明 細 害 液晶表示装置およびその製造方法 技術分野
- 本発明は液晶表示装置に関し、 特に、 ア ク テ ィ ブマ ト リ ク ス基板の 側に形成したブラ ッ ク マ ト リ ク ス の構造技術に関する。 背景技術
代表的なフ ラ ッ トパネル型ディ スプ レ イ である液晶表示装置におい ては、 第 2 8図および第 2 9図に示すよ う に、 画像信号を供給するデ ータ線 (ソ ース線) 5 0 2 a , 5 0 2 1) · · · および走査信号を伝達 するゲー ト線 5 0 3 a , 5 0 3 b · · · が格子状に配置されて、 各面 素領域 5 0 1 a a , 5 0 l a b - · · が区画形成された一方側の透明 基板と、 共通電極 5 3 3が形成された他方側の透明基板 5 3 0 (対向 基板) との間に液晶 5 4 0 が封入されており 、 共通電極 5 3 3 と各画 素領域 5 0 1 a a , 5 0 l a b - · · の画素電極 5 0 6 と の間に薄膜 ト ラ ンジス タ (T F T ) 5 0 8 を介して印加される電位を制御して、 画素領域 5 0 1 a a, 5 0 1 a b · . ' 毎の液晶の配向状態を変える よ う にな つている。 こ のよ う な液晶表示装置においては、 た とえば、 第 2 9図に示すよ う に、 データ線 5 0 2 a と画素電極 5 0 6 と の隙間 からの光の漏れ (矢印 Aで示す。 ) が表示の品位を低下させて しま う という問題点がある。 また、 データ線 5 0 2 a と画素電極 5 0 6 との 間の電界の影響によ って液晶の配向状態が乱れる リ バー ス チル ト ドメ ィ ン領域が画素電極 5 0 6 の外端縁よ り 内側に発生し、 その領域に起
\\Ό 93/11455 一 2 因して、 表示の品位が低下する という問題点もある。 このため、 面素 毎の表示の精彩度を高める目的に、 共通電極 5 3 3が形成された他方 側の透明基板 5 3 0 に、 画素領域間の堍界領域に対応して遮光性のブ ラ ッ ク マ ト リ ク ス 5 3 1 を形成し、 この画素領域間の境界領域にブラ ッ クマ ト リ ク ス 5 3 1 が位置するよ う に 2枚の透明基板 5 0 9 , 5 3 0を対向させて表示の品位を確保している。 こ こで、 各面素領域間の 境舁镇域とブラ ッ クマ ト リ ク ス 5 3 1 との間に位置ずれが発生してい ると、 表示の品 Tが低下するため、 ブラ ッ クマ ト リ クス 5 3 1 の幅に マージンもたせて上述の位置ずれが発生するこ とを防止している。
しかしながら、 液晶表示装置に対しては、 面面の大型化と共に、 表 示の高品質化が要求されている状況下にあって、 従来のようにブラ ッ クマ ト リ ク スの幅をマー ジ ンをもつように広げておく こ とは、 面素頟 域における開口率 (表示可能な領域の面稹比) の低下を招来し、 表示 品 ¾の向上を妨げる という問題点がある。 そこで、 本願発明者は、 マ ト リ クスア レイが形成された透明基板の側にブラ ッ クマ ト リ ク ス も形 成しておく こ とによ って、 画素領域間の境界領域とブラ ックマ ト リク ス との位置ずれを防止し、 ブラ ッ ク マ ト リ ク スの幅を必要最小限の幅 に設定可能とするこ とを提案する ものである。 この提案に沿って、 本 願発明者が最初に案出したものは、 第 3 0図および第 3 1図に比較例 と して示す液晶表示装置である。 これらの図において、 透明基板 5 0 9 の表面側にはデータ線 5 0 2 a , 5 0 2 b - · · およびゲー ト線 5 0 3 a , 5 0 3 b - · ' が格子状に配置されて各画素領域 5 0 1 a a , 5 0 l a b ' · - が区面形成されており、 これらの各面素領域 5 0 1 a a , 5 0 1 a b - ' ' の境界領域に沿ってブラ ッ クマ ト ク ス 5 1 7が形成されている。 こ こて、 ブラ ッ クマ ト リ クス 5 1 ? は、 たとえ
ば、 画素領域 5 0 1 b b において、 デー タ 線 5 0 2 a が導電接続する ソ ー ス 5 0 4 、 ゲ— ト 線 5 0 3 a が導電接続するゲー ト 電極 5 0 5 お よび画素電極 5 0 6 が導電接続する ド レ イ ン 5 0 7 によ っ て構成され た T F T 5 0 8 の表面側に層間絶緣膜 5 1 3 , 5 1 5 を介 して形成さ れてお り 、 データ線 5 0 2 a , ゲー ト 線 5 0 3 a および画素電極 5 0 6 のいずれと も絶緣分離された状態にあ る。 こ のよ う な構成の液晶表 示装置においては、 ブ ラ ッ ク マ ト リ ク ス 5 1 7 の幅に不必要なマー ジ ンを設けな く と も、 各画素領域と ブ ラ ッ ク マ ト リ ク ス 5 1 7 と を高い 精度で位置合わせでき るので、 液晶表示装置の開口率が犠牲にな る こ とがない。 しかしながら、 こ の液晶表示装置において は、 以下のよ う な新たな問題がある。 ブ ラ ッ ク マ ト リ ク ス 5 1 7 には、 いずれの電位 も印加されてお らず、 フ ロ ーテ ィ ング状態にあ るため、 液晶表示装置 の動作状態によ って、 ブラ ッ ク マ ト リ ク ス 5 1 7 の電位が変動 し、 こ の電位の変動によ って画素電極 5 0 6 と他方側の透明基板の共通電極 との間に存在する液晶の配向状態が乱れて、 表示の品賓を低下させて しま う 。 ま た、 いずれの画素領域 5 0 1 a a , 5 0 1 a b · · ' に対 するブラ ッ ク マ ト リ ク ス 5 1 7 も共通であるため、 た とえば、 ブラ ッ ク マ ト リ ク ス 5 1 7 が面素領域 5 0 1 b b の画素電極 5 0 6 , データ 線 5 0 2 a , 5 0 2 b ま た はゲー ト 線 5 0 3 a , 5 0 3 b な ど と短絡 してい る と、 液晶表示装置全体が表示不良にな っ て しま う 。 発明の開示
以上の問題点に鑑みて、 本発明において は、 マ ト リ ク ス ア レ イ と同 一基板上に形成されたブ ラ ッ ク マ ト リ ク ス の構造を最適化する こ と に よ り 、 表示の品質や信頼性などを犠牲とする こ と な く 、 開口率を向上
可能な液晶表示装置を実現する目的に、 液晶表示装置に対して以下の 手段を講じてある。
すなわち、 本発明に係る液晶表示装置においては、 透明基板の表面 側でデータ線およびゲー ト線によって区面形成された各面素領域のう ちの第 1 の面素領域には、 データ線に導電接続するソースおよびゲー ト線に導電接続するゲー ト電極を備える薄膜ト ラ ンジスタ と、 この薄 膜 ト ラ ンジスタの ド レイ ンを介して電位が印加可能な面素電極と、 こ の画素領域に隣接する第 2 の面素領域との境界領域側に形成されてブ ラ ッ クマ ト リ クスを構成し、 データ線, ゲー ト線および第 2 の画素領
I 0 域の面素電桎から絶縁分離されている一方、 第 1 の面素領域の面素電 極には導電接続する導電性遮光展とを設けたことに基本的な特徵を有 する。
こ こで、 導電性遮光屠は、 その外端縁が第 1 の面素領域と第 2 の面 素領域との境界領域上にあるようにするこ とが好ましい。
また、 導電性遮光層については、 第 1 の面素領域において、 第 2 の 面素領域とのいずれの境界領域側にも導電性遮光層を設け、 この導電 性遮光展によって、 第 1 の画素領域が第 2 の面素領域から区面されて いる構造、 または、 第 1 の画素領域において、 第 2 の面素領域との境 界領域のう ちの 2つの境界領域側に導電性遮光層を設け、 この導電性
Z 0 遮光展および他の 2つの境界領域側にある第 2 の面素領域側の導電性 遮光展によつて、 第 1 の画素領域が第 2の面素領域から区画されてい る構造を採用する こ とができ る。
本発明において、 データ線の表面側略全体が、 対応する第 1 の画素 領域の導電性遮光層およびこのデータ線を介して隣接する第 2 の画素 領域側の導電性遮光雇の う ちの少な く と もいずれか一方の導電性遮光
層によ って展間絶緣膜を介 して覆われた状態に してあ る こ とが好ま し い o
こ こで、 画素電極および導電性遮光展の構成について は、 面素電極 および導電性遮光眉のう ちの一方側が展間絶縁膜の接続孔を介 して ド レ イ ンに導電接続し、 こ の一方側に他方側が導電接続する構造、 ま た は、 画素電極と導電性遮光展とが、 層間絶縁膜たる下層側層間絶縁膜 の表面側に形成された上層側餍間絶縁膜を介して形成され、 こ の上層 側展間絶緣膜の接続孔を介 して導電接続している構造を採用する こ と ができ る。
また、 画素電極および導電性遮光層のう ちの一方側が、 他方側の表 面上に形成されて互いに導電接続している構造も採用する こ とができ る。 この場合には、 画素電極および導電性遮光眉は、 互いに外端縁が 略一致している こ とが好ま しい。 それには、 液晶表示装置の製造方法 において、 画素電極および導電性遮光層のう ちの下層側にある屑に対 するパターユング工程では、 上層側にある層の外端縁および上層側に ある屑のパタ ーユ ングに用いたマス ク をマス ク と してパタ ーユ ングを 行う。
本発明において、 画素電極および導電性遮光層のう ちの一方側が、 層藺絶緣膜の接続孔を介して ド レ イ ン に導電接続する導電性を備えた 積み上げ電極層を介して ド レ イ ン に導電接続し、 こ の一方側に他方側 が導電接続している構造を採用する こ とが好ま しい。 こ の場合には、 積み上げ電極層が光透過性も備えている こ と、 た とえば、 積み上げ電 極層も I T O層から構成されている こ とが好ま しい。
また、 積み上げ電極層を有する構造を採用 した場合には、 画素電極 は、 その外端縁がデータ線の上方にまで拡張して、 その形成領域を広 新た な甩紙
く確保するこ とができ る点で好ま しい。
こ こで、 積み上げ電極展の構成については、 稜み上げ電極層を薄膜 ト ラ ンジスタ の非形成領域まで拡張して形成し、 この非形成領域上で. すなわち、 薄膜 ト ラ ンジスタによる凹凸が反映されていない平坦な頷 域上で、 面素電極と積み上げ電極展とが導電接続しているこ とが好ま しい。
本発明において、 データ線については、 薄膜 ト ラ ンジスタ のソ ース に層藺絶緣膜の第 1 の接続孔を介して導電接続する第 1 のデータ線お よびこの第 1 のデータ線表面に導電接続して多重配線構造を構成する 第 2 のデータ線とで構成する一方、 積み上げ電極展については、 薄膜 ト ラ ンジスタの ド レイ ンに層間絶縁膜の第 2 の接続孔を介して導電接 続する第 1 の積み上げ電極展ぉよびこの第 1 の積み上げ電極展表面に 導電接続する第 2 の'積み上げ電極層とで構成するこ とが好ま しい。 こ の場合には、 第 1 のデータ線と第 1 の積み上げ電柽展とを同一材料で 構成し、 第 2 のデータ線と第 2 の積み上げ電極層とを同一材料で構成 するこ とが、 互いの工程を援用し合って形成してい く こ とができる点 で好ま しい。
また、 第 1 および第 2 の画素領域を備えるアク ティ ブマ ト リ タスと 同一基板上に形成された駆動回路においては、 アクティ ブマ ト リ クス 側に形成された層間铯縁膜と同層の展間絶縁膜を介して配線層が導電 接続する多層配線構造をも って構成する こ とが好ま しい。
本発明において、 ゲー ト電極およびゲー ト線については、 真性の多 結晶シ リ コ ンまたは 1 X 1 0 2。 /cm 3 以下の リ ンを龠む多結晶シリ コ ン層と、 こ の多結晶シリ コ ン層の表面上に形成されて多重配線構造を 構成する高融点金属の硅化物層とで構成する こ とが好ま しい。 こ の場
合には、 液晶表示装置の製造方法において、 透明基板の表面側に ソ一 ス . ド レ イ ン領域およびチ ャ ネ ル領域となる第 1 の多結晶シ リ コ ン膜 を形成する工程と、 こ の多結晶シ リ コ ン膜の表面にゲー ト電極絶縁膜 を形成する工程と、 ゲー ト電極およびゲー ト線の下屠側となる第 2 の 多結晶シ リ コ ン膜を堆積する工程と、 つぎに、 第 2 の多結晶シ リ コ ン 膜に 8 5 0 'C以下の温度で リ ン拡散を行う工程と、 つぎに、 ゲー ト電 極およびゲー ト線の上屠側となる高融点金属の硅化物層を堆積するェ 程と、 つぎに、 第 2 の多結晶シ リ コ ン膜および高融点金属の硅化物層 を同時にパターユ ン グ してゲー ト電極およびゲー ト線を形成する工程 とを行う。
本発明においては、 保持容量を構成する目的に、 面素電極および導 電性遮光層のう ちの少な く と も一方は、 そ の前段側ゲー ト線側の外端 緣がそれに隣接する前段側ゲー ト線の上方に位置するよ う に して重畳 部分を構成する こ とが好ま しい。 図面の簡単な説明
第 1 図は、 本発明の実施例 1 に係る液晶表示装置のマ ト リ ク ス ァ レ ィ の一部を示す平面図である。
第 2図は、 第 1 図の I ― I 線における断面図である。
第 3図は、 本発明の実施例 2 に係る液晶表示装置のマ ト リ ク ス ァ レ ィ の一部を示す平面図である。
第 4図は、 第 3図の I I— I I線における断面図である。
第 5図は、 本発明の実施例 3 に係る液晶表示装置のマ ト リ ク ス ァ レ ィ の一部を示す平面図である。
第 6図は、 第 5図の I I I一 1 1 1 線における斷面図である。
一 δ 第 7図は、 本発明の実施例 3 の変形例に係る液晶表示装置のマ ト リ クスァ レ イ の平面の模式図である。
第 8図は、 本究明の実施例 4に係る液晶表示装置のマ ト リ ク ス ァ レ ィ の一部を示す平面図である。
第 9図は、 第 8図の IV— IV線における断面図である。
第 1 0図 ( a ) 〜 ( c ) のいずれも、 第 8図に示す液晶表示装置の 製造方法の一部を示す工程断面図である。
第 1 1図は、 本発明の実施例 5 に係る液晶表示装置のマ ト リ ク スァ レイ の一部を示す平面図である。
第 1 2図は、 第 1 1図の V— V線における断面図である。
第 1 3図 ( a ) 〜 ( d ) のいずれも、 第 1 1図に示す液晶表示装置 の製造方法の一部を示す工程断面図である。
第 1 4図は、 本発明の実施例 6に係る液晶表示装置のマ ト リ ク ス ァ レ イ の一部を示す平面図である。
第 1 5図は、 第 1 4図の VI— VI線における断面図である。
第 1 6図は、 本発明の実施例 7 に係る液晶表示装置のマ ト リ ク スァ レ イ の一部を示す平面図である。
