CN109154750B - 液晶显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供能易于进行用于修正缺陷像素的激光修复的液晶显示装置、及/或可抑制接触不良及短路的发生的液晶显示装置。本发明的液晶显示装置是依次包括第一基板、液晶层、及第二基板的液晶显示装置,上述第一基板具有绝缘基板、扫描线、数据线、夹在上述扫描线及上述数据线之间的第一绝缘膜、设于上述扫描线或上述数据线的延伸方向上的共用布线、隔着上述第一绝缘膜而与上述共用布线对向的对置电极、与上述扫描线及上述数据线连接的开关元件、第二绝缘膜、与上述开关元件及上述对置电极连接的像素电极、第三绝缘膜、及设有开口部的共用电极,朝向上述液晶层侧依次配置上述开关元件、上述第二绝缘膜、上述像素电极、上述第三绝缘膜及上述共用电极。
Description
技术领域
本发明涉及液晶显示装置。更详细而言,涉及具有基板的液晶显示装置,该基板夹着绝缘膜而在多个层中具有电极。
背景技术
液晶显示装置是具备液晶显示面板,且通过控制具有双折射性的液晶分子的取向来控制光的透射/遮断(显示的接通/断开)的设备。液晶显示装置的显示(液晶取向)模式可举出:使具有正介电常数各向异性的液晶分子在自基板法线方向观看时扭转90°的状态取向的TN(Twisted Nematic,扭曲向列)模式、使具有负介电各向异性的液晶分子相对于基板面而垂直取向的垂直取向(VA:Vertical Alignment)模式等。而且,自容易获得宽视角特性等理由考虑,使具有正或负介电各向异性的液晶分子相对于基板面而水平取向,对液晶层施加横向电场的平面转换(IPS:In-Plane Switching)模式及边缘场切换(FFS:FringeField Switching)模式等备受关注。
作为液晶显示装置的驱动方式,每个像素中都配置薄膜晶体管(TFT:Thin FilmTransistor)等有源元件,实现高画质的有源矩阵型驱动方式正在普及。作为具有TFT的液晶显示装置,可举出具备有源矩阵基板的液晶显示装置,该有源矩阵基板相互交叉地形成多个扫描信号和多个数据信号线,且在这些交叉点的每一个中都设有TFT和像素电极。在一般的液晶显示装置中成为如下的结构:进一步在有源矩阵基板或对向基板上设置共用电极,通过像素电极和对置电极这一对电极对液晶层内施加电压。
作为液晶显示装置所具备的有源矩阵基板的一例,可举出具备玻璃基板,形成在玻璃基板上的扫描信号线、数据信号线、TFT等导电构件,透明电极和像素电极的构成(例如专利文献1~5)。
在专利文献1的第五实施方式中揭示了如下结构:在具有与FFS模式对应的构成的液晶显示面板中,经由设在绝缘膜上的接触孔而和像素电极连接的漏极引出布线与供给同共用电极相同的共用电位的辅助电容布线重叠。在专利文献1的液晶显示面板中,例如在由于一部分布线或电极彼此漏电而造成应该成为黑色显示的部分成为亮点的情况下,通过对漏极引出布线与辅助电容布线重叠的重叠部照射激光进行激光熔化,可将像素电极与共用电极设为相同的电位而缺陷像素成为黑点,从而缺陷变得不明显。
在专利文献2中揭示了如下技术:在FFS模式的液晶显示面板中,在与数据信号线重叠的电极的一部分上设置贯穿孔(通孔),确保与其重叠的位置作为激光修复用位置,由此使得进行了激光照射的部位不会再次产生缺陷。
在专利文献3及4中揭示了横向电场方式的液晶显示装置用阵列基板,其通过四掩模工序而制作,具有在数据布线的两侧露出半导体层的结构。揭示了如下的技术:在该阵列基板中,在半导体层的下部构成遮断光的第一遮断图案,在数据布线的上部构成与数据布线接触且遮断由于半导体层所造成的影响的第二遮断图案,由此可制作并不产生波形噪声的高画质的液晶显示装置。
在专利文献5中揭示了一种液晶显示面板,其是在具有阵列基板(该阵列基板形成有扫描线、信号线、层间树脂膜、下电极、电极间绝缘膜、及形成了狭缝状开口的上电极)的液晶显示面板中,横跨显示区域的整个面而形成上电极,且在显示区域的周边部与共用引绕布线电连接而作为共用电极起作用,在显示区域中,与扫描线平行地形成共用线,上电极经由接触孔与共用线电连接,因此使横跨显示区域的所有子像素而形成的共用电极的电阻变小。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开第2013/021926号
专利文献2:国际公开第2013/031823号
专利文献3:日本专利特开2011-164658号公报
专利文献4:日本专利特开2011-203748号公报
专利文献5:日本专利特开2011-53443号公报
发明内容
本发明所要解决的技术问题
本发明者等人关于将如上所述的有源矩阵基板应用于FFS模式的液晶显示装置中,在将有源矩阵基板与对向基板贴合,在这些基板间注入液晶后的检查工序、或在有源矩阵基板及对向基板的任一个基板上滴下液晶,将这些基板贴合后的检查工序中修正所发现的缺陷的技术进行了各种研究。此处,所谓具体的缺陷例如可举出如下现象:由于一部分布线或电极彼此漏电,造成应黑色显示的部分的显示单元成为亮点。在产生此种缺陷的情况下,需要进行将产生亮点的像素成为黑点的修正。
图17是第一比较方式的液晶显示装置的有源矩阵基板的俯视示意图。图18是第一比较方式的液晶显示装置的有源矩阵基板的截面示意图。图18表示沿图17中所示的v-w线的截面。
第一比较方式的液晶显示装置是常黑FFS模式的液晶显示装置,第一基板10在绝缘基板11上自绝缘基板11侧起依次具备扫描线12、第一绝缘膜31、数据线13、TFT18、第二绝缘膜32、像素电极16、第三绝缘膜33及共用电极15,在共用电极15上设有狭缝状的开口部15a。TFT18具有栅电极18a、源电极18b、漏电极18c及半导体层18f。像素电极16和漏电极18c经由接触孔51而连接。共用电极15及像素电极16的材料多使用氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、氧化锌(ZnO)、氧化锡(SnO)等透明导电材料、或它们的合金。
在第一比较方式的液晶显示装置中,由于扫描线12与数据线13的短路、或源电极18b(或数据线13)与漏电极18c的短路等而在像素部产生缺陷的情况下,可通过使像素电极16自TFT 18分离,且使像素电极16与共用电极15短路而使像素缺陷变成黑点,从而使像素缺陷变得不明显。
然而,像素电极16及共用电极15中所使用的透明导电材料及它们的合金基本上不与激光产生干涉。因此,在使用不透明金属的情况下,难以进行如下操作:吸收激光能量而熔融,破坏像素电极16与共用电极15之间的第三绝缘膜33而将像素电极16和共用电极15连接。
图19是专利文献1的第五实施方式的液晶显示面板的有源矩阵基板的俯视示意图。图20是专利文献1的第五实施方式的液晶显示面板的截面示意图。图20表示沿图19中所示的x-y线的截面。
专利文献1的第五实施方式的液晶显示面板是FFS模式的液晶显示面板,依次具备有源矩阵基板110、液晶层140、及对向基板120,有源矩阵基板110自玻璃基板111朝向液晶层140侧依次具备玻璃基板111、辅助电容布线114、第一绝缘膜131、漏极引出布线119、第二绝缘膜132、共用电极115、第三绝缘膜133、像素电极116及取向膜134,且构成为像素电极116配置于比共用电极115靠液晶层140侧。在像素电极116设置有狭缝116a。另外,专利文献1的第五实施方式所涉及的液晶显示面板具备栅极总线112及源极总线113,在栅极总线112及源极总线113的交点附近具备TFT118。TFT118具有栅电极118a、源电极118b、漏电极118c及半导体层118f。对向基板120具备玻璃基板121、和玻璃基板121上的取向膜122。
