JP4722566B2

JP4722566B2 - 液晶表示パネル

Info

Publication number: JP4722566B2
Application number: JP2005158249A
Authority: JP
Inventors: 陽一広瀬
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2005-05-31
Filing date: 2005-05-31
Publication date: 2011-07-13
Anticipated expiration: 2025-05-31
Also published as: JP2006337390A

Description

本発明は、画素電極を駆動する薄膜トランジスタ上でゲート信号線とドレイン信号線とが直交する薄膜トランジスタ基板を有する液晶表示パネルに関する。

現在、液晶表示パネルにおいて、パッシブマトリクス型液晶表示パネル、及び、アクティブマトリクス型液晶表示パネルの２つの種類が存在している。この中でも、応答速度、視野角、及び、コントラストが改善されたアクティブマトリクス型液晶表示パネルが主流となっている。このアクティブマトリクス型液晶表示パネルは、画素毎に着色樹脂が形成された光透過性のカラーフィルタ基板と、画素毎に薄膜トランジスタ、もしくは、非線形素子が形成された光透過性の薄膜トランジスタ基板とが、液晶層を挟持して形成されている。

この液晶表示パネルの薄膜トランジスタ基板には、フォトリソグラフィにより、複数の薄膜トランジスタが形成されている。その複数の薄膜トランジスタにおいて、液晶表示パネルの表示ムラを抑えて液晶表示パネルの品質を向上し、液晶表示パネルの歩留まりを向上させるために、各薄膜トランジスタの特性が同一の特性になるように様々な工夫がなされている。

なお、１つの画素に対して２つの薄膜トランジスタを設けることで、薄膜トランジスタ基板の各薄膜トランジスタにおける特性をほぼ同一とする技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

また、外部からのゲート信号線に接続されたゲート電極、及び、外部からのソース信号線に接続されたソース電極が互いに直交し、各薄膜トランジスタをソース信号線に対して１行毎に左右交互に形成することで、薄膜トランジスタ基板の各薄膜トランジスタにおける特性をほぼ同一とする技術が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
特開平０５−２５１７００号公報特開平１０−０９０７１８号公報

ところで、フォトリソグラフィによった製造過程のゴミにより、局所的に薄膜トランジスタのパターンがずれてしまう。薄膜トランジスタのパターンがずれた場合、薄膜トランジスタ基板の各薄膜トランジスタにおける寄生容量等の特性が局所的に急峻に変動し、液晶表示パネルに表示ムラが発生してしまう。

本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、薄膜トランジスタ基板の各薄膜トランジスタにおける寄生容量がほぼ同一である液晶表示パネルを提供することを目的とする。

本発明では、上記課題を解決するために、図２に例示するように、画素電極を駆動する薄膜トランジスタ１０上でゲート信号線１１とドレイン信号線１３とが直交する薄膜トランジスタ基板を有する液晶表示パネルにおいて、ゲート電極１２上のドレイン電極１４は、ドレイン信号線１３に接続されている第１のドレイン電極部分１４ａと外側方向に伸びている第２のドレイン電極部分１４ｂとを有し、ゲート電極１２上の第１のドレイン電極部分１４ａとゲート電極１２上の第２のドレイン電極部分１４ｂとが、薄膜トランジスタ１０の中心から点対称であることを特徴とする液晶表示パネルが提供される。

このような液晶表示パネルによると、ゲート電極１２がずれて形成され、もしくは、ドレイン電極１４及びソース電極１５がずれて形成されても、各薄膜トランジスタ１０のゲート電極１２とドレイン電極１４とによった寄生容量は変化しないので、薄膜トランジスタ基板の各薄膜トランジスタ１０における寄生容量をほぼ同一とすることができる。

本発明では、ゲート電極上におけるドレイン信号線に接続されている第１のドレイン電極部分、及び、ゲート電極上における外側方向に伸びている第２のドレイン電極部分が、薄膜トランジスタの中心から点対称となるようにする。

