(57)【要約】  補助容量配線の配線枝部と絵素電極が短絡する不具合が発生しても、容易に修正できるアレイ基板を提供することである。  走査配線と信号配線との交差部近傍に設けられたスイッチング素子に接続された絵素電極と、該絵素電極の下層に配置される補助容量配線とを備えたアレイ基板であって、補助容量配線は、走査配線に略平行に延びる配線幹部と、該配線幹部から延設された配線枝部とを有すると共に、絵素電極には、補助容量配線の配線枝部を跨ぐ開口部が設けられている。
2008004354.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走査配線と信号配線との交差部近傍に設けられたスイッチング素子に接続された絵素電極と、該絵素電極の下層に配置される補助容量配線とを備えたアレイ基板であって、前記補助容量配線は、前記走査配線に略平行に延びる配線幹部と、該配線幹部から延設された配線枝部とを有すると共に、前記絵素電極には、前記補助容量配線の配線枝部を跨ぐ開口部が設けられていることを特徴とするアレイ基板。
【請求項２】
前記絵素電極の開口部が、スリット形状を有していることを特徴とする請求項１に記載のアレイ基板。
【請求項３】
前記補助容量配線の配線枝部が、前記スリット形状を有する開口部に対して、８０度乃至１００度の角度で交差するように設けられていることを特徴とする請求項２に記載のアレイ基板。
【請求項４】
前記絵素電極の開口部が、前記補助容量配線の配線枝部の長さ方向に沿って複数設けられていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のアレイ基板。
【請求項５】
前記補助容量配線の配線枝部が、前記信号配線に沿うように設けられていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のアレイ基板。
【請求項６】
請求項１から５のいずれかに記載のアレイ基板の修正方法であって、前記絵素電極と前記補助容量配線の配線枝部とが短絡している場合には、前記絵素電極の開口部を用いて前記補助容量配線の配線枝部を切断することを特徴とするアレイ基板の修正方法。
【請求項７】
請求項１から５のいずれかに記載のアレイ基板と、このアレイ基板に対向配置され、共通電極を有する基板とを有し、これら基板間に液晶が封入されてなることを特徴とする液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、補助容量配線を備えたアレイ基板及びこのアレイ基板の修正方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、コンピュータやテレビなどの家電製品の表示部として、液晶表示装置が広く用いられている。一般的に液晶表示装置は、アレイ基板とカラーフィルター基板を小さな隙間を介して互いに対向させて、それらの周辺部で貼り合わせ、隙間に液晶を封入することによって構成される。アレイ基板上には、互いに直交する走査配線と信号配線が格子状に配列され、走査配線と信号配線で区画される各絵素領域に絵素電極が配置される。絵素電極と信号配線は、走査配線によってオン・オフ制御されるスイッチング素子を介して接続されている。また、アレイ基板上には、走査配線から供給されて絵素電極に蓄えられた電荷の保持時間を確保すべく、補助容量配線が絵素電極に重ね合うように配置されている。【０００３】
絵素電極に蓄えられた電荷は、次に走査配線を介して供給される信号電圧が印加されるまでの間に液晶層やスイッチング素子を介して徐々に漏れだして減少するが、絵素電極に重ね合わせて配置された補助容量配線によって、その減少が抑えられるようになっている。一般的に、絵素電極と補助容量配線が重なる面積が大きいほど、絵素電極に蓄えられた電荷を保持する能力が増大するが、その分、各絵素領域の開口率が低下することが知られている。【０００４】
この種の液晶表示装置としては、例えば特開２００４−５３７５２号公報に記載される構成のものがある。図６に示すように、この液晶表示装置のアレイ基板５０の補助容量配線５１は、走査配線５２に対して略平行に延びる配線幹部５１ａと、その配線幹部５１ａから延設された配線枝部５１ｂが設けられている。配線枝部５１ｂは、絵素電極５３に蓄えられた電荷の保持能力を増大させるためのものである。この場合、配線幹部５１ｂは、カラーフィルター基板のブラックマトリックスによって遮光される信号配線５４に沿うように設けられているため、開口率の低下が抑えられるようになっている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このような補助容量配線５１に配線枝部５１ｂを設けることは、導電性の異物等の介在によって絵素電極５３と補助容量配線５１を短絡させてしまい、点欠陥となる不具合を増大させることになってしまっていた。このような不具合の場合、レーザー光を短絡が発生している配線枝部５１ｂに照射することで、配線枝部５１ｂを途中で切断して短絡を修正することが可能であるが、絵素電極５３と補助容量配線５１との間に介在する絶縁層の厚みが薄い場合は、絵素電極５３にもレーザー光の照射がなされてしまうという問題があった。【０００６】
