する。このとき、クロム層から成る共通電極配
線26aはそれより面積の広いゲート電極36で覆われ
ることが望ましい。ゲート電極36で決まる開口部を共
通電極配線26aにより縮小することがないからであ
る。
リソグラフィー及びエッチングにより、単位画素の形成
領域内及びTFT素子の形成領域内に、それぞれITO
から成る共通電極配線26bを形成する。
線24b、クロム層から成る共通電極配線26aの製造
工程がないだけなので、説明は省略する。
の第2の実施形態に係る横電界方式のアクティブマトリ
クス型液晶表示装置100を示す。ラビングによって規
定された液晶配向方向(ラビング方向)と、画素電極2
7と共通電極配線26の間に印加される電界の向きとの
関係が、図9の画素電極27と共通電極配線26に囲ま
れた表示領域全体のすべての領域において、液晶配向方
向から時計回りに鋭角だけ回転させることで電界の方向
に重なるような関係となるように、各コラムのデータ線
と平行方向の上下の両端を形成する画素電極27及び共
通電極配線26の形状を、図9のように斜めのエッジを
もつように形成することができる。
への鋭角回転の向きが反時計回りとなる領域が存在する
と、この領域は、画素電極27と共通電極配線26との
間の電界印加により、目的とする液晶回転方向と逆方向
の回転をするドメインを画素端に発生させてしまう。逆
回転しているドメインがあり、正常回転しているドメイ
ンと逆回転しているドメインとの境界に生じるディスク
リネーションが長時間固定して発生すると、これに伴っ
て表示状態が変化し、初期と同じ状態が得られなくなる
ことがあり、信頼性が低下する。また、共通電極配線2
6及び画素電極27を透明膜で形成するため、ディスク
リネーションが目立ちやすい。
電極27の形状を斜めのエッジをもつように形成するこ
とにより、このような逆回転を防止することができる。
図9の共通電極配線26及び画素電極27に斜めのエッ
ジを持たせることにより液晶のツイスト方向を一方向に
固定する構造を逆回転防止構造と称する。
説明する。図10は、図3と同様に、共通電極配線26
bを形成する最上層の透明膜(ITO)の層(a)と、
データ線24の形成されるている第2の金属層と同じ層
に形成される透明膜(ITO)(b)と、それ以外の層
(c)を分けて示した平面図である。第2の金属層と同
じ層にITOで形成した画素電極27bと第2の層間絶
縁膜の上にITOで形成した共通電極配線26bの櫛歯
電極の両端にそれぞれ斜めのエッジ26e、27eを設
けることにより、液晶のツイスト方向を一方向に固定す
る逆回転防止構造を形成することができる。液晶分子の
分子軸の逆回転を防止することにより、ディスクリネー
ションの発生を防ぎ、本液晶表示装置100の透過率及
び信頼性を向上させることができる。
明のパネル周辺部構造を示す。図12に示すように、第
1の金属層41で形成される走査線28をパネル周辺部
において、コンタクトホール44を介して第2の金属層
42と接続している。ここで、第2の金属層42に密着
して透明膜43も形成されている。
属層41と第2の金属層42をコンタクトホール44を
介して接続することにより、データ線24のパターン後
に行う画素電極27bをパターン化する場合における電
池反応による電極消失を防ぐことができ、歩留向上を図
ることができる。
置によれば、発明が解決しようとする課題に記載した事
項及びそれに関連する事項を以下のように解決すること
ができる。 (1)開口率を低下させることなく縦方向のクロストー
クを防止したIPSモードの液晶表示装置を提供する。 (2)透明電極で形成される共通電極によってデータ線
を覆った上記IPSモードの液晶表示装置において、前
記共通電極の抵抗値を低減する。 (3)従来のIPSモードの液晶表示装置において、軽
減された漏れ電界によって発生する縦方向のクロストー
クが表示に表れないようにするために採用されていたブ
ラックマトリクス層等の遮光膜を削減又は削除し、さら
に開口率の向上を図る。 (4)上記IPSモードの液晶表示装置の透明電極を安
価に形成できる構成を提供する。 (5)上記IPSモードの液晶表示装置のデータ線と共
通電極配線との間の寄生容量を増やすことなく共通電極
配線でデータ線をほぼ完全に覆う構成を提供する。 (6)上記IPSモードの液晶表示装置において、デー
タ線をシールドするためのより信頼性の高い透明材料を
提供する。
実施例の平面図(a)と(a)のA−A’線における断
面図(b)である。
(a)と、第2の金属層と同じ層に透明膜で形成される
画素電極層(b)と、それ以外の層(c)に分けて示し
た平面図である。
第4変形例の平面図(a)と、(a)のA−A’線にお
ける断面図(b)である。
(b)と、それ以外の層(c)に分けて示した平面図で
ある。
配線の一部がITO/Crの積層配線である場合におけ
る図1(a)のA−A’線、B−B’線における断面図
である。
TOの単層配線である場合における図1(a)のA−
A’線、B−B’線における断面図である。
発生することを説明する説明図である。
平面図である。
膜(b)と、それ以外の層(c)に分けて示した平面図
である。
の共通電極配線と走査線の断面図である。
のパネル周辺部の断面図である。
の変形例を示す平面図(a)と、(a)のC−C’線に
おける断面図(b)である。
の変形例を示す平面図(a)と、(a)のC−C’線に
おける断面図(b)である。
の変形例を示す平面図(a)と、(a)のC−C’線に
