JPH08334787A

JPH08334787A - 表示装置

Info

Publication number: JPH08334787A
Application number: JP5384596A
Authority: JP
Inventors: Hisashi Kadota; 久志門田; Shinji Nakamura; 真治中村; Takenobu Urazono; 丈展浦園; Yuko Inoue; 祐子井上; Masabumi Kunii; 正文国井
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1995-04-04
Filing date: 1996-02-16
Publication date: 1996-12-17

Abstract

(57)【要約】【目的】対向基板と駆動基板との合わせマージンを軽
減しつつ、容量カップリングや短絡欠陥を抑制したメタ
ルブラックマトリクス構造を提供する。【構成】表示装置は行列状に配置した画素を含む駆動
基板と、対向電極を含み所定の間隙を介して駆動基板に
接合した対向基板と、両者の間隙に保持された液晶とを
備えたパネル構造を有する。駆動基板は、画素毎に配さ
れた画素電極１と、各画素電極１に整合して設けたカラ
ーフィルタと、各画素電極１を駆動するＴＦＴと、画素
の列方向に沿って配され列単位でＴＦＴに画像信号を供
給する金属配線パタン６とを有する。これに対し、対向
基板は画素の行方向に沿って配された遮光パタン１３を
有する。金属配線パタン６と遮光パタン１３は液晶を挟
んで互いに交差し、格子状のブラックマトリクスを複合
的に構成して、個々の画素電極１の周囲を遮光する。
又、画素電極１やＴＦＴを含む画面の周辺に駆動回路が
形成されている場合、これを遮光するブラックマスクを
対向基板側に設けると良い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はアクティブマトリク
ス型の表示装置に関する。より詳しくは、画素電極を駆
動するスイッチング素子が形成された駆動基板に周辺駆
動回路やカラーフィルタ等を備えた構造を有するアクテ
ィブマトリクス型の表示装置における遮光構造に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴと称す
る）を画素電極駆動用のスイッチング素子として用いる
アクティブマトリクス型の表示装置は近年その開発が活
発に行なわれている。従来、この種の表示装置では、ガ
ラス等からなる透明な駆動基板上に同じく透明な画素電
極を駆動する為のＴＦＴが集積形成されている。ＴＦＴ
は半導体薄膜を活性層とし、その上にはゲート絶縁膜を
介してゲート電極がパタニング形成されている。半導体
薄膜にはソース領域とドレイン領域が設けられている。
かかる構成を有するＴＦＴは第１層間絶縁膜により被覆
されている。この上には金属配線パタンが設けられてお
り、コンタクトホールを介してソース領域に電気接続し
ている。金属配線パタンは第２層間絶縁膜により被覆さ
れている。その上には画素電極がパタニング形成されて
いる。この画素電極は第２層間絶縁膜及び第１層間絶縁
膜に形成したコンタクトホールを介してＴＦＴのドレイ
ン領域に電気接続している。この駆動基板に対して所定
の間隙を介してガラス等からなる対向基板が接合してい
る。対向基板の内表面には透明な対向電極が形成されて
いる。駆動基板と対向基板の間に液晶等の電気光学物質
が保持されている。対向基板の内表面には画素電極をＲ
ＧＢ三原色に着色する為カラーフィルタが形成されてい
る。又、個々の画素電極の周囲を遮光する為ブラックマ
トリクスも形成されており、光漏れを防止して表示コン
トラストの改善を図っている。この従来構造では、対向
基板側にカラーフィルタとブラックマトリクスが形成さ
れている。この為、対向基板と駆動基板を精密にアライ
メントする必要がある。しかしながら、画素の高精細化
が進むにつれ精密なアライメントが困難になっている。
そこで、カラーフィルタを駆動基板側に形成した、所謂
オンチップカラーフィルタ構造が開発されている。この
オンチップカラーフィルタ構造は、例えば特開平２−５
４２１７号公報、特開平３−２３７４３２号公報、特開
平３−７２３２２号公報、特開平３−１１９８２９号公
報、特開平４−２５３０２８号公報、特開平２−１５３
３２５号公報、特開平５−５８７４号公報等に開示され
ている。駆動基板側にカラーフィルタを設けた構造は、
対向基板側にカラーフィルタを形成した構造に比べ種々
の利点を有している。例えば、カラーフィルタが個々の
画素電極と重なっている為、両者の間に視差が生ぜず画
素部の実効開口率を大きくとれる。又、画素電極とカラ
ーフィルタのアライメント誤差が殆どなくなるので、画
素部が微細化しても高開口率を維持できる。又、従来の
アクティブマトリクス型表示装置では、画素電極やこれ