このようにすると、ゲート電極がずれて形成され、もしくは、ドレイン電極及びソース電極がずれて形成されても、各薄膜トランジスタのゲート電極とドレイン電極とによった寄生容量は変化しないので、薄膜トランジスタ基板の各薄膜トランジスタにおける寄生容量をほぼ同一とすることができる。よって、液晶表示パネルの表示ムラを抑えることができる。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。
まず、本発明の実施の形態の液晶表示パネルについて説明する。図１は、液晶表示パネルを示す図である。

液晶表示パネルは、画素毎に薄膜トランジスタ（図示せず）が形成された薄膜トランジスタ基板１と、画素毎に着色樹脂が形成されたカラーフィルタ基板３とが、液晶層２を挟持して形成されている。

画素毎に薄膜トランジスタ（図示せず）を有する薄膜トランジスタ基板１は、各画素に対応するカラーフィルタ基板３の透明電極（図示せず）と薄膜トランジスタ基板１の透明電極（図示せず）とを駆動することで、各画素の明るさを調節する。

複数の液晶分子（図示せず）を有する液晶層２は、カラーフィルタ基板３の透明電極と薄膜トランジスタ基板１の透明電極との電圧差に応じ、バックライトユニット（図示せず）から照射された光をカラーフィルタ基板３に通過させるか否かを決定する。例えば、所定の電圧差以上である場合、液晶分子が応答してバックライトユニットから照射された光をカラーフィルタ基板３に通過させる。また、所定の電圧差より小さい場合、液晶分子が応答しないでバックライトユニットから照射された光をカラーフィルタ基板３に通過させない。

画素毎に着色樹脂を有するカラーフィルタ基板３は、光の３原色の組み合わせにより、様々な色の表示を可能とする。複数の画素の着色樹脂による各原色の明るさを調整することで様々な色の表示を可能とし、カラーフィルタの役割を果たす。

このような液晶表示パネルにおいて、画素毎の薄膜トランジスタにより、各画素に対応するカラーフィルタ基板３の透明電極と薄膜トランジスタ基板１の透明電極とが駆動される。各透明電極が駆動されたことによった電圧差に応じ、画素毎の液晶分子により、バックライトユニットから照射された光をカラーフィルタ基板３に通過させるか否かが決定され、各画素の明るさが調節される。これらの複数の画素の着色樹脂によった光の３原色の組み合わせにより、所定の場所の色が決定され、それらが集まって様々な画像の表示が可能とされる。

次に、薄膜トランジスタ基板１に複数個形成された薄膜トランジスタについて説明する。図２は、薄膜トランジスタを示す図である。
ゲート信号線１１に接続されたゲート電極１２は、チャネル１６に接している。このチャネル１６を、ドレイン信号線１３に接続されたドレイン電極１４と透明電極（図示せず）に接続されたソース電極１５とが挟持している。このドレイン電極１４は、ドレイン信号線１３に接続されている第１のドレイン電極部分１４ａと外側方向に伸びている第２のドレイン電極部分１４ｂとを有している。ゲート信号線１１、及び、ドレイン信号線１３は、薄膜トランジスタ１０がマトリクス状に形成されていない領域で、それぞれ、ゲートドライバ回路（図示せず）、及び、ドレインドライバ回路（図示せず）に接続されている。

薄膜トランジスタ１０は、Ａｌ、及び、Ｍｏ等を用いたフォトリソグラフィにより、透明基板である薄膜トランジスタ基板１に対し、ゲート信号線１１、ゲート電極１２、ゲート絶縁膜（図示せず）、チャネル１６、ドレイン信号線１３、ドレイン電極１４、ソース電極１５、絶縁膜（図示せず）、及び、透明電極の順に形成される。ゲート信号線１１、及び、ゲート電極１２は同時に同一の材料で形成され、ドレイン信号線１３、ドレイン電極１４、及び、ソース電極１５も同時に同一の材料で形成される。この薄膜トランジスタ１０は、マトリクス状に複数個形成される。

