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    • 专利摘要:
    本發明提供一種可保護有效顯示區域周邊之配線或電路、且可抑制跳躍電壓之影響之液晶顯示裝置。於包含複數個像素之液晶顯示裝置中，像素包含具備源極及汲極電極105與閘極電極101之TFT、及具備共用電極108與像素電極106(120)之像素部，共用電極108設置於形成於像素電極106(120)、源極及汲極電極105上之無機鈍化膜107上，閘極電極101與鄰接之像素之像素電極120重疊而構成保持電容。
    公开号:TW201316089A
    申请号:TW101131238
    申请日:2012-08-28
    公开日:2013-04-16
    发明作者:Takahiro Nagami
    申请人:Japan Display East Inc；
    IPC主号:G02F1-00
    专利说明:
    液晶顯示裝置
    本發明係關於一種視角特性優異之橫向電場方式之液晶顯示裝置。
    使用於液晶顯示裝置之液晶顯示面板係配置有TFT基板與對向基板，且在TFT基板與對向基板之間夾持有液晶，該TFT基板係以矩陣狀形成有包含像素電極及薄膜電晶體(TFT，Thin Film Transistor)等之像素，該對向基板與TFT基板對向、且於與TFT基板之像素電極相對應之位置形成有彩色濾光片(color filter)等。而且，藉由針對每個像素控制液晶分子之光之穿透率而形成圖像。
    液晶顯示裝置因平坦且輕量而被廣泛應用於各種領域。於行動電話或DSC(Digital Still Camera：數位靜態相機)等中廣泛使用有小型之液晶顯示裝置。液晶顯示裝置中視角特性係問題所在。視角特性係於自正面觀察畫面之情形、與自斜向觀察之情形時，亮度產生變化或色度產生變化之現象。視角特性方面，由水平方向之電場(橫向電場)驅動液晶分子之IPS(In Plane Switching，共平面切換型)方式具有優異之特性。
    IPS方式亦存在多種，例如，於整個平面上形成共用電極或像素電極，且於其上夾持絕緣膜而配置梳齒狀之像素電極或共用電極，藉由像素電極與共用電極之間所產生之電場使液晶分子旋轉之方式因可使穿透率增大，故現已成為主流。
    如上所述之方式之IPS於先前係首先形成TFT，且以鈍化膜覆蓋TFT，並於其上形成上述共用電極、絕緣膜、像素電極等。然而，因要求降低製造成本，故正在致力減少TFT基板中之導電膜、絕緣膜等之層數(例如，專利文獻1)。 [先前技術文獻] [專利文獻]
    [專利文獻1]日本專利特願2010-217062號(日本專利特開2012-73341號公報)
    專利文獻1中，藉由在形成TFT及像素電極後，依序形成鈍化膜及共用電極，而可無需先前之設置於TFT與像素電極之間之絕緣膜，並且可省去對該絕緣膜進行加工而形成用以與TFT連接之接觸孔之步驟，從而可降低製造成本。又，藉由將鈍化膜僅設為無機膜，而與設為與有機膜之積層膜之情形相比，可減少有機膜之加工步驟，又，可獲得高穿透率。
    然而，於不設置有機鈍化膜之情形時，用以保護有效顯示區域周邊之配線或電路之無機鈍化膜必需形成得較厚。於此情形時，像素電極與共用電極之間所形成之保持電容變小。於用於行動電話之小型LCD(Liquid Crystal Display，液晶顯示裝置)單元處於低電力化之方向，信號位準降低之情形時對於跳躍電壓之容限下降，而有即便為到目前為止不構成問題之程度之跳躍電壓亦會產生閃爍等之虞。