を駆動するＴＦＴからなるスイッチング素子に加え、周
辺部に垂直駆動回路や水平駆動回路等も内蔵されてい
る。ＴＦＴとして多結晶シリコン薄膜トランジスタを用
いた場合、画素電極を駆動するスイッチング素子に加
え、このスイッチング素子を駆動する周辺の駆動回路も
同一基板上に形成できるので有利である。周辺駆動回路
は行列状に配置された画素電極からなる画面の周辺に配
され、表示には直接寄与しない。そこで、従来周辺駆動
回路の上に絶縁膜を介して金属膜等からなる遮光パタン
を設けていた。これにより、アクティブマトリクス型の
表示装置の周辺部からの光漏れを防止している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、実際にはオ
ンチップカラーフィルタ構造のみの採用では、対向基板
側にブラックマトリクスが残されている限り重ね合わせ
マージンはあまり減らず、開口率はそれほど向上しな
い。そこで、ブラックマトリクスも駆動基板側に形成し
たオンチップブラックマトリクス構造との併用が必須と
なる。この場合、カラーフィルタの上に重ねてブラック
マトリクスを形成する構造が考えられる。この様にすれ
ば、ブラックマトリクスを金属膜で形成しても金属配線
パタンとの短絡欠陥やゲート配線との容量カップリング
等の心配は殆どない。しかしながら、カラーフィルタ上
のブラックマトリクス形成は金属膜剥離等の問題があり
製造技術的に極めて困難である。これに対し、カラーフ
ィルタの下方に金属膜からなるブラックマトリクスを形
成する構造も考えられる。しかしながら、この構造では
ゲート配線との容量カップリングが大きくなる。さら
に、信号線等金属配線パタンとの交差部で短絡欠陥の危
険がある。これを防ぐ為には金属ブラックマトリクスを
電気的にフローティング状態にする事が必要である。し
かしながら、これでは画素電極とスイッチング素子との
コンタクト部からメタルブラックマトリクスを部分的に
除去する必要が生じ、コンタクト部周りの遮光が不完全
となり光漏れが生ずる。従って、メタルブラックマトリ
クスをフローティングにする事も困難である。容量カッ
プリングの問題は周辺駆動回路の上部に金属膜等からな
る遮光パタンのブラックマスクを形成した場合にも発生
する。周辺駆動回路の上部を金属膜で被覆すると容量が
増加し駆動能力が低下する。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上述した従来の技術の課
題に鑑み、本発明はオンチップカラーフィルタ構造を採
用した表示装置において駆動基板と対向基板の重ね合わ
せマージンを増加させる事なく、且つ金属配線パタンと
の短絡欠陥や容量カップリングを抑制可能なメタルブラ
ックマトリクス構成を提供する事を目的とする。又、画
素電極やそのスイッチング素子を集積形成した画面に加
えてその周辺に配された駆動回路を同時に内蔵した表示
装置において、容量カップリングを生じることなく周辺
の駆動回路を遮光可能なブラックマスク構成を提供する
ことを目的とする。かかる目的を達成する為に以下の２
通りの手段を講じた。第１の手段によれば、本発明にか
かる表示装置は基本的な構成として、行列状に配置した
画素を含む駆動基板と、対向電極を含み所定の間隙を介
して該駆動基板に接合した対向基板と、該間隙に保持さ
れた電気光学物質とを備えている。前記駆動基板は、画
素毎に配された画素電極と、各画素電極に整合して設け
たカラーフィルタと、各画素電極を駆動するスイッチン
グ素子と、画素の列方向に沿って配され列単位で各スイ
ッチング素子に信号を供給する金属配線パタンとを有す
る。これに対し、前記対向基板は画素の行方向に沿って
配された遮光パタンを有する。前記列方向の金属パタン
と行方向の遮光パタンは電気光学物質を挟んで互いに交
差し、格子状のブラックマトリクスを複合的に構成して
個々の画素電極の周囲を遮光する。好ましくは、前記遮
光パタンは行方向に沿ってストライプ状に形成された金
属フィルムからなる。又好ましくは、対向基板側の前記
遮光パタンは画素の行方向に沿って配列した各スイッチ
ング素子に整合してパタニング形成され、電気光学物質
の上から各スイッチング素子を遮光する。これに応じ
て、該駆動基板側には各スイッチング素子の直上に遮光
パタンを設けない様にしている。第２の手段によれば、
本発明にかかる表示装置は基本的な構成として、行列状
に配置した画素からなる画面を有する駆動基板と、対向
電極を含み所定の間隙を介して該駆動基板に接合した対
向基板と、該間隙に保持された電気光学物質とを備えた
パネル構造を有する。前記駆動基板は、画素毎に配され
た画素電極と、各画素電極を駆動するスイッチング素子
と、画面の周辺部に配され該スイッチング素子を駆動す
る周辺駆動回路とを有する。これに対し、前記対向基板
は該駆動基板に配された周辺駆動回路のみを遮光するよ
うにパタニングされた遮光パタン（ブラックマスク）を
有する。

