表示装置
【課題】 波形なまりや画素の透過率の低下を抑制でき、かつ表示ムラを抑制できる表示装置を提供する。
【解決手段】 デルタ配置の画素を有する表示装置において、画素はソース電極104、ドレイン電極105及びゲート電極101を備えたTFTと、コモン108と画素電極110とを備えた画素部とを含み、有機パッシベーション膜120は、ソース電極104のコンタクト部上方に、非対称な開口部を有し、互いに隣接する画素の有機パッシベーション膜120の非対称な開口部の向きが同じである。
【解決手段】 デルタ配置の画素を有する表示装置において、画素はソース電極104、ドレイン電極105及びゲート電極101を備えたTFTと、コモン108と画素電極110とを備えた画素部とを含み、有機パッシベーション膜120は、ソース電極104のコンタクト部上方に、非対称な開口部を有し、互いに隣接する画素の有機パッシベーション膜120の非対称な開口部の向きが同じである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、走査線の数を増やし、映像信号線の数を減らした倍速駆動型の表示装置に関する。
【背景技術】
【0002】
表示装置では、画素電極および薄膜トランジスタ(TFT)等を有する画素がマトリクス状に形成されたTFT基板と、TFT基板に対向して、TFT基板の画素電極と対応する場所にカラーフィルタ等が形成された対向基板が配置される。液晶表示装置では、TFT基板と対向基板の間に液晶が挟持されている。そして液晶分子による光の透過率を画素毎に制御することによって画像を形成している。
【0003】
液晶表示装置をはじめとするOLED型表示装置やMEMS型表示装置はフラットで軽量であることから、色々な分野で用途が広がっている。携帯電話やDSC(Digital Still Camera)等には、小型の液晶表示装置が広く使用されている。液晶表示装置では視野角特性が問題である。視野角特性は、画面を正面から見た場合と、斜め方向から見た場合に、輝度が変化したり、色度が変化したりする現象である。視野角特性は、液晶分子を水平方向の電界(横電界)によって動作させるIPS(In Plane Switching)方式が優れた特性を有している(例えば、特許文献1)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2010−49185号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
デジタルカメラ用をはじめ、表示装置は画素の高密度化・高集積化・高画質化の方向にあり、その一つの方向として発明者等は、画素をデルタ配置、即ち、マトリクス状に配置された画素において、ドレイン信号線(映像信号線)に沿って上下に隣接する画素をゲート信号線(走査線)の延伸方向に1/2画素ピッチだけずらした配置とした。更に、ドライバの端子数及び額縁での配線の引き回しの観点を考慮してゲート信号線2本に対しドレイン信号線1本の構成を採用することとした。但し、この構成を用いた場合には、ゲート信号線が1画素当り2本であるため、画素の透過率が低下すること、また、ドレイン信号線が1本のため駆動周波数を倍速駆動としているため書き込み時間が半減し、ドレイン線の波形なまりによる書き込み不足が問題になると予想された。そこで、書き込み不足に対してはドレイン線とコモン線との間にある無機パッシベーション膜の他に有機パッシベーション膜を積層することにより線間容量を低下させることにより、抑制・防止できる見通しを、また、画素の透過率低下に対しては、画素のソースコンタクト部の設計マージンを4辺コンタクト設計から2辺コンタクト設計に変更することにより、コンタクト部の面積を縮小し画素の面積を拡大できる見通しを得た。
【0006】
しかしながら、上記対策を施した上で表示装置を製造したところ、表示ムラの問題が生じることが判明した。
本発明の目的は、上記の構成で画素が配置された表示装置において、波形なまりや画素の透過率の低下を抑制でき、かつ表示ムラを抑制できる表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記目的を達成するための一実施形態として、複数の画素を含む表示領域と、前記表示領域に画像を表示するための信号を供給するドライバとを備えた表示装置において、前記複数の画素のそれぞれは、ソース電極、ドレイン電極およびゲート電極を備えたTFTと、コモンと画素電極とを備え、前記コモンと前記画素電極とは、前記TFTの前記ソース電極上方に配置された無機パッシベーション膜と有機パッシベーション膜との積層膜上に配置され、前記有機パッシベーション膜は、前記ソース電極のコンタクト部上方に、非対称な開口部を有し、前記無機パッシベーション膜と前記上記無機パッシベーション膜の積層膜には、前記ソース電極のコンタクト部上であって、前記有機パッシベーション膜の開口部内に配置されたスルーホールが設けられ、前記スルーホールを介して前記ソース電極と前記画素電極とが電気的に接続されており、前記TFTの前記ドレイン電極が接続され、互いに隣接する前記画素の前記有機パッシベーション膜の前記非対称な開口部の向きが同じであることを特長とする表示装置とする。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、パッシベーション膜を無機パッシベーション膜、有機パッシベーション膜及び上部無機パッシベーション膜の多層構造にすると共に、互いに隣接する画素の有機パッシベーション膜の非対称な開口部の向きを同じとすることにより、波形なまりや画素の透過率の低下を抑制でき、かつ表示ムラを抑制できる表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1(a)】本発明の第1の実施例に係る液晶表示装置の製造工程(ゲート電極形成)を示す平面図である。
【図1(b)】本発明の第1の実施例に係る液晶表示装置の製造工程(半導体層形成)を示す平面図である。
