JPH0968723A - 液晶表示装置 - Google Patents

液晶表示装置

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JPH0968723A
JPH0968723A JP22230495A JP22230495A JPH0968723A JP H0968723 A JPH0968723 A JP H0968723A JP 22230495 A JP22230495 A JP 22230495A JP 22230495 A JP22230495 A JP 22230495A JP H0968723 A JPH0968723 A JP H0968723A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】TFT基板上に有機遮光膜を形成するさいのレ
ジスト残りをなくして表示が暗くなるのを防ぎ、開口率
の低下を防ぐ。 【解決手段】透明絶縁基板1上にゲート電極2および走
査線11が、次にゲート電極2、走査線11を覆うよう
にゲート絶縁膜3が、前記ゲート絶縁膜3上、かつ前記
ゲート電極2上にa−Siのi型半導体層4が、そし
て、前記a−Siのi型の半導体層4上の後述のドレイ
ン電極およびソース電極の領域にはa−Siのn+ 型半
導体層5が形成される。前記n+ 型半導体層5上にはド
レイン電極6およびソース電極7さらに信号線12が形
成される。次に画素電極8が形成され、この画素電極8
はソース電極7と接続される。そして、信号線12およ
びTFTの領域を覆い、画素電極8の信号線12側の外
縁部と重なるように有機遮光膜10を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、薄膜トランジスタ
(TFT)を用いた液晶表示装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、TFTを用いる液晶表示装置
は、ガラスのような二枚の透明基板の間に液晶材料が挟
まれており、これら二枚の透明基板のそれぞれの外側に
は偏向板が張り付けられている。また、二枚の透明基板
の一方の基板の液晶側には、通常金属から成る複数の走
査線が一方向に形成され、この走査線の垂直方向に、こ
れも通常金属からなる複数の信号線が形成され、そし
て、これら走査線と信号線の各々の交点には通常アモル
ファスシリコンから成るTFTが形成され、さらに各々
のTFTには通常インジウム・スズ酸化物(以下ITO
という)から成る画素電極が接続されてTFT基板が作
られている。走査線には行を選択する電圧が、また、信
号線には挟まれた液晶に電圧を加えるための信号電圧が
印加される。走査線に行選択電圧が加えられると、相当
する行の画素電極にTFTを通じて信号線からの電圧が
加えられる。
【0003】また、前記二枚の透明基板の他方の基板に
は、液晶側に、赤(R)、緑(G)、青(B)のカラー
フィルタ、そして、ITOから成る共通電極が形成され
対向電極基板が作られている。なお、両方の透明基板の
液晶と接する面にはポリイミドのようなものからなる配
向膜が形成され、この配向膜をラビングして液晶分子を
配向制御する。ここで、画素電極以外の領域にある液晶
分子は適切な配向制御ができないので光漏れがおこる。
その対策としてこの領域には遮光膜が必要である。そこ
で、対向電極基板側あるいはTFT基板側のどちらか一
方にこの領域を覆うようにブラックマトリクスが形成さ
れる。対向電極基板側に形成される場合のブラックマト
リクスはクロムのような金属から成る遮光膜が用いられ
る。またTFT基板側に形成される場合のブラックマト
リクスは黒色、あるいは他の色の顔料やカーボンブラッ
クを含むネガ・レジストをパターニングすることによっ
て得られる有機遮光膜が用いられる。
【0004】TFT基板側に有機遮光膜を用いた公知例
として特開平2−166422号が知られている。図
6、および図7を用いて、この公知例を説明する。図6
はTFT基板の平面図,図7はその断面図を示してい
る。ガラス基板21上には、TFT40のゲート電極2
2が形成される。ゲート電極22およびガラス基板21
上にはゲート絶縁膜23が形成される。ゲート絶縁膜2
3の上にはアモルファスシリコン(以下a−Siとい
う)のi型半導体層24が形成され、その上の後述する
ソース領域およびドレイン領域にはa−Siのn+ 型半
導体層25が形成される。さらにゲート絶縁膜23上に
はインジウム・スズ酸化物(以下ITOという)から成
る画素電極26が形成される。a−Siのn+ 型半導体
層25上にはTFTのドレイン電極27およびソース電
極28が形成される。ソース電極28は画素電極26と
接続される。ドレイン電極27およびソース電極28の
上および画素電極26の上には、それぞれパッシベーシ
ョン絶縁膜29が形成される。パッシベーション絶縁膜
29の上には、画素電極26の領域をのぞいてアクリル
系樹脂、光重合開始剤およびカーボン・ブラックから成
