JPH11326940A

JPH11326940A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JPH11326940A
Application number: JP12775098A
Authority: JP
Inventors: Keiichi Tanaka; 恵一田中; Tomohiko Yamamoto; 智彦山本; Naohito Inoue; 尚人井上; Akishi Fujiwara; 晃史藤原; Yasunobu Tagusa; 康伸田草
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1998-05-11
Filing date: 1998-05-11
Publication date: 1999-11-26
Anticipated expiration: 2018-05-11
Also published as: JP3519272B2

Abstract

(57)【要約】【課題】歩留まりを向上させると共に表示品位の安定
化を図り、より信頼性の高い液晶表示装置を提供する。【解決手段】絶縁性基板１上に３端子のスイッチング
素子１１…がマトリクス状に設けられた画素基板と、対
向電極並びに信号線としてのＩＴＯ膜２５を有する対向
基板とを、液晶層１５を挟んで配置する。上記画素基板
上のスイッチング素子１１のゲート電極２には、スイッ
チング素子１１…の各列毎に走査線１２を接続し、ドレ
イン電極７には画素電極１４を接続し、ソース電極６に
は上記走査線１２と平行に設けられた基準信号線１３
を、上記スイッチング素子１１…の各列毎に接続する。
上記基準信号線１３は、下層１３ａと上層１３ｂとの積
層構造を有している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばワードプロ
セッサ、コンピュータ、ナビゲーションシステム等のデ
ィスプレイとしてＯＡ（オフィスオートメーション）機
器やＡＶ（オーディオビジュアル）機器等に用いられる
液晶表示装置に関するものであり、より詳しくは、薄膜
トランジスタ等の３端子のスイッチング素子を備えた液
晶表示装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ネマティック液晶を用いた液晶表示装置
は、従来より、時計や電卓等、セグメント型の液晶表示
装置に広く用いられ、近年では、薄型、軽量、低消費電
力等の特徴を活用し、ワードプロセッサ、コンピュー
タ、ナビゲーションシステム等をはじめとするＯＡ（オ
フィスオートメーション）機器やＡＶ（オーディオビジ
ュアル）機器等のディスプレイとして市場を拡大しつつ
ある。そのなかでも、特に、薄膜トランジスタ（ＴＦ
Ｔ：Thin Film Transistor）等の能動素子をスイッチン
グ素子として用いて画素をマトリクス状に配したアクテ
ィブマトリクス型の液晶表示装置が多用されている。

【０００３】該アクティブマトリクス型の液晶表示装置
は、陰極線管（ＣＲＴ：cathode ray tube）と比較し
て、厚み（奥行き）を格段に薄くすることができると
共に、消費電力が小さく、フルカラー化が容易であ
ることから、パーソナルコンピュータ、各種モニタ、携
帯テレビ、カメラ等の表示装置として、より広い分野で
の需要が高まっている。

【０００４】以下に、上記従来のアクティブマトリクス
型液晶表示装置の概略構成について説明する。図６は、
アクティブマトリクス基板を備えた従来のアクティブマ
トリクス型液晶表示装置の構成を示す回路図であり、図
７は図６に示すアクティブマトリクス基板のＴＦＴ部分
の断面図である。

【０００５】上記液晶表示素子において、アクティブマ
トリクス基板には、図６に示すように、液晶層に電圧を
印加するための複数の画素電極５１…がマトリクス状に
形成されている。そして、これら画素電極５１…の周囲
には、走査線５３…と信号線５４…とが、画素電極５１
の外周部分において互いに直交（オーバーラップ）する
ように設けられている。

【０００６】また、走査線５３と信号線５４との交差部
分には、画素電極５１に接続され、画素電極５１…を選
択駆動するためのスイッチング手段である能動素子とし
てＴＦＴ５２が形成されている。このＴＦＴ５２のゲー
ト電極には走査線５３が接続され、該走査線５３を介し
て入力されるゲート信号により、上記ＴＦＴ５２が駆動
制御される。また、ＴＦＴ５２のソース電極には信号線
５４が接続され、該信号線５４を介し、さらに、ＴＦＴ
５２の駆動時にＴＦＴ５２を介してデータ信号（表示信
号）が画素電極５１に入力される。

【０００７】さらに、ＴＦＴ５２のドレイン電極は、ド
レイン配線となる後述の金属層およびコンタクトホール
を介して画素電極５１と接続されると共に、上記金属層
を介して上記アクティブマトリクス基板と対向電極との
間に挟持された液晶層に印加される電圧を保持する付加
容量の一方の電極と接続されている。上記液晶層は、通
常、４．３μｍ〜４．５μｍの厚みを有し、液晶容量を
形成している。上記ＴＦＴ５２…と接続された付加容量
５５…は、この液晶容量と並列接続されている。そし
て、付加容量５５の他方の電極（即ち、上述した電極と
絶縁層を介して対向する側の電極）は、共通配線５６に
接続されている。

【０００８】また、上記アクティブマトリクス基板ある
いは該アクティブマトリクス基板の対向基板には、カラ
ー表示を行うための赤、青、緑の各色の図示しないカラ
ーフィルタ層が形成されている。

