JP3520401B2 - 液晶パネル用基板およびそれを用いた液晶パネル並びに投射型表示装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アクティブマトリ
ックス型ＬＣＤ（液晶表示装置）に関し、特にＴＦＴ
（薄膜トランジスタ）によって画素電極を駆動するアク
ティブマトリックス型ＬＣＤ（液晶表示装置）のレイア
ウトに関する。また、液晶パネルをライトバルブとして
用いてなる投射型表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶テレビ等に使用される液晶表示装置
として、格子状に配置されたゲート線と信号線の各交点
に、画素電極とこれに電圧を印加するスイッチ素子とし
てのＴＦＴ（薄膜トランジスタ）とを形成したアクティ
ブマトリックス型ＬＣＤが用いられている。また、アク
ティブマトリックス型ＬＣＤを光変調用のライトバルブ
として使用したビデオプロジェクタが実用化されてい
る。

【０００３】図６に従来のアクティブマトリックス型Ｌ
ＣＤにおける一般的なＴＦＴの構成例を示す。図６
（ａ）は画素の平面図であり、図６（ｂ）はＩ−Ｉ線に
沿った断面図である。同図（ａ）に示されているよう
に、従来の一般的なＴＦＴは、ゲート線２から画素方向
へ突出するようにゲート電極２ｂが形成され、このゲー
ト電極２ｂと交差するようにＴＦＴの動作層となる半導
体層（ポリシリコン層）１が形成される。そして、この
半導体層１の上にはゲート絶縁膜１２を介してゲート電
極２が形成されている。ゲート電極形成後に第１層間絶
縁膜１３が形成され、この第１層間絶縁膜１３に形成さ
れたコンタクトホール５にてアルミ等からなる信号線３
が上記半導体層１に接続されている。また、第１層間絶
縁膜１３および信号線３上に形成された第２層間絶縁膜
１５が形成され、この第２層間絶縁膜１５に形成された
コンタクトホール４を介してＩＴＯからなる画素電極１
４と上記半導体層１とがに接続されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のようなレイアウ
トのＴＦＴにおいては、ゲート線２およびゲート電極２
ｂを形成するための露光マスクがフォトリソグラフィ工
程時にポリシリコン層１に対してずれると、ゲート電極
２ｂとドレイン側コンタクトホール４との距離Ｌ’１と
ソース側のコン タクトホール５との距離Ｌ’２が変化
するため、所望のＴＦＴ特性が得られないと いう欠点
があった。

【０００５】特に画素電極がトライアングル配列に形成
されているＬＣＤにおいては、図６に示すように、信号
線３の両側にＴＦＴが交互に配置されるため、例えばゲ
ート線形成用マスクが左右にずれるとある行においては
Ｌ’１が大きくなり、また次の 行においてはＬ’２が
大きくなり、一行おきにＴＦＴの特性が逆の方向にずれ
てし まうので画質の低下が顕著に現れるという問題点
があった。

【０００６】また、上記ＴＦＴを用いたアクティブマト
リックス型ＬＣＤにおいては、チャネル領域を入射光が
通過するとリーク電流が流れ液晶に印加される電圧が低
下するという問題点があった。特に、ライトバルブに使
用されるＬＣＤは非常に強い光が入射されるため、対向
基板側にブラックマトリックスと呼ばれる遮光膜が設け
られていても、光が回り込んだり、あるいは僅かな位置
ずれでＴＦＴのチャネル領域に光が当たってしまうとい
う不具合があった。

【０００７】この発明の目的は、アクティブマトリック
ス型ＬＣＤにおいて、マスクの位置ずれによるＴＦＴの
特性の低下を防止することができる技術を提供すること
にある。

【０００８】この発明の他の目的は、アクティブマトリ
ックス型ＬＣＤにおけるＴＦＴのチャネル領域への光の
照射を減らしてリーク電流を低減可能な技術を提供する
ことにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明の液晶パネル用
基板は、上記目的を達成するために、基板上に画素電極
がマトリックス状に配列形成されるとともに、各画素電
極に対応して各々トランジスタが形成され、前記トラン
ジスタを介して信号線から前記画素電極に電圧が印加さ
れるように構成された液晶パネル用基板において、前記
信号線は直線状に延びる遮光性材料からなり、上記トラ
ンジスタの能動層となる半導体層と、当該トランジスタ
のゲート電極となるゲート線とが少なくとも２度交差す
るように形成されてなり、上記半導体層と上記ゲート線
とが交差するチャネル領域のうち１つは、前記遮光性材
料からなる信号線に覆われ、前記半導体層のソース領域
は前記信号線に重なって前記信号線に接続されてなり、
隣接する前記画素電極の端部は、前記遮光性材料からな
る信号線に対して平面的に重ねられることを特徴とす
る。