そこで、絵素電極５３へのレーザー光の照射によって、短絡部分を絵素電極５３内で浮島状に切り離す修正方法もあるが、短絡部分を絵素電極５３内で絶縁状態に完全に切り離すのは難しく、一部が接続されたままになってしまうことが多いため、このような修正を困難にしていた。【０００７】
そこで、本発明が解決する課題は、上記不具合が発生しても、容易に修正できるアレイ基板、アレイ基板の修正方法及び液晶表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明に係るアレイ基板は、走査配線と信号配線との交差部近傍に設けられたスイッチング素子に接続された絵素電極と、該絵素電極の下層に配置される補助容量配線とを備えたアレイ基板であって、前記補助容量配線は、前記走査配線に略平行に延びる配線幹部と、該配線幹部から延設された配線枝部とを有すると共に、前記絵素電極には、前記補助容量配線の配線枝部を跨ぐ開口部が設けられていることを要旨とするものである。【０００９】
この場合、前記絵素電極の開口部がスリット形状を有している構成にすると良い。更に、前記補助容量配線の配線枝部が、前記スリット形状を有する開口部に対して、８０度乃至１００度の角度で交差するように設けられている構成にすると良い。また、前記絵素電極の開口部が、前記補助容量配線の配線枝部の長さ方向に沿って複数設けられている構成にすると良い。更に、前記補助容量配線の配線枝部が、前記信号配線に沿うように設けられている構成にすると良い。【００１０】
そして、このようなアレイ基板の修正方法であって、前記絵素電極と前記補助容量配線の配線枝部とが短絡している場合には、前記絵素電極の開口部を用いて前記補助容量配線の配線枝部を切断する構成にすると良い。【００１１】
また、このようなアレイ基板と、このアレイ基板に対向配置され、共通電極を有する基板とを有し、これら基板間に液晶が封入されてなる液晶表示装置として構成すると良い。
【発明の効果】
【００１２】
上記構成を有するアレイ基板によれば、補助容量配線は、走査配線に略平行に延びる配線幹部と、該配線幹部から延設された配線枝部とを有すると共に、絵素電極には、補助容量配線の配線枝部を跨ぐ開口部が設けられている構成なので、絵素電極と配線枝部が導電性の異物が介在するなどによって短絡する場合があっても、絵素電極に形成された開口部を用いて、絵素電極と短絡している配線枝部を切り離すことにより容易に短絡を修正することができる。また、開口部内で配線枝部を切断できるので、絵素電極と補助容量配線との間に介在する絶縁層の厚みが薄くても、絵素電極へ切断のためのレーザー光が照射されてしまう問題がない。【００１３】
この場合、前記絵素電極の開口部がスリット形状を有している構成にすれば、レーザー光などの光エネルギーを照射して配線枝部を切断し易く、絵素電極と配線枝部の重ね合わせの面積が開口部によって減少するのが抑えられる形状でもある。更に、前記補助容量配線の配線枝部が、前記スリット形状を有する開口部に対して、８０度乃至１００度の角度で交差するように設けられている構成にすれば、開口部と配線枝部が効率良く配置される。【００１４】
また、前記絵素電極の開口部が、前記補助容量配線の配線枝部の長さ方向に沿って複数設けられている構成にすれば、絵素電極と配線枝部との短絡位置の違いによって切断に用いる最適な開口部を選択することが可能になり、配線枝部の切り離しによる影響を少なくすることができる。更に、前記補助容量配線の配線枝部が、前記信号配線に沿うように設けられている構成にすれば、絵素の開口率の低下を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態である液晶表示装置の１絵素の概略を拡大して示す平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線における断面図である。
【図３】本発明の一実施形態であるアレイ基板の修正方法を示した図である。
【図４】図１に示した本発明の実施の形態の第１の変形例を示した図である。
【図５】図１に示した本発明の実施の形態の第２の変形例を示した図である。
