JP2006201814A - 面内スイッチング型液晶表示装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 走査線、信号線3、前記走査線と前記信号線3が交差してなる画素、前記画素に設けられた薄膜トランジスタ、この薄膜トランジスタと接続された駆動電極5、この駆動電極と対向して設けられた対向電極6、前記対向電極6と他の画素の対向電極とを接続する共通配線を備えたTFTアレイ基板20と、このTFTアレイ基板に対向するように設けられた対向基板30と、前記TFTアレイ基板20と前記対向基板30との間に封入され、前記駆動電極5および対向電極6が基板面に平行な電界を発生させて駆動する液晶11とを備えた面内スイッチング型液晶表示装置において、前記TFTアレイ基板20は、前記駆動電極5および対向電極6を前記信号線3の形成される層とは異なる前記液晶11に近い層に形成されたものである。
【選択図】 図1
Description
くは信号線からの漏れ電界の影響を軽減し、遮光領域を減らすことにより開口率を高めた高輝度な液晶表示装置の構造に関する。
方式を採用すると、視角方向を変化させた際のコントラストの変化や階調レベルの反転がほとんど無くなることが明らかにされている(例えば、M.Oh-e,他,AsiaDisplay,95,pp.57
7-580参照)。
以下、本発明の一実施の形態を図面に基づいて説明する。尚、図において従来と同一符号は従来のものと同一あるいは相当のものを表す。図1はこの発明の実施の形態1によるIPS型液晶表示装置の一画素の構造を模式的に示す断面図であり、図2はその平面図である。なお、図1は図2に示すA−Aにおける断面図を示したものである。図において、1はガラス基板、2は走査線、3は信号線、4は薄膜トランジスタ(TFT)、5は駆動電極、6は対向電極、7は保持容量形成用電極、8は共通配線、9はゲート絶縁膜、10は保護膜、11は液晶、12はブラックマトリックス(BM)、14はコンタクトホール、15はトランジスタのソース電極、16はトランジスタのドレイン電極である。また、20はアレイ基板(ガラス基板1、信号線3、駆動電極5、対向電極6等で構成されている)、30はアレイ基板20に対向して配置された表示画面となる対向基板、40は信号線3と対向電極6の間の隙間であるスリット、50は画素の開口部である。なお、図3は、図2に示すIPS型液晶表示装置において用いられる薄膜トランジスタ4(TFT)として、薄膜トランジスタ4(TFT)の一種であるチャネル保護膜型薄膜トランジスタ21を設けた場合のIPS型液晶表示装置の一画素の構造を模式的に示す図であり、図3(a)は平面図、図3(b)は断面図である。
あるいはこれらを積層した構造で、膜厚を50nmから800nm程度の厚さで形成するものである。この走査線2は薄膜トランジスタ4のゲート電極としても機能する。走査線2を形成する際のエッチング方法として、図4では断面が台形状になるテーパーエッチングを例に示したが、断面が長方形となるようなエッチング方法を用いてもよい。
適当である。また、前記リンなどの不純物をドープしたアモルファスシリコンの代わりの材料としてリンなどの不純物をドープしたマイクロクリスタルシリコン等を用いてもよい。
、あるいはITO等の透明材料、あるいはこれらを積層した構造で形成する。工程4は、保護膜10を窒化シリコン、酸化シリコン等の透明絶縁膜により形成し、さらに駆動電極5とドレイン電極16を電気的に接続するため薄膜トランジスタ4のドレイン電極16上の一部の保護膜を取り除いて、コンタクトホール14を形成するものである。このとき同時に走査線2の端子部からゲート絶縁膜9と保護膜10及び信号線3の端子部から保護膜10を取り除き、外部回路と走査線2及び信号線3を電気的に接続出来るようにする。
、あるいはITO等の透明材料、あるいはこれらを積層した構造、あるいはこれらを含む積層構造で形成するものである。駆動電極5はコンタクトホール14を介してドレイン電極16と接続する。対向電極6は共通配線8に接続されている。対向電極6はドレイン電極16と保護膜10を介して重ね、駆動電極の電位を保持するための蓄積容量7を形成する。以上の5工程により、信号線3よりも上層(即ち、対向基板30側)に駆動電極5と対向電極6を有し、基板面に対し水平方向の電界を印加できるTFTアレイ基板20を5回の写真製版工程でチャネルエッチ型薄膜トランジスタを用い製作することができる。
単体、あるいはこれらを主成分とする合金、あるいはITO等の透明材料から異なる2種以上の金属の積層構造で形成した場合に適応できる。
