JPH1124061A - カラー表示装置 - Google Patents
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Abstract
改良して駆動基板の表面段差を解消したカラー表示装置
を提供する。 【解決手段】 通常のカラーフィルタ9が個々の画素開
口部16に整合して形成されるとともに、カラーフィル
タの間隙Aにはダミーカラーフィルタ100がコンタク
トホールCONを避けるように形成される。 【効果】 カラーフィルタ9とカラーフィルタの間隙A
との凹凸が平坦化されて液晶の配向性に優れたカラー表
示装置が得られる。
Description
カラー表示装置に関し、さらに詳しくは、駆動基板上に
カラーフィルタを形成したオンチップカラーフィルタ構
造のカラーフィルタのパターン形状の改良に関する。
イッチング素子として用いるカラー液晶表示装置は近年
その開発が活発に行われている。この種のカラー液晶表
示装置としては、例えば図5に示すような構成が知られ
ている。この従来例では、ガラスや石英(Quartz)等から
なる駆動基板20の上に画素電極1を駆動するための薄
膜トランジスタ(Thin Film Transistor:以下、単に
「TFT」と記す)が集積形成されている。TFTはチ
ャネル層の半導体薄膜2を素子領域とし、ゲート絶縁膜
を介してゲート電極3がパターニング形成されている。
半導体薄膜2にはソース領域Sとドレイン領域Dが設け
られている。
より被覆され、その上には所定の形状にパターニングさ
れた信号線側のソース電極6が設けられ、ソース電極6
は第2層間絶縁膜5により被覆されている。第2層間絶
縁膜5上には画素電極1側のドレイン電極を兼ねる遮光
膜7が設けられている。画素電極1は第1層間絶縁膜4
および第2層間絶縁膜5に開口したコンタクトホールC
ONを介してドレイン領域Dに電気接続している。
原色に着色するためのカラーフィルタ8、9、10がそ
れぞれ形成されている。カラーフィルタ8、9、10は
細分化されており、個々の画素電極1と第2層間絶縁膜
5の間に介在している。カラーフィルタ8、9、10上
には必要に応じて平坦化膜11が形成されている。
は駆動基板20上に直接形成されており、所謂オンチッ
プカラーフィルタ構造を形成している。この駆動基板2
0に対して所定の間隙を介して対向基板12が接合して
いる。対向基板12の内表面には対向電極13が形成さ
れ、両基板の間には液晶14が挟持されている。
基板12にカラーフィルタを形成した構造に比べて種々
の利点を有している。例えば、カラーフィルタ8、9、
10が画素電極1と重なっているため両者間に視差が生
ぜず、画素部の開口率を大きくとれる。また、画素電極
1とカラーフィルタ8、9、10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
持できるなどである。
ィルタ構造の模式的な平面図である。図6に示されるよ
うなカラーフィルタ9(一例として)は、遮光部15に
跨がる開口部16を含み、TFTと画素電極1とのコン
タクトホールCON(図5参照)に至る領域に形成され
ている。一般に、カラーフィルタは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用いて形成されてい
る。このカラーレジストはある程度の粒径を有する顔料
が分散されているため、解像度に不安があり微小なコン
タクトホールCONを精密にエッチングすることは困難
である。すなわち、コンタクトホールCON内にカラー
レジストの残渣が残り、接触不良となる虞れがある。
トホールCONを避けてカラーフィルタを形成する方法
が本発明者らによって開発され、特開平8−17937
6号公報に開示している。図7に先願例を再掲して説明
するならば、前述のように形成された第2層間絶縁膜5
上にはR、G、B三原色が着色するためのカラーフィル
タ8、9、10が形成されている。このカラーフィルタ
8、9、10は細分化されており、第1層間絶縁膜4お
よび第2層間絶縁膜5に開口したコンタクトホールCO
Nを避けて形成されている。カラーフィルタ8、9、1
0上には必要に応じて平坦化膜11が形成されている。
この駆動基板20に対して所定の間隙を介して対向基板
12が接合している。対向基板12の内表面には対向電
極13が形成され、両基板の間には液晶14が挟持され
ている。
ィルタ構造の模式的な平面図である。図8に示されるよ
うなカラーフィルタ9(一例として)は、個々の画素開
口部16に整合してコンタクトホールCONを避けるよ
