JPH0469623A - 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１ 本発明は、表示装置、特に、薄膜トランジスタ等を使用
したアクティブ・７１−リクス方式の液晶表示装置に関
する。 【従来の技術１ アクティブ・７１へりクス方式の液晶表示装置は、マト
リックス状に配列された複数の画素電極の各々に対応し
て非線形素子（スイッチング素子）を設けたものである
。各画素における液晶は理論的には常時駆動（デユーテ
ィ比１．０）されているので、時分割駆動方式を採用し
ている、いわゆる単純マＩ・リクス方式と比べてアクテ
ィブ方式はコントラス１〜が良く特にカラーでは欠かせ
ない技術となりつつある。スイッチング素子として代表
的なものとしては薄膜トランジスタ（ＴＰＴ）がある。 そして、この薄膜１〜ランジスタは、前記画素電極をも
含んで、透明性が高くしかも耐湿性の良好な保護膜、た
とえば、酸化珪素膜あるいは窒化珪素膜で覆われて形成
されたものとなっている。 このような保護膜で覆う構成としているのは、前記薄膜
トランジスタを湿気等から保護するためにある。 なお、Ｔ　ＦＴを使用したアクティブ・マトリクス液晶
表示装置は、例えば「冗長構成を採用した１２．５型ア
クテイブ・７トリクス方式カラー液晶デイスプレィ」、
日経エレクトロニクス、頁１９３〜２１０．１９８６年
１２月１５日、日経マグロウヒル社発行、で知られてい
る。 【発明が解決しようとする課題］ しかしながら、このような構成からなる液晶表示装置は
、前記透明電極と、他方の透明基板の液晶側の面に形成
された共通透明電極との間で電界を生じさせるものであ
るが、この間には前記液晶、配向膜のほかに前記透明保
護膜が介在されていることになる。 そして、この透明保護膜は高抵抗材料で形成され、この
高抵抗材料を介しているため、チャージの出入りに時間
を要し、僅かなチャージの出入りで所謂焼き付は現象、
すなわち、液晶表示画面の切り替え時に前の画像が残る
現象が生じてしまっていた。 本発明の一つの目的は所謂焼き付は現象の防止を図った
液晶表示装置を提供することである。 本発明の他の目的は画面上に生じる所謂白むらの発生の
防止を図った液晶表示装置を提供することである。 本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細書の記述及び添付図面によって明らかになるであろ
う。 ［課題を解決するための手段］ このような目的を達成するために、本発明は、まづ、請
求項第１の記載のように、液晶を挾んで対向配置される
２枚の透明基板のうち、一方の透明基板の前記液晶側の
面に、各画素に対応した形成された透明電極と、この透
明電極に外部信号の供給による電圧を印加させるための
薄膜スイッチング素子と、この薄膜スイッチング素子お
よび前記透明電極を覆って前記透明基板上に形成される
透明保護膜と、を備える液晶表示装置において、前記透
明保護膜は、前記薄膜スイッチング素子および透明電極
の周辺部な覆って形成されるものとし、前記透明電極の
前記周辺部を除く領域を露呈させていることを特徴とす
るものである。 また、請求項第２の記載のように、請求項第１記載の液
晶表示装置において、透明電極の前記周辺部を除く領域
を露呈させている前記透明保護膜の孔は、その側壁にお
いて斜面が形成されていることを特徴とするものである
。 また、請求項第３の記載のように、請求項第２記載の液
晶表示装置において、透明保護膜は少なくとも２層以上
の多層構造となっており、これら各層の透明保護膜のエ
ツチングレートは、前記透明電極側から順次大きく構成
され、エツチングレート差により前記孔側壁の斜面を形
成することを特徴とするものである。 さらに、請求項第４の記載のように、請求項第１記載あ
るいは第２記載の液晶表示装置において、透明保護膜は
少なくとも２層以上の多層構造となっており、このうち
前記透明電極に隣接していない他の透明保護膜のうち少
なくとも一層を導電性材料から構成するとともに、この
導電性材料に一定の電位をもたせていることを特徴とす
るものである。 【作用】 このように、請求項第１の記載の発明によれば、透明保
護膜は、薄膜スイッチング素子および透明電極の周辺部
を覆って形成されるものとし、前記透明電極の前記周辺
部を除く領域を露呈させている。このため、透明電極は
、他方の透明基板の液晶側の面に形成された共通透明電
極との間において、高抵抗材料である透明保護膜を介さ
せない構成となる。したがって、チャージの出入りに時
間を要することがなく、所謂焼き付は現象が生じること
はなくなる。 また、請求項第２の記載の発明によれば、透明電極の前
記周辺部を除く領域を露呈させている前記透明保護膜の
孔を、その側壁において斜面が形成されているようにし
たものである。このようにすれば、平面方向から見た前
記透明保護膜の孔の周囲にはいわゆる液晶ドメイン構造
が生じることがなく点灯不良の部分が発生しないという
