JPH0495930A - 液晶表示装置 - Google Patents

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】 Ｃ産業上の利用分野〕 本発明は、液晶表示装置に係わり、高品質の表示を得る
ための、表示装置構造に関する。

〔従来の技術〕

従来の液晶表示装置は、例えば、特開平１−２９７６２
３号公報に記載されているように、高コントラスト化の
パネルとするために、アクティブ・マトリクス基板上に
遮光マスクを形成していた。

しかしながら、この構造方法を、ＴＦＴ駆動で特に高精
細の液晶表示装置に適用すると、高コントラスト比が得
られない。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術では、高コントラスト比が得られないと言
う、問題があった。

本発明の目的は、高精細デイスプレィにおいて、光の漏
れ光を低減して高コントラストの表示を行うことにある
。

本発明の他の目的は、開口率を太きくし、より明るい表
示を行うこと、さらに装置の低消費電力化を計ることに
ある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、ＴＦＴを形成した一方の基
板に不透明体を設けるとともに、カラーフィルタを形成
した他方の基板にも不透明体を設け、前記不透明体によ
り外部電圧（信号電圧、走査電圧等）で制御不能領域か
ら光を遮光したものである。

また、不透明体の位置を制御不能領域から一定の値に定
めたものである。

〔作用〕

一方の基板に形成した不透明体は、外部電圧によって制
御不能の領域を画素部から離す作用をする。これにとも
なって、他方の基板に形成した不透明体の画素部側の端
面よりも画素部から離れた位置に形成しても良いために
、開口率が向上する。

〔実施例〕

第２２図に本発明の一実施例の液晶デイスプレィシステ
ムの構成例を示す。システムは、ワークステーション、
パーソナルコンピュータ、ワードプロセッサー等の情報
処理システム２２０とデイスプレィシステム２００によ
り構成されている。

デイスプレィシステム２００は、液晶デイスプレィモジ
ュール２０２．光源２ｏ１．光源調整回路２０３１画像
データ発生回路２０４Ａとタイミング信号発生回路２０
４Ｂで構成されたコントロール回路２０４．液晶の明る
さ、コントラスト調整回路２０５．蓄積容量駆動電圧発
生回路２０５゜共通電極駆動電圧発生回路２０６により
構成されている。

液晶デイスプレィモジュール２０２は、液晶パネル２１
７．信号電圧及び走査電圧を発生する信号回路２０７及
び走査回路２０８で構成されている。

液晶パネル２１７は、ａ−８ｉ、ｐ−５ｊ等で構成され
た、Ｔ　Ｐ　Ｔ　（Ｔｈｉｎ　Ｆｉｌｍ　Ｔｒａｎｓｉ
ｓｔｏｒ）２１１、蓄積容量２１２．液晶２１４．前記
ＴＦＴを駆動するための信号線２１０及び走査線２０９
により構成されている。

蓄積容量駆動電圧発生回路２０５て発生するＶ　ｓｔｇ
電圧及び、共通電極電圧発生回路２０６で発生するＶｃ
ｏｍ電圧は、蓄積容量共通線２１５及び、共通電極端子
２１３にそれぞれ印加されるが、これらは、同一の電圧
レベル、位相でもよく特に限定するものではない。

また、蓄積容量２１２と蓄積容量共通線２１５との接続
方法は、第２３図に記載した接続例でもよく、特に限定
するものでない。さらに、信号線２１０と信号線２０７
との接続方法は、第２４図に記載した接続例のように信
号線を上下方向に交互に引き出してそれぞれの信号線を
信号回路２０７Ａと信号回路２０７Ｂに接続してもよく
特に限定するものでない。第２３図では、省略しである
が。

走査線２０９と走査回路２０８との接続方法にっいても
特に限定するものでない。

第２３図において、信号回路２０７及び走査回路２０８
の一部または、すべての回路を液晶パネルと一体にする
と装置が簡素化でき、接続等の信頼性が向上し、低価格
化に有利である。この時の、信号回路及び走査回路の構
成手段は、 （１）液晶パネル２１７上に前記回路をａ−３ｉ。

ｐ−５ｉ等のＴＦＴで構成する手段、 （２）前記回路を形成した単結晶Ｓｉ基板を液晶パネル
２１７に取り付ける手段、 （３）前記２つ手段を組み合わせた手段の各構成手段を
取ることができるが特に限定するものでない。

第２５図しこ、液晶デイスプレィモジュール２０２の１
実施例を示す。液晶デイスプレィモジュール２０２は、
液晶パネル２１８．信号回路基板２２７〜２３４．走査
回路基板２２２〜２２４．共通電極電圧Ｖｃｏｍ及び蓄
積容量電圧Ｖ　ｓｔｇの引出基板２２５．２２６，２３
５，２３６、信号供給基板２２０により構成されている
。

前記信号供給基板２２０には、信号ケーブル２２１を経
由して画像データ信号、電源電圧等が供給される。

信号回路基板２２７〜２３４及び、走査回路基板２２２
〜２２４の１実施例を第２６図に示す。

回路基板は、パターン配線を施した有機フィルム等に信
号回路又は、走査回路形成した集積回路２３７Ａを取り
付けたものである。パターン配線２３７Ｂは走査電圧又
は、信号電圧の出力端子。

