(57)【要約】【課題】液晶材料の光学的異方性を補償することで視野角特性を向上させ、さらに液晶材料の応答速度を向上させることで、軽量小型かつ低消費電力のの液晶表示装置を得る。【解決手段】液晶表示装置について、一方の基板に、表示用電極及び基準電極を設け、さらに反射型とし、液晶材料の配向をＨＡＮ（Ｈｙｂｒｉｄ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ  Ｎｅｍａｔｉｃ）型にすることで液晶材料の光学的異方性を補償し、尚且つ応答速度を向上させる。【選択図】図１
2007328355.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光性を有する第一の基板と、前記第一の基板に対向した第二の基板と、前記第一の基板と前記第二の基板間に挟持された液晶とを有し、
前記第一の基板上に、第一の画素電極と、前記第一の画素電極と絶縁された第二の画素電極と、前記第一の画素電極または前記第二の画素電極に接続された薄膜トランジスタと、前記薄膜トランジスタに信号を入力する走査線及び信号線と、前記走査線、前記信号線及び前記薄膜トランジスタを覆うブラックマトリクスとを有し、
前記第二の基板の前記液晶を挟持する面に反射層を有し、
前記液晶は、前記第一の基板近傍で前記第一の基板に対して平行又は略平行かつ前記第二の基板近傍で前記第二の基板に対して垂直又は略垂直に配向し、前記第一の画素電極と前記第二の画素電極とにより形成される電界により配向状態が制御されることを特徴とする反射型液晶表示装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記ブラックマトリクスは、透明な物質中に黒色の物質が分散してなることを特徴とする反射型液晶表示装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記黒色の物質の粒径は１μｍ以下であることを特徴とする反射型液晶表示装置。
【請求項４】
請求項２または請求項３において、
前記黒色の物質は、カーボンブラックまたは顔料であることを特徴とする反射型液晶表示装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか一において、
前記第１の画素電極上にパッシベーション膜が形成され、前記第２の画素電極は前記パッシベーション膜上に形成されていることを特徴とする反射型液晶表示装置。
【請求項６】
請求項５において、
前記パッシベーション膜は窒化珪素膜であることを特徴とする反射型液晶表示装置。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか一において、
前記第一の画素電極と前記第二の画素電極は透光性を有することを特徴とする反射型液晶表示装置。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７のいずれか一において、
前記第一の画素電極と前記第二の画素電極とは、互いに間隔をおいて咬合して配列していることを特徴とする反射型液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書で開示する発明は、アクティブマトリクス型の液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、ＣＲＴと比較して軽量かつコンパクトな表示装置としてコンピュータ、電卓、時計など幅広い分野で使用されている。液晶表示装置は、液晶材料の外場（電場、熱等）の印加に対する液晶分子の配向状態の変化や相転移により、液晶材料の光学的性質（干渉、散乱、回折、旋光、吸収等）が変化することを動作原理としている。
【０００３】
一般的な液晶表示装置の構成、駆動方法は、少なくとも一方が透光性を有し、間隔が１乃至数１０μｍに保たれた２枚の基板の間に液晶材料を挟み（以下これを液晶パネルと言う）、前記２枚の基板の両方又はいずれか一方に形成された電極により液晶材料に電界を印加して液晶分子の配向状態を基板面内の画素毎に制御し、液晶パネルを透過する光量を制御する事で画像表示を行うものである。この時、上記のいずれの光学的性質を利用するかによって、例えば液晶パネルの外側に偏光板を設ける等、動作モードに応じた構成とする。