【図1(c)】本発明の第1の実施例に係る液晶表示装置の製造工程(ソース・ドレイン電極形成)を示す平面図である。
【図1(d)】本発明の第1の実施例に係る液晶表示装置の製造工程(有機パッシベーション膜形成)を示す平面図である。
【図1(e)】本発明の第1の実施例に係る液晶表示装置の製造工程(MIT形成)を示す平面図である。
【図1(f)】本発明の第1の実施例に係る液晶表示装置の製造工程(上部無機パッシベーション膜形成)を示す平面図である。
【図1(g)】本発明の第1の実施例に係る液晶表示装置の製造工程(ITO形成)を示す平面図である。
【図2】図1(g)のAA’断面図である。
【図3】本発明に係る液晶表示装置の概略全体構成を示す平面図である。
【図4(a)】発明者等により検討された液晶表示装置の製造工程(ゲート電極形成)を示す平面図である。
【図4(b)】発明者等により検討された液晶表示装置の製造工程(半導体層形成)を示す平面図である。
【図4(c)】発明者等により検討された液晶表示装置の製造工程(ソース・ドレイン電極形成)を示す平面図である。
【図4(d)】発明者等により検討された液晶表示装置の製造工程(有機パッシベーション膜形成)を示す平面図である。
【図4(e)】発明者等により検討された液晶表示装置の製造工程(MIT形成)を示す平面図である。
【図4(f)】発明者等により検討された液晶表示装置の製造工程(上部無機パッシベーション膜形成)を示す平面図である。
【図4(g)】発明者等により検討された液晶表示装置の製造工程(ITO形成)を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
本発明者等は表示ムラの原因について検討するために、製造工程の見直しを行なった。図4(a)〜図4(g)は、発明者等により検討された液晶表示装置(特に、FETを含む画素部)の製造工程を示す平面図である。まず、TFT基板100の上に走査線及びゲート電極101を形成した(図4(a))。次いで、全面にゲート絶縁膜102を形成後、ゲート電極に対応する位置にTFTのチャネル部を構成する半導体層103を形成した(図4(b))。引き続いて、チャネル部を挟んで半導体層103上にソース電極104と映像信号線及びドレイン電極105を形成した(図4(c))。次いで、全面に無機パッシベーション膜106を形成後、ソース電極上方に非対称な(ここではホームベース形)開口部を有する有機パッシベーション膜120を形成した(図4(d))。引き続いて、有機パッシベーション膜のホームベース形開口部を含む一回り大きな開口部を有するコモン(MIT)108を形成した(図4(e))。なお、それぞれの開口部はリソグラフィとエッチングにより形成した。次いで、全面に上部無機パッシベーション膜(UPS)109を形成後、無機パッシベーション膜106と上部無機パッシベーション膜109との積層膜にソース電極104が露出するスルーホールを形成した(図4(f))。その後、無機パッシベーション膜106と上部無機パッシベーション膜109との積層膜に設けられたスルーホールを介してソース電極104に接続される画素電極110を形成した。
【0011】
このような工程を経て製造された液晶表示装置の不良解析を行なった結果、有機パッシベーション膜120に設けられたホームベース形開口に対して、無機パッシベーション膜106と上部無機パッシベーション膜109との積層膜に設けられたスルーホールの位置が相対的にずれていることが判明した。例えば図4(f)において、リゾグラフィとエッチングにより形成されるスルーホールが、図面上部のホームベース形開口部に対して上側にずれた場合、図面下部のスルーホールも上側にずれるため図面下部のホームベース形開口部(図面上部のホームベース形開口部に対して上下が反転している)に対しては下側にずれることになる。同様に、図面上部のホームベース形開口部に対して右側にずれた場合、図面下部のスルーホールは図面下部のホームベース形開口部(図面上部のホームベース形開口部に対して上下が反転しているため)に対しては左側にずれることになる。そして、このホームベース形開口部内におけるスルーホールの位置のばらつきが表示ムラの主要な原因であることを突き止めた。本発明は上記知見により生まれたものである。
【0012】
ホームベース形開口部におけるスルーホールの相対的な位置ずれのばらつきを抑制するために、本発明ではドレイン線105に沿って隣接するホームベース形開口部において、上下で反転していたホームベース形開口部の向きを同一の向きに揃えた。これにより、リソグラフィ工程において合わせずれがあっても各ホームベース形開口部内におけるスルーホールの相対的な位置のばらつきが抑制され、表示ムラを抑制することができる。つまり、上述の液晶表示装置では、走査線を介して上下に配置される画素の構成が走査線を軸に対称の構造となっている。これは、マスク形成の際に走査線の上下に配置される画素を走査線を軸に反転させることでマスク形成作業を簡素化していることに起因する。本発明者は、走査線を軸に対称となっているTFTを形成するマスクや、画素電極を形成するマスクと異なり、有機パッシベーション膜に開口部を形成するマスクを非対称とすることで上述の不具合を解決するものである。
【0013】
以下、実施例を用いて説明する。
【実施例1】
【0014】
本発明の第1の実施例を図1(a)〜図1(g)、図2及び図3を用いて説明する。
まず、液晶表示装置の全体構成について図3により説明する。図3は、携帯電話等に使用される液晶表示装置の平面図である。図3において、TFT基板100上に対向基板200が設置されている。TFT基板100と対向基板200の間に液晶層が挟持されている。TFT基板100と対向基板200とは額縁部に形成されたシール材20によって接着している。
【0015】
