JP3475421B2 - 液晶表示装置 - Google Patents
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- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
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- G02F1/1362—Active matrix addressed cells
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-
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- G02F1/136213—Storage capacitors associated with the pixel electrode
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えばカメラ一体
型ＶＴＲ（Video Tape Recorder)や液晶プロジェクタ等
に用いられる液晶表示装置に係り、特に駆動基板側にブ
ラックマスクと称される金属遮光層を有する所謂オン・
チップ・ブラックマトリクス（ＯＣＢ）構造を有する液
晶表示装置に関する。
型ＶＴＲ（Video Tape Recorder)や液晶プロジェクタ等
に用いられる液晶表示装置に係り、特に駆動基板側にブ
ラックマスクと称される金属遮光層を有する所謂オン・
チップ・ブラックマトリクス（ＯＣＢ）構造を有する液
晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、液晶プロジェクタ等に代表される
液晶表示装置付きの電子機器の普及と共に、液晶表示装
置への高性能化の要求が高まり、液晶表示装置を高精細
化および高輝度化するための改良が進行している。この
液晶表示装置は、従来、画素毎の電極および各画素電極
制御用の薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor；Ｔ
ＦＴ）や補助容量Ｃs 等が形成された基板（以下，駆動
基板と称する）と、カラーフィルタ（カラー液晶パネル
の場合）や金属遮光層（ブラックマスク）等が形成され
た基板（以下，対向基板と称する）とから構成され、こ
れら両基板の間に液晶層が保持されている。
液晶表示装置付きの電子機器の普及と共に、液晶表示装
置への高性能化の要求が高まり、液晶表示装置を高精細
化および高輝度化するための改良が進行している。この
液晶表示装置は、従来、画素毎の電極および各画素電極
制御用の薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor；Ｔ
ＦＴ）や補助容量Ｃs 等が形成された基板（以下，駆動
基板と称する）と、カラーフィルタ（カラー液晶パネル
の場合）や金属遮光層（ブラックマスク）等が形成され
た基板（以下，対向基板と称する）とから構成され、こ
れら両基板の間に液晶層が保持されている。
【０００３】ところで、このような構成の液晶表示装置
の場合には、互いに離間した駆動基板と対向基板との精
密な位置合わせが必要になるが、画素の高精細化が進む
に伴って精密な位置合わせが困難になっている。そこ
で、カラーフィルタを駆動基板側に形成した、所謂オン
・チップ・カラーフィルタ構造が提案されている（特開
平２−５４２１７号公報等参照）。このオン・チップ・
カラーフィルタ構造では、従来の対向基板側にカラーフ
ィルタを設けた構造に比べて、カラーフィルタが個々の
画素電極と重なっているため両者の間に視差が生ずるこ
とがなく画素部の実効開口率を大きくとることができ
る、また、画素電極とカラーフィルタのアライメント誤
差が殆どなくなるので画素部が微細化しても高開口率を
維持することができる等の利点を有している。また、最
近は、更に画素部の実行開口率を大きくするために、こ
のオン・チップ・カラーフィルタ構造に加え、金属遮光
層（ブラックマスク）も駆動基板側に形成した、所謂オ
ン・チップ・ブラックマトリクス構造の液晶表示装置が
提案されている。
の場合には、互いに離間した駆動基板と対向基板との精
密な位置合わせが必要になるが、画素の高精細化が進む
に伴って精密な位置合わせが困難になっている。そこ
で、カラーフィルタを駆動基板側に形成した、所謂オン
・チップ・カラーフィルタ構造が提案されている（特開
平２−５４２１７号公報等参照）。このオン・チップ・
カラーフィルタ構造では、従来の対向基板側にカラーフ
ィルタを設けた構造に比べて、カラーフィルタが個々の
画素電極と重なっているため両者の間に視差が生ずるこ
とがなく画素部の実効開口率を大きくとることができ
る、また、画素電極とカラーフィルタのアライメント誤
差が殆どなくなるので画素部が微細化しても高開口率を
維持することができる等の利点を有している。また、最
近は、更に画素部の実行開口率を大きくするために、こ
のオン・チップ・カラーフィルタ構造に加え、金属遮光
層（ブラックマスク）も駆動基板側に形成した、所謂オ
ン・チップ・ブラックマトリクス構造の液晶表示装置が
提案されている。
【０００４】図６はこのような構成の液晶表示装置１０
０の有効画素部の周囲の周辺回路部（水平駆動回路およ
び垂直駆動回路等を含む）における断面構造を表すもの
である。この周辺回路部では、有効画素部と同様に、駆
動基板１１０と対向基板１２０との間に液晶層１１８が
保持された構成となっている。駆動基板１１０上にはＴ
ＦＴを構成する半導体薄膜としての多結晶シリコン膜１
１１のパターンが形成されており、この多結晶シリコン
膜１１１上には絶縁膜(SiO2)１１２が形成されている。
絶縁膜１１２上にはアルミニウム（Ａｌ）からなる金属
配線層１１３が形成されている。この金属配線層１１３
の電位はＶss電位に設定されている。金属配線層１１３