【０００４】
現在液晶表示装置で広く用いられているのは、ＴＮ（ツイステッド・ネマチック）型またはＳＴＮ（スーパー・ツイステッド・ネマチック）型というもので、これらはそれぞれ液晶材料の旋光性、複屈折光の干渉といった光学的性質を利用しており、いずれも偏光板を設ける必要がある。
【０００５】
また、上記液晶表示装置で画像を表示させる場合、数多くの画素を同時に動作制御するために、種々の方法が提案されているが、この中でアクティブマトリクス駆動が高画質、高密度の表示が可能な方法として、広く用いられている。これは各画素に非線型能動素子（ダイオード、トランジスタ等）を配置し、各画素を電気的に独立した関係になるようにし、余分な信号の干渉を排除し高画質を実現することを目的とするものである。この方法によれば各画素は電気的スイッチが接続されたコンデンサとして見ることができる。従って必要に応じてスイッチをＯＮ／ＯＦＦさせることで画素に電荷を注入／流出させることができる。さらにスイッチをＯＦＦにすれば画素に電荷を保持されるためメモリー性を付与することが可能となる。
【０００６】
（従来技術の問題点）
（１）液晶表示装置の消費電力
いずれの液晶表示装置も、液晶材料自身は発光しないので、画像の視認性を良好にするため、光源として装置内に発光源を設けるか（透過型）、周囲から装置に入射する光を利用（反射型）する。
【０００７】
透過型の場合、光源の発光輝度を高くすればそれだけ明るい表示装置を実現できるが、装置全体の消費電力は増加してしまう。透過型の液晶表示装置の消費電力の大部分は光源が占めており（消費電力の割合・・・液晶パネル：光源＝１：１００乃至１：１０００）、低消費電力化は、光源の消費電力を如何に低減するかがポイントになる。しかし上記ＴＮ型、ＳＴＮ型では偏光板を２枚用いた構成が一般的であり、この場合液晶パネルの透過率はかなり低下するので、明るいディスプレイを実現するためには光源の輝度を高くする必要がある。ある程度の明るさを維持する必要がある以上、余程発光効率の良い光源を用いない限り、大幅な消費電力削減は望めない。
【０００８】
一方、反射型液晶表示装置の場合、装置内に特別な光源が無いため、低消費電力、小型化が可能で、より理想的な表示装置といえる。但し、周囲からの光を利用する以上、少ない光量でより明るい表示装置とするためには効率良く光を利用する必要がある。反射型でＴＮ型、ＳＴＮ型にした場合装置の明るさは、光源を利用してない分さらに乏しくなる。
【０００９】
（２）応答速度
表示する画像の高精細化に伴い、液晶材料の応答速度の高速化が望まれる。しかし、上記ＴＮ型液晶の場合、応答速度はＴＮ型では数１０ｍｓ、またＳＴＮ型では１００ｍｓ程度であり、これらの場合、画面上に形成された像が画面内を移動する場合、像が尾を引く様に見えてしまうなど、余り良好ではない表示状態となってしまった。この様な現象を改善するためにも、より高速な応答速度の液晶材料を利用するか、高速な応答を実現する動作モードとする必要がある。
【００１０】
（３）視野角特性
また、上記ＴＮ型、ＳＴＮ型の液晶表示装置について装置を斜方から見た場合にコントラストの低減や中間調の反転等の現象が見られた。これは液晶表示装置中の液晶層において斜めからの入射光の偏光状態が変わってしまうためである。この問題に対し、画素電極分割法や配向分割法等が提案されてきたが根本的な解決にはなっていない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は上で述べた（１）消費電力、（２）応答速度、（３）視野角特性を改善し、軽量小型、かつ低消費電力で高画質表示が可能な液晶表示装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明は、透光性を有する第一の絶縁基板と、該基板に対向し、光反射性を有する第二の絶縁基板と、前記第一の基板と第二の基板間に挟持された液晶材料を少なくとも有する液晶表示装置において、前記第一の基板上に第一の画素電極及び該電極に電気信号を印加するための配線と、該画素電極及び配線と絶縁された第二の画素電極が及び該電極に電気信号を印加するための配線を有することを特徴とする液晶表示装置である。
