JPH02234121A - 液晶表示装置およびその製造方法 - Google Patents
液晶表示装置およびその製造方法Info
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- JPH02234121A JPH02234121A JP5385989A JP5385989A JPH02234121A JP H02234121 A JPH02234121 A JP H02234121A JP 5385989 A JP5385989 A JP 5385989A JP 5385989 A JP5385989 A JP 5385989A JP H02234121 A JPH02234121 A JP H02234121A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
〔産業上の利用分野〕
本発明は、液晶表示装置およびその製造方法に係り,特
に、薄膜トランジスタ(TPT)と画素電極とを画素の
一構成要素とするアクティブ・マトリックス方式のカラ
ー液晶表示装置に適用して有効な技術に関するものであ
る. 〔従来の技術〕 アクティブ・マトリックス方式のカラー液晶表示装置は
、マトリックス状に複数の画素が配置された液晶表示部
(液晶表示パネル)を有している.液晶表示部の各画素
は,隣接する2本の走査信号線(ゲート信号線または水
平信号線とも称す)と隣接する2本の映像信号a(ドレ
イン信号線または垂直信号線とも称す)との交差領域内
に配置されている.走査信号線は、列方向(水平方向)
に延在し、行方向(垂直方向)に複数本配置されている
.一方、映像信号線は、走査信号線と交差する行方向に
延在し、列方向に複数本配置されている. 液晶表示部は、第1の透明ガラス基板上に薄膜トランジ
スタおよび透明画素電極、薄膜トランジスタの保護膜,
液晶分子の向きを設定する(液晶分子を案内し、整える
)ための配向膜が順次設けられた第1の基板(下部基板
)と、第2の透明ガラス基板上にカラーフィルタ,カラ
ーフィルタの保腹膜、共通透明画素電極、配向膜が順次
設けられた第2の基板(上部基板)と、両基板の各配向
膜の間に封入された液晶と、該液晶の封止部材(シール
部材)とによって構成されている。 液晶表示部は,上記第1の基板と、上記第2の基板とを
別々に作製し、両基板の互いの配向膜が向き合うように
、両基板間にスペーサ材を介在させることにより所定の
間隔を隔てて重ね合わせ,両基板間に液晶を封入し、液
晶封入口を除く第1および第2の基板の縁周囲全体に沿
って設けられるシール部材によって封止することによっ
て組み立てられる.なお,第1の基板側(あるいは第2
の基板側)にはパックライトが配置される。 上記のように、画素は、主として、液晶、この液晶を介
在させて配置された透明画素電極および共通透明画素電
極、薄膜トランジスタ,カラーフィルタで構成されてい
る.透明画素電極、薄膜トランジスタ、カラーフィルタ
のそれぞれは、画素ごとに設けられている.また、薄護
トランジスタのソース電極、ドレイン電極のうち一方の
電極は、透明画素電極に接続され、もう一方の電極は、
映像信号線に接続され、かつ,ゲート電極は、走査信号
線に接続されている.カラーフィルタは、ゼラチン、ア
クリル樹脂等の樹脂材料で構成される染色基材に染料を
着色して構成され、画素に対向する位置に各画素ごとに
構成され、染め分けられている.すなわち、カラーフィ
ルタは、画素と同様に、隣接する2本の走査信号線と隣
接する2本の映像信号線との交差領域内に構成されてい
る.次に、従来の液晶表示装置の製造方法についてさら
に詳しく説明する.まず、第1の透明ガラス基板上に薄
膜トランジスタおよび透明画素電極、薄膜トランジスタ
の保護膜、配向膜を順次設け、配向膜に配向処理を施し
て第1の基板を作製する.配向処理は,液晶分子の向き
を設定するために所定の細溝を多数設ける処理である。 また、これと別の工程で第2の基板を作製する。 まず,第2の透明ガラス基板上にカラーフィルタを設け
る.カラーフィルタを設けるには、まず、第2の透明ガ
ラス基板の表面にゼラチン,アクリル樹脂等のような染
色基材を設け、フォトリソグラフィー技術で、例えばま
ず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、防染処理を施し,赤
色フィルタを設ける.次に,同様な工程を施すことによ
って,緑色フィルタ、青色フィルタを順次設ける.次に
、カラーフィルタが設けられた第2の透明ガラス基板上
にカラーフィルタの保護膜を設ける.次に、保護膜上に
共通透明画素電極を設け,所定の形状にパターニングす
る.次に、共通透明画素電極が設けられた第2の透明ガ
ラス基板上に配向膜を設け、配向膜に配向処理を施す。 次に、配向処理が済んだ配向膜面上に、エアーブロー等
を用いて多数のスペーサ材を均一に分散させる。このよ
うにして上記第2の基板を完成させる。 その後、第1の基板と第2の基板の互いの配向膜が向き
合うように組み合わせると、第2の基板の配向膜上に設
けられた多数のスペーサ材が両基板間に介在されるので
両基板は所定の間隔を隔てて重ね合わされる。次に、両
基板間に液晶封入口から液晶を封入し、基板周囲のシー
ル材により液晶を封止する. なお、スペーサ材に関する別の工程がある。すなわち、
上記の工程において、第2の基板に配向膜材を堆積させ
る前に、この配向膜材に多数のスペーサ材を混入し,こ
れを堆積させて配向膜を設けてもよい。その後,該配向
膜に配向処理を施し,第1および第2の基板を重ね合わ
せ、液晶を封入し、封止する.その他の工程は上記と同
様である。 TPTを使用したアクティブ・マトリックス方式の液晶
表示装置は、例えば, 1984年9月10日発行のr
日経エレク1一ロニクス」211頁に記載されている。 〔発明が解決しようとする課題〕 上述のように、従来の液晶表示装置の製造工程では、配
向処理が済んだ配向膜にスペーサ材を分散させるとき、
エアープロ一等で吹いて分散させるので,配向膜面に異
物が付着しやすく、配向膜面が汚染されやすい。配向膜
面が汚染されると、第1の基板の配向膜と、第2の基板
の配向膜との間に封入される液晶のインピーダンスが低
下し、光学特性が変化してしまう。このように,従来の
製造方法では、配向膜面が汚染されやすく、これにより
特性が変動し、品質、歩留りの低下を生じる問題があっ
た。 また、この汚染された配向膜を洗浄すると、スペーサ材
は固定されてないので、スペーサ材が流れてしまって一
部が無くなったり、また、洗浄の際、スペーサ材が移動
するので、配向膜に配向処理の傷(細溝)とは別の傷が
付き、液晶分子の向きを設定する機能が劣化する。 さらに、スペーサ材は、上述のように配向処理が済んだ
配向膜面に分散させるか、あるいは、スペーサ材を混入
した配向膜を基板面」二に設けるので、スペーサ材は、
設けられる位置、場所を定めることができず,スペーサ
材により薄膜トランジスタ等が損傷されることが多く,
歩留りが低下する問題があった。 本発明の目的は,配向膜面の汚染が防止でき、従って、
特性の変動が防止でき、品質、歩留りが向上できる液晶
表示装置およびその製造方法を提供することにある。 本発明の他の目的は、配向膜を洗浄しても、スペーサ材
が流れてしまって無くなったり、また、スペーサ材の移
動により配向膜が傷付いたりすることのない液晶素子お
よびその製造方法を提供することにある. 本発明のさらに他の目的は、スペーサ材により薄膜トラ
ンジスタ等が損傷されにくい液晶表示装置およびその製
造方法を提供することにある.〔課題を解決するための
手段〕 上記の目的を達成するために,本発明の液晶表示装置お
よびその製造方法は、次のような特徴を持つ。 すなわち、本発明の液晶表示装置の製造方法は、透明ガ
ラス基板上にカラーフィルタを設ける工程と、上記カラ
ーフィルタが設けられた上記透明ガラス基板上に保護膜
と該保護膜に混入され、その下部が該保護膜に固着され
、上部が該保護膜から突出するスペーサ材とを設ける工
程と、上記スペーサ材が混入された上記保護膜上に画素
電極を設ける工程と、上記スペーサ材上に存在する」ユ
記画素電極を除去する工程と、上記画素電極および上記
スペーサ材上に配向膜を設ける工程とを含んでなること
を特徴とする。 また、本発明の液晶表示装置は、第1の透明ガラス基板
と、上記第1の透明ガラス基板上に設けられた薄膜!・
ランジスタおよび第1の画素電極と,上記薄膜トランジ
スタおよび上記第1の画素電極を含む上記第1の透明ガ
ラス基板上に設けられた第1の保護膜と、上記第1の保
護膜上に設けられた第1の配向膜とを含んでなる第1の
基板と、第2の透明ガラス基板と、上記第2の透明ガラ
ス基板上に設けられたカラーフィルタと、上記カラーフ
ィルタを含む上記第2の透明ガラス基板上に設けられた
第2の保護膜と,上記第2の保護膜に混入され、その下
部が該保護膜に固着され、その上部が該保護膜から突出
するスペーサ材と、上記スペーサ材上を除く上記第2の
保護膜上に設けられた第2の画素電極と、上記第2の画
素電極および上記スペーサ材上に設けられた第2の配向
膜とを含む第2の基板とを具備し, 上記第1の基板と上記第2の基板とは、互いの上記第1
、第2の配向膜が向き合うように、上記第2の保護膜に
固着されたスペーサ材を介在させることにより所定の間
隔を隔てて重ね合わせられ、両基板の間の上記第1,第
2の配向膜の間に液晶が封入され、シール材により封止
されて組み立てられていることを特徴とする. 〔作用〕 従来の液晶表示装置では、スペーサ材は配向処理が済ん
だ配向膜面上に分散させるか、あるいは5スペーサ材を
混入した配向膜を透明ガラス基板面上に塗布して設ける
ので、スペーサ材が設けられる位置を定めることができ
ず、従って,第1の基板と第2の基板とを組み合わせた
とき、スペーサ材が第1の基板上に設けられた薄膜トラ
ンジスタ付近に配置された場合に、スペーサ材により薄
膜トランジスタが損傷される可能性が高かった.しかし
、本発明の液晶表示装置では,スペーサ材の上には第2
の配向膜が載っており、薄膜トランジスタとスペーサ材
との間には第1の配向膜と第2の配向膜の2層が存在す
るので、薄膜t・ランジスタ等が損傷される可能性が低
減し、品質、歩留りを向上することができる. また、従来の液晶表示装置の製造方法では、配向処理が
済んだ配向膜にスペーサ材を分散させるとき、エアーブ
ロー等で吹いて分散させるので、配向膜面に異物が付着
しやすく、配向膜面が汚染されやすかったが、本発明の
製造方法では、カラーフィルタ用の保護膜にスペーサ材
を混入、固着し,その後透明画素電極と配向膜を設け、
配向膜面上にスペーサ材を分散させないので、配向膜が
汚染されることがない.従って、配向膜面の汚染により
、第1の基板の配向膜と第2の基板の配向膜との間に封
入される液晶のインピーダンスが低下し、光学特性が変
化し、特性が変動するのを防止でき、品質、歩留りを向
上することができる.また、従来の製造方法では,配向
膜を洗浄するとき、スペーサ材が固定されてないので、
スペーサ材が流れてしまって一部が無くなったり、また
、洗浄の際,スペーサ材が移動するので、配向膜が傷付
くことがあり、液晶分子の向きを整える機能が劣化する
問題があったが、本発明の製造方法では、配向処理後の
スペーサ分散工程が不要であり、また、スペーサ材は,
接着性を有する保護膜によりしっかりと固定されている
ので、上記の問題が生じず、かつ、第1の基板と第2の
基板とを組み合わせる前に配向膜を洗浄することが可能
となり,配向処理面の異物付着,汚染等を除去でき、配
向膜面を清浄化できるので,品質、歩留りを向上できる
。 さらに、本発明の製造方法では,第1の基板と第2の基
板とを組み合わせたとき、第1の基板の薄膜トランジス
タとスペーサ材との間には第1の基板の配向膜と第2の
基板の配向膜の2I1tが存在するので、薄膜トランジ
スタ等が損傷されにくく、品質、歩留りを向上すること
ができる。 〔実施例〕 第2図は、本発明を適用すべきアクティブ・マトリック
ス方式のカラー液晶表示装置の液晶表示部の一画素の要
部平面図、第3図は、第2図の■−n切断線で切った部
分とシール部周辺部の断面図、第4図は、第2図に示す
画素を複数配置した液晶表示部の要部平面図である. 第3図に示すように、下部透明ガラス基板SUB1の内
側(液晶側)の表面上に,薄膜トランジスタTPTおよ
び透明画素電極ITOが設けられている.下部透明ガラ
ス基板SUBIは例えば1.1閣程度の厚さで構成され
ている.第4図に示すように,各画素は、隣接する2本
の走査信号線(ゲート信号線または水平信号線)OLと
、隣接する2本の映像信号線(ドレイン信号線または垂
直信号線)DLとの交差領域内(4本の信号線で囲まれ
た領域内)に配置されている.走査信号線GLは、第2
図および第4図に示すように、列方向(水平方向)に延
在し、かつ行方向(垂直方向)に複数本配匝されている
。映像信号mDLは、行方向に延在し、かつ列方向に複
数本配置されている。 各画素の薄膜トランジスタT P Tは、画素内におい
て3つ(複数)に分割され,薄膜トランジスタ(分割薄
膜[・ランジスタ)TFTI、TFT2およびTFT3
で構成されている.薄膜トランジスタTPT1〜TFT
3のそれぞれは、実質的に同一寸法(チャネル長とチャ
ネル幅が同じ)で構成されている,この分割された薄膜
1−ランジスタTFTI〜TFT3のそれぞれは,主に
ゲート電極GT.絶縁膜GI.j型(真性、intri
nsic、導電型決定不純物がドープされていない)シ
リコン(Si)からなるi型半導体IAs、1対のソー
ス電極SDIおよびドレイン電極SD2で構成されてい
る。なお、ソース・ドレインは本来その間のバイアス極
性によって決まり、この液晶表示装置の回路ではその極
性は動作中反転するので、ソース・ドレインは動作中入
れ替わると理解されたい。しかし、以下の説明でも、便
宜上一・方のSD1をソース、他方のSD2をドレイン
と固定して表現する. ゲート電極GTは、第5図(所定の製造工程における画
素の要部平面図)に詳細に示すように、走査信号線OL
から行方向(第2図および第5図において下方向)に突
出する丁字形状で構成されている(丁字形状に分岐され
ている)。すなわち、ゲート電極GTは、映像信号線D
Lと実質的に平行に延在するように構成されている。ゲ
ート電極GTは、薄膜トランジスタTPTI〜TFT3
のそれぞれの形成領域まで突出するように構成されてい
る.薄膜トランジスタ’r F T 1〜TFT3のそ
れぞれのゲート電極G Tは、一体に(共通ゲート電極
として)構成されており、同一の走査信号線GLに連続
して設けられている。ゲート電極GTは,薄膜トランジ
スタTPTの形成領域において大きい段差をなるべく作
らないように、単層の第1導電膜g1で構成する.第1
導電膜g1は、例えばスパソタ法で設けられたクロム(
Cr)膜を用い、IIOOA程度の膜厚で設ける。 このゲート電極GTは、第2図、第3図および第6図(
所定の製造工程における画素の要部平面図)に示されて
いるように,i型半導体WJAsを(下方から見て)完
全に覆うようにそれより太き目に設けられる。従って、
下部透明ガラス基板SUBIの下方に蛍光燈等のバック
ライトを取り付けた場合、この不透明のCrゲート電極
GTが影となって、半導体IAsにはバックライト光が
当たらず、上述した光照射による導電現象すなわちTP
Tのオフ特性劣化は起きにくくなる.なお、ゲート電極
GTの本来の大きさは,ソース・ドレイン電極SDI,
SDZ間をまたがるに最低限必要なくゲート電極とソー
ス・ドレイン電極の位置合わせ余裕分も含めた)@を持
ち、チャネル幅Wを決めるその奥行き長さはソース・ド
レイン電極間の距離(チャネル長)Lとの比、すなわち
相互コンダクタンスgmを決定するファクタW/Lをい
くつにするかによって決められる。 この液晶表示装置におけるゲー1〜電極の大きさはもち
ろん、上述した本来の大きさよりも大きくされる。 ゲート電極GTのゲートおよび遮光の機能面からだけで
考えれば,ゲート電極GTおよびその配線G Lは単一
の層で一体に設けてもよく、この場合不透明導電材料と
してSiを含有させたアルミニウム(A.l1)、純A
Ω、およびパラジウム(Pd)を含有させたAQ等を選
ぶことができる.ここでは走査信号線OLは、第1導電
膜g1およびその上部に設けられた第2導電膜g2から
なる複合膜で構成されている。この走査信号線G I,
の第1導電膜g1は、ゲート電極GTの第1.導電膜g
1と同一製造工程で設けられ,かつ一体に構成されてい
る.第2導電膜g2は例えばスパッタ法で設けられたA
Ω膜を用い、900〜4000人程度の膜厚で設ける。 第2導電膜g2は、走査信号線OLの抵抗値を低減し、
信号伝達速度の高速化(画素の情報の書き込み特性)を
図ることができるように構成されている. また、走査信号線OLは、第1導電膜g1の幅に比べて
第2導電膜g2の幅を小さく構成している。すなわち、
走査信号線OLは、その側壁の段差形状をゆるやかにす
ることができるので、その上層に設ける絶縁膜GI’の
表面を平担化できるように構成されている。 絶縁膜GIは、薄膜トランジスタTPTI〜TFT3の
それぞれのゲート絶縁膜として使用される。絶縁膜Gl
は、ゲート電極GTおよび走査信号線GLの上層に設け
られている.絶縁膜GIは例えばプラズマCVD法で設
けられた窒化珪素膜を用い、3500人程度の膜厚で設
ける.上述のように、絶縁膜GIの表面は、薄膜トラン
ジスタTPT1〜TFT3のそれぞれの形成領域および
走査信号線GLの形成領域において平担化されている.