【００１０】これによって、ゲート線形成用マスクがず
れてもＴＦＴのチャネル領域と各コンタクトホールとの
距離が一定に保たれ、ＴＦＴの特性のずれによる画質の
低下を防止することができるとともに、ＴＦＴの能動層
となる半導体層とゲート線とが２度以上交差し、その交
差部分にそれぞれチャネル領域が形成され、それらが直
列に接続されるため、ＴＦＴのオフ抵抗が高くなり、リ
ーク電流を低減することができる。さらに、信号線が入
射した光に対する遮光膜となってＴＦＴのチャネル領域
を透過する光の量を減らすことができ、リーク電流を減
少させることができる。また、隣接する画素電極の端部
は記遮光性材料からなる信号線に対して平面的に重ねら
れるので、隣接する画素電極の端部と信号線との間から
光漏れが発生することを防止できる。

【００１１】この発明の液晶パネルは、上記構成を成す
液晶パネル用基板と、対向電極を有する透明基板とが適
当な間隔をおいて配置されるとともに、上記液晶パネル
用基板と上記透明基板との間隙内に液晶が封入されてい
ることを特徴とする。

【００１２】また、上記液晶パネルは、トランジスタの
チャネル領域は、上記透明基板に形成された遮光膜で覆
われているとよい。

【００１３】また、上記液晶パネルは、上記半導体層と
信号線とを電気的に接続されるコンタクトホールと、上
記半導体層と画素電極とを電気的に接続するコンタクト
ホールは、上記透明基板に形成された遮光膜で覆われる
位置に形成されているとよい。

【００１４】この発明の投射型表示装置は、光源と、前
記光源からの光を変調して透過もしくは反射する上記構
成の液晶パネルと、これらの液晶パネルにより変調され
た光を集光し拡大投射する投射光学手段とを備えている
ことを特徴とする。

【００１５】

【００１６】

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施例を図
面に基づいて説明する。

【００１８】図１および図２は、本発明を適用した液晶
パネル用基板の第１の実施例の平面レイアウトおよび断
面図を示す。なお、図１および図２にはマトリックス状
に配置されている画素のうち一画素部分のレイアウトお
よび断面構造を示す。図２は図１におけるII−II線に沿
った断面である。

【００１９】図１において、１はＴＦＴの能動層を構成
する１層目のポリシリコン層であり、このポリシリコン
層１の表面には図２に示されているように、熱酸化によ
るゲート絶縁膜１２が形成されている。２は同一行（図
では横方向）にあるＴＦＴの共通のゲート電極となるゲ
ート線（走査線）、３は上記ゲート線（ゲート電極）２
と交差するように縦方向に配設され同一列にあるＴＦＴ
のソース領域（もしくはドレイン領域）に画素電極に印
加すべき電圧を供給する信号線（ソース線）で、ゲート
線２は２層目のポリシリコン層によって、また信号線３
はアルミニウム層のような導電層によってそれぞれ形成
されている。信号線３はアルミニウムの他に、アルミニ
ウム合金、クロム、クロム合金等が用いられ、特に光を
透過しにくい導電性材料が好ましい。

【００２０】また、４はＩＴＯからなる画素電極（図示
省略）と上記ポリシリコン層１のＴＦＴのドレイン領域
（もしくはソース領域）とを接続するためのコンタクト
ホール、５は上記信号線３と上記ポリシリコン層１のＴ
ＦＴのソース領域とを接続するためのコンタクトホール
である。この実施例では、上記ＴＦＴの能動層となる上
記ポリシリコン層１が、上記２層目のポリシリコン層か
らなるゲート線２と２度交差するようにＵ字状に折曲形
成されている。図において、ポリシリコン層１とゲート
線２とが交差するハッチングＨが付されている箇所がＴ
ＦＴのチャネル領域である。同図より明らかなように、
この実施例のＴＦＴはチャネル領域を２つ有する構造
（以下、デュアルゲートと称する）とされており、この
ような構造によってオフ時のリーク電流を低減すること
ができる。