    因此，本發明者等人就使無機鈍化膜變薄而提高保持電容、且提高對於跳躍電壓之容限之課題進行了研究。然而，已知就保護有效顯示區域周邊之配線或電路之觀點而言，難以使無機鈍化膜之厚度減至現狀(500 nm)以下。
    本發明之目的在於提供一種可保護有效顯示區域周邊之配線或電路、且可抑制跳躍電壓之影響之液晶顯示裝置。
    作為用以達成上述目的之一實施形態，本發明之液晶顯示裝置包括：TFF基板，其具備包含複數個像素之顯示區域與用以於上述顯示區域顯示圖像之IC(Integrated Circuit，積體電路)驅動器；對向基板，其與上述TFT基板對向配置；及液晶層，其由上述TFT基板與上述對向基板夾持；上述液晶顯示裝置之特徵在於：上述像素包含具備源極及汲極電極與閘極電極之TFT、及具備共用電極與像素電極之像素部；上述共用電極係設置於形成於上述像素電極、上述源極及汲極電極上之無機鈍化膜上；上述像素電極與上述源極及汲極電極之任一者直接連接，且與鄰接之像素之TFT之閘極電極於上下方向上具有重疊部，而構成保持電容。
    根據本發明，可提供一種液晶顯示裝置，其藉由像素電極直接與源極及汲極電極之任一者連接、且與鄰接之像素之TFT之閘極電極於上下方向上具有重疊部，以構成保持電容，從而可保護有效顯示區域周邊之配線或電路，且可抑制跳躍電壓之影響。
    由於藉由在形成TFT及像素電極後，依序形成無機鈍化膜及共用電極，而可實現高穿透率或製造成本之降低，故本發明者等人對使用本技術後能否抑制跳躍電壓之影響之情況進行了研究。使用圖3(a)~圖3(f)、圖4(a)、圖4(b)說明研究內容。圖3(a)~圖3(f)係表示由發明者等人所研究之液晶顯示裝置之製造步驟俯視圖。圖4(a)表示液晶顯示裝置之俯視圖，圖4(b)表示圖4(a)中所示之液晶顯示裝置之BB'之剖面圖。
    首先，對製造步驟進行說明。圖3(a)表示於TFT基板100上形成有具有所需之形狀之閘極電極101之狀態。其次，於在閘極電極101上形成閘極絕緣膜102後，於閘極電極101之上方形成半導體層103(圖3(b)、圖4(b))。
    繼而，於半導體層103上形成源極及汲極電極105(圖3(c))。源極電極及汲極電極之間之半導體層成為TFT中之通道層。其次，形成像素電極120(圖3(d))。像素電極之一部分與源極電極105重疊，而獲得像素電極120與源極電極105之電性接觸。圖4(b)中，於形成像素電極106(120)後，形成源極及汲極電極105，但該等之形成順序並無限定。另，於圖4(b)中，像素電極106與120係同時形成。
    接著，覆蓋源極及汲極電極105、像素電極120(106)而形成無機鈍化膜107，且於其上形成梳齒狀之共用電極108(圖3(e)、圖4(b))。其後，將具備黑矩陣131之對向基板130與TFT基板對位而配置(圖3(f)、圖4(a)、圖4(b))。
    經如上步驟而製造之液晶顯示裝置中，為提高保持電容，以薄化無機鈍化膜為有效。然而，已知就保護有效顯示區域周邊之配線或電路使其不受外部污染之必要性而言，難以使無機鈍化膜之厚度成為現狀(500 nm)以下。對此，發明者等人研究是否可使用其他構成要素來增加電容，從而想到可使用像素電極120與閘極電極101，即，於圖3(d)或圖4(a)、圖4(b)中，藉由將相隔形成之像素電極120(第N段像素電極)與前段之閘極電極101(第N-1段閘極電極)重疊，而可實現電容增加。本發明係基於本見解而產生者。
    以下，使用實施例對本發明進行詳細說明。 [實施例1]
