JP2007052128A - 液晶表示素子 - Google Patents
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Abstract
【課題】 適切なリペア処理を容易に行うことのできる構造を有するＦＦＳモードＬＣＤを構成する液晶表示素子を提供すること。
【解決手段】 本発明を適用したＦＦＳモードＬＣＤの単位画素は、ゲート電極１８とドレイン電極２８とが重畳する部分に対応する板状（べた状）のコモン電極８上の領域に、第１リペア領域４６としてリペア用開口部が設けられた構造となっている。
【選択図】図２
【解決手段】 本発明を適用したＦＦＳモードＬＣＤの単位画素は、ゲート電極１８とドレイン電極２８とが重畳する部分に対応する板状（べた状）のコモン電極８上の領域に、第１リペア領域４６としてリペア用開口部が設けられた構造となっている。
【選択図】図２
Description
本発明は、液晶表示素子に係り、特にＦＦＳ（Fringe Field Switching）モード液晶表示装置を構成する液晶表示素子の構造に関する。
近年、平板表示装置（FPD）分野において、液晶表示装置（ＬＣＤ）、プラズマ表示装置（ＰＤＰ）、フィールドエミッションディスプレイ（ＦＥＤ）及び真空蛍光表示装置（ＶＦＤ）等が活発に研究されている。量産化技術、駆動手段の容易性及び高画質等の理由から、現在は、液晶表示装置（以下、「ＬＣＤ」という。）が脚光を浴びている。ＬＣＤは、液晶の屈折率異方性を利用して画面に情報を表示する装置である。
ＬＣＤは、ＴＮ（ツイステッドネマティック）モード、ＳＴＮ（スーパー・ツイステッドネマティック）モード、ＩＰＳ（In-Plane Switching）モード等の様々なモードで駆動するものが開発されている。これらの中でも、ＩＰＳモードは、液晶パネルの基板に対して液晶分子が常に水平であるようにスイッチングされるモードであって、基板に対して水平方向の横電界を用いてスイッチングさせること特徴とする。それ故、液晶分子が斜めに立ち上がることがなく、見る角度による光学特性の変化が小さいため、ＴＮモードやＳＴＮモードよりも広視野角が得られることが知られている。
また、近年、ＩＰＳモードと同様に基板に対して水平方向の横電界を用いてスイッチングさせるモードであるＦＦＳモードが開発されている。ＦＦＳモードＬＣＤは、透明電極から成る画素電極及びコモン電極を含んでおり、この画素電極とコモン電極との間隔を液晶パネルの上下基板間のセルギャップよりも狭くすることによりフリンジフィールドを形成する。このフリンジフィールドに発生する電界によって液晶層の液晶分子を動作させるため、ＩＰＳモードＬＣＤに比べて高開口率かつ高透過率であることが知られている（例えば、特許文献１参照）。
ところで、ＦＦＳモード又はＩＰＳモードのＬＣＤは、画素電極、コモン電極、ゲート線、データ線、及び薄膜トランジスタ（以下、「ＴＦＴ」という。）等を一方の基板上に形成するため、複雑な構造となる。そのため、画素電極とデータ線との短絡や、ＴＦＴ部分のゲート電極とドレイン電極との短絡や、ソース電極とドレイン電極との短絡等によって、画素欠陥が発生する場合がある。この画素欠陥は、ＦＦＳモード又はＩＰＳモードのＬＣＤで一般的に広く採用されているノーマリブラック型のＬＣＤにおいては、正常画素と比較して輝度が高くなる輝点画素欠陥となる。このような輝点画素欠陥の発生は、表示品質を著しく低下させてしまう。
この輝点画素欠陥による表示品質の低下を防止する方法として、輝点画素を滅点画素に変えることによって画素の欠陥を目立たなくする（滅点化）リペア処理がある。このリペア処理は、一般的に、問題となっている単位画素領域に対応するドレイン電極をレーザーで切断し、この単位画素領域の画素電極を電気的にフローディング状態とする処理である。例えば、ＩＰＳモードＬＣＤにおけるリペア処理の簡単化を図るために、リペア線を備えた構造が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
