JPH11218755A

JPH11218755A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JPH11218755A
Application number: JP10018383A
Authority: JP
Inventors: Shunsuke Morishita; 俊輔森下; Nobuyuki Suzuki; 伸之鈴木; Yasuyuki Mishima; 康之三島; Masahiro Ishii; 正宏石井; Tatsunori Fumikura; 辰紀文倉
Original assignee: Hitachi Device Engineering Co Ltd; Hitachi Ltd; Hitachi Consumer Electronics Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Consumer Electronics Co Ltd; Japan Display Inc
Priority date: 1998-01-30
Filing date: 1998-01-30
Publication date: 1999-08-10

Abstract

(57)【要約】【課題】固定板の機械的強度を確保しつつ、バックラ
イトからの光のみが固定板の開口を介して無駄なく液晶
表示パネルの表示領域に透過できるようになる。【解決手段】周辺を除く中央部に表示領域を有する液
晶表示パネルと、この液晶表示パネルの背面に配置され
るバックライトと、前記液晶表示パネルとバックライト
との間に該液晶表示パネルとバックライトの位置関係を
規制し、かつ前記液晶表示パネルの表示領域に相当する
部分に開口を有する固定板と、を備える液晶表示装置に
おいて、前記固定板は、そのバックライト側の面に、前
記開口の周辺の板厚が該開口に近づくにつれて薄く加工
されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は液晶表示装置に係
り、特に、周辺を除く中央部に表示領域を有する液晶表
示パネルと、この液晶表示パネルの背面に配置されるバ
ックライトと、前記液晶表示パネルとバックライトとの
間に該液晶表示パネルとバックライトの位置関係を規制
し、かつ前記液晶表示パネルの表示領域に相当する部分
に開口を有する固定板とを備える液晶表示装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置は、その液晶表示パネルが
画素の集合体からなる表示領域を有し、各画素にはその
液晶の光透過率を独自に制御できるようになっている。

【０００３】このため、液晶表示パネルの観察側とは反
対側の背面に、通常、バックライトを配置させ、液晶表
示パネルを介したバックライトからの光をとおして映像
を認識できるようになっている。

【０００４】そして、液晶表示パネルとバックライトの
間には該液晶表示パネルとバックライトの位置関係を規
制する固定板が配置され、この固定板は前記液晶表示パ
ネルの表示領域に相当する部分に開口が形成されてい
る。

【０００５】バックライトからの光が該開口を介して確
実に液晶表示パネルの表示領域に透過できるようにする
ためである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに構成された液晶表示装置は、そのバックライトから
の光が固定板の開口を介して液晶表示パネルの表示領域
に透過させる構成において、さらなる改良が必要である
ことが見出されるに至った。

【０００７】すなわち、前記固定板はその機械的強度を
確保せんがために、その開口部の輪郭部を液晶表示パネ
ルの表示領域に近接させて形成させているため、その開
口部の周辺がバックライトからの光を一部遮っているこ
とが確認された。

【０００８】また、固定板の機械的強度の若干の低減を
ゆずって、その開口部の輪郭部を液晶表示パネルの表示
領域から遠のくようにして形成した場合、液晶表示パネ
ルの周辺部からの余分な光が表示領域へ漏れてしまうと
いう不都合が生じた。

【０００９】本発明はこのような事情に基づいてなされ
たものであり、その目的は、固定板の機械的強度を確保
しつつ、バックライトからの光のみが固定板の開口を介
して無駄なく液晶表示パネルの表示領域に透過できるよ
うにした液晶表示装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。

【００１１】手段１．周辺を除く中央部に表示領域を有
する液晶表示パネルと、この液晶表示パネルの背面に配
置されるバックライトと、前記液晶表示パネルとバック
ライトとの間に該液晶表示パネルとバックライトの位置
関係を規制し、かつ前記液晶表示パネルの表示領域に相
当する部分に開口を有する固定板と、を備える液晶表示
装置において、前記固定板は、そのバックライト側の面
に、前記開口の周辺の板厚が該開口に近づくにつれて薄
く加工されていることを特徴とするものである。

【００１２】手段２．手段１において、前記液晶表示パ
ネルは液晶を介して対向配置される第１の基板および第
２の基板を外囲器とし、バックライト側の基板を第１の
基板とし、前記固定板の厚さをＤ、この固定板と第１の
基板との距離をδ、第１の基板の厚さをｄ、目標とする
最大視野の方向と第１の基板の垂直方向とのなす角度を
θとした場合、前記液晶表示パネルの表示領域の輪郭か
ら固定板の開口までの距離が（Ｄ＋δ）ｔａｎθ＋ｄｔ
ａｎ（ｓｉｎ~¹ （ｓｉｎθ／１．４））未満であるこ
とを特徴とするものである。

【００１３】手段３．手段２において、前記固定板の板
厚の変化が直線的であり、かつ、該固定板の第１の基板
側の面と、固定板の板厚が変化している部分でのバック
ライト側の面とのなす角度は、９０°より小さくなって
いることを特徴とするものである。

【００１４】手段４．手段３において、固定板の板厚の
変化面が２つ以上あることを特徴とするものである。

【００１５】手段５．手段２において、固定板の断面に
おける板厚の変化が凸の楕円の弧で表され、該楕円はそ
の短軸の向きを第１の基板と垂直方向で長軸の向きを第
１の基板と平行となっているものである。

【００１６】手段６．手段２において、固定板の断面に
おける板厚の変化が２段以上の階段状となっており、各
階段の頂点を結ぶ面と第１の基板側の面とのなす角度が
９０°より小さいことを特徴とするものである。

【００１７】手段７．手段６において、２以上の階段の
頂点を結ぶ線が凸の楕円の弧で表され、該楕円はその短
軸の向きを第１の基板と垂直方向で長軸の向きを第１の
基板と平行ととなっているものである。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施例について図
面を用いて説明する。本発明のさらに他の目的及び本発
明のさらに他の特徴は図面を参照した以下の説明から明
らかになるであろう。

【００１９】実施例１．《アクティブ・マトリクス型液晶表示装置》以下、横電
界方式のカラー液晶表示装置に本発明を適用した実施例
を説明する。なお、以下説明する図面で、同一機能を有
するものは同一符号を付け、その繰返しの説明は省略す
る。

【００２０】なお、ここで横電界方式の液晶表示装置と
は、液晶層を介して互いに対向して配置される透明基板
のうち、その一方または両方の液晶層側の単位画素に相
当する領域面に、画素電極と対向電極とが備えられ、こ
の画素電極と対向電極との間に透明電極とほぼ平行に発
生させる電界成分によって前記液晶層を透過する光を変
調させるようにしたものである。

【００２１】このような液晶表示装置は、その表示面に
対して大きな角度視野から観察しても鮮明な映像を認識
でき、いわゆる角度視野に優れたものとして知られるに
至っている。

【００２２】《マトリックス部（画素部）の平面構成》
図７は本発明のアクティブ・マトリックス方式カラー液
晶表示装置の一画素と、ブラックマトリックスＢＭの遮
光領域と、その周辺を示す平面図である。

【００２３】各画素は走査信号線（ゲート信号線または
水平信号線）ＧＬと、対向電圧信号線（対向電極配線）
ＣＬと、隣接する２本の映像信号配線（ドレイン信号線
または垂直信号線）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。

【００２４】各画素は薄膜トランジスタＴＦＴ、蓄積容
量Ｃｓｔｇ、画素電極ＰＸおよび対向電極ＣＴを含む。

【００２５】走査信号線ＧＬ、対向電圧信号線ＣＬは図
では左右方向に延在し、上下方向に複数本配置されてい
る。映像信号線ＤＬは上下方向に延在し、左右方向に複
数本配置されている。画素電極ＰＸは薄膜トランジスタ
ＴＦＴと接続され、対向電極ＣＴは対向電圧信号線ＣＬ
と一体になっている。

【００２６】画素電極ＰＸと対向電極ＣＴは互いに対向
し、各画素電極ＰＸと対向電極ＣＴとの間の電界により
液晶ＬＣの配向状態を制御し、透過光を変調して表示を
制御する。画素電極ＰＸと対向電極ＣＴは櫛歯状に構成
され、それぞれ図の上下方向に細長い電極となってい
る。

【００２７】１画素内の対向電極ＣＴの本数Ｏ（櫛歯の
本数）は、画素電極ＰＸの本数Ｐ（櫛歯の本数）とＯ＝
Ｐ＋１の関係を必ず持つように構成する（本実施例で
は、Ｏ＝２、Ｐ＝１）。これは、対向電極ＣＴと画素電
極ＰＸを交互に配置し、かつ、対向電極ＣＴを映像信号
線ＤＬに必ず隣接させるためである。これにより、対向
電極ＣＴと画素電極ＰＸの間の電界が、映像信号線ＤＬ
から発生する電界から影響を受けないように、対向電極
ＣＴで映像信号線ＤＬからの電気力線をシールドするこ
とができる。対向電極ＣＴは、対向電圧信号線ＣＬによ
り常に外部から電位を供給されているため電位は安定し
ている。そのため、映像信号線ＤＬに隣接しても電位の
変動が殆どない。