の上には層間絶縁膜１１４ａ，１１４ｂが順次積層され
ている。層間絶縁膜１１４ｂ上には金属配線層１１３と
逆パターンの金属遮光層（ブラックマスク）１１５が形
成されており、この金属遮光層１１５のパターン上には
平坦化膜１１６が設けられている。一方、対向基板１２
０の対向面には対向電極１１９が形成されている。この
対向電極１１９と駆動基板１１０との間に液晶層１１８
が保持された状態となっている。
０の有効画素部の周囲の周辺回路部（水平駆動回路およ
び垂直駆動回路等を含む）における断面構造を表すもの
である。この周辺回路部では、有効画素部と同様に、駆
動基板１１０と対向基板１２０との間に液晶層１１８が
保持された構成となっている。駆動基板１１０上にはＴ
ＦＴを構成する半導体薄膜としての多結晶シリコン膜１
１１のパターンが形成されており、この多結晶シリコン
膜１１１上には絶縁膜(SiO2)１１２が形成されている。
絶縁膜１１２上にはアルミニウム（Ａｌ）からなる金属
配線層１１３が形成されている。この金属配線層１１３
の電位はＶss電位に設定されている。金属配線層１１３
の上には層間絶縁膜１１４ａ，１１４ｂが順次積層され
ている。層間絶縁膜１１４ｂ上には金属配線層１１３と
逆パターンの金属遮光層（ブラックマスク）１１５が形
成されており、この金属遮光層１１５のパターン上には
平坦化膜１１６が設けられている。一方、対向基板１２
０の対向面には対向電極１１９が形成されている。この
対向電極１１９と駆動基板１１０との間に液晶層１１８
が保持された状態となっている。
【０００５】ところで、この液晶表示装置１００では、
駆動基板１１０側の金属遮光層１１５は、対向基板１２
０側の対向電極１１９および画素中の補助容量Ｃs の電
位と同じ電位に設定されている。これは駆動基板１１０
と対向基板１２０との間に保持された液晶層１１８に対
して直流（ＤＣ）電圧が印加されないようにするための
措置であるが、有効画素部のみならず周辺回路部上の金
属遮光層１１５もこの電位となっている。このため金属
遮光層１１５とＶss電位の金属配線層（Ａｌ配線層）１
１３との間の電位差により強電界が生じ、周辺に存在す
る不純物イオンを引き付け、水と陰極（金属配線層１１
３）側のアルミニウム（Ａｌ）とが化学反応を起こし、
アルミニウムの腐食による断線を引き起こす虞れがあ
る。また、周辺回路部上の金属遮光層１１５は、その下
の金属配線層１１３とは逆のパターン、すなわち上面か
ら見て互いに重ならないように形成されているため、金
属遮光層１１５のパターンの存在しない箇所では、入射
光は金属配線層１１３によって遮光される構造となって
いる。従って、金属配線層１１３のパターンの大きな箇
所では多くの光が入射され、そのため光や熱により上述
のアルミニウムの化学反応が加速され、より断線が発生
しやすくなる。更に、この断線により金属配線層１１３
の下部に位置する薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）の活性層
にも光が照射され、ＴＦＴの動作点の変動等の動作上好
ましくない影響を与える。これは、特にプロジェクタ等
の用途の液晶表示装置では信頼性の点において大きな問
題となる。また、周辺回路部の金属配線層１１３から電
気的にリークが生じた場合には、どの箇所にリークして
も不良品となってしまうという問題があった。
駆動基板１１０側の金属遮光層１１５は、対向基板１２
０側の対向電極１１９および画素中の補助容量Ｃs の電
位と同じ電位に設定されている。これは駆動基板１１０
と対向基板１２０との間に保持された液晶層１１８に対
して直流（ＤＣ）電圧が印加されないようにするための
措置であるが、有効画素部のみならず周辺回路部上の金
属遮光層１１５もこの電位となっている。このため金属
遮光層１１５とＶss電位の金属配線層（Ａｌ配線層）１
１３との間の電位差により強電界が生じ、周辺に存在す
る不純物イオンを引き付け、水と陰極（金属配線層１１
３）側のアルミニウム（Ａｌ）とが化学反応を起こし、
アルミニウムの腐食による断線を引き起こす虞れがあ
る。また、周辺回路部上の金属遮光層１１５は、その下
の金属配線層１１３とは逆のパターン、すなわち上面か
ら見て互いに重ならないように形成されているため、金
属遮光層１１５のパターンの存在しない箇所では、入射
光は金属配線層１１３によって遮光される構造となって
いる。従って、金属配線層１１３のパターンの大きな箇
所では多くの光が入射され、そのため光や熱により上述
のアルミニウムの化学反応が加速され、より断線が発生
しやすくなる。更に、この断線により金属配線層１１３
の下部に位置する薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）の活性層
にも光が照射され、ＴＦＴの動作点の変動等の動作上好
ましくない影響を与える。これは、特にプロジェクタ等
の用途の液晶表示装置では信頼性の点において大きな問
題となる。また、周辺回路部の金属配線層１１３から電
気的にリークが生じた場合には、どの箇所にリークして
も不良品となってしまうという問題があった。
【０００６】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
ので、その目的は、周辺回路部における金属遮光層と金
属配線層との間における電界の発生を抑制し、金属配線
層の断線を防止することができ、光，熱等がある条件下
における信頼性の向上した液晶表示装置を提供すること
にある。
ので、その目的は、周辺回路部における金属遮光層と金
属配線層との間における電界の発生を抑制し、金属配線
層の断線を防止することができ、光，熱等がある条件下
における信頼性の向上した液晶表示装置を提供すること
にある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の液晶表示
装置は、複数の画素電極を有する有効画素部およびこの
有効画素部を駆動させるための駆動回路を含む周辺回路
