JPH0954339A

JPH0954339A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JPH0954339A
Application number: JP7210391A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Nakabayashi; 謙一中林; Hiroshi Murakami; 浩村上; Hiroshi Yoshioka; 浩史吉岡; Keizo Morita; 敬三森田; Masashi Itokazu; 昌史糸数; Akira Yamamoto; 山本　　彰
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1995-08-18
Filing date: 1995-08-18
Publication date: 1997-02-25

Abstract

(57)【要約】【課題】液晶表示装置に関し、簡単な手段に依って、
ＴＦＴ基板上に在る配線を利用して遮光する液晶表示パ
ネルに於ける寄生容量の問題を解消し、輝度むらが起こ
らないようにしようとする。【解決手段】表示領域部分即ちデータ・バス・ライン
及びゲート・バス・ラインで囲まれ且つＴＦＴ領域を除
く部分と、信号線即ちデータ・バス・ライン１４Ａ、１
４Ｂ・・・・（或いは、ゲート・バス・ライン１２Ａ、
１２Ｂ・・・・など）と重なり合ったエッジ部分１６Ａ
とが信号線に起因する段差で電気的に分断状態にある画
素電極１６を備えるので、エッジ部分１６Ａと信号線と
の重なりに依って生成される寄生容量が画素容量と容量
結合するのは防止され、従って、信号線の電圧変化で輝
度むらが発生することはなくなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、アクティブ・マトリク
ス型、特に、薄膜トランジスタ（ｔｈｉｎｆｉｌｍｔ
ｒａｎｓｉｓｔｏｒ：ＴＦＴ）を用いたアクティブ・マ
トリクス型の液晶表示装置に関する。

【０００２】現在、液晶表示装置は、多くの電子機器に
於ける表示に用いられているが、携帯用の電子機器で
は、電池を用いるなど、電源に限りがあるものが多いの
で、液晶表示装置も低消費電力化することが必要であ
る。

【０００３】その為、ＴＦＴアクティブ・マトリクス型
液晶表示装置に於いて、バック・ライトの光利用効率を
高めることも一手段であって、それには、液晶表示パネ
ルに於ける画素開口率を向上させなければならず、本発
明は、その要求に応えることができる。

【０００４】

【従来の技術】例えば、液晶プロジェクタに使われる液
晶表示パネルの大きさは、通常、〜３型（３〔インチ〕
型）程度と小さいにも拘わらず、解像度はＯＡ端末に使
われている〜１０型（１０〔インチ〕型）と同等である
ことが要求されている。

【０００５】前記要求に応えることができる液晶表示パ
ネルでは、１画素のピッチは必然的に小さくなってしま
い、ＯＡ端末に於ける液晶表示パネルの画素ピッチより
も小さな画素ピッチでＯＡ端末と同程度の画素開口率を
実現することは難しい。

【０００６】そこで、一般に、対向基板上に設けられて
いた遮光膜に代えて、ＴＦＴ基板上に在る配線を利用し
て遮光する改良が提案されている。その理由は、上下基
板を貼り合わせる際の精度に比較し、ＴＦＴ基板上に於
ける位置合わせ精度の方が遙に高く、従って、合わせ余
裕を大きく採る必要がないことに依る。

【０００７】図８は従来の技術を説明する為の前記改良
された液晶表示パネルを表す要部切断側面図である。

【０００８】図に於いて、１はガラスなどの絶縁性透明
基板、２は第一の絶縁膜、３Ａ及び３Ｂはデータ・バス
・ライン、４は第二の絶縁膜、５は画素電極、５Ａは画
素電極５とデータ・バス・ライン３Ａや３Ｂとの重なり
部分をそれぞれ示している。

【０００９】因みに、図示の改良液晶表示パネル以前の
液晶表示パネルでは、画素電極５とデータ・バス・ライ
ン３Ａや３Ｂとの間に間隙が存在し、そこを透過する光
を遮断する為、対向基板側に遮光膜パターンを形成し、
前記間隙と前記遮光膜との位置合わせを行っていたもの
である。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】前記ＴＦＴ基板上に在
る配線を利用して遮光する液晶表示パネルに於いては、
光利用効率が大きく向上し、その面では大変優れた効果
をもたらす手段なのであるが、図に記号５Ａで指示して
ある重なり部分に於いては、画素電極５のエッジとデー
タ・バス・ライン３Ａ或いは３Ｂとが第二の絶縁膜４を
介して重なっている。