【００２１】この実施例では、トランジスタ（ＴＦＴ）
１６のドレインに接続される容量を増加させるため、能
動層を構成する上記１層目のポリシリコン層１を、符号
１ａのように信号線３に沿って上方へ延設させ、さらに
前段（図では上段）の画素のゲート線２に沿って隣接す
る画素（図では左側の画素）の側へ折曲させている。そ
して、前段のゲート線２の一部を同じく信号線３に沿っ
て符号２ａで示すように下方へ延設させている。

【００２２】これによって、上記１層目のポリシリコン
層１の延設部１ａとゲート線２の延設部２ａとの間の容
量（ゲート絶縁膜を誘電体とする）が、保持容量として
各画素電極に電圧を印加するＴＦＴのドレインに接続さ
れ、しかもポリシリコン層１の一部を隣接する画素の角
部を覆うように延設しているため、その分さらにＴＦＴ
に接続される保持容量を大きくすることができる。この
ようにして、各画素パターンが形成される。さらに図８
を用いて説明する。図８は、図１に対応しており、より
詳しく説明するために隣接する画素電極１４ａ、１４
ｂ、１４ｃ、１４ｄ及びそれそれに接続されたＴＦＴを
含む４つの画素部分のレイアウトを示す。図８に示され
るように、画素電極１４ａに接続されたトランジスタ
（ＴＦＴ）１５のポリシリコン層１を信号線３に沿って
上方へ延設させて、トランジスタ１５に接続される信号
線３に対して隣りの画素電極１４ｂと画素電極１４ｂに
対して前段であって隣接する画素電極１４ｃとの間に配
置されているゲート線まで延設させる。そして、延設さ
れたポリシリコン層１ａはゲート絶縁膜を誘電体膜とし
てゲート線２との重なりで容量が形成される。このよう
に本実施例のようなデュアルゲート型のＴＦＴにおい
て、ポリシリコン層１を上方に隣接するゲート線に延設
させるよりも、斜め上方のゲート線に延設させると、容
量の形成のために生じる開口率の低下を抑えることが可
能である。

【００２３】また、信号線３が上述のようにアルミニウ
ムあるいはアルミニウム合金、クロム、クロム合金等、
光を透過しにくい、遮光性を有する導電性材料で形成さ
れている場合、図１及び図８に示されるように、層間絶
縁膜１５上に形成される画素電極１４ａの端部及び隣り
の画素電極１４ｂの端部が信号線３上で平面的に重なる
ように信号線３の線幅を広く形成しておくのが好まし
い。これにより、信号線３と画素電極１４ａとの間及び
信号線３と画素電極１４ｂとの間から光漏れが発生する
ことを防ぐことができ、信号線を遮光膜として機能させ
ることができる。

【００２４】また、信号線３と、ポリシリコン層の延設
部１ａ及びゲート線２の延設部２ａとの重なる領域にお
いて、信号線３の内側にポリシリコン層の延設部１ａ及
びゲート線の延設部２ａが形成することが好ましい。信
号線３に対してポリシリコン層１の延設部１ａとゲート
線２の延設部２ａとを単に重ねて容量を形成すると、信
号線３からはみ出したポリシリコン層、あるいは信号線
３からはみ出したゲート線により開口率の低下を招くこ
とになりかねないが、本実施例のように重なり領域にお
いて、信号線３の内側にポリシリコン層の延設部１ａ及
びゲート線の延設部２ａのそれぞれを形成することによ
り、ポリシリコン層１の延設部１ａやゲート線２の延設
部２ａにより生じる開口率の低下を抑えることができ
る。

【００２５】上述のように、信号線３と、ポリシリコン
層１の延設部１ａ及びゲート線２の延設部２ａが重なる
領域において、信号線３の線幅をポリシリコン層の延設
部１ａ及びゲート線の延設部２ａよりも太く形成してお
くことにより、信号線３が遮光膜として機能するととも
に開口率の低下を防ぐことが可能になる。

【００２６】図１におけるII−II線に沿った断面を示す
図２を用いて製造工程について説明すると、１１は石英
等の基板であり、この基板１１の表面に島状にポリシリ
コン層１を形成し、このポリシリコン層１の表面に熱酸
化によりゲート絶縁膜１２を形成する。上記ポリシリコ
ン層１は、先ずＣＶＤ法等により５００〜２０００オン
グストローム好ましくは約１０００オングストロームの
ような厚さに形成され、これを熱酸化することによっ
て、最終的に３００〜１５００オングストローム好まし
くは３５０〜４５０オングストロームのような厚さにさ
れる。このときゲート絶縁膜１２の厚さは約３００〜１
５００オングストロームである。

