JP2002277888A - 液晶表示装置用の電極基板およびその製造方法 - Google Patents

液晶表示装置用の電極基板およびその製造方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＣＯＡ構造の液晶表示装置を簡易かつ安価に
製造することを可能にする液晶表示装置用の電極基板を
提供する。 【解決手段】 アレイ基板１は、ガラス基板上にて互い
に直交するように延びる信号線１２およびゲート線１１
を有している。信号線１２およびゲート線１１の交点部
の近傍には複数のＴＦＴ素子２０が設けられている。ガ
ラス基板上には、信号線１２およびゲート線１１に囲ま
れる画素領域に対応してカラーフィルタ層１６および画
素電極１３がこの順で積層されており、画素電極１３お
よびカラーフィルタ層１６によりストライプ状の着色領
域が形成されている。ガラス基板上に配線された信号線
１２は、ＴＦＴ素子２０が着色領域以外の非点灯領域に
位置するよう信号線１２およびゲート線１１の交点部の
近傍にて当該信号線１２の延在軸Ｌからずれた状態で延
びている。画素電極１３は着色領域側から非点灯領域側
へ突出した突出部１４を有し、この突出部１４とＴＦＴ
素子２０とが非点灯領域にて接続される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、カラー表示が可能
な液晶表示装置に係り、とりわけ、画素電極やＴＦＴ素
子等が形成されるアレイ基板側にカラーフィルタ層が設
けられる、ＣＯＡ（カラーフィルタ・オン・アレイ）構
造の液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、カラー表示が可能な液晶表示
装置として、液晶層を挟持する一対の電極基板のうち、
画素電極やＴＦＴ素子等が形成されるアレイ基板側にカ
ラーフィルタ層が設けられる、ＣＯＡ構造の液晶表示装
置が知られている。このようなＣＯＡ構造の液晶表示装
置では、アレイ基板側のガラス基板上に、ＴＦＴ素子、
カラーフィルタ層および画素電極がこの順で積層されて
いる。
【０００３】図５は従来のアレイ基板の構造を概略的に
示す平面図である。図５に示すように、従来のアレイ基
板１では、互いに直交するように延びる信号線１２およ
びゲート線１１がガラス基板上に形成され、その交点部
の近傍にＴＦＴ素子２０が形成されている。ＴＦＴ素子
２０は、ゲート線１１および信号線１２から側方に突出
したゲート電極２１およびドレイン電極２２等から構成
されている。ＴＦＴ素子２０上にはカラーフィルタ層
（着色層）１６および画素電極１３がこの順で積層され
ており（本発明を示す図２参照）、画素電極１３および
カラーフィルタ層１６によりストライプ状の着色領域が
形成されている。なお、カラーフィルタ層１６として
は、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）および青色（Ｂ）の３種類
があり、これらがゲート線１１の延在方向に関して交互
に配列されている。また、隣接したカラーフィルタ層１
６の間には保護層１８が設けられている。
【０００４】ところで、画素電極１３およびカラーフィ
ルタ層１６は、アレイ開口率を向上させる観点からでき
るだけ信号線１２およびゲート線１１に接近させる必要
があり、このため、ＴＦＴ素子２０は、図５に示すよう
な形でストライプ状の着色領域内に配置されることとな
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の液晶表示装置では、ストライプ状の着色領域内
にて画素電極１３とＴＦＴ素子２０とが接続されるの
で、画素電極１３とＴＦＴ素子２０を接続するために
は、画素電極１３とＴＦＴ素子２０との間に配置される
カラーフィルタ層１６にコンタクトホール１５を形成し
たり、カラーフィルタ層１６の形状をコンタクトホール
１５を回避するようなものとする必要があり、高精度な
加工技術およびアライメント技術が必要となる。なお、
カラーフィルタ層１６を印刷法等により形成すること
（例えば、所定の基材上に形成された着色パターンをグ