【００２８】また、これにより、画素電極ＰＸの映像信
号線ＤＬからの幾何学的な位置が遠くなるので、画素電
極ＰＸと映像信号線ＤＬの間の寄生容量が大幅に減少
し、画素電極電位Ｖｓの映像信号電圧による変動も制御
できる。

【００２９】これらにより、上下方向に発生するクロス
トーク（縦スミアと呼ばれる画質不良）を制御すること
ができる。

【００３０】画素電極ＰＸと対向電極ＣＴの電極幅Ｗ
ｐ、Ｗｃはそれぞれ６μｍとし、後述の液晶層の最大設
定厚みを超える４．５μｍよりも充分大きく設定する。
製造上の加工ばらつきを考慮すると、２０％以上のマー
ジンを持った方が好ましいので、望ましくは５．４μｍ
よりも充分大きくした方が良い。これにより、液晶層に
印加される基板面に平行な電界成分が基板面に垂直な方
向の電界成分よりも大きくなり、液晶を駆動する電圧の
上昇を制御することができる。

【００３１】また、各電極の電極幅Ｗｐ、Ｗｃの最大値
は、画素電極ＰＸと対向電極ＣＴの間の間隔Ｌよりも小
さいことが望ましい。これは、電極の間隔が小さすぎる
と電気力線の湾曲が激しくなり、基板面に平行な電界成
分よりも基板面に垂直な電界成分の方が大きい領域が増
大するため、基板面に平行な電界成分を効率良く液晶層
に印加できないからである。したがって、画素電極ＰＸ
と対向電極ＣＴの間の間隔Ｌはマージンを２０％とると
７．２μｍより大きいことが望ましい。

【００３２】本実施例では、対角約５．７インチ６４０
×４８０ドットの解像度で構成したので、画素ピッチは
約６０μｍであり、画素を２分割することにより、間隔
Ｌ＞７．２μｍを実現した。

【００３３】また、映像信号線ＤＬの電極幅は断線を防
止するために、画素電極ＰＸと対向電極ＣＴに比較して
若干広く８μｍとし、映像信号線ＤＬと対向電極ＣＴと
の間隔は短絡を防止するために約１μｍの間隔を開ける
とともに、ゲート絶縁膜の上側に映像信号線ＤＬを下側
に対向電極ＣＴを形成し、異層になるように配置してい
る。

【００３４】画素電極ＰＸと対向電極ＣＴの間の電極間
隔は、用いる液晶材料によって変える。これは、液晶材
料によって最大透過率を達成する電界強度が異なるた
め、電極間隔を液晶材料に応じて設定し、用いる映像信
号駆動回路（信号側ドライバ）の耐圧で設定される信号
電圧の最大振幅の範囲で最大透過率が得られるようにす
るためである。本実施例では、後述の液晶材料を用いて
電極間隔を約１５μｍとした。

【００３５】本実施例では、平面的に、ブラックマトリ
ックスＢＭはゲート配線ＧＬ上、対向電極信号線ＣＬ、
薄膜トランジスタＴＦＴ上、ドレイン配線ＤＬと対向電
極ＣＴ間に形成している。

【００３６】《マトリックス部（画素部）の断面構造》
図８は図７の４−４切断線における薄膜トランジスタＴ
ＦＴの断面図、図１１は図７の５−５切断線における蓄
積容量Ｃｓｔｇの断面を示す図である。図１０は、横電
界方式の液晶表示基板の画素表示領域における１画素の
電極近傍の断面図と基板周辺部の断面図を示す。

【００３７】図１０に示すように、液晶層ＬＣを基準に
して下部透明ガラス基板ＳＵＢ１側には薄膜トランジス
タＴＦＴ、蓄積容量Ｃｓｔｇ（図示せず）および電極群
ＣＴ、ＰＸが形成され、上部透明ガラス基板ＳＵＢ２側
にはカラーフィルタＦＩＬ、遮光用ブラックマトリック
スパターンＢＭが形成されている。

【００３８】なお、公知ではないが同一出願人による特
願平７−１９８３４９号により、遮光用ブラックマトリ
ックスパターンＢＭを下部透明ガラス基板ＳＵＢ１側に
形成することも可能である。

【００３９】また、透明ガラス基板ＳＵＢ１、ＳＵＢ２
のそれぞれの内側（液晶ＣＬ側）の表面には、液晶の初
期配向を制御する配向膜ＯＲＩ１、ＯＲＩ２が設けられ
ており、透明ガラス基板ＳＵＢ１、ＳＵＢ２のそれぞれ
の外側の表面には、偏光軸（透過軸）が直交して配置さ
れた（クロスニコル配置）偏光板ＰＯＬ１、ＰＯＬ２が
設けられている。

【００４０】《ＴＦＴ基板》まず、下側透明ガラス基板
ＳＵＢ１側（ＴＦＴ基板）の構成を詳しく説明する。

【００４１】《薄膜トランジスタ》薄膜トランジスタＴ
ＦＴは、ゲート電極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。

【００４２】薄膜トランジスタＴＦＴは、図８に示すよ
うにゲート電極ＧＴ、ゲート絶縁膜ＧＩ、ｉ型（真性、
intrinsic、導電型決定不純物がドープされていない）
非晶質シリコン（Ｓｉ）からなるｉ型半導体層ＡＳ、一
対のソース電極ＳＤ１、ドレイン電極ＳＤ２を有する。

【００４３】なお、ソース、ドレインは本来その間のバ
イアス極性によって決まるものであり、この液晶表示装
置の回路ではその極性は動作中反転するので、ソース、
ドレインは動作中に入れ替わると理解されたい。しか
し、以下の説明では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。

【００４４】《ゲート電極ＧＴ》ゲート電極ＧＴは走査
信号線ＧＬと連続して形成されており、走査信号線ＧＬ
の一部の領域がゲート電極ＧＴとなるように構成されて
いる。ゲート電極ＧＴは薄膜トランジスタＴＦＴの能動
領域を超える部分であり、ｉ型半導体層ＡＳを完全に覆
うように（下方から見て）それより大きめに形成されて
いる。これにより、ゲート電極ＧＴの役割の他に、ｉ型
半導体層ＡＳに外光やバックライト光が当たらないよう
に工夫されている。

【００４５】本例では、ゲート電極ＧＴは、単層の導電
膜ｇｌで形成されている。導電膜ｇｌとしては例えばス
パッタ法で形成されたアルミニゥム（Ａｌ）膜が用いら
れ、その上にはＡｌの陽極酸化膜ＡＯＦが設けられてい
る。

【００４６】《走査信号線ＧＬ》走査信号線ＧＬは導電
膜ｇｌで構成されている。この走査信号線ＧＬの導電膜
ｇｌはゲート電極ＧＴの導電膜ｇｌと同一製造工程で形
成され、かつ、一体に構成されている。その走査信号線
ＧＬにより外部回路からゲート電圧Ｖｇをゲート電極Ｇ
Ｔに供給する。また、走査信号線ＧＬ上にもＡｌの陽極
酸化膜ＡＯＦが設けられている。

【００４７】なお、映像信号線ＤＬと交差する部分は映
像信号線ＤＬとの短絡の確率を小さくするため細くし、
また、短絡してもレーザトリミングで切り離すことがで
きるように二股にしている。

【００４８】《対向電極ＣＴ》対向電極ＣＴはゲート電
極ＧＴおよび走査信号線ＧＬと同層の導電膜ｇｌで構成
されている。また、対向電極ＣＴ上にもＡｌの陽極酸化
膜ＡＯＦが設けられている。対向電極ＣＴは、陽極酸化
膜ＡＯＦで完全に覆われていることから、映像信号線に
限りなく近づけても、それらが短絡してしまうことがな
くなる。また、それらを交差させて構成させることもで
きる。

【００４９】対向電極ＣＴには対向電圧Ｖｃｏｍが印加
されるように構成されている。本実施例では、対向電圧
Ｖｃｏｍは映像信号線ＤＬに印加される最小レベルの駆
動電圧Ｖｄｍｉｎと最大レベルの駆動電圧Ｖｄｍａｘと
の中間直流電位から、薄膜トランジスタ素子ＴＦＴをオ
フ状態にするときに発生するフィードスルー電圧ΔＶｓ
分だけ低い電位に設定されるが、映像信号駆動回路で使
用される集積回路の電源電圧を約半分に低減したい場合
は交流電圧を印加すればよい。