i型半導体層ASは、第6図(所定の製造工程における
要部平面図)で詳細に示すように、複数に分割された薄
膜トランジスタTPTI〜TPT3のそれぞれのチャネ
ル形成領域として使用される.複数に分割された薄膜ト
ランジスタTPTI〜TFT3のそれぞれのi型半導体
層ASは、画素内において一体に構成されている.すな
わち、画素の分割された複数の薄膜トランジスタTPT
1〜TFT3のそれぞれは,1つの(共通の)i型半導
体層ASの島領域で構成されている.i型半導体層As
は、非品質シリコン膜または多結晶シリコン膜で形成し
、約2000人程度の膜厚で設ける. このi型半導体層ASは、供給ガスの成分を変えてSi
,N4からなる絶縁膜GIの形成に連続して、同じプラ
ズマCVD装置で、しかも下部透明ガラス基板SUBI
はその装置から外部に取り出すことなく設けられる。ま
た、オーミックコンタクト用のPをドープしたN1型半
導体層do(第3図)も同様に連続して約300人の厚
さに設けられる.その後、下部透明ガラス基板SUBI
はCVD装置から外に取り出され、フォトリソグラフィ
ー(写真処理)技術により、N+型半導体層d0および
i型半導体層ASは第2図、第3図および第6図に示す
ように独立した島状にバターニングされる。 このように、一画素において複数に分割された薄膜トラ
ンジスタTPTI〜TFT3のそれぞれのi型半導体層
ASを一体に構成することにより、薄膜トランジスタT
PT1〜TFT3のそれぞれに共通のドレイン電極SD
2がi型半導体層AS(実際には、第1導電膜g1の膜
厚,N+型半導体層doの膜厚およびi型半導体層AS
の膜厚とを加算した膜厚に相当する段差)をドレイン電
極SD2側からi型半導体層AS側に向って1度乗り越
えるだけなので、ドレイン電極SD2が断線する確率が
低くなり、点欠陥の発生する確率を低減することができ
る。すなわち、この液晶表示装置では、ドレイン電極S
D2がi型半導体層ASの段差を乗り越える際に画素内
に発生する点欠陥を3分の1に低減できる. また、この液晶表示装置のレイアウトと異なるが、i型
半導体層ASを映像信号線DLが直接乗リ越え、この乗
り越えた部分の映像信号線DLをドレイン電極SD2と
して構成する場合、映像信号線DL(ドレイン電極SD
2)がi型半導体層ASを乗り越える際の断線に起因す
る線欠陥の発生する確率を低減することができる。すな
わち,一画素内で複数に分割された薄膜トランジスタT
PTI〜TFT3のそれぞれのi型半導体層ASを一体
に構成することにより、映像信号線DL(ドレイン電極
SD2)がi型半導体層Asを1度だけしか乗り越えな
いためである(実際には,乗り始めと乗り終わりの2度
である)。 i型半導体層ASは,第2図、第6図および第7図(所
定の製造工程における画素の要部平面図)に詳細に示す
ように、走査信号線GLと映像信号線DLとの交差部(
クロスオーバ部)の両者間まで延在させて設けられてい
る.この延在させたi型半導体層Asは、交差部におけ
る走査信号線GLと映像信号線DLとの短絡を低減する
ように構成されている. 一画素内で複数に分割された薄膜トランジスタTPTI
〜TFT3のそれぞれのソース電極SDIと共通のドレ
イン電極SD2とは、第2図、第3図および第7図で詳
細に示すように、i型半導体層AS上にそれぞれ離隔し
て設けられている。 ソース電極SDI,ドレイン電極SD2のそれぞれは、
回路のバイアス極性が変ると、動作上、ソースとドレイ
ンとが入れ替わるように構成されている。すなわち,薄
膜トランジスタTPTは,FET(電界効果トランジス
タ)と同様に双方向性である. 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dOに接触する下層側から、第1導電膜
d1、第2導電膜d2、第3導電膜d3を順次重ね合わ
せて構成されている,ソース電極SDIの第1導電膜d
1、第2導電膜d2および第3導電膜d3は、ドレイン
電極SD2のそれぞれと同一製造工程で設けられる。 第1導電膜d1は,スバソタ法で設けたCr膜を用い、
500〜1000人の膜厚(この液晶表示装置では、6
00人程度の膜厚)で設けるo C r膜は、膜厚を厚
く設けるとストレスが大きくなるので、2000人程度
の膜厚を越えない範囲で設ける。Cr膜は、N+型半導
体層doとの接触が良好である。 Crlilは、後述する第2導電膜d2のA2がN+型
半導体層doに拡散することを防止する、所謂バリア層
を構成する。第1導電膜d1としては、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(MoSi.、TiSi,,TaSi,、WS
i.)膜で設けてもよい. 第1導電膜d1をフォ]・リソグラフィー技術でバター
ニングした後、同じフォトマスクを用いて、あるいは第
1導電膜d1をマスクとしてN”型半導体層dOが除去
される.すなわち,i型半導体層AS上に残っていたN
+型半導体層doは第1導電膜d1以外の部分が自己整
合(セルファライン)で除去される。このとき、N”型
半導体/ldOはその厚さ分は全て除去されるようにエ
ッチングされるのでi型半導体IAsも若干その表面部
分で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。 その後、第2導電膜d2がAQをスパッタすることによ
り3000〜5500人の膜厚(この液晶表示装置では
、3500 A程度の膜厚)に設けられる。AQ膜は、
Cr膜に比べてストレスが小さく、厚い膜厚に設けるこ
とが可能で、ソース電極SDI、ドレイン電極SD2お
よび映像信号線DLの抵抗値を低減するように構成され
ている。すなわち、第2導電膜d2は、薄膜トランジス
タTPTの動作速度の高速化および映像信号線DLの信
号伝達速度の高速化を図ることができるように構成され
ている。従って、第2導電膜d2により、画素の書き込
み特性を向上することができる。第2導電膜d2として
は、AQ膜の他に、Siや銅(C:u)やPdを添加物
として含有させたAM膜で設けてもよい。 第2導電膜d2がフォトリソグラフィー技術によりパタ
ーニングされた後,300〜2400人の膜厚(この液
晶表示装置では、1200人程度の膜厚)でスバッタ法
で設けられた透明導電膜(IT○:ネサ膜)によって、
第3導電膜d3が設けられる。 この第3導電膜d3は、ソース電極SDI, ドレイ
シ電極SD2および映像信号線DLを構成するとともに
、透明画素電極ITOを構成するようになっている. ソース電極SDIおよびドレイン電極S D 2の第1
導電膜d1は、第1導電膜d1ど第2導電膜d2および
第3導電膜d3との間の製造工程においてマスク合わせ
ずれが生じても、第2導電膜d2および第3導電膜d3
に比べて大きい寸法になるようにチャネルが設けられる
側が大きい寸法になるように構成されている(第1導電
膜d1〜第3導電膜d3のそれぞれのチャネル形成領域
側がオンザラインでもよい)。また、ソース電極SD1
およびドレイン電極SD2の第1導電膜d1のそれぞれ
は、薄膜トランジスタTPTのゲート長Lを規定するよ
うに構成されている。 このように,一画素内で複数に分割された薄膜トランジ
スタTPTI〜TFT3において、ソース電極SDI、
ドレイン電極SD2のそれぞれの第1導電膜d1のチャ
ネル形成領域側を第2導電膜d2および第3導電膜d3
に比べて大きい寸法で構成することにより、ソース電極
SDI、ドレイン電極SD2のそれぞれの第1導電膜d
l間の寸法で、薄膜トランジスタTPTのゲート長Lを
規定することができる.第1導電膜d1間の離隔寸法(
ゲート長し)は、加工精度(パターニング精度)で規定
することができるので,薄膜トランジスタTPTI〜T
FT3のそれぞれのゲート長Lを均一にすることができ
る. ソース電極SDIは、上述のように、透明画素電極IT
Oに接続されている.ソース電極SDIは、i型半導体
J’lASの段差形状(第1導電膜g1の膜厚,N+型
半導体層doの膜厚およびi型半導体層ASの膜厚とを
加算した膜厚に相当する段差)に沿って構成されている
。具体的には,ソース電極SDIは、i型半導体RAS
の段差形状に沿って設けられた第1導電膜d1と,この
第1導電膜d1の上部にそれに比べて透明画素電極■T
oと接続される側を小さい寸法で設けた第2導電膜d2
と、この第2導電膜から露出する第1導電膜d1に接続
された第3導電膜d3とで構成されている.ソース電極
SDIの第1導電膜d1は,N1型半導体層dOとの接
着性が良好であり、かつ主に第2導電膜d2からの拡散
物に対するバリア暦として構成されている。ソース電極
SDIの第2導電膜d2は、第1導電膜d1のCr膜が
ストレスの増大のため厚く設けることができず、i型半
導体層Asの段差形状を乗り越えられないので、このi
型半導体層ASを乗り越えるために構成されている.す
なわち、第2導電膜d2は、厚く設けることでステップ
力バレツジ(段差被覆)を向上している。第2導電膜d
2は、厚く設けることができるので、ソース電極SDI
の抵抗値(ドレイン電極SD2や映像信号線DLについ
ても同様)の低減に大きく寄与している。第3導電膜d
3は、第2導電膜d2のi型半導体RASに起因する段
差形状を乗り越えることができないので、第2導電膜d
2の寸法を小さくすることで、露出する第1導電膜d1
に接続するように構成されている。第1導電膜d1と第
3導電膜d3とは接着性が良好であるばかりか,両者間
の接続部の段差形状が小さいので、確実に接続すること
ができる。 このように、薄膜トランジスタTPTのソース電極SD
Iを、少なくともi型半導体廖ASに沿って設けられた
バリア層としての第1導電膜d1と,この第1導電膜d
1の上部に設けられ、第1導電膜d1に比べて比抵抗値
が小さく、かつ第1導電膜d1に比べて小さい寸法の第
2導電膜d2とで構成し、この第2導電膜d2から露出
する第1導電膜d1に透明画素電極ITOである第3導
電膜d3を接続することにより、薄膜トランジスタTP
Tと透明画素電極ITOとを確実に接続することができ
るので、断線に起因する点欠陥を低減することができる
。しかも,ソース電極SDIは、第1導電膜d1がバリ
ア効果を有するので,抵抗値の小さい第2導電膜d2(
An膜)を用.いることができるので,抵抗値を低減す
ることができる。 ドレイン電極SD2は,映像信号線DLと一体に構成さ
れており、同一製造工程で設けられている.ドレイン電
極SD2は、映像信号線DLと交差する列方向に突出し
たL字形状で構成されている。すなわち、一画素内で複
数に分割された薄膜トランジスタTPTI〜TFT3の
それぞれのドレイン電極SD2は、同一の映像信号線D
Lに接続されている。 透明画素電極ITOは、各画素ごとに設けられており、
液晶表示部の画素電極の一方を構成する。 透明画素電極■Toは、一画素内で複数に分割された薄
膜トランジスタTPTI〜TFT3のそれぞれに対応し
て3つの透明画素電極(分割透明画素電極)ITOI、
IT○2およびITO3に分割されている。透明画素電
極ITOIは、薄膜トランジスタTFTIのソース電極
SDIに接続されている.透明画素電極ITO2は、薄
膜トランジスタTPT2のソース電極SDIに接続され
ている.透明画素電極ITO3は、薄瞑トランジスタT
FT3のソース電極SDIに接続されている.透明画素
電極IT○1〜ITO3のそれぞれは、薄膜トランジス
タTPTI〜TFT3のそれぞれと同様に,実質的に同
一寸法で構成されている。 透明画素電極ITOIL〜工T○3のそれぞれは、薄膜
トランジスタT F T .1〜TFT3のそれぞれの
i型半導体層ASを一体に構成してある(分割されたそ
れぞれの薄膜トランジスタTPTを一箇所に集中的に配
置してある)ので,L字形状で構成している。 このように,隣接する2本の走査信号線GLと隣接する
2本の映像信号線DLとの交差領域内に配置された一画
素内で薄膜トランジスタTPTを複数の薄膜トランジス
タTPTI〜TFT3に分割し、この複数に分割された
薄膜トランジスタTPTI〜TFT3のそれぞれに複数
に分割した透明画素電極IT○1〜ITO3のそれぞれ
を接続することにより、画素の分割された一部分(例え
ば、薄膜トランジスタTFTI)が点欠陥になるだけで
、画素の全体としては点欠陥でなくなる(il膜トラン
ジスタTFT2およびTFT3が点欠陥でない)ので、
画素全体としての点欠陥を低減することができる。 また、上記画素の分割された一部の点欠陥は,画素の全
体の面積に比べて小さい(この液晶表示装置の場合、画
素の3分の1の面積)ので、上記点欠陥を見にくくする
ことができる。 また、上記画素の分割された透明画素電極ITO1〜r
TO3のそれぞれを実質的に同一寸法で構成することに
より、画素内の点欠陥の面積を均一にすることができる
。 さらに、上記画素の分割された透明画素電極■TOI〜
ITO3のそれぞれを実質的に同−寸法で構成すること
により、透明画素電極ITOI〜ITO3のそれぞれと
上部透明ガラス基板StJB2の共通透明画素電極IT
○とで構成されるそれぞれの液晶容量( C pix
)と、この透明画素電極IT○1〜IT○3のそれぞれ
に付加される透明画素電極IT○1〜IT○3とゲート
電極GTとの重ね合わせで生じる重ね合わせ容量(Cg
s)とを均一にすることができる。すなわち、透明画素
電極ITOI〜ITO3のそれぞれは液晶容量および重
ね合わせ容量を均一にすることができるので,この重ね
合わせ容量に起因する液晶LCの液晶分子に印加されよ
うとする直流成分を均一とすることができ、この直流成
分を相殺する方法を採用した場合、各画素の液晶にかか
る直流成分のばらつきを小さくすることができる。 薄膜トランジスタTPTおよび透明画素電極ITo上に
は、保護膜PSVIが設けられている。 保護膜PSVIは、主に薄膜トランジスタTPTを湿気
等から保護するために設けられており、透明性が高く、
しかも耐湿性の良いものを使用する。 保護膜PSVIは、例えばプラズマCVD法で設けた酸
化珪素膜や窒化珪素膜で形成されており、5000〜1
1000人の膜厚(この液晶表示装置では8000人程
度の膜厚)で設ける. 薄膜トランジスタTFT上の保護膜PSVIの上部1こ
は、外部光がチャネル形成領域として使用されるi型半
導体/IIAsに入射されないように、遮蔽膜LSが設
けられている。第2図に示すように、遮蔽膜LSは、点
線で囲まれた領域内に構成されている。遮蔽膜LSは、
光に対する遮蔽性が高い,例えばAΩ膜やCr膜等で設
けられており、スパッタ法で1000人程度の膜厚に設
ける。 従って、薄膜トランジスタTPTI〜TFT3の共通半
導体層ASは、上下にある遮光膜LSおよびゲート電極
GTによってサンドイッチにされ,これによりi型半導
体層ASには外部の自然光やバックライト光が当たらな
くなる。遮光膜I,sとゲート電極GTは半導体層AS
より寸法が太き目でほぼそれと相似形に設けられ、両者
の大きさはほぼ同じとされる(図では境界線が判るよう
にゲート電極GTを遮光膜LSより小さ目に描いている
)。 なお、バックライトを上部透明ガラス基板sUBz側に
取り付け、下部透明ガラス基板SUBIを観察側(外部
露出側)とすることもでき、この場合は遮光膜LSはバ
ンクライト光の、ゲート電極GTは自然光の遮光体とし
て働く。 薄膜トランジスタTPTは、ゲート電tiGTに正のバ
イアスを印加すると、ソースードレイン間のチャネル抵
抗が小さくなり、バイアスをOにすると、チャネル抵抗
は大きくなるように構成されている.すなわち、薄膜ト
ランジスタTPTは、透明画素電極ITOに印加される
電圧をゲート電極GTに印加するバイアスにより制御す
るように構成されている. 液晶LCは、下部透明ガラス基板SUBIと上部透明ガ
ラス基板SUB2との間に設けられた空間内で、液晶分
子の向きを設定する下部配向膜ORIIおよび上部配向
膜ORI2との間に封入されている。 下部配向膜ORIIは、下部透明ガラス基板SUBI側
の保護膜PSVIの上部に設けられる.上部透明ガラス
基板SUB2の内側(液晶側)の表面には、カラーフィ
ルタFIL、保護膜PSv2、共通透明画素電極(CO
M)ITOおよび上部配向膜ORI2が順次積漕して設
けられている。 共通透明画素電極ITOは、下部透明ガラス基板SUB
IIに画素ごとに設けられた透明画素電極ITOに対向
し,隣接する他の共通透明画素電極ITOと一体に構成
されている。この共通透明画素電極ITOには、コモン
電圧Vcomが印加されるように構成されている,コモ
ン電圧Vcon+は,映像信号線DLに印加されるロウ
レベルの粁動電圧Vdminとハイレベルの卵動電圧V
d IIIaxとの中間電位である. カラーフィルタFILは,アクリル樹脂等の樹脂材料で
形成される染色基材に染料を着色して構成されている.
