JP3543131B2 - アクティブマトリックスパネル及びその製造方法 - Google Patents

アクティブマトリックスパネル及びその製造方法 Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明はアクティブマトリックスパネル及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
図5(A)、(B)は従来のアクティブマトリックス型の液晶表示装置におけるアクティブマトリックスパネルの一部を示したものである。ただし、図5(A)は、図5(B)に示す半導体薄膜8及びチャネル保護膜9を省略した状態の平面図を示す。このアクティブマトリックスパネルでは、ガラス基板1上にゲートライン(走査ライン)2とドレインライン(信号ライン)3がマトリックス状に設けられ、その各交点近傍に薄膜トランジスタ4及び画素電極5が設けられた構造となっている。
【0003】
すなわち、ガラス基板1の上面の所定の箇所にはゲート電極6を含むゲートライン2が形成され、その上面全体にはゲート絶縁膜7が形成されている。ゲート絶縁膜7の上面の所定の箇所にはアモルファスシリコンやポリシリコン等からなる半導体薄膜8が形成され、半導体薄膜8の上面の中央部にはチャネル保護膜9が形成されている。半導体薄膜8の上面の両側にはドレイン電極10及びソース電極11が形成され、またこれら電極10、11の形成と同時にドレインライン3が形成されている。ゲート絶縁膜7の上面の所定の箇所にはITOからなる画素電極5がソース電極11に接続されて形成されている。なお、図5(A)において一点鎖線で示すものは、共通電極を備えた共通電極パネルに形成されたブラックマトリックスの開口部12を示す。カラー液晶表示装置の場合には、開口部12内にカラーフィルタ要素が配置されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来のこのようなアクティブマトリックスパネルでは、第1に、駆動時に画素電極電圧がゲート信号及びドレイン信号による影響を受けにくいようにするために(つまり、ゲートライン2及びドレインライン3と画素電極5との間に生じる寄生容量を小さくするために)、またゲート絶縁膜7上に形成されたドレインライン3と画素電極5とがショートしないようにするために、ゲートライン2及びドレインライン3と画素電極5との間にある程度のクリアランスC1を設けている。第2に、アクティブマトリックスパネルと共通電極パネルとを貼り合わせたとき、薄膜トランジスタ4の特性が外部光照射により変化しないようにするために、薄膜トランジスタ4の部分をブラックマトリックスによって確実に覆う必要があるほかに、クリアランスC1の部分をもブラックマトリックスによって確実に覆う必要がある。すなわち、クリアランスC1の部分がブラックマトリックスによって覆われていない場合には、画素電極電圧によって制御されないクリアランスC1の部分が視認され、表示品質が低下してしまう。そこで、ブラックマトリックスの開口部12と画素電極5のエッジとの間にある程度のクリアランスC2を設けている。この場合、アクティブマトリックスパネルと共通電極パネルとを貼り合わせる際の位置ずれをも考慮する必要がある。以上のことから、ブラックマトリックスの開口部12の大きさはゲートライン2とドレインライン3とで囲まれた領域の大きさよりも少なくともクリアランスC1、C2の合計値だけ小さくせざるを得ず、開口率が小さくなってしまうという問題があった。この発明の課題は、開口率を大きくすることである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
この発明は、例えば、マトリックス状に設けられた走査ライン及び信号ラインと、前記走査ライン及び前記信号ラインと対応する部分のエッジを前記走査ライン及び前記信号ラインと重ね合わされて設けられた画素電極と、前記走査ライン及び前記信号ラインと対応する部分のエッジを前記走査ライン及び前記信号ラインと重ね合わされて設けられたカラーフィルタ要素と、前記走査ライン及び前記信号ラインと対応する部分のすべてを前記走査ライン及び前記信号ラインと重ね合わされて設けられたブラックマトリックスとを具備したものである。
【0006】
この発明によれば、走査ライン及び信号ラインと対応する部分におけるブラックマトリックスのすべてが走査ライン及び信号ラインと重ね合わされることになるので、走査ラインと信号ラインとで囲まれた領域のうち薄膜トランジスタ形成領域を除く領域がすべて画素領域となり、したがって開口率を大きくすることができる。
【0007】
【発明の実施の形態】
図1(A)、(B)、図2及び図3はこの発明の一実施形態におけるアクティブマトリックスパネルの要部を示したものである。このアクティブマトリックスパネルはガラス基板21を備えている。ガラス基板21上にはゲートライン(走査ライン)22とドレインライン(信号ライン)23がマトリックス状に設けられ、その各交点近傍には薄膜トランジスタ24及び画素電極25が設けられている。すなわち、ガラス基板21の上面の所定の箇所にはゲート電極26を含むゲートライン22が形成され、その上面全体にはゲート絶縁膜27が形成されている。ゲート絶縁膜27の上面の所定の箇所にはアモルファスシリコンやポリシリコン等からなる半導体薄膜28が形成され、半導体薄膜28の上面の中央部にはチャネル保護膜29が形成されている。半導体薄膜28の上面の両側にはドレイン電極30及びソース電極31が形成され、またこれら電極30、31の形成と同時にドレインライン23が形成されている。そして、その上面全体にはオーバーコート絶縁膜32が形成されている。