【図６】従来用いられてきたアレイ基板の概略構成を示した図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に、本発明に係る液晶表示装置の実施の形態について図面を参照して説明する。尚、各図面において同一の構成については同符号を付して重複した説明は省略する。図１は本発明の一実施形態である液晶表示装置の１絵素の概略を拡大して示す平面図、図２は図１のＡ−Ａ線における断面図である。【００１７】
この液晶表示装置１には、図２に示すように、一対の相互に対向するガラス基板（アレイ基板）１０とガラス基板（カラーフィルター基板）３０の間に、液晶層４０が設けられており、下側のガラス基板１０上には、絵素電極１７が格子状に形成されている。【００１８】
先ず、ガラス基板（アレイ基板）１０について説明する。図１に示すように、絵素電極１７の周囲には、互いに直交するアルミニウム等からなる走査配線１１と信号配線１２が格子状に配列されている。走査配線１１と信号配線１２は、その交差部において、信号配線１２が上側、走査配線１１が下側となるように交差しており、交差部において走査配線１１と信号配線１１は電気的に絶縁されている。【００１９】
絵素電極１７の図中下側に配置された走査配線１１と、絵素電極１７の図中左側に配置された信号配線１２との交差部には、走査配線１１の一部であるゲート電極１１ａに接続されたスイッチング素子としてのＴＦＴ（薄膜トランジスタ）１３が形成されている。また、絵素電極１７のほぼ中央の下層には、アルミニウム等からなる補助容量配線１６が形成されている。この補助容量配線１６は、走査配線１１に対して平行な配線幹部１６ａと、この配線幹部１６ａから絵素電極１７の左右端部に沿って上下方向に延設された配線枝部１６ｂ〜１６ｅとで構成されている。これらの配線枝部１６ｂ〜１６ｅは、絵素電極１７に蓄えられた電荷の保持能力を増大させるためのものである。この場合、配線枝部１６ｂ〜１６ｅは、後述するカラーフィルター基板３０のブラックマトリックス３１によって遮光されるように設けられているため、開口率の低下が抑えられるようになっている（図２参照）。【００２０】
これら走査配線１１及び補助容量配線１６は、同じ配線層（第１配線層）に形成されている。つまり、走査配線１１及び補助容量配線１６は同一の導電膜をパターニングすることにより形成されたものである。そして、これら走査配線１１及び補助容量配線１６は、窒化シリコン等からなるゲート絶縁膜１５に覆われている（図２参照）。【００２１】
ＴＦＴ１３位置のゲート絶縁膜１５の上には、図示しないアモルファスシリコン等からなる半導体層が、ゲート電極１１ａに重畳するように形成されている。信号配線１２の一部であるソース電極１２ａ及びドレイン電極１４は、ゲート電極１１ａ上の半導体層の両側に相互に離隔して形成されている。これら信号配線１２、ソース電極１２ａ及びドレイン電極１４は、ゲート絶縁膜１５上の同じ配線層（第２の配線層）に形成されている。【００２２】
そして、信号配線１２及びＴＦＴ１３は、ゲート絶縁膜１５の上に形成された層間絶縁膜１９に覆われている。この層間絶縁膜１９は感光性アクリル樹脂（感光性有機膜）材料からなり、ＴＦＴ１３や前述した第１及び第２配線層（走査配線１１，信号配線１２等）と絵素電極１７との間に配置されて、両導電体間を絶縁するものである（図２参照）。【００２３】
層間絶縁膜１９上の各絵素領域には、絵素電極１７が形成されている。この絵素電極１７は例えばＩＴＯ（indium-tin oxide：インジウム酸化スズ）材料等の透明導電体により形成される。【００２４】
ＴＦＴ１３は、走査配線１１のゲート電極１１ａより供給される走査信号電圧によってオン／オフ制御される。また、信号配線１２のソース電極１２ａより供給される表示信号電圧は、絵素電極１７のコンタクトホール部１７ａを介して絵素電極１７に供給される。【００２５】
絵素電極１７には、上述した補助容量配線１６の配線枝部１６ｂ〜１６ｅに沿って開口部１７ｂ〜１７ｄが開口形成されている。これら開口部１７ｂ〜１７ｄは、配線枝部１６ｂ〜１６ｅをその延設方向に対して跨ぐように形成されたスリット形状を有しており、開口部１７ｂ〜１７ｄの下層に位置する配線枝部１６ｂ〜１６ｅをレーザー光等の光エネルギーの照射で切断する際に用いられる。そして、この絵素電極１７の上側には下側配向膜２１が形成されている。下側配向膜２１には、例えばポリイミド樹脂が用いられている。【００２６】
このような構成のアレイ基板１０の製造方法について説明する。まず、ガラス基板１０表面に、タングステン、チタン、アルミニウム、クロムなどからなる単層または多層の導体膜を形成する。この導体膜の形成方法には、公知の各種スパッタリング法などが適用できる。そして、形成した導体膜を、フォトリソグラフィ法などを用いて所定のパターンに形成する。これにより、所定のパターンの走査配線１１、補助容量配線１６を得る。【００２７】
