JP2009047822A - 液晶表示装置及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】ブラックマトリクスの分光反射率をバックライトの発光スペクトルを考慮してａ
−Ｓｉの吸収スペクトルのピーク波長で最も低い値となるようにし、ＴＦＴの光リーク電
流を減少させた液晶表示装置を提供すること。
【解決手段】本発明の液晶表示装置は、各画素領域に半導体膜を有するＴＦＴ形成された
アレイ基板と、カラーフィルタ基板と、バックライトとを備え、前記カラーフィルタ基板
のブラックマトリクスは、金属製の遮光膜と、前記金属製の遮光膜の両面に形成された反
射防止膜とを備え、前記反射防止膜のアレイ基板側の膜厚を、前記バックライトからの光
による前記アレイ基板側の反射防止膜の分光反射のボトム波長が前記半導体膜の光リーク
電流の分光感度のピーク波長と重なる厚さとする。
【選択図】 図８

Description

本発明は、バックライトを使用する液晶表示パネルにおいて、特に従来の製造工程の大
幅な変更無しに製造でき、カラーフィルタ基板のブラックマトリクスからの反射光に起因
する半導体膜を有するＴＦＴ（薄膜トランジスタ：Thin Film Transistor）の光リーク電
流を減少させた、表示画質が良好な液晶表示装置に関する。

アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）、ポリシリコン（ｐ−Ｓｉ）等の半導体膜を活性層
（チャネル領域）に用いたＴＦＴは、この活性層に光が照射されると電子−正孔対に起因
した光電流が発生し、ＴＦＴのオフ時のリーク電流が増大する。そのため、半導体膜を使
用したＴＦＴをスイッチング素子として備える液晶表示パネルにおいては、ＴＦＴに光が
照射されると、この光照射に起因するクロストークの発生、コントラストの低下等によっ
て表示画質が低下するという問題点が存在している。

そこで、従来の液晶表示パネルでは、対向基板に遮光膜を設けることにより（下記特許
文献１の段落［０００３］参照）、或いは、ＴＦＴの上部及び下部に遮光膜を形成するこ
とにより、ＴＦＴのチャネル領域やその周辺領域を遮光することが行われている（下記特
許文献２参照）。更には、ＴＦＴをゲート電極の上側に形成されるボトムゲート型（逆ス
タガ型とも言われる）として形成し、バックライトからの光を遮光膜やゲート電極で遮光
することによって、ＴＦＴのチャネル領域に直接バックライトからの光が当たらないよう
にすることが行われている（下記特許文献１及び３参照）。このうち、ボトムゲート型の
ＴＦＴは、ＴＦＴの下側にゲート電極ないし走査線があるため、このゲート電極ないし走
査線がＴＦＴの下側遮光膜の機能を併せ持つことができるものである。

しかしながら、近年は液晶表示パネルにおいても明るい表示が求められるようになって
きていることから、バックライトとしてより高輝度（例えば１００００ｃｄないしそれ以
上）の冷陰極管ないし発光ダイオード（ＬＥＤ）等からなる光源が使用されるようになっ
てきている。このような高輝度のバックライトを使用すると、このバックライトの明るさ
に比例して迷走光や反射光等によってＴＦＴに生じる光リーク電流が大きくなる。また、
高輝度のバックライトを使用した場合には、カラーフィルタ基板側の遮光膜からの反射光
によってもＴＦＴに光リーク電流が流れることが見出されている。この現象を図１１〜図
１３を用いて説明する。

なお、図１１は従来の液晶表示パネルのカラーフィルタ基板側から見た数画素分の平面
図である。図１２は図１１のXII−XII線に沿った模式断面図である。図１３はＴＦＴに反
射光が入射する原理を説明するため図１２のXIII部分の拡大図である。

この液晶表示パネル５０は、アレイ基板ＡＲ及びカラーフィルタ基板ＣＦを備えている
。アレイ基板ＡＲのガラス基板等からなる透明基板５１上の各画素領域にａ−Ｓｉ層５２
（図１３参照）を有するＴＦＴが形成されている。なお、このａ−Ｓｉ層５２を有するＴ
ＦＴの構成は、後述する実施例におけるものと同様であるので、ここではその詳細な説明
は省略する。また、カラーフィルタ基板ＣＦの透明基板５３上には、アレイ基板ＡＲの走
査線（図示せず）、信号線５４及びＴＦＴに対応する位置に例えばクロム金属からなるブ
ラックマトリクス５５が形成され、このブラックマトリクス５５で囲まれた領域には、例
えば、Ｒ、Ｇ及びＢの３色のカラーフィルタ層５６Ｒ、５６Ｇ、５６Ｂが、それぞれスト
ライプ状に形成されている。