第 1 7図は、 第 1 6図の VII— VII線における断面図である。
第 1 8図は、 本発明の実施例 8に係る液晶表示装置のマ ト リ ク スァ レイ の一部を示す平面図である。
第 1 9図は、 第 1 8図の VIII—VIII線における断面図である。
第 2 0図は、 本発明の実施例 9に係る液晶表示装置のマ ト リ ク ス ァ レ イ の一部を示す平面図である。
第 2 1図は、 第 2 0図の IX— IX線における断面図である。
第 2 211は、 本発明の実施例 1 0 に係る液晶表示装置のマ ト リ ク ス
ァ レ イ の一部を示す平面図である。
第 2 3図は、 第 2 2図の X— X線における断面図である。
第 2 4図は、 本発明の実施例 1 1 に係る液晶表示装置のマ ト リ ク ス ァ レ イ の一部を示す平面図である。
第 2 5図は、 第 2 4図の XI— XI線における断面図である。
第 2 6図は、 本発明の実施例 1 1 に係る液晶表示装置のマ ト リ ク ス ァ レ イ と同一基板上に形成された駆動回路の一部の構成を示す断面図 である。
第 2 7図は、 本発明の実施例 1 1 に係る液晶表示装置のマ ト リ ク ス ア レ イ と同一基板上に形成された駆動回路の一部の構成を示す平面図 である。
第 2 8図は、 従来の液晶表示装置のマ ト リ ク ス ァ レ イ の一部を示す 平面図である。
第 2 9図は、 第 2 8図の XII — XII 線における断面図である。
第 3 0図は、 比較例に係る液晶表示装置のマ ト リ ク ス ア レ イ の一部 を示す平面図である。
第 3 1図は、 第 3 0図の XIII— XIII線における断面図である。 発明を実施するための最良の形態
実施例 1
第 1図は、 本発明の実施例 1 に係る液晶表示装置のマ ト リ ク ス ァ レ ィ の一部を示す平面図、 第 2図は、 その I 一 I 線における断面図であ る。
本例の液晶表示装置においては、 第 1図に示すよ う に、 垂直方向の データ線 1 0 2 a > 1 0 2 1) · · · (信号線) と、 水平方向のゲー ト
線 1 0 3 a , 1 0 3 b · · · (走査線) とが格子状に配置され、 それ らの簡に各面素領域 l O l a a , 1 0 1 a b , l O l a c , 1 0 1 b a , l O l b b - - - が区面形成されてい る。
以下に画素領域 1 0 1 b b (第 1 の画素領域) を例にとって、 その 構造を説明する。 こ こで、 画素領域 1 0 1 b bには画素領域 1 0 1 a b , 1 0 1 b a , l O l c b , 1 0 1 b c (第 2の面素領域) が隣接 しており、 面素領域 1 0 1 b bには、 データ線 1 0 2 aが導電接続す るソ ース 1 0 4、 ゲー ト線 1 0 3 bが導電接続するゲー ト電極 1 0 5、 および面素電極 1 0 6が導電接続する ド レイ ン 1 0 7によ って、 T F T 1 0 8が構成されている。 こ こで、 面素電極 1 0 6 は、 I T Oから なる透明電極であって、 面素領域 1 0 1 b bの略全面にわたって形成 されている。
この T F T 1 0 8 の断面構造は、 第 2図に示すよ う に、 液晶表示装 置全体を支持する透明基板 1 0 9の表面側に多結晶シリ コ ン雇 1 1 0 が形成されており、 こ の多結晶シ ^ コ ン雇 1 1 0 には、 真性の多結晶 シ リ コ ン領域であるチ ャ ネル領域 1 1 1を除いて、 n型の不純物と し ての リ ンが導入されて、 ソ ース 1 0 4および ド レイ ン 1 0 7が形成さ れている。 こ こで、 リ ンの導入は、 多結晶シ リ コ ン展 1 1 0の表面倒 に形成されたゲー ト電極酸化膜 1 1 2の上のゲー ト電極 1 0 5をマス ク とする イ オ ン注入を利用する こ とによ り、 ソ ース 1 0 4および ド レ イ ン 1 0 ? がセルファ ラ イ ン となるよ う に行われる。 この T F T 1 0 8の表面側には、 シ リ コ ン酸化膜からなる下層側層間絶緣膜 1 1 3が 堆積されており、 それには第 1 の接続孔 1 1 3 a と第 2の接続孔 1 1 3 bとが開口されている。 そのう ちの第 1 の接続孔 1 1 3 sを介して、 低抵抗金属雇、 たとえばア ル ミ ユウム展あるいはア ル ミ ニ ウ ムを含む
合金層か らなるデータ線 1 0 2 a がソ ー ス 1 0 4 に導電接続 して い る 一方、 第 2 の接続孔 1 1 3 bを介 して は、 画素電極 1 0 6 が ド レ イ ン 1 0 7 に導電接続している。
さ らに、 こ の液晶表示装置において は、 透明基板 1 0 9 の表面側に 上層側層間絶緣膜 1 1 5 と、 その表面側に形成さ れた遮光性および導 電性を備える ク ロ ム展 1 1 6 b b (導電性遮光眉) を有する。 こ こ で ク ロ ム展 1 1 6 b b は、 画素領域 1 0 1 b b において T F T 1 0 8 の 形成領域と対角の位置、 すなわち、 画素領域 1 0 1 b b と画素領域 1 0 1 a b , 1 0 1 a c , l O l b c とが接する側の端部において、 上 眉側眉間絶縁膜 1 1 5 の接続孔 1 1 5 a を介 して画素電極 1 0 6 に導 電接続している。 ま た、 ク ロ ム屑 1 1 6 b b は、 その外端縁 1 1 6 X が面素領域 l O l b b と画素領域 l O l a b , 1 0 1 b a , 1 0 1 c b , 1 0 1 b e との境界領域、 すなわち、 データ線 1 0 2 a , 1 0 2 bおよびゲ一 ト線 1 0 3 a , 1 0 3 b の直上に位置するよ う に形成さ れており、 データ線 1 0 2 a , 1 0 2 bおよびゲー ト線 1 0 3 a , 1 0 3 b と は層間絶縁膜 1 1 3 , 1 1 5 を介 して絶縁分離された状態に あ る。 さ らに、 ク ロ ム展 1 1 6 b b のよ う な導電性遮光眉は、 いずれ の画素領域に も同様に形成されてい るが、 いずれも隣接する画素領域 のク αム層と は絶縁分離さ れた状態にあ る。 た とえば、 ク ロ ム展 1 1 6 b b の外端緣 1 1 6 χ と、 ク ロ ム展 1 1 6 a b , 1 1 6 b a , 1 1 6 c b , 1 1 6 b c の外端緣 1 1 6 x と は、 データ線 1 0 2 a , 1 0 2 bおよびゲ— ト線 1 0 3 a , 1 0 3 b の直上位置で絶緣分離さ れた 状態にあ る。 従って、 いずれの ク ロ ム層、 た とえば、 ク ロ ム層 1 1 6 b b は画素領域 l O l a b , 1 0 1 b a , 1 0 1 c b , l O l b c の 各面素電極と も絶緣分離された状態にあ るため、 ク ロ ム層 1 1 6 b b た な 紙
には同じ画素領域 1 0 1 b b の画素電極 1 0 6から電位が印加される こ とがあっても、 他の面素領域の画素電極から電位が印加されない状 態にある。 加えて、 データ線 1 0 2 a の表面側略全体は、 展間絶縁膜 1 1 5 とク ロム展 1 1 6 b b , 1 1 6 b a の端部によって 3 [われ、 デ ータ線 1 0 2 a に印加された電位が、 その表面側の液晶に対して影響 を及ぼすこ ともないようになつている。 また、 ク ロム展 1 1 6 b b は- 前段のゲー ト線 1 0 3 a の側に広い重なり面稷をもって形成され、 こ のク ロム展 1 1 6 b b は、 面素電極 1 0 6に導電接続しているため、 保持容量を構成している状態にある。
I 0 本例においては、 マ ト リ クスア レイ に加えてブラ ッ クマ ト リ クス 1 1 6 も形成された透明基板 1 0 9 と、 カ ラーフ ィ ルタおよび共通電極 が形成された他方側の透明基板 (図示せず) との間に液晶が封入され て、 液晶表示装置が構成される。 そ して、 データ線 1 0 2 a , 1 0 2 b - . . およびゲー ト線 1 0 3 a , 1 0 3 b · · ' によって伝達され る信号によ って、 共通電極と各面素電極 1 0 6 との間に発生する電位 を制御して、 面素領域毎の液晶の配向状態を変え、 情報を表示するよ う になつている。
こ こで、 従来の液晶表示装置においては、 共通電極が形成された透 明基板には、 透明基板 1 0 9 の面素領域の境界領域に対応するブラ ッ
Z 0 クマ ト リ クスが形成されているが、 本例の液晶表示装置においては、 各ク ロ ム層、 たとえば、 ク ロ ム展 1 1 6 b bが面素領域 1 0 l ¾ b と 周囲の面素領域との境界領域に形成されている こ とを利用して、 各ク ロ ム層 1 1 6 b b , 1 1 6 a b , 1 1 6 b a , 1 1 6 c b , 1 1 6 b c . . . をブラ ッ クマ ト リ ク ス と して利用するため、 共通電極が形成 された透明基板の側にはブラ ッ クマ ト リ クスを形成してお く必要がな 新たな甩紙
い。 従って、 従来のよ う に、 2枚の透明基板を対向させ る と き に、 各 画素領域の境界領域と ブラ ッ ク マ ト リ ク ス 1 1 6 と の位置合わせ精度 が問題にな ら ないので、 ブ ラ ッ ク マ ト リ ク ス 1 1 6 の幅を、 各画素領 域の境界領域、 すなわち、 データ線 1 0 2 a , 1 0 2 b · · ' および ゲー ト 線 1 0 3 a , 1 0 3 b な どの幅に対応させて、 最小限の幅に設 定でき る。 それ故、 液晶表示装置の開口率を向上可能であ る。
ま た、 ク ロ ム展 1 1 6 b b は、 デー タ線 1 0 2 a , 1 0 2 b , ゲー ト線 1 0 3 a , 1 0 3 bおよび隣接する画素領域 1 0 l a b , 1 0 1 b a , 1 0 1 c b , l O l b c の画素電極か ら絶縁分離さ れて い る一 方で、 同 じ画素領域 1 0 1 b b の画素電極 1 0 6 に は導電接続 してい るため、 ク ロ ム層 1 1 6 b b の電位は、 液晶表示装置の動作状態にか かわ らず、 常に面素電極 1 0 6 と同 じ電位が印加された状態にあ る。 それ故、 ク ロ ム層 1 1 6 b b の電位は、 画素領域 1 0 1 b b において . 面素電極 1 0 6 と共通電極と の間に存在する液晶の配向状態を乱す こ とがないので、 高い表示品質が得 られる。 ま た、 ブ ラ ッ ク マ ト リ ク ス 1 1 6 は、 画素領域 1 0 1 b b な ど、 画素領域毎に電気的に独立 した 状態のク ロ ム層 1 1 6 b b ' · ' によ って構成さ れてい るため、 た と えば、 画素領域 1 0 1 b b において、 ク ロ ム層 1 1 6 b b とデータ線 1 0 2 a とが短絡状態にあ っ て も、 こ の画素領域 1 0 1 b b のみが表 示不可能、 すなわち、 その影響は表示の点欠陥の発生に止ま る ので、 液晶表示装置の信頼性も高い。
荬施例 2
第 3図は、 本発明の実施例 2 に係る液晶表示装置のマ ト リ ク ス ァ レ ィ の一部を示す平面図、 第 4図は、 その 11一 11線におけ る断面図であ る。 こ こ て、 実施例 1 に係る液晶表示装置の各部分と対応す る機能を
有する部分については同符号を付して、 それらの詳細な説明は省略す る。
こ の実施例に係る液晶表示装置においても、 垂直方向のデータ線 1 0 2 a , 1 0 2 1) · · · と、 水平方向のゲ一 ト.線 1 0 3 a , 1 0 3 b - , · とが格子状に配線されて区面形成された各画素領域 1 0 1 a a , 1 0 1 a b , 1 0 1 a c , 1 0 1 b a , l O l b b - * ' の う ち、 た とえば、 画素領域 1 0 1 b b (第 1 の面素領域) においては、 透明基 板 1 0 9 の表面側に T F T 1 0 8が形成されており、 それらの表面側 には、 シリ コ ン酸化膜からなる下展側展簡絶縁膜 1 1 3が堆積されて いる。 そして、 第 1 の接続孔 1 1 3 a を介して、 データ線 1 0 2 aが ソース 1 0 4に導電接続している。 さ らに、 それらの表面側には上展 側展間絶縁膜 1 1 5 も形成されており、 これらの第 1 および上展側厣 間絶縁膜 1 1 3 , 1 1 5を貫通する接続孔 1 1 5 aを介して、 遮光性 および導電性を有するク ロ ム層 1 1 6 b b (導電性遮光層) がド レイ ン 1 0 7 に導電接続している。 そして、 ド レイ ン 1 0 7を介して電位 が印加されるべき画素電極 1 0 6 は、 上屠側層間絶縁膜 1 1 5 の表面 側に形成されてク ロ ム層 1 1 6 b b に導電接続している。 こ こ で、 ク ロ ム層 1 1 6 b b は、 実施例 1 と同様に、 その外端緣 1 1 6 Xが面素 領域 1 0 1 b b と、 それに隣接する画素領域 1 0 1 a b , 1 0 1 a , 1 0 1 c b , l O l c b (第 2 の画素領域) との境界領域、 すなわち、 データ線 1 0 2 a , 1 0 2 bおよびゲー ト線 1 0 3 a , 1 0 3 bの形 成領域の直上に位置するよう に形成されており、 これらのデータ線 1 0 2 a , 1 ひ 2 bおよびゲー ト線 1 0 3 a , 1 0 3 b とは展間絶緣腠 1 1 3 , I 1 5 によって絶緣分離された状態にある。 さ らに、 ク ロム 屐 1 1 6 b b のような導電性遮光層は、 いずれの面素領域にもク ロ ム
層 1 1 6 a b , 1 1 6 b a ' · · と して形成さ れてい るが、 いずれの ク ロ ム層 も隣接する画素領域の ク ロ ム層 と は絶緣分離さ れた状態にあ る。 た とえば、 ク ロ ム展 1 1 6 b b は、 画素領域 1 0 l a b , 1 0 1 b a , l O l b c , l O l c b の各画素電極 1 0 6 と絶緣分離さ れた 状態にあ る。 こ のため、 ク ロ ム層 1 1 6 b b に は、 同 じ画素領域 1 0 1 b b の画素電極 1 0 6 を介 してのみ電位が印加される状態にあ る。 そ して、 データ線 1 0 2 a の表面側は、 屑間絶緣膜 1 1 5 およびク ロ ム層 1 1 6 b b , 1 1 6 b a の端部によ っ て覆われ、 デー タ線 1 0 2 a に印加された電位が、 その表面側の液晶に影響を及ぼすこ とがない よ う にな っている。