【００５０】《対向電圧信号線ＣＬ》対向電圧信号線Ｃ
Ｌは導電層ｇｌで構成されている。この対向電圧信号線
ＣＬの導電膜ｇｌはゲート電極ＧＴ、走査信号線ＧＬお
よび対向電極ＣＴの導電膜ｇｌと同一製造工程で形成さ
れ、かつ、対向電極ＣＴと一体に構成されている。この
対向電圧信号線ＣＬにより、外部回路から対向電圧Ｖｃ
ｏｍを対向電極ＣＴに供給する。また、対向電圧信号線
ＣＬ上にもＡｌの陽極酸化膜ＡＯＦが設けられている。

【００５１】なお、映像信号線ＤＬと交差する部分は、
走査信号線ＧＬと同様に映像信号線ＤＬとの短絡の確率
を小さくするため細くし、また、短絡しても、レーザト
リミングで切り離すことができるように二股にする構成
もある。

【００５２】《絶縁膜ＧＩ》絶縁膜ＧＩは、薄膜トラン
ジスタＴＦＴにおいて、ゲート電極ＧＴと共に半導体層
ＡＳに電界を与えるためのゲート絶縁膜として使用され
る。絶縁膜ＧＩはゲート電極ＧＴおよび走査信号線ＧＬ
の上層に形成されている。絶縁膜ＧＩとしては例えばプ
ラズマＣＶＤで形成された窒化シリコン膜が選ばれる。
本実施例では２４０ｎｍの膜厚で形成している。ゲート
絶縁膜ＧＩはマトリックス部ＡＲの全体を囲むように形
成され、周辺部は外部接続端子ＤＴＭ、ＧＴＭを露出す
るよう除去されている。絶縁膜ＧＩは走査信号線ＧＬお
よび対向電圧信号線ＣＬと映像信号線ＤＬの電気的絶縁
にも寄与している。

【００５３】《ｉ型半導体層ＡＳ》ｉ型半導体層ＡＳは
非晶質シリコンで構成され、本実施例では２００ｎｍの
膜厚で形成している。層ｄ０はオーミックコンタクト用
のリン（Ｐ）をドープしたＮ（＋）型非晶質シリコン半
導体層であり、下側にｉ型半導体層ＡＳが存在し、上側
に導電膜ｄ１（ｄ２）が存在するところのみに残されて
いる。

【００５４】ｉ型半導体層ＡＳは走査信号線ＧＬおよび
対向信号線ＣＬと映像信号線ＤＬとの交差部の両者間に
も設けられている。この交差部のｉ型半導体層ＡＳは交
差部における走査信号線ＧＬおよび対向信号線ＣＬと映
像信号線ＤＬとの短絡を低減する効果もある。

【００５５】《ソース電極ＳＤ１、ドレイン電極ＳＤ
２》ソース電極ＳＤ１、ドレイン電極ＳＤ２のそれぞれ
は、Ｎ（＋）型半導体層ｄ０に接触する導電膜ｄ１とそ
の上に形成された導電膜ｄ２とから構成されている。

【００５６】導電膜ｄ１はスパッタで形成したクロム
（Ｃｒ）膜を用い、本実施例では６０ｎｍで形成してい
る。Ｃｒ膜は膜厚を厚く形成するとストレスが大きくな
るので、２００ｎｍ程度の膜厚を超えない範囲で形成す
る。Ｃｒ膜はＮ（＋）型半導体層ｄ０との接着性を良好
にし、導電膜ｄ２のＡｌがＮ（＋）型半導体層ｄ０に拡
散することを防止する（所謂バリア層の）目的で使用さ
れる。導電膜ｄ１として、Ｃｒ膜の他に高融点金属（Ｍ
ｏ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｗ）膜、高融点金属シリサイド（Ｍｏ
Ｓｉ₂、ＴｉＳｉ₂、ＴａＳｉ₂、ＷＳｉ₂）膜を用いても
よい。

【００５７】導電膜ｄ２はスパッタ法で形成したＡｌで
構成され、本実施例では４００ｎｍ程度の膜厚を形成し
ている。Ａｌ膜はＣｒ膜に比べてストレスが小さく、膜
厚を厚く形成することが可能で、ソース電極ＳＤ１、ド
レイン電極ＳＤ２および映像信号線ＤＬの抵抗値を低減
したり、ゲート電極ＧＴやｉ型半導体層ＡＳに起因する
段差乗り越えを確実に得る（ステップカバレージを良く
する）働きがある。

【００５８】導電膜ｄ１、導電膜ｄ２を同じマスクパタ
ーンでパターニングした後、同じマスクを用いて、或い
は導電膜ｄ１、導電膜ｄ２をマスクとして、Ｎ（＋）型
半導体層ｄ０が除去される。つまり、ｉ型半導体層ＡＳ
上に残っているＮ（＋）型半導体層ｄ０は導電膜ｄ１、
導電膜ｄ２以外の部分がセルフアラインで除去される。
このとき、Ｎ（＋）型半導体層ｄ０はその厚さ分は全て
除去されるようエッチングされるので、ｉ型半導体層Ａ
Ｓも若干その表面部分がエッチングされるが、その程度
はエッチング時間で制御すればよい。

【００５９】《映像信号線ＤＬ》映像信号線ＤＬはソー
ス電極ＳＤ１、ドレイン電極ＳＤ２と同層の第２導電膜
ｄ２、第３導電膜ｄ３で構成されている。また、映像信
号線ＤＬはドレイン電極と一体に形成されている。

【００６０】《画素電極ＰＸ》画素電極ＰＸはソース電
極ＳＤ１、ドレイン電極ＳＤ２と同層の第２導電膜ｄ
２、第３導電膜ｄ３で構成されている。また、画素電極
ＰＸはソース電極ＳＤ１と一体に形成されている。

【００６１】《蓄積容量Ｃｓｔｇ》画素電極ＰＸは、薄
膜トランジスタＴＦＴと接続される端部と反対側の端部
において、対向電圧信号線ＣＬと重なるように形成され
ている。この重ね合わせは、図１１からも明らかなよう
に、画素電極ＰＸを一方の電極ＰＬ２とし、対向電圧信
号ＣＬを他方の電極ＰＬ１とする蓄積容量（静電容量素
子）Ｃｓｔｇを構成する。この蓄積容量Ｃｓｔｇの誘電
体膜は、薄膜トランジスタＴＦＴのゲート絶縁膜として
使用される絶縁膜ＧＩおよび陽極酸化膜ＡＯＦで構成さ
れている。

【００６２】図７に示すように、平面的には蓄積容量Ｃ
ｓｔｇは対向電圧信号線ＣＬの導電膜ｇｌの部分に形成
されている。

【００６３】この場合、この蓄積容量Ｃｓｔｇは、その
絶縁膜ＧＩに対して下側に位置づけられる電極の材料が
Ａｌで形成され、かつ、その表面が陽極化成されたもの
であることから、Ａｌの所謂ヒロック等が原因で発生す
る点欠陥（上側に位置付けられる電極との短絡）を著し
く低減することができる構造である。

【００６４】《保護膜ＰＳＶ１》薄膜トランジスタＴＦ
Ｔ上には保護膜ＰＳＶ１が設けられている。保護膜ＰＳ
Ｖ１は主に薄膜トランジスタＴＦＴ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
よいものを使用する。保護膜ＰＳＶ１はたとえばプラズ
マＣＶＤ法で形成した酸化シリコン膜や窒化シリコン膜
で形成されており、５００ｎｍ程度の膜厚で形成する。

【００６５】保護膜ＰＳＶ１は、マトリックス部ＡＲの
全体を囲むように形成され、周辺部は外部接続端子ＤＴ
Ｍ、ＧＴＭを露出するように除去されている。保護膜Ｐ
ＳＶ１とゲート絶縁膜ＧＩの厚さ関係に関しては、前者
は保護効果を考え厚くされ、後者はトランジスタの相互
コンダクタンスｇｍを考え薄くされる。

【００６６】《カラーフィルタ基板》次に、図７、図１
０に戻り、上側透明ガラス基板ＳＵＢ２側（カラーフィ
ルタ基板）の構成を詳しく説明する。

【００６７】《遮光膜ＢＭ》上部透明ガラス基板ＳＵＢ
側には、不要な間隙部（画素電極ＰＸと対向電極ＣＴの
間以外の間隙）からの透過光が表示面側に出射して、コ
ントラスト比等を低下させないように遮光膜ＢＭ（所謂
ブラックマトリックス）を形成している。遮光膜ＢＭ
は、外部光またはバックライト光がｉ型半導体層ＡＳに
入射しないようにする役割も果たしている。すなわち、
薄膜トランジスタＴＦＴのｉ型半導体層ＡＳは上下にあ
る遮光膜ＢＭおよび大きめのゲート電極ＧＴによってサ
ンドイッチにされ、外部の自然光やバックライトが当た
らない構造になっている。

