專利名稱：液晶顯示裝置及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及橫向電場(In-Plane-Switching，以下稱為IPS)方式的有源矩陣型液晶顯示裝置及其制造方法。
背景技術(shù)：
近年，有源矩陣型液晶顯示裝置中，作為得到超廣視角的方法，主要采用使施加到液晶的電場方向與基板平行的IPS方式。一旦采用該方式，可明確在改變視角方向時幾乎沒有對比度變化、灰度電平的反轉(zhuǎn)(例如參照日本專利文獻(xiàn)特開平8-254712號公報(bào))。
圖9(a)是表示傳統(tǒng)的一般IPS方式的液晶顯示裝置像素部的平面圖，圖9(b)是其A-A剖視圖。液晶顯示裝置由TFT陣列基板100、對置基板200和它們之間注入的液晶300等構(gòu)成。TFT陣列基板100包括在玻璃基板等透明絕緣性基板92上形成的多根掃描信號線即柵極布線1；形成保持電容的公共布線3；隔著柵極絕緣膜8與該公共布線3交叉的供給信號電壓的多根源極布線2；與源極布線2平行設(shè)置的多根梳狀的像素電極5；與像素電極5平行且交互配置的多根梳狀的對置電極6；形成由薄膜晶體管(Thin Film Transistor，以下稱為TFT)構(gòu)成的開關(guān)元件的半導(dǎo)體膜7、漏電極4、源電極91；以及層間絕緣膜9等。
在開關(guān)元件截止，且像素電極5和對置電極6之間由保持電容保持了驅(qū)動液晶300的電壓的狀態(tài)下，若在源極布線2上施加不同于其它像素的信號電壓，則因該電壓而從源極布線2發(fā)生泄漏電場，會改變源極布線2附近液晶300的取向狀態(tài)。因此，引起源極布線2方向的串?dāng)_等顯示不良。該傳統(tǒng)例中，為了減小液晶300取向散亂的區(qū)域?qū)︼@示的影響，與源極布線2相鄰的對置電極6的寬度形成得比其它部分的對置電極6寬，以使與源極布線2相鄰的對置電極6還具有電場屏蔽電極的功能。結(jié)果，在源極布線2附近不利于光透射的區(qū)域的寬度L1變大，存在像素開口率降低的問題。
為解決這種問題，提出了圖10(a)、(b)所示的結(jié)構(gòu)。圖10(a)是表示傳統(tǒng)IPS方式的液晶顯示裝置像素部的平面圖，圖10(b)是其B-B剖視圖。該結(jié)構(gòu)中，像素電極5與對置電極6形成于層間絕緣膜9上。通過用同一工序蝕刻柵極絕緣膜8和層間絕緣膜9，形成接觸孔10，以進(jìn)行公共布線3與對置電極6以及漏電極4與像素電極5的電連接。對置電極6覆蓋源極布線2，并使兩者重疊地配置。
在這種結(jié)構(gòu)中，與源極布線2相鄰的對置電極6還作為電場屏蔽電極起作用，有效屏蔽從源極布線2發(fā)生的泄漏電場，因此可減少液晶300取向狀態(tài)的散亂。從而，可縮小限制光透射的寬度L2，并可增大像素開口率(例如參照日本專利文獻(xiàn)特開2003-307741號公報(bào))。
發(fā)明內(nèi)容
然而，圖10所示結(jié)構(gòu)中，采用源極布線2和對置電極6重疊的結(jié)構(gòu)，因此，根據(jù)層間絕緣膜9的缺陷等，存在源極布線2和對置電極6之間容易發(fā)生短路的問題。
為了防止該短路，可通過分多次成膜層間絕緣膜9等追加制造工序來顯著減少短路，但導(dǎo)致制造工序增加的問題。
本發(fā)明為解決這種問題構(gòu)思而成，旨在提供這樣的液晶顯示裝置及其制造方法通過有效屏蔽來自源極布線2的泄漏電場，減少液晶取向的散亂，同時可增大像素開口率，且，不增加制造工序而使源極布線2和對置電極6之間不易發(fā)生短路。