こ のよ う な構成の液晶表示装置において も、 実施例 1 に係る液晶表 示装置と同様に、 透明基扳 1 0 9 の側に、 マ ト リ ク スア レ イ に加えて その各画素領域の境界領域に対応 してブ ラ ッ ク マ ト リ ク ス 1 1 6 が形 成されている ため、 ブラ ッ ク マ ト リ ク ス 1 1 6 の幅を必要最小限の幅 に設定する こ とがで き る ので、 液晶表示装置の開口率が高い。 ま た、 ク ロ ム層 1 1 6 b b は、 同 じ画素領域 1 0 1 b b の画素電極 1 0 6 の みに導電接続してい る ため、 液晶表示装置の動作状態にかかわ らず、 ク ロ ム層 1 1 6 b b に は画素電極 1 0 6 の電位と同 じ電位が印加さ れ た状態にあ り 、 ク ロ ム層 1 1 6 b b の電位が、 画素電極 1 0 6 と共通 電極と の間に存在する液晶の配向状態を乱す こ とがない。 ま た、 いず れのク ロ ム層も画素領域毎に電気的に独立 しているため、 1 つの画素 領域 1 0 1 b bにおいて、 ク ロ ム層 とデー タ線な ど とが短絡 して も、 その影響が表示の点欠陥が発生する に止ま る ので、 液晶表示装置の信 頼性が高いま まである。
実施例 3_
第 5図は、 本発明の実施例 3 に係る液晶表示装置のマ ト リ ク スァ レ ィ の一部を示す平面図、 第 6図は、 その III一 III 線における断面図 である。 こ こで、 実施例 1 に係る液晶表示装置の各部分と対応する機 能を有する部分については同符号を付して、 それらの詳細な説明は省 酪する。
この実施例に係る液晶表示装置においても、 たとえば、 面素領域 1 0 1 b b (第 1 の面素領域) においては、 実施例 1 と同様に、 透明基 板 1 0 9 の表面側に形成された T F T 1 0 8 に対し、 データ線 1 0 2 a は下展側展間絶縁膜 1 1 3 の接続孔 1 1 3 aを介してソース 1 0 4 に導電接続している一方、 面素電極 1 0 6 は上層側層間絶縁膜 1 1 3 bを介して ドレイ ン 1 0 7 に導電接続している。 そして、 面素電極 1 0 6 には、 上展側展間絶縁膜 1 1 5 の表面側に形成されたク ロ ム展 1 1 6 1> 1)が、 接続孔 1 1 5 3 を介して導電接続している。
本例において、 ク ロ ム層 1 1 6 b b は、 その外端縁 1 1 6 がデー タ線 1 0 2 a およびゲー ト線 1 0 3 a を越えて、 隣接する画素領域 1 0 1 a , 1 0 1 c b の内側にまで拡張されている。 一方、 画素領域 1 0 1 b b における画素領域 1 0 1 b c , 1 0 1 a b との境界領域側 には、 ク ロ ム展 1 1 6 b bが形成されておらず、 ク ロ ム層 1 1 6 b b は、 隣合う境界領域上で L字状を呈している ft そ して、 面素領域 1 0 1 b b における面素領域 1 0 1 b c との境舁領域側には、 面素領域 1 0 1 b c に形成されたク ロ ム層 1 1 6 b c の端部がデータ線 1 0 2 b を越えて、 面素領域 1 0 1 b b の内側にまで拡張されている。 また、 面素領域 1 0 1 b b における画素領域 1 0 1 a b との境界領域側には、 面素領域 1 0 1 a b に形成されたク ロム層 1 1 6 a b の端部がゲー ト 1 0 3 bを越えて、 画素領域 1 0 1 b b ©内側にまで拡張されてい
一 1 る。 その結果、 画素領域 1 0 1 b b は、 それ自身に対応 して形成さ れ たク ロ ム層 1 1 6 b b と、 隣接する画素領域 1 0 1 b e , 1 0 1 a b に対応 して形成さ れた ク ロ ム層 1 1 6 b c , 1 1 6 a b と によ っ て区 画形成された状態にある。
本例においては、 こ れ らの ク ロ ム展 1 1 6 b b , 1 1 6 b c , 1 1 6 a b · · · が各画素領域 1 0 1 b b ' · ' を区画形成する状態にあ る こ とを利用 して、 ク ロ ム層 1 1 6 b b ' · ' をブ ラ ッ ク マ ト リ ク ス 1 1 6 と して利用する。
こ のため、 本例の液晶表示装置において は、 実施例 1 と同様に、 液 晶表示装置の開口率が高め られてお り 、 ま た、 ブ ラ ッ ク マ ト リ ク ス 1 1 6がフ ロ ーテ ィ ング状態にないので、 その電位が液晶の乱れを引き 起こ さ ない。 さ らに、 ブラ ッ ク マ ト リ ク ス 1 1 6 は画素領域毎に電気 的に独立した ク ロ ム眉 1 1 6 b b , 1 1 6 b c , 1 1 6 a b * ' - か ら構成されている ので、 ク ロ ム層 1 1 6 b b , 1 1 6 b c , 1 1 6 a b - · · の 1 つの画素領域における短絡の影響は表示の点欠陥に止ま る。
さ らに、 本例においては、 実施例 1 および実施例 2 の液晶表示装置 と異な り、 ク ロ ム層 1 1 6 b b , 1 1 6 b c , 1 1 6 a b ' - . の端 部同士がデータ線 1 0 2 a , 1 0 2 b - · · およびゲー ト 線 1 0 3 a 1 0 3 b . · ' 上で広い範囲にわた っ て近接配置さ れていない。 こ の ため、 ブ ラ ッ ク マ ト リ ク ス 1 1 6 を形成する プロ セ ス において、 通常 の精度をも って ク ロ ム層 1 1 6 b b , 1 1 6 b c , 1 1 6 a b · - - を形成 して も、 それ らが互いに短絡する こ と も ない。 さ ら に、 画素領 域 1 0 6 は層間絶緣膜 1 1 3 の表面上に形成さ れ、 ク ロ ム層 1 1 6 b , 1 1 6 b c: 1 1 6 a b · · - は層間絶緣膜 1 1 5 の表面上に形
成されている。 すなわち、 画素領域 1 0 6 と、 隣接する画素領域のク ロ ム展 l l 6 b b , 1 1 6 b c , 1 1 6 a b ' - ' とが異なる展上に 形成されているため、 それらを近接して配置しても、 短絡しあう こ と もない。 それ敌、 面素領域毎に電気的に独立したク ロム展 1 1 6 b b 1 1 6 b c , 1 1 6 a b · · ' からなるブラ ッ ク マ ト リ ク ス 1 1 6を 容易に形成する こ とができ る。
なお、 実施例 3 においては、 隣接する面素領域との境舁領域のう ち- 隣合う 2つの境界領域側に導電性遮光展としてのク ロ ム層 1 1 6 b b , 1 1 6 b c , 1 1 6 a b · · ' を配置し、 こ のク ロム展および他の 2 つの境界領域側で隣接する画素領域のク ロ ム展によって、 画素領域は 隣接する各面素領域から区画されている構成であつたが、 実施例 3 の 変形例と して、 第 7図に示すように、 ブラ ッ クマ ト リ クス 1 1 6を、 隣接する面素領域との境界領域のう ち、 対向する 2つの境界領域側に 導電性遮光展と してのク ロ ム展 1 1 8 a b , 1 1 8 b c , 1 1 9 a b , 1 1 9 b c · · · を隣接する画素領域毎に属する方向を変えて形成し たものであってもよい。 この場合には、 各ク ロム展 1 1 8 a b , 1 1 8 b c , 1 1 9 a b , 1 1 9 b c ' - ' は、 それぞれ図中の 「→」 で 示す方向の面素領域 1 O l a a , 1 0 1 a b , l O l a c - - ' の面 素電極に導電接続した構造となる。
こ こで、 液晶表示装置を構成する各要素の形状、 構造、 材質などは、 製造すべき液晶表示装置のサイ ズ、 用途などによって、 所定の条件に 設定されるべき性質のものであり、 限定のないものである。
また、 いずれの実施例においても、 ブラ ックマ ト リ クスを構成する 導電性遮光屠にク ロ ム層を用いたが、 その材質には限定がなく、 導電 性および遮光性を有する材料であれば、 チタ ンゃアルミ ニゥ ム とい つ
た金属層, シ リ コ ン展, モ リ ブデ ン シ リ サ イ ドゃタ ングス テ ン シ リ サ ィ ド と い っ た シ リ サ イ ト 化合物な どを用い る こ と もで き る。
実施例 4
第 8 図は、 本発明の実施例 4 に係る液晶表示装置に用いたァ ク テ ィ ブマ ト リ タ ス基板の一部を示す概略平面図、 第 9 図は、 その IV— IV線 における断面図である。
本例の液晶表示装置において も、 実施例 1 に係る液晶表示装置と同 様に、 垂直方向のデータ線 2 0 2 a , 2 0 2 b - · · (信号線) と、 水平方向のゲー ト線 2 0 3 a > 2 0 3 1) · · · (走査線) とが格子状 に配置され、 それらの間に各画素領域 2 0 1 a a , 2 0 1 a b , 2 0 1 a c · · · が区画形成されてお り 、 以下に画素領域 2 0 1 b b (第 1 の画素領域) を例に と って、 その構造を説明する。 こ こ で、 第 9 図 に示す対向基板 2 3 0 の側に は、 カ ラ ー表示可能とする ためのカ ラ ー フ ィ ルタ 2 3 2 , 共通電極 2 3 3 および対向基板側配向膜 2 3 4 が形 成されている。 ま た、 対向基板 2 3 0 の側に は、 対向基板側ブ ラ ッ ク マ ト リ ク ス 2 3 1 が形成されてい るが、 本例の液晶表示装置において は、 後述する とおり 、 ア ク テ ィ ブマ ト リ ク ス基板の側に もブ ラ ッ ク マ ト リ タ スが形成されており 、 対向基板側ブ ラ ッ ク マ ト リ ク ス 2 3 1 は、 ァ ク テ ィ ブマ ト リ ク ス基板の側のブ ラ ッ ク マ ト リ ク スを補完する目的 に設け られている。
第 8 図に示すよ う に、 画素領域 2 0 1 b b (第 1 の画素領域) に は 画素領域 2 0 1 a b , 2 0 1 b a , 2 0 1 c b , 2 0 1 b c (第 2 の 画素領域) が隣接してお り 、 画素領域 2 0 1 b b において は、 デー タ 線 2 0 2 a が導電接続する ソ ース 2 0 4 、 ゲー ト線 2 0 3 b が導電接 続するゲー ト 電極 2 0 5 および画素電極 2 0 6 が導電接続す る ド レ イ
ン 2 0 7 によ って、 T F T 2 0 8 が構成されている。 こ こで、 面素電 極 2 0 6 は、 導電性および光透過性の材料と しての I T Oからなる透 明電極であって、 画素領域 2 0 1 b bの略全面にわた って形成されて おり、 その端部がデータ線 2 0 2 a , 2 0 2 bおよびゲー ト線 2 0 3 a , 2 0 3 bの直上に位置するまで拡張されている。 そ して、 いずれ の面素電極 2 0 6 も前段のゲー ト線 2 0 3 a の側に広い重なり面積を 有している。
この T F T 2 0 8 の断面構造は、 第 9図に示すように、 液晶表示装 置全体を支持する透明基板 2 0 9 の表面側に多結晶シ リ コ ン層 2 1 0 が形成されており、 この多結晶シリ コ ン展 2 1 0 には、 真性の多結晶 シ リ コ ン領域であるチ ャ ネル領域 2 1 1 を除いて、 n型の不純物と し ての リ ンが導入されてソ 一ス 2 0 4:および ド レイ ン 2 0 7 が形成され ている。 この T F T 2 0 8 の表面側には、 シ コ ン酸化膜からなる下 層衝展間絶縁膜 2 1 3が堆積されており、 それには第 1 の接続孔 2 1 3 aが開口され、 こ の第 1 の接続孔 2 1 3 aを介して、 アルミ ニウ ム 展からなるデータ線 2 0 2 a がソ ース 2 0 4に導電接続している。
さ らに、 本例の液晶表示装置においては、 下屑側層間絶縁膜 2 1 3 の表面側に、 上展側展間絶縁膜 2 1 5が形成されており、 この上展側 層藺絶緣膜 2 1 5および下層側展間絶縁膜 2 1 3 には第 2 の接続孔 2 1 5 a が開口されている。 そ して、 第 2 の接続孔 2 1 5 aを介して面 素電極 2 0 &がド レ イ ン 2 0 7 に導電律続している。 こ こで、 画素電 極 2 0 6 は、 面素領域 2 0 1 b b とそれに隣接する面素領域 2 0 1 a b , 2 0 1 b a , 2 0 1 b c , 2 0 1 c b との境界領域において、 そ の外嬙縁 2 0 6 Xがデータ線 2 0 2 a , 2 0 2 bおよびゲー ト線 2 0 3 a , 2 ひ S bの直上に位置するように形成されている。
ま た、 本例の液晶表示装置において は、 上層側層間絶縁膜 2 1 5 の 表面側であ って画素電極 2 0 6 の下層側に は、 遮光性および導電性を 備え るモ リ ブデ ン シ リ サ イ ド展 2 1 6 b b (導電性遮光層) が形成さ れてお り 、 こ のモ リ ブデ ン シ リ サ イ ド層 2 1 6 b b は、 画素領域 2 0 l b b と、 それに隣接する画素領域 2 0 1 a b , 2 0 1 b a , 2 0 1 c b , 2 0 1 b c と の境界領域において、 その外端縁 2 1 6 X がデー タ線 2 0 2 a > 2 0 2 b およびゲ 2 ー ト 線 2 0 3 a , 2 0 3 b の直上に 位置する よ う に形成されて、 しかも、 画素電極 2 0 6 の外端縁 2 0 6 X と一致 している。 こ こ で、 モ リ ブデ ン シ リ サ イ ド層 2 1 6 b b のよ う な導電性遮光層は、 いずれの画素領域に も同様に形成さ れてい るが 隣接する画素領域 2 0 1 a b , 2 0 1 b a , 2 0 1 c b , 2 0 1 b c のいずれのモ リ ブデ ン シ リ サ イ ド層 2 1 6 a b , 2 1 6 b a , 2 1 6 c b , 2 1 6 b c の外端緣 2 1 6 x と も、 モ リ ブデ ン シ リ サ イ ド暦 2 1 6 b b は、 データ線 2 0 2 a , 2 0 2 b およびゲー ト線 2 0 3 a , 2 0 3 b の直上位置で絶緣分離された状態にあ る。 従っ て、 モ リ ブデ ン シ リ サイ ド層 2 1 6 b b は、 同 じ画素領域 2 0 1 b b の画素電極 2 0 6 から電位が印加される こ とがあ って も、 他の画素領域の画素電極 から電位が印加さ れない状態にあ る。 加えて、 データ線 2 0 2 a の表 面側略全体は、 層間絶緣膜 2 1 5 , モ リ ブデ ン シ リ サ イ ド層 2 1 6 b b , 2 1 6 b a の端部および画素電極 2 0 6 の端部によ って覆われて いる ため、 データ線 2 0 2 a に印加さ れた電位が、 その表面側の液晶 に対 して影響を及ぼす こ と も ないよ う にな っ ている。
