JP2853656B2 - 液晶パネル - Google Patents

液晶パネル

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JP2853656B2 JP12694296A JP12694296A JP2853656B2 JP 2853656 B2 JP2853656 B2 JP 2853656B2 JP 12694296 A JP12694296 A JP 12694296A JP 12694296 A JP12694296 A JP 12694296A JP 2853656 B2 JP2853656 B2 JP 2853656B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、薄膜トランジスタ
（以下、ＴＦＴと略す）を用いたアクティブマトリクス
型の液晶表示装置に関し、とくにカラーフィルタ内蔵の
カラー液晶パネルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ＴＦＴを用いるアクティブマトリクス型
の液晶パネルの従来例としては特開平６−３０１０５７
号が知られている。図４を用いてこの公知例を説明す
る。
【０００３】ＴＦＴ基板２１と対向基板２２との間には
液晶層１８が挟まれている。ＴＦＴ基板２１は石英、ガ
ラス等の絶縁基板１上に金属から成るソース電極７およ
びドレイン電極６、アモルファス等から成る半導体層２
３、酸化けい素あるいは窒化けい素から成るゲート絶縁
膜３、金属から成り走査線を兼ねたゲート電極２、金属
から成りソース電極７と導電接続し走査線と直交する信
号線２０、走査線と信号線２０との絶縁を保持するため
の層間絶縁膜２５が形成されている。これらの上に接す
るように赤色の有色絶縁膜９、緑色の有色絶縁膜１０、
青色の有色絶縁膜１１より成るカラーフィルタ層８が形
成され、カラーフィルタ層８上にドレイン電極６と導電
接続するようにインジウム・スズ酸化物（以下ＩＴＯと
いう）等の透明導電膜より成る画素電極１３が形成され
ている。
【０００４】図４ではコプラナー型のＴＦＴが示されて
いるが逆スタガ型のＴＦＴも一般的である。また対向基
板２２は石英、ガラス等の透明絶縁基板１５上の全面に
ＩＴＯ等の透明導電膜より成る対向電極を形成して成
る。このようにして作られたＴＦＴ基板２１と対向基板
２２とを３〜１０μｍの厚さの液晶層１８を介して貼り
合わせる。
【０００５】この公知例では、コプラナー型のＴＦＴの
場合、半導体層のバックチャネル側に光を遮断するもの
は液晶パネル内に何もないので、透過型の液晶表示装置
ではバックライト等の光が直接半導体層のバックチャネ
ルに当たる。また、逆スタガ型ＴＦＴ場合、半導体層の
バックチャネル側にカラーフィルタがあるが、赤、緑、
青いずれのカラーフィルタにしても外光から半導体層を
遮光するのに十分ではない。いずれにしても半導体層内
で入射光によるオフリーク電流が発生してＴＦＴが誤動
作を起こし、表示不良となる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、外光がＴＦ
Ｔのバックチャネルに入射して起こるＴＦＴの誤動作の
問題を解決するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、カラーフィル
タを有する液晶パネルにおいて、カラーフィルタ上にＴ
ＦＴを完全に覆う領域に金属から成る遮光膜を設けるも
のである。
【０００８】
【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態について
図１〜３を参照して説明する。
【０００９】透明な絶縁基板１上に平行に形成された複
数の走査線１９とこれに直交する複数の信号線２０とで
区切られた領域に形成された複数のＴＦＴと画素電極１
３とを有するＴＦＴ基板２１と、透明な絶縁基板１５上
に透明な対向電極１６を有する対向基板２２と、これら
両基板２１，２２の間隙に挟持された液晶材料１８とを
含んで構成される液晶パネルにおいて、ＴＦＴ上の複数
の信号線２０で区切られた領域に赤、緑、青に着色され
たカラーフィルタ８を設け、さらにこのカラーフィルタ
８上にＴＦＴを完全に覆う領域に金属から成る遮光膜１
２を形成し、さらに複数の走査線１９と複数の信号線２
０とで囲まれた領域に透明な画素電極を設けている。遮
光膜１２は図２のように画素電極の上または図３のよう
に画素電極の下に形成される。
【００１０】〔実施例１〕図１は本発明の第１の実施例
の液晶パネルの構造を示す平面図である。また、図２は
図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【００１１】まず、ガラス等から成る透明な絶縁基板１
