JPH1152421A

JPH1152421A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JPH1152421A
Application number: JP21201597A
Authority: JP
Inventors: Yuichi Masutani; 雄一升谷; Yasunori Niwano; 泰則庭野; Kazuhiro Kobayashi; 和弘小林
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1997-08-06
Filing date: 1997-08-06
Publication date: 1999-02-26

Abstract

(57)【要約】【課題】パネル開口率を低下させることなく、また短
絡欠陥の発生率の増加を抑えながら、斜めクロストーク
を解消する。【解決手段】本発明の液晶表示装置は、薄膜トランジ
スタアレイ基板と、対向基板と、液晶とからなる液晶表
示装置であって、複数の走査線と、該走査線間に該走査
線に垂直方向に配置される複数の矩形の画素電極と、該
画素電極間に該画素電極に平行に配置される複数の矩形
の対向電極と、該両電極を覆う絶縁膜と、該絶縁膜上に
前記走査線に交差して配置される複数の信号線と、薄膜
トランジスタとが前記薄膜トランジスタアレイ基板上に
形成されており、前記薄膜トランジスタアレイ基板に平
行に電界が形成されて前記液晶が駆動され、前記絶縁膜
を介して前記信号線の下層でかつ該信号線の両側に位置
する２つの前記対向電極が一体に形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アクティブマトリ
ックス型の液晶表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】アクティブマトリックス型の液晶表示装
置において、液晶に印加する電界の方向を基板に対して
平行な方向とする方式が、広視野角をえる手法として主
に用いられている（たとえば、特開平８−２５４７１２
号公報）。この方式を採用すると、視角方向を変化させ
た際のコントラストの変化、階調レベルの反転がほとん
どなくなることが明らかにされている（たとえば、「As
ia Display ′９５」、１９９５年、The Institute of
Television Enginners of Japan,およびThe Society fo
r Information Display、 M.Oh-e、他、ｐ．５７７−５８
０）。

【０００３】図１４は、この方式を用いた従来の液晶表
示装置の一画素の構造を模式的に示した平面説明図であ
る。図１４において、１は走査線であり、２は信号線で
あり、３は共通配線であり、４は薄膜トランジスタ（th
in film transistor、以下、単にＴＦＴという）であ
り、５は対向電極であり、６は画素電極であり、７は蓄
積容量であり、１２は対向基板に形成されたブラックマ
トリックスである。図に示した１〜７は、ＴＦＴアレイ
基板上に形成されており、１２は、ＴＦＴアレイ基板に
対向して配置される対向基板上に形成されている。走査
線１を経て供給される走査信号によりスイッチングされ
るＴＦＴ４を介して信号線２から画素電極６に映像信号
を供給し、対向電極５とのあいだで基板に対して平行な
方向の電界を形成して液晶を駆動させる。対向電極５は
共通配線３に接続されている。画素電極６は対向電極５
または共通配線３と絶縁膜を介して重ね、画素電極の電
位を保持するための蓄積容量７を形成する。１２は対向
基板に形成されたブラックマトリックスである。

【０００４】図１５は、図１４に示した一画素の等価回
路を示した等価回路図であり、図１６は、ＴＦＴアレイ
基板全体での等価回路図である。これを図１６のように
マトリックス状に配置し、液晶表示装置を構成する。図
１５および図１６において、図１４中に示した要素と同
じ要素には同じ符号を付して示したほか、２０は走査線
駆動回路であり、３０は信号線駆動回路であり、４０は
共通配線用電源である。各走査線１は走査線駆動回路２
０に接続されており、ＴＦＴ４をＯＮにするための信号
が順次印加される。また、各信号線２は、信号線駆動回
路３０に接続されており、それぞれの配線に必要な映像
信号が印加される。

【０００５】図１７は、前述した従来の液晶表示装置に
おける信号線２近傍の断面を、隣接する２画素について
模式的に示した断面説明図である。図１７において、図
１４〜１５に示した要素と同じ要素には同じ符号を付し
て示している。透過光に対して、画素電極６と対向電極
５のあいだに発生する、基板に水平な方向の電界により
光の透過率を制御している。８は対向電極５の上に形成
したゲート絶縁膜であり、さらにその上に信号線２、画
素電極６が形成されている。また、９はそれらを覆う保
護膜であり、１０ａはＴＦＴアレイ基板であり、１０ｂ
は、カラーフィルタを有した対向基板であり、１２は配
線間の漏れ光を遮光するためのブラックマトリックスで
あり、１３はオーバーコート層であり、Ｌは視認方向で
あり、Ｗ_Ｅは重ね幅であり、重ね幅についてはのちに説
明する。ＴＦＴアレイ基板１０ａと対向基板９とは、液
晶１１をはさんで組み合わされる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】図１４〜図１７で説明
した、従来の液晶表示装置の表示特性における課題であ
る斜め方向視野からの縦クロストークについて以下に説
明する。図１８および１９は、縦クロストークを説明す
る表示の例を示した説明図である。図でＤ_Ｂは黒表示で
あり、Ｄ_Ｗは白表示である。縦クロストークとは、たと
えば、図１８に示すような黒表示Ｄ_Ｂの中に窓状のパタ
ーンの白表示、いわゆる白ウインドウ（以下、白ウィン
ドウという）の白表示Ｄ_Ｗを表示しようとしたばあい
に、図１９に示した例のように白ウインドウの上下の輝
度が他の黒表示を示している部分に対して明るいように
変化した黒表示Ｄ′_Ｂになるという表示上の問題であ
る。以下、電圧を印加しない状態で黒表示Ｄ_Ｂとなるモ
ード（以下、ノーマリーブラックモードという）での例
を説明する。

