JP3698154B2 - アクティブマトリクス基板、及び液晶装置 - Google Patents

Description

本発明は、薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴと称する）によって画素電極を駆動するアクティブマトリックス基板、並びにそのアクティブマトリクス基板を適用した液晶装置、さらには横電界方式の液晶装置、そして電子機器に利用して好適な技術に関する。

従来の液晶装置は、各々透明電極を有する一対の平行基板間に液晶を封入し、基板と垂直方向の電界を液晶に印加して表示を行なう垂直電界方式の液晶表示装置が一般的であった。これに対し、一方の基板に櫛歯電極を設けた２枚のガラス基板間に液晶を封入して基板と平行な電界を液晶に印加して表示を行なう横電界方式の液晶表示装置が提案されている。

横電界方式の液晶装置は、視野角が大きい上に、透明電極を用いる必要がなく導電性にすぐれた導電材料で電極を形成できるため装置の性能向上および低電圧化を図ることができるとともに、基板の一方にのみ電極を形成すればよいため製造コストを低く抑えることができるという利点がある。

特開平８−１７１０８２号公報に示される横電界方式の液晶表示装置を構成するアクティブマトリックス基板の平面レイアウトおよび断面構造の一例を図１３に示す。なお、図１３（Ｂ）は図１３（Ａ）におけるＢ−Ｂ’線に沿った断面である。

図１３において、２１は各行の画素のＴＦＴを順次オンさせる走査線、２２は走査線２１と直交する方向に配設され画像信号を各列の画素に伝えるための信号線、２３は各画素に設けられた画素電極、２４は画素電極２３と対向するように配設される共通電極、２５は前記走査線２１の信号によってオン、オフ制御されて信号線２２の画像信号を画素電極２３に印加するためのＴＦＴで、これらの信号線およびは電極は一対の平行基板の一方の基板に形成される。

前記従来の横電界方式の液晶表示装置においては、図１３（Ｂ）に示すように、信号線２２と画素電極２３が同一の導電層で形成され、共通電極２４は前記信号線２２の下方に他の導電層で形成されていた。そのため、実線ａで示すような画素電極２３と共通電極２４との間の本来の横方向電界の他に、信号線２２の電圧によって生じる破線ｂのような信号線２２と画素電極２３との間の雑音電界が液晶に印加されて表示を劣化させてしまうという不具合がある。

つまり、信号線２２には画像信号に応じた電圧が供給され、走査線２１の選択タイミングによってＴＦＴ２５がオンされたときに対応する画素電極２３に信号線２２上の電圧が伝達され、ＴＦＴ２５がオフの間はその電圧を保持するように制御されるので、ＴＦＴがオフ状態の画素では信号線２２上の画像信号が変化すると、当該画素の画素電極２３と信号線２２との間の電界が変化しこれが雑音として電界として液晶に印加されてしまう。その結果、表示画質が低下するというものである。

なお、図１３の従来例においては、信号線２２を共通電極２４の外側に設けているため、画素電極２３と信号線２２との間の雑音電界が画素電極２３と共通電極２４との間の電界に与える影響は小さくなっているが、このように信号線２２を共通電極２４の外側に設けると画素の開口率が低下し、表示が暗くなったりコントラストが低下するという別の不具合が生じる。

この発明の目的は、横電界方式の液晶装置において、画素電極と共通電極によって液晶に印加される電界が信号線の電圧変化に影響されて変化して表示が劣化するのを防止することができる技術を提供することにある。

この発明の他の目的は、横電界方式の液晶装置において、開口率を向上させることができる技術を提供することにある。

この発明のさらに他の目的は、明るくかつコントラストの高い表示が可能な液晶パネルおよび投射型表示装置などの電子機器を提供することにある。

本発明は、信号線、前記信号線に交差する走査線、前記信号線及び前記走査線の交差に対応して設けられた薄膜トランジスタ、前記薄膜トランジスタに接続された画素電極、並びに前記画素電極に対向して配置される共通電極を備えてなり、前記画素電極と前記共通電極との間に横電界が印加されるよう構成されたアクティブマトリクス基板であって、前記信号線と平行に配設された前記画素電極の一部と、前記共通電極の一部とが、絶縁膜を介在させて、前記信号線に重なるように配置され、前記信号線には、前記共通電極の前記一部の端部と、前記走査線とのすき間、と、前記画素電極の前記一部の端部と、前記共通電極を電気的に結合して前記走査線方向に配設された連結部とのすき間、をそれぞれ覆うように、突出部が設けられていることを特徴とする。
また、前記画素電極及び前記共通電極を櫛歯状に形成し、前記画素電極と前記共通電極が互いにかみ合うように配設され、前記共通電極の前記一部の端部と、前記走査線とのすき間、と、櫛歯状の前記画素電極のうち、前記信号線に重なる前記画素電極の前記一部の端部と、前記連結部とのすき間、をそれぞれ覆うように、前記突出部が設けられていてもよい。
また、画素電極は前記走査線に沿って延設された延長部を有し、前記延長部と走査線との間に電極層が配置され、前記走査線と前記電極層との間に容量が設けられていてもよい。
また、本発明の液晶装置は、一対の基板間に液晶を挟んでなる液晶装置において、前記一対の基板のうち一方の基板が上記のアクティブマトリクス基板であることを特徴とする。