パターン配線２３７Ｃは、集積回路２３７Ａを動作させ
るための画像データ信号、及び電源電圧の入力端子であ
る。

共通電極電圧Ｖ　ｃｏｍは、共通電極端子２３８に加え
られ、さらに蓄積容量電圧Ｖｓｔｇは、蓄積容量共通線
２１５に加えられる。

なお、引出基板２２５，２２６，２３５，２３６を有機
フィルム等の弾力性のある基板で構成すると、実装上都
合がよい。

第１図は、液晶パネル２１７を構成する画素の概略を平
面図と断面図で示したものである。

第１図では、ＴＦＴ２１１．走査線２０９．信号線２１
０は省略している。第１図を用いて本発明の詳細な説明
する。

一方の基板６１は、ガラス等の透明基板５６上に、バン
クライト６３からの可視光を遮断する不透明体５１．絶
縁層５５及び表示画素となる画素電極（透明）５４が形
成されている。

図示していないが、画素電極５４は、ＴＦＴ２１１で駆
動される。

前記した一方の基板６１に対向して、他方の基板６２が
約５〜１０μｍのギャップで位置している。この基板上
には、可視光を遮断する不透明体５９、カラー表示を行
うためのカラーフィルタ６０及び共通電極（透明）６３
が形成されている。

５７は液晶であり、画素電極５４と共通電極６３間の電
圧の差により、バンクライト６３からの光の量を制御す
る作用をする。

液晶５７は、ネマチック液晶を９０°前後ツイストさせ
たＴＮ液晶が好都合であるが、例えば特願昭６２−１５
６４０１号に記載されたカプセル液晶でも良く、液晶材
料、配向法については、特に限定するものでない。

一実施例として、ＴＮ液晶を利用した液晶の電圧−光学
特性を第２図に示す。この種の表示モードは、ノーマリ
ホワイトモードと呼ばれており、液晶印加電圧Ｖ　ＬＣ
Ｄの増加に伴って画素の明るさが減少する。

例えば、ＴＶ等の階調のある画像を表示する場合は、画
像信号に応じて液晶印加電圧をほぼＶＯＮ−ＶｏｐＦに
制御し、画素の明るさＢをＢ　ＯＮ　−Ｂ　ＯＦＦにし
て、カラー表示を行う。

この時、デイスプレィの画質を決める重要な要素に、コ
ントラスト比（Ｂ　ＯＮ　／　Ｂ　０ＦＦ）がある。高
品質のカラー画像を得るためには、コントラスト比の向
上が必須条件である。このためには、液晶印加電圧Ｖ　
ＯＦＦにおける明るさＢ　ＯＦＦを十分低くする必要が
ある。

また、デイスプレィを構成要件であるバンクライト６３
の低消費電力化を計り、システム全体を低電力化にする
には、画素の透過率を向上させる必要がある。

一方、ＣＡＤ、ＣＧ用デイスプレィ及びＨＤＴＶのよう
に画素数が多い情報端末機器に液晶マトリクスデイスプ
レィを適用すると前記したパネルとしての必要条件を満
足することが回遊である。

第１図に示した実施例は、前記した必要条件を満足し、
高品質の液晶カラーデイスプレィを実現しようとするも
のである。

このための具体的手段は、画素電極５４により制御され
ない領域からの光成分を不透明体５１゜５２及び５９に
より遮断するものである。

さらに具体的に説明すれば第１図（ａ）図に示したよう
に、画素電極５４と不透明体５１，５２をＷ２＞Ｏ，Ｗ
ｌ＞Ｏ（Ｗ工＋Ｗ　ｚ　＝　Ｗ　ａ　）の条件でオーバ
ラップさせるとともに、他方の基板６２に形成した不透
明体５９の端面を、一方の基板６１による光制御不能領
域からほぼ一定の距離（−Ｗａ）に配置させたものであ
る。

従って、不透明体５１及び５２の上、下の端面と画素電
極５４が交わるポイント５３Ａ〜５３Ｄの付近の不透明
体５９は、ポイント５３Ａ〜５３Ｄからほぼ半径Ｗｓで
描かれた形となる。

このように、不透明体５１の寸法を規定することによっ
て、一方の基板６１と他方の基板６２との合せズレが上
下、左右方向に発生してもバックライト６３からの光の
漏れを防止することが可能となり、高コントラスト表示
が実現できる。

なお、Ｗｌは、画素電極５４と不透明体５１゜５２を形
成する時のズレに等しいか又はそれ以上にし、Ｗａ（＝
　Ｗｒ　＋　Ｗ２）は、パネルを上下、左右の斜め方向
から目視した時にバックライト６３からの光がａ察され
ない値にする。

第３図は、本発明による他の実施例である。この実施例
では、ポイント５３Ａ〜５３Ｄから透明体５９の端面ま
での距離を≧Ｗａとした。この様な構成にすることによ
って不透明体５９の端面を直線状にでき、加工精度が向
上する。

図示していないが、一方の基板６１に形成する不透明体
は、第１図（ａ）に示した条件（Ｗｌ＞０９Ｗ２＞Ｏ）
を満足するならば、同層あるいは異層にあっても良く特
に限定するものでない。

