專利名稱：液晶顯示裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及視角特性優異的橫向電場方式的液晶顯示裝置。
背景技術：
液晶顯示裝置所使用的液晶顯示板配置有呈矩陣狀地形成具有像素電極和薄膜 晶體管(TFT)等的像素的TFT基板、以及與TFT基板對置的、在與TFT基板的像素電極相對 應的位置形成濾色片等的對置基板，在TFT基板與對置基板之間夾持有液晶。而且，通過按 每個像素控制取決于液晶分子的光透射率而形成圖像。
由于液晶顯示裝置為平板狀且重量輕，在各領域用途廣泛。在移動電話、 DSC (Digital Still Camera :數字靜物攝影機)等中，廣泛使用了小型液晶顯示裝置。在液 晶顯示裝置中視角特性是一個問題。視角特性即從正面觀看畫面時與從斜向觀看畫面時， 亮度、色度發生變化的現象。利用水平方向的電場(橫向電場)使液晶分子動作的IPS(In Plane Switching :平面轉換)方式具有優異的視角特性。
IPS方式也存在很多種，例如在整個平面上形成公共電極或像素電極，并在其上隔 著絕緣膜配置梳齒狀的像素電極或公共電極，并利用在像素電極與公共電極之間產生的電 場而使液晶分子旋轉的方式能增大透射率，因此現在正成為主流。
以往，以上方式的IPS首先形成TFT，并用鈍化膜覆蓋TFT，在其上形成有上述公共 電極、絕緣膜、以及像素電極等。但是，存在降低制造成本的需求，因此，正在進行減少TFT 基板上導電膜、絕緣膜等的層數(例如專利文獻I)。
在先專利文獻
專利文獻I日本特愿2010-217062號(日本特開2012-73341號公報)發明內容
在專利文獻I中，在形成TFT和像素電極后，依次形成鈍化膜和公共電極，從而能 省略以往設在TFT與像素電極之間的絕緣膜，并且能省略加工該絕緣膜、形成用于與TFT連 接的接觸孔的工序，能降低制造成本。另外，通過將鈍化膜設為只有無機膜，與將鈍化膜設 為無機膜、有機膜的層疊膜的情況相比，能減少有機膜的加工工序，并能得到高透射率。
但是，在未設置有機鈍化膜的情況下，需要將用于保護有效顯示區域周圍的布線 和電路的無機鈍化膜形成得較厚。在該情況下，在像素電極與公共電極之間形成的保持電 容變小。在用于移動電話的小型LCD單元(cell)中，存在低功率化的趨勢，在信號電平變 低的情況下，對于跳變電壓的余量下降，并且以往不成為問題的程度的跳變電壓等也有可 能導致閃爍等問題。
因此發明人為了減小無機鈍化膜的厚度以提高保持電容、并提高對于跳變電壓的 余量而進行了研究。然而，從保護有效顯示區域周圍的布線和電路的觀點來看，可以得知難 以使無機鈍化膜的厚度降低為現有(500nm)以下。
本發明的目的在于提供一種液晶顯示裝置，其能夠保護有效顯示區域周圍的布線和電路，且能夠抑制跳變電壓的影響。
作為達成上述目的的一個實施方式，本發明的液晶顯示裝置，包括TFT基板，其 包括包含多個像素的顯示區域、和用于在上述顯示區域顯示圖像的IC驅動器；對置基板， 其與上述TFT基板對置配置；以及液晶層，其被上述TFT基板與上述對置基板夾持，該液晶 顯示裝置的特征在于，上述像素包含包括源電極和漏電極、以及柵電極的TFT;以及包括 公共電極、像素電極的像素部，上述公共電極設在形成于上述像素電極、上述源電極和漏電 極之上的無機鈍化膜上，上述像素電極與上述源電極和漏電極中的任一電極直接連接，且 具有在上下方向上與鄰接像素的TFT的柵電極重疊的重疊部，從而構成保持電容。
根據本發明，像素電極與源電極和漏電極中的任一電極直接連接，且具有在上下 方向上與鄰接像素的TFT的柵電極重疊的重疊部，從而構成保持電容，由此能提供一種液 晶顯示裝置，其能夠保護有效顯示區域周圍的布線和電路，且能夠抑制跳變電壓的影響。


圖1 (a)是表示本發明第一實施例的液晶顯示裝置的制造工序(形成柵電極)的 俯視圖。
圖1 (b)是表示本發明第一實施例的液晶顯示裝置的制造工序(形成半導體層) 的俯視圖。