【００１１】前記した構成になっていることから、重な
り部分５Ａに於いては、画素容量、即ち、１画素分の液
晶容量と同程度の寄生容量を生じてしまい、この寄生容
量は画素容量と容量結合し、その結果、信号線、即ち、
データ・バス・ライン３Ａや３Ｂが電圧変化する際に画
素電位の変動を発生させ、それが輝度むらの原因になる
旨の問題を生じている。

【００１２】本発明は、簡単な手段に依って、ＴＦＴ基
板上に在る配線を利用して遮光する液晶表示パネルに於
ける寄生容量の問題を解消し、輝度むらが起こらないよ
うにしようとする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明では、ＴＦＴ基板
上に在る配線を利用して遮光する液晶表示パネルに於い
て、画素電極と信号線とが絶縁膜（＝誘電体膜）を介し
て重なっても、容量として働かない構造にすることが基
本になっている。

【００１４】図１は本発明の原理を解説する為の液晶表
示パネルを表す要部平面図であり、また、図２は図１に
見られる線Ｘ−Ｘに沿った要部切断側面図である。

【００１５】図１に於いて、１２Ａは図示の画素に対応
するゲート・バス・ライン、１２Ｂは隣接する画素に対
応するゲート・バス・ライン、１２Ｇはゲート電極、１
４Ａは図示の画素に対応するデータ・バス・ライン、１
４Ｂは隣接する画素に対応するデータ・バス・ライン、
１４Ｄはドレイン電極、１４Ｓはソース電極、１６は画
素電極、１６Ａは画素電極１６がデータ・バス・ライン
１４Ａや１４Ｂと重なり合ったエッジ部分をそれぞれ示
している。

【００１６】図２に於いて、１１は絶縁性透明基板、１
３は第一の絶縁膜、１５は第二の絶縁膜をそれぞれ示し
ている。

【００１７】図から明らかなように、データ・バス・ラ
イン１４Ａ、１４Ｂ・・・・は、逆テーパをもつように
加工されていることから、その上を覆う第二の絶縁膜１
５及び画素電極１６には、その逆テーパに倣った逆テー
パが生成され、しかも、画素電極１６には、逆テーパに
起因し、図に矢印で指示してあるように電気的に段切れ
を生ずる。

【００１８】前記したような構成になる理由は、画素電
極１６の膜厚が第二の絶縁膜１５の膜厚に比較して薄く
なっているので、第二の絶縁膜１５が段切れする前に画
素電極１６の方が電気的に段切れすることに依る。

【００１９】従って、画素電極１６に於けるエッジ部分
１６Ａは、画素電極１６の本体部分と電気的に分断状態
となり、データ・バス・ライン１４Ａ、１４Ｂ・・・・
と画素電極１６間の寄生容量及び画素容量の容量結合は
発生しない。

【００２０】図２に矢印で指示した段切れは、機械的に
完全に分断された状態でなくても、半ば切れた状態、或
いは、極めて薄くなった状態であれば、電気的には実質
的に切れた状態になるので、目的を達成することができ
る。

【００２１】前記したように、画素電極１６のエッジ部
分１６Ａを重ね、遮光膜を兼ねさせる信号線としては、
データ・バス・ライン１４Ａ、１４Ｂ・・・・に限られ
ず、例えば、ゲート・バス・ライン１２Ａ、１２Ｂ・・
・・、或いは、それ等の両方であっても良い。

【００２２】画素電極１６とエッジ部分１６Ａとの間に
段切れを発生させる為には、データ・バス・ラインやゲ
ート・バス・ラインなどの信号線に於ける横断面形状を
逆テーパにするのみでなく、生成される段差が大であれ
ば目的を達成することができる。然しながら、段差を余
り大きくしたのでは、後の例えば露光工程で精度上の問
題を生ずるなどの問題もあるので、この手段を採るには
限界がある。

