JPH11194366A

JPH11194366A - アクティブマトリックス基板およびその製造方法、液晶装置および電子機器

Info

Publication number: JPH11194366A
Application number: JP10001892A
Authority: JP
Inventors: Shin Koide; 慎小出
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1998-01-07
Filing date: 1998-01-07
Publication date: 1999-07-21

Abstract

(57)【要約】【課題】従来の横電界方式の液晶表示装置は、信号線
と画素電極が同一の導電層で形成され、共通電極は信号
線の下方に他の導電層で形成されていたため、画素電極
と共通電極との間の本来の横方向電界の他に、信号線の
電圧によって生じる電界が液晶に印加されて表示を劣化
させてしまうという不具合があった。【解決手段】基板（１０）上に複数の信号線（２２）
および走査線（２１）が交差するように配設され、各交
点にそれぞれ画素電極（２３）および共通電極（２４）
が平行に形成されるとともに各画素電極に対応して各々
薄膜トランジスタが形成された画素が設けられ、前記薄
膜トランジスタを介して前記画素電極に電圧が印加され
て当該画素電極と対応する共通電極との間に電界が形成
されるように構成されたアクティブマトリックス基板に
おいて、前記画素電極および共通電極を同一の導電層に
よって形成するとともに、前記信号線を前記画素電極ま
たは共通電極の下方に絶縁膜を隔てて重なるように他の
導電層によって形成するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置さら
には横電界方式の液晶装置に関し、特に基板上に形成さ
れたポリシリコン層を動作層とする薄膜トランジスタ
（以下、ＴＦＴと称する）によって画素電極を駆動する
アクティブマトリックス型の液晶装置に用いられるアク
ティブマトリックス基板およびその製造方法並びにそれ
を適用した液晶装置、そして電子機器に利用して好適な
技術に関する。

【０００２】

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

【０００３】横電界方式の液晶装置は、視野角が大きい
上に、透明電極を用いる必要がなく導電性にすぐれた導
電材料で電極を形成できるため装置の性能向上および低
電圧化を図ることができるとともに、基板の一方にのみ
電極を形成すればよいため製造コストを低く抑えること
ができるという利点がある。

【０００４】特開平８−１７１０８２号公報に示される
横電界方式の液晶表示装置を構成するアクティブマトリ
ックス基板の平面レイアウトおよび断面構造の一例を図
１３に示す。なお、図１３（Ｂ）は図１３（Ａ）におけ
るＢ−Ｂ’線に沿った断面である。

【０００５】図１３において、２１は各行の画素のＴＦ
Ｔを順次オンさせる走査線、２２は走査線２１と直交す
る方向に配設され画像信号を各列の画素に伝えるための
信号線、２３は各画素に設けられた画素電極、２４は画
素電極２３と対向するように配設される共通電極、２５
は前記走査線２１の信号によってオン、オフ制御されて
信号線２２の画像信号を画素電極２３に印加するための
ＴＦＴで、これらの信号線およびは電極は一対の平行基
板の一方の基板に形成される。

【０００６】

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

【０００７】つまり、信号線２２には画像信号に応じた
電圧が供給され、走査線２１の選択タイミングによって
ＴＦＴ２５がオンされたときに対応する画素電極２３に
信号線２２上の電圧が伝達され、ＴＦＴ２５がオフの間
はその電圧を保持するように制御されるので、ＴＦＴが
オフ状態の画素では信号線２２上の画像信号が変化する
と、当該画素の画素電極２３と信号線２２との間の電界
が変化しこれが雑音として電界として液晶に印加されて
しまう。その結果、表示画質が低下するというものであ
る。

【０００８】なお、図１３の従来例においては、信号線
２２を共通電極２４の外側に設けているため、画素電極
２３と信号線２２との間の雑音電界が画素電極２３と共
通電極２４との間の電界に与える影響は小さくなってい
るが、このように信号線２２を共通電極２４の外側に設
けると画素の開口率が低下し、表示が暗くなったりコン
トラストが低下するという別の不具合が生じる。

【０００９】この発明の目的は、横電界方式の液晶装置
において、画素電極と共通電極によって液晶に印加され
る電界が信号線の電圧変化に影響されて変化して表示が
劣化するのを防止することができる技術を提供すること
にある。

【００１０】この発明の他の目的は、横電界方式の液晶
装置において、開口率を向上させることができる技術を
提供することにある。

【００１１】この発明のさらに他の目的は、明るくかつ
コントラストの高い表示が可能な液晶パネルおよび投射
型表示装置などの電子機器を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この発明は、前記目的を
達成するため、基板上に複数の信号線および走査線が交
差するように配設され、前記信号線と前記走査線とに接
続して薄膜トランジスタが形成されてなり、前記薄膜ト
ランジスタに接続して画素電極が形成され、前記画素電
極に対応して共通電極が形成され画素が設けられ、前記
薄膜トランジスタを介して前記画素電極に電圧が印加さ
れて当該画素電極と対応する共通電極との間に電界が形
成されるように構成されたアクティブマトリックス基板
において、前記画素電極および共通電極を同一の導電層
によって形成するとともに、前記信号線を前記画素電極
または共通電極の下方に絶縁膜を隔てて重なるように他
の導電層によって形成するようにしたことを特徴とす
る。

