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JP6335652B2 - 表示装置、薄膜トランジスタの製造方法 - Google Patents

表示装置、薄膜トランジスタの製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、表示装置に関する技術であり、当該技術は、例えば横電界方式の液晶表示装置に適用される。
近年、従来のブラウン管に代わって、液晶、エレクトロルミネッセンス、帯電微粒子等の原理を利用した薄型で平面形状の表示パネルを有する新しい表示装置が多く使用されるようになった。これらの新しい表示装置の代表である液晶表示装置は、薄型、軽量だけでなく、低消費電力で低電圧駆動できる特徴を有している。
液晶表示装置は、2枚の基板間に液晶を封入する。片方の基板は、複数の画素がマトリクス状に配置された表示領域を有するアレイ基板であり、もう片方の基板は、カラーフィルタ、ブラックマトリクス(遮光膜)等が形成された対向基板である。アレイ基板と対向基板はシール材で貼り合わされる。
中でも、薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor:以下「TFT」とも称す)型液晶表示装置は、アレイ基板上の各画素に、スイッチング素子であるTFTが設けられる。これにより、各画素が独立して液晶を駆動する電圧を保持できるので、クロストークの少ない高画質な表示が可能である。
また、各画素には、TFTのオン、オフを制御するゲート配線(走査配線)と、これに交差する画像データ入力用のソース配線(信号配線)が設けられている。通常、各画素には、ゲート配線とソース配線に囲まれた領域が対応する。
横電界方式のインプレーンスイッチング(In-Plane Switching)方式の液晶表示装置は、基板面に対して略横電界を印加して表示を行う方式である。より具体的には、アレイ基板に複数の画素電極と対向電極(共通電極)とが配置される。特に初期のIn-Plane Switching方式では、画素電極と対向電極とは、同一層又は異なる層においてスリット形状又は櫛歯形状に形成され、平面視で交互に隙間を空けて配置される。
In-Plane Switching方式は、従来のTN(Twisted Nematic)方式と比較して、視野角特性に優れている利点がある。しかし、この画素電極と対向電極とが平面視で交互に隙間を空けて配置される初期のIn-Plane Switching方式では、画素電極及び対向電極の電極部分は殆ど表示に寄与しない。よってTN方式と比べて、光透過率が小さいという欠点がある。
この欠点を改善した横電界方式として、フリンジフィールドスイッチング(Fringe Field Switching:以下「FFS」とも称す)方式がある。なおFFS方式は、広義ではIn-Plane Switching方式であって、画素電極と対向電極とが平面視で交互に隙間を空けて配置される横電解方式と区別されず、横電界方式やIn-Plane Switching方式と呼ばれる場合もある。
FFS方式の液晶表示装置でも、画素電極と対向電極は、初期のIn-Plane Switching方式と同様に片側のアレイ基板上に形成される。但し、画素電極と対向電極とは絶縁膜を介して上下に重畳して配置される。また、通常、下部電極(画素電極および対向電極のうちのいずれか一方)は板(平面)形状を呈し、上部電極(画素電極および対向電極のうちの他方)は開口部を有するスリット形状、あるいは櫛歯形状を呈している。
FFS方式では、上部電極と下部電極との間で、フリンジ電界により液晶を駆動する。従って、上部電極の電極部分よりも上側(下部電極とは反対側)に存在する液晶も駆動して表示に寄与することができる。これにより、FFS方式はそれ以外のIPS方式よりも光透過率が向上する利点がある。
一方、In-Plane Switching方式あるいはFFS方式といった横電界方式では、対向基板の液晶側の面は、有機樹脂からなるブラックマトリクス、オーバーコート、カラーフィルタ等の絶縁膜で構成される。つまりTN方式のように対向電極(共通電極)となる透明導電膜がない。このため、横電界方式では、アレイ基板上のゲート配線引き出し配線から発生する電界が対向基板に影響を与える。
上記の影響は、具体的には例えば、対向基板が電位変動を起こし、ゲート配線引き出し配線近傍の表示領域周辺に表示ムラが生じるという課題を招来した。
そこで、特許文献1では、この対策として、アレイ基板のゲート配線引き出し配線上に、絶縁膜を介してシールド電極(導電膜)を配置し、これにより上記の電界を遮蔽して表示ムラが解決することが提案されている。
なお、本願発明に関連する先行技術文献として特許文献2も挙げる。ここでは異なる層に配置された配線同士を、更に上層に配置された配線で接続する技術が開示されている。
特許第4011557号公報 特開2000−81638号公報
一般に液晶表示装置は、その検査を行うための一括駆動点灯検査回路や、ショートリングと通称される保護回路が設けられる場合もある。このような回路に採用される配線層と、ゲート配線とを接続する部位において、特許文献1に記載の構成による上記対策を実施することは、画素が集合する表示部位以外の、いわゆる額縁領域を広くすることになって好ましくない。
より具体的に言えば、特許文献1に示された構造では、ゲート配線の上方を保護膜を介して透明電極が覆うものの、透明電極と同層のゲート端子がコンタクトホールを介してゲート配線と接続される。よって、(ゲート配線と接続された)ゲート端子と、透明電極とが、相互に電気的な絶縁を保つためには、平面視上でもこれらは別の領域を占有することになる。そしてこのような占有領域の広がりは、上述の額縁領域の広がりを招来し、ひいては精細化の向上を阻むことになってしまう。
逆に、上記対策が実施できないと、上記部位の密度が高く、また面積も広くなる。よって当該部位が配置されている近傍の表示領域周辺において、表示ムラが発生してしまう。これは精細度が高い表示装置において顕著である。
本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、横電界方式の液晶表示装置において、額縁領域を広くすることなく、表示ムラを抑制して表示品位の低下を抑制する技術を提供することを目的としている。
この発明にかかる表示装置は、アレイ基板と、前記アレイ基板に対向する対向基板とを備える。そしてその第1の態様では、前記アレイ基板が、複数のゲート配線と複数のソース配線の各交差部に対応して設けられた複数の薄膜トランジスタと、前記薄膜トランジスタに接続された画素電極と、前記画素電極に対向した対向電極と、表示領域外に配置されて前記ゲート配線に接続された引き出し配線と、前記表示領域近傍に配置されて前記引き出し配線が他の配線層と接続する変換部と、前記変換部の上層に設けられた絶縁膜と、前記変換部と前記絶縁膜を介して対向し、透光性を有し、前記対向電極と共に共通電位が印加される導電層とを有する。
この発明にかかる表示装置の第2の態様は、その第1の態様であって、前記引き出し配線と前記他の配線層とは、前記変換部において絶縁膜を開口して設けられたコンタクトホールを介して、直接に接触して相互に電気的に接続される。