こ のよ う な構成を も っ て、 透明基板 2 0 9 の表面側に形成さ れたァ ク テ ィ ブマ ト リ ク ス に は、 画素電極 2 0 6 およびモ リ ブデ ン シ リ サ イ ド餍 2 1 6 b b の表面側に配向膜 2 2 0 が形成さ れた状態で 、 対向基
扳 2 3 0 との間には液晶が充塡されて、 液晶の配向を利用した表示が 可能になる。
このような構成の液晶表示装置においては、 各モリ ブデンシリサイ ド展 2 1 6 b b , 2 1 6 a b , 2 1 6 b a - , * をブラ ッ ク マ ト リ ク ス 2 1 6 として利用するため、 データ線およびゲー ト線が遮光性を有 していれば対向基板 2 3 0 の側にブラ ッ クマ ト リ タ スを必要としない か、 あるいは、 データ線またはゲー ト線が遮光性を有していなければ、 第 9図に示す対向基板側ブラ ッ ク マ ト リ クス 2 3 1 のよ う に、 補完的 に形成するだけでよ く、 2枚の透明基板を対向させるときの位置合わ せ精度を考慮して、 ブラ ッ クマ ト リ ク ス 2 1 6または対向基板側ブラ ッ クマ ト リ ク ス 2 3 1 の幅を不必要に広 くする必要がない。 こ こで、 各モ リ ブデンシ リ サイ ド層 2 1 6 b b , 2 1 6 a b · · · は、 面素領 壊 2 0 1 b b , 2 0' 1 a b · - - と同一の透明基板 2 0 9 の表面側に つく り込まれているため、 位置関係の精度が高く、 データ線 2 0 2 a , 2 0 2 b - - - およびゲー ト線 2 0 3 a , 2 0 3 bなどの幅に対応さ せて、 最小限の幅に設定できるので、 液晶表示装置の開口率を高く す る こ とができ る。 また、 モ リ ブデ ンシ リ サイ ド展 2 1 6 b b の電位は、 常に面素電極 2 0 6 と同じ電位が印加される状態にあるため、 モリ ブ デン シ リサイ ド層 2 1 6 b bの電位が液晶の配向状態を乱すことがな いので、 高い表示品質が得られる。
しかも、 面素電極 2 0 6およびブラ ッ クマ ト リ ク ス 2 1 6のいずれ もが電極と して作用 しても、 画素電極 2 0 6 の外周範囲とブラ ッ ク マ ト リ ク ス 2 1 6 の外周範囲とを一致させるこ とができるので、 これら の電極からの電位のまわり込むこ とによ って液晶の配向が乱れる領域 f リ ノ';ースチル ト ドメ イ ン領域) をブラ ッ クマ ト リ ク ス 2 1 Sで確宾
に覆う こ とができ る。 さ らに、 ブラ ッ ク マ ト リ ク ス 2 1 6 は、 画素領 域毎に電気的に独立した状態のモ リ ブデ ン シ リ サイ ド層 2 1 6 b b ·
• - によ っ て構成されてい る ため、 た とえば、 画素領域 2 0 1 b b に おいて、 モ リ ブデ ン シ リ サ イ ド餍 2 1 6 b b とデータ線 2 0 2 a とが 短絡状態にあっても、 こ の画素領域 2 0 1 b b の点欠陥のみに止ま る ので、 液晶表示装置の信頼性も高い。
さ らに、 液晶表示装置の高精細化に伴って、 画素領域 2 0 1 b b は 微細化されているため、 画素領域 2 0 1 b b における表示容量が減少 し、 オ フ抵抗の高い T F T 2 0 8 を構成 して リ ーク電流を小さ く して も、 ゲー ト線 2 0 3 b の非選択期間内に表示電圧が低下し、 表示の保 持特性が低く なりやすい傾向がある。 しかしながら、 本例の液晶表示 装置においては、 画素電極 2 0 6 の端部が前段のゲ一 ト線 2 0 3 a の 上方に位置し、 それらの間で電荷蓄積容量を形成している。 こ のため 画素領域 2 0 1 b bの選択期間中は、 前段のゲー ト線 2 0 3 a が非選 択期間で、 ゲー ト線 2 0 3 a には基準電位が印加されている こ とを利 用 して、 電荷蓄積容量に電荷を蓄積し、 画素領域 2 0 1 b b の液晶印 加電圧の保持特性を向上する こ と もでき る。
つぎに、 第 1 0図 ( a ) 〜 ( c ) に示す領域のう ちの左側領域を参 照して、 本例の液晶表示装置の製造方法の一部を説明する。 第 1 0図
( a ) 〜 ( c ) は、 本例の液晶表示装置の製造方法の一部を示す工程 断面図である。
こ こで、 第 1 0図 ( a ) に示すよ う に、 透明基板 2 0 9 の上に T F T 2 0 8を形成するまでの工程については、 周知の方法を採用でき る ので、 それらの説明は省略するが、 T F T 2 0 8 を形成した後に、 ま ず、 下層側層間絶縁膜 2 1 3 を形成する。 つぎに 、 第 1 の接続孔 2 1
3 aを形成し、 そこにアル ミ ニ ウ ム屠からなるデータ線 2 0 2 aを形 成して、 データ線 2 0 2 a を T F T 2 0 8 のソ ース 2 0 4 に導電接続 する。 つぎに、 下展側展間絶緣膜 2 1 3 の表面側に上展側層間絶緣膜 2 1 5を形成した後に、 こ の上層側層間絶緣膜 2 1 5 に第 2 の接続孔 2 1 5 aを形成する。
つぎに、 モ リ ブデ ン シ リ サ イ ド層を堆積した後に、 第 1 0図 ( b ) に示すよう に、 それをパターニングして、 モ リ ブデンシリサイ ド展 2 1 6 a を形成する。 この状態では、 まだ、 モ リ ブデンシリ サイ ド展 2 1 6 a は、 ブラ ッ クマ ト リ クス 2 1 6を構成するバターンにまでバタ 一ユングされた状態にない。
つぎに、 モ リ ブデン シ リ サイ ド展 2 1 6 a の表面側に I T 0展 2 0 6 aを形成した後に、 まず、 I T O展 2 0 6 aをパターユングして、 第 1 0図 ( c ) に示すよ うに、 画素電極 2 0 &を形成する。 その後に、 面素電極 2 0 6をパターユング形成したときのマスクをそのまま利用 して、 または、 面素電極 2 0 6 自身をマスク と してモ リ ブデンシリサ ィ ド展 2 1 6 aをパターユングして、 ブラ ッ クマ ト リ スク 2 1 6を構 成すべきモ リ ブデンシリ サイ ド展 2 1 6 b bを形成する。 このように、 面素電極 2 0 6およびモ リ ブデンシ 1 /サイ ド展 2 1 6 b bのう ちの下 展側にある展に対するパターニ ング工程では、 上層側にある層の外端 緣または上層側にある層のパターユングに用いたマスクをマスク と し てパターユングを行う。
その結果、 面素電極 2 0 6 の外端緣 2 0 6 X とモ リ ブデン シ リ サイ ド層 2 1 6 b b の外嬙緣 2 1 6 X とは一致し、 いずれもデータ線 2 0 2 a の直上位置にある搆造となる。 なお、 以降の工程については、 周 知の工程を採用でき るので、 その説明を省略する。
以上の とお り 、 本例に係る液晶表示装置の製造方法によれば、 画素 電極 2 0 6 をパタ ーユ ング形成する と き に は、 その下層側に はモ リ ブ デ ン シ リ サイ ド展 2 1 6 a があ っ て下層側が保護さ れている。 こ のた め、 I T O展 2 0 6 a をパタ ーユ ングする のに塩素系のエ ッ チ ヤ ン ト を使用 した と き に、 上層側眉間絶縁膜 2 1 5 に ピ ッ ト な どがあ っ て も エ ツ チ ヤ ン ト によ って下層側にあ る アル ミ ユ ウ ム層で構成さ れたデ一 タ線 2 0 2 a が侵さ れる こ とがない。 こ のため、 データ線 2 0 2 a に 断線な どが発生 しないので、 液晶表示装置の信頼性が向上する。
なお、 第 1 0 図 ( a ) 〜 ( c ) に示す領域の う ち、 右側領域に示す 工程断面図は、 上記の製造方法に対する変形例であ る。
すなわち、 第 1 0 図 ( b ) に示すよ う に、 第 2 の接続孔 2 1 5 a の 内部には、 モ リ ブデ ン シ リ サ イ ド展 2 1 6 a を残 した状態に してあ る , こ のため、 第 1 0 図 ( c ) に示すよ う に、 画素電極 2 0 6 を形成 した 後において、 I T 0層からなる画素電極 2 0 6 は、 モ リ ブデ ン シ リ サ ィ ド展 2 1 6 b b を介 して シ リ コ ンか ら な る ド レ イ ン領域 2 0 7 に導 電接続する こ と になるため、 画素電極 2 0 6 と ド レ イ ン領域 2 0 7 と を直接的に接続した場合に比 して、 そ こ での接触抵抗を低減する こ と もでき、 表示品質の向上を図る こ と もで き る。
なお、 図 1 0 ( a ) 〜 ( c ) の左側領域および右側領域のいずれの 側に示す製造方法で形成さ れたァ ク テ ィ ブマ ト リ ク ス基板も、 画素領 域 2 0 6 がブラ ッ ク マ ト リ ク ス 2 1 6 の上層側にあ る構造であ るが、 こ れに限 らず、 画素領域 2 0 6 と ブ ラ ッ ク マ ト リ ク ス 2 1 6 と の上限 蘭係が逆の構造にする こ と も可能である。
実施例 5
第 1 1 図は、 本発明の実施例 5 に係る液晶表示装置に用 いたァ ク テ 新た な 用 紙
イ ブマ ト リ ク ス基板の一部を示す概略平面図、 第 1 2図は、 その ' — V線における断面図である。 こ こで、 第 8図および第 9図に示した実 施例 4に係る液晶表示装置の各部分と対応する機能を有する部分につ いては同符号を付して、 それらの詳細な説明は省略する。
本例の液晶表示装置においても、 画素領域 2 0 1 b b (第 1 の面素 領域) には、 面素領域 2 0 1 a b , 2 0 1 b a , 2 0 1 c b , 2 0 1 b c (第 2の面素領域) が隣接している。 こ こで、 画素領域 2 0 l b bには、 ソ ース 2 0 4 , ゲー ト電極 2 0 5および ド レ イ ン 2 0 7 によ つて、 T F T 2 0 8が構成されており、 この TF T 2 0 8の表面側に は、 シ リ コ ン酸化膜からなる下層側層藺絶縁膜 2 1 3が堆積されてい る。 この下展側展間絶録膜 2 1 3には第 1 の接檨孔 2 1 3 aおよび第 2の接続孔 2 1 3 bが開口され、 その う ちの第 1の接続孔 2 1 3 aを 介して、 アルミ ニウ ム展からなるデータ線 2 0 2 aがソ ース 2 0 4に 導電接続し、 第 2の接続孔 2 1 3 bを介しては I T 0展からなる面素 電極 2 0 6がド レ イ ン 2 0 7 に導電接続している。
こ こで、 面素電極 2 0 6 は、 面素領域 2 0 1 b b と、 それに隣接す る面素領域 2 0 1 a b , 2 0 1 a , 2 0 1 b c , 2 0 1 c b との境 界領域の近傍にまで形成されて、 その外端緣 2 0 6 Xは、 データ線 2 0 2 a , 2 0 2 bおよびゲー ト線 2 0 3 a , 2 0 3 bの形成位置から 内側にある。 また、 本例の液晶表示装置においても、 面素電極 2 0 6 の表面側に遮光性および導電性を備えるモ リ ブデン シ リサイ ド層 2 1 6 b b (導電性遮光層) を有し、 このモ !;ブデン シ リサイ ド層 2 1 6 b b も、 面素領域 2 0 1 b b と、 それに隣接する画素領域 2 0 1 a b , 2 0 1 b a , 2 0 1 b c , 2 0 1 c b との境界領域の近傍にまで形成 されて、 その外嬙緣 2 1 6 x 、 データ線 2 0 2 a : 2 0 2 bおよび
ゲー ト線 2 0 3 a , 2 0 3 b の形成位置か ら内側にあ っ て、 画素電極 2 0 6 の外端緣 2 0 6 X と一致 してい る。 こ こ で、 モ リ ブデ ン シ リ サ ィ ド層 2 1 6 b b の幅について は、 画素領域 2 0 1 b b において液晶 の配向に乱れが生 じやすい側の幅を太 く し、 乱れが生 じに く い側の幅 を狭 く する こ とが好ま しい。 そ こ で、 本例の液晶表示装置において、 データ線 2 0 2 a の側でデー タ線 2 0 2 a の電荷の影響によ っ て液晶 の配向が乱れる リ バー ス チル ト ド メ イ ン領域を遮光する 目的に、 モ リ
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ブデ ン シ リ サ イ ド層 2 1 6 b b のデー タ線 2 0 2 a の側の幅 W 1 は、 データ線 2 0 2 b の側の幅 W 2 に比 して太 く なるよ う に設定 し、 ァ ラ ィ メ ン ト ずれが発生 して も、 確実に リ バー ス チル ト ド メ イ ン領域を覆 う こ と によ って、 表示の品位を高 く 維持する一方、 開口率の低下を最 小限に抑え るよ う に してあ る。
こ のよ う な構成の液晶表示装置において も、 各モ リ ブデ ン シ リ サ イ ド層 2 1 6 b b ' ' ' をブ ラ ッ ク マ ト リ ク ス と して利用するため、 透 明基板 2 0 9 の側に構成さ れたア ク テ ィ ブマ ト リ ク ス基板の側と、 対 向基板 2 3 0 の側とを対向させる と き に、 モ リ ブデ ン シ リ サ イ ド層 2 1 6 b b が対向基板側ブラ ッ ク マ ト リ ク ス 2 3 1 の位置合わせにおけ るマー ジ ン とな って、 位置合わせ精度が問題にな らない。 ま た、 モ リ ブデ ン シ リ サ イ ド層 2 1 6 b b の電位は、 画素電極 2 0 6 と同 じ電位 が印加さ れた状態にあ る ため、 液晶の配向状態を乱す こ とがないので 高い表示品質が得 られる。 ま た、 ブ ラ ッ ク マ ト リ ク ス 2 1 6 は、 画素 毎に電気的に独立 した状態のモ リ ブデ ン シ リ サ イ ド層 2 1 6 b b - - - によ っ て構成されている ため、 画素領域 2 0 1 b b において、 モ リ ブデ ン シ リ サ イ ド層 2 1 6 b b とデータ線 2 0 2 a とが短絡状態にあ つ て も -、 こ の画素領域 2 0 1 b b のみの表示の点欠陥に止ま る のて -.
