JPH0356938A - 液晶表示装置 - Google Patents

液晶表示装置

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JPH0356938A
JPH0356938A JP1191405A JP19140589A JPH0356938A JP H0356938 A JPH0356938 A JP H0356938A JP 1191405 A JP1191405 A JP 1191405A JP 19140589 A JP19140589 A JP 19140589A JP H0356938 A JPH0356938 A JP H0356938A
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JP
Japan
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film
liquid crystal
protective film
pixel
thin film
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JP1191405A
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English (en)
Inventor
Kazuo Shirohashi
白橋 和男
Akira Sasano
笹野 晃
Shigeru Matsuyama
茂 松山
Akira Aoki
晃 青木
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】
この発明は液晶表示装置、特に薄膜トランジスタ等を使
用したアクティブ・マトリクス方式の液晶表示装置に関
する。 [従来の技術】 アクティブ・マトリク入方式の液晶表示装置は、マトリ
クス状に配列された複数の画素電極の各々に対応して非
線形素子(スイッチング素子)を設けたものである。各
画素における液晶は理論的には常時翻動(デューティ比
1.0)されているので、時分割駆動方式を採用してい
る、いわゆる単純マトリクス方式と比べてアクティブ方
式はコントラストが良く特にカラーでは欠かせない技術
となりつつある.スイッチング素子として代表的なもの
としては薄膜トランジスタ(TPT)がある。 従来のアクティブ・マトリクス方式の液晶表示装置にお
いては,薄膜トランジスタの保護膜として窒化シリコン
、酸化シリコン等の無機膜からなるものを用いている。 なお、薄膜トランジスタを使用したアクティブ・マトリ
クス方式の液晶表示装置は,たとえば「冗長構或を採用
したl2.5型アクティブ・マトリクス方式カラー液晶
ディスプレイ」、日経エレクトロニクス、頁193〜2
10、1986年12月15日、日経マグロウヒル社発
行,で知られている。
【発明が解決しようとする課題] しかし、このような液晶表示装置においては,保護膜を
設けるのにCVD装置等の真空装置を使用するから、作
業能率が悪く,またCVD装置等は高価であるから、製
造コストが高価となり、さらに薄膜トランジスタのゲー
ト絶縁膜も同種の無機膜からなるから、保護膜を形成す
る際にゲート絶縁膜を損傷して薄膜トランジスタの欠陥
が生じやすい。 この発明は上述の課題を解決するためになされたもので
、作業能率が良く、製造コストが安価であり,しかも薄
膜トランジスタの欠陥が生じにくい液晶表示装置を提供
することを目的とする。 [課題を解決するための手段1 この目的を達威するため、この発明においては、薄膜ト
ランジスタと画素電極とを画素の一構成要素とするアク
ティブ・マトリクス方式の液晶表示装置において、上記
薄膜トランジスタの保護膜を配向膜よりも光透過率が良
い樹脂で構成する。 また、薄膜トランジスタと画素電極とを画素の一構成要
素とするアクティブ・マトリクス方式の液晶表示装置に
おいて、上記薄膜トランジスタの保護膜をエボキシ樹脂
で構或し、上記保護膜上に配向膜を設ける。 【作用] これらの液晶表示装置においては、保護膜を設けるのに
真空装置を使用せず,また保護膜の材質とゲート絶縁膜
として使用する絶縁膜の材質とが異なる。 [実施例] 以下、この発明の構成について、アクティブ・マトリク
ス方式のカラー液晶表示装置にこの発明を適用した実施
例とともに説明する。 なお、実施例を説明するための企図において、同一機能
を有するものは同一符号を付け、その縁り返しの説明は
省略する。 第2A図はこの発明が適用されるアクティブ・マトリク
ス方式カラー液晶表示装置の一画素とその周辺を示す平
面図、第2B図は第2A図のIIB−nB切断線におけ
る断面と表示パネルのシール部付近の断面を示す図、第
2C図は第2A図のnc−mc切断線における断面図で
ある。また、第3図(要部平面図)には第2A図に示す
画素を複数配置したときの平面図を示す。 《画素配置》 第2A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.各画素は薄膜トランジスタTPT
、透明画素電極ITOIおよび保持容量素子C add
を含む。走査信号線GLは列方向に延在し、行方向に複
数本配置されている。映像信号線DLは行方向に延在し