【００１３】
また本発明は、透光性を有する第一の絶縁基板と、該基板に対向し、光反射性を有する第二の絶縁基板と、前記第一の基板と第二の基板間に挟持された液晶材料を少なくとも有する液晶表示装置において、前記第一の基板上に第一の画素電極及び該電極に電気信号を印加するための配線と、該画素電極及び配線と絶縁された第二の画素電極が及び該電極に電気信号を印加するための配線が形成され、前記液晶材料の配向状態が前記第一の基板近傍と前記第二の基板近傍とで異なることを特徴とする液晶表示装置である。
【００１４】
また本発明は、透光性を有する第一の絶縁基板と、該基板に対向し、光反射性を有する第二の絶縁基板と、前記第一の基板と第二の基板間に挟持された液晶材料を少なくとも有する液晶表示装置において、前記第一の基板上に第一の画素電極及び該電極に電気信号を印加するための配線と、該画素電極及び配線と絶縁された第二の画素電極が及び該電極に電気信号を印加するための配線が形成され、前記液晶材料が前記第一の基板近傍で該基板に対して平行又は略平行かつ前記第二の基板近傍で垂直又は略垂直に配向していることを特徴とする液晶表示装置である。
【００１５】
また本発明は、透光性を有する第一の絶縁基板と、該基板に対向し、光反射性を有する第二の絶縁基板と、前記第一の基板と第二の基板間に挟持された液晶材料を少なくとも有する液晶表示装置において、前記第一の基板上に第一の画素電極及び該電極に電気信号を印加するための配線と、該画素電極及び配線と絶縁された第二の画素電極が及び該電極に電気信号を印加するための配線が形成され、前記第一の画素電極もしくは第二の画素電極のいずれか一方に非線形素子が接続されていることを特徴とする液晶表示装置である。
【００１６】
また本発明は、透光性を有する第一の絶縁基板と、該基板に対向し、光反射性を有する第二の絶縁基板と、前記第一の基板と第二の基板間に挟持された液晶材料を少なくとも有する液晶表示装置において、前記第一の基板上に第一の画素電極及び該電極に電気信号を印加するための配線と、該画素電極及び配線と絶縁された第二の画素電極が及び該電極に電気信号を印加するための配線が形成され、液晶材料は基板に平行な成分を有する電界により駆動されることを特徴とする液晶表示装置の駆動方法である。
【００１７】
本発明の液晶表示装置の構成を図１に示す。図中(101) は第一の基板で、表示用電極(110) 及び基準電極(111) を形成した。(102) は第二の基板で反射層(103を基板上に形成した。(104) は２軸性フィルム、(105) は偏光板、(106) は液晶分子である。(107) は偏光板の光軸方向、(108) は第一の基板を一軸配向処理したときの配向処理方向である。(109) は本発明の液晶表示装置において、アクティブマトリクス駆動を行う場合に形成する非線型素子、(112) は走査（ゲート）線、(113) は信号（ソース）線である。
【００１８】
上記第一の絶縁基板(101) には、透光性を有し、かつ外力に対しある程度の強度を有する材料、例えばガラス、石英などの無機材料などが用いられる。基板上にＴＦＴを形成する場合、無アルカリガラスや石英基板を用いる。また液晶パネルの軽量化を目的とする場合、複屈折性の少ないフィルム、例えばＰＥＳ（ポリエチレンサルフェート）などを用いることもできる。
【００１９】
また上記第二の基板(102) は外力に対しある程度の強度を有し、かつ光を反射する機能を持つ材料であればよい。例えば上記第一の基板の表面にＡｌ、Ｃｒ等の薄膜(103) を形成したものを用いても良い。また、Ｓｉ基板を用いることも可能である。
【００２０】
