JPH112840A

JPH112840A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JPH112840A
Application number: JP9152356A
Authority: JP
Inventors: Keiichiro Ashizawa; 啓一郎芦沢; Kazuhiro Ogawa; 和宏小川; Masayuki Hikiba; 正行引場
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1997-06-10
Filing date: 1997-06-10
Publication date: 1999-01-06

Abstract

(57)【要約】【課題】横電界方式の液晶表示装置における映像信号配
線と対向電極の間から発生する漏れ光に起因する縦スメ
アを低減する。【解決手段】複数の走査信号配線ＧＬおよび映像信号配
線ＤＬと、走査信号配線および映像信号配線の交点近傍
に形成したスイッチング素子ＴＦＴと、スイッチング素
子を介して駆動電圧が印加される画素電極ＰＸと、画素
電極と共に基板の平面に略平行な電界を印加するように
配置された対向電極ＣＴとを備えてアクティブ・マトリ
クス基板を構成する第１の基板と、樹脂組成物で形成し
たブラックマトリクスＢＭと、各画素に対応して配置し
たカラーフィルタ層ＦＩＬを形成したカラーフィルタ基
板を構成する第２の基板との間に液晶組成物を挟持し、
画素電極ＰＸと対向電極ＣＴとの間に各基板の平面と略
平行に発生される電界成分によって液晶組成物の光透過
率を変化させて画像表示を行う液晶表示装置において、
少なくとも有効表示領域内の前記映像信号線ＤＬの下層
に絶縁膜ＡＳを配置した。

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、洗浄効率向上による歩留り及び縦スメアの発
生を抑制して高画質の画像表示を可能とした横電界方式
の液晶表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】各種の情報端末やその他の機器のモニタ
ーのための画像表示手段としてアクティブ・マトリクス
方式の液晶表示装置が広く採用されている。

【０００３】この種の液晶表示装置を液晶の駆動モード
から分類すると、大きく分けて「縦電界方式」と「横電
界方式」に分けられる。

【０００４】縦電界方式の液晶表示装置は、液晶組成物
（以下、単に液晶または液晶層と称する）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。

【０００５】一方、横電界方式の液晶表示装置は、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を備え、この画素電極と
対向電極との間に透明電極と略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。

【０００６】横電界方式の液晶表示装置は縦電界方式の
液晶表示装置と異なり、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、所謂角度視
野に優れたものとして知られるに至ったものである。

【０００７】なお、このような構成からなる液晶表示装
置は、例えば特開平６−１６０８７８号公報に詳述され
ている。

【０００８】上記横電界方式の液晶表示装置は、対向す
る透明基板である、例えば、アクティブ・マトリクス基
板を構成する第１の基板およびカラーフィルタ基板を構
成する第２の基板と、画像を表示するための光源となる
バックライトユニットとが、上側シールドケースと下側
ケースとからなる筐体に収納して一体化した構造を有す
る。また、第１と第２の基板の両面側には一定の偏光の
み透過させるように偏光板を貼り付けている。

【０００９】さらに、例えば、カラーフィルタ基板に
は、アクティブ・マトリクス基板の少なくとも薄膜トラ
ンジスタの形成領域と、配線周辺などの透過光を制御で
きない領域に対応する箇所にブラックマトリクスが形成
されている。

【００１０】横電界方式の場合、画素電極と対向電極の
間で発生させる基板の平面と略平行な電界で液晶を駆動
する。この場合、カラーフィルタ基板上に低抵抗材料が
存在すると、前記画素電極或いは対向電極から発生する
電気力線が前記低抵抗材料で終端されて電界強度が低下
し、駆動電圧が増加する。

【００１１】そのため、一般的には、ブラックマトリク
ス形成材料として、高抵抗の樹脂組成物を採用する。こ
の場合、金属材料を用いたブラックマトリクスと比較し
てＯＤ（ＯｐｔｉｃａｌＤｅｎｓｉｔｙの略）値が十
分大きくないため、ブラックマトリクス自体の遮光特性
は低下する。

【００１２】従来の技術では、このような遮光特性の低
下に関する対策については考慮されておらず、従って、
正常に動作しない領域の透過光を遮蔽することに関する
問題提起はなされていない。

【００１３】また、横電界方式の液晶表示装置の場合、
１つの基板上に走査信号電極、映像信号電極、画素電
極、対向電極等、多くの電極が形成される。そのため、
基板上には段差が多く、この段差部分が洗浄媒質の流れ
を阻害し、製造工程中の洗浄効率が低下する。

【００１４】基板上に異物が残留あるいは付着すると、
この異物が原因となって断線不良が増加する傾向があ
る。

【００１５】従来の技術では、このような段差による洗
浄効率の低下に対する対策については考慮されておら
ず、製造歩留りを劣化させるという問題がある。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術の横電界
方式の液晶表示装置において、外部回路から入力される
走査信号、映像信号により制御できずに正常に液晶が動
作しない領域が存在する。特に、映像信号配線（以下、
単に映像信号線とも言う）と、前記映像信号配線と隣接
する画素電極或いは対向電極との間では、各々印加され
る電圧が異なるため黒表示しているにもかかわらず、こ
の部分で光の透過が生じることがある。

【００１７】この部分を遮光するため、カラーフィルタ
基板上にブラックマトリクスを形成して遮光している
が、ＯＤ値が低いため完全に遮光できないことがある。
これが原因となり、クロストークが発生するという問題
があった。