上にゲート電極２および走査線１９が形成される。次に
ゲート電極２、走査線１９を覆うようにゲート絶縁膜３
が形成され、ゲート電極２上にゲート絶縁膜３を介して
アモルファスシリコンのｉ型半導体層４が形成される。
ｉ型半導体層４上で後述のドレイン電極およびソース電
極の領域にはアモルファスシリコンのｎ+ 型半導体層５
が形成される。ｎ+ 型半導体層５上にはドレイン電極６
およびソース電極７と信号線２０が形成される。以上の
工程によってＴＦＴが形成される。次に赤色の有色絶縁
膜９、緑色の有色絶縁膜１０、青色の有色絶縁膜１１か
ら成るカラーフィルタ層８が信号線２０に区切られた領
域および信号線２０の一部と重なるように形成される。
次にカラーフィルタ層８上のＴＦＴの領域を完全に覆う
ように金属遮光膜１２が形成される。次にカラーフィル
タ層８上かつ金属遮光膜１２上で、走査線１９と信号線
２０とで囲まれた領域および走査線１９と信号線２０の
一部と重なるように画素電極１３が形成される。さらに
配向膜１４が形成されることによりＴＦＴ基板２１は成
る。またガラス等から成る透明な絶縁基板１５上に対向
電極１６、さらに対向電極１６上に配向膜１７が形成さ
れることにより対向基板２２は成る。そして、ＴＦＴ基
板と対向基板との間に液晶層１８が挟持されて本発明の
液晶パネルは成る。
【００１２】以上の液晶パネルの具体的な構造はたとえ
ば以下の方法を用いて形成することができる。ゲート電
極２および走査線１９、並びに、ドレイン電極６、ソー
ス電極７および信号線２０、さらに金属遮光膜１２はア
ルミあるいはクロムのような金属をスパッタ等で成膜し
た後、ポジ・レジストを用いる通常のフォトリソグラフ
ィーを行うことによって得られる。画素電極１３および
対向電極１６はＩＴＯのような透明で導電性を示すもの
をこれも同様にスパッタ、フォトリソグラフィーを行う
ことによって得られる。ゲート絶縁膜３、ｉ型半導体層
４、ｎ+ 型半導体層５はＣＶＤで連続成膜し、フォトリ
ソグラフィーを行うことによって得られる。配向膜１４
および１７はポリイミド溶液をスピンナー塗布、あるい
はスクリーン印刷することにより得られる。
【００１３】赤色の有色絶縁膜９、緑色の有色絶縁膜１
０、青色の有色絶縁膜１１から成るカラーフィルタ層８
は、アクリル系の感光性樹脂中に赤、緑、青それぞれの
顔料を均一に分散した着色ネガレジストをスピンナ塗
布、フォトリソグラフィーする工程を赤、緑、青の３色
について行うことによって得られる。
【００１４】本実施例によれば、ＴＦＴ基板上にＴＦＴ
のバックチャネルを遮光する金属遮光膜があるため、外
光がＴＦＴのバックチャネルへ入り込むことがなくな
り、オフ電流は１０-13 Ａまで低下し、オフリーク電流
によるＴＦＴの誤動作起因の表示不良はなくなった。ま
た金属遮光膜は膜厚が１μｍ以上ある絶縁性のカラーフ
ィルタを介してドレイン電極、ソース電極上に形成され
ているため、ドレイン−ソース間の容量結合によるＴＦ
Ｔの誤動作起因の表示不良もみられなかった。また本実
施例によるとＴＦＴ基板上に遮光膜があるため対向基板
上に遮光膜を設ける必要がない。遮光膜を対向基板上に
設けると、ＴＦＴ基板と対向基板との重ね合せのズレを
考慮して遮光膜の面積を広く設計しなければならなかっ
たため、光が透過する面積が小さい、いわゆる開口率が
低くなる問題があったが、本実施例では金属遮光膜１
２、走査線１９、信号線２０以外の領域を通過する光を
制御できるため８０％という高い開口率が得られた。さ
らに、金属遮光膜１２の膜厚は高々数千Åであり、この
上に画素電極１３を設けても金属遮光膜１２のエッジ付
近の段差は小さいのでラビング不良によるディスクリネ
ーションも発生しなかった。
【００１５】〔実施例２〕図３は本発明の第２の実施例
の液晶パネルの構成を示す断面図である。
【００１６】本実施例の液晶パネルは、図２に示した液
晶パネルの構成のうち金属遮光膜１２と画素電極１３の
形成の順序を逆にしたもので、その他の工程および作成
方法は第１の実施例と同様である。本実施例によっても
第１の実施例と同様にオフ電流は１０-13 Ａまで低下
し、オフリーク電流発生およびドレイン−ソース間の容
量結合によるＴＦＴの誤動作起因の表示不良はなくなっ
た。また、８０％という高い開口率が得られた。さら
に、ラビング不良によるディスクリネーションも発生し
なかった。
【００１７】
【発明の効果】本発明によれば、ＴＦＴ基板上に膜厚が
薄く、かつ遮光能力の大きい金属遮光膜が膜厚の厚い絶
縁性のカラーフィルタを介して形成されているので、オ
フリーク電流の発生およびドレイン−ソース間の容量結
合によるＴＦＴの誤動作起因の表示不良を防ぐことがで
きた。また高い開口率が得られたため明るい表示が得ら