、列方向に複数本配置されている。 《表示部断面全体構造》 第2B図に示すように、液晶LCを基準に下部透明ガラ
ス基板SUBI側には薄膜トランジスタTPTおよび透
明画素電極IT○1が形戒され、上部透明ガラス基板S
UB2側にはカラーフィルタF I L、遮光用ブラッ
クマトリクスパターンを形或する遮光膜BMが形或され
ている。下部透明ガラス基板SUB 1はたとえば1 
. 1 [v++1程度の厚さで構成されている。 第2B図の中央部は一画素部分の断面を示しているが、
左側は透明ガラス基板SUBI、SUB2の左側縁部分
で外部引出配線の存在する部分の断面を示しており、右
側は透明ガラス基板SUB1、SUB2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2B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或されており、液晶封入口
(図示していない)を除く透明ガラス基板SUBI、S
UB2の縁周囲全体に沿って形成されている。シール材
SLはたとえばエボキシ樹脂で形或されている。 上部透明ガラス基板Sun2側の共通透明画素電極IT
O2は、少なくとも一個所において、銀ペースト材SI
Lによって下部透明ガラス基板SUBI側に形戊された
外部引出配線に接続されている。この外部引出配線はゲ
ートffiiaT、ソース電極SDI、ドレイン電極S
D2のそれぞれと同一製造工程で形或される。 配向膜ORII、ORI2、透明画素電極ITO1、共
通透明画素電極IT○2、保護膜PsV1、PSV2、
締縁膜Glのそれぞれの層は、シール材SLの内側に形
成される。偏光板POL1、POL2はそれぞれ下部透
明ガラス基板SUBI、上部透明ガラス基板SUB2の
外側の表面に形成されている。 液晶LCは液晶分子の向きを設定する下部配向膜○RI
Iと上部配向膜ORI2との間に封入され.シール部S
Lよってシールされている.下部配向膜ORIIは下部
透明ガラス基板SUBl側の保護膜PSVIの上部に形
成される。 上部透明ガラス基板SUB2の内側(液晶LC側)の表
面には,遮光膜BM、カラーフィルタFIL,保護膜P
SV2、共通透明画素電極ITO2 (COM)および
上部配向膜○R42が1頓次積層して設けられている。 この液晶表示装置は下部透明ガラス基板SUBl側、上
部透明ガラス基板SUB2側のそれぞれの層を別々に形
成し、その後上下透明ガラス基板SUBI、SUB2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。 《薄膜トランジスタTPT> 薄膜トランジスタTPTは、ゲート電極GT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、バイアスを零にすると,チャネル抵抗は
大きくなるように動作する。 各画素の薄膜トランジスタTPT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(分割薄膜ト
ランジスタ)TFT1、TFT2およびTFT3で構或
されている。?Jll’J}−ランジスタTPTI〜T
FT3のそれぞれは実質的に同一サイズ(チャンネル長
と幅が同じ)で構成されている。この分割された薄膜ト
ランジスタTPTI〜TFT3のそれぞれは、主にゲー
ト電極GT、ゲート絶縁膜GI、i型(真性、intr
insic、導電型決定不純物がドープされていない)
非品質シリコン(Si)からなるi型半導体層AS、一
対のソース電極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、便宜上一方をソース、他方をドレインと固定して
表現する.《ゲート電極GT> ゲート電極GTは第4図(第2A図の第1導電膜g1、
第2導電膜g2およびi型半導体層Asのみを描いた平
面図)に詳細に示すように、走査信号1iAGLから垂
直方向(第2A図および第4図において上方向)に突出
する形状で構或されている(丁字形状に分岐されている
)。ゲート電極GTは薄膜トランジスタTFT1〜T 
F T.3のそれぞれの形tc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TFTI−TFT3
のそれぞれのゲート電極GTは,一体に(共通ゲート電
極として)構成されており、走査信号線GLに連続して
形威されている。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作らないように
、単層の第1導電膜glで構成する。第1導Ml膜g1
はたとえばスパッタで形或されたクロム(Cr)膜を用
い、1000[:人コ程度の膜厚で形或する。 このゲート電極GTは第2A図、第2B図および第4図
に示されているように、i型半導体mASを完全に覆う
よう(下方からみて)それより太き目に形成される。し
たがって,下部透明ガラス基板SUBIの下方に蛍光灯
等のバックライトBLを取り付けた場合、この不透明な
クロムからなるゲート電極GTが影となって、i型半導
体層ASにはバックライト光が当たらず,光照射による
導電現象すなわち薄膜トランジスタTPT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’?l m S D Iとドレイン電極