効果を奏することになる。すなわち、前記透明保護膜の
孔を、その側壁が垂直になるように形成した場合、平面
方向から見た前記透明保護膜の孔の周囲には液晶分子の
配向がドメイン状に逆方向になって点灯不良が生じてし
まう問題点を解消することができるようになる。 また、請求項第３の記載の発明によれば、透明保護膜は
少なくとも２層以上の多層構造となっており、これら各
層の透明保護膜のエツチングレートは、前記透明電極側
から順次大きく構成されたものとなっている。このよう
にすれば、同一のレジストパターンのエツチングによっ
て、側面に斜面を有する孔を容易に形成することができ
るようになる。 さらに、請求項第４の記載の発明によれば、透明保護膜
はその表面がほぼ均一な電位に保持されるようになる。 このことは、表示画面上の白むら発生を防止できるよう
になる。従来では、走査信号線の順次電圧印加が原因し
ていると思われるが、表示画面の下部に白むらが生じて
いた。しかし、本発明のように、透明保護膜の表面をそ
の全域にわたって一定の電位に保持させるようにしてお
けば、永年駆動後においても前記白むらが生じないこと
が判明した。 ［実施例１ 以下、本発明の構成について、アクティブ・マトリクス
方式のカラー液晶表示装置に本発明を適用した実施例と
ともに説明する。 なお、実施例を説明するための全回において、同一機能
を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は
省略する。 第１Ａ図は本発明が適用されるアクティブ・７１ヘリク
ス方式カラー液晶表示装置の一画素とその周辺を示す平
面図であり、第１Ｂ図は第１Ａ図のｎＢ−ｎＢ切断線に
おける断面と表示パネルのシール部付近の断面を示す図
であり、第１Ｃ図は第１Ａ図のｎｃ−ｎｃ切断線におけ
る断面図である。 また、第２図（要部平面図）には、第１Ａ図に示す画素
を複数配置したときの平面図を示す。 （画素配置） 第１Ａ図に示すように、各画素は、隣接する２本の走査
信号線（ゲート信号線又は水平信号線）ＧＬと、隣接す
る２本の映像信号線（ドレイン信号線又は垂直信号線）
ＤＬとの交差領域内（４本の信号線で囲まれた領域内）
に配置されている。各画素は薄膜トランジスタＴＰＴ、
画素電極ＩＴＯ１及び付加容量Ｃａｄｄを含む。走査信
号線ＧＬは。 列方向に延在し、行方向に複数本配置されている。 映像信号線ＤＬは、行方向に延在し、列方向に複数本配
置されている。 （パネル断面全体構造） 第１Ｂ図に示すように、液晶層ＬＣを基準に下部透明ガ
ラス基板５ＵＢＩ側には薄膜トランジスタＴＰＴ及び透
明画素電極ＩＴＯＩが形成され。 上部透明ガラス基板５ＵＢＺ側には、カラーフィルタＦ
ＩＬ、遮光用ブラックマトリクスパターンＢＭが形成さ
れている。下部透明ガラス基板５ＵＢｌ側は、例えば、
１．１　［ｍｍ１程度の厚さで構成されている。 第１Ｂ図の中央部は一画素部分の断面を示しているが、
左側は透明ガラス基板５ＵＢＩ及び５ＵＢ２の左側縁部
分で外部引出配線の存在する部分の断面を示している。 右側は、透明ガラス基板５ＵＢＩ及び５ＵＢ２の右側縁
部分で外部引出配線の存在しない部分の断面を示してい
る。 第１Ｂ図の左側、右側の人々に示ずシール材ＳＬ、は、
液晶丁、Ｃを封＋１−するように構成されており、液晶
封入ｎ（図示していない）を除く透明ガラス基板Ｓ　Ｕ
　ｌ（１及びＳ　Ｕ　Ｂ　２の縁周間全体にｉａって形
成されている。シール材ＳＬは、例えば、エポキシ樹脂
で形成されている。 １ｙｉｒ記上部透明カラス基板Ｓ　Ｕ　Ｂ　Ｚ側の共通
透明画素電極Ｔ　ｌ’　０２１Ｊ：、少なくとも一個所
において、銀ペー　スト旧ＳＨＬ、１よって、下部透明
カラスノ、（板ｓ　ｕ　Ｂ　、１側に形成さＡした外部
引出配線に接続されでいる。この外部引出配線は、前述
したゲート電極Ｇ’Ｉ’、ソース電１かＳＤＩ、１・１
ツイン電極ＳＤ２の大々と同一製造−１６程で形成され
、る。 配向膜ＯＲＩ　１及びＣＩＲＩ２、透明画素電極丁Ｔｏ
、共通透明画素？１！極Ｉ　Ｔ　Ｏ１保護喚Ｔ）ＳＶＩ
及びＴＩ　Ｓ　Ｖ　２１．絶縁膜Ｇ　Ｔの久々の層は、
シール（・Ｊ’　Ｓ　１．、の内側に形成される。偏光
板１．’　ＯＩｌ、　１．才、下部透明ガラス基板Ｓ　
Ｕ　Ｌ（］、、　、　ｌｘｘ部透明ガラス基板Ｓ　ｔ−
ｉ　Ｔ’３２の大セの外側の表面に形成されている。 液晶１７Ｃは、液晶分子の向きを設定する下部配向膜Ｏ
Ｒ，Ｉｌ及び１一部配向膜０ＲＩ２の間に封入され、シ
ール部Ｓ　Ｌよってシールさ第１．ている。 下部配向膜Ｏｉ＜、　Ｉ　１は、下部透明ガラス」λ板
ＳｔＪ　Ｂ　Ｆ側の保護膜ＰＳＶ１の１一部に形成され
る。 ここで、本実施例では、前記保護膜ＰＳＶＩば、透明画
素電極ＴＴＯ，ｄ３の部分において孔１−Ｉ　１．。 が形成さ才している。ずなわち、前記透明画素電極Ｉ　
１．”　（、）　、　ｄ　３の周辺部においては、前記
保護膜■）ＳＶｌが覆っており、該周辺部な除く前記透
明画素電極Ｔ　ｉ’○、第３の領域は、前記孔Ｉ−Ｔ　