特開２００５−１０７５３５号公報
特開２００５−６２２７６号公報
以下に、ＦＦＳモードＬＣＤにおけるリペア処理について説明する。
先ず、図４及び図５を参照しながら、従来のＦＦＳモードＬＣＤの構造について説明する。図４は、従来のＦＦＳモードＬＣＤにおける単位画素の構造を示す正面図を示しており、図５は、図４の線ＩＶ−ＩＶ’に沿って切断した断面図を示している。
図４に示した従来のＦＦＳモードＬＣＤの単位画素領域には、ゲートライン６２とデータライン６４とが交差する部分にＴＦＴ７４が配置され、ＴＦＴ７４に接続する形で画素電極６６が配置されている。すなわち、ＴＦＴ７４は、ゲート電極７８、ソース電極９２、及びドレイン電極８８を含んで構成されており、ゲート電極７８はゲートライン６２へ、ソース電極９２はデータライン６４へ、ドレイン電極８８は画素電極６６へ接続されている。また、ゲートライン６２に並行して配置されるコモン線６８は、コモン電極にコモン電圧を供給する役割を担っている。このコモン電極と画素電極６６との電圧差によって水平方向電界が形成され、上下基板に挟まれた液晶層の液晶分子（図示せず）の配向を駆動させている。
更に、図４に示した従来のＦＦＳモードＬＣＤは、板状（べた状）のコモン電極７２が液晶パネルの全面に形成された構造となっている。このような構造とすることによって、コモン電圧の供給をコモン線６８のみからではなくコモン電極７２の端部の任意箇所からも行うことが可能となり、電圧供給にともなって発生する抵抗を低減させることができる。次に、図５を参照しながら、図４に示した従来のＦＦＳモードＬＣＤの詳細な構造を説明する。
図５に示したように、ガラス等の透明絶縁物質から成る基板７６の上に、ゲート電極７８が形成され、この上に絶縁膜８２（ゲート電極７８上にはゲート絶縁膜）が形成される。ゲート絶縁膜上には、ａ−Ｓｉ層８４及びＮ＋ａ−Ｓｉ層８６が順に形成されており、Ｎ＋ａ−Ｓｉ層８６上には金属層が形成され、エッチングによりソース電極９２及びドレイン電極８８が形成される。
その上には更に、パッシベーション層（保護層）９４が液晶パネル全面に形成され、絶縁層（又は絶縁層及びその上にフォトアクリルが形成された構成の層）９６が形成されている。絶縁層９６の上には、コモン電極（ＩＴＯ）７２が液晶パネル全面に板状に形成され、この上には、パッシベーション層１０２が形成されるとともに、ドレイン電極８８に接続するようにして画素電極６６が形成されている。
従来のＦＦＳモードＬＣＤを製造する過程において、特に、ゲート電極７８は、その表面が凸凹になる等の不良が発生する場合がある。このような不良のゲート電極７８がドレイン電極８８と短絡して、ドレイン電極８８に接続されている画素電極６６にゲート電圧である高電圧が印加されることによって輝点画素ができてしまう。
この輝点画素を滅点化させるため、リペア処理が行われる。図５に示した構造のＦＦＳモードＬＣＤにおいてレーザーを使ったリペア処理を行う場合には、矢印Ａ若しくは矢印Ｂで示したようにレーザーを照射してドレイン電極８８を切断する。矢印Ａ若しくは矢印Ｂが指している位置は、一般的なリペア処理においてレーザーを照射してドレイン電極８８を切断する位置（以下、「リペアポイント」という。）を示している。
リペア処理が行われてドレイン電極８８が切断される際、レーザーが照射されドレイン電極８８が溶解し、飛散した溶解物のためコモン電極７２とゲート電極７８とが短絡することにより、ゲート電極７８の電圧が急激に低下して、短絡した場所を中心とした広い範囲の表示不良が発生する場合がある。