【０００７】図１８に示したような黒表示中に白ウイン
ドウを表示したばあい、画面中の白ウインドウの部分と
その上下の部分の画素にかかわる信号線２（図１７）に
は、黒表示部分の選択期間中（走査線１にＴＦＴ４をＯ
Ｎにする信号が加わっている期間）には対向電極５とほ
ぼ同じ電圧が加わっており、白表示部分の選択期間中に
は白表示Ｄ_Ｗに必要な電圧が加わっている。液晶には電
極間の電位差の絶対値を時間平均した値の電圧が実効的
に加わると考えられる。したがって、たとえば、黒表示
Ｄ_Ｂの選択期間と白表示Ｄ_Ｗの選択期間が等しいばあい
（白ウインドウ表示領域の高さと、ウインドウ上下の黒
表示部の高さの和が等しいばあい）、ウインドウ上下の
画素には、信号線２と対向電極５のあいだに、白表示に
必要な電圧の約半分（中間調レベル）の実効電位が加わ
ることになる。このとき信号線２と対向電極５とのあい
だには基板に水平な方向の電界が発生し、この電界が発
生した領域中の液晶はこの電界にしたがって透過モード
となる。したがって、図１７の左方向Ｌから見たばあ
い、信号線２と対向電極５のあいだを透過する光が視認
される。このため、ウインドウの上下の部分が明るく視
認され、斜め方向から見るとクロストークとなる。図１
７は左方向の視認方向Ｌから見たばあいを示したが、右
方向から見たばあいでも同様である。したがって、正面
から見たばあいにはクロストークが視認されなくても、
左右から見たばあいには、図１９に示すようなクロスト
ーク（白ウインドウ表示部の上下部分が明るくなる）が
視認されるという、横方向電界を用いた液晶表示装置特
有の問題がある。

【０００８】この問題を解決するためには、図１７に示
した対向基板のブラックマトリックス１２と、アレイ基
板の信号線に隣接した対向電極５の重ね幅（Ｗ_Ｅ）をで
きるだけ大きく設計する必要があるが、この幅の決定に
はパネル組立時のアレイ基板と対向基板の重ね合わせズ
レも考慮しなければならず、４μｍから１５μｍ程度の
幅が必要となる。このためには、図１４に示した信号線
に隣接した対向電極５の幅を太くする必要があり、対向
電極の幅を太くするとパネル開口率（図１４において、
破線（対向ブラックマトリックス１２の領域に一致す
る）で囲まれた部分から対向電極５と画素電極６の部分
を差し引いた面積と画素面積全体の割合）が小さくな
り、表示が暗くなるという問題がある。

【０００９】また、特開平７−３０６４１７号公報、特
開平８−２８６１７６号公報において、高い開口率を実
現するために信号線２と対向電極５を若干（約１μｍ）
重ねた例が示されている。このばあい、斜めクロストー
クの発生は減少するようであるが、信号線２が覆う対向
電極５の段差部分の長さが長くなるため段差部分での短
絡欠陥が発生しやすいという問題がある。結局、表示の
明るさを犠牲にしたり、短絡欠陥が発生する危険を伴っ
たりすることなしに斜めクロストークを改善しうる方法
は実現されていない。

【００１０】本発明は、パネル開口率を低下させること
なく、また短絡欠陥の発生率の増加を抑えながら、前記
斜めクロストークを解消することを目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ために、本発明の請求項１にかかわる液晶表示装置は、
薄膜トランジスタアレイ基板と、該薄膜トランジスタア
レイ基板に対向する対向基板と、該薄膜トランジスタア
レイ基板と該対向基板とのあいだに挟持される液晶とか
らなる液晶表示装置であって、互いに平行な複数の走査
線と、該走査線間に該走査線に垂直方向に配置される複
数の矩形の画素電極と、該画素電極間に該画素電極に平
行に配置される複数の矩形の対向電極と、該両電極を覆
う絶縁膜と、該絶縁膜上に前記走査線に交差して配置さ
れる互いに平行な複数の信号線と、前記走査線と該信号
線との交点近傍に配置される薄膜トランジスタとが前記
薄膜トランジスタアレイ基板上に形成されており、前記
走査線と前記信号線とによって区画される領域が画素で
あり、前記画素電極と前記対向電極とのあいだに、前記
薄膜トランジスタアレイ基板に平行に電界が形成されて
前記液晶が駆動され、前記絶縁膜を介して前記信号線の
下層でかつ該信号線の両側に位置する２つの前記対向電
極が一体に形成されている。

【００１２】本発明の請求項２にかかわる液晶表示装置
は、前記信号線の下層の長さ方向の少なくとも一部に、
前記薄膜トランジスタの半導体膜と同時に形成された半
導体膜が配置されているので、短絡欠陥発生を抑制しう
る点で好ましい。

【００１３】本発明の請求項３にかかわる前記信号線の
下層のほぼ全体に、前記薄膜トランジスタの半導体膜と
同時に形成された半導体膜が配置されているので、短絡
欠陥発生を抑制できる点で好ましい。

【００１４】本発明の請求項４にかかわる液晶表示装置
は、薄膜トランジスタアレイ基板と、該薄膜トランジス
タアレイ基板に対向する対向基板と、該薄膜トランジス
タアレイ基板と該対向基板とのあいだに挟持される液晶
とからなり、互いに平行な複数の走査線と、該走査線間
に該走査線に垂直方向に配置される複数の矩形の画素電
極と、該画素電極間に該画素電極に平行に配置される複
数の矩形の対向電極と、該両電極を覆う絶縁膜と、該絶
縁膜上に前記走査線に交差して配置される互いに平行な
複数の信号線と、前記走査線と該信号線との交点近傍に
配置される薄膜トランジスタとが前記薄膜トランジスタ
アレイ基板上に形成されており、前記走査線と前記信号
線とによって区画される領域が画素であり、前記画素電
極と前記対向電極とのあいだに、前記薄膜トランジスタ
アレイ基板に平行に電界が形成されて前記液晶が駆動さ
れる液晶表示装置であって、前記信号線の長さ方向の少
なくとも一部が、前記絶縁膜を介して前記信号線の下層
でかつ該信号線の両側に位置する２つの対向電極のう
ち、いずれか１つの対向電極に重なるように配置されて
いる。