そして、図１１〜図１３の記載から明らかなように、ブラックマトリクス５５は、カラ
ーフィルタ基板ＣＦ側の透明基板５３の表面において、アレイ基板ＡＲの走査線、信号線
５４及びＴＦＴに対応する位置を遮光するように形成されている。また、図１２に示した
とおり、カラーフィルタ層５６Ｒ、５６Ｇ、５６ＢはＲ、Ｇ、Ｂのそれぞれについてブラ
ックマトリクス５５と一部がオーバーラップするようにストライプ状に形成されている。
この液晶表示パネル５０においては、図１３に示したように、バックライトからの入射光
がブラックマトリクス５５に当たると、一部の入射光が反射されてＴＦＴのａ−Ｓｉ層５
２に入射する。そのため、バックライトの輝度が高くなれば高くなるほど、それに比例し
てＴＦＴの光リーク電流が増加することになる。

このようなバックライトからの光に起因するＴＦＴの光リーク電流を低減させるため、
下記特許文献１には対向基板側に形成するブラックマトリクスとして酸化クロム膜と、ク
ロム膜と、酸化クロム膜とを積層したものを使用し、対向基板の内面側を低反射性とした
液晶表示パネルの発明が開示されている。同じく、下記特許文献３には、対向基板側に形
成するブラックマトリクスとして酸化クロム膜、クロム金属膜及び酸化クロム膜の積層構
造となしたものを用いることによって、上下ガラス基板間に斜め方向から入射した光の多
重反射を防止するようにした液晶表示装置の発明が開示されている。
特開２００１−２９０４４０号公報 特開２０００−２９８２９０号公報 特開平 ９−９６８３８号公報

上述した特許文献１〜３に開示されている発明によれば、一応は外部からの入射光のみ
ならずバックライトからの光がＴＦＴのチャネル領域へ入射することを抑制することがで
きる。しかしながら、特にボトムゲート型ＴＦＴ構造のものでは、ブラックマトリクスと
チャネル領域との間は、３次元的に見ると、例えばドレイン電極、ソース電極、層間絶縁
膜等を介してかなり離間している。そのため、ボトムゲート型ＴＦＴ構造を使用した液晶
表示パネルにおいては、上記のような従来技術を適用しても、未だにブラックマトリクス
とチャネル領域との間へ斜めに入射する光やその反射光に対する遮光性は不十分である。

また、例えばａ−Ｓｉを使用したＴＦＴの光電流分光ピーク波長は４５０〜５００ｎｍ
であるため、ＴＦＴのチャネル領域への入射光の波長によって光リーク電流は変化するが
、バックライトの発光強度は波長によって大きく変化している。そのため、ａ−Ｓｉを使
用したＴＦＴの光リーク電流を減少させるためには、反射防止膜の分光反射率だけでなく
、バックライトの発光スペクトルも考慮に入れてＴＦＴの光リーク電流分光特性を掛け合
わせた積分値を考慮する必要がある。

一方、上記特許文献１ないし３に開示されているような酸化クロム／クロム金属／酸化
クロムの３層積層タイプの遮光膜は、クロム金属面がセル内側に露出している通常の２層
クロム遮光膜に対しては反射率が低減されることが認められる。しかしながら、上記特許
文献１に示されている発明は、クロム金属膜の両側に形成されている酸化クロム膜の反射
率がほぼ最少となる可視光領域の波長を異ならせることによって、肉眼でガラス基板面側
と遮光膜側とを識別できるようにし、製造時に基板の裏表側を容易に識別できるようにし
たものである。したがって、上記特許文献１には、酸化クロム膜の反射率がほぼ最少とな
る可視光領域の波長とＴＦＴの光リーク電流との間の関係については何も示されておらず
、しかも、バックライトの発光スペクトルとＴＦＴの光リーク電流との間の関係について
も示されていない。また、上記特許文献２及び３にも、バックライトの発光スペクトルと
ＴＦＴの光リーク電流との間の関係について示唆する記載はない。

