JP2007114729A - 液晶表示装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】走査線及び信号線の周辺部分からの光漏れを防止するとともにクロストーク等の
表示不良を抑えることができ、加えて効率的な電力消費を行うことができる液晶表示装置
を提供すること。
【解決手段】マトリクス状に配置された信号線３３及び走査線３２と、信号線３３及び走
査線３２の交差部近傍に設けられたＴＦＴ３４と、信号線３３及び走査線３２により区画
されるそれぞれの画素領域ごとに設けられる画素電極４０と、を備えるアレイ基板１１と
、カラーフィルタ２２Ｒ〜２２Ｂ及び共通電極２３が形成されたカラーフィルタ基板１２
と、両基板間に配置された液晶層１３とを有する液晶表示装置１０において、画素電極４
０は信号線３３及び走査線３２の少なくとも一方と平面視で重ならない位置に設けられて
おり、隣接する画素電極４０間の下部には、樹脂ブラックマトリクス４５が画素電極４０
と平面視で重なるように配置されている。
【選択図】図３

Description

本発明は液晶表示装置に係り、特に走査線及び信号線と画素電極間及び走査線及び信号
線と共通電極間に生じる静電容量を削減して、表示不良の防止や消費電力の低減を実現し
た液晶表示装置に関する。
近年、情報通信機器のみならず一般の電子機器においても液晶表示装置の適用が急速に
普及している。この液晶表示装置は自ら発光することがないので、基板の裏面側にバック
ライトを設けた透過型の液晶表示装置が多く用いられている。
以下には、従来から用いられている一般的な透過型液晶表示装置について図５及び図６
を参照して説明する。図５は従来の液晶表示装置の１画素部分を拡大して示すとともにカ
ラーフィルタ基板を透視して示す概略平面図、図６は図５のＥ−Ｅ線で切断した断面図で
ある。
図５及び図６に記載の従来の液晶表示装置１０Ａは、アレイ基板１１と、カラーフィル
タ基板１２と、この両基板間に設けられた液晶層１３とからなり、このうちアレイ基板１
１は、ガラス等からなる透明基板３１と、導電物質からなりこの透明基板３１表面に格子
状に配設された複数本の走査線３２及び信号線３３と、この走査線３２及び信号線３３の
交差部近傍に設けられたスイッチング素子となる薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴという
。）３４と、導電物質からなり走査線３２間に走査線３２とほぼ平行に複数本設けられた
補助容量電極３６と、走査線３２と補助容量電極３６とを覆う無機絶縁膜からなるゲート
絶縁膜３７と、信号線３３とＴＦＴ３４とを覆う無機絶縁膜からなる保護絶縁膜３８と、
保護絶縁膜３８上に設けられた有機絶縁膜からなる層間膜３９と、層間膜３９上に設けら
れ走査線３２及び信号線３３によって囲まれた１画素に相当する領域を覆うように設けら
れたＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等からなる画素電極４０と、からなる。
ＴＦＴ３４は、信号線３３から分岐されたソース電極Ｓと、走査線３３から分岐された
ゲート電極Ｇと、画素電極４０に接続されるドレイン電極Ｄと、ポリシリコン（ｐ−Ｓｉ
）又はアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）等からなるシリコン層３５と、からなる。また
、画素電極４０は補助容量電極３６上に位置する層間膜３９に設けられたコンタクトホー
ル４１を介してドレイン電極Ｄに接続されている。
また、カラーフィルタ基板１２は、ガラス等からなる透明基板２１と、この透明基板２
１表面に格子状に形成された金属クロム等からなるブラックマトリクス（図示省略）と、
このブラックマトリクスによって区画された領域にそれぞれ設けられる赤（Ｒ）、緑（Ｇ
）、青（Ｂ）等からなるカラーフィルタ２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂと、このカラーフィルタ
２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂ上に設けられたＩＴＯ等からなる共通電極２３と、からなる。そ
して、両基板１１、１２表面を対向させてその外周縁同士をシール材（図示省略）により
貼り合わせて、その内部にスペーサ１４を配設させるとともに液晶を封入して液晶層を形
成することにより液晶表示装置１０Ａが製造される。
これは例えば特許文献１に記載されているものであり、液晶表示装置の開口率を高くす
るための技術である。このように従来から知られている開口率を向上させるため、画素電
極の領域を拡大化するための技術として、ＦＳＰ（Field Shield Pixel）などと呼ばれて
いるものが知られており、ＴＦＴ上を有機絶縁膜で覆い、表面全体を平坦化した後画素電
極を形成するものである。
特開２００１−１８８２５６号公報
図７は図５のＦ−Ｆ線で切断した断面図である。図７に示すように、従来の液晶表示装
置１０Ａにおいては、１画素に相当する領域を覆う画素電極４０の側端部が、平面視で走
査線３２及び信号線３３と重なるように形成されている。これは、この継ぎ目部分からの
