JP2882319B2 - 液晶パネル - Google Patents

液晶パネル

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は液晶パネルに関し、
特に、薄膜トランジスタを用いたアクティブマトリクス
型液晶パネルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】アクティブマトリクス型液晶パネルで
は、各画素を分離してコントラストを向上させるため
に、ＴＦＴ基板上あるいは対向電極基板上または両基板
上に遮光膜が形成される。図４を用いて、特開平２−１
６６４２２号公報にて提案された、ＴＦＴ基板上に遮光
膜を形成する例について説明する。
【０００３】ガラス基板２１上には、ＴＦＴのゲート電
極２２およびゲート絶縁膜２３が形成され、その上には
アンドープアモルファスシリコン層（以下、ｉ型ａ−Ｓ
ｉ層と記す）２４が形成され、さらにそのソース領域お
よびドレイン領域上にはこれらの領域とオーミックコン
タクトをとるためのリン（Ｐ）が高濃度にドープされた
アモルファスシリコン層（以下、ｎ+ 型ａ−Ｓｉ層と記
す）２５が形成されている。ゲート絶縁膜２３上にはま
たインジウム・スズ酸化物（ＩＴＯ）からなる画素電極
２６が形成されている。ｎ+ 型ａ−Ｓｉ層２５上には信
号線に接続されたドレイン電極２７と画素電極２６に接
続されたソース電極２８とが形成されている。
【０００４】ドレイン電極２７、ソース電極２８および
画素電極２６上にはパッシベーション膜である絶縁膜２
９が形成されており、その上には、画素電極２６上の領
域を除いて、黒色顔料を含むネガ・フォトレジストから
なる有機遮光膜３０が形成されている。このＴＦＴ基板
は、対向電極の形成された対向電極基板と狭い間隙を隔
てて接着される。そして、両基板の間隙内に液晶が充填
されて、液晶パネルが製作される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来例では、
画素電極と信号線（ドレイン電極に接続されている）と
が同層に形成されているため、両者間の接触を防止する
ために画素電極を信号線から後退させて形成する必要が
あり、そのため開口率の低下を招いていた。また、画素
電極と有機遮光膜との間にすきまができると、そのすき
まの領域上の液晶を制御することができず光漏れが生じ
るため、対向電極基板上に遮光膜（ブラックマトリク
ス）を設けない場合には画素電極と有機遮光膜とをオー
バラップさせなければならないが、有機遮光膜のパター
ニング精度は数μｍ程度と低いため、開口率のばらつき
が大きくなるという問題点があった。さらに、有機遮光
膜は、特に現像時間が長い場合、パターン端部の形状に
荒れが起こりやすい。また、金属遮光膜と異なり十分な
遮光性を確保するためには厚い膜厚の遮光膜が必要とな
る。パターン端部に荒れが生じたりあるいは端部での段
差が大きい場合、その付近の画素電極領域内に液晶の配
向不良が生じ、黒表示時にこの部分に明点の表示が現れ
るため、コントラストの低下を招く。
【０００６】したがって、この発明の目的とするところ
は、第１に、開口率をばらつきなく大きくできるように
することであり、第２に、高いコントラスト比の液晶パ
ネルを提供しうるようにすることである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明による液晶パネルは、第１の透明基板上
に、複数の走査線とこれと直交する複数の信号線とが形
成され、走査線と信号線とによって形成される格子目ご
とに走査線と信号線とに接続された薄膜トランジスタと
該薄膜トランジスタに接続された画素電極とが形成され
てなるＴＦＴ基板と、第２の透明基板上に対向電極が
形成されてなる対向電極基板と、が液晶を挟持して対向
配置されているものであって、前記ＴＦＴ基板上の前記
画素電極と前記信号線とが絶縁膜を介して層間分離さ
れ、前記画素電極の外周縁部上にゲート電極を構成する
金属と同層の金属により第１の遮光膜が形成され、か
つ、前記画素電極上に開口端が前記第１の遮光膜のほぼ
中心線上にある開口が形成されている第１の遮光膜が前