【００１８】上記クロストークとは、例えば、画面の中
央にウインドウ画面を表示させた際に、そのウインドウ
幅と同じ幅で縦方向或いは横方向に背景色の輝度が変化
する現象を指す。

【００１９】縦電界方式の液晶表示装置で発生するクロ
ストークは、画素電極、配線電極、対向電極などの容量
結合により保持期間に他の画素の電位が影響を受けるこ
とに原因している。設計上では、上記の容量比を適正化
することにより影響を少なくしている。しかし、本発明
の解決課題とするクロストークは、この様な容量結合に
起因したものではなく、単に完全に遮光できない洩れ光
の影響により、ウインドウ幅と同じ幅で背景色の輝度が
変化してしまうことを原因としたものである。

【００２０】横電界方式の液晶表示装置では、１つの基
板上に走査信号電極、映像信号電極、画素電極、対向電
極等の複数の電極が形成されるため、基板表面（ＴＦＴ
等の形成面）に段差が著しく多い。従って、縦電界方式
のＴＦＴ基板と比較してＴＦＴ工程での洗浄効率が低下
し、異物が付着する頻度が増加する。特に、画素電極と
対向電極を映像信号配線と略平行に形成する構造を採用
した際、映像信号配線と隣接する画素電極あるいは対向
電極の間（映像信号配線の形成領域）が最も電極間隔が
狭いため前記電極間に最も異物が付着し易い。

【００２１】そのため、映像信号配線の形成工程で、前
記異物の影響により成膜不良や現像不良を起こし、断線
不良が発生し易くなり、製造歩留りを低下させるという
問題がある。

【００２２】したがって、本発明の目的は、上記段差に
よる異物の付着を低減して、製造歩留りを向上させた液
晶表示装置を提供することにある。

【００２３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の第１の手段は、複数の走査信号配線および
映像信号配線と、前記走査信号配線および映像信号配線
の交点近傍に形成したスイッチング素子と、前記スイッ
チング素子を介して駆動電圧が印加される画素電極と、
前記画素電極と共に基板の平面に略平行な電界を印加す
るように配置された対向電極とを備えてアクティブ・マ
トリクス基板を構成する第１の基板と、樹脂組成物で形
成したブラックマトリクスと、各画素に対応して配置し
たカラーフィルタ層を形成したカラーフィルタ基板を構
成する第２の基板との間に液晶組成物を挟持し、前記画
素電極と対向電極との間に前記各基板の平面と略平行に
発生される電界成分によって前記液晶組成物の光透過率
を変化させて画像表示を行う液晶表示装置において、少
なくとも有効表示領域内の前記映像信号配線の下層に絶
縁膜を配置してなることを特徴とする。

【００２４】また、本発明の第２の手段は、第１の手段
における前記絶縁膜の膜厚が、前記映像信号配線と隣接
する画素電極あるいは対向電極の膜厚より厚いことを特
徴とする。

【００２５】さらに、本発明の第３の手段は、第１の手
段における前記絶縁膜が、前記映像信号配線と隣接する
画素電極あるいは対向電極と重なるごとく配置してなる
ことを特徴とする。

【００２６】そして、本発明の第４の手段は、第１、第
２、あるいは第３の手段における前記絶縁膜が非晶質シ
リコン膜であることを特徴とする。

【００２７】上記本発明の各手段により、映像信号配線
の形成工程での洗浄効果が向上し、断線不良が発生を抑
制して、製造歩留りを向上させるとことができる。

【００２８】本発明の更に他の目的及び本発明の更に他
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。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
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を説明する。なお、以下に説
明する図面で、同一機能を有するものは同一符号を付
け、その繰り返しの説明は省略する。

【００３０】《マトリクス部（画素部）の平面構成》図
１は本発明のアクティブ・マトリクス方式カラー液晶表
示装置の第１実施例を説明する一画素とブラックマトリ
クスＢＭの遮光領域およびその周辺を示す平面図であ
る。

【００３１】図１に示すように、各画素は走査信号配線
（ゲート信号線又は水平信号線）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。

【００３２】各画素は薄膜トランジスタＴＦＴ、蓄積容
量Ｃｓｔｇ、画素電極ＰＸ及び対向電極ＣＴを含む。走
査信号線ＧＬ、対向電圧信号線ＣＬは、同図では左右方
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。

【００３３】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、それぞれ同図の上下方向に長細い電極となってい
る。

【００３４】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。

【００３５】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。

【００３６】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。又、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。

【００３７】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）を抑制すること
ができる。

【００３８】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よりも十分大きく設定する。
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
りも十分大きくしたほうが良い。

【００３９】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抑制すること
ができる。又、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
事が好ましい。

【００４０】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。従って、画素電極ＰＸと対向電極Ｃ
Ｔの間の間隔Ｌはマージンを２０％とると７．２μｍよ
り大きいことが必要である。本実施例では、対角約１
４．５ｃｍ（５．７インチ）で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。

【００４１】又、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
干広い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
共に、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を形成して、異層になるように配置している。

【００４２】一方、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。後述の液晶材料を用いると電極間
隔は、約１５μｍとなる。

【００４３】本実施例では、平面的に、ブラックマトリ
クスＢＭがゲート配線ＧＬ上、対向電圧信号線ＣＬ、薄
膜トランジスタＴＦＴ上、ドレイン配線ＤＬ上、ドレイ
ン配線ＤＬと対向電極ＣＴ間に形成している。