【０００９】上記ＴＦＴ５２について、さらに詳しく説
明する。上記ＴＦＴ５２は、図７に示すように、透明な
絶縁性基板６１上に、ゲート電極６２、ゲート絶縁膜６
３、半導体層６４、チャネル保護膜６５、ソース電極６
６ａおよびドレイン電極６６ｂとなる微結晶ｎ⁺Ｓｉ層
を順次積層することにより構成されている。

【００１０】上記構成において、ゲート絶縁膜６３は、
絶縁性基板６１上に形成されたゲート電極６２を覆うよ
うに形成され、このゲート絶縁膜６３を介して、上記ゲ
ート電極６２上に半導体層６４が形成されている。上記
チャネル保護膜６５は上記半導体層６４の中央上部に形
成され、このチャネル保護膜６５と半導体層６４とのソ
ース部側に上記ソース電極６６ａが形成され、ドレイン
部側にドレイン電極６６ｂが形成されている。

【００１１】上記ソース電極６６ａには、ソース配線と
なる金属層６７ａが接続され、ドレイン電極６６ｂには
ドレイン配線となる金属層６７ｂが接続されている。上
記ＴＦＴ５２の表面は、層間絶縁膜６８によって覆わ
れ、上記金属層６７ｂは、上記層間絶縁膜６８を貫くコ
ンタクトホール６９を介して上記層間絶縁膜６８上に設
けられた透明導電膜からなる画素電極５１に接続されて
いる。上記層間絶縁膜６８やゲート絶縁膜６３として
は、従来、ＳｉＮ_x膜等の無機薄膜からなる透明絶縁膜
が用いられ、該ＳｉＮ_x膜は、例えばＣＶＤ法を用いる
ことによって膜厚３００ｎｍ程度以上に形成されてい
る。

【００１２】上記画素電極５１上には液晶を配向させる
ための配向膜（図示せず）が表示領域全面にほぼ一様に
形成され、このようにして形成されたアクティブマトリ
クス基板と図示しない対向基板とを貼り合わせ、その間
隙に液晶を導入することにより、透過型のアクティブマ
トリクス型液晶表示装置が形成されている。

【００１３】しかしながら、上記のアクティブマトリク
ス型液晶表示装置は、上記層間絶縁膜６８として、透明
絶縁膜であるＳｉＮ_x、ＳｉＯ₂、ＴａＯ_x等をＣＶＤ
法またはスパッタ法により成膜すると、下地となる金属
表面の凹凸が層間絶縁膜６８に反映され、該層間絶縁膜
６８表面に凹凸が生じるという問題点を有している。

【００１４】しかも、上記のアクティブマトリクス型液
晶表示装置では、走査線５３…と信号線５４…とは、同
一の基板上、即ち、上記絶縁性基板６１上でマトリクス
状に配列された画素電極５１…の外周において互いに直
交するように配置されている。従って、上記走査線５３
…と信号線５４…との交差部は、上記走査線５３…上
に、ゲート絶縁膜６３を介して信号線５４…が積層され
ることで、段差形状を有している。

【００１５】このため、上記走査線５３…と信号線５４
…との交差部では、ゲート絶縁膜６３にクラックが生じ
やすく、上層となる信号線５４…が製造中に断線し易い
という問題点を有している。また、ゲート絶縁膜６３の
ピンホールにより、絶縁不良が生じ、上層である信号線
５４…と下層である走査線５３…とが短絡して歩溜まり
を低下させるという問題点も有している。さらに、この
ような段差部では、成膜残留応力等の影響で経時的に新
たなクラックが生じたり、先に生じたクラックが広がり
易い。このようなクラックの発生、拡大は、商品化後、
欠陥を生じる虞れがあり、信頼性を低下させる。

【００１６】そこで、近年、走査線と信号線とを別々の
基板に形成した液晶表示装置が開発されている。例え
ば、特開平５−２７２６４号公報、特開平７−１２８６
８７号公報では、信号線を対向基板側に形成した構造
（以下、対向基板信号線構造と称する）を有する液晶表
示装置が提案されている。上記対向基板信号線構造を有
する液晶表示装置は、図５に示すように、一方の基板７
０上に、マトリクス状に設けられたアモルファスシリコ
ン半導体等の３端子のスイッチング素子７１…が設けら
れた構造を有している。上記スイッチング素子７１の第
１端子には、上記スイッチング素子７１…の各列毎に走
査線７２が接続され、該スイッチング素子７１の第２端
子には、上記スイッチング素子７１…の各列毎に基準信
号線７３が接続され、該スイッチング素子７１の第３端
子には、画素電極７４が接続されている。そして、上記
基板７０に対向する他方の基板である対向基板７５上に
は、上記基板７０上に設けられた走査線７２…に直交す
るように、信号線７６…が配置されている。上記構成の
液晶表示装置では、信号線７６が、該信号線７６と画素
電極７４とが対向する部分で対向電極を兼ねている。

【００１７】このように、上記構成の液晶表示装置で
は、走査線７２…と信号線７６…との交差部が同一基板
上に存在しないため、上述したような歩留まりや信頼性
の低下は解消される。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、通常、
これら対向基板信号線構造を有する液晶表示装置におい
て用いられる基準信号線（図５に示す液晶表示装置では
基準信号線７３）は、アルミニウム等からなる十数μｍ
以下の幅を有する細い金属層（金属線）であり、上記構
成の液晶表示装置では、このような細い金属層からなる
基準信号線が数ｃｍ以上の長さで、計数百本以上形成さ
れている。従って、上記構成の液晶表示装置は、製造中
の異物等が原因で基準信号線に断線不良を生じ、歩留ま
りが低下し易い。また、特に大型の液晶表示装置で、基
準信号線が長くなったり、特に小型の高精細な液晶表示
装置で基準信号線が細くなると、抵抗容量が増加し、表
示が不可能になる虞れがある。