光漏れ、すなわち液晶表示装置１０Ａのバックライトからの光が画素電極端部で電圧が印
加されることによって液晶の配向が乱れた部分の液晶層を通過することで生じる光漏れを
防止する目的で、走査線３２及び信号線３３と画素電極４０とを重ねているものであり、
通常、走査線３２及び信号線３３は同一幅であって、その幅Ｌ１は約８μｍであり、画素
電極４０との重なり幅Ｌ２はそれぞれ約２μｍである。
ところで、走査線及び信号線上に画素電極が形成されると、走査線３２及び信号線３３
と画素電極４０との間に、図７に示したように、所定の静電容量Ｃsd（、Ｃgd）が存在す
ることになる。この静電容量Ｃsd（、Ｃgd）が所定値以上になると、液晶表示装置１０Ａ
の駆動時に表示画面にクロストークが発生する。クロストークは、特に白表示の背景画面
に黒表示がされた場合、この黒表示の周辺に発生する。このクロストーク発生のメカニズ
ムは、以下に示すような理由によるものと考えられる。すなわち、図８は、例えば図５〜
図７に示された液晶表示装置１０Ａにおいて、クロストークが発生した画面を示している
。図８に示すような白背景に黒の画面が表示された場合に、白背景領域内をポイントＸ、
黒画面の上下、すなわち信号線側における領域内をポイントＹとすると、各ポイントＸ、
Ｙにおける電圧波形は図９に示すようになっている。
この図９に示すように、ＴＦＴのゲート電極に信号が加えられると、ＴＦＴが駆動され
て画素電極に書き込みが開始される。なお、このときの画素電極の電位は、補助電極容量
により所定期間維持される（図９（ａ）参照。）。そして、この書き込み期間に画素電極
に書き込まれる白表示用の電位は、対向電極電位Ｖcomの振幅に合わせて保持期間中は上
下している（図９（ｂ）参照。）。この状態において、ポイントＸ、Ｙにおける信号線及
び画素電極に印加される電圧波形を観察すると、ポイントＸ部分の信号線には、次の書き
込み期間が来るまで常に白表示の電圧が印加され、このポイントＸ部分の画素電極の電位
は、次の書き込み期間が来るまで同じ振幅で上下している（図９（ｃ）、図９（ｄ）参照
。）。
一方、ポイントＹ部分の信号線に途中で黒表示用の電圧が印加されると、ポイントＹ部
分の画素電極の電位は、信号線に黒表示用電圧が印加されている間、振幅が変化すること
になる（図９（ｅ）参照。）。この結果、液晶にかかる電圧の実効値がポイントＸとＹで
異なり、差分ΔＶが発生し、この差分が輝度の差として表れてクロストーク発生の原因と
なる（図９（ｆ）参照。）。
すなわち、従来技術に示すような液晶表示装置１０Ａにおいては、走査線３２と画素電
極４０との間に生じる静電容量Ｃgd、及び信号線３３と画素電極４０との間に生じる静電
容量Ｃsdによってクロストークが発生してしまうという問題点がある。この問題を解決す
るためには、補助容量電極３６とＴＦＴ３４のドレイン電極Ｄとの重なり部分で構成され
るコンデンサの容量、つまりアクティブマトリクス動作のための信号保持容量である補助
容量を増大させればこの静電容量Ｃgd、Ｃsdを無視することができるが、この補助容量を
大きくするためには補助容量電極３６の面積を大きくする必要があり、この補助容量電極
３６が遮光性の導電物質からなることから画素ごとの開口率が低下するという更なる問題
が生じてしまう。
さらに、従来技術の液晶表示装置１０Ａにおいては、図７に示したように、アレイ基板
１１とカラーフィルタ基板１２とを重ね合わせた際にアレイ基板１１の信号線３３とカラ
ーフィルタ基板１２の共通電極２３との間にも静電容量Ｃscが形成される。これは走査線
３２と共通電極２３との間にも同様に形成され、この静電容量をＣgcとすると、液晶表示
装置１０Ａの１画素の等価回路は図１０に示すようなものとなる。
図１０に示したように、静電容量Ｃsc及びＣgcは対極電極電位Ｖcomに悪影響を及ぼし
、詳しくはこの静電容量Ｃsc及びＣgcによって電力が消費されるために、液晶表示装置１
０Ａの消費電力が増大するという問題点も存在する。
また、液晶表示装置に用いられるＴＦＴは、光が照射されると微弱な電流が流れるとい
う性質を有しており、この微弱な電流が発生すると、ＴＦＴのＯＮ／ＯＦＦ制御に支障を
きたしてフリッカが生じることから、従来の液晶表示装置においては、ＴＦＴへの光リー
クを防止する目的でカラーフィルタ基板上に外光がＴＦＴに照射されるのを防ぐためのブ
ラックマトリクスが平面視でＴＦＴに重なるように配置されている。これによれば、外光
のＴＦＴへの照射についてはある程度抑えることが可能であるが、カラーフィルタ基板上
にブラックマトリクスが設けられているためにＴＦＴとの間に比較的広い隙間が形成され
るため、斜め方向からの外光を防ぐことはできず、さらには金属クロム等からなるブラッ
クマトリクスにバックライトからの光が照射されることでその一部が反射してＴＦＴに照
射され、これによりＴＦＴへの光リークが生じるという問題点が存在する。
本発明者らは上記問題点に鑑み、走査線及び信号線の周辺部分からの光漏れ及びフリッ
カを防止するとともに、信号線及び走査線と画素電極との間に生じる静電容量を良好に抑
えることができる液晶表示装置を種々検討した結果、信号線及び走査線上にこの信号線及
び走査線よりも幅広な樹脂ブラックマトリクスを形成することにより、画素電極を走査線