液晶表示装置の信頼性も高い。
つぎに、 第 1 3図 ( a ) 〜 ( d ) に示す領域のう ちの左側領域を参 照して、 本例の液晶表示装置の製造方法の一部を説明する。 第 1 3図 ( a ) ~ C d ) は、 本例の液晶表示装置の製造方法の一部を示す工程 断面図である。
こ こで、 第 1 3図 ( a ) に示すように、 透明基板 2 0 9の上に T F T 2 0 8を形成するまでの工程については、 周知の方法を採用できる ので、 それらの説明は省略するが、 T F T 2 0 8を形成した後には、 まず、 下層刨展間 ί色緣膜 2 1 3を堆積した後に、 下展側層間絶緣膜 2 1 3に第 1の接続孔 2 1 3 aおよび第 2の接続孔 2 1 3 bを形成する。 つぎに、 面素電桎 2 0 6を形成すべき I T O層 2 0 6 aをスパッタ形 成する。
つぎに、 第 1 3図 ( b ) に示すよ う に、 モ リ ブデンシ リ サイ ド層 2 1 6 aを堆積した後に、 モ リ ブデンシ リ サイ ド展 2 1 6 a のみをパタ 一ユ ングする。 こ の状態では、 ま だ、 モ ブデン シ リ サイ ド展 2 1 6 a は、 ブラ ックマ ト リ ク ス 2 1 6を構成するパター ンにまでパター二 ングされていない状態である一方、 I T 0展 2 0 6 a も、 面素電極 2
0 6を構成するパター ンにパターユングされていない状態である。
つぎに、 第 1 3図 ( c ) に示すように、 I T O展 2 0 6 aをパター ユ ングするに先立って、 モ リ ブデンシ リ サイ ド展 2 1 6 a の端縁をパ タ ーニ ングして、 ブラ ッ ク マ ト リ ク スを構成するモ リ ブデ ン シ リ サイ ド屠 2 1 6 b bを形成した後に、 そのまま同じマスクを利用して I T 0展 2 0 6 aをパターユ ング して画素電極 2 0 6を形成する。 こ こで、 エ ッチ ング精度を高く確保する目的に、 モ リ ブデンシ リサイ ド層 2 1 6 aに対しては C F 4 ガスによ ってプラ ズマエ ッ チ ングを施す一方、
1 T 0展 2 0 6 a に対 しては、 モ リ ブデ ン シ リ サ イ ド層 2 1 6 a に対 するプラ ズマエ ッ チ ングに引 き続いて、 C H 4 ガス と H 2 ガス と の混 合ガスを用いて異方性 ド ラ イ エ ッ チ ングを施す。 その結果、 画素電極
2 0 6 およびモ リ ブデ ン シ リ サ イ ド屑 2 1 6 b b の外端縁 2 0 6 χ , 2 1 6 x は、 いずれも、 画素領域 2 0 1 b b と、 それに隣接する画素 領域 2 0 1 a b , 2 0 1 b a , 2 0 1 b c , 2 0 1 c b と の境界領域 の近傍において一致する構造と な る。 なお、 C F 4 ガス によ るプラ ズ マエ ッ チ ングは、 モ リ ブデ ン シ リ サ イ ド展 2 1 6 a に代えて、 モ リ ブ デ ン シ リ サイ ド展ゃタ ングステ ン シ リ サ イ ド層を採用 して も同様に行 なえる。
つぎに、 データ線 2 0 2 a , 2 0 2 bを構成すべき アル ミ ニ ウ ム層 を形成した後に、 第 1 3図 ( d ) に示すよ う に、 パタ ーユ ングを行つ て、 データ線 2 0 2 a を形成する。
以降の工程について は、 周知の工程を採用で き るので、 それ ら の説 明は省略する。
以上の とおり、 本例に係る液晶表示装置の製造方法によれば、 面素 電極 2 0 6 およびブラ ッ ク マ ト リ ク ス 2 1 6 がいずれも電極と して作 用 して も、 画素電極 2 0 6 の外周範囲と ブ ラ ッ ク マ ト リ ク ス 2 1 6 の 外周範囲とを一致させる こ とがで き ので、 こ れ ら の電極か らの電位が 液晶に及ぼす配向の乱れをブラ ッ ク マ ト リ ク ス 2 1 6 で確実に覆う こ とがで き る。
なお、 第 1 3図 ( a ) 〜 ( d ) に示す領域の う ちの右側領域に示す 工程断面図は、 上記の製造方法に対する変形例であ る。
すなわち、 第 1 3図 ( b ) に示すよ う に、 下屑側層間絶緣膜 2 1 3 を形成した後の領域 a — 1 および領域 a - 2 において、 下層側層間絶 な 用紙
縁膜 2 1 3 の表面側に I T O屑 2 0 6 aを形成した後に、 第 1 の接続 孔 2 1 3 a および第 2 の接続孔 2 1 3 bを形成する。
つぎに、 第 1 3図 ( b ) に示すように、 モリ ブデンシリサイ ド展 2 1 6 aを形成する。 その結果、 T F T 2 0 8 のソース 2 0 4および ド 5 レイ ン 2 0 7 にモ リ ブデン シ リ サイ ド展 2 1 6 aが導電接続する状態 になる。
つぎに、 第 1 3図 ( c ) に示すよ う に、 モ リ ブデン シ リ サイ ド S 2 1 6 a をパターユングして、 ブラ ッ クマ ト リ クス 2 1 6を構成するモ リ ブデンシ リサイ ド展 2 1 6 b bを形成する とともに、 領域 c一 1 ,
0 c — 2 においては、 第 1 の接続孔 2 1 3 a , 2 1 3 bの内部にモリ ブ デンシ リサイ ド展 2 1 6 b , 2 1 6 cを残す。 その後に、 モリ ブデン シ リ サイ ド展 2 1 6 b bの端部をマスク と して利用し、 I T O展 2 0 6 aをパターユングして面素電極 2 0 6を形成する。 その結果、 面素 電極 2 0 6およびモ リ ブデ ン シ リ サイ ド展 2 1 6 b bの外端縁 2 0 6
; X , 2 1 6 x は、 いずれも、 面素領域 2 0 1 b b と、 それに隣接する 面素領域 2 0 1 a b , 2 0 1 b a , 2 0 1 b e , 2 0 1 c b との境界 領域の近傍において一致する構造となる。
しかる後に、 第 1 3図 ( d ) に示すように、 領域 d— 1 のモリ ブデ ンシ リサイ ド展 2 1 6 bの表面側にデータ線 2 0 2 aを形成し、 デー
, タ線 2 0 2 aがモ リ ブデ ン シ リ サイ ド展 2 1 6 bを介してソース 2 0 に導電接続する構造とする。
¾降の工程については、 周知の工程を採用できるので、 それらの説 明は省略する。
このような製造方法によれば、 アルミ ニゥム屠たるデータ線 2 0 2 a は、 シ リ コ ンからなる ソ ース 2 0 4に対してモ リ ブデ ン シ リ サイ ド 新たな用
展 2 1 6 b を介して接続する ので、 ア ル ミ ニ ウ ム と の共晶反応によ つ てシ リ コ ンがく われる こ とを防止でき るため、 薄い シ リ コ ン薄膜から T F T 2 0 8 を形成でき るので、 その〇 N / O F F比を向上する こ と ができ る。
5 また、 図 1 3 ( d ) における領域 d _ 2 においては、 I T〇層から なる画素電極 2 0 6 と シ リ コ ンからな る ド レ イ ン 2 0 7 とがモ リ ブデ ン シ リ サイ ド餍 2 1 6 c を介して導電接続しているため、 画素電極 2 0 6 と ド レイ ン 2 0 7 とを直接的に接続した場合に比してその接触抵 抗を低減する こ ともでき、 表示品質の向上を図る こ と もでき る。
, ο なお、 図 1 3 ( a ) 〜 ( d ) の左側領域および右側領域のいずれの 側に示す製造方法においても、 画素領域 2 0 6 がブラ ッ ク マ ト リ ク ス 2 1 6 の下展側にある場合について説明したが、 これに限らず、 逆の 構造にする こ とも可能である。
実施例 6
1 5 第 1 4図は、 本発明の実施例 4 に係る液晶表示装置に用いたァ ク テ イ ブマ ト リ ク ス基板の一部を示す概略平面図、 第 1 5図は、 その V I— V I線における断面図である。
本例の液晶表示装置は、 その基本的な構造が実施例 4 に係る液晶表 . 示装置と同様であって、 アク テ ィ ブマ ト リ ク ス基板の側と、 対向基板 2 0 の側との間に充填する液晶の種類のみが異なるため、 対応する部分に は同符号を付してそれらの詳細な説明は省略する。
これらの図において、 本例の液晶表示装置も、 実施例 4 に係る液晶 表示装置と同様に、 画素領域 2 0 1 bには、 画素電極 2 0 6 の表面 側に遮光性および導電性を備えるモ リ ブデ ン シ リ サイ ド層 2 1 6 b b 2 5 (導電性遮光層) を有し、 こ のモ リ ブデ ン シ リ サ イ ド層 2 1 6 b b は、 新たな用紙
画素領域 2 0 1 b b と、 それに隣接する面素領域 2 0 1 a b , 2 0 1 b a , 2 0 1 b c , 2 0 l c b との境界領域にあって、 その外端縁 2 I 6 xは、 データ線 2 0 2 a , 2 0 2 bおよびゲー ト線 2 0 3 a , 2 0 3 bの直上において、 画素電極 2 0 6の外端緣 2 0 6 x と一致して いる。
このような構成のアクテ ィ ブマ ト リ クス基板に対しては、 対向基板 2 3 0が対向するよ うに配置され、 これらの基板の間には液晶 2 1 が充塡される。 こ こ で、 本例の液晶表示装置においては、 ポ リ マー分 散型液晶が充锾されているので、 アクティ ブマ ト リ クス基板および対 向基板 2 3 0の表面側には配向膜が形成されていない。 。 その他の構 成については、 実施例 4に係る液晶表示装置と同様である。
本例の液晶表示装置においても、 実施例 4に係る液晶表示装置と液 晶の種類は異なるが、 その各モリ ブデンシリ サイ ド展 2 1 6 b b , 2 1 6 a b , 2 1 6 b a - · · をブラ ッ クマ ト リ ク ス 2 1 6 と して利用 するため、 対向基板 2 3 0の側にブラ ッ クマ ト リ クスを必要と しない か、 あるいは、 第 1 5図に示すよう に、 対向基板側ブラ ックマ ト リ ク ス 2 3 1を補完的に形成するだけでよいので、 2枚の透明基板を対向 させるときの位置合わせ精度が問題にならない。 従って、 ブラ ッ クマ ト リ クス 2 1 6および対向基板倒ブラ ッ クマ ト リ クス 2 3 1 の幅に不 必要にマージンを設ける必要がないので、 液晶表示装置の開口率を高 く する こ とができるなど、 実施例 4に係る液晶表示装置と同様な効果 を奏する。
実施例 7
第 1 6図は、 本癸明の実施例 7 に係る液晶表示装置に用いたァ ク テ イ ブマ ト リ クス基板の一部を示す概略平面図、 第 1 7図は、 そ の VII
-VII 線における断面図である。
本例の液晶表示装置において も、 垂直方向のデー タ線 3 0 2 a , 3 0 2 1) · · · (信号線) と、 水平方向のゲー ト線 3 0 3 a , 3 0 3 b
- - · (走査線) と によ っ て区画形成さ れた画素領域のいずれの画素 領域において も、 画素領域 3 0 1 b b (第 1 の画素領域) のよ う に、 データ線 3 0 2 a が導電接続する ソ ー ス 3 1 1 a 、 ゲー ト 線 3 0 3 b ' が導電接続するゲ— ト 電極 3 0 5、 および画素電極 3 0 6 が導電接続 する ド レ イ ン 3 1 1 b によ っ て、 T F T 3 0 8 が構成さ れてい る。 こ こ で、 T F T 3 0 8 は、 機能的に は実施例 1 の液晶表示装置の T F T
! 0 な ど と同様であ るが、 本例の液晶表示装置において は、 いわゆる逆ス タ ガ型 T F Tと して構成されてい る。 すなわち、 液晶表示装置全体を 支持する透明基板 3 0 9 の表面側に絶緣膜が形成されてお り 、 その表 面にゲ一 ト電極 3 0 5が形成されてい る。 さ ら に、 それ ら の表面側に は、 ゲー ト 電極絶緣膜 3 0 5 a , ノ ン ドー プのア モルフ ァ ス シ リ コ ン
I 5 層 3 1 0 および n型不純物が導入さ れたア モ ルフ ァ ス シ リ コ ン層 ( ソ ー ス 3 1 1 a , 3 1 1 b ) が形成され、 こ の ア モルフ ァ ス シ リ コ ン層
(ソ ー ス 3 1 1 a , 3 1 1 b ) に対 して、 ソ ー ス電極 3 0 4 a および ド レ イ ン電極 3 0 7 a が形成されてい る。 その う ち、 ド レ イ ン電極 3 0 7 a に対 して は、 .層間絶縁膜 3 1 3 を介 して、 画素電極 3 0 6 が導
2 ϋ 電接続してい る。
さ ら に、 本例の液晶表示装置において も、 層間絶縁膜 3 1 3 の表面 側において、 面素電極 3 0 6 の下層側に遮光性および導電性を備え る モ リ ブデ ン シ リ サ'イ ド層 3 1 6 b b (導電性遮光層) を有 し、 こ のモ リ ブデ ン シ リ サ イ ド層 3 1 6 b b は、 画素領域 3 0 1 b b と、 それに 隣接する画素領域 S O l a b , 3 0 1 b a . 3 0 1 b e , 3 0 1 c b
との境界領域にあって、 その外端縁 3 0 6 X は、 データ線 3 0 2 a , 3 0 2 bおよびゲー ト線 3 0 3 a , 3 0 3 b の直上に位置するよう に 形成されている。 こ こで、 モ リ ブデ ン シ リ サイ ド層 3 1 6 b b のよ う な導電性遮光展は、 いずれの画素領域にも同様に形成されているが、 いずれも隣接する面素領域の画素電極およびモ リ ブデンシ リ サイ ド展 とは絶縁分離された状態にある。 その他の構成については、 実施例 4 に係る液晶表示装置と同様であるため、 対応する部分には同符号を付 してそれらの説明は省略する。