【００１５】本発明の請求項５にかかわる液晶表示装置
は、前記信号線の下層の長さ方向の少なくとも一部に、
前記薄膜トランジスタの半導体膜と同時に形成された半
導体膜が配置されているので、短絡欠陥発生を抑制しう
る点で好ましい。

【００１６】本発明の請求項６にかかわる液晶表示装置
は、前記信号線の下層のほぼ全体に、前記薄膜トランジ
スタの半導体膜と同時に形成された半導体膜が配置され
ているので、短絡欠陥発生を抑制できる点で好ましい。

【００１７】本発明の請求項７にかかわる液晶表示装置
は、薄膜トランジスタアレイ基板と、該薄膜トランジス
タアレイ基板に対向する対向基板と、該薄膜トランジス
タアレイ基板と該対向基板とのあいだに挟持される液晶
とからなる液晶表示装置であって、互いに平行な複数の
走査線と、該走査線間に該走査線に垂直方向に配置され
る複数の矩形の画素電極と、該画素電極間に該画素電極
に平行に配置される複数の矩形の対向電極と、該両電極
を覆う絶縁膜と、該絶縁膜上に前記走査線に交差して配
置される互いに平行な複数の信号線と、前記走査線と該
信号線との交点近傍に配置される薄膜トランジスタとが
前記薄膜トランジスタアレイ基板上に形成されており、
前記走査線と前記信号線とによって区画される領域が画
素であり、前記画素電極と前記対向電極とのあいだに、
前記薄膜トランジスタアレイ基板に平行に電界が形成さ
れて前記液晶が駆動され、前記信号線の下層の長さ方向
の少なくとも一部に、前記薄膜トランジスタの半導体膜
と同時に形成された半導体膜が配置され、かつ、前記信
号線の長さ方向の少なくとも一部が、該信号線に隣接す
る２つの対向電極のうち、少なくともいずれか１つの対
向電極に重なっている。

【００１８】本発明の請求項８にかかわる液晶表示装置
は、薄膜トランジスタアレイ基板と、該薄膜トランジス
タアレイ基板に対向する対向基板と、該２枚の基板のあ
いだに挟持される液晶とからなる液晶表示装置であっ
て、互いに平行な複数の走査線と、該走査線間に該走査
線に垂直方向に配置される複数の矩形の画素電極と、該
画素電極間に該画素電極に平行に配置される複数の矩形
の対向電極と、該両電極を覆う絶縁膜と、該絶縁膜上に
前記走査線に交差して配置される互いに平行な複数の信
号線と、前記走査線と該信号線との交点近傍に配置され
る薄膜トランジスタとが前記薄膜トランジスタアレイ基
板上に形成されており、前記走査線と前記信号線とによ
って区画される領域が画素であり、前記画素電極と前記
対向電極とのあいだに、前記薄膜トランジスタアレイ基
板に平行に電界が形成されて前記液晶が駆動され、前記
信号線の下層の長さ方向の少なくとも一部に、前記薄膜
トランジスタの半導体膜と同時に形成された半導体膜が
配置され、かつ、該同時に形成された半導体膜が、前記
絶縁膜を介して前記信号線の下層でかつ該信号線の両側
に位置する２つの対向電極のうちの少なくともいずれか
１つの対向電極の少なくとも一部に重なるように配置さ
れている。

【００１９】本発明の請求項９にかかわる液晶表示装置
は、前記信号線の長さ方向の少なくとも一部が、該信号
線に隣接する２つの対向電極のうちいずれか１つの対向
電極に重なるように配置されているので、寄生容量を低
減しうる点で好ましい。

【００２０】本発明の請求項１０にかかわる液晶表示装
置は、前記信号線の下層のほぼ全体に、前記薄膜トラン
ジスタの半導体膜と同時に形成された半導体膜が配置さ
れているので、短絡欠陥発生を抑制できる点で好まし
い。

【００２１】本発明の請求項１１にかかわる液晶表示装
置は、前記対向基板上に、前記信号線と対向するよう
に、絶縁材料からなるブラックマトリックスが設けられ
ているので、寄生容量を削減でき、信号線と対向電極を
重ねることによる寄生容量の増加を相殺できる点で好ま
しい。

【００２２】本発明の請求項１２にかかわる液晶表示装
置は、前記ブラックマトリックスが絶縁材料である有機
樹脂であるので、寄生容量を削減でき、信号線と対向電
極を重ねることによる寄生容量の増加分を相殺できる点
で好ましい。

【００２３】本発明の請求項１３にかかわる液晶表示装
置は、前記ブラックマトリックスが島状に形成されてい
るので、信号線と対向基板とのあいだの容量を低減しう
る点で好ましい。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照しつつ、本
発明の実施の形態について詳細に説明する。

【００２５】実施の形態１．図１は本発明の第１の実施
の形態によるＴＦＴ集積装置の連続する２画素の平面説
明図であり、図２はその信号線２近傍（図１のＡ−Ａ線
断面）の断面構造説明である。以下、製造方法とあわせ
て説明する。