SD2との間をまたがるに最低限必要な(ゲート電極G
Tとソース電ti S D 1、ドレイン電極SD2と
の位置合わせ余裕分も含めて)幅を持ち、チャンネル幅
Wを決めるその奥行き長さはソース電isDlとドレイ
ン電+MSD2との間の距離(チャンネル長)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ト電極GT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。 なお、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および走査信号線OL
は単一の層で一体に形成してもよく、この場合不透明導
電材料としてシリコンを含有させたアルミニウム(Al
).純アルミニウム,パラジウム(Pd)を含有させた
アルミニウム等を選ぶことができる。 《走査信号線GL> 走査信号線GL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威されている
。この走査信号線GLの第工導電膜g1はゲート電極G
Tの第1導電膜g1と同一製造工程で形成され、かつ一
体に構成されている.第2導電膜g2はたとえばスパッ
タで形戒されたアルミニウム膜を用い、1000〜55
00[人コ程度の膜厚で形成する。第2導電膜g2は走
査信号線GLの抵抗値を低減し、信号伝達速度の高速化
(画素の情報の書込特性向上)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GLは第工導電膜g1の幅寸法に比べ
て第2導電膜g2の幅寸法を小さく構成している。すな
わち、走査信号線GLはその側壁の段差形状がゆるやか
になっている。 《絶縁膜G■》 維縁膜GIは薄膜トランジスタTPTI〜TFT3のそ
れぞれのゲート#!縁膜として使用される。 絶縁膜GIはゲート電極GTおよび走査信号nGLの上
層に形或されている.絶縁膜GIはたとえばプラズマC
VDで形成された窒化シリコン膜を用い、3000[人
]程度の膜厚で形或する。 《i型半導体層AS> i型半導体層ASは,第4図に示すように,複数に分割
された薄膜トランジスタTPTI〜TFT3のそれぞれ
のチャネル形成領域として使用される。i型半導体層A
Sは非品質シリコン膜または多結晶シリコン膜で形威し
,約1800[人]程度の膜厚で形成する。 このi型半導体層ASは、供給ガスの成分を変えてSi
,N4からなるゲート絶縁膜として使用される絶縁膜G
Iの形或に連続して、同じプラズマCVD装置で,しか
もそのプラズマCVD装置から外部に露出することなく
形威される。また、オーミックコンタクト用のPをドー
プしたN+型半導体Wido(第2B図)も同様に連続
して約400[入コの厚さに形或される。しかる後、下
部透明ガラス基板SUB 1はCVD装置から外に取り
出され、写真処理技術によりNナ型半導体MdOおよび
i型半導体IAsは第2A図,第2B図および第4図に
示すように独立した島状にパターニングされる。 i型半導体層ASは、第2A図および第4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
(クロスオーパ部)の両者間にも設けられている。この
交差部のi型半導体RAS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威さ
れている。 《ソース電極SDI、ドレイン電極SD2>複数に分割
された薄膜トランジスタTFT↓〜TFT3のそれぞれ
のソース電極SD1とドレイン電極SD2とは、第2A
図、第2B図および第5図(第2A図の第l〜第3導電
膜d1〜d3のみを描いた平面図)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、
N+型半導体層doに接触する下層側から、第1導電膜
di、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
i.第2導電膜d2および第3導電膜d3は、ドレイン
電極SD2の第1導電膜d1、第2導電膜d2および第
3導電膜d3と同一製造工程で形或される。 第1導電膜d1はスパッタで形戊したクロム膜を用い、
500〜1000[入コのIlε厚(この液晶表示装置
では、600[人]程度の膜厚)で形或する。クロム膜
は膜厚を厚く形或するとストレスが大きくなるので、2
000[入]程度の膜厚を越えない範囲で形戒する。ク
ロム膜はN+型半導体層doとの接触が良好である。ク
ロム膜は後述する第2導電膜d2のアルミニウムがN+
型半導体層doに拡散することを防止するいわゆるバリ
ア層を構或する。 第1導電膜d1としては、クロ覧ム膜の他に高融点金属
(Mo,Ti.Ta.W)膜、高融点金属シリサイド(
MoSi2、TiSi2、TaSi2、WSi2)膜で
形或してもよい。 第lm電膜diを写真処理でパターニングした後、同じ
写真処理用マスクを用いて、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。つま
り、i型半導体J’lAS上に残っていたN+型半導体
層doは第1導電膜d1以外の部分がセルファラインで
除去される。このとき、N+型半導体/9dOはその厚
さ分は全て除去されるようエッチされるので、i型半導