この発明にかかる表示装置の第3の態様は、その第1の態様であって、前記アレイ基板は、前記対向電極に接続された接続線と、一の前記接続線と他の前記接続線とを接続し、前記導電層とは異なる共通配線とを更に有する。
この発明にかかる薄膜トランジスタの製造方法は、ゲート配線と、前記ゲート配線上のゲート絶縁膜と、前記ゲート絶縁膜上の半導体膜とを備える構造に対して、前記構造と共に薄膜トランジスタを形成する電極と、前記ゲート配線に接続される導電膜を形成する方法である。そしてその第1の態様では、前記薄膜トランジスタを得るための前記半導体膜の整形と、前記導電膜を前記ゲート配線に接続するための前記ゲート絶縁膜および前記半導体膜の選択的除去とに採用されるエッチングマスクが、一つの写真製版工程で用いるフォトマスクを用いて得られる。
この発明にかかる薄膜トランジスタの第2の態様は、その第1の態様であって、前記エッチングマスクは凸部と開口部とを有する。そして当該第2の態様は、(a)前記開口部において前記半導体膜を除去し、前記ゲート絶縁膜の厚みを減じるステップと、(b)前記ステップ(a)の後に、前記エッチングマスクの厚みを減じて前記凸部が設けられた領域にのみ前記エッチングマスクを残置するステップと、(c)前記ステップ(b)の後に残置された前記エッチングマスクで覆われない前記半導体膜を除去するステップと、(d)前記ゲート絶縁膜の厚みが減じられた位置での前記ゲート絶縁膜を除去するステップと、(e)前記ステップ()の後に前記半導体膜上に前記電極を、前記ゲート配線上に前記導電膜を、それぞれ形成するステップとを備える。
この発明にかかる表示装置の第1の態様によれば、額縁領域を広くすることなく、表示ムラを抑制して表示品位の低下を抑制することができる。
この発明にかかる表示装置の第2の態様によれば、絶縁膜よりも上方に導電層を設けて、これを対向電極と同工程で形成できる。
この発明にかかる表示装置の第3の態様によれば、複数の対向電極同士の間での抵抗を小さくし、共通電位の相違を低減することができる。
この発明にかかる薄膜トランジスタの製造方法によれば、フォトレジストの露光、現像および剥離の工程が共用化でき、以てプロセス時間の短縮に寄与する。
実施の形態1にかかるFFS方式の液晶表示装置の構成を、模式的に示す平面図である。 アレイ基板の画素を拡大して示す、対向基板側から見た平面図である。 図2のD−D’線に沿った断面図である。 図1の領域Aを拡大して示す平面図である。 図1の領域Bを拡大して示す平面図である。 図5のC−C’線に沿った断面図である。 比較例の構成を図4に対応して示す平面図である。 比較例の構成を図5に対応して示す平面図である。 実施の形態2にかかる、表示装置の製造プロセスの流れを説明する断面図である。 実施の形態2にかかる、表示装置の製造プロセスの流れを説明する断面図である。 実施の形態2にかかる、表示装置の製造プロセスの流れを説明する断面図である。 実施の形態2にかかる、表示装置の製造プロセスの流れを説明する断面図である。 実施の形態2にかかる、表示装置の製造プロセスの流れを説明する断面図である。 実施の形態2にかかる、表示装置の製造プロセスの流れを説明する断面図である。 実施の形態2にかかる、表示装置の製造プロセスの流れを説明する断面図である。 実施の形態2にかかる、表示装置の製造プロセスの流れを説明する断面図である。
実施の形態1.
図1は、実施の形態1にかかるFFS方式の液晶表示装置の構成を、模式的に示す平面図である。
当該液晶表示装置は液晶表示パネル60を有する。液晶表示パネル60は、アレイ基板70と、アレイ基板70に対して平面視方向で対向する対向基板80とを備える。
アレイ基板70は平面視上、表示領域50と、表示領域50の外側の額縁領域54とに区分される。
アレイ基板70と対向基板80とは、シール材(図示省略)で貼り合わされて液晶表示パネル60を構成する。より具体的には、アレイ基板70と対向基板80とは、それぞれ配向膜を有しており、それらが互いに対向するように重ね合わせる。両者は有機樹脂等からなるスペーサ材で数μm程度の隙間が設けられ、表示領域50を囲むように形成されたシール材によって貼り合わす。このシール材の内側の隙間に、液晶が封入される。
より具体的には、アレイ基板70と対向基板80とは、液晶表示パネル60の組み立て工程において、それぞれにポリイミド等の有機樹脂からなる配向膜を塗布形成する。その後、ラビング又は光配向等の手法を用いて、液晶の分子が所定の方向に向くように配向処理を施す。
表示領域50には複数の画素がマトリクス状に配置されて構成される。但し図1では図面の煩雑を避けるために画素の図示は省略している。
額縁領域54にはCOG(Chip On Glass)実装技術により、ゲート配線駆動回路71、ソース配線駆動回路72、フレキシブル基板74が複数の接続端子(図示せず)に対して実装される。
ゲート配線駆動回路71は、フレキシブル基板74と接続されたゲートIC入力用配線からゲート配線駆動用の信号を入力し、これをゲート電位に変換してゲート配線引き出し配線14に与える。
ソース配線駆動回路72は、フレキシブル基板74と接続されたソースIC入力用配線からソース配線駆動用の信号を入力し、これをソース電位に変換してソース配線引き出し配線15に与える。
フレキシブル基板74は外部回路と接続する。当該外部回路は、ゲート配線駆動回路71及びソース配線駆動回路72に、制御信号、クロック、画像データ、駆動電圧等を供給する。
額縁領域54にはまた、一括駆動点灯検査端子20も設けられる。一括駆動点灯検査端子20は、一括駆動点灯検査回路引き出し配線17と接続される。
額縁領域54にはまた、共通配線11、一括駆動点灯検査回路12、保護回路たるショートリング13も設けられる。これらの各要素についての説明は後述する。
対向基板80は液晶(図示省略)を介してアレイ基板70に対向する。対向基板80には、ガラス、プラスチック等の絶縁性基板上に、黒色有機樹脂からなるブラックマトリクス、透明有機樹脂からなるオーバーコート、カラーフィルタや配向膜等が形成される(いずれも図示省略)。
これら図示省略されたカラーフィルタやブラックマトリクス、液晶、シール材も液晶表示パネル60の構成要素であると把握できる。
このようにして形成された液晶表示パネル60の両面に偏光板、位相板が貼り付けられる。
液晶表示パネル60に各種電気信号を供給するための外部回路や、透過型では液晶表示パネル60の背面にバックライトユニットを取り付け、筐体に収納することにより液晶表示装置が得られる。
なお、液晶表示パネル60が小型の場合、額縁領域54の省スペース化のために、ゲート配線駆動回路71及びソース配線駆動回路72を一体化した駆動回路が使用されることも多い。
横電界方式の液晶表示装置では、通常は、対向基板80の液晶側にITO(Indium Tin Oxide)等の透明酸化導電膜からなる対向電極(共通電極)が形成されない。この場合、液晶側は誘電体たる絶縁膜は設けられるが、導電体は設けられない。このゆえに、アレイ基板70のゲート電位に由来して生じる電界を遮蔽するシールド電極がなければ、対向基板80の絶縁性基板、ブラックマトリクス、オーバーコート、カラーフィルタ等が、当該電界によって電位変動を起こる。これは当該電界が生じている近傍で、表示領域50周辺に表示ムラが生じる原因になっている。