像素电极116和漏极引出布线119由接触部153连接,在产生了像素缺陷时,对激光照射部161照射激光,从而能够使由钛等金属构成的辅助电容布线114及漏极引出布线119短路而使缺陷像素黑点化。
然而,在专利文献1的第五实施方式所涉及的液晶显示面板中,激光照射部161与接触部153位于相同位置,因此作为接触部153被限定所需要的电极形状,有源矩阵基板110的各构成的布局的自由度降低,从而有时开口率降低。例如,在膜厚为3μm左右的有机膜形成接触孔的情况下,作为接触部153,需要8μm四方的形状和与其对应的漏极引出布线119的形状。
另外,对于专利文献1的第五实施方式所涉及的液晶显示面板而言,接触部153从TFT118离开,因此在漏极引出布线119断线的情况下容易产生像素缺陷。
另外,对于专利文献1的第五实施方式所涉及的液晶显示面板而言,为了将像素电极116与漏极引出布线119连接而需要将较多的接触孔形成于绝缘膜,从而容易产生接触不良。另外,在接触部153中,需要也将共用电极115除去,但若产生共用电极115的膜残留,则有时产生像素电极116与共用电极115短路的短路不良。
本发明是鉴于上述现状而完成的,目的之一在于提供能够容易地进行用于修正缺陷像素的激光修复的液晶显示装置,目的之二在于提供能够抑制接触不良及短路的产生的液晶显示装置。
解决问题的手段
本发明者们对抑制接触不良及短路的产生的方法、和容易使缺陷像素黑点化的方法进行了各种研究。于是发现了:通过经由绝缘膜而在像素电极的上层设置共用电极,从而能够减少配置于像素电极及开关元件之间的绝缘膜的数量,能够减少形成有接触孔的绝缘膜的数量,并且能够在接触孔形成部中不除去共用电极而将像素电极连接于开关元件。另外,同开关元件及像素电极连接的对置电极、与共用布线隔着绝缘膜而对向,从而能够将上述布线及电极设置为可由除透明导电材料及它们的合金以外的材料构成的激光修复用的电极。由此,想出令人满意地解决上述课题,得到本发明。
即,本发明的一方式是依次具备第一基板、液晶层以及第二基板的液晶显示装置,该液晶显示装置也可以:上述第一基板具备绝缘基板、扫描线、数据线、夹设于上述扫描线及上述数据线之间的第一绝缘膜、设置于上述扫描线或上述数据线的延伸方向上的共用布线、隔着上述第一绝缘膜而与上述共用布线对向的对置电极、与上述扫描线及上述数据线连接的开关元件、第二绝缘膜、与上述开关元件及上述对置电极连接的像素电极、第三绝缘膜、以及设置有开口部的共用电极,朝向上述液晶层侧依次配置有上述开关元件、上述第二绝缘膜、上述像素电极、上述第三绝缘膜及上述共用电极。
也可以上述开关元件是薄膜晶体管,上述像素电极经由不是设置在上述对置电极上而是设置在上述薄膜晶体管的漏电极上的接触孔而与上述漏电极连接。
也可以上述开关元件是薄膜晶体管,上述像素电极经由在上述薄膜晶体管的漏电极上设置于上述第二绝缘膜的接触孔而与上述漏电极连接,设置于上述第二绝缘膜的上述接触孔配置于比上述对置电极更接近上述薄膜晶体管的位置。
也可以上述接触孔从上述漏电极伸出地设置。
也可以上述第二绝缘膜以包括无机膜、和层叠在上述无机膜上的有机膜而构成。
也可以上述漏电极包括含有除铝以外的金属的下层、和层叠在上述下层上且含有铝的上层而构成,上述像素电极与上述漏电极的上述下层接触。
也可以在上述接触孔内,上述漏电极的上述上层配置于从上述第二绝缘膜的端部向上述第二绝缘膜的内侧后退的位置。
也可以上述第一基板在与上述接触孔对应的区域还具备层叠在上述第一绝缘膜上的半导体层。
也可以上述共用电极配置在上述对置电极上。
也可以上述开关元件是薄膜晶体管,上述对置电极设置于与上述薄膜晶体管的漏电极相同的层,上述对置电极经由设置于与上述对置电极及上述漏电极相同的层的漏极引出布线,与上述漏电极连接。
也可以上述像素电极经由在上述对置电极上设置于上述第二绝缘膜的第二接触孔而与上述对置电极连接。
也可以上述对置电极具有伸出部分,该伸出部分在与上述共用布线正交的方向上从上述共用布线伸出,上述伸出部分包括在与上述共用布线正交的方向上存在上述第二接触孔的第一区域、和在与上述共用布线正交的方向上不存在上述第二接触孔的第二区域,与上述共用布线正交的方向上的上述第一区域的宽度小于与上述共用布线正交的方向上的上述第二区域的宽度。
也可以上述开关元件是薄膜晶体管,上述对置电极设置于与上述薄膜晶体管的漏电极相同的层,并且与该漏电极分离配置。
也可以上述共用布线经由至少设置于上述第二绝缘膜及上述第三绝缘膜的接触孔而与上述共用电极连接。
也可以至少设置于上述第二绝缘膜及上述第三绝缘膜的上述接触孔未配置于所有像素。
也可以上述开关元件是薄膜晶体管,上述像素电极经由设置于上述第二绝缘膜的接触孔而与上述薄膜晶体管电连接,在与设置于上述第二绝缘膜的上述接触孔对应的位置未设置上述共用电极。
发明效果
根据本发明的液晶显示装置,能够容易地进行用于修正缺陷像素的激光修复。
另外,根据本发明的液晶显示装置,能够抑制接触不良及短路的产生。
附图说明
图1-1是表示第一实施方式所涉及的液晶显示装置的一像素的俯视示意图。
图1-2是对第一实施方式所涉及的液晶显示装置的共用电极部分进行了强调的图。
图1-3是对第一实施方式所涉及的液晶显示装置的像素电极部分进行了强调的图。
图1-4是对第一实施方式所涉及的液晶显示装置的黑色矩阵部分进行了强调的图。
图2是第一实施方式所涉及的液晶显示装置的截面示意图。
图3是第一实施方式所涉及的液晶显示装置的TFT及接触孔部的截面示意图。
图4是第一实施方式所涉及的液晶显示装置的俯视示意图,且示出一像素的一部分。
图5是第一实施方式所涉及的液晶显示装置的俯视示意图,且是将图4的AA所示出的部分放大的图。
图6-1是第一实施方式所涉及的液晶显示装置的俯视示意图,且是将图4的BB所示出的部分放大的图的一例。
图6-2是第一实施方式所涉及的液晶显示装置的俯视示意图,且是将图4的BB所示出的部分放大的图的一例。
图7是第一实施方式所涉及的液晶显示装置的第一基板的共用布线及对置电极的重叠部的截面示意图。
图8是表示第一实施方式所涉及的液晶显示装置的共用布线的开口部的形状的例子的俯视示意图。
图9是表示第一实施方式所涉及的液晶显示装置的共用布线的开口部的形状的其他例子的俯视示意图。
图10是第二实施方式所涉及的液晶显示装置的俯视示意图。
图11是第二实施方式所涉及的液晶显示装置的俯视示意图,且示出TFT及接触孔部。
图12是第二实施方式所涉及的液晶显示装置的第一基板的截面示意图。
图13是第二实施方式的变形例1所涉及的液晶显示装置的俯视示意图。
图14是第二实施方式的变形例2所涉及的液晶显示装置的俯视示意图。
图15是第三实施方式所涉及的液晶显示装置的俯视示意图。
图16是第三实施方式所涉及的液晶显示装置的第一基板的截面示意图。
图17是第一比较方式所涉及的液晶显示装置的有源矩阵基板的俯视示意图。
图18是第一比较方式所涉及的液晶显示装置的有源矩阵基板的截面示意图。
图19是专利文献1的第五实施方式所涉及的液晶显示面板的有源矩阵基板的俯视示意图。
图20是专利文献1的第五实施方式所涉及的液晶显示面板的截面示意图。
具体实施方式
以下,对本发明的实施方式进行说明。本发明不限定于以下的实施方式,在满足本发明的构成的范围内,能够适当地进行设计变更。
此处,在以下的说明中,对相同部分或具有同样的功能的部分在不同的附图之间共用使用相同的附图标记,省略其重复的说明。另外,实施方式所记载的各构成在不脱离本发明的主旨的范围内可以适当组合,也可以变更。
本说明书中“像素”是指由邻接的两根扫描线(栅极总线)、及邻接的两根数据线(源极总线)围起的区域。
在本说明书中“区域”是在从第一基板面的法线方向观察时,不仅包括平面还包括其深度的概念。
在以下的第一实施方式~第三实施方式中,针对使共用布线与对置电极短路的激光修复处理进行说明。