Ｌによって前記保護膜ＰＳＶＩから露呈されている。 そして、前記保護１１桑Ｐ　Ｓ　Ｖ　Ｊから露呈されて
いる透明画素電極ＩＴＯ，ｄ３の領域上には、前記保護
［ＰＳＶｌの上面の下部配向膜０１＜Ｉ　１と同時に形
成されるＦ部配向膜○Ｒ４１が形成されている。 このようにすることにより、透明画素電極Ｔ　ＴＯ・第
３は、下部ガラス基板５ＵＢ２の液晶側の而に形成さｔ
ｔ、た共通透明画素電極Ｉ　−ｒ　Ｏ２との間１、−１
すｔい７−１高抵抗月利−Ｃある保護膜Ｐ　Ｓ　Ｖ　ｌ
を介さゼない構成とな？）３、ｌ、たかっｒ、−＋ヤー
ンの出入り（５、−ｔｌ’；５間イ？要−・＋”　；：
）；＝　、＋・がなく、所謂焼きイ＼１（づ現象か生じ
ることｉ：ｌ、なくなる４、 また、前記保ｉｉ’＋Ｊｌ摸１’　Ｓ　Ｖ　］　＋：ｉ
、　２　ＪＱ）構造となっで第９す、１・部カー）ス（
ｊ、（ルＳＬ、ｌ　Ｂ］側から順次積層されノー、窒化
珪素１１・Ｖ費：１Ｎ−ＰＡＳ、およびアモルファスシ
リコン８−＝Ｓｊとて構成されている。 このように、窒化１−ＩＪＩミ１１ダｉ　Ｓ　ｉ、　Ｎ
　　Ｐ　Ａ　Ｓ　！；よびｊ′モルファスシリＴ＋ンａ
　−Ｓ　ｉからなる２、Ｊｒｌ構造の保１べ（，１１桑
Ｐ　Ｓ　Ｖ　ｉと”４る、ことにより、同一エッグン’
）’　ｍ　ｉ、３文・１する】′シルノアスシリコシａ
−８−１のＴ、　ｙ−３ングレーｌ−１，１、窒化珪素
膜５−ｉＮ−Ｐ　Ａ　ＳのエッＪン・グレート、上りも
人、さいこ゛とから、ｉｉＧ　Ｈ己孔ＩＴ１．、、　　
　　　　　・　　゛　　′　することし６二よ−）で該
孔Ｆ■１．．．のイ（（１１壁Ｌ；−おいてなたＩ：）
かな傾斜を形成することかＣ・きイ）。 このよう番Ｊすること番こより、１ト而方向から見た前
記保護膜Ｗｉ　Ｐ　Ｓ　Ｖ−Ｉの孔１−１　ｉ−、の周
囲にはいわゆるトメ・ｒンがノド〔′、ることかなく点
灯不良の部分か発イ１１．ない、ｙいう効宋を奏するこ
としＪなる。刈−な十）も、前記保護膜Ｐ　Ｓ　Ｖ　、
］の孔ＨＩ、を、その側壁が垂的になるように形成した
場合、１ｖ面ｌｆ向かｒ、見た前記保護ＩＩψＰ　Ｓ　
Ｖ　１の孔ＨＩ、の周囲には液晶分子の１１１！向かド
メイン状に逆方向になっＣ点灯不４３が生じ・−（−シ
・ゴう問題点を解消Ｖることがてきるよつになる・・ さらに、子連のように窒化珪素膜５ｊＮ−■〕ＡＳおよ
びアモルファスシリコンロ　　Ｓ　：！からなる５２１
層構造の保護膜Ｐ　Ｓ　Ｖ　１において、導電性イ」料
ひある前記アモルファスシリコンａ−８−ｉ、　ｌ、−
は、一定の電イ◇をもたせている。たとえばこの電位は
、コモン電ｆ（―Ｖ　ｃ　ｏ　ｍと同電位に設定されて
いる。 このように１−れば、保護膜ｐ　ｓ　ｖ　ｔはその表面
がほぼ均一な電位に保持されるようになる。このご＾′
１：Ｉ、表示画面１−の白むら発牛髪防止できるように
なる。従来では、走査信号線の順次電圧印加が原因して
いると思われるが、表示画面の上部に白むｒ）が生（，
１Ｃいた４、しかし、本実施例のように、保護膜ｐ　ｓ
　Ｖ　］の表面をその全域にわたって一定の電位に保持
させるようにしておけば、永年駆動後においても前記白
むらが生じないことが判明した。 上部透明ガラス基板５ＵＢ２の内側（液晶側）の表面に
は、遮光膜ＢＭ、カラーフィルタＦ　Ｉ　Ｌ、保護膜Ｐ
　Ｓ　’Ｖ　２、共通透明画素電極（ＣＯＭ）ＩｒＯ２
及び上部配向膜０ＲＩ２が順次積層して設けられている
。 この液晶表示装置は、下部透明ガラス基板５ＵＢｌ側、
」二部透明ガラス基板５ＵＢ２側の夫々の層を別々に形
成し、その後、上下透明ガラス基板５ＵＢＩ及びＳ　Ｕ
　Ｂ　２を重ね合せ、両者間に液晶Ｌ　Ｃを封入するこ
とによって組み立てられる。 （薄膜１ヘランジスタＴＰＴ） 薄膜トランジスタＴＦＴは、グー１−電極ＧＴに正のバ
イアスを印加すると、ソース−ドレイン間のチャネル抵
抗が小さくなり、バイアスを零にすると、チャネル抵抗
は大きくなるように動作する。 各画素の薄膜１〜ランジスタＴＦＴは、画素内において
２つ（複数）に分割され、薄膜トランジスタ（分割薄膜
トランジスタ）ＴＦＴｌ及びＴＰＴ２で構成されている
。薄膜トランジスタＴＦＴＩ、ＴＰＴ２の夫々は、実質
的に同一サイズ（チャンネル長と幅が同じ）で構成され
ている。この分割された薄膜トランジスタＴＦＴＩ、Ｔ
ＰＴ２の夫々は、主に、ゲート電極ＧＴ、ゲート絶縁膜
ＧＩ、ｉ型（真性、ｊ、ｎｔｒｉｎｓｉｃ、導電型決定
不純物がドープされていない）非晶質Ｓｉ半半体体層Ｓ
、対のソース電極ＳＤＩ及びドレイン電極ＳＤ２で構成
されている。なお、ソース・トレインは本来その間のバ
イアス極性によって決まり、本表示装置の回路ではその
極性は動作中反転するので、ソース・ドレインは動作中
入れ替わると理解されたい。しかし以下の説明でも、便
宜上一方をソース、他方をドレインと固定して表現する
。 （ゲート電極ＧＴ） ゲート電極ＧＴは、第３図（第１Ａ図の層ｇ１、ｇ２及
びＡｓのみを描いた平面図）に詳細に示すように、走査
信号線ＧＬから垂直方向（第１Ａ図及び第３図において