【００２７】上記ポリシリコン層１上にはゲート絶縁膜
１２を介して２層目のポリシリコン層からなるゲート線
（ゲート電極）２をゲート線形成用マスクを用いて形成
する。そして、ゲート電極をマスクとして、あるいは別
のマスクを用いてイオン打ち込みすることによってポリ
シリコン層１にソース・ドレイン領域が形成され、ポリ
シリコン層１のゲート電極直下の領域ははイオン打ち込
みされずにチャネル領域となる。このゲート線２を覆う
ように、酸化シリコン等からなる第１の層間絶縁膜１３
を例えばＣＶＤ法等により５０００〜１５０００オング
ストロームのような厚さに形成する。そして、この第１
の層間絶縁膜１３には、２つのＴＦＴのうちの一方のＴ
ＦＴのソース領域に対応してコンタクトホール５がドラ
イエッチング等により開孔され、コンタクトホール５に
てアルミニウム等の導電層からなる信号線３がポリシリ
コン層１に接続される。そして、上記信号線３を覆うよ
うに第２の層間絶縁膜１５を例えばＣＶＤ法により５０
００〜１５０００オングストロームのような厚さに形成
する。そして、この第２の層間絶縁膜１５には、２つの
ＴＦＴのうちの他方のＴＦＴのドレイン領域とのコンタ
クトホール４がドライエッチング等により開孔され、こ
のコンタクトホール４にてその後形成された画素電極１
４とポリシリコン層１とが接続されている。

【００２８】上記画素電極１４は、例えばＩＴＯ膜をス
パッタリングで１５００オングストロームのような厚さ
に形成し選択エッチングによりパターニングを行なうこ
とで形成される。そして、上記画素電極１４および層間
絶縁膜１５上にかけてはポリイミド等からなる配向膜を
約２００〜１０００オングストロームのような厚さに形
成して、ラビング（配向処理）を行なうことで液晶パネ
ル用基板とされる。図２より、本実施例では、ＴＦＴの
２つのチャネル領域のうち一方（図では左側）が信号線
３によって覆われるように形成している。

【００２９】この第１実施例においては、ゲート線形成
用マスクがずれてもＴＦＴのチャネル領域と各コンタク
トホール４，５との距離が一定に保たれるため、ＴＦＴ
の特性のずれによる画質の低下を防止することができる
とともに、ＴＦＴの能動層となるポリシリコン層１がゲ
ート線と２度交差し、その交差部分にそれぞれチャネル
領域が形成され、それらが直列に接続されるためＴＦＴ
のオフ抵抗が高くなり、リーク電流を低減することがで
きる。

【００３０】つまり、本実施例においては、ポリシリコ
ン層１がＵ字型あるいは蛇行状に形成されており、その
上にゲート絶縁膜を介してゲート線（ゲート電極）２が
ポリシリコン層を２度交差するように形成されている。
ゲート線（ゲート電極）２はポリシリコン層１に対して
突出部等のない線状であるので、ポリシリコン層１に対
してアライメントずれの問題を防ぐことができるのであ
る。すなわち、本実施例に沿って、ポリシリコン層１が
形成された上にゲート絶縁膜を介してゲート線形成用マ
スクを利用してゲート線（ゲート電極）を形成すること
により、複数の画素パターンを形成する場合、例えば平
面的にみてゲート線（ゲート電極）形成時に上下方向に
アライメントずれがおきて、仮にＬ１が長くなってしま
った場合は、どの画素パターンにおいてもＬ１の長さが
同様に長くなり、どの画素パターンにおいてもＬ２の長
さが同様に短くなるので、いずれの画素パターンもＬ１
とＬ２の長さをほぼ一定にすることができ、従って画素
パターンごとの形状のずれを防ぐことができる。またゲ
ート線（ゲート電極）を形成する際に平面的にみて左右
方向にアライメントずれがおきた場合、ポリシリコン層
１に対してゲート線（ゲート電極）が突出部のない線状
形状となっているので、ゲート線（ゲート電極）のアラ
イメントずれによるＴＦＴの構造への影響を防ぐことが
できる。

【００３１】従って、上記の構成とすることにより、ゲ
ート線（ゲート電極）のアライメントずれによる画素パ
ターンどうしのＴＦＴの形状のずれを防ぎ、従ってＴＦ
Ｔどうしの特性をそろえることができる。