また、不透明体の数及び形状についても特に限定しない
。

さらに、第１図（ａ）に示した条件（Ｗｔ＞０９Ｗ２＞
Ｏ）を満足する不透明体のうちＷ　ａ　（＝　Ｗ　工＋
Ｗ２）が最少値となる幅をＷＢ（ｍｉｎ）とすると、方
の基板６１によって光制御が不能な領域から他方の基板
６２に形成した不透明体５９の端面までの距離は、前記
したＷａ（ｍｉｎ）に等しいか、それ以上にしてもよい
。

第４図に、本発明による液晶パネルの実施例を示す。

１０２及び１０３は、ドレイン電極１０２Ａ。

１０３Ａとソース電極１０２Ｂ、１０３Ｂ及びゲート電
極１０２Ｃ，１０３Ｃ及び半導体層１０２Ｄ。

１０３Ｄで構成されたトランジスタである。前記半導体
層１０２Ｄ、１０３Ｄは、ａ−８ｉＴＦＴ及びｐ　−Ｓ
　ｉ　Ｔ　Ｆ　Ｔが好んで用いられるが特に限定するも
のでない。

１００Ａ、１００Ｂは、信号線であり、トランジスタ（
以下、ＴＦＴと呼ぶ）１０２，１０３（７）トレイン電
極１０２Ａ、１０３Ａに電気的に接続されており、液晶
の明るさを制御する電圧が印加されている。また、ｌ０
ＩＡ、ｌ０ＩＢは、走査線であり前記ＴＦＴ１０２，１
０３をオン、オフするための電圧が印加されている。

１０４は、例えばＩＴ○のような透明電極であり、ソー
ス電極１０２Ｂと電気的に接続されている。１０５Ａ　
〜１０５Ｄは、不透明体でありＣｒ。

ＡＱのような不透明金属体が好都合であるが、可視光の
光遮断の特性をもつものであれば良く特に限定するもの
でない。

１０６は、蓄積容量線であり、透明電極１０４とのオー
バラップ部分が蓄積容量Ｃｓｔｇとなる。

１０７は、透明電極１０４の短絡電極であり、蓄積容量
線１０６を透明電極１０４で乗り越える時に透明電極１
０４が上、下に電気的に切り離されるのを防止する。

前記した各部品は、一方の基板上に形成されている。こ
の基板に対し、４〜１０ＩＬｍ程度の距離でカラーフィ
ルタ等が形成された他方の基板を対向させて、この間に
液晶が封入されている。

１０８は、前記した他方の基板上に形成した不透明体の
境界線であり、この境界線の外側（上下左右）が不透明
部分である。

第５図は、前記した他方の基板に形成した不透明体の構
成例を示したものである。Ｐｘ及びＰｙは、ドツトの横
方向及び縦方向のピッチである。

不透明体の境界線１０４間は、可視光を遮断する領域に
なっている。

第４図（７）Ａ−Ａ’　、Ｂ−Ｂ’及びＣ−Ｃ’　（７
）断面構造を第６図、第７図及び第８図に示す。第４図
〜第８図において同一部分には、同一符号で示しである
。

第６図で、１１６は、ガラス等の透明基板（−方の基板
）、１１４，１１５はＳ　ｉ　Ｎ　ｘ等で形成した絶縁
層、１１３は液晶である。

また、１０９は、ガラス等の透明基板（他方の基板）、
１１０はＣｒ　ｔ　Ｃｒ　Ｏｘ等の不透明な金属体又は
、黒色素、黒顔料を含む有機物等で形成した不透明体、
１１１は、Ｒ，Ｇ、Ｂのカラーフィルタ、１１２はＩＴ
○等の透明な材料で形成した共通電極である。

第６図〜第８図の断面図に記載したように、ゲート電極
１０２Ｃ，１０３Ｃと不透明体１０５Ａ〜１０５Ｄ及び
蓄積容量線１０６は、同一層に形成されている。

本発明による他の実施例を第９図〜第１１図に示す。第
９図、第１０図は、蓄積容量線１０６をＴＦＴ１０３の
側に寄せた実施例であり、画素が２つに分断されず良好
な表示が得られる。

第１１図は、蓄積容量線１０６が不透明体と兼用してお
り、蓄積容量を増加することができるため、表示ムラの
ないよう高品質の表示が可能となる。

本発明による液晶パネルのプロセス工程を以下に説明す
る。

アクティブマトリックス方式のカラー液晶表示装置の液
晶表示部を第１２図Ａで示し、第１２図ＡのＡ−Ａ’断
面を第１２図Ｂに示す。第１２Ｂは液晶表示装置を含め
た構造も同時に現している。

第１３図〜第１６図には、各々の製造行程の画素の一部
平面図を示す。

第１２図Ｂにおいて液晶表示部の一画素は、下部透明ガ
ラス基板４００内側の表面上に、薄膜トランジスタＴＦ
Ｔ４１０および透明画素電極４２０で構成されている。

下部透明ガラス基板４００は、例えば、１．１μｍ程度
の厚さで構成されている。

各画素の薄膜トランジスタＴＦＴは、主にゲート電極４
１１．ゲート絶縁膜４１２．ｉ型（真性。

１ｎｔｒｉｎｓｉｃ、導電型不純物がドープされていな
い）非晶質Ｓｉ半導体層４１３．一対のソース電極４１
４およびドレイン電極４１５で構成されている。各画素
は、隣接する２本の走査信号線４０２と隣接する２本の
映像信号線４０１との交差領域内に配置されている。走
査信号線４０２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４０１は、行方向に延在し、
列方向に複数本配置されている。