図3の端子部150とは反対側の一部シール材を形成してない部分は液晶の封入孔21となり、この部分から液晶が封入される。液晶を封入後、封入孔21は封着材22によって封着される。TFT基板100は対向基板200よりも大きく形成されており、TFT基板100が対向基板200よりも大きくなっている部分には、液晶表示装置に電源、映像信号、走査信号等を供給するための端子部150が形成されている。
【0016】
また、端子部150には、走査線、映像信号線等を駆動するためのICドライバ50が設置されている。ICドライバ50は3つの領域に分かれており、中央には映像信号駆動回路52が設置され、両脇には走査信号駆動回路51が設置されている。
【0017】
図3の表示領域10において、横方向には図示しない走査線が延在し、縦方向に配列している。また、縦方向には図示しない映像信号線が延在し、横方向に配列している。走査線は走査線引出し線31によって、ICドライバ50の走査信号駆動回路51と接続している。図3において、表示領域10を液晶表示装置の中央に配置するために、走査線引出し線31は表示領域10両側に配置され、このために、ICドライバ50には、走査信号駆動回路51が両脇に設置されている。一方映像信号線とICドライバ50を接続する映像信号線引出し線41は画面下側に集められている。映像信号線引出し線41はICドライバ50の中央部に配置されている映像信号駆動回路52と接続する。
【0018】
次に、本実施例に係る液晶表示装置(特に、FETを含む画素部)の製造工程について図1(a)〜図1(g)、図2を用いて説明する。図1(a)〜図1(g)は、本実施例に係る液晶表示装置(特に、FETを含む画素部)の製造工程を示す平面図、図2は、図1(g)のAA’断面図、図3は液晶表示装置の概略全体平面図である。本実施例に係る液晶表示装置は、画素がデルタ配置され、2本のゲート信号線に対して1本のドレイン信号線を備える。
【0019】
まず、ガラス製のTFT基板100の上に、ゲート電極101を形成する(図1(a)、図2)。ゲート電極101は走査線と同層で形成される。図面上では纏めて符号101として表記した。ゲート電極101はAl合金の上にMo合金が積層されたものを用いたが、これに限定されない。
【0020】
次に、絶縁膜102をSiNにより形成した。この絶縁膜のゲート電極101を覆う部分は、ゲート絶縁膜となる(図2)。図面上では纏めて符号102として表記した。その後、ゲート絶縁膜102を介してゲート電極101と対向する位置に、半導体層103を形成した(図1(b))。本実施例では、半導体層103としてa−Si膜をプラズマCVDによって形成した。この半導体層103はTFTのチャネル部を構成する。チャネル部を挟んで半導体層103上にソース電極104とドレイン電極105を形成した(図1(c)、図2)。なお、半導体層103とドレイン電極105あるいはソース電極104との間には図示しないn+Si層が形成される。半導体層103とソース電極104あるいはドレイン電極105とのオーミックコンタクトを取るためである。なお、図1(a)や図1(b)において、ゲート電極や半導体層が上部と下部とで左右にずれているが、これは画素がデルタ配置しているためである。
【0021】
ドレイン電極105は映像信号線と兼用され、デルタ配置される画素間で曲折している。図面上は纏めて符号105で表記した。ソース電極104もドレイン電極105も同層で同時に形成される。本実施例では、ソース電極104あるいはドレイン電極105はMo合金で形成した。ソース電極104あるいはドレイン電極105の電気抵抗を下げたい場合は、例えば、Al合金をMo合金でサンドイッチした電極構造を用いてもよい。
【0022】
引き続き、TFTを覆って無機パッシベーション膜106をSiNによって形成した(図2)。無機パッシベーション膜106はTFTの、特にチャネル部を不純物から保護する。無機パッシベーション膜106を介して、ソース電極104上方に非対称な(ここではホームベース形)開口部を有する有機パッシベーション膜120を形成した(図1(d)、図2)。その際、ドレイン電極105に沿って隣接するホームベース形開口部の向きが、互いに反転することなく、同一となるように配置した。つまり、走査線を軸として非対称となるように配置した。なお、ホームベース形開口部には無機パッシベーション膜106が露出している。
【0023】
次に、無機パッシベーション膜106と有機パッシベーション膜120の積層膜状に、ホームベース形開口部を含む一回り大きな開口部を有するコモン(MIT)108を形成した(図1(e)、図2)。コモン(MIT)108は透明導電膜であるITO(Indium Tin Oxide)を表示領域10全体にスパッタリングすることによって形成した。すなわち、コモン(MIT)108は面状に形成される。コモン(MIT)108を全面にスパッタリングによって形成した後、エッチングによってホームベース形開口部を含む一回り大きな開口部を形成した。この開口部の中央部には無機パッシベーション膜106が、その周辺部には有機パッシベーション膜が露出している。
【0024】
次に、コモン(MIT)108や有機パッシベーション膜120、無機パッシベーション膜等を覆って上部無機パッシベーション膜109をSiNによって形成した。引き続き、エッチングにより、ホームベース形開口部の内側の無機パッシベーション膜106と上記無機パッシベーション膜109の積層膜にスルーホールを形成した(図1(f)、図2)。このスルーホール内にはソース電極104が露出している。
【0025】
その後、上部無機パッシベーション膜109およびスルーホールを覆って画素電極110となるITOをスパッタリングによって形成し、スパッタリングしたITOをパターニングして画素電極110を形成した(図1(g)、図2)。画素電極110は、櫛歯状の電極構造を有しており、コモン(MIT)108にはコモン電圧が印加され、画素電極110には映像信号による電圧が印加される。画素電極110に電圧が印加されると、電気力線が発生して液晶分子を電気力線の方向に回転させてバックライトからの光の透過を制御する(図示せず)。画素毎にバックライトからの透過が制御されるので、画像が形成されることになる。なお、画素電極110の上には液晶分子を配向させるための配向膜が形成されている(図示せず)。