このような手段としたことにより、信号線と画素電極との間に生じる電界は絶縁膜内に生じて外に出なくなるため、画素電極と共通電極によって液晶に印加される電界が信号線の電圧変化に影響されて変化し、表示される画質が劣化するのを防止することができるようになる。

また、信号線が画素電極または共通電極の下方に断面的に重なって形成されているため、各画素の開口率を向上させることができるようになる。また、前記信号線には、前記共通電極の前記一部の端部と、前記走査線とのすき間、と、前記画素電極の前記一部の端部と、前記共通電極を電気的に結合して前記走査線方向に配設された連結部とのすき間、をそれぞれ覆うように、突出部が設けられていることによって、光を遮光するブラックマスクを設けることなく電極のすき間から光が漏れてコントラストが低下するのを防止することができる。また、ブラックマスクを設ける必要がなくなり、より一層のコストダウンを図ることができるとともに、位置合わせ精度もそれほど高くしなくてもよいため組立ても容易になるという利点がある。

また、基板上に複数の信号線および走査線が交差するように配設され、前記信号線と前記走査線とに接続して薄膜トランジスタが形成されてなり、前記薄膜トランジスタに接続して画素電極が形成され、前記画素電極に対応して共通電極が形成され画素が設けられ、前記薄膜トランジスタを介して前記画素電極に電圧が印加されて当該画素電極と対応する共通電極との間に電界が形成されるように構成されたアクティブマトリックス基板において、前記画素電極および共通電極を同一絶縁膜上に形成するとともに、前記信号線を前記画素電極または共通電極の下方に絶縁膜を隔てて重なるように他の導電層によって形成するようにしたことを特徴とする。

このような構成とすることにより前述の様に、開口率を向上させた液晶装置を得ることができる。

さらに、前記基板を使用した液晶装置をライトバルブとして用いることにより、従来の横電界方式の液晶表示装置に比べて明るくかつコントラストの高い表示が可能な投射型表示装置などの電子機器に用いることが可能となる。特に、ＴＮタイプの液晶装置をライトバルブとして用いた際、視角特性により光軸に対してライトバルブを傾けて配置していた。従って、投射される表示が台形状となるという問題を有していたが、本願のような液晶装置をライトバルブとして用いることにより、視角特性が改善されているため光軸に対してほぼ垂直に液晶装置を配置することができ、当社される映像はほぼ四角形になり、従来のような台形状の表示にはならないと言う効果を有する。

また、望ましくは、前記信号線には、前記画素電極の端部と前記共通電極とのすき間および前記共通電極の端部と前記走査線とのすき間を覆うように突出部を設ける。これによって、光を遮光するブラックマスクを設けることなく電極のすき間から光が漏れてコントラストが低下するのを防止することができる。

なお、基板上に複数の信号線および走査線が交差するように配設され、前記信号線と前記走査線とに接続して薄膜トランジスタが形成されてなり、前記薄膜トランジスタに接続して画素電極が形成され、前記画素電極に対応して共通電極が形成され画素が設けられ、前記薄膜トランジスタを介して前記画素電極に電圧が印加されて当該画素電極と対応する共通電極との間に電界が形成されるように構成されたアクティブマトリックス基板の製造方法において、前記信号線を形成する工程と、該信号線形成後に絶縁膜を形成する工程と、該絶縁膜形成後に前記画素電極および共通電極を同時に形成する工程とを含むことを特徴とする。このような製造方法とすることにより、信号線と画素電極との間に生じる電界は絶縁膜内に生じて外に出なくなるため、画素電極と共通電極によって液晶に印加される電界が信号線の電圧変化に影響されて変化し、表示される画質が劣化するのを防止することができるようになる。

さらに、前記画素電極は、前記信号線を構成する導電層と同一の導電層からなるバッファ層を介して前記薄膜トランジスタの動作層となる半導体層（ドレイン領域）に接続されるようにするとよい。これによって、画素電極をバッファ層を介さずに直接ドレイン領域に接触させる方式に比べてコンタクトホールの径の広がりを抑え、開口率を向上させることができる。

さらに、光源と、前記光源からの光を変調して透過もしくは反射する液晶ライトバルブと、これらの液晶ライトバルブにより変調された光を集光し拡大投射する投射光学手段とを備えてなる投射型表示装置において、前記液晶ライトバルブは、一方の基板に画素電極、該画素電極に接続されてなるスイッチング素子、および共通電極が少なくとも形成されてなる液晶装置から形成されてなることを特徴とする。