【００２６】図１および図２において、図１４〜１８に
示した要素と同じ要素には同じ符号を付して示してい
る。基板１０ａ上に走査線１と、対向電極５と、共通配
線３とを同時に形成する。このとき、Ｃｒ、Ａｌ、Ｍ
ｏ、Ｔａ、Ｃｕ、Ａｌ−Ｃｕ、Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ、Ｔ
ｉ、Ｗ（タングステン）などの単体、あるいはこれらの
合金、あるいはＩＴＯなどの透明材料、あるいはこれら
を積層した構造で、それぞれ膜厚５０ｎｍから８００ｎ
ｍ程度の厚さでスパッタ法などにより形成する。この走
査線１はＴＦＴ４のゲート電極としても機能する。前記
走査線１、対向電極５および共通配線３を同時に形成す
る際のエッチング方法としては、断面が台形状になるテ
ーパーエッチングを用いてもよいが、膜厚が薄い（たと
えば、３００ｎｍ程度以下）ばあいには、断面が長方形
となるようなエッチング方法を用いてもよい。以上、走
査線１、共通電極３、対向電極５を同時に形成する方法
を説明したが、それぞれを別に形成してもよい。

【００２７】つぎに、ゲート絶縁膜８を全面に堆積した
のち、ＴＦＴ４を形成する。ゲート絶縁膜８はＴＦＴ４
のゲート絶縁膜としても機能する。また、ゲート絶縁膜
８は、窒化シリコン、酸化シリコンまたは前記ゲート電
極材料の酸化膜、またはそれらの積層膜を用い、２００
ｎｍ〜６００ｎｍ程度の厚さになるように堆積する。ま
た、ＴＦＴ４にはチャネルエッチ型ＴＦＴまたはチャネ
ル保護膜型ＴＦＴのどちらを用いてもよい。信号線２お
よび画素電極６はＴＦＴのソース・ドレイン領域形成と
同時に形成する。その際、図１および２に示したように
対向電極５を隣り合う画素間で一体化し、ゲート絶縁膜
８を介して信号線２と重なるようにする。また、前記信
号線２および画素電極６は、Ｃｒ、Ａｌ、Ｍｏ、Ｔａ、
Ｃｕ、Ａｌ−Ｃｕ、Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ、Ｔｉ、Ｗ（タン
グステン）などの単体、あるいはこれらを主成分とする
合金、あるいはＩＴＯなどの透明材料、あるいはこれら
を積層した構造で形成する。ここでは、信号線２と画素
電極６を同時に形成する例を示したが、それぞれを別の
材料を用いて形成してもよい。最後に、保護膜９を窒化
シリコン、酸化シリコンなどの透明絶縁膜により形成す
る。以上により、信号線２と対向電極５のあいだに光漏
れを起こす隙間がない、基板面に対し水平方向の電界を
印加する方式のＴＦＴアレイ基板を作製することができ
る。さらに、このＴＦＴアレイ基板をカラーフィルター
付きの対向基板１０ｂと液晶１１をはさむようにセル組
をし、駆動回路などを接続することにより液晶表示装置
を作製できる。１３は、対向基板１０ｂ上に形成された
オーバーコート層である。

【００２８】また、たとえば屋外や窓の近く、車内な
ど、直射日光があたるような外光強度の強い条件下での
使用のばあいでは、電極からの反射光強度を低減するた
めには、少なくとも、対向電極５、画素電極６の表面は
Ｃｒ、ＭｏＯｘ、ＣｒＯｘ、ＴｉＮｘ、ＴｉＳｉｘ、Ｔ
ｉＷｘ、ＷＳｉｘ、ＭｏＳｉｘ、ＣｒＳｉｘ、ＴａＳｉ
ｘなどの、反射率Ｒが低い低反射材料とするとよい。

【００２９】また、本実施の形態は信号線２の下の絶縁
膜を介してさらに絶縁膜の下の対向電極５と重ねた例を
示したが、信号線２の上に形成した絶縁膜（保護膜）を
介してさらにその上に形成した対向電極と重ねてもよ
い。

【００３０】本発明の液晶表示装置では、信号線２と対
向電極５のあいだからの光漏れがなく、斜め方向から見
てもクロストークが見えない良好な表示特性がえられ
る。また、斜め方向のクロストークの発生を防ぐため
に、従来の構造において必要であった対向基板のブラッ
クマトリックスとの重ね合わせの幅（図１７に示したＷ
_Ｅ）および重ね合わせ精度を設計時に考慮しなければな
らないという必要がなく、信号線２に隣接する対向電極
５の幅を従来例と比較して５μｍ〜１０μｍ程度小さく
することができる。したがって、開口率を大きくでき、
明るい表示をうることができる。

【００３１】また、対向電極を隣り合う画素で一体化し
たことにより、信号線２と対向電極５を重ねてこのあい
だを遮光するばあいにおいて、信号線２が覆う対向電極
５の段差部分の長さを短くでき、短絡欠陥の増加を抑え
ることができる。

【００３２】実施の形態２．実施の形態１では、画素電
極６を信号線２と同一層すなわちゲート絶縁膜８上に形
成するばあいを示したが、画素電極６を走査線１と同一
の層に形成してもよい。図３は本実施の形態にかかわる
信号線の近傍の構造を示した断面説明図であり、図１お
よび図２に示した要素と同じ要素には同じ符号を付して
示している。このばあい、図３に示すように画素電極６
と対向電極５とが同一の層に形成されるため、同じ写真
製版工程によりパターニングでき、写真製版工程の重ね
合わせのズレによる電極間隔のばらつきの発生を防ぐこ
とができる。