体fflASも若干その表面部分でエッチされるが、そ
の程度はエッチ時間で制御すればよい。 しかる後、第2導電膜d2がアルミニウムのスパッタリ
ングで3000〜5500[入コの膜厚(この液晶表示
装置では、3500(:λコ程度の膜厚)に形成される
。アルミニウム膜はクロム膜に比べてストレスが小さく
、厚い膜厚に形或することが可能で、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
低減するように構威されている。第2導電膜d2として
はアルミニウム膜の他にシリコンや銅(Cu)を添加物
として含有させたアルミニウム膜で形成してもよい。 第2導電膜d2の写真処理技術によるパターニング後、
第3導電膜d3が形或される。この第3導電膜d3はス
パッタリングで形或された透明導電膜(Induim−
Tin−Oxide  I T O :ネサ膜)からな
り、1000〜2000[入コの膜厚(この液晶表示装
置では、1200[入]程度の膜厚)で形威される。こ
の第3導電膜d3はソース電極SDI、ドレイン電極S
D2および映像信号線DLを構或するとともに、透明画
素電極TTOIを構或するようになっている。 ソース電極SDIの第1導電膜d1,ドレイン電極SD
2の第1導電膜d1のそれぞれは、上層の第2導電膜d
2および第3導電膜d3に比べて内側に(チャンネル領
域内に)大きく入り込んでいる。つまり、これらの部分
における第tR電膜d1は第2導電膜d2、第3導電膜
d3とは無関係に薄膜・トランジスタTPTのゲート長
Lを規定できるように構或されている。 ソース電極SDIは透明画素電極ITOIに接続されて
いる。ソース電極SD1は、i型半導体層ASの段差形
状(第↓導電膜g1の膜厚、N”型半導体JIldOの
膜厚およびi型半導体,IIASの膜厚を加算した膜厚
に相当する段差)に沿って構威されている.具体的には
、ソース電極SDIは、i型半導体層Asの段差形状に
沿って形威された第l導電膜d1と、この第1導電膜d
1の上部にそれに比べて透明画素電極ITOIと接続さ
れる側を小さいサイズで形成した第2導電膜d2と、こ
の第2導電膜d2から露出する第1導電膜d1に接続さ
れた第3導電膜d3とで構威されている。 ソース電極SDIの第2導電膜d2は第1導電膜d1の
クロム膜がストレスの増大から厚く形或できず、 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戊されている。 つまり、第2導電膜d2は厚く形戊することでステップ
力バレッジを向上している。第2導電膜d2は厚く形成
できるので、ソースtj1極SDIの抵抗値(ドレイン
tt’ffisD2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d3は第2P
I.電膜d2のi型半導体層AS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d2のサイ
ズを小さくすることで、露出する第1導電膜d1に接続
するように構威されている。第1導電膜d↓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、ソース電極SDIと透明画
素電極ITOIとを確実に接続することができる。 《透明画素電極IT○1》 透明画素電極ITO上は各画素毎に設けられており、液
晶表示部の画素電極の一方を構或する。 透明画素電極ITOIは画素の複数に分割された博膜ト
ランジスタTPTI〜TFT3のそれぞれに対応して3
つの分割透明画素電極El.E2、E3に分割されてい
る。分割透明画素電極E1〜E3は各々薄膜トランジス
タTPTのソース電極SDIに接続されている。 分割透明画素電極El〜E3のそれぞれは実質的に同一
面積となるようにパターニングされてレ)る。 このように、■画素の薄膜トランジスタ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
それぞれに分割透明画素電極E1〜E3のそれぞれを接
続することにより、分割された一部分(たとえば、薄膜
トランジスタTFTI)が点欠陥になっても、画素全体
でみれば点欠陥でなくなる(薄膜トランジスタTFT2
および薄膜トランジスタTFT3が欠陥でない)ので、
点欠陥の確率を低減することができ、また欠陥を見にく
くすることができる。 また,分割透明画素電極E1〜E3のそれぞれを実質的
に同一面積で構或することにより、分割透明画素電極E
1〜E3のそれぞれと共通透明画素電極IT○2とで構
成されるそれぞれの液晶容fk C pixを均一にす
ることができる。 《保護膜PSVI> 第1A図にも示すように、薄膜トランジスタTPTおよ
び透明画素電極IT○↑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TP
Tを湿気等から保護するために形成されており、光透過
率が高くしかも耐湿性の良いものを使用する。保護膜P
SVIはアミノシラン変性エポキシ樹脂(特願昭63 
− 88594号)で形威されており、0.5[一1程
度の膜厚で形或する。 保護膜PSVIはアミノシラン変性エポキシ樹脂で形威
されているから、保護膜PSVIを設けるのに高価’I
 C V D装置等の真空装置を使用しないので,作業