及び信号線に重ねなくとも光漏れを生じることがなく、しかも走査線及び信号線により各
画素間の遮光を行う必要がないので走査線及び信号線を幅狭とすることができるので、走
査線及び信号線と共通電極との間に生じる静電容量の容量を抑えることができることを見
出し、本発明に至ったものである。
すなわち、本発明の目的は、走査線及び信号線の周辺部分からの光漏れを防止するとと
もにクロストーク等の表示不良を抑えることができ、加えて効率的な電力消費を実現した
液晶表示装置を提供することである。
上記課題を解決するために、本願の請求項１に記載の液晶表示装置の発明は、マトリク
ス状に配置された信号線及び走査線と、前記信号線及び走査線の交差部近傍に設けられた
薄膜トランジスタと、前記信号線及び走査線により区画されるそれぞれの画素領域ごとに
設けられる画素電極と、を備える第１基板と、カラーフィルタ及び共通電極が形成された
第２基板と、前記両基板間に配置された液晶層とを有する液晶表示装置において、前記画
素電極は前記信号線及び走査線の少なくとも一方と平面視で重ならない位置に設けられて
おり、隣接する前記画素電極間の下部には、樹脂ブラックマトリクスが前記画素電極と平
面視で重なるように配置されていることを特徴とする。
また、本願の請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の液晶表示装置において、前記
信号線及び走査線の少なくとも一方の幅は３〜５μｍであり、前記樹脂ブラックマトリク
スの幅は６〜１０μｍであることを特徴とする
また、本願の請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の液晶表示装置において、前記
樹脂ブラックマトリクスは前記信号線及び走査線の上部で前記画素電極間の下部に設けら
れた層間膜に埋め込み配置されていることを特徴とする。
また、本願の請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の液晶表示装置において、前記
樹脂ブラックマトリクスは、前記薄膜トランジスタの上部にも設けられていることを特徴
とする。
また、本願の請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の液晶表示装置において、前記
画素電極の下部には層間膜が設けられており、前記画素電極と前記層間膜との間の少なく
とも一部には反射膜が設けられていることを特徴とする。
また、本願の請求項６に記載の発明は、マトリクス状に配置された信号線及び走査線と
、前記信号線及び走査線の交差部近傍に設けられた薄膜トランジスタと、前記信号線及び
走査線により区画されるそれぞれの画素領域ごとに設けられる画素電極と、を備える第１
基板と、カラーフィルタ及び共通電極が形成された第２基板と、前記両基板間に配置され
た液晶層とを有する液晶表示装置において、前記画素電極は前記信号線及び走査線の少な
くとも一方と平面視で重ならない位置に設けられており、隣接する前記画素電極間の下部
には、絶縁性の遮光性部材が前記画素電極と平面視で重なるように配置されていることを
特徴とする。
また、本願の請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の液晶表示装置において、前記
遮光性部材は、前記薄膜トランジスタの上部にも設けられていることを特徴とする。
また、本願の請求項８に記載の発明は、請求項６に記載の液晶表示装置において、前記
カラーフィルタ基板には、前記画素領域に対応してブラックマトリクスが形成されている
ことを特徴とする。
また、本願の請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の液晶表示装置において、前記
絶縁性の遮光性部材と前記カラーフィルタ基板側のブラックマトリクスとは異なる材料か
らなることを特徴とする。
また、本願の請求項１０に記載の発明は、マトリクス状に配置された信号線及び走査線
と、前記信号線及び走査線の交差部近傍に設けられた薄膜トランジスタと、前記薄膜トラ
ンジスタを覆う層間膜と、前記層間膜上であって前記信号線及び走査線により区画される
それぞれの画素領域ごとに設けられる画素電極と、を備える第１基板と、カラーフィルタ
及び共通電極が形成された第２基板と、前記両基板間に配置された液晶層と、を有する液
晶表示装置において、前記画素電極は前記信号線及び走査線の少なくとも一方と平面視で
重ならない位置に設けられており、前記画素電極間の下部では、前記信号線又は走査線の
エッジから前記画素電極のエッジに亘り、絶縁性の遮光性部材が設けられていることを特
徴とする液晶表示装置である。
また、本願の請求項１１に記載の発明は、請求項１０に記載の液晶表示装置において、
前記遮光性部材は、前記薄膜トランジスタの上部にも設けられていることを特徴とする。
また、本願の請求項１２に記載の発明は、請求項１０に記載の液晶表示装置において、
前記カラーフィルタ基板には、前記画素領域に対応してブラックマトリクスが形成されて
いることを特徴とする。
また、本願の請求項１３に記載の発明は、請求項１２に記載の液晶表示装置において、
