(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１と第２の透明な基板と、前記第１と第２の基板間に挟まれた液晶層を有し、
前記第１の基板は複数の映像信号線、複数の走査信号線、及び前記映像信号線と前記走査信号線に囲まれた領域として形成される複数の画素領域を有し、各画素領域は少なくとも１つのアクティブ素子と画素電極を有し、該画素電極と前記液晶層の間にカラーフィルタ層を有する液晶表示装置において、
前記走査信号線延在方向に隣接する画素のカラーフィルタ層の境界が前記映像信号線上に位置づけられていると共に、該境界部と該映像信号線に重畳して前記カラーフィルタ層と前記液晶層の間に遮光層が形成され、
共通電極及び共通電極を兼ねた共通信号線が前記カラーフィルタ層の形成された基板の前記カラーフィルタ層と前記液晶層の間に設けられていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記遮光層と前記カラーフィルタ層の間に有機平坦化膜が形成されていることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記共通電極及び共通電極を兼ねた共通信号線は、前記有機平坦化膜と前記液晶層の間に設けられていることを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記共通信号線は前記遮光層を兼ね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】
前記共通信号線が前記映像信号線上で前記遮光層を覆う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６】
第１と第２の透明な基板と、前記第１と第２の基板間に挟まれた液晶層を有し、
前記第１の基板は複数の映像信号線、複数の走査信号線、及び前記映像信号線と前記走査信号線に囲まれた領域として形成される複数の画素領域を有し、各画素領域は少なくとも１つのアクティブ素子と画素電極と共通電極とを有し、該画素電極と前記液晶層の間にカラーフィルタ層を有する液晶表示装置において、
前記共通電極は前記カラーフィルタ層より上層に形成され、前記画素電極は前記カラーフィルタ層より下層に形成され、前記カラーフィルタ層は前記画素領域において少なくとも前記画素電極全面に重畳していることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項７】
前記カラーフィルタ層と前記共通電極の間に有機平坦化膜が形成されていることを特徴とする請求項６に記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記画素電極が面状であり、前記共通電極が線状領域を有することを特徴とする請求項６あるいは７のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項９】
前記共通電極の一部は前記映像信号線上に重畳して配置され、共通信号線を兼ねることを特徴とする請求項６乃至８のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項１０】
前記共通電極の一部は前記走査信号線上に重畳して配置され、共通信号線を兼ねることを特徴とする請求項６乃至８のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項１１】
前記共通電極の一部は前記走査信号線及び前記映像信号線に重畳して配置され、共通信号線を兼ねることを特徴とする請求項６乃至８のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項１２】
前記共通電極が兼ねる共通信号線は、前記画素電極と少なくともその端面が重畳していることを特徴とする請求項９乃至１１のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項１３】
前記共通電極が兼ねる共通信号線が透明導電体であり、すくなくとも前記アクティブ素子上に遮光層を有することを特徴とする請求項９乃至１２のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項１４】
前記共通電極が兼ねる共通信号線が金属であることを特徴とする請求項９乃至１２のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項１５】
前記画素電極が透明電極であることを特徴とする請求項６乃至１４のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項１６】
第１と第２の透明な基板と、前記第１と第２の基板間に挟まれた液晶層を有し、前記第１の基板は複数の映像信号線、複数の走査信号線、及び前記映像信号線と前記走査信号線に囲まれた領域として形成される複数の画素領域を有し、各画素領域は少なくとも１つのアクティブ素子と画素電極と共通電極とを有し、該画素電極と前記液晶層の間にカラーフィルタ層を有する液晶表示装置において、
前記共通電極及び画素電極は前記カラーフィルタ層より下層に形成され、前記カラーフィルタ層は前記画素領域において少なくとも前記画素電極及び前記共通電極の全面に重畳していることを特徴とする液晶表示装置。.
【請求項１７】
前記共通電極は透明導電体であり、前記画素電極の下層に少なくともゲート絶縁膜を介して形成されていることを特徴とする請求項１６に記載の液晶表示装置。
【請求項１８】
前記共通電極が面状であり、前記画素電極が線状領域を有することを特徴とする請求項１６あるいは１７のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項１９】
前記走査信号線と同層かつ離間して配置された共通信号線を有し、該共通信号線は前記共通電極と重畳領域を有することを特徴とする請求項１６乃至１８のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項２０】
前記走査信号線の延在方向に隣接する画素の前記カラーフィルタ層の境界が前記映像信号線上に位置づけられていると共に、該境界部と該映像信号線に重畳して前記カラーフィルタ層と前記液晶層の間に遮光層が形成されていることを特徴とする請求項１６乃至１９のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項２１】