カラーフィルタFILは,画素に対向する位置に各画素
ごとに構成され,染め分けられている.すなわち、カラ
ーフィルタFILは、画素と同様に,隣接する2本の走
査信号線GLと隣接する2本の映像信号線DLとの交差
領域内に構成されている,各画素は、カラーフィルタF
ILの個々の所定の色フィルタ内において、複数に分割
されている。 カラーフィルタFILは、次のように設けることができ
る。まず,上部透明ガラス基板SUB 2の表面に染色
基材を設け、フォトリソグラフィー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、防染処理を施し、赤色フィルタRを
設ける.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を順次設ける. このように、カラーフィルタFILの各色フィルタを各
画素と対向する交差領域内に設けることにより、カラー
フィルタFILの各色フィルタ間に、走査信号線GL、
映像信号線DLのそれぞれが存在するので、それらの存
在に相当する分、各画素とカラーフィルタFILの各色
フィルタとの位置合わせ余裕寸法を確保する(位置合わ
せマージンを大きくする)ことができる.さらに、カラ
ーフィルタFILの各色フィルタを設ける際に、異色フ
ィルタ間の位置合わせ余裕寸法を確保することができる
. すなわち、この液晶表示装置では、隣接する2本の走査
信号線GLと隣接する2本の映像信号線DLとの交差領
域内に画素を構成し、この画素を複数に分割し、この画
素に対向する位置にカラーフィルタFILの各色フィル
タを設けることにより、上述の点欠陥を低減することが
できるとともに、各画素と各色フィルタとの位置合わせ
余裕寸法を確保することができる。 保護膜PSV2は、カラーフィルタFILを異なる色に
染め分けた染料が液晶LCに漏れることを防止するため
に設けられている。保護膜PS■2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ている
。 この液晶表示装置は、下部透明ガラス基板SUBl側の
それぞれの層と、上部透明ガラス基板SUB2側のそれ
ぞれの層とを別々に設け,その後、下部透明ガラス基板
SUBIと上部透明ガラス基板SUB2とを重ね合わせ
、両者間に液晶LCを封入することによって組み立てら
れる。 液晶表示部の各画素は、第4図に示すように、走査信号
線GLが延在する方向と同一列方向に複数配置され,画
素列X 1, X,, X,, X4,・・・のそれぞ
れを構成している.各画素列Xユt x2, X3*X
4,・・・のそれぞれの画素は、薄膵トランジスタT
F T ].〜TFT3および透明画素電極ITO.L
〜ITO3の配置位置を列単位において同一に構成して
いる。すなわち、画素列X1, X,,・・・のそれぞ
れの画素は、薄膜トランジスタTPTI〜TFT3の配
置位置を左側、透明画素電極ITOI〜ITO3の配置
位置を右側に構成している.画素列X i l X3
1・・・のそれぞれの行方向の次段の画素列X,,X4
,・・・のそれぞれの画素は、画素列XL,X,,・・
・のそれぞれの画素を映像信号線DLに対して線対称で
配置した画素で構成されている.すなわち、画素列X,
,X4,・・・のそれぞれの画素は,薄膜トランジスタ
TPTI〜TFT3の配置位置を右側、透明画素電極I
TOI〜ITO3の配置位置を左側に構成している。そ
して、画素列X2,X4,・・・のそれぞれの画素は、
画素列X1,X3,・・・のそれぞれの画素に対し、列
方向に半画素間隔移動させて(ずらして)配置されてい
る。 すなわち,画素列Xの各画素間隔を1.0 (1.0ピ
ッチ)とすると、次段の画素列Xは、名画素間隔を?.
0とし、前段の画素列Xに対して列方向に0.5画素間
隔(0.5ピッチ)ずれている.各画素間を行方向に延
在する映像イa号線DLは、各画素列X間において、半
画素間隔分(0.5ピッチ分)列方向に延在するように
構成されている。 このように液晶表示部において、薄膜トランジスタTP
Tおよび透明画素電極IT○の配置位置が同一である画
素を列方向に複数配置して画素列Xを構成し、画素列X
の次段の画素列Xを、前段の画素列Xの画素を映像信号
線DLに対して線対称で配置した画素で構成し、次段の
画素列を前段の画素列に対して半画素間隔移動させて構
成することにより,第8図(画素とカラーフィルタとを
重ね合わせた状態における要部平面図)で示すように、
前段の画素列Xの所定の色フィルタが設けられた画素(
例えば、画素列X■の赤色フィルタRが設けられた画素
)と次段の画素列Xの同一色フィルタが設けられた画素
(例えば,画素列X.の赤色フィルタR 75(設けら
れた画素)とを1.5画素間隔(1.5ピッチ)離隔す
ることができる。すなわち、前段の画素列Xの画素は、
最も近傍の次段の画素列の同一色フィルタが設けられた
画素と常時1.5画素間隔分離隔するように構成されて
おり、カラーフィルタFILはRGBの三角形配置構造
を構成している。カラーフィルタFILのRGBの三角
形配置構造は,各色の混色を良くすることができるので
、カラー画像の解像度を向上することができる。 また、映像信号線DLは,各画素列X間において、半画
素間隔分しか列方向に延在しないので、隣接する映像信
号線DLと交差しなくなる。従って、映像信号線DLの
引き回しを無くし、その占有面積を低減することができ
、また、映像信号線DLの迂回を無くシ,多層配線構造
を廃止することができる。 この液晶表示部の構成を回路的に示すと、第9図(液晶
表示部の等価回路図)に示すようになる。 第9図に示すXiG,Xi+IG,・・・は、緑色フィ
ルタGが設けられる画素に接続された映像信号線DLで
ある,XiB* Xi+IB,・・・は、青色?ィルタ
Bが設けられる画素に接続された映像信号線DLである
.Xi+IR,Xi+2R,・・・は、赤色フィルタR
が設けられる画素に接続された映像信号線D Lである
.これらの映像信号線DLは、映像信号駆動回路で選択
される.Yiは第4図および第8図に示す画素列X■を
選択する走査信号線GLである。同様に− Y x +
1 v Y i+ 2 r・・のそれぞれは、画素列
x2, X,,・・・のそれぞれを選択する走査信号線
G Lである.これらの走査信号線GLは、垂直走査回
路に接続されている.第3図の中央部は一画素部分の断
面を示しているが,左側は下部透明ガラス基板SUBI
および上部透明ガラス基板SUB2の左側縁部分でグ部
引出配線の存在する部分の断面を示している。右側は、
透明ガラス基板S U B .LおよびS U B 2
の右側縁部分で外部引出配線の存在しない部分の断面を
示している. 第3図の左側、右側のそれぞれに示すシール材SLは、
液晶LCを封止するように構成されてお+)、液晶封入
口(図示していない)を除く透明ガラス基板SUBIお
よびSUB2の縁周囲全体に沿って設けられている.シ
ール材SLは、例えばエポキシ樹脂で形成されている. 上部透明ガラス基板SUBZ側の共通透明画素電極IT
Oは,少なくとも一箇所において.銀ペースト材SIL
によって、下部透明ガラス基板SUBI側に設けられた
外部引出配線に接続されている.この外部引出配線は、
上述したゲート電極GT、ソース電極SDI、ドレイン
電極SD2のそれぞれと同一製造工程で設けられる.配
向膜ORIIおよびORI2、透明画素電極ITO、共
通透明画素電極ITO、保護膜psv1およびPSV2
、絶縁膜GIのそれぞれの層は、シール材SLの内側に
設けられる.偏光板POLは、下部透明ガラス基板SU
BI.上部透明ガラス基板SUB2のそれぞれの外側の
表面に設けられている. 第10図は本発明を適用すべき他のアクティブ・マトリ
ックス方式のカラー液晶表示装置の液晶表示部の画素の
要部およびシール部周辺部の断面図、第11図は第10
図に示した液晶表示装置の液晶表示部の一画素を示す平
面図、第12図は第11図のA−A切断線で切った部分
の断面図、第13図は第11図に示す画素を複数配置し
た液晶表示部の要部平面図、第14図〜第16図は第1
1図に示す画素の所定の製造工程における要部平面図、
第17図は第13図に示す画素とカラーフィルタとを重
ね合わせた状態における要部平面図である。 この液晶表示装置においては,液晶表示部の各画素の開
口率を向上することができるとともに、液晶にかかる直
流成分を小さくし、液晶表示部の点欠陥を低減し、かつ
黒むらを低減することができる. この液晶表示装置は、第11図に示すように、液晶表示
部の各画素内のi型半導体層ASが薄膜トランジスタT
FTl〜TFT3ごとに分割して構成されている.すな
わち,一画素内で複数に分割された薄膜トランジスタT
PTI〜TFT3のそれぞれは、独立したi型半導体層
ASの島領域また、薄膜トランジスタTPTI〜TFT
3のそれぞれに接続される透明画素電極ITOI〜工T
O3のそれぞれは,薄膜トランジスタTPTI〜TFT
3と接続される辺と反対側の辺において、行方向の次段
の走査信号線OLと重ね合わされている.この重ね合わ
せは、透明画素電極ITOI〜ITO3のそれぞれを一
方の電極とし,次段の走査信号線GLを他方の電極とす
る保持容量素子(静電容量素子) Caddti−構成
する.この保持容量素子C addの誘電体膜は,薄膜
トランジスタTPTのゲート絶縁膜として使用される絶
縁膜GIと同一層で構成されている. ゲート電極GTは、第2図等に示した液晶表示装置と同
様、i型半導体層Asより太き目に設けられるが、この
液晶表示装置では薄膜トランジスタTPTI〜TFT3
が独立したi型半導体層ASごとに設けられているため
、各薄膜トランジスタTPTごとに太き目のパターンが
設けられている. また,上部透明ガラス基板StJB2の走査信号線GL
、映像信号線DL、薄膜トランジスタTPTに対応する
部分にブラックマトリックスパターンBMが設けられて
いるから,画素の輪郭が明瞭になるので、コントラスト
が向上するとともに、外部の自然光が薄膜トランジスタ
TPTに当たるのを防止することができる。 第11図に示される画素の等価回路を第18図に示す.
第18図において、上述と同様に、Cgsは薄膜トラン
ジスタTPTのゲート電極GTおよびソース電極SDI
で形成される重ね合わせ容量である.重ね合わせ容量C
gsの誘電体膜は絶縁膜GIである。C pixは透明
画素電極ITO(P I X)および共通透明画素電極
ITO(CoM)間で形成される液晶容量である。液晶
容量Cpixの誘電体膜は液晶LC、保護膜PSVIお
よび配向膜ORI l.ORI 2である。なお、Vi
aは中点電位である。 保持容量素子C addは,薄膜トランジスタTPTが
スイッチングするとき、中点電位(画素電極7{a)v
tcに対するゲート電位変化ΔVgの影響を低減するよ
うに働く.この様子を式で表すと次式となる。 ΔV lc = ((Cgs/ (Cgs+Cadd+
Cpix)) XΔVgここで,ΔVlcはΔVgによ
る中点電位の変化分を表わす.この変化分ΔVlcは液
晶に加わる直流成分の原因となるが、保持容量素子Ca
ddの保持容量を大きくすればする程、その値を小さく
することができる。また、保持容量素子C addは放
電時間を長くする作用もあり、薄膜トランジスタTPT
がオフした後の映像情報を長く蓄積する。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いわゆる焼
き付きを低減することができる。 上述したように、ゲート電極GTは半導体暦ASを完全
に覆うように大きく設けられている分、ソース・ドレイ
ン電極SDI,SD2とのオーバラップ面積が増え、従
って、寄生容量Cgsが大きくなり中点電位V].cは
ゲート(走査)信号Vgの影響を受け易くなるという逆
効果が生じる.しかし、保持容量素子C addを設け
ることによりこのデメリットも解消することができる。 また、2本の走査信号線OLと2本の映像信号MDLと
の交差領域内に画素を有する液晶表示装置において、上
記2本の走査信号IGLのうちの一方の走査信号線OL
で選択される画素の薄膜トランジスタTPTを複数に分
割し、この分割された薄膜トランジスタTPTI〜TF
T3のそれぞれに透明画素電極ITOを複数に分割した
rTo1〜ITO3をそれぞれ接続し、この分割された
透明画素電極ITOI〜ITO3のそれぞれにこの画素
電極ITOを一方の電極とし,上記2本の走査信号線G
Lのうちの他方の走査信号線GLを容量電礪線として用
いて他方の電極とする保持容量素子C addを構成す
ることにより,上述のように,画素の分割された一部分
が点欠陥になるだけで、画素の全体としては点欠陥でな
くなるので、画素の点欠陥を低減することができるとと
もに、保持容量素子C addで液晶LCに加わる直流
成分を低減することができるので、液晶LCの寿命を向
上することができる.特に,画素を分割することにより
、薄膜トランジスタTPTのゲート電極GTとソース電
極SDIまたはドレイン電極SD2との短絡に起因する
点欠陥を低減することができるとともに、透明画素電極
IT○1〜ITO3のそれぞれと保持容量素子C ad
dの他方の電極(容量電極wA)との短絡に起因する点
欠陥を低減することができる6後考側の点欠陥はこの液
晶表示装置の場合、3分の1になる.この結果,上記画
素の分割された一部の点欠陥は、画素の全体の面積に比
べて小さいので、上記点欠陥を見にくくすることができ
る。 保持容量素子Caddの保持容量は、画素の書き込み特
性から,液晶容量Cpj.xに対して4〜8倍( 4
・Cpix( Cadd< 8 ・Cpix) 、重ね
合せ容量C4sに対して8〜32倍( 8 ・Cgs<
Cadd<32・Cgs)程度の値に設定する。 また、走査信号1iAGLを第1導電膜(C’r’膜)
g1に第2導電膜(AQ膜)g2を重ね合せた複合膜で
構成し.保持容量素子C addの他方の電極、すなわ
ち容量電極線の分岐された部分を上記複合膜のうちの一
層の第1導電膜g1からなる単層膜で構成することによ
り、走査信号線GLの抵抗値を低減し、書き込み特性を
向上することができるとともに,保持容量素子C ad
dの他方の電極に基づく段差部に沿って確実に保持容量
素子C addの一方の電極(透明画素it極ITO)
を絶縁膜GX上に接着させることができるので、保持容
量素子C addの一方の電極の断線を低減することが
できる. また、保持容量素子Caddの他方の電極を単層の第1
導電膜g1で構成し、AQ膜である第2導電膜g2を構
成しないことにより.Aff[のヒロックによる保持容
量素子C addの他方の電極と一方の電極との短絡を
防止することができる.保持容量素子C addを構成
するために重ね合わされる透明画素電極ITOI〜IT
O3のそれぞれと容量電極線の分岐された部分との間の
一部には、ソース電極SDIと同様に、分岐された部分
の段差形状を乗り謔える際に透明画素電極ITOが断線
しないように、第1導電膜d1および第2導電膜d2で
構成された島領域が設けられている.この島領域は,透
明画素電極ITOの面積(開口率)を低下しないように
、できる限り小さく構成する. このように、保持容量素子C addの一方の電極とそ
の誘電体膜として使用される絶縁膜GIとの間に、第1
導電膜d1とその上に設けられた第1導電膜d1に比べ
て比抵抗値が小さく、かつ寸法が小さい第2導電膜d2
とで設けられた下地廖を構成し,上記一方の電極(第3
導電膜d3)を上記下地層の第2導電膜d2から露出す
る第1導電膜d1に接続することにより,保持容量素子
Caddの他方の電極に基づく段差部に沿って確実に保
持容量素子C addの一方の電極を接着させることが
できるので、保持容量素子C addの一方の電極の断
線を低減することができる. 画素の透明画素電極IT○に保持容量素子Caddを設
けた液晶表示装置の液晶表示部は、第20図(液晶表示
部を示す等価回路図)に示すように構成されている。液
晶表示部は,画素、走査信号線GLおよび映像信号線D
Lを含む単位基本パターンの繰り返しで構成されている
。容量電極線として使用される最終段の走査信号線OL
(または初段の走査信号線GL)は,第20図に示すよ
うに、共通透明画素電極(Vcom)ITOに接続され
る.共通透明画素電極ITOは、第3図に示すように、
液晶表示装置の周縁部において銀ペースト材SLによっ
て外部引出配線に接続されている,しかも,この外部引
出配線の一部の導電層(glおよびg2)は走査信号線
OLと同一製造工程で構成されている。この結果、最終
段の走査信号線GL(容量電極線)は、共通透明画素電
極ITOに簡単に接続することができる。 このように、容量電極線の最終段を画素の共通透明画素
電極(Vcom)ITOに接続することにより、最終段
の容量電極線は外部引出配線の一部の導電層と一体に構
成することができ、しかも共通透明画素電極ITOはこ
の外部引出配線に接続されているので,簡単な構成で最
終段の容量電極線を共通透明画素電極ITOに接続する
ことができる. また、液晶表示装置は,先に本願出願人によって出願さ
れた特願昭62−95125号に記戟される直流相殺方
式(.D Cキャンセル方式)に基づき、第19図(タ
イムチャート)に示すように、走査信号1iADLの能
動電圧を制御することによって,さらに液晶LCに加わ
る直流成分を低減することができる.第19図において