ラビア印刷法等によりアレイ基板側に転写すること）も
可能であるが、この場合には、転写対象となる着色パタ
ーンにコンタクトホール１５に対応するパターンをあら
かじめ形成しておくとともに、転写時に、着色パターン
側のコンタクトホールのパターンとアレイ基板側のコン
タクトホールとを正確に位置合わせする必要があり、こ
の場合でも、高精度なアライメント技術が必要となる。
【０００６】本発明はこのような点を考慮してなされた
ものであり、ＣＯＡ構造の液晶表示装置を簡易かつ安価
に製造することを可能にする液晶表示装置用の電極基板
およびその製造方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、その第１の解
決手段として、液晶表示装置に組み込まれて用いられる
電極基板において、透明基板と、前記透明基板上にて互
いに直交するように延びる信号線およびゲート線と、前
記信号線および前記ゲート線の交点部の近傍に設けられ
たスイッチング素子と、前記透明基板上の画素領域に重
なるように位置を合わせて設けられた着色層と、前記着
色層上に設けられた画素電極とを備え、前記信号線およ
び前記ゲート線の少なくとも一方は、前記スイッチング
素子が前記着色層に対応する着色領域以外の非点灯領域
内に位置するよう前記信号線および前記ゲート線の交点
部の近傍にて当該信号線または当該ゲート線の延在軸も
しくは中心軸からずれた状態で延び、前記画素電極は前
記着色領域側から前記非点灯領域側へ突出した突出部を
有し、この突出部と前記スイッチング素子とが前記非点
灯領域にて接続されることを特徴とする液晶表示装置用
の電極基板を提供する。
【０００８】本発明は、その第２の解決手段として、液
晶表示装置に組み込まれて用いられる電極基板の製造方
法において、透明基板上に、互いに直交するように延び
る信号線およびゲート線を形成するとともに、前記透明
基板上の前記信号線および前記ゲート線の交点部の近傍
にスイッチング素子を形成する工程であって、前記信号
線および前記ゲート線の少なくとも一方を、前記スイッ
チング素子が着色領域以外の非点灯領域内に位置するよ
う前記信号線および前記ゲート線の交点部の近傍にて当
該信号線または当該ゲート線の延在軸もしくは中心軸か
らずれた状態で延びるように形成する工程と、前記透明
基板上の画素領域に重なるように位置を合わせて着色層
を形成する工程と、前記着色層上に画素電極を形成する
とともに、この画素電極のうち前記着色領域側から前記
非点灯領域側へ突出した突出部と前記スイッチング素子
とを前記非点灯領域にて接続する工程とを含むことを特
徴とする、液晶表示装置用の電極基板の製造方法を提供
する。
【０００９】本発明の第１および第２の解決手段によれ
ば、透明基板上に配線された信号線およびゲート線の少
なくとも一方を、スイッチング素子が着色領域以外の非
点灯領域に位置するよう、信号線およびゲート線の交点
部の近傍にて当該信号線または当該ゲート線の延在軸も
しくは中心軸からずらしているので、画素電極の突出部
とスイッチング素子とを非点灯領域にて接続することが
できる。このため、画素電極とスイッチング素子との間
に配置される着色層にコンタクトホールを形成したり、
着色層の形状をコンタクトホールを回避するようなもの
とする必要がなくなり、高精度な加工技術およびアライ
メント技術を用いることなく、ＣＯＡ構造の液晶表示装
置を簡易かつ安価に製造することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。
【００１１】図１および図２は本発明による液晶表示装
置用の電極基板の一実施の形態を示す図である。このう
ち、図１は液晶表示装置用の電極基板（アレイ基板）の
構造を概略的に示す平面図、図２は図１に示すアレイ基
板が組み込まれる液晶表示装置の図１のII−II線に沿っ
た断面図である。
【００１２】まず、図２により、本実施の形態に係る電
極基板（アレイ基板）が組み込まれる液晶表示装置につ
いて説明する。図２に示すように、液晶表示装置１０
は、互いに対向して配置される一対の電極基板として、
画素電極やＴＦＴ素子等が形成されたアレイ基板１と、
