(57)【要約】【課題】低温多結晶シリコンＴＦＴを用いた液晶表示装置の最適化。【解決手段】ＴＦＴ基板１０上に、低温多結晶シリコン薄膜２０を能動層として用いるＴＦＴを形成し、該ＴＦＴ及び電極配線を覆うようにこれらの上に層間絶縁膜を介して複数の画素電極２６を形成する。液晶層４０を挟んで対向する対向基板３０上に形成される共通電極３２には、その各画素電極２６と対向する所定の位置に液晶の配向制御窓３４が形成され、１画素領域中で液晶分子の配向領域を分割して広視野角を実現している。液晶層４０の配向は垂直配向であり、液晶材料として、負の誘電異方性を備え、少なくとも側鎖にフッ素を有するフッ素系液晶分子を含むことで、多結晶シリコンＴＦＴによって実現される低電圧駆動で十分動作することを可能としている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１基板上に、マトリクス状に設けられた複数の画素電極と、対応する前記画素電極に接続されるように形成された薄膜トランジスタ及びその電極配線と、を備え、
前記第１基板上の前記複数の画素電極と、該第１基板に対向配置された第２基板上の共通電極との間に挟持された液晶層を画素電極毎に駆動して表示を行うアクティブマトリクス型液晶表示装置であって、
前記薄膜トランジスタとして、能動層に低温で形成された多結晶シリコン層を利用した多結晶シリコン薄膜トランジスタを用い、
前記第１及び第２基板間に挟持される前記液晶層の各液晶分子の初期配向を前記画素電極に対してほぼ垂直方向となるように制御し、
前記液晶層に用いる液晶材料として、側鎖にフッ素を備える以下の化学式（１）〜化学式（６）で示される分子構造を備えた材料のうち、
【化１】
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【化２】
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【化３】
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【化４】
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【化５】
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【化６】
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少なくともいずれか１種類の液晶分子を選択することを特徴とするアクティブマトリクス型液晶表示装置。
【請求項２】
請求項１に記載のアクティブマトリクス型液晶表示装置において、
前記第２基板上の前記共通電極には、前記画素電極と対向する所定対応領域内に前記液晶の配向を制御するための電極不在部を配向制御窓として設け、液晶分子の配向を垂直方向から変化させながら、各画素電極領域内に傾斜方角の異なる複数の領域を作成することを特徴とするアクティブマトリクス型液晶表示装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２の一方に記載のアクティブマトリクス型液晶表示装置において、
前記第１基板では、
該第１基板上に形成された薄膜トランジスタ及びその電極配線を覆うように平坦化層間絶縁膜が形成され、
前記平坦化層間絶縁膜上に前記複数の画素電極がそれぞれ形成されていることを特徴とするアクティブマトリクス型液晶表示装置。
【請求項４】
請求項１又は請求項２の一方に記載のアクティブマトリクス型液晶表示装置において、
前記第１基板では、
該第１基板上に形成された薄膜トランジスタを覆うように平坦化層間絶縁膜が形成され、
少なくとも前記薄膜トランジスタの形成領域を覆うように前記平坦化層間絶縁膜上に前記複数の画素電極がそれぞれ形成されていることを特徴とするアクティブマトリクス型液晶表示装置。