次に、ゲート絶縁膜１５を形成する。このゲート絶縁膜１５は、たとえば窒化シリコンなどからなり、プラズマＣＶＤ法などを用いて形成する。ＴＦＴ１３の半導体層は、たとえばｎ＋型のアモルファスシリコンなどからなり、プラズマＣＶＤ法などを用いて形成する。ゲート絶縁膜１５の上には、先の走査配線と同様の方法で、信号配線１２、ソース電極１３ａ、ドレイン電極１４を形成する。【００２８】
次に、感光性アクリル樹脂（感光性有機膜）材料からなる層間絶縁膜１９を形成する。そして、形成した層間絶縁膜１９に、コンタクトホールを形成する。このコンタクトホールは、フォトリソグラフィ法などを用いて形成する。そして、この層間絶縁膜１９の表面に、ＩＴＯ材料からなる透明導電膜をスパッタリング法などを用いて形成する。その後、形成したＩＴＯ膜を、フォトリソグラフィ法などを用いて、所定のパターンに形成する。これにより、所定のパターンの絵素電極１７とコンタクトホール部１７ａを得る。【００２９】
次に、絵素電極１７を形成した後に、下側配向膜２１を形成する。円圧式印刷装置やインクジェット式印刷装置を用い、ポリイミドなどからなる液状の配向材を塗布する。その後、配向膜焼成装置などを用いて基板を加熱し、塗布した配向材を焼成する。これにより絵素電極１７の上に、固体の下側配向膜２１を得る。以上の工程を経て、アレイ基板１０を得る。【００３０】
次に、ガラス基板（カラーフィルター基板）３０について説明する。図２に示すように、ガラス基板３０の下にはブラックマトリクス３１が形成されている。このブラックマトリクス３１により、ガラス基板１０側の走査配線１１、信号配線１２及びＴＦＴ１３が形成された領域が遮光されるようになっている。また、ガラス基板３０の下には、各絵素に赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）のうちのいずれか１色の着色層３２が形成されている。この実施の形態では、水平方向に赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）の着色層３２が順番に繰り返し並び、垂直方向には同色の着色層３２並んでいる。【００３１】
この着色層３２の下には、各絵素共通の共通電極３３が形成されている。この共通電極３３も、ＩＴＯ材料等の透明導電体により形成されている。そして、共通電極３３の下には上側配向膜３６が形成されている。この上側配向膜３６には、例えばポリイミド樹脂が用いられている。【００３２】
このような構成のガラス基板（アレイ基板）１０とガラス基板（カラーフィルター基板）３０との間には、液晶層４０が形成されている。また、ガラス基板１０の下側及びガラス基板３０の上側にはそれぞれ偏光板（図示せず）が配置されている。【００３３】
このような構成のカラーフィルター基板３０の製造方法について説明する。まず、ガラス基板３０の表面にＢＭレジスト（黒色着色剤を含有する感光性樹脂組成物）などを塗布する。次いで、塗布したＢＭレジストを、フォトリソグラフィ法などを用いて、所定のパターンに形成する。これにより、所定のパターンのブラックマトリクス３１を得る。【００３４】
次に、赤色、緑色、青色の各色の着色感材（感光性樹脂に所定の色の顔料を分散させた溶液）からなる着色インクを塗布し、フォトリソグラフィ法などを用いて、所定のパターンに形成する。これにより、所定のパターンの着色層３２を得る。そして、着色層３２の表面に、ＩＴＯ材料からなる透明導電膜をスパッタリング法などを用いて形成し、共通電極３３を得る。【００３５】
そして、共通電極３３の表面に上側配向膜３６を形成する。円圧式印刷装置やインクジェット式印刷装置を用い、ポリイミドなどからなる液状の配向材を塗布する。その後、配向膜焼成装置などを用いて基板を加熱し、塗布した配向材を焼成する。これにより共通電極３３の上に、固体の上側配向膜３６を得る。以上の工程を経て、カラーフィルター基板３０を得る。【００３６】
次に、図１に示したアレイ基板１０において、導電性の異物等の介在によって絵素電極１７と補助容量配線１６の配線枝部１６ｂ〜１６ｅのいずれかが短絡されてしまい、点欠陥となる不具合の修正方法について図３を用いて説明する。【００３７】
図３（ａ）は補助容量配線１６の配線枝部１６ｄの先端位置において異物２５により、絵素電極１７と配線枝部１６ｄが短絡してしまっている場合の修正方法を示している。この場合、短絡箇所から配線幹部１６ａに至るまでに配されている３つの開口部１７ｂ〜１７ｄのうち短絡箇所に最も近い開口部１７ｂを用い、切断部２２において配線枝部１６ｄを切断して短絡部分を切り離すことで、絵素電極１７との短絡が修正される。【００３８】