アレイ基板１に対向して配置された対向基板２とを備
え、アレイ基板１と対向基板２との間には液晶層３が挟
持されている。
【００１３】次に、図１および図２により、アレイ基板
１の詳細について説明する。図１および図２に示すよう
に、アレイ基板１は、ガラス基板（透明基板）４と、ガ
ラス基板４上にて互いに直交するように延びる信号線１
２およびゲート線１１とを有している。ここで、ゲート
線１１はガラス基板４上に直接配線され、信号線１２は
ゲート線１１を覆うようガラス基板４上に形成された絶
縁膜２４上に配線されている（図２参照）。信号線１２
およびゲート線１１の交点部の近傍にはＴＦＴ素子（ス
イッチング素子）２０が設けられている。ＴＦＴ素子２
０は、ゲート線１１から側方に突出したゲート電極２１
と、ゲート電極２１上に積層された絶縁膜２４および半
導体膜２５と、半導体膜２５上に積層されたドレイン電
極２２（信号線１２から側方に突出した部分）およびソ
ース電極２３とから構成されている。なお、絶縁膜２４
は窒化シリコン（ＳｉＮｘ）膜であり、半導体膜２５は
アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）膜２５ａおよびｎ型
ドーピングａ−Ｓｉ膜２５ｂが積層されてなる多層膜で
ある。半導体膜２５は、ドレイン電極２２およびソース
電極２３を介して信号線１２および画素電極１３にそれ
ぞれ電気的に接続されている。
【００１４】ガラス基板４上には、信号線１２およびゲ
ート線１１に囲まれる画素領域に重なるように位置を合
わせてカラーフィルタ層（着色層）１６および画素電極
１３がこの順で積層されており、画素電極１３およびカ
ラーフィルタ層（着色層）１６によりストライプ状の着
色領域が形成されている。なお、カラーフィルタ層１６
としては、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）および青色（Ｂ）の
３種類があり、これらがゲート線１１の延在方向に関し
て交互に配列されている。また、隣接したカラーフィル
タ層１６の間の領域（非点灯領域）には保護層１８が設
けられている。
【００１５】ここで、ガラス基板４上に配線された信号
線１２は、ＴＦＴ素子２０が着色領域以外の非点灯領域
に位置するよう信号線１２およびゲート線１１の交点部
の近傍にて当該信号線１２の延在軸（中心軸）Ｌからず
れた状態で延びている（図１参照）。画素電極１３は着
色領域（カラーフィルタ層１６）側から非点灯領域側へ
突出した突出部１４を有し、この突出部１４とＴＦＴ素
子２０とが非点灯領域にて接続されるようになってい
る。
【００１６】なお、アレイ基板１のうち液晶層３に隣接
する側の表面には配向膜５が設けられている。
【００１７】一方、アレイ基板１に対向する対向基板２
は、ガラス基板６と、ガラス基板６上に積層された対向
電極７と、対向電極７上に積層された配向膜８とを有し
ている。なお、ガラス基板６のうち、対向するアレイ基
板１の非点灯領域に対応する位置にはストライプ状の遮
光層１７が形成されている。
【００１８】次に、図１および図２により、このような
構成からなる液晶表示装置１０の製造方法について説明
する。
【００１９】まず、アレイ基板１を製造するため、ガラ
ス基板４上にスパッタリング法によりクロム（Ｃｒ）膜
を形成し、ホトリソグラフィ法によりゲート線１１およ
びゲート電極２１をパターン化する。次いで、その上に
ＣＶＤ法により窒化シリコン（ＳｉＮｘ）膜（絶縁膜２
４）およびアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）膜（半導
体膜２５ａ）およびｎ型ドーピングａ−Ｓｉ膜（半導体
膜２５ｂ）を形成する。そして、その上にスパッタリン
グ法によりクロム（Ｃｒ）膜を形成し、ホトリソグラフ
ィ法により信号線１２、ソース電極２３およびドレイン
電極２２をパターン化する。なお、ゲート電極２１、ア
モルファスシリコン膜２５ａ，２５ｂ、ソース電極２３
およびドレイン電極２２によりＴＦＴ素子２０が構成さ
れる。なおこのとき、信号線１２およびゲート線１１