【請求項５】
請求項２に記載のアクティブマトリクス型液晶表示装置において、
前記液晶層に用いられる液晶材料は、負の誘電異方性を備え、
前記液晶層の垂直配向は、ラビング工程を施すことなく、前記共通電極及び前記画素電極をそれぞれ覆うように形成された垂直配向膜と、前記共通電極に設けられた前記配向制御窓と、前記複数の画素電極にそれぞれ印加される電圧によって制御されることを特徴とするアクティブマトリクス型液晶表示装置。
【請求項６】
請求項１〜請求項５のいずれか一つに記載のアクティブマトリクス型液晶表示装置において、
前記第１基板の周辺部には、前記多結晶シリコン薄膜トランジスタとほぼ同じ構造の薄膜トランジスタ群からなる駆動回路が形成されていることを特徴とするアクティブマトリクス型液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、画素をそれぞれ薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Tin film Transistor）で駆動して液晶表示を行うアクティブマトリクス型液晶表示装置（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）、特に薄膜トランジスタに低温プロセスによって作成した多結晶シリコンを利用した液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一対の基板間に液晶を封入し、この液晶に電圧を印加して所望の表示を行う液晶表示装置は、小型、薄型であるという利点があり、また低消費電力化が容易であるため、現在、各種ＯＡ機器、ＡＶ機器或いは携帯用、車載用情報機器などのディスプレイとして実用化が進んでいる。特に、各液晶画素を駆動するためのスイッチング素子として、薄膜トランジスタ（以下ＴＦＴという）を用いたいわゆるアクティブマトリクス型液晶表示装置は、ＴＦＴを選択的に駆動して液晶画素を選択することができるためクロストークのないより高精細な画像表示が可能である。
【０００３】
液晶表示装置に用いられるＴＦＴとしては、能動層に非晶質（アモルファス）シリコンを用いた非晶質シリコンＴＦＴと、能動層により移動度の高い多結晶シリコンを用いた多結晶シリコンＴＦＴが知られており、非晶質シリコンＴＦＴは、低温プロセスによって大面積にわたって形成が可能なことから、大型のディスプレイ用等に多く用いられている。これに対し、多結晶シリコンＴＦＴは、非晶質シリコンに比べてその移動度が高く、また自己整合によって素子を形成することができるため、非晶質シリコンＴＦＴよりもＴＦＴ面積及び画素面積を小さくすることが容易で、高精細なディスプレイを製造できる。また、多結晶シリコンを用いると、ＴＦＴをＣＭＯＳ構造とすることも容易であるため、表示部ＴＦＴとほぼ同一工程によって、同一基板上に表示部ＴＦＴを駆動するドライバＴＦＴを形成することができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このように特性が優れドライバを基板上に内蔵可能な多結晶シリコンＴＦＴは、高温プロセスによって非晶質シリコンを多結晶化して形成することは知られているが、プロセス中に高温に曝されるため、基板に安価なガラス基板を用いることができず、実用化には難がある。
【０００５】
しかし、レーザアニールやランプアニールなどのアニール処理を用いた多結晶化技術の向上により、低温プロセスによる多結晶シリコンの製造が可能となりつつある。このように、低温プロセスによって多結晶シリコンＴＦＴを形成する方法は、基板として安価なガラス基板を用いることができるので低コスト化が図れ、さらには大面積化が可能となり低温プロセスによる多結晶シリコンＴＦＴ（以下低温多結晶シリコンＴＦＴという）の実用化に至っている。
【０００６】