【００１９】本発明は、上記問題点に鑑みなされたもの
であり、その目的は、歩留まりを向上させると共に表示
品位の安定化を図り、より信頼性の高い液晶表示装置を
提供することにある。

【００２０】

【課題を解決するための手段】本発明にかかる請求項１
記載の液晶表示装置は、上記の課題を解決するために、
マトリクス状に設けられた３端子のスイッチング素子
と、上記スイッチング素子の各列毎に該スイッチング素
子の第１端子と接続された走査線と、該走査線と平行で
あり、上記スイッチング素子の各列毎に該スイッチング
素子の第２端子と接続された基準信号線と、上記スイッ
チング素子の第３端子と各々に接続された画素電極とを
有する画素基板と、上記画素基板に対向し、上記画素電
極の各々に対向する対向電極と該対向電極を行毎に接続
する信号線を有する対向基板と、上記画素基板と対向基
板との間に挟持される液晶層とを備えた液晶表示装置に
おいて、上記基準信号線は２層以上の積層構造を有して
いることを特徴としている。

【００２１】上記の構成によれば、信号線と走査線とが
同一の基板上で交差することはなく、信号線と走査線と
の交差部で、従来のアクティブマトリクス基板のように
ゲート絶縁膜のクラックやピンホールによる不良が発生
しない。

【００２２】また、上記基準信号線を２層以上の導電性
材料からなる積層構造とすることで、上記基準信号線の
うちの１層の一部に欠陥があったとしても、残りの層に
よって電気的接続が保たれるので、断線不良率が格段に
減少する。

【００２３】このため、歩留まりを向上して大幅なコス
トダウンを図ることができると共に、経時的に発生する
クラック等による信頼性の低下を抑制することができ
る。また、上記の構成によれば、上記基準信号線を２層
以上の導電性材料からなる積層構造とすることで、配線
抵抗を低減し、さらに歩留まりを向上させることができ
ると共に、表示品位の安定化を図ることができる。

【００２４】本発明にかかる請求項２記載の液晶表示装
置は、上記の課題を解決するために、請求項１記載の液
晶表示装置において、上記基準信号線の下層と上層との
間に、下層の長手方向縁部の少なくとも一部を覆う層間
絶縁膜が設けられていることを特徴としている。

【００２５】上記の構成によれば、基準信号線の下層を
形成した後、該下層と上層との間に層間絶縁膜を設ける
ことで、層間絶縁膜によって被覆された下層表面を保護
することができる。これにより、上記下層における層間
絶縁膜によって被覆された領域における後の工程での異
物等による傷付きやエッチング用薬剤の染み込みトラブ
ル等による断線の発生を防止することができる。さら
に、製造中のトラブル等の理由で上記基準信号線の上層
を形成する前の状態で、該基準信号線の下層が形成され
た基板をそのまま保存する場合でも、上記基準信号線の
下層が層間絶縁膜で保護されていることで、この下層を
構成する例えば金属の酸化絶縁化、消失、変質等が低減
され、低抵抗と信頼性の維持を図ることができる。ま
た、上記下層および上層が、直接的には連続しない別々
の工程で形成されることで、より一層、断線不良率を減
少させることができ、歩留まりおよび信頼性をより一層
向上させることができる。

【００２６】本発明にかかる請求項３記載の液晶表示装
置は、上記の課題を解決するために、請求項２記載の液
晶表示装置において、上記基準信号線の上層は、上記画
素電極と同一の材料からなり、かつ、その画素電極近接
側の長手方向縁部は、上記層間絶縁膜が上記基準信号線
の下層の長手方向縁部の少なくとも一部を覆うことによ
って上記層間絶縁膜により形成される段差部上に位置す
ることを特徴としている。

【００２７】上記基準信号線の下層の長手方向縁部の少
なくとも一部を層間絶縁膜で覆う場合、上記基準信号線
の下層における長手方向縁部では、上記層間絶縁膜が上
記下層の形状に追従し、段差形状をなす。そして、この
ような層間絶縁膜の段差部では、上層の材料のエッチン
グレートが他の平坦な場所より高い。

【００２８】従って、上記の構成によれば、上記基準信
号線の上層を、近接する画素電極と同一の材料を用いて
パターン形成しても、確実に両者を分離して短絡不良を
低減することができる。従って、より一層、歩留まりを
向上させることができる。

【００２９】また、上記の構成によれば、上記基準信号
線の上層を画素電極と同一の材料で形成することで、上
記基準信号線を積層構造とするために余分な工程や材料
を必要とせず、コストの増加を抑えることができる。

【００３０】本発明にかかる請求項４記載の液晶表示装
置は、上記の課題を解決するために、請求項２記載の液
晶表示装置において、上記基準信号線の上層は、上記画
素電極と同一の材料からなり、かつ、その画素電極近接
側の長手方向縁部は、上記基準信号線の下層上の層間絶
縁膜の縁部に形成されていることを特徴としている。

