JP2003172919A - 液晶表示装置 - Google Patents

液晶表示装置

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JP2003172919A
JP2003172919A JP2001372267A JP2001372267A JP2003172919A JP 2003172919 A JP2003172919 A JP 2003172919A JP 2001372267 A JP2001372267 A JP 2001372267A JP 2001372267 A JP2001372267 A JP 2001372267A JP 2003172919 A JP2003172919 A JP 2003172919A
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conductor
forming
liquid crystal
display device
crystal display
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Masahiro Kubota
真啓 久保田
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 高開口率構成をとる液晶表示装置で、クロス
トークの抑制及び充電する容量の減少を図る。 【解決手段】 遮光パターンは、画素電極8と半導体層
4及び電気的にどこにも接続されていないゲート配線用
導体12の両方もしくはどちらか一方と重ねることによ
り形成するために、従来のような画素電極8とソース配
線用導体との重なり部を小さくすることができるので、
従来構成よりも寄生容量を小さくすることができる。ま
た、電極間距離が増えるので、充電する容量の減少によ
る低消費電力化およびソース信号の振幅による画素電位
の変動の抑制が図れるから、クロストークを抑制し表示
品質を向上することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置に関
する。
【0002】
【従来の技術】高開口率構成をとる液晶表示装置では、
バックライトの光の遮光をカラーフィルタのBM(ブラ
ックマトリクス)により行うかわりに、上記信号線と画
素電極を重ねることにより遮光パターン部を形成するこ
とで行い、液晶表示装置の表面には画素電位により制御
可能な光のみが到達するようにすることで実現する。
【0003】上記遮光パターン部は一般的に次の方式で
形成される。図4(a),(b),(c),(d),
(e)は従来の液晶表示装置の上記遮光パターン部の構
成を示し、図4(a)は平面図、図4(b),(c),
(d),(e)は図4(a)A−A´の工程フローの断
面図を示す。図4において11はTFTアレイ基板、1
2はゲート配線を形成するための導体、13はゲート絶
縁膜、14は半導体層、15はソース配線を形成するた
めの導体、16は第二の絶縁膜、17は平坦化膜、18
は画素電極、d1はソース配線を形成するための導体1
5と画素電極18の重なる距離である。
【0004】上記遮光パターン部をソース配線を形成す
る導体15をソース配線として用い、上記ソース配線に
画素電極18を重ねることで形成する。このとき、ソー
ス配線を形成するための導体15と画素電極18の間に
は第二の絶縁膜16及び平坦化膜17が存在する。特に
平坦化膜17は樹脂製物質を塗布するなどの方法で厚膜
化することにより、ソース配線を形成するための導体1
5と画素電極18を重ねること発生する寄生容量を緩和
させている。このときバックライトの光は、ソース配線
を形成するための導体15と画素電極18が距離d1だ
け重なることにより、必ずソース配線を形成するための
導体15又は画素電極18に照射されるためソース配線
を形成するための導体15に反射され液晶表示装置の表
面まで到達しないものと、画素電極18により制御され
液晶表示装置の表面に到達するものに分かれる。
【0005】このときバックライトの光が液晶表示装置
の表面に到達しない面積(上記遮光パターン部の面積)
は、TFTアレイ基板12上に形成されるため、カラー
フィルタのBMで遮光パターンを形成する場合に比べカ
ラーフィルタの製造精度、カラーフィルタとTFTアレ
イ基板12の貼り合わせ精度を考慮する必要がなく小さ
くできる。これにより、カラーフィルタのBMで遮光パ
ターンを形成する場合に比べ高開口率を実現できる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記遮
光パターン部の構成では、ソース配線を形成するための
導体15と画素電極18を重ねる構成のため、平坦化膜
17により緩和されているものの寄生容量が大きい。そ