【0026】
なお、1つの画素に対するソースコンタクト部の配置としてTFTの配置に対応して画素の上端右端、上端左端、下端右端、下端左端の4箇所に配置されうる。しかしながら、画素をデルタ配置とした場合、ソースコンタクト部の画素内の配置は、ドレイン信号線に沿って隣接する画素では画素の下端右端と上端右端との組み合わせ、即ち、図1(a)〜図1(g)で示した配置、および下端左端と上端左端との組み合わせ、即ち、図1(a)〜図1(g)で示した配置をドレイン信号線に対して反転した配置のみであり、上端と下端の何れもドレイン信号線から遠方端のみの配置となる。
【0027】
上述した工程を経て製造した液晶表示装置の表示ムラを評価した結果、無機パッシベーション膜と有機パッシベーション膜とを積層することによりコモン線とドレイン線との間の線間容量を増大することにより波形なまりが抑制され、ソースコンタクト設計マージンを2辺コンタクト設計として有機パッシベーション膜の開口部形状をホームベース形とすると共に、ドレイン信号線に沿って隣接するホームベース形開口部の向きを同一となるように配置ことにより透過率を犠牲にすることなく、表示ムラのない良好が画像をえることができた。
【0028】
以上、本実施例によれば、デルタ配置の画素を有する液晶表示装置において、波形なまりや画素の透過率の低下を抑制でき、かつ表示ムラを抑制できる液晶表示装置を提供することができる。
【0029】
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例では、TFT基板側から、有機パッシベーション膜、平面形状のコモン、上部無機パッシベーション膜、櫛歯形状の画素電極と積層しているが、有機パッシベーション膜上に平面形状の画素電極、上部無機パッシベーション膜、櫛歯形状のコモンを積層した構造であってもよい。もちろん、画素電極とコモンとの双方を櫛歯形状としてもよい。また、半導体層よりもTFT基板側にゲート電極が形成される、いわゆるボトムゲート構造で記載されているが、半導体を多結晶シリコンで形成し、トップゲートとすることも可能である。また、上述の実施例では、ソース電極に接続される画素電極について記載しているが、コモンとコモンに電位を供給するコモン信号線との接続箇所に適応することも可能である。また、画素電極とソース電極との接続を2辺コンタクト設計、つまり、コンタクトホールの上下左右の4つのうちの少なくとも隣接する2つでの接続を補償する設計としているが、特に制限される訳ではない。また、液晶表示装置について記載しているが、本発明の思想を逸脱しない範囲で、液晶表示装置以外、画素にOLEDやMEMSを使用した表示装置への適用も可能である。
【符号の説明】
【0030】
10…表示領域、20…シール材、21…封入孔、22…封着材、31…走査線引出し線、41…映像信号引出し線、50…ICドライバ、51…走査信号駆動回路、52…映像信号駆動回路、100…TFT基板、101…ゲート電極、102…ゲート絶縁膜、103…半導体層(ASI)、104…ソース電極、105…ドレイン電極(DCR)、106…無機パッシベーション膜、108…コモン(MIT(ITO))、109…上部無機パッシベーション膜(UPS)、110…画素電極(ITO)、120…有機パッシベーション膜、150…端子部、200…対向基板。
【技術分野】
【0001】
本発明は、走査線の数を増やし、映像信号線の数を減らした倍速駆動型の表示装置に関する。
【背景技術】
【0002】
表示装置では、画素電極および薄膜トランジスタ(TFT)等を有する画素がマトリクス状に形成されたTFT基板と、TFT基板に対向して、TFT基板の画素電極と対応する場所にカラーフィルタ等が形成された対向基板が配置される。液晶表示装置では、TFT基板と対向基板の間に液晶が挟持されている。そして液晶分子による光の透過率を画素毎に制御することによって画像を形成している。
【0003】
液晶表示装置をはじめとするOLED型表示装置やMEMS型表示装置はフラットで軽量であることから、色々な分野で用途が広がっている。携帯電話やDSC(Digital Still Camera)等には、小型の液晶表示装置が広く使用されている。液晶表示装置では視野角特性が問題である。視野角特性は、画面を正面から見た場合と、斜め方向から見た場合に、輝度が変化したり、色度が変化したりする現象である。視野角特性は、液晶分子を水平方向の電界(横電界)によって動作させるIPS(In Plane Switching)方式が優れた特性を有している(例えば、特許文献1)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2010−49185号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
デジタルカメラ用をはじめ、表示装置は画素の高密度化・高集積化・高画質化の方向にあり、その一つの方向として発明者等は、画素をデルタ配置、即ち、マトリクス状に配置された画素において、ドレイン信号線(映像信号線)に沿って上下に隣接する画素をゲート信号線(走査線)の延伸方向に1/2画素ピッチだけずらした配置とした。更に、ドライバの端子数及び額縁での配線の引き回しの観点を考慮してゲート信号線2本に対しドレイン信号線1本の構成を採用することとした。但し、この構成を用いた場合には、ゲート信号線が1画素当り2本であるため、画素の透過率が低下すること、また、ドレイン信号線が1本のため駆動周波数を倍速駆動としているため書き込み時間が半減し、ドレイン線の波形なまりによる書き込み不足が問題になると予想された。そこで、書き込み不足に対してはドレイン線とコモン線との間にある無機パッシベーション膜の他に有機パッシベーション膜を積層することにより線間容量を低下させることにより、抑制・防止できる見通しを、また、画素の透過率低下に対しては、画素のソースコンタクト部の設計マージンを4辺コンタクト設計から2辺コンタクト設計に変更することにより、コンタクト部の面積を縮小し画素の面積を拡大できる見通しを得た。