【０００５】本発明の一側面によれば、対向基板は画素
の行方向に沿って配された遮光パタンを有する一方、駆
動基板は画素の列方向に沿って配された金属パタンを有
している。行方向の遮光パタンと列方向の金属配線パタ
ンは電気光学物質を挟んで互いに交差し格子状のブラッ
クマトリクスを複合的に構成して、個々の画素電極の周
囲を遮光する。この際、対向基板と駆動基板は互いに二
次元的にアライメントする必要はなく、行方向の遮光パ
タンが駆動基板側に形成したスイッチング素子の行に整
合する様に一次元方向（列方向）に関してのみ精密なア
ライメントを行なえば良い。従って、駆動基板と対向基
板の重ね合わせマージンは比較的小さな量で済む。即
ち、本発明によればブラックマトリクスの行と列とを対
向基板と駆動基板とで分割したヘテロ構造を採用する事
により、両基板のアライメント精度を緩和している。対
向基板側の遮光パタンは画素の行方向に沿って配列した
各スイッチング素子に整合してこれを完全に遮光してい
る。従って、駆動基板側には各スイッチング素子の直上
に別途金属遮光パタンを設ける必要がない。この為、駆
動基板側において従来生じていた金属遮光膜と金属配線
間の短絡欠陥や容量カップリングを除去する事が可能に
なる。又、本発明の他の側面によれば、駆動基板側に周
辺駆動回路が形成されている一方、これを遮光するブラ
ックマスクとしての遮光パタンは対向基板側に形成され
ている。従って、従来の様に駆動回路とブラックマスク
との間での容量カップリングが生じない為、駆動回路の
駆動能力を低下させる惧れがない。又、対向基板側に形
成されるブラックマスクは単純なパタンを有しており、
駆動基板側に対する対向基板側の重ね合わせマージンを
余分にとる必要はない。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の好適
な実施例を詳細に説明する。図１は本発明にかかる表示
装置の第１実施例を示す模式的な部分平面図である。本
表示装置は基本的な構成として、行列状に配置した画素
を含む駆動基板と、対向電極を含み所定の間隙を介して
駆動基板に接合した対向基板と、この間隙に保持された
液晶等の電気光学物質とを備えたパネル構造を有してい
る。駆動基板は画素毎に配された画素電極１と、各画素
電極に整合して設けたカラーフィルタと、各画素電極１
を駆動するスイッチング素子としてのＴＦＴと、画素の
列方向に沿って配され列単位で各ＴＦＴに画像信号を供
給する金属配線パタン（信号線）６とを有する。このＴ
ＦＴは半導体薄膜２を活性層として形成されており、ゲ
ート電極３を備えている。このゲート電極３は画素の行
方向に沿って形成されたゲート線３ａの一部を構成して
いる。加えて、画素の行方向に沿って補助容量線２０も
パタニング形成されており、半導体薄膜２との間で補助
容量Ｃｓを構成している。

【０００７】一方、対向基板は画素の行方向に沿って配
された遮光パタン１３を有している。この行方向の遮光
パタン１３は駆動基板側に形成された列方向の金属配線
パタン６と電気光学物質を挟んで互いに交差しており、
格子状のブラックマトリクスを複合的に構成して個々の
画素電極１の周囲を遮光している。遮光パタン１３は行
方向に延在している為、金属配線パタン６に対し行方向
のアライメントをとる必要はない。列方向について一次
元的なアライメントをとれば足りるので、従来に比し重
ね合わせマージンを縮小しても問題が生じない。本例で
は、この遮光パタン１３は行方向に沿ってストライプ状
に形成された金属フィルムからなる。対向基板側の遮光
パタン１３は画素の行方向に沿って配列したＴＦＴに整
合してパタニング形成され、電気光学物質の上から各Ｔ
ＦＴを完全に遮光している。従って、駆動基板側には各
ＴＦＴの直上に遮光パタンを別途設ける必要がない。こ
の為、従来問題となっていた金属遮光膜と金属配線との
間の短絡欠陥を防止する事ができる。又、金属遮光膜と
信号線やゲート線との間で生じていた容量カップリング
も除去する事ができる。