記ＴＦＴ基板上を被覆していることを特徴としている。
【０００８】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。図１は、本発明の第１の実
施例の平面図であり、図２はそのＡ−Ａ線の断面図であ
る。図１に示されるように、走査線１２と信号線１３と
が直交して形成されており、走査線と信号線とによって
形成される格子目には画素電極２が形成されている。各
画素電極２は薄膜トランジスタに接続されるが、薄膜ト
ランジスタは、走査線１２から突起して形成されたゲー
ト電極３と、信号線１３から突起して形成されたドレイ
ン電極７と、画素電極２に接続されたソース電極８と、
ｉ型ａ−Ｓｉ層５を構成要素として有している。
【０００９】画素電極２の外周縁部には金属遮光膜１１
が形成されている。また、ＴＦＴ基板上は画素電極２上
に開口を有する有機遮光膜９によって被覆されている。
この有機遮光膜９の開口端は金属遮光膜１１上に設定さ
れている。図２に示されるように、ゲート電極３とｉ型
ａ−Ｓｉ層５との間にはゲート絶縁膜４が形成されてお
り、ｉ型ａ−Ｓｉ層５とドレイン電極７およびソース電
極８との間にはソース・ドレイン領域とのオーミックコ
ンタクトのためにｎ+ 型ａ−Ｓｉ層６が形成されてい
る。ゲート電極３は、透明導電膜３ａと金属膜３ｂとに
よって構成されている。
【００１０】このＴＦＴ基板は次のようにして作製され
る。ガラスのような透明絶縁基板１上にＩＴＯ等からな
る透明導電膜とＣｒ等からなる金属膜を成膜し、この２
層膜をパターニングして、画素電極２、ゲート電極３お
よび走査線１２を形成する。次に、画素電極２上の金属
膜を外周縁部分を残して除去して金属遮光膜１１を形成
する。続いて、プラズマＣＶＤ法により、ゲート絶縁膜
４、ｉ型ａ−Ｓｉ層５およびｎ+ 型ａ−Ｓｉ層６を連続
して成膜する。
【００１１】次に、ポジ型フォトレジストを用いたフォ
トリソグラフィによりｎ+ 型ａ−Ｓｉ層６およびｉ型ａ
−Ｓｉ層５をパターニングして薄膜トランジスタ形成個
所に島状のアモルファスシリコン膜を形成する。続い
て、画素電極２上のゲート絶縁膜４を除去する。次に、
Ｃｒ等の金属膜を成膜しこれをパターニングしてドレイ
ン電極７、ソース電極８を形成するとともにドレイン電
極に接続された信号線１３を形成する。続いて、露出し
たｎ+ 型ａ−Ｓｉ層６をエッチング除去する。
【００１２】次に、黒色の顔料を含むネガ型フォトレジ
ストを塗布し、露光・現像を行って有機遮光膜９を形成
する。この有機遮光膜は、走査線１２および信号線１３
を完全に覆い、画素電極２の外周縁部と一部重なり、か
つ金属遮光膜１１上にパターンの端部がくるように形成
される。フォトレジストに含有される黒色の顔料には種
々の有機・無機顔料、あるいはそれらの混合物が用いら
れる。有機遮光膜は、非感光性の有機材料を用いて形成
してもよい。この場合、ポリアニリンや黒色の顔料を分
散させた有機材料を塗布・乾燥させた後、ポジ型フォト
レジストを塗布し、露光・現像を行って同時に有機遮光
膜をパターニングし、その後にフォトレジストを剥離除
去することによって形成することができる。
【００１３】形成されたＴＦＴ基板は配向処理が施され
た後、狭い間隙を隔てて対向電極基板と接着される。そ
して、接着された両基板の間隙内に液晶が封入されて液
晶パネルに組み立てられる。なお、本実施例の液晶パネ
ルにおいては、対向電極基板側に通常形成される遮光膜
（ブラックマトリクス）は形成されていない。このよう
に構成されたＴＦＴ基板では、画素電極と信号線とが別
々の層に形成されており、画素電極を信号線の方向に広
げても信号線との短絡が起こらないため、画素電極を広
くとることができ、開口率を高くすることができる。さ
らに金属遮光膜が画素電極上にあり、その外周縁部を覆
っているので、有機遮光膜のパターンの端部付近で起こ
る配向不良をこの金属遮光膜で隠すことができ、コント
ラストの低下を抑制することができる。さらに、形成さ
れる有機遮光膜の開口パターンにばらつきがあっても開
口率にばらつきが生じることはなく均一の品質の液晶パ
ネルを提供することができる。