【0008】
オーバーコート絶縁膜32の上面の所定の箇所にはカラーフィルタ要素33が形成されている。この場合、カラーフィルタ要素33の図1(A)における左右のエッジは、図2にも示すように、ドレインライン23と重ね合わされている。また、カラーフィルタ要素33の図1(A)における上下のエッジは、図3にも示すように、ゲートライン22と重ね合わされている。さらに、図1(A)、(B)に示すように、カラーフィルタ要素33は薄膜トランジスタ24と対応する領域には設けられていない。
【0009】
カラーフィルタ要素33の上面には、図1(A)、図2及び図3に示すように、該上面よりもやや小さめのITOからなる画素電極25が形成されている。この場合、画素電極25の図1(A)における左右のエッジは、図2にも示すように、ドレインライン23と重ね合わされている。また、画素電極25の図1(A)における上下のエッジは、図3にも示すように、ゲートライン22と重ね合わされている。さらに、図1(A)、(B)に示すように、画素電極25の所定の一部は、カラーフィルタ要素33の所定の側面に形成された接続部25a及びオーバーコート絶縁膜32の所定の箇所に形成されたコンタクトホール32a内に形成された接続部25bを介してソース電極31に接続されている。
【0010】
次に、ブラックマトリックス34について説明する。ブラックマトリックス34は、隣接するカラーフィルタ要素33間、その近傍のカラーフィルタ要素33上及び画素電極25上に形成されている。この場合、図1(A)及び図2に示すように、ドレインライン23上に形成されたブラックマトリックス34は、その幅をドレインライン23の幅よりもやや狭くされ、ドレインライン23の幅方向中央部上につまりそのすべてをドレインライン23と重ね合わされて設けられている。また、図1(A)及び図3に示すように、ゲートライン22上に形成されたブラックマトリックス34は、その幅をゲートライン22の幅よりもやや狭くされ、ゲートライン22の幅方向中央部上につまりそのすべてをゲートライン22と重ね合わされて設けられている。さらに、図1(A)、(B)に示すように、ブラックマトリックス34は薄膜トランジスタ24の部分を覆うように設けられている。
【0011】
したがって、このアクティブマトリックスパネルでは、特に図1(A)に示すように、ブラックマトリックス34の開口部34aがゲートライン22及びドレインライン23に平面的に見てやや食い込むことになる。しかも、ブラックマトリックス34の開口部34a内には画素電極25及びカラーフィルタ要素33が少しのクリアランスも無しに配置されている。この結果、ゲートライン22及びドレインライン23がクロムやアルミニウム等の不透明な材料によって形成されている場合には、ゲートライン22とドレインライン23とで囲まれた領域のうち薄膜トランジスタ24形成領域を除く領域がすべて画素領域となり、したがって開口率を大きくすることができる。また、ゲートライン22及びドレインライン23がITO等の透明な材料によって形成されている場合には、ブラックマトリックス34の開口部34aが画素領域となり、したがって開口率をより一層大きくすることができる。
【0012】
ところで、このアクティブマトリックスパネルでは、図2に示すように、画素電極25とドレインライン23との間にオーバーコート絶縁膜32及びカラーフィルタ要素33が介在されているので、画素電極25のエッジがドレインライン23と重なってもその間の距離が大きくなり、したがって画素電極25がドレインライン23とショートしないようにすることができるのはもちろんのこと、駆動時に画素電極電圧がドレイン信号による影響を受けにくいようにすることができる。また、図3に示すように、画素電極25とゲートライン22との間にはゲート絶縁膜27、オーバーコート絶縁膜32及びカラーフィルタ要素33が介在されているので、画素電極25のエッジがドレインライン23と重なってもその間の距離が大きくなり、したがって画素電極25がゲートライン22とショートしないようにすることができるのはもちろんのこと、駆動時に画素電極電圧がゲート信号による影響を受けにくいようにすることができる。
【0013】
ここで、このアクティブマトリックスパネルの一部の製造方法の一例について簡単に説明する。薄膜トランジスタ24等を覆うようにオーバーコート絶縁膜32を形成した後に、オーバーコート絶縁膜32の上面にカラーフィルタ要素33を形成する。次に、オーバーコート絶縁膜32にコンタクトホール32aを形成する。次に、カラーフィルタ要素33の上面に画素電極25を形成し、かつ、カラーフィルタ要素33の所定の側面に接続部25aを形成するとともに、オーバーコート絶縁膜32のコンタクトホール32a内に接続部25bを形成する。次に、ブラックマトリックス34を形成する。
【0014】