能率が良く、また製造コストが安価となる。さらに、保
護膜PSVIの材質が絶縁膜GIの材質とが異なるから
、保護膜PSVIを形或する際に絶縁膜GIを損傷する
ことがないので、薄膜トランジスタTPTの欠陥が生ず
ることはない。 .なお、保護膜PSVIの膜厚が0.2[−1以下のと
きには、3膜トランジスタTPTの保護効果がなく,ま
た保護膜PSVIの膜厚が1.5[/7fflコ以上の
ときには,液晶LCに動作遅れが生ずるから、保護膜P
Sv↓の膜厚を0.3〜1.3[lM]にするのが望ま
しい。 《遮光膜BM> 上部透明ガラス基板SUBZ側には、外部光(第2B図
では上方からの光)がチャネル形或領域として使用され
るi型半導体層ASに入射されないように、遮蔽膜BM
が設けられ,遮蔽膜BMは第6図のハッチングに示すよ
うなパターンとされている。なお、第6図は第2A図に
おけるIT○膜からなる第3導電膜d3、カラーフィル
タFILおよび遮光膜BMのみを描いた平面図である。 遮光膜BMは光に対する遮蔽性が高いたとえばアルミニ
ウム膜やクロム膜等で形成されており、この液晶表示装
置ではクロム膜がスパッタリングで130Q[入]程度
の膜厚に形戊される。 したがって、薄膜トランジスタTFTI〜TFT3のi
型半導体層ASは上下にある遮光膜BMおよび太き目の
ゲート電極GTによってサンドインチにされ、その部分
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BMは第6図のハッチング部分で示すように、画素
の周囲に形戊され、つまり遮光膜BMは格子状に形成さ
れ(ブラックマトリクス)、この格子で↓画素の有効表
示領域が仕切られている。したがって,各画素の輪郭が
遮光膜B Mによってはっきりとし、コントラストが向
上する。つまり、遮光膜BMはi型半導体層ASに対す
る】在光とブラックマトリクスとの2つの機能をもつ。 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SUB 1を観察側(外
部露出側)とすることもできる。 《共通透明画素電極ITO2> 共通透明画素電極ITO2は、下部透明ガラス基板SU
BI側に画素毎に設けられた透明画素電極ITOIに対
向し、液晶LCの光学的な状態は各画素電極ITOIと
共通透明画素電極TTO2との間の電位差(電界)に応
答して変化する。この共通透明画素電極IT○2にはコ
モン電圧vcol!lが印加されるように構威されてい
る。コモン電圧Vcomは映像信号線DLに印加される
ロウレベルの廓動電圧VdIIinとハイレベルの駈動
電圧Vdmaxとの中間電位である。 《カラーフィルタFIL> カラーフィルタFILはアクリル樹脂等の樹脂材料で形
或される染色基材に染料を着色して構戊されている。カ
ラーフィルタFILは画素に対向する位置に各画素毎に
ドット状に形威され(第7図)、染め分けられている(
第7図は第3図の第3導電膜磨d3とカラーフィルタF
ILのみを描いたもので、R.G.Bの各カラーフィル
ターFILはそれぞれ、45″、135°,クロスのハ
ッチを施してある)。カラーフィルタFILは第6図に
示すように透明画素電極I T○1(El〜E3)の全
てを覆うように太き目に形成され、遮光膜BMはカラー
フィルタFILおよび透明画素tl[xTOIのエッジ
部分と重なるよう透明画素電極■T○1の周縁部より内
側に形或されている。 カラーフィルタFILは次のように形或することができ
る。まず、上部透明ガラス基板SUB2の表面に染色基
材を形戊し,フォトリソグラフィ技術で赤色フィルタ形
或領域以外の染色基材を除去する。この後,染色基材を
赤色染料で染め,固着処理を施し,赤色フィルタRを形
或する。つぎに、同様な工程を施すことによって、緑色
フィルタG、青色フィルタBを順次形或する。 《保護膜PSV2> 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PSV2はたとえばアクリル樹
脂,エポキシ樹脂等の透明樹脂材料で形或されている。 《画素配列》 液晶表示部の各画素は、第3図および第7図に示すよう
に、走査信号線OLが延在する方向と同一列方向に複数
配置され、画素列Xi,X2.X3,X4,・・・のそ
れぞれを構或している。各画素列Xi,X2,X3,X
4,  ・+71それぞれの画素は、薄膜トランジスタ
TFTI〜TFT3および分割透明画素電極E1〜E3
の配置位置を同一に構或している。つまり,奇数画素列
X1.,X3,・・のそれぞれの画素は、薄膜トランジ
スタTPT{〜TFT3の配置位置を左側、分割透明画
素電極E1〜E3の配置位置を右側に構威している。 奇数画素列Xi,X3,・・・のそれぞれの行方向の隣
りの偶数画素列X2,X4,・・・のそれぞれの画素は
、奇数画素列X上,X3,・・・のそれぞれの画素を映
像信号線DLの延在方向を基準にして線対称でひっくり
返した画素で構或されている。すなわち、画素列X2,
X4,・・・のそれぞれの画素は、薄膜トランジスタT
PTI〜TFT3の配置位置を右側、透明画素電極E1
〜E3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Xi,
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。つまり、
