JP2019184669A - 液晶パネルおよび液晶表示装置 - Google Patents

液晶パネルおよび液晶表示装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2019184669A
JP2019184669A JP2018071588A JP2018071588A JP2019184669A JP 2019184669 A JP2019184669 A JP 2019184669A JP 2018071588 A JP2018071588 A JP 2018071588A JP 2018071588 A JP2018071588 A JP 2018071588A JP 2019184669 A JP2019184669 A JP 2019184669A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
wiring
liquid crystal
crystal panel
contact hole
substrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2018071588A
Other languages
English (en)
Inventor
康直 岩田
Yasunao Iwata
康直 岩田
森永 潤一
Junichi Morinaga
潤一 森永
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
Priority to JP2018071588A priority Critical patent/JP2019184669A/ja
Priority to CN201910252837.8A priority patent/CN110346991A/zh
Priority to US16/372,807 priority patent/US20190302560A1/en
Publication of JP2019184669A publication Critical patent/JP2019184669A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1343Electrodes
    • G02F1/134309Electrodes characterised by their geometrical arrangement
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/136Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
    • G02F1/1362Active matrix addressed cells
    • G02F1/136259Repairing; Defects
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/136Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
    • G02F1/1362Active matrix addressed cells
    • G02F1/136286Wiring, e.g. gate line, drain line
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/136Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
    • G02F1/1362Active matrix addressed cells
    • G02F1/1368Active matrix addressed cells in which the switching element is a three-electrode device
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
    • H01L27/12Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body
    • H01L27/1214Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body comprising a plurality of TFTs formed on a non-semiconducting substrate, e.g. driving circuits for AMLCDs
    • H01L27/124Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body comprising a plurality of TFTs formed on a non-semiconducting substrate, e.g. driving circuits for AMLCDs with a particular composition, shape or layout of the wiring layers specially adapted to the circuit arrangement, e.g. scanning lines in LCD pixel circuits
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1343Electrodes