上方向）に突出する形状で構成されている（丁字形状に
分岐されている）。ゲート電極ＧＴは、薄膜トランジス
タＴＦ　Ｔ　１、Ｔ　ｉ”Ｔ２の夫々の形成領域まで突
出するように構成されている。薄膜Ｉ・ランジスタＴ　
Ｆ　Ｔ　１、Ｔ　Ｐ　Ｔ　２の夫々のゲーｉ・電極ＧＴ
は、一体に（共通ゲート電極として）構成されており、
走査信号線ＯＬに連続して形成されている。ゲーＩ・電
極ＧＴは、薄膜トランジスタＴＰＴの形成領域において
大きい段差を作らないように、単層の第１導電膜ｇ１で
構成する。第１導電膜ｇ１−は、例えばスパッタで形成
されたクロム（Ｃｒ）膜を用い、１．ＯＯＯ［人コ程度
の膜厚で形成する。 このゲート電極ＧＴは、第１Ａ図、第１Ｂ図及び第３図
に示されているように、半導体層ＡＳを完全に覆うよう
（下方からみて）それより太き目に形成される。従って
、基板５ＵＢＩの下方に蛍光灯等のバッグライトＢ　Ｌ
を取付けた場合、この不透明のＣｒゲート電極ＧＴが影
となって、半導体層ＡＳにはバックライト光が当たらず
、光照射による感電現象すなわちＴＰＴのオフ特性劣化
は起きにくくなる。なお、グー１〜電極ＧＴの本来の大
きさは、ソース・ドレイン電極Ｓ　Ｄ　］、とＳＤ２間
をまたがるに最低限必要な（グー１〜電極とソース・ト
レイン電極の位置合わせ余裕分も含めて）幅を持ち、チ
ャンネル幅Ｗを決めるその奥行き長さはソース・ドレイ
ン電極間の距離（チャンネル長）Ｌとの比、即ち相互コ
ンダクタンスｇｍを決定するファクタＷ／Ｌをいくつに
するかによって決められる。 本実施例にお番づるゲート電極の大きさは勿論、」二連
した本来の大きさよりも大きくされる。 ゲート電極ＧＴのゲーＩ−及び遮光の機能面からだけで
考えれば、グー１〜電極及びその配線Ｇ　Ｌは単一の層
で一体に形成しても良く、この場合不透明導電材料とし
てＳｊを含有させたＡ］、純ＡＩ。 及びＰｄを含有させたＡ１等を選ぶことができる。 （走査信号線Ｇ　Ｌ　） 前記走査信号線ＧＬは、第１感電膜ｇ］及びその上部に
設けられた第２尋電膜ｇ２からなる複合膜で構成されて
いる。この走査信号線ＧＬの第Ｊ導電膜ｇ１は、前記ゲ
ーＩ・電極ＧＴの第１感電膜ｇ］と同一製造工程で形成
され、かつ一体に構成されている。第２導電ＩＦＪｇ２
は、例えば、スパッタで形成されたアルミニウム（Ａ、
Ｑ）膜を用い、２０００〜４０００［人］程度の膜厚で
形成する。第２導電膜ｇ２は、走査信号線Ｇ　Ｌの抵抗
値を低減し、信号伝達速度の高速化（画素の情報の書込
特性向に）を図ることができるように構成されている。 また、走査信号線Ｇ　Ｌは、第１導電膜ｇ」の幅寸法に
比べて第２導電ＩＦＪｇ２の幅寸法を小さく構成してい
る。すなわち、走査信号線Ｇｉ−は、その側壁の段差形
状がゆるやかになっている。 （ゲート絶縁膜Ｇ　Ｉ　） ！ｌ＠縁膜ＧＩは、薄膜トランジスタＴＦＴ１、ＴＦＴ
２の夫々のグー１−絶縁膜として使用される。 絶縁膜ＧＩは、グー１〜電極ＧＴ及び走査信号線ＧＬの
−に層に形成されている。絶縁膜６丁は、例えば、プラ
ズマＣＶＤで形成された窒化珪素膜を用い、３０００［
Ａ　１程度の膜厚で形成する。 （半導体層ΔＳ） ｊ型半導体ＷＡＳは、第３図に示すように、複数に分割
された薄膜トランジスタＴＦＴ］、ＴＦＴ２の夫々のチ
ャネル形成領域として使用される。 ｉ型半導体層ＡＳは、アモーファスシリコン膜又は多結
晶シリコン股で形成し、約１８００　［人］程度の膜厚
で形成する。 このｊ型半導体！Ａ、Ｓは、供給ガスの成分を変えてＳ
ｊ、Ｎ４ゲー１−絶縁膜ＧＩの形成に連続して、同じプ
ラズマＣＶＤ装置で、しかもその装置がら外部に露出す
ることなく形成される。また、オーミックコンタクト用
のＰをドープしたＮａ層ｄ。 （第１Ｂ図）も同様に連続して約４００［人］の厚さに
形成される。しかる後下側基板Ｓ　ＴＪ　Ｂ　］はＣＶ
Ｄ装置から外に取り出され、写真処理技術により、Ｎａ
層ｄ○及び」層ＡＳは第］Ａ図、第１Ｂ図及び第３図に
示すように独立した島にパターニングされる。 ｊ型半導体層Ａ、　Ｓは、第１Ａ図及び第３図に詳細に
示すように、走査信号線ＯＬと映像信号線ＤＬとの交差
部（グロスオーバ部）の両昔間にも設けられている。こ
の交差部ｊ型半導体層ＡＳは、交差部における走査信号
線Ｇ　Ｌと映像信号線Ｄ　Ｌとの短絡を低減するように
構成されている。 （ソース・ドレイン電極ＳＤＩ、５Ｄ２）複数に分割さ
れた薄膜１−ランジスタＴ　Ｆ　Ｔ　１、ＴＦＴ２の夫
々のソース電極ＳＤＩとトレイン電極ＳＤ２とは、第１
Ａ図、第１−Ｂ図及び第４図（第１　Ａ図の層ｄユ〜ｄ
３のみを描いた平面図）で詳細に示すように、半導体層
Ａ、　Ｓ　ｌに夫々離隔して設けられている。 ソース電極ＳＤＩ、ドレイン電極ＳＤ２の夫々は、Ｎａ
型半導体層ｄＯに接触する下層側から、第１導電膜ｄ］
、第２導電膜ｄ２、第３導電膜ｄ３登順次重ね合わせて
構成されている。ソース電極Ｓ　Ｉ）　］の第１導電膜
ｄ」、第２導電膜ｄ２及び第３導電膜ｄ３は、ドレイン