,viは任意の走査信号線GLの駆動電圧,Vi+1は
その次段の走査信号線OLの駆動電圧である.Veeは
走査信号線OLに印加されるロウレベルの駆動電圧Vd
min.Vddは走査信号線OLに印加されるハイレベ
ルの駆動電圧V d waxである.各時刻L=tユ〜
t4における中点電位Via(第18図参照)の電圧変
化分Δvi〜Δv4は,画素の合計の容量(Cgs+
Cpix+ Cadd)をCとすると,次式のようにな
る. ΔV−= (Cgs/C)・V2 Δv,=+(Cgs/C)・(V1+V2)−(Cad
d/C)・V 2 Δ”s= (Cgs/C)・V1 +(Cadd/ C)・(V 1 +V 2)ΔV,=
−(Cadd/C)・V 1 ここで、走査信号線GLに印加される叩動電圧が充分で
あれば(下記
に、薄膜トランジスタ(TPT)と画素電極とを画素の
一構成要素とするアクティブ・マトリックス方式のカラ
ー液晶表示装置に適用して有効な技術に関するものであ
る. 〔従来の技術〕 アクティブ・マトリックス方式のカラー液晶表示装置は
、マトリックス状に複数の画素が配置された液晶表示部
(液晶表示パネル)を有している.液晶表示部の各画素
は,隣接する2本の走査信号線(ゲート信号線または水
平信号線とも称す)と隣接する2本の映像信号a(ドレ
イン信号線または垂直信号線とも称す)との交差領域内
に配置されている.走査信号線は、列方向(水平方向)
に延在し、行方向(垂直方向)に複数本配置されている
.一方、映像信号線は、走査信号線と交差する行方向に
延在し、列方向に複数本配置されている. 液晶表示部は、第1の透明ガラス基板上に薄膜トランジ
スタおよび透明画素電極、薄膜トランジスタの保護膜,
液晶分子の向きを設定する(液晶分子を案内し、整える
)ための配向膜が順次設けられた第1の基板(下部基板
)と、第2の透明ガラス基板上にカラーフィルタ,カラ
ーフィルタの保腹膜、共通透明画素電極、配向膜が順次
設けられた第2の基板(上部基板)と、両基板の各配向
膜の間に封入された液晶と、該液晶の封止部材(シール
部材)とによって構成されている。 液晶表示部は,上記第1の基板と、上記第2の基板とを
別々に作製し、両基板の互いの配向膜が向き合うように
、両基板間にスペーサ材を介在させることにより所定の
間隔を隔てて重ね合わせ,両基板間に液晶を封入し、液
晶封入口を除く第1および第2の基板の縁周囲全体に沿
って設けられるシール部材によって封止することによっ
て組み立てられる.なお,第1の基板側(あるいは第2
の基板側)にはパックライトが配置される。 上記のように、画素は、主として、液晶、この液晶を介
在させて配置された透明画素電極および共通透明画素電
極、薄膜トランジスタ,カラーフィルタで構成されてい
る.透明画素電極、薄膜トランジスタ、カラーフィルタ
のそれぞれは、画素ごとに設けられている.また、薄護
トランジスタのソース電極、ドレイン電極のうち一方の
電極は、透明画素電極に接続され、もう一方の電極は、
映像信号線に接続され、かつ,ゲート電極は、走査信号
線に接続されている.カラーフィルタは、ゼラチン、ア
クリル樹脂等の樹脂材料で構成される染色基材に染料を
着色して構成され、画素に対向する位置に各画素ごとに
構成され、染め分けられている.すなわち、カラーフィ
ルタは、画素と同様に、隣接する2本の走査信号線と隣
接する2本の映像信号線との交差領域内に構成されてい
る.次に、従来の液晶表示装置の製造方法についてさら
に詳しく説明する.まず、第1の透明ガラス基板上に薄
膜トランジスタおよび透明画素電極、薄膜トランジスタ
の保護膜、配向膜を順次設け、配向膜に配向処理を施し
て第1の基板を作製する.配向処理は,液晶分子の向き
を設定するために所定の細溝を多数設ける処理である。 また、これと別の工程で第2の基板を作製する。 まず,第2の透明ガラス基板上にカラーフィルタを設け
る.カラーフィルタを設けるには、まず、第2の透明ガ
ラス基板の表面にゼラチン,アクリル樹脂等のような染
色基材を設け、フォトリソグラフィー技術で、例えばま
ず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、防染処理を施し,赤
色フィルタを設ける.次に,同様な工程を施すことによ
って,緑色フィルタ、青色フィルタを順次設ける.次に
、カラーフィルタが設けられた第2の透明ガラス基板上
にカラーフィルタの保護膜を設ける.次に、保護膜上に
共通透明画素電極を設け,所定の形状にパターニングす
る.次に、共通透明画素電極が設けられた第2の透明ガ
ラス基板上に配向膜を設け、配向膜に配向処理を施す。 次に、配向処理が済んだ配向膜面上に、エアーブロー等
を用いて多数のスペーサ材を均一に分散させる。このよ
うにして上記第2の基板を完成させる。 その後、第1の基板と第2の基板の互いの配向膜が向き
合うように組み合わせると、第2の基板の配向膜上に設
けられた多数のスペーサ材が両基板間に介在されるので
両基板は所定の間隔を隔てて重ね合わされる。次に、両
基板間に液晶封入口から液晶を封入し、基板周囲のシー
ル材により液晶を封止する. なお、スペーサ材に関する別の工程がある。すなわち、
上記の工程において、第2の基板に配向膜材を堆積させ
る前に、この配向膜材に多数のスペーサ材を混入し,こ
れを堆積させて配向膜を設けてもよい。その後,該配向
膜に配向処理を施し,第1および第2の基板を重ね合わ
せ、液晶を封入し、封止する.その他の工程は上記と同
様である。 TPTを使用したアクティブ・マトリックス方式の液晶
表示装置は、例えば, 1984年9月10日発行のr
日経エレク1一ロニクス」211頁に記載されている。 〔発明が解決しようとする課題〕 上述のように、従来の液晶表示装置の製造工程では、配
向処理が済んだ配向膜にスペーサ材を分散させるとき、
エアープロ一等で吹いて分散させるので,配向膜面に異
物が付着しやすく、配向膜面が汚染されやすい。配向膜
面が汚染されると、第1の基板の配向膜と、第2の基板
の配向膜との間に封入される液晶のインピーダンスが低
下し、光学特性が変化してしまう。このように,従来の
製造方法では、配向膜面が汚染されやすく、これにより
特性が変動し、品質、歩留りの低下を生じる問題があっ
た。 また、この汚染された配向膜を洗浄すると、スペーサ材
は固定されてないので、スペーサ材が流れてしまって一
部が無くなったり、また、洗浄の際、スペーサ材が移動
するので、配向膜に配向処理の傷(細溝)とは別の傷が
付き、液晶分子の向きを設定する機能が劣化する。 さらに、スペーサ材は、上述のように配向処理が済んだ
配向膜面に分散させるか、あるいは、スペーサ材を混入
した配向膜を基板面」二に設けるので、スペーサ材は、
設けられる位置、場所を定めることができず,スペーサ
材により薄膜トランジスタ等が損傷されることが多く,
歩留りが低下する問題があった。 本発明の目的は,配向膜面の汚染が防止でき、従って、
特性の変動が防止でき、品質、歩留りが向上できる液晶
表示装置およびその製造方法を提供することにある。 本発明の他の目的は、配向膜を洗浄しても、スペーサ材
が流れてしまって無くなったり、また、スペーサ材の移
動により配向膜が傷付いたりすることのない液晶素子お
よびその製造方法を提供することにある. 本発明のさらに他の目的は、スペーサ材により薄膜トラ
ンジスタ等が損傷されにくい液晶表示装置およびその製
造方法を提供することにある.〔課題を解決するための
手段〕 上記の目的を達成するために,本発明の液晶表示装置お
よびその製造方法は、次のような特徴を持つ。 すなわち、本発明の液晶表示装置の製造方法は、透明ガ
ラス基板上にカラーフィルタを設ける工程と、上記カラ
ーフィルタが設けられた上記透明ガラス基板上に保護膜
と該保護膜に混入され、その下部が該保護膜に固着され
、上部が該保護膜から突出するスペーサ材とを設ける工
程と、上記スペーサ材が混入された上記保護膜上に画素
電極を設ける工程と、上記スペーサ材上に存在する」ユ
記画素電極を除去する工程と、上記画素電極および上記
スペーサ材上に配向膜を設ける工程とを含んでなること
を特徴とする。 また、本発明の液晶表示装置は、第1の透明ガラス基板
と、上記第1の透明ガラス基板上に設けられた薄膜!・
ランジスタおよび第1の画素電極と,上記薄膜トランジ
スタおよび上記第1の画素電極を含む上記第1の透明ガ
ラス基板上に設けられた第1の保護膜と、上記第1の保
護膜上に設けられた第1の配向膜とを含んでなる第1の
基板と、第2の透明ガラス基板と、上記第2の透明ガラ
ス基板上に設けられたカラーフィルタと、上記カラーフ
ィルタを含む上記第2の透明ガラス基板上に設けられた
第2の保護膜と,上記第2の保護膜に混入され、その下
部が該保護膜に固着され、その上部が該保護膜から突出
するスペーサ材と、上記スペーサ材上を除く上記第2の
保護膜上に設けられた第2の画素電極と、上記第2の画
素電極および上記スペーサ材上に設けられた第2の配向
膜とを含む第2の基板とを具備し, 上記第1の基板と上記第2の基板とは、互いの上記第1
、第2の配向膜が向き合うように、上記第2の保護膜に
固着されたスペーサ材を介在させることにより所定の間
隔を隔てて重ね合わせられ、両基板の間の上記第1,第
2の配向膜の間に液晶が封入され、シール材により封止
されて組み立てられていることを特徴とする. 〔作用〕 従来の液晶表示装置では、スペーサ材は配向処理が済ん
だ配向膜面上に分散させるか、あるいは5スペーサ材を
混入した配向膜を透明ガラス基板面上に塗布して設ける
ので、スペーサ材が設けられる位置を定めることができ
ず、従って,第1の基板と第2の基板とを組み合わせた
とき、スペーサ材が第1の基板上に設けられた薄膜トラ
ンジスタ付近に配置された場合に、スペーサ材により薄
膜トランジスタが損傷される可能性が高かった.しかし
、本発明の液晶表示装置では,スペーサ材の上には第2
の配向膜が載っており、薄膜トランジスタとスペーサ材
との間には第1の配向膜と第2の配向膜の2層が存在す
るので、薄膜t・ランジスタ等が損傷される可能性が低
減し、品質、歩留りを向上することができる. また、従来の液晶表示装置の製造方法では、配向処理が
済んだ配向膜にスペーサ材を分散させるとき、エアーブ
ロー等で吹いて分散させるので、配向膜面に異物が付着
しやすく、配向膜面が汚染されやすかったが、本発明の
製造方法では、カラーフィルタ用の保護膜にスペーサ材
を混入、固着し,その後透明画素電極と配向膜を設け、
配向膜面上にスペーサ材を分散させないので、配向膜が
汚染されることがない.従って、配向膜面の汚染により
、第1の基板の配向膜と第2の基板の配向膜との間に封
入される液晶のインピーダンスが低下し、光学特性が変
化し、特性が変動するのを防止でき、品質、歩留りを向
上することができる.また、従来の製造方法では,配向
膜を洗浄するとき、スペーサ材が固定されてないので、
スペーサ材が流れてしまって一部が無くなったり、また
、洗浄の際,スペーサ材が移動するので、配向膜が傷付
くことがあり、液晶分子の向きを整える機能が劣化する
問題があったが、本発明の製造方法では、配向処理後の
スペーサ分散工程が不要であり、また、スペーサ材は,
接着性を有する保護膜によりしっかりと固定されている
ので、上記の問題が生じず、かつ、第1の基板と第2の
基板とを組み合わせる前に配向膜を洗浄することが可能
となり,配向処理面の異物付着,汚染等を除去でき、配
向膜面を清浄化できるので,品質、歩留りを向上できる
。 さらに、本発明の製造方法では,第1の基板と第2の基
板とを組み合わせたとき、第1の基板の薄膜トランジス
タとスペーサ材との間には第1の基板の配向膜と第2の
基板の配向膜の2I1tが存在するので、薄膜トランジ
スタ等が損傷されにくく、品質、歩留りを向上すること
ができる。 〔実施例〕 第2図は、本発明を適用すべきアクティブ・マトリック
ス方式のカラー液晶表示装置の液晶表示部の一画素の要
部平面図、第3図は、第2図の■−n切断線で切った部
分とシール部周辺部の断面図、第4図は、第2図に示す
画素を複数配置した液晶表示部の要部平面図である. 第3図に示すように、下部透明ガラス基板SUB1の内
側(液晶側)の表面上に,薄膜トランジスタTPTおよ
び透明画素電極ITOが設けられている.下部透明ガラ
ス基板SUBIは例えば1.1閣程度の厚さで構成され
ている.第4図に示すように,各画素は、隣接する2本
の走査信号線(ゲート信号線または水平信号線)OLと
、隣接する2本の映像信号線(ドレイン信号線または垂
直信号線)DLとの交差領域内(4本の信号線で囲まれ
た領域内)に配置されている.走査信号線GLは、第2
図および第4図に示すように、列方向(水平方向)に延
在し、かつ行方向(垂直方向)に複数本配匝されている
。映像信号mDLは、行方向に延在し、かつ列方向に複
数本配置されている。 各画素の薄膜トランジスタT P Tは、画素内におい
て3つ(複数)に分割され,薄膜トランジスタ(分割薄
膜[・ランジスタ)TFTI、TFT2およびTFT3
で構成されている.薄膜トランジスタTPT1〜TFT
3のそれぞれは、実質的に同一寸法(チャネル長とチャ
ネル幅が同じ)で構成されている,この分割された薄膜
1−ランジスタTFTI〜TFT3のそれぞれは,主に
ゲート電極GT.絶縁膜GI.j型(真性、intri
nsic、導電型決定不純物がドープされていない)シ
リコン(Si)からなるi型半導体IAs、1対のソー
ス電極SDIおよびドレイン電極SD2で構成されてい
る。なお、ソース・ドレインは本来その間のバイアス極
性によって決まり、この液晶表示装置の回路ではその極
性は動作中反転するので、ソース・ドレインは動作中入
れ替わると理解されたい。しかし、以下の説明でも、便
宜上一・方のSD1をソース、他方のSD2をドレイン
と固定して表現する. ゲート電極GTは、第5図(所定の製造工程における画
素の要部平面図)に詳細に示すように、走査信号線OL
から行方向(第2図および第5図において下方向)に突
出する丁字形状で構成されている(丁字形状に分岐され
ている)。すなわち、ゲート電極GTは、映像信号線D
Lと実質的に平行に延在するように構成されている。ゲ
ート電極GTは、薄膜トランジスタTPTI〜TFT3
のそれぞれの形成領域まで突出するように構成されてい
る.薄膜トランジスタ’r F T 1〜TFT3のそ
れぞれのゲート電極G Tは、一体に(共通ゲート電極
として)構成されており、同一の走査信号線GLに連続
して設けられている。ゲート電極GTは,薄膜トランジ
スタTPTの形成領域において大きい段差をなるべく作
らないように、単層の第1導電膜g1で構成する.第1
導電膜g1は、例えばスパソタ法で設けられたクロム(
Cr)膜を用い、IIOOA程度の膜厚で設ける。 このゲート電極GTは、第2図、第3図および第6図(
所定の製造工程における画素の要部平面図)に示されて
いるように,i型半導体WJAsを(下方から見て)完
全に覆うようにそれより太き目に設けられる。従って、
下部透明ガラス基板SUBIの下方に蛍光燈等のバック
ライトを取り付けた場合、この不透明のCrゲート電極
GTが影となって、半導体IAsにはバックライト光が
当たらず、上述した光照射による導電現象すなわちTP
Tのオフ特性劣化は起きにくくなる.なお、ゲート電極
GTの本来の大きさは,ソース・ドレイン電極SDI,
SDZ間をまたがるに最低限必要なくゲート電極とソー
ス・ドレイン電極の位置合わせ余裕分も含めた)@を持
ち、チャネル幅Wを決めるその奥行き長さはソース・ド
レイン電極間の距離(チャネル長)Lとの比、すなわち
相互コンダクタンスgmを決定するファクタW/Lをい
くつにするかによって決められる。 この液晶表示装置におけるゲー1〜電極の大きさはもち
ろん、上述した本来の大きさよりも大きくされる。 ゲート電極GTのゲートおよび遮光の機能面からだけで
考えれば,ゲート電極GTおよびその配線G Lは単一
の層で一体に設けてもよく、この場合不透明導電材料と
してSiを含有させたアルミニウム(A.l1)、純A
Ω、およびパラジウム(Pd)を含有させたAQ等を選
ぶことができる.ここでは走査信号線OLは、第1導電
膜g1およびその上部に設けられた第2導電膜g2から
なる複合膜で構成されている。この走査信号線G I,
の第1導電膜g1は、ゲート電極GTの第1.導電膜g
1と同一製造工程で設けられ,かつ一体に構成されてい
る.第2導電膜g2は例えばスパッタ法で設けられたA
Ω膜を用い、900〜4000人程度の膜厚で設ける。 第2導電膜g2は、走査信号線OLの抵抗値を低減し、
信号伝達速度の高速化(画素の情報の書き込み特性)を
図ることができるように構成されている. また、走査信号線OLは、第1導電膜g1の幅に比べて
第2導電膜g2の幅を小さく構成している。すなわち、
走査信号線OLは、その側壁の段差形状をゆるやかにす
ることができるので、その上層に設ける絶縁膜GI’の
表面を平担化できるように構成されている。 絶縁膜GIは、薄膜トランジスタTPTI〜TFT3の
それぞれのゲート絶縁膜として使用される。絶縁膜Gl
は、ゲート電極GTおよび走査信号線GLの上層に設け
られている.絶縁膜GIは例えばプラズマCVD法で設
けられた窒化珪素膜を用い、3500人程度の膜厚で設
ける.上述のように、絶縁膜GIの表面は、薄膜トラン
ジスタTPT1〜TFT3のそれぞれの形成領域および
走査信号線GLの形成領域において平担化されている.