る黒色顔料を含むネガ・フォトレジストから成る有機遮
光膜30が形成される。
【0005】この公知例では、有機遮光膜が画素電極以
外の領域を覆う格子状パターンに形成されている。この
格子パターンの大きさは、通常のノートパソコン等に用
いられる液晶表示装置でおよそ50μm×250μmで
あり細長い形状をしている。したがって、ネガ・フォト
レジストの現像の際のこの格子パターンのため角の部分
への現像液のしみこみ不足のため、この角の部分にレジ
スト残りがでる。この傾向はネガ・フォトレジストの膜
厚が厚い場合、および格子のサイズが小さい場合に顕著
にみられる。通常、有機遮光膜の膜厚は2μm程度でこ
の場合でもレジスト残りは問題となる。このレジスト残
り部分は光が通過しないため表示が黒くなるため開口率
の低下となる。
【0006】さらに、通常、ラビングは走査線及び信号
線のいずれの方向に対しても斜め45°程度の方向に行
われるので、格子状の有機遮光膜の角の部分にラビング
不十分な領域が発生し、液晶の配向制御が困難となる。
従って黒表示をした場合、この配向不良の領域で光漏れ
が起こり表示のコントラストが低下する。また、対向基
板電極側にTFT基板側の画素電極に対向する領域以外
にクロムのような金属でブラックマトリクスとしての遮
光膜を形成した場合は、この遮光膜の反射率が高くなり
表示画面への外光の映りこみなどによって表示品位を損
ねる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述の特開
平2−166422号のように、TFT基板側に画素電
極の領域以外に格子状の有機遮光膜を形成したさいに発
生する、レジスト残りによる開口率の低下およびラビン
グ不十分による配向不良の両方の問題を解決し、さら
に、対向電極基板側にクロムのような金属の遮光膜を形
成したさいの高い反射率による表示品位の低下の問題を
解決するものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、透明基板上に
平行に形成された複数の走査線とこれに直交する複数の
信号線とで区切られた領域に形成された複数のTFTと
画素電極とを有するTFT基板と、対向電極を有する対
向電極基板と、前記TFT基板と前記対向電極基板との
間隙に液晶材料が挟持された液晶表示装置において、有
機遮光膜を走査線あるいは信号線のどちらか一方とTF
T領域を覆うストライプ状に形成し、この有機遮光膜が
走査線を覆っている場合は前記対向電極基板上に信号線
の一部と対向する領域を覆う遮光膜を形成し、この有機
遮光膜が信号線を覆っている場合は前記対向電極基板上
に走査線の一部と対向する領域を覆う遮光膜を形成する
ものである。
【0009】
【発明の実施の形態】次に本発明について図面を参照し
て説明する。図1は本発明の第1の実施の形態のTFT
基板の構造を示す平面図である。また、図2は図1に示
したTFT基板のAA線断面図である。また図3はこの
実施の形態の対向電極基板の構造を示す平面図である。
まず、透明絶縁基板1上にゲート電極2および走査線1
1が形成される。次にゲート電極2、走査線11を覆う
ようにゲート絶縁膜3が形成される。次にゲート絶縁膜
3上、かつゲート電極2上にa−Siのi型半導体層4
が形成され、a−Siのi型半導体層4上で後述のドレ
イン電極およびソース電極の領域にはa−Siのn+
半導体層5が形成される。a−Siのn+ 型半導体層5
上にはドレイン電極6およびソース電極7が形成され、
さらに信号線12が同時にゲート絶縁膜3上に形成され
る。以上の工程によってTFTが形成される。次に画素
電極8が形成され、この画素電極8はソース電極7と接
続される。そして、信号線12およびTFTの領域を覆
い、画素電極8の信号線12側の外縁部と重なるように
有機遮光膜10を形成する。このようにしてTFT基板
が作られる。さらに、この有機遮光膜10だけでは走査
線11と画素電極8との間の光漏れが起こるので、この
間を遮光するように対向電極基板上の走査線11に対向
する領域に図3に示すような遮光膜13を形成する。
【0010】以上のTFT基板の具体的構造はたとえば
以下の方法を用いて形成することができる。ゲート電極
2および走査線11、並びに、ドレイン電極6、ソース
電極7および信号線12はクロムのような金属をスパッ
タ等で成膜した後、ポジ・レジストを用いる通常のフォ
トリソグラフィーを行うことによって得られる。画素電
極8はITOのような透明で導電性を示すものをこれも
同様にスパッタ、フォトリソグラフィーを行うことによ
って得られる。ゲート絶縁膜3、i型半導体層4、n+
型半導体層5はCVDで連続成膜し、フォトリソグラフ
ィーを行うことによって得られる。
【0011】有機遮光膜10は、黒色の顔料を含むネガ
・レジストを用いてパターニングするか、あるいはポリ
アニリンや黒色の顔料の溶液を塗布・乾燥後、ポジ・レ
ジストを塗布し、露光・現像した後、ポジ・レジストを
はく離することによって得られる。黒色の顔料には種々
