JP2008191470A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】液晶表示装置において、画素ＴＦＴのチャネル保護用遮光層と定電圧配線とのコンタクト不良を低減させ、歩留まりを向上させることを課題とする。
【解決手段】複数の遮光層ライン４のうち隣接する２本の遮光層ラインと一体であって、それら遮光層ラインと走査線駆動回路電源ライン８とをコンタクトホールを介して接続するための共通層７を設けることで、コンタクトホール１５を設置するスペースが十分に確保され、コンタクトホールの大きさや設置数などを考慮した設計が可能となるので、遮光層ライン４と走査線駆動回路電源ライン８とのコンタクト不良を低減させることができる。
【選択図】図４

Description

本発明は、アクティブマトリクス型の液晶表示装置に関する。

近年、アレイ基板上において互いに交差するように配線された複数の走査線と複数の信号線の各交差部にスイッチング素子として画素ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）がマトリクス状に配置されたアクティブマトリクス型の液晶表示装置は、発色性に優れ残像が少ないことから情報機器の表示装置として多く用いられている。プロジェクションなどの投射型液晶プロジェクタでは液晶表示装置に強力な光が照射されるため、トップゲート構造のアレイ基板では画素ＴＦＴの光リークが発生する。これに対し、画素ＴＦＴチャネルの裏側すなわち対向基板側から光を照射し、ＴＦＴの光リークを防止する方法がとられる。

一方、近年開発が進められているヘッドアップディスプレイでは映像を車のフロントガラスに投射する。この場合、強力なバックライト光が液晶表示装置に照射されると共に太陽光がフロントガラスを通じて液晶表示装置に照射される。この結果として、アレイ基板上の画素ＴＦＴはチャネルの上下方向から光にさらされ、光リークによるコントラスト比の低下などを引き起こしてしまう。そこで、最近ではヘッドアップディスプレイにおいて、画素ＴＦＴチャネルの裏側に絶縁膜を介して遮光層を形成すると共に、遮光層を定電圧配線に電気的に接続して遮光層の電位を安定させて光リークの発生を防ぐ技術が開示されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。この場合はアレイ基板上に多層配線により形成された遮光層と定電圧配線とをコンタクトホールを介して接続する。
特開平１１−１０１９９０号公報 特開２００４−２５８６７１号公報

しかしながら、従来技術では、ＥＳＤ（静電気放電）やコンタクトホールの形成不良により接触不良が発生すると、遮光層の電位が不安定となるため画素ＴＦＴに光リークが発生し歩留まりが低下するという問題がある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、液晶表示装置において、画素ＴＦＴのチャネル保護用遮光層と定電圧配線とのコンタクト不良を低減させ、歩留まりを向上させることを課題とする。

本発明に係る液晶表示装置は、互いに交差して配線された複数の走査線および複数の信号線と、複数の走査線および複数の信号線の各交差部に配置された画素ＴＦＴと、画素ＴＦＴのチャネル部分を遮光すると共に、複数の走査線に沿って配線された複数の遮光層ラインと、複数の遮光層ラインのうち少なくとも隣接する２本の遮光層ラインと一体であって、それら遮光層ラインと定電圧配線とをコンタクトホールを介して電気的に接続するための共通層と、を備えることを特徴とする。

本発明にあっては、画素ＴＦＴのチャネル部分を遮光すると共に複数の走査線に沿って配線された複数の遮光層ラインのうち、少なくとも隣接する２本の遮光層ラインと一体であって、それら遮光層ラインと定電圧配線とをコンタクトホールを介して電気的に接続するための共通層を設けることで、コンタクトホールを配置するスペースが十分に確保され、コンタクトホールの大きさや設置数などを考慮した設計が可能となるので、遮光層ラインと定電圧配線とのコンタクト不良を低減させることができる。

また、上記液晶表示装置における共通層では、複数のコンタクトホールが分散して設置されることを特徴とする。

本発明にあっては、共通層では複数のコンタクトホールを分散して設置することでコンタクトホールの形成不良の発生を低減させることができる。

また、上記液晶表示装置における定電圧配線には、例えば走査線を駆動する走査線駆動回路の電源ラインを使用する。

本発明の液晶表示装置によれば、画素ＴＦＴのチャネル保護用遮光層と定電圧配線とのコンタクト不良を低減させ、歩留まりを向上させることができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。

［実施の形態］
図１のブロック図は、一実施の形態に係る液晶表示装置のアレイ基板上の概略的な構成を示している。同図に示すように、液晶表示装置は、中央に設けられた表示領域１０１と、左辺部に配置された走査線駆動回路１０２と、下辺部に配置された信号線駆動回路１０３と、上辺部に配置された信号線終端部１０４と、右辺部に配置された走査線終端部１０５とをアレイ基板１００に備える。ここで液晶表示装置は、例えば映像を車のフロントガラスに投射するヘッドアップディスプレイであり、アレイ基板１００の裏側には図示しないバックライト装置が配置されている。