第１と第２の透明な基板と、前記第１と第２の基板間に挟まれた液晶層を有し、前記第１の基板は複数の映像信号線、複数の走査信号線、及び前記映像信号線と前記走査信号線に囲まれた領域として形成される複数の画素領域を有し、各画素領域は少なくとも１つのアクティブ素子と画素電極及び共通電極を有し、該画素と前記液晶層の間にカラーフィルタ層を有する液晶表示装置において、
前記カラーフィルタ層は前記画素電極と前記共通電極の間に形成され、前記液晶層の駆動用電界は前記画素電極及び前記共通電極の間に前記液晶層及び前記カラーフィルタ層の双方を通過する経路にて形成されることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２２】
前記共通電極は前記カラーフィルタ層と前記液晶層の間に形成され、該共通電極は線状領域と、前記映像信号線上に重畳して形成された領域とを有し、前記画素電極は前記カラーフィルタ層下に形成され、前記画素電極と前記カラーフィルタ層が接触していることを特徴とする請求項２１に記載の液晶表示装置。
【請求項２３】
前記走査信号線延在方向に隣接する画素間のカラーフィルタ層の境界は前記映像信号線上に位置づけられていると共に、該境界部で隣接するカラーフィルタ層同士が重畳し、かつ該カラーフィルタ層の上には有機平坦化膜が形成されていることを特徴とする請求項２１または２２のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項２４】
前記走査信号線延在方向に隣接する画素間のカラーフィルタ層の境界は前記映像信号線上に位置づけられていると共に、該境界部で隣接するカラーフィルタ層同士が絶縁性の有機透明膜で離間されていることを特徴とする請求項２１または２２のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項２５】
前記カラーフィルタ層は前記映像信号線延在方向に隣接する画素間で一体に形成され、かつ前記アクティブ素子と該カラーフィルタ層の間には無機絶縁膜が形成されていることを特徴とする請求項２１、２２又は２４のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項２６】
前記映像信号線延在方向に隣接する画素間の前記カラーフィルタ層の境界は前記走査信号線上に位置づけられていると共に、該境界部で隣接するカラーフィルタ層同士が絶縁性の有機透明膜で離間されていることを特徴とする請求項２１、２２又は２４のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項２７】
前記カラーフィルタ層上に有機平坦化膜が形成されていることを特徴とする請求項２１乃至２２、２４乃至２６のいずれかに記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は液晶表示装置およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＴＦＴを駆動素子として利用する液晶表示装置の基本的構成の一例は、第1の透明基板上にＴＦＴ、走査配線、あるいは信号配線を形成、第2の透明基板上にカラーフィルタを形成、第１と第２の透明基板の上記ＴＦＴあるいはカラーフィルタ形成面を内側にしてその間隙に液晶が封入された構成となっている。第1の基板上のＴＦＴは各画素領域に配置される。また第2の基板上のカラーフィルタは各画素領域に対して、色の赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の領域をストライプ状に配置、各色ＣＦの区切りは金属などのブラックマトリクス構成となっている。このように構成された液晶表示装置の明るさすなわち開口率は第１と第２の基板の位置合わせ精度が悪いと大幅に低下し、この影響は第1の基板上のＴＦＴや走査配線あるいは信号配線間の合わせ精度の悪化の影響より大きい。そのため、第1の基板上にＴＦＴ、走査配線、あるいは信号配線などに加えて、従来第2の基板に形成されていたカラーフィルタやブラックマトリクスを、同時に形成する技術、一般にカラーフィルタ・オン・ＴＦＴと呼ぶ技術が公開されている。
【０００３】
一方、液晶表示装置の視野角を広げる方式として、液晶分子を基板とほぼ水平に保ったまま回転させ、液晶を駆動するための画素電極と共通電極を共に第1の基板上に形成させ、この２つの電極間に電圧をかけて基板とほぼ水平に近い電界を生じさせるようにしたＩＰＳ（Ｉｎ-Ｐｌａｎｅ−Ｓｗｉｔｈｃｉｎｇ）方式や上記画素電極と共通電極の一方の電極をくし歯形状に加工せず平板状にして、その上部に絶縁膜を介してくし歯状電極を形成するＦＳＳ（Ｆｒｉｎｇｅ−Ｆｉｅｌｄ−Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）方式が提案されている。ＦＳＳ方式は特開平１１−２０２３５６号公報に開示されている。
【０００４】
また、ＩＰＳ方式でカラーフィルタ・オン・ＴＦＴを実現する方法は、特開平２０００−１１１９５７号公報等に開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平２０００−１１１９５７号公報では液晶層に電界を印加する画素電極をカラーフィルタ層に開口したスルーホールを通じてカラーフィルタ層上部に配置している。このスルーホールは各画素毎に形成されている。しかし発明者らは、実験の結果このスルーホールの目詰まりによる歩留まり低下が大きいという量産性、歩留まりに関する重大な問題を見出すに至った。またＩＰＳ表示方式では誘電率が低く、かつその厚さがＴＦＴ上の無機絶縁膜の膜厚より厚いカラーフィルタ層による分圧効果のため、特開平２０００−１１１９５７号公報のようにスルーホールを開けない場合、液晶層に十分な電圧を加えることができず、透過率が低くなるという課題がある。
【０００６】
