(57)【要約】      （修正有）【課題】画面を斜め方向から見ても混色が少ない、壁電極ＩＰＳ方式の液晶表示装置を実現する。【解決手段】第１と第２の壁状構造ＷＬの間に画素が形成され、前記画素において、平面状の第１の電極ＳＥの上に、第１の絶縁層を介してスリットを有する第２の電極ＣＥが形成され、前記電極の間に電圧を印加することによって液晶を駆動し、前記第１と第２の壁状構造の間にはカラーフィルタＣＦが形成され、前記第１および第２の壁状構造の下にはカラーフィルタが形成されておらず、ＴＦＴおよび前記ＴＦＴを覆う第２の絶縁層が前記カラーフィルタよりも下層に形成され、前記ＴＦＴは前記第２の絶縁層に形成されたコンタクトホールを介してコンタクト電極ＣＮＴと接続し、前記コンタクト電極は前記第１または第２の壁状構造の少なくとも一部を覆うように延在し、前記コンタクト電極と前記第１の電極は前記壁状構造おいて接続していることを特徴とする液晶表示装置。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の基板と第２の基板の間に液晶が挟持され、前記第２の基板に形成された第１の壁状構造と第２の壁状構造の間に画素が形成された液晶表示装置であって、
前記画素において、平面状の第１の電極の上に、第１の絶縁層を介してスリットを有する第２の電極が形成され、前記第１の電極と前記第２の電極の間に電圧を印加することによって、液晶を駆動し、
前記第１の壁状構造と前記第２の壁状構造の間にはカラーフィルタが形成され、前記第１の壁状構造の下および前記第２の壁状構造の下にはカラーフィルタが形成されておらず、
信号配線と接続しているＴＦＴおよび前記ＴＦＴを覆う第２の絶縁層が、前記カラーフィルタよりも下層に形成され、
前記ＴＦＴは、前記第２の絶縁層に形成されたコンタクトホールを介してコンタクト電極と接続し、
前記コンタクト電極は前記第１の壁状構造または前記第２の壁状構造の少なくとも一部を覆うように延在し、
前記コンタクト電極と前記第１の電極は前記壁状構造において接続していることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記第１の壁状構造の側面および前記第２の壁状構造の側面にはカラーフィルタが存在していることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記第１の壁状構造の下および前記第２の壁状構造の下には、信号配線が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記コンタクト電極は透明電極で形成されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記コンタクトホールにおいて、前記ＴＦＴと前記コンタク電極の間には、金属または合金で形成された台座膜が存在していることを特徴とする請求項４に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記コンタクト電極は金属または合金で形成されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記第１の壁状構造または前記第２の壁状構造は、前記コンタクト電極が前記第１の電極と接続する部分においては、前記第１の壁状構造または前記第２の壁状構造の幅が他の部分よりも大きくなっていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項８】
第１の基板と第２の基板の間に液晶が挟持され、前記第２の基板に形成された第１の壁状構造と第２の壁状構造の間に画素が形成された液晶表示装置であって、
前記画素において、平面状の第１の電極の上に、第１の絶縁層を介してストライプ状、または、スリットを有する第２の電極が形成され、前記第１の電極と前記第２の電極の間に電圧を印加することによって、液晶を駆動し、
前記第１の壁状構造と前記第２の壁状構造の間にはカラーフィルタが形成され、前記第１の壁状構造の下および前記第２の壁状構造の下にはカラーフィルタが形成されておらず、
信号配線と接続しているＴＦＴおよび前記ＴＦＴを覆う第２の絶縁層が、前記カラーフィルタよりも下層に形成され、
前記ＴＦＴは、前記第２の絶縁層に形成されたコンタクトホールを介してコンタクト電極と接続し、
前記コンタクト電極は前記第１の壁状構造または前記第２の壁状構造の少なくとも一部を覆うように延在し、