このように低温多結晶シリコンＴＦＴの実用化が進みつつあるものの、液晶表示装置として低温多結晶シリコンＴＦＴの特性を最大限発揮させ、またその特性をより向上させるために最適な液晶材料や最適なパネル構成などについては、依然、開発は進んでいない。このため、例えば、従来の非晶質シリコンＴＦＴ用の液晶表示装置に用いられていた材料や構成をそのまま転用しており、多結晶シリコンＴＦＴの特性を十分に発揮させることができていないという問題があった。
【０００７】
上記課題を解決するために、この発明に係るアクティブマトリクス型液晶表示装置では、低温多結晶シリコンＴＦＴの特性を最大限活用することを可能した液晶表示装置を得るため、適切な液晶材料やパネル構成など提案する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
まず、この発明は、第１基板上に、マトリクス状に設けられた複数の画素電極と、対応する前記画素電極に接続されるように形成された薄膜トランジスタ及びその電極配線と、を備え、前記第１基板上の前記複数の画素電極と、該第１基板に対向配置された第２基板上の共通電極との間に挟持された液晶層を画素電極毎に駆動して表示を行うアクティブマトリクス型液晶表示装置であって、前記薄膜トランジスタとして、能動層に低温で形成された多結晶シリコン層を利用した多結晶シリコン薄膜トランジスタを用い、前記第１及び第２基板間に挟持される前記液晶層の各液晶分子の初期配向を前記画素電極に対してほぼ垂直方向となるように制御し、前記液晶層に用いる液晶材料として、側鎖にフッ素を備える上記の化学式（１）〜化学式（６）で示される分子構造を備えた材料のうち、少なくともいずれか１種類の液晶分子を選択する。側鎖にフッ素を備えた液晶分子は、側鎖方向、つまり液晶分子の短軸方向における極性が高く、多結晶シリコン薄膜トランジスタによって実現される低い駆動電圧であっても十分動作することができる。また、短軸方向における極性が高いことは、例えば、液晶配向膜との反発を強めることにより、液晶の初期配向を垂直とすることが容易となる。
【０００９】
また、本発明は、前記第２基板上の前記共通電極に、前記画素電極と対向する所定対応領域内に前記液晶の配向を制御するための電極不在部を配向制御窓として設け、液晶分子の配向を垂直方向から変化させながら、各画素電極領域内に傾斜方角の異なる複数の領域を作成する。配向制御窓により、液晶分子の配向領域が安定的に分割されるため、表示装置に優先視野方向を複数設けることが可能となり、視野角が拡大する。
【００１０】
さらに、本発明において、前記第１基板には、該第１基板上に形成された薄膜トランジスタ及びその電極配線を覆うように平坦化層間絶縁膜が形成され、前記平坦化層間絶縁膜上に、前記複数の画素電極がそれぞれ形成されている。平坦化層間絶縁膜上に画素電極を形成することで、液晶分子の垂直配向に画素電極の凹凸が悪影響を与えないようにしている。また、少なくとも薄膜トランジスタの形成領域を覆うように（例えば薄膜トランジスタ及びその電極配線を覆うように）、前記平坦化層間絶縁膜上に画素電極を形成することにより、薄膜トランジスタ等の発生する電界が液晶層に漏れることを防止する。また、画素電極を上層に位置させることで液晶層により効率的に電圧を印加することを容易としている。
【００１１】
また、さらに上記アクティブマトリクス型液晶表示装置において、前記液晶層に用いられる液晶材料は、負の誘電異方性を備え、前記液晶層の垂直配向は、ラビング工程を施すことなく、前記共通電極及び前記画素電極をそれぞれ覆うように形成された垂直配向膜と、前記共通電極に設けられた前記配向制御窓と、前記複数の画素電極にそれぞれ印加される電圧によって制御される。ラビング工程なしで液晶層を垂直配向することにより、第１基板の周辺部に、前記多結晶シリコン薄膜トランジスタとほぼ同じ構造の薄膜トランジスタ群からなる駆動回路が形成されている場合においても、その駆動回路用のトランジスタがラビングによる悪影響を受けることが未然に防止されている。