    使用圖1(a)~圖1(f)、圖2(a)、圖2(b)及圖7對第1實施例進行說明。圖1(a)~圖1(f)係表示本實施例之液晶顯示裝置之製造步驟之俯視圖。圖2(a)表示液晶顯示裝置之俯視圖，圖2(b)表示圖2(a)中所示之液晶顯示裝置之AA'之剖面圖。又，圖7係表示本發明之液晶顯示裝置之概略整體構成之俯視圖。
    首先，使用圖7對液晶顯示裝置之整體構成進行說明。圖7中，於TFT基板100上設置有對向基板200。在TFT基板100與對向基板200之間夾持有液晶層。TFT基板100與對向基板200係藉由形成於邊框部之密封材料20而接著。
    圖7之與端子部150為相反側之一部分未形成有密封材料之部分成為液晶之封入孔21，自該部分封入液晶。於封入液晶後，封入孔21由熔封材料22熔封。TFT基板100形成得較對向基板200大，於TFT基板100大於對向基板200之部分形成有用以對液晶顯示裝置供給電源、影像信號、掃描信號等之端子部150。
    又，於端子部150設置有用以驅動掃描線、影像信號線等之IC驅動器50。IC驅動器50被分為3個區域，於中央設置有影像信號驅動電路52，兩側設置有掃描信號驅動電路51。
    圖7之顯示區域10中，於橫向上延伸有未圖示之掃描線，且沿縱向排列。又，於縱向上延伸有未圖示之影像信號線，且沿橫向排列。掃描線藉由掃描線引出線31而與IC驅動器50之掃描信號驅動電路51連接。於圖7中，為將顯示區域10配置於液晶顯示裝置之中央，而將掃描線引出線31配置於顯示區域10之兩側，因此，於IC驅動器50中，將掃描信號驅動電路51設置於兩側。另一方面，連接影像信號線與IC驅動器50之影像信號線引出線41集中於畫面下側。影像信號線引出線41與配置於IC驅動器50之中央部之影像信號驅動電路52連接。
    其次，對製造步驟進行說明。圖1(a)表示於玻璃製之TFT基板100上形成有具有所需之形狀之閘極電極101之狀態。閘極電極成為例如於AlNd合金上積層有MoCr之構成。其次，於在閘極電極101上形成閘極絕緣膜102後，於閘極電極101之上方形成半導體層103(圖1(b)、圖2(b))。閘極絕緣膜102係藉由濺鍍SiN而形成。又，藉由CVD(chemical vapor deposition，化學氣相沈積)形成a-Si膜作為半導體層103。
    繼而，於半導體層103上，以對向之方式形成源極及汲極電極105(圖1(c))。源極及汲極電極105係藉由MoCr而同時形成。源極電極及汲極電極之間之半導體層成為TFT中之通道層。另，為使半導體層103與源極或汲極電極105之間取得歐姆接觸(ohmic contact)，而形成有未圖示之n+Si層。
    其次，藉由ITO(Indium Tin Oxides，氧化銦錫)以與閘極電極101一部分重疊之方式形成像素電極120(圖1(d))。另，為使像素電極120與閘極電極101重疊，既可使像素電極增大，亦可使閘極電極增大。於本實施例中使閘極電極形成得較大。另，若閘極電極與像素電極之重疊量超過0則可發揮增加電容之效果，重疊量越大則電容增加之效果越明顯。然而，由於隨著重疊量增多穿透率會下降，故較為理想的是考慮電容與穿透率而決定閘極電極與像素電極之重疊量。又，像素電極之一部分與源極電極105重疊，而取得像素電極120與源極電極105之電性接觸。圖2(b)中，於形成像素電極106(120)後，形成源極及汲極電極105，但該等之形成順序並無限定。另，於圖2(b)中，像素電極106與120係同時形成。