前記コンタクト電極と前記第２の電極は前記壁状構造において接続していることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項９】
前記第１の壁状構造の側面および前記第２の壁状構造の側面にはカラーフィルタが存在していることを特徴とする請求項８に記載の液晶表示装置。
【請求項１０】
前記第１の壁状構造の下および前記第２の壁状構造の下には、信号配線が形成されていることを特徴とする請求項８に記載の液晶表示装置。
【請求項１１】
前記コンタクト電極は透明電極で形成されていることを特徴とする請求項８に記載の液晶表示装置。
【請求項１２】
前記コンタクトホールにおいて、前記ＴＦＴと前記コンタク電極の間には、金属または合金で形成された台座膜が存在していることを特徴とする請求項１１に記載の液晶表示装置。
【請求項１３】
前記コンタクト電極は金属または合金で形成されていることを特徴とする請求項８に記載の液晶表示装置。
【請求項１４】
前記第１の壁状構造または前記第２の壁状構造は、前記コンタクト電極が前記第１の電極と接続する部分においては、前記第１の壁状構造または前記第２の壁状構造の幅が他の部分よりも大きくなっていることを特徴とする請求項８に記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は表示装置に係り、特に視野角特性が優れ、かつ、高精細画面を実現できる壁電極を有するＩＰＳ方式の液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置に使用される液晶表示パネルは、画素電極および薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）等を有する画素がマトリクス状に形成されたＴＦＴ基板と、ＴＦＴ基板に対向して、ブラックマトリクス等が形成された対向基板が配置され、ＴＦＴ基板と対向基板の間に液晶が挟持されている。そして液晶分子による光の透過率を画素毎に制御することによって画像を形成している。
【０００３】
液晶表示装置はフラットで軽量であることから、色々な分野で用途が広がっている。携帯電話やＤＳＣ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｔｉｌｌ Ｃａｍｅｒａ）等には、小型の液晶表示装置が広く使用されている。液晶表示装置では視野角特性が問題である。視野角特性は、画面を正面から見た場合と、斜め方向から見た場合に、輝度が変化したり、色度が変化したりする現象である。視野角特性は、液晶分子を水平方向の電界によって動作させるＩＰＳ（Ｉｎ  Ｐｌａｎｅ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）方式が優れた特性を有している。
【０００４】
ＩＰＳ方式であっても、高精細な画面で、画素の大きさが小さくなった場合は、透過率が問題となり、画面輝度が問題となる。一方、液晶層内に突出した壁構造の壁面に形成した電極を利用して液晶層に電界を印加する壁電極IPS-LCD（In-Plane-Swiching-Liquid Crystal Display)は、平面電極を用いた従来のIPS-LCDに比較して液晶層に、より平行な電界を印加可能なため、より高い透過率を実現することができる。
【０００５】
このような壁電極を用いたIPS方式液晶表示装置は特許文献１等に記載されている。また、特許文献１には、カラーフィルタがTFT基板に形成された構成が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１４−６４２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
カラーフィルタとアクティブ素子を同一基板上に形成したCOA(Color filter On Array)方式は、両者をそれぞれ異なる基板上に形成した方式と比較して基板の合わせずれによる画素とカラーフィルタの位置ずれが生じない為混色が生じにくく、高精細な液晶表示装置に適している。これは、同一基板上に形成する層間の位置合わせ精度と2枚の基板の位置合わせ精度では前者の方が高精度なこと、カラーフィルタとアクティブ素子を同一基板上に形成した方がカラーフィルタと電極を近接できることによる。
【０００８】