また、本発明では液晶材料を動作させるために、基板に平行な成分を有する電界（以下横方向電界と言う）を液晶セル内で発生させ、この横方向電界の強度により液晶分子の配向状態を制御する方法をとった。このため、本発明では第一の基板上に電気的に絶縁した表示用電極(110) と基準電極(111) の２種の電極を形成した。前記２種の電極は、Ａｌ、Ｃｒ等の導電性を有する材料を用いればよい。また、前記電極にＩＴＯ等の透光性を有する材料を用いれば画素の開口率を向上させることが可能である。電極の基本的な構成は図２に示すように表示用電極(110) と基準電極(111) とが間隙をおいて咬合するような構造となっている。また、必要に応じて第二の基板上に形成した反射板を電極として利用しても構わない。
【００２１】
本発明に用いることが可能な液晶表示の動作モードは視野角改善のためＯＣＢ（光学補償複屈折）モードを用いる。ＯＣＢモードは３次元方向で屈折率が実効的に等しくなるようにしたものである。ＯＣＢモードの基本的な構成は、２枚の偏光板の間にベンドセルと２軸性のフィルムを入れた構成であり、３次元方向で屈折率の補償を行っている。なお、ベンドセルの液晶分子の配向状態は、液晶パネル内で液晶分子の長軸が一対の基板面近傍では基板と平行で、一方の基板から他方の基板へ向かうにつれ長軸が基板と垂直方向に１８０゜回転するような配向となっているものである。
【００２２】
しかし上記構成をそのまま利用すると偏光板を２枚使用していることになり、明るい液晶表示装置が実現できなくなるので、本発明では反射型の液晶表示装置とし、偏光板を一枚ですむようにした。これは、ＯＣＢモードについて液晶分子の配向が一対の基板のちょうど中間を軸として鏡像の関係になっており、この軸を折り返しとして反射型とすると、液晶材料の配向状態がＨＡＮ（ハイブリッド配向ネマチック）モードの液晶表示装置と同じ構成となることを利用したものである。ＨＡＮモードは、液晶分子が一方の基板で垂直配向、他方の基板で水平配向するように配向制御したものである。電界を印加してないときの液晶分子１０６の配向状態を図１に示した。液晶材料には誘電異方性が正又は負の材料のネマチック材料を用いる。また、配向処理について、垂直配向をさせる基板面上には一塩基クロム錯体処理やシランカップリング材を塗布すればよい（図示せず）。水平配向させる基板面上にはポリイミド等を塗布し（図示せず）公知のラビング処理などを行えばよい。
【００２３】
また、液晶材料の駆動方法としてはマルチプレックス方式でもアクティブマトリクス方式でもよい。マルチプレックス方式では第一の基板上に形成するのは表示用電極、基準電極の２種だけでよいが、アクティブマトリクス方式の場合、このほかにスイッチング素子として非線型素子(109) 、例えば薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）やダイオードを各画素毎に形成する。ＴＦＴとしては活性層にアモルファスシリコンまたはポリ（多結晶）シリコンを用いたトランジスタを用いることができる。また、前記非線型素子(109) は表示用電極(110) に接続する。
【００２４】
またさらに進んだ構成として、周辺駆動回路を薄膜トランジスタで構成し、基板上に集積化してしまう構成がある。この構成は、基板上に画素領域と周辺回路領域とを集積化した一体構造として得られるので、液晶パネルをより利用しやすいものとすることができる。
【００２５】
また、表示特性の向上のため表示に関係ない部分（配線、非線型素子部分、周辺駆動回路）上に（図３(328) ）ブラックマトリクスを形成する。前記ブラックマトリクスとして、Ｃｒ等の金属や、液晶表示装置の内部での乱反射によるコントラスト低下を防止する為、透明な物質中に黒色の物質が分散しているものを用いることができる。特に、透明な物質としてはガラス、石英などの無機材料や、樹脂などの有機材料を使用することができるが、作製の容易さの点で樹脂材料を用いるのがよい。樹脂材料はアクリル系材料などを用いることができる。また、黒色性の物質としてはカーボンブラック、または顔料などを用いることができる。
【００２６】
前記樹脂材料への黒色性材料の分散方法としては、用いる黒色性材料に応じて適宜選択することが可能で、スターラーによる攪拌法、ボールミル法、３本ロール法などがある。また、分散の際には、界面活性剤などの分散助剤を小量添加することにより、黒色性材料の分散性を向上させることも可能である。なお、分散する黒色性材料の粒径は分散安定性、およびブラックマトリクス層を薄膜化する目的から１μｍ以下が望ましい。