このような構成とすることによって、ライトバルブを光軸に対して傾けて配置する必要がなく、投射された表示画面が台形になることがない。

また、本願の液晶装置を各種電子機器に応用することが可能である。

以上説明したように、この発明は、信号線と画素電極との間に生じる電界は絶縁膜内に生じて外に出なくなるため、画素電極と共通電極によって液晶に印加される電界が信号線の電圧変化に影響されて変化し、表示される画質が劣化するのを防止することができるようになるという効果がある。

以下、本発明の一実施例を、図面を用いて説明する。

図１および図２は、本発明を適用した横電界方式のアクティブマトリックス基板の第１の実施例の平面レイアウトおよび断面図を示す。なお、図１および図２にはマトリックス状に配置されている画素のうち一画素部分のレイアウトおよび断面構造を示す。図２（Ａ）は図１におけるＡ−Ａ’線に沿った断面、また図２（Ｂ）は図１におけるＢ−Ｂ’線に沿った断面すなわちＴＦＴの動作層となるポリシリコン層に沿った断面構造を示す。

図１において、１１はＴＦＴの動作層を構成するポリシリコン層であり、このポリシリコン層１１は、図２（Ｂ）に示されているように、ガラス基板１０の表面に形成された下地絶縁膜１２上に形成され、ポリシリコン層１１の上には酸化シリコン膜からなるゲート絶縁膜１３が形成されている。２１は同一行（図では横方向）にあるＴＦＴの共通のゲート電極となるゲート線（走査線）、２２は前記ゲート線２１と交差するように縦方向に配設され同一列にあるＴＦＴのソース領域（もしくはドレイン領域）に画素電極に印加すべき電圧を供給する信号線（ソース線）で、ゲート線２１はＴａＮ／Ｔａ層のような導電層によって、また信号線２２はアルミニウム、銅あるいはそれらの合金のような導電層によってそれぞれ構成されている。

また、２３は前記信号線２２と平行に配設された画素電極、２４は隣接する画素の信号線と並設された共通電極で、これらの画素電極２３および共通電極２４はアルミニウム、タングステン、クロムあるいはモリブデンなどからなる同一の導電層によって構成されるとともに、各画素の共通電極２４はゲート線方向に配設された連結部２４Ａによって互いに電気的に結合されて櫛歯状をなし、例えばいわゆるＬＣコモン電位と呼ばれる電位（画素電極により液晶に印加される交流電圧の中心電位）が共通に印加されるようにされている。

なお、図１および図２において、１４は前記画素電極２３をポリシリコン層１１のＴＦＴドレイン領域（もしくはソース領域）とを接続するためのバッファ層、１５ａは前記信号線３を前記ポリシリコン層１１のＴＦＴソース領域に接触させるためのコンタクトホール、１５ｂは前記バッファ層１４をポリシリコン層１１に、また１５ｃは前記画素電極４をバッファ層１４に接触させるためのコンタクトホール、１６，１７はそれぞれＣＶＤ法等により形成される酸化シリコン膜のような絶縁膜で、このうち絶縁膜１７は平坦化処理されるのが望ましい。

この実施例においては、図２（Ａ）に示すように、画素電極２３と共通電極２４とが同一の導電層によって形成されるとともに、前記信号線２２は前記画素電極２３または共通電極２４の下方に絶縁膜１７を隔てて重なるように他の導電層によって形成されている。この実施例によれば、信号線２２と画素電極２３との間に生じる雑音電界は、破線ｂのように、絶縁膜１７内に生じて外に出なくなるため、画素電極２３と共通電極２４によって液晶に印加される電界が信号線２２の電圧変化に影響されて変化して表示される画質が劣化するのを防止することができるようになる。また、信号線２２が画素電極２３または共通電極２４の下方に断面的に重なって形成されているため、各画素の開口率を向上させることができるようになる。

さらに、この実施例では、前記共通電極２４の端部とゲート線２１との間の隙および前記画素電極２３の端部と共通電極２４とのすき間をそれぞれ覆うように、信号線２２に突出部２２ａ，２２ｂを設けている。これによって、対向基板側の少なくとも画素領域に対応する部分に光漏れを防止するためのブラックマスクと呼ばれる遮光膜を設ける必要がなくなり、より一層のコストダウンを図ることができるとともに、位置合わせ精度もそれほど高くしなくてもよいため組立ても容易になるという利点がある。

なお、図１に矢印Ｒは、前記画素電極２３および共通電極２４の上方に形成されるポリイミドなどからなる配向膜（図示省略）のラビング方向を示すもので、前記画素電極２３および共通電極２４の長手方向よりθだけ傾けることにより、前記画素電極２３および共通電極間２４に電圧をかけて液晶の向きを変える際に回転の方向が常に同一になるようにされる。