こ のよ うな構成の液晶表示装置においては、 実施例 4に係る液晶表 示装置と、 T F T 3 0 8 の構造の差に起因する構造的な差異はあるも のの、 その表示の原理は同様であるため、 実施例 4に係る液晶表示装 置と同様な効果を奏する。 たとえば、 各面素領域 3 0 1 b b · · · に 形成されたモ リ ブデンシ リ サイ ド展 3 1 6 b b * · ' をブラ ッ ク マ ト リ クス 3 1 6 と して利用するため、 対向基板 3 3 0 の側にブラ ッ クマ ト リ ク スを必要と しないか、 あるいは、 第 1 7図に示す対向基板側ァ ク テ ィ ブマ ト リ ク ス 3 3 1 のよ う に、 デ一タ線 3 0 2 a , 3 0 3 a を 通過する光のみを遮る補完的なものだけを形成するだけでよ く、 2枚 の透明基板を対向させる と き の位置合わせ精度を考慮して、 ブラ ッ ク マ ト リ ク ス 3 1 6 または対向基板側アク テ ィ ブマ ト リ ク ス 3 3 1 の幅 を不必要に広く する必要がない。 しかも、 各モ リ ブデ ンシ リ サイ ド層 3 1 6 b b - · - は、 画素領域 3 0 1 b b ' ' ' と同一の透明基板 3 0 9 の表面側につ く り込まれているため、 位置関係の精度が高く、 デ ータ線 3 0 2 a , 3 0 2 b · - · およびゲー ト線 3 0 3 a , 3 0 3 b などの幅に対応させて、 最小限の幅に設定できるので、 液晶表示装置 の開口率を高く する こ とができ る。 また、 モ ! /ブデンシ リ サイ ド層 3
1 6 b b の電位が液晶の配向状態を乱すこ とがないので、 高い表示品 質が得られる。 しかも、 画素電極 3 0 6 の外周範囲とブ ラ ッ ク マ ト リ ク ス 3 1 6 の外周範囲とを一致させる こ とがで き る ので、 こ れ ら の電 極からの電位が液晶に及ぼす配向の乱れをブ ラ ッ ク マ ト リ ク ス 3 1 6 で確実に覆う こ とができ るなどの効果を奏する。
実施例 8
第 1 8図は、 本発明の実施例 8 に係る液晶表示装置に用いたァ ク テ イ ブマ ト リ ク ス基板の一部を示す概略平面図、 第 1 9図は、 その VIII 一 V 111線における断面図である。 こ こ で、 第 8図および第 9図に示し た実施例 4 に係る液晶表示装置の各部分と対応する機能を有する部分 については同符号を付してある。
本例の液晶表示装置においても、 第 1 8図に示すよ うに、 画素領域 2 0 1 b b (第 1 の画素領域) には、 データ線 2 0 2 a が導電接続す るソ ース 2 0 4、 ゲー ト線 2 0 3 bが導電接続するゲー ト電極 2 0 5 および画素電極 2 0 6 が導電接続する ド レ イ ン 2 0 7 によ っ て、 T F T 2 0 8 が構成されている。 こ こ で、 画素電極 2 0 6 は、 導電性およ び光透過性の材料と しての I T Oからなる透明電極であって、 画素領 域 2 0 1 b b の略全面にわた って形成されており、 その端部がデータ 線 2 0 2 a , 2 0 2 b およびゲー ト線 2 0 3 a , 2 0 3 b の直上に位 置するまで拡張されてい る。 そ して、 いずれの画素電極 2 0 6 も前段 のゲ一 ト線 2 0 3 a の側に広い重な り面積を有している。
こ の画素領域 2 0 1 b b の断面構造は、 第 1 9図に示すよ う に、 液 晶表示装置全体を支持する透明基板 2 0 9 の表面側に形成された多結 晶シ リ コ ン層 2 1 0 に、 チ ャ ネ ル領域 2 1 1 を除いて、 n型の不純物 と しての リ ンが導入さ れて、 ソ ー ス 2 0 および ド レ ィ ン 2 0 7 が形
成されている。 この T F T 2 0 8 の表面輒には、 シ リ コ ン酸化膜から なる下展側展間絶緣膜 2 1 3 が堆積されており、 それに は第 1 の接続 孔 2 1 3 a と第 2 の接続孔 2 1 3 b とが開口されている。 そのう ちの 第 1 の接続孔 2 1 3 a を介して、 アルミ ニウ ム層からなるデータ線 2 0 2 aがソース 2 0 4 に導電接続している。
一方、 第 2 の接続孔 2 1 3 bを介しては、 面素電極 2 0 6 と同じ く 導電性および光透過性の材料と しての I T Oからなる積み上げ電極展 2 1 4が ド レイ ン 2 0 7 に導電接続している。 こ こで、 下層側展間絶 縁膜 2 1 3 の表面は、 T F T 2 0 8 の形状に対応して凹凸が反映され
I 0 ているが、 積み上げ電極層 2 1 4 は、 T F T 2 0 8が形成されていな い平坦な領域 2 0 8 a上 (T F T 2 0 8 の非形成領域上) にまで拡張 形成されている。 従って、 こ の領域 2 0 8 a上における稜み上げ電極 展 2 1 4の表面は平坦になっている。
さ らに、 この液晶表示装置においては、 透明基板 2 0 9 の表面側に、 シ リ コ ン酸化膜からなる上層側展藺絶縁膜 2 1 5が形成されており、 その表面側に面素電極 2 0 6が形成されている。 こ こで、 面素電極 2 0 6 は、 上層側層簡絶縁腠 2 1 5 の接続孔 2 1 5 aを介して種み上げ 電極層 2 1 4 に導電接続しており、 この接続孔 2 1 5 a は、 T F T 2 0 8が形成されていない平坦な領域 2 0 8 a上に形成されている。 こ
Z 0 のため、 面素電極 2 0 6 は積み上げ電極層 2 1 4の平坦領域に導電接 続している。 なお、 上層側層間絶緣膜 2 1 5 と してはポリ ィ ミ ド層な どを用いるこ となどにより、 その表面を平坦化して、 液晶の配向性を よ り高めてもよい。
本例においては、 マ ト リ クスァ レイ が形成された透明基板 2 0 9 と、 5 カ ラーフ ィ ルタおよび共通電極が形成された他方側の透明基板 (図示
せず) との間に液晶が封入されて、 液晶表示装置が構成される。 そ し て、 データ線 2 0 2 a , 2 0 2 b . * - およびゲー ト線 2 0 3 a , 2 0 3 b · · · によ って伝達される信号によ って、 共通電極と各画素電 極 2 0 6 との間に発生する電位を制御して、 画素領域毎の液晶の配向 状態を変え、 情報を表示するよ う になっている。 こ こで、 画素電極 2 0 6へは、 電位が T F T 2 0 8 の ド レイ ン 2 0 7 および積み上げ電極 層 2 1 4を介して印加される。
また、 本例の液晶表示装置においては、 上層側層間絶緣膜 2 1 5 の 表面側であって画素電極 2 0 6 の下屑側には、 遮光性および導電性を 備えるモ リ ブデ ン シ リ サイ ド展 2 1 6 b b (導電性遮光層) が形成さ れており、 こ のモ リ ブデ ンシ リ サイ ド層 2 1 6 b b は、 画素領域 2 0 l b b と、 それに隣接する画素領域 2 0 l a b , 2 0 1 b a , 2 0 1 b c , 2 0 1 c b との境界領域において、 その外端緣 2 1 6 Xがデー タ線 2 0 2 a , 2 0 2 bおよびゲー ト線 2 0 3 a > 2 0 3 b の直上に 位置するよう に形成されて、 しかも、 画素電極 2 0 6 の外端緣 2 0 6 X と一致 している。 こ こ で、 モ リ ブデ ン シ リ サ イ ド層 2 1 6 b b のよ うな導電性遮光層は、 いずれの面素領域にも同様に形成されているが 隣接する画素領域 2 0 1 a b , 2 0 1 b a , 2 0 1 c b , 2 0 1 c のいずれのモ リ ブデ ン シ リ サ イ ド雇 2 1 6 a b , 2 1 6 b a , 2 1 6 b c , 2 1 6 c b の外端緣 2 1 6 x と も、 モ リ ブデ ン シ リ サ イ ド層 2 1 6 b b は、 データ線 2 0 2 a , 2 0 2 bおよびゲー ト線 2 0 3 a , 2 0 3 b の直上位置で絶緣分離された状態にある。
こ のよ う な構成の本例の液晶表示装置においては、 各モ リ ブデ ン シ リ サイ ド層 2 1 6 b b ' - ' をブ ラ ッ ク マ ト リ ク ス と して利用するた め、 第 1 2図に示すよ う に、 透明基板 2 0 9 の側に構成されたァ ク テ 新たな用紙
イ ブマ ト リ ク ス基板の側と、 対向基板 2 3 0 の側とを対! ¾させるとき に、 モ リ ブデンシリサイ ド層 2 1 6 b bが対向基板側ブラ ッ ク マ ト リ クス 2 3 1 の位置合わせにおけるマージンとなって、 位置合わせ精度 が問題にならない。 また、 モ リ ブデン シ リ サイ ド層 2 1 6 b bの電位 は、 面素電極 2 0 6 と同じ電位が印加された状態にあるため、 液晶の 配向状態を乱すこ とがないので、 高い表示品質が得られる。 また、 ブ ラ ッ クマ ト クス 2 1 6 は、 面素毎に電気的に独立した状態のモリ ブ デンシ リ サイ ド層 2 1 6 b b - - * によ って構成されているため、 面 素領墩 2 0 1 b bにおいて、 モリ ブデンシリサイ ド展 2 1 6 b b とデ t 0 ータ線 2 0 2 a とが短絡状態にあっても、 この面素領域 2 0 1 b bの みの表示の点欠陥に止まるので、 液晶表示装置の信頼性も高い。
また、 本例の液晶表示装置において、 データ鎳 2 0 2 a は下層側展 間絶縁膜 2 1 3上に'形成されて、 その第 1 の接続孔 2 1 3 aを介して 薄膜ト ラ ンジスタ 2 0 8 の ソ ース 2 0 4 に導電接続している一方、 面 素電極 2 0 6 は、 パッ ドと しての積み上げ電極雇 2 1 4に稹み上げさ れた状態で、 上層側層間絶縁膜 2 1 5上に形成されている。 すなわち、 データ線 2 0 2 a と画素電極 2 0 6 とは、 互いに異なる展上に形成さ れているので、 短絡する危険性がない。 従って、 データ線 2 0 2 a の 上方位置にまで面素電極 2 0 6 の端部 2 0 6 Xを配置するこ とができ
Z 0 るので、 データ線 2 0 2 a の近燎も表示部と して利用でき る。 それ故、 面素領域 2 0 1 b b の開口率が高い。
さ らに、 面素電極 2 0 6 はデータ線 2 0 2 a に対するシ ー ル ド効果 を発揮するので、 データ線 2 0 2 a の電位が液晶の配向を乱すこ とが ない。 それ故、 表示の品質が向上する。 さ らに、 積み上げ電極層 2 1 4 は、 導電性を有しているので、 マ ト リ ク スァ レイ を構成するのに支
障がな く 、 ま た、 金属層を積み上げ電極層 と して用いた場合 と異な り
1 T Oからなる積み上げ電極層 2 1 4 は光透過性を有 してい る ので、 画素領域 2 0 6 が導電接続 しやすいよ う に、 積み上げ電極層 2 1 4 を 拡張形成して も、 画素領域 2 0 1 b b の開口率が犠牲にな る こ とがな い。 加えて、 画素電極 2 0 6 は、 積み上げ電極展 2 1 4 を介 して積み 上げさ れた状態にあ るた め、 下層側および上層側層間絶緣膜 2 1 3 ,
2 1 5 の接続孔 2 1 3 b , 2 1 5 a は、 いずれもがァ ス ぺク ト 比の低 い構造にな ってい るので、 接続孔 2 1 3 b , 2 1 5 a の内部におけ る 導電接続部の信頼性が高い。
ま た、 本例において は、 積み上げ電極層 2 1 4 に、 画素電極 2 0 6 と同じ く I T Oを用いてい る ため、 積み上げ電極層 2 1 4 と画素電極
2 0 6 と の接続抵抗が低い。 それ故、 ド レ イ ン 2 0 7 と画素電極 2 0 6 との間の抵抗分は低い レ ベルを維持でき る。 さ らに、 積み上げ電極 雇 2 1 4 および上層側屑間絶緣膜 2 1 5 の表面側は、 T F T 2 0 8 の 形状が反映さ れて G3凸を有 してい るが、 上層側層間絶縁膜 2 1 5 の接 続孔 2 1 5 a は、 T F T 2 0 8 が形成さ れていない平坦な領域 2 0 8 a 上に形成されているので、 積み上げ電極層 2 1 4 と画素電極 2 0 6 と のコ ンタ ク ト の信頼性が高 く 、 その コ ンタ ク ト 抵抗 も低い。 ま た、 こ のよ う な接続構造は、 平坦部分を底上げ して、 画素電極 2 0 6 表面 を平坦化させて、 液晶の配向状態を改善す る効果も発揮する。
さ らに、 液晶表示装置の高精細化に伴っ て、 画素領域 2 0 1 b b は 微細化されているため、 画素領域 2 0 1 b b における表示容量が減少 し、 オ フ抵抗の高い T F T 2 0 8 を構成 して リ ー ク 電流を小さ く して も、 ゲー ト線 2 0 3 b の非選択期間内に表示電圧が低下 し、 表示の保 持特性が低 く な り やすい傾向があ る。 しか しなが ら、 本例の液晶表示
装置においては、 面素電極 2 0 6の端部が前段のゲー ト線 2 0 3 aの 上方に位置し、 それらの間で電荷蓄積容量を形成している。 こ のため 画素領域 2 0 1 b bの選択期間中は、 前段のゲー ト線 2 0 3 aが非選 択期間で、 ゲー ト線 2 0 3 a には基準電位が印加されているこ とを利 用して、 電荷蓄積容量に電荷を蓄稜し、 面素領域 2 0 1 b bの液晶印 加電圧の保持特性を向上する こ ともできる。 しかも、 本例においては- 面素電極 2 0 6を前段のゲー ト電極 2 0 3 a の側に広い重なり面稷を 有するように形成してあるため、 保持特性を向上させる効果が顕著で ある。
実施例 9