    • G02F1/134309Electrodes characterised by their geometrical arrangement
    • G02F1/134363Electrodes characterised by their geometrical arrangement for applying an electric field parallel to the substrate, i.e. in-plane switching [IPS]
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/136Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
    • G02F1/1362Active matrix addressed cells
    • G02F1/136259Repairing; Defects
    • G02F1/136263Line defects
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F2201/00Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00
    • G02F2201/12Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00 electrode
    • G02F2201/121Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00 electrode common or background
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F2201/00Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00
    • G02F2201/12Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00 electrode
    • G02F2201/123Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00 electrode pixel
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F2201/00Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00
    • G02F2201/40Arrangements for improving the aperture ratio

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)

Abstract

【課題】線欠陥による歩留り低下を抑えかつ高い画素開口率が得られる液晶パネルを実現する。
【解決手段】第1基板210と、第2基板290とを備えており、第1基板210と第2基板290との間に液晶280が挟持されており、第1基板210は、複数の第1配線220と、複数の第1配線220と第1層間絶縁膜240を介して交差する複数の第2配線60と、第1配線220と第2配線60とが交差する位置の付近に配置された複数のスイッチング素子と、前記スイッチング素子から画素電極270に延伸する第3配線250と、第3配線250とは異なる層に配置され、第3配線250と少なくとも一部が重畳するように配置される第4配線261とを備えている。
【選択図】図2

Description

本発明は、液晶パネルおよび液晶表示装置に関する。
液晶パネルの生産時に断線または配線間リークなどの線欠陥が発生すると、液晶パネルの歩留りが低下する。配線としては、表示領域を構成する各画素へ信号を供給するための配線の他に、各画素内において、例えばスイッチング素子と画素電極を接続するための配線も含むが、これらの線欠陥が液晶パネルに1か所でもあれば、液晶パネルは不良品として判定される。高精細パネルおよび大型パネルでは配線数が多いため、その歩留りを高くすることが特に難しい。
線欠陥が発生する原因は主に設計上の都合である。ドレイン線は、画素の開口率を確保するために、細線として設計されることが多い。また、特に高精細パネルや大型パネルにおいては画素数が多くなる。これにより、液晶パネルの製造時にドレイン線の断線が発生する可能性が高くなる。このような断線によって、液晶パネルの良品化が妨げられる。
特許文献1に、データ線と、その上層に絶縁膜を介して形成される冗長データ線とを備えており、データ線と冗長データ線とがコンタクトホールを介して接続される構成の液晶表示装置が開示されている。
また、特許文献2に、第2絶縁膜上に第2信号配線のうち第1信号線の交差部を含む領域にて導電層d3が重畳されて形成され、この導電層は第1信号線を間にした各側にて前記第2絶縁膜に形成されたスルーホールを通して第2信号線に接続されている液晶表示装置が開示されている。
また、特許文献3に、工程を追加することなく、データ線断線不良を低減することができる補助修理線構造を実現することができる液晶表示装置及びその製造方法が開示されている。
特開平11−242243号(1999年9月7日公開) 特開2000−56335号(2000年2月25日公開) 特開平11−194369号(1999年7月21日公開)