【００２３】前記したところから、本発明に依る液晶表
示装置に於いては、（１）表示領域部分（例えばデータ
・バス・ラインとゲート・バス・ラインとで囲まれ且つ
ＴＦＴが存在する領域を除いた部分）と信号線（例えば
データ・バス・ライン１４Ａ、１４Ｂ・・・・、或い
は、ゲート・バス・ライン１２Ａ、１２Ｂ・・・・な
ど）と重なり合ったエッジ部分（例えばエッジ部分１６
Ａ）とが信号線に起因する段差に依って電気的に分断状
態とされてなる画素電極（例えば画素電極１６）を備え
てなることを特徴とするか、又は、

【００２４】（２）前記（１）に於いて、画素電極に於
けるエッジ部分が重なり合う信号線の横断面が逆テーパ
に形成されてなることを特徴とするか、又は、

【００２５】（３）前記（１）に於いて、信号線が画素
電極に於ける表示領域部分と信号線と重なり合うエッジ
部分とが段差に起因して電気的に分断状態とされる程度
の厚さをもつことを特徴とするか、又は、

【００２６】（４）前記（１）或いは（２）或いは
（３）に於いて、信号線がデータ・バス・ライン或いは
ゲート・バス・ラインの少なくとも何れか一方であるこ
とを特徴とするか、又は、

【００２７】（５）表示領域部分と信号線と重なり合っ
たエッジ部分とが信号線及び信号線の下側に絶縁膜を介
して在る配線（例えば配線２１）に起因した段差に依っ
て電気的に分断状態とされてなる画素電極を備えてなる
ことを特徴とする。

【００２８】

【作用】前記手段を採ることに依り、ＴＦＴ基板上に在
る配線を利用して遮光する構成を採ることで光利用効率
を向上した液晶表示パネルに於いて、信号線と画素電極
との間に発生する寄生容量が画素容量と容量結合する問
題は解消され、従って、信号線に加わる電圧の変動に起
因する輝度むら生ずることはなくなり、低消費電力で高
品質の画像を表示できる液晶表示装置を実現することが
でき、また、その液晶表示パネルに於ける寄生容量と画
素容量とを電気的に分断する構成を得るには、単に信号
線の横断面形状が逆テーパになるように形成するか、或
いは、テーパの如何に拘わらず、信号線、又は、信号線
と下地に起因する段差が大きくなるようにするのみで良
いから、その実施は極めて容易である。

【００２９】

【実施例】図１及び図２について説明した液晶表示パネ
ルを製造する場合について説明する。尚、ここでは、ゲ
ート・バス・ライン１２Ａや１２Ｂ、ゲート電極１２
Ｇ、例えばＳｉＮからなる第一の絶縁膜（ゲート絶縁膜
に相当）１３、ａ−Ｓｉ（アモルファス・シリコン）か
らなる活性層（図示せず）、ＳｉＮからなるチャネル保
護層（図示せず）等が既に形成され、現在、データ・バ
ス・ラインなどを形成する段階にあるものとし、そし
て、以下に説明する工程は、本発明に関連する主要部
分、即ち、図と関連する部分のみについて説明する。

【００３０】（１）スパッタリング法を適用すること
に依り、厚さ例えば５００〔ｎｍ〕のＡｌ膜を形成す
る。尚、このＡｌ膜は、他の金属、例えばＴｉ膜などに
代替することができる。

【００３１】（２）リソグラフィ技術に於けるレジス
ト・プロセス、及び、エッチャントをＨ₃ＰＯ₃＋ＨＮ
Ｏ₃などの混合液とするウエット・エッチング法を適用
することに依り、前記工程（１）で形成したＡｌ膜のエ
ッチングを行い、データ・バス・ライン１４Ａ、１４Ｂ
・・・・、ドレイン電極１４Ｄ、ソース電極１４Ｓを形
成する。

【００３２】この工程で形成されたデータ・バス・ライ
ン１４Ａ、１４Ｂ・・・・、ドレイン電極１４Ｄ、ソー
ス電極１４Ｓの横断面形状は図示されているように逆テ
ーパになる。

【００３３】（３）プラズマ化学気相堆積（ｐｌａｓ
ｍａｃｈｅｍｉｃａｌｖａｐｏｕｒｄｅｐｏｓｉ
ｔｉｏｎ：Ｐ−ＣＶＤ）法を適用することに依り、厚さ
例えば４００〔ｎｍ〕のＳｉＮからなる第二の絶縁膜１
５を形成する。