ゲート電極４１１は、アルミニウム膜を用い、１１００
ｎ程度の膜厚で形成する。このゲート電極４１１は、Ｓ
ｉ半導体層４１３を完全に覆うように（下方からみて）
それより大きいために形成されている。従って、下部透
明ガラス基板４００の下方に蛍光灯等のバックライトを
取り付けた場合、この不透明のゲート電極４１１が影と
なって、Ｓｉ半導体層１２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Ｔ
ＦＴ４１０のオフ特性劣化が起こりにくくなる。

ゲート電極４１１はゲート及び遮光の機能の面からだけ
考えれば、ゲート電極及びその配線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Ｓｉを
含有させたＡＱ、純Ａｆｆ、およびＰｄを含有させたＡ
ｆｌ等選ぶことができる。

薄膜トランジスタＴＦＴ４１０のゲート絶縁膜４１２は
、ゲート電極４１１及び走査信号線４０２の上層に形成
されている。ゲート絶縁膜４１２は、たとえば、プラズ
マＣＶＤで形成された窒素珪素膜を用い、３Ｏ０ｎｍ程
度の厚さで形成される。

さらにゲート絶縁膜は前記ゲート電極を、例えばアルミ
ニウム膜を陽極化成等により一部アルミナ化して、アル
ミナゲート絶縁膜４１６として用い゛る、いわゆる２層
ゲート絶縁膜構造となっている。

このアルミナゲート絶縁膜４１６は、ゲート電極４１１
と上層の配線部分、たとえば走査信号線４０１及びトレ
イン、ソース電極４１５，４１４に用いられる金属膜と
の短絡防止としても作用する。第１３図は、前記までの
、製造工程の平面図である。なお、４７０は映像信号線
４ｏ２．走査信号線４０１を外部へ引き出すため形成す
る端子部と同し工程で形成される、遮光膜である。この
遮光線４７０は、スパッタ法により形成されホトリソグ
ラフィ技術により、パターニングされる。

Ｓｉ型半導体層４１３は、アモーファスシリコン膜ある
いは多結晶シリコン膜で形成し、約１８０ｎｍ程度の厚
さで形成する。このＳｉ半導体層４１３は、供給ガスの
成分を変えて窒化珪素ゲート絶縁膜４１２の形成ととも
に連続して同じプラズマＣＶＤ装置で、しかもその装置
から外部に露出することなく形成される。また、オーミ
ックコンタクト用のりんをトープしたＮ十層４１３ａも
同様に連続して約４０ｎｍの厚さに形成される。

しかる後、下部透明ガラス基板４００はＣＶＤ装置から
外に出され、ホトリソグラフィ技術により、Ｓｉ半導体
層４１３は島状にパターニングされる。

第１４図は前記までの製造工程の平面図である。

透明画素電極４２０は、スパッタ法により形成された透
明導電膜（ＩＴＯ）を用い、１２０ｎｍ２００ｎｍの膜
厚で形成される。その後、ホトリソグラフィ技術により
各画素毎にパターニングされる。第１５図は前記までの
、製造工程の平面図である。

ソース電極４１４．ドレイン電極４１５は、各各Ｎ十半
導体層４１３ａに接触する下側から、第１導電膜Ａ、第
２導電膜Ｂを重ね合わせて構成されている。ソース電極
４１４．ドレイン電極４１５の第１導電膜Ａ、第２導電
膜Ｂは、各々同一工程で製造される。第１導電膜Ａは、
スパッタで形成したクロム膜を用い、５５０−１Ｏ０ｎ
の膜厚で形成した。クロム膜は、膜厚を必要以上に厚く
するとストレスが大きくなるので、２００ｎｍの膜厚を
越えない範囲で形成する。クロム膜は、Ｎ千手導体層４
１３ａとの接触が良好である。クロム膜は、後述する第
２の導電膜ＢのアルミニウムがＮ千手導体層４１３ａに
拡散することを防止する。いわゆるバリア層と成る。第
１の導電膜としては、クロムの他に、高融点金属膜（Ｍ
ｏ。

Ｔｉ、Ｔａ、Ｗ）、高融点金属シリサイド膜（ＭｏＳｉ
ｚ、Ｔｉ５ｉｚ、Ｔａ５ｉｚ、ＷＳｉｚ　）で形成して
もよい。第２導電膜Ｂは、アルミニウムのスパッタリン
グ法により３００−４００ｎｍ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いた
め、厚い膜厚に形成することが可能で、ソース電極４１
４．ドレイン電極４１５及び映像信号４０１の抵抗値を
低減するように構成されている。第２導電膜Ｂは、薄膜
トランジスタＴＦＴ４１０の動作速度の高速化。