特許文献1の液晶表示装置では、コンタクトホールが画素開口部の付近に形成されているので、表示不良の発生が懸念される。さらに、コンタクトホールが画素の平坦性を損なうことによって、液晶の配向不良が生じ、これにより光漏れなどの問題を引き起こすことも懸念される。
また、特許文献2、3に記載の技術を用いて、画素電極等と同じ層を利用することでドレイン線が断線した場合に対応する場合、画素電極等の形状が損なわれるため、表示品位が低下することが懸念される。
本発明は、前記の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、線欠陥による歩留り低下を抑えかつ高い画素開口率が得られる液晶パネルを実現することにある。
前記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る液晶パネルは、第1基板と、第2基板とを備えており、前記第1基板と前記第2基板との間に液晶が挟持されており、前記第1基板は、複数の第1配線と、前記複数の第1配線と交差する複数の第2配線と、前記第1配線と前記第2配線とが交差する位置の付近に配置された複数のスイッチング素子と、前記スイッチング素子から画素電極に延伸する第3配線と、前記第3配線とは異なる層に配置され、前記第3配線と平行に配置される第4配線とを備えている。
本発明の一態様によれば、線欠陥による歩留り低下を抑えかつ高い画素開口率が得られるという効果を奏する。
本発明の実施形態1に係る液晶パネルの要部構成を示すブロック図である。 図2の(a)は画素の詳細な構成を平面的に示す平面図であり、(b)は(a)のX-X箇所の断面を示す断面図である(第2ドレイン線に断線が発生した場合の電流経路を示す図である)。 図1のB部の拡大図である。 液晶パネルにおける画素電極を示す平面図である。 液晶パネルにおける遮光膜を示す断面図である。 第1基板上に各配線などを形成するための処理の流れを説明するフローチャートである。 本発明の実施形態2に係る液晶パネルの画素の構成を平面的に示す平面図。 図7における液晶パネルの画素電極を示す平面図である。 画素電極に電圧が印加された場合の液晶の配向を説明する図である。 本発明の実施形態3に係る液晶パネルにおける共通電極を示す断面図である。 図10の液晶パネルの画素電極を示す平面図である。 比較例1における液晶パネルの画素の構成を平面的に示す平面図であり、(b)は(a)のZ-Z箇所の断面を示す断面図である(ドレイン線に断線が発生した場合の状況を示す図である)。 比較例2に係る液晶パネルの断面を示す断面図である。
〔実施形態1〕
図1〜図6を参照して、本発明に係る実施形態1について以下に説明する。
(液晶パネル1の構成)
図1は、本発明の実施形態1に係る液晶パネル1の要部構成を示すブロック図である。図1に示すように、液晶パネル1は、ゲートドライバ11、ソースドライバ12、複数のゲート線10(第1配線220)および複数のソース線60(第2配線)を備えている。ゲート線10は表示領域13において水平方向に配置され、ソース線60は表示領域13においてゲート線10と直交する垂直方向にそれぞれ配置される。ゲート線10と、ソース線60とが交差する交差領域14ごとに画素15が形成される。画素15は、赤サブ画素(R)、青サブ画素(B)、および緑サブ画素(G)からなる3つのサブ画素によって構成されている。これにより、液晶パネル1はカラー表示をすることができる。ゲートドライバ11はゲート線10に接続されており、ゲート線10にゲート信号を出力する。ソースドライバ12はソース線60に接続されており、ソース線60にソース信号(データ信号)を出力する。
図2の(a)は画素の詳細な構成を平面的に示す平面図であり、(b)は(a)のX-X箇所の断面を示す断面図である(第2ドレイン線に断線が発生した場合の電流経路を示す図である)。図2に示すように、液晶パネル1は、アレイ基板210(第1基板)と、対向基板290(第2基板)とを備えている。第1基板210と第2基板290との間に液晶280が挟持されている。第1基板210は、複数の第1配線220(図2の(a)におけるゲート線10)と、複数の第1配線と第1層間絶縁膜240を介して交差する複数の第2配線60(ソース線)と、第1配線と前記第2配線とが交差する位置の付近に配置された複数のスイッチング素子70と、スイッチング素子70から画素電極50(画素電極270)に延伸する第3配線250(ドレイン線20)と、第3配線250とは異なる層に配置され、第3配線250と少なくとも一部が重畳するように配置される第4配線261(ドレイン線20)とを備えている。
ドレイン線20はソース線60に対して、平面視でほぼ平行な部分を備える。また、画素電極50は、例えばITOまたはIZOなどの透明導電膜である。なお、第2基板290の液晶280側には、カラーフィルターおよび後述のブラックマトリックスが配置されており、カラーフィルターのさらに液晶280側には共通電極が配置されているが、ここでは不図示としている。
共通電極と画素電極270と間に挟まれる液晶280は、画素信号の電位に基づいて配向する。液晶パネル1の背面側に配置されるバックライト(図示せず)から照射される光の画素透過量を、第1基板210側および第2基板290側の各偏光板と、液晶280の配向とによって、制御する。
また、図2に示すように、液晶パネル1においては、第4配線261(ドレイン線20)は、第3配線250と平行に配置されている。
また、図2に示すように、液晶パネル1においては、画素電極270(50)は、第4配線261を覆う第3層間絶縁膜262上に形成されている。