圖1(c)是表示本發明第一實施例的液晶顯示裝置的制造工序(形成源電極、漏電 極)的俯視圖。
圖1(d)是表示本發明第一實施例的液晶顯示裝置的制造工序(形成像素電極) 的俯視圖。
圖1(e)是表示本發明第一實施例的液晶顯示裝置的制造工序(形成公共電極) 的俯視圖。
圖1 (f)是表示本發明第一實施例的液晶顯示裝置的制造工序(配置帶黑矩陣的 對置基板)的俯視圖。
視圖。
俯視圖。
極)的俯視圖。圖2(a)是本發明第一實施例的液晶顯示裝置的主要部分的俯視圖。圖2(b)是沿圖2(a)的AA'的剖視圖。圖3 (a)是表示由本發明人研究的液晶顯示裝置的制造工序(形成柵電極)的俯 圖3(b)是表示由本發明人研究的液晶顯示裝置的制造工序(形成半導體層)的 圖3(c)是表示由本發明人研究的液晶顯示裝置的制造工序(形成源電極、漏電圖3(d)是表示由本發明人研究的液晶顯示裝置的制造工序(形成像素電極)的
俯視圖。
俯視圖。
置基板)的俯視圖。圖3(e)是表示由本發明人研究的液晶顯示裝置的制造工序(形成公共電極)的圖3(f)是表示由本發明人研究的液晶顯示裝置的制造工序(配置帶黑矩陣的對
圖4(a)是表示由本發明人研究的液晶顯示裝置的主要部分的俯視圖。
圖4(b)是沿圖4(a)的BB'的剖視圖。
圖5(a)是表示本發明第二實施例的液晶顯示裝置的制造工序(形成柵電極)的俯視圖。
圖5(b)是表示本發明第二實施例的液晶顯示裝置的制造工序(形成半導體層)的俯視圖。
圖5(c)是表示本發明第二實施例的液晶顯示裝置的制造工序(形成源電極、漏電極)的俯視圖。
圖5(d)是表示本發明第二實施例的液晶顯示裝置的制造工序(形成像素電極)的俯視圖。
圖5(e)是表示本發明第二實施例的液晶顯示裝置的制造工序(形成公共電極)的俯視圖。
圖5(f)是表示本發明第二實施例的液晶顯示裝置的制造工序(配置帶黑矩陣的對置基板)的俯視圖。
圖6是本發明第二實施例的液晶顯示裝置的主要部分的俯視圖。
圖7是表示本發明的液晶顯示裝置的概略整體結構的俯視圖。
標號說明
10顯示區域
20密封材料
21封入孔
22封閉材料
31掃描線引出線
41圖像信號引出線
50IC驅動器
51掃描信號驅動電路
52圖像信號驅動電路
100TFT基板
101柵電極
102柵極絕緣膜
103半導體層
105源電極、漏電極
106像素電極
107無機鈍化膜
108公共電極
120像素電極
130對置基板
131黑矩陣
150端子
200對置基板具體實施方式
為了在形成TFT和像素電極后，通過依次形成無機鈍化膜和公共電極來實現高透 射率、制造成本的降低，本發明人在使用本技術的基礎上，研究了能否抑制跳變電壓的影 響。使用圖3(a) 圖3(f)、圖4(a)、以及圖4(b)說明研究內容。圖3(a) 圖3(f)是表 示由本發明人研究的液晶顯示裝置的制造工序的俯視圖。圖4(a)是液晶顯示裝置的俯視 圖、圖4(b)表示在圖4(a)中示出的液晶顯示裝置的沿BB'的剖視圖。
首先，對制造工序進行說明。圖3 (a)示出了在TFT基板100上形成了具有所希望 的形狀的柵電極101的狀態。接著，在柵電極101上形成柵極絕緣膜102后，在柵電極101 的上方形成半導體層103 (圖3 (b)、圖4 (b))。
接著，在半導體層103上形成源電極和漏電極105(圖3(c))。源電極與漏電極之 間的半導體層成為TFT的溝道層。接著，形成像素電極120(圖3(d))。像素電極的一部分 與源電極105重疊，并且像素電極120與源電極105電接觸。在圖4(b)中，在形成像素電 極106(120)后，形成源電極和漏電極105，但是這些電極的形成順序不限。另外，在圖4(b) 中，同時形成像素電極106、120。
接著，覆蓋源電極和漏電極105、以及像素電極120 (106)，形成無機鈍化膜107，并 在其上形成梳齒狀的公共電極108 (圖3 (e)、圖4 (b))。隨后，與TFT基板位置相對合地配 置包括黑矩陣131的對置基板130 (圖3 (f)、圖4 (a)、以及圖4 (b))。
