JPH11149079A

JPH11149079A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JPH11149079A
Application number: JP9317171A
Authority: JP
Inventors: Tokuo Koma; 徳夫小間
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1997-11-18
Filing date: 1997-11-18
Publication date: 1999-06-02
Anticipated expiration: 2017-11-18
Also published as: KR19990045356A; US6563558B2; KR20050077808A; KR100534495B1; KR100560020B1; JP4307582B2; US20010048494A1

Abstract

(57)【要約】【課題】広視野角の液晶表示装置を得る。【課題】薄膜トランジスタを覆う平坦化絶縁膜18上に
液晶駆動用の画素電極19、画素電極19の上にはラビング
処理を施さない垂直配向膜31が形成され、共通電極23中
には電極不在部である配向制御窓24、共通電極23上には
ラビング処理を施さない垂直配向膜32が形成されてい
る。負の誘電率異方性を有する液晶はプレチルトを有す
ることなく法線方向に初期配向制御され、電圧印加によ
り、画素電極19端及び配向制御窓24端における斜め電界
に傾斜方向が制御され、画素分割が行われる。画素間の
ブラックマトリクスが省略されてＴＦＴに対応する領域
のみ遮光膜21BLが形成され、光リーク電流を防いでい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置、特
に、液晶表示装置（ＬＣＤ）に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ＬＣＤ、有機エレクトロルミネッ
センス（ＥＬ）ディスプレイ、プラズマディスプレイ
等、のフラットパネルディスプレイの開発が盛んに行わ
れ、実用化が進められている。中でも、ＬＣＤは薄型、
低消費電力などの点で優れており、既にＯＡ機器、ＡＶ
機器の分野で主流となっている。特に、各画素に画素情
報の書き換えタイミングを制御するスイッチング素子と
してＴＦＴを配したアクティブマトリクス型ＬＣＤは、
大画面、高精細の動画表示が可能となるため、各種テレ
ビジョン、パーソナルコンピュータ、更には、携帯コン
ピュータ、デジタルスチルカメラ、ビデオカメラ等のモ
ニターに多く用いられている。

【０００３】ＴＦＴは絶縁性基板上に金属層とともに半
導体層を所定の形状に形成することにより得られる電界
効果型トランジスタ（ＦＥＴ：field effect transisto
r）である。アクティブマトリクス型ＬＣＤにおいて
は、ＴＦＴは、液晶を挟んだ一対の基板間に形成され
た、液晶を駆動するための各キャパシタンスに接続され
ている。

【０００４】図１３はＬＣＤの表示画素部の拡大平面
図、図１４はそのＢ−Ｂ線に沿った断面図である。基板
（５０）上に、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｔａ等のゲート電極（５
１）が形成され、これを覆ってゲート絶縁膜（５２）が
形成されている。ゲート絶縁膜（５２）上には、非晶質
シリコン即ちａ−Ｓｉ膜（５３）が、ゲート電極（５
１）の上方を通過するように、島状に形成されている。
ａ−Ｓｉ膜（５３）上には、両端に不純物がドーピング
されたＮ+型ａ−Ｓｉ膜（５３Ｎ）が形成され、オーミ
ック層となっている。ａ−Ｓｉ膜（５３）のチャンネル
領域の上には、エッチストッパー（５４）が残されてい
る。Ｎ+ａ−Ｓｉ膜（５３Ｎ）上には、各々、ドレイン
電極（５６）及びソース電極（５７）が形成されてい
る。これらを覆って層間絶縁膜（５８）が形成され、層
間絶縁膜（５８）上には、ＩＴＯ（indiumtin oxid
e）、あるいは、Ａｌからなる画素電極（５９）が形成
され、層間絶縁膜（５８）に開口されたコンタクトホー
ルを介してソース電極（５７）に接続されている。この
上には、ポリイミド等の配向膜（７１）が形成され、図
１５に示すようにラビング処理が施されている。以上
で、ＴＦＴ基板が構成されている。

【０００５】ＴＦＴ基板（５０）に対向して配置された
基板（６０）上には、フィルムレジストからなるＲ、
Ｇ、Ｂのカラーフィルター（６１）が形成され、各々の
画素電極（５９）に対応する位置に設けられている。ま
た、画素電極（５９）の間隙及びＴＦＴに対応する位置
には遮光性のフィルムレジストからなるブラックマトリ
クス（６１ＢＭ）が、カラーフィルター（６１）間に隙
間無く形成されている。これらカラーフィルターの層上
には、ＩＴＯ等の共通電極（６２）が形成されている。
共通電極（６２）上には、基板（５０）側と同じ配向膜
（７２）が設けられ、図１６に示すように、ラビング処
理が施されている。以上で、対向基板が構成されてい
る。

【０００６】これらＴＦＴ基板（５０）および対向基板
（６０）の間には、液晶層（８０）が装填され、画素電
極（５９）と共通電極（６２）間に印加された電圧によ
って形成された電界強度に応じて液晶分子（８１）の向
き即ち配向が制御される。基板（５０）および（６０）
の外側には、不図示であるが、偏光板が設けられてお
り、偏光軸を直交させた配置とされている。これら偏光
板間を通過する直線偏光は、各表示画素毎に異なる配向
に制御された液晶層（８０）を通過する際に変調され、
所望の透過率に制御される。