次に、前記実施例のアクティブマトリックス基板の製造プロセスを図３および図４を用いて説明する。なお、図３および図４には、基板上にマトリックス状に配置されている画素のうち一画素部分の断面構造を示す。

この実施例では、ガラス基板の表面にＣＶＤ法等により酸化シリコン膜などからなる下地絶縁膜を形成した後、この下地絶縁膜の上に、減圧ＣＶＤ法等によりアモルファスシリコン膜を形成し、レーザーアニール処理を施して結晶化させてノンドープ・ポリシリコン層を形成する。そして、このポリシリコン層に対してエッチングによりパターニングを行なって、後に形成されるＴＦＴのチャネル領域およびソース、ドレイン領域となる動作層１１を形成する（図３（ａ））。

次に、前記ポリシリコン動作層１１の上にＣＶＤ法等によりＴＥＯＳをソースとして酸化シリコン膜からなるゲート絶縁膜を形成する。その後、前記ゲート絶縁膜の上に導電層（例えばＴａＮ／Ｔａ）を所定の厚さに形成した後に、エッチングによりパターニングを行なって前記ポリシリコン動作層１１と交差するようにゲート電極兼ゲート線２１を形成する（図３（ｂ））。それから、リン等の不純物をイオン打込みで前記動作層１１に注入して、ＴＦＴのソース領域およびドレイン領域（図２(Ｂ)のハッチング部分）を形成する。このとき動作層１１のゲート線２１の下方部分には不純物が導入されず、低濃度のチャネル領域として残る。

なお、実施例では、ゲート線と自己整合されたソース・ドレイン領域を有するＴＦＴについて説明するが、前記ＴＦＴはチャネル領域に隣接して形成された低濃度に不純物が打ち込まれたソース・ドレイン領域の外側に高濃度に不純物が打ち込まれたコンタクト領域が形成されたＬＤＤ構造のＴＦＴとして形成されてもよいし、ゲート電極端部からソース・ドレイン領域が離れているいわゆるオフセット構造であってもよい。ＬＤＤ構造あるいはオフセット構造とすることによりオフ時のリーク電流を低減することができる。また、前記ゲート線２１の材料としては、前記ＴａＮ／Ｔａの他、Ｍｏ，Ｔｉ，Ｗ等の高融点金属あるいはＭｏＳｉ，ＷＳｉ等のメタルシリサイドを使用するようにしてもよい。

次に、前記ゲート線２１およびゲート絶縁膜上にかけてリンを含まないシリケートガラス膜（ＮＳＧ膜）のような第１絶縁膜（１６）を高圧ＣＶＤ法等により形成した後、ドライエッチングにより前記第１絶縁膜の前記動作層１１の端部に対応した位置にコンタクトホール１５ａ，１５ｂを形成する（図３（ｃ））。

その後、スパッタ法等によりアルミニウム、銅もしくはそれらの合金等の低抵抗導電層を全面に形成してからパターニングを行なって前記コンタクトホール１５ａにて動作層１１（ＴＦＴのソース領域）に接触されるソース電極兼信号線２２および後述の画素電極とポリシリコン動作層１１（ＴＦＴのドレイン領域）とを接続するためのバッファ層１４を形成する（図３（ｄ））。そして、その上に減圧ＣＶＤ法等によりボロンおよびリンを含むシリケートガラス膜（ＢＰＳＧ膜）のような第２絶縁膜（１７）を所望の厚さに形成し平坦化する。

次に、異方性ドライエッチングにより前記バッファ層１４の上方の第２絶縁膜に、画素電極接触用のコンタクトホール１５ｃを形成する（図４（ｅ））。なお、前記異方性ドライエッチングとしては、例えばＣＨＦ3やＳＦ6をエッチングガスとして用いる反応性イオンエッチングやケミカルドライエッチング、プラズマエッチング等が考えられる。

前記コンタクトホール１５ｃを形成した後は、第２絶縁膜の表面にスパッタ法等によりアルミニウム、タングステン、クロムあるいはモリブデンなどの導電層を形成し、パターニングを行なって画素電極２３および共通電極２４を同時に形成する（図４（ｆ））。その後、前記画素電極２３および共通電極２４並びに第２絶縁膜上にかけて、ポリイミド等からなる配向膜が約２００〜１０００オングストロームのような厚さに形成され、ラビング（配向処理）を行なうことでアクティブマトリックス基板として完成される。

さらに、前記実施例のアクティブマトリックス基板は、その表面側に前記画素電極に対応するカラーフィルタ層とその周囲を囲むブラックマスクが形成された入射側のガラス基板が適当な間隔をおいて配置され、周囲をシール材で封止された間隙内に例えば正の誘電異方性を有する液晶が充填されて液晶パネルとして構成される。