さらに、特開平１１−２０２３５６号公報では液晶分子を前記第１の基板と水平に回転させるために、第１の基板上にくし歯形状にしない共通電極及びその上に絶縁膜を介してくし歯形状の画素電極を形成する構成を開示しているが、カラーフィルタはこの第１の基板には形成されておらず、カラーフィルタ・オン・ＴＦＴに関する問題点を含めた技術開示はない。一方、 特開平２０００−１１１９５７号公報はＩＰＳ方式を用いたカラーフィルタ・オン・ＴＦＴの１つの方式を開示しているが、断面構造において、画素電極と共通電極の間に透明の絶縁膜を形成することを基本構成として、カラーフィルタＣＦ層を構成する樹脂製の色層を各画素の指定された配色により、赤（R）、緑（G）、青（B）の所定の厚さで構成し、パターニングされる。そのため、通常のTFTを形成した後、３回のホト・パターニング工程を経て、カラーフィルタ層のＲ、Ｇ、Ｂを形成、続いて、画素電極あるいは共通電極の一方のくし歯電極を形成、その後に透明な絶縁膜を形成、さらに、その上部に画素電極あるいは共通電極のもう一方のくし歯電極を形成することになっており、極めて工程が長いという問題があった。 さらに、このような長い工程は、ＴＦＴが形成された第１の基板上の露光の位置合わせの機会を増加させ、位置合わせマージンを確保した製造工程を行った場合、カラーフィルタ・オン・ＴＦＴの目的である開口率や透過率を上げて明るい液晶表示装置を提供する本来の目的が損なわれる問題がある。
【０００７】
本発明の目的は上記課題の解決に有り、その第１の目的は画素毎にスルーホールを形成せずに、第１のガラス基板上に、液晶層を駆動する画素電極、共通電極が配置され、さらに、カラーフィルタ層も内蔵するＴＦＴ液晶表示装置を提供することにある。
【０００８】
また第２の目的は、簡略な製造方法を用いて、液晶分子を基板に水平に回転させて視野角の広い液晶表示装置を形成する際に第１の基板上にＴＦＴのみならずＣＦを形成した液晶表示装置およびその製造方法を提供することである。
【０００９】
さらに第３の目的は、開口率あるいは透過率が高い液晶表示装置およびその製造方法を提供することである。
【００１０】
本発明の更なる目的は本明細書において明らかになるであろう。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための代表的手段を簡単に説明すると、次のようになる。
【００１２】
（手段１）第１と第２の透明な基板と、前記第１と第２の基板間に挟まれた液晶層を有し、前記第1の基板は複数の映像信号線、複数の走査信号線、及び前記映像信号線と前記走査信号線に囲まれた領域として形成される複数の画素領域を有し、各画素領域は少なくとも１つのアクティブ素子と画素電極を有し、該画素電極と前記液晶層の間にカラーフィルタ層を有する液晶表示装置において、走査信号線延在方向に隣接する画素のカラーフィルタの境界が前記映像信号線上に位置づけられていると共に、該境界部と該映像信号線に重畳して前記カラーフィルタと前記液晶層の間に遮光層を形成するものである。
【００１３】
これにより工程の短縮、及び映像信号線上にカラーフィルタの境界を設け、かつ該境界領域を遮光する遮光層を設けることで、位置合わせマージンを低減でき、開口率を向上した液晶表示装置が実現できる。
【００１４】
（手段２）第１と第２の透明な基板と、前記第１と第２の基板間に挟まれた液晶層を有し、前記第1の基板は複数の映像信号線、複数の走査信号線、及び前記映像信号線と前記走査信号線に囲まれた領域として形成される複数の画素領域を有し、各画素領域は少なくとも１つのアクティブ素子と画素電極と共通電極とを有し、該画素電極と前記液晶層の間にカラーフィルタを有する液晶表示装置において、前記共通電極は前記カラーフィルタより上層に形成され、前記画素電極は前記カラーフィルタより下層に形成され、前記カラーフィルタは前記画素領域において少なくとも前記画素電極全面に重畳して形成するものである。
【００１５】
これにより、画素毎にスルーホールを形成せずに、第１のガラス基板上に液晶層を駆動する画素電極、共通電極が配置し、さらにカラーフィルタ層も内蔵するＴＦＴ液晶表示装置を提供できる。
【００１６】
（手段３）第１と第２の透明な基板と、前記第１と第２の基板間に挟まれた液晶層を有し、前記第1の基板は複数の映像信号線、複数の走査信号線、及び前記映像信号線と前記走査信号線に囲まれた領域として形成される複数の画素領域を有し、各画素領域は少なくとも１つのアクティブ素子と画素電極と共通電極とを有し、該画素電極と前記液晶層の間にカラーフィルタを有する液晶表示装置において、前記共通電極及び画素電極は前記カラーフィルタ層より下層に形成され、前記カラーフィルタは前記画素領域において少なくとも前記画素電極及び前記共通電極の全面に重畳して形成するものである。
【００１７】
本手段でも、手段２と同様に画素毎にスルーホールを形成せずに、第１のガラス基板上に液晶層を駆動する画素電極、共通電極を配置し、さらにカラーフィルタ層も内蔵するＴＦＴ液晶表示装置を提供できる。
【００１８】
（手段４）第１と第２の透明な基板と、前記第１と第２の基板間に挟まれた液晶層を有し、前記第１と第２の基板の少なくとも一方に形成された共通電極を有し、前記第1の基板は複数の映像信号線、複数の走査信号線、及び前記映像信号線と前記走査信号線に囲まれた領域として形成される複数の画素領域を有し、各画素領域は少なくとも１つのアクティブ素子と画素電極を有し、該画素電極と前記液晶層の間にカラーフィルタ層を有する液晶表示装置において、前記カラーフィルタは前記画素電極と前記共通電極の間に形成され、前記液晶層の駆動用電界は前記画素電極及び前記共通電極の間に前記液晶層及び前記カラーフィルタの双方を通過する経路にて形成される構成とするものである。
【００１９】
このように配置にすることにより、カラーフィルタ層の各画素にスルーホールを形成しなくても、カラーフィルタ層と第２の基板に挟まれた液晶層に駆動用電界が印加される。カラーフィルタにスルーホールを設けないので、各層レイヤ間の合わせ精度が向上するので、開口率が向上し明るいＴＦＴ液晶表示装置が実現できる。
【００２０】
さらに本発明の手段の例を説明すると次のようになる。
【００２１】
液晶層により大きい電界を印加するためには、前記カラーフィルタ層に形成された画素あるいは共通電極を平面的にくし歯形状として、そのカラーフィルタ下部の共通電極あるいは画素電極を矩形にして、少なくとも上記くし歯電極の端部が下部の矩形電極と重畳し、共通電極と画素電極間の電界強度が上記のように共通電極と画素電極の間に挟む絶縁膜の膜厚で規定するようにすれば良い。また、画素あるいは共通電極を平面的にくし歯形状として、そのカラーフィルタ下部の共通電極あるいは画素電極を矩形にして、少なくとも上記くし歯電極の端部が下部の矩形電極と重畳し、共通電極と画素電極間の電界強度が上記のように共通電極と画素電極の間に挟む絶縁膜の膜厚で規定するようにして、その上部にカラーフィルタ層を形成させても良い。
【００２２】
本発明の他の目的を達成する液晶表示装置は、カラーフィルタ層を少なくとも２層以上重ねてＴＦＴの遮光膜として働きを持たせて、工程を簡略化する。