は、ガラス基板４上にて互いに直交するように形成され
る。また、信号線１２は、ＴＦＴ素子２０が着色領域以
外の非点灯領域内に位置するよう信号線１２およびゲー
ト線１１の交点部の近傍にて当該信号線１２の延在軸Ｌ
からずれた状態で延びるように形成される。
【００２０】次いで、ガラス基板４上の着色領域に赤色
顔料、緑色顔料または青色顔料を含む感光性ポリマーを
形成し、ホトリソグラフィ法によりストライプ状のカラ
ーフィルタ層１６を形成する。
【００２１】そして、カラーフィルタ層１６およびＴＦ
Ｔ素子２０上にてＩＴＯ膜をスパッタリング法およびホ
トリソグラフィ法によりパターン化することにより、画
素電極１３および突出部１４を形成し、突出部４とスイ
ッチング素子２０とを非点灯領域にて接続する。
【００２２】さらに、ガラス基板４上の非点灯領域に絶
縁膜としての保護層１８を形成する。
【００２３】その後、アレイ基板１の表面に配向膜５を
形成し、この配向膜５の表面をラビングすることにより
配向処理を施す。
【００２４】一方、アレイ基板１に対向する対向基板２
を製造するため、ガラス基板６上に遮光層１７および対
向電極７を形成し、次いで、対向電極７の表面に配向膜
８を形成する。そして、この配向膜８の表面をラビング
することにより配向処理を施す。
【００２５】その後、スペーサ等を介してアレイ基板１
および対向基板２を対向させた後、アレイ基板１および
対向基板２間に液晶材料を注入して液晶層３を形成す
る。これにより、図２に示すような液晶表示装置１０が
製造される。
【００２６】このように本実施の形態によれば、ガラス
基板４上に配線された信号線１２を、ＴＦＴ素子２０が
着色領域以外の非点灯領域に位置するよう、信号線１２
およびゲート線１１の交点部の近傍にて当該信号線１２
の延在軸Ｌからずらしているので、画素電極１３の突出
部１４とＴＦＴ素子２０とを非点灯領域にて接続するこ
とができる。このため、画素電極１３とＴＦＴ素子２０
との間に配置されるカラーフィルタ層１６にコンタクト
ホールを形成したり、カラーフィルタ層１６の形状をコ
ンタクトホール１５を回避するようなものとする必要が
なくなり、高精度な加工技術およびアライメント技術を
用いることなく、ＣＯＡ構造の液晶表示装置を簡易かつ
安価に製造することができる。
【００２７】なお、上述した実施の形態において、ＴＦ
Ｔ素子２０を構成するゲート電極２１、ドレイン電極２
２およびソース電極２３の形状および向き、ＴＦＴ素子
２０に接続される画素電極１３の突出部１４の形状およ
び向き等は、必ずしも図１に示すものに限られる必要は
なく、適宜変更することが可能である（図３参照）。
【００２８】また、上述した実施の形態においては、信
号線１２およびゲート線１１の交点部にて、ガラス基板
４上に配線された信号線１２が当該信号線１２の延在軸
Ｌからずれた状態で延びる場合について説明したが、こ
れに限らず、ガラス基板４上に配線されたゲート線１１
が当該ゲート線１１の延在軸からずれた状態で延びる場
合や、図４に示すように、信号線１２およびゲート線１
１の両方が当該信号線１２または当該ゲート線１１の延
在軸Ｌ１，Ｌ２からずれた状態で延びる場合でも同様に
して本発明を適用すること可能である。
【００２９】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、画
素電極とスイッチング素子との間に配置される着色層に
コンタクトホールを形成したり、着色層の形状をコンタ
クトホールを回避するようなものとする必要がなくな
り、高精度な加工技術およびアライメント技術を用いる
ことなく、ＣＯＡ構造の液晶表示装置を簡易かつ安価に
製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による液晶表示装置用の電極基板（アレ
イ基板）の一実施の形態の構造を概略的に示す平面図。
【図２】図１に示すアレイ基板が組み込まれる液晶表示
装置の図１のII−II線に沿った断面図。
【図３】図１に示す液晶表示装置用のアレイ基板の変形
例を示す平面図。
【図４】図１に示す液晶表示装置用のアレイ基板の他の
変形例を示す平面図。
