JPH09281304A

JPH09281304A - 装置

Info

Publication number: JPH09281304A
Application number: JP8668796A
Authority: JP
Inventors: Yasutoshi Tasaka; 泰俊田坂; Kazutaka Hanaoka; 一孝花岡; Tetsuya Kobayashi; 哲也小林
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1996-04-09
Filing date: 1996-04-09
Publication date: 1997-10-31

Abstract

(57)【要約】【課題】液晶表示装置に関し、一方の基板に画素電極
と遮光膜とを設け、開口率が高く且つ表示品質の液晶表
示装置を提供することを目的とする。【解決手段】液晶表示装置は、一対の基板の間に液晶
を挟持し、該一対の基板のうちの一方の基板には複数の
画素電極２２、アクティブ素子２４、並びに該アクティ
ブ素子に接続されるバスライン２６、２８が形成されて
おり、該一方の基板にはさらに各アクティブ素子の全て
の領域及び各画素電極の周辺部のほとんど又は全てを覆
い且つ一画素毎に分離された遮光膜４４が形成されてい
る構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はＴＦＴ等のアクティ
ブ素子を有する液晶表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、液晶表示装置は一対の基板の間に
液晶を挟持してなる。ＴＦＴ駆動方式の液晶表示装置で
は、一方の基板に共通電極及びカラーフィルタが設けら
れ、他方の基板に画素電極及びＴＦＴを含むアクティブ
マトリクスが設けられる。アクティブマトリクスは、マ
トリクス状に交差して配置されたゲートバスライン及び
ドレインバスラインを含み、画素電極及びＴＦＴは交差
するゲートバスライン及びドレインバスラインの格子目
内に配置される。

【０００３】さらに、ブラックマトリクス（遮光膜）を
設け、画像のコントラストを向上させるようにすること
が知られている。例えば、特開昭６２─１４５２１８号
公報は、共通電極を形成した基板にブラックマトリクス
を設け、他方の基板のＴＦＴの全ての領域及び画素電極
の周辺部を覆うようにすることを開示している。

【０００４】一方の基板にブラックマトリクスを設け、
他方の基板の画素電極の周辺部を覆うように構成する場
合、ブラックマトリクスは画素電極に相当する位置に開
口部を有し、その開口部の大きさは画素電極の大きさよ
りも小さくなる。従って、両者のオーバーラップの分だ
け開口率が小さくなる。そして、一方の基板と他方の基
板とを組付ける際に両者の間に位置ずれが生じることを
見込んで設計する必要があり、ブラックマトリクスの開
口部の大きさをその分だけさらに小さくして、多少の位
置ずれが生じてもブラックマトリクスが画素電極の周辺
部を確実に覆うようにする。そのため、開口率がさらに
小さくなる。

【０００５】また、特開昭６３─３２０５６５号公報
は、ＴＦＴ及び画素電極を設けた基板に、ＴＦＴの全て
及び画素電極の周辺部と重なるように、ブラックマトリ
クスを設けることを開示している。このブラックマトリ
クスはカーボンブラックを分散したアクリル系樹脂から
形成される。ブラックマトリクスと画素電極を同じ基板
に設けると、ブラックマトリクスに関しては、上記した
ような一方の基板と他方の基板とを組付ける際に両者の
間に位置ずれが生じることを考慮する必要がなくなり、
開口率を向上させることができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ＴＦＴ及び画素電極を
設けた基板にブラックマトリクスを設け、遮光膜が導体
があると、この基板上の隣接する画素電極が遮光膜を介
して導通しないようにしなければならず、絶縁処理が非
常に難しくなる。従って、上記公報では、金属のブラッ
クマトリクスに変えて、アクリル系樹脂からなるブラッ
クマトリクスを採用している。

【０００７】しかし、カーボンブラックを含む樹脂は、
カーボンブラックの含有率が小さく且つ画素ピッチが大
きい場合には絶縁体に近いものとして使用することがで
きるが、高精細な液晶表示装置においては画素ピッチが
非常に小さくなり、隣接画素間の間隔が非常に小さくな
るので必ずしも絶縁体として使用することはできない。
従って、隣接する画素電極同志がブラックマトリクスに
より完全に導通するとまではいかないが、画像形成に少
なからぬ影響を与える。そこで、ブラックマトリクス中
のカーボンブラックの濃度を低くすると、遮光性能が低
下する。また、ブラックマトリクス（遮光膜）の膜厚を
厚くすると、液晶の配向の乱れが生じ、表示品質の低下
をきたす。

【０００８】本発明の目的は、一方の基板に画素電極と
遮光膜とを設け、開口率が高く且つ表示品質の高い液晶
表示装置を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明による液晶表示装
置は、一対の基板の間に液晶を挟持し、該一対の基板の
うちの一方の基板には複数の画素電極、アクティブ素
子、並びに該アクティブ素子に接続されるバスラインが
形成されており、該一方の基板にはさらに各アクティブ
素子の全ての領域及び各画素電極の周辺部のほとんど又
は全てを覆い且つ一画素毎に分離された遮光膜が形成さ
れていることを特徴とするものである。