【００３４】第二の絶縁膜１５は、データ・バス・ライ
ン１４Ａ、１４Ｂ・・・・などに於ける逆テーパの横断
面形状が転写された形状になるが、発明の原理に於いて
説明した理由に依って、段差部分で分断されるようなこ
とにはならない。

【００３５】（４）スパッタリング法を適用すること
に依り、厚さ例えば１００〔ｎｍ〕のＩＴＯ（ｉｎｄｉ
ｕｍｔｉｎｏｘｉｄｅ）膜を形成する。

【００３６】ここで形成したＩＴＯ膜は、第二の絶縁膜
１５、従って、データ・バス・ライン１４Ａ、１４Ｂ・
・・・などの横断面形状が転写され、発明の原理に於い
て説明した理由に依って、段差部分近傍では、分断され
た形状、或いは、分断に近い形状となる。

【００３７】（５）リソグラフィ技術に於けるレジス
ト・プロセス、及び、エッチャントを（ＨＣｌ＋ＨＮＯ
₃）混合液、或いは、（ＨＣｌ＋ＦｅＣｌ₂）混合液と
するウエット・エッチング法を適用することに依り、Ｉ
ＴＯ膜のエッチングを行って画素電極１６を形成する。

【００３８】前記のようにして得られる液晶表示パネル
の画素電極１６に於けるデータ・バス・ライン１４Ａ、
１４Ｂ・・・・などと重なり合うエッジ部分１６Ａが寄
生容量として作用することがないのは勿論であり、従っ
て、容量結合に依るデータ・バス・ライン１４Ａ、１４
Ｂ・・・・などの電圧変化の影響は低減され、輝度むら
は回避される。

【００３９】図３は本発明に於ける他の実施例を説明す
る為の液晶表示パネルを表す要部切断側面図であり、図
１及び図２に於いて用いた記号と同記号は同部分を表す
か或いは同じ意味を持つものとする。

【００４０】本実施例が図１並びに図２について説明し
た液晶表示パネルと相違するところは、データ・バス・
ラインが形成される位置の下方に別の配線２１を形成し
てある点であり、このようにすると、画素電極１６を形
成する際の下地段差が大きくなり、段切れが容易に発生
するようにしたものである。

【００４１】本実施例に於ける配線２１は、ゲート・バ
ス・ライン１２Ａ、１２Ｂ・・・・やゲート電極１２Ｇ
などを形成する為のプロセスを利用すれば、工程を増加
させることなく実現できる。

【００４２】図４は本発明に於ける他の実施例を説明す
る為の液晶表示パネルを表す要部平面図であり、また、
図５は図４に見られる線Ｙ−Ｙに沿った要部切断側面図
であり、図１乃至図３に於いて用いた記号と同記号は同
部分を表すか或いは同じ意味を持つものとする。

【００４３】本実施例が図１及び図２、図３について説
明した液晶表示パネルと相違するところは、画素電極１
６と重なる下地の信号線がデータ・バス・ラインでな
く、ゲート・バス・ライン１２Ａ、１２Ｂ・・・・であ
る点である。

【００４４】従って、図４に於いては、画素電極１６の
エッジ部分１６Ａはゲート・バス・ライン１２Ａと１２
Ｂの上に在る。

【００４５】図６は本発明に於ける他の実施例を説明す
る為の液晶表示パネルを表す要部平面図であり、また、
図７は図６に見られる線Ｙ−Ｙに沿った要部切断側面図
であり、図１乃至図５に於いて用いた記号と同記号は同
部分を表すか或いは同じ意味を持つものとする。

【００４６】本実施例が図１及び図２、図３、図４及び
図５について説明した液晶表示パネルと相違するところ
は、表示領域内に他のパターンが存在する点である。即
ち、図示例では、表示領域内に補助容量バス・ライン３
１が存在している。

【００４７】この場合、表示領域内で画素電極１６が分
断されてはならないから、補助容量バス・ライン３１
は、逆テーパをもたないように、或いは、高くしないよ
うに形成することが必要である。従って、若し、補助容
量バス・ライン３１をゲート・バス・ライン１２Ａ、１
２Ｂ・・・・やゲート電極１２Ｇなどと同じ層を利用し
て形成するのであれば、エッチング工程は別にしなけれ
ばならない。