【０００７】ここに挙げた例では、液晶は負の誘電率異
方性を有しており、配向膜（７１，７２）は、液晶の初
期配向を、基板の垂直方向に制御した垂直配向膜であ
る。この場合、電圧無印加時には、一方の偏光板を抜け
た直線偏光は、液晶層（８０）を通過して他方の偏光板
により遮断されて表示は黒として認識される。電圧印加
時には、一方の偏光板を抜けた直線偏光は、液晶層（８
０）にて複屈折を受け、楕円偏光に変化して他方の偏光
板を通過し、表示は白に近づいていく。この方式は、ノ
ーマリブラック（ＮＢ）モードと呼ばれる。特に、垂直
配向膜（７１，７２）はラビング処理が施され、液晶分
子（８１）の初期状態における向きが、法線方向から僅
かの傾斜（プレチルト）をもって制御されている。この
プレチルト角（θ）は、通常、１°から５°にされてい
る。液晶分子（８１）は電気的に一軸性であり、電界方
向とのなす角度は、電界強度により決定されるが、電界
方向を軸とした方位角は制御されない。負の誘電率異方
性を有する液晶分子（８１）は、電界方向と異なる方向
に傾くが、プレチルトを付与することで、電圧印加によ
り、プレチルト方向に向かって一律に傾斜するように仕
向けられる。このように、プレチルト角を付与して液晶
分子（８１）が傾斜する向きが揃うように制御すること
により、液晶の配向が平面方向に関してばらつくことを
抑え、表示品位が低下することを防いでいる。

【０００８】また、ブラックマトリクス（６１ＢＭ）
は、表示画素間の電圧が印加されない領域において、プ
レチルトが付与された液晶により複屈折が生じることに
よる光抜けを防ぐ目的で設けられている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】負の誘電率異方性を有
する液晶は電界方向に対して配向方向が電界方向と垂直
になるように配向を変化する。この時、液晶は電界に抗
する作用を発生するが、このような液晶の垂直配向から
の変化は、一般にＴＮ等の正の誘電率異方性を有する液
晶が平行配向から変化する場合よりも、安定性が悪い。
特に、ＴＦＴやカラーフィルター層の段差に起因した配
向膜（７１，７２）との接触界面における凹凸は、配向
変化に影響を及ぼし、表示品位の悪化を招く。

【００１０】また、図１５および図１６に示すように、
従来では、垂直配向膜（７１，７２）にラビング処理を
施すことにより、図１４に示すように、液晶の初期配向
にプレチルト（θ）を付与しているため、電圧印加時に
は、全ての液晶分子（８１）はプレチルトの方向（図１
４では右方向）に傾斜する。このため、例えば、図１４
の右上方向からの視認と、左上方向からの視認の場合と
では、光路に対する液晶分子（８１）の傾斜角度が相対
的に異なり、透過率が変化して見える。このため、輝度
あるいはコントラスト比が視る方向によって変化する、
いわゆる視角依存性の問題がある。

【００１１】また、対向基板（６０）側に形成されたブ
ラックマトリクス（６１ＢＭ）は、画素電極（５９）間
の領域を漏れなく覆わなければならないため、ＴＦＴ基
板（５０）側との貼り合わせ時のずれを考慮して、大き
めに形成されている。このため、有効表示領域が縮小
し、開口率が低下する問題もあった。更に、ＴＦＴ基板
側の垂直配向膜（７１）を形成するためのラビング処理
は、ＴＦＴの静電破壊を招き、表示不良となり、歩留ま
り低下の原因となっていた。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明はこの課題を解決
するために成され、対向配置された第１の基板と第２の
基板の間に液晶が封入され、前記第１の基板または／お
よび前記第２の基板の外側面には、偏光板が設けられて
なり、前記偏光板を抜けた偏光を前記液晶にて変調する
ことにより表示を行う液晶表示装置において、前記第１
の基板となる一方の支持基板の対向面側に行列状に配列
された複数の薄膜トランジスタおよびその電極配線と、
これら薄膜トランジスタおよびその電極配線を覆う表面
が平坦化された絶縁膜と、該絶縁膜上に形成され前記絶
縁膜に開けられた開口部を介して前記薄膜トランジスタ
に接続された液晶駆動用の画素電極と、これら画素電極
上に形成された垂直配向膜と、前記第２の基板となる他
方の支持基板の対向面に形成された液晶駆動用の共通電
極と、該共通電極中の前記画素電極に対向する領域内に
設けられた電極不在部である配向制御窓と、前記薄膜ト
ランジスタのみに対向する遮光膜と、前記共通電極上に
形成された垂直配向膜と、を有し、前記液晶は、負の誘
電率異方性を有し、その初期配向方向は前記基板の法線
方向、あるいは、法線方向から１°の範囲内にされてい
る構成である。