【００３３】また、図１２に示すように対向電極５を隣
り合う画素どうしのあいだで一体化せずに、少なくとも
その長さ方向の一部で信号線２と重ねてもよい。対向電
極５を一体化させたばあいと比較し、信号線２と対向電
極５とのあいだの寄生容量を低減できる。

【００３４】実施の形態３．実施の形態１では信号線２
と対向電極５をゲート絶縁膜のみを介して重ねる例を示
したが、信号線２の長さ方向の少なくとも一部の下層
で、信号線２とゲート絶縁膜８とのあいだにＴＦＴ４の
チャネルに用いる材料であるアモルファスシリコン膜１
４を形成してもよい。このばあいの構造の平面説明図を
図４に示しており、信号線２の近傍の構造の、図４に示
したＢ−Ｂ線断面の断面説明図を図５に示しており、Ｔ
ＦＴ４の構造の断面説明図を図６に示す。図中の要素に
付した符号は図１〜３などと共通である。以下、製造方
法とあわせて説明する。

【００３５】実施の形態１と同様の方法によりゲート絶
縁膜８までを形成したのち、アモルファスシリコン膜１
４、不純物をドープした不純物ドープアモルファスシリ
コン膜１５を堆積し、この２つの膜を同時にパターニン
グする。この際、信号線２の下に信号線２よりも太いパ
ターンで形成する。信号線２を形成したのち、信号線２
をマスクとして不純物ドープアモルファスシリコン膜１
５をエッチングすることにより、図６に示したＴＦＴを
形成できる。これにより、信号線２の下に、ＴＦＴの形
成と同時にアモルファスシリコン膜１４、不純物ドープ
アモルファスシリコン膜１５を形成した構造とすること
ができる。

【００３６】またこのばあい、短絡欠陥の発生率を低減
できるため、図７に示すように、対向電極５を隣り合う
画素間で一体化せずに、信号線２の長さ方向の少なくと
も一部と重ねてもよい。図７は対向電極５を信号線２と
重ねたばあいの構造を示す平面説明図であり、図中の要
素に付した符号は図１〜３などと共通である。

【００３７】なお本実施の形態では、画素電極６を信号
線２と同一層に形成するばあいを示したが、画素電極６
を走査線１と同一層に形成してもよい。このばあい、画
素電極６と対向電極５とが同一の層に形成される。

【００３８】また、前述したような外光強度の強い条件
下での使用のばあいでは、電極からの反射光強度を低減
するためには、少なくとも、対向電極５、画素電極６の
表面はＣｒ、ＭｏＯｘ、ＣｒＯｘ、ＴｉＮｘ、ＴｉＳｉ
ｘ、ＴｉＷｘ、ＷＳｉｘ、ＭｏＳｉｘ、ＣｒＳｉｘ、Ｔ
ａＳｉｘなどの低反射材料とすることができる。

【００３９】本実施の形態によれば、信号線２と対向電
極５とのあいだの容量を１０％〜５０％程度削減し、信
号線２の信号遅延を１０％〜５０％程度削減できる。ま
た、ゲート絶縁膜８のピンホールなどで発生する短絡欠
陥の発生率を低減することができる。また、対向電極５
を一体化せずに信号線２と重ねたばあいは信号線２と対
向電極５とのあいだの寄生容量をさらに１０％〜５０％
程度削減できる。

【００４０】実施の形態４．実施の形態１、２および３
では、対向電極５を信号線２と重ねたが、信号線２の下
に、信号線２の長さ方向の少なくとも一部の下層に、ま
たは信号線２の長さ方向のほぼ全体に、形成したアモル
ファスシリコン膜１４のみの少なくとも一部を信号線の
両側に位置する２つの対向電極のうち少なくともいずれ
か１つの対向電極５とゲート絶縁膜を介して重ねてもよ
い。このばあいの構造を示す平面説明図を図８に示して
おり、信号線２の近傍の構造を示す、図８に示したＣ−
Ｃ線断面の断面説明図を図９に示す。図中の要素に付し
た符号は図１〜７などと共通である。製造方法について
は実施の形態４とほぼ同じであるため、その説明を省略
する。

【００４１】本実施の形態にかかわる液晶表示装置で
は、信号線２の下に形成したアモルファスシリコン膜１
４と対向電極５とがゲート絶縁膜を介して重ねられてい
る。アモルファスシリコン膜１４はほとんど光を通さな
いため、信号線２と対向電極５のあいだからの光漏れが
ほとんどなく、斜め方向から見てもクロストークがほと
んど見えない良好な表示特性がえられる。また、従来、
斜め方向のクロストークの発生を防ぐために必要であっ
た対向基板のブラックマトリックスとの重ね合わせの幅
（図１７に付したＷ_Ｅ）を設計時に考慮する必要がな
く、信号線２に隣接する対向電極５の幅を従来例と比較
して５μｍ〜１０μｍ程度小さくすることができる。し
たがって、開口率を大きくでき明るい表示をうることが
できる。

【００４２】また、実施例１よりも信号線２と対向電極
５のあいだの容量を１／２程度以下に低減でき、信号遅
延を１／２程度以下に低減できる。また、信号線２と対
向電極５の重なる面積を１／１０程度まで小さくでき、
信号線２と対向電極５の短絡欠陥の発生率を１／１０程
度まで低減できる。

【００４３】実施の形態５．実施の形態１〜４では、信
号線２の両側の画素の対向電極５とほぼ画素の全範囲に
おいて重ねるばあいを示したが、片側の画素の対向電極
５と重ねてもよいし、全範囲でなく少なくとも一部で重
ねてもよい。製造方法は実施の形態１と同じであるため
省略する。その他の点は実施の形態１〜４と同じであ
り、信号線の下層の長さ方向に半導体膜（アモルファス
シリコン膜１４および不純物ドープアモルファスシリコ
ン膜１５）を形成することができることなども同様であ
る。