【００６８】図７に示す遮光膜ＢＭの閉じた多角形の輪
郭線は、その内側が遮光膜ＢＭが形成されない開口を示
している。この輪郭線のパターンは１例である。

【００６９】横電界方式の液晶表示装置では、可能な限
り高抵抗なブラックマトリックスが適していることか
ら、一般に樹脂組成物を用いる。この抵抗規格について
は、同一出願人による特願平７−１９１９９４号に記載
がある。すなわち、液晶組成物ＬＣの比抵抗値が１０の
Ｎ乗を１０Ｎと記述すると１０ＮΩ・ｃｍ以上、かつ、
ブラックマトリックスＢＭの比抵抗値が１０のＭ乗を１
０Ｍと記述すると１０ＭΩ・ｃｍ以上とし、かつ、Ｎ＞
９、Ｍ＜６を満足する関係とする。或は、Ｎ＞１３、Ｍ
＞７を満足する関係とすることが望ましい。

【００７０】また、液晶表示装置の表面反射を低減する
目的からもブラックマトリックスに樹脂組成物を用いる
ことが望ましい。

【００７１】さらに、Ｃｒ等の金属膜をブラックマトリ
ックスに用いる場合と比較して金属膜のエッチング工程
が不要なため、カラーフィルタ基板の製造工程を簡略化
できる。金属膜を使用する場合の製造工程は、１）金属
膜成膜、２）レジスト塗布、３）露光、４）現像、５）
金属膜エッチング、６）レジスト剥離、である。一方、
樹脂を使用する場合の製造工程は、１）樹脂塗布、２）
露光、３）現像、であり、著しく工程を短縮できる。

【００７２】しかし、樹脂組成物は金属膜と比較して遮
光性が低い。樹脂の膜厚を厚くすると遮光性は向上する
が、ブラックマトリックスの膜厚ばらつきは増加する。
これは、例えば±１０％の膜厚ばらつきがある場合、ブ
ラックマトリックスの膜厚が１．０μｍ時は±０．１μ
ｍ、２．０μｍ時は±０．２μｍになるためである。

【００７３】また、ブラックマトリックスの膜厚を厚く
すると、カラーフィルタ基板の膜厚ばらつきが増加し、
液晶表示基板のギャップ精度を向上することが困難にな
る。以上の理由により樹脂の膜厚は、２．０μｍ以上に
することが望ましい。

【００７４】また、膜厚１μｍ以上でＯＤ値を約４．０
以上にするためには、たとえばカーボンの含有量を増加
して黒色化する場合、ブラックマトリックスＢＭの比抵
抗値は約１０６Ω・ｃｍ以下となり、現状では使用でき
ない。なお、ＯＤ値は吸光係数に膜厚を掛けた値と定義
できる。

【００７５】このため、本実施例では、この遮光膜ＢＭ
の材料として黒色の無機顔料をレジスト材に混入した樹
脂組成物を用い、１．３±０．１μｍ程度の厚さで形成
している。無機顔料の例としては、パラジウムや無電解
メッキしたＮｉなどがある。さらに、ブラックマトリッ
クスＢＭの比抵抗値は約１０９Ω・ｃｍとし、ＯＤ値約
２．０とした。

【００７６】この樹脂組成物ブラックマトリックスＢＭ
を使用した場合の光透過量の計算結果を示す。

【００７７】

【数１】ＯＤ値＝log（１００／Ｙ）Ｙ＝∫Ａ(λ)・Ｂ(λ)Ｃ(λ)ｄλ／∫Ａ(λ)・Ｃ(λ)ｄλ ここで、Ａは視感度、Ｂは透過率、Ｃは光源スベクト
ル、λは入射光の波長を示す。

【００７８】ＯＤ値２．０の膜で遮光した場合は、上式
から、Ｙ＝１％を得て、入射光強度４０００ｃｄ／ｍ²
を仮定すると、約４０ｃｄ／ｍ²の光が透過してくるこ
とになる。この光強度は、充分に人間が視認できる明る
さである。

【００７９】遮光膜ＢＭは周辺部にも額縁状に形成さ
れ、そのパターンはドット状に複数の開口を設けた図７
に示すマトリックス部のパターンと連続して形成されて
いる。

【００８０】《カラーフィルタＦＩＬ》カラーフィルタ
ＦＩＬは画素に対向する位置に赤、緑、青の繰り返して
ストライプ状に形成される。カラーフィルタＦＩＬは遮
光膜ＢＭのエッジ部分と重なるように形成されている。

【００８１】本発明では、この重なる部分の平面レイア
ウトを規定するものである。詳細は後述する。

【００８２】カラーフィルタＦＩＬはたとえば次のよう
に形成することができる。まず、上部透明ガラス基板Ｓ
ＵＢ２の表面にアクリル系樹脂等の染色基材を形成し、
フォトリソグラフィ技術で赤色フィルタ形成領域以外の
染色基材を除去する。この後、染色基材を赤色染料で染
め、固着処理を施し、赤色フィルタＲを形成する。次
に、同様な工程を施すことによって、緑色フィルタＧ、
青色フィルタＢを順次形成する。

【００８３】《オーバコート膜ＯＣ》オーバコート膜Ｏ
ＣはカラーフィルタＦＩＬの染料の液晶ＬＣへの漏洩を
防止し、およびカラーフィルタＦＩＬ、遮光膜ＢＭによ
る段差の平坦化のために設けられている。オーバコート
膜ＯＣはたとえばアクリル系樹脂、エポキシ系樹脂等の
透明樹脂等の透明樹脂材料で形成されている。

【００８４】《液晶層および偏光板》次に、液晶層、配
向膜、偏光板等について説明する。

【００８５】《液晶層》液晶材料ＬＣとしては、誘電率
異方性Δεが正でその値が１３．２、屈折率異方性Δｎ
が０．０８１（５８９ｎｍ、２０℃）のネマチック液晶
と、誘電率異方性Δεが負でその値が７．３、屈折率異
方性Δｎが０．０５３（５８９ｎｍ、２０℃）のネマチ
ック液晶を用いた。

【００８６】液晶層の厚み（ギャップ）は、誘電率異方
性Δεが正の場合２．８μｍ超４．５μｍ未満とした。

【００８７】これは、リタデーションΔｎ・ｄが０．２
５μｍ超０．３２μｍ未満の時、可視光の範囲内で波長
依存性が殆どない誘電率特性が得られ、誘電率異方性Δ
εが正を有する液晶の大部分が複屈折率異方性Δｎが
０．０７超０．０９未満であるためである。

【００８８】一方、誘電率異方性Δεが負の場合は、液
晶層の厚み（ギャップ）は、４．２μｍ超８．０μｍ未
満とした。これは誘電率異方性Δεが正の液晶と同様
に、リタデーションΔｎ・ｄを０．２５μｍ未満に抑え
るためで、誘電率異方性Δεが負を有する液晶の大部分
が複屈折異方性Δｎが０．０４超０．０６未満であるた
めである。

【００８９】また、後述の配向膜と偏光板の組合せによ
り、液晶分子がラビング方向から電界方向に４５°回転
したとき最大透過率を得ることができる。

【００９０】なお、液晶層の厚み（ギャップ）は、ポリ
マビーズで制御している。ここで、ポリマビーズの代わ
りにシリカビーズを用いる場合もある。

【００９１】なお、液晶材料ＬＣはネマチック液晶であ
れば特に限定したものではない。また、誘電率異方性Δ
εはその値が大きいほうが駆動電圧を低減できる。ま
た、屈折率異方性Δｎは小さいほうが液晶層の厚み（ギ
ャップ）を厚くでき、液晶の封入時間が短縮され、か
つ、ギャップばらつきを少なくすることができる。

【００９２】《配向膜》配向膜ＯＲＩとしてはポリイミ
ドを用いる。ラビング方向ＲＤＲは上下基板で互いに平
行にし、かつ、印加電界方向ＥＤＲとのなす角度Φｌｃ
は７５°とする。図１１にその関係を示す。

【００９３】なお、ラビング方向ＲＤＲと印加電界方向
ＥＤＲとのなす角度は、液晶材料の誘電率異方性Δεが
正であれば４５°以上９０°未満、誘電率異方性Δεが
負であれば０°を超え４５°以下であればよい。

【００９４】《偏光板》偏光板ＰＯＬとしては日東電工
社製Ｇ１２２０ＤＵを用い、下側の偏光板ＰＯＬ１の偏
光透過軸ＭＡＸ１をラビング方向ＲＤＲと一致させ、上
側の偏光板ＰＯＬ２の偏光透過軸ＭＡＸ２をそれに直交
させる。図１１にその関係を示す。