部が設けられた第１の基板と、この第１の基板に対して
所定の間隙をもって対向配置されると共に第１の電位に
設定された対向電極を有し、この対向電極と第１の基板
との間に液晶層を保持する第２の基板とを備えたものに
おいて、第１の基板の周辺回路部に設けられると共に第
２の電位に設定された金属配線層と、第１の基板の有効
画素部および周辺回路部のそれぞれの領域に金属配線層
に対して逆のパターンで選択的に設けられると共に、有
効画素部に対応する領域では第１の電位に設定され、周
辺回路部に対応する領域では第２の電位に設定された金
属遮光層と、第１の基板の周辺回路部における金属遮光
層上に設けられると共に第１の電位に設定された透明電
極とを備えている。
装置は、複数の画素電極を有する有効画素部およびこの
有効画素部を駆動させるための駆動回路を含む周辺回路
部が設けられた第１の基板と、この第１の基板に対して
所定の間隙をもって対向配置されると共に第１の電位に
設定された対向電極を有し、この対向電極と第１の基板
との間に液晶層を保持する第２の基板とを備えたものに
おいて、第１の基板の周辺回路部に設けられると共に第
２の電位に設定された金属配線層と、第１の基板の有効
画素部および周辺回路部のそれぞれの領域に金属配線層
に対して逆のパターンで選択的に設けられると共に、有
効画素部に対応する領域では第１の電位に設定され、周
辺回路部に対応する領域では第２の電位に設定された金
属遮光層と、第１の基板の周辺回路部における金属遮光
層上に設けられると共に第１の電位に設定された透明電
極とを備えている。
【０００８】請求項２記載の液晶表示装置は、複数の画
素電極を有する有効画素部およびこの有効画素部を駆動
させるための水平駆動部および垂直駆動部を含む周辺回
路部が設けられた第１の基板と、この第１の基板に対し
て所定の間隙をもって対向配置されると共に第１の電位
に設定された対向電極を有し、この対向電極と第１の基
板との間に液晶層を保持する第２の基板とを備えたもの
において、第１の基板の周辺回路部に設けられると共に
第２の電位に設定された金属配線層と、第１の基板の有
効画素部および周辺回路部のそれぞれの領域に設けられ
ると共に、有効画素部に対応する領域では第１の電位に
設定され、周辺回路部に対応する領域では電気的にフロ
ーティング状態に設定された金属遮光層とを備えてい
る。
素電極を有する有効画素部およびこの有効画素部を駆動
させるための水平駆動部および垂直駆動部を含む周辺回
路部が設けられた第１の基板と、この第１の基板に対し
て所定の間隙をもって対向配置されると共に第１の電位
に設定された対向電極を有し、この対向電極と第１の基
板との間に液晶層を保持する第２の基板とを備えたもの
において、第１の基板の周辺回路部に設けられると共に
第２の電位に設定された金属配線層と、第１の基板の有
効画素部および周辺回路部のそれぞれの領域に設けられ
ると共に、有効画素部に対応する領域では第１の電位に
設定され、周辺回路部に対応する領域では電気的にフロ
ーティング状態に設定された金属遮光層とを備えてい
る。
【０００９】請求項３記載の液晶表示装置は、複数の画
素電極を有する有効画素部およびこの有効画素部を駆動
させるための水平駆動部および垂直駆動部を含む周辺回
路部が設けられた第１の基板と、この第１の基板に対し
て所定の間隙をもって対向配置されると共に第１の電位
に設定された対向電極を有し、この対向電極と第１の基
板との間に液晶層を保持する第２の基板とを備えたもの
において、第１の基板の周辺回路部に設けられると共に
第２の電位に設定された金属配線層と、第１の基板の周
辺回路部の全面に設けられ、金属配線層への光の侵入を
阻止すると共に第１の電位に設定された金属遮光層とを
備えたものである。
素電極を有する有効画素部およびこの有効画素部を駆動
させるための水平駆動部および垂直駆動部を含む周辺回
路部が設けられた第１の基板と、この第１の基板に対し
て所定の間隙をもって対向配置されると共に第１の電位
に設定された対向電極を有し、この対向電極と第１の基
板との間に液晶層を保持する第２の基板とを備えたもの
において、第１の基板の周辺回路部に設けられると共に
第２の電位に設定された金属配線層と、第１の基板の周
辺回路部の全面に設けられ、金属配線層への光の侵入を
阻止すると共に第１の電位に設定された金属遮光層とを
備えたものである。
【００１０】請求項１記載の液晶表示装置では、第１の
基板側に設けられた金属遮光層の電位が、有効画素部に
対応する領域では第２の基板側の対向電極と同じ第１の
電位に設定され、一方、周辺回路部に対応する領域で
は、主としてアルミニウム（Ａｌ）からなる金属配線層
と同じ第２の電位に設定されている。従って、周辺回路
部では、金属配線層と金属遮蔽層との間において電位差
がなくなり、これらの間での電界の発生が抑制される。
従って、水，不純物，光，熱がある条件下においても、
従来のような水と金属（Ａｌ）の化学反応によって金属
配線層が腐食し断線する虞れがなくなる。また、第１の
基板の周辺回路部における金属遮蔽層上に、第１の電位
に設定された透明電極を備えているので、有効画素部上
だけでなく周辺回路部上においても、液晶層に直流電圧
が印加されることがなくなり、液晶層の劣化の虞れがな
くなる。
基板側に設けられた金属遮光層の電位が、有効画素部に
対応する領域では第２の基板側の対向電極と同じ第１の
電位に設定され、一方、周辺回路部に対応する領域で
は、主としてアルミニウム（Ａｌ）からなる金属配線層
と同じ第２の電位に設定されている。従って、周辺回路
部では、金属配線層と金属遮蔽層との間において電位差
がなくなり、これらの間での電界の発生が抑制される。
従って、水，不純物，光，熱がある条件下においても、
従来のような水と金属（Ａｌ）の化学反応によって金属
配線層が腐食し断線する虞れがなくなる。また、第１の
基板の周辺回路部における金属遮蔽層上に、第１の電位
に設定された透明電極を備えているので、有効画素部上