うにして形成されている。これにより、コンタクトホー
ルCON内にカラーレジストの残渣が残って接触不良と
なる心配はなくなる。
示されるオンチップカラーフィルタ構造のカラーフィル
タはTFT部に比べて高く形成されているため、図8の
平面図に示されるカラーフィルタ間の隙間Aが広くなる
先願例のような構成では、カラーフィルタと隙間Aとの
間に段差が生じることになる。つまり、駆動基板の表面
上に凹凸が形成されるようになり、このような凹凸はそ
の後の平坦化膜を施したとしても十分な平坦性を得るこ
とは難しい。駆動基板上に断面方向の段差が生じると、
これが液晶の配向乱れやリバースチルトドメイン等を引
き起こす原因となり、画質の劣化を招く可能性があっ
た。
で、その課題は、駆動基板上にカラーフィルタを形成し
たオンチップカラーフィルタ構造の表示装置において、
特に、カラーフィルタが画素開口部に整合して形成され
るオンチップカラーフィルタのパターン形状を改良して
駆動基板表面上の凹凸を解消し、液晶の配向性に優れた
カラー表示装置を提供することである。
解決するために以下の手段を講じた。すなわち、請求項
1に記載の第1の発明のカラー表示装置は、マトリクス
状に配列した画素電極と、画素電極を駆動するスイッチ
ング素子(TFT等)と、画素電極とスイッチング素子
とを接続するコンタクトホールと、画素電極に整合配置
するカラーフィルタが形成された駆動基板を有する、所
謂オンチップカラーフィルタ構造のカラー表示装置にお
いて、カラーフィルタの平面上で互いに隣り合うカラー
フィルタ間の間隙を埋める領域に、コンタクトホールを
避ける(またはコンタクトホールCONを中心とするロ
の字状でも良い)ようにダミーカラーフィルタを形成す
ることを特徴とする。
ー表示装置は、マトリクス状に配列した画素電極と、画
素電極を駆動するスイッチング素子と、画素電極とスイ
ッチング素子とを接続するコンタクトホールと、画素電
極に整合配置するカラーフィルタが形成された駆動基板
を有するカラー表示装置において、カラーフィルタの平
面形状を、平面上で互いに隣り合うカラーフィルタ間の
間隙を埋める領域まで、コンタクトホールを避けるよう
に両端が迫り出した凹形状、またはコンタクトホールを
避けるように先端が迫り出した凸形状により形成するこ
とを特徴とする。
ップカラーフィルタ構造のカラーフィルタを、平面上で
互いに隣り合うカラーフィルタ間の間隙、すなわち画素
開口部間の間隙にもダミーカラーフィルタを配置する、
または画素開口部の間隙に迫り出すように、かつコンタ
クトホールを避けて配置するようにした。これにより、
カラーフィルタが形成される駆動基板表面の段差が解消
されて液晶の配向性に優れた駆動基板構造が得られる。
態につき添付図面を参照して説明する。
1の詳細につき、工程順に説明する。図1は実施の形態
例1のカラー表示装置の模式的な断面図である。なお、
従来技術で記載した事項と共通する部分には以降も同一
参照符号を付すものとし、重複する部分の説明を一部省
略する。
にTFTを形成する半導体薄膜2を、例えば多結晶シリ
コンを50〜150nmの厚みで成膜する。必要ならば
Si+イオンを打ち込み非結晶化した後600℃程度で
加熱処理、あるいはエキシマレーザ等でアニールして大
粒子化を図る。この半導体薄膜2を所定の形状にパター
ニングし、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。
ンあるいはMoSi、WSi、Al、Ta、Mo/T
a、Mo、W、Ti、Cr等の金属を形成してパターニ
ングする。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ためにP+イオン等を熱拡
散する工程が入ることがある。その後、ゲート電極3を
マスクとしてイオン打ち込み法あるいはイオンドーピン
グ法等により不純物イオンを打ち込み、ソース領域Sお
よびドレイン領域Dを形成する。
0nmの厚みで常圧CVD法により成膜して第1層間絶
縁膜4とする。これにソース領域Sおよびドレイン領域
Dに連通するコンタクトホールを開口する。次いで、A
l等の導電性薄膜をスパッタ等により300〜700n
mの厚みで成膜する。これを所定の形状にパターニング
し、ソース電極6に加工する。この上に、例えばPSG
等を常圧CVD法により300〜700nmの厚みで成
膜し第2層間絶縁膜5とする。
のコンタクトホールCONを第1層間絶縁膜4、第2層
間絶縁膜5に開口する。この上に、ブラックマスクを兼
ねる遮光膜7となる金属薄膜、例えばTi、Al、M