また、図2に示すように、液晶パネル1は、複数の第5配線230(補助容量線30)をさらに備えている。複数の第5配線230は第1配線220と平行に配置されている。第3配線250を覆う第2層間絶縁膜(層間絶縁膜)260の、第5配線230よりも第1配線220に近い位置に第1コンタクトホール16が形成されており、第2層間絶縁膜260の、第5配線230に対応する位置に第2コンタクトホール40が形成されており、第3配線250と第4配線261とが、前記第1コンタクトホール16および前記第2コンタクトホール40を通じて接続されている。
第1基板210の上に、ゲート線220および補助容量線230が配置されている。ゲート線220は、水平方向に延伸するように配置されている。補助容量線230は、ゲート線220と平行に配置されている。第1層間絶縁膜240は、ゲート線220および補助容量線230を覆うように配置されている。第3配線250は、第1層間絶縁膜240の上に配置されている。スイッチング素子70としては、例えば、酸化物半導体を用いた薄膜トランジスタ(TFT:Thin Film Transistor)を利用することができる。TFTは、画素15の信号を制御するための部材であり、ゲート線10とソース線60との交点付近に配置されている。
第2層間絶縁膜260は、第3配線250の一部を覆うように配置されている。第4配線261は、第2層間絶縁膜260の上に配置されている。第2層間絶縁膜260に第1コンタクトホール16と第2コンタクトホール40とが形成されている。第4配線261は、コンタクトホール16、40を通じて第3配線250に接続されている。第3配線250と第4配線261とは、互いに対向する位置に配置されている。画素電極270(50)は、第3層間絶縁膜262の、第2コンタクトホール40に対応する位置に形成されたコンタクトホールを介して、第4配線261と接続されている。すなわち、画素電極270(50)は、第4配線261と第3配線250とを介して、スイッチング素子70に接続されている。このように、第2コンタクトホール40に対応する位置に、画素電極270と第4配線261とを接続するためのコンタクトホールを形成すれば、画素開口率の低下および表示品位の低下をより効果的に防ぐことができる。なお、図2では省略しているが、液晶パネル1における液晶280に向いたそれぞれの内部表面には、配向膜が形成されている。
画素信号はスイッチング素子70として用いるTFTを介して、ソース線60から入力される。その結果、第3配線250、コンタクトホール16、40、第4配線261を通じてTFTのドレイン電極(ソース線60と接続されるソース電極と対向する電極)と導通している画素電極50(270)の信号電位が決定される。
(電流経路)
また、図2には、第3配線250(下層ドレイン線)に断線200が発生した場合の電流経路を示している。図2に示すように、液晶パネル1では、第3配線250と第4配線261(上層ドレイン線)とが、コンタクトホール16、40を通じてそれぞれ接続されている。これにより、液晶パネル1には、第3配線250から第4配線261へ、そして再び第3配線250へと繋がる電流経路(図2における矢印線)が形成される。図2に示すように、第3配線250に断線200が発生したとしても、第3配線250に印加された電流は電流経路を通じて正常に流れることができる。したがって、第3配線250および第4配線261に同時に断線が発生しない限り、液晶パネル1を良品化することができる。これにより、線欠陥(ドレイン線の断線)に起因する画素欠陥による歩留り低下を抑えかつ高い画素開口率が得られる液晶パネル1を実現することができる。
(ドレインカットのための領域)
続いて、図3を参照して、ドレインカットのための領域について以下に説明する。図3は図1のB部の拡大図である。図3に示すように、液晶パネル1においては、第1コンタクトホール16と、スイッチング素子70との間にスイッチング素子70から第3配線250の少なくとも一部を、レーザ等を用いて電気的に分離するための切断領域55が設けられている。
スイッチング素子70の特性不良などにより、ソース線60と画素電極270(50)とのリーク電流が常時大きくなった場合、本来、暗表示であるべき画素が、輝点となる不良が発生する場合がある。この場合、ドレインカット処理による黒点化修正が必要となる。ドレインカットとは、画素電極をスイッチング素子から電気的に分離するために、ドレイン線の一部を切断する処理のことであり、液晶層に電圧が印加されない場合に暗表示を行うノーマリブラックモードにおいては、輝点を黒点(暗表示)にすることで、目立たなくすることができる。この場合は第1コンタクトホール16と、スイッチング素子70との間にドレインカットのための切断領域55を設けることで、黒点化修正が可能となる。これにより、製造コストの削減に有利である。
図4は液晶パネル1における画素電極50を示す平面図である。図4に示すように、画素電極50は、いわゆるベタ電極として構成されている。
また、第4配線261の配線材料は、画素電極50(270)と同じ材料(ITOまたはIZOなどの透明導電膜)であってもよいが、第4配線261の抵抗を低くするために、Al系またはCu系の材料でもよい。
(遮光膜)
続いて、図5を参照して、遮光膜291について以下に説明する。図5は液晶パネル1における遮光膜291を示す断面図である。図5に示すように、液晶パネル1においては、第2基板290の、第1コンタクトホール16および第2コンタクトホール40に対向する位置に遮光膜291(ブラックマトリックス)が配置されている。
(プロセスフロー)
図6は、第1基板210上に各配線などを形成するための処理の流れを説明するフローチャートである。当該フローチャートに示す各ステップは、例えば、制御部を備えた製造装置によって自動的に実行される。