【００１３】このような手段としたことにより、信号線
と画素電極との間に生じる電界は絶縁膜内に生じて外に
出なくなるため、画素電極と共通電極によって液晶に印
加される電界が信号線の電圧変化に影響されて変化し、
表示される画質が劣化するのを防止することができるよ
うになる。

【００１４】また、信号線が画素電極または共通電極の
下方に断面的に重なって形成されているため、各画素の
開口率を向上させることができるようになる。

【００１５】また、基板上に複数の信号線および走査線
が交差するように配設され、前記信号線と前記走査線と
に接続して薄膜トランジスタが形成されてなり、前記薄
膜トランジスタに接続して画素電極が形成され、前記画
素電極に対応して共通電極が形成され画素が設けられ、
前記薄膜トランジスタを介して前記画素電極に電圧が印
加されて当該画素電極と対応する共通電極との間に電界
が形成されるように構成されたアクティブマトリックス
基板において、前記画素電極および共通電極を同一絶縁
膜上に形成するとともに、前記信号線を前記画素電極ま
たは共通電極の下方に絶縁膜を隔てて重なるように他の
導電層によって形成するようにしたことを特徴とする。

【００１６】このような構成とすることにより前述の様
に、開口率を向上させた液晶装置を得ることができる。

【００１７】さらに、前記基板を使用した液晶装置をラ
イトバルブとして用いることにより、従来の横電界方式
の液晶表示装置に比べて明るくかつコントラストの高い
表示が可能な投射型表示装置などの電子機器に用いるこ
とが可能となる。特に、ＴＮタイプの液晶装置をライト
バルブとして用いた際、視角特性により光軸に対してラ
イトバルブを傾けて配置していた。従って、投射される
表示が台形状となるという問題を有していたが、本願の
ような液晶装置をライトバルブとして用いることによ
り、視角特性が改善されているため光軸に対してほぼ垂
直に液晶装置を配置することができ、当社される映像は
ほぼ四角形になり、従来のような台形状の表示にはなら
ないと言う効果を有する。

【００１８】また、望ましくは、前記信号線には、前記
画素電極の端部と前記共通電極とのすき間および前記共
通電極の端部と前記走査線とのすき間を覆うように突出
部を設ける。これによって、光を遮光するブラックマス
クを設けることなく電極のすき間から光が漏れてコント
ラストが低下するのを防止することができる。

【００１９】なお、基板上に複数の信号線および走査線
が交差するように配設され、前記信号線と前記走査線と
に接続して薄膜トランジスタが形成されてなり、前記薄
膜トランジスタに接続して画素電極が形成され、前記画
素電極に対応して共通電極が形成され画素が設けられ、
前記薄膜トランジスタを介して前記画素電極に電圧が印
加されて当該画素電極と対応する共通電極との間に電界
が形成されるように構成されたアクティブマトリックス
基板の製造方法において、前記信号線を形成する工程
と、該信号線形成後に絶縁膜を形成する工程と、該絶縁
膜形成後に前記画素電極および共通電極を同時に形成す
る工程とを含むことを特徴とする。このような製造方法
とすることにより、信号線と画素電極との間に生じる電
界は絶縁膜内に生じて外に出なくなるため、画素電極と
共通電極によって液晶に印加される電界が信号線の電圧
変化に影響されて変化し、表示される画質が劣化するの
を防止することができるようになる。

【００２０】さらに、前記画素電極は、前記信号線を構
成する導電層と同一の導電層からなるバッファ層を介し
て前記薄膜トランジスタの動作層となる半導体層（ドレ
イン領域）に接続されるようにするとよい。これによっ
て、画素電極をバッファ層を介さずに直接ドレイン領域
に接触させる方式に比べてコンタクトホールの径の広が
りを抑え、開口率を向上させることができる。

【００２１】さらに、光源と、前記光源からの光を変調
して透過もしくは反射する液晶ライトバルブと、これら
の液晶ライトバルブにより変調された光を集光し拡大投
射する投射光学手段とを備えてなる投射型表示装置にお
いて、前記液晶ライトバルブは、一方の基板に画素電
極、該画素電極に接続されてなるスイッチング素子、お
よび共通電極が少なくとも形成されてなる液晶装置から
形成されてなることを特徴とする。

【００２２】このような構成とすることによって、ライ
トバルブを光軸に対して傾けて配置する必要がなく、投
射された表示画面が台形になることがない。

【００２３】また、本願の液晶装置を各種電子機器に応
用することが可能である。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を、図面
を用いて説明する。

【００２５】図１および図２は、本発明を適用した横電
界方式のアクティブマトリックス基板の第１の実施例の
平面レイアウトおよび断面図を示す。なお、図１および
図２にはマトリックス状に配置されている画素のうち一
画素部分のレイアウトおよび断面構造を示す。図２
（Ａ）は図１におけるＡ−Ａ’線に沿った断面、また図
２（Ｂ）は図１におけるＢ−Ｂ’線に沿った断面すなわ
ちＴＦＴの動作層となるポリシリコン層に沿った断面構
造を示す。