前記絶縁性の遮光性部材と前記カラーフィルタ基板側のブラックマトリクスとは異なる材
料からなることを特徴とする。
本発明は上記構成を備えることにより、以下に示すような優れた効果を奏する。すなわ
ち、請求項１、請求項６、請求項１０の発明によれば、画素電極は信号線及び走査線と重
ならない位置に設けられているが、隣接する画素電極間の下部にこの画素電極に重なるよ
うに樹脂ブラックマトリクス、絶縁性の遮光部材が形成されることにより、画素電極間で
光漏れが生じることがない。つまり、従来の液晶表示装置においては信号線等の周辺部分
で光漏れが生じないようにするために信号線と画素電極とを重ねることで画素電極端部に
生じる配向の乱れた液晶に光が照射されないようにしていたが、本発明では信号線及び走
査線に代わって樹脂ブラックマトリクス、絶縁性の遮光部材により遮光が良好に行われる
ために画素電極を信号線及び走査線に平面視で重なるように形成する必要がない。これに
よれば、特に画素電極と信号線との間に生じる静電容量Ｃsd、すなわちクロストークの発
生要因となる静電容量を良好に抑えることができるので、信号保持容量である補助容量を
構成する補助容量電極の面積を大きくしなくてもクロストーク等の表示不良を抑えること
ができる。また、この静電容量を抑えることができるためにこの静電容量で消費する電力
も抑えられるので消費電力を削減した液晶表示装置を提供できる。なお、この静電容量Ｃ
sdとしては、信号線には各種信号が印加されているために、信号線と画素電極との間に生
じる容量が走査線と画素電極の間に生じる容量よりも大きくなる傾向にあるため、樹脂ブ
ラックマトリクスは少なくとも信号線上に設けられるとよい。これは走査線はＴＦＴにＯ
Ｎ／ＯＦＦ信号を供給するのみであるためにその容量がそれほど大きくならないためであ
る。しかしながら、走査線上にも樹脂ブラックマトリクスを設ければここでも表示不良を
起こすことがなく、また走査線と画素電極及び走査線と共通電極間の静電容量をも削減で
きるので、より消費電力の少ない液晶表示装置を実現することができる。
また、請求項２の発明によれば、従来は遮光性を確保するために約８μｍ程度必要であ
った信号線及び走査線が遮光性を確保する必要がなくなったことで、これより細い３〜５
μｍ、好ましくは４μｍとすることができる。これにより、幅の狭くなった信号線及び走
査線と共通電極との間に生じる静電容量も必然的に小さくなり、より高効率な電力消費の
液晶表示装置を実現することができる。また、このとき信号線及び走査線に代わって画素
電極間の遮光性を維持する樹脂ブラックマトリクスの幅は６〜１０μｍ、好ましくは従来
の信号線及び走査線と等しい８μｍとすることで、遮光性が従来に比べて低下する恐れも
ない。
また、請求項３の発明によれば、樹脂ブラックマトリクスが層間膜内に埋め込み配置さ
れることで層間膜の肉厚を従来のものと同一とすることができるので、液晶表示装置自体
が厚くなる恐れがなく、また樹脂ブラックマトリクスは有機又は無機絶縁膜に周囲を囲ま
れた状態で配置されているので、各配線からの電荷の悪影響を受けることがない。
また、請求項４、請求項７、請求項１１の発明によれば、画素電極間に設けられた樹脂
ブラックマトリクス、遮光性部材によって、配線上の光漏れ等は抑えられているが、さら
にＴＦＴ上にもこの樹脂ブラックマトリクス、遮光性部材を設ければ、ＴＦＴへの光リー
クを確実に阻止することができるようになる。すなわち、従来のようにカラーフィルタ基
板上にブラックマトリクスを設けた場合に比べてブラックマトリクスとＴＦＴとの距離が
極めて狭く、よって斜め方向からの外光の侵入及びバックライトからの光が樹脂ブラック
マトリクスに反射してＴＦＴに照射されるということがほとんどなくなり、フリッカの発
生を良好に抑えることができるようになる。なお、ＴＦＴ上に設けられる樹脂ブラックマ
トリクス、遮光性部材は、前述の樹脂ブラックマトリクス、遮光性部材と同一材料のもの
を使用でき、よって、画素電極間に設けられた樹脂ブラックマトリクス、遮光性部材と同
一工程で形成されるようにすれば、製造工程を増加させることがなくより好ましい。
また、請求項５の発明によれば、透過型の液晶表示装置に限らず、例えば１画素領域中
の補助容量電極やＴＦＴ等が設けられた遮光部上に反射膜を形成すれば、半透過型の液晶
表示装置となり、画素領域全体に反射膜を形成すれば反射型の液晶表示装置となるが、い
ずれも上述の構成を備えることで、表示不良を抑えた高効率な電力消費の液晶表示装置を
提供することができる。
以下、図面を参照して本発明の最良の実施形態を説明する。但し、以下に示す実施形態
は、本発明の技術思想を具体化するための液晶表示装置を例示するものであって、本発明
をこの液晶表示装置に特定することを意図するものではなく、特許請求の範囲に含まれる
その他の実施形態のものも等しく適応し得るものである。
図１は本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の１画素部分を拡大して示すとともにカ
ラーフィルタ基板を透視して示す概略平面図、図２は図１のＡ−Ａ線で切断した断面図、
図３は図１のＢ−Ｂ線で切断した断面図、図４は図１のＣ−Ｃ線で切断した断面図である