ところで、従来のアクティブマトリックスパネルには、例えば図5(A)、(B)を参照しながら説明すると、ガラス基板1の上面に補助容量ライン(図示せず)を画素電極5と重なり合うように形成し、互いに重なり合う補助容量ライン及び画素電極5とその間のゲート絶縁膜7とによって補助容量部を形成したものがある。そこで、図1(A)、(B)に示すアクティブマトリックスパネルにおいても、ガラス基板21の上面に補助容量ラインを形成することが考えられる。しかしながら、図1(A)、(B)に示す場合には、ガラス基板21と画素電極25との間にゲート絶縁膜27、オーバーコート絶縁膜32及びカラーフィルタ要素33が介在されているので、ガラス基板21の上面に形成される補助容量ラインと画素電極25との間の距離が大きくなりすぎ、補助容量が小さくなってしまう。
【0015】
そこで、次に、このような問題を解決したこの発明の他の実施形態におけるアクティブマトリックスパネルについて、図4を参照しながら説明する。このアクティブマトリックスパネルでは、ガラス基板21の上面の所定の箇所に補助容量ライン41が形成され、ソース電極31が補助容量ライン41と重なるように形成された構造となっている。この場合、ソース電極31は画素電極25と接続部25a、25bを介して接続されているので、ソース電極31に補助容量部を形成するための画素電極としての役目を持たせることができる。この結果、互いに重なり合う補助容量ライン41及びソース電極31とその間のゲート絶縁膜27とによって形成される補助容量部の補助容量を十分とすることができる。
【0016】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、例えば、走査ライン及び信号ラインと対応する部分におけるブラックマトリックスのすべてを走査ライン及び信号ラインと重ね合わせているので、走査ラインと信号ラインとで囲まれた領域のうち薄膜トランジスタ形成領域を除く領域がすべて画素領域となり、したがって開口率を大きくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(A)はこの発明の一実施形態におけるアクティブマトリックスパネルの要部の平面図、(B)はそのB−B線に沿う断面図。
【図2】図1(A)のX−X線に沿う断面図。
【図3】図1(A)のY−Y線に沿う断面図。
【図4】この発明の他の実施形態におけるアクティブマトリックスパネルの要部の断面図。
【図5】(A)は従来のアクティブマトリックスパネルの一部の平面図、(B)はそのB−B線に沿う断面図。
【符号の説明】
22 ゲートライン(走査ライン)
23 ドレインライン(信号ライン)
24 薄膜トランジスタ
25 画素電極
33 カラーフィルタ要素
34 ブラックマトリックス

Claims (6)

  1. マトリックス状に設けられた走査ライン及び信号ラインと、前記走査ラインと対応する部分のエッジを前記走査ラインと重ね合わされて設けられた画素電極と、前記走査ラインと対応する部分のエッジを前記走査ラインと重ね合わされて設けられたカラーフィルタ要素と、前記走査ラインと対応する部分のすべてを前記走査ラインと重ね合わされて設けられたブラックマトリックスとを具備することを特徴とするアクティブマトリックスパネル。
  2. マトリックス状に設けられた走査ライン及び信号ラインと、前記信号ラインと対応する部分のエッジを前記信号ラインと重ね合わされて設けられた画素電極と、前記信号ラインと対応する部分のエッジを前記信号ラインと重ね合わされて設けられたカラーフィルタ要素と、前記信号ラインと対応する部分のすべてを前記信号ラインと重ね合わされて設けられたブラックマトリックスとを具備することを特徴とするアクティブマトリックスパネル。
  3. マトリックス状に設けられた走査ライン及び信号ラインと、前記走査ライン及び前記信号ラインと対応する部分のエッジを前記走査ライン及び前記信号ラインと重ね合わされて設けられた画素電極と、前記走査ライン及び前記信号ラインと対応する部分のエッジを前記走査ライン及び前記信号ラインと重ね合わされて設けられたカラーフィルタ要素と、前記走査ライン及び前記信号ラインと対応する部分のすべてを前記走査ライン及び前記信号ラインと重ね合わされて設けられたブラックマトリックスとを具備することを特徴とするアクティブマトリックスパネル。
  4. 請求項1〜3のいずれかに記載の発明において、前記カラーフィルタ要素は前記画素電極と前記走査ライン及び前記信号ラインとの間に積層して設けられていることを特徴とするアクティブマトリックスパネル。
  5. 請求項1〜4のいずれかに記載の発明において、前記画素電極には薄膜トランジスタのソース電極が接続され、このソース電極と重なり合うように補助容量ラインの一部が設けられていることを特徴とするアクティブマトリックスパネル。
  6. マトリックス状に設けられた走査ライン及び信号ラインと、カラーフィルタ要素と、このカラーフィルタ要素に重ね合わされて設けられた画素電極と、前記走査ライン及び前記信号ラインと重ね合わされて設けられたブラックマトリックスと、前記走査ライン及び前記信号ラインに接続されているとともに前記画素電極に接続された薄膜トランジスタとを具備するアクティブマトリックスパネルの製造に際し、前記薄膜トランジスタと前記カラーフィルタ要素を形成する工程と、前記薄膜トランジスタのソース電極に接続された前記画素電極を前記カラーフィルタ要素上に形成する工程と、一側縁が前記カラーフィルタ要素と前記画素電極のエッジに重ね合わされた前記走査ライン及び前記信号ラインを形成する工程とを具備することを特徴とするアクティブマトリックスパネルの製造方法。
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