【００２６】図１において、１１はＴＦＴの動作層を構
成するポリシリコン層であり、このポリシリコン層１１
は、図２（Ｂ）に示されているように、ガラス基板１０
の表面に形成された下地絶縁膜１２上に形成され、ポリ
シリコン層１１の上には酸化シリコン膜からなるゲート
絶縁膜１３が形成されている。２１は同一行（図では横
方向）にあるＴＦＴの共通のゲート電極となるゲート線
（走査線）、２２は前記ゲート線２１と交差するように
縦方向に配設され同一列にあるＴＦＴのソース領域（も
しくはドレイン領域）に画素電極に印加すべき電圧を供
給する信号線（ソース線）で、ゲート線２１はＴａＮ／
Ｔａ層のような導電層によって、また信号線２２はアル
ミニウム、銅あるいはそれらの合金のような導電層によ
ってそれぞれ構成されている。

【００２７】また、２３は前記信号線２２と平行に配設
された画素電極、２４は隣接する画素の信号線と並設さ
れた共通電極で、これらの画素電極２３および共通電極
２４はアルミニウム、タングステン、クロムあるいはモ
リブデンなどからなる同一の導電層によって構成される
とともに、各画素の共通電極２４はゲート線方向に配設
された連結部２４Ａによって互いに電気的に結合されて
櫛歯状をなし、例えばいわゆるＬＣコモン電位と呼ばれ
る電位（画素電極により液晶に印加される交流電圧の中
心電位）が共通に印加されるようにされている。

【００２８】なお、図１および図２において、１４は前
記画素電極２３をポリシリコン層１１のＴＦＴドレイン
領域（もしくはソース領域）とを接続するためのバッフ
ァ層、１５ａは前記信号線３を前記ポリシリコン層１１
のＴＦＴソース領域に接触させるためのコンタクトホー
ル、１５ｂは前記バッファ層１４をポリシリコン層１１
に、また１５ｃは前記画素電極４をバッファ層１４に接
触させるためのコンタクトホール、１６，１７はそれぞ
れＣＶＤ法等により形成される酸化シリコン膜のような
絶縁膜で、このうち絶縁膜１７は平坦化処理されるのが
望ましい。

【００２９】この実施例においては、図２（Ａ）に示す
ように、画素電極２３と共通電極２４とが同一の導電層
によって形成されるとともに、前記信号線２２は前記画
素電極２３または共通電極２４の下方に絶縁膜１７を隔
てて重なるように他の導電層によって形成されている。
この実施例によれば、信号線２２と画素電極２３との間
に生じる雑音電界は、破線ｂのように、絶縁膜１７内に
生じて外に出なくなるため、画素電極２３と共通電極２
４によって液晶に印加される電界が信号線２２の電圧変
化に影響されて変化して表示される画質が劣化するのを
防止することができるようになる。また、信号線２２が
画素電極２３または共通電極２４の下方に断面的に重な
って形成されているため、各画素の開口率を向上させる
ことができるようになる。

【００３０】さらに、この実施例では、前記共通電極２
４の端部とゲート線２１との間の隙および前記画素電極
２３の端部と共通電極２４とのすき間をそれぞれ覆うよ
うに、信号線２２に突出部２２ａ，２２ｂを設けてい
る。これによって、対向基板側の少なくとも画素領域に
対応する部分に光漏れを防止するためのブラックマスク
と呼ばれる遮光膜を設ける必要がなくなり、より一層の
コストダウンを図ることができるとともに、位置合わせ
精度もそれほど高くしなくてもよいため組立ても容易に
なるという利点がある。

【００３１】なお、図１に矢印Ｒは、前記画素電極２３
および共通電極２４の上方に形成されるポリイミドなど
からなる配向膜（図示省略）のラビング方向を示すもの
で、前記画素電極２３および共通電極２４の長手方向よ
りθだけ傾けることにより、前記画素電極２３および共
通電極間２４に電圧をかけて液晶の向きを変える際に回
転の方向が常に同一になるようにされる。

【００３２】次に、前記実施例のアクティブマトリック
ス基板の製造プロセスを図３および図４を用いて説明す
る。なお、図３および図４には、基板上にマトリックス
状に配置されている画素のうち一画素部分の断面構造を
示す。

【００３３】この実施例では、ガラス基板の表面にＣＶ
Ｄ法等により酸化シリコン膜などからなる下地絶縁膜を
形成した後、この下地絶縁膜の上に、減圧ＣＶＤ法等に
よりアモルファスシリコン膜を形成し、レーザーアニー
ル処理を施して結晶化させてノンドープ・ポリシリコン
層を形成する。そして、このポリシリコン層に対してエ
ッチングによりパターニングを行なって、後に形成され
るＴＦＴのチャネル領域およびソース、ドレイン領域と
なる動作層１１を形成する（図３（ａ））。

【００３４】次に、前記ポリシリコン動作層１１の上に
ＣＶＤ法等によりＴＥＯＳをソースとして酸化シリコン
膜からなるゲート絶縁膜を形成する。その後、前記ゲー
ト絶縁膜の上に導電層（例えばＴａＮ／Ｔａ）を所定の
厚さに形成した後に、エッチングによりパターニングを
行なって前記ポリシリコン動作層１１と交差するように
ゲート電極兼ゲート線２１を形成する（図３（ｂ））。
それから、リン等の不純物をイオン打込みで前記動作層
１１に注入して、ＴＦＴのソース領域およびドレイン領
域（図２(Ｂ)のハッチング部分）を形成する。このとき
動作層１１のゲート線２１の下方部分には不純物が導入
されず、低濃度のチャネル領域として残る。