【０００８】図２及び図３は、図１に示したカラー表示
装置の断面構造を示す模式図である。図２は、図１に示
したＡ−Ａ線に沿って切断した断面図であり、図３は同
じく図１に示したＢ−Ｂ線に沿って切断した断面図であ
る。図２及び図３に示す様に、ガラス等の透明材料から
なる駆動基板０には、例えば多結晶シリコン等からなる
半導体薄膜２が成膜されている。この上にはゲート絶縁
膜を介してゲート電極３がパタニング形成されており、
前述した画素スイッチング用のＴＦＴが形成される。
又、この半導体薄膜２を一方の電極とし、補助容量線２
０を他方の電極として補助容量Ｃｓが形成されている。
これらの薄膜素子ＴＦＴ及びＣｓはＰＳＧ等からなる第
１層間絶縁膜４により被覆されている。その上にはアル
ミニウム等からなる金属配線パタン（信号線）６が形成
されており、コンタクトホールを介してＴＦＴのソース
領域に接続している。この金属配線パタン６は同じくＰ
ＳＧ等からなる第２層間絶縁膜５により被覆されてい
る。この第２層間絶縁膜５の上には画素毎に配されたカ
ラーフィルタ８，９，１０がパタニング形成されてい
る。カラーフィルタ８は例えば赤色に着色され、カラー
フィルタ９は緑色に着色され、カラーフィルタ１０は青
色に着色されている。これらのカラーフィルタ８，９，
１０は平坦化膜１１により被覆されている。その上には
画素電極１がパタニング形成され、平坦化膜１１に開口
したコンタクトホールを介してＴＦＴのドレイン領域に
電気接続する。

【０００９】かかる構成を有する駆動基板０に対し、所
定の間隙を介して同じくガラス等の透明材料からなる対
向基板１２が接合している。対向基板１２の内表面には
金属フィルムからなる遮光パタン１３が形成されてい
る。この遮光パタン１３は駆動基板０側の金属配線パタ
ン６と交差して複合的にブラックマトリクスを構成す
る。遮光パタン１３は平坦化膜１４により被覆されてお
り、その上には同じくＩＴＯ等の透明導電材料からなる
対向電極１５が全面的に形成されている。両基板０，１
２の間隙には液晶１６等の電気光学物質が封入されてお
り、アクティブマトリクス型のカラー表示装置を構成す
る。

【００１０】引き続き図２及び図３を参照して、図１に
示した本発明にかかるカラー表示装置の第１実施例の製
造方法を詳細に説明する。先ず、ガラス等からなる駆動
基板０の上に半導体薄膜２、例えば多結晶シリコンを７
０〜１００nmの厚みで成膜する。必要ならば、Ｓｉ⁺イ
オンを打ち込み非晶質化した後、６００℃程度で加熱処
理（アニール）して大粒径化を図る。あるいは、エキシ
マレーザ光を照射してアニールを行なっても良い。この
半導体薄膜２は所定の形状にパタニングされる。この上
に熱酸化法あるいはＬＰＣＶＤ法等の手段を用いてゲー
ト絶縁膜を１０〜１００nmの厚みで成膜する。次いで、
多結晶シリコンあるいはＭｏＳｉ，ＷＳｉ，Ａｌ，Ｔ
ａ，Ｍｏ／Ｔａ，Ｍｏ，Ｗ，Ｔｉ，Ｃｒ等の金属を成膜
し、パタニングしてゲート電極３及びゲート線３ａに加
工する。なお、ゲート電極３として多結晶シリコンを用
いた場合は低抵抗化を図る為、Ｐ等を熱拡散する工程が
入る事がある。この後、ゲート電極３をマスクとしてイ
オンインプランテーションあるいはイオンドーピングに
より不純物イオンを打ち込み、ソース領域及びドレイン
領域を形成する。多結晶シリコンからなるゲート構造を
採用した場合、１０００℃程度の熱アニールを加え不純
物の活性化を図る。金属ゲート構造を採用した場合、耐
熱性の観点から低温アニール又はレーザアニールを加え
不純物の活性化を図る。

【００１１】続いて、ＰＳＧ，ＮＳＧ等を約６００nmの
厚みで常圧ＣＶＤ法により成膜し第１層間絶縁膜４とす
る。これにソース領域に連通するコンタクトホールを開
口する。次いで、アルミニウム等の導電性薄膜をスパッ
タ等により４００〜６００nmの厚みで成膜する。これを
所定の形状にパタニングし、金属配線パタン（信号線）
６に加工する。この上に、例えばＰＳＧ等を常圧ＣＶＤ
法により約４００nmの厚みで堆積し、第２層間絶縁膜５
を形成する。この後、ＴＦＴの性能を改善する為水素化
工程を行なう。この水素化工程では、例えば水素プラズ
マ中に駆動基板０を曝露する。あるいはＰ−ＳｉＮ_x膜
を成膜し、アニールして水素を半導体薄膜２に拡散させ
る。この水素化工程後、画素電極との電気接続をとる為
の開口を第１層間絶縁膜４及び第２層間絶縁膜５に設け
る。