【0006】
しかしながら、上記対策を施した上で表示装置を製造したところ、表示ムラの問題が生じることが判明した。
本発明の目的は、上記の構成で画素が配置された表示装置において、波形なまりや画素の透過率の低下を抑制でき、かつ表示ムラを抑制できる表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記目的を達成するための一実施形態として、複数の画素を含む表示領域と、前記表示領域に画像を表示するための信号を供給するドライバとを備えた表示装置において、前記複数の画素のそれぞれは、ソース電極、ドレイン電極およびゲート電極を備えたTFTと、コモンと画素電極とを備え、前記コモンと前記画素電極とは、前記TFTの前記ソース電極上方に配置された無機パッシベーション膜と有機パッシベーション膜との積層膜上に配置され、前記有機パッシベーション膜は、前記ソース電極のコンタクト部上方に、非対称な開口部を有し、前記無機パッシベーション膜と前記上記無機パッシベーション膜の積層膜には、前記ソース電極のコンタクト部上であって、前記有機パッシベーション膜の開口部内に配置されたスルーホールが設けられ、前記スルーホールを介して前記ソース電極と前記画素電極とが電気的に接続されており、前記TFTの前記ドレイン電極が接続され、互いに隣接する前記画素の前記有機パッシベーション膜の前記非対称な開口部の向きが同じであることを特長とする表示装置とする。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、パッシベーション膜を無機パッシベーション膜、有機パッシベーション膜及び上部無機パッシベーション膜の多層構造にすると共に、互いに隣接する画素の有機パッシベーション膜の非対称な開口部の向きを同じとすることにより、波形なまりや画素の透過率の低下を抑制でき、かつ表示ムラを抑制できる表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1(a)】本発明の第1の実施例に係る液晶表示装置の製造工程(ゲート電極形成)を示す平面図である。
【図1(b)】本発明の第1の実施例に係る液晶表示装置の製造工程(半導体層形成)を示す平面図である。
【図1(c)】本発明の第1の実施例に係る液晶表示装置の製造工程(ソース・ドレイン電極形成)を示す平面図である。
【図1(d)】本発明の第1の実施例に係る液晶表示装置の製造工程(有機パッシベーション膜形成)を示す平面図である。
【図1(e)】本発明の第1の実施例に係る液晶表示装置の製造工程(MIT形成)を示す平面図である。
【図1(f)】本発明の第1の実施例に係る液晶表示装置の製造工程(上部無機パッシベーション膜形成)を示す平面図である。
【図1(g)】本発明の第1の実施例に係る液晶表示装置の製造工程(ITO形成)を示す平面図である。
【図2】図1(g)のAA’断面図である。
【図3】本発明に係る液晶表示装置の概略全体構成を示す平面図である。
【図4(a)】発明者等により検討された液晶表示装置の製造工程(ゲート電極形成)を示す平面図である。
【図4(b)】発明者等により検討された液晶表示装置の製造工程(半導体層形成)を示す平面図である。
【図4(c)】発明者等により検討された液晶表示装置の製造工程(ソース・ドレイン電極形成)を示す平面図である。
【図4(d)】発明者等により検討された液晶表示装置の製造工程(有機パッシベーション膜形成)を示す平面図である。
【図4(e)】発明者等により検討された液晶表示装置の製造工程(MIT形成)を示す平面図である。
【図4(f)】発明者等により検討された液晶表示装置の製造工程(上部無機パッシベーション膜形成)を示す平面図である。
【図4(g)】発明者等により検討された液晶表示装置の製造工程(ITO形成)を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
本発明者等は表示ムラの原因について検討するために、製造工程の見直しを行なった。図4(a)〜図4(g)は、発明者等により検討された液晶表示装置(特に、FETを含む画素部)の製造工程を示す平面図である。まず、TFT基板100の上に走査線及びゲート電極101を形成した(図4(a))。次いで、全面にゲート絶縁膜102を形成後、ゲート電極に対応する位置にTFTのチャネル部を構成する半導体層103を形成した(図4(b))。引き続いて、チャネル部を挟んで半導体層103上にソース電極104と映像信号線及びドレイン電極105を形成した(図4(c))。次いで、全面に無機パッシベーション膜106を形成後、ソース電極上方に非対称な(ここではホームベース形)開口部を有する有機パッシベーション膜120を形成した(図4(d))。引き続いて、有機パッシベーション膜のホームベース形開口部を含む一回り大きな開口部を有するコモン(MIT)108を形成した(図4(e))。なお、それぞれの開口部はリソグラフィとエッチングにより形成した。次いで、全面に上部無機パッシベーション膜(UPS)109を形成後、無機パッシベーション膜106と上部無機パッシベーション膜109との積層膜にソース電極104が露出するスルーホールを形成した(図4(f))。その後、無機パッシベーション膜106と上部無機パッシベーション膜109との積層膜に設けられたスルーホールを介してソース電極104に接続される画素電極110を形成した。
【0011】