だけでなく周辺回路部上においても、液晶層に直流電圧
が印加されることがなくなり、液晶層の劣化の虞れがな
くなる。
【００１１】請求項２記載の液晶表示装置では、第１の
基板側に設けられた金属遮光層の電位が、有効画素部に
対応する領域では第２の基板側の対向電極と同じ第１の
電位に設定され、一方、周辺回路部に対応する領域では
電気的コンタクトのないフローティング状態に設定され
ている。従って、周辺回路部では、金属配線層と金属遮
光層との間に電界発生による化学反応が生じても電荷の
移動が起こることがなく、水と金属（Ａｌ）による化学
反応が抑制される。
基板側に設けられた金属遮光層の電位が、有効画素部に
対応する領域では第２の基板側の対向電極と同じ第１の
電位に設定され、一方、周辺回路部に対応する領域では
電気的コンタクトのないフローティング状態に設定され
ている。従って、周辺回路部では、金属配線層と金属遮
光層との間に電界発生による化学反応が生じても電荷の
移動が起こることがなく、水と金属（Ａｌ）による化学
反応が抑制される。
【００１２】請求項３記載の液晶表示装置では、第１の
基板の周辺回路部の全面に金属遮光層が設けられると共
に、この金属遮光層が第２の基板側の対向電極と同じ第
１の電位に設定されている。従って、周辺回路部におい
ては入射側の光が金属遮光層によって完全に遮断される
ので、化学反応の加速要因のうち光が除外されると共に
金属配線層への水分の侵入を防ぐことができるので反応
物の水分も抑制される。
基板の周辺回路部の全面に金属遮光層が設けられると共
に、この金属遮光層が第２の基板側の対向電極と同じ第
１の電位に設定されている。従って、周辺回路部におい
ては入射側の光が金属遮光層によって完全に遮断される
ので、化学反応の加速要因のうち光が除外されると共に
金属配線層への水分の侵入を防ぐことができるので反応
物の水分も抑制される。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。
施の形態を詳細に説明する。
【００１４】〔第１の実施の形態〕図２は本発明の第１
の実施の形態に係る液晶表示装置１のパネル平面構成を
表すものである。液晶表示装置１は、複数の画素毎にマ
トリクス状に配列された透明の画素電極を含む駆動基板
と、この駆動基板の画素電極に対応する対向電極を含む
と共に駆動基板に対して所定の間隙をもって対向配置さ
れた対向基板とを備え、これら駆動基板と対向基板との
間に液晶層が保持された構成を有している。また、この
液晶表示装置１においては、個々の画素電極の周囲を遮
光するための金属遮光層（ブラックマスク）を駆動基板
側に形成した、所謂オン・チップ・ブラックマトリクス
（ＯＣＢ）構造となっている。この金属遮光層は例えば
タングステン（Ｗ），チタン（Ｔｉ），アルミニウム
（Ａｌ）等の遮光性を有する金属により形成されてい
る。
の実施の形態に係る液晶表示装置１のパネル平面構成を
表すものである。液晶表示装置１は、複数の画素毎にマ
トリクス状に配列された透明の画素電極を含む駆動基板
と、この駆動基板の画素電極に対応する対向電極を含む
と共に駆動基板に対して所定の間隙をもって対向配置さ
れた対向基板とを備え、これら駆動基板と対向基板との
間に液晶層が保持された構成を有している。また、この
液晶表示装置１においては、個々の画素電極の周囲を遮
光するための金属遮光層（ブラックマスク）を駆動基板
側に形成した、所謂オン・チップ・ブラックマトリクス
（ＯＣＢ）構造となっている。この金属遮光層は例えば
タングステン（Ｗ），チタン（Ｔｉ），アルミニウム
（Ａｌ）等の遮光性を有する金属により形成されてい
る。
【００１５】液晶表示装置１は、上面から見ると、有効
画素部２と、この有効画素部２の周囲に設けられた水平
駆動部３および２つの垂直駆動部４ａ，４ｂを含む周辺
回路部とにより構成されている。有効画素部２には、駆
動基板側に設けられた画素電極および各画素電極を駆動
するためのスイッチング素子としてのＴＦＴ等が含まれ
ている。また、駆動基板には、図示しないが画素の列方
向に沿って補助容量線が設けられ、ＴＦＴを構成する半
導体薄膜（多結晶シリコン膜）との間で補助容量（付加
容量）Ｃs を形成している。この補助容量Ｃs を構成す
る補助容量線は、後述の対向基板２０側の対向電極１９
に内部接続されており、互いに同一電位（第１の電位）
となっている。
画素部２と、この有効画素部２の周囲に設けられた水平
駆動部３および２つの垂直駆動部４ａ，４ｂを含む周辺
回路部とにより構成されている。有効画素部２には、駆
動基板側に設けられた画素電極および各画素電極を駆動
するためのスイッチング素子としてのＴＦＴ等が含まれ
ている。また、駆動基板には、図示しないが画素の列方
向に沿って補助容量線が設けられ、ＴＦＴを構成する半
導体薄膜（多結晶シリコン膜）との間で補助容量（付加
容量）Ｃs を形成している。この補助容量Ｃs を構成す
る補助容量線は、後述の対向基板２０側の対向電極１９
に内部接続されており、互いに同一電位（第１の電位）
となっている。
【００１６】本実施の形態では、駆動基板側の金属遮光
層（ＯＣＢ）は、有効画素部２と、水平駆動部３および
２つの垂直駆動部４ａ，４ｂからなる周辺回路部とでは
互いに異なる電位に設定されている。すなわち、有効画
素部２の金属遮光層の電位は対向基板側の対向電極およ
び補助容量Ｃs それぞれの電位と等しくなっている。一
方、周辺回路部を構成する水平駆動部３および２つの垂
直駆動部４ａ，４ｂそれぞれにおける金属遮光層の電位
は、本実施の形態では金属配線層１３と同じＶss電位
（第２の電位）となっている。
層（ＯＣＢ）は、有効画素部２と、水平駆動部３および
２つの垂直駆動部４ａ，４ｂからなる周辺回路部とでは
互いに異なる電位に設定されている。すなわち、有効画
素部２の金属遮光層の電位は対向基板側の対向電極およ
び補助容量Ｃs それぞれの電位と等しくなっている。一