【００３１】上記の構成によれば、上記層間絶縁膜の長
手方向縁部とほぼ面一に上記基準信号線の上層の長手方
向縁部を形成することができるので、上記基準信号線の
上層と、近接する画素電極との分離をより一層確実に行
うことができる。そして、このように、基準信号線の上
層と、近接する画素電極とを確実に二分することで、基
準信号線と、該基準信号線に近接する画素電極との間の
ギャップを小さくすることができ、その分、基準信号線
を太くして抵抗容量を低減し、表示品位を安定化するこ
とができる。

【００３２】本発明にかかる請求項５記載の液晶表示装
置は、上記の課題を解決するために、請求項１または２
記載の液晶表示装置において、上記基準信号線の上層
は、上記画素電極と同一の材料からなり、かつ、その画
素電極近接側の長手方向側面が上記基準信号線の下層に
おける画素電極近接側の長手方向側面よりも突出しない
ように設けられていることを特徴としている。

【００３３】上記の構成によれば、層間絶縁膜の有無に
拘らず、近接する画素電極と同一材料で上記基準信号線
の上層をパターン形成した場合でも、確実に両者を分離
して短絡不良を低減でき、より一層、歩留まりを向上さ
せることができる。

【００３４】本発明にかかる請求項６記載の液晶表示装
置は、上記の課題を解決するために、請求項１〜５の何
れか１項に記載の液晶表示装置において、上記基準信号
線の上層は、上記画素電極と同一の材料からなり、か
つ、その画素電極近接側とは反対側の長手方向側面は、
上記と同じ側における下層の長手方向側面よりも突出し
て設けられていることを特徴としている。

【００３５】上記の構成によれば、上記基準信号線にお
ける画素電極近接側と反対側では、上記画素電極と、該
画素電極と同じ材料からなる層とが近接していないた
め、上記基準信号線の上層を、その長手方向側面が下層
の長手方向側面よりも突出するように形成することで、
パターン精度を向上させることができる。

【００３６】そして、上記基準信号線の上層が、画素電
極近接側と反対側において、上記層間絶縁膜が上記基準
信号線の下層の長手方向縁部を覆うことによって形成さ
れる段差部を覆う場合には、エッチングレートの高いと
ころを越えてパターン形成することになるので、さらに
パターン精度を向上させることができる。しかも、上記
段差部で上記基準信号線の上層の一部が断線したとして
も、断線を逃れた部分で導通を維持することができるの
で、歩留まりおよび信頼性をより向上させることができ
る。

【００３７】

【発明の実施の形態】本発明の実施の一形態について図
１ないし図４に基づいて説明すれば、以下のとおりであ
る。

【００３８】図１は、本実施の形態にかかる液晶表示装
置におけるスイッチング素子近傍の概略構成を示す断面
図であり、図２は、上記液晶表示装置の画素基板におけ
るスイッチング素子近傍の概略構成を示す平面図であ
る。

【００３９】図１および図２に示すように、本実施の形
態にかかる液晶表示装置の画素基板は、液晶層１５に電
圧を印可する複数の画素電極１４…を選択駆動すべく、
ガラス等の透明な絶縁性基板１上に、３端子のスイッチ
ング素子１１…がマトリクス状に設けられた構造を有し
ている。本実施の形態において用いられる上記の３端子
のスイッチング素子１１としては、例えばアモルファス
シリコン半導体を用いたＴＦＴ（a-SiＴＦＴ）等が挙げ
られる。

【００４０】上記スイッチング素子１１は、絶縁性基板
１上に、ゲート電極２（第１端子）、ゲート絶縁膜とな
る層間絶縁膜３、半導体層４、コンタクト層５が順に積
層され、この半導体層４とコンタクト層５とのソース部
側にソース電極６（第２端子）が形成され、ドレイン部
側にドレイン電極７（第３端子）が形成された構成を有
している。

【００４１】上記スイッチング素子１１のゲート電極２
には、上記スイッチング素子１１…の各列毎に走査線１
２が接続され、該スイッチング素子１１の別の端子であ
るソース電極６には、該スイッチング素子１１…の各列
毎に、上記走査線１２と平行に形成された基準信号線１
３の例えば上層１３ｂが接続されている。また、上記ス
イッチング素子１１のさらに別の端子であるドレイン電
極７には、層間絶縁膜３上に形成された画素電極１４
が、スイッチング素子１１毎に接続されている。本実施
の形態では、上記層間絶縁膜３は、その一部がゲート絶
縁膜をなすと共に、上記基準信号線１３の下層１３ａの
一部を覆っている。

【００４２】これにより、上記液晶表示装置では、基準
信号線１３の一方の長手方向側面に、層間絶縁膜３を介
して走査線１２が近接している。また、基準信号線１３
の他方の長手方向側面には、隣の列のスイッチング素子
１１に接続された画素電極１４が近接している。上記基
準信号線１３の構造の詳細は後述する。

【００４３】また上記画素電極１４の周縁部や、基準信
号線１３およびスイッチング素子１１の上部には、保護
膜８として、例えば２０００Åの膜厚を有する窒化シリ
コン膜（ＳｉＮ_X膜）等が積層され、各配線の保護と短
絡の防止を行っている。尚、図２では、上記保護膜８を
二点鎖線にて示す。