このような工程を経て製造された液晶表示装置の不良解析を行なった結果、有機パッシベーション膜120に設けられたホームベース形開口に対して、無機パッシベーション膜106と上部無機パッシベーション膜109との積層膜に設けられたスルーホールの位置が相対的にずれていることが判明した。例えば図4(f)において、リゾグラフィとエッチングにより形成されるスルーホールが、図面上部のホームベース形開口部に対して上側にずれた場合、図面下部のスルーホールも上側にずれるため図面下部のホームベース形開口部(図面上部のホームベース形開口部に対して上下が反転している)に対しては下側にずれることになる。同様に、図面上部のホームベース形開口部に対して右側にずれた場合、図面下部のスルーホールは図面下部のホームベース形開口部(図面上部のホームベース形開口部に対して上下が反転しているため)に対しては左側にずれることになる。そして、このホームベース形開口部内におけるスルーホールの位置のばらつきが表示ムラの主要な原因であることを突き止めた。本発明は上記知見により生まれたものである。
【0012】
ホームベース形開口部におけるスルーホールの相対的な位置ずれのばらつきを抑制するために、本発明ではドレイン線105に沿って隣接するホームベース形開口部において、上下で反転していたホームベース形開口部の向きを同一の向きに揃えた。これにより、リソグラフィ工程において合わせずれがあっても各ホームベース形開口部内におけるスルーホールの相対的な位置のばらつきが抑制され、表示ムラを抑制することができる。つまり、上述の液晶表示装置では、走査線を介して上下に配置される画素の構成が走査線を軸に対称の構造となっている。これは、マスク形成の際に走査線の上下に配置される画素を走査線を軸に反転させることでマスク形成作業を簡素化していることに起因する。本発明者は、走査線を軸に対称となっているTFTを形成するマスクや、画素電極を形成するマスクと異なり、有機パッシベーション膜に開口部を形成するマスクを非対称とすることで上述の不具合を解決するものである。
【0013】
以下、実施例を用いて説明する。
【実施例1】
【0014】
本発明の第1の実施例を図1(a)〜図1(g)、図2及び図3を用いて説明する。
まず、液晶表示装置の全体構成について図3により説明する。図3は、携帯電話等に使用される液晶表示装置の平面図である。図3において、TFT基板100上に対向基板200が設置されている。TFT基板100と対向基板200の間に液晶層が挟持されている。TFT基板100と対向基板200とは額縁部に形成されたシール材20によって接着している。
【0015】
図3の端子部150とは反対側の一部シール材を形成してない部分は液晶の封入孔21となり、この部分から液晶が封入される。液晶を封入後、封入孔21は封着材22によって封着される。TFT基板100は対向基板200よりも大きく形成されており、TFT基板100が対向基板200よりも大きくなっている部分には、液晶表示装置に電源、映像信号、走査信号等を供給するための端子部150が形成されている。
【0016】
また、端子部150には、走査線、映像信号線等を駆動するためのICドライバ50が設置されている。ICドライバ50は3つの領域に分かれており、中央には映像信号駆動回路52が設置され、両脇には走査信号駆動回路51が設置されている。
【0017】
図3の表示領域10において、横方向には図示しない走査線が延在し、縦方向に配列している。また、縦方向には図示しない映像信号線が延在し、横方向に配列している。走査線は走査線引出し線31によって、ICドライバ50の走査信号駆動回路51と接続している。図3において、表示領域10を液晶表示装置の中央に配置するために、走査線引出し線31は表示領域10両側に配置され、このために、ICドライバ50には、走査信号駆動回路51が両脇に設置されている。一方映像信号線とICドライバ50を接続する映像信号線引出し線41は画面下側に集められている。映像信号線引出し線41はICドライバ50の中央部に配置されている映像信号駆動回路52と接続する。
【0018】
次に、本実施例に係る液晶表示装置(特に、FETを含む画素部)の製造工程について図1(a)〜図1(g)、図2を用いて説明する。図1(a)〜図1(g)は、本実施例に係る液晶表示装置(特に、FETを含む画素部)の製造工程を示す平面図、図2は、図1(g)のAA’断面図、図3は液晶表示装置の概略全体平面図である。本実施例に係る液晶表示装置は、画素がデルタ配置され、2本のゲート信号線に対して1本のドレイン信号線を備える。
【0019】
まず、ガラス製のTFT基板100の上に、ゲート電極101を形成する(図1(a)、図2)。ゲート電極101は走査線と同層で形成される。図面上では纏めて符号101として表記した。ゲート電極101はAl合金の上にMo合金が積層されたものを用いたが、これに限定されない。
【0020】
次に、絶縁膜102をSiNにより形成した。この絶縁膜のゲート電極101を覆う部分は、ゲート絶縁膜となる(図2)。図面上では纏めて符号102として表記した。その後、ゲート絶縁膜102を介してゲート電極101と対向する位置に、半導体層103を形成した(図1(b))。本実施例では、半導体層103としてa−Si膜をプラズマCVDによって形成した。この半導体層103はTFTのチャネル部を構成する。チャネル部を挟んで半導体層103上にソース電極104とドレイン電極105を形成した(図1(c)、図2)。なお、半導体層103とドレイン電極105あるいはソース電極104との間には図示しないn+Si層が形成される。半導体層103とソース電極104あるいはドレイン電極105とのオーミックコンタクトを取るためである。なお、図1(a)や図1(b)において、ゲート電極や半導体層が上部と下部とで左右にずれているが、これは画素がデルタ配置しているためである。
【0021】
ドレイン電極105は映像信号線と兼用され、デルタ配置される画素間で曲折している。図面上は纏めて符号105で表記した。ソース電極104もドレイン電極105も同層で同時に形成される。本実施例では、ソース電極104あるいはドレイン電極105はMo合金で形成した。ソース電極104あるいはドレイン電極105の電気抵抗を下げたい場合は、例えば、Al合金をMo合金でサンドイッチした電極構造を用いてもよい。
【0022】