    接著，藉由利用CVD之SiN以覆蓋源極及汲極電極105、像素電極120(106)之方式形成無機鈍化膜107，且於其上形成梳齒狀之共用電極108(圖1(e)、圖2(b))。無機鈍化膜107原本係為保護TFT而形成，但其亦兼具共用電極108與像素電極120(106)之間之絕緣膜之作用。
    其後，將具備黑矩陣131之對向基板130與TFT基板對位而配置(圖1(f)、圖2(a)、圖2(b))。另，在TFT基板100與對向基板130之間夾持有液晶層。
    經由上述步驟而製造之液晶顯示裝置中，於圖4(a)中未重疊之閘極電極101與像素電極120重疊，藉此，可實現保持電容增加，且可降低跳躍電壓之影響。本實施例之製造步驟係僅變更閘極電極形成用或像素電極形成用之掩模，而無需變更發明者等人所研究之上述製造步驟(圖3(a)~圖3(f)，從而可實現高穿透率及製造成本之降低。進而，於為增加保持電容而使閘極電極增大之情形時，無需形成用以遮蔽於梳齒狀之共用電極之根部分液晶排列混亂而使光洩漏之部分(汲極部)之黑矩陣。即，其原因在於，可於該汲極部上配置閘極電極，且可兼具黑矩陣之功能。於使用設置於對向基板之黑矩陣遮蔽汲極部之情形時，因TFT基板與對向基板之間之距離較大，故TFT基板與對向基板之對準精度為3~5.5 μm，而成為高精度化之瓶頸，但藉由在TFT基板側遮蔽汲極部，而使對準精度提高至1.2~1.8 μm。藉此，可增大與對向基板之對準裕度。又，即便於像素間距變小之情形(高清化)時亦可應對。進而，於將閘極電極與像素電極重疊時，使接近於汲極部而配置之閘極電極增大，藉此與於距離較遠之對向基板中與汲極部相對應之部位設置黑矩陣之情形相比，能以微小之面積予以遮蔽，故可有效地提高對比度。
    如以上所說明般，根據本實施例，可提供一種能夠保護有效顯示區域周邊之配線或電路，且可抑制跳躍電壓之影響之液晶顯示裝置。又，藉由於將閘極電極與像素電極重疊時使閘極電極增大，而無需於對向基板上設置黑矩陣，且可提高對比度。又，可增大TFT基板與對向基板之對準裕度。 [實施例2]
    使用圖5(a)~圖5(f)、圖6對第2實施例進行說明。圖5(a)~圖5(f)係表示本實施例之液晶顯示裝置之製造步驟之俯視圖。圖6表示液晶顯示裝置之俯視圖。另，於實施例1中記載而於本實施例中未記載之事項亦可應用於本實施例中。
    對本實施例之液晶顯示裝置之製造步驟進行說明。另，由於圖5(a)~圖5(f)與實施例1中之圖1(a)~圖1(f)相同，故省略詳細之說明。圖1(a)表示於TFT基板100上形成有閘極電極101之狀態。本實施例中，將閘極電極下端部設為凹凸形狀。其次，於在閘極電極101上形成閘極絕緣膜102後，於閘極電極101之上方形成半導體層103(圖5(b))。
    繼而，於半導體層103上以對向之方式形成源極及汲極電極105(圖5(c))。繼而，以與包含閘極電極101之下端部之凹凸形狀部之區域重疊之方式形成像素電極120(圖5(d))。又，像素電極之一部分與源極電極105重疊，從而取得像素電極120與源極電極105之電性接觸。
    接著，覆蓋源極及汲極電極105、像素電極120而形成無機鈍化膜107，且於其上形成梳齒狀之共用電極108(圖5(e))。此時，以使閘極電極101之下端部之凹凸形狀之凸部與共用電極108之根部之汲極部重疊之方式配置共用電極。藉此，可由閘極電極下端部之凸部遮蔽汲極部。又，閘極電極下端部之凹部中，雖於其上部形成有共用電極，但因其材料為ITO，故光會穿透，從而可降低穿透率之下降。
    其後，將具備黑矩陣131之對向基板130與TFT基板對位而配置(圖5(f)、圖6)。另，在TFT基板100與對向基板130之間夾持有液晶層。