本發(fā)明的液晶顯示裝置，其特征在于在源極布線下層隔著第一絕緣膜，沿源極布線配置第一電極圖案，且，在源極布線上層隔著第二絕緣膜，沿源極布線將第二電極圖案配置在基本不與源極布線重疊的位置，通過配置在上下層的電極圖案有效屏蔽來自源極布線的泄漏電場。
依據(jù)本發(fā)明，能夠提供不增加制造工序而像素開口率高且能夠減少來自源極布線的泄漏電場之影響導(dǎo)致液晶取向的散亂的液晶顯示裝置及其制造方法。
圖1是表示本發(fā)明實(shí)施例1的液晶顯示裝置像素部的平面圖和源極布線附近的C-C剖視圖。
圖2是本發(fā)明實(shí)施例1的液晶顯示裝置的制造工藝流程。
圖3是表示本發(fā)明實(shí)施例2的液晶顯示裝置像素部的平面圖和源極布線附近的D-D剖視圖。
圖4是表示本發(fā)明實(shí)施例3的液晶顯示裝置像素部的平面圖和源極布線附近的E-E剖視圖。
圖5是表示本發(fā)明實(shí)施例4的液晶顯示裝置像素部的平面圖和源極布線附近的F-F剖視圖。
圖6是表示本發(fā)明實(shí)施例5的液晶顯示裝置像素部的平面圖和源極布線附近的G-G剖視圖。
圖7是表示本發(fā)明實(shí)施例6的液晶顯示裝置像素部的平面圖和源極布線附近的H-H剖視圖。
圖8是表示本發(fā)明實(shí)施例7的液晶顯示裝置像素部的平面圖和源極布線附近的J-J剖視圖。
圖9是表示傳統(tǒng)IPS方式的液晶顯示裝置像素部的平面圖和源極布線附近的A-A剖視圖。
圖10是表示傳統(tǒng)IPS方式的另一液晶顯示裝置像素部的平面圖和源極布線附近的B-B剖視圖。
(符號說明)1柵極布線，2源極布線，3公共布線，4漏電極，5像素電極，6對置電極，7半導(dǎo)體膜，8柵極絕緣膜，9層間絕緣膜，10接觸孔，11第一電場屏蔽電極，12第二電場屏蔽電極，90接觸膜，91源電極，92透明絕緣性基板，100TFT陣列基板，200對置基板，300液晶。
具體實(shí)施例方式
圖1(a)、(b)示出實(shí)施例1的陣列基板像素部的平面圖和源極布線附近的C-C剖視圖。沿著源極布線2設(shè)有表示第一電極圖案的第一電場屏蔽電極11和表示第二電極圖案的第二電場屏蔽電極12。圖中其它相同編號與傳統(tǒng)例相同。
圖1(a)中，玻璃基板等透明絕緣性基板上，用同一層導(dǎo)電膜形成柵極布線1和公共布線3以及與公共布線3一體化的第一電場屏蔽電極11，在其上層設(shè)有第一絕緣膜即柵極絕緣膜8。接著，在形成TFT的半導(dǎo)體膜7形成后，形成源極布線2、源電極91、漏電極4，在其上層設(shè)有第二絕緣膜即層間絕緣膜9。然后，用同一工序蝕刻柵極絕緣膜8和層間絕緣膜9，從而形成接觸孔10，以進(jìn)行公共布線3與對置電極6以及漏電極4與像素電極5的電連接。最后，用同一層導(dǎo)電膜形成像素電極5與對置電極6以及與對置電極6一體化的第二電場屏蔽電極12。
本實(shí)施例中，第一電場屏蔽電極11沿著除柵極布線1與源極布線2的交叉部及其附近的源極布線2，可與源極布線2寬度方向的全部重疊地配置。第二電場屏蔽電極12沿著源極布線2配置，且基本不與源極布線2重疊地配置。
這里，借助圖1(b)更詳細(xì)說明本實(shí)施例。圖1(b)中，第一電場屏蔽電極11的寬度大于源極布線2，采用隔著柵極絕緣膜8使兩者重疊的結(jié)構(gòu)。第二電場屏蔽電極12在源極布線2的上層隔著層間絕緣膜9設(shè)置，并采用兩者基本不重疊的結(jié)構(gòu)。
另外，本說明書中，基本不重疊并不指在所有部分完全不重疊，在不影響發(fā)明效果的范圍內(nèi)，可有一部分的重疊部分。