。なお、以下に示す液晶表示装置１０において従来の液晶表示装置１０Ａと同様の構成を
示す部分については同一符号を付して説明する。
本発明の液晶表示装置１０は、図１及び図２に示すように、アレイ基板１１と、カラー
フィルタ基板１２と、この両基板間に設けられた液晶層１３とからなり、このうちアレイ
基板１１は、ガラス等からなる透明基板３１と、導電物質からなりこの透明基板３１表面
に格子状に配設された複数本の走査線３２及び信号線３３と、この走査線３２及び信号線
３３の交差部近傍に設けられたスイッチング素子となるＴＦＴ３４と、導電物質からなり
走査線３２間に走査線３２とほぼ平行に複数本設けられた補助容量電極３６と、走査線３
２と補助容量電極３６とを覆う無機絶縁膜からなるゲート絶縁膜３７と、信号線３３とＴ
ＦＴ３４とを覆う無機絶縁膜からなる保護絶縁膜３８と、保護絶縁膜３８上に設けられた
有機絶縁膜からなる層間膜３９と、層間膜３９上に設けられ走査線３２及び信号線３３に
よって囲まれた１画素に相当する領域を覆うように設けられたＩＴＯ等からなる画素電極
４０と、走査線３２及び信号線３３上の層間膜３９に埋め込み配置された樹脂ブラックマ
トリクス４５、４６からなる。
ＴＦＴ３４は、信号線３３から分岐されたソース電極Ｓと、走査線３２から分岐された
ゲート電極Ｇと、画素電極４０に接続されるドレイン電極Ｄと、ポリシリコン（ｐ−Ｓｉ
）又はアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）等からなるシリコン層３５と、からなる。また
、画素電極４０は補助容量電極３６上に位置する層間膜３９に設けられたコンタクトホー
ル４１を介してドレイン電極Ｄに接続されている。
樹脂ブラックマトリクス４５、４６は、図１においてハッチングを付した部分であり、
遮光性を備える樹脂材料からなり、信号線３３上に形成される信号線側樹脂ブラックマト
リクス４５と、走査線３２上に形成される走査線側樹脂ブラックマトリクス４６と、が走
査線３２及び信号線３３に合わせて格子状に形成されたものである。なお、走査線３２及
び信号線３３の線幅は本実施例では等しいので、樹脂ブラックマトリクス４５、４６の線
幅も等しく、好ましくは６〜１０μｍ、さらに好適には８μｍとする。このとき、走査線
３２及び信号線３３の幅は３〜５μｍが好ましく、さらに好ましくは４μｍとする。
また、カラーフィルタ基板１２は、ガラス等からなる透明基板２１と、この透明基板２
１表面に格子状に形成された金属クロム等からなるブラックマトリクス（図示省略）と、
このブラックマトリクスによって区画された領域にそれぞれ設けられる赤（Ｒ）、緑（Ｇ
）、青（Ｂ）等からなるカラーフィルタ２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂと、このカラーフィルタ
２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂ上に設けられたＩＴＯ等からなる共通電極２３と、からなる。そ
して、両基板１１、１２表面を対向させてその外周縁同士をシール材（図示省略）により
貼り合わせて、その内部にスペーサ１４を配設させるとともに液晶を封入して液晶層を形
成することにより液晶表示装置１０が製造される。
次に、本発明の液晶表示装置１０のアレイ基板１１の製造工程について説明する。
先ず、透明基板３１上に所定厚のアルミニウム、モリブデン、クロムあるいはこれらの
合金からなる導電物質を成膜する。そして、周知のフォトリソグラフィー法を用いてパタ
ーニングすることによりその一部をエッチング除去し、横方向に伸びる幅４μｍの複数本
の走査線３２と、これら複数本の走査線３２間に補助容量電極３６とを形成する。なお、
隣接する補助容量電極３６は幅狭な連結配線により連結されたいわゆるCs On Common型の
補助容量電極である。
次に前記工程によって走査線３２と補助容量線３６が形成された透明基板３１上を覆う
ように所定厚のゲート絶縁膜３７が成膜される。このゲート絶縁膜３７としては窒化シリ
コンなどからなる透明な樹脂材が用いられる。そして、ゲート絶縁膜３７上に半導体層、
例えばａ−Ｓｉを成膜する。そして、走査線３２から延設されたゲート電極Ｇを覆う部分
を残してａ−Ｓｉ層をエッチング除去し、ＴＦＴ３４の一部となるシリコン層３５を形成
する。次に、上記と同様の方法を用いて走査線３２に直交する方向に延びる幅４μｍの複
数本の信号線３３と、この信号線３３から延設されシリコン層３５に接続されるソース電
極Ｓと、補助容量電極３６上を覆うとともに一端がシリコン層３５に接続されるドレイン
電極Ｄを形成する。これにより、透明基板３１の走査線３２と信号線３３との交差部近傍
にはスイッチング素子となるＴＦＴ３４が形成される。さらにまた、各種配線を覆うよう
に透明基板３１上に表面の安定化のための無機絶縁材料からなる保護絶縁膜３８をＣＶＤ
法によって厚さ０．１〜０．５μｍ程度に成膜する。
次に、走査線３２及び信号線３３の上部に、これらの走査線３２及び信号線３３を覆う
ように樹脂ブラックマトリクス４５、４６を形成する。この樹脂ブラックマトリクス４５
、４６はその幅が８μｍであって、平面視でこの樹脂ブラックマトリクス４５、４６の下