以下、当該電界を遮蔽するための構成を説明する。図2は、アレイ基板70の画素30を拡大して示す、対向基板80側から見た平面図である。但し図2ではゲート絶縁膜3、保護膜7の図示は省略した。図3は、図2のD−D’線に沿った断面図である。
アレイ基板70はガラス、プラスチック等の絶縁性基板1およびその上方(対向基板80に近い方)に設けられた種々の構成要素を有している。上述のフレキシブル基板74も絶縁性基板1上に設けられる。
絶縁性基板1上には図2において左右方向に延在するゲート配線2、ゲート配線2の上方で図2において上下方向に延在するソース配線5が、それぞれ複数設けられている。そして表示領域50では複数のゲート配線2と複数のソース配線5との各交差部に対応して、上述のTFT(薄膜トランジスタ)101が設けられる。よって画素30は表示領域50においてマトリックス状に配置される。
通常、画素30の各々には、赤青緑の3原色のカラーフィルタのいずれかの色が対応する。色再現性を向上するために4原色以上のカラーフィルタが使用される場合もある。
絶縁性基板1およびゲート配線2はゲート絶縁膜3で覆われる。ゲート絶縁膜3は、酸化膜、窒化膜等の無機膜からなる。さらに、ゲート配線2上の一部の領域上のゲート絶縁膜3には、半導体膜4と、これに不純物が注入されたオーミックコンタクト膜41が積層して島状に設けられる。
ソース配線5は、ゲート配線2と交差するように、ゲート絶縁膜3上に設けられる。但しその一部はオーミックコンタクト膜41上にも設けられる。
ゲート配線2およびソース配線5は、Al、Cr、Mo、Ti、Ta、W、Ni、Cu、Au、Ag等の金属や、これらの合金又は積層膜からなる。
なお、ゲート配線引き出し配線14(図1参照)はゲート配線2と同工程で、共通配線11およびソース配線引き出し配線15(いずれも図1参照)はソース配線5と同工程で、それぞれ形成される。よってゲート配線引き出し配線14は絶縁性基板1上に設けられ、共通配線11およびソース配線引き出し配線15はゲート絶縁膜3上に設けられる。
画素30において、画素電極6が下側電極(対向基板80から遠い方)として設けられ、対向電極8が上側電極(対向基板80に近い方)として設けられている。画素電極6と対向電極8とは平面視方向において対向して形成される。
対向電極8が画素30のほぼ全面を覆っているので、図2においては対向電極8の形状の輪郭としては、対向電極8の開口部81,82のみを細線で示した。対向電極8よりも平面視で下方に(対向基板80から遠い側に)設けられた構成要素については、平面視上、対向電極8によって隠れている。しかし図2では煩雑を避けるために、対向電極8によって隠れている構成要素の輪郭は(通常の平面図で採用されるような)破線は採用せず、実線で示した。
但しそれ以外の上下関係(対向電極8に対する遠近関係)については破線も用いている。即ち、ある構成要素の輪郭と他の構成要素とが平面視上で重複するとき、当該ある構成要素の輪郭の方が当該他の構成要素よりも対向電極8に近ければ、当該輪郭を実線で示す。他方、当該ある構成要素の輪郭の方が対向電極8から遠ければ当該輪郭を破線で示す。
画素30において、ソース電極51及びドレイン電極52と、半導体膜4と、半導体膜4直下のゲート配線2とで、スイッチング素子として機能するTFT101が構成される。ソース電極51は平面視上でソース配線5から突出する。ドレイン電極52は、その一部が画素電極6の一部に覆われつつこれと接触して電気的に接続される。あるいは、画素電極6の一部分をドレイン電極52よりも下層に形成して、両者を電気的に接続することもできる。
ソース電極51及びドレイン電極52は、オーミックコンタクト膜41と平面視上で重なって設けられており、オーミックコンタクト膜41を介して半導体膜4と接続される。
具体的には半導体膜4上にオーミックコンタクト膜41が整形されずに設けられた後、ソース電極51及びドレイン電極52がオーミックコンタクト膜41上に設けられる。そしてソース電極51及びドレイン電極52から露出するオーミックコンタクト膜41が除去される。ソース電極51及びドレイン電極52との間でオーミックコンタクト膜41が除去されることで半導体膜4がTFT101のチャネル部となる。当該チャネル部の下方に設けられたゲート配線2がゲート電極として機能する。
なお、半導体膜4及びオーミックコンタクト膜41は、TFT101として設けられる領域だけでなく、ソース配線5に沿って延在して形成され、ソース配線5の下層に配置される場合がある。また、ソース配線5の断線抑制として、ゲート配線2とソース配線5の交差部に島状に配置される場合もある。
画素電極6は板状を呈し、液晶表示パネル60が透過型である場合には、ITO等の透明酸化導電膜からなる。液晶表示パネル60が反射型である場合には、Al、Ag、Pt等の金属や、これらの合金又は積層膜で、表面が高反射率の導電膜からなる場合もある。
ソース配線5、TFT101、及び画素電極6等の上層には、保護膜7(図2において図示省略)がこれらを覆って設けられている。保護膜7は、酸化膜、窒化膜等の無機膜、又は有機樹脂の絶縁膜や、これらの積層膜からなる。
あるいは、図示していないが、ソース配線5及びTFT101等の上層に、酸化膜、窒化膜等の無機膜、又は有機樹脂の絶縁膜や、これらの積層膜からなる保護膜を覆って形成し、更にその上層に、画素電極6を形成し、さらに他の絶縁膜を形成する構成であってもよい。その場合、画素電極6は保護膜7を開口したコンタクトホールを介して、ドレイン電極52と接続される。
このような構造でも、図3に例示された構造と同様に、画素電極6はTFT101と(より具体的にはその有するドレイン電極52と)接続されることになる。
対向電極8はITO等の透明酸化導電膜からなり、保護膜7上に設けられる。異物等によってソース配線5と対向電極8とが短絡することを抑制する観点からは、ソース配線5と対向電極8との間に設けられる層間絶縁膜(例えば図3に即して言えば保護膜7)の積層化や厚膜化は好ましい。
図2では、対向電極8が開口部82を有するスリット形状(穴形状)を呈する場合を例示した。但し、対向電極8が櫛歯形状(開口部82の片方が開放端となる形状)、又はストライプの形状を呈してもよい。
対向電極8にはコンタクトホール10fを介して配線29が接続される。配線29はゲート配線2と同工程で形成できる。対向電極8は配線29を介して共通電位を得て、開口部82の領域の保護膜7を介して画素電極6との間にフリンジ電界を発生させる。当該フリンジ電界が液晶を駆動する。
例えば複数の画素30は図2の平面視上における縦方向にも横方向にも隣接して設けられる。縦方向に隣接する画素30同士では対向電極8は接続部84によって、横方向に隣接する画素30同士では対向電極8は接続部86によって、それぞれ接続される。これら接続部84,86は対向電極8と同工程で形成され、図3の例に即して言えば、いずれも保護膜7上に設けられる。
接続部84,86は、画素電極6と対向する対向電極8を除いて把握されるので、これらはゲート配線2及びソース配線5の略全体を覆って格子(網目)形状を呈すると把握できる。接続部84、86は対向電極8の抵抗を低下させ、ゲート配線2及びソース配線5から液晶への電界を遮蔽する。
通常では、表示領域50内のゲート配線2又はソース配線5に沿って対向基板80において、ブラックマトリクスが設けられる。しかし接続部84,86が上述のようにして電界の遮蔽を行うので、横電界方式のノーマリブラックモードでは、遮光膜として作用する。よってブラックマトリクスを省略することができる。