第 2 0図は、 本発明の実施例 9に係る液晶表示装置に用いたァクテ イ ブマ ト リ クス基板の一部を示す概略平面図、 第 2 1図は、 その IX— IX線における断面図である。 こ こで、 第 8図および第 9図に示した実 施例 4に係る液晶表示装置または第 1 8図および第 1 9図に示した実 施例 8に係る液晶表示装置の各部分と対応する機能を有する部分につ いては同符号を付して、 それらの詳細な説明を省略する。
これらの図において、 画素領域 2 ひ 1 b bには、 データ線 2 0 2 a が導電接続するソ ース 2 0 4、 ゲー ト線 2 0 3 bが導電接続するゲー ト電極 2 0 5、 および画素電極 2 0 6が導電接続する ド レイ ン 2 0 7 によ って、 T F T 2 0 8が構成されている。 こ こで、 面素電極 2 0 6 は、 導電性および光透過性の材料としての I T Oからなる透明電極で あって、 面素領域 2 0 1 bの略全面にわたって形成されており、 そ の端部がデータ線 2 0 2 a , 2 0 2 bおよびゲー ト線 2 0 3 a , 2 0
3 bの直上に位置するまで拡張されている。 そして、 いずれの画素電 桎 2 0 6 も前段のゲー ト線 2 0 3 a の側に広い重なり面積を有してい
る。
こ の画素領域 2 0 1 b b の断面構造は、 透明基板 2 0 9 の表面側に 形成された多結晶シ リ コ ン層 2 1 0 に、 チ ャ ネ ル領域 2 1 1 を除いて ソ ース 2 0 4および ド レ イ ン 2 0 7 が形成されている。 こ の T F T 2 0 8 の表面側には、 シ リ コ ン酸化膜からなる下層側層間絶縁膜 2 1 3 が堆積されており、 それには第 1 の接続孔 2 1 3 a と第 2 の接続孔 2 1 3 b とが開口されている。 その う ちの第 1 の接続孔 2 1 3 a を介し て、 アルミ ニ ウ ム展からなるデータ線 2 0 2 a がソ ース 2 0 4 に導電 接続している。
一方、 第 2 の接続孔 2 1 3 bを介 しては、 積み上げ電極展 2 1 4が ド レ イ ン 2 0 7 に導電接続している。 こ こ で、 下展側層間絶縁膜 2 1 3 の表面は、 T F T 2 0 8 の形状に対応して凹凸が反映されているが 積み上げ電極展 2 1 4 は、 T F T 2 0 8 が形成されていない平坦な領 域 2 0 8 a上 (T F T 2 0 8 の非形成領域上) にまで拡張形成されて いる。 従って、 こ の領域 2 0 δ a上における積み上げ電極層 2 1 4 の 表面は平坦になっている。 また、 透明基板 2 0 9 の表面側に、 シ リ コ ン酸化膜からなる上展側展藺絶縁膜 2 1 5が形成されており、 その表 面側に画素電極 2 0 6 が形成されてい る。 こ の画素電極 2 0 6 は、 上 層側層閫絶縁膜 2 1 5 の接続孔 2 1 5 a を介 して積み上げ電極層 2 1 4 に導電接続しており、 こ の接続孔 2 1 5 a は、 T F T 2 0 8 が形成 されていない平坦な領域 2 0 8 a上に形成されている。 このため、 画 素電極 2 0 6 は積み上げ電極層 2 1 4 の平坦領域に導電接続している 本例の液晶表示装置においては、 データ線 2 0 2 a が、 アル ミ ユウ ム層で構成された下層側の第 1 のデータ線 2 0 2 a , と、 モ リ ブデ ン シ リ サイ ド層で構成された上層側の第 2 のデータ線 2 0 2 a z とで搆 た な 紙
成された冗县配線構造にな っている。 一方、 積み上げ電極層 2 1 4 も、 アルミ ニウ ム展で搆成された下屑側の第 1 の積み上げ電極展 2 1 a と、 モ リ ブデンシリサイ ド層で構成された上展側の第 2 の積み上げ電 極展 2 1 4 b とで構成されている。 しかも、 ソ ース展 2 0 2 a と積み 上げ電極展 2 1 4 とは、 同展にあって、 第 1 のデータ線 2 0 2 a , と 第 1 の積み上げ電極展 2 1 4 a とは同時形成されたものであって、 第 2 のデータ線 2 0 2 a 2 と第 2 の積み上げ電極層 2 1 4 b とが同時形 成されたものである。 なお、 第 2 のデータ線 2 0 2 a 2 および第 2 の 積み上げ鼋極展 2 1 4 bを搆成すべき材料としては、 画素電極 2 0 6 をパタ ーユ ングする と き のエ ツ チヤ ン ト に溶解しない材料と して、 モ リ ブデン シ /サイ ドの他にも、 チタ ンシリ サイ ド、 タ ングステ ン シ リ サイ ド、 タ ンタルシ リ サイ ド、 チタ ン、 タ ングステ ン、 タ ンタル、 チ タ ンナイ ト ラ イ ドなどを用いる こ とができる。
また、 本例の液晶表示装置においては、 上展側展間絶緣膜 2 1 5 の 表面側であって面素電極 2 0 6 の下展撖には、 遮光性および導電性を 備えるモ Tブデン シ リ サイ ド層 2 1 6 b b (導電性遮光展) が形成さ れており、 このモリ ブデ ン シ リ サイ ド層 2 1 6 b b は、 面素領域 2 0 l b b と、 それに隣接する画素領域 2 0 l a b , 2 0 1 b a , 2 0 1 b c , 2 0 1 c b との境界領域において、 その外端縁 2 1 6 Xがデー タ線 2 0 2 a , 2 0 2 bおよびゲー ト線 2 0 3 a , 2 0 3 bの直上に 位置するように形成されて、 しかも、 面素電極 2 0 6 の外端緣 2 0 6 X と一致している。 こ こ で、 モ リ ブデンシ リ サイ ド層 2 1 6 b b のよ うな導電性遮光層は、 いずれの画素領域にも同様に形成されているが、 隣接する面素領域 2 0 1 a b , 2 0 1 b a , 2 0 1 c b , 2 0 1 b c のいずれのモ リ ブデ ン シ リ サイ ド層 2 1 6 a b , 2 1 6 b a , 2 1 6
c b , 2 1 6 b c の外端縁 2 1 6 x と も、 モ リ ブデ ン シ リ サ イ ド層 2 1 6 b b は、 データ線 2 0 2 a , 2 0 2 b およびゲー ト 線 2 0 3 a , 2 0 3 b の直上位置で絶緣分離さ れた状態にあ る。
こ のよ う な構成の本例の液晶表示装置において は、 各モ リ ブデ ン シ リ サ イ ド層 2 1 6 b b · ' ' をブ ラ ッ ク マ ト リ ク ス と して利用する た め、 透明基板 2 0 9 の側に構成されたア ク テ ィ ブマ ト リ ク ス基板の側 と、 対向基板の側とを対向させる と き に、 位置合わせ精度が問題にな らない。 ま た、 モ リ ブデ ン シ リ サ イ ド層 2 1 6 b b の電位は、 画素電 極 2 0 6 と同 じ電位が印加さ れた状態にあ る ため、 液晶の配向状態を 乱す こ とがないので、 高い表示品質が得 られる。 ま た、 ブラ ッ ク マ ト リ ク ス 2 1 6 は、 画素毎に電気的に独立 した状態のモ リ ブデ ン シ リ サ ィ ド展 2 1 6 b b · · · によ っ て構成さ れているため、 画素領域 2 0 1 b b において、 モ リ ブデ ン シ リ サ イ ド層 2 1 6 b b とデータ線 2 0 2 a とが短絡状態にあ って も、 こ の画素領域 2 0 1 b b のみの表示の 点欠陥に止ま るので、 液晶表示装置の信頼性も高い。
ま た、 本例の液晶表示装置においては、 データ線 2 0 2 a が冗县配 線構造にな っている ので、 その信頼性が高い。 しかも、 積み上げ電極 層 2 1 4 も、 アル ミ ニウ ム層で構成された第 1 の積み上げ電極層 2 1 4 a とモ リ ブデ ン シ リ サ イ ド層で構成さ れた第 2 の積み上げ電極層 2 1 4 b とで構成されて、 I T O層からな る画素電極 2 0 6 は、 モ リ ブ デ ン シ リ サイ ド層で構成さ れた第 2 の積み上げ電極層 2 1 4 b を介 し てアルミ ニウ ム層で構成さ れた第 1 の積み上げ電極層 2 1 4 a に導電 接続しているた 、 モ リ ブデ ン シ リ サ イ ド層は、 I T 0層 と ア ル ミ 二 ゥ ム層 と のコ ンタ ク ト 層 と して機能する ので、 そ こ での接触抵抗を低 減する、- しかも、 モ リ ブデ ン シ リ サ ィ ドて上層側の第 2 の積み上げ電
極展 2 1 4 bを構成しているため、 面素電極 2 0 6をエ ッチング形成 する時にそのヱ ツチヤ ン トで積み上げ電極展 2 1 4が侵されない。
さ らに、 データ線 2 0 2 a と面素電極 2 0 6 とは、 互いに異なる展 上に形成されているので、 短絡する危険性がない。 従って、 データ線 2 0 2 a の上方位置にまで画素電極 2 0 6 の嬙部 2 0 6 xを配置する こ とがで'きるので、 可能な限りの開口率を確保できる。 また、 画素電 極 2 0 6 はデータ線 2 0 2 a に対するシール ド効果を癸攆するので、 データ線 2 0 2 a の電位が液晶の配向を乱すことがない。 それ故、 表 示の品質が向上する。
また、 面素電極 2 0 6 は、 積み上げ電極展 2 1 4を介して積み上げ された状態にあるため、 下層側および上層側展間絶縁膜 2 1 3 , 2 1 5 の接続孔 2 1 3 b , 2 1 5 a は、 いずれもがァスぺク ト比の低い構 造になっているので、 接続孔 2 1 3 b , 2 1 5 a の内部における導電 接続部の信頼性が高い。 しかも、 積み上げ電極展 2 1 4および上展側 層間絶緣膜 2 1 5 の表面側は、 T F T 2 0 8 の形状が反映されて D3凸 を有しているが、 上層側展間絶緣膜 2 1 5 の接続孔 2 1 5 a は、 T F T 2 0 8が形成されていない平坦な領域 2 0 8 a上に形成されている ので、 積み上げ電極層 2 1 と面素電極 2 0 6 とのコ ンタ ク ト の信頼 性が高く、 そのコ ンタ ク ト抵抗も低い。 また、 このよ うな接続構造は、 平坦部分を底上げして、 面素電極 2 0 6表面を平坦化させて、 液晶の 配向状態を改善する効果も発揮する。
さ らに、 本例の液晶表示装置においては、 面素電極 2 0 6 の端部が 前段のゲ一 ト線 2 0 3 a の上方に位置し、 しかも、 面素電極 2 0 6を 前段のゲー ト電極 2 0 3 a の側に広い重なり面積を有するように形成 してあるため-、 保持特性を向上させる効果が顕著である。
実施例 1 0
第 2 2図は、 本発明の実施例 1 0 に係る液晶表示装置に用いたァ ク テ ィ ブマ ト リ ク ス基板の一部を示す概略平面図、 第 2 3 図は、 その X 一 X線における断面図である。 こ こ で、 第 1 図および第 2図に示した 実施例 1 に係る液晶表示装置と対応する機能を有する部分については 同符号を付して、 それ らの詳細な説明を省略する。
本例の液晶表示装置においても、 垂直方向のデータ線 1 0 2 a , 1 0 2 b · · · (信号線) と、 水平方向のゲー ト線 1 0 3 a > 1 0 3 b - - · (走査線) とが格子状に配置され、 それ ら の間に各画素領域 1 0 1 a a , 1 0 1 a b , 1 0 1 a c , 1 0 1 b a , 1 0 1 b b · - - が区画形成されて、 マ ト リ ク スア レ イ が構成されてい る。 その う ち、 画素領域 1 0 1 b b においては、 データ線 1 0 2 a が導電接続する ソ —ス 1 0 4、 ゲー ト線 1 0 3 bが導電接続するゲー ト電極 1 0 5 、 お よび画素電極 1 0 6 が導電接続する ド レ イ ン 1 0 7 によ って、 T F T 1 0 8 が構成されている。 こ こで、 画素電極 1 0 6 は、 導電性および 光透過性の材料と しての I T Oからなる透明電極であって、 画素領域 1 0 1 b b の略全面にわた って形成さ れてい る。 こ こ で、 T F T 1 0 8 の表面側には、 シ リ コ ン酸化膜からなる下層側展間絶緣膜 1 1 3 が 堆積されてお り 、 それに は第 1 の接続孔 1 1 3 a と第 2 の接続孔 1 1 3 b とが開口されている。 その う ちの第 1 の接続孔 1 1 3 a を介して ア ル ミ ニ ウ ム層からなるデータ線 1 0 2 a がソ ー ス 1 0 4 に導電接続 している。 一方、 第 2 の接続孔 1 1 3 bを介 しては、 画素電極 1 0 6 が ド レ イ ン 1 0 7 に導電接続してい る。 さ ら に、 透明基板 1 0 9 の表 面側に、 シ リ コ ン酸化膜からなる上層側層間絶緣膜 1 1 5 が形成され てお り 、 その表面側にモ リ ブデ ン シ リ サ イ ド層 1 1 G b bが形成さ れ
ている。 こ こで、 モ リ ブデ ン シ リ サイ ド展 1 1 6 b bは、 上層側層間 絶緣膜 1 1 5の接続孔 1 1 5 aを介して面素電極 1 0 6に導電接続し ており、 この接続孔 1 1 5 a は、 T F T 1 0 8が形成されていない平 坦な領域 1 0 8 a と して、 面素領域 1 0 1 b bにおける T F T 1 0 8 の形成位置とは対角の位置に形成されている。 このため、 モ リ ブデン シ リサイ ド屠 1 1 6 b bは、 面素電極 1 0 6の平坦領域に導電接続し ている。