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであって、適切なリペア処理を容易に行うことのできる構造を有するＦＦＳモードＬＣＤを構成する液晶表示素子を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明は、複数個の液晶分子から成る液晶層を介し、所定の間隔を置き対向して配置される一対の透明絶縁基板と、一対の透明絶縁基板の一方の基板上に形成され、各単位画素を限定するようにマトリックス形態で配置される複数のゲートライン及びデータラインと、各単位画素に配置され、透明導電体から成る画素電極と、画素電極とともにフリンジフィールドを形成するように配置され、透明導電体から成るコモン電極と、ゲートラインとデータラインとが交差する部分に配置され、ゲート電極、ソース電極、及びドレイン電極を含んで成る薄膜トランジスタとを含み、ドレイン電極のリペア箇所に対応するコモン電極上の領域に開口部が設けられていることを特徴とする。
また、本発明は、複数個の液晶分子から成る液晶層を介し、所定の間隔を置き対向して配置される一対の透明絶縁基板と、一対の透明絶縁基板の一方の基板上に形成され、各単位画素を限定するようにマトリックス形態で配置される複数のゲートライン及びデータラインと、各単位画素に配置され、透明導電体から成る画素電極と、画素電極とともにフリンジフィールドを形成するように配置され、透明導電体から成るコモン電極と、ゲートラインとデータラインとが交差する部分に配置され、ゲート電極、ソース電極、及びドレイン電極を含んで成る薄膜トランジスタとを含み、ドレイン電極を含む領域に対応するコモン電極上の領域に開口部が設けられていることを特徴とする。
本発明は、一般的なリペアポイントとなるドレイン電極に対応するコモン電極上の領域に開口部が設けられた構造とすることにより、リペア処理においてレーザー照射を行った際に、ゲート電極とコモン電極とが短絡することを防止することのできるＦＦＳモードＬＣＤを構成する液晶表示素子を提供することができる。
以下、図１〜図３を参照しながら本発明を適用した第１及び第２実施例について説明する。図１は、第１及び第２実施例に共通する単位画素の正面図を示している。図２及び図３は、図１の線ＩＩ−ＩＩ’に沿って切断した断面図であって、それぞれ第１実施例と第２実施例とに対応する。
＜第１実施例＞
図１は、第１実施例における単位画素の構造を示した正面図である。図１に示した本発明を適用したＦＦＳモードＬＣＤの単位画素領域には、ゲートライン２とデータライン４とが交差する部分にＴＦＴ１２が配置され、ＴＦＴ１２に接続する形で画素電極６が配置されている。そして、ＴＦＴ１２は、ゲート電極、ソース電極、及びドレイン電極を含んで構成される。ＴＦＴ１２の構造は、図４及び図５に示したＴＦＴ７４と同様であるため説明を省略する。また、板状（べた状）のコモン電極８が液晶パネルの全面に形成されており、コモン電極８の端部の任意の箇所からコモン電圧を供給することが可能なため、コモン線を必要としない構造となっている。
図１は、第１実施例における単位画素の構造を示した正面図である。図１に示した本発明を適用したＦＦＳモードＬＣＤの単位画素領域には、ゲートライン２とデータライン４とが交差する部分にＴＦＴ１２が配置され、ＴＦＴ１２に接続する形で画素電極６が配置されている。そして、ＴＦＴ１２は、ゲート電極、ソース電極、及びドレイン電極を含んで構成される。ＴＦＴ１２の構造は、図４及び図５に示したＴＦＴ７４と同様であるため説明を省略する。また、板状（べた状）のコモン電極８が液晶パネルの全面に形成されており、コモン電極８の端部の任意の箇所からコモン電圧を供給することが可能なため、コモン線を必要としない構造となっている。
更に、本発明を適用したＦＦＳモードＬＣＤの単位画素の構造において、従来のＦＦＳモードＬＣＤと明らかに異なる部分は、リペア用開口部１４を設けている部分である。次に、図２を参照しながら、リペア用開口部１４について詳細に説明する。
図２は、図１の線ＩＩ−ＩＩ’に沿って切断した断面図である。図２に示したように、ガラス等の透明絶縁物質から成る基板１６の上に、ゲート電極１８が形成され、この上に絶縁膜２２（ゲート電極１８上にはゲート絶縁膜）が形成される。ゲート絶縁膜上には、ａ−Ｓｉ層２４及びＮ＋ａ−Ｓｉ層２６が順に形成されており、Ｎ＋ａ−Ｓｉ層２６上には金属層が形成され、エッチングによりソース電極３２及びドレイン電極２８が形成される。