【００２３】
本発明の他の目的を達成する液晶表示装置は、カラーフィルタ層は隣り合うドレイン配線にそって分離して重ならないようにするか、各画素毎に分離することにより、透過率の高いカラーフィルタを使用できるとともに、カラーフィルタ層自身を電極として利用できるので、駆動電圧が低く、明るいＴＦＴ液晶表示装置が提供できる。
【００２４】
また明るいＴＦＴ液晶表示装置を提供するための手段をさらに説明すると、次のようになる。
【００２５】
第１と第２の透明な基板と、前記第１と第２の基板間に挟まれた液晶層を有し、前記第1の基板は複数の映像信号線、複数の走査信号線、及び前記映像信号線と前記走査信号線の隣接する各信号線により囲まれた領域として形成される画素領域を有し、各画素領域は少なくとも１つのアクティブ素子と画素電極を有する液晶表示装置において、前記映像信号線上に絶縁膜を介して遮光層と共通電極を積層して有し、前記遮光層が金属であり、前記共通電極が透明導電体であることを特徴とする液晶表示装置。
【００２６】
さらに、前記共通電極のうちの前記映像信号線上の部分は前記遮光層より幅広であることを特徴とする。
【００２７】
さらに、前記共通電極は前記遮光層の上層に積層していることを特徴とする。
【００２８】
さらに、前記共通電極は前記遮光層の下層に積層していることを特徴とする。
【００２９】
さらに、前記共通電極は、前記映像信号線上で前記遮光層と重畳し、前記映像信号線間の表示領域では前記共通電極は前記遮光層と重畳していないことを特徴とする。
【００３０】
さらに、前記画素電極は櫛歯状であることを特徴とする。
【００３１】
さらに、前記画素電極が櫛歯状であり、前記絶縁膜より下側に形成されていることを特徴とする。
【００３２】
さらに、前記絶縁膜がカラーフィルタであり、前記映像信号線に位置づけて境界部を有することを特徴とする。
【００３３】
さらに、前記絶縁膜が有機膜であることを特徴とする。
【００３４】
さらに、前記遮光層が前記走査信号線上にも構成されていることを特徴とする。
【００３５】
本発明の更なる手段、効果は請求項を含む本明細書において明らかになるであろう。
【００３６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図により説明する。なお、以下の実施例で、半導体膜はアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）、透明導電膜はＩＴＯを代表させたが、これは多結晶シリコンや巨大結晶シリコン、単結晶シリコンでもよい。また他の透明導電膜であるインジュウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、ＩｎＯ２、ＳｎＯ２，ＺｎＯ，それらの混合物もしくはＩｎを含む導電性酸化物を用いても良い。また、ＴＦＴの配線に関する呼称としては、走査配線をゲート配線、映像信号配線をドレイン配線とする。また、ＴＦＴのソース、ドレイン電極は、ドレイン配線側に接続されたＴＦＴ部分の電極をドレイン電極、ＴＦＴのチャネル長領域を挟んで画素電極側をソース電極と呼ぶ。
【００３７】
〔実施例１〕
図１、図２は、実施例１に係わる方式の液晶表示装置の画素部の構造を示す。図１は図２のＡ−Ａ'線上の断面を示す。
【００３８】
まず、図１を用いて説明する。ガラス基板を用いた第１の基板ＳＵＢ１上には、ＭｏやＣｒあるいはＡｌよりなるゲート配線（ゲート電極）ＧＬが配置され、このゲート配線ＧＬを覆うようにＳｉＮからなるゲート絶縁膜ＧＩが形成されている。ゲート配線ＧＬは走査用駆動電圧が供給される。また、ゲート配線ＧＬ上にはゲート絶縁膜ＧＩを介してアモルファスシリコンからなる半導体膜ＡＳが配置され、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）のチャネル層として機能するようになっている。また、リンを高濃度にドープした半導体層ｄ０を仲介として、Ｍｏ 、ＣｒあるいはＡｌによりドレイン電極ＳＤ１、ソース電極ＳＤ２が配置され、これらを被覆するようにＳｉＮを用いた保護膜ＰＳＶが形成されている。上記ドレイン電極ＳＤ１は実体として映像用信号電圧の供給されるドレイン配線ＤＬの一部を構成している。そして、保護膜ＰＳＶに貫通したスルーホールＣＮを介してソース電極ＳＤ２に接続するＩＴＯなどの透明導電膜を用いた画素電極ＰＸが保護膜ＰＳＶ上に配置されている。
【００３９】
そして本実施例では、前記画素電極ＰＸ上にカラーフィルタ層ＦＩＬが形成されている。ここで平面的には、画素電極ＰＸは、１画素の領域、すなわち、隣り合うドレイン配線ＤＬ、隣り合うゲート配線で区切られた１画素領域の内側に矩形になっている。 カラーフィルタＦＩＬは有機材料を用いており、その平面パターンは縦ストライプパターンとなっている。むろんストライプ状に限るものではなく、長方形状、あるいは特に画素配列がいわゆるデルタ配置の場合は正方形状でもよい。図１に示すように、例えば、緑色のカラーフィルタ層ＦＩＬ（Ｇ）と赤色のカラーフィルタ層ＦＩＬ（Ｒ）はドレイン配線ＤＬ上で色のパターンが区切られている。
【００４０】
さらに、上記カラーフィルタ層ＦＩＬ上には、遮光膜ＢＭと共通電極配線ＣＬ、共通電極ＣＴが配置されている。図２の平面パターンを見ると、遮光膜ＢＭはドレイン配線ＤＬ、ゲート配線ＧＬ上に形成されており、 半導体層ＡＳに表面からの入射光が直接あたらない構造となっている。一方、共通電極配線ＣＬは同様に、ドレイン配線ＤＬ及びゲート配線ＧＬ上に配置された網の目状パターンなっている。その幅は遮光膜ＢＭをより幅広く、それは下部の画素電極ＰＸとカラーフィルタ層ＦＩＬを介して重なるパターンとなっている。 また、共通電極ＣＴは共通電極配線ＣＬの一部となっており、画素領域でくし歯形状部を有する。本実施例では、遮光膜ＢＭはＣｒやＭｏの金属膜、共通電極配線ＣＬはＩＴＯなどの透明導電膜で構成されている。この共通電極及びその間隙のカラーフィルタＦＩＬ上には配向膜ＯＲＩが形成されており、その表面は配向処理されている。
【００４１】