采用本結(jié)構(gòu)，來自源極布線2的泄漏電場E的一部分被引入第一電場屏蔽電極11側(cè)，減少應(yīng)由第二電場屏蔽電極12屏蔽的泄漏電場E。因而可將第二電場屏蔽電極12的寬度設(shè)計(jì)得較小，并可減小對源極布線2附近的光透射無作用的區(qū)域。結(jié)果，可提高像素開口率。
另外，第二電場屏蔽電極12和源極布線2采用基本不重疊的結(jié)構(gòu)，因此幾乎沒有圖10的傳統(tǒng)例中擔(dān)心的層間絕緣膜9的缺損等引起的源極布線2與第二電場屏蔽電極12的短路，可提高成品率。
另外，作為防短路的對策，也不必追加分多層成膜層間絕緣膜9等制造工序，可期待高生產(chǎn)性。
另一方面，柵極絕緣膜8一直以來為防止與形成柵極布線1和TFT的半導(dǎo)體膜7的短路而厚膜化，或者，采用分多層成膜等的短路防止措施，因此源極布線2與第一電場屏蔽電極11之間幾乎不會發(fā)生短路。
還有，本實(shí)施例中第一電場屏蔽電極11的電位與公共電極3、對置電極6及第二電場屏蔽電極12相同。第一電場屏蔽電極11與第二電場屏蔽電極12，最好在開關(guān)元件截止且驅(qū)動液晶的電壓保持期間，設(shè)成一定電位。
從第一電場屏蔽電極11到液晶的泄漏電場，由于受柵極絕緣膜8和層間絕緣膜9之影響，其強(qiáng)度稍與來自第二電場屏蔽電極12的泄漏電場不同。因而，為使驅(qū)動液晶的泄漏電場主要來自第二電場屏蔽電極12，最好使第一電場屏蔽電極11的相對源極布線2寬度方向的遠(yuǎn)端M1、M2，在寬度方向上不會比第二電場屏蔽電極12的相對源極布線2寬度方向的遠(yuǎn)端M3、M4突出地靠近源極布線2側(cè)配置。
另外，在本實(shí)施例中，第一電場屏蔽電極11經(jīng)與柵極布線1同一層的導(dǎo)電膜形成的公共布線3一體化而構(gòu)成，因此不會增加制造工序。第二電場屏蔽電極12也經(jīng)與像素電極5同一層的導(dǎo)電膜形成的對置電極6一體化而構(gòu)成，因此不會增加制造工序。
另外，本實(shí)施例中，如果將由同一層形成的像素電極5、對置電極6、第二電場屏蔽電極12用ITO等透明導(dǎo)電膜形成，可進(jìn)一步提高光透射率，并可獲得有效提高像素開口率的效果。
以下，借助圖2，就本發(fā)明實(shí)施例1的液晶顯示裝置的制造工藝流程進(jìn)行說明。
首先，如圖2(a)所示，用濺鍍或蒸鍍等方法，在絕緣性基板上成膜Cr、Al、Ta、Ti、Mo、W、Ni、Cu、Au、Ag等或以它們?yōu)橹鞒煞值暮辖鸹蛘逫TO等的透明導(dǎo)電膜或它們的多層膜后，通過照相制版和精密加工技術(shù)，形成柵電極1、公共布線3、第一電場屏蔽電極11。
接著，如圖2(b)所示，用等離子體CVD、常壓CVD、減壓CVD法等成膜由氮化硅、氧化硅等構(gòu)成的柵極絕緣膜8；由非晶硅、多晶硅等構(gòu)成的半導(dǎo)體膜7；以及由高濃度摻雜P等雜質(zhì)的n型非晶硅、n型多晶硅等構(gòu)成的接觸膜90。另外，為了防止針眼等膜缺損發(fā)生導(dǎo)致的短路，柵極絕緣膜8最好分多次成膜。然后，通過照相制版、蝕刻來加工接觸膜90及半導(dǎo)體膜7成為島狀。
接著，如圖2(c)所示，用濺鍍或蒸鍍等方法成膜Cr、Al、Ta、Ti、Mo、W、Ni、Cu、Au、Ag等或以它們?yōu)橹鞒煞值暮辖鸹蛘逫TO等透明導(dǎo)電膜或它們的多層膜后，通過照相制版和精密加工技術(shù)，形成源極布線2、源電極91、漏電極4。另外，將形成TFT的溝道的部位的接觸膜90，以源電極91、漏電極4或形成它們時經(jīng)圖案化處理的光刻膠為掩模進(jìn)行蝕刻。