部に位置する走査線３２及び信号線３３が見えないように形成されている（図３、図４参
照）。
続いて、アレイ基板１１の表面を平坦化するための有機絶縁材料からなる層間膜３９が
基板全面にスピンコート法によって成膜される。この層間膜３９の膜厚は厚い位置では大
体２．０〜３．０μｍの厚みになっている。
なお、この層間膜３９は成膜された段階で樹脂ブラックマトリクス４５、４６をその内部
に埋め込むように成膜されている。また、この層間膜３９の補助容量電極３６上に位置す
る部分には後述する画素電極４０とドレイン電極Ｄとを電気的に接続するためのコンタク
トホール４１が設けられているが、この穴の位置は補助容量電極３６上に限らない。ただ
し、コンタクトホール４１が形成された部分は液晶表示装置１０としてカラーフィルタ基
板１２と貼り合わせた際にその基板間距離が他の部分と異なるため、表示品質のバラつき
が生じる恐れがあるので、好ましくは遮光性材料である補助容量電極３６上に設けるもの
とする。そして、走査線３２及び信号線３３によって囲まれた１画素領域ごとに例えばＩ
ＴＯからなる画素電極４０を形成する。このとき画素電極４０の外周縁は、近接する走査
線３２あるいは信号線３３と平面視で重ならない位置に設けられるとともに、この外周縁
は樹脂ブラックマトリクス４５、４６上に位置するように形成されている。以上の工程に
よりアレイ基板１１が製造される。
上述したとおり、本発明の液晶表示装置１０によれば、画素電極４０の外周縁が走査線
３２及び信号線３３に平面視で重なることなく、かつ樹脂ブラックマトリクス４５、４６
には重なるように形成されていることにより、樹脂ブラックマトリクス４５、４６により
良好な遮光性が確保されているとともに、走査線３２及び信号線３３と画素電極４０との
間にできる静電容量コンデンサの容量を小さくすることができる。
加えて、遮光性を考慮しないで走査線３２及び信号線３３を形成できるので、その線幅
を小さく、例えば従来の約８μｍから４μｍとすることができる。そのため、この走査線
３２及び信号線３３と共通電極２３とを電極とする静電容量コンデンサＣsc、Ｃgc（図１
０参照）の容量をも削減できるので、この静電容量に電力を消費することがなく効率のよ
い消費電力で動作する液晶表示装置１０となる。
また、上記実施例においては樹脂ブラックマトリクスを隣接する画素電極間、すなわち
信号線及び走査線上にのみ設けたが、この樹脂ブラックマトリクスをＴＦＴ上にも設けれ
ば、ＴＦＴへの光リークによるフリッカの発生を良好に抑えることができるので好ましい
。また、このようにＴＦＴ上にも樹脂ブラックマトリクスを形成したい場合には、信号線
及び走査線上に樹脂ブラックマトリクスを形成する工程と同時に設けるようにする。なお
この点については実施例２で詳細に説明する。
図１１は本発明の他の実施形態に係る液晶表示装置の１画素部分を拡大して示すととも
にカラーフィルタ基板を透視して示す概略平面図、図１２（Ａ）は本発明の他の実施形態
に係る液晶表示装置の断面図を示している。なお、実施例１と同じものについては同じ符
号を付している。そしてこの断面図は信号線３３の位置とＴＦＴ３４の位置の断面であり
、Ａ´―Ａ´´線で切断した断面図を示している。また図１２（Ｂ）には実施例２と比較
のするために図１２（Ａ）と同様の位置における従来の断面図を示している。
実施例２も実施例１と同様に、平面視の際、信号線３３と画素電極４０とが重ならない
ように配置してあり、画素電極４０の下部において信号線３３のエッジから画素電極４０
のエッジに亘って絶縁性の遮光部材４８が設けられている。なお実施例１の説明では図示
していなかったカラーフィルタ基板１１側のブラックマトリクス５０について、実施例２
では走査線３２、信号線３３と平面視の際に重なるようして形成されているブラックマト
リクス５０を図示している。
絶縁性の遮光部材４８は、実施例１の樹脂ブラックマトリクス４５と同様のものでもよ
いし、遮光性があるものであれば絶縁体の酸化物のようなものでも構わないが、製造面、
加工面等を考慮すると樹脂製のものが好ましい。
絶縁性の遮光部材４８は、具体的には一般的な樹脂材料に、カーボン粒子をアクリルで
包んだものを混ぜている。絶縁性であるためより高抵抗であることが望ましく、具体的に
は１０１３Ω・ｃｍ以上が望ましい。また誘電率は低いことが望ましく、誘電率εは１４
Ｆ／ｍ以下、より望ましくは１０Ｆ／ｍ以下となるものが不要な容量を低減する意味で望
ましい。
なお、この遮光部材４８とカラーフィルタ基板１１側のブラックマトリクス５０とは、
遮光性を要求されるものであるが異なる材料からなる。そして遮光部材４８はできるだけ
高い遮光性を有している方が好ましいが、カラーフィルタ基板１２側のブラックマトリク
ス５０と同等の遮光性が必ずしも必要というわけではない。通常カラーフィルタ基板１２
側のブラックマトリクス５０は、基板全面にベタで形成される共通電極２３よりも透明基
板２１側に設けられているので、主に遮光性だけを考慮すればよい。したがって一般的に
ブラックマトリクス５０は、金属クロム等をスパッタリング法により成膜することで形成
されている。そして５００Å程度と非常に薄いにも関わらず、遮光性は非常に高く、これ
により隣り合う色による混色を防止等している。一方遮光部材４８は、信号線３３と画素