なお、遮光膜に更なる低反射率を求めるならば、感光性樹脂ブラックレジストを採用す
ることもできるが、ＯＤ（光学密度：Optical Density）値３以上の高い遮光性を得るた
めには、その膜厚を約１μｍと非常に厚くする必要があるため、表示画素の周縁部の平坦
性が低下してしまう。また、フォトリソグラフィー法による樹脂遮光膜のパターニング精
度は低く、遮光層ラインの幅は１０μｍ前後となるため高精細な画素ピッチが要求される
小型の液晶表示パネルでは開口率の低下につながり不利になる。

本発明は、上述のような従来技術の問題点に鑑みて開発されたものであり、その目的は
、対向基板に形成するブラックマトリクスの分光反射率をバックライトの発光スペクトル
を考慮の上で半導体膜の吸収スペクトルのピーク波長で最も低い値となるようにし、ＴＦ
Ｔの光リーク電流を減少させ、明るく、表示画質が良好な液晶表示装置を提供することに
ある。

上記目的を達成するため、本発明の液晶表示装置は、マトリクス状に配列された走査線
及び信号線で囲まれる各画素領域に半導体層を有するＴＦＴが形成されたアレイ基板と、
前記走査線、信号線及びＴＦＴに対応する位置に形成されたブラックマトリクスを備えた
カラーフィルタ基板と、バックライトと、を備えた液晶表示装置において、前記ブラック
マトリクスは、金属製の遮光膜と、前記金属製の遮光膜の両面に形成された反射防止膜と
を備え、前記反射防止膜のアレイ基板側の膜厚を、前記バックライトからの光による前記
アレイ基板側の反射防止膜の分光反射のボトム波長が前記半導体層の光リーク電流の分光
感度のピーク波長と重なる厚さとしたことを特徴とする。

半導体膜であるａ−Ｓｉ層を有するＴＦＴの光リーク電流は波長依存性があり、また、
バックライトからの光はその光源の種類によって発光スペクトルが相違している。そして
、反射防止膜はその厚さを変えることによって反射する光のボトム波長を変化させること
ができる。本発明の液晶表示パネルにおいては、反射防止膜の膜厚をバックライトからの
光によるアレイ基板側の反射防止膜の分光反射のボトム波長が半導体層の光リーク電流の
分光感度のピーク波長と重なる厚さとしたため、最もＴＦＴの光リーク電流の原因となる
波長の反射光が弱くなる。

そのため、本発明の液晶表示装置によれば、高輝度のバックライトを使用してもブラッ
クマトリクスからの反射光に起因するＴＦＴの光リーク電流は増加しないので、明るく、
表示画質が良好な液晶表示装置が得られる。また、本発明の液晶表示パネルによれば、従
来技術では対応困難であったボトムゲート構造のＴＦＴにおける斜め入射光に対しても有
効にＴＦＴの光リーク電流を低減することができる。更に、本発明の液晶表示装置によれ
ば、樹脂製ブラックマトリクスを用いる必要がないので、画素部の平坦性の低下がなく、
ブラックマトリクス幅の狭い高精細機種においても高開口率を維持できる。

また、本発明の液晶表示装置においては、前記金属製の遮光膜はクロム金属からなり、
前記反射防止膜は酸化クロムからなっていることが好ましい。

クロム金属は汎用的に使用されている遮光膜形成材料であり、酸化クロムはクロム金属
からなる遮光膜と組み合わせて汎用的に使用されている反射防止膜形成材料であって、こ
れらの光学特性はよく知られている。そのため、係る態様の液晶表示装置によれば、より
正確に半導体膜の光リーク電流の分光感度のピーク波長とバックライトからの光による反
射防止膜の分光反射のボトム波長とを重ねることができ、よりＴＦＴの光リーク電流が小
さく、しかも、明るく、表示画質が良好な液晶表示装置が得られる。

また、本発明の液晶表示装置において、前記アレイ基板側の反射防止膜の膜厚を分光反
射のボトム波長が３５０ｎｍ〜５５０ｎｍとなるようにすることが好ましい。

半導体層としてのａ−Ｓｉ層を有するＴＦＴの光リーク電流は波長３５０〜５５０ｎｍ
にピークを有している。また、液晶表示パネルのバックライトとして汎用的に使用されて
いる冷陰極管は４９０ｎｍ近傍に、また、白色ＬＥＤの場合には４５０ｎｍ近傍に発光ピ
ーク波長を有している。従って、アレイ基板側の反射防止膜の膜厚を分光反射のボトム波
長が３５０ｎｍ〜５５０ｎｍとなるようにすることにより、最もＴＦＴの光リーク電流の
原因となる波長の反射光が弱くなるようにすることができる。そのため、係る態様の液晶
表示装置によれば、ＴＦＴの光リーク電流が少なく、より明るく、表示画質が良好な液晶
表示装置が得られる。