【００１３】また、対向配置された第１の基板と第２の
基板の間に液晶が封入され、前記第１の基板または／お
よび前記第２の基板の外側面には、偏光板が設けられて
なり、前記偏光板を抜けた偏光を前記液晶にて変調する
ことにより表示を行う液晶表示装置において、前記第１
の基板となる一方の支持基板の対向面側に行列状に配列
された複数の薄膜トランジスタおよびその電極配線と、
これら薄膜トランジスタおよびその電極配線を覆う表面
が平坦化された絶縁膜と、該絶縁膜上に形成され前記絶
縁膜に開けられた開口部を介して前記薄膜トランジスタ
に接続された液晶駆動用の画素電極と、これら画素電極
上に形成された垂直配向膜と、前記第２の基板となる他
方の支持基板の対向面に形成された液晶駆動用の共通電
極と、該共通電極中の前記画素電極に対向する領域内に
設けられた電極不在部である配向制御窓と、前記画素電
極間の領域に対向し、かつ、前記画素電極間の領域より
も小さい遮光膜と、前記共通電極上に形成された垂直配
向膜と、を有し、前記液晶は、負の誘電率異方性を有
し、その初期配向方向は前記基板の法線方向、あるい
は、法線方向から１°の範囲内にされている構成であ
る。

【００１４】これにより、画素電極の端部に生じる斜め
方向電界、および、配向制御窓に生じる無電界領域にお
いて、液晶の配向の傾き方向が良好に制御され、画素分
割が行われて視角依存性が低減される。特に、前記垂直
配向膜にはラビング処理が施されていない構成である。
これにより、液晶の初期配向方向が、基板の法線方向、
あるいは、法線方向から１°の範囲内に収められ、画素
電極の端部および配向制御窓における電界作用よる液晶
の配向の制御が妨げられることなく良好に行われる。

【００１５】特に、前記第２の基板は、少なくとも前記
画素電極および前記画素電極間に対応する領域が透光性
であり、前記画素電極間に対応する領域の少なくとも一
部は、前記液晶と前記偏光板とにより遮光される構成で
ある。これにより、第１の基板と第２の基板の貼り合わ
せのずれを考慮して画素電極間よりも遮光膜よりも大き
く形成する必要が無くなり、有効表示領域が拡大され、
開口率が上昇する。

【００１６】特に、前記絶縁膜は、厚みが１μｍ以上で
ある構成である。これにより、画素電極端部および配向
制御窓における電界により液晶の配向制御作用が、薄膜
トランジスタおよびその電極配線からの電界の影響によ
り妨げられることが防がれ、良好な画素分割が行われ
る。

【００１７】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の第１の実施の形
態にかかるＬＣＤの表示画素部の平面図であり、図２は
そのＡ−Ａ線に沿った断面図である。基板（１０）上
に、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｔａ等のゲート電極（１１）が形成さ
れ、これを覆ってゲート絶縁膜（１２）が形成されてい
る。ゲート絶縁膜（１２）上には、ｐ−Ｓｉ膜（５３）
が、ゲート電極（１１）の上方を通過するように、島状
に形成されている。ｐ−Ｓｉ膜（１３）は、ゲート電極
（１１）の直上領域がノンドープのチャンネル領域（Ｃ
Ｈ）とされ、チャンネル領域（ＣＨ）の両側は、燐等の
Ｎ型不純物が低濃度にドーピングされたＬＤ（lightly
doped）領域（ＬＤ）、更にその外側は、同じ不純物が
高濃度にドーピングされたソース領域（ＮＳ）及びドレ
イン領域（ＮＤ）となっており、ＬＤＤ構造とされてい
る。

【００１８】チャンネル領域（ＣＨ）の上には、ＬＤ領
域（ＬＤ）を形成する際に、イオン注入時のマスクとし
て用いられた注入ストッパー（１４）が残されている。
ｐ−Ｓｉ膜（１３）を覆って層間絶縁膜（１５）が形成
され、層間絶縁膜（１５）上にはドレイン電極（１６）
及びソース電極（１７）が形成され、各々層間絶縁膜
（１５）に開口されたコンタクトホールを介して、ｐ−
Ｓｉ膜（１３）のドレイン領域（ＮＤ）及びソース領域
（ＮＳ）に接続されている。これらドレイン電極（１
６）およびソース電極（１７）を覆って、ＳＯＧ、ＢＰ
ＳＧ、アクリル樹脂等の平坦化絶縁膜（１８）が形成さ
れ、この平坦化絶縁膜（１８）上にはＩＴＯ（indium t
in oxide）、あるいは、Ａｌからなる画素電極（１９）
が形成され、平坦化絶縁膜（１８）に開口されたコンタ
クトホールを介してソース電極（１７）に接続されてい
る。この上には、ポリイミド等の垂直配向膜（３１）が
形成されている。