電極４０との間に位置しており、上述のように遮光性だけでなく、高抵抗で誘電率が低い
ことが望まれる。したがってブラックマトリクス５０より材料の特性が重要となっており
、ブラックマトリクス５０より遮光性が劣るものでもよい。
この遮光部材４８は、実施例１と同様にスピンコート法により成膜したものを所定の形
状にパターニングしている。具体的には参考に示した図１２（Ｂ）の従来のパネルにおい
て、信号線と画素電極とが重なっていた部分だけでなく、信号線３３の上部も含めて、遮
光部材４８を設けている。したがって従来遮光するために重なっていた信号線と画素電極
との部分において、必ず発生していた容量を大幅に低減することが可能となり、また従来
信号線と画素電極とが重なることで防止していた画素電極のエッジ近傍での光漏れも遮光
部材４８により防止することができる。
この遮光部材４８は樹脂からなるため厚く形成することが容易なので、大体１．０〜１
．５μｍくらいの厚さにすることにより、斜め方向から入射してくるバックライトからの
光も効果的に遮光することができる。そして厚く形成した遮光部材４８を覆うとともにア
レイ基板１２側の表面を平坦にするように大体２．０〜３．０μｍくらいの厚さに成膜さ
れた層間膜３９の上に、画素電極４０を形成することが可能となるので開口率向上を図る
ことができる。特に遮光部材４８をアレイ基板１２側に厚く形成することで、斜め方向か
らのバックライトの光をアレイ基板１２側で効果的に遮光できるので、アレイ基板１２側
でのバックライトからの光漏れをあまり考慮する必要がない。したがって、カラーフィル
タ基板１１側のブラックマトリクス５０もアレイ基板１２側からのバックライトの光漏れ
を考慮する必要がないため、ブラックマトリクス５０を細くでき、より開口率の向上を図
ることができる。
なお、遮光部材４８の上部を更に層間膜３９で覆っているが、この部分に層間膜３９を
設けず、遮光部材４８の上に画素電極を形成してもよい。しかしながら有機絶縁膜からな
る層間膜３９は、誘電率εが４Ｆ／ｍ程度であるのに比べ、上述の通り遮光部材４８は誘
電率がこれより高くなるので、少しでも不要な容量を低減させるには遮光部材４８の上部
を層間膜３９で覆っておく構造の方がより好ましい。
また実施例２においてはＴＦＴ３４の上部にも遮光部材４９が設けられている。この遮
光部材４９は、遮光部材４８と同一材料、同一工程で設けられている。このようにＴＦＴ
上にも遮光部材４９を設けておくことで、斜め方向から入射してきた外光（図では矢印で
示している）も遮光部材４９で防止することができ、また金属クロム等からなるカラーフ
ィルタ基板１２側のブラックマトリクス５０によって反射したバックライトからの光も遮
光部材４９で防止することができる。したがってこれらの光がＴＦＴ３４に照射されるこ
とがなく、ＴＦＴへの光リークを防止することができる。また従来であれば斜めからの外
光を防止するため、ある程度カラーフィルタ基板１２側のブラックマトリクス５０を、Ｔ
ＦＴ３４を少し広く覆うように形成しておく必要があったが遮光部材４９によってその必
要がない。したがってカラーフィルタ基板１２側のブラックマトリクス５０を、ＴＦＴ３
４と同じ広さで形成してもよいし、ＴＦＴ３４の上にブラックマトリクス５０を設けなく
てもよいので、液晶表示装置１０の開口率を高めることができる。
また、遮光部材４８は信号線３３を台形状のような形で覆っているが、このような形状
に限定されるものではない。信号線３３のエッジから画素電極４０のエッジに亘り遮光部
材４８が設けられていればよく、信号線３３の一方のエッジから画素電極４０のエッジに
亘り遮光部材４８が配置されており、別途信号線３３の他方のエッジから画素電極４０の
エッジに亘り遮光部材４８が配置されている、つまり遮光部材４８が信号線３３の両側に
おいて別々に設けられているものでもよい。
なお、本発明の液晶表示装置１０を透過型ではなく半透過型とする場合には、画素領域
の開口部を除く領域に形成された層間膜３９の表面に微細な凹凸を形成するとともに、こ
の凹凸部と画素電極４０との間に光反射材料からなる反射膜を成膜すればよい。また、こ
の液晶表示装置を反射型としたい場合は、層間膜３９と画素電極４０との間の全域に反射
膜を成膜すればよい。
図１は本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の１画素部分を拡大して示すとともにカラーフィルタ基板を透視して示す概略平面図である。 図２は図１のＡ−Ａ線で切断した断面図である。 図３は図１のＢ−Ｂ線で切断した断面図である。 図４は図１のＣ−Ｃ線で切断した断面図である。 図５は従来の液晶表示装置の１画素部分を拡大して示すとともにカラーフィルタ基板を透視して示す概略平面図である。 図６は図５のＥ−Ｅ線で切断した断面図である。 図７は図５のＦ−Ｆ線で切断した断面図である。 図８はクロストークが発生した画面を示す図である。 図９はクロストークが発生しているときの液晶表示装置の各ポイントの電圧波形を示す図である。 図１０は従来の液晶表示装置の１画素分の等価回路である。 図１１は本発明の第２の実施形態に係る液晶表示装置の１画素部分を拡大して示すとともにカラーフィルタ基板を透視して示す概略平面図である。 図１２（Ａ）は図１１のＡ´―Ａ´´線の断面図を示しており、図１２（Ｂ）は従来の液晶表示装置における断面図を示している。
