JPH02308131A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、たとえば薄膜トランジスタなどを付加したア
クティブマトリックス方式液晶表示装置などのような液
晶表示装置に間し、もつと詳しくは、たとえば強い光が
照射されるプロジェクション用の透過形液晶表示装置な
どとして好適に用いられる液晶表示装置に関する。

従来の技術 第３図は典型的な先行技術の簡略化した平面図であり、
第４図は第３図の切断面線ＩＶ−４から見た断面図であ
る。これらの図面を参照して、プロジェクション装置用
のアクティブマトリックス方式液晶表示装置において、
一方のガラス基板３５上には、ソースバス電極２０と、
ゲートバス電極２１とが絶縁膜２７を介して相互に絶縁
されて、格子状にマトリックス形成されている。このガ
ラス基板３５上には、半導体スイッチング素子である薄
膜トランジスタ（略称ＴＰＴ）が形成され、そのチャネ
ル部２３はゲートバス電極２１に関連してソース電極２
２とドレイン電極２４との間に設けられ、ソース電極２
２はソースバス電極２０に接続され、ドレイン電極２４
は透明導電膜によって形成される絵素電極２６に接続さ
れる。薄膜トランジスタ２８と絵素型［ｉ２６との上に
は、配内膜３３が形成される。もう１つのガラス基板３
４上には、薄膜トランジスタ２８、ソースバス電極２０
およびゲートバス電極２１に対応して、遮光膜２５が形
成される。ガラス基板３４の遮光膜２５が形成されてい
る領域および残余の領域には透明導電膜３１が全面にわ
たって形成され、その上に配向Ｊ１３２が形成される。

遮光膜２５は第３図において斜線を施して示す、絵素電
極２６と電極３１との間に電圧を印加しない状態では光
透過状態であり、電圧印加時には非透過状態となって、
いわゆるノーマリホワイトモードによって表示を行うこ
とができる。

遮光膜２５は、絵素電極２６ならびにソースバス電極２
０およびゲートバス電極２１の間からの光漏れを防止し
て表示コントラストおよび色再現性を向上するために用
いられる。この遮光Ｍ２５は金属製または有色合成樹脂
製である。有色合成樹脂を用いる場合、その可視光の透
過率は、厚さ４．５μｍのＤＡＲＣ（商品名：　Ｂｒｅ
ｗｅｒ　５ｃｉｅｎｃｅｉｎｃ　、製）で１％（５００
ｎｍ）、１．５μｍのカラーモザイクＣＫ（商品名：富
士ハント株式会社製）で２％（７００ｎｍ）、１．１ｕ
ｍのＪＤＳ（商品名二日本合成ゴム株式会社製）で３％
（４５０ｎｍ）程度である。

このような液晶表示装置をたとえばプロジェク　・ジョ
ン装置などにおいて用いる場合、第４図の上方から、太
陽光の数倍〜数１０倍に及ぶ強い光量の光が照射される
。このように強い光が入射されると、遮光膜２５が有色
合成樹脂製であるとき、その遮光膜２５を通して漏れた
光が薄膜トランジスタ２８に到達し、またこの遮光膜２
５が金属または有色合成樹脂から成る場合、本件液晶表
示装置内に入射した光の多重反射による光が薄膜トラン
ジスタ２８に到達し、長時間の動作によってその薄膜ト
ランジスタ２８の閾電圧がシフトするという問題がある
。これによって表示品位の著しい低下が生じる。

発明が解決しようとする課題 本発明の目的は、光による表示品位の低下を生じないよ
うにした液晶表示装置を提供することである。

課題を解決するための手段 本発明は、一方の基板上に形成された半導体スイッチン
グ素子を介して絵素電極に、一方電位を与え、 他方の透光性基板上に前記絵素電極に対応して形成した
対向電極に他方電位を与え、 両基板間に液晶が充填され、 前記他方基板上には、半導体スイッチング素子に対応し
て遮光膜が配置される液晶表示装置において、 前記一方基板上の半導体スイッチング素子上に、もう１
つの遮光膜が形成されることを特徴とする液晶表示装置
である。

作　　用 本発明に従えば、半導体スイッチング素子に対応して前
記他方基板上に遮光膜が形成され、これによって半導体
スイッチング素子への光が直接に入射することが防がれ
る。

また前記一方基板上では、その半導体スイッチング素子
上に、もう１つの遮光膜が形成される。

したがって前記他方基板上の遮光膜を通して漏れた光は
、この半導体スイッチング素子上の遮光膜で遮断され、
また本件液晶表示装置内に入射して多重反射した光が、
この半導体スイッチング素子上の遮光膜によって遮光さ
れる。したがって半導体スイッチング素子上に光が入射
されることがなくなる。そのため特性の劣化が防がれ、
表示品位の向上を図ることができる。