i型半導体層ASは、第6図(所定の製造工程における
要部平面図)で詳細に示すように、複数に分割された薄
膜トランジスタTPTI〜TPT3のそれぞれのチャネ
ル形成領域として使用される.複数に分割された薄膜ト
ランジスタTPTI〜TFT3のそれぞれのi型半導体
層ASは、画素内において一体に構成されている.すな
わち、画素の分割された複数の薄膜トランジスタTPT
1〜TFT3のそれぞれは,1つの(共通の)i型半導
体層ASの島領域で構成されている.i型半導体層As
は、非品質シリコン膜または多結晶シリコン膜で形成し
、約2000人程度の膜厚で設ける. このi型半導体層ASは、供給ガスの成分を変えてSi
,N4からなる絶縁膜GIの形成に連続して、同じプラ
ズマCVD装置で、しかも下部透明ガラス基板SUBI
はその装置から外部に取り出すことなく設けられる。ま
た、オーミックコンタクト用のPをドープしたN1型半
導体層do(第3図)も同様に連続して約300人の厚
さに設けられる.その後、下部透明ガラス基板SUBI
はCVD装置から外に取り出され、フォトリソグラフィ
ー(写真処理)技術により、N+型半導体層d0および
i型半導体層ASは第2図、第3図および第6図に示す
ように独立した島状にバターニングされる。 このように、一画素において複数に分割された薄膜トラ
ンジスタTPTI〜TFT3のそれぞれのi型半導体層
ASを一体に構成することにより、薄膜トランジスタT
PT1〜TFT3のそれぞれに共通のドレイン電極SD
2がi型半導体層AS(実際には、第1導電膜g1の膜
厚,N+型半導体層doの膜厚およびi型半導体層AS
の膜厚とを加算した膜厚に相当する段差)をドレイン電
極SD2側からi型半導体層AS側に向って1度乗り越
えるだけなので、ドレイン電極SD2が断線する確率が
低くなり、点欠陥の発生する確率を低減することができ
る。すなわち、この液晶表示装置では、ドレイン電極S
D2がi型半導体層ASの段差を乗り越える際に画素内
に発生する点欠陥を3分の1に低減できる. また、この液晶表示装置のレイアウトと異なるが、i型
半導体層ASを映像信号線DLが直接乗リ越え、この乗
り越えた部分の映像信号線DLをドレイン電極SD2と
して構成する場合、映像信号線DL(ドレイン電極SD
2)がi型半導体層ASを乗り越える際の断線に起因す
る線欠陥の発生する確率を低減することができる。すな
わち,一画素内で複数に分割された薄膜トランジスタT
PTI〜TFT3のそれぞれのi型半導体層ASを一体
に構成することにより、映像信号線DL(ドレイン電極
SD2)がi型半導体層Asを1度だけしか乗り越えな
いためである(実際には,乗り始めと乗り終わりの2度
である)。 i型半導体層ASは,第2図、第6図および第7図(所
定の製造工程における画素の要部平面図)に詳細に示す
ように、走査信号線GLと映像信号線DLとの交差部(
クロスオーバ部)の両者間まで延在させて設けられてい
る.この延在させたi型半導体層Asは、交差部におけ
る走査信号線GLと映像信号線DLとの短絡を低減する
ように構成されている. 一画素内で複数に分割された薄膜トランジスタTPTI
〜TFT3のそれぞれのソース電極SDIと共通のドレ
イン電極SD2とは、第2図、第3図および第7図で詳
細に示すように、i型半導体層AS上にそれぞれ離隔し
て設けられている。 ソース電極SDI,ドレイン電極SD2のそれぞれは、
回路のバイアス極性が変ると、動作上、ソースとドレイ
ンとが入れ替わるように構成されている。すなわち,薄
膜トランジスタTPTは,FET(電界効果トランジス
タ)と同様に双方向性である. 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dOに接触する下層側から、第1導電膜
d1、第2導電膜d2、第3導電膜d3を順次重ね合わ
せて構成されている,ソース電極SDIの第1導電膜d
1、第2導電膜d2および第3導電膜d3は、ドレイン
電極SD2のそれぞれと同一製造工程で設けられる。 第1導電膜d1は,スバソタ法で設けたCr膜を用い、
500〜1000人の膜厚(この液晶表示装置では、6
00人程度の膜厚)で設けるo C r膜は、膜厚を厚
く設けるとストレスが大きくなるので、2000人程度
の膜厚を越えない範囲で設ける。Cr膜は、N+型半導
体層doとの接触が良好である。 Crlilは、後述する第2導電膜d2のA2がN+型
半導体層doに拡散することを防止する、所謂バリア層
を構成する。第1導電膜d1としては、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(MoSi.、TiSi,,TaSi,、WS
i.)膜で設けてもよい. 第1導電膜d1をフォ]・リソグラフィー技術でバター
ニングした後、同じフォトマスクを用いて、あるいは第
1導電膜d1をマスクとしてN”型半導体層dOが除去
される.すなわち,i型半導体層AS上に残っていたN
+型半導体層doは第1導電膜d1以外の部分が自己整
合(セルファライン)で除去される。このとき、N”型
半導体/ldOはその厚さ分は全て除去されるようにエ
ッチングされるのでi型半導体IAsも若干その表面部
分で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。 その後、第2導電膜d2がAQをスパッタすることによ
り3000〜5500人の膜厚(この液晶表示装置では
、3500 A程度の膜厚)に設けられる。AQ膜は、
Cr膜に比べてストレスが小さく、厚い膜厚に設けるこ
とが可能で、ソース電極SDI、ドレイン電極SD2お
よび映像信号線DLの抵抗値を低減するように構成され
ている。すなわち、第2導電膜d2は、薄膜トランジス
タTPTの動作速度の高速化および映像信号線DLの信
号伝達速度の高速化を図ることができるように構成され
ている。従って、第2導電膜d2により、画素の書き込
み特性を向上することができる。第2導電膜d2として
は、AQ膜の他に、Siや銅(C:u)やPdを添加物
として含有させたAM膜で設けてもよい。 第2導電膜d2がフォトリソグラフィー技術によりパタ
ーニングされた後,300〜2400人の膜厚(この液
晶表示装置では、1200人程度の膜厚)でスバッタ法
で設けられた透明導電膜(IT○:ネサ膜)によって、
第3導電膜d3が設けられる。 この第3導電膜d3は、ソース電極SDI, ドレイ
シ電極SD2および映像信号線DLを構成するとともに
、透明画素電極ITOを構成するようになっている. ソース電極SDIおよびドレイン電極S D 2の第1
導電膜d1は、第1導電膜d1ど第2導電膜d2および
第3導電膜d3との間の製造工程においてマスク合わせ
ずれが生じても、第2導電膜d2および第3導電膜d3
に比べて大きい寸法になるようにチャネルが設けられる
側が大きい寸法になるように構成されている(第1導電
膜d1〜第3導電膜d3のそれぞれのチャネル形成領域
側がオンザラインでもよい)。また、ソース電極SD1
およびドレイン電極SD2の第1導電膜d1のそれぞれ
は、薄膜トランジスタTPTのゲート長Lを規定するよ
うに構成されている。 このように,一画素内で複数に分割された薄膜トランジ
スタTPTI〜TFT3において、ソース電極SDI、
ドレイン電極SD2のそれぞれの第1導電膜d1のチャ
ネル形成領域側を第2導電膜d2および第3導電膜d3
に比べて大きい寸法で構成することにより、ソース電極
SDI、ドレイン電極SD2のそれぞれの第1導電膜d
l間の寸法で、薄膜トランジスタTPTのゲート長Lを
規定することができる.第1導電膜d1間の離隔寸法(
ゲート長し)は、加工精度(パターニング精度)で規定
することができるので,薄膜トランジスタTPTI〜T
FT3のそれぞれのゲート長Lを均一にすることができ
る. ソース電極SDIは、上述のように、透明画素電極IT
Oに接続されている.ソース電極SDIは、i型半導体
J’lASの段差形状(第1導電膜g1の膜厚,N+型
半導体層doの膜厚およびi型半導体層ASの膜厚とを
加算した膜厚に相当する段差)に沿って構成されている
。具体的には,ソース電極SDIは、i型半導体RAS
の段差形状に沿って設けられた第1導電膜d1と,この
第1導電膜d1の上部にそれに比べて透明画素電極■T
oと接続される側を小さい寸法で設けた第2導電膜d2
と、この第2導電膜から露出する第1導電膜d1に接続
された第3導電膜d3とで構成されている.ソース電極
SDIの第1導電膜d1は,N1型半導体層dOとの接
着性が良好であり、かつ主に第2導電膜d2からの拡散
物に対するバリア暦として構成されている。ソース電極
SDIの第2導電膜d2は、第1導電膜d1のCr膜が
ストレスの増大のため厚く設けることができず、i型半
導体層Asの段差形状を乗り越えられないので、このi
型半導体層ASを乗り越えるために構成されている.す
なわち、第2導電膜d2は、厚く設けることでステップ
力バレツジ(段差被覆)を向上している。第2導電膜d
2は、厚く設けることができるので、ソース電極SDI
の抵抗値(ドレイン電極SD2や映像信号線DLについ
ても同様)の低減に大きく寄与している。第3導電膜d
3は、第2導電膜d2のi型半導体RASに起因する段
差形状を乗り越えることができないので、第2導電膜d
2の寸法を小さくすることで、露出する第1導電膜d1
に接続するように構成されている。第1導電膜d1と第
3導電膜d3とは接着性が良好であるばかりか,両者間
の接続部の段差形状が小さいので、確実に接続すること
ができる。 このように、薄膜トランジスタTPTのソース電極SD
Iを、少なくともi型半導体廖ASに沿って設けられた
バリア層としての第1導電膜d1と,この第1導電膜d
1の上部に設けられ、第1導電膜d1に比べて比抵抗値
が小さく、かつ第1導電膜d1に比べて小さい寸法の第
2導電膜d2とで構成し、この第2導電膜d2から露出
する第1導電膜d1に透明画素電極ITOである第3導
電膜d3を接続することにより、薄膜トランジスタTP
Tと透明画素電極ITOとを確実に接続することができ
るので、断線に起因する点欠陥を低減することができる
。しかも,ソース電極SDIは、第1導電膜d1がバリ
ア効果を有するので,抵抗値の小さい第2導電膜d2(
An膜)を用.いることができるので,抵抗値を低減す
ることができる。 ドレイン電極SD2は,映像信号線DLと一体に構成さ
れており、同一製造工程で設けられている.ドレイン電
極SD2は、映像信号線DLと交差する列方向に突出し
たL字形状で構成されている。すなわち、一画素内で複
数に分割された薄膜トランジスタTPTI〜TFT3の
それぞれのドレイン電極SD2は、同一の映像信号線D
Lに接続されている。 透明画素電極ITOは、各画素ごとに設けられており、
液晶表示部の画素電極の一方を構成する。 透明画素電極■Toは、一画素内で複数に分割された薄
膜トランジスタTPTI〜TFT3のそれぞれに対応し
て3つの透明画素電極(分割透明画素電極)ITOI、
IT○2およびITO3に分割されている。透明画素電
極ITOIは、薄膜トランジスタTFTIのソース電極
SDIに接続されている.透明画素電極ITO2は、薄
膜トランジスタTPT2のソース電極SDIに接続され
ている.透明画素電極ITO3は、薄瞑トランジスタT
FT3のソース電極SDIに接続されている.透明画素
電極IT○1〜ITO3のそれぞれは、薄膜トランジス
タTPTI〜TFT3のそれぞれと同様に,実質的に同
一寸法で構成されている。 透明画素電極ITOIL〜工T○3のそれぞれは、薄膜
トランジスタT F T .1〜TFT3のそれぞれの
i型半導体層ASを一体に構成してある(分割されたそ
れぞれの薄膜トランジスタTPTを一箇所に集中的に配
置してある)ので,L字形状で構成している。 このように,隣接する2本の走査信号線GLと隣接する
2本の映像信号線DLとの交差領域内に配置された一画
素内で薄膜トランジスタTPTを複数の薄膜トランジス
タTPTI〜TFT3に分割し、この複数に分割された
薄膜トランジスタTPTI〜TFT3のそれぞれに複数
に分割した透明画素電極IT○1〜ITO3のそれぞれ
を接続することにより、画素の分割された一部分(例え
ば、薄膜トランジスタTFTI)が点欠陥になるだけで
、画素の全体としては点欠陥でなくなる(il膜トラン
ジスタTFT2およびTFT3が点欠陥でない)ので、
画素全体としての点欠陥を低減することができる。 また、上記画素の分割された一部の点欠陥は,画素の全
体の面積に比べて小さい(この液晶表示装置の場合、画
素の3分の1の面積)ので、上記点欠陥を見にくくする
ことができる。 また、上記画素の分割された透明画素電極ITO1〜r
TO3のそれぞれを実質的に同一寸法で構成することに
より、画素内の点欠陥の面積を均一にすることができる
。 さらに、上記画素の分割された透明画素電極■TOI〜
ITO3のそれぞれを実質的に同−寸法で構成すること
により、透明画素電極ITOI〜ITO3のそれぞれと
上部透明ガラス基板StJB2の共通透明画素電極IT
○とで構成されるそれぞれの液晶容量( C pix
)と、この透明画素電極IT○1〜IT○3のそれぞれ
に付加される透明画素電極IT○1〜IT○3とゲート
電極GTとの重ね合わせで生じる重ね合わせ容量(Cg
s)とを均一にすることができる。すなわち、透明画素
電極ITOI〜ITO3のそれぞれは液晶容量および重
ね合わせ容量を均一にすることができるので,この重ね
合わせ容量に起因する液晶LCの液晶分子に印加されよ
うとする直流成分を均一とすることができ、この直流成
分を相殺する方法を採用した場合、各画素の液晶にかか
る直流成分のばらつきを小さくすることができる。 薄膜トランジスタTPTおよび透明画素電極ITo上に
は、保護膜PSVIが設けられている。 保護膜PSVIは、主に薄膜トランジスタTPTを湿気
等から保護するために設けられており、透明性が高く、
しかも耐湿性の良いものを使用する。 保護膜PSVIは、例えばプラズマCVD法で設けた酸
化珪素膜や窒化珪素膜で形成されており、5000〜1
1000人の膜厚(この液晶表示装置では8000人程
度の膜厚)で設ける. 薄膜トランジスタTFT上の保護膜PSVIの上部1こ
は、外部光がチャネル形成領域として使用されるi型半
導体/IIAsに入射されないように、遮蔽膜LSが設
けられている。第2図に示すように、遮蔽膜LSは、点
線で囲まれた領域内に構成されている。遮蔽膜LSは、
光に対する遮蔽性が高い,例えばAΩ膜やCr膜等で設
けられており、スパッタ法で1000人程度の膜厚に設
ける。 従って、薄膜トランジスタTPTI〜TFT3の共通半
導体層ASは、上下にある遮光膜LSおよびゲート電極
GTによってサンドイッチにされ,これによりi型半導
体層ASには外部の自然光やバックライト光が当たらな
くなる。遮光膜I,sとゲート電極GTは半導体層AS
より寸法が太き目でほぼそれと相似形に設けられ、両者
の大きさはほぼ同じとされる(図では境界線が判るよう
にゲート電極GTを遮光膜LSより小さ目に描いている
)。 なお、バックライトを上部透明ガラス基板sUBz側に
取り付け、下部透明ガラス基板SUBIを観察側(外部
露出側)とすることもでき、この場合は遮光膜LSはバ
ンクライト光の、ゲート電極GTは自然光の遮光体とし
て働く。 薄膜トランジスタTPTは、ゲート電tiGTに正のバ
イアスを印加すると、ソースードレイン間のチャネル抵
抗が小さくなり、バイアスをOにすると、チャネル抵抗
は大きくなるように構成されている.すなわち、薄膜ト
ランジスタTPTは、透明画素電極ITOに印加される
電圧をゲート電極GTに印加するバイアスにより制御す
るように構成されている. 液晶LCは、下部透明ガラス基板SUBIと上部透明ガ
ラス基板SUB2との間に設けられた空間内で、液晶分
子の向きを設定する下部配向膜ORIIおよび上部配向
膜ORI2との間に封入されている。 下部配向膜ORIIは、下部透明ガラス基板SUBI側
の保護膜PSVIの上部に設けられる.上部透明ガラス
基板SUB2の内側(液晶側)の表面には、カラーフィ
ルタFIL、保護膜PSv2、共通透明画素電極(CO
M)ITOおよび上部配向膜ORI2が順次積漕して設
けられている。 共通透明画素電極ITOは、下部透明ガラス基板SUB
IIに画素ごとに設けられた透明画素電極ITOに対向
し,隣接する他の共通透明画素電極ITOと一体に構成
されている。この共通透明画素電極ITOには、コモン
電圧Vcomが印加されるように構成されている,コモ
ン電圧Vcon+は,映像信号線DLに印加されるロウ
レベルの粁動電圧Vdminとハイレベルの卵動電圧V
d IIIaxとの中間電位である. カラーフィルタFILは,アクリル樹脂等の樹脂材料で
形成される染色基材に染料を着色して構成されている.