表示領域１０１は、複数の走査線１および複数の信号線２が互いに交差して配線される。 複数の走査線１および複数の信号線２の各交差部にはスイッチング素子として画素ＴＦＴ３および補助容量５が配置される。画素ＴＦＴ３のゲート端子は走査線１に接続され、ドレイン端子は信号線２に接続され、ソース端子は補助容量５および図示しない画素電極に並列に接続される。複数の走査線１に沿って、画素ＴＦＴ３のチャネル部分を遮光するための遮光層がライン状に複数配線される（以下、遮光層ライン４と称する）。

走査線駆動回路１０２は、アレイ基板１００外部から供給される電源電圧、タイミング信号に基づいて、走査線１を通じて画素ＴＦＴに制御信号を供給する。信号線駆動回路１０３は、信号線２を通じて画素ＴＦＴに映像信号を供給する。信号線終端部１０４と走査線終端部１０５には、例えば走査線１又は信号線２を終端させるための保護ダイオードが配置される。

次に、一画素の具体的な構成について図２、図３を用いて説明する。図２のレイアウト図は、表示領域１０１における一画素を示している。画素ＴＦＴ３が走査線１および信号線２の交差部に配置されている。ここで画素ＴＦＴ３の構造はリーク電流を低減させるためにダブルゲート構造とする。走査線１の裏側には斜線で示した遮光層ライン４が配線されている。これにより画素の開口率の低下を防止している。

図３は、図２のＡ−Ａ部の断面図である。同図に示すように、遮光層ライン４の上には絶縁膜１０が形成される。画素ＴＦＴのチャネル１１としてポリシリコン膜が絶縁膜１０上に形成される。絶縁膜１０および画素ＴＦＴのチャネル１１上にＴＥＯＳ膜１２が形成され、更にその上にはＭｏＷにより走査線１が配線される。ＴＥＯＳ膜１２および走査線１上には絶縁膜１３が形成され、更にその上には信号線２が配線される。ここではコンタクトホール１４が絶縁膜１３およびＴＥＯＳ膜１２を貫通し、信号線２はコンタクトホール１４を介して画素ＴＦＴのチャネル１１と電気的に接続される。このようにトップゲート構造のアレイ基板において、遮光層ライン４は、画素ＴＦＴのチャネル１１の裏側に絶縁膜１０を介して形成され、画素ＴＦＴ３のチャネル部分を遮光する。

次に、遮光層ライン４の具体的な構成について図を用いて説明する。図４のレイアウト図は、表示領域１０１と走査線駆動回路１０２の境界近傍を示している。表示領域１０１では遮光層ライン４が走査線１に沿って配線される。走査線駆動回路１０２では走査線駆動回路電源ライン８が境界側に遮光層ライン４の方向と垂直な方向に帯状に配線されている。走査線駆動回路電源ライン８は１０Ｖ系の電源ラインであり、主に走査線駆動回路１０２内部のシフトレジスタ／レベルシフタ等で使用される。

斜線で示した複数の遮光層ライン４のうち隣接する２本の遮光層ライン４と一体であって、それら遮光層ラインと走査線駆動回路電源ライン８とをコンタクトホール１４，１５を介して電気的に接続するための共通層７が設けられている。ここでは走査線駆動回路電源ライン８を一定な電圧が供給される定電圧配線として使用する。

このように共通層７を設けたことでコンタクトホール１５を配置するスペースが十分に確保されるので、コンタクトホールの大きさや設置数などを考慮した設計が可能となる。ここでは共通層７において１行目と２行目の遮光層ライン４との間の領域と、２行目と３行目の遮光層ライン４との間の領域にそれぞれ３つのコンタクトホール１５を設置している。
図５は共通層７のＢ−Ｂ部の断面を、図６は共通層７のＣ−Ｃ部の断面をそれぞれ示している。共通層７と走査線駆動回路電源ライン８とは異なる層に形成されている。具体的には、遮光層ライン４と一体かつ同一層に形成された共通層７上には、絶縁膜１０、ＴＥＯＳ膜１２、走査線１および補助容量線６などを形成するＭｏＷ層１６、絶縁膜１３、走査線駆動回路電源ライン８が順番に形成される。

このような積層構造において、コンタクトホール１５が絶縁膜１０とＴＥＯＳ膜１２を貫通し、共通層７がコンタクトホール１５を介してＭｏＷ層１６に接続される。更に、コンタクトホール１４が絶縁膜１３を貫通し、ＭｏＷ層１６がコンタクトホール１４を介して走査線駆動回路電源ライン８に接続される。このような構成とすることで、遮光層ライン４と走査線駆動回路電源ライン８とのコンタクト不良を低減させることができ、遮光層ラインの電位が安定し画素ＴＦＴの光リークの発生が抑制されるので歩留まりを向上させることができる。

したがって、本実施の形態によれば、複数の遮光層ライン４のうち隣接する２本の遮光層ラインと一体であって、それら遮光層ラインと走査線駆動回路電源ライン８とをコンタクトホールを介して接続するための共通層７を設けることで、コンタクトホール１５を設置するスペースが十分に確保され、コンタクトホールの大きさや設置数などを考慮した設計が可能となるので、遮光層ライン４と走査線駆動回路電源ライン８とのコンタクト不良を低減させることができる。よって画素ＴＦＴのチャネル保護用遮光層と定電圧配線とのコンタクト不良を低減させ、歩留まりを向上させることができる。