また、本発明の液晶表示装置においては、前記アレイ基板側の酸化クロムからなる反射
防止膜の膜厚を３５０Å〜６００Åとすることが好ましい。

反射防止膜が酸化クロムからなる場合、反射防止膜の膜厚を３５０Å〜６００Åとする
と、反射防止膜の分光反射のボトム波長が３５０ｎｍ〜５５０ｎｍとなるようにすること
ができる。そのため、係る態様の液晶表示パネルによれば、ＴＦＴの光リーク電流が小さ
く、しかも、明るく、表示画質が良好な液晶表示パネルが得られる。

また、本発明の液晶表示装置においては、前記アレイ基板と反対側の反射防止膜の膜厚
を分光反射のボトム波長が５００ｎｍ〜５５０ｎｍとなるようにすることが好ましい。

人の目の視感度は波長５００ｎｍ〜５５０ｎｍ程度の緑色領域が最も高い。従って、ア
レイ基板と反対側の反射防止膜の膜厚を分光反射のボトム波長が５００ｎｍ〜５５０ｎｍ
となるようにすると、観察者の目にはブラックマトリクス部分が最も暗く見える。そのた
め、係る態様の液晶表示装置によれば、コントラストが良好でありながら、ＴＦＴの光リ
ーク電流が小さく、しかも、明るく、表示画質が良好な液晶表示装置が得られる。

また、本発明の液晶表示装置においては、前記アレイ基板と反対側の酸化クロムからな
る反射防止膜の膜厚を４５０Å〜５５０Åとすることが好ましい。

反射防止膜が酸化クロムからなる場合、反射防止膜の膜厚を４５０Å〜５５０Åとする
と、反射防止膜の分光反射のボトム波長が人の視感度が最も良好な緑色領域の５００ｎｍ
〜５５０ｎｍとなるようにすることができる。そのため、係る態様の液晶表示装置によれ
ば、コントラストが良好でありながら、ＴＦＴの光リーク電流が小さく、しかも、明るく
、表示画質が良好な液晶表示装置が得られる。

更に、上記目的を達成するため、本発明の電子機器は、上記いずれかに記載の液晶表示
装置を備えたことを特徴とする。

本発明の電子機器によれば、ＴＦＴの光リーク電流が小さく、しかも、明るく、表示画
質が良好な液晶表示装置を備えた電子機器が得られる。

以下、図面を参照して本発明の最良の実施形態を実施例及び各種実験例より説明する。
但し、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための液晶表示装置として、
一対の基板（例えばアレイ基板とカラーフィルター基板）に液晶を挟持してなる透過型液
晶表示パネルを例示するものであって、本発明をこの透過型液晶表示パネルに特定するこ
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にも等し
く適応し得るものである。

なお、図１は実施例の透過型液晶表示パネルのカラーフィルタ基板を透視したアレイ基
板の１画素分の模式平面図である。図２は図１のII−II線に沿った断面図である。図３は
一般的なＴＦＴの動特性図である。図４はＴＦＴの分光光リーク電流測定回路図である。
図５はａ−Ｓｉ層を有するＴＦＴの分光光リーク電流特性図である。図６は酸化クロム膜
の分光反射率測定用基板の断面図である。図７は酸化クロム膜の厚さＬと分光反射率との
関係を示す図である。図８はバックライトとして冷陰極管を用いた液晶表示装置内におけ
るａ−Ｓｉ層を有するＴＦＴの分光光リーク電流特性図である。バックライトとしての白
色ＬＥＤの発光スペクトルと、反射防止膜の分光反射強度、及びａ−Ｓｉ層を有するＴＦ
Ｔの分光光リーク電流特性図である。図１０Ａは本発明の液晶表示パネルを搭載したパー
ソナルコンピュータを示す図であり、図１０Ｂは本発明の液晶表示パネルを搭載した携帯
電話機を示す図である。

以下においては、一般的な半導体層としてａ−Ｓｉ層を用いたＴＦＴを例にとって説明
する。まず、実施例の液晶表示パネル１０の各画素の具体的構成について、図１及び図２
を用いて説明する。この液晶表示パネル１０はアレイ基板ＡＲ及びカラーフィルタ基板Ｃ
Ｆを備えている。アレイ基板ＡＲのガラス等の透明基板１１上には、複数の走査線１２が
等間隔に平行になるように形成され、更に走査線１２からＴＦＴのゲート電極Ｇが延設さ
れている。同じく、透明基板１１上には、隣り合う走査線１２間に走査線１２と平行にな
るように補助容量線１３が形成され、この補助容量線１３には補助容量線１３よりも幅広
となされた補助容量電極１４が形成されている。