画素列Xの各画素間隔を1.0 ( 1.0ピッチ)と
すると,次段の画素列又は、各画素間隔を1.0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
像信号線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或されて
いる。 その結果、第7図に示すように,前段の画素列Xの所定
色フィルタが形威された画素(たとえば、画素列X3の
赤色フィルタRが形威された画素)と次段の画素列Xの
同一色フィルタが形或された画素(たとえば,画素列X
4の赤色フィルタRが形威された画素)とが1.5画素
間隔(l.5ピッチ)離隔され,またRGBのカラーフ
ィルタFILは三角形配置となる。カラーフィルタFI
L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。したがって、映像信号線D
Lの引き回しをな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の迂回をなくし、多層配線構造
を廃止することができる, 《表示装置全体等価回路》 この液晶表示装置の等価回路を第8図に示す。 XiG,Xi+IG,・・・は、緑色フィルタGが形成
される画素に接続された映像信号線DLである。 XiB,Xi+IB,・・・は、青色フィルタBが形成
さ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
形成される画素に接続された映像信号線DLである。こ
れらの映像信号線DLは、映像信号恥動回路で選択され
る。Yiは第3図および第7図に示す画素列X1を選択
する走査信号線GLである。 同様に、Yi+1,Yi+2,・・・のそれぞれは、画
素列X2,X3,・・・のそれぞれを選択する走査信号
線GL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。 《保持容量素子C addの構造》 分割透明画素電極E1〜E3のそれぞれは、薄膜トラン
ジスタTPTと接続される端部と反対側の端部において
、隣りの走査信号線GLと重なるよう,L字状に屈折し
て形或されている。この重ね合わせは、第2C図からも
明らかなように、分割透明画素電極E1〜E3のそれぞ
れを一方の電極PL2とし,隣りの走査信号,IXGL
を他方の電極PLIとする保持容量素子(静電容量素子
)C addを構或する。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と同一層で構威されている
。 保持容量素子C addは、第4図からも明らかなよう
に、ゲート線GLの第1導電膜glの輻を広げた部分に
形威されている。なお、映像信号!DLと交差する部分
の第1導電膜g1は映像信号線DLとの短絡の確率を小
さくするため細くされている。 保持容量素子C addを構或するために重ね合わされ
る分割透明画素電極E1〜E3のそれぞれと電極PL1
との間の一部には、ソース電極SDIと同様に、段差形
状を乗り越える際に透明画素電極ITOIが断線しない
ように、第l導電膜d1および第24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IT○10面積(間口率)を低下しないように、で
きる限り小さく構成する。 《保持容量素子C addの等価回路とその動作》第2
A図に示される画素の等価回路を第9図に示す。第9図
において、Cgsは薄膜トランジスタTPTのゲート電
極GTとソース電極SDIとの間に形或される寄生容量
である。寄生容JitCgsの誘電体膜は絶縁膜GIで
ある。Cpixは透明画素電極ITOI (PIX)と
共通透明画素電極IT○2 (COM)との間に形戊さ
れる液晶容量である。液晶容量C pixの誘電体膜は
液晶LC、保護膜PSVIおよび配向11gORI1、
ORl2である.Vlc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(画素電極電位)V1
c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、次式のようになる。 Δ V lc= {C gs/ (C gs+ C a
dd+ C pix)}X  Δ Vgここで、ΔVl
c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LCに加わる直流成分の原因となるが
、保持容量C add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 ad
dは放電時間を長くする作用もあり.1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L
C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。 前述したように、ゲート電極GTはi型半導体層ASを
完全に覆うよう大きくされている分、ソース電極SDI
、ドレイン電極SD2とのオーバラップ面積が増え、し
たがって寄生容icgsが大きくなり、中点電位Vlc