図7は、本発明の実施の形態2にかかる液晶表示装置の画素電極の構造を模式的に示したもので、図7(a)はその平面図、図7(b)は図7(a)のA−Aでの断面図、図8はアレイ基板のプロセスフローを示す図である。図において、1はガラス基板、2は走査線、3は信号線、4は薄膜トランジスタ(TFT)、5は駆動電極、6は対向電極、7は保持容量形成用電極、8は共通配線、9はゲート絶縁膜、10は保護膜、11は液晶、12はブラックマトリックス、14はコンタクトホール、15はトランジスタのソース電極、16はトランジスタのドレイン電極、 18はスルーホールである。また、20はアレイ基板(ガラス基板1、信号線3、駆動電極5、対向電極6等で構成されている)、30はアレイ基板20に対向して配置された表示画面となる対向基板、40は信号線3と対向電極6間の隙間であるスリット、50は画素の開口部である。
図9は、本発明の実施の形態3にかかる液晶表示装置の一画素の構造を模式的に示したもので、図9(a)はその平面図、図9(b)は図9(a)のA−A′での断面図、図10はアレイ基板のプロセスフローである。図において、1はガラス基板、2は走査線、3は信号線、4は薄膜トランジスタ(TFT)、5は駆動電極、6は対向電極、7は保持容量形成用電極、8は共通配線、9はゲート絶縁膜、10は保護膜、11は液晶、12はブラックマトリックス、14はコンタクトホール、15はトランジスタのソース電極、16はトランジスタのドレイン電極である。また、20はアレイ基板(ガラス基板1、信号線3、駆動電極5、対向電極6等で構成されている)、30はアレイ基板20に対向して配置された表示画面となる対向基板、40は信号線3と対向電極6の間り隙間であるスリット、50は画素の開口部である。
図11は、本発明の実施の形態4にかかるIPS型液晶表示装置の一画素の構造を模式的に示したもので、図11(a)はその平面図、図11(b)は図11(a)のA−A′での断面図である。図において、1はガラス基板、2は走査線、3は信号線、4は薄膜トランジスタ(TFT)、5は駆動電極、6は対向電極、7は保持容量形成用電極、8は共通配線、9はゲート絶縁膜、10は保護膜、11は液晶、14はコンタクトホール、15は薄膜トランジスタ(TFT)4のソース電極、16は薄膜トランジスタ(TFT)のドレイン電極である。また、20はアレイ基板(ガラス基板1、信号線3、駆動電極5、対向電極6等で構成されている)、30はアレイ基板20に対向して配置された表示画面となる対向基板、60はガラス基板1に設けられた遮光膜である。
図12は、実施の形態5にかかるIPS型液晶表示装置の一画素の構造を模式的に示したもので、図12(a)はその平面図、図12(b)は図12(a)のA−A′での断面図である。図において、1はガラス基板、2は走査線、3は信号線、4は薄膜トランジスタ(TFT)、5は駆動電極、6は対向電極、7は保持容量形成用電極、8は共通配線、9はゲート絶縁膜、10は保護膜、11は液晶、12はブラックマトリックス、14はコンタクトホール、15はトランジスタのソース電極、16はトランジスタのドレイン電極である。また、20はアレイ基板(ガラス基板1、信号線3、駆動電極5、対向電極6等で構成されている)、30はアレイ基板20に対向して配置された表示画面となる対向基板である。
図14は、実施の形態6にかかるIPS型液晶表示装置の一画素の構造を模式的に示したもので、図14(a)はその平面図、図14(b)は図14(a)のA−Aでの断面図である。なお、図14に示す実施の形態6にかかるIPS型液晶表示装置の画素の構成は、基本的には図12に示す実施の形態5にかかるIPS型液晶表示装置の画素の構成と同様であるので説明は省略する。実施の形態5では、信号線3を完全に覆う構造の対向電極6を設けた場合を示したが、図14に示す実施の形態6にかかるIPS型液晶表示装置の画素の対向電極6のように、信号線3の一部を覆う構造の対向電極6を用いてもよい。
図15は、実施の形態7にかかるIPS型液晶表示装置の一画素の構造を模式的に示したもので、図12(a)はその平面図、図12(b)は図12(a)のA−A′での断面図である。なお、図15に示す実施の形態7にかかるIPS型液晶表示装置の画素の構成は、図14に示す実施の形態5にかかるIPS型液晶表示装置の画素の構成と同様であるので、説明は省略する。実施の形態7は、図14に示すように例えば実施の形態6による液晶表示装置の画素構造において、走査線2の上まで対向電極6を拡大して形成し、前記対向電極6を用いて、この画素と隣接する他の画素の対向電極6を接続したことを特徴とするものである。