    經由上述步驟而製造之液晶顯示裝置中，於圖4(a)中未重疊之閘極電極101與像素電極120重疊，藉此，可實現保持電容之增加，且可降低跳躍電壓之影響。本實施例之製造步驟僅變更閘極電極形成用或像素電極形成用之掩模，而無需變更發明者等人所研究之上述製造步驟(圖3(a)~圖3(f))，從而可實現高穿透率及製造成本之降低。進而，於為增加保持電容而使閘極電極增大之情形時，無需形成用以遮蔽於梳齒狀之共用電極之根部分液晶排列混亂而使光洩漏之部分(汲極部)之黑矩陣。即，其原因在於，可於該汲極部上配置閘極電極，且可兼具黑矩陣之功能。於以設置於對向基板上之黑矩陣進行汲極部之情形時，因TFT基板與對向基板之間之距離較大，故TFT基板與對向基板之對準精度為3~5.5 μm，成為高精度化之瓶頸，但藉由在TFT基板側遮蔽汲極部，而使對準精度提高為1.2~1.8 μm。藉此，可增大與對向基板之對準裕度。又，對於像素間距變小之情形(高清化)亦可應對。進而，於將閘極電極與像素電極重疊時，使接近於汲極部而配置之閘極電極增大，藉此與於距離較遠之對向基板中與汲極部相對應之部位設置黑矩陣之情形相比，能以微小之面積予以遮蔽，故可有效地提高對比度。
    如以上所說明般，根據本實施例，可獲得與實施例1相同之效果。又，藉由於閘極電極之下端部設置凹凸，而可抑制穿透率之下降，並且可提高對比度。
    另，本發明並不限定於上述實施例，而包含各種變形例。例如，上述實施例係為了易於理解地說明本發明而進行了詳細說明者，亦可不必限定於包含所說明之所有構成者。可對實施例之構成之一部分追加、刪除、置換其他構成。
    10‧‧‧顯示區域
    20‧‧‧密封材料
    21‧‧‧封入孔
    22‧‧‧熔封材料
    31‧‧‧掃描線引出線
    41‧‧‧影像信號線引出線
    50‧‧‧IC驅動器
    51‧‧‧掃描信號驅動電路
    52‧‧‧影像信號驅動電路
    100‧‧‧TFT基板
    101‧‧‧閘極電極
    102‧‧‧閘極絕緣膜
    103‧‧‧半導體層
    105‧‧‧源極．汲極電極
    106‧‧‧像素電極
    107‧‧‧無機鈍化膜
    108‧‧‧共用電極
    120‧‧‧像素電極
    130‧‧‧對向基板
    131‧‧‧黑矩陣
    150‧‧‧端子部
    200‧‧‧對向基板
    圖1(a)係表示本發明之第1實施例之液晶顯示裝置之製造步驟(形成閘極電極)的俯視圖。
    圖1(b)係表示本發明之第1實施例之液晶顯示裝置之製造步驟(形成半導體層)的俯視圖。
    圖1(c)係表示本發明之第1實施例之液晶顯示裝置之製造步驟(形成源極．汲極電極)的俯視圖。
    圖1(d)係表示本發明之第1實施例之液晶顯示裝置之製造步驟(形成像素電極)的俯視圖。
    圖1(e)係表示本發明之第1實施例之液晶顯示裝置之製造步驟(形成共用電極)的俯視圖。
    圖1(f)係表示本發明之第1實施例之液晶顯示裝置之製造步驟(配置附黑矩陣之對向基板)的俯視圖。
    圖2(a)係本發明之第1實施例之液晶顯示裝置之主要部分俯視圖。
    圖2(b)係圖2(a)之AA'剖面圖。
    圖3(a)係表示由發明者等人所研究之液晶顯示裝置之製造步驟(形成閘極電極)之俯視圖。
    圖3(b)係表示由發明者等人所研究之液晶顯示裝置之製造步驟(形成半導體層)之俯視圖。
    圖3(c)係表示由發明者等人所研究之液晶顯示裝置之製造步驟(形成源極．汲極電極)之俯視圖。