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。 保持容旦素子Caddの保持容量は、画素の害込特性か
ら,液晶容′ficpixに対して4〜8倍(4・C 
pix< C add< 8 ・C pix) 、重ね
合わせ容icgsに対して8〜32倍(8 ・(,gs
<Cadd<32・Cgs)程度の値に設定する。 《保持容量素子C add電極線の結線方法》容量電極
線としてのみ使用される最終段の走査信号線GL(また
は初段の走査信号fiGL)は、第8図に示すように、
共通透明画素電t=m I T O 2(Vcom)に
接続する。共通透明画素電極ITO2は、第2B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GL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(容量電極線)GLは、共通
透明画素電極IT○2に簡単に接続することができる。 または、第8図の点線で示すように、最終段(初段)の
走査信号線(容量電極線)GLを初段(最終段)の走査
信号線GLに接続してもよい。 なお,こ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とができる。 《保持容量素子Caddの走査信号による直流分相殺》 この液晶表示装置は、先に本願出願人によって出願され
た特願昭62−95125号に記載される直流相殺方式
(DCキャンセル方式)に基づき、第10図(タイムチ
ャート)に示すように,走査信号線GLの師動電圧を制
御することによってさらに液晶LCに加わる直流或分を
低減することができる。第10図において、v1は任意
の走査信号線GLの邸動電圧、Vi+1はその次段の走
査信号線GLの匪動電圧である。Veeは映像信号ID
Lに印加されるロウレベルの原動電圧V d min、
Vddは映像信号線DLに印加されるハイレベルの晩動
電圧V d vaaxである。各時刻t=t 1〜t4
における中点電位Vlc(第9図参照)の電圧変化分Δ
■、〜Δv4は、画素の合計の容量C=Cgs+C p
ix + C addとすると、次式で表される。 △V 1 =( C g s / C ) ・V 2△
V2=+(Cgs/C)・(V1+V2)(C add
 / C ) ・V 2 △V3=−(Cgs/C)・V1 +(Cadd/C)・(V1+V2) ΔV,=一(Cadd/C)・v1 ここで、走査信号線GLに印加される陣動電圧が充分で
あれば(下記【注]参照)、液晶LCに加わる直流電圧
は、次式で表される。 △V, + ΔV4= (Cadd−V 2 − Cg
s−V 1 )/ Cしたがって、Cadd−V 2 
= Cgs−V 1とすると,液晶LCに加わる直流電
圧は○になる。 [注)時刻tl.t2で恥動電圧Viの変化分が中点電
位Vicに影響を及ぼすが、t2〜t3の期間に中点電
位Viaは信号線Xi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TPTのオフ期
間がオン期間より圧倒的に長い)。したがって、液晶L
Cにかかる直流分の計算は、期間t1〜t3はほぼ無視
でき、スリ膜トランジスタTPTがオフ直後の電位、す
なわち時刻t3、t4における過渡時の影響を考えれば
よい。なお、映像信号はフレーム毎、あるいはライン毎
に極性が反転し、映像信号そのものによる直流分は零と
されている。 つまり、直流相殺方式は、寄生容量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線(容量電極1i!)GL
に印加される邸動電圧によって押し上げ、液晶LCに加
わる直流戊分をH2めで小さくすることができる。この
結果,液晶表示装置は故品LCの寿命を向上することが
できる。もちろん、遮光効果を上げるためにゲート’l
t! t’4 G Tを大きくした場合、それに伴って
保持容量素子C;+ddの保持容量を大きくすればよい
。 つぎに,第{↓図により第IA図等に示した液晶表示装
置を製造する方法について説明する。まず、第11図(
a)に示すように、下部透明ガラス基板SUBI上にM
膜トランジスタTPTを形戊したのち、薄膜トランジス
タTFT上にスピンナによりHさ0.5[7M]のアミ
ノシラン変性エボキシ樹脂を塗布し、200[℃]でベ
ーキングする。つぎに、第11図(b)に示すように、
ホトレジストを塗布し,露光、現像により端子部を除く
有効面にホトレジストパターンRSTを形戊する。つぎ
に、第11図(c)に示すように、02灰化処理により
ホトレジストパターンRSTをマスクにして端子部のア
ミノシラン変性エボキシ樹脂を除去して、保護膜PSV
Iを形成し、ホトレジストパターンRSTを除去したの
ち、02灰化処理を行なう。 つぎに、第11図(d)に示すように、印刷等により保
護膜PSVI上に配向膜○RIIを形戊する。 この液晶表示装置の製逍方法においては、保1穫膜PS
VIの表面を02沃化処理をしたのちに、保護膜PSV
I上に配向膜○RIIを形或するから、保護膜PSVI
の表面の濡れ性が良好となるので、配向膜○RIIの接
着性が良好である。 なお、保護膜PSVIを形或したのちの02灰化処理を
15[秒]以下行なったときには、配向膜○RIIに塗
り残しが発生し、また保護1摸PSVLを形戊したのち