もちろん、接続部84、86は、そのいずれか一方のみを設けてもよい。
なお、図2、図3ではTFT101上の対向電極8、接続部84,86において開口部81が開口している。これは、対向電極8に供給される共通電位が、TFTの特性に影響を与えないようにするためである。
ただし、開口部81は、ゲート配線2から液晶への電界漏れの原因になり得る。よって開口部81の大きさはできるだけ小さくするか、TFT101上に開口部81を設けない構成を採用してもよい。
ゲート配線引き出し配線14は(不図示のシール材を越えて)ゲート配線2と連結してゲート配線駆動回路71の出力側へと延びてこれと接続される。ソース配線引き出し配線15は(シール材を越えて)ソース配線5と連結してソース配線駆動回路7の出力側へと延びてこれと接続される。よってゲート配線引き出し配線14やソース配線引き出し配線15は、表示領域50に配列された画素30の行数、列数にそれぞれ応じた本数が設けられる。しかしながら、図の煩雑を避けるため、図1では、ゲート配線引き出し配線14やソース配線引き出し配線15は、その一部のみを示すにとどめた。後述する共通配線引き出し配線16、一括駆動点灯検査回路引き出し配線17についても同様である。
詳細な図示は省略するが、アレイ基板70上には、ゲート配線駆動回路71の出力端子とCOG接続される接続端子が形成される。当該接続端子は、対向電極8、接続部84,86と同工程で形成される。ゲート配線引き出し配線14はゲート配線2と同工程で形成され、図3のゲート配線と同様にゲート絶縁膜3及び保護膜7に覆われ、当該接続端子は保護膜7上に設けられる。よってゲート配線引き出し配線14と当該接続端子とは、ゲート絶縁膜3及び保護膜7に設けられたコンタクトホールを介して接続される。
図4は図1の領域Aを、図5は図1の領域Bを、それぞれ拡大して示す平面図である。但し、図1の領域A,Bに従えば、正確には、図4の紙面右側、図5の紙面左側には、表示領域50の一部が現れることになる。但し図1では領域A,Bの描画が分かりにくくなることを回避すべく、領域A,Bは図4、図5で示された範囲よりも広く(表示領域50を含めて)示した。なお、隠れ線、細線の意味する内容は、図2で説明した内容と同一である。更に、画素電極6と同工程で形成される膜61の輪郭は鎖線で示している。そして膜61で覆われる(つまり膜61よりも絶縁性基板1に近い)構成要素の輪郭を隠れ線とはしていない(他図においても同様)。また、図2と同様に、ゲート絶縁膜3、保護膜7の図示は省略した。
図6は図5のC−C’線に沿った断面図である。対向電極8はゲート配線2及びソース配線5のいずれよりも絶縁性基板1から遠いので、図5においてその輪郭は細線で示される。ゲート配線2はソース配線5よりも絶縁性基板1に近いので、ゲート配線2の輪郭がソース配線5と平面視上で重なる場合、当該輪郭は図5において隠れ線たる破線で示される。
図4では共通配線11の紙面左側(即ち共通配線11よりも表示領域50から遠く、ゲート配線駆動回路71に近い側)には、ショートリング13が配置されている。
ショートリング13は、導電膜たる配線53と半導体膜43とを有している。配線53はソース配線5と同一工程で形成することができ、半導体膜43は半導体膜4と同一工程で形成することができる。
配線53は、図3で示されたドレイン電極52と半導体膜4との接続と同様にして、オーミックコンタクト膜(図示省略)を介して半導体膜43と接続される。
配線53とゲート配線2(この領域近傍ではこれはゲート配線引き出し配線14として把握することもできる)とは、変換部21aにおいてコンタクトホール9aを介して接続される。コンタクトホール9aは、平面視上、ゲート配線2と配線53とが重複する領域の一部において、(図3や図6を参照して)ゲート絶縁膜3を貫通する。
図示を省略するが、複数のTFTでダイオードで配線53同士を接続したり、シフトレジスタを配置してもよい。
共通配線11はソース配線5と同一工程で形成することができる。よって共通配線11は接続部86との間に保護膜7を挟む(共通配線11は画素電極6が設けられない領域で設けられている)。また共通配線11はゲート配線2と同工程で形成される配線29との間にゲート絶縁膜3を挟む。共通配線引き出し配線16もゲート配線2と同工程で形成することができ、図示されない位置において共通配線11と接続部を介して接続される。
平面視上、共通配線11と接続部86とが重複する領域の一部において、これらに挟まれた保護膜7を貫通するコンタクトホール10aを設ける。コンタクトホール10aにおいて共通配線11と接続部86とが接続される。ここでは共通配線11は膜61で覆われる場合が図示されている。この場合にはコンタクトホール10aにおいて、共通配線11は当該膜61を介して接続部86と接続される。
平面視上、共通配線11が設けられない位置であって、接続部86と配線29とが重複する領域の一部において、これらに挟まれた保護膜7およびゲート絶縁膜3を貫通するコンタクトホール10bを設ける。コンタクトホール10bにおいて接続部86と配線29とが接続される。このようにして、接続部86を介して共通配線11と配線29とが電気的に接続されることとなり、配線29には共通配線11から共通電位が印加される。
ショートリング13は、表示領域50から遠くソース配線駆動回路72に近い側においても、隣接して併走するソース配線5(あるいはこれと連続するソース配線引き出し配線15)同士を半導体膜43で接続する。
上述のように、ショートリング13においてゲート配線引き出し配線14同士を接続するための構成は、配線53およびそれよりも下層(絶縁性基板1に近い側:図3参照)で実現できる。よって当該構造を保護膜7を介して(当該構造よりも上層にて)覆うシールド電極90を、接続部86から延在させて設けることができる。これはシールド電極90にも共通電位が供給されることに鑑みれば、ゲート配線引き出し配線14からの電界を遮蔽する観点で好ましい。
図5では共通配線11の紙面右側(即ち共通配線11よりもゲート配線駆動回路71から遠い側)には、一括駆動点灯検査回路12が設けられている。共通配線11の構成については図4に示された構成と同様である。
一括駆動点灯検査回路12は、一括駆動点灯検査用TFT駆動ゲート配線22と、電極55,56と、一括駆動点灯検査回路引き出し配線17と、半導体膜42とを備える。
半導体膜42と、半導体膜42直下の一括駆動点灯検査用TFT駆動ゲート配線22と、電極55,56とで、一括駆動点灯検査用のTFT102が構成される。
一括駆動点灯検査用TFT駆動ゲート配線22と、一括駆動点灯検査回路引き出し配線17とは、ゲート配線2と同工程で形成することができる。電極55,56はソース配線5と同工程で形成することができる導電膜である。半導体膜42は半導体膜4と同工程で形成することができる(図3も参照)。
よって平面視上、ゲート配線2と電極55とが重複する領域では(コンタクトホールが形成されている場合を除き)両者の間にゲート絶縁膜3が存在する。また、平面視上、一括駆動点灯検査回路引き出し配線17と電極56とが重複する領域では(コンタクトホールが形成されている場合を除き)両者の間にゲート絶縁膜3が存在する。また半導体膜42と一括駆動点灯検査用TFT駆動ゲート配線22との間にはゲート絶縁膜3が存在し、平面視上で電極55(あるいは電極56)と半導体膜42とが重複する領域では、両者の間にオーミックコンタクト膜が設けられる。