図５〜図７に本発明の第２の実施例を示す。なお、図６は図５におけるＣ-Ｃ'線に沿った断面構造を示す。この実施例は、第１の実施例とほぼ同一であり、異なる点は、図１の実施例においてＬ字状に形成されている画素電極２３が逆Ｌ状に、また図１の実施例において上方から下方へ向かって突出するように形成されている共通電極２４が上方から下方へ向かって突出するように形成されている点と、画素電極２３に補助容量Ｃscを接続するようにしている点にある。

この実施例における補助容量は、特に限定されるものではないが、画素電極２３の一部を隣接する画素行のゲート線２１に沿って延設し、画素電極２３とゲート線２１との間にこれらと重なるように電極層１８を設けて、この電極層１８に画素電極２３をコンタクトホール１５ｄにて接続することにより、電極層１８とゲート線との間に形成される絶縁膜容量を補助容量Ｃscとして利用するようにしている。これによって、図７に等価回路を示すように、画素電極２３に信号線２２の電圧を伝達するＴＦＴのドレインに前記補助容量Ｃscが接続され、ＴＦＴのオフ時に電位的にフローティングになる画素電極の蓄積電荷が増加され、リークによる画素電極−共通電極間の電圧低下が抑制されるようになるという利点を有する。

しかも、この実施例においては、前記補助容量Ｃｓｃを構成する電極層１８が信号線を構成する導電層と同一の導電層によって構成されているため、第１の実施例に比べてプロセスの工程数が全く増加しないとともに、開口率を低下させることもない。

図８に本発明の第３の実施例を示す。この実施例は、各画素ごとに２対の画素電極２３ａ，２３ｂおよび共通電極２４ａ，２４ｂを設けて共に櫛歯状電極とし、それらを互い噛み合わせるように配設したものである。横電界方式の液晶表示装置においては、各画素電極と共通電極のピッチを広くすると液晶に印加される電界の強度が低くなってしまうので、ピッチを所定値以下に抑える必要がある。第１〜第３の実施例において、各画素電極と共通電極のピッチを同一（例えば１０μｍ）にした場合、第１および第２の実施例は、各画素ごとに１対の画素電極と共通電極を有する構成であるため、第３の実施例に比べて画素のピッチを１／２にすることができる。従って、第１および第２の実施例は、ＶＧＡ(Video Graphics Array)やＸＧＡ(Extended Graphics Array)のような高解像度の表示装置 に適用すると有利である。

図９は、本発明が適用される液晶パネルのＴＦＴ側の基板のシステム構成例を示す。図において、９０は互いに交差するように配設されたゲート線２１と信号線２２との交点に対応してそれぞれ配置された画素で、各画素９０は画素電極２３およびこの画素電極２３と対向する共通電極２４と、画素電極２４に信号線２２上の画像信号に応じた電圧を印加するＴＦＴ９１とからなる。同一行のＴＦＴ９１はそのゲートが同一のゲート線２１に接続され、ドレインが対応する画素電極２４に接続されている。また、同一列のＴＦＴ９１はそのソースが同一の信号線２２に接続されている。この実施例においては、周辺回路（Ｘ、Ｙシフトレジスタやサンプリング手段）５０，６０を構成するトランジスタが画素を駆動するＴＦＴと同様にポリシリコン層を動作層とするいわゆるポリシリコンＴＦＴで構成されており、周辺回路５０，６０を構成するトランジスタは画素駆動用ＴＦＴとともに同一プロセスにより、同時に形成される。

この実施例では、表示領域（画素マトリックス）の一側（図では上側）に前記信号線２２を順次選択するシフトレジスタ（以下、Ｘシフトレジスタと称する）５１が配置され、画素マトリックスの他の一側には前記ゲート線２１を順次選択駆動するシフトレジスタ（以下、Ｙシフトレジスタと称する）６１が設けられている。また、Ｙシフトレジスタ６１の次段には必要に応じてバッファ６３が設けられる。

前記各信号線２２の他端にはＴＦＴで構成されたサンプリング用スイッチ５２が設けられており、これらのサンプリング用スイッチ５２は外部端子７４，７５，７６に入力されるビデオ信号やデータ信号を伝送するビデオライン５４，５５，５６との間に接続され、前記Ｘシフトレジスタ５１から出力されるサンプリングパルスによって順次オン／オフされるように構成されている。Ｘシフトレジスタ５１は、端子７２，７３を介して外部より入力されるクロックＣＬＸ，／ＣＬＫに基づいて１水平走査期間中にすべての信号線２２を順番に１回ずつ選択するようなサンプリングパルスＸ１，Ｘ２，Ｘ３，‥‥‥Ｘｎを形成してサンプリング用スイッチ５２の制御端子に供給する。
一方、前記Ｙシフトレジスタ６１は、端子７７，７８を介して外部から入力されるクロックＣＬＹ，／ＣＬＹに同期して動作され、各ゲート線２１を順次駆動する。