【００１９】このＴＦＴ基板（１０）に対向する位置に
は、間に液晶層（４０）を挟んで対向基板となる基板
（２０）が配置されている。基板（２０）上には、フィ
ルムレジストからなるＲ、Ｇ、Ｂのカラーフィルター
（２１）が形成され、各々の画素電極（１９）に対応す
る位置に設けられている。また、ＴＦＴに対向する領域
には、非透光性のフィルムレジストからなる遮光膜（２
１ＢＬ）が形成され、カラーフィルター（２１）間に位
置している。これらカラーフィルター（２１）及び遮光
膜（２１ＢＬ）上には、アクリル樹脂等の平坦化絶縁膜
からなる保護膜（２２）が形成され、更に、保護膜（２
２）の上にはＩＴＯ等の共通電極（２３）が形成されて
いる。共通電極（２３）中には、ＩＴＯの不在により形
成された配向制御窓（２４）が設けられている。配向制
御窓（２４）は、図１に示されているように、画素の中
央部を縦断するとともに、そこから４５°程度の角度を
もって二股に別れて画素の角部へ向かった形状とされて
いる。共通電極（２３）上には、基板（１０）側と同じ
垂直配向膜（３２）が設けられている。

【００２０】本発明では、ＴＦＴ基板側の平坦化絶縁膜
（１８）及び対向基板側の平坦化保護膜（２２）は、各
々画素電極（１９）及び共通電極（２３）の下地として
平坦性を高める働きをしている。特に、負の誘電率異方
性を有する液晶が垂直配向から変化する際、電界との相
互作用、即ち、電界に抗する作用を発生する時に、良好
な配向変化を促す。また、高精細ＬＣＤにあって、ＴＦ
Ｔあるいはカラーフィルター層（２１）の凹凸が相対的
に大きくなることを考慮して、これらの段差を緩和する
ことで、液晶層（８０）との接触界面の平坦性を高め、
配向の均一性を改善して、表示品位を向上している。

【００２１】更に、垂直配向膜（３１，３２）には、ラ
ビング処理が施されておらず、図２に示されているよう
に、プレチルト角は１°以内、理想的には０°とされて
いる。即ち、微小範囲内の平均的な配向を示す配向ベク
トルは、初期状態において法線方向に一致するか、また
は、１°の範囲内にある。従って、電圧印加時において
も、表示画素間では、液晶分子（４１）は法線方向、ま
たは、法線方向から１°の範囲内に向いている。

【００２２】この構成で、電圧を印加すると、画素電極
（１９）と共通電極（２３）間に電界（４２）が形成さ
れ、液晶分子（４１）は傾斜するが、画素電極（１９）
の端部では、電界（４２）は、画素電極（１９）から共
通電極（２３）側へ向かって斜めに傾いた形状になる。
このため、液晶分子（４１）は、最短で電界（４２）か
ら傾斜するように配向を変化する。即ち、従来の如くプ
レチルトにより付与された指向性に依ることなく、斜め
電界の作用により画素電極（１９）の内側方向に向かっ
て傾斜する。図１に示されるように、画素電極（１９）
の４辺について同様に内側に向かって傾斜する。

【００２３】また、配向制御窓（２４）では、共通電極
（２３）が不在であるので電圧印加によっても電界が形
成されず、配向制御窓（２４）の領域内では、液晶分子
（４１）は初期配向状態に固定される。画素電極（１
９）の４辺にて制御された配向は、液晶の連続体性のた
め、画素電極（１９）の中央領域にまで及ぶが、これら
液晶の配向が異なる領域の境界は配向制御窓（２４）上
で固定される。即ち、図１において、配向制御窓（２
４）により仕切られた表示画素内の各小領域では、液晶
の配向は各々異なる４つの方向に向いており、いわゆる
画素分割が行われている。従って、一つの表示画素に関
して、透過率の異なる各小領域が平均化されて認識され
るので、あらゆる視角に対しても一定の輝度で視認さ
れ、視角依存性の問題が解決される。

【００２４】特に、本発明の構造では、画素電極（１
９）の下地として平坦化絶縁膜（１８）を用いているの
で、初期状態における液晶の配向は、高い均一性をもっ
て法線方向、あるいは、法線方向から１°の範囲内に収
められる。また、平坦化絶縁膜（１８）は膜厚が１μｍ
程度と厚く形成されており、液晶は、その下のＴＦＴお
よびその電極ライン（１，２，１６，１７）の電界の影
響を受けにくく、前述の如く、画素電極（１９）の端部
における斜め方向電界（４２）、および、配向制御窓
（２４）における無電界との合同作用による画素分割が
極めて良好に行われる。

【００２５】ここで、配向制御窓（２４）の幅を十分に
大きくすることで、図２に示すように配向制御窓（２
４）の端部においても斜め方向電界（４２）が生じる。
この場合、図１に示すような配向制御窓（２４）の形状
においては、画素電極（１９）の端部における液晶分子
（４１）の傾斜方向と、配向制御窓（２４）の端部にお
ける液晶分子（４１）の傾斜方向とは、任意の領域につ
いて同一、あるいは、少なくとも４５°以内に収められ
ており、画素電極（１９）の端部における配向制御作用
と配向制御窓（２４）の端部における配向制御作用とは
概ね同一となり、制御性が向上される。即ち、配向制御
窓（２４）にて仕切られた表示画素の各小領域では、画
素電極（１９）端部および配向制御窓（２４）端部から
同様の配向制御を受け、高い均一性をもって配向が揃え
られる。