    圖3(d)係表示由發明者等人所研究之液晶顯示裝置之製造步驟(形成像素電極)之俯視圖。
    圖3(e)係表示由發明者等人所研究之液晶顯示裝置之製造步驟(形成共用電極)之俯視圖。
    圖3(f)係表示由發明者等人所研究之液晶顯示裝置之製造步驟(配置附黑矩陣之對向基板)之俯視圖。
    圖4(a)係由發明者等人所研究之液晶顯示裝置之主要部分俯視圖。
    圖4(b)係圖4(a)之BB'剖面圖。
    圖5(a)係表示本發明之第2實施例之液晶顯示裝置之製造步驟(形成閘極電極)的俯視圖。
    圖5(b)係表示本發明之第2實施例之液晶顯示裝置之製造步驟(形成半導體層)的俯視圖。
    圖5(c)係表示本發明之第2實施例之液晶顯示裝置之製造步驟(形成源極．汲極電極)的俯視圖。
    圖5(d)係表示本發明之第2實施例之液晶顯示裝置之製造步驟(形成像素電極)的俯視圖。
    圖5(e)係表示本發明之第2實施例之液晶顯示裝置之製造步驟(形成共用電極)的俯視圖。
    圖5(f)係表示本發明之第2實施例之液晶顯示裝置之製造步驟(配置附黑矩陣之對向基板)的俯視圖。
    圖6係本發明之第2實施例之液晶顯示裝置之主要部分剖面圖。
    圖7係表示本發明之液晶顯示裝置之概略整體構成之俯視圖。
    100‧‧‧TFT基板
    101‧‧‧閘極電極
    102‧‧‧閘極絕緣膜
    103‧‧‧半導體層
    105‧‧‧源極．汲極電極
    106‧‧‧像素電極
    107‧‧‧無機鈍化膜
    108‧‧‧共用電極
    120‧‧‧像素電極
    130‧‧‧對向基板
    131‧‧‧黑矩陣
    权利要求:
    Claims (6)
    [1] 一種液晶顯示裝置，其包括：TFT基板，其具備包含複數個像素之顯示區域與用以於上述顯示區域顯示圖像之IC驅動器；對向基板，其與上述TFT基板對向配置；及液晶層，其由上述TFT基板與上述對向基板夾持；上述液晶顯示裝置之特徵在於：上述像素包含具備源極及汲極電極與閘極電極之TFT、以及具備共用電極與像素電極之像素部；上述共用電極係設置於形成於上述像素電極、上述源極及汲極電極上之無機鈍化膜上；且上述像素電極與上述源極及汲極電極之任一者直接連接，且與鄰接之像素之TFT之閘極電極於上下方向上具有重疊部，而構成保持電容。
    [2] 如請求項1之液晶顯示裝置，其中上述共用電極為梳齒狀；上述閘極電極係延伸至汲極部而設置，該汲極部係於梳齒狀之上述共用電極之上述梳齒之根部分中上述液晶層之液晶排列混亂而使光洩漏。
    [3] 如請求項2之液晶顯示裝置，其中上述閘極電極其俯視形狀於與上述像素電極之重疊部上具有凹凸形狀，且上述凹凸形狀之凸部與上述汲極部之位置相對應。
    [4] 如請求項1之液晶顯示裝置，其中上述像素電極係形成於上述源極及汲極電極之任一者之下部。
    [5] 如請求項1之液晶顯示裝置，其中上述像素電極係形成於上述源極及汲極電極之任一者之上部。
    [6] 如請求項2之液晶顯示裝置，其中上述對向基板之與上述汲極部對向之部分具有透光性。
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    法律状态:
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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