カラーフィルタFILは,画素に対向する位置に各画素
ごとに構成され,染め分けられている.すなわち、カラ
ーフィルタFILは、画素と同様に,隣接する2本の走
査信号線GLと隣接する2本の映像信号線DLとの交差
領域内に構成されている,各画素は、カラーフィルタF
ILの個々の所定の色フィルタ内において、複数に分割
されている。 カラーフィルタFILは、次のように設けることができ
る。まず,上部透明ガラス基板SUB 2の表面に染色
基材を設け、フォトリソグラフィー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、防染処理を施し、赤色フィルタRを
設ける.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を順次設ける. このように、カラーフィルタFILの各色フィルタを各
画素と対向する交差領域内に設けることにより、カラー
フィルタFILの各色フィルタ間に、走査信号線GL、
映像信号線DLのそれぞれが存在するので、それらの存
在に相当する分、各画素とカラーフィルタFILの各色
フィルタとの位置合わせ余裕寸法を確保する(位置合わ
せマージンを大きくする)ことができる.さらに、カラ
ーフィルタFILの各色フィルタを設ける際に、異色フ
ィルタ間の位置合わせ余裕寸法を確保することができる
. すなわち、この液晶表示装置では、隣接する2本の走査
信号線GLと隣接する2本の映像信号線DLとの交差領
域内に画素を構成し、この画素を複数に分割し、この画
素に対向する位置にカラーフィルタFILの各色フィル
タを設けることにより、上述の点欠陥を低減することが
できるとともに、各画素と各色フィルタとの位置合わせ
余裕寸法を確保することができる。 保護膜PSV2は、カラーフィルタFILを異なる色に
染め分けた染料が液晶LCに漏れることを防止するため
に設けられている。保護膜PS■2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ている
。 この液晶表示装置は、下部透明ガラス基板SUBl側の
それぞれの層と、上部透明ガラス基板SUB2側のそれ
ぞれの層とを別々に設け,その後、下部透明ガラス基板
SUBIと上部透明ガラス基板SUB2とを重ね合わせ
、両者間に液晶LCを封入することによって組み立てら
れる。 液晶表示部の各画素は、第4図に示すように、走査信号
線GLが延在する方向と同一列方向に複数配置され,画
素列X 1, X,, X,, X4,・・・のそれぞ
れを構成している.各画素列Xユt x2, X3*X
4,・・・のそれぞれの画素は、薄膵トランジスタT
F T ].〜TFT3および透明画素電極ITO.L
〜ITO3の配置位置を列単位において同一に構成して
いる。すなわち、画素列X1, X,,・・・のそれぞ
れの画素は、薄膜トランジスタTPTI〜TFT3の配
置位置を左側、透明画素電極ITOI〜ITO3の配置
位置を右側に構成している.画素列X i l X3
1・・・のそれぞれの行方向の次段の画素列X,,X4
,・・・のそれぞれの画素は、画素列XL,X,,・・
・のそれぞれの画素を映像信号線DLに対して線対称で
配置した画素で構成されている.すなわち、画素列X,
,X4,・・・のそれぞれの画素は,薄膜トランジスタ
TPTI〜TFT3の配置位置を右側、透明画素電極I
TOI〜ITO3の配置位置を左側に構成している。そ
して、画素列X2,X4,・・・のそれぞれの画素は、
画素列X1,X3,・・・のそれぞれの画素に対し、列
方向に半画素間隔移動させて(ずらして)配置されてい
る。 すなわち,画素列Xの各画素間隔を1.0 (1.0ピ
ッチ)とすると、次段の画素列Xは、名画素間隔を?.
0とし、前段の画素列Xに対して列方向に0.5画素間
隔(0.5ピッチ)ずれている.各画素間を行方向に延
在する映像イa号線DLは、各画素列X間において、半
画素間隔分(0.5ピッチ分)列方向に延在するように
構成されている。 このように液晶表示部において、薄膜トランジスタTP
Tおよび透明画素電極IT○の配置位置が同一である画
素を列方向に複数配置して画素列Xを構成し、画素列X
の次段の画素列Xを、前段の画素列Xの画素を映像信号
線DLに対して線対称で配置した画素で構成し、次段の
画素列を前段の画素列に対して半画素間隔移動させて構
成することにより,第8図(画素とカラーフィルタとを
重ね合わせた状態における要部平面図)で示すように、
前段の画素列Xの所定の色フィルタが設けられた画素(
例えば、画素列X■の赤色フィルタRが設けられた画素
)と次段の画素列Xの同一色フィルタが設けられた画素
(例えば,画素列X.の赤色フィルタR 75(設けら
れた画素)とを1.5画素間隔(1.5ピッチ)離隔す
ることができる。すなわち、前段の画素列Xの画素は、
最も近傍の次段の画素列の同一色フィルタが設けられた
画素と常時1.5画素間隔分離隔するように構成されて
おり、カラーフィルタFILはRGBの三角形配置構造
を構成している。カラーフィルタFILのRGBの三角
形配置構造は,各色の混色を良くすることができるので
、カラー画像の解像度を向上することができる。 また、映像信号線DLは,各画素列X間において、半画
素間隔分しか列方向に延在しないので、隣接する映像信
号線DLと交差しなくなる。従って、映像信号線DLの
引き回しを無くし、その占有面積を低減することができ
、また、映像信号線DLの迂回を無くシ,多層配線構造
を廃止することができる。 この液晶表示部の構成を回路的に示すと、第9図(液晶
表示部の等価回路図)に示すようになる。 第9図に示すXiG,Xi+IG,・・・は、緑色フィ
ルタGが設けられる画素に接続された映像信号線DLで
ある,XiB* Xi+IB,・・・は、青色?ィルタ
Bが設けられる画素に接続された映像信号線DLである
.Xi+IR,Xi+2R,・・・は、赤色フィルタR
が設けられる画素に接続された映像信号線D Lである
.これらの映像信号線DLは、映像信号駆動回路で選択
される.Yiは第4図および第8図に示す画素列X■を
選択する走査信号線GLである。同様に− Y x +
1 v Y i+ 2 r・・のそれぞれは、画素列
x2, X,,・・・のそれぞれを選択する走査信号線
G Lである.これらの走査信号線GLは、垂直走査回
路に接続されている.第3図の中央部は一画素部分の断
面を示しているが,左側は下部透明ガラス基板SUBI
および上部透明ガラス基板SUB2の左側縁部分でグ部
引出配線の存在する部分の断面を示している。右側は、
透明ガラス基板S U B .LおよびS U B 2
の右側縁部分で外部引出配線の存在しない部分の断面を
示している. 第3図の左側、右側のそれぞれに示すシール材SLは、
液晶LCを封止するように構成されてお+)、液晶封入
口(図示していない)を除く透明ガラス基板SUBIお
よびSUB2の縁周囲全体に沿って設けられている.シ
ール材SLは、例えばエポキシ樹脂で形成されている. 上部透明ガラス基板SUBZ側の共通透明画素電極IT
Oは,少なくとも一箇所において.銀ペースト材SIL
によって、下部透明ガラス基板SUBI側に設けられた
外部引出配線に接続されている.この外部引出配線は、
上述したゲート電極GT、ソース電極SDI、ドレイン
電極SD2のそれぞれと同一製造工程で設けられる.配
向膜ORIIおよびORI2、透明画素電極ITO、共
通透明画素電極ITO、保護膜psv1およびPSV2
、絶縁膜GIのそれぞれの層は、シール材SLの内側に
設けられる.偏光板POLは、下部透明ガラス基板SU
BI.上部透明ガラス基板SUB2のそれぞれの外側の
表面に設けられている. 第10図は本発明を適用すべき他のアクティブ・マトリ
ックス方式のカラー液晶表示装置の液晶表示部の画素の
要部およびシール部周辺部の断面図、第11図は第10
図に示した液晶表示装置の液晶表示部の一画素を示す平
面図、第12図は第11図のA−A切断線で切った部分
の断面図、第13図は第11図に示す画素を複数配置し
た液晶表示部の要部平面図、第14図〜第16図は第1
1図に示す画素の所定の製造工程における要部平面図、
第17図は第13図に示す画素とカラーフィルタとを重
ね合わせた状態における要部平面図である。 この液晶表示装置においては,液晶表示部の各画素の開
口率を向上することができるとともに、液晶にかかる直
流成分を小さくし、液晶表示部の点欠陥を低減し、かつ
黒むらを低減することができる. この液晶表示装置は、第11図に示すように、液晶表示
部の各画素内のi型半導体層ASが薄膜トランジスタT
FTl〜TFT3ごとに分割して構成されている.すな
わち,一画素内で複数に分割された薄膜トランジスタT
PTI〜TFT3のそれぞれは、独立したi型半導体層
ASの島領域また、薄膜トランジスタTPTI〜TFT
3のそれぞれに接続される透明画素電極ITOI〜工T
O3のそれぞれは,薄膜トランジスタTPTI〜TFT
3と接続される辺と反対側の辺において、行方向の次段
の走査信号線OLと重ね合わされている.この重ね合わ
せは、透明画素電極ITOI〜ITO3のそれぞれを一
方の電極とし,次段の走査信号線GLを他方の電極とす
る保持容量素子(静電容量素子) Caddti−構成
する.この保持容量素子C addの誘電体膜は,薄膜
トランジスタTPTのゲート絶縁膜として使用される絶
縁膜GIと同一層で構成されている. ゲート電極GTは、第2図等に示した液晶表示装置と同
様、i型半導体層Asより太き目に設けられるが、この
液晶表示装置では薄膜トランジスタTPTI〜TFT3
が独立したi型半導体層ASごとに設けられているため
、各薄膜トランジスタTPTごとに太き目のパターンが
設けられている. また,上部透明ガラス基板StJB2の走査信号線GL
、映像信号線DL、薄膜トランジスタTPTに対応する
部分にブラックマトリックスパターンBMが設けられて
いるから,画素の輪郭が明瞭になるので、コントラスト
が向上するとともに、外部の自然光が薄膜トランジスタ
TPTに当たるのを防止することができる。 第11図に示される画素の等価回路を第18図に示す.
第18図において、上述と同様に、Cgsは薄膜トラン
ジスタTPTのゲート電極GTおよびソース電極SDI
で形成される重ね合わせ容量である.重ね合わせ容量C
gsの誘電体膜は絶縁膜GIである。C pixは透明
画素電極ITO(P I X)および共通透明画素電極
ITO(CoM)間で形成される液晶容量である。液晶
容量Cpixの誘電体膜は液晶LC、保護膜PSVIお
よび配向膜ORI l.ORI 2である。なお、Vi
aは中点電位である。 保持容量素子C addは,薄膜トランジスタTPTが
スイッチングするとき、中点電位(画素電極7{a)v
tcに対するゲート電位変化ΔVgの影響を低減するよ
うに働く.この様子を式で表すと次式となる。 ΔV lc = ((Cgs/ (Cgs+Cadd+
Cpix)) XΔVgここで,ΔVlcはΔVgによ
る中点電位の変化分を表わす.この変化分ΔVlcは液
晶に加わる直流成分の原因となるが、保持容量素子Ca
ddの保持容量を大きくすればする程、その値を小さく
することができる。また、保持容量素子C addは放
電時間を長くする作用もあり、薄膜トランジスタTPT
がオフした後の映像情報を長く蓄積する。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いわゆる焼
き付きを低減することができる。 上述したように、ゲート電極GTは半導体暦ASを完全
に覆うように大きく設けられている分、ソース・ドレイ
ン電極SDI,SD2とのオーバラップ面積が増え、従
って、寄生容量Cgsが大きくなり中点電位V].cは
ゲート(走査)信号Vgの影響を受け易くなるという逆
効果が生じる.しかし、保持容量素子C addを設け
ることによりこのデメリットも解消することができる。 また、2本の走査信号線OLと2本の映像信号MDLと
の交差領域内に画素を有する液晶表示装置において、上
記2本の走査信号IGLのうちの一方の走査信号線OL
で選択される画素の薄膜トランジスタTPTを複数に分
割し、この分割された薄膜トランジスタTPTI〜TF
T3のそれぞれに透明画素電極ITOを複数に分割した
rTo1〜ITO3をそれぞれ接続し、この分割された
透明画素電極ITOI〜ITO3のそれぞれにこの画素
電極ITOを一方の電極とし,上記2本の走査信号線G
Lのうちの他方の走査信号線GLを容量電礪線として用
いて他方の電極とする保持容量素子C addを構成す
ることにより,上述のように,画素の分割された一部分
が点欠陥になるだけで、画素の全体としては点欠陥でな
くなるので、画素の点欠陥を低減することができるとと
もに、保持容量素子C addで液晶LCに加わる直流
成分を低減することができるので、液晶LCの寿命を向
上することができる.特に,画素を分割することにより
、薄膜トランジスタTPTのゲート電極GTとソース電
極SDIまたはドレイン電極SD2との短絡に起因する
点欠陥を低減することができるとともに、透明画素電極
IT○1〜ITO3のそれぞれと保持容量素子C ad
dの他方の電極(容量電極wA)との短絡に起因する点
欠陥を低減することができる6後考側の点欠陥はこの液
晶表示装置の場合、3分の1になる.この結果,上記画
素の分割された一部の点欠陥は、画素の全体の面積に比
べて小さいので、上記点欠陥を見にくくすることができ
る。 保持容量素子Caddの保持容量は、画素の書き込み特
性から,液晶容量Cpj.xに対して4〜8倍( 4
・Cpix( Cadd< 8 ・Cpix) 、重ね
合せ容量C4sに対して8〜32倍( 8 ・Cgs<
Cadd<32・Cgs)程度の値に設定する。 また、走査信号1iAGLを第1導電膜(C’r’膜)
g1に第2導電膜(AQ膜)g2を重ね合せた複合膜で
構成し.保持容量素子C addの他方の電極、すなわ
ち容量電極線の分岐された部分を上記複合膜のうちの一
層の第1導電膜g1からなる単層膜で構成することによ
り、走査信号線GLの抵抗値を低減し、書き込み特性を
向上することができるとともに,保持容量素子C ad
dの他方の電極に基づく段差部に沿って確実に保持容量
素子C addの一方の電極(透明画素it極ITO)
を絶縁膜GX上に接着させることができるので、保持容
量素子C addの一方の電極の断線を低減することが
できる. また、保持容量素子Caddの他方の電極を単層の第1
導電膜g1で構成し、AQ膜である第2導電膜g2を構
成しないことにより.Aff[のヒロックによる保持容
量素子C addの他方の電極と一方の電極との短絡を
防止することができる.保持容量素子C addを構成
するために重ね合わされる透明画素電極ITOI〜IT
O3のそれぞれと容量電極線の分岐された部分との間の
一部には、ソース電極SDIと同様に、分岐された部分
の段差形状を乗り謔える際に透明画素電極ITOが断線
しないように、第1導電膜d1および第2導電膜d2で
構成された島領域が設けられている.この島領域は,透
明画素電極ITOの面積(開口率)を低下しないように
、できる限り小さく構成する. このように、保持容量素子C addの一方の電極とそ
の誘電体膜として使用される絶縁膜GIとの間に、第1
導電膜d1とその上に設けられた第1導電膜d1に比べ
て比抵抗値が小さく、かつ寸法が小さい第2導電膜d2
とで設けられた下地廖を構成し,上記一方の電極(第3
導電膜d3)を上記下地層の第2導電膜d2から露出す
る第1導電膜d1に接続することにより,保持容量素子
Caddの他方の電極に基づく段差部に沿って確実に保
持容量素子C addの一方の電極を接着させることが
できるので、保持容量素子C addの一方の電極の断
線を低減することができる. 画素の透明画素電極IT○に保持容量素子Caddを設
けた液晶表示装置の液晶表示部は、第20図(液晶表示
部を示す等価回路図)に示すように構成されている。液
晶表示部は,画素、走査信号線GLおよび映像信号線D
Lを含む単位基本パターンの繰り返しで構成されている
。容量電極線として使用される最終段の走査信号線OL
(または初段の走査信号線GL)は,第20図に示すよ
うに、共通透明画素電極(Vcom)ITOに接続され
る.共通透明画素電極ITOは、第3図に示すように、
液晶表示装置の周縁部において銀ペースト材SLによっ
て外部引出配線に接続されている,しかも,この外部引
出配線の一部の導電層(glおよびg2)は走査信号線
OLと同一製造工程で構成されている。この結果、最終
段の走査信号線GL(容量電極線)は、共通透明画素電
極ITOに簡単に接続することができる。 このように、容量電極線の最終段を画素の共通透明画素
電極(Vcom)ITOに接続することにより、最終段
の容量電極線は外部引出配線の一部の導電層と一体に構
成することができ、しかも共通透明画素電極ITOはこ
の外部引出配線に接続されているので,簡単な構成で最
終段の容量電極線を共通透明画素電極ITOに接続する
ことができる. また、液晶表示装置は,先に本願出願人によって出願さ
れた特願昭62−95125号に記戟される直流相殺方
式(.D Cキャンセル方式)に基づき、第19図(タ
イムチャート)に示すように、走査信号1iADLの能
動電圧を制御することによって,さらに液晶LCに加わ
る直流成分を低減することができる.第19図において
,viは任意の走査信号線GLの駆動電圧,Vi+1は
その次段の走査信号線OLの駆動電圧である.Veeは
走査信号線OLに印加されるロウレベルの駆動電圧Vd
min.Vddは走査信号線OLに印加されるハイレベ
ルの駆動電圧V d waxである.各時刻L=tユ〜
t4における中点電位Via(第18図参照)の電圧変
化分Δvi〜Δv4は,画素の合計の容量(Cgs+
Cpix+ Cadd)をCとすると,次式のようにな
る. ΔV−= (Cgs/C)・V2 Δv,=+(Cgs/C)・(V1+V2)−(Cad