【００３５】なお、実施例では、ゲート線と自己整合さ
れたソース・ドレイン領域を有するＴＦＴについて説明
するが、前記ＴＦＴはチャネル領域に隣接して形成され
た低濃度に不純物が打ち込まれたソース・ドレイン領域
の外側に高濃度に不純物が打ち込まれたコンタクト領域
が形成されたＬＤＤ構造のＴＦＴとして形成されてもよ
いし、ゲート電極端部からソース・ドレイン領域が離れ
ているいわゆるオフセット構造であってもよい。ＬＤＤ
構造あるいはオフセット構造とすることによりオフ時の
リーク電流を低減することができる。また、前記ゲート
線２１の材料としては、前記ＴａＮ／Ｔａの他、Ｍｏ，
Ｔｉ，Ｗ等の高融点金属あるいはＭｏＳｉ，ＷＳｉ等の
メタルシリサイドを使用するようにしてもよい。

【００３６】次に、前記ゲート線２１およびゲート絶縁
膜上にかけてリンを含まないシリケートガラス膜（ＮＳ
Ｇ膜）のような第１絶縁膜（１６）を高圧ＣＶＤ法等に
より形成した後、ドライエッチングにより前記第１絶縁
膜の前記動作層１１の端部に対応した位置にコンタクト
ホール１５ａ，１５ｂを形成する（図３（ｃ））。

【００３７】その後、スパッタ法等によりアルミニウ
ム、銅もしくはそれらの合金等の低抵抗導電層を全面に
形成してからパターニングを行なって前記コンタクトホ
ール１５ａにて動作層１１（ＴＦＴのソース領域）に接
触されるソース電極兼信号線２２および後述の画素電極
とポリシリコン動作層１１（ＴＦＴのドレイン領域）と
を接続するためのバッファ層１４を形成する（図３
（ｄ））。そして、その上に減圧ＣＶＤ法等によりボロ
ンおよびリンを含むシリケートガラス膜（ＢＰＳＧ膜）
のような第２絶縁膜（１７）を所望の厚さに形成し平坦
化する。

【００３８】次に、異方性ドライエッチングにより前記
バッファ層１４の上方の第２絶縁膜に、画素電極接触用
のコンタクトホール１５ｃを形成する（図４（ｅ））。
なお、前記異方性ドライエッチングとしては、例えばＣ
ＨＦ3やＳＦ6をエッチングガスとして用いる反応性イオ
ンエッチングやケミカルドライエッチング、プラズマエ
ッチング等が考えられる。

【００３９】前記コンタクトホール１５ｃを形成した後
は、第２絶縁膜の表面にスパッタ法等によりアルミニウ
ム、タングステン、クロムあるいはモリブデンなどの導
電層を形成し、パターニングを行なって画素電極２３お
よび共通電極２４を同時に形成する（図４（ｆ））。そ
の後、前記画素電極２３および共通電極２４並びに第２
絶縁膜上にかけて、ポリイミド等からなる配向膜が約２
００〜１０００オングストロームのような厚さに形成さ
れ、ラビング（配向処理）を行なうことでアクティブマ
トリックス基板として完成される。

【００４０】さらに、前記実施例のアクティブマトリッ
クス基板は、その表面側に前記画素電極に対応するカラ
ーフィルタ層とその周囲を囲むブラックマスクが形成さ
れた入射側のガラス基板が適当な間隔をおいて配置さ
れ、周囲をシール材で封止された間隙内に例えば正の誘
電異方性を有する液晶が充填されて液晶パネルとして構
成される。

【００４１】図５〜図７に本発明の第２の実施例を示
す。なお、図６は図５におけるＣ-Ｃ'線に沿った断面構
造を示す。この実施例は、第１の実施例とほぼ同一であ
り、異なる点は、図１の実施例においてＬ字状に形成さ
れている画素電極２３が逆Ｌ状に、また図１の実施例に
おいて上方から下方へ向かって突出するように形成され
ている共通電極２４が上方から下方へ向かって突出する
ように形成されている点と、画素電極２３に補助容量Ｃ
scを接続するようにしている点にある。

【００４２】この実施例における補助容量は、特に限定
されるものではないが、画素電極２３の一部を隣接する
画素行のゲート線２１に沿って延設し、画素電極２３と
ゲート線２１との間にこれらと重なるように電極層１８
を設けて、この電極層１８に画素電極２３をコンタクト
ホール１５ｄにて接続することにより、電極層１８とゲ
ート線との間に形成される絶縁膜容量を補助容量Ｃscと
して利用するようにしている。これによって、図７に等
価回路を示すように、画素電極２３に信号線２２の電圧
を伝達するＴＦＴのドレインに前記補助容量Ｃscが接続
され、ＴＦＴのオフ時に電位的にフローティングになる
画素電極の蓄積電荷が増加され、リークによる画素電極
−共通電極間の電圧低下が抑制されるようになるという
利点を有する。

【００４３】しかも、この実施例においては、前記補助
容量Ｃｓｃを構成する電極層１８が信号線を構成する導
電層と同一の導電層によって構成されているため、第１
の実施例に比べてプロセスの工程数が全く増加しないと
ともに、開口率を低下させることもない。