符号の説明
１０、１０Ａ 液晶表示装置
１１ アレイ基板
１２ カラーフィルタ基板
１３ 液晶層
１４ スペーサ
２１、３１ 透明基板
２２Ｒ〜２２Ｂ カラーフィルタ
２３ 共通電極
３２ 走査線
３３ 信号線
３４ ＴＦＴ
３５ シリコン層
３６ 補助容量電極
３７ ゲート絶縁膜
３８ 保護絶縁膜
３９ 層間膜
４０ 画素電極
４１ コンタクトホール
４５ （信号線側）樹脂ブラックマトリクス
４６ （走査線側）樹脂ブラックマトリクス
４８ 遮光部材
４９ 遮光部材
５０ ブラックマトリクス

Claims (13)

  1. マトリクス状に配置された信号線及び走査線と、前記信号線及び走査線の交差部近傍に
    設けられた薄膜トランジスタと、前記信号線及び走査線により区画されるそれぞれの画素
    領域ごとに設けられる画素電極と、を備える第１基板と、カラーフィルタ及び共通電極が
    形成された第２基板と、前記両基板間に配置された液晶層とを有する液晶表示装置におい
    て、
    前記画素電極は前記信号線及び走査線の少なくとも一方と平面視で重ならない位置に設
    けられており、隣接する前記画素電極間の下部には、樹脂ブラックマトリクスが前記画素
    電極と平面視で重なるように配置されていることを特徴とする液晶表示装置。
  2. 前記信号線及び走査線の少なくとも一方の幅は３〜５μｍであり、前記樹脂ブラックマ
    トリクスの幅は６〜１０μｍであることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
  3. 前記樹脂ブラックマトリクスは前記信号線及び走査線の上部で前記画素電極間の下部に
    設けられた層間膜に埋め込み配置されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示
    装置。
  4. 前記樹脂ブラックマトリクスは、前記薄膜トランジスタの上部にも設けられていること
    を特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
  5. 前記画素電極の下部には層間膜が設けられており、前記画素電極と前記層間膜との間の
    少なくとも一部には反射膜が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示
    装置。
  6. マトリクス状に配置された信号線及び走査線と、前記信号線及び走査線の交差部近傍に
    設けられた薄膜トランジスタと、前記信号線及び走査線により区画されるそれぞれの画素
    領域ごとに設けられる画素電極と、を備える第１基板と、
    カラーフィルタ及び共通電極が形成された第２基板と、前記両基板間に配置された液晶
    層とを有する液晶表示装置において、
    前記画素電極は前記信号線及び走査線の少なくとも一方と平面視で重ならない位置に設
    けられており、隣接する前記画素電極間の下部には、絶縁性の遮光性部材が前記画素電極
    と平面視で重なるように配置されていることを特徴とする液晶表示装置。
  7. 前記遮光性部材は、前記薄膜トランジスタの上部にも設けられていることを特徴とする
    請求項６に記載の液晶表示装置。
  8. 前記カラーフィルタ基板には、前記画素領域に対応してブラックマトリクスが形成され
    ていることを特徴とする請求項６に記載の液晶表示装置。
  9. 前記絶縁性の遮光性部材と前記カラーフィルタ基板側のブラックマトリクスとは異なる
    材料からなることを特徴とする請求項８に記載の液晶表示装置。
  10. マトリクス状に配置された信号線及び走査線と、前記信号線及び走査線の交差部近傍に
    設けられた薄膜トランジスタと、前記薄膜トランジスタを覆う層間膜と、前記層間膜上で
    あって前記信号線及び走査線により区画されるそれぞれの画素領域ごとに設けられる画素
    電極と、を備える第１基板と、
    カラーフィルタ及び共通電極が形成された第２基板と、
    前記両基板間に配置された液晶層と、を有する液晶表示装置において、
    前記画素電極は前記信号線及び走査線の少なくとも一方と平面視で重ならない位置に設
    けられており、
    前記画素電極間の下部では、前記信号線又は走査線のエッジから前記画素電極のエッジ
    に亘り、絶縁性の遮光性部材が設けられていることを特徴とする液晶表示装置。
  11. 前記遮光性部材は、前記薄膜トランジスタの上部にも設けられていることを特徴とする
    請求項１０に記載の液晶表示装置。
  12. 前記カラーフィルタ基板には、前記画素領域に対応してブラックマトリクスが形成され
    ていることを特徴とする請求項１０に記載の液晶表示装置。
  13. 前記絶縁性の遮光性部材と前記カラーフィルタ基板側のブラックマトリクスとは異なる
    材料からなることを特徴とする請求項１２に記載の液晶表示装置。
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