【発明の効果】
【００１２】
以上説明したように、この発明においては、駆動回路を同一基板上に内蔵可能であってかつ低電圧駆動可能な低温多結晶シリコンＴＦＴを液晶駆動用の素子として用いた場合に、液晶材料として負の誘電異方性を備え、少なくとも側鎖にフッ素を有する液晶分子を用いることにより、低電圧であっても液晶層を十分駆動することが可能となる。さらに、多結晶シリコンＴＦＴに適した低電圧駆動でも液晶層は、十分高い電圧保持率を示し、焼き付きが防止される。また、液晶表示装置を低電圧で駆動することができるため、液晶表示装置の消費電力を低減することが可能となる。
【００１３】
また、共通電極の各画素電極と対向する領域に配向制御窓を設けることにより、一画素領域内で液晶分子の配向の方角を分割することにより、液晶表示装置の視覚依存性を低減でき、表示装置を大型化した場合にも有利となる。
【００１４】
さらに、薄膜トランジスタを覆うように平坦化層間絶縁層を形成しその上に画素電極を形成するので、表示装置の開口率の向上が図れると共に画素電極の平坦性が確保され、ラビング工程を施さずに垂直配向される液晶分子の配向の乱れを防ぐことが容易となる。さらに、画素電極を薄膜トランジスタよりも上層に配置することにより、薄膜トランジスタ及びそのための電極配線からの電界が液晶層に漏れて配向に悪影響を与えることを防止でき、低電圧の駆動でも液晶層を十分制御することが可能となる。また、ラビング工程なしで液晶層の初期配向を垂直配向とすることが可能であるため、液晶駆動用の低温多結晶シリコンＴＦＴと同一基板上にドライバＴＦＴを内蔵した場合であっても、ラビングにより、基板周辺領域に形成されたドライバＴＦＴに損傷を与える可能性が無くなり、ドライバ内蔵型とされる多結晶シリコンＴＦＴを用いた液晶表示装置により好適となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を用いてこの発明の好適な実施の形態（以下実施形態という）について説明する。
【００１６】
図１は、この発明の実施形態に係るアクティブマトリクス型液晶表示装置の１画素についての平面構成の一例、図２は図１のＡ−Ａ線に沿った概略断面の一例を示している。この実施形態に係るアクティブマトリクス型液晶表示装置は、低温多結晶シリコンＴＦＴが形成され、画素電極２６が上層に配置されたＴＦＴ基板（第１基板）１０と、このＴＦＴ基板１０と間に液晶層４０を挟持するように対向配置された対向基板（第２基板）３０を備え、各基板１０及び３０の外側にはそれぞれ互いにその透過偏光方向が直交するよう配置された偏光板４４、４６が設けられている。
【００１７】
ガラスなどからなるＴＦＴ基板１０上には、図２に示す例では、Ｃｒ、Ｔａ、Ｍｏ等の金属をパターニングして得られたゲート電極１２及びゲート電極１２と一体のゲート電極配線１２Ｌを備え、これらゲート電極１２、ゲート電極配線１２Ｌを覆うように、例えばＳｉＮｘ及びＳｉＯ2の積層構造又はいずれか一方よりなるゲート絶縁膜１４が形成されている。ゲート絶縁膜１４上には、ＴＦＴの能動層として機能する多結晶シリコン薄膜２０が形成されている。この多結晶シリコン薄膜２０は、非晶質シリコン薄膜にレーザアニール及びランプアニールの組み合わせ又はいずれか一方アニール処理などを用いた低温アニール処理を施すことによって多結晶化し、その後、島状にパターニングして得たものである。
【００１８】