電極ＳＤ２の夫々と同一製造工程で形成される。 第１−導電膜ｄ１−は、スパッタで形成したクロム膜を
用い、５００〜１０００［人コの膜厚（本実施例では、
６００［人］程度の膜厚）で形成する。クロム膜は、膜
厚を厚く形成するとスＩ・レスが大きくなるので、２０
００［人］程度の膜厚を越えない範囲で形成する。 クロム膜は、Ｎａ型半導体層ｄｏとの接触が良好である
。クロム膜は、後述する第２導電膜ｄ２のアルミニウム
がＮａ型半導体層ｄｏに拡散することを防止する、所謂
バリア層を構成する。第１導電膜ｄ１としては、クロム
膜の他に、高融点金属（Ｍｏ、Ｔｊ、Ｔａ、Ｗ）膜、高
融点金属シリサイド（Ｍ。 Ｓｉ２．ＴｉＳｉ□、Ｔａ５ｊ２．ＷＳｉ□）膜で形成
してもよし）。 第１導電膜ｄ１を写真処理でパターニングした後、同し
写真処理用マスクで或は第１導電膜ｄ１をマスクとして
Ｎａ層ｄｏが除去される。つまり、ｊ層ＡＳ上に残って
いたＮａ層ｄｏは第１導電膜ｄ１以外の部分がセルファ
ラインで除去される。 このとき、ＮａＭｄ０はその厚さ分は全て除去されるよ
うエッチされるのでｉ層ＡＳも若干その表面部分でエッ
チされるが、その程度はエッチ時間で制御すれば良い。 しかる後第２導電膜ｄ２が、アルミニウムのスバッタリ
ングで３０００〜４０００［人］の膜厚（本実施例では
、３０００　［人］程度の膜厚）に形成される。アルミ
ニウム膜は、クロム膜に比べてストレスが小さく、厚い
膜厚に形成することが可能で、ソース電極ＳＤ１、ドレ
イン電極ＳＤ２及び映像信号線ＤＬの抵抗値を低減する
ように構成されている。第２導電膜ｄ２としては、アル
ミニウム膜の他に、シリコン（Ｓｌ）や銅（Ｃｕ）を添
加物として含有させたアルミニウム膜で形成してもよい
。 第２導電膜ｄ２の写真処理技術によるパターニング後第
３導電膜ｄ３が形成される。この第３導電膜ｄ３はスパ
ッタリングで形成された透明導電膜（Ｉｎｄｕｉｍ−Ｔ
ｉｎ−Ｏｘｉｄｅ　Ｉ　Ｔ　Ｏ：ネサ膜）から成り、１
０００〜２０００［人］の膜厚（本実施例では、１２０
０［人］程度の膜厚）で形成される。この第３導電膜ｄ
３は、ソース電極ＳＤＩ、ドレイン電極ＳＤ２及び映像
信号線ＤＬを構成すると共に、透明画素電極ＩＴＯＩを
構成するようになっている。 ソース電極ＳＤＩの第１導電膜ｄ１、ドレイン電極ＳＤ
２の第１導電膜ｄ１の夫々は、上層の第２導電膜ｄ２及
び第３導電膜ｄ３に比べて内側に（チャンネル領域内に
）大きく入り込んでいる。 つまり、これらの部分における第１導電膜ｄ１は、７１
ｆｄ２、ｄ３とは無関係に薄膜トランジスタＴＰＴのグ
ー１〜長りを規定できるように構成されている。 ソース電極ＳＤＩは、前記のように、透明画素電極ＩＴ
○１に接続されている。ソース電極ＳＤＩは、ｉ型半導
体層ＡＳの段差形状（第１導電膜ｇ１の膜厚、ＮａＭｄ
０の膜厚及びｉ型半導体層ＡＳの膜厚とを加算した膜厚
に相当する段差）に沿って構成されている。具体的には
、ソース電極ＳＤＩは、ｉ型半導体層ＡＳの段差形状に
沿って形成された第１導電膜ｄ１と、この第１導電膜ｄ
１の上部にそれに比べて透明画素電極ＩＴＯＩと接続さ
れる側を小さいサイズで形成した第２導電膜ｄ２と、こ
の第２導電膜から露出する第１導電膜ｄ１に接続された
第３導電膜ｄ３とで構成されている。ソース電極ＳＤＩ
の第２導電膜ｄ２は、第１導電膜ｄ１のクロム膜がスト
レスの増大から厚く形成できず、ｉ型半導体層ＡＳの段
差形状を乗り越えられないので、このｉ型半導体層ＡＳ
を乗り越えるために構成されている。つまり、第２導電
膜ｄ２は、厚く形成することでステップカバレッジを向
上している。第２導電膜ｄ２は、厚く形成できるので、
ソース電極ＳＤＩの抵抗値（ドレイン電極ＳＤ２や映像
信号線ＤＬについても同様）の低減に大きく寄与してい
る。第３導電膜ｄ３は、第２導電膜ｄ２のｉ型半導体層
ＡＳに起因する段差形状を乗り越えることができないの
で、第２導電膜ｄ２のサイズを小さくすることで露出す
る第１導電膜ｄ１に接続するように構成されている。第
１導電膜ｄ１と第３導電膜ｄ３とは、接着性が良好であ
るばかりか、両者間の接続部の段差形状が小さいので、
確実に接続することができる。 （画素電極ＩＴＯＩ） 前記透明画素電極ＩＴＯＩは、各画素毎に設けられてお
り、液晶表示部の画素電極の一方を構成する。透明画素
電極ＩＴＯＩは、画素の複数に分割された薄膜トランジ
スタＴＦＴＩ、ＴＦＴ２の夫々に対応して３つの透明画
素電極（分割透明画素電極）Ｅｌ、Ｅ２に分割されてい
る。透明画素電極Ｅ１、Ｅ２は、各々、薄膜トランジス
タＴＰＴのソース電極ＳＤＩに接続されている。 透明画素電極Ｅ１、Ｅ２の夫々は、実質的に同′−面積
となるようにパターニングされている。 このように、１画素の薄膜トランジスタＴＰＴを複数の
薄膜トランジスタＴＦＴＩ、ＴＰＴ２に分割し、この複
数に分割された薄膜トランジスタＴＦＴ１、ＴＦＴ２の
夫々に複数に分割した透明画素電極Ｅ１、Ｅ２の夫々を
接続することにより、分割された一部分（例えば、ＴＦ