図１０には前記アクティブマトリックス基板を適用した液晶パネル３０の構成例を示す。同図に示すように、前記アクティブマトリックス基板（ＴＦＴアレイ基板）１０の上には、複数の画素電極２３により規制される画素領域（実際に液晶層３７の配向状態変化により画像が表示される液晶パネルの領域）の周囲において両基板を張り合わせて液晶層３７を包囲するシール部材の一例として光硬化性樹脂からなるシール材３６が画素領域に沿って設けられている。そしてカラーフィルタ層３３を有する入射側の対向基板３１の上記画素領域外側シール材３６内側領域に対応する部位に、遮光性の周辺見切り層３５が設けられている。

上記周辺見切り層３５は、後に画祖領域に対応して開口が開けられた遮光性のケースにアクティブマトリックス基板１０がセットされた場合に当該画素領域が製造誤差等により当該ケースの開口の縁に隠れてしまわないように、即ち例えばアクティブマトリックス基板１０のケースに対するずれとして数百μｍ程度を許容するように、画素領域の周囲に５００μｍ１ｍｍ程度の幅を持つ帯状の遮光性材料により形成される。このような遮光性の周辺見切り層３５は、例えばＣｒ（クロム）やＮｉ（ニッケル），Ａｌ（アルミニウム）などの金属材料を用いたスパッタリング、フォトリソグラフィおよびエッチングによって対向基板３１に形成される。上記金属材料の代わりに、カーボンやＴｉ（チタン）をフォトレジストに分散した樹脂ブラックなどの材料により周辺見切り層３５を形成してもよい。

上記シール材３６の外側の領域には、画素領域の下辺に沿って周辺回路（走査線駆動回路）５０および外部端子としてのパッド７０が設けられ、画素領域の両側（図の左右２辺）に沿って周辺回路（信号線駆動回路）６０が設けられている。さらに、画素領域の上辺には、画素領域の両側に設けられた上記周辺回路６０間を電気的に接続するための配線１０５が設けられている。また、シール材３６の四隅には、アクティブマトリックス基板１０と対向基板３１との間で電気的導通をとるための導電源電圧材からなるコラム１０６が設けられている。そして、シール材３６とほぼ同じ輪郭を持つ対向基板３１が当該シール材３６によりアクティブマトリックス基板１０に固着されている。

図１１には前記アクティブマトリックス基板を適用した液晶パネル３０の他の構成例を示す。図１１の実施例の液晶パネル３０は、前記アクティブマトリックス基板１０の表面側にはカラーフィルタ層３３を有する入射側のガラス基板３１が適当な間隔をおいて配置され、周囲をシール材３６で封止された間隙内に液晶３７が充填されて液晶パネル３０として構成されている。また、周辺回路５０，６０の上方は、例えば対向基板３１に設けられるブラックマスク等により遮光されるように構成される。なお、外部から信号を入力するための外部端子としてのパッド７０は前記シール材３６の外側に来るようにシール材を設ける位置が決定されている。

図１２は前記実施例の液晶装置を液晶ライトバルブとして応用した電子機器の一例として示した投射型表示装置の構成例が示されている。

図２１は、投写型表示装置の要部を示す概略構成図である。図中、１０は光源、１３，１４はダイクロイックミラー、１５，１６，１７は反射ミラー、１８，１９，２０はリレーレンズ、２２，２３，２４は液晶ライトバルブ、２５はクロスダイクロイックプリズム、２６は投写レンズを示す。光源１０はメタルハライド等のランプ１１とランプの光を反射するリフレクタ１２とからなる。青色光・緑色光反射のダイクロイックミラー１３は、光源１０からの白色光束のうちの赤色光を透過させるとともに、青色光と緑色光とを反射する。透過した赤色光は反射ミラー１７で反射されて、赤色光用液晶ライトバルブ２２に入射される。一方、ダイクロイックミラー１３で反射された色光のうち緑色光は緑色光反射のダイクロイックミラー１４によって反射され、緑色光用液晶ライトバルブ２３に入射される。一方、青色光は第２のダイクロイックミラー１４も透過する。青色光に対しては、長い光路による光損失を防ぐため、入射レンズ１８、リレーレンズ１９、出射レンズ２０を含むリレーレンズ系からなる導光手段２１が設けられ、これを介して青色光が青色光用液晶ライトバルブ２４に入射される。各ライトバルブにより変調された３つの色光はクロスダイクロイックプリズム２５に入射する。このプリズムは４つの直角プリズムが貼り合わされ、その内面に赤光を反射する誘電体多層膜と青光を反射する誘電体多層膜とが十字状に形成されている。これらの誘電体多層膜によって３つの色光が合成されて、カラー画像を表す光が形成される。合成された光は、投写光学系である投写レンズ２６によってスクリーン２７上に投写され、画像が拡大されて表示される。