【００９５】これにより、各画素に印加される電圧（画
素電極ＰＸと対向電極ＣＴの間の電圧）を増加させるに
伴い、透過率が上昇するノーマリクローズ特性を得るこ
とができる。

【００９６】さらに、この液晶表示装置では、上側の基
板ＳＵＢ２側の表面の外部から静電気等の高い電位が加
わった場合に、表示の以上が発生する。

【００９７】このため、偏光板と前記透明基板の間にシ
ート抵抗１×１０８Ω／□以下のＩＴＯ等の透明導電膜
の層を形成することが必要となる。この対策について
は、公知ではないが同一出願人による特願平７−２６４
４３号においてシールド機能向上につき詳しい記載があ
る。

【００９８】《マトリックス周辺の構成》図１２は上下
のガラス基板ＳＵＢ１、ＳＵＢ２を含む表示パネルＰＮ
Ｌのマトリクッス（ＡＲ）周辺の要部平面を示す図であ
る。また、図１３は、左側に走査回路が接続された外部
接続端子ＧＴＭ付近の断面を示す図である。

【００９９】このパネルの製造では、小さいサイズであ
ればスループット向上のため１枚のガラス基板では複数
個分のデバイスを同時に加工してから分割し、大きいサ
イズであれば製造設備の共用のためどの品種でも標準化
された大きさのガラス基板を加工してから各品種に合っ
たサイズに小さくし、いずれの場合も一通りの工程を経
てからガラスを切断する。

【０１００】図１２、図１３は後者の例を示すもので、
図１２、図１３の両図とも上下基板ＳＵＢ１、ＳＵＢ２
の切断後を表しており、ＬＮは両基板の切断前の縁を示
す。いずれの場合も完成状態では外部接続端子群Ｔｇ、
Ｔｄおよび端子ＣＴＭが存在する（図で上辺と左辺の）
部分はそれらを露出するように上側基板ＳＵＢ２の大き
さが下側基板ＳＵＢ１よりも内側に制限されている。

【０１０１】端子群Ｔｇ、Ｔｄはそれぞれ後述する走査
回路接続用端子ＧＴＭ、映像信号回路接続用端子ＤＴＭ
とそれらの引き出し配線部を集積回路チップＣＨＩが搭
載されたテープキャリアパッケージＴＣＰ（図１３、図
１４）の単位に複数本まとめて名付けたものである。各
群のマトリックス部から外部接続端子部に到るまでの引
き出し配線は、両端に近づくにつれ傾斜している。これ
はパッケージＴＣＰの配列ピッチおよび各パッケージＴ
ＣＰにおける接続端子ピッチに表示パネルＰＮＬの端子
ＤＴＭ、ＧＴＭに合わせるためである。また、対向電極
端子ＣＴＭは、対向電極ＣＴに対向電圧を外部から与え
るための端子である。マトリックス部の対向電極信号線
ＣＬに走査回路用端子ＧＴＭの反対側（図では右側）に
引き出し、各対向電圧信号線を共通バスラインＣＢで一
まとめにして対向電極端子ＣＴＭに接続している。

【０１０２】透明ガラス基板ＳＵＢ１、ＳＵＢ２の間に
はその縁に沿って、液晶封入口ＩＮＪを除き、液晶ＬＣ
を封止するようにシールパターンＳＬが形成される。シ
ール材はたとえばエポキシ系樹脂からなる。

【０１０３】配向膜ＯＲＩ１、ＯＲＩ２の層はシールパ
ターンＳＬの内側に形成される。偏光板ＰＯＬ１、ＰＯ
Ｌ２はそれぞれ下部透明ガラス基板ＳＵＢ１、上部透明
ガラス基板ＳＵＢ２の外側の表面に構成されている。

【０１０４】液晶ＬＣは、液晶分子の向きを設定する下
部配向膜ＯＲＩ１と上部配向膜ＯＲＩ２との間でシール
パターンＳＬで仕切られた領域に封入されている。下部
配向膜ＯＲＩ１は下部透明ガラス基板ＳＵＢ１側の保護
膜ＰＳＶ１の上部に形成される。

【０１０５】この液晶表示装置は下部透明ガラス基板Ｓ
ＵＢ１側、上部透明ガラス基板ＳＵＢ２側で別個に種々
の層を積み重ね、シールパターンＳＬを基板ＳＵＢ２側
に形成し、下部透明ガラス基板ＳＵＢ１と上部透明ガラ
ス基板ＳＵＢ２とを重ね合わせ、シール材ＳＬの開口部
ＩＮＪから液晶ＬＣを注入し、注入口ＩＮＪをエポキシ
樹脂などで封止し、上下基板を切断することによって組
み立てられる。

【０１０６】《表示装置全体透過回路》図１５に示すよ
うに、液晶表示基板は、画像表示部がマトリックス状に
配置された複数の画素の集合により構成され、各画素
は、前記液晶表示基板の背部に配置されたバックライト
からの透過光を独自に変調制御できるように構成されて
いる。

【０１０７】液晶表示基板の構成要素の一つであるアク
ティブマトリックス基板ＳＵＢ１上には、有効画素領域
ＡＲにはｘ方向（行方向）に延在し、ｙ方向に並設され
たゲート信号線ＧＬと対向電圧信号線ＣＬとそれぞれ絶
縁されてｙ方向に延在し、ｘ方向に並設されたドレイン
信号線ＤＬが形成されている。

【０１０８】ここで、ゲート信号線ＧＬ、対向電圧信号
線ＣＬ、ドレイン信号線ＤＬのそれぞれによって囲まれ
る矩形状の領域に単位画素が形成される。

【０１０９】液晶表示基板にはその外部回路として垂直
走査回路Ｖおよび映像信号駆動回路Ｈが備えられ、前記
垂直走査回路Ｖによって前記ゲート信号線ＧＬのそれぞ
れに順次走査信号（電圧）が供給され、そのタイミング
に合わせて映像信号駆動回路Ｈからドレイン信号線ＤＬ
に映像信号（電圧）に供給するようになっている。

【０１１０】なお、垂直走査回路Ｖおよび映像信号駆動
回路Ｈは、液晶駆動電源回路から電源が供給されるとと
もにＣＰＵ１からの画像情報がコントローラによってそ
れぞれ表示データおよび制御信号に分けられて入力され
るようになっている。

【０１１１】《駆動方法》図１６に本発明の液晶表示装
置の駆動波形を示す。対向電圧をＶＣＨとＶＣＬの２値
の交流矩形波にし、それに同期させて走査信号ＶＧ（ｉ
−１）、ＶＧ（ｉ）の非選択電圧を１走査期間毎にＶＧ
ＬＨとＶＧＬＬの２値で変化させる。対向電圧の振幅幅
と非選択電圧の振幅値は同一にする。映像信号電圧は液
晶層に印加したい電圧から対向電圧の振幅の１／２を差
し引いた電圧である。

【０１１２】対向電圧は直流でもよいが交流化すること
で映像信号電圧の最大振幅を低減でき、映像信号駆動回
路（信号側ドライバ）に耐圧の低いものを用いることが
可能になる。

【０１１３】《蓄積容量Ｃｓｔｇの働き》蓄積容量Ｃｓ
ｔｇは画素に書き込まれた（薄膜トランジスタＴＦＴが
オフした後の）映像情報を長く蓄積するために設けられ
る。本実施例で用いている電界を基板面と平行に印加す
る方式では電界を基板面に垂直に印加する方式と異な
り、画素電極と対向電極で構成される容量（いわゆる液
晶容量）が殆ど無いため、蓄積容量Ｃｓｔｇは必須の構
成要素である。

【０１１４】また、蓄積容量Ｃｓｔｇは、薄膜トランジ
スタＴＦｔがスイッチングするとき画素電極電位Ｖｓに
対するゲート電位変化ΔＶｇの影響を低減するようにも
働く。この様子を式で表すと次のようになる。

【０１１５】

【数２】 ΔＶｓ＝［Ｃｇｓ／（Ｃｇｓ＋Ｃｓｔｇ＋Ｃ
ｐｉｘ）］×ΔＶｇここで、Ｃｇｓは薄膜トランジスタＴＦＴのゲート電極
ＧＴとソース電極ＳＤ１との間に形成される寄生容量、
Ｃｐｉｘは画素電極ＰＸと対向電極ＣＴとの間に形成さ
れる容量、ΔＶｓはΔＶｇによる画素電極電位の変化分
いわゆるフィードスルー電圧を表わす。この変化分ΔＶ
ｓは液晶ＬＣに加わる直流成分の原因となるが、保持容
量Ｃｓｔｇを大きくするほどその値を小さくすることが
できる。液晶ＬＣに印加される直流成分の低減は液晶Ｌ
Ｃの寿命を向上し、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。