【００１４】図３は、本発明の第２の実施例を示す断面
図である。本実施例の構造は、ドレイン電極７、ソース
電極８および信号線１３と有機遮光膜９との間に絶縁膜
１０が形成されている。この構造によれば、ソース電極
とドレイン電極間、および信号線間が絶縁膜１０によっ
て絶縁されることになるので、抵抗が低い、カーボン・
ブラックを黒色顔料として含む有機遮光膜を形成するこ
とができ、薄い膜厚でも高い遮光性が得られるため、こ
の有機遮光膜の端部付近の段差による配向不良を低減で
きる。また、本実施例では、画素電極上の金属膜（第１
金属膜）の除去をソース・ドレイン電極を形成する第２
金属膜のパターニング時に同時に行っている。これによ
り、フォトリソグラフィ工程およびエッチング工程を先
の実施例の場合よりも少なくすることができる。
【００１５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によるＴＦ
Ｔ基板は、従来同層にあった画素電極と信号線を絶縁膜
によって層間分離したものであるので、画素電極と信号
線との短絡の恐れがなくなり、画素電極を広げることが
できるため、開口率を向上させることができる。さら
に、画素電極上の外周縁部に金属遮光膜を設けたので、
有機遮光膜のパターニング精度が数μｍであっても有機
遮光膜の端部は金属遮光膜上に留まり画素電極上に至る
ことはなくなる。したがって、有機遮光膜の端部に大き
な段差が形成されたりパターンに荒れが生じることがあ
っても、液晶の配向配向の乱れを金属遮光膜によって遮
光することができ、光漏れによるコントラストの低下を
防ぐことができる。さらに、開口率のばらつきを防止し
て均一の品質の液晶パネルを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例の平面図。
【図２】本発明の第１の実施例の断面図。
【図３】本発明の第２の実施例の断面図。
【図４】従来例の断面図。
【符号の説明】
１ 透明絶縁基板 ２、２６ 画素電極 ３、２２ ゲート電極 ３ａ 透明導電膜 ３ｂ 金属膜 ４、２３ ゲート絶縁膜 ５、２４ ｉ型ａ−Ｓｉ層 ６、２５ ｎ+ 型ａ−Ｓｉ層 ７、２７ ドレイン電極 ８、２８ ソース電極 ９、３０ 有機遮光膜 １０、２９ 絶縁膜 １１ 金属遮光膜 １２ 走査線 １３ 信号線 ２１ ガラス基板

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 （ａ）平行に形成された複数の走査線
    と、これと交差して形成された複数の信号線と、走査線
    と信号線とによって形成される格子目ごとに走査線と信
    号線とに接続されて形成された薄膜トランジスタと、各
    格子目ごとに前記薄膜トランジスタに接続されて形成さ
    れた画素電極とを有するＴＦＴ基板と、（ｂ）対向電極
    を有する対向電極基板と、 が液晶を挟持して対向配置されている液晶パネルにおい
    て、前記ＴＦＴ基板上の前記画素電極と前記信号線とが
    絶縁膜を介して層間分離され、前記画素電極の外周縁部
    上に前記薄膜トランジスタのゲート電極を構成する金属
    膜と同層の金属膜からなる第１の遮光膜が形成され、か
    つ、前記画素電極上に開口端が前記第１の遮光膜のほぼ
    中心線上にある開口が形成されている第２の遮光膜が前
    記ＴＦＴ基板上を被覆していることを特徴とする液晶パ
    ネル。
  2. 【請求項２】 前記第２の遮光膜が、有機材料を主体と
    する材料により形成されていることを特徴とする請求項
    １記載の液晶パネル。
  3. 【請求項３】 前記信号線および前記薄膜トランジスタ
    が絶縁膜を介して前記第２の遮光膜によって被覆されて
    いることを特徴とする請求項１記載の液晶パネル。
  4. 【請求項４】 前記画素電極と前記信号線とが前記薄膜
    トランジスタのゲート絶縁膜により層間分離されている
    ことを特徴とする請求項１記載の液晶パネル。
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