【００４４】図８に本発明の第３の実施例を示す。この
実施例は、各画素ごとに２対の画素電極２３ａ，２３ｂ
および共通電極２４ａ，２４ｂを設けて共に櫛歯状電極
とし、それらを互い噛み合わせるように配設したもので
ある。横電界方式の液晶表示装置においては、各画素電
極と共通電極のピッチを広くすると液晶に印加される電
界の強度が低くなってしまうので、ピッチを所定値以下
に抑える必要がある。第１〜第３の実施例において、各
画素電極と共通電極のピッチを同一（例えば１０μｍ）
にした場合、第１および第２の実施例は、各画素ごとに
１対の画素電極と共通電極を有する構成であるため、第
３の実施例に比べて画素のピッチを１／２にすることが
できる。従って、第１および第２の実施例は、ＶＧＡ(V
ideo Graphics Array)やＸＧＡ(Extended Graphics Arr
ay)のような高解像度の表示装置に適用すると有利であ
る。

【００４５】図９は、本発明が適用される液晶パネルの
ＴＦＴ側の基板のシステム構成例を示す。図において、
９０は互いに交差するように配設されたゲート線２１と
信号線２２との交点に対応してそれぞれ配置された画素
で、各画素９０は画素電極２３およびこの画素電極２３
と対向する共通電極２４と、画素電極２４に信号線２２
上の画像信号に応じた電圧を印加するＴＦＴ９１とから
なる。同一行のＴＦＴ９１はそのゲートが同一のゲート
線２１に接続され、ドレインが対応する画素電極２４に
接続されている。また、同一列のＴＦＴ９１はそのソー
スが同一の信号線２２に接続されている。この実施例に
おいては、周辺回路（Ｘ、Ｙシフトレジスタやサンプリ
ング手段）５０，６０を構成するトランジスタが画素を
駆動するＴＦＴと同様にポリシリコン層を動作層とする
いわゆるポリシリコンＴＦＴで構成されており、周辺回
路５０，６０を構成するトランジスタは画素駆動用ＴＦ
Ｔとともに同一プロセスにより、同時に形成される。

【００４６】この実施例では、表示領域（画素マトリッ
クス）の一側（図では上側）に前記信号線２２を順次選
択するシフトレジスタ（以下、Ｘシフトレジスタと称す
る）５１が配置され、画素マトリックスの他の一側には
前記ゲート線２１を順次選択駆動するシフトレジスタ
（以下、Ｙシフトレジスタと称する）６１が設けられて
いる。また、Ｙシフトレジスタ６１の次段には必要に応
じてバッファ６３が設けられる。

【００４７】前記各信号線２２の他端にはＴＦＴで構成
されたサンプリング用スイッチ５２が設けられており、
これらのサンプリング用スイッチ５２は外部端子７４，
７５，７６に入力されるビデオ信号やデータ信号を伝送
するビデオライン５４，５５，５６との間に接続され、
前記Ｘシフトレジスタ５１から出力されるサンプリング
パルスによって順次オン／オフされるように構成されて
いる。Ｘシフトレジスタ５１は、端子７２，７３を介し
て外部より入力されるクロックＣＬＸ，／ＣＬＫに基づ
いて１水平走査期間中にすべての信号線２２を順番に１
回ずつ選択するようなサンプリングパルスＸ１，Ｘ２，
Ｘ３，‥‥‥Ｘｎを形成してサンプリング用スイッチ５
２の制御端子に供給する。

【００４８】一方、前記Ｙシフトレジスタ６１は、端子
７７，７８を介して外部から入力されるクロックＣＬ
Ｙ，／ＣＬＹに同期して動作され、各ゲート線２１を順
次駆動する。

【００４９】図１０には前記アクティブマトリックス基
板を適用した液晶パネル３０の構成例を示す。同図に示
すように、前記アクティブマトリックス基板（ＴＦＴア
レイ基板）１０の上には、複数の画素電極２３により規
制される画素領域（実際に液晶層３７の配向状態変化に
より画像が表示される液晶パネルの領域）の周囲におい
て両基板を張り合わせて液晶層３７を包囲するシール部
材の一例として光硬化性樹脂からなるシール材３６が画
素領域に沿って設けられている。そしてカラーフィルタ
層３３を有する入射側の対向基板３１の上記画素領域外
側シール材３６内側領域に対応する部位に、遮光性の周
辺見切り層３５が設けられている。

【００５０】上記周辺見切り層３５は、後に画祖領域に
対応して開口が開けられた遮光性のケースにアクティブ
マトリックス基板１０がセットされた場合に当該画素領
域が製造誤差等により当該ケースの開口の縁に隠れてし
まわないように、即ち例えばアクティブマトリックス基
板１０のケースに対するずれとして数百μｍ程度を許容
するように、画素領域の周囲に５００μｍ１ｍｍ程度の
幅を持つ帯状の遮光性材料により形成される。このよう
な遮光性の周辺見切り層３５は、例えばＣｒ（クロム）
やＮｉ（ニッケル），Ａｌ（アルミニウム）などの金属
材料を用いたスパッタリング、フォトリソグラフィおよ
びエッチングによって対向基板３１に形成される。上記
金属材料の代わりに、カーボンやＴｉ（チタン）をフォ
トレジストに分散した樹脂ブラックなどの材料により周
辺見切り層３５を形成してもよい。