d/C)・V 2 Δ”s= (Cgs/C)・V1 +(Cadd/ C)・(V 1 +V 2)ΔV,=
−(Cadd/C)・V 1 ここで、走査信号線GLに印加される叩動電圧が充分で
あれば(下記
【注1参照)、液晶LCに加わる直流電圧
は、次式で表される。 ΔV3+ΔV4=(Cadd−V2−Cgs−V 1)
/Cこのため、Cadd・V 2 =Cgs−V 1と
すると、液晶LCに加わる直流電圧は0になる。 【注】時刻tいt2で走査線Viの変化分が中点電位V
lcに影響を及ぼすが,t2〜t3の期間に中点、電位
Vlcは信号Mxiを通じて映像信号電位と同じ電位に
される(映像信号の十分な書き込み)。 液晶LCにかかる電位は薄膜トランジスタTPTがオフ
した直後の電位でほぼ決定される(薄膜トランジスタT
PTのオフ期間がオン期間より圧倒的に長い).従って
、液晶LCにかかる直流分の計算は、期間t1〜t3は
ほぼ無視でき、薄膜トランジスタTPTがオフ直後の電
位、すなわち時刻?■、t.における過渡時の影響を考
えればよい。 なお、映像信号Viはフレームごと、あるいはラインご
とに極性が反転し、映像信号そのものによる直流分はO
とされている。 すなわち、直流相殺方式は、重ね合せ容量Cgsによる
中点電位Vlcの引き込みによる低下分を、保持容量素
子C addおよび次段の走査信号,IGI、(容量電
極線)に印加される駆動電圧によって押し上げ,液晶L
Cに加わる直流成分を極めて小さくすることができる。 この結果,液晶表示装置は液晶LCの寿命を向上するこ
とができる。もちろん、遮光効果t!tiけるためにゲ
ート電極GTを大きくした場合、それに伴って保持容量
素子C addの保持容量を大きくすればよい。 この直流相殺方式は,第21図(液晶表示部を示す等価
回路図)で示すように,初段の走査信号線OL(または
容量電極線)を最終段の容量電極m(または走査信号線
GL)に接続することによって採用することができる,
第21図には便宜上4本の走査信号線G L Lか記載
されていないが、実際には数百程度の走査信号線GLが
配置されている。初段の走査信号線GLと最終段の容量
電橿線との接続は,液晶表示部内の内部配線あるいは外
部引出配線によって行なう. このように,液晶表示*aは,初段の走査信号線OLを
最終段の容量電極線に接続することにより、走査信号線
GLおよび容量電極線の全べてを垂直走査回路に接続す
ることができるので、直流相殺方式(DCキャンセル方
式)を採用することができる。この結果、液晶LCに加
わる直流成分を低減することができるので,液晶LCの
寿命を向上することができる。 本発明の液晶表示装置は、第3図および第10図に示す
ように,下部透明ガラス基板SUBIと、下部透明ガラ
ス基板SUBI上に設けられた薄膜トランジスタTPT
および透明画素電極IT○1と、薄膜トランジスタTP
Tおよび透明画素電極工丁’01を含む下部透明ガラス
基板StJBl上に設けられた保護膜PSVIと、保護
膜PSVl上に設けられ汽配向膜ORIIとを含んでな
る第1の基板と、 上部透明ガラス基板SUB2と、上部透明ガラス基板S
UBZ上に設けられたカラーフィルタFILと,カラー
フィルタFILを含む上部透明ガラス基板SUB2上に
設けられた保護膜PSV2と、保護膜PSV2に混入さ
れ,その下部が該保護膜に固着され,その上部が該保護
膜から突出するスペーサ材SPと、スペーサ材SP上を
除く保護膜PSV2上に設けられた共通透明画素電極■
TO2と、共通透明画素電極IT○2およびスペーサ材
SP上に設けられた配向膜○RI2とを含む第2の基板
とを具備し、 上記第1の基板と上記第2の基板とは、互いの配向膜O
RIIと配向膜ORI2が向き合うように、保護膜PS
V2に混入、固着されたスペーサ材SPを介在させるこ
とにより所定の間隔を隔てて重ね合わせられ,両基板の
間の配向膜ORIIと配向膜ORI2との間に液晶LC
が封入され、シール材SLにより封止されて組み立てら
れている。 本実施例の液晶表示装置の効果について説明する. 従来の液晶表示装置では、スペーサ材は配向処理が済ん
だ配向膜面上に分散させるか、あるいは、スペーサ材を
混入した配向膜を上部透明ガラス基板面上に塗布して設
けるので,スペーサ材が設けられる位置を定めることが
できず、従って、第1の基板と第2の基板とを組み合わ
せたとき、スペーサ材が第1の基板上に設けられた薄膜
トランジスタ付近に配置された場合に、スペーサ材によ
り簿膜トランジスタが損傷される可能性が高かった.し
かし、本発明の液晶表示装置では、スペーサ材SPの上
には配向膜○RI2が載っており、薄膜トランジスタT
PTとスペーサ材SPとの間には配向膜ORIIと配向
膜ORI2の2層が存在するので,薄膜トランジスタT
PTが損傷される可能性が低減し,品質、歩留りを向上
することができる。 第1図(A)〜(E)は、本発明の液晶表示装置のIl
造方法の一実施例の主要工程を示す工程断面図である.
ここでは,上記第2の基板を作製する工程のみ説明する
. まず、透明ガラス基板SUB2上にブラックマトリック
スBMを選択的に設け、カラーフィルタFILを選択的
に設ける(詳細については既に説明したので省略する)
.この上にカラーフィルタ用の保護膜PSV2と保護膜
PSV2に混入され、その下部が該保護膜に固着され、
その上部が該保護膜から突出するスペーサ材SPとを設
ける.スペーサ材は、例えばグラスファイバー、ポリマ
ービーズ,ガラス等から成り,ここでは球形状をしてい
るが、円筒形状等でもよい.これらを保護膜中に設ける
には、保護膜材を塗布する前に、保護膜材にスペーサ材
SPを均一に混入し、このスペーサ材SPが混入された
保護膜材をスビンコート法、ロールコート法等により塗
布し、硬化させる.スペーサ材SPの混合密度は、スペ
ーサ材SPを保護膜材に混合する量により調整する.こ
の保護膜PSV2の材料としては、アクリル、エポキシ
系樹脂等の接着性のある材料を用いるので,保護膜PS
V2が硬化すると、スペーサ材SPは保護膜PSV2に
より固着,固定される。なお、保護膜材を塗布した後、
エアーブロー等を用いてスペーサ材spを硬化前の保護
膜PSV2の面上に均一に分散させてもよい.次に、ス
ペーサ材SPが混入,固着された保護膜PSV2の上に
スパッタ法,真空蒸着法等によりITO(ネサ膜)等か
ら成る共通透明画素電極ITO2を設ける(第1図(A
)). 次に、スペーサ材SP上に存在する共通透明
画素電極ITO2のみを除去するために、共通透明画素
電極ITO2を除去する部分以外の共通透明画素電極I
TO2上にフォトレジスト膜PHを設ける(第1図(B
))。なお、スペーサ材SP上の共通透明画素電極IT
O2がエッチングできるように、フォトレジスト膜PH
の膜厚は、0.5〜1.0μm程度に薄く設ける。 次に、フォトリソグラフィー法によりフォトレジスト膜
PHをマスクとしてスペーサ材SP上の共通透明画素電
極ITO2をウェットエッチング等により除去する(第
1図(C))。スペーサ材SP上の共通透明画素電極I
TO2を除去するのは、もし、スペーサ材SP上に共通
透明画素電極ITO2が存在していると,第1の基板と
第2の基板とを組み合わせたときに、第1の基板の透明
画素電極ITOIやソース、ドレイン電極SDI,SD
2等(第3図、第10図参照)とスペーサ材SP上の共
通透明画素電極IT○2とが接触して電気的に導通する
のを防止するためである。 次に、フォトレジスト膜PHを剥離する(第1図(D)
) . ,次に、この上に配向膜ORI2を設ける(第1図(E
)).次に、配向膜ORI2の上面を、有機溶剤、エア
ーブロー等により洗浄し、第1の基板との組み立てを行
なう.その他の工程については既に説明したので、省略
する. 次に、本実施例の製造方法における効果につい
て説明する。 第1に、従来の液晶表示装置の製造方法では、配向処理
が済んだ配向膜にスペーサ材を分散させるとき,エアー
ブロー等で吹いて分散させるので,配向膜面に異物が付
看しやすく、配向膜面が汚染されやすかったが、本実施
例の製造方法では、カラーフィルタ用の保護膜PSV2
にスペーサ材SPを混入,固着し.その後共通透明画素
電極IT02と配向膜ORI2を設け、配向膜上にスペ
ーサ材を分散させないので、配向膜ORI2が汚染する
ことがない.従って、配向11%ORI2面の汚染によ
り,第1の基板の配向膜ORIIと第2の基板の配向膜
ORr2との間に封入される液晶LCのインピーダンス
が低下し、光学特性が変化し,特性が変動するのを防止
でき、品質、歩留りを向上することができる。 第2に、従来の製造方法では、配向膜を洗浄するとき、
スペーサ材が固定されてないので,スペーサ材が流れて
しまって一部が無くなったり、また、洗浄の際、スペー
サ材が移動するので,配向膜が傷付くことがあり、液晶
分子の向きを整える機能が劣化する問題があったが、本
実施例の製造方法では、配向処理後のスペーサ分散工程
が不要であり、また、スペーサ材SPは、接着性を有す
る保護膜PSV2によりしっかりと固定されてぃるので
、スペーサ材の一部が無くなったり、配向膜が傷付いた
リせず、かつ、第1の基板と第2の基板とを組み立てる
前に配向膜を洗浄することが可能となるので、配向処理
面の異物付着,汚染等を除去でき、配向面を清浄化でき
るので、品質,歩留りを向上できる。 第3に、本実施例の製造方法では,第1の基板と第2の
基板とを組み合わせたとき、第1の基板の薄膜トランジ
スタとスペーサ材SPとの間には第1の基板の配向膜と
第2の基板の配向膜○R. I2の2層が存在するので
、薄膜トランジスタTPT等が損傷されにくく、品質、
歩留りを向上することができる. 以上、この発明を上記実施例に基づき具体的レこ説明し
たが、この発明は上記実施例に限定されるものではなく
、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であ
ること1土もちろんである.例えば、第1の基板と第2
の基板とを組み合わせたときに、第2の基板の共通透明
画素電極ITス、ドレイン電isD1.SD2等と電気
的に導通するのを防止するために、スペーサ材SP上に
は共通透明画素電極ITO2を設けないが、第1図に示
した製造工程においては、スペーサ材SPが混入された
保護膜PSV2上に共通透明画素電極ITO2を設けた
後、フォトリソグラフィー法によりフォトレジスト膜を
パターニングし、このフォトレジスト膜をマスクとして
ウエットエッチング法によりスペーサ材SP上に存在す
る共通透明画素電極ITO2を除去したが、共通透明画
素電極ITO2を選択的に設けるのに他の方法を用いて
もよい.例えば、フォトリソグラフィー法を用いないで
.スペーサ材の材料として共通透明画素電極の材料と親
和性の悪い材料,例えばガラス等の無機物を用い、共通
透明画素電極をスペーサ材および保護膜上に薄く設けた
とき、共通透明画素電極がスペーサ材によりはじかれて
透明画素電極がスペーサ材上のみ設けられないようにし
てもよい.もしくは,この場合、スペーサ材の表面に透
明画素電極をはじくような処理を施してもよい.または
、エッチングに対するマスクを用いないで,スペーサ材
および保護膜上に設ける共通透明画素電極の膜厚を調整
し、かつ、エッチング時間を調整することにより,保謹
膜から突出するスペーサ材上の透明画素電極のみ除去さ
れるようにしてもよい。エッチング法としては、RIE
(反応性イオンエッチング)法を用いてもよい。 また,本発明は液晶表示部の各画素を2分割あるいは4
分割した液晶表示装置に適用することができる。ただし
、画素の分割数があまり多くなると、開口率が低下する
ので、上述のように、2〜4分割程度が妥当である。ま
た、画素は分割しなくても効果は得られる.さらに、上
述実施例においては,ゲート電極形成→ゲート絶縁膜形
成→半導体層形成→ソース・ドレイン電極形成の逆スタ
ガ構造を示したが、上下関係または作る順番がそれと逆
のスタガ構造でもこの発明は有効である。 〔発明の効果〕 以上説明したように、本発明のカラー液晶表示にスペー
サ材を混入、固着し、その後透明画素電極と配向膜を設
ける楕成なので、従来のように配向膜面上にスペーサ材
を分散させないので、配向膜が汚染される可能性が少な
い。従って、配向膜面の汚染により第1の基板の配向膜
と第2の基板の配向膜との間に封入される液晶のインピ
ーダンスが低下し、光学特性が変化するのを防止でき、
特性変動を少なくでき、品質、歩留りを向上することが
できる。また、本発明の製造方法では、配向処理後のス
ペーサ分散工程が不要である。また,スペーサ材は保護
膜によりしっかりと固定されているので、配向膜の洗浄
の際、スペーサ材が流れてしまって一部が無くなったり
、スペーサ材の移動により配向膜が傷付くのを防止でき
、かつ、第1の基板と第2の基板とを組み立てる前に配
向膜を洗浄することが可能となり、配向処理面の異物付
着、汚染等を除去でき、配向膜面を清浄化できるので、
品質、歩留りを向上できる.さらに、本発明の液晶表示
装置およびその製造方法では、第1の基板の薄膜トラン
ジスタ等とスペーサ材との間に第1の基板の配向膜と第
2の基板の配向膜の2層が存在するので、薄膜トランジ
スタ等が損傷されにくく、品質、歩留りを向上すること
ができる.このように、本発明の効果は顕著である.
は、次式で表される。 ΔV3+ΔV4=(Cadd−V2−Cgs−V 1)
/Cこのため、Cadd・V 2 =Cgs−V 1と
すると、液晶LCに加わる直流電圧は0になる。 【注】時刻tいt2で走査線Viの変化分が中点電位V
lcに影響を及ぼすが,t2〜t3の期間に中点、電位
Vlcは信号Mxiを通じて映像信号電位と同じ電位に
される(映像信号の十分な書き込み)。 液晶LCにかかる電位は薄膜トランジスタTPTがオフ
した直後の電位でほぼ決定される(薄膜トランジスタT
PTのオフ期間がオン期間より圧倒的に長い).従って
、液晶LCにかかる直流分の計算は、期間t1〜t3は
ほぼ無視でき、薄膜トランジスタTPTがオフ直後の電
位、すなわち時刻?■、t.における過渡時の影響を考
えればよい。 なお、映像信号Viはフレームごと、あるいはラインご
とに極性が反転し、映像信号そのものによる直流分はO
とされている。 すなわち、直流相殺方式は、重ね合せ容量Cgsによる
中点電位Vlcの引き込みによる低下分を、保持容量素
子C addおよび次段の走査信号,IGI、(容量電
極線)に印加される駆動電圧によって押し上げ,液晶L
Cに加わる直流成分を極めて小さくすることができる。 この結果,液晶表示装置は液晶LCの寿命を向上するこ
とができる。もちろん、遮光効果t!tiけるためにゲ
ート電極GTを大きくした場合、それに伴って保持容量
素子C addの保持容量を大きくすればよい。 この直流相殺方式は,第21図(液晶表示部を示す等価
回路図)で示すように,初段の走査信号線OL(または
容量電極線)を最終段の容量電極m(または走査信号線
GL)に接続することによって採用することができる,
第21図には便宜上4本の走査信号線G L Lか記載
されていないが、実際には数百程度の走査信号線GLが
配置されている。初段の走査信号線GLと最終段の容量
電橿線との接続は,液晶表示部内の内部配線あるいは外
部引出配線によって行なう. このように,液晶表示*aは,初段の走査信号線OLを
最終段の容量電極線に接続することにより、走査信号線
GLおよび容量電極線の全べてを垂直走査回路に接続す
ることができるので、直流相殺方式(DCキャンセル方
式)を採用することができる。この結果、液晶LCに加
わる直流成分を低減することができるので,液晶LCの
寿命を向上することができる。 本発明の液晶表示装置は、第3図および第10図に示す
ように,下部透明ガラス基板SUBIと、下部透明ガラ
ス基板SUBI上に設けられた薄膜トランジスタTPT
および透明画素電極IT○1と、薄膜トランジスタTP
Tおよび透明画素電極工丁’01を含む下部透明ガラス
基板StJBl上に設けられた保護膜PSVIと、保護
膜PSVl上に設けられ汽配向膜ORIIとを含んでな
る第1の基板と、 上部透明ガラス基板SUB2と、上部透明ガラス基板S
UBZ上に設けられたカラーフィルタFILと,カラー
フィルタFILを含む上部透明ガラス基板SUB2上に
設けられた保護膜PSV2と、保護膜PSV2に混入さ
れ,その下部が該保護膜に固着され,その上部が該保護
膜から突出するスペーサ材SPと、スペーサ材SP上を
除く保護膜PSV2上に設けられた共通透明画素電極■
TO2と、共通透明画素電極IT○2およびスペーサ材
SP上に設けられた配向膜○RI2とを含む第2の基板
とを具備し、 上記第1の基板と上記第2の基板とは、互いの配向膜O
RIIと配向膜ORI2が向き合うように、保護膜PS
V2に混入、固着されたスペーサ材SPを介在させるこ
とにより所定の間隔を隔てて重ね合わせられ,両基板の
間の配向膜ORIIと配向膜ORI2との間に液晶LC
が封入され、シール材SLにより封止されて組み立てら
れている。 本実施例の液晶表示装置の効果について説明する. 従来の液晶表示装置では、スペーサ材は配向処理が済ん
だ配向膜面上に分散させるか、あるいは、スペーサ材を
混入した配向膜を上部透明ガラス基板面上に塗布して設
けるので,スペーサ材が設けられる位置を定めることが
できず、従って、第1の基板と第2の基板とを組み合わ
せたとき、スペーサ材が第1の基板上に設けられた薄膜
トランジスタ付近に配置された場合に、スペーサ材によ
り簿膜トランジスタが損傷される可能性が高かった.し
かし、本発明の液晶表示装置では、スペーサ材SPの上
には配向膜○RI2が載っており、薄膜トランジスタT
PTとスペーサ材SPとの間には配向膜ORIIと配向
膜ORI2の2層が存在するので,薄膜トランジスタT
PTが損傷される可能性が低減し,品質、歩留りを向上
することができる。 第1図(A)〜(E)は、本発明の液晶表示装置のIl
造方法の一実施例の主要工程を示す工程断面図である.