然后，如圖2(d)所示，形成由氮化硅、氧化硅等無機(jī)絕緣膜或者有機(jī)樹脂等構(gòu)成的第二絕緣膜即層間絕緣膜9。然后，通過照相制版和蝕刻來形成接觸孔10。
最后，如圖2(e)所示，用濺鍍或蒸鍍等方法成膜Cr、Al、Ta、Ti、Mo、W、Ni、Cu、Au、Ag等或以它們?yōu)橹鞒煞值暮辖鸹蛘逫TO等透明導(dǎo)電膜或它們的多層膜后，通過照相制版和精密加工技術(shù)，形成像素電極5、對置電極6、第二電場屏蔽電極12。
通過以上工序，可制作構(gòu)成本實(shí)施例中IPS方式的液晶顯示裝置的TFT陣列基板。
這樣制作的TFT陣列基板，在其后的制盒工序中涂敷取向膜，并利用摩擦等方法進(jìn)行一定方向的取向處理。同樣，對與TFT陣列基板對置的對置基板也涂敷取向膜，并利用摩擦等方法進(jìn)行一定方向的取向處理。將這些TFT陣列基板和對置基板使取向膜朝向相一致地按預(yù)定間隔重疊，并將基板周邊部用密封材料粘接，在兩基板間注入液晶后封口。這樣形成的液晶盒兩面粘貼偏光片后，連接驅(qū)動電路，最后安裝背光源單元，從而作出液晶顯示裝置。
實(shí)施例2圖3(a)、(b)示出實(shí)施例2的液晶顯示裝置像素部的平面圖和源極布線附近的D-D剖視圖。與實(shí)施例1的不同點(diǎn)在于，第一電場屏蔽電極11并不包括源極布線2寬度方向的整個面，僅與源極布線2寬度方向的一部分即邊緣附近重疊?；緞幼鳌⒆饔门c實(shí)施例1相同。
與實(shí)施例1相比，同樣具有從源極布線2到液晶的泄漏電場E的引入效果，且第一電場屏蔽電極11與源極布線2的重疊面積較少，因此不僅能進(jìn)一步減少與源極布線2的短路，而且比實(shí)施例1更能抑制源極布線2的寄生電容。
實(shí)施例3圖4(a)、(b)示出實(shí)施例3的液晶顯示裝置像素部的平面圖和源極布線附近的E-E剖視圖。與實(shí)施例1的不同點(diǎn)在于，第一電場屏蔽電極11并不包括源極布線2寬度方向的整個面，且不與源極布線2重疊地沿源極布線2配置?；緞幼?、作用與實(shí)施例1相同。
與實(shí)施例1和2相比，同樣具有從源極布線2到液晶的泄漏電場E的引入效果，由于第一電場屏蔽電極11與源極布線2不重疊，幾乎不發(fā)生短路，可比實(shí)施例1和2更能抑制源極布線2的寄生電容。
實(shí)施例4圖5(a)、(b)示出實(shí)施例4的液晶顯示裝置像素部的平面圖和源極布線附近的F-F剖視圖。本實(shí)施例中第一電場屏蔽電極11與柵極布線1一體化而構(gòu)成，并沿著源極布線2，與源極布線2寬度方向的全區(qū)域重疊地配置。另外，第二電場屏蔽電極12與對置電極6一體化而構(gòu)成，并沿著源極布線2，在源極布線2的上層隔著層間絕緣膜9與源極布線2重疊地配置。這里，與實(shí)施例1的不同點(diǎn)在于，保持電容的結(jié)構(gòu)采用柵極布線1與像素電極5之間形成保持電容的CS連柵極(CS ON GATE)的結(jié)構(gòu)，且無公共布線3。
以下對動作進(jìn)行說明。第一電場屏蔽電極11的電位為柵電極1的電位，第二電場屏蔽電極12的電位為對置電極6的電位。這里，第一電場屏蔽電極11的電位并非對置電極6的電位，但從源極布線2到液晶的泄漏電場E的引入效果與實(shí)施例1相同。另外，由于設(shè)有第二電場屏蔽電極12，屏蔽來自源極布線2的泄漏電場E的效果，與實(shí)施例1幾乎沒有改變。
另外，第一電場屏蔽電極11的電位與對置電極6不同，但對液晶取向狀態(tài)的泄漏電場的影響，因全像素中泄漏電場具有一定的相同大小而不會引起串?dāng)_等顯示不良。