【００４４】《マトリクス部（画素部）の断面構造》図
２は図１の４ー４切断線における薄膜トランジスタＴＦ
Ｔの断面図、図３は図１の５ー５切断線における蓄積容
量Ｃｓｔｇの断面図、図４は横電界方式の液晶表示基板
の画像表示領域における１画素の電極近傍の断面図と基
板周辺部の断面図である。なお、図４では映像信号線の
下層に絶縁膜は設置していない。

【００４５】図４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）及び電極群Ｃ
Ｔ、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クスＢ
Ｍのパターンが形成されている。尚、公知ではないが、
同一出願人による、特願平７ー１９８３４９号に提案さ
れたように、遮光用ブラックマトリクスＢＭのパターン
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。

【００４６】又、透明ガラス基板ＳＵＢ１、ＳＵＢ２の
それぞれの内側（液晶ＬＣ側）の表面には、液晶の初期
配向を制御する配向膜ＯＲＩ１１、ＯＲＩ１２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、偏光軸が直交して配置（クロスニ
コル配置）された偏光板ＰＯＬ１、ＰＯＬ２が設けられ
ている。

【００４７】次に、下側透明ガラス基板ＳＵＢ１側（Ｔ
ＦＴ基板）の構成を詳しく説明する。

【００４８】ＴＦＴ基板《薄膜トランジスタ》薄膜トランジスタＴＦＴ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。

【００４９】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ＳＤ
２を有する。

【００５０】尚、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、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。

【００５１】《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。このゲート電極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（下方から見て）それより大きめに形成されて
いる。

【００５２】これにより、ゲート電極ＧＴはそれ自身の
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。本例では、ゲート
電極ＧＴは単層の導電膜ｇ１で形成されている。この導
電膜ｇ１としては、例えばスパッタで形成されたアルミ
ニウム（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。

【００５３】《走査信号線ＧＬ》走査信号線ＧＬは導電
膜ｇ１で構成されている。この走査信号線ＧＬの導電膜
ｇ１はゲート電極ＧＴの導電膜ｇ１と同一製造工程で形
成され、かつ、一体に構成されている。この走査信号線
ＧＬにより、外部回路からゲート電圧Ｖｇをゲート電極
ＧＴに供給する。

【００５４】又、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。尚、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、又、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。

【００５５】《対向電極ＣＴ》対向電極CTはゲート電極
GT及び走査信号線GLと同層の導電膜glで構成されてい
る。又、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、映像信号線と限りなく近
づけても、それらが短絡してしまうことがなくなる。

【００５６】又、それらを交差させて構成させることも
できる。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Ｖｃ
ｏｍ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良い。

【００５７】《対向電圧信号線ＣＬ》対向電圧信号線Ｃ
Ｌは導電膜ｇ１で構成されている。この対向電圧信号線
ＣＬの導電膜ｇ１はゲート電極ＧＴ、走査信号線ＧＬ及
び対向電極ＣＴの導電膜ｇ１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。

【００５８】この対向電圧信号線ＣＬにより、外部回路
から対向電圧Ｖｃｏｍを対向電極ＣＴに供給する。又、
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。尚、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、又、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ことも
できる。

【００５９】《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及び走査信号線ＧＬの
上層に形成されている。

【００６０】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、１２０〜２７０
ｎｍの厚さに（本実施例では、２４０ｎｍ）形成され
る。

【００６１】このゲート絶縁膜ＧＩは、マトリクス部Ａ
Ｒ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。また、
絶縁膜ＧＩは走査信号線ＧＬ及び対向電圧信号線ＣＬと
映像信号線ＤＬの電気的絶縁にも寄与している。

【００６２】《ｉ型半導体層ＡＳ》ｉ型半導体層ＡＳ
は、非晶質シリコンで、２０〜２２０ｎｍの厚さ（本実
施例では、２００ｎｍ程度の膜厚）で形成される。層ｄ
０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。

【００６３】ｉ型半導体層ＡＳは走査信号線ＧＬ及び対
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及び対向信号線ＣＬと映像信
号線ＤＬとの短絡を低減する。

【００６４】《ソース電極ＳＤＩ、ドレイン電極ＳＤ
２》ソース電極ＳＤＩ、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。

【００６５】導電膜ｄ１はスパッタで形成したクロム
（Ｃｒ）膜を用い、５０〜１００ｎｍの厚さに（本実施
例では、６０ｎｍ程度）で形成される。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
程度の膜厚を越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ｄ
２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。

【００６６】導電膜ｄ１として、Ｃｒ膜の他に高融点金
属（Ｍｏ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｗ）膜、高融点金属シリサイド
（ＭｏＳｉ₂、ＴｉＳｉ₂、ＴａＳｉ₂、ＷＳｉ₂）膜
を用いても良い。

【００６７】導電膜ｄ２はＡｌのスパッタリングで３０
０〜５００ｎｍの厚さに（本実施例では、４００ｎｍ程
度）形成される。Ａｌ膜はＣｒ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Ｓ
Ｄ１、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する（ステップカバレー
ジを良くする）働きがある。

【００６８】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。

【００６９】《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。又、映像信号
線ＤＬはドレイン電極ＳＤ２と一体に形成されている。

【００７０】《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。又、画素電極Ｐ
Ｘはソース電極ＳＤ１と一体に形成されている。

【００７１】《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。この重ね合せは、図３からも明らかなように、
画素電極ＰＸを一方の電極ＰＬ２とし、対向電圧信号線
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及び陽極酸化膜ＡＯＦで構成され
ている。