【００４４】一例として実施の形態３のばあいで、対向
電極５を信号線２の片側の画素と重ねた例を図１３に示
す。図１３は、このばあいの信号線の近傍の構造を示す
断面説明図であり、図中の要素に付した符号は図１〜図
１２などと共通である。対向基板１０ｂにはブラックマ
トリックス１２を形成している。この様な構成にするこ
とにより、対向基板のブラックマトリックス１２と対向
電極５の重ね合わせマージンは片側の画素（図の左側の
画素）のみで確保すればよく、また信号線２と対向電極
５のあいだに発生する寄生容量は半分程度以下に低減で
きる。

【００４５】これらのばあい、信号線２と対向電極５の
あいだの容量を実施の形態１に対して小さくできる。こ
のとき、斜めクロストークの改善率や、開口率低減の抑
制効果は実施の形態１と比較して小さいが、信号線２、
共通配線３における信号遅延の増加を抑えることができ
る。

【００４６】実施の形態６．実施の形態１〜４において
対向基板にブラックマトリックスを設けるばあいに、樹
脂などの絶縁性材料のブラックマトリックスを用いると
よい。

【００４７】透明電極が対向基板上ほぼ全面に形成され
ているＴＮモードの液晶表示装置とは異なり、横方向電
界モードの液晶表示装置のばあいは対向基板上にＩＴＯ
などの導電体の透明電極を形成しなくてもよい。したが
って、ＴＮモードのばあいと比較して、液晶層を介して
信号線２と対向基板のあいだで発生する寄生容量をなく
すことができるという利点がある。ブラックマトリック
スに導電性材料を用いると、信号線２とのあいだに寄生
容量が発生してしまうが、ブラックマトリックスに絶縁
性材料を用いることにより、寄生容量が発生せず、信号
線２の容量増加を低減し、信号線２の遅延が少なく、輝
度傾斜の小さい液晶表示装置を作製できる。また、ブラ
ックマトリックスを用いることにより信号線２などから
の反射光を低減でき、外光が入射したばあいにも良好な
表示をえることができる。

【００４８】実施の形態７．実施の形態１〜４において
対向基板にブラックマトリックスを設けるとき、導電性
材料のブラックマトリックスを用いることができ、この
ばあいに、ブラックマトリックスを短冊状に形成し、種
々の島状に形成することができる。図１０（ａ）は従来
のブラックマトリックスの平面説明図であり、図１０
（ｂ）は前記短冊状に形成したブラックマトリックスの
平面説明図でなり、図１１は、さらに別の形態に形成し
たブラックマトリックスの平面説明図である。図１０お
よび図１１において、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２
ｄ、１２ｅ、１２ｆ、１２ｇ、１２ｈおよび１２ｉはい
ずれもブラックマトリックスである。図１０（ｂ）で
は、一画素ごとにブラックマトリックスを信号線と走査
線の両方を切り離した例を示したが、図１１に示すよう
にしてもよい。

【００４９】横方向電界モードの液晶表示装置のばあ
い、対向基板にはＩＴＯを用いない。（ＴＮモードの液
晶表示装置のばあいはＩＴＯが全面に形成されている）
このため、短冊状ブラックマトリックスを採用して島状
に形成し、これらのブラックマトリックスを電気的に浮
かせることにより、液晶層を介して信号線２と対向基板
とのあいだで発生する容量を低減することができる。こ
れと、実施の形態１から４のＴＦＴアレイ基板を組み合
わせることにより、全体での信号線２の容量増加を低減
し、液晶表示装置を作製できる。

【００５０】

【発明の効果】本発明の請求項１にかかわる液晶表示装
置は、絶縁膜を介して信号線の下層でかつ該信号線の両
側に位置する２つの対向電極が一体に形成されているの
で、信号線が覆う対向電極の段差部分の長さを短くで
き、短絡欠陥の増加を抑えることができ、斜めクロスト
ークを低減できるという効果を奏する。

【００５１】本発明の請求項２にかかわる液晶表示装置
は、信号線の下層の長さ方向の少なくとも一部に、薄膜
トランジスタの半導体膜と同時に形成された半導体膜が
配置されているので、短絡欠陥の発生を低減できるとい
う効果を奏する。

【００５２】本発明の請求項３における液晶表示装置
は、信号線の下層のほぼ全体に、薄膜トランジスタの半
導体膜と同時に形成された半導体膜が配置されているの
で、短絡欠陥の発生を低減できるという効果を奏する。

【００５３】本発明の請求項４にかかわる液晶表示装置
は、信号線の長さ方向の少なくとも一部が、絶縁膜を介
して前記信号線の下層でかつ該信号線の両側に位置する
２つの対向電極のうち、いずれか１つの対向電極に重な
るように配置されているので、信号線と対向電極とのあ
いだの寄生容量を低減でき、斜めクロストークを低減で
きるという効果を奏する。

【００５４】本発明の請求項５にかかわる液晶表示装置
は、信号線の下層の長さ方向の少なくとも一部に、薄膜
トランジスタの半導体膜と同時に形成された半導体膜が
配置されているので、短絡欠陥の発生を低減できるとい
う効果を奏する。

【００５５】本発明の請求項６にかかわる液晶表示装置
は、信号線の下層のほぼ全体に、薄膜トランジスタの半
導体膜と同時に形成された半導体膜が配置されているの
で、短絡欠陥の発生を低減できるという効果を奏する。