【００５１】上記シール材３６の外側の領域には、画素
領域の下辺に沿って周辺回路（走査線駆動回路）５０お
よび外部端子としてのパッド７０が設けられ、画素領域
の両側（図の左右２辺）に沿って周辺回路（信号線駆動
回路）６０が設けられている。さらに、画素領域の上辺
には、画素領域の両側に設けられた上記周辺回路６０間
を電気的に接続するための配線１０５が設けられてい
る。また、シール材３６の四隅には、アクティブマトリ
ックス基板１０と対向基板３１との間で電気的導通をと
るための導電源電圧材からなるコラム１０６が設けられ
ている。そして、シール材３６とほぼ同じ輪郭を持つ対
向基板３１が当該シール材３６によりアクティブマトリ
ックス基板１０に固着されている。

【００５２】図１１には前記アクティブマトリックス基
板を適用した液晶パネル３０の他の構成例を示す。図１
１の実施例の液晶パネル３０は、前記アクティブマトリ
ックス基板１０の表面側にはカラーフィルタ層３３を有
する入射側のガラス基板３１が適当な間隔をおいて配置
され、周囲をシール材３６で封止された間隙内に液晶３
７が充填されて液晶パネル３０として構成されている。
また、周辺回路５０，６０の上方は、例えば対向基板３
１に設けられるブラックマスク等により遮光されるよう
に構成される。なお、外部から信号を入力するための外
部端子としてのパッド７０は前記シール材３６の外側に
来るようにシール材を設ける位置が決定されている。

【００５３】図１２は前記実施例の液晶装置を液晶ライ
トバルブとして応用した電子機器の一例として示した投
射型表示装置の構成例が示されている。

【００５４】図２１は、投写型表示装置の要部を示す概
略構成図である。図中、１０は光源、１３，１４はダイ
クロイックミラー、１５，１６，１７は反射ミラー、１
８，１９，２０はリレーレンズ、２２，２３，２４は液
晶ライトバルブ、２５はクロスダイクロイックプリズ
ム、２６は投写レンズを示す。光源１０はメタルハライ
ド等のランプ１１とランプの光を反射するリフレクタ１
２とからなる。青色光・緑色光反射のダイクロイックミ
ラー１３は、光源１０からの白色光束のうちの赤色光を
透過させるとともに、青色光と緑色光とを反射する。透
過した赤色光は反射ミラー１７で反射されて、赤色光用
液晶ライトバルブ２２に入射される。一方、ダイクロイ
ックミラー１３で反射された色光のうち緑色光は緑色光
反射のダイクロイックミラー１４によって反射され、緑
色光用液晶ライトバルブ２３に入射される。一方、青色
光は第２のダイクロイックミラー１４も透過する。青色
光に対しては、長い光路による光損失を防ぐため、入射
レンズ１８、リレーレンズ１９、出射レンズ２０を含む
リレーレンズ系からなる導光手段２１が設けられ、これ
を介して青色光が青色光用液晶ライトバルブ２４に入射
される。各ライトバルブにより変調された３つの色光は
クロスダイクロイックプリズム２５に入射する。このプ
リズムは４つの直角プリズムが貼り合わされ、その内面
に赤光を反射する誘電体多層膜と青光を反射する誘電体
多層膜とが十字状に形成されている。これらの誘電体多
層膜によって３つの色光が合成されて、カラー画像を表
す光が形成される。合成された光は、投写光学系である
投写レンズ２６によってスクリーン２７上に投写され、
画像が拡大されて表示される。

【００５５】本発明は従来のＴＮ型の液晶を用いた液晶
表示装置とは異なり、視角の広い横電界型（いわゆるＩ
ＰＳモード）の液晶装置である。その視角について図１
４に示した。（ａ）は従来のＴＮ型の液晶装置であり、
斜線部のような視角特性を有する。従って、従来型の投
射型液晶装置は、ライトバルブとして用いる液晶装置の
視角特性に合わせ、液晶装置を光軸に対して傾けて配置
している。このように配置しなければならないため、従
来型の投射型液晶装置は、投射される表示が台形状にな
り、表示される映像の上下で表示幅が異なりゆがんだ表
示となる問題点が有る。

【００５６】これに対して、本願の液晶装置をライトバ
ルブとして用いることにより、このような問題点、即ち
投射映像が台形となると言う問題点を解消することがで
きる。即ち、図１４（ｂ）に本願の様な横電界型の液晶
装置の視角特性を示したが、図示されているように全体
的にほぼ均一な視角特性を有することがわかる。従っ
て、視角特性に影響されることなくライトバルブである
液晶装置を光軸に対して垂直に配置することができ、台
形型の表示となることは全くない。

【００５７】次に、上述の実施例の液晶装置を用いて構
成される電子機器は、図１５に示す表示情報出力源１０
００、表示情報処理回路１００２、表示駆動回路１００
４、液晶パネルなどの表示パネル１００６、クロック発
生回路１００８及び電源回路１０１０を含んで構成され
る。表示情報出力源１０００は、ＲＯＭ、ＲＡＭなどの
メモリ、テレビ信号を同調して出力する同調回路などを
含んで構成され、クロック発生回路１００８からのクロ
ックに基づいて、ビデオ信号などの表示情報を出力す
る。表示情報処理回路１００２は、クロック発生回路１
００８からのクロックに基づいて表示情報を処理して出
力する。この表示情報処理回路１００２は、例えば増幅
・極性反転回路、相展開回路、ローテーション回路、ガ
ンマ補正回路あるいはクランプ回路等を含むことができ
る。表示駆動回路１００４は、走査側駆動回路及びデー
タ側駆動回路を含んで構成され、液晶パネル１００６を
表示駆動する。電源回路１０１０は、上述の各回路に電
力を供給する。