【００７２】図１に示したように、平面的には蓄積容量
Ｃｓｔｇは対向電圧信号線ＣＬの導電膜ｇ１の部分に形
成されている。

【００７３】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する点欠
陥（上側に位置づけられる電極との短絡）による弊害を
発生し難くくする蓄積容量を得ることができる。

【００７４】《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
良いものを使用する。この保護膜ＰＳＶ１は例えばプラ
ズマＣＶＤ装置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。

【００７５】保護膜ＰＳＶ１は、マトリクス部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を露出するよう除去されている。この保護膜
ＰＳＶ１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を考慮して薄くされる。

【００７６】カラーフィルタ基板次に、図１、図４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。

【００７７】《遮光膜ＢＭ》上部透明ガラス基板ＳＵＢ
２側には、不要な間隙部（画素電極ＰＸと対向電極ＣＴ
の間以外の隙間）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、ブラックマトリクス）を形成している。遮光膜ＢＭ
は、外部光又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。即ち、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及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光が当たらなく
なる。

【００７８】図１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。

【００７９】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、
公知ではないが、同一出願人による特願平７−１９１９
９４号に記載がある。即ち、液晶組成物ＬＣの比抵抗値
が１０のＮ乗を10^Nと記述すると10^NΩ・ｃｍ以上、か
つ、ブラックマトリクスＢＭの比抵抗値が１０のＭ乗を
10^Mと記述すると10^MΩ・ｃｍ以上とし、かつ、Ｎ＞
９、Ｍ＞６を満足する関係とする。或いは、Ｎ＞１３、
Ｍ＞７を満足する関係とすることが望ましい。

【００８０】又、液晶表示装置の表面反射を低減する目
的からも、ブラックマトリクスの形成材料に樹脂組成物
を用いることが望ましい。

【００８１】さらに、Ｃｒ等の金属膜をブラックマトリ
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。

【００８２】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。

【００８３】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
ックマトリクスの膜厚が１．０μｍ時は±０．１μｍ、
２μｍ時は±０．２μｍになるためである。

【００８４】又、ブラックマトリ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、２μｍ以下にするこ
とが望ましい。

【００８５】膜厚１μｍでＯＤ値を約４．０以上にする
ためには、例えばカーボンの含有量を増加して黒色化す
る場合、ブラックマトリクスＢＭの比抵抗値は約１０⁶
Ω・ｃｍ以下となり、現状では使用できない。尚、ＯＤ
値は、吸光係数に膜厚を掛けた値と定義できる。

【００８６】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。更に、ブラックマトリク
スＢＭの比抵抗値は約１０⁹Ω・ｃｍとし、ＯＤ値約
２．０とした。

【００８７】この樹脂組成物ブラックマトリクスＢＭを
使用した場合の光透過量の計算結果を下記に示す。

【００８８】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は光源スペクト
ル、λは入射光の波長を示す。

【００８９】ＯＤ値２．０の膜で遮光した場合は、上記
数１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、十分に人間が視認できる
明るさである。

【００９０】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
に示すマトリクス部のパターンと連続して形成されてい
る。

【００９１】《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、青の繰り返しで
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。

【００９２】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。

【００９３】カラーフィルタＦＩＬは例えば次のように
形成することができる。まず、上部透明ガラス基板ＳＵ
Ｂ２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、固着処理を施して赤色フィルタ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。

【００９４】《オーバーコート膜ＯＣ》オーバーコート
膜ＯＣはカラーフィルタＦＩＬの染料の液晶ＬＣへの漏
洩を防止、及びカラーフィルタ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。オーバーコー
ト膜ＯＣ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る。

【００９５】液晶層及び偏光板次に、液晶層、配向膜、偏光板等について説明する。

【００９６】《液晶層》液晶材料ＬＣとしては、誘電率
異方性△εが正でその値が１３．２、屈折率異方性△ｎ
が０．０８１（５８９ｎｍ、２０°Ｃ）のネマチック液
晶と、誘電率異方性△εが負でその値が−７．３、屈折
率異方性△ｎが０．０５３（５８９ｎｍ、２０°Ｃ）の
ネマチック液晶を用いた。

【００９７】液晶層の厚み（ギャップ）は、誘電率異方
性△εが正の場合２．８μｍ超４．５μｍ未満とした。
これは、リターデションΔｎ・ｄは０．２５μｍ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△εが正を有す
る液晶の大部分が複屈折率異方性△ｎが０．０７超０．
０９未満であるためである。

【００９８】一方、誘電率異方性△ε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△εが正の液晶と同様
に、リターデションΔｎ・ｄを０．２５μｍ超０．３２
μｍ未満に抑えるためで、誘電率異方性△εが負を有す
る液晶の大部分が複屈折異方性△ｎが０．０４超０．０
６未満であるためである。

【００９９】又、後述の配向膜と偏光板の組み合わせに
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。尚、液晶層
の厚み（ギャップ）はポリマビーズで制御している。

【０１００】又、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。誘電率異方性△ε
は、その値が大きいほうが、駆動電圧が低減でき、屈折
率異方性△ｎ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。

【０１０１】《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。

【０１０２】尚、ラビング方向ＲＤＲと印加電界方向Ｅ
ＤＲとのなす角度は、液晶材料の誘電率異方性△εが正
であれば、４５°以上９０°未満、誘電率異方性△εが
負であれば、０°を超え４５°以下であれば良い。