また、透明基板１１の全面に走査線１２、補助容量線１３、補助容量電極１４及びゲー
ト電極Ｇを覆うようにして窒化ケイ素や酸化ケイ素などからなるゲート絶縁膜１５が積層
されている。そして、ゲート電極Ｇの上にゲート絶縁膜１５を介してａ−Ｓｉ層１６が形
成されている。また、ゲート絶縁膜１５上に複数の信号線１７が走査線１２と交差するよ
うにして形成され、この信号線１７からａ−Ｓｉ層１６と接触するようにＴＦＴのソース
電極Ｓが延設され、更に、信号線１７と同一の材料からなるドレイン電極Ｄが同じくａ−
Ｓｉ層１６と接触するようにゲート絶縁膜１５上に設けられている。

ここで、走査線１２と信号線１７とに囲まれた領域が１画素に相当する。そしてゲート
電極Ｇ、ゲート絶縁膜１５、ａ−Ｓｉ層１６、ソース電極Ｓ、ドレイン電極Ｄによってス
イッチング素子となるＴＦＴが構成され、それぞれの画素にこのＴＦＴが形成される。こ
の場合、ドレイン電極Ｄと補助容量電極１４によって各画素の補助容量を形成することに
なる。

これらの信号線１７、ＴＦＴ、ゲート絶縁膜１５を覆うようにして透明基板１１の全面
にわたり例えば窒化ケイ素や酸化ケイ素からなる保護絶縁膜（パッシベーション膜ともい
われる）１８が積層され、この保護絶縁膜１８上に有機絶縁膜からなる平坦化膜１９（層
間膜とも言われる）が透明基板１１の全体にわたり積層されている。そして保護絶縁膜１
８と平坦化膜１９には、ＴＦＴのドレイン電極Ｄに対応する位置にコンタクトホール２０
が形成されている。更に、それぞれの画素において、コンタクトホール２０及び平坦化膜
１９の表面に例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）ないしＩＺＯ（Indium Zinc Oxide）か
らなる画素電極２１が形成され、この画素電極２１の表面に全ての画素を覆うように配向
膜（図示せず）が積層されている。

また、カラーフィルタ基板ＣＦは、ガラス基板等の透明基板２２の表面に、前記アレイ
基板ＡＲの走査線１２、信号線１７及びＴＦＴに対応する位置を遮光するように、ブラッ
クマトリクス２３が形成されている。このブラックマトリクス２３は、透明基板２２の表
面側から、例えば厚さが約５００Åの酸化クロム膜２３ａ、厚さが約１２００Åのクロム
金属膜２３ｂ及び厚さが約４００Åの酸化クロム膜２３ｃの３層構造かならなっている。
なお、ブラックマトリクス２３の各層の厚さをこのように特定した理由については後述す
る。

また、このブラックマトリクス２３で区画されたそれぞれの位置に、ブラックマトリク
ス２３に部分的に重なるようにして、それぞれの画素に対応して例えば赤色（Ｒ）、緑色
（Ｇ）、青色（Ｂ）からなるカラーフィルタ層２４が設けられている。更にカラーフィル
タ層２４の表面に共通電極２５及び配向膜（図示せず）が積層されている。なお、カラー
フィルタ層２４としては、更にシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、黄色（Ｙ）等の補色によ
るカラーフィルタ層を適宜組み合わせて使用する場合もあり、モノクロ表示用の場合には
カラーフィルタ層を設けない場合もある。

そして、このようにして得られたアレイ基板ＡＲ及びカラーフィルタ基板ＣＦをそれぞ
れ対向させ、適宜間隔で周縁部のセルギャップを一定に保つための柱状スペーサ（図示せ
ず）を配置するとともに、アレイ基板ＡＲ及びカラーフィルタ基板ＣＦの周囲をシール材
によりシールし、両基板間に液晶２６を封入することにより、液晶表示パネル１０が得ら
れる。