【００３２】しかも、上記２つのチャネル領域のうち一
つは、アルミニウム等からなる信号線３の下層に位置さ
れているため、信号線３が上方から入射した光、すなわ
ち図２の入射方向から入射した光に対する遮光膜となっ
てＴＦＴのチャネル領域を透過する光の量を減らすこと
ができ、リーク電流を減少させることができる。なお、
遮光膜となる上記信号線３の材料としては、上記アルミ
ニウムの他、アルミニウム合金、クロム、クロム合金等
光が透過しにくい導電性材料であればどのような材料で
あっても良い。また、対向基板（図示されていない）に
遮光層を設ける場合、本実施例の形状においては２つの
ＴＦＴ及び画素電極上の表示領域外に対向するように対
向基板に遮光層を設ける形状であってもよい。さらに、
本実施例の形状においては２つのＴＦＴのうちの一方の
チャネル領域は信号線３により遮光されているので、信
号線３に覆われていないＴＦＴ及び画素電極上の表示領
域外に対向するように対向基板に遮光層を設ける形状で
あってもよい。

【００３３】また、本実施例におけるＴＦＴの構成は、
ソース・ドレイン領域に低濃度領域を有するＬＤＤ構造
であっても、あるいはオフセット構造であれば、さらに
リーク電流を低減することができる。そして、ＴＦＴが
ＬＤＤ構造、あるいはオフセット構造で形成されている
場合、２つのＴＦＴのうち片方（図面の左側）のＴＦＴ
に関しては、ＬＤＤ構造の低濃度領域あるいはオフセッ
ト領域も光を透過しにくい導電性材料からなる信号線に
より、完全に覆われる構成となるため、信号線３による
遮光とＬＤＤ構造あるいはオフセット構造との２つの構
成をともに含むため、リーク電流の低減にさらに一層効
果的となる。

【００３４】また、本実施例では、ポリシリコン層１を
Ｕ字形に形成しているが、この場合アライメントずれを
見込んで、図１に示すポリシリコン層１の長さ、即ち図
１のゲート線２を挟むポリシリコン層１のＬ１及びＬ２
のそれぞれの長さを考慮する必要がある。具体的には、
Ｌ１及びＬ２は露光装置の合わせ精度の能力を考慮して
０．１〜４μｍ程度とするが、この長さはできるだけ短
くしたほうが、開口率に寄与する領域を大きくすること
ができる。図１に示すポリシリコン層１の幅Ｗは６桁以
上のオン・オフ比を得ることができれば、可能な限り細
いほうが、光によるチャネル領域への影響を防ぐことが
でき、例えば１．０〜３．０μｍとすればよい。

【００３５】なお、上記実施例の液晶パネル用基板は、
その表面側に、共通電極電位（ＬＣコモン電位）が印加
される透明導電膜（ＩＴＯ）からなる対向電極および上
記画素電極に対応するカラーフィルタ層が形成された入
射側のガラス基板が適当な間隔をおいて配置され、周囲
をシール材で封止された間隙内にＴＮ（Twisted Nemati
c）型液晶また はＳＨ（Super Homeotropic）型液晶な
どが充填されて液晶パネルとして構成さ れる。

【００３６】図３および図４は、本発明を適用した液晶
パネル用基板の第２の実施例の平面レイアウトおよび断
面図を示す。なお、図４は第１の実施例の断面を示す図
２とほぼ同一箇所すなわちＴＦＴの能動層となるポリシ
リコン層１に沿った断面構造を示す。

【００３７】この第２の実施例では、ポリシリコン層１
とゲート線２とが２度交差するように、ポリシリコン層
１が形成されている点では第１の実施例と同様である
が、２つのチャネル領域が共に信号線３とオーバーラッ
プしないように形成されている点において異なってい
る。また、製造工程は、第１の実施例と同様である。

【００３８】この第２実施例においても、ゲート線形成
用マスクがずれてもＴＦＴのチャネル領域と各コンタク
トホールとの距離が一定に保たれ、ＴＦＴの特性のずれ
による画質の低下を防止することができるとともに、Ｔ
ＦＴの能動層となるポリシリコン層１がゲート線と２度
交差し、その交差部分にそれぞれチャネル領域が形成さ
れそれらが直列に接続されるためＴＦＴのオフ抵抗が高
くなり、リーク電流を低減することができる。