なお、遮光層ＢＭをＣｒやＭｏの金属膜、共通電極を透明導電膜で構成し、ドレイン上部にカラーフィルタＦＩＬで離間して遮光層と共通電極、あるいは共通電極配線の積層構造を設けることには、ドレイン配線ＤＬ近傍の遮光によるコントラスト比の向上と共通電極と透明電極とすることによる開口率向上の２つの利点がある。なお映像信号線上の共通電極配線ＣＬは共通電極ＣＴとしても働くため、呼称の仕方は必ずしも重要ではない。図1ではＤＬ上で遮光層ＢＭより幅広に透明の共通電極が積層しているが、これによりＤＬ上の共通電極の端部も光透過領域として利用できるため、さらに開口率の向上が実現する。また透明電極を遮光層の上層としているが、これには酸化物であることにより安定性の高い透明導電体を上層とすることで、その下の金属性の遮光層が保護される効果がある。この場合、金属性の遮光層を成膜し、その後塗布、露光、現像、エッチングによりまず金属層を形成し、その後透明導電体層を成膜し、塗布、露光、現像、エッチングにより画素内の共通電極を透明電極のみで構成することができる。むろん、その逆に金属性の遮光層を上層に、透明電極の共通電極を下層としてもよい。この場合、金属層と透明導電体層を一括成膜した後、金属層をホト、露光、現像、エッチングし、その後透明導電体層をホト、露光、現像、エッチングすることで画素内の共通電極を透明電極のみで構成し光透過領域とすることができ、金属層と透明導電体層の連続成膜が可能となり金属層と透明導電体層間のコンタクトや密着性が改善するという効果がある。また遮光層ＢＭはゲート配線ＧＬ上にも形成してマトリックス状にしてもよい。給電抵抗の低減により画質向上が図れると共に、ＴＦＴの遮光のための遮光層が対向基板側に不要となるため、さらに開口率の向上が図れるからである。また、上記効果はドレイン配線ＤＬと遮光層ＢＭの離間がカラーフィルタである必要は必ずしも無く、有機絶縁膜、あるいは無機絶縁膜でも良い。ドレイン配線ＤＬの寄生容量低減の観点からは、低誘電率である有機絶縁膜であることが望ましい。また、画素電極ＰＸがいわゆるＩＰＳ的配置として櫛歯状に構成され、該画素電極ＰＸと上記共通電極ＣＴ間の基板と平行な成分を有するいわゆる横電界で液晶分子を駆動する構成であっても、上記効果を奏することができる。なお、上記説明のうち、遮光層が上層の場合、カラーフィルタの代わりに有機絶縁膜を用いた場合、画素電極ＰＸが櫛歯状の場合、ゲート配線GL上に遮光層を設けた場合、およびこれらを組み合わせた場合の構成はあえて図示してはいない。当業者なれば、上記説明により構造上の変更点が容易に理解できるからである。
【００４２】
また、ゲート配線ＧＬ上のみに遮光層と共通電極配線ＣＬの積層構造を設けても良い。遮光層が金属層であることによる給電抵抗の低減効果は奏することができる。また、特にノーマリーブラックモードの場合には透明電極上の液晶は同電位であれば動作しない、すなわち黒表示となりコントラストの大幅な低減は生じないため、ドレイン配線ＤＬ上を透明な共通電極ＣＴあるいは共通電極配線ＣＬのみで構成しても、実用可能な一定の画質を実現することができる。
【００４３】
一方、ガラスよりなる第２の基板ＳＵＢ２にもの内側に配向膜ＯＲＩが形成され、その表面はラビング処理されている。そして、第１のガラス基板ＳＵＢ１と第２のガラス基板ＳＵＢ２が、配向膜ＯＲＩ形成面で対向配置され、これらの間に液晶層ＬＣが配置されている。また第１及び第２のガラス基板ＳＵＢ１、ＳＵＢ２の外側の面には偏光板ＰＯＬが形成されている。なお、前記第１の基板ＳＵＢ１及び第２の基板ＳＵＢ２はガラスに限られるものではなく、プラスチック等の透明基板でも良い。
【００４４】
以上のように形成されたＴＦＴ液晶表示装置では、液晶層ＬＣに電界が掛かっていないときは、液晶層ＬＣにおける液晶分子は第１のガラス基板ＳＵＢ１に対してほぼ平行な状態となるホモジニアス配向をしている。但し、初期配向状態を限定するものではない。第１のガラス基板ＳＵＢ１に形成された共通電極ＣＴ及び共通電極配線ＣＬと画素電極ＰＸ間に電圧差を加えると電界が発生し、閾値電界以上の値では液晶分子が回転し、透過率が制御される。 液晶層にかかる電気力線は共通電極ＣＴから液晶層ＬＣ及びカラーフィルタ層ＦＩＬを通り画素電極ＰＸに至る。 本構造では、基板に対する横方向の電界成分を多く含むので液晶分子が基板に対して回転する成分が支配的になり、視野角が広い液晶表示装置が得られる。
また、画素領域内のくし歯状の共通電極ＣＴと画素電極ＰＸはカラーフィルタ層ＦＩＬを挟んで重なっており、液晶層ＬＣに印加される最大電界はカラーフィルタ層ＦＩＬの厚さで規定される。 カラーフィルタ層は１〜２μｍの樹脂層で形成されている。本方式は、第１ガラス基板ＳＵＢ１上の平面的な寸法で画素電極ＰＸと共通電極ＣＴ間の最大電界を規定する、例えば、特開平２０００−１１１９５７号公報のＩＰＳ方式の液晶表示装置に比べて、駆動電圧を小さくできる。 また、上記公報は画素カラーフィルタ上にさらに透明絶縁膜を形成し、これを挟むように画素電極と共通電極を配置しており、この透明絶縁膜の成膜とそこに形成されるパターンニングの分だけ、本実施例は工程を簡略できると共に、層間の合わせ回数を削減できるので開口率を向上し、明るい液晶表示が提供できる。
【００４５】
次に、製造方法の一例について説明する。まず、図３（ａ）に示すように、Ｃｒ、Ｍｏ、あるいはＡｌとＭｏの積層膜を成膜して、これをホトリソグラフィおよびエッチング技術によりパターニングすることにより、第１のガラス基板ＳＵＢ１上にゲート配線ＧＬを形成する。
【００４６】
次に、図３（ｂ）に示すように、ゲート配線ＧＬを含む第１のガラス基板ＳＵＢ１上にＳｉＮからなるゲート絶縁膜ＧＩを形成し、これを介してゲート配線ＧＬ上にアモルファスシリコンからなる半導体膜ＡＳ、高濃度半導体膜ｄ０を形成する。この半導体膜ＡＳとリンを添加したｎ型高濃度半導体膜ｄ０は、ゲート絶縁膜ＧＩ、半導体膜ＡＳ、高濃度半導体膜ｄ０を連続的に成膜し、ホトリソグラフィおよびエッチング技術により高濃度半導体膜ｄ０および半導体膜ＡＳパターンニングすることにより形成される。
【００４７】
次に、図３（ｃ）に示すようにドレイン電極ＳＤ１、ソース電極ＳＤ２を高濃度半導体膜ｄ０とのパターンと一部重なるように形成する。その後、上記ドレイン電極ＳＤ１，ソース電極ＳＤ２をマスクとして、ドライエッチングにより高濃度半導体層ｄ０を除去して、ＴＦＴのチャネル領域を形成する。ドレイン配線ＤＬはドレイン電極ＳＤ１と同一工程、材料で形成される。
【００４８】
次に、図４（ａ）に示すように、ドレイン電極ＳＤ１、ソース電極ＳＤ２、半導体膜ＡＳ、ドレイン配線ＤＬを覆うように、ゲート絶縁膜ＧＩ上にＳｉＮを用いて保護膜ＰＳＶを形成する。 引き続き、ホトリソグライフィおよびエッチングにより、ソース電極ＳＤ２上に保護膜ＰＳＶのコンタクトホールＣＮを開口する。次に、図４（ｂ）に示すように、保護膜ＰＳＶ上にＩＴＯからなる透明導電膜を用いた画素電極ＰＸを形成する。この画素電極ＰＸは平面的にはほぼ矩形であり、コンタクトホールＣＮを介してソース電極ＳＤ１に接続される。