図6に示すフローが開始されると、まず、第1基板210の表面に第1配線220および第5配線230を形成する(ステップS1)。次に、第1配線220および第5配線230を覆うように第1層間絶縁膜240を形成する(ステップS2)。次に、第1層間絶縁膜240の上に第2配線60と第3配線250とを形成する(ステップS3)。次に、第2配線60と第3配線250とを覆うように第2層間絶縁膜260を形成する(ステップS4)。次に、第2層間絶縁膜260に第1コンタクトホール16および第2コンタクトホール40を形成する(ステップS5)。次に、第2層間絶縁膜260の上に第4配線261を形成する(ステップS6)。次に、第4配線261を覆うように第3層間絶縁膜262を形成するとともに第2コンタクトホール40に対応する位置に他のコンタクトホールを形成する(ステップS7、S8)。次に、第3層間絶縁膜262の上に画素電極270を形成する(ステップS9)。
液晶パネル1の製造時、同一のフォトリソグラフィ工程において、コンタクトホール16および40を形成することができる。
以上のように、実施形態1によれば、線欠陥による歩留り低下を抑えかつ高い画素開口率が得られる液晶パネル1が実現される。さらに、液晶パネル1と同様に、液晶パネル1を備えている液晶表示装置(図示せず)にも、線欠陥による歩留り低下を抑えかつ高い画素開口率が得られる利点がある。
〔実施形態2〕
本実施形態2は、上記実施形態1と相違する構成は主に画素電極の形状にあり、以下、この相違点を中心的に説明する。
図7〜9を参照して、本発明に係る実施形態2について以下に説明する。本実施形態において実施形態1と共通する部材には、同一の部材番号を付し、特に必要がない限りその詳細な説明を繰り返さない。
(液晶パネル1bの構成)
図7は、本発明の実施形態2に係る液晶パネル1bの画素の構成を平面的に示す平面図。液晶パネル1bは、実施形態1に係る液晶パネル1を構成する各部材と同一の各部材を備えている。ただし、液晶パネル1bと液晶パネル1とでは、画素電極50aの形状が異なる。
図8は、画素電極50aを平面的に示す平面図である。この図に示すように、画素電極50aは、いわゆるフィッシュボーン形状を有する。液晶パネル1bは、VA(Vertical Alignment)モードで動作する。垂直配向膜によって制御された液晶280に電圧が印加されると、液晶280は、画素電極50aを構成する各枝部の端から画素電極50aの内側に向けて、倒れ込むように配向する。
(液晶280の配向方向)
図9は、画素電極50aに電圧が印加された場合の液晶280の配向を説明する図である。この図に示すように、画素電極50aは、4つの領域71〜74に分割される。液晶280に電圧が印加されると、領域71〜74に対応する液晶280は、画素電極50aの内側に向かう異なる配向方向81〜84にそれぞれ倒れるように配向する。液晶パネル1bにおいて液晶280の配向が異なる4つの方向に制御されることによって、液晶280の視野角異存性を小さくすることができ、これにより広い視野角の範囲内で均一な表示を実現することができる。
画素電極50aの幹となる十字領域85は、液晶280の異なる配向がぶつかり合うことによって、液晶パネル1bにおいて暗線となることが多い。暗線とは、液晶280の制御が困難であるために充分な光透過性が得られない箇所を意味する。実施形態2では、十字領域85上の画素無効領域86に、コンタクトホールが設けられている。これにより、画素15の開口率の低下を抑えることができる。
液晶パネル1bでは、PSA処理などによって液晶280の配向を安定化することもできる。液晶パネル1bに適用されるPSA処理は、モノマーを含む液晶材料を液晶パネル1b内に封入し、画素15に電圧を印加した状態で紫外線を照射するなどして、配向膜の界面において液晶280のポリマー化を促進することを意味する。これにより、垂直配向膜を用いて液晶280を配向させる液晶モードにおいて、一定の傾斜角を持った初期配向を液晶280に付与することができる。その結果、液晶280の配向が迷わずに安定し、表示品位が向上する。さらに、表示の応答速度および光透過率も向上する。
また、本実施形態における液晶パネル1bも下記の構成を備える。すなわち、パネル1bは、第1基板210と、第2基板290とを備えており、前記第1基板と前記第2基板との間に液晶280が挟持されており、前記第1基板は、複数の第1配線220と、前記複数の第1配線と第1層間絶縁膜240を介して交差する複数の第2配線60と、前記第1配線と前記第2配線とが交差する位置の付近に配置された複数のスイッチング素子70と、前記スイッチング素子から画素電極に延伸する第3配線250と、前記第3配線とは異なる層に配置され、前記第3配線と少なくとも一部が重畳するように配置される第4配線261とを備えている。
以上のように、実施形態2によっても、線欠陥による歩留り低下を抑えかつ高い画素開口率が得られる液晶パネル1bが実現される。さらに、液晶パネル1bと同様に、液晶パネル1bを備えている液晶表示装置(図示せず)にも、線欠陥による歩留り低下を抑えかつ高い画素開口率が得られる利点がある。
その他実施形態1において説明した各構成についても本実施形態に適用することができる。
〔実施形態3〕
図10、図11を参照して、本発明に係る実施形態3について以下に説明する。本実施形態において他の実施形態と共通する部材には同一の部材番号を付し、特に必要がない限りその詳細な説明を繰り返さない。
(共通電極)