れた。さらに、画素電極内で遮光膜のエッジ付近のディ
スクリネーションによるコントラストの低下も見られな
かった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例の液晶パネルの平面図で
ある。
【図２】図１のＡ−Ａの線に沿う断面図である。
【図３】本発明の第２の実施例の液晶パネルの一部を示
す断面図である。
【図４】従来の技術による液晶パネルの一部を示す断面
図である。
【符号の説明】
１，１５ 絶縁基板 ２ ゲート電極 ３ ゲート絶縁膜 ４ ｉ型半導体層 ５ ｎ+ 型半導体層 ６ ドレイン電極 ７ ソース電極 ８ カラーフィルタ層 ９ 赤色の有色絶縁膜 １０ 緑色の有色絶縁膜 １１ 青色の有色絶縁膜 １２ 金属遮光膜 １３ 画素電極 １４，１７ 配向膜 １６ 対向電極 １８ 液晶層 １９ 走査線 ２０ 信号線 ２１ ＴＦＴ基板 ２２ 対向基板 ２３ 半導体層 ２４ 層間絶縁膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G02F 1/136 500 G02F 1/1335

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 複数の薄膜トランジスタに導通する画素
    電極を有するとともに、前記画素電極のすくなくとも一
    部と重なるように形成されたカラーフィルタを有する液
    晶パネルにおいて、前記薄膜トランジスタのゲート領域
    上に金属から成る遮光膜を選択的に設けるとともに前記
    画素電極および前記カラーフィルタが前記遮光膜の全体
    と重なるように前記薄膜トランジスタ側の基板上に形成
    されていることを特徴とする液晶パネル。
  2. 【請求項２】 透明な絶縁基板上に平行に形成された複
    数の走査線とこれに直交する複数の信号線とで区切られ
    た領域に形成された複数の薄膜トランジスタと画素電極
    とを有する薄膜トランジスタ基板と、透明な絶縁基板上
    に対向電極を有する対向基板と、前記薄膜トランジスタ
    基板と前記対向基板との間隙に挟持された液晶材料とを
    含んで構成される液晶パネルにおいて、前記薄膜トラン
    ジスタ上の前記複数の信号線で区切られた領域にカラー
    フィルタ層を設け、このカラーフィルタ層上の前記薄膜
    トランジスタに対向する領域に金属から成る遮光膜を設
    け、さらにこの遮光膜の領域全体の上または下に前記画
    素電極を設けて前記遮光膜の全体と前記画素電極と前記
    カラーフィルタ層とが重なるように形成されていること
    を特徴とするカラー液晶パネル。
  3. 【請求項３】 透明な絶縁基板上に平行に形成された複
    数の走査線とこれに直交する複数の信号線とで区切られ
    た領域に形成された複数の薄膜トランジスタと画素電極
    とを有する薄膜トランジスタ基板と、透明な絶縁基板上
    に対向電極を有する対向基板と、前記薄膜トランジスタ
    基板と前記対向基板との間隙に挟持された液晶材料とを
    含んで構成される液晶パネルにおいて、前記薄膜トラン
    ジスタ上の前記複数の信号線で区切られた領域に赤、
    緑、青に着色されたカラーフィルタを設け、このカラー
    フィルタ上に前記複数の走査線および前記複数の信号線
    に囲まれる領域全面とこれら走査線、信号線と一部重な
    る領域に前記画素電極を積層し、前記画素電極上の前記
    薄膜トランジスタに対向する領域にのみ金属から成る遮
    光膜を積層することを特徴とするカラー液晶パネル。
  4. 【請求項４】 透明な絶縁基板上に平行に形成された複
    数の走査線とこれに直交する複数の信号線とで区切られ
    た領域に形成された複数の薄膜トランジスタと画素電極
    とを有する薄膜トランジスタ基板と、透明な絶縁基板上
    に対向電極を有する対向基板と、前記薄膜トランジスタ
    基板と前記対向基板との間隙に挟持された液晶材料とを
    含んで構成される液晶パネルにおいて、前記薄膜トラン
    ジスタ上の前記複数の信号線で区切られた領域に赤、
    緑、青に着色されたカラーフィルタを設け、このカラー
    フィルタ上の前記薄膜トランジスタの領域のみに金属か
    らなる遮光膜を積層し、さらにこの遮光膜上および前記
    カラーフィルタ上に前記複数の走査線および前記複数の
    信号線に囲まれる領域全面とこれら走査線、信号線と一
    部重なる領域に前記画素電極を積層することを特徴とす
    るカラー液晶パネル。
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