引き続き、TFTを覆って無機パッシベーション膜106をSiNによって形成した(図2)。無機パッシベーション膜106はTFTの、特にチャネル部を不純物から保護する。無機パッシベーション膜106を介して、ソース電極104上方に非対称な(ここではホームベース形)開口部を有する有機パッシベーション膜120を形成した(図1(d)、図2)。その際、ドレイン電極105に沿って隣接するホームベース形開口部の向きが、互いに反転することなく、同一となるように配置した。つまり、走査線を軸として非対称となるように配置した。なお、ホームベース形開口部には無機パッシベーション膜106が露出している。
【0023】
次に、無機パッシベーション膜106と有機パッシベーション膜120の積層膜状に、ホームベース形開口部を含む一回り大きな開口部を有するコモン(MIT)108を形成した(図1(e)、図2)。コモン(MIT)108は透明導電膜であるITO(Indium Tin Oxide)を表示領域10全体にスパッタリングすることによって形成した。すなわち、コモン(MIT)108は面状に形成される。コモン(MIT)108を全面にスパッタリングによって形成した後、エッチングによってホームベース形開口部を含む一回り大きな開口部を形成した。この開口部の中央部には無機パッシベーション膜106が、その周辺部には有機パッシベーション膜が露出している。
【0024】
次に、コモン(MIT)108や有機パッシベーション膜120、無機パッシベーション膜等を覆って上部無機パッシベーション膜109をSiNによって形成した。引き続き、エッチングにより、ホームベース形開口部の内側の無機パッシベーション膜106と上記無機パッシベーション膜109の積層膜にスルーホールを形成した(図1(f)、図2)。このスルーホール内にはソース電極104が露出している。
【0025】
その後、上部無機パッシベーション膜109およびスルーホールを覆って画素電極110となるITOをスパッタリングによって形成し、スパッタリングしたITOをパターニングして画素電極110を形成した(図1(g)、図2)。画素電極110は、櫛歯状の電極構造を有しており、コモン(MIT)108にはコモン電圧が印加され、画素電極110には映像信号による電圧が印加される。画素電極110に電圧が印加されると、電気力線が発生して液晶分子を電気力線の方向に回転させてバックライトからの光の透過を制御する(図示せず)。画素毎にバックライトからの透過が制御されるので、画像が形成されることになる。なお、画素電極110の上には液晶分子を配向させるための配向膜が形成されている(図示せず)。
【0026】
なお、1つの画素に対するソースコンタクト部の配置としてTFTの配置に対応して画素の上端右端、上端左端、下端右端、下端左端の4箇所に配置されうる。しかしながら、画素をデルタ配置とした場合、ソースコンタクト部の画素内の配置は、ドレイン信号線に沿って隣接する画素では画素の下端右端と上端右端との組み合わせ、即ち、図1(a)〜図1(g)で示した配置、および下端左端と上端左端との組み合わせ、即ち、図1(a)〜図1(g)で示した配置をドレイン信号線に対して反転した配置のみであり、上端と下端の何れもドレイン信号線から遠方端のみの配置となる。
【0027】
上述した工程を経て製造した液晶表示装置の表示ムラを評価した結果、無機パッシベーション膜と有機パッシベーション膜とを積層することによりコモン線とドレイン線との間の線間容量を増大することにより波形なまりが抑制され、ソースコンタクト設計マージンを2辺コンタクト設計として有機パッシベーション膜の開口部形状をホームベース形とすると共に、ドレイン信号線に沿って隣接するホームベース形開口部の向きを同一となるように配置ことにより透過率を犠牲にすることなく、表示ムラのない良好が画像をえることができた。
【0028】
以上、本実施例によれば、デルタ配置の画素を有する液晶表示装置において、波形なまりや画素の透過率の低下を抑制でき、かつ表示ムラを抑制できる液晶表示装置を提供することができる。
【0029】
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例では、TFT基板側から、有機パッシベーション膜、平面形状のコモン、上部無機パッシベーション膜、櫛歯形状の画素電極と積層しているが、有機パッシベーション膜上に平面形状の画素電極、上部無機パッシベーション膜、櫛歯形状のコモンを積層した構造であってもよい。もちろん、画素電極とコモンとの双方を櫛歯形状としてもよい。また、半導体層よりもTFT基板側にゲート電極が形成される、いわゆるボトムゲート構造で記載されているが、半導体を多結晶シリコンで形成し、トップゲートとすることも可能である。また、上述の実施例では、ソース電極に接続される画素電極について記載しているが、コモンとコモンに電位を供給するコモン信号線との接続箇所に適応することも可能である。また、画素電極とソース電極との接続を2辺コンタクト設計、つまり、コンタクトホールの上下左右の4つのうちの少なくとも隣接する2つでの接続を補償する設計としているが、特に制限される訳ではない。また、液晶表示装置について記載しているが、本発明の思想を逸脱しない範囲で、液晶表示装置以外、画素にOLEDやMEMSを使用した表示装置への適用も可能である。
【符号の説明】
【0030】
10…表示領域、20…シール材、21…封入孔、22…封着材、31…走査線引出し線、41…映像信号引出し線、50…ICドライバ、51…走査信号駆動回路、52…映像信号駆動回路、100…TFT基板、101…ゲート電極、102…ゲート絶縁膜、103…半導体層(ASI)、104…ソース電極、105…ドレイン電極(DCR)、106…無機パッシベーション膜、108…コモン(MIT(ITO))、109…上部無機パッシベーション膜(UPS)、110…画素電極(ITO)、120…有機パッシベーション膜、150…端子部、200…対向基板。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数の画素を含む表示領域と、前記表示領域に画像を表示するための信号を供給するドライバとを備えた表示装置において、