【００２７】
また、ＴＦＴ基板上にブラックマトリクスを形成するのは、通常のフォトリソグラフィー法においてレジストパターンを形成するのと同様な方法でよい。まず、前記黒色性材料が分散した有機溶液を、ＴＦＴ基板上にスピンコート法または印刷法により塗布する。次に、公知のフォトリソグラフィー法で、パターニングする。その後２００℃前後でポストベークする。
【００２８】
また、本発明に示したＨＡＮモードによれば液晶材料に印加する電圧を制御することで色を制御することが可能である。従って従来の液晶表示装置に用いられていたカラーフィルターは形成する必要がない。
【００２９】
このようにして配向処理を施された基板は、配向処理面もしくはＴＦＴ、透明電極などが形成された面を向かい合わせるようにして配置され、前記対向する基板間に液晶材料が挟まれる。前記一対の基板には、基板間隔が一定になるようにスペーサーなどが散布される。使用するスペーサーは１〜１０μｍの直径を有する。前記一対の基板はエポキシ系の接着剤などで固定される。接着剤のパターンは画素領域および周辺駆動回路領域が内側になるように基板の外周に形成される。
【発明の効果】
【００３０】
本発明の構成とすることで、バックライトが不要な明るいディスプレイを作製できた。また、従来の液晶表示装置とは異なり偏光板１枚で装置を構成することが可能となった。従って、消費電力の低減が可能となった。さらに、駆動電圧の低減により電源として乾電池を用いることが可能となり、携帯用各種電気機器への応用がより容易になる。
【００３１】
（作用）
本発明は、液晶表示装置について、一方の電極に表示用電極と基準電極を設け、基板に平行な電界で液晶分子を駆動させるものである。さらに、液晶分子の配向をＨＡＮ型とすることで、液晶材料の有する光学的異方性を補償され、視野角特性が向上する。また、上記配向とすることで従来のＴＮ、ＳＴＮ型と比べ応答速度が改善される。また、他方の基板には反射板を形成することで、反射型液晶表示装置とすることができ、装置内に光源を設ける必要がなくなるため、消費電力を低減することが可能となる。
【実施例１】
【００３２】
以下に本実施例における液晶表示装置の基板の作製方法の説明を行う。本実施例ではマルチプレックス駆動方式による液晶表示装置とした。まず、第一の絶縁基板としてガラス基板の上に、表示用電極としてＩＴＯを120ｎｍ成膜しパターニングした。次にこの上にＳｉＮからなる絶縁膜を100ｎｍ成膜した。さらにこの上に基準電極としてＩＴＯを120ｎｍ成膜しパターニングした。表示用電極と基準電極の電極構造を図２に示す。櫛歯状の表示用電極(110) 、基準電極(111) の縦、横方向電極の幅(203、204 、205 、206)はそれぞれ10μｍ、また咬合し合う部分の長さ(207) は60μｍ、また、表示用電極と基準電極の間隔(208) は５μｍとした。  また、第二の絶縁基板上にはＣｒを120ｎｍ成膜し、反射機能を持たせた。
【００３３】
また、本実施例においては液晶分子をＨＡＮ配向となるようにした。そのために、上記第一の基板(101) 及び第二の基板(102) には配向膜（図示せず）を形成した。第一の基板(101) にはポリイミドを公知のスピンコート法もしくはＤＩＰ法などにより形成した。次に液晶分子を基板に対して平行になるように配向させるため、第一の基板上(102) のポリイミド膜にはラビング処理を施した。ラビングは表示用、基準電極の櫛歯に相当する部分に平行な向き(108) に行った。第二の基板(102) にはシランカップリング剤を形成した。その結果、第二の基板表面の液晶分子は垂直配向した。
【００３４】
このようにして形成された第一の基板(101) と第二の基板(102) を重ね合わせて液晶パネルを形成した。前記一対の基板は、基板間に直径３μｍの球状スペーサー（図示せず）を挟むことでパネル面内全体で均一な基板間隔となるようにした。また、前記一対に基板を接着固定するためにエポキシ系の接着剤でシールした。シールのパターンは画素領域、周辺駆動回路領域を囲むようにした（図示せず）。この後所定の形状に前記一対の基板を切断した後、基板間に液晶材料を注入した。液晶材料は誘電異方性が正の材料としてネマチック液晶ZLI-2293（Δε＝＋１０、１ｋＨｚ、２０℃）を使用した。