尚ここで混色とは純色表示時の色相の極角依存性が左右非対称になる現象であり、光が液晶表示装置を斜めに通過する際、互いに整合しないカラーフィルタと電極を通過することで生じる。不整合のカラーフィルタと電極を通る光路は画素境界で生じ、液晶表示装置が高精細化して画素が小型化するほどその影響が顕著になる。
【０００９】
COA方式はアクティブ素子上の構造が複雑になり、特にカラーフィルタの加工寸法のばらつきが生じる課題があった。この他にも、カラーフィルタはイオン性不純物を大量に含むためその上層に電極や無機絶縁膜を形成するには成膜装置を専用化する必要があった。
【００１０】
一方、IPS方式の液晶表示装置にも、種々のタイプが存在する。なかでも、平面状の第１の電極の上に絶縁膜を介して櫛歯状の第２の電極によって液晶を駆動する、いわゆるFFS（Fringe Field Switching）方式は、広い視野角に加え、透過率を向上させることが出来るという特徴を有する。このFFS方式をCOA方式と組み合わせることによって、さらに、効率の高い液晶表示装置を実現することが出来る。
一方でCOA方式はとりわけFFS方式と組み合わせる際にアクティブ素子上の構造が複雑になり、またカラーフィルタの加工寸法のばらつきが生じる課題があった。本発明はこれらのＦＦＳ方式とＣＯＡ方式を組み合わせる際の課題を解決するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明はこれらのCOA方式の課題を解決するものであり、主な具体的な手段は次のとおりである。
【００１２】
（１）第１の基板と第２の基板の間に液晶が挟持され、前記第２の基板に形成された第１の壁状構造と第２の壁状構造の間に画素が形成された液晶表示装置であって、前記画素において、平面状の第１の電極の上に、第１の絶縁層を介してスリットを有する第２の電極が形成され、前記第１の電極と前記第２の電極の間に電圧を印加することによって、液晶を駆動し、前記第１の壁状構造と前記第２の壁状構造の間にはカラーフィルタが形成され、前記第１の壁状構造の下および前記第２の壁状構造の下にはカラーフィルタが形成されておらず、
信号配線と接続しているＴＦＴおよび前記ＴＦＴを覆う第２の絶縁層が、前記カラーフィルタよりも下層に形成され、前記ＴＦＴは、前記第２の絶縁層に形成されたコンタクトホールを介してコンタクト電極と接続し、前記コンタクト電極は前記第１の壁状構造または前記第２の壁状構造の少なくとも一部を覆うように延在し、前記コンタクト電極と前記第１の電極は前記壁状構造において接続していることを特徴とする液晶表示装置。
【００１３】
（２）第１の基板と第２の基板の間に液晶が挟持され、前記第２の基板に形成された第１の壁状構造と第２の壁状構造の間に画素が形成された液晶表示装置であって、前記画素において、平面状の第１の電極の上に、第１の絶縁層を介してストライプ状、または、スリットを有する第２の電極が形成され、前記第１の電極と前記第２の電極の間に電圧を印加することによって、液晶を駆動し、前記第１の壁状構造と前記第２の壁状構造の間にはカラーフィルタが形成され、前記第１の壁状構造の下および前記第２の壁状構造の下にはカラーフィルタが形成されておらず、信号配線と接続しているＴＦＴおよび前記ＴＦＴを覆う第２の絶縁層が、前記カラーフィルタよりも下層に形成され、前記ＴＦＴは、前記第２の絶縁層に形成されたコンタクトホールを介してコンタクト電極と接続し、前記コンタクト電極は前記第１の壁状構造または前記第２の壁状構造の少なくとも一部を覆うように延在し、前記コンタクト電極と前記第２の電極は前記壁状構造において接続していることを特徴とする液晶表示装置。
【発明の効果】
【００１４】
本願によれば、次のような効果を得ることが出来る。
（１）高精細で高透過率な液晶表示装置を実現することが出来る。
（２）混色がなく高精細の液晶表示装置を実現することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施例１の平面図である。
【図２】コンタクト領域およびＢＭの領域を明示した実施例１の平面図である。
【図３】図１のＡＡ‘断面図である。
【図４】図１のＢＢ‘断面図である。
【図５】従来方式とＣＯＡ方式における混色の状態を示す断面模式図である。
【図６】本発明におけるカラーフィルタの形成状態を示す断面模式図である。
【図７】従来例におけるカラーフィルタの形成状態を示す断面模式図である。
【図８】実施例２の平面図である。
【図９】実施例３の平面図である。
【図１０】実施例４の平面図である。