おける断面図(b)である。
の変形例を示す平面図(a)と、(a)のC−C’線に
おける断面図(b)である。
Claims (20)
- 【請求項1】 横電界方式のアクティブマトリクス型液
晶表示装置において、データ線及び走査線はそれより幅
の広い透明な共通電極配線によって覆われることを特徴
とする横電界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装
置。 - 【請求項2】 前記共通電極配線は密着する透明膜と不
透明膜の二層から成り、少なくとも一部は透明膜単層か
ら成ることを特徴とする請求項1に記載の横電界方式の
アクティブマトリクス型液晶表示装置。 - 【請求項3】 透明膜と不透明膜の二層から成る前記共
通電極配線の最も液晶層に近い側は透明膜から成ること
を特徴とする請求項2に記載の横電界方式のアクティブ
マトリクス型液晶表示装置。 - 【請求項4】 前記不透明膜は前記透明膜によって完全
に覆われていることを特徴とする請求項3に記載の横電
界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置。 - 【請求項5】 前記不透明膜はそれより幅の広い前記走
査線によって覆われていることを特徴とする請求項2に
記載の横電界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装
置。 - 【請求項6】 前記走査線を覆う共通電極配線と前記デ
ータ線を覆う共通電極配線は互いに電気的に接続される
ことを特徴とする請求項1に記載の横電界方式のアクテ
ィブマトリクス型液晶表示装置。 - 【請求項7】 前記共通電極配線の一部を共通電極と
し、前記共通電極と画素電極との間に形成される電界に
よって液晶を駆動することを特徴とする請求項1乃至請
求項6の何れか一項に記載の横電界方式のアクティブマ
トリクス型液晶表示装置。 - 【請求項8】 前記画素電極は透明膜から成ることを特
徴とする請求項7に記載の横電界方式のアクティブマト
リクス型液晶表示装置。 - 【請求項9】 前記共通電極は層間絶縁膜を挟んで二層
から形成され、前記共通電極の何れか一層は前記画素電
極と同一層に形成されることを特徴とする請求項8に記
載の横電界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装
置。 - 【請求項10】 前記共通電極は前記画素電極と異なる
層に形成されることを特徴とする請求項1乃至請求項9
の何れか一項に記載の横電界方式のアクティブマトリク
ス型液晶表示装置。 - 【請求項11】 前記共通電極配線は前記画素電極より
液晶層に近い層に形成されることを特徴とする請求項1
0に記載の横電界方式のアクティブマトリクス型液晶表
示装置。 - 【請求項12】 前記共通電極配線は絶縁膜により被覆
されることを特徴とする請求項1乃至請求項11の何れ
か一項に記載の横電界方式のアクティブマトリクス型液
晶表示装置。 - 【請求項13】 前記共通電極と前記画素電極を層間絶
縁膜を介して重畳させることで、保持容量を形成するこ
とを特徴とする請求項1乃至請求項12の何れか一項に
記載の横電界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装
置。 - 【請求項14】 前記画素電極と前記走査線は層間絶縁
膜を介して重畳させることで、保持容量を形成すること
を特徴とする請求項1乃至請求項13の何れか一項に記
載の横電界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装
置。 - 【請求項15】 前記画素電極は前記データ線と同一層
上に層間絶縁膜を介さずに形成されることを特徴とする
請求項1乃至請求項14の何れか一項に記載の横電界方
式のアクティブマトリクス型液晶表示装置。 - 【請求項16】 前記データ線は不透明膜とそれに密着
し、それより幅の狭い透明膜の二層から成ることを特徴
とする請求項15に記載の横電界方式のアクティブマト
リクス型液晶表示装置。 - 【請求項17】 薄膜トランジスタのソース電極、ドレ
イン電極は不透明膜とその上に密着する透明膜の二層で
形成され、前記薄膜トランジスタのチャネル側では前記
透明膜はそれよりチャネル長と平行方向の長さが長い前
記不透明膜によって覆われることを特徴とする請求項1
6に記載の横電界方式のアクティブマトリクス型液晶表
示装置。 - 【請求項18】 前記第1の金属層と前記第2の金属層
は周辺部でコンタクトホールによって電気的に接続され
ることを特徴とする請求項1乃至請求項17の何れか一
項に記載の横電界方式のアクティブマトリクス型液晶表
示装置。 - 【請求項19】 走査線と平行方向に延在し、相対する
前記共通電極及び画素電極は液晶の初期配向角度に対し
て略垂直方向角度のエッジを有することを特徴とする請
求項1乃至18の何れか一項に記載の横電界方式のアク
ティブマトリクス型液晶表示装置。 - 【請求項20】 前記透明膜はITOであることを特徴
とする請求項1乃至請求項19の何れか一項に記載の横
電界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置。
Priority Applications (5)
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