ここで、第１のドレイン電極部分１４ａとゲート電極１２とが重なり合い、寄生容量ＣＧＤ１を形成し、その寄生容量ＣＧＤ１は、重なり合う面積に比例している。同様に、第２のドレイン電極部分１４ｂとゲート電極１２とが重なり合い、寄生容量ＣＧＤ２を形成し、その寄生容量ＣＧＤ２は、重なり合う面積に比例している。これらの寄生容量ＣＧＤ１、及び、寄生容量ＣＧＤ２の合計の寄生容量ＣＧＤは、ゲート電極１２に対するノイズとしてのゲート信号電位の急峻な立上りと立下りとの電位変動を、ドレイン電極１４に伝達している。そのノイズの存在により、ソース電極１５に書き込まれるドレイン信号電位が電位変動し、書き込まれたソース信号電位と書き込まれるドレイン信号電位とが異なっている。

ドレイン電極１４の冗長部分である第２のドレイン電極部分１４ｂは、ドレイン電極１４の冗長性を高くし、薄膜トランジスタ１０のパターンがずれても、薄膜トランジスタ基板１の各薄膜トランジスタ１０におけるゲート電極１２とドレイン電極１４とが重なり合う面積に応じた寄生容量ＣＧＤがほぼ同一となるようにしている。具体的には、長さが５μｍの第２のドレイン電極部分１４ｂは、ゲート電極１２が約５／√２μｍずれて形成され、もしくは、ドレイン電極１４及びソース電極１５が約５／√２μｍずれて形成されても、薄膜トランジスタ基板１の各薄膜トランジスタ１０における寄生容量ＣＧＤがほぼ同一となるようにしている。つまり、第２のドレイン電極部分１４ｂは、各薄膜トランジスタ１０において、ソース電極１５に書き込まれるドレイン信号電位のゲート電極１２によった電位変動が、ほぼ同一に電位変動するようにしている。

次に、薄膜トランジスタ１０のパターンがずれた場合について説明する。図３は、パターンがずれた薄膜トランジスタを示す図である。
ここで、液晶表示パネルの製造過程において、フォトステージ上に直径数十μｍのゴミが乗り、さらに、その上に薄膜トランジスタ基板１が乗ったとする。

その薄膜トランジスタ基板１のゴミに対応する部分は、局部的にたわんで盛り上がる。このように局部的にたわんだ薄膜トランジスタ基板１に対してフォトリソグラフィを実行して複数の薄膜トランジスタ１０を形成すると、そのたわんだ部分に対応する薄膜トランジスタ１０において、図２の斜線部分と図３の斜線部分とに例示するように、ゲート電極１２が約２μｍ〜３μｍずれて形成され、もしくは、ドレイン電極１４及びソース電極１５が約２μｍ〜３μｍずれて形成される。

複数の薄膜トランジスタ１０を有する薄膜トランジスタ基板１は、各薄膜トランジスタ１０がほぼ均一にパターニングされることが望ましく、各薄膜トランジスタ１０における寄生容量ＣＧＤがほぼ同一となることが望ましい。この場合、各薄膜トランジスタ１０において、ソース電極１５に書き込まれるドレイン信号電位のゲート電極１２によった電位変動が、ほぼ同一に電位変動し、ソース信号電位のゲート電極１２によった電位変動も、ほぼ同一に電位変動する。