方、周辺回路部を構成する水平駆動部３および２つの垂
直駆動部４ａ，４ｂそれぞれにおける金属遮光層の電位
は、本実施の形態では金属配線層１３と同じＶss電位
（第２の電位）となっている。
【００１７】図１は図２の周辺回路部の断面構成の一例
を表すものである。ここでは、図２のＡ−Ａ線に沿って
垂直駆動部４ｂの断面構成を示している。この垂直駆動
部４ｂにおいては、有効画素部２（図２）と同様に駆動
基板１０と対向基板２０との間に液晶層１８が保持され
た構成となっている。駆動基板１０は例えばガラス等か
らなる透明基板により構成されている。この駆動基板１
０上にはＴＦＴを構成する半導体薄膜としての多結晶シ
リコン膜１１のパターンが例えばスパッタ法により形成
されており、この多結晶シリコン膜１１上には絶縁膜
（例えば二酸化シリコン(SiO2)膜）１２が形成されてい
る。絶縁膜１２上にはアルミニウム（Ａｌ）により構成
された金属配線層１３が形成されており、この金属配線
層１３の電位はＶss（第２の電位）に設定されている。
金属配線層１３の上には、例えばＣＶＤ（Chemical Vap
or Deposition:化学的気相成長 )法により形成された層
間絶縁膜（例えば、ＰＳＧ（リン・シリケート・ガラ
ス）膜）１４ａおよび、プラズマＣＶＤ法により形成さ
れた層間絶縁膜（ＳｉＮ（窒化シリコン膜））１４ｂが
順次積層されている。層間絶縁膜１４ｂ上には金属配線
層１３と逆パターンの金属遮光層１５が形成されてい
る。この金属遮光層１５の電位は前述のようにＶssとな
っており、金属配線層１３と同じ電位となっている。金
属遮光層１５のパターン上には例えばアクリル樹脂によ
り形成された平坦化膜１６が設けられ、本実施の形態で
は、更にこの平坦化膜１６上に板状の透明電極１７が形
成されている。この透明電極１７は有効画素部における
透明電極と同時に作成されるもので、これにより従来の
プロセスを変更することなく、透明電極１７を形成する
ことができる。
を表すものである。ここでは、図２のＡ−Ａ線に沿って
垂直駆動部４ｂの断面構成を示している。この垂直駆動
部４ｂにおいては、有効画素部２（図２）と同様に駆動
基板１０と対向基板２０との間に液晶層１８が保持され
た構成となっている。駆動基板１０は例えばガラス等か
らなる透明基板により構成されている。この駆動基板１
０上にはＴＦＴを構成する半導体薄膜としての多結晶シ
リコン膜１１のパターンが例えばスパッタ法により形成
されており、この多結晶シリコン膜１１上には絶縁膜
（例えば二酸化シリコン(SiO2)膜）１２が形成されてい
る。絶縁膜１２上にはアルミニウム（Ａｌ）により構成
された金属配線層１３が形成されており、この金属配線
層１３の電位はＶss（第２の電位）に設定されている。
金属配線層１３の上には、例えばＣＶＤ（Chemical Vap
or Deposition:化学的気相成長 )法により形成された層
間絶縁膜（例えば、ＰＳＧ（リン・シリケート・ガラ
ス）膜）１４ａおよび、プラズマＣＶＤ法により形成さ
れた層間絶縁膜（ＳｉＮ（窒化シリコン膜））１４ｂが
順次積層されている。層間絶縁膜１４ｂ上には金属配線
層１３と逆パターンの金属遮光層１５が形成されてい
る。この金属遮光層１５の電位は前述のようにＶssとな
っており、金属配線層１３と同じ電位となっている。金
属遮光層１５のパターン上には例えばアクリル樹脂によ
り形成された平坦化膜１６が設けられ、本実施の形態で
は、更にこの平坦化膜１６上に板状の透明電極１７が形
成されている。この透明電極１７は有効画素部における
透明電極と同時に作成されるもので、これにより従来の
プロセスを変更することなく、透明電極１７を形成する
ことができる。
【００１８】一方、対向基板２０は駆動基板１０と同じ
く透明基板により構成され、その駆動基板２０側の対向
面には透明の対向電極１９が形成されている。この対向
電極１９と駆動基板１０側の透明電極１７との間に液晶
層１８が保持された状態となっている。駆動基板１０側
の透明電極１７は対向基板２０側の対向電極１９と同一
電位（＝補助容量Ｃs 電位）になるように電気的に接続
されている。
く透明基板により構成され、その駆動基板２０側の対向
面には透明の対向電極１９が形成されている。この対向
電極１９と駆動基板１０側の透明電極１７との間に液晶
層１８が保持された状態となっている。駆動基板１０側
の透明電極１７は対向基板２０側の対向電極１９と同一
電位（＝補助容量Ｃs 電位）になるように電気的に接続
されている。
【００１９】次に、本実施の形態による液晶表示装置１
の作用効果について説明する。
の作用効果について説明する。
【００２０】前述のように、従来の液晶表示装置では、
２つの基板間に保持された液晶層に直流電圧が印加され
液晶層が劣化することを防止するために、駆動基板側の
金属遮光層（ブラックマスク）は、有効画素部および周
辺回路部共に対向電極電位（＝Ｃs 電位）に設定されて
いた。このため周辺回路部（水平駆動回路および垂直駆
動回路）上の領域（例えば図１ではＶss電位の金属配線
層（Ａｌ配線層）１３と対向電極電位の金属遮光層１５
との間の破線で示した領域）に強電界が生じ、水と陰極
側のアルミニウム（Ａｌ）とが化学反応を起こし、アル
ミニウムの腐食による金属配線層の断線を引き起こす虞
れがあった。
２つの基板間に保持された液晶層に直流電圧が印加され
液晶層が劣化することを防止するために、駆動基板側の
金属遮光層（ブラックマスク）は、有効画素部および周
辺回路部共に対向電極電位（＝Ｃs 電位）に設定されて
いた。このため周辺回路部（水平駆動回路および垂直駆
動回路）上の領域（例えば図１ではＶss電位の金属配線
層（Ａｌ配線層）１３と対向電極電位の金属遮光層１５
との間の破線で示した領域）に強電界が生じ、水と陰極
側のアルミニウム（Ａｌ）とが化学反応を起こし、アル
ミニウムの腐食による金属配線層の断線を引き起こす虞
れがあった。
【００２１】これに対して本実施の形態においては、金