【００１０】上記構成においては、一方の基板に画素電
極と遮光膜とが設けられている。この遮光膜は、各アク
ティブ素子の全ての領域及び各画素電極の周辺部のほと
んど又は全てを覆い、よって各アクティブ素子が光にさ
らされて機能が低下するのを防止するとともに、バスラ
インと画素電極との間の洩れ光を遮断し、コントラスト
のよい画像を形成することができる。それによって、画
素電極が一方の基板に設けられ、遮光膜が他方の基板に
設けられている場合よりも、開口率を高くすることがで
きる。この遮光膜は、バスラインに沿って一画素毎に分
離して形成されているので、隣接する画素電極間の絶縁
確保の問題がなくなり、比較的薄い膜厚で高い表示品質
を達成することができる。

【００１１】また、上記構成において、該遮光膜が透明
な感光性レジスト中に顔料としてカーボンブラックを含
有させた、膜厚１．５μｍ以下の樹脂薄膜からなるもの
とすることができる。あるいは、該遮光膜が膜厚１．０
μｍ以下のグラファイト薄膜からなるものとすることが
できる。

【００１２】これらの特徴によれば、より薄い膜厚で高
い遮光性を備えた遮光膜を簡単に作製することができ、
コントラストの優れ且つ配向の乱れ等のない表示品質の
優れた画像形成を行うことができる。

【００１３】また、該バスラインがマトリクス状に配置
され、画素電極がほぼ矩形状に形成されてその四辺を交
差する４辺のバスラインの部分で囲まれ、該交差する４
辺のバスラインのうちの一辺が画素電極の対応する一辺
を遮光するように配置され、該遮光膜は該画素電極の周
辺部の該一辺に沿った部分を覆わないように形成されて
いる構成とすることができる。この特徴によれば、画素
の分離をより簡単に行うことができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】図１から図３は本発明の実施例を
示す図である。図１は液晶表示装置の一方の基板を示す
図、図２は図１の線II─IIに沿った断面図、図３は図１
の線III ─III に沿った断面図である。

【００１５】図２及び図３において、液晶表示装置１０
は、一対の透明基板１２、１４の間に液晶１６を挟持し
てなるものである。一方の基板１２は、カラーフィルタ
１８及びＩＴＯの共通電極２０を有する。カラーフィル
タ１８は赤、緑、青の区分された領域（図示せず）を含
む。他方の基板１４は、ＩＴＯの画素電極２２及びＴＦ
Ｔ２４を有する。画素電極２２及びＴＦＴ２４はアクテ
ィブマトリクスとともに形成されている。なお、本実施
例の液晶表示装置はツイストネマチック型液晶を使用し
ており、図示しない配向膜が含まれる。

【００１６】図１及び図３において、基板１４は、画素
電極２２、ＴＦＴ２４、ゲートバスライン２６、ドレイ
ンバスライン２８を含む。画素電極２２及びＴＦＴ２４
はゲートバスライン２６及びドレインバスライン２８の
作るマトリクスの格子目内に配置される。ＴＦＴ２４
は、基板１４上に設けられたゲート電極３０と、ゲート
絶縁膜３２と、半導体層３４と、チャンネル保護膜３６
と、半導体層３４の上でチャンネル保護膜３６の両側に
配置されるドレイン電極３８及びソース電極４０からな
る。ドレイン電極３８及びソース電極４０の上には絶縁
膜４２がある。

【００１７】ゲート電極３０はゲートバスライン２６と
一体的に形成され、ドレイン電極３８はドレインバスラ
イン２８と一体的に形成される。ソース電極４０は絶縁
膜４２のスルーホールを介して画素電極２２に接続され
る。従って、ゲートバスライン２６及びドレインバスラ
イン２８に流れる電流を制御することにより、画素電極
２４と共通電極２０との間の電圧を変えて液晶１６の配
向を制御し、画像を形成する。

【００１８】さらに、遮光膜４４が、各ＴＦＴ２４の全
ての領域及び各画素電極２２の周辺部のほとんど又は全
てを覆って配置されている。この遮光膜４４は、ゲート
バスライン２６及びドレインバスライン２８に沿って一
画素毎に分離されて配置されている。図１においては、
遮光膜４４は他の部材との区別を容易にするためにハッ
チングをつけて示されている。各画素について、遮光膜
４４の左右端部は画素電極２２の左右周辺部を覆って隣
接するドレインバスライン２８に達し、ドレインバスラ
イン２８上において当該遮光膜４４に隣接する遮光膜４
４の右左端部と分離されている。遮光膜４４の下端部は
画素電極２２の下周辺部を覆ってその下側に位置するゲ
ートバスライン２６に達する。