の02沃化処理を90[秒]以上行なったときには、保
護膜PSv↓の膜減りばらつきが大きくなるから、保護
膜PSVIを形1戊したのちの02灰化処理を30〜6
0[秒コ行なうのが望ましし)。 また、アミノシラン変性エポキシ樹脂を塗布したのちの
ベーキング温度を130[’C]以下としたときには、
アミノシラン変性エポキシ樹脂が未硬化となり、保護膜
PSVIの絶縁性が低下し、またアミノシラン変性エボ
キシ梱脂を塗布したのちのベーキング温度を250[℃
]以上としたときには、アミノシラン変性エポキシ樹脂
に色が付き、保護vAPSV1の光透過率が低くなるか
ら、アミノシラン変性エボキシ樹脂を塗布したのちのベ
ーキング温度を150〜220[゜C]とするのが望ま
しい。 以上、本発明者によってなされた発明を、前記実施例に
基づき具体的に説明したが、この発明は、前記実施例に
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は勿論である。 たとえば,上述実施例においては、ゲート電極形成→ゲ
ート絶縁膜形或→半導体層形或→ソース・トレイン電極
形或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。 また、上述実施例においては、有効面に全面に保護膜P
SVIを形或したが、第1B図に示すように、博膜トラ
ンジスタTPT部にのみアミノシラン変性エボキシ樹脂
からなる保.!!膜PSVI lを形威してもよい。さ
らに、上述実施例においては、アミノシラン変性エポキ
シ樹脂からなる保護膜PSVI、PSVI 1を用いた
が,配向膜○RIIよりも光透過率が良い樹脂からなる
保護膜を用いればよい。また、上述実施例においては、
ホトリソグラフィ技術により保護膜PSVIを形威した
が、印刷により保1;妻I摸を形戊してもよく、この場
合には製造コストがさらに安価になる。 [発明の効果) 以上説明したように、この発明に係る液晶表示装置にお
いては、保護膜を設けるのに真空装″?iを使用しない
ので、作業能率が良く、また製造コス1−が安価となる
。さらに、保3膜の材質とゲート絶縁膜として使用する
絶縁膜の材質とが異なるから、保護膜を形成する際にゲ
ート絶縁[模として使用される絶縁膜を損傷することが
ないので、}専嘆トランジスタの欠陥が生ずることはな
い。このように、この発明の効果は顕著である。
【図面の簡単な説明】
第1A図は第2A図等に示した液晶表示部の一部を示す
概略[祈而図、第1B図はこの発明に係る他のアクティ
ブ・マトリノクス方式のカラー液品表示装置の液晶表示
部の一部を示す既略断面図、第2A図はこの発明が適用
されるアクティブ・マトリックス方式のカラー液晶表示
袋置の液晶表示部の一画素を示す要部平面図、第2B図
は第2A図のIIB−JIB切断線で切った部分とシー
ル部周辺部の断面図、第2C図は第2A図のrrc−n
c切断線における断面図、第3図は第2A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4図〜第6
図は第2A図に示す画素の所定の暦のみを描いた平面図
,第7図は第3図に示す画素電極層とカラーフィルタ層
のみを描いた要部平面図,第8図はアクティブ・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9図は第2A図に記載される画素の等価回
路図、第10図は直流相殺方式による走査信号線の開動
電圧を示すタイムチャート、第11図はこの発明に係る
液晶表示装置を製造する方法の説明図である。 SU.B・・透明ガラス基板 GL・・・走査侶号線 DL・・・映像信号線 GI・・・絶林股 GT・・・ゲート電極 AS・・・i型半導体層 SD・・・ソース電極または1・レイン電極psv・・
保護膜 BM・・遮光膜 LC・・・液晶 TFT −薄膜トランジスタ rTo・・・透明画素電極 g.d・・・導電膜 C add・・・保持容量素子 Cgs・・寄生容量 C pix・・・液晶容量

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、薄膜トランジスタと画素電極とを画素の一構成要素
    とするアクティブ・マトリクス方式の液晶表示装置にお
    いて、上記薄膜トランジスタの保護膜が配向膜よりも光
    透過率が良い樹脂からなることを特徴とする液晶表示装
    置。 2、薄膜トランジスタと画素電極とを画素の一構成要素
    とするアクティブ・マトリクス方式の液晶表示装置にお
    いて、上記薄膜トランジスタの保護膜がエポキシ樹脂か
    らなり、上記保護膜上に配向膜が設けられていることを
    特徴とする液晶表示装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0545645U (ja) * 1991-11-27 1993-06-18 シヤープ株式会社 プラスチツク液晶表示素子

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0545645U (ja) * 1991-11-27 1993-06-18 シヤープ株式会社 プラスチツク液晶表示素子

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