【００３９】ただし、上記２つのチャネル領域Ｈは、信
号線３とオーバーラップしていないため、信号線３が入
射した光に対する遮光膜となってＴＦＴのチャネル領域
を透過する光の量を減らすという第１実施例の有する利
点は備えていない。その代わり、この実施例において
は、第１の実施例に比べて配向不良を減らすことができ
るという利点を備えている。すなわち、図１と図３を比
較すれば明らかなように、第１の実施例においては、保
持容量の電極を構成するポリシリコン層の延設部１ａ，
２ａが隣接する画素領域（図では左側）の角部を覆うよ
うに突出しているため、この部分の高さが局所的に高く
なりその上方に形成される配向膜に若干の配向不良が生
じるおそれがある。これに対し、第２の実施例において
保持容量の電極を構成するポリシリコン層の延設部１
ａ，２ａが隣接する画素領域に突出しないため、配向不
良が生じにくいという利点がある。

【００４０】なお、第１の実施例においても、保持容量
の電極を構成するポリシリコン層の延設部１ａ，２ａが
隣接する画素領域に突出しないような形状にしてつまり
保持容量の大きさを若干犠牲にすることで配向不良を生
じにくくさせることが可能である。一方、第２の実施例
は、保持容量の大きさを全く犠牲にすることなく第１の
実施例に比べて配向不良を生じにくくすることができ
る。

【００４１】また、本実施例におけるＴＦＴは、ソース
・ドレイン領域に低濃度領域を有するＬＤＤ構造であっ
ても、あるいはオフセット構造であってもよい。ＴＦＴ
がＬＤＤ構造、あるいはオフセット構造で形成されてい
る場合、リーク電流の低減にさらに効果的となる。ま
た、対向基板（図示されていない）に遮光層を設ける場
合、本実施例の形状においては２つのＴＦＴ及び画素電
極上の表示領域外に対向するように対向基板に遮光層を
設ける形状であってもよい。

【００４２】図５は、本発明を適用した液晶パネル用基
板の第３の実施例を示す。この実施例は、トライアング
ル状に配列される場合の実施例である。

【００４３】同図より、明らかなように、この実施例に
おいては、図６の従来例と同様に、ＴＦＴが信号線３を
挟んでその両側に交互に配置された対称的なレイアウト
とされるが、ゲート線形成用マスクが図において左右に
ずれてもＴＦＴのチャネル領域Ｈと各コンタクトホール
との距離が一定に保たれ、ＴＦＴの特性のずれによる画
質の低下を防止することができる。つまり、図６の従来
では、ゲート線形成用のエッチングマスクがポリシリコ
ン層１に対して左右にずれると、ゲート電極２ｂとドレ
イン側コンタクトホール４との距離ｌ1とソース側のコ
ンタクトホール５との距離ｌ2が、ゲート線ごとに逆の
方向にずれるため、ゲート線１本おきにＴＦＴの特性が
大きく異なってしまうという欠点を有しているのに対
し、図５の実施例では、ゲート線形成用マスクの左右方
向のずれによるＴＦＴの特性の変動はないという利点が
ある。また、上下方向のずれに対しては、第１および第
２の実施例と同様に、すべてのＴＦＴの特性が同じ方向
にずれるためそれほど問題とならない。

【００４４】また、図５の実施例においては、コンタク
トホール５が画素電極側に大きく張り出しているため、
開口率が低下するおそれがあるように見えるが、配向処
理を工夫することによって実質的に開口率を低減させな
いようにすることができる。すなわち、一般に配向膜に
ラビング（配向処理）を行なう場合、段差があると段差
の付近の部分で配向不良が生じるので、段差に対して直
角でなく平行にラビングを行なった方が配向規制力が高
くなる。そのため、ＴＦＴ側基板では段差の大きい信号
線３に沿って平行に、即ち図５のＡ方向にラビングを行
ない、対向基板はこれと直交する方向にラビングを行な
うようにした方が望ましい結果が得られる。ただしこの
場合には、ゲート線２の近傍に配向不良が生じることと
なる。そこで、図５の実施例の工夫として、まず基板に
配向膜を形成して矢印Ａ方向にラビングを行う。矢印Ａ
方向にラビングをすると、ゲート線２の近傍にゲート線
による段差の影響によって液晶の配向不良によるディス
クリネーションが生じるが、このゲート線２の近傍にコ
ンタクトホール４，５を形成し、さらにコンタクトホー
ル４，５の上方を覆って隠すように対向基板にブラック
マトリクスを形成することで表示への悪影響を減らすこ
とができる。上述のように、図５の構成のように、コン
タクトホール５が画素電極側に張り出していても、ゲー
ト線２による段差の影響により表示に寄与しない領域に
コンタクトホールが設けられていれば、実質的に開口率
を低下させることがない。