【００５８】このような構成の電子機器として、図１２
に示す液晶プロジェクタ、図１６に示すマルチメディア
対応のパーソナルコンピュータ（ＰＣ）及びエンジニア
リング・ワークステーション（ＥＷＳ）、図１７に示す
ページャ、あるいは携帯電話、ワードプロセッサ、テレ
ビ、ビューファインダ型又はモニタ直視型のビデオテー
プレコーダ、電子手帳、電子卓上計算機、カーナビゲー
ション装置、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた装置な
どを挙げることができる。

【００５９】図１６２に示すパーソナルコンピュータ１
２００は、キーボード１２０２を備えた本体部１２０４
と、液晶表示画面１２０６とを有する。

【００６０】図１７に示すページャ１３００は、金属製
フレーム１３０２内に、液晶表示基板１３０４、バック
ライト１３０６ａを備えたライトガイド１３０６、回路
基板１３０８、第１，第２のシールド板１３１０，１３
１２、２つの弾性導電体１３１４，１３１６、及びフィ
ルムキャリアテープ１３１８を有する。２つの弾性導電
体１３１４，１３１６及びフィルムキャリアテープ１３
１８は、液晶表示基板１３０４と回路基板１３０８とを
接続するものである。

【００６１】ここで、液晶表示基板１３０４は、２枚の
透明基板１３０４ａ，１３０４ｂの間に液晶を封入した
もので、これにより少なくともドットマトリクス型の液
晶表示パネルが構成される。一方の透明基板に、図１５
に示す駆動回路１００４、あるいはこれに加えて表示情
報処理回路１００２を形成することができる。液晶表示
基板１３０４に搭載されない回路は、液晶表示基板の外
付け回路とされ、図１７の場合には回路基板１３０８に
搭載できる。

【００６２】図１７はページャの構成を示すものである
から、液晶表示基板１３０４以外に回路基板１３０８が
必要となるが、電子機器用の一部品として液晶表示装置
が使用される場合であって、透明基板に表示駆動回路な
どが搭載される場合には、その液晶表示装置の最小単位
は液晶表示基板１３０４である。あるいは、液晶表示基
板１３０４を筺体としての金属フレーム１３０２に固定
したものを、電子機器用の一部品である液晶表示装置と
して使用することもできる。さらに、バックライト式の
場合には、金属製フレーム１３０２内に、液晶表示基板
１３０４と、バックライト１３０６ａを備えたライトガ
イド１３０６とを組み込んで、液晶表示装置を構成する
ことができる。これらに代えて、図１８に示すように、
液晶表示基板１３０４を構成する２枚の透明基板１３０
４ａ，１３０４ｂの一方に、金属の導電膜が形成された
ポリイミドテープ１３２２にＩＣチップ１３２４を実装
したＴＣＰ（ＴａｐｅＣａｒｒｉｅｒＰａｃｋａｇ
ｅ）１３２０を接続して、電子機器用の一部品である液
晶表示装置として使用することもできる。

【００６３】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が
可能である。例えば、本発明は上述の各種の液晶パネル
の駆動に適用されるものに限らず、エレクトロルミネッ
センス、プラズマディスプレー装置にも適用可能であ
る。

【００６４】

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

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用したアクティブマトリックス基板
の第１の実施例の１画素部の平面レイアウト図。