続いて、図10を参照して、横電界モード、例えばFFS(Fringe Field Switching)モードにおける共通電極292について以下に説明する。図10は液晶パネル1cにおける共通電極292を示す断面図である。図2では、画素電極との間で液晶に電圧を印加するための共通電極は、第2基板290の液晶280側に形成されていたが、図10では、共通電極は第1基板210に形成される。図10に示すように、液晶パネル1cにおいては、前記第4配線の液晶280側に、絶縁膜を介して、共通電極292が配置されている。共通電極292は、例えばITOまたはIZOなどの透明導電膜である。共通電極292には、画素電極270に対向するスリット293が形成されており、画素電極270との間で、このスリット293を介してフリンジ電界を生じさせることによって、液晶の配向を制御する。
また、共通電極292と画素電極270と間でスリット293を介して生じるフリンジ電界によって、液晶280は、画素信号の電位に基づいて配向する。液晶パネル1cの背面側に配置されるバックライト(図示せず)から照射される光の画素透過量を、第1基板210側および第2基板290側の各偏光板と、液晶280の配向とによって、制御する。
また、図10に示すように、共通電極292は、第1コンタクトホール16および第2コンタクトホール40に対向する位置に配置されている。
(液晶パネル1cの構成)
図11は、本発明の実施形態3に係る液晶パネル1cの構成を平面的に示す平面図である。液晶パネル1cは、実施形態1に係る液晶パネル1を構成する各部材と同一の各部材を少なくとも備えている。ただし、液晶パネル1cと液晶パネル1とでは、液晶280の配向モードが異なる。液晶パネル1cは、横電界すなわちFFSモードに対応している。画素電極50の形状は実施形態1と同様にスリットは形成されていないが、共通電極292には、ゲート線220に対して一定の傾斜角を持ちつつ、水平方向(ゲート線220の配置方向)と略並行なスリットが形成されている。
上記構成においても、スイッチング素子70と、スイッチング素子70と画素電極50とを接続するためのコンタクトホール40との距離が長い場合、すなわちドレイン線20が長い場合は、断線する可能性があるため、前記実施形態1に係る図2に示す構成を、スイッチング素子70と、スイッチング素子70と画素電極50とを接続するためのコンタクトホール40の間において適用することができる。
上記構成によっても、前記実施形態1および2と同様な効果を奏することができる。
(比較例)
図12〜図13を参照して、比較例について以下に説明する。図12は、比較例1における液晶パネルの画素の構成を平面的に示す平面図であり、(b)は(a)のZ-Z箇所の断面を示す断面図である(ドレイン線に断線が発生した場合の状況を示す図である)。図13は、比較例2に係る液晶パネルの断面を示す断面図である。
図12に示すように、液晶パネル1zにおいては、ドレイン線250zが断線すると画素電極に信号供給ができなくなってしまい、歩留まり低下を招くことになる。
また、図13に示すように、データ線と、その上層に絶縁膜を介して形成される冗長データ線とを備えており、データ線と冗長データ線とがコンタクトホールを介して接続される構成が開示されている。
比較例1および比較例2のいずれも本発明の実施形態に記載した構成を備えない。そのため本発明の特有の効果を奏することができない。
〔まとめ〕
本発明の態様1に係る液晶パネル(1)は、第1基板(210)と、第2基板(290)とを備えており、前記第1基板と前記第2基板との間に液晶(280)が挟持されており、前記第1基板は、複数の第1配線(220)と、前記複数の第1配線と第1層間絶縁膜(240)を介して交差する複数の第2配線(60)と、前記第1配線と前記第2配線とが交差する位置の付近に配置された複数のスイッチング素子(70)と、前記スイッチング素子から画素電極に延伸する第3配線(250)と、前記第3配線とは異なる層に配置され、前記第3配線と少なくとも一部が重畳するように配置される第4配線(261)とを備えている。
前記の構成によれば、線欠陥による歩留り低下を抑えかつ高い画素開口率が得られる。
本発明の態様2に係る液晶パネルは、前記態様1において、第4配線(261)は、第3配線(250)と平行に配置されていてもよい。
前記の構成によれば、線欠陥による歩留り低下を抑えかつ、さらに高い画素開口率が得られる。
本発明の態様3に係る液晶パネルは、前記態様1又は2において、第1配線(220)と平行に配置される複数の第5配線(230)をさらに備え、前記第3配線を覆う第2層間絶縁膜(260)の、前記第1配線に近い位置に第1コンタクトホール(16)が形成されており、前記第2層間絶縁膜の、前記第5配線に対応する位置に第2コンタクトホール(40)が形成されており、前記第3配線と前記第4配線とが、第1コンタクトホール(16)および第2コンタクトホール(40)を通じて接続されていてもよい。
前記の構成によれば、前記第3配線と前記第4配線とが、第1コンタクトホール(16)および第2コンタクトホール(40)を通じて接続されるようになる。
本発明の態様4に係る液晶パネルは、前記態様3において、前記第1コンタクトホールと、前記スイッチング素子と、の間にスイッチング素子から第3配線の少なくとも一部を電気的に分離するための切断領域(55)が設けられていてもよい。
前記の構成によれば、輝点となる画素欠陥の黒点化修正が可能となる。これにより、製造コストの削減に有利である。
本発明の態様5に係る液晶パネルは、前記態様3または4において、前記複数の第1配線とはゲート線であり、前記複数の第2配線とはソース線であり、前記第3配線とは第1ドレイン線であり、前記第4配線とは第2ドレイン線であり、前記第5配線とは補助容量線であってもよい。