【００１２】この第２層間絶縁膜５の上に、例えば顔料
を分散した有機感光材料からなるカラーレジストを０．
５〜３．０μｍ程度の膜厚で塗布し、露光、現像、焼成
を行ない、カラーフィルタ８，９，１０を形成する。こ
の工程は赤、緑、青毎に異なったカラーレジストを用
い、上述した露光、現像、焼成を３回繰り返し、ＲＧＢ
三原色のカラーフィルタ８，９，１０を集積形成する。
このカラーフィルタ８，９，１０の上に有機透明材料か
らなる平坦化膜１１をスピンコートし、１．０〜３．０
μｍ程度の膜厚で成膜する。この有機透明材料としては
アクリル樹脂やポリイミド樹脂を用いる事ができる。こ
の工程で、駆動基板０上の凹凸が平坦化され、液晶１６
の配向性に優れた基板構造が得られる。同時に、カラー
フィルタ８，９，１０中に含まれる不純物が液晶１６に
拡散する事を防止できる。この後、平坦化膜１１にコン
タクトホールを開口する。次いで、例えばＩＴＯ等から
なる透明導電膜を５０〜２００nmの厚みでスパッタ等に
より成膜し、所定の形状にパタニングして画素電極１に
加工する。以上で駆動基板０の積層構造が完成する。

【００１３】これに対し、ガラス等の透明材料からなる
対向基板１２に、画素の行方向（横方向）の遮光を行な
う為、金属フィルム製の遮光パタン１３をストライプ状
にパタニング形成する。この遮光パタン１３と合わせて
アライメントマークも対向基板１２の周辺に形成する。
その上に平坦化膜１４を塗布した後、ＩＴＯ等からなる
透明導電膜を全面的に形成して対向電極１５を設ける。
この後、両基板０，１２に配向膜を塗布し、ラビング処
理後両基板をアライメントマークに従って互いに接合す
る。この位置合わせは、従来の上下左右方向に関する二
次元的なアライメントとは異なり、上下方向のみのアラ
イメントで済む事から、重ね合わせマージンは従来に比
べて少なくて済む。最後に、両基板０，１２の間に液晶
１６を注入して、アクティブマトリクス型のカラー表示
装置が完成する。

【００１４】図４及び図５は本発明にかかる表示装置の
第２実施例を示す模式的な部分断面図である。基本的に
は図１，図２及び図３に示した第１実施例と同様であ
り、対応する部分には対応する参照番号を付して理解を
容易にしている。異なる点は、第１実施例がトップゲー
ト型のＴＦＴを採用したのに対し、本実施例はボトムゲ
ート型のＴＦＴを画素電極駆動用のスイッチング素子に
用いている。なお、図４は図１に示したＡ−Ａ線に沿っ
て切断した断面構造に対応し、図５はＢ−Ｂ線に沿って
切断した断面構造に対応している。換言すると、図４は
図２に対応し、図５は図３に対応している。この構造を
作成する場合には以下の工程を行なう。先ず、駆動基板
０上に多結晶シリコンあるいはＭｏＳｉ，ＷＳｉ，Ａ
ｌ，Ｔａ，Ｍｏ／Ｔａ，Ｍｏ，Ｗ，Ｔｉ，Ｃｒ等の金属
を成膜し、所定の形状にパタニングしてゲート電極３、
ゲート線３ａ、補助容量線２０等に加工する。このゲー
ト電極形成後ＳｉＯ₂，ＳｉＯ_xＮ_y等をスパッタ法又
はプラズマＣＶＤ法等により約１００〜５００nmの厚み
で成膜し、ゲート絶縁膜とする。場合によっては、金属
ゲート電極３の陽極酸化膜をゲート絶縁膜に用いても良
い。あるいは、陽極酸化膜とＳｉＯ₂，ＳｉＯ_xＮ_y等
を重ねてゲート絶縁膜にしても良い。続いて、多結晶シ
リコン、非晶質シリコン等をスパッタ法、プラズマＣＶ
Ｄ法等により約３０〜１００nmの厚みで成膜し、活性層
となる半導体薄膜２を設ける。必要ならば、エキシマレ
ーザ光等を照射し結晶化させる。プラズマＣＶＤ法を用
いる場合は、ゲート絶縁膜と半導体薄膜２を連続的に成
膜できる。半導体薄膜２を形成した後、ＳｉＯ₂を成膜
し所定の形状にパタニングして保護膜１７とする。これ
をマスクとしてイオンドーピング又はイオンインプラン
テーションにより不純物を半導体薄膜２に打ち込みソー
ス／ドレイン領域を形成する。イオン打ち込みに代え、
プラズマＣＶＤで形成したドープト非晶質シリコン等を
用い不純物拡散を行なっても良い。この様にして完成し
たボトムゲート型のＴＦＴを第１層間絶縁膜４で被覆す
る。これにコンタクトホールを開口した後、Ａｌ等の金
属膜を形成し、所定の形状にパタニングして金属配線パ
タン（信号線）６に加工する。次いで、常圧ＣＶＤ法に
より第２層間絶縁膜５を形成する。この第２層間絶縁膜
５にも予めコンタクトホールを開口する。この第２層間
絶縁膜５の上にカラーフィルタ８，９，１０を格子状に
パタニング形成する。この形成方法は第１実施例と同様
である。さらに、カラーフィルタ８，９，１０を被覆す
る様に平坦化膜１１を成膜する。この平坦化膜１１を透
明な有機感光材料で構成した場合、精密なフォトリソグ
ラフィによりコンタクトホールを開口できる。この後、
平坦化膜１１の上に透明導電膜を成膜し、格子状にパタ
ニングして画素電極１を形成する。