【００２６】一方、対向基板（２０）側には、従来の図
１３および図１４に示すような画素間の全域を覆うよう
なブラックマトリクス（６１ＢＭ）は設けられていな
い。これは、本発明において、液晶分子（４１）が、初
期状態において法線方向あるいは法線方向から１°以内
にあるので、画素間においてプレチルト角による光抜け
が抑えられ、完全に遮光されるためである。しかしなが
ら、本発明では、ＴＦＴへの光入射によるリーク電流を
抑えるため、ＴＦＴ上のみ遮光膜（２１ＢＬ）を設けて
いる。このため、対向基板（２０）側に、貼り合わせず
れを考慮した大きめのブラックマトリクスを形成する必
要が無くなるので、遮光膜により有効表示領域が縮小し
て開口率が低下することが防がれる。

【００２７】ここに挙げたＴＦＴは、能動層に用いる半
導体層として、それまで多用されてきた非晶質シリコン
（ａ−Ｓｉ）の代わりに多結晶シリコン（ｐ−Ｓｉ）を
用いている。このｐ−ＳｉＴＦＴはオン電流が大きく、
ＴＦＴサイズの小型化が図られ、開口率の向上や高精細
化が達成される。また、ｐ−ＳｉＴＦＴは動作速度が速
く、画素部のみならず、周辺の駆動回路（ドライバー）
をも同一基板上に一体形成することが可能となり、ドラ
イバー内蔵型ＬＣＤが作製されるに至っている。なお、
周辺ドライバー部は、図２と同じ構造のＴＦＴのＮ−ｃ
ｈとＰ−ｃｈからなるＣＭＯＳが構成されてなる。ただ
し、Ｐ−ｃｈＴＦＴについては、ＬＤ領域（ＬＤ）は形
成されない。

【００２８】図３に、ドライバー内蔵型ＬＣＤの構成を
示す。中央部には、ゲート電極（１１）に接続されたゲ
ートライン（１）と、ドレイン電極（１６）に接続され
たドレインライン（２）が交差配置され、その交差部に
は、ＴＦＴ（３）及びＴＦＴ（３）に接続された画素電
極（４）が形成され、画素部となっている。画素部の周
辺にはゲートライン（１）に走査信号を供給するゲート
ドライバー（５）、及び、ドレインライン（２）に画素
信号を供給するドレインドライバー（６）が形成されて
いる。これら画素部、ゲートドライバー（５）およびド
レインドライバー（６）は、同一の基板上に形成されて
いる。一方、液晶を間に挟んだ別の基板上には共通電極
（７）が形成されている。これら共通電極（７）および
液晶が画素電極（４）により区画される形で、表示画素
が構成されている。

【００２９】図４から図７に本発明の実施の形態にかか
るＬＣＤのＴＦＴ基板の製造方法を示す。まず、図４
（ａ）の工程において、基板（１０）上にＣｒをスパッ
タリングにより成膜し、これをエッチングすることによ
り、ゲート電極（１１）を形成する。図４（ｂ）の工程
において、ゲート電極（１１）を覆って全面に、プラズ
マＣＶＤによりＳｉＮｘ及びＳｉＯ2からなるゲート絶
縁膜（１２）を形成し、引き続き、連続してプラズマＣ
ＶＤによりアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）（１３
ａ）を成膜する。ａ−Ｓｉ（１３ａ）は、材料ガスであ
るモノシランＳｉＨ4、あるいは、ジシランＳｉ2Ｈ4を
４００°程度の熱及びプラズマにより分解堆積すること
で形成される。

【００３０】図４（ｃ）の工程において、レーザーアニ
ールを行うことにより、ａ−Ｓｉ（１３ａ）を結晶化し
て、ｐ−Ｓｉ（１３）を形成する。レーザーアニール
は、例えばパルスレーザーのラインビーム走査により行
われるが、基板温度が６００℃以下の比較的低温で行う
ことができるので、基板（１０）として比較的安価な無
アルカリガラス基板を用いることがき、低コストのプロ
セスが実現される。

【００３１】図５（ｄ）の工程において、ｐ−Ｓｉ（１
３）が形成された基板上に、ＳｉＯ2を成膜し、これを
裏面露光法を用いてエッチングすることにより、ゲート
電極（１１）の上方に注入ストッパ（１４）を形成す
る。裏面露光は、ＳｉＯ2の上にレジストを塗布し、こ
れを基板（１０）の下方から露光を行うことにより、ゲ
ート電極（１１）を影を利用した形状に感光し、現像す
ることで行われる。この注入ストッパ（１４）をマスク
として、ｐ−Ｓｉ（１３）に対して、Ｎ型の導電形を示
す燐（Ｐ）のイオン注入を、１０の１３乗程度の低ドー
ズ量に行い、注入ストッパー（１４）が形成された領域
以外を低濃度にドーピングする（Ｎ-）。この時、注入
ストッパ（１４）直下即ちゲート電極（１１）の直上領
域は真性層に維持され、ＴＦＴのチャンネル領域（Ｃ
Ｈ）となる。注入ストッパ（１４）をエッチングしたと
きのレジストはイオン注入時には残しておき、イオン注
入後に剥離してもよい。