【０１０３】《偏光板》偏光板ＰＯＬとしては、日東電
工社製Ｇ１２２０ＤＵ（商品名）を用い、図１１に示し
たように、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ＰＯＬ
２の偏光透過軸ＭＡＸ２をそれに直交させる。

【０１０４】これにより、本発明の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ークローズ特性
を得ることができる。

【０１０５】更に、本発明で開示される横電界方式と称
される液晶表示装置では、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
の異常が発生する。このため、上側の偏光板ＰＯＬ２の
更に上側或いは表面にシート抵抗が１×１０⁸Ω／□以
下の透明導電膜の層を形成すること、或いは偏光板と前
記透明基板の間にシート抵抗１×１０⁸Ω／□以下のＩ
ＴＯ等の透明導電膜の層を形成すること、或いは偏光板
の粘着層にＩＴＯ、ＳｎＯ₂、Ｉｎ₂Ｏ₃等の導電性粒
子を混ぜ、シート抵抗を１×１０⁸Ω／□以下とするこ
とが必要になる。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７−２６４４４３号において、
シールド機能向上につき詳しい記載がある。

【０１０６】《マトリクス周辺の構成》図１２は上下の
ガラス基板ＳＵＢ１、ＳＵＢ２を含む表示パネルＰＮＬ
のマトリクス（ＡＲ）周辺の要部平面図である。又、図
１３は左側に走査回路が接続された外部接続端子ＧＴＭ
付近の断面図、図１４はゲートＴＣＰの出力側および入
力側の断面構造の説明図である。

【０１０７】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。

【０１０８】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
の切断後を表わしており、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Ｔ
ｇ、Ｔｄ及び端子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。

【０１０９】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ＤＴ
Ｍとそれらの引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１４、図
１３参照）の単位に複数本まとめて名付けたものであ
る。

【０１１０】各群のマトリクス部から外部接続端子部に
至るまでの引出し配線は、両端に近づくにつれ傾斜して
いる。これは、パッケージＴＣＰの配列ピッチ及び各パ
ッケージＴＣＰにおける接続端子ピッチに表示パネルＰ
ＮＬの端子ＤＴＭ、ＧＴＭに合わせるためである。

【０１１１】又、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
クス部の対向電極信号線ＣＬは、走査回路用端子ＧＴＭ
の反対側（図では右側）に引出し、各対向電圧信号線を
共通バスラインＣＢで一纏めにして、対向電極端子ＣＴ
Ｍに接続している。

【０１１２】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Ｌ
Ｃを封止するようにシールパターンＳＬが形成される。
シール材は例えばエポキシ樹脂から成る。

【０１１３】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、Ｐ
ＯＬ２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。

【０１１４】エッチング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。

【０１１５】この液晶表示装置は、下部透明ガラス基板
ＳＵＢ１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、シールパターン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。

【０１１６】《表示装置全体等価回路》図１５は本発明
による液晶表示装置の周辺回路の概要説明図であって、
同図に示すように、液晶表示基板は画像表示部がマトリ
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。

【０１１７】液晶表示基板の構成要素の１つであるアク
ティブ・マトリクス基板ＳＵＢ１上には、有効画素領域
ARにｘ方向（行方向）に延在し、ｙ方向（列方向）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。

【０１１８】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。

【０１１９】液晶表示基板には、その外部回路として垂
直走査回路Ｖ及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）を供給するようになっている。

【０１２０】尚、垂直走査回路Ｖ及び映像信号駆動回路
Ｈは、液晶駆動電源回路３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２によって
それぞれ表示データ及び制御信号に分けられて入力され
るようになっている。

【０１２１】《駆動方法》図１６は本発明の液晶表示装
置の駆動波形図である。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、ＶＣＨとＶＣＬ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。

【０１２２】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。

【０１２３】対向電圧は直流でも良いが、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。

【０１２４】《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。

【０１２５】本発明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（所謂
液晶容量）が殆ど無いため、蓄積Ｃｓｔｇは必須の構成
要素である。

【０１２６】又、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△Ｖｇの影響を低減するようにも
働く。この様子を式で表わすと次のようになる。

【０１２７】△Ｖｓ＝［Ｃｇｓ／（Ｃｇｓ＋Ｃｓｔｇ＋
Ｃｐｉｘ）］×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ＳＤＩ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、△ＶｓはΔＶｇによる画素電極電位の変化
分、所謂フィードスルー電圧を表わす。

【０１２８】この変化分△Ｖｓ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
程、その値を小さくすることができる。

【０１２９】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。

【０１３０】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ＳＤＩ、ドレイン電極ＳＤ２とのオーバーラップ
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Ｃｓ
ｔｇを設けることによりこのデメリットも解消する。

【０１３１】《製造方法》次に、上述した液晶表示装置
の基板SUB1側の製造方法について説明する。

【０１３２】図１７、図１８および図１９は本発明によ
る液晶表示装置の製造工程の説明図であって、同図にお
いて、中央の文字は工程名の略称であり、図中左側は図
８に示した薄膜トランジスタＴＦＴ部分、右側は図ゲー
ト端子付近の断面形状でみた加工の流れを示す。また、
工程Ｂ、工程Ｄを除き工程Ａ〜工程Ｉは各写真処理（フ
ォトリソグラフィ）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。

【０１３３】尚、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、繰り返しの説
明は避ける。以下区分けした工程に従って説明する。