以下的第一实施方式~第三实施方式的构成在例如由于一部分布线、电极彼此漏电而使应该成为黑色显示的部分的显示单位成为亮点的情况下,对使产生了该亮点的像素黑点化时的激光修复处理较为有效。
以下的第一实施方式~第三实施方式的显示(液晶取向)模式是利用了在像素电极与共用电极之间产生的横向电场(也可以称为边缘电场)、对液晶分子实施了在水平取向上初始取向的取向处理(摩擦等)的水平取向膜、以及介电各向异性为正或负的液晶分子的常黑的所谓边缘场切换(FFS:Fringe Field Switching)模式。第一实施方式~第三实施方式具体而言能够适用于电视、个人电脑、手机、汽车导航、信息显示器等液晶显示装置。
[第一实施方式]
基于图1-1~图9,对第一实施方式的液晶显示装置进行说明。图1-1是表示第一实施方式所涉及的液晶显示装置的一像素的俯视示意图。图1-2是对第一实施方式所涉及的液晶显示装置的共用电极部分进行了强调的图。图1-3是对第一实施方式所涉及的液晶显示装置的像素电极部分进行了强调的图。图1-4是对第一实施方式所涉及的液晶显示装置的黑色矩阵部分进行了强调的图。图2是第一实施方式所涉及的液晶显示装置的截面示意图。图3是第一实施方式所涉及的液晶显示装置的TFT及接触孔部的截面示意图。图2表示沿着图1-1中所示的a-b线的截面。图3表示沿着图1-1中所示的c-d线的截面。
第一实施方式的液晶显示装置100A是常黑的FFS模式的液晶显示装置。第一实施方式的液晶显示装置100A依次具备第一基板10、液晶层40以及第二基板20,第一基板10具备:夹设于绝缘基板11、扫描线12、数据线13、扫描线12及数据线13之间的第一绝缘膜31;沿扫描线12或数据线13的延伸方向设置的共用布线14;隔着第一绝缘膜31而与共用布线14对向的对置电极17;与扫描线12及数据线13连接的TFT18;第二绝缘膜32;与TFT18及对置电极17连接的像素电极16;第三绝缘膜33;以及设置有开口部15a的共用电极15,TFT18、第二绝缘膜32、像素电极16、第三绝缘膜33及共用电极15朝向液晶层40侧依次配置。
如图1-1所示那样,第一实施方式的液晶显示装置100A具备:具有扫描线12及数据线13的第一基板10。第一基板10也称为有源矩阵基板。对于第一基板10而言,扫描线12与数据线13以隔着第一绝缘膜31而相互交叉的方式并且以包围像素电极16的方式设置。扫描线12及数据线13、与像素电极16也可以存在局部重叠的区域。在扫描线12与数据线13的交点附近设置有作为开关元件50的TFT(薄膜晶体管)18。另外,在第一基板10及第二基板20之间,且在与TFT18对应的位置,为了保持一定的间隙,并在该间隙间形成液晶层40,而形成有次间隔件25及主间隔件26。次间隔件25是例如高度为0.2μm~1.0μm左右的比主间隔件26低的间隔件。
扫描线12及数据线13能够通过利用溅射法等使钛、铝、钼、铜、铬等金属或它们的合金以单层或多层成膜,接着利用光刻法等进行图案化来形成。
TFT18的栅电极18a由扫描线12的一部分构成,TFT18的源电极18b由设置于数据线13的直线部分间的U字状部分构成,TFT18与扫描线12及数据线13连接。从TFT18的漏电极18c将漏极引出布线19引出。漏极引出布线19延伸直至像素的中央部附近,并与对置电极17连接。漏极引出布线19以与后述的狭缝状的多个开口部15a重叠的方式延伸,并与开口部15a交叉。另一方面,漏电极18c与任一个开口部15a均未重叠。
构成TFT18的栅电极18a、源电极18b及漏电极18c能够通过利用溅射法等使钛、铝、钼、铜、铬等金属、或它们的合金以单层或多层成膜,接下来利用光刻法等进行图案化来形成。
共用电极15对各像素供给共用的电位,因此如图1-2所示那样,经由后述的第三绝缘膜33而覆盖扫描线12及数据线13,形成于第一基板10的几乎整个面(除去边缘电场形成用的开口部分及TFT18的区域之外),也优选配置在对置电极17上。共用电极15也可以通过第一基板10的外周部(边框区域)而与外部连接端子电连接。另外,在各像素中且在共用电极15设置有狭缝状的多个开口部15a,由此能够产生边缘状的电场。
如图1-3所示那样,像素电极16按每个由扫描线12及数据线13围起的区域配置,是未形成有开口的面状电极,且分别大致成为矩形。另外,多个像素电极16以矩阵状排列。
像素电极16经由不是设置在对置电极17上而是设置在TFT18的漏电极18c上的接触孔51而与漏电极18c连接。此处,漏电极18c不仅包括与栅电极18a重叠的部分,还包括向扫描线12附近延长的部分。即,像素电极16经由在TFT18的漏电极18c上设置于第二绝缘膜32的接触孔51而与漏电极18c连接,接触孔51配置于比对置电极17更靠近TFT18的位置。通过成为这样的方式,从而漏极引出布线19的布局制限变少,进而能够降低由断线引起的不良。
如上述那样,像素电极16与TFT18的漏电极18c连接,从TFT18的漏电极18c经由漏极引出布线19而形成有对置电极17,像素电极16、漏电极18c(开关元件50)及对置电极17彼此成为电连接的状态。
共用电极15及像素电极16能够通过利用溅射法等使例如氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、氧化锌(ZnO)、氧化锡(SnO)等透明导电材料、或它们的合金以单层或多层成膜而形成后,再使用光刻法而图案化。
对于第一实施方式的液晶显示装置100A而言,经由第三绝缘膜33而将共用电极15配置于像素电极16的上层(液晶层40侧)。在将像素电极16形成于共用电极15的上层的情况下,在用于使像素电极16与漏电极18c连接的接触孔51中,也需要除去共用电极15,但若产生共用电极15的膜残留,则产生像素电极16与共用电极15短路的短路不良。对于第一实施方式的液晶显示装置100A而言,将共用电极15配置于比像素电极16靠上层,从而难以产生这样的不良。
共用布线14是能够用于激光修复的布线,也可以作为辅助电容布线而利用。共用布线14在扫描线12的延伸方向上设置。此外,在本说明书中,共用布线14在某个布线的延伸方向上设置意味着共用布线14与该布线不重叠也不交叉而在该布线的延伸方向上延伸。共用布线14也可以不与该布线平行,但优选为与扫描线12平行地延伸的布线。另外,共用布线14优选与扫描线12配置于相同的层。由此,制造效率提高。
对于第一实施方式~第三实施方式所涉及的液晶显示装置而言,共用布线14在扫描线12的延伸方向上设置,但共用布线14也可以在数据线13的延伸方向上设置,该情况下,优选共用布线14是与数据线13平行地延伸的布线。这样的共用布线14在扫描线12或数据线13的延伸方向上的多个像素设置,在这些像素中共用。
在共用布线14在扫描线12的延伸方向上设置的情况下,如第一实施方式~第三实施方式所涉及的液晶显示装置那样优选成为纵向的像素,但在共用布线14在数据线13的延伸方向上设置的情况下优选成为橫向的像素。作为上述橫向的像素,例如可举出:相对于第一实施方式~第三实施方式所示的纵向的像素的结构而使扫描线12的根数成为三倍,使数据线13的根数成为三分之一的像素(三倍栅极扫描)。另外,也可举出:相对于第一实施方式~第三实施方式所示的纵向的像素的构成而使扫描线12的根数成为两倍,使数据线13的根数成为二分之一的像素(两倍栅极扫描)等。
在将这样的橫向的像素应用于本实施方式的情况下,例如对于使在数据线13的延伸方向上设置并且与扫描线12形成于相同的层的共用布线14与扫描线12交叉的部分而言,也可以将扫描线12转换为其他的层(例如与数据线13相同的层)。或者,也可以在与数据线13相同的层形成:在数据线13的延伸方向上设置的共用布线14,在其他的层(例如与扫描线12相同的层)形成对置电极17。
此外,共用布线14也可以一部分具有弯曲部、分支部等。另外,平行地延伸若为在起到本发明的效果的范围内实质上平行地延伸即可。