o、Cr、W、TiNx、またはこれらの金属のシリサ
イド等をスパッタ等の方法で50〜1000nm程度の
厚みで成膜し、所定の形状にパターニングする。
光材料、例えば日産化学製PIC、新日鉄化学製V−2
59−R、G、B(何れも商品名)等からなるカラーレ
ジストを0.5〜3.0μm程度で塗布し、カラーフィ
ルタ8(R)、9(G)、10(B)、およびダミーカ
ラーフィルタ100の各セグメントを形成する。この工
程は、R、G、B毎に異なったカラーレジストを用い、
合計3回の露光、現像、焼成工程を経て形成する。な
お、ダミーカラーフィルタ100は染料を溶解した感光
材料を使用しても良い。また、このダミーカラーフィル
タ100はR、G、Bの何れのカラーレジストを用いて
行っても良い。
例えば東京応化製OFPR8600、新日鉄化学製V−
259PA(商品名)等からなる平坦化膜11をスピン
コートし、1.0〜3.0μm程度の膜厚で塗布形成す
る。この上に、画素電極1とのコンタクトを図るコンタ
クトホールを開口し、画素電極1となる透明導電膜をI
TO(Indium-Tin Oxide)等を50〜200nmでスパッ
タリング処理により成膜して画素パターンにパターニン
グする。そして、ポリイミド等の配向膜を塗布してラビ
ング処理後、同様に処理された対向基板12との間に液
晶14を注入/封止して本発明のカラー表示装置が完成
される。
ラー表示装置の模式的な平面図である。すなわち、図2
に示されるような本発明のカラーフィルタは、通常のカ
ラーフィルタ9(一例として)が個々の画素開口部に整
合して形成されるとともに、本発明の特徴事項として、
上下方向のカラーフィルタ間の間隙Aを埋めるように、
かつコンタクトホールCONを避けるようにしてダミー
カラーフィルタ100を形成する。なお、このダミーカ
ラーフィルタ100は、コンタクトホールCONに跨が
る(例えばコンタクトホールCONを中心とするロの字
状)ように形成しても良い。これにより、コンタクトホ
ールの接触不良がなく、かつカラーフィルタ間と画素電
極1との間の凹凸が平坦化されて液晶の配向性に優れた
駆動基板20構造が得られる。
する。本実施の形態例は、実施の形態例1のダミーカラ
ーフィルタに変えて、迫り出し構造のカラーフィルタを
採用した例であり、これを図3を参照して説明する。図
3は実施の形態例2のカラー表示装置の模式的な平面図
である。
101は、個々の画素開口部16上に形成されるととも
に、その特徴事項として、上下方向のカラーフィルタ間
の間隙を埋めるように、かつコンタクトホールCONを
避けるように迫り出した凹形状により形成される。これ
により、上下間のカラーフィルタ間に間隙が発生するこ
とがなくなり、駆動基板20の凹凸が解消されるととも
に、液晶の配向乱れのない良質の画質が得られるカラー
表示装置を提供できる。以降の説明は実施の形態例1と
同様であり、重複するため省略する。
置に適応した例であり、これを図4を参照して説明す
る。図4は実施の形態例3のカラー表示装置の模式的な
平面図であり、(a)は凹形状カラーフィルタ形成例、
(b)は凸形状カラーフィルタ形成例を示す。
ィルタ101は、デルタ配列された個々の画素開口部1
6上に形成されるとともに、同様にデルタ配列されたコ
ンタクトホールCONを避けるように迫り出した凹形状
のカラーフィルタによって、従来、問題となされていた
カラーフィルタ間の間隙を埋めるように形成されてい
る。
ラーフィルタ102は、デルタ配列された個々の画素開
口部16上に形成されるとともに、同様にデルタ配列さ
れたコンタクトホールCONを避けるように下方に迫り
出した凸形状のカラーフィルタにより、従来のカラーフ
ィルタ間の間隙を埋めるように形成されている。図4
(a)、(b)におけるカラーフィルタ101、102
の形成後は、前述の平坦化膜11(図1参照)を形成
(必須ではない)後に画素電極1を形成して構成され
る。これにより、駆動基板20の凹凸が平坦化され、良
質の画質が得られるカラー表示装置を提供できる。以降
の説明は重複するため省略する。
種々の実施形態を採ることができる。例えば、本発明の
カラーフィルタの平面形状は凹形状や凸形状に限ること
なく、如何なる形状にも発展できる。また、本発明はス
トライプ配列やデルタ配列などの配列方式や駆動形態に
何ら限定されることなく、様々な形態に発展できること
は言うまでもない。
のカラー表示装置によれば、オンチップカラーフィルタ
構造の表示装置におけるカラーフィルタの平面形状を、
開口部以外にもダミーカラーフィルタとして配置する、