映像信号線の信号伝達速度の高速化が図れるように構成
されている。つまり、第２導電膜Ｂは、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Ｂとしては、
アルミニウム膜の他に、シリコン（Ｓｉ）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１導電膜Ａと第２導電膜Ｂで構成されているソ
ース電極４１４、ドレイン電極４１５は、ホトリソグラ
フィ技術により、各々パターニングされる。このとき、
前記Ｎ÷半導体層４１３ａは、上記ホトリソマスクと第
１導電膜Ａと第２導電膜Ｂをマスクとして一部除去され
る。すなわち、８１半導体層４１３上に残っていたＮ千
生導体層４１３Ａは、第１導電膜Ａと第２導電膜Ｂ以外
の部分がセルファライン的にその厚さ分除去される。第
１６図は前記までの、製造工程の平面図である。

その後、下部透明ガラス基板４００表面には窒化珪素を
プラズマＣＶＤ法により１μｍの膜厚に形成し、ホトリ
ソグラフィにより端子部等を露出させ、窒化珪素保護膜
４１７で画素全面を保護する。

液晶４５０は、下部透明ガラス基板４００と上部透明ガ
ラス基板４０３との間に形成された空間内に、液晶分子
の向きを設定する下部配向膜４１８及び上部配向膜４１
９に規定され、封入されている。下部配向膜４１８は、
下部透明ガラス基板４００側の窒化珪素保護膜４１８上
部に形成される。上部ガラス基板４０３の内側（液晶側
）の表面には、カラーフィルタ４５１．有機保護膜４５
２゜共通透明画素電極４５３および前記上部配向膜４１
９が順次積層して設けられている。前記共通透明画素電
極４５３は、下部透明ガラス基板４００側の画素毎に設
けられた透明画素電極４２０に対向し、上部透明ガラス
基板４０３に一体となり形成されている。第１２（Ａ）
図は、第１６図の画素とカラーフィルタを重ね合わせた
ときの平面図である。共通透明画素電極４５３には、コ
モン電圧Ｖｃｏｍが印加されるように構成されている。

カラーフィルタ４５１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４５１は、画素に対向する位置に各画素
毎に構成され、染め分けられている。カラーフィルタ４
５１は隣接する２本の映像信号線４０１間内に各画素間
に渡りストライプ状に形成されている。カラーフィルタ
４５１は、次のように形成する。まず、上部透明ガラス
基板４０３の表面に染色材料を形成し、フォトリングラ
フィ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、固着処理を
施すことによって形成される。

その後、緑色フィルタ、青色フィルタを順次形成する。

有機保護膜４５２は、前記カラーフィルタ４５１を異な
る色に染め分けた染料が液晶に漏れることを防止するた
めに設けられている。有機保護膜４５２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４００　。

上部透明ガラス基板４０３側の各々層を別々に形成し、
その後、上下透明ガラス基板４００及び４０３を重ね合
わせ、両者間に液晶を封入することによって組み立てら
れる。

前記第１２（Ｂ）図の中央部は二画素分の断面を示して
いるが、左側は透明ガラス基板４００及び４０３の左側
縁部分で外部引出し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４００及び４０３の右側
縁部分で引出し配線の存在しない部分の断面を示してい
る。

第１２（Ｂ）図の左側、右側の各々に示すシール材４２
０は、液晶４５０を封入するように構成されており、液
晶封入口（図示していない）をのぞく透明ガラス基板４
００及び４０３の線周囲全体に沿って形成されている。

シール材４２０は、たとえば、エポキシ樹脂で形成され
ている。

前記上部透明ガラス基板４００側の共通透明画素電極４
５３は、少なくとも１カ所において、銀ペースト４３０
によって、下部透明ガラス基板４００側に形成された外
部引出し配線に接続されている。この外部引出し配線は
、前記ゲート電極４１１、ソース電極４１４．ドレイン
電極４１５極の各々の同一工程で形成されている。

前記配向膜４１８及び４１９、透明画素電極４２０、共
通透明画素電極４３５等は、シール材４２０の内側に形
成される。偏光板４３０及び４３１は下部透明ガラス基
板４００．上部透明ガラス基板４０３の各々の外側め表
面に形成されている。

本発明の実施例であるアクティブ・マトリックス方式の
液晶表示装置の液晶表示部の一画素を第１７図に、画素
を複数配置した液晶表示部の要部を第１８図に示す。

走査線３０１は、行方向に延在し、列方向に複数本配置
されている。信号線３０２は、列方向に延在し、行方向
に複数本配置されている。また、蓄積容量線３０３が各
走査線３０１の間に走査線３０１と平行して行方向に延
在し、列方向に複数本配置されている。

なお、これら信号線は液晶表示部の周辺でそれぞれ駆動
回路に接続されている。すなわち、各走査線３０１は、
行方向に延在した先端、例えば、左端で透明ガラス基板
上の端子部に接続され、さらに、各端子はＴＡＢに接続
され、ＴＡＢ上の半導体基板内の走査信号駆動回路の各
出力部に接続されている。信号線３０２は、列方向に延
在した先端、すなわち、上端及び下端で一本毎に互い違
いに引出されてそれぞれ端子部に接続され、さらに、各
端子はＴＡＢに接続され、ＴＡＢ上の半導体基板内の信
号駆動回路の各出力部に接続されている。また、蓄積容
量線３０３は行方向に延在した先端、例えば、右端で共
通の電極に接続され、この蓄積容量線は端子部に接続さ
れ、さらに、この端子部はＦＰＣ上の電極に接続され、
蓄積容量駆動電圧発生回路の出力部に接続されている。