電極55は変換部21bにおいてゲート配線2と接続される。電極56は変換部21cにおいて一括駆動点灯検査回路引き出し配線17と接続される。
より具体的には、平面視上、ゲート配線2と電極55とが重複する領域の一部において、コンタクトホール9bが設けられる。コンタクトホール9bは、ゲート配線2と電極55とに挟まれるゲート絶縁膜3を貫通する。変換部21bはコンタクトホール9bを含む。
平面視上、一括駆動点灯検査回路引き出し配線17と電極56とが重複する領域の一部において、コンタクトホール10cが設けられる。コンタクトホール10cは、一括駆動点灯検査回路引き出し配線17と電極56とに挟まれるゲート絶縁膜3を貫通する。ここではコンタクトホール10c近傍において電極56が膜61で覆われる場合が図示されており、この場合にはコンタクトホール10cにおいて電極56は当該膜61を介して電極88と接続される。
コンタクトホール10cの近くで電極56が設けられていない領域であって、一括駆動点灯検査回路引き出し配線17の上方(図5の紙面手前側)に、コンタクトホール10dが設けられる。コンタクトホール10dは、保護膜7とゲート絶縁膜3とを貫通する。
変換部21cはコンタクトホール10c,10dを含む。変換部21cは更に、コンタクトホール10c,10dに跨がって設けられる電極88を含む。電極88は、接続部86や対向電極8と同工程で形成することができる。よって電極88はコンタクトホール10cにおいて一括駆動点灯検査回路引き出し配線17と接続され、かつ、コンタクトホール10dにおいて電極56と接続される。即ち、電極56と一括駆動点灯検査回路引き出し配線17とは、電極88を介して電気的に接続されることになる。
コンタクトホール9a,9b,10a〜10dの大きさ、形状、数や位置は、任意に設計できる。
接続部86から、表示領域50と反対側へ延在させてシールド電極90が設けられる。シールド電極90は、保護膜7を介して共通配線11および変換部21bを覆う。これは、ゲート配線2から発生する電界を遮蔽する観点で好ましい。
ここではシールド電極90は、TFT102をも覆う場合が例示されている。但し、一括駆動点灯検査回路引き出し配線17と、共通配線11との短絡を防ぐため、電極88はシールド電極90と分離する。シールド電極90はTFT102を覆わなくても良い。
なお、液晶表示装置の製品使用時においては、TFT102をオフするために一括駆動点灯検査用TFT駆動ゲート配線22にはオフ電位が入力される。
また、変換部21bはゲート配線2と接続されているので、ここにはゲート配線2およびゲート配線引き出し配線14と同じ電位が入力されている。
このように、対向電極8、接続部84,86と同工程で形成されるシールド電極90を用いることによって、ゲート電位に由来する電界を遮蔽することの利点を、比較例との対比によって説明する。
図7及ぶ図8は比較例の構成を示す平面図である。図7は図4に対応する領域を示し、図8は図5に対応する領域を示す。
図7に示された構造では、ショートリング13の構造において、図4に示された構造と顕著に異なる。ショートリング13は、配線57と半導体膜43とを有している。配線57はソース配線5と同一工程で形成することができる。ショートリング13には変換部21dが設けられ、変換部21dはコンタクトホール9c,9dと、電極87とを備える。電極87はシールド電極90および接続部86と同工程で形成される。
電極87とゲート配線2(この領域近傍ではこれはゲート配線引き出し配線14として把握することもできる)とは、平面視上で重複する領域がある。当該領域の一部においてコンタクトホール9cが設けられる。コンタクトホール9cは、コンタクトホール10bと同様に保護膜7およびゲート絶縁膜3を貫通する。
電極87と配線57とは、平面視上で重複する領域がある。当該領域の一部においてコンタクトホール9dが設けられる。コンタクトホール9dは、コンタクトホール10aと同様に保護膜7を貫通する。ここでは配線57が膜61で覆われる場合が図示されており、この場合にはコンタクトホール9dにおいて配線57は当該膜61を介して電極87と接続される。
よって電極87はコンタクトホール9cにおいてゲート配線2(あるいはゲート配線引き出し配線14)と接続され、かつ、コンタクトホール9dにおいて配線57と接続される。即ち、配線57とゲート配線2(あるいはゲート配線引き出し配線14)とは、電極87を介して電気的に接続されることになる。
配線57と半導体膜43との接続は、配線53と半導体膜43との接続と同様である。
このような構成において、ゲート配線引き出し配線14を(保護膜7を介して)覆うシールド電極90と、接続部86とは同工程で形成することができるものの、両者はショートリング13によって分離される。シールド電極90および接続部86と同工程で形成される電極87には、ゲート配線2の電位が印加されるからである。このような構造においてシールド電極90に対して、接続部86と同様に共通電位を印加するためには、厚さ方向において新たな層を設けるか、平面視上に新たな領域を設けて、両者を電気的に接続する必要がある。このような接続は、製造工程の増加や、額縁領域の増大を招来してしまう。
しかも電極87はゲート配線2と同電位であるので、これをシールド電極90が覆えないことは、表示ムラが顕在化する可能性を高める。
図8に示された構造では一括駆動点灯検査回路12が変換部21eを有しており、変換部21eは図5に示された変換部21bの構造と顕著に異なる。
変換部21eはコンタクトホール9e,9fと、電極85とを備える。電極85はシールド電極90および接続部86と同工程で形成される。
電極85とゲート配線2とは、平面視上で重複する領域がある。当該領域の一部においてコンタクトホール9eが設けられる。コンタクトホール9eは、コンタクトホール10bと同様に保護膜7およびゲート絶縁膜3を貫通する。
電極85と電極55とは、平面視上で重複する領域がある。当該領域の一部においてコンタクトホール9fが設けられる。コンタクトホール9fは、コンタクトホール10aと同様に保護膜7を貫通する。ここではコンタクトホール9f近傍において電極55が膜61で覆われる場合が図示されており、この場合にはコンタクトホール9fにおいて電極55は当該膜61を介して電極85と接続される。
よって電極85はコンタクトホール9eにおいてゲート配線2と接続され、かつ、コンタクトホール9fにおいて電極55と接続される。即ち、電極55とゲート配線2とは、電極85を介して電気的に接続されることになる。
このような電極85は電極87と同様に、シールド電極90で覆うことはできない。よって図8で示された構成は、表示ムラが顕在化する可能性を高める。
このような比較例の構成に対し、本実施の形態にかかる構成、つまり図3〜図6で例示された構成では、ゲート配線2、ゲート配線引き出し配線14、変換部21a,21bをシールド電極90で覆い、しかもシールド電極90には共通電位が供給される。よってゲート配線2、ゲート配線引き出し配線14から発生する電界を、額縁領域を広くせずに遮蔽し、表示ムラを防止することができる。