共用布线14的材料只要是除去透明导电材料及它们的合金之外的导电材料,则能够根据使用的激光而适当地选择,但从有效地吸收激光的观点出发,优选为金属。更具体而言,共用布线14能够通过利用溅射法等使钛、铝、钼、铜、铬等金属、或者它们的合金以单层或多层成膜,接着利用光刻法等来进行图案化而形成。
共用布线14优选被供给与共用电极15相同的电位(实质上相同的电位即可)。由此,能够使缺陷像素更可靠地黑点化。从这样的观点出发,在第一实施方式中,共用布线14与共用电极15连接。此外,在第一实施方式中,共用布线14在显示区域外与共用电极15连接,但共用布线14也可以在显示区域内的多个部位与共用电极15连接。由此,能够使共用电极15低电阻化,因此能够使共用电极15的电位更稳定,从而能够抑制阴影干扰等显示不良。
对置电极17设置于与TFT18的漏电极18c相同的层,且经由设置于与对置电极17及漏电极18c相同的层的漏极引出布线19而与漏电极18c连接。优选对置电极17配置于与数据线13相同的层。由此,制造效率提高。
对置电极17的材料只要是除去透明导电材料及它们的合金之外的导电材料,则能够根据使用的激光而适当地选择,但从有效地吸收激光的观点出发,优选为金属或合金。更具体而言,对置电极17能够通过利用溅射法等使钛、铝、钼、铜、铬等金属、或它们的合金以单层或多层成膜,接着利用光刻法等进行图案化而形成。
共用布线14的一部分经由第一绝缘膜31而与对置电极17的至少一部分对向(重叠),共用布线14与对置电极17重叠的重叠部62能够作为激光修复区域来使用。共用布线14及对置电极17能够使用除透明导电材料及它们的合金以外的材料,因此能够容易地进行激光修复。例如,共用布线14及对置电极17使用金属,从而能够更容易地进行激光修复。
对置电极17与像素电极16连接,因此通过使共用布线14成为与共用电极15同电位,从而通过对重叠部62照射激光而将对置电极17及共用布线14连接,从而能够使共用电极15及像素电极16成为同电位。共用电极15及像素电极16多使用透明电极,因此通过激光照射将两者直接连接较为困难。另外,在将第一基板10与第二基板20粘合,并在上述基板10及20之间封入液晶层40的状态下,在对共用电极15和像素电极16进行了高能量的激光照射的情况下,恐怕在液晶层40使共用电极15的碎片飞散、或取向膜、彩色滤光片、黑色矩阵等破损。然而,对于第一实施方式的液晶显示装置100A而言,共用布线14及对置电极17能够使用除透明导电材料以外的材料,因此能够对例如使用了金属等材料的共用布线14及对置电极17照射激光,能够使作为透明电极的共用电极15及像素电极16成为同电位,从而能够容易地使由于布线或电极间的漏电等而成为不良的缺陷像素黑点化。此外,在本实施方式中,共用布线14与共用电极15连接,因此若利用激光照射将对置电极17与共用布线14连接,则共用电极15与像素电极16短路,实质上成为相同电位。
对于构成扫描线12、数据线13、共用布线14、对置电极17及TFT18的栅电极18a、源电极18b及漏电极18c等各种布线及电极而言,针对形成于相同的层的部分,分别使用相同材料利用相同工序而形成,由此制造效率高。
如图2所示那样,第一实施方式的液晶显示装置100A具备:在第一基板10、第二基板20、第一基板10及第二基板20夹装的液晶层40;和设置于第一基板10的后方(与液晶层40侧相反侧)的背光源(省略图示)。第二基板20也称为对向基板20。
第一实施方式的液晶显示装置100A从背光源侧依次具备第一基板10、液晶层40以及第二基板20。第一基板10朝向液晶层40侧依次具备第一偏光元件(省略图示)、绝缘基板(例如玻璃基板)11、TFT18(省略图示)、第二绝缘膜32、像素电极16、第三绝缘膜33及共用电极15。
共用电极15和像素电极16经由第三绝缘膜33而层叠,在设置于共用电极15的开口部15a的下方存在有像素电极16。由此,若在像素电极16与共用电极15之间产生电位差,则在共用电极15的开口部15a的周围产生边缘状的电场。
第二基板20是对向基板,且具有朝向液晶层40侧而层叠有第二偏光元件(省略图示)、绝缘基板(例如玻璃基板)21、黑色矩阵22、彩色滤光片23及覆盖层24而成的构造。第一偏光元件及第二偏光元件均为吸收型偏光元件,且处于相互的偏光轴正交的正交尼科尔棱镜的配置关系。
作为绝缘基板11、21的材料,除了玻璃之外,还可以是塑料等,只要是透明的材料则未特别限定。
液晶层40包括液晶组合物。第一实施方式的液晶显示装置100A通过对液晶层40施加电压,并根据施加的电压来使液晶组合物中的液晶分子的取向状态变化,由此控制光的透射量。
第一基板10及第二基板20通常通过以包围液晶层40的周围的方式设置的密封材料(省略图示)而贴合,通过第一基板10、第二基板20及密封材料将液晶层40保持为规定的区域。作为密封材料,例如能够使用含有无机填料或有机填料及硬化剂的环氧树脂等。
液晶显示装置100A除了第一基板10、液晶层40及第二基板20之外,还可以具备相位差膜、视角放大薄膜、亮度提高薄膜等光学薄膜;TCP(带/载体/封装)、PCB(印刷布线基板)等外部回路;边框(框架)等构件。针对这些构件未特别限定,能够使用液晶显示装置的区域中通常使用的构件,因此省略说明。
液晶显示装置100A的显示(液晶取向)模式是边缘场切换(FFS:Fringe FieldSwitching)模式。
图1-1~图1-4及图2虽未图示,但在第一基板10及/或第二基板20的液晶层40侧的表面通常设置有水平取向膜。水平取向膜具有:使存在于膜附近的液晶分子相对于膜面平行地取向的功能。另外,根据水平取向膜,能够使相对于第一基板10平行取向的液晶分子的长轴的朝向在特定的面内方位一致。水平取向膜优选实施了光取向处理、摩擦处理等取向处理。水平取向膜可以是由无机材料构成的膜,也可以是由有机材料构成的膜。
将在像素电极16与共用电极15之间未施加有电压的电压无施加状态(以下,多称为断开状态。)的液晶分子的取向控制为相对于第一基板10平行。“平行”不仅包括完全平行,还包括在该技术领域中能够同视为平行的范围(实质平行)。液晶分子的预倾角(断开状态的倾斜角)优选相对于第一基板10的表面不足3°,更优选不足1°。
对于在像素电极16与共用电极15之间施加有电压的电压施加状态(以下,多称为接通状态。)而言,对液晶层40施加电压,液晶分子的取向通过设置于第一基板10的像素电极16、第三绝缘膜33及共用电极15的层叠构造来控制。此处,像素电极16是设置于毎一个像素的电极,共用电极15是多个像素共用的电极。此外,“像素”意味着与一个像素电极16对应的区域,在解析并驱动一像素的情况下,也可以称为“子像素(Subpixel)”、“点”或“像素”。
对于第一实施方式的液晶显示装置100A而言,例如使用与18.5型HD(HD:HighDefinition)相当的点尺寸亦即100μm×300μm的装置等。
针对液晶显示装置100A的动作进行说明。
在断开状态下在液晶层40中未形成有电场,液晶分子相对于第一基板10平行地取向。液晶分子的取向方位与第一偏光元件及第二偏光元件的一方的偏光轴平行,第一偏光元件及第二偏光元件处于正交尼科尔棱镜的配置关系,因此断开状态的液晶显示装置100A不使光透射,而进行黑色显示(常黑模式)。
在接通状态下液晶层40中,形成有与像素电极16和共用电极15的电压的大小对应的电场。具体而言,通过在设置于比像素电极16靠液晶层40侧的共用电极15形成有开口部15a,由此在开口部15a的周围产生边缘状的电场。液晶分子受到电场的影响而旋转,使取向方位从断开状态的取向方位向接通状态的取向方位变化。由此,接通状态的液晶显示装置100A使光透射,进行白色显示。
图3是第一实施方式所涉及的液晶显示装置的TFT及接触孔部的截面示意图。图3表示沿着图1-1中所示的c-d线的截面。