ここで、ブラックマトリクス２３の各層の厚さを上述のように限定した理由について説
明する。まず、ａ−Ｓｉ層を有するＴＦＴの光リーク電流の分光感度を次のようにして測
定した。一般にＴＦＴの動特性は、図３に示したとおり、ゲート電極にゲートオフ電圧以
下の電圧を印加すると非常に微小な漏れ電流が流れるが、この漏れ電流はＴＦＴのチャネ
ル部に光が当たると増加する特性を有している。そこで、ここでは実施例の液晶表示パネ
ル１０のＴＦＴと同様の構成のＴＦＴを単独で作製し、図４に示したように、ドレイン電
極Ｄを接地し、ソース電極ＳにＶｓ＝１５Ｖを印加し、ゲート電極Ｇにゲートオフ電圧以
下の−１０Ｖを印加し、ＴＦＴのチャネル部に分光した光を照射して光リーク電流を測定
した。なお、光リーク電流は、単位エネルギー当たり、かつチャネル長１μｍ当たりに規
格化した電流値として表した。その結果を図５に示した。

図５に示したとおり、半導体膜（ａ−Ｓｉ層）を有するＴＦＴは、波長が約４８０ｎｍ
、約５５０ｎｍ及び約６１０ｎｍにピークを有し、波長約４００ｎｍ〜７００ｎｍの広い
波長範囲に亘っての光リーク電流が流れることが観察された。従って、この図５はａ−Ｓ
ｉ層の分光吸収曲線と見なすことができることは明らかである。

次に、図６に示したように、ガラス基板の表面に厚さ１２００Åのクロム金属膜を形成
し、その表面に反射防止膜としての酸化クロム膜の厚さＬを、３５０Å、４００Å、４５
０Å、５００Å、５５０Å及び６００Åと変えて積層した６種類の試料を用意した。そし
て、これらの試料の酸化クロム膜側から所定波長の光を照射して分光反射率を測定した。
結果を図７に示した。図７に示した結果から、酸化クロム膜の厚さＬを３５０Å〜６００
Åと変化させることにより、反射防止膜としての酸化クロム膜の分光反射のボトム波長を
４３０ｎｍ〜６５０ｎｍの範囲で変化させることができること、及び反射率を約１０％程
度にまで減少させることができることが分かる。

次に、バックライトとして汎用的に使用されている冷陰極管を光源として採用し、図６
に示した試料の酸化クロム膜側からバックライトの光を照射し、酸化クロム膜の厚さＬ＝
３００Å、３５０Å、４００Å及び５５０Åとした場合の分光反射強度を測定した。その
分光反射強度の測定結果を、ａ−Ｓｉの吸収スペクトル及び冷陰極管の発光スペクトルと
共に纏めて図８に示した。なお、図８に示した各スペクトルの強度は、絶対値ではなく、
理解を容易にするための相対的な値である。

図８に示すように、ａ−Ｓｉ層を有するＴＦＴの光リーク電流は波長４８０ｎｍ及び５
３０ｎｍに強いピークを有しており、冷陰極管は波長４９０ｎｍ近傍に発光ピーク波長を
有している。したがって、アレイ基板側の酸化クロムからなる反射防止膜が波長４９０ｎ
ｍを中心とした４８０ｎｍ〜５００ｎｍの範囲の分光ボトム波長を有しているものとする
と、ａ−Ｓｉ層を有するＴＦＴの光リーク電流を最も減少させることができる。酸化クロ
ムからなる反射防止膜の分光ボトム波長が４８０ｎｍ〜５００ｎｍに近くなる厚さＬは、
図７の記載から、Ｌ＝３５０Å〜４５０Åの範囲である。従って、アレイ基板側の酸化ク
ロムからなる反射防止膜の厚さＬは３５０Å〜４５０Åとすることが好ましいことがわか
る。また、図８の記載によれば、酸化クロムからなる反射防止膜の厚さＬ＝３５０Å及び
Ｌ＝４００Åの場合、バックライトとしての冷陰極管からの光も含めて波長４８０ｎｍ〜
５００ｎｍの範囲で分光反射率がＬ＝３００Å及びＬ＝５５０Åの場合よりも低くなって
いることが確認できる。

なお、アレイ基板と反対側の反射防止膜の膜厚を分光反射のボトム波長が５５０ｎｍ〜
５６０ｎｍとなるようにすると、人の目の視感度が最も高い波長５５０ｎｍ〜５６０ｎｍ
程度の緑色領域の反射光がもっと弱くなるため、観察者の目にはブラックマトリクス部分
が最も暗く見える。図７の記載から分光反射のボトム波長が５５０ｎｍ〜５６０ｎｍとな
る反射防止膜である酸化クロム膜の膜厚Ｌを内挿により求めると、４９０Å〜５１０Å程
度が好ましいことが分かる。