本発明は従来のＴＮ型の液晶を用いた液晶表示装置とは異なり、視角の広い横電界型（いわゆるＩＰＳモード）の液晶装置である。その視角について図１４に示した。（ａ）は従来のＴＮ型の液晶装置であり、斜線部のような視角特性を有する。従って、従来型の投射型液晶装置は、ライトバルブとして用いる液晶装置の視角特性に合わせ、液晶装置を光軸に対して傾けて配置している。このように配置しなければならないため、従来型の投射型液晶装置は、投射される表示が台形状になり、表示される映像の上下で表示幅が異なりゆがんだ表示となる問題点が有る。

これに対して、本願の液晶装置をライトバルブとして用いることにより、このような問題点、即ち投射映像が台形となると言う問題点を解消することができる。即ち、図１４（ｂ）に本願の様な横電界型の液晶装置の視角特性を示したが、図示されているように全体的にほぼ均一な視角特性を有することがわかる。従って、視角特性に影響されることなくライトバルブである液晶装置を光軸に対して垂直に配置することができ、台形型の表示となることは全くない。

次に、上述の実施例の液晶装置を用いて構成される電子機器は、図１５に示す表示情報出力源１０００、表示情報処理回路１００２、表示駆動回路１００４、液晶パネルなどの表示パネル１００６、クロック発生回路１００８及び電源回路１０１０を含んで構成される。表示情報出力源１０００は、ＲＯＭ、ＲＡＭなどのメモリ、テレビ信号を同調して出力する同調回路などを含んで構成され、クロック発生回路１００８からのクロックに基づいて、ビデオ信号などの表示情報を出力する。表示情報処理回路１００２は、クロック発生回路１００８からのクロックに基づいて表示情報を処理して出力する。この表示情報処理回路１００２は、例えば増幅・極性反転回路、相展開回路、ローテーション回路、ガンマ補正回路あるいはクランプ回路等を含むことができる。表示駆動回路１００４は、走査側駆動回路及びデータ側駆動回路を含んで構成され、液晶パネル１００６を表示駆動する。電源回路１０１０は、上述の各回路に電力を供給する。

このような構成の電子機器として、図１２に示す液晶プロジェクタ、図１６に示すマルチメディア対応のパーソナルコンピュータ（ＰＣ）及びエンジニアリング・ワークステーション（ＥＷＳ）、図１７に示すページャ、あるいは携帯電話、ワードプロセッサ、テレビ、ビューファインダ型又はモニタ直視型のビデオテープレコーダ、電子手帳、電子卓上計算機、カーナビゲーション装置、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた装置などを挙げることができる。

図１６２に示すパーソナルコンピュータ１２００は、キーボード１２０２を備えた本体部１２０４と、液晶表示画面１２０６とを有する。

図１７に示すページャ１３００は、金属製フレーム１３０２内に、液晶表示基板１３０４、バックライト１３０６ａを備えたライトガイド１３０６、回路基板１３０８、第１，第２のシールド板１３１０，１３１２、２つの弾性導電体１３１４，１３１６、及びフィルムキャリアテープ１３１８を有する。２つの弾性導電体１３１４，１３１６及びフィルムキャリアテープ１３１８は、液晶表示基板１３０４と回路基板１３０８とを接続するものである。

ここで、液晶表示基板１３０４は、２枚の透明基板１３０４ａ，１３０４ｂの間に液晶を封入したもので、これにより少なくともドットマトリクス型の液晶表示パネルが構成される。一方の透明基板に、図１５に示す駆動回路１００４、あるいはこれに加えて表示情報処理回路１００２を形成することができる。液晶表示基板１３０４に搭載されない回路は、液晶表示基板の外付け回路とされ、図１７の場合には回路基板１３０８に搭載できる。

図１７はページャの構成を示すものであるから、液晶表示基板１３０４以外に回路基板１３０８が必要となるが、電子機器用の一部品として液晶表示装置が使用される場合であって、透明基板に表示駆動回路などが搭載される場合には、その液晶表示装置の最小単位は液晶表示基板１３０４である。あるいは、液晶表示基板１３０４を筺体としての金属フレーム１３０２に固定したものを、電子機器用の一部品である液晶表示装置として使用することもできる。さらに、バックライト式の場合には、金属製フレーム１３０２内に、液晶表示基板１３０４と、バックライト１３０６ａを備えたライトガイド１３０６とを組み込んで、液晶表示装置を構成することができる。これらに代えて、図１８に示すように、液晶表示基板１３０４を構成する２枚の透明基板１３０４ａ，１３０４ｂの一方に、金属の導電膜が形成されたポリイミドテープ１３２２にＩＣチップ１３２４を実装したＴＣＰ（Ｔａｐｅ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｐａｃｋａｇｅ）１３２０を接続して、電子機器用の一部品である液晶表示装置として使用することもできる。