【００４９】
次に、図５（ａ）に示すように、保護膜ＰＳＶ及び画素電極ＰＸ上にカラーフィルタ層ＦＩＬを形成する。 カラーフィルタ層ＦＩＬは、例えば、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、もしくは青色（Ｂ）の染料あるいは顔料を含んだ樹脂膜から形成される。 これは、例えば、赤色などの所望の光学特性が得られる顔料を、アクリルをベースにした感光性樹脂中に分散した顔料分散レジストを用いる。まず、顔料分散レジストを画素電極ＰＸ、保護膜ＰＳＶ上に塗布し、これをホトマスクを用いて隣合うドレイン配線ＤＬ上にパターンエッジが来るように、露光、現像し形成する。 これらの工程を、色数、例えば、赤（Ｒ）、青（Ｂ）、緑（Ｇ）の３色分３回繰り返すことで、カラーフィルタ層ＦＩＬが形成できる。
【００５０】
次に、図５（ｂ）に示すように、ＣｒあるいはＭｏの遮光膜ＢＭを形成し、最終的に、ＩＴＯを用いた透明導電膜で共通電極配線ＣＬおよび共通電極ＣＴを形成する。共通電極配線ＣＬはドレイン配線ＤＬをカラーフィルタＦＩＬを介して蓋をするように形成する。 共通電極ＣＴはくし歯状でカラーフィルタＦＩＬを介して下部の画素電極ＰＸと重なっている。
なお、上記遮光膜ＢＭは金属膜で形成しているが、この場合ＣＬと合わせて共通電位をより低抵抗化に伝達できるという利点もある。また樹脂膜でも良く、この場合ＣＬとＤＬ間の容量を更に低減できるという効果も有る。また用途によっては省略も可能であり、これにより工程が簡略化され、歩留まりが向上するとともに安価な液晶表示装置が提供できる。特に半導体膜ＡＳを多結晶シリコンもしくは巨大結晶シリコンあるいはシリコン多結晶の結晶粒界同士が隣接した、連続粒界シリコン（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｇｒａｉｎ Ｓｉｌｉｃｏｎ：ＣＧＳ）を用いた場合は、光照射で発生するＴＦＴがオフ状態でのドレイン電極ＳＤ１とソース電極ＳＤ２間のリーク電流を小さくできるので、この遮光膜ＢＭは容易に除去できる。
【００５１】
以上のように本実施例では、カラーフィルタＦＩＬ上の共通電極ＣＴおよび共通電極配線ＣＬからの電気力線が図１の液晶層ＬＣを経由、カラーフィルタ層ＦＩＬを経てその下部の画素電極ＰＸに至る。この電気力線で決まる電界で液晶層ＬＣ中の液晶分子が回転し透過率が制御される。さらに、本実施例の画素領域は、図１及び図２に示すように、カラーフィルタ層ＦＩＬにスルーホールを形成していない。これは、第１のガラス基板ＳＵＢ１上にカラーフィルタを形成した、特開平２０００−１１１９５７号公報で開示された、ＩＰＳ方式の液晶表示装置と大きな違いである。これにより、 樹脂で形成したカラーフィルタＦＩＬの各画素にコンタクトホールを形成する場合に生じるコンタクト不良による歩留まり低下、及び画素毎でのコンタクト抵抗の違いにより画素毎での輝度むらの発生根本的に解消することが出来た。これにより、第１のガラス基板ＳＵＢ１上に、画素電極ＰＸ、共通電極ＣＴさらにカラーフィルタ層ＦＩＬを形成した広視野角の液晶表示装置として、歩留まり品質が高く、画素毎の輝度むらを解消した液晶表示装置を実現した。
【００５２】
なお、本実施例ではＴＦＴに関して記述したが、ＭＩＭでもよい。
【００５３】
また本実施例では画素部の構成につき説明したものであるが、周辺部には走査信号駆動回路、映像信号駆動回路、制御回路など種々の回路が設けられ、それにより液晶表示装置が駆動されることは言うまでもない。むろんこれら回路の一部あるいは全部が第１の基板ＳＵＢ１上に多結晶シリコンもしくは巨大結晶シリコンあるいはシリコン多結晶の結晶粒界同士が隣接した、連続粒界シリコンＣＧＳを用いたアクティブ素子により構成されていても良い。
【００５４】
また配線もしくは電極に用いる金属材料は、上記説明中で示した材料以外にＴａ，Ｗなどでも良い。
【００５５】
また透過型、もしくはフロントライト方式の液晶表示装置として構成した場合には、一方の偏光板の背面にはバックライトユニットが備えられていることは言うまでもない。
【００５６】
〔実施例２〕
本実施例と実施例１の構造上の違いを図６及び図７を用いて説明する。なお、図６は図７のＢ−Ｂ'切断線の断面を示している。
【００５７】
本実施例の液晶表示装置では、第１のガラス基板ＳＵＢ１上にはゲート配線ＧＬ、共通電極配線ＣＬが配置され、さらにＩＴＯなどの透明導電膜で形成した共通電極ＣＴが、図７に示すように、共通電極配線ＣＬと重ねて接続をとる配置となっている。 共通電極ＣＴは平面的には、ゲート配線ＧＬやドレイン配線ＤＬと重ならないようにしながら、矩形形状をなす。 これらの、第１のガラス基板ＳＵＢ１の電極、配線を覆うようにゲート絶縁膜ＧＩが被覆されている。ゲート絶縁膜ＧＩ上には半導体層ＡＳ、ドレイン電極ＳＤ１、ソース電極ＳＤ２が形成されており、上記電極と半導体層ＡＳの接続はリンをドープしたｎ型の高濃度半導体層ｄ０が形成されている。上記、ソース電極ＳＤ２、ドレイン電極ＳＤ１は実施例１と同様な金属膜で形成されている。ドレイン電極ＳＤ１はドレイン配線ＤＬの一部を構成している。
【００５８】
ソース電極ＳＤ２に接続された画素電極ＰＸはＩＴＯなどの透明導電膜で形成されており、それは画素領域内でくし歯形状になっており、このくし歯は、下部のゲート絶縁膜ＧＩを介して共通電極ＣＴと重なっている。ＰＸは線状領域を有すればよく、その両端が相互に接続されていても良い。 そして、その画素電極ＰＸ上にはＳｉＮを用いた保護膜ＰＳＶが被覆されている。該保護膜ＰＳＶ上には、カラーフィルタ層ＦＩＬが形成されている。その上部には、ＴＦＴ部分の遮光とドレイン配線ＤＬ周辺のブラックマトリクスを兼ねる遮光膜ＢＭが形成されている。その上部には配向膜ＯＲＩが形成され、第２のガラス基板ＳＵＢ２の内側に形成された配向膜ＯＲＩと同様に配向処理されている。
以上のように本実施例では、保護膜ＰＳＶ下部にある画素電極ＰＸから延びた電気力線が、保護膜ＰＳＶ、カラーフィルタ層ＦＩＬ、液晶層ＬＣを経て、さらに、再度、下部に降下し、カラーフィルタ層ＦＩＬ、保護膜ＰＳＶ、画素電極ＰＸの間隙のゲート絶縁膜ＧＩを経て、共通電極ＣＴに至る。 ここで、用いた液晶の誘電異方性はとくに規定はしない。但し本構造では正の誘電率異方性を有する材料の方が駆動電圧を下げることが可能であり、より望ましい。
【００５９】