【００１５】これに対し、対向基板１２の内表面に横方
向の遮光を行なう為、金属フィルムをストライプ状にパ
タニングして遮光パタン１３を設ける。同時に、対向基
板１２の周辺部に合わせマークをパタニングする。その
上に、平坦化膜１４を介して対向電極１５を全面的に形
成する。この後、両基板１２，０に各々配向膜を塗布
し、ラビング処理した後、両基板１２，０を合わせマー
クにより互いに接合する。このアライメントは従来の上
下左右方向の二次元的な位置合わせとは異なり、上下方
向のみの一次元的な位置合わせである事から、重ね合わ
せマージンは従来に比べて少なくて済む。最後に、両基
板１２，０のパネル構造の間隙に液晶１６を注入封止す
る。

【００１６】図６は、本発明にかかる表示装置の第３実
施例を示す模式的な平面図である。基本的な構成は図１
に示した第１実施例と同様であり、対応する部分には対
応する参照番号を付して理解を容易にしている。異なる
点は、画素電極１がデルタ配列している事であり、図１
の配列に比べ見掛け上色解像度が改善される。本例にお
いても、列方向の金属配線パタン６と行方向の遮光パタ
ン１３は液晶を挟んで互いに交差しており、格子状のブ
ラックマトリクスを複合的に構成して、個々の画素電極
１の周囲を遮光している。なお、駆動基板側に形成した
金属配線パタン６は、図１に示した実施例と異なり、画
素電極１のデルタ配列に応じて蛇行配線されている。

【００１７】図７，図８及び図９は表示装置の第１参考
例を示す模式図である。図９は、図１と対応した平面図
であり、図７は図９に示したＡ−Ａ線に沿って切断した
部分断面図であり、図８は同じく図９に示したＢ−Ｂ線
に沿って切断した部分断面図である。この参考例は基本
的に図１に示した第１実施例と類似の構成を有してお
り、対応する部分には対応する参照番号を付して理解を
容易にしている。異なる点は、ブラックマトリクスの一
部を構成する遮光パタンが対向基板１２側に形成されて
おらず、駆動基板０側に遮光パタン７が形成されている
事である。即ち、この第１参考例は完全なオンチップブ
ラックマトリクス構造となっている。この金属からなる
遮光パタン７は第２層間絶縁膜５の上にパタニング形成
されている。その上にはカラーフィルタ８，９，１０が
重ねて形成されている。しかしながら、この第１参考例
では金属遮光パタン７を介した信号線６と画素電極１間
の容量カップリングやゲート線３ａと画素電極１間の容
量カップリングが大きく、表示品位が損なわれる。又、
金属遮光パタン７と信号線６とは第２層間絶縁膜５によ
り互いに絶縁されているが、場合によっては第２層間絶
縁膜のカバレッジが悪い部分や信号線６の変形が生じた
部分で短絡欠陥が発生する危険性がある。これに対し、
本発明では金属遮光パタンを対向基板側に移しているの
で、容量カップリングや短絡欠陥の心配はなくなる。

【００１８】図１０及び図１１は表示装置の第２参考例
を示す模式的な部分断面図である。この第２参考例は第
１参考例と基本的に類似しており、図１０は図７に対応
する一方図１１は図８に対応している。又、両参考例で
対応する部分には対応する参照番号を付して理解を容易
にしている。異なる点は、図７，図８，図９に示した第
１参考例がトップゲート型のＴＦＴをスイッチング素子
として採用しているのに対し、図１０及び図１１に示し
た第２参考例ではボトムゲート型のＴＦＴを採用してい
る事である。この第２参考例でも、金属遮光パタン７が
対向基板１２側ではなく駆動基板０側に形成されてお
り、オンチップカラーフィルタ構造と組み合わせて完全
なオンチップブラックマトリクス構造となっている。し
かしながら、この参考例では容量カップリングや短絡欠
陥等の不具合を生じる惧れがある。