前記一方基板上の半導体スイッチング素子上に、上述の
ようにもう１つの遮光膜を形成し、この遮光膜は、前記
一方基板上で絵素電極以外の領域にもまた形成するよう
にしてもよく、これによって前記一方基板上に形成され
た絵素電極と、ソースバス電極およびゲートバス電極な
どのような導体との間からの光漏れを防止することがで
きるのは勿論、その遮光膜の開口面積を可及的に大きく
して、開口率の低下を防止することができる。前述の第
３図および第４図に示される先行技術では、遮光膜２５
は、基板３４上で絵素電極２６以外の残余の領域に対応
して形成されており、このような遮光膜２５は、基板３
４．３５の相対的な位置がずれても、絵素電極２６なら
びにソースバス電極２０およびゲートバス電極２１の間
からの光漏れを防止するために、大きい面積を有し、そ
の遮光膜２５が形成されていない開口のｍｔＩｉを絵素
電極２６よりも小さくして、いわゆるマージンを必要と
する。したがって第３図および第４図の先行技術では、
遮光膜２５が形成されていない開口領域の面積が比較的
小さく、開口率が低下するという問題がある０本発明で
は、前記一方基板上の半導体スイッチング素子上および
その半導体スイッチング素子に接続されるソースバス電
極およびゲートバス電極などのような導体上にわたって
、もう１つの遮光膜を形成することによって、一対の基
板の位置ずれに対するマージンが必要でなくなり、これ
によって開口率の低下を防止することができ、明るい表
示を行うことができるようになり。

表示品位の向上を図ることができる。

実施例 第１図は本発明の一実施例の簡略化した平面図であり、
第２図は第１図切断面線■−■から見た断面図である。

一方のガラス基板１９上には相互に間隔をあけて複数の
ゲートバス電極２が形成される。このゲートバス電極２
はタンタル、チタン、モリブデン、アルミニウムなどの
金属から成る。

このゲートバス電極２上には、酸化タンタルまたは窒化
シリコンなどから成る絶縁膜８が形成される０次にこの
基板１９上にはアモルファスシリコンなどから成る半導
体膜が形成され、さらにｎ０アモルファスシリコン膜が
形成され、こうして半導体スイッチング素子である薄膜
トランジスタ１０が形成される。この薄膜トランジスタ
１ｏの中のチャネル部４は、ソース電極３とドレイン電
極５との間を指す０次にゲートバス電極２と同様な金属
によって、ソースバス電極１が形成される。

こうしてソースバス電極１とゲートバス電極２とはマト
リックス状に形成される０次にスパッタ法などによって
インジウム酸化錫を蒸着し、フォトレジストを塗布し所
定のパターンに露光、現像した後、臭化水素酸でエツチ
ングし、トレイン電極５に接続される絵素電極７を形成
する。

次に遮光膜１１が形成される。この遮光ｆｉｌｌは、有
色合成樹脂材料から成り、その厚みは充分な遮光性を得
るために、少なくとも１μｍ程度が必要である。遮光［
１１の有色合成樹脂の材料としては、カーボンブラック
を分散させた黒色合成樹脂であるカラーモザイクＣＫ（
商品名：富士ハント株式会社製）、または青色の顔料を
分散させた暗色合成樹脂であるカラーモザイクＣＢ（商
品名：富士ハント株式会社製）であってもよく、この場
合は、スピンコード、オフセット印刷、スプレー、ディ
ッピングなどの方法−によって所定の膜厚に塗布した後
、８５℃で２分間加熱し、ポリビニルアルコールによる
酸素遮ＷＲＭを塗布した後、再度８５℃で２分間加熱し
、４０　ｍ　ｇ　／　ｃ　ｍ　”程度の紫外光で所定の
パターンに露光し、もう一度８５℃で２分間加熱し、所
定の現像液で１分間現像し、純水によって洗浄した後、
２００’Ｃで５分間加熱して遮光膜１１を得る。

遮光７１１１の有色合成樹脂材料として、黒色の染料に
よって染色された樹脂であるＪＤＳ　（商品名：日本合
成ゴム株式会社製）を用いた場合は、スピンコード、オ
フセット印刷、スプレー、ディッピングなどの方法によ
って所定の膜厚に塗布した後、１４０℃で３０分間加熱
し、３０　ｍ　ｇ　／　ｃｍ２程度の紫外光で所定のパ
ターン露光し、純水によって１分間現像した後、１８０
’Ｃで３０ＪＩ＋間加熱する。そこでＢｌａｃｋ−１８
１（日本化薬製）１％、酢酸２％の６０℃の水溶液に３
０分間ディップし染色した後、純水で洗浄し１８０’Ｃ
で１０分間乾燥し遮光膜１１を得る。