前記複数の画素のそれぞれは、ソース電極、ドレイン電極およびゲート電極を備えたTFTと、コモンと画素電極とを備え、
前記コモンと前記画素電極とは、前記TFTの前記ソース電極上方に配置された無機パッシベーション膜と有機パッシベーション膜との積層膜上に配置され、
前記有機パッシベーション膜は、前記ソース電極のコンタクト部上方に、非対称な開口部を有し、
前記無機パッシベーション膜と前記上記無機パッシベーション膜の積層膜には、前記ソース電極のコンタクト部上であって、前記有機パッシベーション膜の開口部内に配置されたスルーホールが設けられ、前記スルーホールを介して前記ソース電極と前記画素電極とが電気的に接続されており、
前記TFTの前記ドレイン電極が接続され、互いに隣接する前記画素の前記有機パッシベーション膜の前記非対称な開口部の向きが同じであることを特長とする表示装置。
【請求項2】
請求項1記載の表示装置において、
前記無機パッシベーション膜と前記上部無機パッシベーション膜との積層膜に設けられた前記スルーホールは、前記ドレイン電極同士を接続するドレイン信号線に対して前記画素の遠方端に配置されていることを特徴とする表示装置。
【請求項3】
請求項1記載の表示装置において、
前記複数の画素に設けられたTFTの前記ゲート電極同士を接続する走査線は直線であり、
前記ドレイン電極同士を接続する映像信号線は、デルタ配置された前記画素間において曲折していることを特徴とする表示装置。
【請求項4】
請求項1記載の表示装置において、
前記有機パッシベーション膜の非対称開口部は、ホームベース形開口部であることを特徴とする表示装置。
【請求項5】
請求項1記載の表示装置において、
前記互いに隣接する画素の間には、2本の走査線が形成されていることを特徴とする表示装置。
【請求項6】
請求項5記載の表示装置において、
前記互いに隣接する画素のそれぞれが有する前記TFTの形状及び前記画素電極の形状は、前記2本の走査線を軸に対称であり、
前記互いに隣接する画素のそれぞれが有する前記非対称な開口部は、前記2本の走査線を軸に非対称であることを特徴とする表示装置。
【請求項1】
複数の画素を含む表示領域と、前記表示領域に画像を表示するための信号を供給するドライバとを備えた表示装置において、
前記複数の画素のそれぞれは、ソース電極、ドレイン電極およびゲート電極を備えたTFTと、コモンと画素電極とを備え、
前記コモンと前記画素電極とは、前記TFTの前記ソース電極上方に配置された無機パッシベーション膜と有機パッシベーション膜との積層膜上に配置され、
前記有機パッシベーション膜は、前記ソース電極のコンタクト部上方に、非対称な開口部を有し、
前記無機パッシベーション膜と前記上記無機パッシベーション膜の積層膜には、前記ソース電極のコンタクト部上であって、前記有機パッシベーション膜の開口部内に配置されたスルーホールが設けられ、前記スルーホールを介して前記ソース電極と前記画素電極とが電気的に接続されており、
前記TFTの前記ドレイン電極が接続され、互いに隣接する前記画素の前記有機パッシベーション膜の前記非対称な開口部の向きが同じであることを特長とする表示装置。
【請求項2】
請求項1記載の表示装置において、
前記無機パッシベーション膜と前記上部無機パッシベーション膜との積層膜に設けられた前記スルーホールは、前記ドレイン電極同士を接続するドレイン信号線に対して前記画素の遠方端に配置されていることを特徴とする表示装置。
【請求項3】
請求項1記載の表示装置において、
前記複数の画素に設けられたTFTの前記ゲート電極同士を接続する走査線は直線であり、
前記ドレイン電極同士を接続する映像信号線は、デルタ配置された前記画素間において曲折していることを特徴とする表示装置。
【請求項4】
請求項1記載の表示装置において、
前記有機パッシベーション膜の非対称開口部は、ホームベース形開口部であることを特徴とする表示装置。
【請求項5】
請求項1記載の表示装置において、
前記互いに隣接する画素の間には、2本の走査線が形成されていることを特徴とする表示装置。
【請求項6】
請求項5記載の表示装置において、
前記互いに隣接する画素のそれぞれが有する前記TFTの形状及び前記画素電極の形状は、前記2本の走査線を軸に対称であり、
前記互いに隣接する画素のそれぞれが有する前記非対称な開口部は、前記2本の走査線を軸に非対称であることを特徴とする表示装置。
【図1(a)】
【図1(b)】
【図1(c)】
【図1(d)】
【図1(e)】
【図1(f)】
【図1(g)】
【図2】
【図3】
【図4(a)】
【図4(b)】
【図4(c)】
【図4(d)】
【図4(e)】
【図4(f)】
【図4(g)】
【図1(b)】
【図1(c)】
【図1(d)】
【図1(e)】
【図1(f)】
【図1(g)】
【図2】
【図3】
【図4(a)】
【図4(b)】
【図4(c)】
【図4(d)】
【図4(e)】
【図4(f)】
【図4(g)】
【公開番号】特開2013−25089(P2013−25089A)
【公開日】平成25年2月4日(2013.2.4)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−159796(P2011−159796)
【出願日】平成23年7月21日(2011.7.21)
【出願人】(502356528)株式会社ジャパンディスプレイイースト (2,552)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成25年2月4日(2013.2.4)
【国際特許分類】
【出願日】平成23年7月21日(2011.7.21)
【出願人】(502356528)株式会社ジャパンディスプレイイースト (2,552)
【Fターム(参考)】
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