因而，提高像素開口率，并能獲得成品率高的液晶顯示裝置。另外，通過采用CS連柵極的結(jié)構(gòu)，不要公共布線3，可將該部分用于顯示區(qū)域，可實(shí)現(xiàn)像素開口率進(jìn)一步的提高。
另外，本實(shí)施例中說明了將第一電場屏蔽電極11與相鄰像素的柵極布線1一體化的結(jié)構(gòu)，但將第一電場屏蔽電極11與本像素的柵極布線1一體化時也能獲得同樣的效果。
實(shí)施例5圖6(a)、(b)示出本發(fā)明實(shí)施例5的液晶顯示裝置像素部的平面圖和源極布線附近的G-G剖視圖。與實(shí)施例4的不同點(diǎn)在于，第一電場屏蔽電極11并不包括源極布線2寬度方向的整個面，而與源極布線2寬度方向的一部分即邊緣附近重疊。
與實(shí)施例4相比，同樣具有從源極布線2到液晶的泄漏電場E的引入效果，第一電場屏蔽電極11與源極布線2的重疊面積較少，因此，不僅進(jìn)一步減小與源極布線2的短路，而且比實(shí)施例4更能抑制源極布線2的寄生電容。
實(shí)施例6圖7(a)、(b)示出本發(fā)明實(shí)施例6的液晶顯示裝置像素部的平面圖和源極布線附近的H-H剖視圖。與實(shí)施例4的不同點(diǎn)在于，第一電場屏蔽電極11并不包括源極布線2寬度方向的整個面，且不與源極布線2重疊地沿著源極布線2配置。
與實(shí)施例4和5相比，同樣具有從源極布線2到液晶的泄漏電場E的引入效果，由于第一電場屏蔽電極11與源極布線2不重疊，幾乎不發(fā)生短路，比實(shí)施例4和5更能抑制源極布線2的寄生電容。
實(shí)施例7圖8(a)示出本發(fā)明實(shí)施例7的液晶顯示裝置像素部的平面圖和源極布線附近的J-J剖視圖。本實(shí)施例中第一電場屏蔽電極11與柵極布線1一體化而構(gòu)成，并沿著源極布線2，與源極布線2寬度方向的全區(qū)域重疊地配置。另外，第二電場屏蔽電極12與對置電極6一體化而構(gòu)成，并沿著布線2，在源極布線2的上層隔著層間絕緣膜9不與源極布線2重疊地配置。
與實(shí)施例4的不同點(diǎn)在于，不采用CS連柵極的結(jié)構(gòu)，另外設(shè)置形成保持電容的公共布線3?；緞幼骱托Чc實(shí)施例4相同。
在以上實(shí)施例中，作為第一電場屏蔽電極11采用與柵極布線1或公共布線3一體化的結(jié)構(gòu)，并且，作為第二電場屏蔽電極12采用與對置電極6一體化的結(jié)構(gòu)，示出用同一層導(dǎo)電膜形成的場合，但它們作為分別獨(dú)立的電極圖案，可用同一層導(dǎo)電膜形成。或者，作為別的層可另外形成。
權(quán)利要求
1.一種液晶顯示裝置，其特征在于包括夾于對置配置的一對絕緣性基板之間的液晶層；在所述絕緣性基板之一個基板上形成的多根柵極布線；隔著第一絕緣膜與所述多根柵極布線交叉地形成的多根源極布線；在所述多根柵極布線和所述多根源極布線的各交叉部形成的開關(guān)元件；與所述開關(guān)元件連接的像素電極；在與所述像素電極之間應(yīng)施加與所述絕緣性基板大致平行方向電場的與所述像素電極對置地形成的對置電極；在所述源極布線下層隔著所述第一絕緣膜，沿著所述源極布線形成的第一電極圖案；以及在所述源極布線上層隔著第二絕緣膜，沿著源極布線，且基本不與所述源極布線重疊地形成的第二電極圖案。
2.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于所述第一電極圖案沿著所述源極布線，且與所述源極布線寬度方向的整個區(qū)域重疊地形成。