【００３２】図５（ｅ）の工程において、ゲート電極
（１１）よりも少なくともチャンネル長方向に大きなレ
ジスト（ＲＳ）を形成し、これをマスクとして、ｐ−Ｓ
ｉ（１３）に対する燐（Ｐ）のイオン注入を、１０の１
５乗程度の高ドーズ量に行い、レジスト（ＲＳ）以外の
領域を高濃度にドーピングする（Ｎ+）。この時、レジ
スト（ＲＳ）の直下領域には、低濃度領域（Ｎ-）及び
チャンネル領域（ＣＨ）が維持されている。これによ
り、チャンネル領域（ＣＨ）の両側に各々低濃度のＬＤ
領域（ＬＤ）を挟んで高濃度のソース及びドレイン領域
（ＮＳ、ＮＤ）が位置したＬＤＤ構造が形成される。

【００３３】レジスト（ＲＳ）の剥離後、不純物イオン
のドーピングを行ったｐ−Ｓｉ膜の結晶性の回復と、不
純物の格子置換を目的として、加熱、あるいはレーザー
照射等の活性化アニールを行う。図６（ｆ）の工程にお
いて、このｐ−Ｓｉ（１３）をエッチングすることによ
りＴＦＴの必要領域にのみ残し島状化した後、ＳｉＮｘ
等からなる層間絶縁層（１５）を形成し、ソース及びド
レイン領域（ＮＳ、ＮＤ）に対応する部分をエッチング
で除去することによりコンタクトホール（ＣＴ）を形成
し、ｐ−Ｓｉ（１３）を一部露出させる。

【００３４】図６（ｇ）の工程において、Ａｌ／Ｍｏを
スパッタリングにより成膜し、これをエッチングするこ
とにより、各々コンタクトホール（ＣＴ）を介してソー
ス領域（ＮＳ）に接続するソース電極（１７）、及び、
ドレイン領域（ＮＤ）に接続するドレイン電極（１６）
を形成する。ＴＦＴはここで完成する。更に図７（ｈ）
の工程において、ＴＦＴを覆って感光性のアクリル樹脂
を被覆して平坦化絶縁膜（１８）を形成し、これを露光
および現像することにより、表示画素部にコンタクトホ
ールを形成してソース電極（１７）の上方を露出した
後、ＩＴＯをスパッタリングにより成膜して、これをエ
ッチングすることでソース電極（１７）に接続された画
素電極（１９）を形成する。

【００３５】図７（ｉ）の工程において、ポリイミドを
印刷により液状に成膜し、８０°、１０分でプリベーク
を行い、引き続き、１８０°、３０分で本ベークを行っ
て乾燥することにより垂直配向膜（３１）を形成する。
以上の工程により、ＴＦＴ基板が完成する。続いて、図
８および図９を用いて対向基板側の製造方法を説明す
る。まず、図８（ａ）の工程において、基板（２０）上
に、Ｒ、Ｇ、Ｂのカラーフィルター（２１Ｒ，２１Ｇ，
２１Ｂ）を形成する。Ｒのカラーフィルター（２１Ｒ）
は、まず、感光性のＲのフィルムレジストを貼り付け、
これをＲの表示画素に対応した形状に感光して現像する
ことにより形成する。Ｇのカラーフィルター（２１
Ｇ）、および、Ｂのカラーフィルター（２１Ｂ）を同様
に形成する。

【００３６】図８（ｂ）の工程で、非透光性のフィルム
レジストを貼り付ける。図８（ｃ）の工程で、フィルム
レジストをＴＦＴに対向する領域のみ画素間に対応した
形状に感光して現像することにより、例えばカラーフィ
ルター（２１Ｒ，２１Ｂ）の間隙に遮光膜（２１ＢＬ）
を形成する。図９（ｄ）の工程において、これらカラー
フィルター（２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂ）及び遮光膜（２
１ＢＬ）を覆って、アクリル樹脂を形成することで、こ
れらカラーフィルター（２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂ）の保
護膜（２２）を形成する。保護膜（２２）は共通電極
（２３）の下地の平坦化膜も兼ねている。

【００３７】図９（ｅ）の工程において、ＩＴＯをスパ
ッタリングにより成膜し、これをエッチングすることに
より、共通電極（２３）および共通電極（２３）中に電
極不在部である配向制御窓（２４）を形成する。図９
（ｆ）の工程で、ポリイミドを印刷により液状に成膜
し、８０°で１０分のプリベークを行い、引き続き、１
８０°で３０分の本ベークを行って乾燥することによ
り、垂直配向膜（３２）を形成する。