【図１１】コンタクト領域およびＢＭの領域を明示した実施例４の平面図である。
【図１２】図１０のＡＡ‘断面図である。
【図１３】図１０のＢＢ‘断面図である。
【図１４】実施例５の平面図である。
【図１５】図１４のＢＢ‘断面図である。
【図１６】実施例１と実施例５の比較図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に実施例を用いて本発明の内容を詳細に説明する。
【実施例１】
【００１７】
本発明の液晶表示装置は主に第一の基板ＳＵ１と第二の基板ＳＵ２が液晶層ＬＣを挟持して成り、第一の基板の周囲には周辺回路を有し、更にＳＵ２には駆動用の回路が接続されている。本発明の液晶表示装置の平面図を図１に示す。また、図１中に記載した断面ＡＡ‘、ＢＢ’における断面図をそれぞれ図３、図４に示す。図３は画素中央における横断面であり、図４はアクティブ素子を含む断面である。第一の基板ＳＵ１上には液晶層ＬＣに近接する側より第一の配向膜ＡＬ１、平坦化膜ＯＣ、ブラックマトリクスＢＭが順次形成されている。第二の基板ＳＵ２上には液晶層ＬＣに近接する側より第二の配向膜ＡＬ２、コモン電極ＣＥ、第一の絶縁膜ＩＬ１、ソース電極ＳＥ、カラーフィルタＣＦ、コンタクト電極ＣＮＴ、壁状構造WL、信号配線ＳＬ、第二の絶縁膜ＩＬ２、走査配線ＧＬ、第三の絶縁膜ＩＬ３、ポリシリコン層ＰＳ、第四の絶縁膜ＩＬ４、第一のアンダーコート膜ＵＣ１、第二のアンダーコート膜ＵＣ２を有する。
【００１８】
ブラックマトリクスＢＭは図２に示したように走査配線ＧＬに重畳するように分布し、走査配線ＧＬ等の光反射を遮光する。カラーフィルタＣＦは赤のカラーフィルタ、緑のカラーフィルタ、青のカラーフィルタから成り、いずれの平面形状もストライプ状で、壁状構造ＷＬの間に繰り返し配列されている。ソース電極ＳＥはポリシリコン層ＰＳ、台座膜ＣAL、コンタクトホールＣＨを介して信号配線ＤＬに接続されており、画像信号に応じた電位を液晶層ＬＣに印加する。尚、台座膜ＣALは信号配線ＳＬと同層である。信号配線ＳＬと走査配線ＧＬは交差しており、その交差部近傍にポリシリコン層ＰＳが形成されアクティブ素子、すなわち、ＴＦＴとして機能する。このように本発明はアクティブ素子とカラーフィルタＣＦが同一基板上に形成されたＣＯＡ(Color filter On Array)方式の液晶パネルである。
【００１９】
液晶層ＬＣは配向方向の誘電率がその垂直方向よりも大きい正の誘電率異方性を有し、高抵抗で尚且つ室温を含む広い温度範囲でネマチック相を示す。液晶層ＬＣの電圧無印加時における配向状態はホモジニアス配向であり、図２中にその配向状態を円筒状の液晶分子ＬＣＭを用いて模式的に示してある。コモン電極ＣＥとソース電極ＳＥを図１に示したように配置したことにより、液晶層ＬＣにはその層方向に概略平行な電界ＥＦが印加され、この時液晶層ＬＣの配向状態は層内で方位が回転するように変化する。第二の配向膜ＡＬ２は壁状構造ＷＬによって生じた突起を覆うため、光配向法で配向処理する。これにより壁状構造ＷＬの壁面を含む一画素の全面において均一な配向が得られる。尚、液晶層ＬＣには負の誘電率異方性を示す液晶材料も適用可能であり、この場合配向方向を９０度回転させる。
【００２０】
液晶層ＬＣを形成するには滴下法を用いており、表面が平坦な第一の基板ＳＵ１上に滴下して第一の基板ＳＵ１上に液晶層ＬＣを形成した後、第二の基板ＳＵ２と組み合わせた。第一の基板ＳＵ１上は平坦なので滴下後の液晶が広がり易く、均一な厚さの液晶層ＬＣが容易に形成できる。第一の基板ＳＵ１に第二の基板ＳＵ２を組み合わせる際、液晶層ＬＣ内に壁状構造ＷＬが挿入されるが、液晶層ＬＣは壁状構造ＷＬのある部分から壁状構造ＷＬのない部分に移動し、移動距離は一画素の短辺の長さよりも短い程度なので、壁状構造ＷＬの間隙に液晶層ＬＣのない部分が生じることはない。
【００２１】
第一の基板ＳＵ１の上層と第二の基板ＳＵ２の下層には第一の偏光板ＰＬ１と第二の偏光板ＰＬ２がそれぞれ配置され、第一の偏光板ＰＬ１と第二の偏光板ＰＬ２の吸収軸は液晶パネルの法線方向から観察して直交するように設定されている。尚且つ、第二の偏光板ＰＬ２の吸収軸は液晶層ＬＣの配向方向に平行である。以上のような第一の偏光板ＰＬ１と第二の偏光板ＰＬ２と液晶層ＬＣの軸配置により電圧無印加時に暗表示が得られる。第二の偏光板ＰＬ２の下方には白色ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）光源ＬＳが配置されている。