【００４８】本発明では、前記実施例に限られることな
く、他に多くの改変を実現することが可能である。

【００４９】例えば、前記各実施例では、画素電極１６
のエッジ部分１６Ａが重なりをもつのは、データ・バス
・ライン１４Ａ、１４Ｂ・・・・か、又は、ゲート・バ
ス・ライン１２Ａ、１２Ｂ・・・・の何れかとしたが、
これは、両方に重なる構成にしても良く、そのようにす
れば、光利用効率は最大になる。

【００５０】

【発明の効果】本発明に依る液晶表示装置に於いては、
例えばデータ・バス・ラインとゲート・バス・ラインと
で囲まれ且つＴＦＴが存在する領域を除いた表示領域部
分と例えばデータ・バス・ライン、或いは、ゲート・バ
ス・ラインなどの信号線と重なり合ったエッジ部分とが
信号線に起因する段差に依って電気的に分断状態とされ
てなる画素電極を備える。

【００５１】前記構成を採ることに依り、ＴＦＴ基板上
に在る配線を利用して遮光する構成を採ることで光利用
効率を向上した液晶表示パネルに於いて、信号線と画素
電極との間に発生する寄生容量が画素容量と容量結合す
る問題は解消され、従って、信号線に加わる電圧の変動
に起因する輝度むらが生ずることはなくなり、低消費電
力で高品質の画像を表示できる液晶表示装置を実現する
ことができ、また、その液晶表示パネルに於ける寄生容
量と画素容量とを電気的に分断する構成を得るには、単
に信号線の横断面形状が逆テーパになるように形成する
か、或いは、テーパの如何に拘わらず、信号線、或い
は、信号線及び下地に起因する段差が大きくなるように
するのみで良いから、その実施は極めて容易である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理を解説する為の液晶表示パネルを
表す要部平面図である。

【図２】図１に見られる線Ｘ−Ｘに沿った要部切断側面
図である。

【図３】本発明に於ける他の実施例を説明する為の液晶
表示パネルを表す要部切断側面図である。

【図４】本発明に於ける他の実施例を説明する為の液晶
表示パネルを表す要部平面図である。

【図５】図４に見られる線Ｙ−Ｙに沿った要部切断側面
図である。

【図６】本発明に於ける他の実施例を説明する為の液晶
表示パネルを表す要部平面図である。

【図７】図６に見られる線Ｙ−Ｙに沿った要部切断側面
図である。

【図８】従来の技術を説明する為の前記改良された液晶
表示パネルを表す要部切断側面図である。

【符号の説明】

１１絶縁性透明基板１２Ａ図示の画素に対応するゲート・バス・ライン１２Ｂ隣接する画素に対応するゲート・バス・ライン１２Ｇゲート電極１３第一の絶縁膜１４Ａ図示の画素に対応するデータ・バス・ライン１４Ｂ隣接する画素に対応するデータ・バス・ライン１４Ｄドレイン電極１４Ｓソース電極１５第二の絶縁膜１６画素電極１６Ａ画素電極１６がデータ・バス・ライン１４Ａや
１４Ｂと重なり合ったエッジ部分

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者吉岡浩史神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地富士通株式会社内 (72)発明者森田敬三神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地富士通株式会社内 (72)発明者糸数昌史神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地富士通株式会社内 (72)発明者山本彰神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地富士通株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】表示領域部分と信号線と重なり合ったエッ
ジ部分とが信号線に起因する段差に依って電気的に分断
状態とされてなる画素電極を備えてなることを特徴とす
る液晶表示装置。
【請求項２】画素電極に於けるエッジ部分が重なり合う
信号線の横断面が逆テーパに形成されてなることを特徴
とする請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項３】信号線が画素電極に於ける表示領域部分と
信号線と重なり合うエッジ部分とが段差に起因して電気
的に分断状態とされる程度の厚さをもつことを特徴とす
る請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項４】信号線がデータ・バス・ライン或いはゲー
ト・バス・ラインの少なくとも何れか一方であることを
特徴とする請求項１或いは２或いは３記載の液晶表示装
置。
【請求項５】表示領域部分と信号線と重なり合ったエッ
ジ部分とが信号線及び信号線の下側に絶縁膜を介して在
る配線に起因した段差に依って電気的に分断状態とされ
てなる画素電極を備えてなることを特徴とする液晶表示
装置。