第１７図に示すように、各画素の薄膜トランジスタＴＦ
Ｔ３０４は一画素に一個配置されている。

薄膜トランジスタＴＦＴ３０４は、主に、ゲート電極３
０１．絶縁膜、非晶質Ｓｉ半導体３０６゜一対のソース
電極３０７及びドレイン電極３０８で構成されている。

なお、ソース・トレインは本来その間のバイアス極性に
よって決まり、本表示装置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。

ただし、以下の説明では便宜上一方をソース、他方をト
レインと固定して表現する。第１７図に示すように、本
発明の画素では、薄膜トランジスタＴＦＴ３０４は画素
の下側の走査線３０１上に配置され、この走査線３０１
が薄膜トランジスタＴＦＴ３０４のゲート電極になって
いる。また、薄膜トランジスタＴＦＴ３０４のチャンネ
ル方向（ソース・トレイン間を電流が流れる方向）は信
号線３０２の方向と平行になるように配置されている。

ソース電極３０７は、薄膜トランジスタＴＦＴ３０４の
上側に配置され、その端部は透明画素電極３０９に接続
されている。トレイン電極３０８は、薄膜トランジスタ
ＴＦＴ３０４の下側に配置され、画素の左側の信号線３
０２に接続されている。すなわち、本実施例では画素は
下側の走査、１３０１と左側の信号線３０２によって制
御されている。薄膜トランジスタＴＦＴ３０４のチャン
ネル長Ｌ（ソース・ドレイン電極間の距離）とチャンネ
ル幅Ｗ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は本実施例では約３に設定されてい
る。この値はフレーム周波数、走査線数、薄膜トランジ
スタの移動度、液晶容量値、蓄積容量値などに加え、加
工時の寸法シフトを考慮して設定される。

蓄積容量線３０３は走査線３０１の間に配置されている
。蓄積容量線３０３と走査線３０１との間隔はほぼ一定
となっている。蓄積容量線３０３と透明画素電極３０９
との交差部には蓄積容量３１０が形成されている。薄膜
トランジスタＴＦＴ３０４（７）Ｗ／Ｌ、ソース電極３
０７と走査線３０１の重なり容量（Ｃｇｓ）などによっ
て一画素あたりに必要な蓄積容量３１０の容量値が決ま
り、絶縁膜の単位面積あたりの容量値から蓄積容量３１
０の面積が決定される。本実施例では蓄積容量３１０は
、長方形であり、左右方向の幅は透明画素電極３０９の
幅と同一で、これにより上下方向の幅が決定されている
。

透明画素電極３０９上には乗り越え電極３２３が設けら
れている。乗り越え電極３２３は、例えば、ソース・ト
レイン電極と同一の層で形成され、共通電極信号線３０
３に重なっている部分と重なっていない部分の透明画素
電極３０９を電気的に接続している。これによって、蓄
積容量線３０３の段差部での透明画素電極３０９の断線
による表示不良を防止している。

走査線３０１及び蓄積容量線３０３と信号線３０２との
交差部には、これに信号線間のショートを低減するため
に、薄膜トランジスタＴＦＴ３０４の非晶質Ｓｉ半導体
３０６と同一の層からなる非晶質Ｓｉ半導体３０５．．
３１１が設けられている。

透明画素電極３０９は、信号線３０２．非晶質８１半導
体３０５，３１１、トレイン電極３０８などとショート
しない範囲で最大限の面積に設定されている。透明画素
電極３０９の端部には遮光層３１２，３１３，３１４，
３１５が設けられ、透明画素電極３０９の周辺からの光
の漏れを部分的に防いでいる。透明画素電極３０９はソ
ース電極３０７と同一の電位であって、透明画素電極３
０９への信号線３０２の電位の書き込み、および、透明
画素電極３０９の電位の保持は、薄膜トランジスタＴＦ
Ｔ３０４のＯＮ、ＯＦＦによって制御されている。

第１８図に示した構成の画素は、第１９図に示すように
行方向、及び、列方向に画素の横寸法３１６、及び、縦
寸法３１７を繰返しピッチとして配置されている。この
ようにして形成されている下部透明ガラス基板に対向し
て、上部透明ガラス基板が設けられている。