【００１９】図１２は表示装置の第３参考例を表わして
おり、基本的には図７に示した第１参考例と類似してい
る。対応する部分には対応する参照番号を付して理解を
容易にしている。図７に示した第１参考例と異なる点
は、金属遮光パタン７が第２層間絶縁膜５の上ではな
く、カラーフィルタ８，９，１０の上にパタニング形成
されている事である。この様にすれば、第１参考例及び
第２参考例で問題となっていた容量カップリングや短絡
欠陥の問題はある程度低減可能である。しかしながら、
実際には膜剥離等が多発する為、カラーフィルタ８，
９，１０の上に安定した金属遮光パタン７を成膜する事
は製造プロセス上非常に困難である。

【００２０】次に、本発明の第２側面に関連した第４実
施例を図１３に基づいて説明する。図示する様に、駆動
基板１０１は画素電極１０４及びそのスイッチング駆動
用の薄膜トランジスタ１０６を包含する画面１１３と、
この画面１１３を動作させる垂直駆動回路１１４及び水
平駆動回路１１５を包含する周辺部１１６とに区分され
ている。なお、画面１１３には信号線Ｘとゲート線Ｙも
互いに直交して設けられている。又、駆動基板１０１の
上端部には外部接続用の端子１１７も設けられている。
かかる構成において、駆動基板１０１の画面１１３上に
は薄膜トランジスタ１０６等を遮光するブラックマトリ
クスが形成されている（図示省略）。一方、対向基板１
０２側には金属膜を枠状にパタニングした遮光パタン１
１２からなるブラックマスクが形成されている。この対
向基板１０２側に設けられたブラックマスクは垂直駆動
回路１１４及び水平駆動回路１１５の領域のみを選択的
に遮光している。今仮に、表面の凹凸が激しい垂直駆動
回路１１４や水平駆動回路１１５を駆動基板１０１側の
ブラックマトリクスで遮光すると、短絡不良や静電ダメ
ージが発生しやすく欠陥につながる。又、これらの周辺
駆動回路の直上に金属膜を遮光パタンとして成膜した場
合容量カップリングが生じ駆動能力が低下する。この点
に鑑み、本実施例では垂直駆動回路１１４及び水平駆動
回路１１５の領域のみを対向基板１０２側のブラックマ
スクで遮蔽している。

【００２１】図１４は、図１３に示した表示装置の断面
構造を表わしている。本表示装置はガラス等からなる駆
動基板１０１と同じくガラス等からなる対向基板１０２
とを所定の間隙を介して接合したパネル構造を有してい
る。両基板１０１，１０２の間隙には電気光学物質とし
て例えば液晶１０３が保持されている。駆動基板１０１
には画素電極１０４がマトリクス状にパタニング形成さ
れている。画素電極１０４は例えばＩＴＯ等の透明導電
膜からなる。一方、対向基板１０２の内表面には同じく
透明導電膜からなる対向電極１０５が全面的に形成され
ている。ここで、駆動基板１０１には画素電極１０４を
個々にスイッチング駆動する複数の薄膜トランジスタ１
０６と、この薄膜トランジスタ１０６を被覆する第１層
間絶縁膜１０７と、その上にパタニング形成され且つ薄
膜トランジスタ１０６に接続する配線電極１０８と、こ
の配線電極１０８を被覆する第２層間絶縁膜１０９と、
その上にパタニング形成され下方の薄膜トランジスタ１
０６を遮光するブラックマトリクス１１０とが形成され
ている。さらに、ブラックマトリクス１１０は平坦化膜
１１１により被覆されている。前述した画素電極１０４
はこの平坦化膜１１１の上にパタニング形成されてい
る。ブラックマトリクス１１０は前述した様に薄膜トラ
ンジスタ１０６を外光から遮光している。画素電極１０
４はブラックマトリクス１１０を介してドレイン領域Ｄ
側の配線電極１０８に接続している。一方、ソース領域
Ｓ側の配線電極１０８は信号線を構成する。この様に、
駆動基板１０１は画素電極１０４及びそのスイッチング
駆動用の薄膜トランジスタ１０６を包含する画素アレイ
部（画面）を備えている。これに加え、画素アレイ部を
動作させる周辺駆動回路を備えている。図示の例ではこ
の駆動回路は薄膜トランジスタ１０６ａを構成要素とし
ている。本実施例ではこの周辺駆動回路を遮光する様
に、対向基板１０２側に金属膜等からなる遮光パタン１
１２を設けている。この遮光パタン１１２からなるブラ
ックマスクは駆動基板１０１側に設けられたブラックマ
トリクス１１０と一部重なっている。両者は比較的大き
なマージンを持って互いに重ねる事ができ、駆動基板１
０１と対向基板１０２を高精度で位置合わせする必要が
ない。