多結晶シリコン薄膜２０上には、ＳｉＯ2等からなる注入ストッパ２３が形成されている。この注入ストッパ２３は、ゲート電極１２をマスクとしてＴＦＴ基板１０の裏面（図２の下側）から露光することで、自己整合的にゲート電極１２とほぼ同一形状にパターニングして形成されている。そして、この注入ストッパ２３を利用して多結晶シリコン薄膜２０にリン、砒素等の不純物を低濃度に注入することにより、多結晶シリコン薄膜２０の注入ストッパ２３の直下領域の両側には、自己整合的にこれらの不純物を低濃度に含む低濃度ソース領域２０ＬＳ及び低濃度ドレイン領域２０ＬＤがそれぞれ形成されている。また、注入ストッパ２３の直下領域は、注入ストッパ２３がマスクとなって不純物が注入されないため、実質的に不純物を含有しない真性領域となり、この真性領域がＴＦＴのチャネル領域２０ＣＨとして機能する。低濃度ソース領域２０ＬＳ、低濃度ドレイン領域２０ＬＤの外側には、同じ不純物をさらに高濃度に注入することによりソース領域２０Ｓ、ドレイン領域２０Ｄが形成されている。
【００１９】
各領域（２０ＣＨ、２０ＬＳ、２０ＬＤ、２０Ｓ、２０Ｄ）が形成された多結晶シリコン薄膜２０及び注入ストッパ２３上にはこれらを覆うようにＳｉＮｘ等からなる層間絶縁膜２２が形成されている。この層間絶縁膜２２上には、Ａｌ、Ｍｏ等からなるソース電極１６、ドレイン電極１８及びドレイン電極１８と一体のドレイン電極配線１８Ｌが形成されている。また、ソース電極１６及びドレイン電極１８は、層間絶縁膜２２に設けられたコンタクトホールにおいて上記多結晶シリコン薄膜２０に形成されたソース領域２０Ｓ、ドレイン領域２０Ｄに接続されている。
【００２０】
この実施形態における低温多結晶シリコンＴＦＴは、上記ゲート電極１２、ゲート絶縁膜１４、多結晶シリコン薄膜２０（２０ＣＨ、２０ＬＳ、２０ＬＤ、２０Ｓ、２０Ｄ）、ソース電極１６、ドレイン電極１８を備え、低温プロセスで形成された多結晶シリコン薄膜２０を能動層として有し、またゲート電極１２が素子下側に位置する逆スタガ型のＴＦＴによって構成されている。但し、ＴＦＴ形状は逆スタガ型に限定されることはなく、ゲート電極が多結晶シリコン薄膜よりも上層に配置されるスタガ型の構成であってもよい。
【００２１】
このような構成のＴＦＴ及び層間絶縁膜２２を覆うようにＴＦＴ基板１０のほぼ全面には、さらに平坦化のための平坦化層間絶縁膜２４が１μｍ程度或いはそれ以上の厚さに形成されている。この平坦化層間絶縁膜２４は、例えばＳＯＧ（Spin On Grass）、ＢＰＳＧ（Boro-phospho-Silicate Glass）、アクリル樹脂等が用いられている。平坦化層間絶縁膜２４上には、表示装置が透過型の場合にはＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等の透明導電膜を用いた液晶駆動用の画素電極２６がＴＦＴ形成領域上を覆うように形成され、この画素電極２６は、平坦化層間絶縁膜２４に設けられたコンタクトホールを介してソース電極１６に接続されている。なお、表示装置が反射型の場合にはこの画素電極２６としてＡｌ等の導電性反射材料が用いられる。
【００２２】
画素電極２６を覆うようにＴＦＴ基板１０のほぼ全面には、ラビング工程なしで液晶分子を垂直方向に配向させるための配向膜として、例えばポリイミド（ＳｉＮｘ）等を用いた垂直配向膜２８が形成されている。
【００２３】
以上のような各素子が形成されたＴＦＴ基板１０と液晶層４０を挟んで対向配置される対向基板（第２基板）３０は、ＴＦＴ基板１０と同様にガラス等から構成されており、ＴＦＴ基板１０との対向側表面にはＲＧＢのカラーフィルタ３８が形成され、さらにその上にはアクリル樹脂などの保護膜３６を介し、対向する画素電極２６とで液晶を駆動するためのＩＴＯなどからなる共通電極３２が形成されている。そして、本実施形態では、後述するように、この共通電極３２にはその各画素電極２６と対向する領域に配向制御窓３４として、例えば図２に示すようなＸ字状の電極不在部が形成されている。また、共通電極３２及びこの配向制御窓３４上にはこれらを覆うようにＴＦＴ基板１０側と同様の垂直配向膜２８が形成されている。
【００２４】