在經過這樣的工序而制造出的液晶顯示裝置中，為了提高保持電容，使無機鈍化 膜變薄是有效的。然而，從保護有效顯示區域周圍的布線和電路免受外部污染影響的必要 性來看，可以得知難以使無機鈍化膜的厚度降低為現有(500nm)以下。因此本發明人研究 能否使用其他的構成元件來增加電容，并想到通過使用像素電極120與柵電極101，即在圖 3(d)或圖4 (a)、以及圖4(b)中，通過將間隔形成的像素電極120(第N級像素電極)與前 一級柵電極101 (第N-1級柵電極)相重疊，從而能增加電容。本發明是基于該見解而作出 的。
以下，使用實施例詳細地說明本發明。
實施例1
使用圖1(a) 圖1(f)、圖2(a)、圖2(b)以及圖7說明第一實施例。圖1(a) 圖 Hf)是表示本實施例的液晶顯示裝置的制造工序的俯視圖。圖2(a)是液晶顯示裝置的俯 視圖、圖2(b)表示在圖2(a)中示出的液晶顯示裝置的沿AA'的剖視圖。另外，圖7是表示 本發明的液晶顯示裝置的概略整體結構的俯視圖。
首先，使用圖7說明液晶顯示裝置的整體結構。在圖7中，在TFT基板100上設置 有對置基板200。在TFT基板100與對置基板200之間夾持有液晶層。TFT基板100與對 置基板200利用形成在邊框部上的密封材料20粘結。
與圖7的端子部150相反一側的、一部分未形成密封材料的部分成為液晶的封入 孔21，液晶從該部分被封入。在封入液晶后，利用封閉材料22，封入孔21被封閉。TFT基板 100形成為比對置基板200大，在TFT基板100的比對置基板200大出的部分上，形成有用 于向液晶顯示裝置提供電源、圖像信號、以及掃描信號等的端子部150。
另外，在端子部150上設置有用于驅動掃描線、圖像信號線等的IC驅動器50。IC驅動器50分為三個區域，在中央設置有圖像信號驅動電路52，而在兩側設置有掃描信號驅 動電路51。
在圖7的顯示區域10中，未圖示的掃描線在橫向上延伸，并在縱向上排列。另外， 未圖示的圖像信號線在縱向上延伸，并在橫向上排列。利用掃描線引出線31，掃描線與IC 驅動器50的掃描信號驅動電路51相連接。在圖7中，由于顯示區域10配置在液晶顯示裝 置的中央，掃描線引出線31配置在顯示區域10的兩側，因此在IC驅動器50上，掃描信號 驅動電路51設置在兩側。另一方面，連接圖像信號線與IC驅動器50的圖像信號線引出線 41聚集在畫面下側。圖像信號線引出線41與配置在IC驅動器50的中央部分的圖像信號 驅動電路52相連接。
接著，說明制造工序。圖1(a)示出了在玻璃制的TFT基板100上形成了具有所希 望的形狀的柵電極101的狀態。柵電極是例如MoCr層疊在AlNd合金之上而成的結構。接 著，在柵電極101上形成柵極絕緣膜102后，在柵電極101的上方形成了半導體層103(圖 1(b)、圖2(b))。通過濺射SiN形成了柵極絕緣膜102。然后，利用CVD(Chemical Vapor Deposition :化學氣相沉積)形成了作為半導體層103的a_Si膜。
接著，在半導體層103上形成了對置的源電極和漏電極105 (圖1(c))。源電極和 漏電極105利用MoCr同時形成。源電極與漏電極之間的半導體層成為TFT的溝道層。此 外，在半導體層103與源電極或漏電極105之間為了形成歐姆接觸而形成有未圖示的n+Si 層。
接著，利用ITO (Indium Tin Oxide :銦錫氧化物)將像素電極120形成為其一部 分與柵電極101重疊(圖1(d))。此外，為了使像素電極120與柵電極101重疊，加大像素 電極或加大柵電極均可。在本實施例中為加大柵電極而形成。此外，只要柵電極與像素電 極的重疊量超過0，就能實現電容增加的效果，并且重疊量越大電容增加的效果越好。但是， 由于隨著重疊量變大透射率會下降，因此優選考慮電容與透射率后確定柵電極與像素電極 的重疊量。另外，像素電極的一部分與源電極105重疊，并且像素電極120與源電極105電 接觸。在圖2(b)中，在形成像素電極106(120)后，形成源電極和漏電極105，但是這些電極 的形成順序不限。另外，在圖2(b)中，同時形成像素電極106、120。