本実施例は実施例１と同様に、この樹脂で形成したカラーフィルタＦＩＬの各画素にコンタクトホールを形成されておらず、従来の公知例に比べて歩留まりを高くできる特徴を有する。さらに本実施例は、実施例１に比べて点欠陥を低減できるという大きな利点をもつ。以下に、その理由を説明する。
【００６０】
有機材料と無機材料の間の固着は、有機材料同士あるいは無機材料同士より難しいことが知られている。しかし実施例１ではカラーフィルタＦＩＬ上に導電性の金属あるいは透明導電体による無機材料である共通電極ＣＴを形成する必要がある。このため、この共通電極がＦＩＬから製造過程においてはがれやすく、点欠陥が生じ易い構造となっている。さらに、共通電極ＣＴは櫛歯状あるいは線状に加工されているため、その幅も狭く、さらに剥がれやすいものとなっている。ＦＩＬ状の構成物が剥がれた場合、それが電極であれば該領域では光の制御が不能になり、また光そのものは制御可能であっても液晶層のギャップを変動させ、輝度むらにつながる。一方本実施例では、ＦＩＬ上には遮光層を形成する。この遮光層は、一例として樹脂で形成する。この場合遮光層ＢＭとカラーフィルタＦＩＬは有機材料同士であるので、相対的に剥がれ難い構成となる。また遮光層ＢＭを金属材料で形成した場合、遮光層であるので実施例１のＣＴより幅広で形成できるため、ＦＩＬとの接触面積を増加できるため実施例１よりも剥がれ難い構造を実現できる。すなわち、本実施例では遮光層ＢＭが樹脂、金属いずれの場合でも、実施例１に比べＦＩＬ上の構成層を剥がれ難いものとでき、歩留まりを向上できる。
【００６１】
〔実施例３〕
図８に断面図を示す。第１のガラス基板ＳＵＢ１上に走査電圧を駆動するゲート配線ＧＬ、映像信号電圧を供給するドレイン配線ＤＬ及びその一部をなすドレイン電極ＳＤ１、ソース電極ＳＤ２、ＳｉＮで形成されたゲート絶縁膜ＧＩ、保護膜ＰＳＶ、保護膜ＰＳＶ上配置されソース電極ＳＤ２に接続された画素電極ＰＸが形成されている。画素電極ＰＸまでの構造、製造工程は、実施例１と同じである。
【００６２】
本実施例と実施例１の違いは、画素内の画素電極ＰＸより上部の構造とそれに対応する工程である。カラーフィルタ層ＦＩＬが、ＴＦＴの半導体層ＡＳで、単一の色に対するカラーフィルタ層ＦＩＬ（Ｒ）に対して、隣の画素のカラーフィルタ層ＦＩＬ（Ｇ）が重ねてある。このように、少なくとも、２層以上のカラーフィルタＦＩＬを重ねることにより、第２のガラス基板ＳＵＢ２側から入射する光からの遮光膜効果が高まる。 図６では２層重ねたが、これに他のもう１つの色である青のカラーフィルタＦＩＬ（Ｂ）を重ねるとさらにその遮光効果が高くなる。
【００６３】
本実施例は、画素の一部で、カラーフィルタ層ＦＩＬの色層を２層あるいは３層平面的に重ねることにより、これをＴＦＴ部分の遮光膜あるいは画素間の区切りのブラックマトリクスの少なくとも一部として適用している。これにより、実施例１に比べて、別途の成膜、パターニングで形成した遮光膜ＢＭが省略できる。カラーフィルタ層ＦＩＬは、例えば、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、もしくは青色（Ｂ）の染料あるいは顔料を含んだ樹脂膜から形成される。 これは、例えば、赤色などの所望の光学特性が得られる顔料が、アクリルをベースにした感光性樹脂中に分散された顔料分散レジストを用いる。まず、顔料分散レジストを画素電極ＰＸ、保護膜ＰＳＶ上に塗布し、これをホトマススクを用いて露光、現像し形成する。 これらの工程を、色数、例えば、赤（Ｒ）、青（Ｂ）、緑（Ｇ）の３色分３回繰り返すことで、カラーフィルタ層ＦＩＬが形成できる。
【００６４】
本実施例では、カラーフィルタ層ＦＩＬの上部に透明な絶縁膜材料からなるオーバコート層ＯＣを形成する。このオーバコート層ＯＣは、例えば、アクリル樹脂などの熱硬化樹脂を用いる。また、光硬化性の透明な樹脂を用いても良い。その上に、ＣＬ，ＣＴを形成した。このオーバコート層ＯＣはカラーフィルタ層ＦＩＬが部分的に重なりその段差による配向膜ＯＲＩのラビング工程で発生する不良を低減できる平坦化効果がある。これにより、隣合うドレイン配線ＤＬ間隔、隣合うゲート配線ＧＬ間隔が小さくなる高精細、一例としてドレイン配線ＤＬの間隔が８０μｍ以下ののＴＦＴ液晶表示装置において、配向処理、特にラビング処理による場合に伴う不良が実施例１に比べて低減した。
【００６５】
また本実施例では、カラーフィルタＦＩＬ上の共通電極ＣＴおよび共通電極配線ＣＬから液晶層ＬＣを経由、カラーフィルタ層ＦＩＬ、オーバコート層ＯＣを経てその下部の画素電極ＰＸに至る電気力線で決まる電界により、液晶層ＬＣ中の液晶分子が回転し透過率が制御される。
【００６６】
〔実施例４〕
図９、図１０は、本発明の実施例４に係わる方式の液晶表示装置を示す。  図９は、図１０の１画素の平面図のＣ−Ｃ'線上の断面を示す。第１のガラス基板ＳＵＢ１上に走査電圧を駆動するゲート配線ＧＬ、映像信号電圧を供給するドレイン配線ＤＬ及びその一部をなすドレイン電極ＳＤ１、ソース電極ＳＤ２、ＳｉＮで形成されたゲート絶縁膜ＧＩ、保護膜ＰＳＶ、保護膜ＰＳＶ上配置されソース電極ＳＤ２に接続された画素電極ＰＸが形成されている。画素電極ＰＸまでの構造、製造工程は、実施例１と同じである。
【００６７】
上記保護膜ＰＳＶ上にカラーフィルタ層ＦＩＬを形成する。本実施例ではカラーフィルタ層ＦＩＬの平面パターンが実施例１及び２と大きく異なっている。カラーフィルタ層ＦＩＬは隣り合うドレイン配線ＤＬ付近で境界を持つが、隣り合うカラーフィルタ層ＦＩＬは互いに分離した領域を有する。 図９の断面図では、赤色のカラーフィルタ層ＦＩＬ（Ｒ）と緑色のカラーフィルタ層ＦＩＬ（Ｇ）はドレイン配線ＤＬ上近傍で互いに重なったり、接触していない領域が有ることを示している。
一方、隣り合うカラーフィルタ層ＦＩＬの間隙は大きな段差を持つので、その上部より透明な絶縁膜材料からなるオーバコート層ＯＣを形成する。このオーバコート層ＯＣは、例えば、アクリル樹脂などの熱硬化樹脂を用いる。また、光硬化性の透明な樹脂を用いても良い。このオーバコート層ＯＣはカラーフィルタ層ＦＩＬが部分的に重なりその段差による配向膜ＯＲＩの塗布不良、さらには配向不良を低減する平坦化効果がある。
【００６８】
その上部には、液晶層ＬＣを駆動する共通電極ＣＴ及び共通電極配線ＣＬをがくし歯形状に配置されている。 共通電極ＣＴはＩＴＯなどの透明導電膜で形成する。但し、第１〜第３の実施例でも同じであるが、この共通電極ＣＴ及び共通電極配線ＣＬともにＣｒやＭｏのような金属膜を用いても良い。この場合は、透過率は低下するが、ＩＴＯより抵抗が低く、さらに遮光膜の役割も果すので特別な遮光膜ＢＭを設ける必要がなく、より大画面のＴＦＴ液晶表示装置が提供できる。