のためソース信号の振幅による画素電位の変動を受けや
すく、クロストークを発生させるので表示品質を低下さ
せ、また充電する容量が増加することにより消費電力を
増加させる原因となる。本発明は、上記遮光パターン部
の構成を、従来の構成に比べ寄生容量を小さくすること
で表示品質を向上し、消費電力を低下させることのでき
る液晶表示装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決する為の手段】上記目的を達成するため、
本発明は、上記遮光パターン部を、半導体層及びゲート
配線を形成するための導体の両方もしくはどちらか一方
と画素電極を重ねることで、画素電極とソース配線を形
成するための導体との重なり部を小さくすることができ
るので、従来の構成に比べ寄生容量を小さくすることが
できる。また、充電する容量の減少による低消費電力化
およびソース信号の振幅による画素電位の変動の抑制が
図れるため、クロストーク発生を抑止し表示品質を向上
することができる。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の、第
一の実施例について図面を参照しながら詳細に説明す
る。図1(a),(b),(c),(d),(e)は本
発明の液晶表示装置の上記遮光パターン部を示す図で、
図1(a)は本発明の液晶表示装置の上記遮光パターン
部の平面図、図1(b),(c),(d),(e)は図
1(a)A−A´の本発明の液晶表示装置の上記遮光パ
ターン部の工程フローの断面図である。
【0009】図1において1はTFTアレイ基板、2は
ゲート配線を形成するための導体、3はゲート絶縁膜、
4は半導体層、5はソース配線を形成するための導体、
6は第二の絶縁膜、7は平坦化膜、8は画素電極、d1
はソース配線を形成するための導体5と画素電極8の重
なる距離、d2はゲート配線を形成するための導体2又
は半導体層4と画素電極8の重なる距離である。図1
(b)において、TFTアレイ基板1上にゲート配線を
形成するための導体2を成長させフォトリソグラフィー
とエッチングによりゲート配線を形成するための導体2
を所定の形状に加工する。
【0010】ここでのゲート配線を形成するための導体
2は、ゲート配線として用いない。また、電気的にどこ
にも接続されず、いかなる信号も入力されない。次に図
1(c)において、ゲート絶縁膜3を成長後、半導体層
4を成長させフォトリソグラフィーとエッチングにより
所定の形状に加工する。ここでの半導体層4はTFTの
形成に用いない。次に図1(d)において、ソース配線
を形成するための導体5を成長させフォトリソグラフィ
ーとエッチングにより所定の形状に加工し、第2の絶縁
膜6を成長させる。このときソース配線を形成するため
の導体5は従来の液晶表示装置に比べ細く形成してお
く。これにより、画素電極8との重なり部を減少するこ
とができる。また、ここでのソース配線を形成するため
の導体5は、ソース配線として用い、ソース信号が入力
される。
【0011】次に図1(e)において、平坦化膜7を形
成しフォトリソグラフィーにより所定の形状に形成し、
画素電極8を成長させフォトリソグラフィーとエッチン
グにより所定の形状に形成する。このとき上記遮光パタ
ーン部は、ゲート配線を形成するための導体2及び半導
体層4を遮光パターンとして用い、ゲート配線を形成す
るための導体2及び半導体層4は電気的にどこにも接続
されていないため、いかなる信号も入力されることはな
い。また、ゲート配線を形成するための導体2及び半導
体層4と画素電極8は距離d2だけ重なっているため、
バックライトの光は、必ずゲート配線を形成するための
導体2、半導体層4又は画素電極8に照射されるため、
ゲート配線を形成するための導体2又は半導体層4に反
射され液晶表示装置の表面に到達しないものと、画素電
極8により制御され液晶表示装置の表面に到達するもの
に分かれるため、遮光パターンとしての機能を果たす。
【0012】このとき、ソース配線を形成するための導
体5と画素電極8の重なりは遮光パターンとして用いな
いためd1は小さければ小さいほどよく、無ければなお
良い。また、d2は従来の液晶表示装置のd3と同じく
導体と画素電極の重なりとなるため、開口率も同等とな
る。従って、従来の液晶表示装置の構成に比べ、上記遮
光パターン部をゲート電極を形成するための導体2及び
半導体層4と画素電極8を重ねて形成し、ソース配線を
形成するための導体5を細くすることで、遮光パターン
としての機能をはたしつつ、ソース配線を形成するため
の導体5と画素電極8の重なりd1を減少するまたはな
くすことができる。さらに開口率は犠牲にすることなし
に画素電極8との間に形成される容量を従来の液晶表示
装置に比べて極めて小さくすることができ、低消費電力
化が可能となる。
【0013】また、ソース信号の振幅による画素電位の