【００４４】一方、液晶層１５を挟んで上記画素基板に
対向して設けられた対向基板では、絶縁基板２１上にカ
ラーフィルタ２２およびブラックマトリクス２３が形成
され、その上に平坦化膜としてオーバーコート膜２４が
形成され、さらに、その上に、図示しない層間絶縁膜を
介して、信号線として、例えば透明導電膜であるＩＴＯ
（インジウム錫酸化物）膜２５がストライプ状に形成さ
れている。

【００４５】上記ＩＴＯ膜２５は、画素基板上に設けら
れた走査線１２…に直交するように、上記画素電極１４
…に対向して設けられている。

【００４６】即ち、上記ＩＴＯ膜２５は、画素電極１４
…の各々に対向する対向電極と、該対向電極を行毎に接
続する信号線とを兼ねており、本実施の形態にかかる液
晶表示装置は、信号線を対向基板側に形成した対向基板
信号線構造を有している。

【００４７】従って、上記の液晶表示装置では、信号線
と走査線１２とが同一の基板上で交差することはなく、
信号線と走査線１２との交差部で、従来のアクティブマ
トリクス基板のようにゲート絶縁膜のクラックやピンホ
ールによる不良が発生しない。このため、歩留まりを向
上して大幅なコストダウンを図ることができると共に、
経時的に発生するクラック等による信頼性の低下を抑制
することができる。

【００４８】上記ソース電極６およびドレイン電極７
は、画素電極１４と同一材料（例えばＩＴＯ）にて、同
時にパターン形成してもよく、この場合、プロセスを短
縮し、材料費等を節約することができる。

【００４９】ここで、上記画素基板に設けられた基準信
号線１３の構造について、図３を参照しながら以下に説
明する。図３は、図２に示す画素基板のＡ−Ａ線矢視断
面図である。

【００５０】上記基準信号線１３は、導電性材料からな
る２層以上（本実施の形態では２層）の積層構造を有
し、上記基準信号線１３の第１層である下層１３ａと第
２層である上層１３ｂとの間には、前記層間絶縁膜３が
介在し、これにより、下層１３ａの上面側の長手方向縁
部１３ａ₁・１３ａ₂の少なくとも一部を覆っている。
上記下層１３ａと上層１３ｂとは、層間絶縁膜３が介在
しない部分において接触し、この部分でコンタクトをと
っている。

【００５１】上記基準信号線１３の下層１３ａは、前記
走査線１２と同一材料からなることが好ましく、上層１
３ｂは、画素電極１４と同一材料からなることが好まし
い。

【００５２】上記基準信号線１３の下層１３ａ、走査線
１２、およびゲート電極２の材料としては、例えばＴ
ａ、Ａｌ、Ａｌ合金等の金属が挙げられるが、これに限
定されるものではない。また、上記基準信号線１３の下
層１３ａ、ゲート電極２、および走査線１２としては、
例えば上述した金属からなる膜の積層構造を有していて
もよい。即ち、上記基準信号線１３は、２層以上の層が
積層された積層構造を有していればよい。

【００５３】上記基準信号線１３の上層１３ｂおよび画
素電極１４としては、例えばＩＴＯ等からなる透明導電
膜が挙げられる。上記層間絶縁膜３の材料としては、Ｓ
ｉＮ_x、ＳｉＯ₂、ＴａＯ_x等が挙げられるが、該層間
絶縁膜３も積層構造を有していてもよい。

【００５４】このように、上記基準信号線１３を２層以
上の導電性材料からなる積層構造とすることで、配線抵
抗を低減し、歩留まりを向上させることができると共
に、表示品位の安定化を図ることができる。また、上記
の構成によれば、上記基準信号線１３のうちの１層、例
えば下層１３ａあるいは上層１３ｂの一部に欠陥があっ
たとしても、残りの層（他方の層）によって電気的接続
が保たれるので、断線不良率が格段に減少する。このた
め、製造コストも低減され、しかも、商品化後の信頼性
も向上する。

【００５５】そして、この場合、上記基準信号線１３の
下層１３ａを走査線１２と同一材料で形成すれば、上記
基準信号線１３を積層構造とするために余分な工程や材
料を必要とせず、コストの増加を抑えることができる。
また、同様に、上記基準信号線１３の上層１３ｂを画素
電極１４と同一材料で形成すれば、上記基準信号線１３
を積層構造とするために余分な工程や材料を必要とせ
ず、コストの増加を抑えることができる。

【００５６】また、基準信号線１３の下層１３ａを形成
した後、該下層１３ａと上層１３ｂとの間に、下層１３
ａの長手方向縁部１３ａ₁・１３ａ₂の少なくとも一部
を覆う層間絶縁膜３を設けることで、層間絶縁膜３によ
って被覆された領域（下層１３ａ表面）を保護すること
ができる。

【００５７】これにより、この領域における後の工程で
の異物等による傷付きやエッチング用薬剤の染み込みト
ラブル等による断線の発生を防止することができる。さ
らに、製造中のトラブル等の理由で上記基準信号線１３
の上層１３ｂを形成する前の状態で、該基準信号線１３
の下層１３ａが形成された基板をそのまま保存する場合
でも、上記下層１３ａ表面が層間絶縁膜３で保護されて
いることで、下層１３ａを構成する例えば上述した金属
の酸化絶縁化、消失、変質等が低減され、低抵抗と信頼
性の維持を図ることができる。そして、上記下層１３ａ
および上層１３ｂが、直接的には連続しない別々の工程
で形成されることで、より一層、断線不良率を減少させ
ることができ、歩留まりおよび信頼性をより一層向上さ
せることができる。