TFT18具有栅电极18a、源电极18b、漏电极18c及半导体层18f,栅电极18a与扫描线12连接,源电极18b与数据线13连接,漏电极18c与像素电极16连接。
像素电极16经由形成于第二绝缘膜32的接触孔51而与TFT18的漏电极18c连接。此外,与漏电极18c连接的漏极引出布线19延伸直至像素的中央部附近,并与对置电极17连接,因此像素电极16不仅与漏电极18c还与对置电极17经由接触孔51而电连接。在共用电极15与像素电极16之间设置有第三绝缘膜33,栅电极18a与半导体层18f经由第一绝缘膜(栅极绝缘膜)31而相互重叠。
作为第一绝缘膜(栅极绝缘膜)31及第三绝缘膜33,例如能够使用氮化硅(SiNx)、氧化硅(SiO2)等无机膜(相对介电常数ε=5~7)、它们的层叠膜。第二绝缘膜32优选包括无机膜32a、和层叠在无机膜32a上的有机膜32b。由此,能够降低数据线13与像素电极16之间的寄生电容、数据线13与共用电极15之间的寄生电容,并且能够抑制数据线13与共用电极15短路。有机膜32b的膜厚优选大致为1~4μm。作为无机膜32a,例如优选为氮化硅(SiNx)、氧化硅(SiO2)等无机膜(相对介电常数ε=5~7)、它们的层叠膜,作为有机膜32b,例如优选感光性丙烯酸树脂等相对介电常数比无机膜32a小的有机膜(相对介电常数ε=3~4)。
第一绝缘膜(栅极绝缘膜)31的膜厚优选为0.05μm~0.6μm,第三绝缘膜33的膜厚优选为0.1μm~1.0μm。另外,第二绝缘膜32优选包括膜厚0.1μm~1.0μm的无机膜32a、和膜厚1μm~4μm的有机膜32b。
TFT18的源电极18b及漏电极18c不经由贯通绝缘膜的接触孔而形成于半导体层18f的正上方。源电极18b经由半导体层18f而与漏电极18c连接,并利用通过扫描线12而输入栅电极18a的扫描信号来控制在半导体层18f(沟道)流动的电流的接通/断开,对通过数据线13而依次输入源电极18b、半导体层18f、漏电极18c、漏极引出布线19、及像素电极16的数据信号的传递进行控制。
TFT18的半导体层18f例如通过由非晶硅、多晶硅等构成的高电阻半导体层、和在非晶硅掺杂磷等杂质的n+非晶硅等构成的低电阻半导体层来构成。此外,作为半导体层18f的材料,也可以使用氧化锌等氧化物半导体。半导体层18f的形状通过在利用PECVD(plasma-enhanced chemical vapor deposition离子体增强化学气相沉积)法等而成膜后,再利用光刻法等进行图案化,来规定。
使用图4~图6-1对像素缺陷的修复方法进行说明。图4是第一实施方式所涉及的液晶显示装置的俯视示意图,且示出一像素的一部分。图5是第一实施方式所涉及的液晶显示装置的俯视示意图,且是将由图4的AA示出的部分放大的图。图6-1是第一实施方式所涉及的液晶显示装置的俯视示意图,且是将由图4的BB所示的部分放大的图的一例。
共用电极15在显示区域周边部与和扫描线12在同一层形成的共用布线14连接,像素电极16在像素内与和数据线13在同一层形成的对置电极17连接。在产生像素缺陷而需要利用激光照射使共用电极15与像素电极16熔融并连接,并使像素黑点化的情况下,例如图5所示那样,能够朝向共用布线14及对置电极17的重叠部62的×部分,从第一基板10的背面照射激光。
此处,产生像素缺陷而需要修正的情况例如是TFT18的源电极18b与漏电极18c短路的情况,在这样的情况下,通过对图6-1的切断部位A照射激光而使像素电极16从TFT18切去后,在重叠部62照射激光,从而使共用布线14与对置电极17熔融而连接。
另外,在扫描线12与数据线13短路的情况下,除了图6-1的切断部位A之外,还在切断部位B照射激光而使数据线13切断后,在重叠部62照射激光。而且,针对切断的数据线13中的未输入有来自驱动器(省略图示)的数据信号的数据线部分,利用形成于显示区域外的旁路布线(省略图示)来进行信号输入。如第一实施方式的液晶显示装置100A那样,通过将共用布线14配置于从扫描线12及数据线13的交叉部离开的位置(像素的中央部附近),从而在扫描线12与数据线13短路的情况下,能够在图6-1的切断部位B将数据线13切断,使像素缺陷的修正变容易。
切断部位A及B可适当地规定,但例如为了不发生无意中的漏电的产生等二次缺陷,优选以避开在切断的层以外的层形成的构造物的方式来规定切断部位。例如,优选在图6-1中在切断部位B的周围15μm的范围内未形成其他布线、电极层,在切断部位A及B的周围10~20μm的范围未形成其他布线、共用电极15等电极层。
此外,对于激光照射部61而言,配置有共用电极15及像素电极16。该部分是为了修正像素缺陷而应该连接的部位,因此即使由于激光照射而漏电也没问题。特别是在考虑到液晶分子的取向稳定性的情况下,优选在激光照射部61即重叠部62配置共用电极15。
在图6-1中在接触孔51配置共用电极15,但在能够充分确保接触孔51的周围的遮光的情况下,也可以不在接触孔51配置共用电极15。在第二绝缘膜32(特别是有机膜32b)较厚、接触孔51的倾斜陡峭的情况下,容易产生第三绝缘膜33的裂痕等,存在共用电极15与像素电极16之间发生短路的情况。通过不在接触孔51配置共用电极15,从而能够提高成品率。
图6-2是第一实施方式所涉及的液晶显示装置的俯视示意图,且是将由图4的BB所示的部分放大的图的一例。如上述那样,在能够充分确保接触孔51的周围的遮光的情况下,如图6-2所示那样,也可以不在接触孔51配置共用电极15。该情况下,以在俯视时共用电极15不与接触孔51重叠的方式在接触孔51上形成有共用电极的开口部15b。接触孔51的轮廓部分与共用电极的开口部15b的轮廓部分之间的俯视时的距离考虑到接触孔51的锥度和实施光刻法时的对准偏移,优选为例如2μm以上。针对上述俯视时的距离,水平方向(行方向)的距离15c能够成为例如6μm,垂直方向(列方向)的距离15d能够成为例如8.5μm。
使用图4、图5及图7对激光照射部61进行说明。图7是第一实施方式所涉及的液晶显示装置的第一基板的共用布线及对置电极的重叠部的截面示意图。图7示出沿着图4中所示的e-f线的截面。
如图5所示那样,对置电极17从共用布线14伸出而形成。这如图7所示那样,由于在从第一基板10侧进行激光照射时,容易确认照射位置。以下具体地进行说明。
在第一实施方式的液晶显示装置100A中,共用布线14配置于共用电极15的开口部15a的朝向互不相同的邻接的两个区域的边界部、即在像素电极16与共用电极15之间施加了电压时的液晶分子的旋转方向互不相同的邻接的两个区域的边界部。这是由于:通过在作为显示部的贡献低的边界部配置共用布线14,从而抑制透射率的降低。而且,该边界部是接通状态的液晶分子的取向方位互不相同的两个区域的边界部,因此响应速度慢,成为对比度的降低、余像的原因。因此,有时在对向基板20配置图1-4及图5所示那样的黑色矩阵(遮光膜)22。
在激光照射时,若存在黑色矩阵22,则无法从对向基板20侧确认照射激光的位置,因此需要从第一基板10的背面侧确认照射位置。此处,对置电极17与数据线13形成在相的同层,并形成在比与扫描线12形成在相同的层的共用布线14更从第一基板10的背面侧离开的位置。因此,若将对置电极17形成于共用布线14的内侧,则无法确认激光照射位置。因此,在激光照射部61中,对置电极17从共用布线14伸出而形成。
图8是表示第一实施方式所涉及的液晶显示装置的共用布线的开口部的形状的例子的俯视示意图,图9是表示第一实施方式所涉及的液晶显示装置的共用布线的开口部的形状的其他例子的俯视示意图。作为用于确认激光照射位置的其他方法,可举出:如图8所示那样在共用布线14设置开口部14a,使对置电极17与开口部14a的一部分重叠的方法,如图9所示那样在共用布线14设置开口部14a,使对置电极17与开口部14a的整体重叠的方法等。