【００２２】
壁状構造ＷＬは自己増幅型の高感度ポジレジストから形成され、その高さは７μm、頂部における幅は２．５μmであり、図３に示したように断面形状は概略台形で信号配線ＳＬを被覆する。壁状構造ＷＬは液晶層ＬＣ内に突出しており、なおかつ信号配線ＳＬ上に分布する。ソース電極ＳＥとコモン電極ＣＥはＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）からなる透明電極で、厚さは０．０５μｍである。第一の絶縁膜ＩＬ１は窒化珪素からなる無機膜で、厚さは０．２μｍである。ソース電極ＳＥとコモン電極ＣＥは第一の絶縁膜ＩＬ１を介して積層されており、ソース電極ＳＥとコモン電極ＣＥの重畳部は保持期間中において液晶層ＬＣの電位を一定に保つ保持容量を形成する。コモン電極ＣＥは壁状構造WL上を覆い、なおかつ図１において破線で示したように壁状構造ＷＬの間隙にスリットを有する。ソース電極ＳＥは図１において一点鎖線で示したように壁状構造ＷＬ上のコンタクト部ＣＰ並びに壁状構造WL間に分布し、少なくともコモン電極ＣＥのスリットに重畳する。尚ここでコンタクト部ＣＰとは、概略図２中に丸で囲って示した部分である。電圧印加時にソース電極ＳＥとコモン電極ＣＥ間には電気力線が形成されるが、コモン電極ＣＥのスリットでは図３中に破線矢印で記載したようにフリンジ電界ＥＦとなって液晶層ＬＣ中にはみ出して分布し、これにより液晶層ＬＣの配向状態に変化が生じる。壁状構造ＷＬ上のコンタクト部ＣＰには図１中に太い実線で示したようにコンタクト電極ＣＮＴが分布し、図４に示したようにコンタクト電極ＣＮＴはコンタクト部ＣＰにおいてソース電極ＳＥと接続しており、更には台座膜ＣＡＬとも接続している。台座膜ＣＡＬは信号配線ＳＬと同層であり、チタン膜とアルミ膜とチタン膜を積層した三層積層体であり、ポリシリコン層ＰＳに接続されている。以上の様に、壁状構造ＷＬ上に形成されたコンタクト部ＣＰを介して信号配線ＳＬの電位がソース電極ＳＥに供給される。
【００２３】
コンタクト電極ＣＮＴにはモリブデンタングステン合金を用いてもよく、あるいはＩＴＯを用いてもよい。コンタクト電極ＣＮＴをＩＴＯにした場合、コンタクト電極ＣＮＴと接続するソース電極ＳＥと同じ素材になるが、ソース電極ＳＥを成膜する前に加熱してポリＩＴＯにすればソース電極ＳＥをエッチングする際にコンタクト電極ＣＮＴが消失しない。あるいはまた、カラーフィルタＣＦ上に露出した部分のコンタクト電極ＣＮＴの分布を、ソース電極ＳＥが壁状構造ＷＬ上に重畳する部分の分布と同一にしても、ソース電極ＳＥをエッチングする際にコンタクト電極ＣＮＴが消失しない。
【００２４】
混色とは純色表示時の色相の極角依存性が左右非対称になる現象であり、光が液晶表示装置を斜めに通過する際、互いに整合しないカラーフィルタＣＦと画素を通過することで生じる。図５(a)はカラーフィルタＣＦとアクティブ素子が異なる基板上にある液晶パネルの断面であり、互いに整合する画素とカラーフィルタＣＦを通過する斜め光を実線の矢印で、互いに整合しない画素とカラーフィルタＣＦを通過する斜め光を破線の矢印で示してある。不整合なカラーフィルタＣＦと画素を通る光路は画素とカラーフィルタＣＦに位置ずれがある場合に画素境界で生じ、液晶表示装置が高精細化して画素が小型化するほどその割合が増大する。
【００２５】
カラーフィルタＣＦとアクティブ素子が異なる基板上にある場合、カラーフィルタＣＦと電極の位置ずれは主に２枚の基板の位置ずれにより生じ、カラーフィルタＣＦとアクティブ素子が同一の基板上にある場合、カラーフィルタＣＦと画素の位置ずれは層間の合わせずれにより生じる。通常前者は後者に比較して２倍以上のずれ量がある。この他にも、混色はカラーフィルタＣＦと電極の厚さ方向の距離が大きいほど生じやすくなる。ここで電極とは、ソース電極ＳＥとコモン電極ＣＥの積層体のことである。
【００２６】
カラーフィルタＣＦとアクティブ素子が異なる基板上にある場合、両者は少なくとも液晶層ＬＣによって隔てられるため、カラーフィルタＣＦと電極の厚さ方向の距離は液晶層厚以上になる。図５(ｂ)はカラーフィルタＣＦとアクティブ素子が同一の基板上にある場合を示しており、カラーフィルタＣＦと電極を近接して積層することが可能になるので、混色がより生じにくくなる。図５(ｂ)においても斜め光は全て実線であり、互いに整合する画素とカラーフィルタＣＦを通過する。
【００２７】