［比較例］
ここで本実施の形態の理解を容易にするために比較例として従来開示されている液晶表示装置について説明する。比較例の液晶表示装置の構成は、本実施の形態で説明したものと基本的な構成は同様であるので以下では異なる点を中心に説明する。

図７のレイアウト図は、比較例としての液晶表示装置の表示領域と走査線駆動回路の境界近傍の詳細を示している。ここでは遮光層ライン４は１ライン毎に走査線駆動回路電源ライン８とコンタクトホール１４，１５を介して電気的に接続している。ここでは１ライン毎にコンタクトホール１５は４個設置されている。

このような構成では例えば１行目の遮光層ライン４においてコンタクトホールの形成不良が発生した場合、画素ＴＦＴの遮光層ライン４の電位がフローティングとなってしまう。このため、１行目の走査線１に接続された画素ＴＦＴの特性が不安定なものとなってしまう場合がある。

そこで、本実施の形態では、図４のレイアウト図に示すように、複数の遮光層ライン４のうち隣接する２本の遮光層ラインと一体となった共通層７を設けることで、コンタクトホール１５を設置するスペースが十分に確保される。ここでは比較例と比べてコンタクトホール１５の径をより大きくするとともに６個設置している。遮光層ライン４と走査線駆動回路電源ライン８とのコンタクト不良を低減させることができる。

更に、共通層７において１行目と２行目の遮光層ライン４との間の領域に３個、２行目と３行目の遮光層ライン４との間の領域に３個というように複数のコンタクトホール１５が分散して設置されている。これにより、コンタクトホール１５の形成不良に起因する共通層７とＭｏＷ層１６との接触不良の発生を低減させることができる。

尚、本実施の形態では隣接する２本の遮光層ラインと一体となった共通層を定電圧配線に接続するような構成としたが、これに限れられるものではなく、例えば、隣接する３本の遮光層ライン乃至は全ての遮光層ラインと一体となった共通層を定電圧配線に接続するような構成としてもよい。

また、本実施の形態では共通層毎にコンタクトホール１５を６個設置する構成としたが、これに限れられるものではなく、例えば隣接する３本の遮光層ラインと一体となった共通層を定電圧配線に接続する場合にはコンタクトホール１５を９個設置することが可能となる。

また、本実施の形態では、定電圧配線には走査線駆動回路の電源ラインを使用したがこれに限られるものではなく、定電圧配線には走査線終端部において配置される保護ダイオードの電源ラインを使用してもよい。

また、本実施の形態では遮光層ラインを複数の走査線に沿って配線するような構成としたが、これに限れられるものではなく、例えば遮光層ラインを複数の信号線に沿って配線し、上記実施の形態と同様な共通層を設けて、定電圧配線として信号線駆動回路の電源ラインや信号線終端部の保護ダイオードの電源ラインを使用した場合でも本実施の形態と同様な効果を奏することができる。

一実施の形態に係る液晶表示装置のアレイ基板上の概略的な構成を示すブロック図である。 上記液晶表示装置の一画素の詳細を示すレイアウト図である。 図２のＡ−Ａ部の断面図である。 上記液晶表示装置の表示領域と走査線駆動回路の境界近傍の詳細を示すレイアウト図である。 図４の共通層のＢ−Ｂ部の断面図である。 図４の共通層のＣ−Ｃ部の断面図である。 比較例としての液晶表示装置の表示領域と駆動回路の境界近傍の詳細を示すレイアウト図である。

符号の説明

１…走査線
２…信号線
３…画素ＴＦＴ
４…遮光層
５…補助容量
６…補助容量線
７…共通層
８…走査線駆動回路電源ライン
１０…絶縁膜
１１…ポリシリコン膜
１２…ＴＥＯＳ膜
１３…絶縁膜
１４…コンタクトホール（層間）
１５…コンタクトホール（遮光層）
１６…ＭｏＷ層
１００…アレイ基板
１０１…表示領域
１０２…走査線駆動回路
１０３…信号線駆動回路
１０４…信号線終端部
１０５…走査線終端部

Claims (3)

1. 互いに交差して配線された複数の走査線および複数の信号線と、
   前記複数の走査線および複数の信号線の各交差部に配置された画素ＴＦＴと、
   前記画素ＴＦＴのチャネル部分を遮光すると共に、前記複数の走査線に沿って配線された複数の遮光層ラインと、
   前記複数の遮光層ラインのうち少なくとも隣接する２本の遮光層ラインと一体であって、それら遮光層ラインと定電圧配線とをコンタクトホールを介して電気的に接続するための共通層と、
   を備えることを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記共通層では、複数のコンタクトホールが分散して設置されることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記定電圧配線は、前記走査線を駆動する走査線駆動回路の電源ラインであることを特徴とする請求項１又は２に記載の液晶表示装置。

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