ＴＩ）が点欠陥になっても、画素全体でみれば点欠陥で
なくなる（ＴＦＴ２が欠陥でない）ので、点欠陥の確率
を低減することができ、また欠陥を見にくくすることが
できる。。 また、前記画素の分割された透明画素電極Ｅ１、Ｅ２の
夫々を実質的に同一面積で構成することにより、透明画
素電極Ｅ１、Ｅ２の夫々と共通透明画素電極ＩＴＯ２と
で構成される人々の液晶容置（Ｃｐｊ−ｘ　）を均一に
することができる。 （保護膜Ｐ　Ｓ　Ｖ　Ｆ、　） 薄膜トランジスタ’ｒ　ＦＴ及び透明画素電極丁’Ｉ”
０１１−には、保護膜ＰＳＶＩが設けられている。 保護膜））　Ｓ　Ｖ　１は、主に、薄膜１−ランジスタ
ｉ’　１−”′］′を湿気等から保護するために形成さ
れており、透明性が高くしかも耐湿性の杓いものを使用
する。 保護膜Ｐ　Ｓ　Ｖ　］−は、例えば、プラズマＣｖｌ’
）で形成した酸化珪素膜や窒化珪素膜て形成されており
、８０００［人］稈度の膜厚で形成する。 この保護膜１）　Ｓ　Ｖ　１は、」ユ述したように前記
薄膜１〜ランジスタ゛ｒ　Ｆ　Ｔおよび透明画素電極１
１゛０１の周辺部を覆って形成されるものとし、前記透
明画素電極ＩＴＯＩの前記周辺部を除く領域を露呈させ
ているものである。 そして、この露呈部を含んで前記保護膜ｐｓｖ１１−に
は、ド部配向膜ＯＲ丁Ｆが被覆されて形成されている。 （遮ソロ膜ＢＭ） Ｆ部基板５ＵＲ２側には、外部光（第１Ｂ図では上方か
らの光）がチャネル形成領域として使用される」型半導
体層Ａ、　Ｓに入射されないように、遮蔽膜Ｂ　Ｍが設
けられ、第５図のハツチングに示すようなパターンとさ
れている。なお、第４図は第１Ａ図に才寸ける■１゛○
膜Ｍｄ３、フィルタ層Ｆ丁Ｆ、及び遮光膜ＢＭのみを描
いた・ド面図である。 遮光膜Ｂ　Ｍは、光に対する遮蔽性が高い、例えば、ア
ルミニウム膜やクロム膜等で形成されており、本実施例
では、クロム膜がスパッタリングで１３００［人コ程度
の膜厚に形成される。 従って、’Ｉ’　Ｆ　Ｔ　１．２の共通半導体層Ａｓは
上ドにある遮光膜ＢＭ及び大き１」のゲート電極ＧＴに
よってサンドインチにされ、その部分は外部の自然光や
バックライト光が当たらなくなる。遮光膜ＢＭは第５図
のハツチング部分て示すように、画素の周囲に形成され
、つまり遮光膜ＢＭは格子状に形成され（ブラックマト
リクス）、この格子で１画素の有効表示領域が仕切られ
ている。従って、各画素の輪郭が遮光膜ＢＭによっては
つきりとしコン１〜ラストが向１−する。つまり遮光膜
１−３　Ｍは、半導体層Ａ、　Ｓに対する遮光とブラッ
クマトリクスとの２つの機能をもつ。 なお、バックライトを５ＵＢ２側に取り付け、Ｓ　ＬＪ
　Ｂ　１を観察側（外部露出側）とすることもてきる。 （共通電極Ｉ　’Ｉ”０２） 共通透明画素電極Ｔ　ｉ”　（”）　２は、下部透明ガ
ラス基板５ＵＲ１−側に画素毎に設けられた透明画素電
極ＮＴＯ］に対向し、液晶の光学的な状態は各画素電嘆
Ｉ’ｌ″Ｏ］と共通電極Ｔ　Ｔ　０２間の電位差（電界
）に応答して変化する。この共通透明画素電４ｆ：　Ｉ
　Ｔ　Ｏ２には、コモン電圧ｖｃｏｍが印加されるよう
に構成されている。コモン電圧■ｃＯＩ１１は、映像信
号線１〕■、に印加されるロウＩノベルの暉動電圧Ｖｄ
ｏ＋ｉｎとハイ１．ノベルの叶動電圧’Ｊ　ｄ　ｍａｘ
との中間電位である。 （力）−フィルタＦＩＬ） 力乃−ノイルタト”１丁、は、アクリル樹脂等の樹脂ｋ
ｊ科で形成される染色基＋４１染料を着色して構成され
ている。カラーフィルタＦ　Ｉ　丁、、は、画素に対向
する位置に各画素毎にドツト状に形成され（第６図）、
染め分けられている（第６図は第２図の第３導電膜層ｄ
３、ブラックマトリクス層ＢＭ及びとカラーフィルタ層
Ｆ　Ｉ　Ｌのみを描いたもので、Ｒ，Ｇ、Ｂの各フィル
ターはそれぞれ、４５°、１３５°、クロスのハツチを
施しである）、。 カラーフィルタＩ？　Ｔ　Ｔ、は第５図に示すように画
素電極ＩＴＯＩ　（Ｅｌ、Ｅ２）の全てを覆うように太
き目に形成され、遮光膜ＢＭはカラーフィルタＦＩ　Ｌ
及び画素電極ＴＴＯ１のエツジ部分と重なるよう画素電
極ＩＴＯＩの周縁部より内側に形成されている。 カラーフィルタＦ　’Ｉ　Ｌは、次のように形成するこ
とができる。まず、上部透明ガラス基板Ｓ　Ｕ　Ｂ２の
表向に染色基材を形成し、フォトリソクラフィ技術で赤
色フィルタ形成領域以外の染色ＪＸ；　４・Ｊを除去す
る。この後、染色基材に赤色染料で染め、固着処理を施
し７、赤色フィルタＲを形成ずろ。次に、同様な上程を
施ずことによ−）で、緑色フィルタＧ、青色フィルタＢ
を順次形成する。 保護膜ＰＳＶ２は、前記カラーフィルタＦＪＬを異なる
色に染め分けた染料が液晶ＬＣに漏れることを防止する
ために設けられている。保護膜ＰＳＶ２は、例えば、ア
クリル樹脂、エポキシ樹脂等の透明樹脂材料で形成され
ている。 （表示パネル全体等価回路） 表示７１−リクス部の等価回路とその周辺回路の結線図
を第７図に示す。同図は回路図ではあるが、実際の幾何
学的配置に対応して描かれている。ＡＲは複数の画素を