液晶層４０は、例えば３μｍ程度に設定された基板間の間隙に封入され、液晶材料としては、液晶分子４２の長軸方向の誘電率よりも短軸方向の誘電率が大きい、いわゆる負の誘電率異方性を有する液晶材料が用いられている。本実施形態において液晶層４０に用いられている液晶材料は、上記のような側鎖にフッ素を有する化学式（１）〜（６）で示される構造を備えた液晶分子を所望の割合で混合して作製したものであり、これら化学式（１）〜（６）の少なくとも１種類の液晶分子を含むように混合されている。
【００２５】
現在、負の誘電異方性を有する液晶材料としては、移動度の低い非晶質シリコンを能動層に利用したＴＦＴ液晶表示装置用として、側鎖にシアノ（ＣＮ−）基を有する液晶分子が主に用いられている。しかし、シアノ基を側鎖に備える液晶分子は、低電圧駆動では残留直流電圧が存在するため、十分高い電圧で駆動する必要があり、電圧保持率が低く、また液晶の焼き付きの可能性がある。しかし、本実施形態ではＴＦＴとして低温プロセスによって作製され、低電圧駆動可能な多結晶シリコンＴＦＴを用いている。従って、現在用いられているシアノ基を側鎖に備えた液晶材料を用いたのでは、低電圧駆動ができるという多結晶シリコンＴＦＴの特性を活かすことができないこととなる。そこで、液晶材料として上述のような化学式（１）〜（６）に示すように、側鎖にフッ素を有する液晶分子を配合することにより、側鎖の極性が高まり、液晶層４０は、例えば温度範囲−２０℃〜８０℃以上の範囲において、２Ｖ程度の低電圧での駆動が可能となり、さらに、多結晶シリコンＴＦＴによる低電圧駆動でも十分高い電圧保持率を備え、焼き付きが防止されている。また、液晶表示装置を低電圧で駆動することができるため、非晶質シリコンＴＦＴを用いた液晶表示装置と比較してより低消費電力の装置とすることが可能である。
【００２６】
本実施形態では、上述のような負の誘電異方性を有するフッ素系液晶分子を含有する液晶材料を用い、かつ垂直配向膜２８を用いることにより、液晶分子の初期配向を垂直方向に制御するＤＡＰ（deformation of vertially aligned phase）型の配向制御を行っている。ＤＡＰ型は、電圧制御複屈折（ＥＣＢ：elctrically controlled birefringence）方式の一種であり、液晶分子の長軸と短軸における屈折率の差、つまり複屈折現象を利用して、液晶層へ入射した光の透過率を制御するものである。
【００２７】
液晶層４０への電圧印加時には、このＤＡＰ型の液晶表示装置は、ＴＦＴ基板１０と対向基板３０の外側に互いに直交配置された偏光板４４、４６の一方を通過して液晶層４０へ入射した直線偏光をその複屈折により楕円偏光、さらには円偏光とすることで、他方の偏光板より入射光の射出を可能とする。液晶層４０への電圧非印加時には、液晶分子は垂直配向膜２８により垂直に配向しているので、一方の偏光板から液晶層４０へ入射された光は、複屈折を受けず、他方の偏光板から射出されることはない。つまり、このＤＡＰ型は、液晶層４０における電界強度に従ってその複屈折量、つまり入射直線偏光の常光成分と異常光成分との位相差（リタデーション量）が決定し、液晶層４０への印加電圧の上昇に伴って表示が黒から白へと変化するいわゆるノーマリブラックモードの表示を行う。そして、液晶層４０への印加電圧を各画素毎に制御することで、他方の偏光板からの射出光量、つまり透過率が画素毎に制御され、表示装置全体で所望のイメージ表示が可能となっている。
【００２８】
さらに、本実施形態では、図１及び図２に示すように共通電極３２に電極不在部としての配向制御窓３４を設けることにより、配向制御窓３４を基準として所定の方角に傾け、液晶分子の応答性の向上を図ると共に、画素内で配向方向を分割することによって液晶表示の視角依存性を緩和し、広い視野角の表示装置を実現している。液晶層４０への電圧印加時において、図１に示す画素電極２６の各辺のエッジ部分には、図２に点線で示すように共通電極３２との間にそれぞれ異なる方角に斜めの電界が発生するため、画素電極２６の辺のエッジ部分では、液晶分子は垂直配向状態から斜め電界の傾きの反対側に傾く。液晶分子４２は連続体性を有しているため、画素電極２６のエッジ部分で斜め電界で液晶分子の傾き方角が決定すると（傾き角度は電界強度によって決定）、画素電極２６の中央付近の液晶分子の傾く方角は、該画素電極２６の各辺における液晶分子の傾き方角に従うこととなり、１つの画素領域内には、液晶分子の傾き方角の異なる複数の領域が発生することとなる。