在第一实施方式的液晶显示装置100A中作为为了修正而优选使用的激光的种类,可举出:掺钕YAG激光器(Nd:YAGLaser:Neodymium dymium Yttrium Aluminum GarnetLaser掺钕钇铝石榴石激光器),例如也可以使用HOYA公司制造的激光振荡器HSL4000II来进行修正。
[第二实施方式]
第二实施方式的液晶显示装置200A除了共用电极15的开口部15a的配置、接触孔51的配置及构造不同这点以外,其他具有与第一实施方式的液晶显示装置100A同样的构成。因此,在本实施方式中,主要针对本实施方式特有的三个特征进行说明,对与第一实施方式重复的内容省略适当说明。
针对第二实施方式的液晶显示装置200A的第一个特征进行说明。图10是第二实施方式所涉及的液晶显示装置的俯视示意图。对于第二实施方式的液晶显示装置200A而言,在由扫描线12及数据线13围起的一个像素中,存在由图10的虚线围起的四个区域。在四个区域各自中,共用电极15的开口部15a的朝向相同,邻接的区域的开口部15a的朝向互不相同。电压施加时的液晶分子的旋转方向根据共用电极15的开口部15a的朝向来决定,因此在第二实施方式所涉及的液晶显示装置200A中,存在邻接的区域的液晶分子的取向方位互不相同的四个区域。
针对第二实施方式的液晶显示装置200A的第一个特征进一步进行说明。为了补偿液晶显示装置的视角,有时在电压施加时使一个像素内的液晶分子向多个方位旋转,在邻接的区域中形成液晶分子的旋转方位互不相同的多个液晶区。在如第一实施方式那样对较大的像素尺寸(例如100μm×300μm)的液晶显示装置施加电压而形成多个液晶区的情况下,该液晶区的数量较少,即若接通状态的液晶分子的取向状态相同的区域较大,则有时取向区域成为条状(带状)而被目视出。因此对于第二实施方式的液晶显示装置200A而言,为了缩小接通状态的液晶分子的取向状态相同的区域,以在接通状态下形成四个液晶区的方式在共用电极15的四个区域设置狭缝状的开口部15a并在形成四个区域的边界的一个配置共用布线14。
针对第二实施方式的液晶显示装置200A的第二个特征进行说明。在第二实施方式的液晶显示装置200A中,将像素电极16与TFT18电连接的接触孔51也配置在共用布线14及对置电极17的重叠部62上。即,像素电极16经由在对置电极17上设置于第二绝缘膜32的第二接触孔51而连接于对置电极17。在该情况下,对置电极17也从共用布线14伸出而形成。
如图10所示那样,对置电极17具有:在与共用布线14正交的方向上从共用布线14伸出的伸出部分64,伸出部分64包括:在与共用布线14正交的方向上第二接触孔51所存在的第一区域64a、和在与共用布线14正交的方向上第二接触孔51所不存在的第二区域64b,与共用布线14正交的方向上的第一区域64a的宽度(参照图10的左侧的上下箭头间的距离)小于与共用布线14正交的方向上的第二区域64b的宽度(参照图10的右侧的上下箭头间的距离)。这样,通过缩小设置有第二接触孔51侧的伸出部分64的量,能够辨别第二接触孔51的位置。
针对第二实施方式的液晶显示装置200A的第二个特征进一步进行说明。对于第二实施方式的液晶显示装置200A而言,能够对每一个像素确保两个将像素电极16与TFT18电连接的路径。由此,能够降低由像素电极16与TFT18的连接不良引起的像素缺陷,从而能够提高成品率。此外,像素尺寸小的液晶显示装置容易受到布局上的制限,有时由于设置多个接触孔51而使开口率降低,但在像素尺寸大的液晶显示装置中布局上的制限少,开口率的降低少。
另一方面,在共用布线14及对置电极17的重叠部62上配置有第二接触孔51的情况下,若在形成第二接触孔51时在对置电极17的外侧将第一绝缘膜31完全蚀刻,则导致共用布线14与像素电极17短路。因此,如图10所示那样,通过与构成TFT18的半导体层18f独立而在形成第二接触孔51的区域也设置岛状的半导体层18f,由此能够抑制第一绝缘膜31被蚀刻。
第二实施方式的液晶显示装置200A的第三个特征为形成于TFT18的附近的将像素电极16与TFT18电连接的接触孔51的构造。对于第二实施方式的液晶显示装置200A而言,将像素电极16与TFT18连接的接触孔51从漏电极18c伸出而设置。
针对第二实施方式的液晶显示装置200A的第三个特征,使用图11及图12更详细地进行说明。图11是第二实施方式所涉及的液晶显示装置的俯视示意图,且示出TFT及接触孔部。图12是第二实施方式所涉及的液晶显示装置的第一基板的截面示意图。图12示出沿着图11中所示的g-h线的截面。
如图12所示那样,漏电极18c构成为:包括包含除铝以外的金属的下层18e、和层叠在下层18e上并且包含铝的上层18d而构成。下层18e构成为:包含钛等除铝以外的金属。另外,与构成TFT18的半导体层18f独立而在形成接触孔51的区域配置有岛状的半导体层18f。在形成接触孔51的区域配置的半导体层18f具有在高电阻半导体层18fa的上方层叠有低电阻半导体层18fb的结构。高电阻半导体层18fa例如包括非晶硅、多晶硅、氧化物半导体等,低电阻半导体层18fb包括在非晶硅掺杂磷等杂质的n+非晶硅等。
第二绝缘膜32具有:无机膜32a、和层叠在无机膜32a上的有机膜32b。在第二绝缘膜32形成接触孔51时,通过构成第二绝缘膜32的上层的有机膜32b的图案对下层的无机膜32a和第一绝缘膜(栅极绝缘膜)31进行蚀刻的情况下,为了使像素电极16与TFT18的连接良好,如图12所示那样,将漏电极18c的上层18d的铝除去,使漏电极18c的下层18e和像素电极16在下层18e的上表面(液晶层侧的面)及侧面接触,能够确保箭头C所示那样的像素电极16及漏电极18c的连接路径。
在该情况下,如图12的CC的区域所示那样,在接触孔51内,漏电极18c的上层18d配置于从第二绝缘膜32的端部向第二绝缘膜32的内侧后退的位置,像素电极16容易不连续。因此,为了确保像素电极16与TFT18的连接路径,使接触孔51从漏电极18c伸出而形成较为有效,但在对第二绝缘膜32的无机膜32a进行蚀刻时,有时导致对第一绝缘膜(栅极绝缘膜)31进行蚀刻。因此,作为第一绝缘膜(栅极绝缘膜)31的蚀刻保护膜而还在与接触孔51对应的区域设置层叠在第一绝缘膜31上的半导体层18f较为有效。即,如图12的DD的区域所示那样,通过在形成接触孔51的区域将半导体层18f配置在第一绝缘膜31上,从而能够抑制第一绝缘膜31被蚀刻。另一方面,若第一绝缘膜31完全被蚀刻而绝缘基板11露出,则在从绝缘基板11向漏电极18c覆盖的部分,像素电极16容易不连续。
接触孔部的半导体层18f通过与TFT18的半导体层18f相同的工序形成。接触孔部的半导体层18f有时在第二实施方式的液晶显示装置200A的完成品中局部残留在未被对置电极17或漏电极18c、和第二绝缘膜32覆盖的区域,也有时在完全消失后,将第一绝缘膜(栅极绝缘膜)31的局部蚀刻。作为局部残留的情况,例如可举出:低电阻半导体层18fb除去而高电阻半导体层18fa的至少一部分残留的情况。
在以上那样的第二实施方式的液晶显示装置200A中,与第一实施方式的液晶显示装置100A相同,在产生了像素缺陷的情况下,通过对重叠部62照射激光,从而能够容易使缺陷像素黑点化。
[第二实施方式的变形例1]
图13是第二实施方式的变形例1所涉及的液晶显示装置的俯视示意图。在第二实施方式的变形例1所涉及的液晶显示装置200A中,未设置有将两个接触孔51连接的漏极引出布线19。在第二实施方式的变形例1所涉及的液晶显示装置200A中,对置电极17设置于与TFT18的漏电极18c相同的层,TFT18和对置电极17经由像素电极16而连接,因此对置电极17能够与漏电极18c分离配置。由此,能够提高液晶显示装置200A的开口率。