その上には更に、パッシベーション層（保護層）３４が液晶パネル全面に形成され、絶縁層（又は絶縁層及びその上にフォトアクリルが形成された構成の層）３６が形成されている。絶縁層３６の上には、コモン電極（ＩＴＯ）８が液晶パネル全面に板状に形成され、この上には、パッシベーション層４２が形成されるとともに、ドレイン電極２８に接続するようにして画素電極６が形成されている。
ここで、ドレイン電極２８に対応する板状のコモン電極８上の領域に、第１リペア領域４６が設けられている。第１リペア領域４６は、板状のコモン電極８が取り除かれた構造となっており、図１に示したリペア用開口部１４に対応している。
そして、各画素単位に第１リペア領域４６を有した液晶パネルを製造するには、コモン電極８の構成材料であるＩＴＯを絶縁層３６上に塗布した後に行うフォトリソグラフィー工程において露光する際に、リペア用開口部１４を備えた形状のマスクを用いればよい。
このように、リペア用開口部１４を設けた構造によって、リペア処理におけるレーザー照射を矢印Ｃ或いは矢印Ｄで示したように行った際に、コモン電極８とゲート電極１８との短絡を防止することができる。但し、矢印Ｃ或いは矢印Ｄは、一般的なリペアポイントを指し示している。尚、リペア箇所とは、リペア処理が行われた後のリペアポイント部分である。
以上から、本発明の第１実施例によれば、一般的なリペアポイントとなるドレイン電極２８に対応する第１リペア領域４６において、板状のコモン電極８上にリペア用開口部１４を設けることによって、リペア処理におけるレーザー照射によるコモン電極８とゲート電極１８との短絡を防止することができる。また、リペア用開口部１４は、画素電極６の開口部に影響を与えることのない位置に設けられていることにより、開口率を変化させることはない。
＜第２実施例＞
本実施例におけるＦＦＳモードＬＣＤの単位画素は、上記第１実施例の板状のコモン電極の上にもう１層のコモン電極を設け、コモン電極を２層備えた構造となっている。但し、上記第１実施例と共通する部分については、図中に同じ符号番号を付して説明を省略する。
本実施例におけるＦＦＳモードＬＣＤの単位画素は、上記第１実施例の板状のコモン電極の上にもう１層のコモン電極を設け、コモン電極を２層備えた構造となっている。但し、上記第１実施例と共通する部分については、図中に同じ符号番号を付して説明を省略する。
図３は、本実施例における単位画素の構造を示した断面図である。図３に示したように、板状のコモン電極８（第１コモン電極）の上に第２層目のコモン電極４８（第２コモン電極）が形成されている。但し、板状のコモン電極８の上に形成されているパッシベーション層４２にコンタクトホールを設け、板状のコモン電極８と第２層目のコモン電極４８とは電気的に接続されている。このようなコンタクトホールは、各単位画素領域の適当な位置に設けられているものとする。また、このようにコモン電極８、４８を２層構造とすることによって、電圧供給にともなって生じる抵抗を低減させることができる。
そして、板状のコモン電極８上には上記第１実施例と同様に第１リペア領域４６が設けられ、第２層目のコモン電極４８上には第２リペア領域５２が設けられている。第２リペア領域５２は、第２層目のコモン電極４８が取り除かれた構造となっており、第１リペア領域４６と同様に、図１に示したリペア用開口部１４に対応している。
また、各単位画素に第１リペア領域４６及び第２リペア領域５２を有する液晶パネルを製造するには、上記第１実施例の場合と同様に、板状のコモン電極８又は第２層目のコモン電極４８の構成材料であるＩＴＯを、絶縁層３６又はパッシベーション層４２上に塗布した後に行うフォトリソグラフィー工程において行う露光の際に、リペア用開口部１４を備えた形状のマスクを用いればよい。