【００４５】仮に、矢印Ａと逆方向にラビングを行なっ
た場合を考えると、図５に示されるように平面的に見て
ゲート線２の下側の部分で配向不良が生じるので、この
部分をも対向基板のブラックマトリックスで隠すように
しようとすると、コンタクトホール４、５の部分とゲー
ト線２の下側の部分の両方をブラックマトリックスで隠
すことになるため、開口率が大幅に低下してしまうこと
となる。

【００４６】図７には上記実施例の液晶パネルをライト
バルブとして応用した投射型表示装置の一例としてビデ
オプロジェクタの構成例が示されている。

【００４７】図７において、３７０はハロゲンランプ等
の光源、３７１は放物ミラー、３７２は熱線カットフィ
ルター、３７３，３７５，３７６はそれぞれ青色反射、
緑色反射、赤色反射のダイクロイックミラー、３７４，
３７７は反射ミラー、３７８，３７９，３８０は上記実
施例の液晶パネルからなるライトバルブ、３８３はダイ
クロイックプリズムである。

【００４８】この実施例のビデオプロジェクタにおいて
は、光源３７０から発した白色光は放物ミラー３７１に
より集光され、熱線カットフィルター３７２を通過して
赤外域の熱線が遮断されて、可視光のみがダイクロイッ
クミラー系に入射される。そして先ず、青色反射ダイク
ロイックミラー３７３により、青色光（概ね５００ｎｍ
以下の波長）が反射され、その他の光（黄色光）は透過
する。反射した青色光は、反射ミラー３７４により方向
を変え、青色変調ライトバルブ３７８に入射する。

【００４９】一方、上記青色反射ダイクロイックミラー
３７３を透過した光は緑色反射ダイクロイックミラー３
７５に入射し、緑色光（概ね５００〜６００ｎｍの波
長）が反射され、その他の光である赤色光（概ね６００
ｎｍ以上の波長）は透過する。ダイクロイックミラー３
７５で反射した緑色光は、緑色変調ライトバルブ３７９
に入射する。また、ダイクロイックミラー３７５を透過
した赤色光は、反射ミラー３７６，３７７により方向を
変え、赤色変調ライトバルブ３８０に入射する。

【００５０】ライトバルブ３７８，３７９，３８０は、
図示しないビデオ信号処理回路から供給される青、緑、
赤の原色信号でそれぞれ駆動され、各ライトバルブに入
射した光はそれぞれのライトバルブで変調された後、ダ
イクロイックプリズム３８３で合成される。ダイクロイ
ックプリズム３８３は、赤色反射面３８１と青色反射面
３８２とが互いに直交するように形成されている。そし
て、ダイクロイックプリズム３８３で合成されたカラー
画像は、投射レンズ３８４によってスクリーン上に拡大
投射され、表示される。

【００５１】前記実施例の液晶パネル用基板はＴＦＴで
のリークが少ないため、これを使用した液晶パネルをラ
イトバルブとした上記ビデオプロジェクターあっては、
コントラストの高い表示画像を得ることができる。

【００５２】なお、上記実施例においては、いずれも１
つのＴＦＴに対してチャネル領域を２つ設けたものにつ
いて説明したが、ＴＦＴの能動層となるポリシリコン層
１を、２層目のポリシリコン層からなるゲート線２と３
度以上交差するように蛇行状に折曲形成してもよい。ま
た、ポリシリコン層１を蛇行させる代わりに、ゲート線
２を蛇行させてチャネル領域を２つ以上設けるようにす
ることも可能である。

【００５３】

【発明の効果】以上説明したように、この発明は、ＴＦ
Ｔの能動層となる半導体層と、当該トランジスタのゲー
ト電極となる走査線とが少なくとも２度交差するよう
に、Ｕ字状あるいは蛇行状に形成するようにしたので、
ゲート線形成用マスクがずれてもＴＦＴのチャネル領域
と各コンタクトホールとの距離が一定に保たれ、ＴＦＴ
の特性のずれによる画質の低下を防止することができる
という効果がある。

【００５４】また、ＴＦＴの能動層となる半導体層とゲ
ート線とが２度以上交差し、その交差部分にそれぞれチ
ャネル領域が形成され、それらが直列に接続されるた
め、ＴＦＴのオフ抵抗が高くなり、リーク電流を低減す
ることができるという効果がある。