【００５８】また、上述したように、上記基準信号線１
３の下層１３ａの長手方向縁部１３ａ₁・１３ａ₂の少
なくとも一部を層間絶縁膜３で覆う場合、該層間絶縁膜
３の形状は、下地となる上記下層１３ａの形状を反映す
る。このため、上記下層１３ａの長手方向縁部１３ａ₁
・１３ａ₂では、該長手方向縁部１３ａ₁・１３ａ_２を
覆う層間絶縁膜３が上記下層１３ａの形状に追従し、段
差形状をなす。このような層間絶縁膜３の段差部３ａ・
３ｂでは、透明絶縁膜等で形成される上層１３ｂの材料
のエッチングレートが他の平坦な場所より高い。

【００５９】従って、上記基準信号線１３の下層１３ａ
の長手方向縁部１３ａ_１・１３ａ₂の少なくとも一部
を層間絶縁膜３で覆う場合に、上記基準信号線１３に近
接する画素電極１４（即ち、隣の列のスイッチング素子
１１に接続された画素電極１４）と同一材料で上層１３
ｂをパターン形成する際には、上層１３ｂと画素電極１
４とを確実に分離して短絡不良を低減するために、上記
基準信号線１３の上層１３ｂは、その画素電極１４に近
接する側でかつ下面側の長手方向縁部１３ｂ₁が、同じ
側の下層１３ａの長手方向縁部１３ａ₁を層間絶縁膜３
が覆うことによって形成される段差部３ａ上に位置する
ように設けられていることが好ましい。

【００６０】また、上記基準信号線１３の上層１３ｂ
は、該上層１３ｂの画素電極１４に近接する側の長手方
向側面１３ｂ₃が、下層１３ａにおける同じ側（即ち、
上記の画素電極１４に近接する側）の長手方向側面１３
ａ₃よりも突出しないように設けられていることがより
好ましい。この場合、上述したように近接する画素電極
１４と同一材料で上記上層１３ｂをパターン形成したと
しても、上記層間絶縁膜３の有無に拘らず、確実に両者
を分離して短絡不良を低減でき、より一層、歩留まりを
向上させることができる。

【００６１】また、上記基準信号線１３の上層１３ｂ
は、該上層１３ｂにおける上記長手方向縁部１３ｂ
₁が、上記基準信号線１３の下層１３ａ上の層間絶縁膜
３における上面側の長手方向縁部３ａ₁（即ち、段差部
３ａの上面側の長手方向縁部３ａ₁）に揃うように形成
されていることが好ましい。つまり、上記基準信号線１
３の長手方向側面１３ｂ₃と、上記層間絶縁膜３の段差
部３ａの長手方向側面３ａ₃とが面一となるように形成
されていることがより好ましい。

【００６２】このように上記基準信号線１３の上層１３
ｂの長手方向縁部１３ｂ₁を上記層間絶縁膜３の長手方
向縁部３ａ₁に形成することで、より確実に上記基準信
号線１３の上層１３ｂと、該上層１３ｂに近接する画素
電極１４とを分離し、短絡不良率を低減することができ
る。

【００６３】ところで、このように上記層間絶縁膜３上
に基準信号線１３の上層１３ｂを形成する場合、例えば
スパッタ法等により、図４（ａ）に示すように、層間絶
縁膜３上に、上層１３ｂとしてＩＴＯ膜等の透明導電膜
を、層間絶縁膜３全面に渡って積層した時に、上記層間
絶縁膜３の段差部３ａ・３ｂにおける下面側の長手方向
縁部３ａ₂・３ｂ₂での上記透明導電膜の積層状態はあ
まり良くない場合が多い。

【００６４】このため、パターン用のレジスト等を用い
ずに上記上層１３ｂをエッチングすると、上記層間絶縁
膜３の長手方向縁部３ａ₂・３ｂ₂近傍に応力が集中し
てクラックが生じたり、このクラックにエッチング用薬
剤が染み込んで、図４（ｂ）に示すように、応力が集中
した部分（この場合は層間絶縁膜３の長手方向縁部３ａ
₂近傍）だけエッチングが速く進む虞れがある。

【００６５】従って、特に、上記上層１３ｂの長手方向
縁部１３ｂ₁を、上記層間絶縁膜３の長手方向縁部３ａ
₁に形成する場合には、図４（ｃ）に示すように、パタ
ーン用のレジスト３１を、該レジスト３１の長手方向側
面３１ａが層間絶縁膜３の段差部３ａの長手方向側面３
ａ₃に揃うように形成すればよい。

【００６６】上述した方法により基準信号線１３の上層
１３ｂを形成することにより、基準信号線１３の上層１
３ｂと、該上層１３ｂに近接する画素電極１４とを確実
に二分することができる。従って、基準信号線１３と上
記画素電極１４との間のギャップを小さくすることがで
き、その分、基準信号線１３を太くして抵抗容量を低減
し、表示品位を安定化することができる。上記基準信号
線１３と、該基準信号線１３に近接する画素電極１４と
の間のギャップの具体的な数値を図３に示す。尚、本実
施の形態において図示した液晶表示装置の各構成要素の
具体的な大きさを示す数値は、特に本願液晶表示装置の
構成に限定を加えるものではなく、適宜設定することが
できるものである。