従って、上記測定結果を基に、上記実施例では、アレイ基板側の酸化クロム膜２３ｃの
厚さを約４００Åとし、アレイ基板と反対側の酸化クロム膜２３ａの厚さを約５００Åと
した。このような実施例の液晶表示パネルによれば、アレイ基板側の酸化クロム膜からな
る反射防止膜の膜厚を、バックライトからの光によるアレイ基板側の反射防止膜の分光反
射のボトム波長がａ−Ｓｉ層の光リーク電流の分光感度のピーク波長と一致する厚さとし
たため、ＴＦＴの光リーク電流の原因となる波長の反射光が最も弱くなる。そのため、本
発明の液晶表示装置によれば、高輝度のバックライトを使用してもブラックマトリクスか
らの反射光に起因するＴＦＴの光リーク電流は増加しないので、明るく、表示画質が良好
な液晶表示装置が得られる。

更に、実施例の液晶表示装置によれば、従来技術では対応困難であったボトムゲート構
造のＴＦＴにおける斜め入射光に対しても有効にＴＦＴの光リーク電流を低減することが
できる。また、樹脂製ブラックマトリクスを用いていないので、画素部の平坦性の低下が
なく、ブラックマトリクス幅の狭い高精細機種においても高開口率を維持できるようにな
る。加えて、実施例の液晶表示パネルによれば、人の目の視感度が最も高い波長５５０ｎ
ｍ〜５６０ｎｍ程度の緑色領域の反射光がもっと弱くなるため、観察者の目にはブラック
マトリクス部分が最も暗く見える。そのためにコントラストが良好な液晶表示パネルとな
る。

なお、上記実施例ではバックライトとして冷陰極管を用いた場合について説明したが、
バックライトとしてはＬＥＤも広く使用されている。そこで、以下においては、バックラ
イトとしてＬＥＤを用いた変形例について図９を用いて説明する。ここでは、バックライ
トとして市販の白色ＬＥＤを使用し、図６に示した試料の酸化クロム膜側からバックライ
トの光を照射し、酸化クロム膜の厚さＬ＝３００Å、３５０Å、４００Å及び５５０Åと
した場合の分光反射強度を測定した。その分光反射強度の測定結果を、ａ−Ｓｉの吸収ス
ペクトル及び白色ＬＥＤの発光スペクトルと共に纏めて図９に示した。なお、図９に示し
た各スペクトルの強度は、絶対値ではなく、理解を容易にするための相対的な値である。

ここで使用した白色ＬＥＤは青色ＬＥＤの周囲に蛍光体を配置することにより擬似的に
白色光を得ているものであるため、図９に示すように、波長４５０ｎｍ近傍に鋭い発光ピ
ークを有すると共に、波長５７０ｎｍ近傍にブロードな発光ピークを有している。したが
って、ａ−Ｓｉ層を有するＴＦＴの光リーク電流は波長４８０ｎｍ及び５３０ｎｍに強い
ピークを有しているから、アレイ基板側の酸化クロムからなる反射防止膜が波長４５０ｎ
ｍを中心とした４４０ｎｍ〜４６０ｎｍの範囲の分光ボトム波長を有しているものとする
と、ａ−Ｓｉ層を有するＴＦＴの光リーク電流を効率良く減少させることができる。酸化
クロムからなる反射防止膜の分光ボトム波長が４４０ｎｍ〜４６０ｎｍに近くなる厚さＬ
は、図７の記載からすると、Ｌ＝３５０Å〜４００Åの範囲である。従って、アレイ基板
側の酸化クロムからなる反射防止膜の厚さＬは３５０Å〜４００Åとすることが好ましい
ことがわかる。また、図９の記載によれば、酸化クロムからなる反射防止膜の厚さＬ＝３
５０Å及びＬ＝４００Åの場合、バックライトとしての白色ＬＥＤからの光も含めて波長
４４０ｎｍ〜４６０ｎｍの範囲で分光反射率がＬ＝３００Å及びＬ＝５５０Åの場合より
も低くなっていることが確認できる。

なお、上述の変形例としては、バックライトとして擬似的に白色光を得る白色ＬＥＤを
使用した場合について説明した。しかしながら、バックライトとしてのＬＥＤは、赤（Ｒ
）、緑（Ｇ）及びＢ（青）の３原色のＬＥＤを組み合わせて、或いは更に別の色のＬＥＤ
をも組み合わせて使用されることもある。このような場合、各ＬＥＤの分光特性と反射防
止膜の反射分光特性及びＴＦＴの光電流分光特性を掛け合わせた積分値によって分光特性
を抑制するように反射防止膜の膜厚を設定すればよい。