3.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于所述第一電極圖案沿著所述源極布線，且與所述源極布線寬度方向的一部分重疊地形成。
4.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于所述第一電極圖案沿著所述源極布線，且不與所述源極布線重疊地形成。
5.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于所述第一和第二電極圖案形成于所述源極布線寬度方向的兩側(cè)。
6.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于所述第一電極圖案由與所述柵極布線同一層的導(dǎo)電膜形成。
7.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于所述第二電極圖案由與所述對置電極同一層的導(dǎo)電膜形成。
8.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于所述第一或第二電極圖案具有與所述對置電極相同的電位。
9.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于所述第一電極圖案相對所述源極布線寬度方向的遠(yuǎn)端，在寬度方向上并不比第二電極圖案相對源極布線寬度方向的遠(yuǎn)端突出。
10.一種液晶顯示裝置的制造方法，其特征在于所述液晶顯示裝置包括夾于對置配置的一對絕緣性基板之間的液晶層；在所述絕緣性基板之一個基板上形成的多根柵極布線；隔著第一絕緣膜與所述多根柵極布線交叉地形成的多根源極布線；在所述多根柵極布線和所述多根源極布線的各交叉部形成的開關(guān)元件；與所述開關(guān)元件連接的像素電極；以及在與所述像素電極之間應(yīng)施加與所述絕緣性基板大致平行方向電場的與所述像素電極對置地形成的對置電極，所述液晶顯示裝置的制造方法包括在所述源極布線下層隔著所述第一絕緣膜，沿著所述源極布線形成第一電極圖案的工序；以及在所述源極布線上層隔著第二絕緣膜，沿著源極布線，且基本不與所述源極布線重疊地形成第二電極圖案的工序。
11.如權(quán)利要求10所述的液晶顯示裝置的制造方法，其特征在于所述第一電極圖案由與所述柵極布線同一層的導(dǎo)電膜形成。
12.如權(quán)利要求10或11所述的液晶顯示裝置的制造方法，其特征在于所述第二電極圖案由與所述對置電極同一層的導(dǎo)電膜形成。
全文摘要
在源極布線(2)下層隔著柵極絕緣膜(8)，沿源極布線(2)配置第一電極圖案(11)，在源極布線(2)上層隔著層間絕緣膜(9)，沿源極布線(2)，且在基本不與所述源極布線(2)重疊的位置配置第二電極圖案(12)，通過配置在上下層的電極圖案(11、12)有效屏蔽來自源極布線(2)的泄漏電場。另外，第一電極圖案(11)與柵極布線(1)以及第二電極圖案(12)與對置電極(6)，由同一層導(dǎo)電膜形成。從而，得到減少來自源極布線(2)的泄漏電場導(dǎo)致液晶(300)取向的散亂，同時增大開口率且不增加制造工序而使源極布線(2)與對置電極(6)之間不易發(fā)生短路的液晶顯示裝置及其制造方法。
文檔編號G02F1/1333GK1862349SQ20061008191
公開日2006年11月15日 申請日期2006年5月9日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月10日
發(fā)明者永野慎吾, 升谷雄一 申請人:三菱電機(jī)株式會社