接著，覆蓋源電極和漏電極105、以及像素電極120 (106)，通過利用CVD形成的SiN 形成無機鈍化膜107，并在其上形成了梳齒狀的公共電極108 (圖1 (e)、圖2 (b))。無機鈍化 膜107原本是為了保護TFT而形成，但是其也兼有公共電極108與像素電極120(106)之間 的絕緣膜的作用。
隨后，與TFT基板位置相對合地配置包括黑矩陣131的對置基板130 (圖1 (f)、圖 2(a)、以及圖2(b))。此外，在TFT基板100與對置基板130之間夾持有液晶層。
在經過上述工序制造而成的液晶顯示裝置中，在圖4(a)中不重疊的柵電極101與 像素電極120相重疊，由此，能實現保持電容的增加，并降低跳變電壓的影響。本實施例的 制造工序僅變更了柵電極形成用或像素電極形成用的掩模，而無需變更本發明人研究的上 述制造工序(圖3(a) 圖3(f))，能實現高透射率、制造成本的降低。并且，在為了增加保 持電容而加大柵電極的情況下，無需形成用于遮蔽在梳齒狀公共電極的根部的液晶排列雜 亂而漏光的部分(域部)的黑矩陣。即，這是由于能在該域部配置柵電極，其能夠兼有黑矩 陣的功能的原因。在使用設置于對置基板上的黑矩陣來遮蔽域部的情況下，由于TFT基板與對置基板之間的距離較大，所以TFT基板與對置基板的對位精度為3 5. 5 μ m，成為高精度化的瓶頸，而通過在TFT基板側遮蔽域部，對位精度提高到1. 2 1. 8 μ m。由此，能增大與對置基板對位的余量。此外，也能夠應對像素間距變小(高精細化)的情況。并且，和在距離較遠的對置基板上的與域部相對應的位置上設置黑矩陣的情況相比，通過在使柵電極與像素電極重疊時加大靠近域部配置的柵電極，能以微小的面積來遮蔽，因此能有效地提高對比度。
如上所述，根據本實施例，能提供一種液晶顯示裝置，其能夠保護有效顯示區域周圍的布線和電路，且能夠抑制跳變電壓的影響。另外，通過在使柵電極與像素電極重疊時加大柵電極，無需在對置基板上設置黑矩陣，能提高對比度。另外，能增大TFT基板與對置基板的對位余量。
實施例2
使用圖5 (a) 圖5(f)、以及圖6說明第二實施例。圖5 (a) 圖5 (f)是表示本實施例的液晶顯示裝置的制造工序的俯視圖。圖6是表示液晶顯示裝置的俯視圖。此外，在實施例1中記載的而在本實施例中未記載的事項也能應用于本實施例。
接著，說明本實施例的液晶顯示裝置的制造工序。此外，由于圖5(a) 圖5(f)與實施例1的圖1(a) 圖1(f)是相同的，省略詳細的說明。圖5(a)示出了在TFT基板100 上形成了柵電極101的狀態。在本實施例中，柵電極的下端部形成為凹凸形狀。接著，在柵電極101上形成柵極絕緣膜102后，在柵電極101的上方形成了半導體層103(圖5(b))。
接著，在半導體層103上形成了對置的源電極和漏電極105 (圖5(c))。接著，將像素電極120形成為與包含柵電極101的下端部的凹凸形狀部的區域重疊(圖5(d))。另外，像素電極的一部分與源電極105重疊，并且像素電極120與源電極105電接觸。
接著，覆蓋源電極和漏電極105、以及像素電極120，形成無機鈍化膜107，并在其上形成梳齒狀的公共電極108 (圖5(e))。這時，將公共電極配置成柵電極101下端部的凹凸形狀的凸部與公共電極108的根部的域部重疊。由此，利用柵電極下端部的凸部能遮蔽域部。另外，雖然在柵電極下端部的凹部的上部上形成有公共電極，但由于其材料為ΙΤ0，故光可以透射，能減少透射率的下降。
隨后，與TFT基板位置相對合地配置包括黑矩陣131的對置基板130 (圖5 (f)、圖 6)。此外，在TFT基板100與對置基板130之間夾持有液晶層。