本発明の態様6に係る液晶パネルは、前記態様3〜5のいずれかにおいて、前記第2基板の第1コンタクトホール(16)および第2コンタクトホール(40)に対向する位置に遮光膜(291)(ブラックマトリックス)が配置されていてもよい。
本発明の態様7に係る液晶パネルは、前記態様3〜6のいずれかにおいて、前記第4配線の前記液晶側に、絶縁膜を介して、共通電極(292)が配置されていてもよい。
本発明の態様8に係る液晶パネルは、前記態様7において、前記共通電極は、第1コンタクトホール(16)および第2コンタクトホール(40)に対向する位置に配置されていてもよい。
本発明の態様9に係る液晶パネルは、前記態様7または8において、前記共通電極は、画素電極に対向するスリット(293)を備えていてもよい。
本発明の態様10に係る液晶パネルは、前記態様1〜9の何れかにおいて、前記画素電極が、前記第4配線を覆う第3層間絶縁膜(262)上に形成されていてもよい。
本発明の態様11に係る液晶パネルは、前記態様1〜10の何れかにおいて、前記第4配線は、前記画素電極と同一の材料を含んでもよい。
前記の構成によれば、液晶パネルの製造方法を簡略化することができる。
本発明の態様12に係る液晶表示装置は、前記態様1〜11のいずれかの液晶パネルを備えている。
前記の構成によれば、線欠陥による歩留り低下を抑えかつ高い画素開口率が得られる液晶表示装置を実現することができる。
本発明は前述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態も、本発明の技術的範囲に含まれる。各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることによって、新しい技術的特徴を形成することもできる。
1、1a、1b、1c、1z 液晶パネル、11 ゲートドライバ、12 ソースドライバ、13 表示領域、14 交差部、15 画素、16、45 コンタクトホール、60 ソース線、70 TFT、200 断線、210 第1基板、10、220 ゲート線、30、230 補助容量線、240 第1層間絶縁膜、20、250、261 ドレイン線、260 第2層間絶縁膜、50、50a、270 画素電極、280 液晶、290 第2基板、291 ブラックマトリックス、292 共通電極、293、スリット

Claims (12)

  1. 第1基板と、
    第2基板とを備えており、
    前記第1基板と前記第2基板との間に液晶が挟持されており、
    前記第1基板は、
    複数の第1配線と、
    前記複数の第1配線と第1層間絶縁膜を介して交差する複数の第2配線と、
    前記第1配線と前記第2配線とが交差する位置の付近に配置された複数のスイッチング素子と、
    前記スイッチング素子から画素電極に延伸する第3配線と、
    前記第3配線とは異なる層に配置され、前記第3配線と少なくとも一部が重畳するように配置される第4配線とを備えている
    ことを特徴とする液晶パネル。
  2. 前記第4配線は、前記第3配線と平行に配置される
    ことを特徴とする請求項1に記載の液晶パネル。
  3. 前記第1配線と平行に配置される複数の第5配線をさらに備え、
    前記第3配線を覆う第2層間絶縁膜の、前記第5配線よりも前記第1配線に近い位置に第1コンタクトホールが形成されており、
    前記第2層間絶縁膜の、前記第5配線に対応する位置に第2コンタクトホールが形成されており、
    前記第3配線と前記第4配線とが、前記第1コンタクトホールおよび前記第2コンタクトホールを通じて接続されている
    ことを特徴とする請求項1または2に記載の液晶パネル。
  4. 前記第1コンタクトホールと、前記スイッチング素子と、の間にスイッチング素子から第3配線の少なくとも一部を電気的に分離するための切断領域が設けられている
    ことを特徴とする請求項3に記載の液晶パネル。
  5. 前記複数の第1配線とはゲート線であり、前記複数の第2配線とはソース線であり、
    前記第3配線とは第1ドレイン線であり、前記第4配線とは第2ドレイン線であり、
    前記第5配線とは補助容量線である
    ことを特徴とする請求項3または4に記載の液晶パネル。
  6. 前記第2基板の、前記第1コンタクトホールおよび前記第2コンタクトホールに対向する位置に遮光膜が配置されている
    ことを特徴とする請求項3〜5のいずれか1項に記載の液晶パネル。
  7. 前記第4配線の前記液晶側に、絶縁膜を介して、共通電極が配置されている
    ことを特徴とする請求項3〜6のいずれか1項に記載の液晶パネル。
  8. 前記共通電極は、前記第1コンタクトホールおよび前記第2コンタクトホールに対向する位置に配置されている
    ことを特徴とする請求項7に記載の液晶パネル。
  9. 前記共通電極は、画素電極に対向するスリットを備えている
    ことを特徴とする請求項7または8に記載の液晶パネル。
  10. 前記画素電極は、前記第4配線を覆う第3層間絶縁膜上に形成される
    ことを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項に記載の液晶パネル。
  11. 前記第4配線は、前記画素電極と同一の材料を含む
    ことを特徴とする請求項1〜10のいずれか1項に記載の液晶パネル。
  12. 請求項1〜11のいずれか1項に記載の液晶パネルを備えていることを特徴とする液晶表示装置。