【００２２】

【発明の効果】以上説明した様に、本発明の一側面によ
れば、対向基板側に横方向の遮光パタンを形成する一
方、駆動基板側に縦方向の金属配線パタンを形成してい
る。両者は液晶を挟んで互いに交差し、格子状のヘテロ
ブラックマトリクスを構成して、個々の画素電極の周囲
を遮光している。この様に、ブラックマトリクスの一部
を対向基板側に配置する事で、駆動基板と対向基板の重
ね合わせマージンを極端に増やす事なく、簡便な構造で
実用的なメタルブラックマトリクス構造が得られる。
又、横方向の金属遮光パタンを基板側から分離して対向
基板側に移動したので、従来問題となっていた金属遮光
パタンと下地の配線パタンとの短絡欠陥や容量カップリ
ングを抑制する事ができる。又、本発明の他の側面によ
れば、周辺の駆動回路を遮光するブラックマスクを駆動
基板側から切り離し対向基板側に設けている。これによ
り、周辺の駆動回路を金属膜等で被覆する必要がなくな
り、容量カップリングが顕著に抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる表示装置の第１実施例を示す模
式的な部分平面図である。

【図２】図１に示したＡ−Ａ線に沿った部分断面図であ
る。

【図３】図１に示したＢ−Ｂ線に沿って切断した部分断
面図である。

【図４】本発明にかかる表示装置の第２実施例を示す模
式的な部分断面図である。

【図５】同じく第２実施例を示す部分断面図である。

【図６】本発明にかかる表示装置の第３実施例を示す模
式的な平面図である。

【図７】表示装置の第１参考例を示す部分断面図であ
る。

【図８】同じく第１参考例を示す部分断面図である。

【図９】同じく第１参考例を示す部分平面図である。

【図１０】表示装置の第２参考例を示す部分断面図であ
る。

【図１１】同じく第２参考例を示す部分断面図である。

【図１２】表示装置の第３参考例を示す部分断面図であ
る。

【図１３】本発明にかかる表示装置の第４実施例を示す
模式的な平面図である。

【図１４】同じく第４実施例を示す模式的な部分断面図
である。

【符号の説明】

０…駆動基板、１…画素電極、２…半導体薄膜、３…ゲ
ート電極、３ａ…ゲート線、４…第１層間絶縁膜、５…
第２層間絶縁膜、６…金属配線パタン（信号線）、８…
カラーフィルタ、９…カラーフィルタ、１０…カラーフ
ィルタ、１１…平坦化膜、１２…対向基板、１３…遮光
パタン、１５…対向電極、１６…液晶

フロントページの続き (72)発明者井上祐子東京都品川区北品川６丁目７番35号ソニー株式会社内 (72)発明者国井正文東京都品川区北品川６丁目７番35号ソニー株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】行列状に配置した画素を含む駆動基板
と、対向電極を含み所定の間隙を介して該駆動基板に接
合した対向基板と、該間隙に保持された電気光学物質と
を備えたパネル構造を有し、前記駆動基板は、画素毎に配された画素電極と、各画素
電極に整合して設けたカラーフィルタと、各画素電極を
駆動するスイッチング素子と、画素の列方向に沿って配
され列単位で各スイッチング素子に信号を供給する金属
配線パタンとを有する一方、前記対向基板は、画素の行方向に沿って配された遮光パ
タンを有し、前記列方向の金属配線パタンと行方向の遮光パタンは電
気光学物質を挟んで互いに交差し格子状のブラックマト
リクスを複合的に構成して個々の画素電極の周囲を遮光
する事を特徴とする表示装置。
【請求項２】前記遮光パタンは行方向に沿ってストラ
イプ状に形成された金属フィルムからなる事を特徴とす
る請求項１記載の表示装置。
【請求項３】対向基板側の前記遮光パタンは画素の行
方向に沿って配列した各スイッチング素子に整合してパ
タニング形成され電気光学物質の上から各スイッチング
素子を遮光する一方、該駆動基板側には各スイッチング
素子の直上に遮光パタンを設けない事を特徴とする請求
項１記載の表示装置。
【請求項４】前記駆動基板は、行列状に配置した画素
を囲む周辺部に配され配線パタンを介して該スイッチン
グ素子を駆動する周辺駆動回路を有しており、前記対向基板は、該駆動基板の周辺部に配された該周辺
駆動回路に整合して枠状にパタニングされた追加の遮光
パタンを有している事を特徴とする請求項１記載の表示
装置。
【請求項５】行列状に配置した画素からなる画面を有
する駆動基板と、対向電極を含み所定の間隙を介して該
駆動基板に整合した対向基板と、該間隙に保持された電
気光学物質とを備えたパネル構造を有し、前記駆動基板は、画素毎に配された画素電極と、各画素
電極を駆動するスイッチング素子と、画面の周辺部に配
され該スイッチング素子を駆動する周辺駆動回路とを有
する一方、前記対向基板は、該駆動基板に配された該周辺駆動回路
のみを遮光する様にパタニングされた遮光パタンを有す
る事を特徴とする表示装置。