ＣＯＡ方式ではカラーフィルタＣＦとアクティブ素子を同一の基板上に形成するため、カラーフィルタＣＦをソース電極ＳＥよりも下層に形成する場合にはカラーフィルタＣＦにコンタクトホールＣＨを形成するか、あるいはまたカラーフィルタＣＦを島状に形成しなければならない。カラーフィルタＣＦの形成に用いるカラーレジストは光吸収性のため、これをホトリソグラフ法でパターンニングする際には照射面の反対側に光が届きにくい。カラーレジストはネガレジストなのでこれにコンタクトホールＣＨを形成すると、現像時に照射面側の直径はより小さく、照射面の反対側の直径はより大きくなり、コンタクトホールＣＨは逆テーパとなる。これを焼成してもなだらかな順テーパにならないので断線が生じやすくなる。カラーフィルタＣＦを島状に形成する場合にも、同様にしてその断面は現像時に逆テーパ状になり剥離しやすい。
【００２８】
本発明では壁状構造ＷＬ形成後にカラーフィルタＣＬを形成するので、図６に示した様に壁状構造ＷＬを利用してカラーフィルタＣＬを容易に形成することができる。簡単のため図６では第二の基板ＳＵ２上に壁状構造ＷＬとカラーレジストのみを図示しており、図６(a)は壁状構造ＷＬを備えた基板上にカラーレジストを塗布した状態である。カラーレジストは充分に低粘度なため、壁状構造ＷＬの間隙のみに分布し壁状構造ＷＬの頂部には分布しない。そのためこれをホトリソグラフ法でパターンニングする際に、壁状構造ＷＬの幅分だけホトマスクＭＳの位置合わせの尤度が生じる。図６(a)では壁状構造ＷＬを備えた基板とホトマスクＭＳの間に合わせずれがない場合であり、この時図６(b)に示したように壁状構造ＷＬの間にカラーフィルタが形成される。図６(c)及び図６(e)はホトマスクＭＳが右側と左側にずれた場合であり、この時にもそれぞれ図６(d)及び図６(f)に示したように壁状構造ＷＬの間にカラーフィルタが形成される。壁状構造がない場合には、図７に示したようにこのような裕度は生じない。ホトマスクＭＳの位置が図７(a)、図７(c)、図７(e)と変化した際に形成されるカラーフィルタの断面はそれぞれ図７(b)、図７(d)、図７(f)に示したようになり、ホトマスクＭＳの合わせずれに従い位置がずれる。
【００２９】
また、カラーレジストは壁状構造ＷＬの壁面に付き回るため現像時の剥離も生じにくい。台座膜ＣＡＬとコンタクト電極ＣＮＴを接続するためのコンタクトホールＣＨは窒化珪素からなる第二の絶縁膜ＬＩ２に形成されており、コンタクト電極ＣＮＴとソース電極ＳＥは壁状構造ＷＬ上のコンタクト部ＣＰで接続されており、カラーフィルタＣＦにコンタクトホールを形成する必要はない。このように本発明ではカラーフィルタＣＦのパターンニングに壁状構造ＷＬを活用でき、なおかつカラーフィルタＣＦにコンタクトホールを形成しないためカラーフィルタＣＦを安定して形成することができる。
【００３０】
カラーレジストはイオン性の不純物を含み、これに電界が印加されるとイオン性の不純物が移動して偏在し、その電荷が液晶層ＬＣの配向に影響を及ぼす場合がある。本発明ではカラーフィルタＣＦと液晶層ＬＣがソース電極ＳＥ、第一の絶縁膜ＩＬ１、コモン電極ＣＥで隔てられているので、仮にカラーフィルタＣＦ中でイオン性の不純物の偏在が生じてもその電荷が液晶層ＬＣの配向に影響を及ぼすことはない。
【００３１】
この様に本発明は、高精細な液晶表示装置でより深刻な混色を根本的に抑制するＣＯＡ型液晶表示装置を従来よりも容易に作成することが可能である。
【００３２】
以上述べたように、本実施例は次のような特徴を有する。すなわち、(ａ)画素境界部に形成した壁構造上でコンタクトすることにより開口率の低下を防ぐことができる。また、カラーフィルタにコンタクトホールを形成する必要がないのでカラーフィルタのパターンニングが容易になる。
【００３３】
(ｂ)初めに壁状構造を作成してその上にカラーフィルタの原料であるカラーレジストを塗布すると、カラーレジストは低粘度のため壁状構造の間にのみ分布する。これをホトリソグラフ法でマスク露光する際、ホトマスクＭＳには壁状構造の幅だけ位置合わせの裕度が生じるので、パターンニングが容易になる。
【００３４】
(ｃ)壁状構造を破断部のない連続した平面形状とすれば、カラーフィルタ形成時に異なるカラーフィルタに対応する隣接画素にカラーレジストが流動してはみ出すこともなく、カラーフィルタのパターンニングが容易になる。カラーフィルタの作成方法はホトリソグラフ法に限らず、スクリーン印刷やインクジェット法などの、より効率的な方法で作成することも可能になる。