【０１１６】前述したようにゲート電極ＧＴはｉ型半導
体層ＡＳを完全に覆うよう大きくされている分、ソース
電極ＳＤ１、ドレイン電極ＳＤ２とのオーバラップ面積
が増え、従って寄生容量Ｃｇｓが大きくなり、画素電極
電位Ｖｓはゲート（走査）信号Ｖｇの影響を受けやすく
なるという逆効果が生じる。しかし、蓄積容量Ｃｓｔｇ
を設けることによりこのデメリットも解消する。

【０１１７】《製造方法》つぎに、上述した液晶表示装
置の基板ＳＵＢ１側の製造方法について図１７〜１９を
参照して説明する。なお、同図において、中央の文字は
工程名の略称であり、左側は図８に示す薄膜トランジス
タＴＦＴ部分、右側は図１７に示すゲート端子付近の断
面形状でみた加工の流れを示す。

【０１１８】工程Ｂ、工程Ｄを除き工程Ａ〜工程Ｉは各
写真処理に対応して区分けしたもので、各工程のいずれ
の断面図も写真処理後の加工が終わりフォトレジストを
除去した段階を示している。

【０１１９】なお、写真処理とは本発明ではフォトレジ
ストの塗布からマスクを使用した選択露光を経てそれを
現像するまでの一連作業を示すものとし、繰返しの説明
は避ける。

【０１２０】以下、区分けした工程に従って説明する。工程Ａ、図１７ＡＮ６３５ガラス（商品名）からなる下部透明ガラス基
板ＳＵＢ１上に膜厚が３００ｎｍのＡｌ−Ｐｄ、Ａｌ−
Ｗ、Ａｌ−Ｔａ、Ａｌ−Ｔｉ−Ｔａ等からなる導電膜ｇ
ｌをスパッタリングにより設ける。写真処理後、リン酸
と硝酸と氷酢酸との混酸液で導電膜ｇｌを選択的にエッ
チングする。これにより、ゲート電極ＧＴ、走査信号線
ＧＬ、対向電極ＣＴ、対向電圧信号線ＣＬ、電極ＰＬ
１、ゲート端子ＧＴＭ、共通バスラインＣＢの第１導電
層、対向電極端子ＣＴＭの第１導電層、ゲート端子ＧＴ
Ｍを接続する陽極酸化バスラインＳＨｇ（図示せず）及
び陽極酸化バスラインＳＨｇに接続された陽極酸化パッ
ド（図示せず）を形成する。

【０１２１】工程Ｂ、図１７直接描画による陽極酸化マスクＡＯの形成後、３％酒石
酸をアンモニアによりＰＨ６．２５±０．０５に調整し
た溶液をエチレングリコール液で１：９に希釈した液か
らなる陽極酸化液中に基板ＳＵＢ１を浸漬し、化成電流
密度が０．５ｍＡ／ｃｍ²になるように調整する（定電
流化成）。

【０１２２】次に所定のＡｌ₂Ｏ₃膜厚が得られるのに必
要な化成電圧１２５Ｖに達するまで陽極酸化を行う。そ
の後、この状態で数１０分保持することが望ましい（定
電圧化成）。これは均一なＡｌ₂Ｏ₃膜を得る上で重要な
ことである。それによって、導電膜ｇｌを陽極酸化さ
れ、ゲート電極ＧＴ、走査信号線ＧＬ、対向電極ＣＴ、
対向電圧信号線ＣＬ及び電極ＰＬ１上に膜厚が１８０ｎ
ｍの陽極酸化膜ＡＯＦを形成できる。

【０１２３】工程Ｃ、図１７膜厚が１４０ｎｍのＩＴＯ膜からなる透明導電膜ｇ２を
スパッタリングにより設ける。写真処理後、エッチング
液として塩酸と硝酸との混酸液で透明導電膜ｇ２を選択
的にエッチングすることにより、ゲート端子ＧＴＭの最
上層、ドレイン端子ＤＴＭ及び対向電極端子ＣＴＭの第
２導電膜を形成する。

【０１２４】工程Ｄ、図１８プラズマＣＶＤ装置にアンモニアガス、シランガス、窒
素ガスを導入して、膜厚が２２０ｎｍの窒化Ｓｉ膜を設
け、プラズマＣＶＤ装置にシランガス、水素ガスを導入
して、膜厚が２００ｎｍのｉ型非晶質Ｓｉ膜を設けたの
ち、プラズマＣＶＤ装置にシランガス、水素ガス、ホス
フィンガスを導入して、膜厚が３０ｎｍのＮ（＋）型非
晶質Ｓｉ膜を設ける。

【０１２５】工程Ｅ、図１８写真処理後、ドライエッチングガスとしてＳＦ₆を使用
してＮ（＋）型非晶質Ｓｉ膜を選択的にエッチングする
ことにより、ｉ型半導体層ＡＳの島を形成する。

【０１２６】工程Ｆ、図１８写真処理後、ドライエッチングガスとしてＳＦ₆を使用
して、窒化Ｓｉ膜を選択的にエッチングする。

【０１２７】工程Ｇ、図１９膜厚が６０ｎｍのＣｒからなる導電膜ｄ１をスパッタリ
ングにより設け、さらに膜厚が４００ｎｍのＡｌ−Ｐ
ｄ、Ａｌ−Ｓｉ、Ａｌ−Ｔａ、Ａｌ−Ｔｉ−Ｔａ等から
なる導電膜ｄ２をスパッタリングにより設ける。写真処
理後、導電膜ｄ２を工程Ａと同様な液でエッチングし、
導電膜ｄ１を硝酸第２セリウムアンモニウム溶液でエッ
チングし、映像信号線ＤＬ、ソース電極ＳＤ１、ドレイ
ン電極ＳＤ２、画素電極ＰＸ、電極ＰＬ２、共通バスラ
インＣＢの第２導電層、第３導電層及びドレイン端子Ｄ
ＴＭを短絡するバスラインＳＨｄ（図示せず）を形成す
る。

【０１２８】次に、ドライエッチング装置にＳＦ₆を導
入して、Ｎ（＋）型非晶質Ｓｉ膜をエッチングすること
により、ソースとドレイン間のＮ（＋）型半導体層ｄ０
を選択的に除去する。

【０１２９】工程Ｈ、図１９プラズマＣＶＤ装置にアンモニアガス、シランガス、窒
素ガスを導入して、膜厚が５００ｎｍの窒化Ｓｉ膜を設
ける。写真処理後、ドライエッチングガスとしてＳＦ₆
を使用した写真蝕刻技術で窒化Ｓｉ膜を選択的にエッチ
ングすることによって、保護膜ＰＳＶ１を形成する。

【０１３０】《表示パネルＰＮＬと駆動回路基板ＰＣＢ
１》図２０は、図１２に示した表示パネルＰＮＬと映像
信号駆動回路Ｈと垂直走査回路Ｖを接続した状態を示す
上面図である。

【０１３１】ＣＨＩは表示パネルＰＮＬを駆動させる駆
動ＩＣチップ（下側の５個は垂直走査回路側の駆動ＩＣ
チップ、左側の１０個は映像信号駆動回路側の駆動ＩＣ
チップ）である。ＴＣＰは図１３、図１４で後述するよ
うに駆動用ＩＣチップ・オートメイティッド・ボンディ
ング法（ＴＡＢ）により実装されたテープキャリアパッ
ケージ、ＰＣＢ１は上記ＴＣＰやコンデンサ等が実装さ
れた駆動回路基板で、映像信号駆動回路用と走査信号駆
動回路用の２つに分割されている。ＦＧＰはフレームグ
ランドパッドであり、シールドケースＳＨＤに切り込ん
で設けられたバネ状の破片が半田付けされる。ＦＣは下
側の駆動回路基板ＰＣＢ１と左側の駆動回路基板ＰＣＢ
１を電気的に接続するフラットケーブルである。

【０１３２】フラットケーブルＦＣとしては図に示すよ
うに、複数のリード線（りん青銅の素材にＳｎ鍍金を施
したもの）をストライプ状のポリエチレン層とポリビニ
ルアルコール層とでサンドイッチして支持したものを使
用する。

【０１３３】《ＴＣＰの接続構造》図１４は走査信号駆
動回路Ｖや映像信号駆動回路Ｈを構成する、集積回路チ
ップＣＨＩがフレキシブル配線基板に搭載されたテープ
キャリアパッケージＴＣＰの断面構造を示す図であり、
図１３はそれを液晶表示パネルの、本実施例では走査信
号回路用端子ＧＴＭに接続した状態を示す要部断面図で
ある。