ここでは,上記第2の基板を作製する工程のみ説明する
. まず、透明ガラス基板SUB2上にブラックマトリック
スBMを選択的に設け、カラーフィルタFILを選択的
に設ける(詳細については既に説明したので省略する)
.この上にカラーフィルタ用の保護膜PSV2と保護膜
PSV2に混入され、その下部が該保護膜に固着され、
その上部が該保護膜から突出するスペーサ材SPとを設
ける.スペーサ材は、例えばグラスファイバー、ポリマ
ービーズ,ガラス等から成り,ここでは球形状をしてい
るが、円筒形状等でもよい.これらを保護膜中に設ける
には、保護膜材を塗布する前に、保護膜材にスペーサ材
SPを均一に混入し、このスペーサ材SPが混入された
保護膜材をスビンコート法、ロールコート法等により塗
布し、硬化させる.スペーサ材SPの混合密度は、スペ
ーサ材SPを保護膜材に混合する量により調整する.こ
の保護膜PSV2の材料としては、アクリル、エポキシ
系樹脂等の接着性のある材料を用いるので,保護膜PS
V2が硬化すると、スペーサ材SPは保護膜PSV2に
より固着,固定される。なお、保護膜材を塗布した後、
エアーブロー等を用いてスペーサ材spを硬化前の保護
膜PSV2の面上に均一に分散させてもよい.次に、ス
ペーサ材SPが混入,固着された保護膜PSV2の上に
スパッタ法,真空蒸着法等によりITO(ネサ膜)等か
ら成る共通透明画素電極ITO2を設ける(第1図(A
)). 次に、スペーサ材SP上に存在する共通透明
画素電極ITO2のみを除去するために、共通透明画素
電極ITO2を除去する部分以外の共通透明画素電極I
TO2上にフォトレジスト膜PHを設ける(第1図(B
))。なお、スペーサ材SP上の共通透明画素電極IT
O2がエッチングできるように、フォトレジスト膜PH
の膜厚は、0.5〜1.0μm程度に薄く設ける。 次に、フォトリソグラフィー法によりフォトレジスト膜
PHをマスクとしてスペーサ材SP上の共通透明画素電
極ITO2をウェットエッチング等により除去する(第
1図(C))。スペーサ材SP上の共通透明画素電極I
TO2を除去するのは、もし、スペーサ材SP上に共通
透明画素電極ITO2が存在していると,第1の基板と
第2の基板とを組み合わせたときに、第1の基板の透明
画素電極ITOIやソース、ドレイン電極SDI,SD
2等(第3図、第10図参照)とスペーサ材SP上の共
通透明画素電極IT○2とが接触して電気的に導通する
のを防止するためである。 次に、フォトレジスト膜PHを剥離する(第1図(D)
) . ,次に、この上に配向膜ORI2を設ける(第1図(E
)).次に、配向膜ORI2の上面を、有機溶剤、エア
ーブロー等により洗浄し、第1の基板との組み立てを行
なう.その他の工程については既に説明したので、省略
する. 次に、本実施例の製造方法における効果につい
て説明する。 第1に、従来の液晶表示装置の製造方法では、配向処理
が済んだ配向膜にスペーサ材を分散させるとき,エアー
ブロー等で吹いて分散させるので,配向膜面に異物が付
看しやすく、配向膜面が汚染されやすかったが、本実施
例の製造方法では、カラーフィルタ用の保護膜PSV2
にスペーサ材SPを混入,固着し.その後共通透明画素
電極IT02と配向膜ORI2を設け、配向膜上にスペ
ーサ材を分散させないので、配向膜ORI2が汚染する
ことがない.従って、配向11%ORI2面の汚染によ
り,第1の基板の配向膜ORIIと第2の基板の配向膜
ORr2との間に封入される液晶LCのインピーダンス
が低下し、光学特性が変化し,特性が変動するのを防止
でき、品質、歩留りを向上することができる。 第2に、従来の製造方法では、配向膜を洗浄するとき、
スペーサ材が固定されてないので,スペーサ材が流れて
しまって一部が無くなったり、また、洗浄の際、スペー
サ材が移動するので,配向膜が傷付くことがあり、液晶
分子の向きを整える機能が劣化する問題があったが、本
実施例の製造方法では、配向処理後のスペーサ分散工程
が不要であり、また、スペーサ材SPは、接着性を有す
る保護膜PSV2によりしっかりと固定されてぃるので
、スペーサ材の一部が無くなったり、配向膜が傷付いた
リせず、かつ、第1の基板と第2の基板とを組み立てる
前に配向膜を洗浄することが可能となるので、配向処理
面の異物付着,汚染等を除去でき、配向面を清浄化でき
るので、品質,歩留りを向上できる。 第3に、本実施例の製造方法では,第1の基板と第2の
基板とを組み合わせたとき、第1の基板の薄膜トランジ
スタとスペーサ材SPとの間には第1の基板の配向膜と
第2の基板の配向膜○R. I2の2層が存在するので
、薄膜トランジスタTPT等が損傷されにくく、品質、
歩留りを向上することができる. 以上、この発明を上記実施例に基づき具体的レこ説明し
たが、この発明は上記実施例に限定されるものではなく
、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であ
ること1土もちろんである.例えば、第1の基板と第2
の基板とを組み合わせたときに、第2の基板の共通透明
画素電極ITス、ドレイン電isD1.SD2等と電気
的に導通するのを防止するために、スペーサ材SP上に
は共通透明画素電極ITO2を設けないが、第1図に示
した製造工程においては、スペーサ材SPが混入された
保護膜PSV2上に共通透明画素電極ITO2を設けた
後、フォトリソグラフィー法によりフォトレジスト膜を
パターニングし、このフォトレジスト膜をマスクとして
ウエットエッチング法によりスペーサ材SP上に存在す
る共通透明画素電極ITO2を除去したが、共通透明画
素電極ITO2を選択的に設けるのに他の方法を用いて
もよい.例えば、フォトリソグラフィー法を用いないで
.スペーサ材の材料として共通透明画素電極の材料と親
和性の悪い材料,例えばガラス等の無機物を用い、共通
透明画素電極をスペーサ材および保護膜上に薄く設けた
とき、共通透明画素電極がスペーサ材によりはじかれて
透明画素電極がスペーサ材上のみ設けられないようにし
てもよい.もしくは,この場合、スペーサ材の表面に透
明画素電極をはじくような処理を施してもよい.または
、エッチングに対するマスクを用いないで,スペーサ材
および保護膜上に設ける共通透明画素電極の膜厚を調整
し、かつ、エッチング時間を調整することにより,保謹
膜から突出するスペーサ材上の透明画素電極のみ除去さ
れるようにしてもよい。エッチング法としては、RIE
(反応性イオンエッチング)法を用いてもよい。 また,本発明は液晶表示部の各画素を2分割あるいは4
分割した液晶表示装置に適用することができる。ただし
、画素の分割数があまり多くなると、開口率が低下する
ので、上述のように、2〜4分割程度が妥当である。ま
た、画素は分割しなくても効果は得られる.さらに、上
述実施例においては,ゲート電極形成→ゲート絶縁膜形
成→半導体層形成→ソース・ドレイン電極形成の逆スタ
ガ構造を示したが、上下関係または作る順番がそれと逆
のスタガ構造でもこの発明は有効である。 〔発明の効果〕 以上説明したように、本発明のカラー液晶表示にスペー
サ材を混入、固着し、その後透明画素電極と配向膜を設
ける楕成なので、従来のように配向膜面上にスペーサ材
を分散させないので、配向膜が汚染される可能性が少な
い。従って、配向膜面の汚染により第1の基板の配向膜
と第2の基板の配向膜との間に封入される液晶のインピ
ーダンスが低下し、光学特性が変化するのを防止でき、
特性変動を少なくでき、品質、歩留りを向上することが
できる。また、本発明の製造方法では、配向処理後のス
ペーサ分散工程が不要である。また,スペーサ材は保護
膜によりしっかりと固定されているので、配向膜の洗浄
の際、スペーサ材が流れてしまって一部が無くなったり
、スペーサ材の移動により配向膜が傷付くのを防止でき
、かつ、第1の基板と第2の基板とを組み立てる前に配
向膜を洗浄することが可能となり、配向処理面の異物付
着、汚染等を除去でき、配向膜面を清浄化できるので、
品質、歩留りを向上できる.さらに、本発明の液晶表示
装置およびその製造方法では、第1の基板の薄膜トラン
ジスタ等とスペーサ材との間に第1の基板の配向膜と第
2の基板の配向膜の2層が存在するので、薄膜トランジ
スタ等が損傷されにくく、品質、歩留りを向上すること
ができる.このように、本発明の効果は顕著である.
第1図(A)〜(E)は、本発明の液晶表示装置の製造
方法の一実施例の主要工程を示す工程断面図、第2図は
、この発明を適用すべきアクティブ・マトリックス方式
のカラー液晶表示装置の液晶表示部の一画素を示す要部
平面図、第3図は、第2図の■一■切断線で切った部分
とシール部周辺部の断面図、第4図は、第2図に示す画
素を複数配置した液晶表示部の要部平面図、第5図〜第
7図は、第2図に示す画素の所定の製造工程における要
部平面図、第8図は,第4図に示す画素とカラーフィル
タとを重ね合せた状態における要部平面図,第9図は、
上記のアクティブ・マトリックス方式のカラー液晶表示
装置の液晶表示部を示す等価回路図,第10図は,この
発明を適用すべ晶表示装置の液晶表示部の画素の要部お
よびシール部周辺部の断面図、第11図は、第10図に
示した液晶表示装置の液晶表示部の一画素を示す平面図
、第12図は、第11図のA−A切断線で切った部分の
断面図,第13図は、第11図に示す画素を複数配置し
た液晶表示部の要部平面図、第14図〜第16図は、第
11図に示す画素の所定の製造工程における要部平面図
,第17図は、第13図に示す画素とカラーフィルタと
を重ね合せた状態における要部平面図、第18図は,第
11図に記載される画素の等価回路図、第19図は、直
流相殺方式による走査信号線の駆動電圧を示すタイムチ
ャート、第20図、第21図は,それぞれ第13図に示
したアクティブ・マトリックス方式のカラー液晶表示装
置の液晶表示部を示す等価回路図である. sp・・・スペーサ材 SUBI・・・下部透明ガラス基板(第1の透明ガラス
基板) ス基板) TPT・・・薄膜トランジスタ ITOI・・・透明画素電極(第1の画素電極)ITO
2・・・共通透明画素電極(第2の画素電極)PSVI
・・・第1の保護膜 PSV2・・・第2の保護膜 ORII・・・第1の配向膜 ORI2・・・第2の配向膜 FIL・・・カラーフィルタ LC・・・液晶 S,L・・・シール材 第1図 第 l OR+ 2−−− 第21乙旬膜 図 第5図 乙ク 第13図
方法の一実施例の主要工程を示す工程断面図、第2図は
、この発明を適用すべきアクティブ・マトリックス方式
のカラー液晶表示装置の液晶表示部の一画素を示す要部
平面図、第3図は、第2図の■一■切断線で切った部分
とシール部周辺部の断面図、第4図は、第2図に示す画
素を複数配置した液晶表示部の要部平面図、第5図〜第
7図は、第2図に示す画素の所定の製造工程における要
部平面図、第8図は,第4図に示す画素とカラーフィル
タとを重ね合せた状態における要部平面図,第9図は、
上記のアクティブ・マトリックス方式のカラー液晶表示
装置の液晶表示部を示す等価回路図,第10図は,この
発明を適用すべ晶表示装置の液晶表示部の画素の要部お
よびシール部周辺部の断面図、第11図は、第10図に
示した液晶表示装置の液晶表示部の一画素を示す平面図
、第12図は、第11図のA−A切断線で切った部分の
断面図,第13図は、第11図に示す画素を複数配置し
た液晶表示部の要部平面図、第14図〜第16図は、第
11図に示す画素の所定の製造工程における要部平面図
,第17図は、第13図に示す画素とカラーフィルタと
を重ね合せた状態における要部平面図、第18図は,第
11図に記載される画素の等価回路図、第19図は、直
流相殺方式による走査信号線の駆動電圧を示すタイムチ
ャート、第20図、第21図は,それぞれ第13図に示
したアクティブ・マトリックス方式のカラー液晶表示装
置の液晶表示部を示す等価回路図である. sp・・・スペーサ材 SUBI・・・下部透明ガラス基板(第1の透明ガラス
基板) ス基板) TPT・・・薄膜トランジスタ ITOI・・・透明画素電極(第1の画素電極)ITO
2・・・共通透明画素電極(第2の画素電極)PSVI
・・・第1の保護膜 PSV2・・・第2の保護膜 ORII・・・第1の配向膜 ORI2・・・第2の配向膜 FIL・・・カラーフィルタ LC・・・液晶 S,L・・・シール材 第1図 第 l OR+ 2−−− 第21乙旬膜 図 第5図 乙ク 第13図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、透明ガラス基板上にカラーフィルタを設ける工程と
、上記カラーフィルタが設けられた上記透明ガラス基板
上に保護膜と該保護膜に混入され、その下部が該保護膜
に固着され、上部が該保護膜から突出するスペーサ材と
を設ける工程と、上記スペーサ材が混入された上記保護
膜上に画素電極を設ける工程と、上記スペーサ材上に存
在する上記画素電極を除去する工程と、上記画素電極お
よび上記スペーサ材上に配向膜を設ける工程とを含んで
なることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。 2、第1の透明ガラス基板と、上記第1の透明ガラス基
板上に設けられた薄膜トランジスタおよび第1の画素電
極と、上記薄膜トランジスタおよび上記第1の画素電極
を含む上記第1の透明ガラス基板上に設けられた第1の
保護膜と、上記第1の保護膜上に設けられた第1の配向
膜とを含んでなる第1の基板と、 第2の透明ガラス基板と、上記第2の透明ガラス基板上
に設けられたカラーフィルタと、上記カラーフィルタを
含む上記第2の透明ガラス基板上に設けられた第2の保
護膜と、上記第2の保護膜に混入され、その下部が該保
護膜に固着され、その上部が該保護膜から突出するスペ
ーサ材と、上記スペーサ材上を除く上記第2の保護膜上
に設けられた第2の画素電極と、上記第2の画素電極お
よび上記スペーサ材上に設けられた第2の配向膜とを含
む第2の基板とを具備し、 上記第1の基板と上記第2の基板とは、互いの上記第1
、第2の配向膜が向き合うように、上記第2の保護膜に
固着されたスペーサ材を介在させることにより所定の間
隔を隔てて重ね合わせられ、両基板の間の上記第1、第
2の配向膜の間に液晶が封入され、シール材により封止
されて組み立てられていることを特徴とする液晶表示装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5385989A JPH02234121A (ja) | 1989-03-08 | 1989-03-08 | 液晶表示装置およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5385989A JPH02234121A (ja) | 1989-03-08 | 1989-03-08 | 液晶表示装置およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02234121A true JPH02234121A (ja) | 1990-09-17 |
Family
ID=12954502
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5385989A Pending JPH02234121A (ja) | 1989-03-08 | 1989-03-08 | 液晶表示装置およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02234121A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009041125A1 (ja) * | 2007-09-26 | 2009-04-02 | Sharp Kabushiki Kaisha | 液晶パネル、液晶表示装置、テレビ受信装置、及び液晶パネルの製造方法 |
| US8134680B2 (en) | 2007-09-26 | 2012-03-13 | Sharp Kabushiki Kaisha | Manufacturing method of liquid crystal panel |
-
1989
- 1989-03-08 JP JP5385989A patent/JPH02234121A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009041125A1 (ja) * | 2007-09-26 | 2009-04-02 | Sharp Kabushiki Kaisha | 液晶パネル、液晶表示装置、テレビ受信装置、及び液晶パネルの製造方法 |
| US8134680B2 (en) | 2007-09-26 | 2012-03-13 | Sharp Kabushiki Kaisha | Manufacturing method of liquid crystal panel |
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