変動も抑止されるため表示品質も向上することができ
る。本実施例では、遮光パターンに用いる層をゲート配
線を形成するための導体2及び半導体層4というTFT
を形成する為の層と同一の層を用いたが、プロセスの変
更で新たな層を追加して形成してもよい。
【0014】次に本発明の実施の形態の第二の実施例に
ついて、図2を用いて説明する。図2(a),(b),
(c),(d),(e)は本発明の液晶表示装置の上記
遮光パターン部を示し、図2(a)は本発明の液晶表示
装置の上記遮光パターン部の平面図を示し、図2
(b),(c),(d),(e)は図2(a)A−A´
の本発明の液晶表示装置の上記遮光パターン部の工程フ
ローの断面図である。図2(b)において、TFTアレ
イ基板1上にゲート配線を形成するための導体2を成長
させフォトリソグラフィーとエッチングによりゲート配
線を形成するための導体2を所定の形状に加工する。
【0015】このとき、本実施例では上記遮光パターン
部のゲート配線を形成するための導体2は全て取り除
く。次に図2(c)において、ゲート絶縁膜3を成長
後、半導体層4を成長させフォトリソグラフィーとエッ
チングにより所定の形状に加工する。ここでの半導体層
4はTFTの形成に用いない。次に図2(d)におい
て、ソース配線を形成するための導体5を成長させフォ
トリソグラフィーとエッチングにより所定の形状に加工
し、第2の絶縁膜6を成長させる。このときソース配線
を形成するための導体5は従来の液晶表示装置に比べ細
く形成しておく。これにより、画素電極8との重なり部
を減少することができる。また、ここでのソース配線を
形成するための導体5は、ソース配線として用い、ソー
ス信号が入力される。
【0016】次に図2(e)において、平坦化膜7を形
成しフォトリソグラフィーにより所定の形状に形成し、
画素電極8を成長させフォトリソグラフィーとエッチン
グにより所定の形状に形成する。このとき、上記遮光パ
ターン部の半導体層4は電気的にどこにも接続されてい
ないため、いかなる信号も入力されることはない。ま
た、半導体層4と画素電極8は距離d2だけ重なってい
るため、バックライトの光は、半導体層4又は画素電極
8に照射されるため、半導体層4に反射され液晶表示装
置の表面に到達しないものと、画素電極8により制御さ
れ液晶表示装置の表面に到達するものに分かれるため、
遮光パターンとしての機能を果たす。このとき、ソース
配線を形成するための導体5と画素電極8の重なりは遮
光パターンとして用いないためd1は小さければ小さい
ほどよく、無ければなお良い。
【0017】また、d2は従来の液晶表示装置のd3と
同じく導体と画素電極との重なりであり、開口率も同等
となる。従って、上記遮光パターン部を半導体層4と画
素電極8を重ねることで形成し、ソース配線を形成する
ための導体5を細くすることで、遮光パターンとしての
機能をはたしつつ、ソース配線を形成するための導体5
と画素電極8の重なりd1を減少するあるいはなくすこ
とができ、開口率を犠牲にすることなく画素電極8との
間に形成される容量を従来の液晶表示装置に比べて極め
て小さくすることができ、低消費伝電力化が可能とな
る。また、ソース信号の振幅による画素電位の変動も抑
止されるため表示品質も向上することができる。本実施
例では、遮光パターンに用いる層を半導体層4というT
FTを形成する為の層と同一の層を用いたが、プロセス
の変更で新たな層を追加して形成してもよい。
【0018】次に本発明の実施の形態の第三の実施例に
ついて、図3を用いて説明する。図3(a),(b),
(c),(d),(e)は本発明の液晶表示装置の上記
遮光パターン部を示し、図3(a)は本発明の液晶表示
装置の上記遮光パターン部の平面図を示し、図3
(b),(c),(d),(e)は図3(a)A−A´
の本発明の液晶表示装置の上記遮光パターン部の工程フ
ローの断面図を示す。図3(b)において、TFTアレ
イ基板1上にゲート配線を形成するための導体2を成長
させフォトリソグラフィーとエッチングによりゲート配
線を形成するための導体2を所定の形状に加工する。こ
こでのゲート配線を形成するための導体2は、ゲート配
線として用いない。また、電気的にどこにも接続され
ず、いかなる信号も入力されない。
【0019】次に図3(c)において、ゲート絶縁膜3
を成長後、半導体層4を成長させフォトリソグラフィー
とエッチングにより所定の形状に加工する。このとき、
本実施例では上記遮光パターン部の半導体層4は全て取
り除く。次に図3(d)において、ソース配線を形成す
るための導体5を成長させフォトリソグラフィーとエッ
チングにより所定の形状に加工し、第2の絶縁膜6を成
長させる。このときソース配線を形成するための導体5
は従来の液晶表示装置に比べ細く形成しておく。これに
より、画素電極8との重なり部を減少することができ