【００３８】以上の工程により、対向基板が完成され
る。次に、本発明の第２の実施の形態を説明する。な
お、重複する説明は割愛する。図１０は、表示画素部の
平面図である。図１０のＡ−Ａ線に沿った断面構造は図
２と同じである。本実施の形態では、対向基板側には、
ＴＦＴ領域を覆うとともに、画素電極（１９）間をやや
小さめに覆うブラックマトリクス（２１ＢＭ）を設けて
いる。前述の如く、液晶はプレチルト角が与えられてい
ないので、画素間の領域において光漏れは殆ど無いが、
場合によっては、パネル内部における光の回り込み等に
より少々の光抜けが生じることがある。このため、ＴＦ
Ｔのみならず画素間領域をも覆うようにブラックマトリ
クス（２１ＢＭ）を形成することで、画素間を完全に遮
光し、コントラスト比を更に向上することができる。

【００３９】ただし、このブラックマトリクス（２１Ｂ
Ｍ）は、貼り合わせ時のずれによりブラックマトリクス
（２１ＢＭ）が画素電極（１９）上に割り込むことが無
いように、画素間よりもやや小さめに形成されている。
図１１及び図１２に本実施の形態にかかる対向基板側の
製造方法を示す。まず、図１１（ａ）の工程において、
基板（２０）上に、Ｒ、Ｇ、Ｂのカラーフィルター（２
１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂ）を、各々対応する画素電極（１
９）よりもやや大きく形成する。

【００４０】図１１（ｂ）の工程で、非透光性のフィル
ムレジストを貼り付ける。図１１（ｃ）の工程で、フィ
ルムレジストをＴＦＴに対向する領域、及び、画素間の
領域に対応した形状に感光して現像することにより、例
えばカラーフィルター（２１Ｒ，２１Ｂ）の間隙にブラ
ックマトリクス（２１ＢＭ）を形成する。図１２（ｄ）
の工程において、これらカラーフィルター（２１Ｒ，２
１Ｇ，２１Ｂ）及びブラックマトリクス（２１ＢＭ）を
覆って、アクリル樹脂を形成することで、これらカラー
フィルター（２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂ）の保護膜（２
２）を形成する。保護膜（２２）は共通電極（２３）の
下地の平坦化膜も兼ねている。

【００４１】図１２（ｅ）の工程において、ＩＴＯをス
パッタリングにより成膜し、これをエッチングすること
により、共通電極（２３）および共通電極（２３）中に
電極不在部である配向制御窓（２４）を形成する。図１
２（ｆ）の工程で、ポリイミドを印刷により液状に成膜
し、８０°で１０分のプリベークを行い、引き続き、１
８０°で３０分の本ベークを行って乾燥することによ
り、垂直配向膜（３２）を形成する。

【００４２】本発明では、前述の如く、ＴＦＴ基板（１
０）製造の図７（ｉ）の工程、即ち、垂直配向膜（３
１）の形成工程、および対向基板（２０）製造の図９
（ｆ）及び図１２（ｆ）の工程、即ち、配向膜（３２）
の形成工程において、ラビング処理を行っていない。こ
のため、液晶は、初期配向においてプレチルトを有する
ことなく、法線方向、あるいは、法線方向から１°以内
の範囲内に収められる。特に、ＴＦＴ基板側のラビング
処理を行わないことで、ＴＦＴの静電破壊が防がれる。
このため、ドライバー内蔵型にあって、ドライバー部
（５，６）にＴＦＴが密集し、画素部に比べて格段に多
い構造でも、ＴＦＴの静電破壊を招くことが防がれ、歩
留まりを向上することができる。

【００４３】また、対向基板（２０）製造の図８（ｃ）
及び図１１（ｃ）の工程において、遮光膜（２１ＢＬ）
及びブラックマトリクス（２１ＢＭ）の形成は、図１及
び図１０に示されているようにＴＦＴに対応する領域及
び画素間の狭い領域のみであり、画素間の全域には形成
していない。即ち、画素間では、液晶と偏光板との組み
合わせにより遮光を行っている。このため、ブラックマ
トリクスを大きくすることによる有効表示領域の損失が
無くされ、開口率が上昇した。

【００４４】

【発明の効果】以上の説明から明らかな如く、本発明
で、電界制御による良好な画素分割が行われ、視角依存
性が低減し、表示品位が向上した。また、ラビング処理
工程が削除されたので、製造コストが削減されるととも
に、静電気の発生が防がれ、歩留まりが向上した。更
に、遮光膜が不要とされたので、開口率が上昇した。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態かかる液晶表示装置
の平面図である。