【００５６】本発明の請求項７にかかわる液晶表示装置
は、信号線の下層の長さ方向の少なくとも一部に、薄膜
トランジスタの半導体膜と同時に形成された半導体膜が
配置され、かつ、信号線の長さ方向の少なくとも一部
が、該信号線に隣接する２つの対向電極のうち、少なく
ともいずれか１つの対向電極に重なるように配置されて
いるので、信号線と対向電極とのあいだの寄生容量を低
減できるともに短絡欠陥の発生を低減でき、斜めクロス
トークを低減できるという効果を奏する。

【００５７】本発明の請求項８にかかわる液晶表示装置
は、信号線の下層の長さ方向の少なくとも一部に、薄膜
トランジスタの半導体膜と同時に形成された半導体膜が
配置され、かつ、同時に形成された半導体膜が、絶縁膜
を介して信号線の下層でかつ該信号線の両側に位置する
２つの対向電極のうちの少なくともいずれか１つの対向
電極の少なくとも一部に重なるように配置されているの
で、短絡欠陥の発生を低減でき、かつ信号線と対向電極
とのあいだの寄生容量を低減でき、斜めクロストークを
低減できるという効果を奏する。

【００５８】本発明の請求項９にかかわる液晶表示装置
は、信号線の長さ方向の少なくとも一部が、該信号線に
隣接する２つの対向電極のうちいずれか１つの対向電極
に重なるように配置されているので、信号線と対向電極
とのあいだの寄生容量を低減できるという効果を奏す
る。

【００５９】本発明の請求項１０にかかわる液晶表示装
置は、信号線の下層のほぼ全体に、薄膜トランジスタの
半導体膜と同時に形成された半導体膜が配置されている
ので、短絡欠陥の発生を低減できるという効果を奏す
る。

【００６０】本発明の請求項１１にかかわる液晶表示装
置は、対向基板上に、信号線と対向するように、絶縁材
料からなるブラックマトリックスが設けられているの
で、寄生容量が発生せず、信号の遅延がなく、輝度傾斜
の小さい液晶表示装置をうるという効果を奏する。

【００６１】本発明の請求項１２にかかわる液晶表示装
置は、ブラックマトリックスが有機樹脂であるので、寄
生容量を削減でき、信号線と対向電極を重ねることによ
る寄生容量の増加分を相殺できるという効果を奏する。

【００６２】本発明の請求項１３にかかわる液晶表示装
置は、ブラックマトリックスが島状に形成されているの
で、電気的に浮かせて信号線と対向基板とのあいだの容
量を低減するという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態にかかわる二画素の構
造を示す平面説明図である。