る。また、ここでのソース配線を形成するための導体5
は、ソース配線として用い、ソース信号が入力される。
【0020】次に図3(e)において、平坦化膜7を形
成しフォトリソグラフィーにより所定の形状に形成し、
画素電極8を成長させフォトリソグラフィーとエッチン
グにより所定の形状に形成する。このとき、上記遮光パ
ターン部は、ゲート配線を形成するための導体2を遮光
パターンとして用い、ゲート配線を形成するための導体
2は電気的にどこにも接続されていないため、いかなる
信号も入力されることはない。また、ゲート配線を形成
するための導体2と画素電極8は距離d2だけ重なって
いるため、バックライトの光は、必ずゲート配線を形成
するための導体2又は画素電極8に照射されるため、ゲ
ート配線を形成するための導体2に反射され液晶表示装
置の表面に到達しないものと、画素電極8により制御さ
れ液晶表示装置の表面に到達するものに分かれ、それに
よって遮光パターンとしての機能を果たす。
【0021】このとき、ソース配線を形成するための導
体5と画素電極8の重なりは遮光パターンとして用いな
いためd1は小さければ小さいほどよいが、無ければな
お良い。また、d2は従来の液晶表示装置のd3と同じ
く導体と画素電極との重なりであるため開口率も同等と
なる。従って、上記遮光パターン部をゲート電極を形成
するための導体2と画素電極8を重ねることで形成し、
ソース配線を形成するための導体5を細くすることで、
遮光パターンとしての機能をはたしつつ、ソース配線を
形成するための導体5と画素電極8の重なりd1を減少
あるいはなくすことができ、開口率を犠牲にすることな
く画素電極8との間に形成される容量を従来の液晶表示
装置に比べて極めて小さくすることができ、低消費伝電
力化が可能となる。 また、ソース信号の振幅による画
素電位の変動も抑止されるため表示品質も向上すること
ができる。本実施例では、遮光パターンに用いる層をゲ
ート配線を形成するための導体2というTFTを形成す
る為の層と同一の層を用いたが、プロセスの変更で新た
な層を追加して形成してもよい。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、上記遮光
パターン部の寄生容量を小さくすることで、液晶表示装
置の低消費電力化をはかることができ、またその表示品
質を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態における第一の実施例の遮
光パターン部の構成を示す図
【図2】本発明の実施の形態における第二の実施例の遮
光パターン部の構成を示す図
【図3】本発明の実施の形態における第三の実施例の遮
光パターン部の構成を示す図
【図4】従来の実施の形態における遮光パターン部の構
成を示す図
【符号の説明】
1 TFTアレイ基板 2 ゲート配線を形成するための導体 3 ゲート絶縁膜 4 半導体層 5 ソース配線を形成するための導体 6 第二の絶縁膜 7 平坦化膜 8 画素電極 11 TFTアレイ基板 12 ゲート配線を形成するための導体 13 ゲート絶縁膜 14 半導体層 15 ソース配線を形成するための導体 16 第二の絶縁膜 17 平坦化膜 18 画素電極 d1 ソース配線を形成するための導体と画素電極の重
なり d2 ゲート配線を形成するための導体又は半導体層と
画素電極の重なり d3 ソース配線を形成するための導体と画素電極の重
なり

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アクティブマトリクス素子と、前記アク
    ティブマトリクス素子に表示信号を入力する配線と、バ
    ックライトとを有する液晶表示装置であって、前記バッ
    クライトの光を遮光する遮光パターン部を前記アクティ
    ブマトリクス素子と同一基板上に形成することを特徴と
    する液晶表示装置。
  2. 【請求項2】 前記遮光パターン部を、前記アクティブ
    マトリクス素子を形成する半導体層及び前記アクティブ
    マトリクス素子に表示信号を入力する配線とは電気的に
    接続しない導体で形成することを特徴とする請求項1に
    記載の液晶表示装置。
  3. 【請求項3】 前記遮光パターン部を、前記アクティブ
    マトリクス素子を形成する半導体層を用いて形成するこ
    とを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。
  4. 【請求項4】 前記遮光パターン部を、前記アクティブ
    マトリクス素子に表示信号を入力する配線とは電気的に
    接続しない導体で形成することを特徴とする請求項1に
    記載の液晶表示装置。
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