本実施の形態1にかかる構成では、ゲート絶縁膜3、半導体膜4,42,43、オーミックコンタクト膜41が積層された後、コンタクトホール9a,9bを形成するためのフォトマスクを使用して、ゲート絶縁膜3に開口を形成する工程が採用される。その後、ソース配線5,配線53、電極55,56を形成する。これにより、接続部86やシールド電極90と同工程で形成される膜は、ゲート配線2やゲート配線引き出し配線14を他の配線と接続するために必要とはされない。
よって上述の通り、シールド電極90で、ゲート配線2から発生する電界を、額縁領域を広くせずに遮蔽できる。
これらのことを一般化して述べると以下のように説明できる:実施の形態1で示された液晶表示装置は、表示装置であって液晶表示パネル60を有する。液晶表示パネル60、はアレイ基板70と、これに対向する対向基板80とを備える。アレイ基板70は、複数のTFT101を有しており、TFT101の各々は、ゲート配線2とソース配線5との各交差部に対応して設けられる。アレイ基板70は、TFT101に接続された画素電極6と、画素電極6に対向した対向電極8とをも有する。
アレイ基板70の表示領域50の外側の額縁領域54には、ゲート配線2と接続されたゲート配線引き出し配線14が設けられる。
アレイ基板70は、表示領域50の近傍に配置されてゲート配線引き出し配線14が配線53と接続される変換部21aを有する。ゲート配線引き出し配線14はゲート配線2と、配線53はソース配線5と、それぞれ同工程で形成され、両者の間にはゲート絶縁膜3が存在する。よって配線53は、ゲート配線引き出し配線14とは異なる(他の)配線層である、と把握される。配線53とゲート配線引き出し配線14とは、ゲート絶縁膜3を開口して設けられたコンタクトホール9aを介して、直接に接触して相互に電気的に接続される。
あるいはアレイ基板70は、表示領域50の近傍に配置されてゲート配線2が電極55と接続される変換部21bを有する。電極55はソース配線5と同工程で形成され、両者の間にはゲート絶縁膜3が存在する。よって電極55はゲート配線2とは異なる配線層である、と把握される。電極55とゲート配線2とは、ゲート絶縁膜3を開口して設けられたコンタクトホール9bを介して、直接に接触して相互に電気的に接続される。
アレイ基板70は、変換部21a,21bの上層に絶縁膜たる保護膜7を、保護膜7を介して変換部21a,21bと対向して透光性を有する導電層たるシールド電極90を、それぞれ有する。
シールド電極90は、接続部86と連続し、接続部86には対向電極8と共に、共通電位が印加される。
かかる構成を採用することにより、横電界方式の液晶表示技術を採用した当該表示装置において、額縁領域を広くすることなく、表示ムラを抑制して表示品位の低下を抑制することができる。
なお、変換部21a,21bの構成それ自体は、額縁領域を広くすることなく表示ムラを抑制することについての必須の要件ではない。しかしかかる構成を採用することにより変換部21a,21bが保護膜7よりも絶縁性基板1側で得られる。よって、保護膜7よりも上にシールド電極90を設けて、これを対向電極8と同工程で形成できる利点がある。
配線29は対向電極8と接続される接続線として把握できる。そして共通配線11と配線29のそれぞれとは、コンタクトホール10a,10bを介して接続される。接続部86は共通配線11とは異なる。
配線29が共通配線11に接続されるので、複数の配線29には共通配線11から共通電位が印加される。これによって、複数の対向電極8同士の間での抵抗を小さくし、共通電位の相違を低減することができる。
なお、同工程で形成される構成要素同士は、材料が同じであって、アレイ基板70における層の順序も同じである、と把握できる。例えば、ゲート配線引き出し配線14と、一括駆動点灯検査回路引き出し配線17とは、ゲート配線2と同工程で形成することができる。ゲート配線2とは材料が同じであり、上述の例ではいずれも絶縁性基板1に対して介在物なく形成される。また配線53および電極55,56とソース配線5とは材料が同じであり、コンタクトホールにおける部位では例外であるが、いずれもゲート絶縁膜3に対して介在物なく形成される。
但し、一括駆動点灯検査回路引き出し配線17はゲート配線2やゲート配線引き出し配線14とは異なる配線として設けられる。電極56も配線53、電極55、ソース配線5とは異なる配線として設けられる。そして変換部21cにおいて、電極88は、保護膜7(あるいは更にゲート絶縁膜3)に開口されたコンタクトホール10c,10dを介して、一括駆動点灯検査回路引き出し配線17と電極56とを接続する。
このような変換部21cと類似の構成は、特許文献2で説明されており、プロセス工程の削減という利点を持つことが知られている。
シールド電極90は、ゲート配線2やソース配線5とは異なる工程で設けられ、そのアレイ基板70における層の順序も異なる。即ち、ゲート配線2やソース配線5の上層で、これらに対して保護膜7を介して設けられる。より具体的にはシールド電極90は、対向電極8と同様に、アレイ基板70において最上層(他の構成要素と比較して絶縁性基板1から最も遠い)に配置される。そしてこれにより、シールド電極90は対向電極8と同工程で形成でき、シールド電極90を設けるための別工程は必要ない。
実施の形態2.
本発明の第2の実施の形態では、配線53および電極55と、ソース電極51およびドレイン電極52とを、同工程で形成するために好適な製造方法を説明する。より具体的にはコンタクトホール9a,9bを形成するためのフォトマスクを、半導体膜4を形成するためのフォトマスクと共用化する。
なお、実施の形態2で説明される製造方法によって得られる構造は実施の形態1と同様であり、従って額縁領域を広げずに表示品位を向上させる効果も実施の形態1と同様である。
図9〜図16は実施の形態2にかかる、表示装置の製造プロセスの流れを説明する断面図である。これらの図において、破断線左側ではTFT101(図1、図3参照)が形成されるべき領域における断面が示され、破断線側では変換部21a,21b(図4〜図6参照)が形成されるべき領域における断面が示される。
図9は、絶縁性基板1上にゲート配線2、ゲート絶縁膜3、半導体膜4、オーミックコンタクト膜41、フォトレジスト31が、この順に形成された後の露光工程を示す。フォトレジスト31に公知のハーフトーンマスク33を介して露光32を行うことにより、領域により三段階の異なる強度の露光を行う。
ハーフトーンマスク33は、第一の光透過性領域33aと第二の光透過性領域33bと第三の光透過性領域33cを備える。第二の光透過性領域33bが、第一の光透過性領域33aと第三の光透過性領域33cとの中間の光透過性を有する。
ここでは第一の光透過性領域33aとして、光を全くさない遮光領域を採用した。但し、少なくとも第二の光透過性領域33bよりも光透過性の低い領域であればよく、若干の光透過性を有する中間調露光領域としても構わない。

ここでは第三の光透過性領域33cとして、殆ど光を遮断しない開口領域を採用した。但し、少なくとも第二の光透過性領域33bよりも光透過性の高い領域であればよく、若干量、光を遮断する中間調露光領域としても構わない。
具体的な構成としては、均一な所定の光透過性を有する膜により形成されてもよい。あるいは露光解像度以下の微細パターンに遮光膜を形成して実質的な光透過性を落としてもよい。