【００１９】この実施例においては、遮光膜４４は上端
部が欠けたコの字状に形成されていて、遮光膜４４の上
端部は画素電極２２の上周辺部を覆っていない。しか
し、画素電極２２の上周辺部はその上側に位置するゲー
トバスライン２６によって覆われ、遮光される。すなわ
ち、交差する４辺のバスライン（ゲートバスライン２６
及びドレインバスライン２８）のうちの一辺（画素電極
２２の上側に位置するゲートバスライン２６）が画素電
極２２の対応する一辺（画素電極２２の上周辺部）を遮
光するように配置されている。ただし、本発明はこの例
に限定されず、遮光膜４４は完全に閉じた環状形状に形
成され、その上端部が画素電極２２の上周辺部を覆うよ
うにしてもよい。

【００２０】この遮光膜４４は透明な（ネガ型の）感光
性レジスト中に顔料としてカーボンブラックを含有させ
た、膜厚１．５μｍ以下の樹脂薄膜からなるものである
のが好ましい。感光性レジストを使用することによっ
て、露光及び余分な部分の除去という簡単な方法で遮光
膜４４を作製することができる。

【００２１】実施例においては、液晶表示装置の大きさ
は３．２インチで、画素数６４０×４８０、ピッチ１０
０×１００であった。ドレインバスライン２８方向の補
助容量の部分を除いた、画素電極２２の端部から、フォ
トリソ工程時の位置合わせマージン分として、内側へ２
μｍ入り込んだサイズで、膜厚１μｍの黒色樹脂の遮光
膜４４を、フォトリソグラフの方法で形成する。

【００２２】遮光膜４４はゲートバスライン２６及びド
レインバスライン２８上で５μｍ幅の隙間をもって配置
される。遮光膜４４は、薄膜化が可能なように感光性を
もつアクリル樹脂系等の有機樹脂中に顔料としてカーボ
ンブラックを分散させたレジストを用いる。このように
して形成した液晶表示装置では、より大きな開口率をも
ち、明るくて、優れたコントラストの画像を形成するこ
とができる。

【００２３】また、この遮光膜４４は、膜厚１．０μｍ
以下のグラファイトを薄膜からなる構成とすることもで
きる。この場合、遮光膜４４は、グラファイト粒子を積
層させた薄膜をリフトオフ法で作製することができる。
すなわち、基板上の遮光膜４４を形成すべきでない部分
にレジストパターンを形成し、その上にグラファイトを
積層した後、リフトオフ法で不要な部分のグラファイト
をレジストとともに除去することにより、所望の形状の
遮光膜４４が得られる。これによって、膜厚１．０μｍ
以下で光学濃度３．５以上を達成でき、遮光度の高い遮
光膜を形成することができる。

【００２４】本発明では、遮光膜４４を一画素毎に分離
された構成としているので、隣接画素間の電気的なつな
がりがないので、カーボンブラックあるいはグラファイ
トをある程度導電性（抵抗率で１０³〜１０⁵Ω・ｃ
ｍ）をもったものとすることができ、それによって比較
的に薄い膜厚で光学濃度の高い黒色の遮光性能の優れた
遮光膜を達成することができる。そして、遮光膜４４の
膜厚を薄くできるので、液晶１６の配向制御に乱れが生
じることが少なくなる。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
パネルの開口部をＴＦＴ基板上に設けられた黒色遮光膜
で規定することができるため、３．２インチＶＧＡで約
１３％、２インチＶＧＡで約２７％、３．２インチＸＧ
Ａで約３５％の開口率向上となる。特に、投射型表示装
置においては輝度向上に役立つ。また、遮光膜を、カー
ボンブラックを分散させた樹脂又はグラファイトで形成
すると、光学濃度が高く且つ膜厚の薄い遮光膜を実現す
ることができ、液晶の配向への悪影響を与えることがな
い。しかも金属の遮光膜よりも簡単な工程で作製でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す図である。

【図２】図１の線II─IIに沿った断面図である。

【図３】図１の線III ─III に沿った断面図である。

【符号の説明】

１２、１４…基板１６…液晶２２…画素電極２４…ＴＦＴ２６、２８…バスライン４４…遮光膜

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一対の基板（１２、１４）の間に液晶
（１６）を挟持し、該一対の基板のうちの一方の基板に
は複数の画素電極（２２）、アクティブ素子（２４）、
並びに該アクティブ素子に接続されるバスライン（２
６、２８）が形成されており、該一方の基板にはさらに
各アクティブ素子の全ての領域及び各画素電極の周辺部
のほとんど又は全てを覆い且つ一画素毎に分離された遮
光膜（４４）が形成されていることを特徴とする液晶表
示装置。
【請求項２】該遮光膜（４４）が透明な感光性レジス
ト中に顔料としてカーボンブラックを含有させた、膜厚
１．５μｍ以下の樹脂薄膜からなることを特徴とする請
求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】該遮光膜（４４）が、膜厚１．０μｍ以
下のグラファイト薄膜からなることを特徴とする請求項
１に記載の液晶表示装置。
【請求項４】該バスラインがマトリクス状に配置さ
れ、画素電極（２２）がほぼ矩形状に形成されてその四
辺を交差する４辺のバスラインの部分で囲まれ、該交差
する４辺のバスラインのうちの一辺が画素電極の対応す
る一辺を遮光するように配置され、該遮光膜は該画素電
極の周辺部の該一辺に沿った部分を覆わないように形成
されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示
装置。