【図５】従来の液晶表示装置用の電極基板（アレイ基
板）の構造を概略的に示す平面図。
【符号の説明】
１ アレイ基板（電極基板） ２ 対向基板 ３ 液晶層 ４ ガラス基板 ５ 配向膜 ６ ガラス基板 ７ 対向電極 ８ 配向膜 １０ 液晶表示装置 １１ ゲート線 １２ 信号線 １３ 画素電極 １４ 突出部 １５ コンタクトホール １６ カラーフィルタ層（着色層） １７ 遮光層 １８ 保護層 ２０ ＴＦＴ素子（スイッチング素子） ２１ ゲート電極 ２２ ドレイン電極 ２３ ソース電極 ２４ 絶縁膜（ＳｉＮｘ膜） ２５ 半導体膜 ２５ａ ａ−Ｓｉ膜 ２５ｂ ｎ型ドーピングａ−Ｓｉ膜
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０９Ｆ 9/30 ３４９ Ｇ０９Ｆ 9/30 ３４９Ａ Ｈ０１Ｌ 21/768 Ｈ０１Ｌ 21/90 Ｃ 29/786 29/78 ６１２Ｄ 21/336 Ｆターム(参考） 2H091 FA02Y GA01 GA13 LA30 2H092 GA29 GA60 JA24 JA37 JA41 JA46 KA05 MA05 MA13 NA25 PA01 PA08 5C094 AA43 AA44 BA03 BA43 CA19 CA23 EA04 EA05 EA06 EA07 ED02 5F033 GG04 HH17 HH38 JJ01 JJ17 JJ38 KK05 KK17 PP15 QQ08 QQ09 QQ46 RR27 VV15 XX33 XX34 5F110 AA16 BB01 CC07 DD02 EE04 EE37 EE44 FF03 FF29 GG02 GG15 GG44 HK04 HK09 HK16 HK21 HK34 HL07 HL23 HM19 NN02 QQ01

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】液晶表示装置に組み込まれて用いられる電
    極基板において、 透明基板と、 前記透明基板上にて互いに直交するように延びる信号線
    およびゲート線と、 前記信号線および前記ゲート線の交点部の近傍に設けら
    れたスイッチング素子と、 前記透明基板上の画素領域に重なるように位置を合わせ
    て設けられた着色層と、 前記着色層上に設けられた画素電極とを備え、 前記信号線および前記ゲート線の少なくとも一方は、前
    記スイッチング素子が前記着色層に対応する着色領域以
    外の非点灯領域内に位置するよう前記信号線および前記
    ゲート線の交点部の近傍にて当該信号線または当該ゲー
    ト線の延在軸もしくは中心軸からずれた状態で延び、前
    記画素電極は前記着色領域側から前記非点灯領域側へ突
    出した突出部を有し、この突出部と前記スイッチング素
    子とが前記非点灯領域にて接続されることを特徴とする
    液晶表示装置用の電極基板。
  2. 【請求項２】液晶表示装置に組み込まれて用いられる電
    極基板の製造方法において、 透明基板上に、互いに直交するように延びる信号線およ
    びゲート線を形成するとともに、前記透明基板上の前記
    信号線および前記ゲート線の交点部の近傍にスイッチン
    グ素子を形成する工程であって、前記信号線および前記
    ゲート線の少なくとも一方を、前記スイッチング素子が
    着色領域以外の非点灯領域内に位置するよう前記信号線
    および前記ゲート線の交点部の近傍にて当該信号線また
    は当該ゲート線の延在軸もしくは中心軸からずれた状態
    で延びるように形成する工程と、 前記透明基板上の画素領域に重なるように位置を合わせ
    て着色層を形成する工程と、 前記着色層上に画素電極を形成するとともに、この画素
    電極のうち前記着色領域側から前記非点灯領域側へ突出
    した突出部と前記スイッチング素子とを前記非点灯領域
    にて接続する工程とを含むことを特徴とする、液晶表示
    装置用の電極基板の製造方法。
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