【００２９】
一方、配向制御窓３４には常に液晶動作閾値以下の電圧しか印加されないため、図２に示すように配向制御窓３４に位置する液晶分子は、垂直配向したままとなる。このため、配向制御窓３４が、常に上記液晶分子の傾き方角の異なる領域の境界となる。例えば、図１に示すように配向制御窓３４をＸ字状とすれば、それぞれ傾き方角の異なる領域Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの境界は、このＸ字状の配向制御窓３４上に固定されることとなる。
【００３０】
上述のようにＤＡＰ型液晶表示装置では、入射光に対する液晶分子の傾きにより透過率が異なるため、一つの画素領域内における液晶分子の傾き方角が一方向であると、優先視角方向も対応する一方向に限定されてしまい、視角依存性が強くなる。また、一つの画素領域内で異なる複数の傾き方角の領域が存在する場合であっても、その傾きの領域の境界が各選択期間毎に変化すると、表示にザラツキが発生して表示品質の低下を招く。これに対し、本実施形態では、一つの画素領域内で配向分割が行われるのみならず、複数の異なる方角に傾く領域の境界を配向制御窓３４の上に固定することができ、優先視角方向を複数設けることができ（本実施形態の場合、上下左右の４つ）、広視野角の液晶表示装置とすることが可能となる。
【００３１】
さらに、本実施形態では、上述のように画素電極２６が層間絶縁膜２２及び２４を介してＴＦＴ及びその電極配線（ゲート電極配線、ドレイン電極配線）等の形成領域上を覆うように形成されているため、ＴＦＴ及び電極配線による電界が液晶層４０に漏れ、液晶分子の配向に悪影響を与えることが防止でき、また、平坦化層間絶縁膜２４により画素電極２６の表面の平坦性を向上させることが可能であるため、画素電極２６の表面の凹凸による液晶分子の配向の乱れも防止することが可能となっている。さらに、このようにＴＦＴや電極配線による電界の漏洩や画素電極２６表面の凹凸などを低減することが可能な構成であるため、本実施形態では、画素電極２６のエッジ部分と配向制御窓３４の電界作用により液晶分子の配向を制御しており、垂直配向膜２８に対するラビング工程は不要となっている。
【００３２】
上述のように、本実施形態では、自己整合によってチャネル、ソース、ドレインを作製可能な多結晶シリコンＴＦＴを表示部のスイッチング素子として用いており、液晶表示部の周辺にはこの表示部のＴＦＴとほぼ同一の工程で作製したＣＭＯＳ構造の多結晶シリコンＴＦＴよりなるドライバを備えている。このため、本実施形態のようにＴＦＴが密集したドライバ部の多結晶シリコンＴＦＴに悪影響を与える可能性のあるラビング工程を省略することで、液晶表示装置としての歩留まり向上を図ることが可能となる。
【００３３】
また、画素電極２６がＴＦＴ及び各電極配線を覆うように形成することにより、例えば反射型の液晶表示装置とした場合には、従来、ＴＦＴや配線などによって開口率が制限されることなく、非常に高くすることが可能となる。また透過型の場合であっても、ＴＦＴ及び電極配線によって区画された領域内において、画素電極２６を上層に配置して、ＴＦＴ及び電極配線を覆うように透明な画素電極２６を形成することで、最大限の開口率を実現することが可能なる。
【００３４】
さらに、画素電極２６をＴＦＴ及び各電極配線よりも上層とすることで、画素電極２６と液晶層４０との距離が短くなるため、この画素電極２６によって液晶層４０に効率的に駆動電圧を印加することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本実施形態に係るアクティブマトリクス型液晶表示装置の平面構成の一例を示す概念図である。