属遮光層を、有効画素部２と、水平駆動部３および垂直
駆動部４ａ，４ｂを含む周辺回路部とでマスクパターン
を分け、有効画素部２の金属遮光層の電位を対向電極１
９および補助容量Ｃs の電位と等しくすることにより液
晶層に直流電圧が印加されることによる劣化を防止する
一方、水平駆動部３および２つの垂直駆動部４ａ，４ｂ
それぞれにおける金属遮光層１５の電位を、図１に示し
たように金属配線層１３と同じＶssとすることにより電
位差をなくしている。従って、水，不純物，光，熱があ
る条件下においても、金属遮光層１５と金属配線層１３
との間に強電界が生ずることがなく、従来のような化学
反応の発生による金属配線層の断線の虞れがなくなる。
これにより本実施の形態の液晶表示装置１では耐水性，
耐光性および耐熱性を向上させることができる。
属遮光層を、有効画素部２と、水平駆動部３および垂直
駆動部４ａ，４ｂを含む周辺回路部とでマスクパターン
を分け、有効画素部２の金属遮光層の電位を対向電極１
９および補助容量Ｃs の電位と等しくすることにより液
晶層に直流電圧が印加されることによる劣化を防止する
一方、水平駆動部３および２つの垂直駆動部４ａ，４ｂ
それぞれにおける金属遮光層１５の電位を、図１に示し
たように金属配線層１３と同じＶssとすることにより電
位差をなくしている。従って、水，不純物，光，熱があ
る条件下においても、金属遮光層１５と金属配線層１３
との間に強電界が生ずることがなく、従来のような化学
反応の発生による金属配線層の断線の虞れがなくなる。
これにより本実施の形態の液晶表示装置１では耐水性，
耐光性および耐熱性を向上させることができる。
【００２２】なお、このような構成とすることにより、
周辺回路部上の液晶層１８には直流電圧が印加され液晶
層１８が劣化する虞れがあることから、本実施の形態で
は、駆動基板１０側の周辺回路部上に、図１に示したよ
うに、対向基板２０側の対向電極１９の電位と同じ電位
の透明電極１７を設けるようにしている。これにより有
効画素部２上だけでなく周辺回路部上においても、液晶
層１８に直流（ＤＣ）電圧が印加されることがなく、よ
って液晶層１８が劣化する虞れがなくなる。
周辺回路部上の液晶層１８には直流電圧が印加され液晶
層１８が劣化する虞れがあることから、本実施の形態で
は、駆動基板１０側の周辺回路部上に、図１に示したよ
うに、対向基板２０側の対向電極１９の電位と同じ電位
の透明電極１７を設けるようにしている。これにより有
効画素部２上だけでなく周辺回路部上においても、液晶
層１８に直流（ＤＣ）電圧が印加されることがなく、よ
って液晶層１８が劣化する虞れがなくなる。
【００２３】また、周辺回路部において、駆動基板１０
側の金属配線層（Ａｌ）１３から電気的なリークが生じ
た場合、従来の液晶表示装置では全てのリーク箇所にお
いて、そのパネルは直流短絡による不良品となるが、本
実施の形態ではリークが生じた箇所がＶss電位に設定さ
れた金属遮光層であれば短絡することがないので、製品
の歩留りが向上する。更に、本実施の形態では、金属遮
光層の、有効画素部２と、水平駆動部３および垂直駆動
部４ａ，４ｂを含む周辺回路部との間の電位の分離は金
属配線層１３上で行われるので、光抜けの無いあるいは
極めて少ない構造を実現することができる。
側の金属配線層（Ａｌ）１３から電気的なリークが生じ
た場合、従来の液晶表示装置では全てのリーク箇所にお
いて、そのパネルは直流短絡による不良品となるが、本
実施の形態ではリークが生じた箇所がＶss電位に設定さ
れた金属遮光層であれば短絡することがないので、製品
の歩留りが向上する。更に、本実施の形態では、金属遮
光層の、有効画素部２と、水平駆動部３および垂直駆動
部４ａ，４ｂを含む周辺回路部との間の電位の分離は金
属配線層１３上で行われるので、光抜けの無いあるいは
極めて少ない構造を実現することができる。
【００２４】〔第２の実施の形態〕図３および図４は本
発明の第２の実施の形態に係る液晶表示装置の構成を表
すものである。図４はこの液晶表示装置のパネル平面構
成を表し、また、図３はこの液晶表示装置の周辺回路部
（例えば垂直駆動部４ａ）の断面構成を表すものであ
る。なお、図１および図２と同一構成部分については同
一符号を付してその説明は省略する。
発明の第２の実施の形態に係る液晶表示装置の構成を表
すものである。図４はこの液晶表示装置のパネル平面構
成を表し、また、図３はこの液晶表示装置の周辺回路部
（例えば垂直駆動部４ａ）の断面構成を表すものであ
る。なお、図１および図２と同一構成部分については同
一符号を付してその説明は省略する。
【００２５】本実施の形態では、金属遮光層を、有効画
素部２と水平駆動部３および垂直駆動部４ａ，４ｂを含
む周辺回路部とでマスクパターンを分け、有効画素部２
の金属遮光層の電位を対向電極１９の電位と等しくする
ことによって液晶層に直流電圧が印加されることによる
劣化を防止することは第１の実施の形態と同様である
が、本実施の形態では、図３および図４に示したように
水平駆動部３および２つの垂直駆動部４ａ，４ｂそれぞ
れにおける金属遮光層１５には電気的コンタクトをとる
ことなく、その電位をフローティング状態とすると共
に、駆動基板１０側の周辺回路部における透明電極１７
を不要としたもので、この点において第１の実施の形態
と異なる。
素部２と水平駆動部３および垂直駆動部４ａ，４ｂを含
む周辺回路部とでマスクパターンを分け、有効画素部２
の金属遮光層の電位を対向電極１９の電位と等しくする
ことによって液晶層に直流電圧が印加されることによる
劣化を防止することは第１の実施の形態と同様である
が、本実施の形態では、図３および図４に示したように
水平駆動部３および２つの垂直駆動部４ａ，４ｂそれぞ
れにおける金属遮光層１５には電気的コンタクトをとる
ことなく、その電位をフローティング状態とすると共
に、駆動基板１０側の周辺回路部における透明電極１７
を不要としたもので、この点において第１の実施の形態
と異なる。