[第二实施方式的变形例2]
图14是第二实施方式的变形例2所涉及的液晶显示装置的俯视示意图。在第二实施方式的变形例2所涉及的液晶显示装置200A中,设置有:在像素内贯通第一绝缘膜31、第二绝缘膜32及第三绝缘膜33并将共用布线14与共用电极15连接的共用布线连接用接触孔52。在共用布线连接用接触孔52的外侧设置有像素电极16的开口部16a,共用布线连接用接触孔52形成于开口部16a内。在第二实施方式的变形例2所涉及的液晶显示装置200A中,与仅在显示区域的周围将共用电极15与共用布线14连接的情况相比,容易使共用电极15的电位稳定,例如能够缩小由与数据线13间的寄生电容引起的电位的波动。另外,也能够抑制阴影干扰等显示不良。
此外,对于第二实施方式的变形例2所涉及的液晶显示装置200A所示的将共用布线14与共用电极15连接的共用布线连接用接触孔52而言,不一定需要配置于所有的像素,例如也可以仅配置于特定的像素。更具体而言,通过在仅配置于蓝色像素之类的仅配置于多个颜色的子像素中的特定颜色的子像素的构成,能够获得一定的效果。在配置了共用布线连接用接触孔52的情况下,特别是若像素的大小较小则有时开口率(透射率)降低。通过对配置共用布线连接用接触孔52的像素进行限定,从而能够抑制透射率的降低,并且能够抑制阴影干扰等显示不良。
另外,在将共用布线14形成在与数据线13相同的层的情况下,共用布线接触孔52不需要贯通第一绝缘膜31,贯通第二绝缘膜32及第三绝缘膜33即可。
[第三实施方式]
图15是第三实施方式所涉及的液晶显示装置的俯视示意图。在第一实施方式及第二实施方式的液晶显示装置100A及200A中,针对容易使缺陷像素黑点化的效果进行了叙述,但在第三实施方式所涉及的液晶显示装置300A中,对其他效果进行说明。
共用布线14与对置电极17重叠的重叠部62能够经由第一绝缘膜31而形成辅助电容。辅助电容与液晶电容并列连接,为了抑制由像素电极16所涉及的寄生电容、电压保持期间中的电荷缺失引起的闪烁、阴影干扰、亮度变化等显示不良而设置。在第一实施方式及2的液晶显示装置100A及200A中,共用布线14与共用电极15连接,但第三实施方式的液晶显示装置300A的共用布线14可以与共用电极15连接,也可以与其他恒定电位布线连接,也可以施加与共用电极15不同的电压。
图16是第三实施方式所涉及的液晶显示装置的第一基板的截面示意图。图16表示沿着图15中所示的i-j线的截面。
辅助电容经由第三绝缘膜33而在共用电极15与像素电极16之间形成。辅助电容的大小除了通过改变第三绝缘膜33的膜厚之外,还能够改变共用电极15的开口部15a的形状(狭缝的宽度等)等来调整,但在为了变更辅助电容的大小而使用这些方法的情况下,对用于驱动液晶分子的电场、成品率给予的影响较大,因此按每个产品进行调整较为困难。
然而,第一实施方式~第三实施方式所涉及的液晶显示装置100A、200A及300A与第一比较方式所涉及的液晶显示装置不同,在共用布线14与对置电极17的重叠部62,形成追加的辅助电容。因此,不使制造条件按每个产品变更(例如,不按每个产品来变更第三绝缘膜33的膜厚),而通过调整重叠部62的形状、面积,从而能够容易地调整辅助电容,能够抑制闪烁、阴影干扰等显示不良。
此时,在缺陷像素的修正不是目的而仅辅助电容的形成为目的的情况下,不需要使共用布线14成为与共用电极15相同电位。因此,该情况下,共用布线14也可以与和共用电极15不同的恒定电位布线连接。在将共用布线14与和共用电极15不同电位的恒定电位布线连接的情况下,通过调整共用布线14的电位,从而能够经由辅助电容对像素电极16的电位进行调整,对施加于液晶层40的电压进行调整,因此能够改善不均等。此外,在需要缺陷像素的修正的情况下,若对共用布线14施加与共用电极15相同的电位,则能够容易地进行激光修复。
以上,针对本发明的实施方式进行了说明,但说明的各个事项全部可对本发明全体适用。
[附记]
本发明的一方式也可以是液晶显示装置,其是依次具备第一基板10、液晶层40及第二基板20的液晶显示装置100A、200A、300A,第一基板10具备:绝缘基板11、扫描线12、数据线13、夹设于扫描线12及数据线13之间的第一绝缘膜31、设置于扫描线12或数据线13的延伸方向上的共用布线14、隔着第一绝缘膜31而与共用布线14对向的对置电极17、与扫描线12及数据线13连接的开关元件50、第二绝缘膜32、与开关元件50及对置电极17连接的像素电极16、第三绝缘膜33、及设置有开口部15a的共用电极15,朝向液晶层40侧依次配置有开关元件50、第二绝缘膜32、像素电极16、第三绝缘膜33及共用电极15。
这样,通过经由第三绝缘膜33而在像素电极16的上层设置共用电极15,从而减少在像素电极16及开关元件50之间配置的绝缘膜的数量,减少形成有接触孔51的绝缘膜的数量,从而能够改善像素电极16与开关元件50的接触不良。另外,通过经由第三绝缘膜33而在像素电极16的上层设置共用电极15,从而在接触孔形成部中能够不将共用电极15除去而使像素电极16连接于开关元件50,因此能够减少像素电极16与共用电极15的短路。而且,通过使与开关元件50及像素电极16连接的对置电极17、和共用布线14隔着第一绝缘膜31而对向,从而能够将上述共用布线14及对置电极17作为能够由除透明导电材料及它们的合金以外的材料构成的激光修复用的电极而设置。作为其结构,在需要缺陷像素的修正的情况下,能够通过使共用布线14成为与共用电极15相同程度的电位(优选为与共用电极15相同电位),利用激光照射将对置电极17与共用布线14连接,从而能够容易地进行激光修复。
也可以开关元件50是TFT(薄膜晶体管)18,像素电极16经由不是设置在对置电极17上而是设置在TFT18的漏电极18c上的接触孔51而与漏电极18c连接。根据该方式,漏极引出布线19的布局制限少,由断线引起的不良也能够降低。
也可以开关元件50是TFT(薄膜晶体管)18,像素电极16经由在TFT18的漏电极18c上设置于第二绝缘膜32的接触孔51而与漏电极18c连接,设置于第二绝缘膜32的接触孔51配置于比对置电极17更接近TFT18的位置。根据该方式,漏极引出布线19的布局制限少,由断线引起的不良也能够降低。
也可以接触孔51从漏电极18c伸出地设置。根据该方式,能够降低由像素电极16与TFT18的连接不良引起的像素缺陷,从而能够提高成品率。
也可以第二绝缘膜32包括无机膜32a、和层叠在无机膜32a上的有机膜32b而构成。根据该方式,能够降低数据线13与像素电极16之间的寄生电容、及数据线13与共用电极15之间的寄生电容,并且能够抑制数据线13与共用电极15短路。
也可以漏电极18c包括含有除铝以外的金属的下层18e、和层叠在下层18e上且含有铝的上层18d而构成,像素电极16与漏电极18c的下层18e接触。根据该方式,能够更可靠地进行像素电极16与漏电极18c的连接。
也可以在接触孔51内,漏电极18c的上层18d配置于从第二绝缘膜31的端部向第二绝缘膜31的内侧后退的位置。由此,像素电极16能够更可靠地与漏电极18c的下层18e接触。
也可以第一基板10在与接触孔51对应的区域还具备层叠在第一绝缘膜31上的半导体层18f。根据该方式,能够在蚀刻第二绝缘膜32时抑制第一绝缘膜31被蚀刻。另一方面,若第一绝缘膜31完全被蚀刻而从绝缘基板11露出,则由于从绝缘基板11向漏电极18c覆盖的部分而容易使像素电极16不连续。
也可以共用电极15配置在对置电极17上。根据该方式,能够提高接通状态的液晶分子的取向稳定性。
也可以开关元件50是TFT(薄膜晶体管)18,对置电极17设置于与TFT18的漏电极18c相同的层,对置电极17经由设置于与对置电极17及漏电极18c相同的层的漏极引出布线19而与漏电极18c连接。根据该方式,能够使对置电极17与TFT18的连接更可靠。