以上、本発明の実施例として透過型の液晶表示装置の例を説明した。このような本発明
の液晶表示装置は、パーソナルコンピュータ、携帯電話機、携帯情報端末などの電子機器
に使用することができる。このうち、液晶表示装置７１をパーソナルコンピュータ７０に
使用した例を図９Ａに、同じく液晶表示装置７６を携帯電話機７５に使用した例を図９Ｂ
に示す。ただし、これらのパーソナルコンピュータ７０及び携帯電話機７５の基本的構成
は当業者に周知であるので、詳細な説明は省略する。

実施例の透過型液晶表示パネルのカラーフィルタ基板を透視したアレイ基板の１画素分の模式平面図である。 図１のII−II線に沿った断面図である。 一般的なＴＦＴの動特性図である。 ＴＦＴの分光光リーク電流測定回路図である。 ａ−Ｓｉ層を有するＴＦＴの分光光リーク電流特性図である。 酸化クロム膜の分光反射率測定用基板の断面図である。 酸化クロム膜の厚さＬと分光反射率との関係を示す図である。 バックライトとして冷陰極管を用いた液晶表示装置内におけるａ−Ｓｉ層を有するＴＦＴの分光光リーク電流特性図である。 バックライトとしての白色ＬＥＤの発光スペクトルと、反射防止膜の分光反射強度、及びａ−Ｓｉ層を有するＴＦＴの分光光リーク電流特性図である。 図１０Ａは本発明の液晶表示装置を搭載したパーソナルコンピュータを示す図であり、図１０Ｂは本発明の液晶表示装置を搭載した携帯電話機を示す図である。 従来の液晶表示パネルのカラーフィルタ基板側から見た数画素分の平面図である。 図１１のXII−XII線に沿った模式断面図である。 ＴＦＴに反射光が入射する原理を説明するため図１２のXIII部分の拡大図である。

符号の説明

１０：液晶表示パネル １１：透明基板 １２：走査線 １３：補助容量線 １４：補助
容量電極 １５：ゲート絶縁膜 １６：半導体（ａ−Ｓｉ）層 １７：信号線 １８：保
護絶縁膜 １９：平坦化膜 ２０：コンタクトホール ２１：画素電極 ２２：透明基板
２３：ブラックマトリクス ２３ａ：酸化クロム膜（反射防止膜） ２３ｂ：クロム金
属膜（遮光膜） ２３ｃ：酸化クロム膜（反射防止膜） ２４：カラーフィルタ層 ２５
：共通電極 ２６：液晶

Claims (7)

1. マトリクス状に配列された走査線及び信号線で囲まれる各画素領域に半導体膜を有する
   薄膜トランジスタが形成されたアレイ基板と、前記走査線、信号線及び薄膜トランジスタ
   に対応する位置に形成されたブラックマトリクスを備えたカラーフィルタ基板と、バック
   ライトと、を備えた液晶表示装置において、
   前記ブラックマトリクスは、金属製の遮光膜と、前記金属製の遮光膜の両面に形成され
   た反射防止膜とを備え、
   前記反射防止膜のアレイ基板側の膜厚を、前記バックライトからの光による前記アレイ
   基板側の反射防止膜の分光反射のボトム波長が前記半導体膜の光リーク電流の分光感度の
   ピーク波長と重なる厚さとしたことを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記遮光膜はクロム金属からなり、前記反射防止膜は酸化クロムからなることを特徴と
   する請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記アレイ基板側の反射防止膜の膜厚を分光反射のボトム波長が３５０ｎｍ〜５５０ｎ
   ｍとなるようにした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。
4. 前記アレイ基板側の酸化クロムからなる反射防止膜の膜厚を３５０Å〜６００Åとした
   ことを特徴とする請求項３に記載の液晶表示装置。
5. 前記アレイ基板と反対側の反射防止膜の膜厚を分光反射のボトム波長が５００ｎｍ〜５
   ５０ｎｍとなるようにしたことを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の液晶表示装置
   。
6. 前記アレイ基板と反対側の酸化クロムからなる反射防止膜の膜厚を４５０Å〜５５０Å
   としたことを特徴とする請求項５に記載の液晶表示装置。
7. 請求項１〜６のいずれかに記載の液晶表示装置を備えたことを特徴とする電子機器。

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