【０１３４】同図において、ＴＴＢは集積回路ＣＨＩの
入力端子・配線部であり、ＴＴＭは集積回路ＣＨＩの出
力端子・配線部であり、たとえばＣｕからなり、それぞ
れの内側の先端部（通称インナーリード）には集積回路
ＣＨＩのボンディングパッドＰＡＤが所謂フェースダウ
ンボンディング法により接続される。

【０１３５】端子ＴＴＢ、ＴＴＭの外側の先端部（通称
アウタリード）はそれぞれ半導体集積回路チップＣＨＩ
の入力および出力に対応し、半田付け等によりＣＲＴ／
ＴＦＴ変換回路・電源回路ＳＵＰに、異方性導電膜ＡＣ
Ｆによって液晶表示パネルＰＮＬに接続される。パッケ
ージＴＣＰは、その先端部がパネルＰＮＬ側の接続端子
ＧＴＭを露出した保護膜ＰＳＶ１を覆うようにパネルに
接続されており、したがって、外部接続端子ＧＴＭ（Ｄ
ＴＭ）は保護膜ＰＳＶ１かパッケージＴＣＰの少なくと
も一方で覆われるので電食に対して強くなる。

【０１３６】ＢＦ１はポリイミド等からなるベースフィ
ルムであり、ＳＲＳは半田付けの際、半田が余計な所へ
付かないようにマスクするためのソルダレジスト膜であ
る。シールパターンＳＬの外側の上下ガラス基板の隙間
は洗浄後エポキシ樹脂ＥＰＸ等により保護され、パッケ
ージＴＣＰと上側基板ＳＵＢ２の間にはさらにシリコン
樹脂ＳＩＬが充填され保護が多重化されている。

【０１３７】《駆動回路基板ＰＣＢ２》駆動回路基板Ｐ
ＣＢ２は、ＩＣ、コンデンサ、抵抗等の電子部品が搭載
されている。この駆動回路基板ＰＣＢ２には、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ＣＲ
Ｔ（陰極線管）用の情報をＴＦＴ液晶表示装置用の情報
に変換する回路を含む回路ＳＵＰが搭載されている。Ｃ
Ｊは外部と接続される図示しないコネクタと接続される
コネクタ接続部である。

【０１３８】駆動回路基板ＰＣＢ１と駆動回路基板ＰＣ
Ｂ２とはフラットケーブルＦＣ等のジョイナーＪＮによ
り電気的に接続されている。

【０１３９】《液晶表示モジュール（断面）》図１は筐
体の開口領域周辺の要部の拡大断面構造を示す模式図で
ある。アクティブマトリックス基板ＳＵＢ１とカラーフ
ィルタ基板ＳＵＢ２がシール材ＳＬにより接着され、そ
の内部には液晶ＬＣが封入され、液晶表示基板を形成し
ている。アクティブマトリックス基板ＳＵＢ１及びカラ
ーフィルタ基板ＳＵＢ２の液晶層と反対側の面には、そ
れぞれ偏光板ＰＯＬ１、ＰＯＬ２が貼られている。

【０１４０】前記液晶表示基板とバックライトＢＬＵが
筐体ＭＤに収納され、液晶表示装置を構成している。こ
こで、筐体ＭＤは、金属シールドケースＳＨＤと下側ケ
ースＭＣＡの組合せからなる。また、シール材ＳＬの内
縁とブラックマトリックスＢＭとは、約１ｍｍ離す。シ
ール材ＳＬの形成領域の幅は、約１．５ｍｍとした。シ
ール材ＳＬの外縁と基板ＳＵＢ２の端との距離は約１ｍ
ｍとしている。

【０１４１】また、偏光板ＰＯＬ１、ＰＯＬ２とブラッ
クマトリックスＢＭとの重ねあわせは、約１．５ｍｍと
している。

【０１４２】ガラス基板（ＴＦＴ基板）ＳＵＢ１とガラ
ス基板（カラーフィルタ基板）ＳＵＢ２から成る液晶表
示基板が上フレームＳＨＤあるいは固定版ＫＴＢに固定
されている。

【０１４３】固定版ＫＴＢは金属または樹脂でできてお
り、一体型または筐体ＭＤの組立て後には枠状の形状と
なり、有効表示領域ＡＲを覆わないようになっている。
さらに、上フレームＳＨＤとバックライトＢＬＵが固定
板ＫＴＢを介して接続されて液晶表示モジュールを構成
している。バックライトＢＬＵと固定板ＫＴＢは組み合
わせることにより一体とすることも可能である。

【０１４４】上記の様な構成の液晶表示基板の両側には
偏光板ＰＯＬが貼付られ、液晶表示基板への入射光及び
出射光の制御をしている。

【０１４５】本発明の特徴は固定板の板厚が、有効表示
領域ＡＲに近接するにしたがってバックライト側が薄く
なる構造とする点にある。また有効表示領域から固定板
端まで距離ＬがＬ＜（Ｄ＋δ）ｔａｎθ＋ｄｔａｎ（ｓｉｎ~¹ （ｓｉ
ｎθ／１．４））を満たすことを特徴とする。ただし固定板の厚さが一定
である部分の厚さをＤ、ＴＦＴ基板の厚さをｄ、固定板
ＫＴＢとＴＦＴ基板の距離をδ、最大視角方向とＴＦＴ
基板とのなす角度をθとする。

【０１４６】従来までは、図６で示すようにバックライ
トＢＬＵからの光がブラックマトリックスＢＭと偏光板
ＰＯＬとがオーバラップしない部分からの余分な光を遮
光するため、固定板端から有効表示領域までの距離Ｌを
上式を満たすように固定板を有効表示領域ＡＲに近づけ
ると、視角θの方向は有効表示領域内でバックライトＢ
ＬＵからの一部の光が固定板ＫＴＢによって遮られ、周
辺部の画素欠けとなり視野特性を損なっていた。

【０１４７】一方、実施例１で示すような固定板の板厚
が有効表示領域ＡＲに接近するにしたがってバックライ
ト側が薄くなる構造とすることで、視野特性を損なうこ
となく固定板を有効表示領域ＡＲに近づけることができ
る。

【０１４８】このような構造では、ブラックマトリック
スＢＭと偏光板ＰＯＬとがオーバラップしている部分と
固定板ＫＴＢをオーバラップさせることができ、バック
ライトＢＬから漏れる余分な光も遮光することができ
る。

【０１４９】本実施例では、固定板ＫＴＢの板厚の変化
が直線的である構造とした。目標とする視角θとしたと
き、固定板のＴＦＴ基板側と固定板の板厚が変化してい
る面ともなす角度は（９０°−θ）以下であることが望
ましい。

【０１５０】そして、この実施例では、固定板の板厚を
０．８ｍｍ、固定板とＴＦＴ基板との距離を０．５ｍ
ｍ、固定板のＴＦＴ基板側と固定板の板厚が変化してい
る面とのなす角度を３０°、有効表示領域ＡＲから固定
板ＫＴＢまでの距離Ｌを２．２ｍｍとした。

【０１５１】このようにした場合、視角６０°において
もバックライトＢＬＵからの光を遮ることなく広い視野
特性が実現できる。

【０１５２】実施例２．以下に説明する実施例は液晶表
示モジュールの部分を除いては実施例１と同様である。

【０１５３】《液晶表示モジュール（断面）》図２に筐
体の開口領域周辺の要部の拡大断面図を示す。本実施例
は、実施例１で示した固定板ＫＴＢの板厚の変化面が２
つ以上有することを特徴とする。たとえば図中の面１を
面２に比べて鈍角にすることで実施例３に比べて固定板
の有効表示領域側の端面の鋭角部の角度を小さくでき、
固定板の鋭角部の強度を向上することができる。

【０１５４】この実施例では、固定板の板厚を０．８ｍ
ｍ、固定板とＴＦＴ基板との距離を０．５ｍｍ、固定板
のＴＦＴ基板側と固定板の板厚が変化している図中面２
とのなす角度を３０°、固定板のＴＦＴ基板と固定板の
板厚が変化している図中面１とのなす角度を６０°、有
効表示領域から固定板までの距離を２．６ｍｍとした。

【０１５５】このようにすることによって、視角６０°
においてもバックライトからの光を遮ることなく広い視
野特性が実現できる。

【０１５６】実施例３．以下に説明する実施例は液晶表
示モジュールの部分を除いては実施例１と同様である。

【０１５７】《液晶表示モジュール（断面）》図３に筐
体の開口領域周辺の要部の拡大断面を示す。本実施例
は、実施例１で示した固定板ＫＴＢの板厚の変化が凸の
楕円弧で表せることを特徴とする。楕円弧の短軸の向き
をＴＦＴ基板と垂直方向、長軸の向きをＴＦＴ基板と平
行方向とすると、短軸の長さは固定板の板厚の２倍以下
であることが望ましい。