JP2018071588A 2018-04-03 2018-04-03 液晶パネルおよび液晶表示装置 Pending JP2019184669A (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018071588A JP2019184669A (ja) 2018-04-03 2018-04-03 液晶パネルおよび液晶表示装置
CN201910252837.8A CN110346991A (zh) 2018-04-03 2019-03-29 液晶面板及液晶显示装置
US16/372,807 US20190302560A1 (en) 2018-04-03 2019-04-02 Liquid crystal panel and liquid crystal display device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018071588A JP2019184669A (ja) 2018-04-03 2018-04-03 液晶パネルおよび液晶表示装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2019184669A true JP2019184669A (ja) 2019-10-24

Family

ID=68056089

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018071588A Pending JP2019184669A (ja) 2018-04-03 2018-04-03 液晶パネルおよび液晶表示装置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20190302560A1 (ja)
JP (1) JP2019184669A (ja)
CN (1) CN110346991A (ja)

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4326307B2 (ja) * 2003-11-19 2009-09-02 株式会社 日立ディスプレイズ 液晶表示装置
US7671932B2 (en) * 2005-03-18 2010-03-02 Sharp Kabushiki Kaisha Active matrix substrate and pixel defect correcting method therefor
CN101866085B (zh) * 2005-12-26 2012-07-25 夏普株式会社 有源矩阵基板及其缺陷修正方法、显示装置、电视接收机
CN101424794B (zh) * 2007-11-02 2010-12-22 上海中航光电子有限公司 液晶显示装置及其修复方法
CN103293812B (zh) * 2013-06-03 2016-04-06 合肥京东方光电科技有限公司 一种阵列基板及其修复方法和显示装置
CN108027541B (zh) * 2015-09-11 2020-12-15 三菱电机株式会社 薄膜晶体管基板及其制造方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20190302560A1 (en) 2019-10-03
CN110346991A (zh) 2019-10-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6542986B2 (ja) Va型coa液晶表示パネル
JP5174450B2 (ja) 液晶表示装置
US8553191B2 (en) Liquid crystal display device and manufacturing method thereof
JPH0736058A (ja) アクティブマトリックス型液晶表示装置
KR20090033309A (ko) 수평 전계형 액정 표시 장치용 픽셀 구조체
US20080042955A1 (en) Display Device
JPH095793A (ja) 液晶表示装置
US9971212B2 (en) Array substrate, liquid crystal display panel, and liquid crystal display
JP6629441B2 (ja) 液晶表示装置
CN108508661B (zh) 液晶显示面板及液晶显示装置
JP2009198831A (ja) 液晶表示装置
JP2008064961A (ja) 配線構造、及び表示装置
JP2008501127A (ja) 表示装置用基板、その修正方法、表示装置の修正方法及び液晶表示装置
US11374034B2 (en) Display panel and method for manufacturing the same
US10845661B2 (en) Liquid crystal display device
US20140176889A1 (en) Liquid Crystal Display Device
CN111258136A (zh) 薄膜晶体管基板以及显示面板
JPH07239480A (ja) 液晶表示基板
US10168581B2 (en) Display device
CN110832394B (zh) 液晶面板以及液晶显示装置
US10890815B2 (en) Display apparatus
JP5512158B2 (ja) 表示装置
JP6587668B2 (ja) 表示装置
KR20070014668A (ko) 횡전계 방식 액정 표시 장치 및 그 제조 방법
JP2019184669A (ja) 液晶パネルおよび液晶表示装置