また、図３（ｂ）は補助容量配線１６の配線枝部１６ｄの中央よりやや先端側位置において異物２５により、絵素電極１７と配線枝部１６ｄが短絡してしまっている場合の修正方法を示している。この場合、短絡箇所から配線幹部１６ａに至るまでに配されている２つの開口部１７ｃ，１７ｄのうち短絡箇所に最も近い開口部１７ｃを用い、切断部２３において配線枝部１６ｄを切断して短絡部分を切り離すことで、絵素電極１７との短絡が修正される。【００３９】
そして、図３（ｃ）は補助容量配線１６の配線枝部１６ｄの中央よりやや末端側位置において異物２５により、絵素電極１７と配線枝部１６ｄが短絡してしまっている場合の修正方法を示している。この場合、短絡箇所から配線幹部１６ａに至るまでに配されている開口部１７ｄを用い、切断部２４において配線枝部１６ｄを切断して短絡部分を切り離すことで、絵素電極１７との短絡が修正される。【００４０】
これらの切断は、アレイ基板１０の絵素電極１７側から開口部１７ｂ〜１７ｄ内にある配線枝部１６ｄの切断部２２〜２４に対して光エネルギーを照射することにより行う。照射する光エネルギーは各種レーザー光が適用できる。光エネルギーが照射されると、照射された部分にある配線枝部１６ｄを構成する導体が熱により四散することにより断線する。【００４１】
このように絵素電極１７と配線枝部１６ｄが導電性の異物２５が介在するなどによって短絡する場合があっても、絵素電極１７に形成された開口部１７ｂ〜１７ｄを用いて、絵素電極１７と短絡している配線枝部１６ｄを切り離すことにより容易に短絡を修正することができる。また、開口部１７ｂ〜１７ｄ位置で配線枝部１６ｄをレーザー光の照射によって切断できるため、絵素電極１７と補助容量配線１６との間に介在する絶縁層（この実施例では層間絶縁膜１９）の厚みが薄くても、絵素電極１７へ切断のためのレーザー光が照射されてしまう問題がない。【００４２】
この場合、絵素電極１７の開口部１７ｂ〜１７ｄは、補助容量配線１６の配線枝部１６ｂ〜１６ｅを跨ぐスリット形状を有しているので、レーザー光照射による配線枝部１６ｂ〜１６ｅの切断が行い易い。また、このスリット形状は、開口部を例えば円形状とした場合と比べると、絵素電極と配線枝部の重ね合わせの面積が開口部によって減少するのが抑えられる形状でもある。【００４３】
また、絵素電極１７の開口部１７ｂ〜１７ｄが、補助容量配線１６の配線枝部１６ｂ〜１６ｅの長さ方向に沿って複数設けられている構成（本実施例では３つ）なので、絵素電極１７と配線枝部１６ｂ〜１６ｅとの短絡位置の違いによって切断に用いる最適な開口部を選択することが可能になり、配線枝部の切り離しによる影響を少なくすることができる。【００４４】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施できることは勿論である。例えば、上記実施の形態では、補助容量配線１６の配線枝部１６ｂ〜１６ｅが信号配線１２に沿ったものを示したが、図４に示すように、配線枝部１６ｆ，１６ｇを絵素電極１７の中央位置において補助容量配線１６の配線幹部１６ａから上下に延設し、これに合わせて開口部１７ｅ〜１７ｇを設ける構成でも良い。【００４５】
また、図５に示すような構成でも良い。図示されるアレイ基板４２は、負の誘電率異方性を有する液晶分子を備えたいわゆる垂直配向モードの液晶表示装置に用いられるもので、図示される開口部１７ｈ〜１７ｋは、下層の補助容量配線１６の配線枝部１６ｈ〜１６ｋが絵素電極１７と導電性の異物等によって短絡した場合の修正用として用いられる機能を有する他に、絵素電極１７への電圧印加時に斜め電界（フリンジフィールド）を発生させて図示しない液晶分子を配向規制して視野角特性を向上させるための機能も有する。この場合、図示されるように傾斜したスリット形状の開口部１７ｈ〜１７ｋが一つの絵素電極１７内で上下対称形となるように配置されており、下層の配線枝部１６ｈ〜１６ｋは、これら開口部１７ｈ〜１７ｋによって跨がれるように設けられている。尚、修正方法については図３に示したものと同様の修正方法が、このアレイ基板４２にも適用できることは言うまでもない。
【図１】
2008004354.tif 000003
【図２】
2008004354.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
2008004354.tif 000009
2008004354.tif 000010
2008004354.tif 000011
2008004354.tif 000012