この様なハーフトーンマスク33を介して露光32を実施することにより、フォトレジスト31には、領域により三段階の異なる強度、即ち、三段階の異なる光量の露光が行われる。この三段階の異なる強度或いは光量の露光により、露光強度或いは露光光量に応じて、フォトレジスト31における露光される深さ或いは度合いが異なることから、それぞれの領域には露光深さ或いは露光度合いが異なる露光領域31aが形成される。
実施の形態2においてはポジ型フォトレジストを用いる。よって露光強度或いは露光光量に応じて、露光強度或いは露光光量が大きい領域では、露光領域31aが厚く示される。
ここでは、第一の光透過性領域33aに対応する領域では、露光領域31aが形成されず、第二の光透過性領域33bでは、フォトレジスト31の膜厚方向の一部において露光領域31aが形成され、第三の光透過性領域33cに対応する領域では、フォトレジスト31の膜厚全てに渡って露光領域31aが形成される。
第一の光透過性領域33aが光透過性を有してもよいので、第一の光透過性領域33aに対応する領域においても、第二の光透過性領域33bに対応する領域での露光領域31aよりも薄いものの、露光領域31aが形成されても構わない。
なお、図9では露光領域31aの厚みを変えて示しているが、露光強度或いは露光光量に応じてフォトレジスト31の感光の程度が変わるものであり、必ずしも感光された領域となる露光領域31aの深さが変わるとは限らない。
即ち、図示された露光領域31aの厚さは、あくまでも感光の程度に対する目安を示したものである。従って、必ずしも感光される深さ自体を示すものではなく、感光される度合いと把握することができる。
但し、後に行う所定の条件の現像処理により、露光領域31aの深さ或いは露光領域31aの感光の度合いに応じて、露光強度或いは露光量が大きいほど、結果的に除去される露光領域31aの厚みが大きくなる。即ち露光強度或いは露光量が大きい領域ほど、現像後に残存するフォトレジストの膜厚が薄く形成される。
第一の光透過性領域33aは、TFT101のチャネル部など半導体膜4でパターンを形成する領域に対応する。第三の光透過性領域33cは、変換部21a,21bにおいてゲート絶縁膜3を開口するコンタクトホール9a,9bを形成する領域に対応する。第二の光透過性領域33bは、ゲート絶縁膜3を残存させる領域に対応する。
図9を用いて説明された工程が実行された後、フォトレジスト31に対する現像処理を行うことによって、露光領域31aを除去する。その結果、図10に示される様に、凸部34aと、開口部34cとを有したフォトレジスト34が形成される。凸部34aは厚みの大きい厚膜部34aとして把握することもできる。
厚膜部34aはTFT101に採用される半導体膜4がパターニングされる領域に位置する。開口部34cは、コンタクトホール9a,9bを形成する領域に位置する。フォトレジスト34は後述するエッチングのためのエッチングマスクとして機能する。
続いて、フォトレジスト34を介したドライエッチング処理を行う。これにより、開口部34cにおいて露出したオーミックコンタクト膜41、半導体膜4が除去される。更に、ゲート絶縁膜3もその厚みが減じられ、少なくともその上部(絶縁性基板1から遠い方)が除去される。これにより、開口部34cにおけるゲート絶縁膜3の膜厚は、その他の領域におけるゲート絶縁膜3の膜厚よりも薄くなる。これにより、図11に示される構造が得られる。
あるいは、開口部34cにおけるゲート絶縁膜3を全て除去してコンタクトホール9a,9bにおいてゲート配線2を露出させてもよい。図11〜図16では変換部21aについての符号を採用し、その後に、変換部21bについての符号を追記した。例えば図11ではコンタクトホール9a,9bを表すのに、「9a(9b)」と標記した。
続いて、酸素ガスを用いたプラズマ処理を用いたアッシング処理によって、フォトレジスト34を削る減厚工程を行う。この減厚工程により、厚膜部34aが設けられていた領域にのみを残してフォトレジスト34を除去する。厚膜部34aは、TFT101に採用される半導体膜4が形成されるべき領域に対応して残存される。以上の工程により、図12に示された構成が得られる。
なお、アッシング時間は予め決めておいてもよい。この場合、厚膜部34aにおける膜厚と、厚膜部34a以外の膜厚とを評価しておくことで、厚膜部34a以外の膜厚を全て除去可能な時間と、厚膜部34aにおける膜厚がエッチングされる時間との間に、アッシング時間を適宜に設定すればよい。
また、オーミックコンタクト膜41の表面のフォトレジスト34が除去されて、オーミックコンタクト膜41がアッシングのプラズマに曝されたときに、発光現象が観察できる。この発光現象をモニターし、アッシング処理を停止するタイミングを決定してもよい。
続いて、残存した厚膜部34aをマスクとして、(残存した厚膜部34aで覆われない領域での)半導体膜4、オーミックコンタクト膜41およびコンタクトホール9a,9bのゲート絶縁膜3をドライエッチングにより除去する。このドライエッチングにより、TFT101に採用される形状に半導体膜4およびオーミックコンタクト膜41がパターニングされ、併せてコンタクトホール9a,9bがゲート絶縁膜3を貫通し、ゲート配線2が露出する。これにより図13に示す構成が得られる。上述のように、このドライエッチングに先だって、コンタクトホール9a,9bのゲート絶縁膜3が除去されていてもよい。
以上のようにしてハーフトーンマスク33を使用し、フォトレジスト31をアッシングする工程を追加することで、コンタクトホール9a,9bを形成するためのフォトマスクを、TFT101に採用される半導体膜4およびオーミックコンタクト膜41をパターニングするためのフォトマスクと共用し、フォトレジスト34を得ることができる。つまり一つの写真製版工程で用いるフォトマスク(ここではハーフトーンマスク33)でエッチングマスクを得ることになる。これはフォトレジストの露光、現像および剥離の工程が共用化でき、以てプロセス時間の短縮に寄与する。
その後、厚膜部34aを除去する。そして配線53および電極55と、ソース電極51およびドレイン電極52の材料となる導電層を成膜する。当該導電層にフォトレジストを塗布し、当該導電層をパターニングするためのフォトマスクを使用して露光し、現像し、ウェットエッチングし、レジストを剥離する工程を行う。これにより、ゲート配線2上に設けられる配線53、電極55と、オーミックコンタクト膜41を介して半導体膜4上に設けられるソース電極51およびドレイン電極52とが形成され、図14に示された構成が得られる。図14に示された構成においてTFT101が実現されている。
その後、画素電極6の材料となる透明導電膜を成膜し、フォトレジスト35を塗布し、画素電極6のパターン形成用のフォトマスクを使用して露光し、現像し、ウェットエッチングをする工程を行う。これにより、ドレイン電極52の一部の上に、画素電極6が形成され、図15に示す構成が得られる。
更にフォトレジスト35は残した状態で、ドライエッチングによってソース電極51及びドレイン電極52から露出するオーミックコンタクト膜41を除去する。これによりTFT101のチャネル部が形成され、図16に示された構成が得られる。
このように、第2の実施の形態の技術によれば、第1の実施の形態で示された表示装置を実現するに際し、フォトマスクの共用化によるコスト削減およびアレイプロセス工程の時間短縮という効果が得られる。
変形.