二次元状に配列したマトリクス・アレイである。 図中、Ｘは映像信号線ＤＬを意味し、添字Ｇ、Ｂ及びＲ
がそれぞれ緑、青及び赤画素に対応して付加されている
。Ｙは走査信号線ＧＬを意味し、添字」、２．３・・・
ｅｎｄは走査タイミングの順序に従って付加されている
。 映像信号線Ｘ（添字省略）は交互に」二側（又は奇数）
映像信号坊区動回路Ｈｅ及び下側（又は偶数）映像信号
駆動回路ＨＯに接続されている。 ＳＵＰは１つの電圧源から複数の分圧した安定化された
電圧源を得るための電源回路やホスト（上位演算処理装
置）からのＣＲＴ　（陰極線管）用の情報をＴ　Ｐ　Ｔ
液晶表示パネル用の情報に交換する回路を含む回路であ
る。 （付加容量Ｃａｄｄの構造） 透明画素電極Ｅ１、Ｅ２の夫々は、薄膜トランジスタＴ
　Ｐ　Ｔと接続される端部と反対側の端部において、隣
りの走査信号線Ｇ　Ｌと重なるように形成されている。 この重ね合せは、第１Ｃ図からも明らかなように、透明
画素電極Ｅ１、Ｅ２の夫々を一方の電極ＰＬＩとし、隣
りの走査信号線Ｇ　Ｌを他方の電極Ｐ　Ｌ　２とする保
持容量素子（静電容量素子）Ｃａｄｄを構成する。この
保持容量素子Ｃａｄｄの誘電体膜は、薄膜トランジスタ
ＴＰＴのゲート絶縁膜として使用される絶縁膜ＧＩと同
一層で構成されている。 保持容量Ｃａｄｄは、第３図からも明らかなように、ゲ
ート線ＧＬのＩＭ目ｇ１の幅を広げた部分に形成されて
いる。なお、ドレイン線ＤＬと交差する部分の層ｇ１は
ドレイン線との短絡の確率を小さくするため細くされて
いる。 保持容量素子Ｃａｄｄを構成するために重ね合わされる
透明画素電極Ｅ　］−１Ｅ２の夫々と容量電極線（ｇｌ
）との間の一部には、前記ソース電極ＳＤ１と同様に、
段差形状を乗り越える際に透明画素電極ＩＴ○１が断線
しないように、第１４電膜ｄ１及び第２導電膜ｄ２で構
成された島領域が設けられている。この島領域は、透明
画素電極ＩＴ○１の面積（開口率）を低下しないように
、できる限り小さく構成する。 （付加容量Ｃａｄｄの等価回路とその動作）第１Ａ図に
示される画素の等価回路を第８図に示す。第８図におい
て、Ｃｇｓは薄膜１−ランジスタＴＦＴのゲート電極Ｇ
Ｔ及びソース電極ＳＤＩ間に形成される寄生容量である
。寄生容量Ｃｇｓの誘電体膜は絶縁膜ＧＩである。Ｃｐ
ｊｘは透明画素電極子ＴＯＩ（ＰＪＸ）及び共通透明画
素電極ＩＴＯ２（ＣＯＭ）間で形Ｊ戊される液晶容量で
ある。液晶容量Ｃｐｊｘの誘電体膜は液晶ＬＣ１保護膜
ＰＳ■１及び配向膜０ＲＩＩ、○ＲＩ２である。Ｖｌｃ
は中点電位である。 前記保持容量素子Ｃａｄｄは、ＴＰＴがスイッチングす
るとき、中点電位（画素電極電位）　Ｖ　］、　ｃに対
するゲート電位変化ΔＶｇの影響を低減するように働く
。この様子を式で表すと △Ｖ　］ｃ＝　（（Ｃｇｓ／（Ｃｇｓ＋Ｃａｄｄ＋Ｃ：
ｐｊｘ））　ｘΔＶｇとなる。ここでΔＶ］、ｃはΔＶ
ｇによる中点電位の変化分を表わす。この変化分ΔＶｉ
ｅは液晶に加わる直流成分の原因となるが、保持容量Ｃ
ａｄｄを大きくずればする程その値を小さくすることが
できる。 また、保持容量Ｃａｄｄは放電時間を長くする作用もあ
り、ＴＰＴがオフした後の映像情報を長く蓄積する。液
晶ＬＣに印加される直流成分の低減は、液晶ＬＣの寿命
を向」ニし、液晶表示画面の切り替え時に前の画像が残
る所謂焼き付きを低減することができる。 前述したように、ゲート電極ＧＴは半導体ＨＡＳを完全
に覆うよう大きくされている分、ソース・トレイン電極
Ｓ　Ｄ　１−１ＳＤ２とのオーバラップ而積が増え、従
って寄生容量Ｃｇｓが大きくなり中点電位Ｖｌｃはゲー
１−　（走査）信号Ｖｇの影響に受は易くなるという逆
効果が生じる。しかし、保持容量Ｃａｄｄを設けること
によりこのデメリッＩ・も解消することができる。 前記保持容量素子Ｃａｄｄの保持容量は、画素の書込特
性から、液晶容量Ｃｐｊｘに対して４〜８倍（４・ｃｐ
ｊｘ＜Ｃａｄｄ＜ＬＣｐｊｘ）、重ね合せ容量ｃ（＜Ｓ
に対して８〜３２倍（８・Ｃｇｓ＜Ｃａｄｄ＜３：ｌ”
（、ｇｓ）程度の値に設定する。 （付加容量Ｃａｄｄ電極線の結線方法）容量電極線とし
てのみ使用される初段の走査信号線ＯＬ　（Ｙｏ）は、
第９図に示すように、共通透明画素電極（Ｖｃｏｍ　）
　Ｉ　Ｔ　Ｏ２に接続する１、共通透明画素型４ｉＩＴ
○２は、第１Ｂ図に示すように。 液晶表示装置の周縁部において銀ペース８４８丁。 によって外部引出配線に接続されている。しかも、この
外部引出配線の一部の導電！（ｇｌ及びｇ２）は走査信
号線Ｇ　Ｔ、と同一製造工程で構成されている。この結
果、最終段の容量電極線Ｇ　Ｌは、共通透明画素電極Ｉ
ＴＯ２に簡単に接続することができる。 初段の容量電極線Ｙ。は最終段の走査信号線Ｙｅｎｄに
接続、Ｖ　ｃｏｍ以外の直流電位点（交流接地点）に接
続するか又は垂直走路回路Ｖから１つ余分に走査パルス
Ｙ。を受けるように接続しても良い。 以上、本発明者によってなされた発明を、前記実施例に