【００３５】
次に、第一の基板上に２軸性フィルム(104) 、偏光板(105) の順にそれぞれ貼り付けた。偏光板の光軸の向き(107) はラビング方向と４５゜をなすように配置した。
【００３６】
この液晶表示装置を動作させたところ、駆動電圧３Ｖでコントラスト１００、応答速度２ｍｓ、広視野角の表示を行うことができた。
【実施例２】
【００３７】
以下に本実施例におけるアクティブマトリクス回路を用いた液晶表示装置の基板の作製方法の説明を行う。以下、本実施例のモノリシック型アクティブマトリクス回路を得る制作工程について、図３を用いて説明する。この工程は低温ポリシリコンプロセスのものである。図３の左側に駆動回路のTFT の作製工程を、右側にアクティブマトリクス回路のTFT の作製工程をそれぞれ示す。まず、第一の絶縁基板としてガラス基板（301)の上に、下地酸化膜（302)として厚さ100〜300ｎｍの酸化珪素膜を形成した。この酸化珪素膜の形成方法としては、酸素雰囲気中でのスパッタ法やプラズマCVD 法を用いればよい。
【００３８】
その後、プラズマCVD 法やLPCVD 法によってアモルファスのシリコン膜を30〜150ｎｍ、好ましくは50 〜100ｎｍに形成した。そして、500 ℃以上、好ましくは、500〜600 ℃の温度で熱アニールを行い、シリコン膜を結晶化させた、もしくは、結晶性を高めた。熱アニールによって結晶化ののち、光（レーザーなど）アニールをおこなって、さらに結晶化を高めてもよい。また、熱アニールによる結晶化の際に特開平6-244103、同6-244104に記述されているように、ニッケル等のシリコンの結晶化を促進させる元素（触媒元素）を添加してもよい。
【００３９】
次にシリコン膜をエッチングして、島上の駆動回路のTFT の活性層（303）（pチャネル型TFT 用）、（304）（Nチャネル型TFT 用）とマトリクス回路のTFT （画素TFT)の活性層（305 ）を形成した。さらに、酸素雰囲気中でのスパッタ法によって厚さ50〜200ｎｍの酸化珪素のゲート絶縁膜（306 ）を形成した。ゲート絶縁膜の形成方法としては、プラズマCVD 法を用いてもよい。プラズマCVD 法によって酸化珪素膜を形成する場合には、原料ガスとして、一酸化二窒素（Ｎ2 Ｏ）もしくは酸素（Ｏ2 ）とモノシラン（SiH4) を用いることが好ましかった。
【００４０】
その後、厚さ200〜600ｎｍのアルミニウムをスパッタ法によって基板全面に形成した。ここでアルミニウムはその後の熱プロセスによってヒロックが発生するのを防止するため、シリコンまたはスカンジウム、パラジウムなどを含有するものを用いてもよい。そしてこれをエッチングしてゲート電極（307 、308 、309 ）を形成する（図３（A））。その後、イオンドーピング法によって、全ての島状活性層に、ゲート電極をマスクとして自己整合的に、フォスフィン（ＰＨ3 ）をドーピングガスとして、燐が注入される。ドーズ量は1 ×1012〜5 ×1013原子／ｃｍ2 する。この結果、弱いＮ型領域（310 、311 、312)が形成される。（図３（B ））
【００４１】
次に、P チャネル型TFT の活性層を覆うフォトレジストのマスク(313) 及び画素TFT の活性層(305) のうち、ゲート電極に平行にゲート電極(309) の端から３μｍ離れた部分まで覆うフォトレジストのマスク(314) が形成される。そして、再びイオンドーピング法によってフォスフィンをドーピングガスとして燐を注入する。ドーズ量は1 ×1014〜5 ×1015原子／ｃｍ2 とする。この結果として、強いN 型領域（ソース、ドレイン）(315、316)が形成される。画素TFT の活性層(305) の弱いＮ型領域(312) のうち、マスク(314) に覆われていた領域(317) は、今回のドーピングでは燐が注入されないので、弱いN 型のままとなる。（図３（C ））
【００４２】