上記の説明では、画素30において対向電極8および画素電極6を、それぞれ上部電極、下部電極として配置した場合に限定した説明となっている。しかしながら、実施の形態1、2は一括駆動点灯検査回路12やショートリング13の構成についての工夫である。よって当該工夫は、画素30において対向電極8および画素電極6を、それぞれ下部電極、上部電極として配置する場合にも適用できる。この場合、特に配線29は下部電極となった対向電極に対して共通電位を供給することに好適である。
なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態および変形を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形したり、変形を更に変形したり、省略したりすることが可能である。
1 絶縁性基板、2 ゲート配線、3 ゲート絶縁膜、4,42,43 半導体膜、5 ソース配線、6 画素電極、7 保護膜、8 対向電極、9a〜9f,10a〜10d コンタクトホール、11 共通配線、12 一括駆動点灯検査回路、13 ショートリング、14 ゲート配線引き出し配線、15 ソース配線引き出し配線、16 共通配線引き出し配線、17 一括駆動点灯検査回路引き出し配線、18 ゲートIC入力用配線、19 ソースIC入力用配線、20 一括駆動点灯検査端子、21a〜21e 変換部、22 一括駆動点灯検査用TFT駆動ゲート配線、30 画素、31,34,35 フォトレジスト、31a 露光領域、32 露光、33 ハーフトーンマスク、33a 第一の光透過性領域、33b 第二の光透過性領域、33c 第三の光透過性領域、34a 厚膜部、34c 開口部、41 オーミックコンタクト膜、50 表示領域、51 ソース電極、52 ドレイン電極、54 額縁領域、60 液晶表示パネル、70 アレイ基板、71 ゲート配線駆動回路、72 ソース配線駆動回路、74 フレキシブル基板、80 対向基板、81,82 開口部、84,86 接続部、90 シールド電極、101 薄膜トランジスタ。

Claims (8)

  1. アレイ基板と、
    前記アレイ基板に対向する対向基板と
    を備え、
    前記アレイ基板は、
    複数のゲート配線と複数のソース配線の各交差部に対応して設けられた複数の薄膜トランジスタと、
    前記薄膜トランジスタに接続された画素電極と、
    前記画素電極に対向した対向電極と、
    表示領域外に配置されて前記ゲート配線に接続された引き出し配線と、
    前記表示領域近傍に配置されて前記引き出し配線が他の配線層と接続する変換部と、
    前記変換部の上層に設けられた絶縁膜と、
    前記変換部と前記絶縁膜を介して対向し、透光性を有し、前記対向電極と共に共通電位が印加される導電層と
    を有する、表示装置。
  2. 前記引き出し配線と前記他の配線層とは、前記変換部において絶縁膜を開口して設けられたコンタクトホールを介して、直接に接触して相互に電気的に接続される、請求項1記載の表示装置。
  3. 前記アレイ基板は、
    前記対向電極に接続された接続線と、
    の前記接続線と他の前記接続線とを接続し、前記導電層とは異なる共通配線と
    を更に有する、請求項1記載の表示装置。
  4. 材料および前記アレイ基板における層の順序が前記引き出し配線と前記ゲート配線と同じであり、かつ、前記引き出し配線および前記ゲート配線のいずれとも異なる第1の配線と、
    材料および前記アレイ基板における層の順序が前記ソース配線と同じであり、かつ、前記ソース配線とは異なる第2の配線と、
    前記第1の配線と前記第2の配線を前記絶縁膜に開口されたコンタクトホールを介して接続する電極と
    を更に有する、請求項1から3のいずれか一つに記載の表示装置。
  5. 前記導電層は、前記ゲート配線や前記ソース配線とは前記アレイ基板における層の順序が異なる、請求項1から4のいずれか一つに記載の表示装置。
  6. 前記導電層は、前記アレイ基板において最上層にあり、材料および前記アレイ基板における層の順序が前記対向電極あるいは前記画素電極と同じである、請求項1から5のいずれか一つに記載の表示装置。
  7. ゲート配線と、前記ゲート配線上のゲート絶縁膜と、前記ゲート絶縁膜上の半導体膜とを備える構造に対して、前記構造と共に薄膜トランジスタを形成する電極と、前記ゲート配線に接続される導電膜を形成する方法であって、
    前記薄膜トランジスタを得るための前記半導体膜の整形と、前記導電膜を前記ゲート配線に接続するための前記ゲート絶縁膜および前記半導体膜の選択的除去とに採用されるエッチングマスクが、一つの写真製版工程で用いるフォトマスクを用いて得られる、薄膜トランジスタの製造方法。
  8. 前記エッチングマスクは凸部と開口部とを有し、
    (a)前記開口部において前記半導体膜を除去し、前記ゲート絶縁膜の厚みを減じるステップと、
    (b)前記ステップ(a)の後に、前記エッチングマスクの厚みを減じて前記凸部が設けられた領域にのみ前記エッチングマスクを残置するステップと、
    (c)前記ステップ(b)の後に残置された前記エッチングマスクで覆われない前記半導体膜を除去するステップと、
    (d)前記ゲート絶縁膜の厚みが減じられた位置での前記ゲート絶縁膜を除去するステップと、
    (e)前記ステップ()の後に前記半導体膜上に前記電極を、前記ゲート配線上に前記導電膜を、それぞれ形成するステップと
    を備える、請求項7記載の薄膜トランジスタの製造方法。
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106575063B (zh) * 2014-08-07 2019-08-27 夏普株式会社 有源矩阵基板、液晶面板以及有源矩阵基板的制造方法
CN104656305A (zh) * 2015-03-09 2015-05-27 京东方科技集团股份有限公司 一种彩膜显示层、显示面板及制备方法
WO2018043643A1 (ja) * 2016-09-02 2018-03-08 シャープ株式会社 アクティブマトリクス基板およびアクティブマトリクス基板を備えた表示装置
CN109270754B (zh) * 2017-07-17 2021-04-27 京东方科技集团股份有限公司 阵列基板和显示装置
JP7149209B2 (ja) * 2019-03-18 2022-10-06 株式会社ジャパンディスプレイ 表示装置及び検査方法
JP7551401B2 (ja) 2020-08-26 2024-09-17 京セラ株式会社 遮光層積層型基板

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000081638A (ja) 1998-09-04 2000-03-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd 液晶表示装置およびその製造方法
KR100759965B1 (ko) * 2000-10-27 2007-09-18 삼성전자주식회사 액정 표시 장치
JP4565799B2 (ja) * 2002-07-01 2010-10-20 大林精工株式会社 横電界方式液晶表示装置、その製造方法、走査露光装置およびミックス走査露光装置
JP4011557B2 (ja) 2004-03-25 2007-11-21 三菱電機株式会社 液晶表示装置および液晶表示装置の製造方法
JP2007212969A (ja) * 2006-02-13 2007-08-23 Nec Lcd Technologies Ltd 反射板及び該反射板を備える液晶表示装置並びにその製造方法
TWI373141B (en) * 2007-12-28 2012-09-21 Au Optronics Corp Liquid crystal display unit structure and the manufacturing method thereof
JP2010102237A (ja) * 2008-10-27 2010-05-06 Mitsubishi Electric Corp 表示装置
JP2011181596A (ja) 2010-02-26 2011-09-15 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置及びその製造方法
KR101820372B1 (ko) * 2010-11-09 2018-01-22 삼성디스플레이 주식회사 표시 기판, 표시 장치 및 이의 제조 방법
US8659734B2 (en) * 2011-01-03 2014-02-25 Samsung Display Co., Ltd. Liquid crystal display and manufacturing method thereof
JP2013254159A (ja) * 2012-06-08 2013-12-19 Mitsubishi Electric Corp 液晶表示装置

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