【図２】図１におけるＡ−Ａ’線およびＢ−Ｂ’線に沿
った断面を示す断面図。

【図３】第１の実施例のアクティブマトリックス基板の
製造方法の一実施例（前半）を工程順に示す断面図。

【図４】第１の実施例のアクティブマトリックス基板の
製造方法の一実施例（後半）を工程順に示す断面図。

【図５】本発明を適用したアクティブマトリックス基板
の第２の実施例の１画素部の平面レイアウト図。

【図６】図５におけるＣ−Ｃ’線に沿った断面を示す断
面図。

【図７】図５の実施例の１画素部の等価回路を示す回路
図。

【図８】本発明を適用したアクティブマトリックス基板
の第３の実施例の１画素部の平面レイアウト図。

【図９】本発明を適用して好適なアクティブマトリック
ス基板のシステム構成例を示すブロック図。

【図１０】本発明に係るアクティブマトリックス基板を
用いた液晶パネルの構成例を示す断面図および平面図。

【図１１】本発明に係るアクティブマトリックス基板を
用いた液晶パネルの他の構成例を示す平面図および断面
図。

【図１２】実施例のアクティブマトリックス基板を用い
たＬＣＤをライトバルブとして応用した投射型表示装置
の一例としてビデオプロジェクタの概略構成図。

【図１３】従来の横電界方式の液晶表示装置用の基板の
一例を示す平面レイアウト図および断面図。

【図１４】従来のＴＮ型液晶装置の視角特性（ａ）と、
横電界方式の液晶表示装置の視角特性（ｂ）を示した
図。

【図１５】本発明の一応用例を示した図。

【図１６】本発明の一応用例を示した図。

【図１７】本発明の一応用例を示した図。

【図１８】本発明の一応用例を示した図。

【符号の説明】

１０基板（ガラス基板）１１ポリシリコン層（動作層）１２下地絶縁膜１３ゲート電極１４ゲート絶縁膜１５ａ〜１５ｃコンタクトホール１６，１７絶縁膜１８補助容量電極層２１走査線（ゲート線）２２信号線（ソース線）２３画素電極２４共通電極３０液晶パネル３１対向基板３３カラーフィルタ層３６シール材３７液晶５０，６０周辺回路５１Ｘシフトレジスタ５２サンプリング用スイッチ５４〜５６ビデオライン６１Ｙシフトレジスタ７０パッド７２〜７８外部端子９０画素９１画素駆動用ＴＦＴ３７０ランプ３７３，３７５，３７６ダイクロイックミラー３７４，３７７反射ミラー３７８，３７９，３８０ライトバルブ３８３ダイクロイックプリズム３８４投射レンズ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上に複数の信号線および走査線が交
差するように配設され、前記信号線と前記走査線とに接
続して薄膜トランジスタが形成されてなり、前記薄膜ト
ランジスタに接続して画素電極が形成され、前記画素電
極に対応して共通電極が形成され画素が設けられ、前記
薄膜トランジスタを介して前記画素電極に電圧が印加さ
れて当該画素電極と対応する共通電極との間に電界が形
成されるように構成されたアクティブマトリックス基板
において、前記画素電極および共通電極を同一の導電層
によって形成するとともに、前記信号線を前記画素電極
または共通電極の下方に絶縁膜を隔てて重なるように他
の導電層によって形成するようにしたことを特徴とする
アクティブマトリックス基板。
【請求項２】基板上に複数の信号線および走査線が交
差するように配設され、前記信号線と前記走査線とに接
続して薄膜トランジスタが形成されてなり、前記薄膜ト
ランジスタに接続して画素電極が形成され、前記画素電
極に対応して共通電極が形成され画素が設けられ、前記
薄膜トランジスタを介して前記画素電極に電圧が印加さ
れて当該画素電極と対応する共通電極との間に電界が形
成されるように構成されたアクティブマトリックス基板
において、前記画素電極および共通電極を同一絶縁膜上
に形成するとともに、前記信号線を前記画素電極または
共通電極の下方に絶縁膜を隔てて重なるように他の導電
層によって形成するようにしたことを特徴とするアクテ
ィブマトリックス基板。
【請求項３】前記信号線には、前記画素電極の端部と
前記共通電極とのすき間および前記共通電極の端部と前
記走査線とのすき間を覆う突出部が設けられていること
を特徴とする請求項１または２に記載のアクティブマト
リックス基板。
【請求項４】前記画素電極は、前記信号線を構成する
導電層と同一の導電層からなるバッファ層を介して前記
薄膜トランジスタの動作層となる半導体層に接続されて
いることを特徴とする請求項１、２または３に記載のア
クティブマトリックス基板。
【請求項５】前記画素電極は隣接する画素行の前記走
査線に沿って延設された延長部を有し、該延長部と前記
隣接する画素行の走査線との間に補助容量を構成する電
極層が形成され、該電極層は前記画素電極に接続されて
いることを特徴とする請求項１、２、３または４に記載
のアクティブマトリックス基板。
【請求項６】前記電極層は、前記信号線を構成する導
電層と同一の導電層により構成されていることを特徴と
する請求項１、２、３、４または５に記載のアクティブ
マトリックス基板。
【請求項７】基板上に複数の信号線および走査線が交
差するように配設され、前記信号線と前記走査線とに接
続して薄膜トランジスタが形成されてなり、前記薄膜ト
ランジスタに接続して画素電極が形成され、前記画素電
極に対応して共通電極が形成され画素が設けられ、前記
薄膜トランジスタを介して前記画素電極に電圧が印加さ
れて当該画素電極と対応する共通電極との間に電界が形
成されるように構成されたアクティブマトリックス基板
の製造方法において、前記信号線を形成する工程と、該信号線形成後に絶縁膜
を形成する工程と、該絶縁膜形成後に前記画素電極およ
び共通電極を同時に形成する工程とを含むことを特徴と
するアクティブマトリックス基板の製造方法。
【請求項８】請求項１、２、３、４、５または６に記
載のアクティブマトリックス基板と、カラーフィルタ層
を有する基板とが間隔をおいて配置されるとともに、前
記アクティブマトリックス基板と前記基板との間隙内に
液晶が封入されていることを特徴とする液晶装置。
【請求項９】光源と、前記光源からの光を変調して透
過もしくは反射する液晶ライトバルブと、これらの液晶
ライトバルブにより変調された光を集光し拡大投射する
投射光学手段とを備えてなる投射型表示装置において、
前記液晶ライトバルブは、一方の基板に画素電極、該画
素電極に接続されてなるスイッチング素子、および共通
電極が少なくとも形成されてなる液晶装置から形成され
てなることを特徴とする投射型表示装置。
【請求項１０】前記液晶装置を搭載したことを特徴と
する電子機器。