【００５５】さらに、上記複数のチャネル領域のうち少
なくとも一つは、画素電極に印加される電圧を供給する
信号線の下層に位置させるようにしたので、信号線が入
射した光に対する遮光膜となってＴＦＴのチャネル領域
を透過する光の量を減らすことができ、リーク電流を減
少させることができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した液晶パネル用基板の第１の実
施例を示す平面レイアウト図。

【図２】本発明を適用した液晶パネル用基板の第１の実
施例の断面図。

【図３】本発明を適用した液晶パネル用基板の第２の実
施例の平面レイアウト図。

【図４】本発明を適用した液晶パネル用基板の第２の実
施例を示す断面図。

【図５】本発明を適用した液晶パネル用基板の第３の実
施例を示す平面レイアウト図。

【図６】従来の液晶パネル用基板の一例を示す平面レイ
アウト図。

【図７】実施例の液晶パネル用基板を用いたＬＣＤをラ
イトバルブとして応用した投射型表示装置の一例として
ビデオプロジェクタの概略構成図。

【図８】本発明を適用した液晶パネル用基板の第１の実
施例の４画素部分の平面レアウト図。

【符号の説明】

１ ポリシリコン層（能動層） ２ ゲート線（走査線） ３ 信号線（ソース線） ４ 画素電極とＴＦＴドレイン領域とのコンタクトホー
ル ５ 信号線とＴＦＴソース領域とのコンタクトホール １１ 基板 １２ ゲート絶縁膜 １３ 第１層間絶縁膜 １４ 画素電極 １５ 第２層間絶縁膜 ３７０ ランプ ３７３，３７５，３７６ ダイクロイックミラー ３７４，３７７ 反射ミラー ３７８，３７９，３８０ ライトバルブ ３８３ ダイクロイックプリズム ３８４ 投射レンズ

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｈ０４Ｎ 5/74 (56)参考文献 特開 平８−201852（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−156725（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−43679（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−223727（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−240936（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−27913（ＪＰ，Ａ) 特公 平５−34836（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02F 1/1368 G02F 1/13 505 G02F 1/1343 H01L 21/336 H01L 29/786 H04N 5/74

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板上に画素電極がマトリックス状に配
   列形成されるとともに、各画素電極に対応して各々トラ
   ンジスタが形成され、前記トランジスタを介して信号線
   から前記画素電極に電圧が印加されるように構成された
   液晶パネル用基板において、 前記信号線は直線状に延びる遮光性材料からなり、 上記トランジスタの能動層となる半導体層と、当該トラ
   ンジスタのゲート電極となるゲート線とが少なくとも２
   度交差するように形成されてなり、 上記半導体層と上記ゲート線とが交差するチャネル領域
   のうち１つは、前記遮光性材料からなる信号線に覆わ
   れ、前記半導体層のソース領域は前記信号線に重なって
   前記信号線に接続されてなり、 隣接する前記画素電極の端部は、前記遮光性材料からな
   る信号線に対して平面的に重ねられることを特徴とする
   液晶パネル用基板。
2. 【請求項２】 上記半導体層は折り返すように曲がり、
   上記ゲート線は折り返された上記半導体層に線状に延設
   することを特徴とする請求項１記載の液晶パネル用基
   板。
3. 【請求項３】 同一信号線に接続されるトランジスタ
   は、対応する信号線の両側に交互に配置されていること
   を特徴とする請求項１または２に記載の液晶パネル用基
   板。
4. 【請求項４】 上記半導体層は第１ポリシリコン層であ
   ることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記
   載の液晶パネル用基板。
5. 【請求項５】 上記ゲート線は第２ポリシリコン層で構
   成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれ
   か一項に記載の液晶パネル用基板。
6. 【請求項６】 上記信号線はアルミニウム、アルミニウ
   ム合金、クロム、クロム合金のいずれかで構成されてい
   ることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記
   載の液晶パネル用基板。
7. 【請求項７】 請求項１乃至６にいずれか一項に記載の
   液晶パネル用基板と、対向電極を有する透明基板とが適
   当な間隔をおいて配置されるとともに、上記液晶パネル
   用基板と上記透明基板との間隙内に液晶が封入されてい
   ることを特徴とする液晶パネル。
8. 【請求項８】 光源と、前記光源からの光を変調して透
   過もしくは反射する請求項７に記載の構成の液晶パネル
   と、これらの液晶パネルにより変調された光を集光し拡
   大投射する投射光学手段とを備えていることを特徴とす
   る投射型表示装置。