【図２】図１の液晶表示装置のＡ−Ａ線に沿った概略断面を示す図である。
【符号の説明】
【００３６】
１０  ＴＦＴ基板（第１基板）、１２  ゲート電極、１３，１４  ゲート絶縁膜、１６  ソース電極、１８  ドレイン電極、２０  多結晶シリコン薄膜、２０Ｓ  ソース領域、２０ＬＳ  低濃度ソース領域、２０ＣＨ  チャネル領域、２０Ｄ  ドレイン領域、２０ＬＤ  低濃度ドレイン領域、２２  層間絶縁膜、２３  注入ストッパ、２４  平坦化層間絶縁膜（ＳＯＧ）、２６  画素電極、２８  垂直配向膜、３０  対向基板（第２基板）、３２  共通電極、３４  配向制御窓、３６  保護膜、３８  カラーフィルタ、４０  液晶層、４２  液晶分子。
【図１】
2005049894.tif 000009
【図２】
2005049894.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成16年11月18日(2004.11.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１基板上に、マトリクス状に設けられた複数の画素電極と、対応する前記画素電極に接続されるように形成された薄膜トランジスタ及びその電極配線と、を備え、
前記第１基板上の前記複数の画素電極と、該第１基板に対向配置された第２基板上の共通電極との間に挟持された液晶層を画素電極毎に駆動して表示を行うアクティブマトリクス型液晶表示装置であって、
前記薄膜トランジスタとして、能動層に低温で形成された多結晶シリコン層を利用した多結晶シリコン薄膜トランジスタを用い、
前記第１及び第２基板間に挟持される前記液晶層の各液晶分子の初期配向を前記画素電極に対してほぼ垂直方向となるように制御し、
前記液晶層に用いる液晶材料として、負の誘電率異方性を有し、側鎖にフッ素を備える以下の化学式（１）〜化学式（６）で示される分子構造を備えた材料のうち、
【化１】
2005049894.tif 000011
【化２】
2005049894.tif 000012
【化３】
2005049894.tif 000013
【化４】
2005049894.tif 000014
【化５】
2005049894.tif 000015
【化６】
2005049894.tif 000016
少なくともいずれか１種類の液晶分子を選択することを特徴とするアクティブマトリクス型液晶表示装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
まず、この発明は、第１基板上に、マトリクス状に設けられた複数の画素電極と、対応する前記画素電極に接続されるように形成された薄膜トランジスタ及びその電極配線と、を備え、前記第１基板上の前記複数の画素電極と、該第１基板に対向配置された第２基板上の共通電極との間に挟持された液晶層を画素電極毎に駆動して表示を行うアクティブマトリクス型液晶表示装置であって、前記薄膜トランジスタとして、能動層に低温で形成された多結晶シリコン層を利用した多結晶シリコン薄膜トランジスタを用い、前記第１及び第２基板間に挟持される前記液晶層の各液晶分子の初期配向を前記画素電極に対してほぼ垂直方向となるように制御し、前記液晶層に用いる液晶材料として、負の誘電率異方性を有し、側鎖にフッ素を備える上記の化学式（１）〜化学式（６）で示される分子構造を備えた材料のうち、少なくともいずれか１種類の液晶分子を選択する。側鎖にフッ素を備えた液晶分子は、側鎖方向、つまり液晶分子の短軸方向における極性が高く、多結晶シリコン薄膜トランジスタによって実現される低い駆動電圧であっても十分動作することができる。また、短軸方向における極性が高いことは、例えば、液晶配向膜との反発を強めることにより、液晶の初期配向を垂直とすることが容易となる。