【０１３４】工程Ａ（図１７）ＡＮ６３５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
１をスパッタリングにより設ける。写真処理後、リン酸
と哨酸と氷酢酸との混酸液で導電膜ｇ１を選択的にエッ
チングする。それによって、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。

【０１３５】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）。

【０１３６】次に、所定のＡｌ２０３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Ａｌ２０３膜を得る上
で大事なことである。それによって、導電膜ｇ１が陽極
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１
８０ｎｍの陽極酸化膜ＡＯＦが形成される。

【０１３７】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。

【０１３８】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
後、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。

【０１３９】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、ｉ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。

【０１４０】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。

【０１４１】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と同様の液でエッチングし、
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。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。

【０１４２】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、ドレインエッチングガスとしてＳＦ
６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。

【０１４３】《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。

【０１４４】ＣＨ１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個の映像信号駆動回路側の駆動ＩＣ
チップ）である。ＴＣＰは図１４、図１３に示したよう
に駆動用ＩＣチップＣＨ１がテープ・オートメイティッ
ド・ボンディング（ＴＡＢ）法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。

【０１４５】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ＰＣ
Ｂ１と左側の駆動回路基板ＰＣＢ１を電気的に接続する
フラットケーブルである。

【０１４６】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。

【０１４７】《ＴＣＰの接続構造》前記した図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、本例では走査信
号回路用端子ＧＴＭに接続した状対を示す要部断面図で
ある。

【０１４８】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・配線部であって、例えばＣｕから成り、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。

【０１４９】端子ＴＴＢ、ＴＴＭの外側の先端部（通称
アウターリード）はそれぞれ半導体集積回路チップＣＨ
Ｉの入力及び出力に対応し、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。

【０１５０】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ＰＮＬに接続されている。従って、
外側接続端子ＧＴＭ（ＤＴＭ）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触に対
して強くなる。

【０１５１】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、洗浄後にエポキシ樹脂ＥＰＸ等により保護され、パ
ッケージＴＣＰと上側基板ＳＵＢ２の間には更にシリコ
ン樹脂ＳＩＬが充填されて保護が多重化されている。

【０１５２】《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が接続される
コネクタ接続部である。

【０１５３】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。

【０１５４】《液晶表示モジュールの全体構成》図２１
は液晶モジュールの各構成部品を示す分解斜視図であっ
て、ＳＨＤは金属板から成る枠状のシールドケース（メ
タルフレーム）、ＷＤはその表示窓、ＰＮＬは液晶表示
パネル、ＳＰＳは光拡散板、ＧＬＢは導光体、ＲＦＳは
反射板、ＢＬはバックライトの蛍光管、ＭＣＡは下側ケ
ース（バックライトケース）であり、図に示すような上
下の配置関係で各部材が積み重ねられてモジュールＭＤ
Ｌが組み立てられる。

【０１５５】モジュールＭＤＬはシールドケースＳＨＤ
に設けられた爪とフックによって全体が固定されるよう
になっている。ここで、筺体ＭＤは、モジュールＭＤＬ
とバックライトケースＭＣＡとの組み合わさったものと
する。

【０１５６】バックライトケースＭＣＡは、バックライ
ト蛍光管ＢＬ、光拡散板ＳＰＳ、導光体ＧＬＢ、反射板
ＲＦＳを収納する形状になっており、導光体ＧＬＢの側
面に配置されたバックライト蛍光管ＢＬの光を導光体Ｇ
ＬＢ、反射板ＲＦＳ、光拡散板ＳＰＳにより表示面で一
様なバックライトにし、液晶表示パネルＰＮＬ側に出射
する。

【０１５７】バックライト蛍光管ＢＬにはインバータ回
路基板が接続されており、バックライト蛍光管ＢＬの電
源となっている。

【０１５８】《実施例１》図５は本発明による液晶表示
装置の第１実施例の構成を示す図１の映像信号線ＤＬ部
分の断面模式図である。なお、詳細は図１の《マトリク
ス部の平面構成》で説明したので再度の説明は省略す
る。

【０１５９】本実施例の特徴は、映像信号線ＤＬの下層
に絶縁膜として非晶質シリコン膜ＡＳを配置した点にあ
る。この非晶質シリコン膜ＡＳの幅に関しては特に制限
はないが、広い程好ましい。本実施例では、非晶質シリ
コン膜ＡＳの幅を映像信号線ＤＬよりも２μｍ広くして
ある。

【０１６０】図１の映像信号線ＤＬ部分の断面構造を説
明する図２に示したように、映像信号線ＤＬの下層はガ
ラス基板側からゲート絶縁膜ＧＩ、非晶質シリコン膜Ａ
Ｓにより構成され、かつ映像信号線ＤＬと下層非晶質シ
リコン膜ＡＳの界面部には、Ｎ（＋）型シリコンｄ０が
配置されている。これは、前記ＴＦＴ基板の製造工程の
中で説明したように、映像信号線ＤＬを形成した後にＮ
（＋）型シリコンｄ０を加工（エッチング）するためで
ある。

【０１６１】従来技術では、本実施例と異なり、映像信
号線ＤＬの下層に非晶質シリコン膜は配置していない。

【０１６２】以上の構造上の差が横電界方式の液晶表示
装置では、縦スメアの特性に大きく影響する。縦電界方
式の液晶表示装置の場合、縦スメアは配線と画素電極と
の寄生容量により発生する。しかし、横電界方式の液晶
表示装置の場合は、縦スメアは上記の寄生容量で発生す
るのではなく、以下の２つのモードで発生する。