【００２６】このような構成であれば、金属遮光層１５
と金属配線層１３との間において前述の電界による化学
反応が生じても、フローティング状態の金属遮光層１５
には電荷の移動が起こることがない。従って、水，不純
物，光，熱がある条件下においても、水と金属（Ａｌ）
との化学反応が抑制され、腐食による金属配線層１３の
断線の発生を防止することができる。これにより本実施
の形態の液晶表示装置においても、耐水性，耐光性およ
び耐熱性を向上させることができる。その他の効果は第
１の実施の形態と同様である。
と金属配線層１３との間において前述の電界による化学
反応が生じても、フローティング状態の金属遮光層１５
には電荷の移動が起こることがない。従って、水，不純
物，光，熱がある条件下においても、水と金属（Ａｌ）
との化学反応が抑制され、腐食による金属配線層１３の
断線の発生を防止することができる。これにより本実施
の形態の液晶表示装置においても、耐水性，耐光性およ
び耐熱性を向上させることができる。その他の効果は第
１の実施の形態と同様である。
【００２７】〔第３の実施の形態〕図５は本発明の第３
の実施の形態に係る液晶表示装置の周辺回路部（例えば
垂直駆動部）の断面構成を表すものである。なお、図１
および図２と同一構成部分については同一符号を付して
その説明は省略する。
の実施の形態に係る液晶表示装置の周辺回路部（例えば
垂直駆動部）の断面構成を表すものである。なお、図１
および図２と同一構成部分については同一符号を付して
その説明は省略する。
【００２８】本実施の形態では、第１の実施の形態およ
び第２の実施の形態と異なり、周辺回路部（水平駆動部
３および２つの垂直駆動部４ａ，４ｂ）それぞれにおい
て全面に、対向基板２０側の対向電極１９と同電位（＝
ＣS 電位）に設定された金属遮光層５１を形成したもの
である。
び第２の実施の形態と異なり、周辺回路部（水平駆動部
３および２つの垂直駆動部４ａ，４ｂ）それぞれにおい
て全面に、対向基板２０側の対向電極１９と同電位（＝
ＣS 電位）に設定された金属遮光層５１を形成したもの
である。
【００２９】このような構成であれば、周辺回路部にお
いては入射側の光が金属遮光層５１によって完全に遮断
されるので、前述の化学反応の加速要因のうち、光を除
外することができる。また、この金属遮光層５１は下層
の金属配線層１３への水分の侵入を確実に防ぐことがで
きるので、反応物の水分も抑制される。従って、本実施
の形態においても、上記実施の形態と同様に化学反応が
抑制され、金属配線層１３の断線の発生を防止すること
ができる。これにより本実施の形態の液晶表示装置にお
いても、耐光性および耐水性を向上させることができ
る。また、本実施の形態では、周辺回路部中のＴＦＴを
構成する多結晶シリコン薄膜の活性層への光も完全に遮
光されるため、ＴＦＴの動作点の変動等の悪影響を防ぐ
ことができる。
いては入射側の光が金属遮光層５１によって完全に遮断
されるので、前述の化学反応の加速要因のうち、光を除
外することができる。また、この金属遮光層５１は下層
の金属配線層１３への水分の侵入を確実に防ぐことがで
きるので、反応物の水分も抑制される。従って、本実施
の形態においても、上記実施の形態と同様に化学反応が
抑制され、金属配線層１３の断線の発生を防止すること
ができる。これにより本実施の形態の液晶表示装置にお
いても、耐光性および耐水性を向上させることができ
る。また、本実施の形態では、周辺回路部中のＴＦＴを
構成する多結晶シリコン薄膜の活性層への光も完全に遮
光されるため、ＴＦＴの動作点の変動等の悪影響を防ぐ
ことができる。
【００３０】以上実施の形態を挙げて本発明を説明した
が、本発明は上記実施の形態に限定されるものではな
く、その均等の範囲で種々変形可能である。例えば、上
記実施の形態では、周辺回路部として水平駆動部３およ
び垂直駆動部４ａ，４ｂについて説明したが、これら駆
動部以外にもレベル変換部、ユニフォーミティ改善回路
部等もＶss電位の金属配線層（Ａｌ配線層）を含むの
で、これらの上の金属遮光層も第１ないし第３の実施の
形態に応じた態様で構成することにより上述の効果をよ
り発揮することができる。
が、本発明は上記実施の形態に限定されるものではな
く、その均等の範囲で種々変形可能である。例えば、上
記実施の形態では、周辺回路部として水平駆動部３およ
び垂直駆動部４ａ，４ｂについて説明したが、これら駆
動部以外にもレベル変換部、ユニフォーミティ改善回路
部等もＶss電位の金属配線層（Ａｌ配線層）を含むの
で、これらの上の金属遮光層も第１ないし第３の実施の
形態に応じた態様で構成することにより上述の効果をよ
り発揮することができる。
【００３１】
【発明の効果】以上説明したように請求項１記載の液晶
表示装置によれば、周辺回路部における金属遮光層の電
位を金属配線層と同じ電位に設定するようにしたので、
金属配線層と金属遮光層との間において電位差がなくな
り、これらの間での電界の発生が抑制される。従って、
水，不純物，光，熱がある条件下においても、従来のよ
うな化学反応の発生による金属配線層の断線の虞れがな
くなり、信頼性が向上するという効果を奏する。
表示装置によれば、周辺回路部における金属遮光層の電
位を金属配線層と同じ電位に設定するようにしたので、
金属配線層と金属遮光層との間において電位差がなくな
り、これらの間での電界の発生が抑制される。従って、
水，不純物，光，熱がある条件下においても、従来のよ
うな化学反応の発生による金属配線層の断線の虞れがな
くなり、信頼性が向上するという効果を奏する。
【００３２】また、請求項２記載の液晶表示装置では、
周辺回路部における金属遮光層の電位をフローティング
状態に設定するようにしたので、金属配線層と金属遮光
層との間に電界発生による化学反応が生じても電荷の移
動が起こることがなくなり、化学反応が抑制され、よっ
て金属配線層の断線の虞れがなくなり、信頼性が向上す
るという効果を奏する。