若しくは開口部以外の場所に迫り出すように配置するよ
うにした。これにより、駆動基板の断面方向の表面上の
凹凸が解消されるとともに、液晶の配向乱れのない良好
な画質が得られるカラー表示装置を提供できる。勿論、
オンチップカラーフィルタ構造では、画素部の開口率を
大きくとれ、また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
開口率を保持できるようになり、アクティブマトリクス
型カラー表示装置の高開口率および高透過率化に効果が
得られる。
面図である。
の模式的な平面図である。
面図である。
面図であり、(a)は凹形状カラーフィルタ形成例、
(b)は凸形状カラーフィルタ形成例を示す。
である。
的な平面図である。
である。
的な平面図である。
第1層間絶縁膜、5…第2層間絶縁膜、6…ソース電
極、7…遮光膜、8,9,10,101,102…カラ
ーフィルタ、11…平坦化膜、12…対向基板、13…
対向電極、14…液晶、15…遮光部、16…開口部、
20…駆動基板、100…ダミーカラーフィルタ
Claims (4)
- 【請求項1】 マトリクス状に配列した画素電極と、 前記画素電極を駆動するスイッチング素子と、 前記画素電極と前記スイッチング素子とを接続するコン
タクトホールと、 前記画素電極に整合配置するカラーフィルタが形成され
た駆動基板を有するカラー表示装置において、 前記カラーフィルタの平面上の間隙領域に、前記コンタ
クトホールを回避してダミーカラーフィルタを形成する
ことを特徴とするカラー表示装置。 - 【請求項2】 前記カラーフィルタは、ストライプ配列
およびデルタ配列された画素電極のうち、少なくとも一
方の前記画素電極に用いられることを特徴とする請求項
1に記載のカラー表示装置。 - 【請求項3】 マトリクス状に配列した画素電極と、 前記画素電極を駆動するスイッチング素子と、 前記画素電極と前記スイッチング素子とを接続するコン
タクトホールと、 前記画素電極に整合配置するカラーフィルタが形成され
た駆動基板を有するカラー表示装置において、 前記カラーフィルタの平面形状を、隣接する前記カラー
フィルタの間隙を埋めるように、かつ前記コンタクトホ
ールを回避するように迫り出した凹形状および凸形状の
何れか一方の形状により形成することを特徴とするカラ
ー表示装置。 - 【請求項4】 前記カラーフィルタは、ストライプ配列
およびデルタ配列された画素電極のうち、少なくとも一
方の前記画素電極に用いられることを特徴とする請求項
3に記載のカラー表示装置。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17445897A JP3738530B2 (ja) | 1997-06-30 | 1997-06-30 | カラー表示装置 |
US09/106,494 US6031512A (en) | 1997-06-30 | 1998-06-29 | Color filter structure for color display device |
KR1019980025481A KR100550185B1 (ko) | 1997-06-30 | 1998-06-30 | 컬러표시장치 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17445897A JP3738530B2 (ja) | 1997-06-30 | 1997-06-30 | カラー表示装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1124061A true JPH1124061A (ja) | 1999-01-29 |
JP3738530B2 JP3738530B2 (ja) | 2006-01-25 |
Family
ID=15978852
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP17445897A Expired - Fee Related JP3738530B2 (ja) | 1997-06-30 | 1997-06-30 | カラー表示装置 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6031512A (ja) |
JP (1) | JP3738530B2 (ja) |
KR (1) | KR100550185B1 (ja) |
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