次に、N チャネル型TFT の活性層(304、305)をフォトレジストのマスク(318) で覆い、ジボラン(B2H6)をドーピングガスとして、イオンドーピング法により、島状領域(303) に硼素が注入される。ドーズ量は5 ×1014〜8 ×1015原子／ｃｍ2 とする。このドーピングでは、硼素のドーズ量が図５（Ｃ）における燐のドーズ量が上回るため、先に形成されていた弱いＮ型領域(310) は強いＰ型領域(319) に反転する。以上のドーピングにより、強いＮ型領域（ソース／ドレイン）(315、316)、強いＰ型領域（ソース／ドレイン）(319) 、弱いＮ型領域（低濃度不純物領域）(317) が形成される。本実施例においては、低濃度不純物領域(317) の幅ｘは、約３μｍとする。（図３（D ））
【００４３】
その後、450 〜850 ℃で0.5 〜3 時間の熱アニールを施すことにより、ドーピングによるダメージを回復せしめ、ドーピング不純物を活性化、シリコンの結晶性を回復させた。その後、全面に層間絶縁物(320) として、プラズマCVD 法によって酸化珪素膜を厚さ300〜600ｎｍ形成した。これは、窒化珪素膜あるいは酸化珪素膜と窒化珪素膜の多層膜であってもよい。そして、層間絶縁膜(320) をウエットエッチング法またはドライエッチング法によって、エッチングして、ソース/ ドレインにコンタクトホールを形成した。
【００４４】
そして、スパッタ法によって厚さ200〜600ｎｍのアルミニウム膜、もしくはチタンとアルミニウムの多層膜を形成する。これをエッチングして、周辺回路の電極・配線(321、322 、323)および画素TFT の電極・配線(324、325)を形成した。さらに、プラズマCVD 法によって、厚さ100〜300ｎｍの窒化珪素膜(326) がパッシベーション膜として形成され、これをエッチングして層間膜とした。さらにこの上に表示用電極としてＩＴＯ(327) を120ｎｍ成膜し、実施例１における表示用電極と同様なパターンとなるようパターニングした。
さらに、プラズマCVD 法によって、厚さ100〜300ｎｍの窒化珪素膜(329) がパッシベーション膜として形成され、この上に基準電極としてＩＴＯ（図示せず）を120ｎｍ成膜し、画素部が実施例１における基準電極と同じパターンになるようパターニングした。（図３（E ））
【００４５】
次に、これらの上にブラックマトリクス(328) を形成する。ここでは、ブラックマトリクスが最上層であるがITO とブラックマトリクスは逆でもよい。ブラックマトリクス用材料としては、平均粒径100ｎｍのカーボンブラックが、アクリル系樹脂材料に分散した溶液を、スピンコート法または印刷法により塗布した。その後100 ℃、2minプリベークを行い、その後公知のフォトリソグラフィー法で、パターニングした。この時通常のパターニングで用いる紫外線強度よりも強めに（20mW／cm2 以上）照射するか、ブラックマトリクス塗布後さらに、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）などで酸素遮断膜を形成する。現像はＴＭＡＨが水に重量濃度で2.36% 溶解した現像液を用いた。この結果厚さ1 μｍのブラックマトリクスを周辺駆動回路、画素ＴＦＴ、ゲート・ソース配線上に形成することができた。画素領域の開口率は60% であった。
【００４６】
また、本実施例においては液晶分子をＨＡＮ配向となるようにした。そのために、上記第一の基板及び第二の基板には配向膜を形成した。第一の基板にはポリイミドを公知のスピンコート法もしくはＤＩＰ法などにより形成した。次に液晶分子を基板に対して平行になるように配向させるため、ＴＦＴ基板上のポリイミド膜にはラビング処理を施した。ラビングは表示用、基準電極の櫛歯に相当する部分に平行な向きに行った。第二の基板にはシランカップリング剤を形成した。その結果、カラーフィルター基板表面の液晶分子は垂直配向した。
【００４７】