基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施例に限
定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲にお
いて種々変更可能であることは勿論である。 例えば、本実施例ではグー１〜電極形成→ゲート絶縁膜
形成→半導体層形成→ソース・ドレイン電極形成の逆ス
タガ構造を示したが、」１下関係又は作る順番がそれと
逆のスタガ構造でも本発明は有効である。 また、保護膜ＰＳＶＩは、２層構造としたものであるが
、それ以上の多層構造としてもよい。この場合、積層方
向に向かって順次エツチングレートを大きくすることに
よって、選択エツチングにより孔を形成する場合、この
孔の側壁に傾斜を設けることができるようになる。 さらに、前記保護膜ＰＳＶＩを多層構造とした場合、透
明画素電極ＩＴ○］に隣接していない他の保護膜のうち
少なくとも一層を導電材料から構成するとともに、この
導電性材料に一定の電位をもたせるようにしてもよい。 さらに、本実施例では、一画素につき透明画素電極が２
個備えられたものであるが、第９図に示すように、透明
画素電極が１個の場合であっても適用できることはいう
までもない。この場合であっても、透明画素電極ＩＴＯ
Ｉの周辺部を残して孔が設けられており、対向する共通
透明画素電極ＩＴＯ２との間に高抵抗の保護膜ＰＳＶＩ
が存在しないようになっている。 【発明の効果］ 以」二説明したことから明らかなように、本発明による
液晶表示装置によれば、焼き付は現象の発生を防止する
ことができるようになる。 また、表示画面」二に生じていた白むらの発生を防止す
ることができるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１Ａ図は、本発明の実施例■であるアクティブ・マト
リックス方式のカラー液晶表示装置の液晶表示部の一画
素を示す要部平面図、 第１Ｂ図は、前記第１Ａ図のＪＩＢ−ＩｒＢ切断線で切
った部分とシール部周辺部の断面図、第１Ｃ図は、第１
Ａ図のｎｃ−ｎｃ切断線における断面図、 第２図は、前記第１Ａ図に示す画素を複数配置した液晶
表示部の要部平面図、 第３図乃至第５図は、前記第１Ａ図に示す画素の所定の
層のみを描いた平面図。 第６図は、前記第２図に示す画素電極層とカラーフィル
タ層のみを描いたとを重ね合せた状態における要部平面
図、 第７図はアクティブ・マトリックス方式のカラー液晶表
示装置の液晶表示部を示す等価回路図、第８図は、第１
Ａ図に記載される画素の等価回路図、 第９図は、本発明による液晶表示装置の他の実施例を示
す前記第１Ａ図に対応する平面図である。 図中、ＳＵＢ・・透明ガラス基板、ＧＬ・・・走査信号
線、ＤＬ・・・映像信号線、ＧＩ・・・絶縁膜、ＧＴア
ゲート極、ＡＳ・・・ｉ型半導体層、ＳＤ・・・ソース
電極又はドレイン電極、ＰＳｖ・・・保護膜、ＬＳ・・
遮光膜、ＬＣ・・・液晶、ＴＰＴ・・・薄膜トランジス
タ、ＩＴＯ・・透明電極、ｇｏｄ・・・導電膜、Ｃａｄ
ｄ・・・保持容量素子、Ｃｇｓ・・・重ね合せ容量、Ｃ
ｐｉｘ・・・液晶。 容量、５ｉＮ−ＰＡＳ・・・窒化珪素膜、ａ−５ｉ・・
・アモルファスシリコン、ＰＳｖ・・・保護膜、ＨＬ・
・・孔である（英文字の後の数字の添字は省略）。 代理人　　弁理士　　秋　１）収　喜 ＬＩ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、液晶を挾んで対向配置される２枚の透明基板のうち
   、一方の透明基板の前記液晶側の面に、各画素に対応し
   た形成された透明電極と、この透明電極に外部信号の供
   給による電圧を印加させるための薄膜スイッチング素子
   と、この薄膜スイッチング素子および前記透明電極を覆
   って前記透明基板上に形成される透明保護膜と、を備え
   る液晶表示装置において、前記透明保護膜は、前記薄膜
   スイッチング素子および透明電極の周辺部を覆って形成
   されるものとし、前記透明電極の前記周辺部を除く領域
   を露呈させていることを特徴とする液晶表示装置。 ２、透明電極の前記周辺部を除く領域を露呈させている
   前記透明保護膜の孔は、その側壁において斜面が形成さ
   れていることを特徴とする請求項第１記載の液晶表示装
   置。 ３、透明保護膜は少なくとも２層以上の多層構造となっ
   ており、これら各層の透明保護膜のエッチングレートは
   、前記透明電極側から順次大きく構成され、エッチング
   レート差により前記孔側壁の斜面を形成することを特徴
   とする請求項第２記載の液晶表示装置の製造方法。 ４、透明保護膜は少なくとも２層以上の多層構造となっ
   ており、このうち前記透明電極に隣接していない他の透
   明保護膜のうち少なくとも一層を導電性材料から構成す
   るとともに、この導電性材料に一定の電位をもたせてい
   ることを特徴とする請求項第１記載あるいは第２記載の
   液晶表示装置。