第１９図は画素を複数配置した液晶表示部の要部の上部
透明ガラス基板のカラーフィルタパターンを示したもの
である。第２０図では、下部透明ガラス基板上の画素パ
ターンとカラーフィルタパターンの位置関係を明らかに
するために、画素の横寸法３１６、及び、縦寸法３１７
の枠を破線で示している。なお、第１９図のカラーフィ
ルタのパターンは、上部透明ガラス基板の背面（液晶の
反対側）から見た平面図である。第１９図から明らかな
ように、カラーフィルタは、画素に対向する位置に各画
素毎に構成され、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本の走査線と
隣接する２本の信号線との交差領域部に形成されている
。上部透明ガラス基板の内側（液晶側）の表面上には、
遮光層３］８゜赤色フィルタ層（Ｒ）３１９．緑色フィ
ルタ層（Ｇ）３２０．青色フィルタ層（Ｂ）３２１のパ
ターンが形成され、さらに、液晶表示部全面にわたって
共通透明電極が設けられている。赤色フィルタ層（Ｒ）
３１９．緑色フィルタ層（Ｇ）３２０゜青色フィルタ層
（Ｂ）３２１のパターンは列方向に延在し、行方向にＲ
，Ｇ、Ｂの順で配置されている。すなわち、フィルタの
色は列方向については単一色となっている。このように
、カラーフィルタは縦ストライプ配置構造となっている
。

第２０図は、下部透明ガラス基板上の画素パターンと上
部透明ガラス基板上のカラーフィルタパターンを同時に
示したものである。本発明の液晶表示装置においては、
並置されているＲ、Ｇ、Ｂそれぞれの画素の色が混色さ
れることにより多色表示が行なわれる。すなわち、横方
向に並置された３個の画素で表示の１単位（１ドツト）
３２２が構成されている。１ドツト３２２の横寸法と縦
寸法はほぼ同一になるように設置されている。したがっ
て、１画素の横寸法３１６は縦寸法３１７のほぼ３分の
１に設定されている。

以上のような構造のドツトが所望の個数配置され、液晶
表示部が構成されている。液晶表示部の下部透明ガラス
基板の背面（液晶の反対側）には光源（バックライト）
が設置されている。下部透明ガラス基板上の画素の透明
画素電極と、上部透明ガラス基板上の共通透明電極との
間の電圧（交流電圧の実効値）が、上下ガラス基板間の
液晶に印加されることにより液晶の配向状態が変化し、
バックライトの光透過率を変化させることにより表示が
行われる。液晶表示装置の精細度を高くするためには１
ドツトの寸法が小さく設定される。

たとえば、１ドツトの寸法を０．２圃程度とすることに
より高い精細度が実現される。

第２１図に本発明の係る液晶デイスプレィを応用したシ
ステム例を示す。

第２１図（Ａ）は、液晶デイスプレィを卓上型コンピュ
ータの表示部に応用した例で、コンピュータ本体１．キ
ーボード２及び液晶デイスプレィ３により構成される。

従来の陰極線管（以下ＣＲＴと略す）によるデイスプレ
ィと比較すると、軽くしかも少ない面積で設置できる特
徴を有している。

特に、１台のコンピュータ本体１に対して複数のキーボ
ード２及び液晶デイスプレィ３により複数の操作者が同
時に作業できるシステムや、さらに軽量化が要求される
膝乗せ型のコンピュータに適用することによりその特徴
が十分に発揮される。

したがって、液晶デイスプレィをコンピュータの表示部
に用いることにより、ノートブック型を始めとする軽量
、省スペースの個人用途向けのコンピュータを実現でき
る。

第２１図（Ｂ）は液晶デイスプレィの他の応用例で、投
射型のデイスプレィの光シヤツタ一部に液晶デイスプレ
ィを用いた例である。システムの構成は、液晶デイスプ
レィ及び光学系を含む投射部４．スクリーン５および図
示していないビデオ信号処理部から成る。外部から入力
されたビデオ信号は、ビデオ信号処理部により液晶デイ
スプレィの表示に必要な信号形式、たとえばノンインタ
レースのＲＧＢデジタル信号等に変換され液晶デイスプ
レィ上に画像が表示される。この表示画像は光学系を通
してスクリーン上に結像される。

これらの構成要素の内、光シヤツタ一部は光学系の寸法
を決定する主要因で、多数の画素を小面積のパネルに納
めることが可能な液晶デイスプレィを用いることにより
光シヤツタ一部の小型化が図れ、光学系全体も小さくす
ることができる。

この他にも、液晶デイスプレィの小型あるいは軽量とい
う特徴を用いることにより、カラーの小型モニターや大
型の壁かけテレビを実現することができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、上下基板の合せズレによる光の漏れ及
び斜め方向からの光の漏れを低減できるため高コントラ
スト比のカラー表示ができる。