【０１６３】１つは、映像信号線ＤＬの供給電圧の影響
により、映像信号線ＤＬと画素電極ＰＸとの間で電界が
発生し、本来の画素電極ＰＸと対向電極ＣＴとの間の電
界成分が変動してしまうために生じる。

【０１６４】もう１つは、映像信号線ＤＬと対向電極Ｃ
Ｔとの間からの光漏れである。これは、映像信号線ＤＬ
と対向電極ＣＴとの間で発生する電界により、液晶分子
が回転して透過光を発生させる。この殆どはブラックマ
トリクスＢＭにより遮光されるが、ブラックマトリクス
ＢＭを構成している樹脂材料のＯＤ値が不十分であるた
めに生じる漏れ光である。特に、横電界方式の液晶表示
装置の場合、ブラックマトリクスＢＭに金属材料を使用
すると、液晶分子に印加される実効的な電界強度が低減
し、それにより駆動電圧の上昇を招く。

【０１６５】従って、横電界用のブラックマトリクス材
料には、高抵抗を実現できる樹脂材料を使用するのが一
般的である。樹脂材料は、金属材料と比較してＯＤ値が
低いため、遮光性に問題がある。

【０１６６】前者の映像信号線ＤＬからの漏れ電界の影
響は、ＴＦＴ基板上の映像信号線ＤＬと対向電極ＣＴと
の電極幅を最適設計することで低減することは可能であ
る。しかし、後者の漏れ光の影響は材料の開発等が必要
であり、対策が困難である。

【０１６７】しかし、本実施例の構造により、映像信号
線ＤＬと対向電極ＣＴの間を透過する光量が非晶質シリ
コン膜を形成した分低下し、それに伴い、前記領域に対
応する部分のブラックマトリクスＢＭからの光漏れは低
下する。その結果、縦スメアも低減される。

【０１６８】図６は本実施例による縦スメアの評価結果
を従来技術と比較した説明図である。この評価は、縦ス
メアの評価パターンとして、画面の中心部に白表示のウ
インドウパターンを表示し、背景を黒表示にして行う。

【０１６９】本実施例の評価では、上記ウインドウの縦
方向の幅を画面縦方向の幅Ｙの１／２とした。このパタ
ーンを表示した時に当該ウインドウパターンの下部の黒
表示領域の任意の点を評価点とする。この評価点におい
て上記ウインドウパターンを表示した時と表示しない時
の輝度差を評価する。すなわち、評価点におけるウイン
ドウパターン表示時の輝度をＡ、ウインドウパターンを
表示しない時の輝度をＢとした時、縦スメア強度は（Ａ
−Ｂ）／Ｂ×１００（％）で定義する。

【０１７０】図６に示したように、従来構造の液晶表示
装置における縦スメア強度が６０％であるのに対し、本
実施例の構造を持つ液晶表示装置では２０％まで低減さ
れた。

【０１７１】また、液晶信号線ＤＬの下層に非晶質シリ
コン膜ＡＳを形成することで、製造歩留りも向上する。
図５からも明らかなように、映像信号線ＤＬの下層に非
晶質シリコン膜ＡＳを形成しない場合、映像信号線ＤＬ
の形成前は隣接する対向電極ＣＴの膜厚分の窪みが生じ
る。そうすると、工程中で異物（ゴミ等）を除去する目
的で行う洗浄時に、当該窪みの部分は洗浄効果が低下
し、異物等が完全に除去されなくなる。これは、洗浄時
の水流が窪みの両端の段差で乱されるためである。

【０１７２】従来構造を採用した場合の映像信号線ＤＬ
の断線不良は５％であるのに対し、本実施例の構造を採
用した場合には０．８％まで低減することができた。

【０１７３】このように、本実施例により、縦スメアを
低減させることができると共に、映像信号線ＤＬの断線
不良も低減できる。

【０１７４】《実施例２》図７は本発明による液晶表示
装置の第２実施例の構成を示す図１の映像信号線ＤＬ部
分の断面模式図である。本実施例の平面構造は図１と同
様であるので説明は省略する。

【０１７５】本実施例の特徴は、第１実施例と比較し
て、非晶質シリコン膜ＡＳの膜厚を隣接する対向電極Ｃ
Ｔの膜厚より厚くしたことにある。

【０１７６】この構造により、次のような効果が得られ
る。すなわち、本実施例の構造により、映像信号線ＤＬ
の形成領域の基板面からの高さは非晶質シリコンＡＳと
ゲート絶縁膜ＧＩの膜厚分となる。この時、非晶質シリ
コン膜ＡＳの膜厚の方が対向電極の膜厚よりも厚いた
め、映像信号線ＤＬの形成領域は、その他の部分よりも
洗浄効率が高く、それに伴い、異物等が付着していたと
しても洗浄により除去することができる。従って、映像
信号線ＤＬを形成した際の断線不良が著しく低減でき
る。

【０１７７】映像信号線ＤＬの下層に非晶質シリコン膜
ＡＳを形成しない時の断線不良が５％であるのに対し、
本実施例では０．５％まで低減することができた。

【０１７８】《実施例３》実施例３を図８と図９を参照
して説明する。図８は本発明による液晶表示装置の第３
実施例の構成を説明する１画素の断面模式図、図９は図
８の映像信号線部の断面構造図である。