このように、一般的なリペアポイントとなるドレイン電極２８に対応する領域に、それぞれ第１リペア領域４６及び第２リペア領域５２として、板状のコモン電極８及び第２層目のコモン電極４８上にリペア用開口部１４が設けられている。このリペア用開口部１４を有した構造によって、リペア処理におけるレーザー照射を一般的なリペアポイントに対応する矢印Ｃ或いは矢印Ｄが指し示す位置に行った際に、板状のコモン電極８或いは第２層目のコモン電極４８とゲート電極１８との短絡を防止することができる。
以上から、本発明の第２実施例によれば、コモン電極８、４８を２層備えた構造であっても、一般的なリペアポイントとなるドレイン電極２８に対応する第１及び第２リペア領域４６、５２において、それぞれのコモン電極８、４８にリペア用開口部１４を設けることによって、リペア処理におけるレーザー照射によるコモン電極８、４８とゲート電極１８との短絡を防止することができる。また、上記実施例１と同様に、リペア用開口部１４は、画素電極６の開口部に影響を与えることのない位置に設けられていることにより、開口率を変化させることはない。
２ ゲートライン
４ ソースライン
１８ ゲート電極
２８ ドレイン電極
３２ ソース電極
６ 画素電極
８ 板状（べた状）のコモン電極
１２ ＴＦＴ
１４ リペア用開口部
４６ 第１リペア領域
４８ 第２層目のコモン電極
５２ 第２リペア領域
４ ソースライン
１８ ゲート電極
２８ ドレイン電極
３２ ソース電極
６ 画素電極
８ 板状（べた状）のコモン電極
１２ ＴＦＴ
１４ リペア用開口部
４６ 第１リペア領域
４８ 第２層目のコモン電極
５２ 第２リペア領域
Claims (4)
- 複数個の液晶分子から成る液晶層を介し、所定の間隔を置き対向して配置される一対の透明絶縁基板と、
前記一対の透明絶縁基板の一方の基板上に形成され、各単位画素を限定するようにマトリックス形態で配置される複数のゲートライン及びデータラインと、
前記各単位画素に配置され、透明導電体から成る画素電極と、
前記画素電極とともにフリンジフィールドを形成するように配置され、透明導電体から成るコモン電極と、
前記ゲートラインと前記データラインとが交差する部分に配置され、ゲート電極、ソース電極、及びドレイン電極を含んで成る薄膜トランジスタとを含み、
前記ドレイン電極のリペア箇所に対応する前記コモン電極上の領域に開口部が設けられていることを特徴とする液晶表示素子。 - 複数個の液晶分子から成る液晶層を介し、所定の間隔を置き対向して配置される一対の透明絶縁基板と、
前記一対の透明絶縁基板の一方の基板上に形成され、各単位画素を限定するようにマトリックス形態で配置される複数のゲートライン及びデータラインと、
前記各単位画素に配置され、透明導電体から成る画素電極と、
前記画素電極とともにフリンジフィールドを形成するように配置され、透明導電体から成るコモン電極と、
前記ゲートラインと前記データラインとが交差する部分に配置され、ゲート電極、ソース電極、及びドレイン電極を含んで成る薄膜トランジスタとを含み、
前記ドレイン電極を含む領域に対応する前記コモン電極上の領域に開口部が設けられていることを特徴とする液晶表示素子。 - 前記コモン電極は、前記データライン及びゲートラインが配置された基板の全面に平板状に配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の液晶表示素子。
- 前記コモン電極は、
前記データライン及びゲートラインが配置された基板の全面に平板状に配置されている第１コモン電極と、
前記第１コモン電極の上に絶縁層を挟んで配置され、該絶縁層が有するコンタクトホールを介して前記第１コモン電極に接続されている第２コモン電極と、
の２層構造であることを特徴とする請求項１又は２に記載の液晶表示素子。
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