【図２】図１及び図９のＡ−Ａ線に沿った断面図であ
る。

【図３】ＬＣＤの構成を示す平面図である。

【図４】本発明の実施の形態にかかる製造方法を示す工
程断面図である。

【図５】本発明の実施の形態にかかる製造方法を示す工
程断面図である。

【図６】本発明の実施の形態にかかる製造方法を示す工
程断面図である。

【図７】本発明の実施の形態にかかる製造方法を示す工
程断面図である。

【図８】本発明の実施の形態にかかる製造方法を示す工
程断面図である。

【図９】本発明の実施の形態にかかる製造方法を示す工
程断面図である。

【図１０】本発明の第２の実施の形態かかる液晶表示装
置の平面図である。

【図１１】本発明の実施の形態にかかる製造方法を示す
工程断面図である。

【図１２】本発明の実施の形態にかかる製造方法を示す
工程断面図である。

【図１３】従来の形態かかる液晶表示装置の平面図であ
る。

【図１４】図１３のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。

【図１５】従来の液晶表示装置の製造方法を示す工程断
面図である。

【図１６】従来の液晶表示装置の製造方法を示す工程断
面図である。

【符号の説明】

１ゲートライン２ドレインライン１０基板１１ゲート電極１３ｐ−Ｓｉ１６ドレイン電極１７ソース電極１８平坦化絶縁膜１９画素電極２０基板２１カラーフィルター２１ＢＬ遮光膜２１ＢＭブラックマトリクス２２保護膜２３共通電極２４配向制御電極３１，３２垂直配向膜４０液晶層４１液晶分子４２電界

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＨ０１Ｌ 29/78 ６１７Ｋ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】対向配置された第１の基板と第２の基板
の間に液晶が封入され、前記第１の基板または／および
前記第２の基板の外側面には、偏光板が設けられてな
り、前記偏光板を抜けた偏光を前記液晶にて変調するこ
とにより表示を行う液晶表示装置において、前記第１の基板となる一方の支持基板の対向面側に行列
状に配列された複数の薄膜トランジスタおよびその電極
配線と、これら薄膜トランジスタおよびその電極配線を
覆う表面が平坦化された絶縁膜と、該絶縁膜上に形成さ
れ前記絶縁膜に開けられた開口部を介して前記薄膜トラ
ンジスタに接続された液晶駆動用の画素電極と、これら
画素電極上に形成された垂直配向膜と、前記第２の基板
となる他方の支持基板の対向面に形成された液晶駆動用
の共通電極と、該共通電極中の前記画素電極に対向する
領域内に設けられた電極不在部である配向制御窓と、前
記薄膜トランジスタのみに対向する遮光膜と、前記共通
電極上に形成された垂直配向膜と、を有し、前記液晶
は、負の誘電率異方性を有し、その初期配向方向は前記
基板の法線方向、あるいは、法線方向から１°の範囲内
にされていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】対向配置された第１の基板と第２の基板
の間に液晶が封入され、前記第１の基板または／および
前記第２の基板の外側面には、偏光板が設けられてな
り、前記偏光板を抜けた偏光を前記液晶にて変調するこ
とにより表示を行う液晶表示装置において、前記第１の基板となる一方の支持基板の対向面側に行列
状に配列された複数の薄膜トランジスタおよびその電極
配線と、これら薄膜トランジスタおよびその電極配線を
覆う表面が平坦化された絶縁膜と、該絶縁膜上に形成さ
れ前記絶縁膜に開けられた開口部を介して前記薄膜トラ
ンジスタに接続された液晶駆動用の画素電極と、これら
画素電極上に形成された垂直配向膜と、前記第２の基板
となる他方の支持基板の対向面に形成された液晶駆動用
の共通電極と、該共通電極中の前記画素電極に対向する
領域内に設けられた電極不在部である配向制御窓と、前
記画素電極間の領域に対向し、かつ、前記画素電極間の
領域よりも小さい遮光膜と、前記共通電極上に形成され
た垂直配向膜と、を有し、前記液晶は、負の誘電率異方
性を有し、その初期配向方向は前記基板の法線方向、あ
るいは、法線方向から１°の範囲内にされていることを
特徴とする液晶表示装置。
【請求項３】前記薄膜トランジスタは、能動層として
多結晶半導体層を用いていることを特徴とする請求項１
記載の液晶表示装置。
【請求項４】前記他方の支持基板の対向面上には、カ
ラーフィルター層が設けられ、前記共通電極は、前記カ
ラーフィルター層上に形成されていることを特徴とする
請求項１から請求項３記載のいずれかに記載の液晶表示
装置。
【請求項５】前記カラーフィルター層上には保護膜が
形成され、前記共通電極は前記保護膜上に形成されてい
ることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに
記載の記載の液晶表示装置。
【請求項６】前記垂直配向膜にはラビング処理が施さ
れていないことを特徴とする請求項１から請求項５記載
の液晶表示装置。
【請求項７】前記第２の基板は、少なくとも前記画素
電極および前記画素電極間に対応する領域が透光性であ
り、前記画素電極間に対応する領域の少なくとも一部
は、前記液晶と前記偏光板とにより遮光されることを特
徴とする請求項１から請求項６記載の液晶表示装置。
【請求項８】前記絶縁膜は、厚みが１μｍ以上である
ことを特徴とする請求項１から請求項７記載の液晶表示
装置。