さ らに、 本例の液晶表示装置においては、 ゲー ト電極 1 0 5が、 多 結晶シ リ コ ン展に 1 X 1 02°Z c m3 以下のリ ンを拡散した厚,さが 1 5 0 0 人以下の下展側ゲ一ト電極展 1 0 5 a と、 厚さが 2 0 0 0 人以 下のモ ブデンシ リ サイ ド眉で構成された上層側ゲー ト電極展 1 0 5 との 2展搆造になっている。 このような 2層構造のゲ一 ト電柽は、 まず、 多結晶シリ : ^ ン膜を 1 0 0 O Aの厚さに形成した後に、 それに 酸素および窒素雰囲気中でォキ シ塩化リ ンを用いて 8 5 0 'Cの温度条 件で拡散して下展側ゲー ト電極層 1 0 5 aを形成した後に、 2 0 0 0 人のモリ ブデンシリサイ ド展をスパッタ形成して上展側ゲ一ト電極展 1 0 5 bを稹展したものを、 C F4 — 02 系のガスを用いて ドラ イ エ ツ チ ングしたものである。 こ こで、 上層側ゲー ト電極 1 0 5 bを構成 するモひブデンシ リサイ ドの組成式を M o S i χ で表したときに、 X の値については、 2. 0〜 3. 5に設定するこ とが好ま し く、 この範 囲より も大きな値の場合には、 抵抗値が大き く な.り、 2. 5近傍であ るこ とがク ラ ッ ク の発生を防止するのに適している。 なお、 モ リ ブデ ンシ リ サイ ドに代えて、 タ ングステ ン シ リ サイ ドゃチタ ンシリ サイ ド も採用できる。
こ のよ う な構成の本例の液晶表示装置においては、 各モ リ ブデ ンシ
リ サイ ド展 1 1 6 b b · · ' をブ ラ ッ ク マ ト リ ク ス 1 1 6 と して利用 するため、 透明基板 1 0 9 の側に構成さ れたア ク テ ィ ブマ ト リ ク ス基 板の側と、 対向基板の側とを対向させる と き に、 モ リ ブデ ン シ リ サ イ ド展 1 1 6 b b が対向基板側ブラ ッ ク マ ト リ ク スの位置合わせにおけ るマー ジ ン とな って、 位置合わせ精度が問題にな ら ない。 ま た、 モ リ ブデ ン シ リ サ イ ド層 1 1 6 b b の電位は、 画素電極 1 0 6 と同 じ電位 が印加された状態にあ る ため、 液晶の配向状態を乱す こ とがないので . 高い表示品質が得 られる。 ま た、 ブ ラ ッ ク マ ト リ ク ス 1 1 6 は、 画素 毎に電気的に独立 した状態にある ため、 画素領域 1 0 1 b b において - モ リ ブデ ン シ リ サイ ド層 1 1 6 b b とデータ線 1 0 2 a とが短絡状態 にあ って も、 表示の点欠陥に止ま る。
ま た、 本例の液晶表示装置において は、 ゲー ト電極 1 0 5 が、 多結 晶シ リ コ ン展に リ ンを拡散した厚さが 1 5 0 0 人以下の下層側ゲ一 ト 電極層 1 0 5 a と、 厚さが 2 0 0 O A以下のモ リ ブデ ン シ リ サ イ ド層 で構成された上層側ゲー ト 電極層 1 0 5 b と のポ リ サ イ ド構造を採用 しながら も、 それらの膜厚および不純物導入量を最適化 して、 ク ラ ッ ク の発生を防止 している ので、 ゲー ト 電極 1 0 5 およびゲ一 ト 線 1 0 3 a , 1 0 3 b の低抵抗化を実現してい る。 ま た、 下層側眉間絶緣膜 1 1 3 および上展側層間絶緣膜 1 1 5 に割れな どが発生する こ と も防 止でき る。
ま た、 本例において は、 上層側層間絶縁膜 1 1 5 の表面側は、 T F T 1 0 8 の形状が反映さ れて凹凸を有 してい るが、 上層側層間絶緣膜 1 1 5 の接続孔 1 1 5 a は、 T F T 1 0 8 が形成さ れていない平坦な 領域 1 0 8 a と して、 画素領域 1 0 1 b b における T F T 1 0 8 の形 成位置と は対角の位置に形成さ れてい る ため、 モ リ ブデ ン シ リ サ イ ド 新た な用紙
展 1 1 6 b b と面素電極 1 0 6 とのコ ンタ ク ト の信賴性が高い。 実施例 1 1
第 2 4図は、 本発明の実施例 1 1 に係る液晶表示装置に用いたァク ティ ブマ ト リ ク ス基板の一部を示す概略平面図、 第 2 5図は、 その Π 一 Π線における断面図である。 こ こで、 第 1 8図および第 1 9図に示 した実施例 8 に係る液晶表示装置と対応する機能を有する部分につい ては同符号を付して、 それらの詳細な説明を省略する。
本例の液晶表示装置においても、 面素領域 2 0 1 b b において、 透 明基板 2 0 9 の表面側に形成された多結晶シリ コ ン展 2 1 0 に、 チ ヤ ネル領域 2 1 1 を除いて、 n型の不純物と しての リ ンが導入されて、 ソ ース 2 0 4および ド レイ ン 2 0 7 が形成されている。 こ の T F T 2 0 8 の表面側には、 シリ コ ン酸化膜からなる下展側展間絶緣膜 2 1 3 が堆積されており、 それには第 1 の接続孔 2 1 3 a と第 2 の接続孔 2 1 3 b とが開口されている。 その う ちの第 1 の接続孔 2 1 3 aを介し てデータ線 2 0 2 a がソ ース 2 0 4 に導電接続している。
一方、 第 2 の接続孔 2 1 3 bを介しては、 耐酸性を有する金属配線 展と してのク ロム展からなる積み上げ電極ほ 2 1 4がド レイ ン 2 0 7 に導電接続している。 こ こで、 接続孔 2 1 3 b の形成位置と、 接続孔 2 1 5 a の形成位置との関係は、 接続孔 2 1 5 aが接続孔 2 1 3 b と ゲー ト電極 2 0 5 との簡に位置している。
また、 本例の液晶表示装置においては、 上展側展間絶緣膜 2 1 5 の 表面側であって画素電極 2 0 6 の下展側には、 遮光性および導電性を 備えるモ リ ブデン シ リサイ ド層 2 1 6 b b (導電性遮光層) が形成さ れており、 こ のモ リ ブデ ン シ リ サイ ド層 2 1 6 b b は、 画素領域 2 0 1 b b と、 それに隣接する画素領域 2 0 1 a b , 2 0 1 b a - 2 0 1
b c , 2 0 1 c b と の境界領域において、 そ の外端縁 2 1 6 x がデ一 タ線 2 0 2 a , 2 0 2 b およびゲー ト 線 2 0 3 a , 2 0 3 b の直上に 位置するよ う に形成されて、 しかも、 画素電極 2 0 6 の外端縁 2 0 6 X と一致 している。 こ こ で、 モ リ ブデ ン シ リ サ イ ド愿 2 1 6 b b のよ う な導電性遮光層は、 いずれの画素領域に も同様に形成さ れてい るが 隣接する画素領域 2 0 1 a b > 2 0 1 b a , 2 0 1 c b , 2 0 1 b c のいずれのモ リ ブデ ン シ リ サ イ ド層 2 1 6 a b , 2 1 6 b a , 2 1 6 c b , 2 1 6 b c の外端緣 2 1 6 x と も、 モ リ ブデ ン シ リ サ イ ド層 2 1 6 b b は、 データ線 2 0 2 a , 2 0 2 b およびゲー ト 線 2 0 3 a , 2 0 3 b の直上位置で絶緣分離された状態にあ る。
さ らに、 本例の液晶表示装置において、 透明基板 2 0 9 の表面側に は、 ア ク テ ィ ブマ ト リ ク スア レ イ を駆動する ための駆動回路も、 第 2 6 図および第 2 7 図に示すよ う な C M O S 面路を も って形成さ れてい る。 こ こ で、 第 2 6 図は駆動回路の C M O S 回路の断面図、 第 2 7 図 はその平面図であ る。
こ れらの図において、 n チ ャ ネ ル型 T F T 4 1 0 および p チ ャ ネ ル 型 T F T 4 2 0 は、 ア ク テ ィ ブマ ト リ ク ス側と同時形成されてい く が ア ク テ ィ ブマ ト リ ク ス側において、 ゲー ト 電極 2 0 5 , データ線 2 0 2 a および画素電極 2. 0 6 力《、 それぞれの層間に下層側層間絶縁膜 2 1 3 ま たは上層側層間絶緣膜 2 1 5 を有 している こ とを利用 して、 駆 動面路側に も多層配線構造が構成されてい る。 すなわち、 駆動面路側 と ア ク テ ィ ブマ ト リ ク ス側と は、 駆動回路側ゲー ト電極 4 4 1 , 駆動 回路側ゲー ト電極配線層 4 4 2 および下層側層間絶緣膜 2 1 3 の形成 工程まで は、 それぞれの工程を援用 し合っ て形成 し、 そ の後は、 駆動 回路側の ソ ース線 4 1 I : 4 2 1 を形成 した後に、 上層側層間絶緣膜
2 1 5を形成する。 そ して、 上展側展間絶縁膜 2 1 5および下展側層 藺絶縁膜 2 1 3に対して接続孔 4 1 5 a , 4 1 5 bを形成し、 これら の接続孔 4 1 5 a , 1 5 bを介して、 アルミ ユウム配線展 4 3 0を nチャネル型 T F T 4 1 0および pチ ャ ネル型 T F T 4 2 0 の ド レ イ ン 4 1 7 , 4 2 7に導電接続するようにしてある。 なお、 ア ルミ ユウ ム配線層 4 3 0の表面側に形成されているのは、 表面保護層 2 3 0で ある。
このような構成の本例の液晶表示装置においても、 各モ リ ブデ ン シ リサイ ド展 2 1 6 b b - - ' をブラ ッ クマ ト リ ク スと して利用するた め、 実施例 8に係る液晶表示装置と同様な効果を奏するのに加えて、 以下の効果も奏する。 すなわち、 アクティ ブマ ト リ クス側において、 ゲ一 ト電極 2 0 5 , データ線 2 0 2 aおよび画素電極 2 0 6が、 それ ぞれの層間に下展埘層間絶緣膜 2 1 3または上展側展間絶緣膜 2 1 5 を有していることを利用 して、 nチ ャ ネル型 T F T 4 1 0および pチ ャ ネル型 T F T 4 2 0 の ド レ イ ン 4 1 7 , 4 2 7に対するアルミ ユウ ム配線層 4 3 0を多雇配線構造をもって形成してあるため、 各配線展 間での短絡などの問題点が発生しない。 また、 多層配線構造であるた め、 ϋチ ャ ネル型 T F T 4 1 0および ρチ ヤ ネル型 T F T 4 2 0を備 えた駆動回路を形成する のに必要な面積も小さ くて済み、 基板の面積 が同じであれば、 面素領域を拡張でき、 面素側の面積が同じであれば、 基板全体、 すなわち、 液晶表示装置を小型化できる。 産業上の利 可能性
以上のとおり、 本発明に係る液晶表示装置において、 透明基板の表 面側には、 各面素領域毎に、 隣接する面素領域との境舁領域上で、 デ
ータ線, ゲー ト 線および隣接する画素領域の画素電極か ら絶縁分離さ れてい る一方、 同 じ画素領域の画素電極に は導電接続す る状態に形成 された導電性遮光層を有 し、 こ れ ら の導電性遮光層によ っ てブ ラ ッ ク マ ト リ ク スが構成さ れてい る こ と に特徴を有す る。 従っ て、 本発明に
5 よれば、 透明基板の表面側に、 マ ト リ ク ス ア レ イ と共にブラ ッ ク マ ト リ ク ス も形成されているので、 画素領域間の境界領域と ブラ ッ ク マ ト リ タ ス とが髙ぃ精度で位置合わせさ れる。 従っ て、 ブ ラ ッ ク マ ト リ ク スの幅のマー ジ ンを最小とで き る ので、 開口率を向上させる こ とがで き る。 しかも、 導電性遮光層は、 同じ画素領域の画素電極のみに導電 , 0 接続しているため、 その電位は常に画素電極と同 じ電位が印加された 状態にある。 それ故、 ブ ラ ッ ク マ ト リ ク スの電位は、 画素電極と共通 電極と の間に存在する液晶の配向状態を乱す こ とがないので、 表示の 品質が高い。 さ らに、 導電性遮光層は画素領域毎に電気的に独立 して 形成されているので、 1 つの画素領域において、 導電性遮光層 とデー
! 5 タ線な ど とが短絡状態にあ っ て も、 その影響は表示の点欠陥の発生に 止ま るので、 液晶表示装置の信頼性が高い。
こ こで、 面素領域は、 隣接する画素領域と の境界領域の う ち、 隣合 う 2 つの境界領域側に導電性遮光層を有 してい る場合に は、 導電性遮 光層同士が広い範囲にわた っ て近接配置さ れないため、 製造プロ セ ス
2 0 において通常の精度を も っ て導電性遮光層を形成 して も、 それらが互 いに短絡する こ と も ない。
ま た、 画素電極と導電性遮光層 と の外端緣がー致 してい る場合に は、 画素電極とデータ線と の間にかかる電界の影響によ っ て生 じ る液晶の 配向の乱れを導電性遮光展で確実に覆う こ とがで き る。
2 5 本発明において、' 下層側層間絶緣膜上に形成さ れたデー タ線と 、 導
電性および光透過性の積み上げ電極展によ って積み上げされて、 上展 側層間絶縁膜上に形成された面素電極とを有し、 その端部がデータ線 の上方位置にまで形成されている場合には、 データ線と面素電極とは 異なる層間始緣膜上に形成されているため、 画素電極をデータ線の上 方にまで拡張しても、 互いに短絡するこ とがない。 それ故、 データ線 近傍も表示部とするこ とができるので、 面秦領域の開口率が高い。 ま た、 面素電極はデータ線に対する シール ド効果を発攆するので、 デー タ線の電位が液晶の配向を乱すこ とがない。 それ故、 表示の品質が向 上する。
こ こで、 積み上げ電極層が光透過性も有している場合には、 稹み上 げ電極雇の形成が開口率を低下させることもない。 従って、 稹み上げ 電極層を面素電極との導電接続に適する領域に拡張して形成するこ と ができる。 たとえば、 薄膜 ト ラ ンジスタの非形成領域上で積み上げ電 極展と面素領域とを導電接続させた場合には、 平坦領域において導電 接続する構造になるので、 それらの接続部の信頼性が高い。 しかも、 平坦領域を底上げするこ とによ って、 面素電極表面を平坦化させて、 液晶の配向状態を改善する効果も発揮する。
面素電極または導電性遮光展の端部が前段側のゲー ト線の上方に位 置する場合には、 こ のゲー ト線と面素電極とは電荷蓄積容量を形成す るので、 表示の保持特性が向上する。