また、開口率を大きくすることができるため、より明る
い表示が可能である。

さらに、バンクライトの低消費電力化が可能なために装
置の低消費電力化も容易である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による実施例の概念図、第２図は液晶
の特性図、第３図は他の実施例の概念図、第４図乃至第
１１図は、画素部の具体的な実施例、第１２図（Ａ）、
（Ｂ）は、液晶パネルの平面図と断面図、第１３図乃至
第１６図はプロセス毎の構成図、第１７図乃至第２０図
は、本発明による液晶パネルの平面図、第２１図は本発
明の一応用例を示す図、第２２図乃至第２６図は、本発
明の一実施例のシステム構成を示す図である。 ５１．５２．５９・・・不透明体、５４・・・画素電極
、５５・・・絶縁層、６３・・・共通電極、６０・・カ
ラーフィルタ、５６．５８・・・透明基板、５７・・液
晶、６３・・・バックライト。 第 図 （ａ）平面図 第 図 ＯＳ ０ＦＦ ＶＬＣＤ−１１ （ｂ）断面図 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図 １ＬＮ／Ｃ 第 図 第 図 第１７図 ４３１６　Ｔ 第１８図 第２０図 第１９図 Ｆ＠−３１６−− 第２１ 図 第２３図 第２４図 補 書（方式） ％式％ 液晶表示装置及びその製造方法 補正をする者 日立原町電子工業 株式会社 株式会社 １、本願明細書の第１０Ｘｊｉ２０行目の「平面図と断
面図で」をＦ平面図（ａ）と断面図（ｂ）で」と訂正す
る。 ２、同書第１１頁第１行目の「第１図では、」を「第１
図（ａ）、（ｂ）では、」と訂正する。 ３、同書第１１頁第２行目の［第１図をＪを「第１図（
ｂ）の断面図を」と訂正する。 ４、同書第３８頁第４行目の「第１図は、本発明による
実施例の概念図、」を次のように訂正する。 「第１図（ａ）は、本発明による】実施例の平面図、第
１図（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ部の断面図、」 ５、本願図面の（ｂ）断面図を削除し、新たに添付の第
１図（ｂ）断面図を加入する。 以上 「図面の簡単な説明」の欄及び

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ＴＦＴを具備した一方の基板とカラーフィルタを具
   備した他方の基板からなり、前記一方の基板と他方の基
   板間に液晶を封入して画像を表示する液晶表示装置にお
   いて、前記他方の基板上に光透過可能部分でかつ画像デ
   ータ信号で制御不能の部分の縁からの距離が実質的に一
   様となるように不透明体を伸延させたことを特徴とする
   液晶表示装置。 ２、ＴＦＴを具備した一方の基板とカラーフィルタを具
   備した他方の基板からなり、前記一方の基板と他方の基
   板間に液晶を封入して画像を表示する液晶表示装置にお
   いて、ＴＦＴを制御する走査線間に蓄積容量線を配置す
   るとともに、前記蓄積容量線と前記走査線間に電気的に
   切り離された不透明体を画素電極にオーバラップさせた
   一方の基板と、光透過可能部分でかつ画像データ信号で
   制御不能の部分の縁からの距離が実質的に一様となるよ
   うに不透明体を伸延させた他方の基板とからなることを
   特徴とする液晶表示装置。 ３、ＴＦＴを具備した一方の基板とカラーフィルタを具
   備した他方の基板からなり、前記一方の基板と他方の基
   板間に液晶を封入して画像を表示する液晶表示装置にお
   いて、ＴＦＴを制御する走査線間に蓄積容量線を配置す
   るとともに、前記蓄積容量線の一部分を前記走査線方向
   にかつ画素電極とオーバラップさせた一方の基板と光透
   過可能部分でかつ画像データ信号で制御不能の部分の縁
   からの距離が実質的に一様となるように不透明体を伸延
   させた他方の基板とからなることを特徴とする液晶表示
   装置。 ４、液晶表示装置において、ＴＦＴ基板上の第１の遮光
   部の欠損部に対する対向基板上に形成した第２の遮光部
   の開口部の開口幅が第１の遮光部の非損部に対応する第
   ２の遮光部の開口部より少なくとも狭いことを特徴とす
   る液晶表示装置。 ５、液晶表示装置において、対向基板上に形成した遮光
   部の開口部の角の形状を斜め方向もくしは、２つ以上の
   角を有した遮光部としたことを特徴とする液晶表示装置
   。 ６、能動素子により制御される画素が、マトリクス状に
   配置された液晶表示装置において、 前記能動素子が形成された一方の基板と、 前記一方の基板に対向した他方の基板と、 前記一方の基板上に形成された第１の遮光膜と、 前記他方の基板上に形成された第２の遮光膜とを具備し
   、 前記第１の遮光膜の前記他方の基板への射影と、前記第
   ２の遮光膜とが、前記画素の周縁で重複する領域を有す
   ることを特徴とする液晶表示装置。 ７、請求項６において、 前記画素の周縁で重複する領域の幅は、少なくとも製造
   時の合わせ余裕以上であることを特徴とする液晶表示装
   置。 ８、請求項６において、 前記第１の遮光膜及び前記第２の遮光膜のいずれかが、
   複数部分に分断されたことを特徴とする液晶表示装置。 ９、能動素子により制御される画素が、マトリクス状に
   配置された液晶表示装置の製造方法において、 前記能動素子が形成された一方の基板上に第１の遮光膜
   を形成し、 前記一方の基板に対向した他方の基板上に第２の遮光膜
   を少なくとも製造時の合わせ余裕以上前記第１の遮光膜
   の前記他方の基板への射影と前記画素の周縁で重複する
   ように形成することを特徴とする液晶表示装置の製造方
   法。 １０、能動素子により制御される画素が、マトリクス状
   に配置された液晶表示装置において、 前記能動素子が形成された一方の基板と、 前記一方の基板に対向した他方の基板と、 前記一方の基板上に形成された第１の遮光膜と、 前記他方の基板上に形成された第２の遮光膜とを具備し
   、 前記画素以外の領域からの透過光および／または反射光
   が生じる角度が、全画素において、略一定であることを
   特徴とする液晶表示装置。