【００６７】また、上記基準信号線１３の上層１３ｂ
は、図３に示すように、その画素電極１４に近接する側
の長手方向側面１３ｂ₃とは異なる側、即ち、該基準信
号線１３と同じスイッチング素子１１に接続された走査
線１２に近接する側の長手方向側面１３ｂ₄が、同じ側
の下層１３ａの長手方向側面１３ａ₄よりも突出するよ
うに設けられていることが好ましい。つまり、上記基準
信号線１３における走査線１２に近接する側では、上記
走査線１２は、上記基準信号線１３の上層１３ｂとは異
なる工程で形成され、しかも、層間絶縁膜３によって完
全に覆われている。従って、上述したように，上記基準
信号線１３における走査線１２に近接する側において、
上記基準信号線１３の上層１３ｂを、その長手方向側面
１３ｂ₄が下層１３ａの長手方向側面１３ａ₄よりも突
出するように形成することで、パターン精度を向上させ
ることができる。

【００６８】また、この場合、上記基準信号線１３の上
層１３ｂが、走査線１２に近接する側の層間絶縁膜３の
段差部３ｂを完全に覆っていることで、上述したように
エッチングレートの高いところを越えてパターン形成す
ることになるので、パターン精度をより向上させること
ができる。しかも、仮に上記段差部３ｂで上記基準信号
線１３の上層１３ｂの一部が断線したとしても、断線を
逃れた部分で導通を維持することができるので、歩留ま
りおよび信頼性を向上させることができる。

【００６９】また、このように、上記基準信号線１３の
上層１３ｂの長手方向側面１３ｂ₄が下層１３ａの長手
方向側面１３ａ₄よりも突出していることで、基準信号
線１３の上層１３ｂと走査線１２との接続を行い易いと
いう利点がある。

【００７０】尚、本発明の液晶表示装置は、上記の説明
のみに限定されるものではなく、クレームおよび上記実
施の形態に記載した範囲において適宜変更し、また、組
み合わせて使用することができるものである。

【００７１】

【発明の効果】請求項１記載の発明の液晶表示装置は、
以上のように、マトリクス状に設けられた３端子のスイ
ッチング素子と、上記スイッチング素子の各列毎に該ス
イッチング素子の第１端子と接続された走査線と、該走
査線と平行であり、上記スイッチング素子の各列毎に該
スイッチング素子の第２端子と接続された基準信号線
と、上記スイッチング素子の第３端子と各々に接続され
た画素電極とを有する画素基板と、上記画素基板に対向
し、上記画素電極の各々に対向する対向電極と該対向電
極を行毎に接続する信号線を有する対向基板と、上記画
素基板と対向基板との間に挟持される液晶層とを備えた
液晶表示装置において、上記基準信号線は２層以上の積
層構造を有している構成である。

【００７２】上記の構成によれば、信号線と走査線とが
同一の基板上で交差することはなく、信号線と走査線と
の交差部で、従来のアクティブマトリクス基板のように
ゲート絶縁膜のクラックやピンホールによる不良が発生
しない。また、上記基準信号線を２層以上の導電性材料
からなる積層構造とすることで、上記基準信号線のうち
の１層の一部に欠陥があったとしても、残りの層によっ
て電気的接続が保たれるので、断線不良率が格段に減少
する。

【００７３】このため、歩留まりを向上して大幅なコス
トダウンを図ることができると共に、経時的に発生する
クラック等による信頼性の低下を抑制することができ
る。また、上記の構成によれば、配線抵抗を低減し、さ
らに歩留まりを向上させることができると共に、表示品
位の安定化を図ることができるという効果を併せて奏す
る。

【００７４】請求項２記載の発明の液晶表示装置は、以
上のように、上記基準信号線の下層と上層との間に、下
層の長手方向縁部の少なくとも一部を覆う層間絶縁膜が
設けられている構成である。

【００７５】上記の構成によれば、基準信号線の下層に
おける層間絶縁膜による被覆表面を保護することができ
るので、製造工程における異物等による傷付きやエッチ
ング用薬剤の染み込みトラブル等による断線の発生を防
止することができる。また、上記基準信号線の下層およ
び上層が、直接的には連続しない別々の工程で形成され
ることで、より一層、断線不良率を減少させることがで
き、歩留まりおよび信頼性をより一層向上させることが
できるという効果を併せて奏する。

【００７６】請求項３記載の発明の液晶表示装置は、以
上のように、上記基準信号線の上層は、上記画素電極と
同一の材料からなり、かつ、その画素電極近接側の長手
方向縁部は、上記層間絶縁膜が上記基準信号線の下層の
長手方向縁部の少なくとも一部を覆うことによって上記
層間絶縁膜により形成される段差部上に位置する構成で
ある。

【００７７】請求項４記載の発明の液晶表示装置は、以
上のように、上記基準信号線の上層は、上記画素電極と
同一の材料からなり、かつ、その画素電極近接側の長手
方向縁部は、上記基準信号線の下層上の層間絶縁膜の縁
部に形成されている構成である。