パターンがずれた薄膜トランジスタ１０において、薄膜トランジスタ１０のドレイン電極１４は、ドレイン信号線１３に接続されている第１のドレイン電極部分１４ａと外側方向に伸びている第２のドレイン電極部分１４ｂとを有し、それらの部分は薄膜トランジスタ１０の中心から点対称である。そのため、ゲート電極１２がずれた場合、ドレイン電極１４の冗長部分である第２のドレイン電極部分１４ｂにより、寄生容量ＣＧＤ１が減少してもその分寄生容量ＣＧＤ２が増加し、寄生容量ＣＧＤ１が増加してもその分寄生容量ＣＧＤ２が減少する。よって、薄膜トランジスタ１０において、ゲート電極１２がずれても、寄生容量ＣＧＤ１、及び、寄生容量ＣＧＤ２の合計の寄生容量ＣＧＤは変化しない。同様に、ドレイン電極１４及びソース電極１５がずれた場合、第２のドレイン電極部分１４ｂにより、寄生容量ＣＧＤ１が減少してもその分寄生容量ＣＧＤ２が増加し、寄生容量ＣＧＤ１が増加してもその分寄生容量ＣＧＤ２が減少する。よって、薄膜トランジスタ１０において、ドレイン電極１４及びソース電極１５がずれても、寄生容量ＣＧＤ１、及び、寄生容量ＣＧＤ２の合計の寄生容量ＣＧＤは変化しない。

このようにすると、ゴミによって薄膜トランジスタ基板１のたわんだ部分において、ゲート電極１２が約２μｍ〜３μｍずれて形成され、もしくは、ドレイン電極１４及びソース電極１５が約２μｍ〜３μｍずれて形成されても、各薄膜トランジスタ１０の寄生容量ＣＧＤ１、及び、寄生容量ＣＧＤ２の合計の寄生容量ＣＧＤは変化しないので、薄膜トランジスタ基板１の各薄膜トランジスタ１０における寄生容量ＣＧＤがほぼ同一となり、各薄膜トランジスタ１０のソース電極１５のソース信号電位の変動をほぼ同一とすることができる。よって、液晶表示パネルの表示ムラを抑えることができ、液晶表示パネルの品質を向上することができる。

また、ゴミによって薄膜トランジスタ基板１のたわんだ部分において、ゲート電極１２が約２μｍ〜３μｍずれて形成され、もしくは、ドレイン電極１４及びソース電極１５が約２μｍ〜３μｍずれて形成されても、各薄膜トランジスタ１０の寄生容量ＣＧＤは変化しないので、フォトリソグラフィによった製造過程のゴミが、液晶表示パネルの歩留まり低下の原因とならない。

液晶表示パネルを示す図である。薄膜トランジスタを示す図である。パターンがずれた薄膜トランジスタを示す図である。

符号の説明

１０薄膜トランジスタ
１１ゲート信号線
１２ゲート電極
１３ドレイン信号線
１４ドレイン電極
１４ａ第１のドレイン電極部分
１４ｂ第２のドレイン電極部分
１５ソース電極
１６チャネル

Claims

画素電極を駆動する薄膜トランジスタ上でゲート信号線とドレイン信号線とが直交する薄膜トランジスタ基板を有する液晶表示パネルにおいて、
ゲート電極は、前記ゲート信号線と前記ドレイン信号線との交点近傍において、前記ゲート信号線に対して直角方向で、且つ、前記ゲート信号線から互いに反対方向に突出した２つの等脚台形状突出部を有する８角形状とされており、
前記ゲート電極上のドレイン電極は、ドレイン信号線に接続されている第１のドレイン電極部分と前記ゲート電極の領域を越えてゲート電極の外側方向に伸びている第２のドレイン電極部分とを有し、
前記ゲート電極上の前記第１のドレイン電極部分と前記ゲート電極上の前記第２のドレイン電極部分とが、薄膜トランジスタの中心から点対称であって、前記ゲート電極を構成する前記２つの等脚台形状突出部の相対する脚部分をそれぞれ横断して設けられていることを特徴とする液晶表示パネル。
前記ゲート電極上の前記第１のドレイン電極部分と前記ゲート電極上の前記第２のドレイン電極部分との長さは、５μｍ以上であることを特徴とする請求項１記載の液晶表示パネル。
請求項１または請求項２に記載の液晶表示パネルを用いたことを特徴とするテレビジョン受像装置。
請求項１または請求項２に記載の液晶表示パネルを用いたことを特徴とするコンピュータ。
請求項１または請求項２に記載の液晶表示パネルを用いたことを特徴とする携帯電話装置。