【図２】本発明の一実施の形態にかかわる信号線近傍
の構造を示す断面説明図である。

【図３】本発明の他の実施の形態にかかわる信号線近
傍の構造を示す断面説明図である。

【図４】本発明の他の実施の形態にかかわる二画素の
構造を示す平面説明図である。

【図５】本発明の他の実施の形態にかかわる信号線近
傍の構造を示す断面説明図である。

【図６】本発明の他の実施の形態にかかわるＴＦＴの
構造を示す断面説明図である。

【図７】本発明の他の実施の形態にかかわる二画素の
構造を示す断面説明図である。

【図８】本発明の他の実施の形態にかかわる二画素の
構造を示す断面説明図である。

【図９】本発明の他の実施の形態にかかわる信号線近
傍の構造を示す断面説明図である。

【図１０】本発明の他の実施の形態にかかわるブラッ
クマトリックスを示す平面説明図である。

【図１１】本発明の他の実施の形態にかかわるブラッ
クマトリックスを示す平面説明図である。

【図１２】本発明の他の実施の形態にかかわる信号線
近傍の構造を示す断面説明図である。

【図１３】本発明の他の実施の形態にかかわる信号線
近傍の構造を示す断面説明図である。

【図１４】従来の画素の構造を示す平面説明図であ
る。

【図１５】従来の画素の構造を示す等価回路を示す等
価回路図である。

【図１６】従来のＴＦＴアレイ基板全体の等価回路を
示す等価回路図である。

【図１７】従来の信号線近傍の構造を示す断面説明図
である。

【図１８】クロストークの発生を説明するための平面
説明図である。

【図１９】クロストークの発生を説明するための平面
説明図である。

【符号の説明】

１走査線、２信号線、３共通配線、４ＴＦＴ、
５対向電極、６画素電極、７蓄積容量、８ゲー
ト絶縁膜、９保護膜、１０ａＴＦＴアレイ基板、１
０ｂ対向基板、１１液晶、１２ブラックマトリッ
クス、１３オーバーコート層、１４アモルファスシ
リコン膜、１５不純物ドープアモルファスシリコン
膜、２０走査線駆動回路、３０信号線駆動回路、４
０共通配線用電源。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】薄膜トランジスタアレイ基板と、該薄膜
トランジスタアレイ基板に対向する対向基板と、該薄膜
トランジスタアレイ基板と該対向基板とのあいだに挟持
される液晶とからなる液晶表示装置であって、互いに平
行な複数の走査線と、該走査線間に該走査線に垂直方向
に配置される複数の矩形の画素電極と、該画素電極間に
該画素電極に平行に配置される複数の矩形の対向電極
と、該両電極を覆う絶縁膜と、該絶縁膜上に前記走査線
に交差して配置される互いに平行な複数の信号線と、前
記走査線と該信号線との交点近傍に配置される薄膜トラ
ンジスタとが前記薄膜トランジスタアレイ基板上に形成
されており、前記走査線と前記信号線とによって区画さ
れる領域が画素であり、前記画素電極と前記対向電極と
のあいだに、前記薄膜トランジスタアレイ基板に平行に
電界が形成されて前記液晶が駆動され、前記絶縁膜を介
して前記信号線の下層でかつ該信号線の両側に位置する
２つの前記対向電極が一体に形成されてなる液晶表示装
置。
【請求項２】前記信号線の下層の長さ方向の少なくと
も一部に、前記薄膜トランジスタの半導体膜と同時に形
成された半導体膜が配置されてなる請求項１記載の液晶
表示装置。
【請求項３】前記信号線の下層のほぼ全体に、前記薄
膜トランジスタの半導体膜と同時に形成された半導体膜
が配置されてなる請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項４】薄膜トランジスタアレイ基板と、該薄膜
トランジスタアレイ基板に対向する対向基板と、該薄膜
トランジスタアレイ基板と該対向基板とのあいだに挟持
される液晶とからなり、互いに平行な複数の走査線と、
該走査線間に該走査線に垂直方向に配置される複数の矩
形の画素電極と、該画素電極間に該画素電極に平行に配
置される複数の矩形の対向電極と、該両電極を覆う絶縁
膜と、該絶縁膜上に前記走査線に交差して配置される互
いに平行な複数の信号線と、前記走査線と該信号線との
交点近傍に配置される薄膜トランジスタとが前記薄膜ト
ランジスタアレイ基板上に形成されており、前記走査線
と前記信号線とによって区画される領域が画素であり、
前記画素電極と前記対向電極とのあいだに、前記薄膜ト
ランジスタアレイ基板に平行に電界が形成されて前記液
晶が駆動される液晶表示装置であって、前記信号線の長
さ方向の少なくとも一部が、前記絶縁膜を介して前記信
号線の下層でかつ該信号線の両側に位置する２つの対向
電極のうち、いずれか１つの対向電極に重なるように配
置されてなる液晶表示装置。
【請求項５】前記信号線の下層の長さ方向の少なくと
も一部に、前記薄膜トランジスタの半導体膜と同時に形
成された半導体膜が配置されてなる請求項４記載の液晶
表示装置。
【請求項６】前記信号線の下層のほぼ全体に、前記薄
膜トランジスタの半導体膜と同時に形成された半導体膜
が配置されてなる請求項４記載の液晶表示装置。
【請求項７】薄膜トランジスタアレイ基板と、該薄膜
トランジスタアレイ基板に対向する対向基板と、該薄膜
トランジスタアレイ基板と該対向基板とのあいだに挟持
される液晶とからなる液晶表示装置であって、互いに平
行な複数の走査線と、該走査線間に該走査線に垂直方向
に配置される複数の矩形の画素電極と、該画素電極間に
該画素電極に平行に配置される複数の矩形の対向電極
と、該両電極を覆う絶縁膜と、該絶縁膜上に前記走査線
に交差して配置される互いに平行な複数の信号線と、前
記走査線と該信号線との交点近傍に配置される薄膜トラ
ンジスタとが前記薄膜トランジスタアレイ基板上に形成
されており、前記走査線と前記信号線とによって区画さ
れる領域が画素であり、前記画素電極と前記対向電極と
のあいだに、前記薄膜トランジスタアレイ基板に平行に
電界が形成されて前記液晶が駆動され、前記信号線の下
層の長さ方向の少なくとも一部に、前記薄膜トランジス
タの半導体膜と同時に形成された半導体膜が配置され、
かつ、前記信号線の長さ方向の少なくとも一部が、該信
号線に隣接する２つの対向電極のうち、少なくともいず
れか１つの対向電極に重なるように配置されてなる液晶
表示装置。
【請求項８】薄膜トランジスタアレイ基板と、該薄膜
トランジスタアレイ基板に対向する対向基板と、該２枚
の基板のあいだに挟持される液晶とからなる液晶表示装
置であって、互いに平行な複数の走査線と、該走査線間
に該走査線に垂直方向に配置される複数の矩形の画素電
極と、該画素電極間に該画素電極に平行に配置される複
数の矩形の対向電極と、該両電極を覆う絶縁膜と、該絶
縁膜上に前記走査線に交差して配置される互いに平行な
複数の信号線と、前記走査線と該信号線との交点近傍に
配置される薄膜トランジスタとが前記薄膜トランジスタ
アレイ基板上に形成されており、前記走査線と前記信号
線とによって区画される領域が画素であり、前記画素電
極と前記対向電極とのあいだに、前記薄膜トランジスタ
アレイ基板に平行に電界が形成されて前記液晶が駆動さ
れ、前記信号線の下層の長さ方向の少なくとも一部に、
前記薄膜トランジスタの半導体膜と同時に形成された半
導体膜が配置され、かつ、該同時に形成された半導体膜
が、前記絶縁膜を介して前記信号線の下層でかつ該信号
線の両側に位置する２つの対向電極のうちの少なくとも
いずれか１つの対向電極の少なくとも一部に重なるよう
に配置されてなる液晶表示装置。
【請求項９】前記信号線の長さ方向の少なくとも一部
が、該信号線に隣接する２つの対向電極のうちいずれか
１つの対向電極に重なるように配置されてなる請求項８
記載の液晶表示装置。
【請求項１０】前記信号線の下層のほぼ全体に、前記
薄膜トランジスタの半導体膜と同時に形成された半導体
膜が配置されてなる請求項８記載の液晶表示装置。
【請求項１１】前記対向基板上に、前記信号線と対向
するように、絶縁材料からなるブラックマトリックスが
設けられてなる請求項１、２、３、４、５、６、７、
８、９または１０記載の液晶表示装置。
【請求項１２】前記ブラックマトリックスが有機樹脂
である請求項１１記載の液晶表示装置。
【請求項１３】前記対向基板上に、前記信号線と対向
するようにブラックマトリックスが島状に形成されてな
る請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９または１
０記載の液晶表示装置。