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。例えば、本発明は上述の各種の液晶パネルの駆動に適用されるものに限らず、エレクトロルミネッセンス、プラズマディスプレー装置にも適用可能である。

本発明は、薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴと称する）によって画素電極を駆動するアクティブマトリックス基板、並びにそのアクティブマトリクス基板を適用した液晶装置、さらには横電界方式の液晶装置、そして電子機器に利用して好適な技術に関する。

本発明を適用したアクティブマトリックス基板の第１の実施例の１画素部の平面レイアウト図。 図１におけるＡ−Ａ’線およびＢ−Ｂ’線に沿った断面を示す断面図。 第１の実施例のアクティブマトリックス基板の製造方法の一実施例（前半）を工程順に示す断面図。 第１の実施例のアクティブマトリックス基板の製造方法の一実施例（後半）を工程順に示す断面図。 本発明を適用したアクティブマトリックス基板の第２の実施例の１画素部の平面レイアウト図。 図５におけるＣ−Ｃ’線に沿った断面を示す断面図。 図５の実施例の１画素部の等価回路を示す回路図。 本発明を適用したアクティブマトリックス基板の第３の実施例の１画素部の平面レイアウト図。 本発明を適用して好適なアクティブマトリックス基板のシステム構成例を示すブロック図。 本発明に係るアクティブマトリックス基板を用いた液晶パネルの構成例を示す断面図および平面図。 本発明に係るアクティブマトリックス基板を用いた液晶パネルの他の構成例を示す平面図および断面図。 実施例のアクティブマトリックス基板を用いたＬＣＤをライトバルブとして応用した投射型表示装置の一例としてビデオプロジェクタの概略構成図。 従来の横電界方式の液晶表示装置用の基板の一例を示す平面レイアウト図および断面図。 従来のＴＮ型液晶装置の視角特性（ａ）と、横電界方式の液晶表示装置の視角特性（ｂ）を示した図。 本発明の一応用例を示した図。 本発明の一応用例を示した図。 本発明の一応用例を示した図。 本発明の一応用例を示した図。

符号の説明

１０ 基板（ガラス基板）
１１ ポリシリコン層（動作層）
１２ 下地絶縁膜
１３ ゲート電極
１４ ゲート絶縁膜
１５ａ〜１５ｃ コンタクトホール
１６，１７ 絶縁膜
１８ 補助容量電極層
２１ 走査線（ゲート線）
２２ 信号線（ソース線）
２３ 画素電極
２４ 共通電極
３０ 液晶パネル
３１ 対向基板
３３ カラーフィルタ層
３６ シール材
３７ 液晶
５０，６０ 周辺回路
５１ Ｘシフトレジスタ
５２ サンプリング用スイッチ
５４〜５６ ビデオライン
６１ Ｙシフトレジスタ
７０ パッド
７２〜７８ 外部端子
９０ 画素
９１ 画素駆動用ＴＦＴ
３７０ ランプ
３７３，３７５，３７６ ダイクロイックミラー
３７４，３７７ 反射ミラー
３７８，３７９，３８０ ライトバルブ
３８３ ダイクロイックプリズム
３８４ 投射レンズ

Claims (3)

1. 信号線、前記信号線に交差する走査線、前記信号線及び前記走査線の交差に対応して設けられた薄膜トランジスタ、前記薄膜トランジスタに接続された画素電極、並びに前記画素電極に対向して配置される共通電極を備えてなり、前記画素電極と前記共通電極との間に横電界が印加されるよう構成されたアクティブマトリクス基板であって、
   前記信号線と平行に配設された前記画素電極の一部と、前記共通電極の一部とが、絶縁膜を介在させて、前記信号線に重なるように配置され、
   前記信号線には、
   前記共通電極の前記一部の端部と、前記走査線とのすき間、
   と、
   前記画素電極の前記一部の端部と、前記共通電極を電気的に結合して前記走査線方向に配設された連結部とのすき間、
   をそれぞれ覆うように、突出部が設けられていること、
   を特徴とするアクティブマトリクス基板。
2. 請求項１に記載のアクティブマトリクス基板において、
   前記画素電極及び前記共通電極を櫛歯状に形成し、前記画素電極と前記共通電極が互いにかみ合うように配設され、
   前記共通電極の前記一部の端部と、前記走査線とのすき間、
   と、
   櫛歯状の前記画素電極のうち前記信号線に重なる前記画素電極の前記一部の端部と、前記連結部とのすき間、
   をそれぞれ覆うように、前記突出部が設けられていること、
   を特徴とするアクティブマトリクス基板。
3. 一対の基板間に液晶を挟んでなる液晶装置において、前記一対の基板のうち一方の基板が請求項１又は請求項２に記載のアクティブマトリクス基板であることを特徴とする液晶装置。

Images