の有機・無機顔料及びカーボンブラックの混合物が用い
られる。この有機遮光膜10はTFT領域を覆う部分は
走査線11と信号線12の両方のなす角が45°となる
ような形成にする。また、対向電極基板上の遮光膜13
はたとえばクロムをスパッタリングで成膜後フォトリソ
グラフィーによってパターニングすることによって得ら
れる。
【0012】この実施の形態によれば、従来の技術で用
いられている格子状の有機遮光膜の場合にみられた格子
パターンの角の部分の現像後のレジスト残りがなくなっ
た。また、図1に示すどの方向にラビングしても格子状
の有機遮光膜でみられた画素電極の角の部分でのラビン
グ不十分な領域がなくなった。さらに、対向電極基板上
の反射率の高いクロムの様な金属から成る遮光膜は、走
査線の一部を覆う領域にしか形成されないので、従来の
対向電極基板上にありTFT基板上の画素電極に対向す
る領域以外に形成されるブラックマトリクスよりも大幅
に面積が小さくなり反射が低くなった。
【0013】図4は本発明の第2の実施の形態のTFT
基板の構造を示す平面図であり、図5はこの実施の形態
の対向電極基板の構造を示す平面図である。走査線11
およびTFTの領域を覆い、画素電極8の走査線11側
の外縁部と重ねて、有機遮光膜10を走査線11と平行
になるように形成する。この実施の形態の有機遮光膜1
0も、TFT領域を覆う部分は走査線11と信号線12
の両方となす角が45°となる形状にする。さらに、対
向電極基板上には図5に示すように、信号線12と画素
電極8との間および画素電極8の外縁部を覆う遮光膜1
3を形成する。他の構造は第1の実施の形態と同様であ
る。この実施の形態によっても第1の実施の形態と同様
に、レジスト残りやラビング不十分の領域がなくなっ
た。また、対向電極基板上のブラックマトリクスの面積
が小さくなるので反射が低くなった。
【0014】
【発明の効果】本発明によれば、有機遮光膜がストライ
プ状になっているのでレジスト残りがなくなり表示が暗
くなることがなく、開口率の低下を防ぐことができる。
また、有機遮光膜のTFT領域を覆う部分のパターンは
ラビング方向と平行になっているので画素電極内にラビ
ング不十分の領域がなくなり、光漏れによるコントラス
トの低下を防ぐことができる。また、対向電極基板上に
形成されるブラックマトリクスの面積が小さいので低反
射となり表示品位の低下を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態の液晶表示装置のT
FT基板の一部を示す平面図である。
【図2】図1のA−Aの線に沿う断面図である。
【図3】本発明の第1の実施の形態の液晶表示装置の対
向電極基板の一部を示す平面図である。
【図4】本発明の第2の実施の形態の液晶表示装置のT
FT基板の一部を示す平面図である。
【図5】本発明の第2の実施の形態の液晶表示装置の対
向電極基板の一部を示す平面図である。
【図6】従来の技術の液晶表示装置のTFT基板の一部
を示す平面図である。
【図7】図6のTFT基板の断面図である。
【符号の説明】
1 透明絶縁基板 2,22 ゲート電極 3,23 ゲート絶縁膜 4,24 a−Siのi型半導体層 5,25 a−Siのn+ 型半導体層 6,27 ドレイン電極 7,28 ソース電極 8,26 画素電極 9,29 絶縁膜 10,30 有機遮光膜 11,31 走査線 12,32 信号線 13 遮光膜 21 ガラス基板 40 TFT

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 透明基板上に平行に形成された複数の走
    査線とこれに直交する複数の信号線とで区切られた領域
    に形成された複数の薄膜トランジスタ(以下、TFTと
    略す)と画素電極とを有するTFT基板と、対向電極を
    有する対向電極基板と、前記TFT基板と前記対向電極
    基板との間隙に液晶材料が挟持された液晶表示装置にお
    いて、前記TFT基板上に前記複数の走査線と前記複数
    のTFTとを覆うストライプ状の有機遮光膜を設け、か
    つ前記対向電極基板上の前記複数の信号線と対向する領
    域に遮光膜を設けたことを特徴とする液晶表示装置。
  2. 【請求項2】 透明基板上に平行に形成された複数の走
    査線とこれに直交する複数の信号線とで区切られた領域
    に形成された複数の薄膜トランジスタ(以下、TFTと
    略す)と画素電極とを有するTFT基板と、対向電極を
    有する対向電極基板と、前記TFT基板と前記対向電極
    基板との間隙に液晶材料が挟持された液晶表示装置にお
    いて、前記TFT基板上に前記複数の信号線と前記複数
    のTFTとを覆うストライプ状の有機遮光膜を設け、か
    つ前記対向電極基板上の前記複数の走査線と対向する領
    域に遮光膜を設けたことを特徴とする液晶表示装置。
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