【００７８】請求項５記載の発明の液晶表示装置は、以
上のように、上記基準信号線の上層は、上記画素電極と
同一の材料からなり、かつ、その画素電極近接側の長手
方向側面が上記基準信号線の下層における画素電極近接
側の長手方向側面よりも突出しないように設けられてい
る構成である。

【００７９】上記請求項３〜５の構成によれば、近接す
る画素電極と同一材料で上記基準信号線の上層をパター
ン形成した場合でも、確実に両者を分離して短絡不良を
低減でき、より一層、歩留まりを向上させることができ
る。また、上記基準信号線の上層を画素電極と同一の材
料で形成することで、上記基準信号線を積層構造とする
ために余分な工程や材料を必要とせず、コストの増加を
抑えることができるという効果を奏する。

【００８０】請求項６記載の発明の液晶表示装置は、以
上のように、上記基準信号線の上層は、上記画素電極と
同一の材料からなり、かつ、その画素電極近接側とは反
対側の長手方向側面は、上記と同じ側における下層の長
手方向側面よりも突出して設けられている構成である。

【００８１】上記の構成によれば、上記基準信号線にお
ける画素電極近接側と反対側では、上記画素電極と、該
画素電極と同じ材料からなる層とが近接していないた
め、上記基準信号線の上層を、その長手方向側面が下層
の長手方向側面よりも突出するように形成することで、
パターン精度を向上させることができるので、歩留まり
および信頼性をより向上させることができるという効果
を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態に係る液晶表示装置にお
けるスイッチング素子近傍の概略構成を示す断面図であ
る。

【図２】上記液晶表示装置の画素基板におけるスイッチ
ング素子近傍の概略構成を示す平面図である。

【図３】図２に示す画素基板のＡ−Ａ線矢視断面図であ
る。

【図４】（ａ）〜（ｃ）は、上記画素基板における基準
信号線の製造方法について示す説明図である。

【図５】対向基板信号線構造を有する液晶表示装置の概
略構成を模式的に示す図である。

【図６】アクティブマトリクス基板を備えた従来のアク
ティブマトリクス型液晶表示装置の構成を示す回路図で
ある。

【図７】図６に示すアクティブマトリクス基板のＴＦＴ
部分の断面図である。

【符号の説明】

１絶縁性基板２ゲート電極（第１端子）３層間絶縁膜３ａ段差部３ａ₁長手方向縁部３ａ₂長手方向縁部３ａ₃長手方向側面３ｂ段差部３ｂ₂長手方向縁部６ソース電極（第２端子）７ドレイン電極（第３端子）１１スイッチング素子１２走査線１３基準信号線１３ａ下層１３ａ₁長手方向縁部１３ａ₂長手方向縁部１３ａ₃長手方向側面１３ａ₄長手方向側面１３ｂ上層１３ｂ₁長手方向縁部１３ｂ₃長手方向側面１３ｂ₄長手方向側面１４画素電極１５液晶層２５ＩＴＯ膜（対向電極および信号線）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者藤原晃史大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内 (72)発明者田草康伸大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】マトリクス状に設けられた３端子のスイッ
チング素子と、上記スイッチング素子の各列毎に該スイ
ッチング素子の第１端子と接続された走査線と、該走査
線と平行であり、上記スイッチング素子の各列毎に該ス
イッチング素子の第２端子と接続された基準信号線と、
上記スイッチング素子の第３端子と各々に接続された画
素電極とを有する画素基板と、上記画素基板に対向し、
上記画素電極の各々に対向する対向電極と該対向電極を
行毎に接続する信号線を有する対向基板と、上記画素基
板と対向基板との間に挟持される液晶層とを備えた液晶
表示装置において、上記基準信号線は２層以上の積層構造を有していること
を特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】上記基準信号線の下層と上層との間に、下
層の長手方向縁部の少なくとも一部を覆う層間絶縁膜が
設けられていることを特徴とする請求項１記載の液晶表
示装置。
【請求項３】上記基準信号線の上層は、上記画素電極と
同一の材料からなり、かつ、その画素電極近接側の長手
方向縁部は、上記層間絶縁膜が上記基準信号線の下層の
長手方向縁部の少なくとも一部を覆うことによって上記
層間絶縁膜により形成される段差部上に位置することを
特徴とする請求項２記載の液晶表示装置。
【請求項４】上記基準信号線の上層は、上記画素電極と
同一の材料からなり、かつ、その画素電極近接側の長手
方向縁部は、上記基準信号線の下層上の層間絶縁膜の縁
部に形成されていることを特徴とする請求項２記載の液
晶表示装置。
【請求項５】上記基準信号線の上層は、上記画素電極と
同一の材料からなり、かつ、その画素電極近接側の長手
方向側面が上記基準信号線の下層における画素電極近接
側の長手方向側面よりも突出しないように設けられてい
ることを特徴とする請求項１または２記載の液晶表示装
置。
【請求項６】上記基準信号線の上層は、上記画素電極と
同一の材料からなり、かつ、その画素電極近接側とは反
対側の長手方向側面は、上記と同じ側における下層の長
手方向側面よりも突出して設けられていることを特徴と
する請求項１〜５の何れか１項に記載の液晶表示装置。