【０１７９】本実施例の特徴は、映像信号線ＤＬの下層
に非晶質シリコン膜ＡＳを形成すると共に、この非晶質
シリコン膜ＡＳを映像信号線ＤＬと隣接する対向電極Ｃ
Ｔと重畳するように配置した点にある。

【０１８０】この構造としたことにより、映像信号線Ｄ
Ｌと対向電極ＣＴの間の領域には全て非晶質シリコン膜
ＡＳが形成されることになる。従って、前記図１、図５
で説明した実施例の構造よりも映像信号線ＤＬと対向電
極ＣＴの間から透過する光量は低下する。そのため、前
記実施例１で説明したように、縦スメアは従来構造の液
晶表示装置と比較して著しく低減される。

【０１８１】図１０は本実施例による縦スメアの評価結
果の説明図であって、映像信号線ＤＬの下層に非晶質シ
リコン膜ＡＳを形成しない従来構造では、縦スメアは６
０％であるのに対し、本実施例の構造を採用した場合に
は８％まで低減することができた。なお、この評価方法
は実施例１での方法と同一である上記各実施例では、映
像信号線ＤＬの下層に形成する絶縁膜として非晶質シリ
コン膜を用いたが、本発明はこれに限るものではなく、
他の適当な絶縁材料であれば、同様に採用することがで
きる。ＮＡＯ、この絶縁材料は、光透過率がより低い方
が望ましい。

【０１８２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
映像信号線と対向電極の間からの漏れ光が抑制され、縦
スメアを低減した高画質の液晶表示装置を得ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のアクティブ・マトリクス方式カラー液
晶表示装置の第１実施例を説明する一画素とブラックマ
トリクスＢＭの遮光領域およびその周辺を示す平面図で
ある。

【図２】図１の４ー４切断線における薄膜トランジスタ
ＴＦＴの断面図である。

【図３】図１の５ー５切断線における蓄積容量Ｃｓｔｇ
の断面図である。

【図４】横電界方式の液晶表示基板の画像表示領域にお
ける１画素の電極近傍の断面図と基板周辺部の断面図で
ある。

【図５】本発明による液晶表示装置の第１実施例の構成
を示す図１の映像信号線ＤＬ部分の断面模式図である。

【図６】本発明による液晶表示装置の第１実施例による
縦スメアの評価結果を従来技術と比較した説明図であ
る。

【図７】本発明による液晶表示装置の第２実施例の構成
を示す図１の映像信号線ＤＬ部分の断面模式図である。

【図８】本発明による液晶表示装置の第３実施例の構成
を説明する１画素の断面模式図である。

【図９】図８の映像信号線部の断面構造図である。

【図１０】本発明による液晶表示装置の第３実施例によ
る縦スメアの評価結果の説明図である。

【図１１】配向膜のラビング方向と電界方向の説明図で
ある。

【図１２】上下のガラス基板ＳＵＢ１、ＳＵＢ２を含む
表示パネルＰＮＬのマトリクス（ＡＲ）周辺の要部平面
図である。

【図１３】左側に走査回路が接続された外部接続端子Ｇ
ＴＭ付近の断面図である。

【図１４】ゲートＴＣＰの出力側および入力側の断面構
造の説明図である。

【図１５】本発明による液晶表示装置の周辺回路の概要
説明図である。

【図１６】本発明の液晶表示装置の駆動波形図である。

【図１７】本発明による液晶表示装置の製造工程の説明
図である。

【図１８】本発明による液晶表示装置の製造工程の説明
図である。

【図１９】本発明による液晶表示装置の製造工程の説明
図である。

【図２０】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。

【図２１】液晶モジュールの各構成部品を示す分解斜視
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ｄ０Ｎ（＋）型半導体層ｄ１第１導電膜ｄ２第２導電膜ＳＤ１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（アクティブ・マトリク
ス基板：ＴＦＴ基板：第１の基板）ＰＬ１蓄積容量下部電極ＳＵＢ２上部透明ガラス基板（カラーフィルタ基板：
第２の基板）ＰＯＬ１，ＰＯＬ２…偏光板ＦＩＬカラーフィルタ層ＯＣオーバーコート膜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ＰＮＬ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ＣＨＩ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。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の走査信号配線および映像信号配線
と、前記走査信号配線および映像信号配線の交点近傍に
形成したスイッチング素子と、前記スイッチング素子を
介して駆動電圧が印加される画素電極と、前記画素電極
と共に基板の平面に略平行な電界を印加するように配置
された対向電極とを備えてアクティブ・マトリクス基板
を構成する第１の基板と、樹脂組成物で形成したブラッ
クマトリクスと、各画素に対応して配置したカラーフィ
ルタ層を形成したカラーフィルタ基板を構成する第２の
基板との間に液晶組成物を挟持し、前記画素電極と対向
電極との間に前記各基板の平面と略平行に発生される電
界成分によって前記液晶組成物の光透過率を変化させて
画像表示を行う液晶表示装置において、少なくとも有効表示領域内の前記映像信号配線の下層に
絶縁膜を配置してなることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】前記絶縁膜の膜厚が、前記映像信号配線と
隣接する画素電極あるいは対向電極の膜厚より厚いこと
を特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】前記絶縁膜が、前記映像信号配線と隣接す
る画素電極あるいは対向電極と重なるごとく配置してな
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】前記絶縁膜が非晶質シリコン膜であること
を特徴とする請求項１、２または３に記載の液晶表示装
置。