【０１５８】長軸と短軸の長さが等しいときは楕円弧は
円弧となる。また、長軸の長さは短軸の長さの２倍以上
であることが望ましく、このような構造にすることで有
効表示領域周辺部の余分な光を遮光しつつ広い視野特性
を得ることができる。

【０１５９】実施例４．以下に説明する実施例は液晶表
示モジュールの部分を除いては実施例１と同様である。

【０１６０】《液晶表示モジュール（断面）》図４に筐
体の開口領域周辺の要部の拡大断面図を示す。本実施例
は、実施例１で示した固定板の板厚の変化が階段状であ
ることを特徴とする。階段の頂点を結ぶ面とＴＦＴ基板
とのなす角度は最大視角θとすると（９０°−θ）以下
であることが望ましい。

【０１６１】このような構造にすることで有効表示領域
周辺部の余分な光を遮光しつつ広い視野特性を得ること
ができる。

【０１６２】実施例５．以下に説明する実施例は液晶表
示モジュールの部分を除いては実施例１と同様である。

【０１６３】《液晶表示モジュール（断面）》図５に筐
体の開口領域周辺の要部の拡大断面図を示す。本実施例
は、実施例４で示した階段の頂点が凸の楕円弧で表され
ることを特徴とする。このような構造にすることで有効
表示領域周辺部の余分な光を遮光しつつ実施例４に比べ
広い視野特性を得ることができる。

【０１６４】以上説明した、各実施例では、そのいずれ
においても横電界方式の液晶表示装置について説明した
ものである。しかし、この横電界方式の液晶表示装置に
限定されることはなく、縦電界方式の液晶表示装置につ
いても適用できることはいうまでもない。

【０１６５】ここで、縦電界方式の液晶表示装置とは、
液晶を介して互いに対向して配置される透明基板の液晶
層側の単位画素に相当するそれぞれの領域面に、透明電
極からなる画素電極と共通電極とが対向して備えられ、
この画素電極と共通電極との間に透明基板に対して垂直
に発生させる電界によって前記液晶層を透過する光を変
調させるようにしたものである。

【０１６６】

【発明の効果】以上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、固定板の機械的強
度を確保しつつ、バックライトからの光のみが固定板の
開口を介して無駄なく液晶表示パネルの表示領域に透過
できるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による液晶表示装置の一実施例を示す筐
体の開口領域周辺の要部の拡大断面図である。

【図２】本発明による液晶表示装置の他の実施例を示す
筐体の開口領域周辺の要部の拡大断面図である。

【図３】本発明による液晶表示装置の他の実施例を示す
筐体の開口領域周辺の要部の拡大断面図である。

【図４】本発明による液晶表示装置の他の実施例を示す
筐体の開口領域周辺の要部の拡大断面図である。

【図５】本発明による液晶表示装置の他の実施例を示す
筐体の開口領域周辺の要部の拡大断面図である。

【図６】従来による液晶表示装置の一例を示す筐体の開
口領域周辺の要部の拡大断面図である。

【図７】横電界方式の液晶表示装置の１画素のＴＦＴレ
イアウト図である。

【図８】ＴＦＴ部の断面模式図である。

【図９】蓄積容量部の模式図である。

【図１０】横電界方式の液晶表示装置の１画素の断面模
式図である。

【図１１】ラビング方向と電界方向の関係を示す図であ
る。

【図１２】ＬＣＤセルの外観図である。

【図１３】ゲート端子部の断面構造およびゲートＴＣＰ
の断面図である。

【図１４】ゲートＴＣＰの出力側及び入力側の断面図で
ある。

【図１５】液晶表示装置の周辺回路の概略図である。

【図１６】液晶表示装置の駆動波形の概略図である。

【図１７】ＴＦＴ基板の製造工程（１）を示す説明図で
ある。

【図１８】ＴＦＴ基板の製造工程（２）を示す説明図で
ある。

【図１９】ＴＦＴ基板の製造工程（３）を示す説明図で
ある。

【図２０】液晶表示装置の周辺回路のレイアウトを示す
平面図である。

【図２１】液晶表示装置の構成を示す模式図である。

【符号の説明】

ＴＦＴ…薄膜トランジスタ、ＡＳ…非晶質シリコン膜、
ＧＬ…走査信号線、ＤＬ…映像信号線、ＢＭ…ブラック
マトリクス、ＰＸ…画素電極、ＣＴ…対向電極、ＣＬ…
対向電圧信号線、Ｃｓｔｇ…蓄積容量、ｄ０…Ｎ（＋）
型半導体層、ｄ１…第１導電膜、ｄ２…第２導電膜、Ｓ
Ｄ１…ソース電極、ＳＤ２…ドレイン電極、ＧＩ…ゲー
ト絶縁膜、ＧＴ…ゲート電極、ＡＯＦ…ゲート電極の陽
極酸化膜、ＳＵＢ１…下部透明ガラス基板、ＰＬ１…蓄
積容量下部電極、ＳＵＢ２…上部透明ガラス基板、ＰＯ
Ｌ１，ＰＯＬ２…偏光板、ＦＩＬ…カラーフィルタ層、
ＯＣ…オーバコート膜、ＬＣ…液晶、Ｅ…電界、ＳＬ…
シール材、ＯＲＩ１，ＯＲＩ２…配向膜、ＰＳＶ１…パ
ッシベーション膜、ＲＤＲ…ラビング方向、ＥＤＲ…印
加電界方向、ＭＡＸ１，ＭＡＸ２…偏光板の透過軸、Ｐ
ＮＬ…表示パネル、ＣＴＭ…端子接続部、Ｔｇ，Ｔｄ…
外部接続端子群、ＬＮ…切断前の基板サイズ、ＣＢ…共
通バスライン、ＩＮＪ…液晶封入口、ＢＦＩ…ベースフ
ィルム、ＳＲＳ…ソルダレジスト膜、ＥＰＸ…エポキシ
樹脂、ＦＧＰ…フレームグランドパッド、ＰＣＢ…駆動
回路基板、ＴＴＢ…集積回路ＣＨ１の入力端子／配線
部、ＦＣ…フラットケーブル、ＴＴＭ…集積回路ＣＨＩ
の出力端子／配線部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者三島康之千葉県茂原市早野3300番地株式会社日立製作所電子デバイス事業部内 (72)発明者石井正宏千葉県茂原市早野3300番地株式会社日立製作所電子デバイス事業部内 (72)発明者文倉辰紀千葉県茂原市早野3681番地日立デバイスエンジニアリング株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】周辺を除く中央部に表示領域を有する液
晶表示パネルと、この液晶表示パネルの背面に配置され
るバックライトと、前記液晶表示パネルとバックライト
との間に該液晶表示パネルとバックライトの位置関係を
規制し、かつ前記液晶表示パネルの表示領域に相当する
部分に開口を有する固定板と、を備える液晶表示装置に
おいて、前記固定板は、そのバックライト側の面に、前記開口の
周辺の板厚が該開口に近づくにつれて薄く加工されてい
ることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】前記液晶表示パネルは液晶を介して対向
配置される第１の基板および第２の基板を外囲器とし、
バックライト側の基板を第１の基板とし、前記固定板の
厚さをＤ、この固定板と第１の基板との距離をδ、第１
の基板の厚さをｄ、目標とする最大視野の方向と第１の
基板の垂直方向とのなす角度をθとした場合、前記液晶表示パネルの表示領域の輪郭から固定板の開口
までの距離が（Ｄ＋δ）ｔａｎθ＋ｄｔａｎ（ｓｉｎ~¹
（ｓｉｎθ／１．４））未満であることを特徴とする
請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項３】前記固定板の板厚の変化が直線的であ
り、かつ、該固定板の第１の基板側の面と、固定板の板
厚が変化している部分でのバックライト側の面とのなす
角度は、９０°より小さくなっていることを特徴とする
請求項２記載の液晶表示装置。
【請求項４】固定板の板厚の変化面が２つ以上あるこ
とを特徴とする請求項３記載の液晶表示装置。
【請求項５】固定板の断面における板厚の変化が凸の
楕円の弧で表され、該楕円はその短軸の向きを第１の基
板と垂直方向で長軸の向きを第１の基板と平行ととなっ
ている請求項２記載の液晶表示装置。
【請求項６】固定板の断面における板厚の変化が２段
以上の階段状となっており、各階段の頂点を結ぶ面と第
１の基板側の面とのなす角度が９０°より小さいことを
特徴とする請求項２記載の液晶表示装置。
【請求項７】２以上の階段の頂点を結ぶ線が凸の楕円
の弧で表され、該楕円はその短軸の向きを第１の基板と
垂直方向で長軸の向きを第１の基板と平行ととなってい
る請求項６記載の液晶表示装置。