【実施例２】
【００３５】
本実施例の液晶表示装置の平面図を図８に示す。本実施例では、実施例１の液晶表示装置においてコンタクト部ＣＰのある壁状構造ＷＬの幅を実施例１における３μｍから５μｍに増大した。また、コンタクト電極ＣＮＴとソース電極ＳＥの端部を、幅を増大した壁状構造ＷＬのほぼ中央になるように設定した。
【００３６】
コンタクト部ＣＰではコンタクト電極ＣＮＴとソース電極ＳＥと壁状構造ＷＬを積層するが、三者に大きな位置ずれが生じると積層できない場合がある。コンタクト電極ＣＮＴとソース電極ＳＥは壁状構造ＷＬのコンタクト部ＣＰ、即ち壁状構造ＷＬの頂部と壁面で接続しているが、例えばコンタクト電極ＣＮＴになるＩＴＯ膜を露光する際にマスクの位置がずれてコンタクト電極ＣＮＴを壁状構造ＷＬの頂部と壁面に形成できなかった場合、コンタクト電極ＣＮＴとソース電極ＳＥを接続できなくなる。
【００３７】
同様にしてソース電極ＳＥになるＩＴＯ膜を露光する際にマスクの位置がずれてソース電極ＳＥを壁状構造ＷＬの頂部と壁面に形成できなかった場合にも、コンタクト電極ＣＮＴとソース電極ＳＥを接続できなくなる。本実施例では実施例１において３μｍにしたコンタクト部ＣＰのある壁状構造ＷＬの幅を５μｍに増大したことにより、３者が重畳する部分の面積を増大した。これにより、より大きな層間の合わせずれが生じてもコンタクト電極ＣＮＴとソース電極ＳＥを接続できるようになり、コンタクト部ＣＰ形成の歩留まりを増大することができる。
【００３８】
また、壁状構造ＷＬは信号配線ＳＬを被覆し絶縁する機能を有するが、コンタクト部ＣＰでは壁状構造ＷＬの壁面にコンタクト電極ＣＮＴが配置するため壁状構造ＷＬの位置がずれて信号配線ＳＬが露出すれば信号配線ＳＬとコンタクト電極ＣＮＴが短絡する可能性がある。本実施例ではコンタクト部ＣＰにおける壁状構造ＷＬの幅を増大したことにより同程度の位置ずれが生じても信号配線ＳＬが露出しなくなり、信号配線ＳＬとコンタクト電極ＣＮＴの短絡による歩留まり低下を防ぐことができる。
【実施例３】
【００３９】
本実施例の液晶表示装置の平面図を図９に示す。本実施例では、実施例１の液晶表示装置においてコンタクト部ＣＰにおけるコンタクト電極ＣＮＴとソース電極ＳＥの分布を変えた。実施例１ではコンタクト電極ＣＮＴとソース電極ＳＥの端部は壁状構造ＷＬ上にあるが、本実施例ではコンタクト電極ＣＮＴとソース電極ＳＥは壁状構造ＷＬを乗り越えて分布し、その端部は隣接画素内に位置するようにした。
【００４０】
実施例２でも述べたように、コンタクト電極ＣＮＴとソース電極ＳＥと壁状構造ＷＬの三者に大きな位置ずれが生じると積層できない場合がある。本実施例では、コンタクト電極ＣＮＴとソース電極ＳＥが壁状構造ＷＬの頂部並びに隣接画素内の一部で重畳し、実施例１に比較して両者の重畳する面積が増大している。そのため、コンタクト電極ＣＮＴとソース電極ＳＥの合わせずれが壁状構造の伸長方向に対して垂直方向に大きく生じたとしてもコンタクト電極ＣＮＴとソース電極ＳＥを接続できるようになり、コンタクト部ＣＰ形成の歩留まりを増大することができる。
【実施例４】
【００４１】
本実施例の液晶表示装置の平面図を図１０に示す。また、図１０中に記載した断面ＡＡ‘、ＢＢ’における断面図をそれぞれ図１２、図１３に示す。実施例１の液晶表示装置はソース電極ＳＥよりもコモン電極ＣＥが液晶層ＬＣに近接した構造であるが、本実施例ではこの関係を逆転して、コモン電極ＣＥよりもソース電極ＳＥが液晶層ＬＣに近接した構造にした。画素の容量検出を利用したタッチパネルが開発されており、コモン電極ＣＥよりもソース電極ＳＥが液晶層ＬＣに近接した構造は画素の容量検出がしやすいという特長を有する。図１０あるいは図１１において、コモン電極ＣＥは帯状であるが、スリットを有する櫛歯状の電極でもよい。
【００４２】
コンタクト電極ＣＮＴが図１３に示したように実施例１と同様壁状構造WL上に乗りかかるように分布しており、その後カラーフィルタＣＦを形成し、カラーフィルタＣＦは壁状構造WLの間隙を半ば埋めるようにその中腹の高さまで分布する。この段階で、コンタクト電極ＣＮＴはカラーフィルタＣＦが分布しない壁状構造ＷＬの中腹以上において露出している。その上にはコモン電極ＣＥが形成されており、コモン電極ＣＥは図１１に示したコンタクト部ＣＰの周辺から除かれている。図１０にコモン電極ＣＥの除去された部分を破線で示してある。
【００４３】