周辺回路部における金属遮光層の電位をフローティング
状態に設定するようにしたので、金属配線層と金属遮光
層との間に電界発生による化学反応が生じても電荷の移
動が起こることがなくなり、化学反応が抑制され、よっ
て金属配線層の断線の虞れがなくなり、信頼性が向上す
るという効果を奏する。
【００３３】更に、請求項３記載の液晶表示装置では、
周辺回路部の全面に金属遮光層を設けると共に、この金
属遮光層を第２の基板側の対向電極と同じ電位に設定す
るようにしたので、周辺回路部においては入射側の光が
金属遮光層によって完全に遮断され、化学反応の加速要
因のうち光が除外されると共に金属配線層への水分の侵
入を防ぐことができるので反応物の水分も抑制され、よ
って金属配線層の断線の虞れがなくなり、信頼性が向上
するという効果を奏する。
周辺回路部の全面に金属遮光層を設けると共に、この金
属遮光層を第２の基板側の対向電極と同じ電位に設定す
るようにしたので、周辺回路部においては入射側の光が
金属遮光層によって完全に遮断され、化学反応の加速要
因のうち光が除外されると共に金属配線層への水分の侵
入を防ぐことができるので反応物の水分も抑制され、よ
って金属配線層の断線の虞れがなくなり、信頼性が向上
するという効果を奏する。
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る液晶表示装置
の周辺回路部における構造を表す断面図である。
の周辺回路部における構造を表す断面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る液晶表示装置
全体の概略構成を表す平面図である。
全体の概略構成を表す平面図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係る液晶表示装置
の周辺回路部における構造を表す断面図である。
の周辺回路部における構造を表す断面図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る液晶表示装置
全体の概略構成を表す平面図である。
全体の概略構成を表す平面図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態に係る液晶表示装置
の周辺回路部における構造を表す断面図である。
の周辺回路部における構造を表す断面図である。
【図６】先に提案された液晶表示装置の周辺回路部にお
ける構造を表す断面図である。
ける構造を表す断面図である。
１…液晶表示装置、１０…駆動基板（第１の基板）、１
３…金属配線層、１５，５１…金属遮光層、１７…透明
電極、１８…液晶層、１９…対向電極、２０…対向基板
（第２の基板）
３…金属配線層、１５，５１…金属遮光層、１７…透明
電極、１８…液晶層、１９…対向電極、２０…対向基板
（第２の基板）
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 昭64−25132（ＪＰ，Ａ)
特開 平３−280020（ＪＰ，Ａ)
特開 昭58−85478（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−225394（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G02F 1/13 - 1/141
Claims (3)
- 【請求項１】 複数の画素電極を有する有効画素部およ
びこの有効画素部を駆動させるための駆動回路を含む周
辺回路部が設けられた第１の基板と、 この第１の基板に対して所定の間隙をもって対向配置さ
れると共に第１の電位に設定された対向電極を有し、こ
の対向電極と前記第１の基板との間に液晶層を保持する
第２の基板とを備えた液晶表示装置において、 前記第１の基板の周辺回路部に設けられると共に第２の
電位に設定された金属配線層と、 前記第１の基板の有効画素部および周辺回路部のそれぞ
れの領域に前記金属配線層に対して逆のパターンで選択
的に設けられると共に、前記有効画素部に対応する領域
では第１の電位に設定され、前記周辺回路部に対応する
領域では第２の電位に設定された金属遮光層と、 前記第１の基板の周辺回路部における金属遮光層上に設
けられると共に第１の電位に設定された透明電極と を備
えたことを特徴とする液晶表示装置。 - 【請求項２】 複数の画素電極を有する有効画素部およ
びこの有効画素部を駆動させるための水平駆動部および
垂直駆動部を含む周辺回路部が設けられた第１の基板
と、 この第１の基板に対して所定の間隙をもって対向配置さ
れると共に第１の電位に設定された対向電極を有し、こ
の対向電極と前記第１の基板との間に液晶層を保持する
第２の基板とを備えた液晶表示装置において、 前記第１の基板の周辺回路部に設けられると共に第２の
電位に設定された金属配線層と、 前記第１の基板の有効画素部および周辺回路部のそれぞ
れの領域に設けられると共に、前記有効画素部に対応す
る領域では第１の電位に設定され、前記周辺回路部に対
応する領域では電気的にフローティング状態に設定され
た金属遮光層とを備えたことを特徴とする液晶表示装
置。 - 【請求項３】 複数の画素電極を有する有効画素部およ
びこの有効画素部を駆動させるための水平駆動部および
垂直駆動部を含む周辺回路部が設けられた第１の基板
と、 この第１の基板に対して所定の間隙をもって対向配置さ
れると共に第１の電位に設定された対向電極を有し、こ
の対向電極と前記第１の基板との間に液晶層を保持する
第２の基板とを備えた液晶表示装置において、 前記第１の基板の周辺回路部に設けられると共に第２の
電位に設定された金属配線層と、 前記第１の基板の周辺回路部の全面に設けられ、前記金
属配線層への光の侵入を阻止すると共に第１の電位に設
定された金属遮光層とを備えたことを特徴とする液晶表
示装置。
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