この遮光Ｊｌｌｌｌの上に、ポリイミドによる配向１１
１１５を形成し、ラビング法によって配向処理を行う。

このようにして形成される遮光膜１１を、第１図におい
て、右上から左下に傾斜した斜線で示す。

他方のガラス基板１８上には、遮光膜１２を形成するた
めにまず、タンタルを蒸着し、フォトレジスト０ＦＰＲ
−８００（商品名：東京応化製）をスピンコードにより
所定の膜厚に塗布した後、８５℃で３０分間加熱、次に
所定のパターンに露光、現像し、純水によって洗浄する
。さらに１３０℃で３０分間加熱した後、ＣＦ、中でド
ライエツチングを行い、アセトン中に浸漬と０．プラズ
マによる灰化処理をすることにより、残ったレジストを
除去し、遮光１１１２を得る。この上にインジウム酸化
錫などの透明電極１４を形成し、さらにポリイミドによ
る配向１１１６を形成し、ラビング法により配向処理を
行う。

これら２枚の基板１８．１９を貼り合わせて、ネマティ
ック液晶１７を封入する。ここで、プロジェクション装
置用の液晶表示装置としては、光学系との適合性あるい
は製造コストの観点から約５インチ以下のパネルが合理
的な大きさと考えられる。遮光膜１２は第１図において
左上から右下に傾斜した斜線で示されており、薄膜トラ
ンジスタ１０の直上に配置される。遮光膜１２は、上述
のようにタンタルから成り、金属製であり、遮光性が優
れている。そのため第２図の上方からの強い光が入射さ
れるとき、その光が薄膜トランジスタ１０に漏れるのを
防ぐことができる。

遮光膜１１は前述のように有色合成樹脂製であり、透光
性合成樹脂内に染料もしくは顔料を分散することにより
、波長４００〜７００ｎｍの可視光全域で透過率を１０
％以下とする。この合成樹脂材料としては、たとえば、
ポリイミド、ポリアミド、ポリ尿素、ポリウレタン、ア
クリル、ポリクイ皮酸、環化ゴム、ナフトキノンアジド
およびそれらの誘導体であってもよい。

遮光１１１１１は、薄膜トランジスタ１０、ソースバス
電極１およびゲートバス電極２上を覆い、絵素電極７で
は開口しており、これによって上述のように薄膜トラン
ジスタ１０への光の入射を防ぐとともに、ガラス基板１
８．１９の相互の位置ずれが生じたとしても、前述の先
行技術に関連して述べたマージンが不要であり、開口率
の低下を防止することができ、絵素電極７とバス電極１
．２との間からの光漏れを防止して、表示コントラスト
および色再現性の向上を図ることができる。

本件発明者の実験結果によれば、遮光膜１１の光透過率
が１５％であるとき、表示コントラスト′　４０であり
、光透過率が１０％としたときには、通常のテレビジョ
ン受信機として充分な画質を得るために必要最低限であ
る表示コントラスト５０を得ることができることが確認
された。光透過率が１５％としたときには、その遮光膜
ｌｌの漏洩光による薄膜トランジスタ１０の閾電圧のシ
フトが観測されたけれども、光透過率を１０％としたと
きには、このような現象は生じないことが確認された。

光透過率を１０％以下とすることによって、高精細化お
よび小形化を達成することができる。

遮光膜１２は、前述のタンタルの他に、クロムなどの金
属材料であってもよく、あるいはまた遮光膜１２の材料
として前述した有色合成樹脂材料から成ってもよい。

本発明のさらに他の実施例として、薄膜トランジスタｌ
Ｏ上に電気絶縁性保護層を形成し、その上に遮光膜１１
として金属材料から成る層を形成してもよい。

本発明は透過形液晶表示装置に関連して実施することが
できるだけでなく、たとえば基板１９を遮光膜として、
いわゆる反射形液晶表示装置に関連しても実施すること
ができる。薄膜トランジスタ１０に代えて、その他の構
成を有する半導体スイッチング素子が用いられてもよい
。

発明の効果 以上のように本発明によれば、一対の基板のうち、一方
基板上には半導体スイッチング素子と絵素電極とが形成
され、他方基板上には、絵素電極に対応して対向電極が
形成されるとともに、半導体スイッチング素子に対応し
て遮光膜が配置されており、前記他方基板上の遮光膜に
よって半導体スイッチング素子への光の入射が防止され
るとともに、前記一方基板上の半導体スイッチング素子
上にも、もう１つの遮光膜が形成されているので、半導
体スイッチング素子へのたとえば多重反射による光など
を確実に防ぐことができる。そのため半導体スイッチン
グ素子の光による特性の劣化を防ぎ、表示品位の向上を
図ることができる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の一実施例の簡略化した平面図、第２図
は第１図の切断面線■−■から見た断面図、第３図は先
行技術の簡略化した平面図、第４図は第３図の切断面線
ｒＶ−４から見た断面図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 一方の基板上に形成された半導体スイッチング素子を介
   して絵素電極に、一方電位を与え、他方の透光性基板上
   に前記絵素電極に対応して形成した対向電極に他方電位
   を与え、 両基板間に液晶が充填され、 前記他方基板上には、半導体スイッチング素子に対応し
   て遮光膜が配置される液晶表示装置において、 前記一方基板上の半導体スイッチング素子上に、もう１
   つの遮光膜が形成されることを特徴とする液晶表示装置
   。