在經過上述工序制造而成的液晶顯示裝置中，在圖4(a)中不重疊的柵電極101與像素電極120相重疊，由此，能實現保持電容的增加，并降低跳變電壓的影響。本實施例的制造工序僅變更了柵電極形成用或像素電極形成用的掩模，而無需變更本發明人研究的上述制造工序(圖3(a) 圖3(f))，能實現高透射率、制造成本的降低。并且，在為了增加保持電容而加大柵電極的情況下，無需形成用于遮蔽在梳齒狀公共電極的根部的液晶排列雜亂而漏光的部分(域部)的黑矩陣。即，這是由于能在該域部配置柵電極，其能夠兼有黑矩陣的功能的原因。用對置基板上設置的黑矩陣進行遮蔽域部的情況下，由于TFT基板與對置基板之間的距離較大，所以TFT基板與對置基板的對位精度為3 5. 5 μ m，成為高精度化的瓶頸，而通過在TFT基板側遮蔽域部，對位精度提高到1. 2 1. 8 μ m。由此，能增大與對置基板對位的余量。此外，也能夠應對像素間距變小(高精細化)的情況。并且，和在距離較遠的對置基板上的與域部相對應的位置上設置黑矩陣的情況相比，通過在使柵電極與像素電極重疊時加大靠近域部配置的柵電極，能以微小的面積來遮蔽，因此能有效地提高對 t 匕 。
如上所述，根據本實施例，能夠取得與實施例1同樣的效果。另外，通過在柵電極 的下端部設置凹凸，能抑制透射率的下降，并提高對比度。
此外，本發明并不限于上述實施例，而是可以包含各種變形例。例如，為了更容易 理解、說明本發明，詳細地說明了上述實施例，但并不一定限于包括說明的所有結構。對于 實施例的結構的一部分，能夠增加其他結構、刪除、置換。
權利要求
1.一種液晶顯示裝置，包括TFT基板，其包括包含多個像素的顯示區域、和用于在上述顯示區域顯示圖像的IC驅動器；對置基板，其與上述TFT基板對置配置；以及液晶層，其被上述TFT基板與上述對置基板夾持，該液晶顯示裝置的特征在于，上述像素包含包括源電極和漏電極、以及柵電極的TFT;以及包括公共電極、像素電極的像素部，上述公共電極設在形成于上述像素電極、上述源電極和漏電極之上的無機鈍化膜上，上述像素電極與上述源電極和漏電極中的任一電極直接連接，且具有在上下方向上與鄰接像素的TFT的柵電極重疊的重疊部，從而構成保持電容。
2.根據權利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于，上述公共電極為梳齒狀，上述柵電極設置成延伸到域部，該域部是在梳齒狀的上述公共電極的上述梳齒的根部處上述液晶層的液晶排列雜亂而漏光的部分。
3.根據權利要求2所述的液晶顯示裝置，其特征在于，上述柵電極在與上述像素電極重疊的重疊部處平面形狀具有凹凸形狀，上述凹凸形狀的凸部與上述域部的位置相對應。
4.根據權利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于，上述像素電極形成在上述源電極和漏電極中的任一電極的下部。
5.根據權利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于，上述像素電極形成在上述源電極和漏電極中的任一電極的上部。
6.根據權利要求2所述的液晶顯示裝置，其特征在于，上述對置基板的與上述域部對置的部分具有透光性。
全文摘要
本發明提供一種液晶顯示裝置，其能夠保護有效顯示區域周圍的布線和電路，且能夠抑制跳變電壓的影響。在包含多個像素的液晶顯示裝置中，像素包含包括源電極和漏電極(105)、以及柵電極(101)的TFT；和包括公共電極(108)、像素電極(106、120)的像素部，公共電極(108)設在形成于像素電極(106、120)、源電極和漏電極(105)之上的無機鈍化膜(107)上，柵電極(101)與鄰接像素的像素電極(120)重疊構成保持電容。
文檔編號G02F1/1362GK102998864SQ20121033765
公開日2013年3月27日 申請日期2012年9月6日 優先權日2011年9月7日
發明者長三幸弘 申請人:株式會社日本顯示器東