このようにして形成されたＴＦＴ基板と対向基板を重ね合わせて液晶パネルを形成した。前記一対の基板は、基板間に直径３μｍの球状スペーサーを挟むことでパネル面内全体で均一な基板間隔となるようにした。また、前記一対に基板を接着固定するためにエポキシ系の接着剤でシールした。シールのパターンは画素領域、周辺駆動回路領域を囲むようにした。この後所定の形状に前記一対の基板を切断した後、基板間に液晶材料を注入した。液晶材料はネマチック液晶ZLI-2293を使用した。
【００４８】
次に、第一の基板上に２軸性フィルム(104) 、偏光板(105) の順にそれぞれ貼り付けた。偏光板の光軸の向き(107) はラビング方向と４５゜をなすように配置した。
【００４９】
この液晶表示装置を動作させたところ、駆動電圧３Ｖでコントラスト１００、応答速度２ｍｓ、広視野角の表示を行うことができた。
【実施例３】
【００５０】
本実施例では、実施例２の液晶表示装置を用い、カラー表示を行った例を示す。本実施例での液晶表示装置の画素電圧印加に伴う透過光強度変化（５５４．６ｎｍ）を図４に示す。図４から明らかなように透過率は電圧印加に伴い連続的に変化し、明確なしきい値は存在しなかった。また、色相の変化を観察すると、電圧無印加で黄緑、０．５Ｖで緑、０．９Ｖで青、１．２Ｖで赤を示した。
【００５１】
この現象を利用し、本実施例の液晶表示装置について画素電圧の制御によりカラー表示を行ったところ、駆動電圧３Ｖ、広視野角のマルチカラー表示を行うことが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の液晶表示装置の概略を示す。
【図２】本発明の液晶表示装置の電極構造を示す。
【図３】本発明の液晶表示装置の画素ＴＦＴと周辺駆動回路断面を示す。
【図４】本発明の実施例３における液晶表示装置の透過率−印加電圧特性を示す。
【符号の説明】
【００５３】
１０１、１０２          基板
１０３                  反射層
１０４                  ２軸性フィルム
１０５                  偏光板
１０６                  液晶分子
１０７                  偏光板光軸
１０８                  ラビング方向
１０９                  非線型素子
１１０                  表示用電極
１１１                  基準電極
１１２                  走査（ゲート）線
１１３                  信号（ソース）線
２０３                  表示用電極（縦）幅
２０４                  表示用電極（横）幅
２０５                  基準電極（縦）幅
２０６                  基準電極（横）幅
２０７                  表示用電極と基準電極の咬合部の長さ
２０８                  表示用電極と基準電極の間隔
３０１                  基板
３０２                  下地膜（酸化珪素）
３０３、３０４、３０５  活性層
３０６                  ゲート絶縁膜（酸化珪素）
３０７、３０８、３０９  ゲート絶縁膜・ゲート線
３１０、３１１、３１２  弱いN 型領域
３１３、３１４          フォトレジストのマスク
３１５、３１６          強いN 型領域（ソース／ドレイン）
３１７                  低濃度不純物領域
３１８                  フォトレジストのマスク
３１９                  強いP 型領域（ソース／ドレイン）
３２０、３２９          層間絶縁膜
３２１〜３２５          周辺駆動回路、画素TFT の電極・配線
３２６                  窒化珪素膜
３２７                  表示用電極(ITO) 
３２８                  ブラックマトリクス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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