図16は、本発明の実施の形態8にかかる液晶表示装置の一画素中の保持容量部の断面構造を模式的に示したものである。図において、17はガラス基板1の上に形成された保持容量増加のための電極、16は薄膜トランジスタ(TFT)のドレイン電極であり、図に示すように実施の形態8にかかる液晶表示装置の保持容量部は、保持容量増加のための電極17がゲート絶縁膜9を介して薄膜トランジスタ(TFT)のドレイン電極16とは別層(例えば、走査線2の層)に重ねて積層して形成されている。このように、保持容量部の電極を積層構造とすることにより、保持容量を形成するための電極の面積を小さくすることが可能となるので、その結果画素の開口部50(図示せず)を広くすることができる。
図17は、実施の形態9にかかるTFTアレイ基板のプロセスフローを示す図である。図17において、1はガラス基板、2は走査線、3は信号線、4は薄膜トランジスタ(TFT)、5は駆動電極、6は対向電極、8は共通配線、9はゲート絶縁膜、10は保護膜、14はコンタクトホール、15はトランジスタのソース電極、16はトランジスタのドレイン電極、19は第二の保護膜である。また、アレイ基板20は、ガラス基板1、信号線3、駆動電極5、対向電極6等で構成されている。
4 薄膜トランジスタ(TFT) 5 駆動電極 6 対向電極
7 保持容量形成用電極 8 共通配線 9 ゲート絶縁膜
10 保護膜 11 液晶 12 ブラックマトリックス(BM)
13 保持容量 14 コンタクトホール
15 ソース電極 16 ドレイン電極
17保持容量増加のための電極 18 スルーホール
19 第二の保護膜 20 アレイ基板 21 チャネル保護膜 30 対向基板 40 スリット 50 開口部 60 遮光膜
Claims (8)
- 走査信号を伝達する走査線、映像信号を伝達する信号線、前記走査線と前記信号線が交差してなる格子状の画素、前記画素に設けられて前記走査線および前記信号線と接続され、走査信号に基づいて映像信号のスイッチングを行う薄膜トランジスタ、この薄膜トランジスタと接続された駆動電極、この駆動電極と対向するように配置された対向電極、この対向電極と他の画素の対向電極とを相互に接続する共通配線を備えたTFTアレイ基板と、このTFTアレイ基板に対向するように設けられた対向基板と、前記TFTアレイ基板と前記対向基板との間に封入され、前記駆動電極および対向電極が基板面に平行な電界を発生させて駆動する液晶とを備えた面内スイッチング型液晶表示装置において、前記TFTアレイ基板は、前記駆動電極および対向電極を前記信号線の形成される層とは異なる前記液晶に近い層に形成されたことを特徴とする面内スイッチング型液晶表示装置。
- TFTアレイ基板は、TFTアレイ基板面に平行な電界を発生させて液晶を駆動する駆動電極と対向電極とを備えたものであって、少なくとも前記対向電極は、前記信号線の形成されている層とは異なる液晶に近い層に形成されていることを特徴とする請求項1に記載の面内スイッチング型液晶表示装置。
- TFTアレイ基板は、信号線の一部または全部を覆うように形成した対向電極を有することを特徴とする請求項2に記載の面内スイッチング型液晶表示装置。
- TFTアレイ基板は、少なくとも対向電極を走査線とは異なる層に設け、前記走査線の一部または全部を覆うように形成した対向電極を有することを特徴とする請求項3に記載の面内スイッチング型液晶表示装置。
- TFTアレイ基板は、共通配線と走査線とを同じ層に設け、かつ信号線を前記共通配線および走査線よりも対向基板に近い層に設けたことを特徴とする請求項1に記載の面内スイッチング型液晶表示装置。
- TFTアレイ基板は、このTFTアレイ基板と液晶とが接する表面がほぼ平坦形状に形成された保護膜を備えたことを特徴とする請求項1に記載の面内スイッチング型液晶表示装置。
- TFTアレイ基板は、信号線および対向電極と重ね合わさるように形成された遮光手段を有することを特徴とする請求項1に記載の面内スイッチング型液晶表示装置。
- TFTアレイ基板は、走査信号に基づいて映像信号のスイッチングを行う薄膜トランジスタと、この薄膜トランジスタのスイッチがオンの時に書き込まれた電荷を前記薄膜トランジスタのスイッチがオフの間蓄電する駆動電極と、前記駆動電極の蓄電力を補強する保持容量増加電極とを、層を異にして重畳するように形成したことを特徴とする請求項1に記載の面内スイッチング型液晶表示装置。
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