以上のような分布としたことにより、コンタクト電極ＣＮＴとコモン電極ＣＥはカラーフィルタＣＦによって絶縁される。コモン電極はＩＴＯからなり、コモン電極ＣＥを成膜した時点でコモン電極ＣＥとコンタクト電極ＣＮＴは接触するが、コンタクト電極ＣＮＴをＩＴＯ以外の膜、例えばモリブデンタングステン合金で形成すると、コモン電極ＣＥを現像する際にコンタクト電極ＣＮＴが消失しない。あるいはまた、コンタクト電極ＣＮＴをコモン電極ＣＥと同じＩＴＯで形成しても、コモン電極ＣＥのパターンニングよりも前に焼成してポリＩＴＯ化しておけば、コモン電極ＣＥをパターンニングする際にコンタクト電極ＣＮＴが消失しない。
【００４４】
この他にも、図１０中に一点鎖線で示したように、ソース電極ＳＥとコンタクト電極ＣＮＴの壁状構造ＷＬ上における分布を同一にしてもよい。コモン電極ＣＥの上に第一の絶縁膜ＩＬ１を形成し、壁状構造ＷＬの頂部でありなおかつコンタクト電極ＣＮＴの存在する部分に開口部を形成する。これにより開口部内にコンタクト電極ＣＮＴが露出する。その上にＩＴＯからなるソース電極ＳＥを形成し、図１０中に一点鎖線で示したようにソース電極ＳＥは主に壁状構造ＷＬの間隙中央に分布し、なおかつ壁状構造ＷＬの頂部に形成された第一の絶縁膜ＩＬ１の開口部を覆い、更にはこの両者を結ぶように分布する。
【００４５】
ソース電極ＳＥは壁状構造ＷＬの頂部に形成された第一の絶縁膜ＩＬ１の開口部を覆うものの、その端部は壁状構造ＷＬの頂部に位置する。ソース電極ＳＥの端部とこれに近接するコモン電極ＣＥとの間に電界が発生するが、壁状構造ＷＬの頂部に局在し、壁状構造ＷＬの頂部は第一の配向膜ＡＬ１に近接しているため電界は液晶層ＬＣに印加されない。そのため、隣接する画素にソース電極ＳＥの電位が影響を与えることはない。
【００４６】
このように本発明ではソース電極ＳＥがコモン電極ＣＥよりも液晶層ＬＣに近接した構造においてもコンタクト電極ＣＮＴとソース電極ＳＥは壁状構造ＷＬ上のコンタクト部ＣＰで接続できる。また、本実施例においてもカラーフィルタＣＦにコンタクトホールを形成しないため、カラーフィルタＣＦを安定して形成することができる。
【実施例５】
【００４７】
実施例１の液晶表示装置においてコンタクト電極ＣNTをモリブデンタングステン合金で形成し、台座膜ＣALを除いた。本実施例の液晶表示装置の平面図を図１４に示す。また、図１４中に記載した断面ＢＢ’における断面図を図１５に示す。尚、図１４中に記載した断面ＡＡ’における断面図は図３と同様である。
【００４８】
ＩＴＯ膜はポリシリコン層ＰＳとオーミックコンタクトできないが、モリブデンタングステン合金膜は可能である。そのためコンタクト電極ＣNTをモリブデンタングステン合金にすれば、図１５に示したように台座膜ＣALを介さずにコンタクト電極ＣNTとポリシリコン層ＰＳを積層することが可能になる。なお、モリブデンタングステン合金は例であり、他の金属あるいは合金で形成しても同様な効果を得ることが出来る。
【００４９】
図１６は信号配線ＳＬを形成した段階での平面図である。図１６(a)は本実施例の液晶表示装置の例であり、信号配線ＳＬの間に台座膜ＣALが存在しない。図１６(ｂ)は実施例１の液晶表示装置の例であり、信号配線ＳＬの間に台座膜ＣALが存在する。台座膜ＣALは信号配線ＳＬと同層で形成するが、これをなくすることにより隣り合った信号配線ＳＬをより近接して配置することが可能になり、より高精細な画素を作成可能になる。
【符号の説明】
【００５０】
ＳＵ１…第１の基板、  ＳＵ２…第２の基板、ＢＭ…ブラックマトリクス、  ＣＦ…カラーフィルタ、ＣＨ…コンタクトホール、  ＯＣ…平坦化膜、  ＡＬ１…第１の配向膜、  ＡＬ２…第２の配向膜、  ＬＣ…液晶、  ＬＣＭ…液晶分子、  ＳＥ…ソース電極、  ＣＥ…コモン電極、  ＣＡＬ…台座膜、  ＣＮＴ…コンタクト電極、  ＣＰ…コンタクト部、  ＩＬ１…第１の絶縁膜、  ＩＬ２…第２の絶縁膜、  ＩＬ３…第３の絶縁膜、  ＩＬ４…第４の絶縁膜、  ＵＣ１…第１のアンダーコート膜、  ＵＣ２…第２のアンダーコート膜、  ＰＳ…ポリシリコン層、  ＳＬ…信号配線、  ＧＬ…走査配線  ＰＳ…ポリシリコン層、  ＷＬ…壁状構造、  ＰＬ１…第１の偏光板、  ＰＬ２…第２の偏光板、  ＥＦ…電気力線、ＭＳ…ホトマスク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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