也可以像素电极16经由在对置电极17上设置于第二绝缘膜32的第二接触孔51而与对置电极17连接。根据该方式,能够使像素电极16与对置电极17的连接更可靠。
也可以对置电极17具有伸出部分64,该伸出部分64在与共用布线14正交的方向上从共用布线14伸出,伸出部分64包括:在与共用布线14正交的方向上存在第二接触孔51的第一区域64a、和在与共用布线14正交的方向上不存在第二接触孔51的第二区域64b,与共用布线14正交的方向上的第一区域64a的宽度小于与共用布线14正交的方向上的第二区域64b的宽度。根据该方式,能够容易从第一基板10侧辨别接触孔51的位置。
也可以开关元件50是TFT(薄膜晶体管)18,对置电极17设置于与TFT18的漏电极18c相同的层,并且与漏电极18c分离配置。根据该方式,能够进一步提高开口率。
也可以共用布线14经由至少设置于第二绝缘膜32及第三绝缘膜33的接触孔(共用布线用接触孔)52而与共用电极15连接。根据该方式,与仅在显示区域的周围将共用电极15与共用布线14连接的情况相比,容易使共用电极15的电位稳定,例如能够减少由与数据线13之间的寄生电容引起的电位的波动。另外,也能够抑制阴影干扰等显示不良。
也可以至少设置于第二绝缘膜32及第三绝缘膜33的接触孔(共用布线连接用接触孔)52未配置于所有像素。根据该方式,通过对配置共用布线连接用接触孔52的像素进行限定,从而能够抑制透射率的降低,并且抑制阴影干扰等显示不良。
也可以开关元件50是TFT(薄膜晶体管)18,像素电极16经由设置于第二绝缘膜32的接触孔51而与薄膜晶体管18电连接,在与设置于第二绝缘膜32的接触孔51对应的位置未设置共用电极15。根据该方式,能够抑制在共用电极15与像素电极16之间产生的短路,从而能够提高成品率。
附图标记说明
10:第一基板
11、21:绝缘基板
12:扫描线
13:数据线
14:共用布线
14a:共用布线的开口部
15:共用电极
15a:共用电极的开口部
15b:接触孔上的共用电极的开口部
15c:接触孔的轮廓部分与共用电极的开口部的轮廓部分的俯视时的水平方向的距离
15d:接触孔的轮廓部分与共用电极的开口部的轮廓部分的俯视时的垂直方向的距离
16:像素电极
16a:像素电极的开口部
17:对置电极
18:TFT(薄膜晶体管)
18a:栅电极
18b:源电极
18c:漏电极
18d:上层
18e:下层
18f:半导体层
18fa:高电阻半导体层
18fb:低电阻半导体层
19:漏极引出布线
20:第二基板
22:黑色矩阵
23:彩色滤光片
24:覆盖层
25:次间隔件
26:主间隔件
31:第一绝缘膜(栅极绝缘膜)
32:第二绝缘膜
32a:无机膜
32b:有机膜
33:第三绝缘膜
40:液晶层
50:开关元件
51:接触孔(为了将像素电极与漏电极或对置电极连接而设置的接触孔)
52:接触孔(为了将共用电极与共用布线连接而设置的共用布线连接用接触孔)
61:激光照射部
62:重叠部
64:伸出部分
64a:伸出部分的第一区域
64b:伸出部分的第二区域
A、B:切断部位
C:像素电极与漏电极的连接路径
AA:重叠部及其周边
BB:TFT及其周边
CC:像素电极容易不连续的区域
DD:半导体层作为蚀刻保护膜发挥功能的区域
100A、200A、300A:液晶显示装置
110:有源矩阵基板
111:玻璃基板
112:栅极总线
113:源极总线
114:辅助电容布线
115:共用电极
116:像素电极
116a:像素电极的狭缝
118:TFT
118a:栅电极
118b:源电极
118c:漏电极
118f:半导体层
119:漏极引出布线
120:对向基板
121:玻璃基板
122:取向膜
131:第一绝缘膜
132:第二绝缘膜
133:第三绝缘膜
134:取向膜
140:液晶层
153:接触部
161:激光照射部
Claims (15)
1.一种液晶显示装置,其是依次包括第一基板、液晶层、及第二基板的液晶显示装置,其特征在于,
所述第一基板具有:绝缘基板;
扫描线;
数据线;
第一绝缘膜,其夹设于所述扫描线及所述数据线之间;
共用布线,其设置于所述扫描线或所述数据线的延伸方向上;
对置电极,其隔着所述第一绝缘膜而与所述共用布线对向;
开关元件,其与所述扫描线及所述数据线连接;
第二绝缘膜;
像素电极,其与所述开关元件及所述对置电极连接;
第三绝缘膜;及
共用电极,其设置开口部,
朝向所述液晶层侧依次配置所述开关元件、所述第二绝缘膜、所述像素电极、所述第三绝缘膜及所述共用电极,
所述开关元件是薄膜晶体管,
所述像素电极经由在所述薄膜晶体管的漏电极上设置于所述第二绝缘膜上的接触孔,与所述漏电极连接,
设置于所述第二绝缘膜上的所述接触孔配置在与所述对置电极相比更接近所述薄膜晶体管的位置。
2.根据权利要求1所述的液晶显示装置,其特征在于,
所述开关元件是薄膜晶体管,
所述像素电极经由不是设置于所述对置电极上而是设置于所述薄膜晶体管的漏电极上的接触孔,与所述漏电极连接。
3.根据权利要求1或2所述的液晶显示装置,其特征在于,
所述接触孔从所述漏电极伸出地设置。
4.根据权利要求3所述的液晶显示装置,其特征在于,
所述第二绝缘膜以包含无机膜、及层叠于所述无机膜上的有机膜而构成。
5.根据权利要求4所述的液晶显示装置,其特征在于,
所述漏电极以包含下层和上层而构成,
所述下层含有除铝以外的金属,
所述上层层叠于所述下层上且含有铝,
所述像素电极与所述漏电极的所述下层接触。
6.根据权利要求5所述的液晶显示装置,其特征在于,
在所述接触孔内,所述漏电极的所述上层配置于从所述第二绝缘膜的端部向所述第二绝缘膜的内侧后退的位置。
7.根据权利要求3所述的液晶显示装置,其特征在于,
所述第一基板在与所述接触孔对应的区域还包括层叠在所述第一绝缘膜上的半导体层。
8.根据权利要求1或2所述的液晶显示装置,其特征在于,
所述共用电极配置在所述对置电极上。
9.根据权利要求1或2所述的液晶显示装置,其特征在于,
所述开关元件是薄膜晶体管,
所述对置电极设置于与所述薄膜晶体管的漏电极相同的层,
所述对置电极经由设置于与所述对置电极及所述漏电极相同的层的漏极引出布线,与所述漏电极连接。
10.根据权利要求1或2所述的液晶显示装置,其特征在于,
所述像素电极经由在所述对置电极上设置于所述第二绝缘膜的第二接触孔,与所述对置电极连接。
11.根据权利要求10所述的液晶显示装置,其特征在于,
所述对置电极具有伸出部分,该伸出部分在与所述共用布线正交的方向上从所述共用布线伸出,
所述伸出部分包含在与所述共用布线正交的方向上存在所述第二接触孔的第一区域、及在与所述共用布线正交的方向上不存在所述第二接触孔的第二区域,
与所述共用布线正交的方向上的所述第一区域的宽度小于与所述共用布线正交的方向上的所述第二区域的宽度。
12.根据权利要求10所述的液晶显示装置,其特征在于,
所述开关元件是薄膜晶体管,
所述对置电极设在与所述薄膜晶体管的漏电极相同的层,且与该漏电极分离地配置。
13.根据权利要求1或2所述的液晶显示装置,其特征在于,
所述共用布线经由至少设置于所述第二绝缘膜及所述第三绝缘膜上的接触孔与所述共用电极连接。
14.根据权利要求13所述的液晶显示装置,其特征在于,
至少设置于所述第二绝缘膜及所述第三绝缘膜上的所述接触孔未配置于所有像素。
15.根据权利要求1或2所述的液晶显示装置,其特征在于,
所述开关元件是薄膜晶体管,
所述像素电极经由设置于所述第二绝缘膜的接触孔,与所述薄膜晶体管电连接,
在与设置于所述第二绝缘膜上的所述接触孔对应的位置未设置所述共用电极。
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