【００６９】
本実施例の最大の特徴は、上記のように、各画素のカラーフィルタ層が、隣り合うドレイン配線ＤＬに沿って、互いに重ならないように分離されている、あるいは、さらに隣り合うゲート配線に沿って、１画素、１画素分離している点にある。これは、以下の性能向上を実現するためである。カラーフィルタの色を決めるカラーレジストにとって、高色純度と高透過率はトレードオフの関係に有る。このようなトレードオフを両立する材料として、発明者らは導電性を有する材料が有望であることを見出した。また別の有望な材料として、イオン性成分が含まれる材料が有望であることを見出した。
【００７０】
しかし、実際の製品構造に準じ試作を行うと、クロストークの悪化、駆動電圧の上昇、信頼性の不良など予期しない新たな現象が生じた。これらを詳細に解析した結果、その原因は以下のようであるとの解釈に至った。すなわち、カラーフィルタＦＩＬにこれら材料を用い、かつ隣り合う画素間のカラーフィルタ層ＦＩＬが重なっていると、導電性が高い材料では、画素電極ＰＸの電位が隣の画素にリークしてしまい、これによりクロストークの悪化や実効電圧の低下、すなわち駆動電圧の上昇が生じたものと判明した。また、イオン性成分を含む場合には、接触したカラーフィルタＦＩＬ同士でイオンの交換が生じ、カラーフィルタＦＩＬに退色現象が生じることが判明した。そしてこの退色現象は時間と共に進行する信頼性上の問題を示すことも判明した。そして導電性を有しイオン性成分を有する場合には、液晶表示装置の実際の駆動、すなわち通電によりイオンの交換が加速され、急速に退色が起きることが判明した。
【００７１】
そこで発明者らは、導電性を有する、あるいはイオン性成分を有する、もしくは導電性を有しかつイオン性成分を有するカラーフィルタを適用するために、図９に断面図、図１０に平面図として示す構造を考案した。すなわち各画素毎にカラーフィルタＦＩＬを分離して、さらに透明性のオーバコート膜ＯＣでカラーフィルタ間を分離したものである。またさらに該オーバコート膜ＯＣを、カラーフィルタＦＩＬと該カラーフィルタ上に形成された電極もしくは導電材料、例えば共通電極ＣＴとの間に設けたものである。
【００７２】
前者の手法では、カラーフィルタが導電性を有する場合、画素間でカラーフィルタの短絡が防止できるためクロストークの悪化、及び駆動電圧の上昇を防止することが出来る。またカラーフィルタがイオン性成分を有する場合、カラーフィルタ間のイオン交換を防止でき、カラーフィルタの退色を防止することができる。
【００７３】
後者の手法では、カラーフィルタが導電性を有する場合、画素電極ＰＸと共通電極ＣＬの短絡を防止することができる。またカラーフィルタがイオン性成分を有する場合には、カラーフィルタ中のイオン性成分が液晶層に溶け出し液晶層を汚染することを防止できるとともに、液晶層とカラーフィルタ間のイオン交換を抑制できるため、やはりカラーフィルタの退色を防止できる。
【００７４】
また図１０ではゲート配線ＧＬ間は分離せず、ドレイン配線ＤＬに沿ったカラーフィルタを重ねないようにしているが、該構造でも一定の効果を実現できる。これはゲート配線ＧＬの幅はドレイン配線ＤＬより幅が広く、映像信号線延在方向に隣接する画素電極間の距離を、走査信号線延在方向に隣接する画素電極間の距離より大きく保てるため、画素電極間のリークを低減できるからである。なお、ＴＦＴ上には図９に示すように保護膜を形成している。これは、カラーフィルタＦＩＬによるソース−ドレイン間の短絡を防止する機能も果たしている。
【００７５】
また本実施例では共通電極ＣＬが画素電極ＰＸと同じ基板上に形成されている場合を中心に説明したが、本実施例の効果は、共通電極ＣＬが画素電極ＰＸと対向する基板上に形成されている場合も同様であり、本実施例に含むものである。
【００７６】
カラーフィルタＦＩＬは走査信号線延在方向、映像信号線延在方向の双方で各画素間で分離してもよく、その場合には映像信号線延在方向に隣接する画素間の画素電極同士も完全に分離できるため、より確実に本実施例の効果を実現できる。
【００７７】
またカラーフィルタＦＩＬが導電性の場合、画素電極ＰＸの電位はカラーフィルタ層ＦＩＬの導電性によりＦＩＬの表面側に伝わり、画素電極ＰＸの電位がより液晶層ＬＣ側に到達するので、駆動電圧の低いＴＦＴ液晶表示装置が提供できるという新たな効果が実現できた。またこの際に、カラーフィルタの導電率を示す抵抗率は、１０の１４乗Ωｃｍ以下であれば電圧低下の効果が生じ得る。さらに駆動電圧の低下を図るには、１０の１０乗Ωｃｍ以下であることが望ましい。むろん低ければ低いほど駆動電圧低下の効果が強まることは言うまでもないが、低抵抗化を図りすぎると光透過率が低下する傾向が有るため、１０の３乗Ωｃｍから１０の１０乗Ωｃｍの範囲にあることが最も望ましい。
【００７８】
また本実施例の構成の液晶表示装置では、液晶層にかかる駆動用電界がカラーフィルタ層を通過する構成となる。従来の方式、例えばカラーフィルタをＴＦＴと異なる基板上に設ける方式では、その一例では画素電極がＴＦＴ基板上に有り、共通電極がカラーフィルタ基板のカラーフィルタ上に有り、画素電極と共通電極間に駆動用電界を生じせしめる縦電界方式がある。この方式では、液晶層にかかる駆動用電界は、カラーフィルタ層を通過しない。またいわゆる横電界方式では、画素電極と共通電極の双方がＴＦＴ基板上に有り、該電極間で駆動用電界を形成するため、やはり液晶層にかかる駆動用電界はカラーフィルタ層を通過しない。さらにカラーフィルタをＴＦＴ基板に設けた方式においても、従来知られる方式はカラーフィルタ上に画素電極を設け、対向基板上に共通電極を設け、この間で液晶層にかかる駆動用電界を形成するものであり、やはり液晶層にかかる駆動用電界はカラーフィルタ層を通過しない。しかし、本実施例では、画素電極と共通電極の間にカラーフィルタ層を設け、該カラーフィルタ層を通過して液晶層に駆動用電界を形成するものである。したがって、カラーフィルタ層が本実施例のようにイオン性不純物を有する場合、あるいは導電性を有する場合、もしくは何らかの汚染性不純物、一例として金属イオン、あるいは有機溶媒等を含む場合には、該液晶層とカラーフィルタの反応が、前記カラーフィルタを通過する駆動用電界により加速されるため、液晶層の汚染が加速されると言う新たな課題も見出すに至っている。したがって、液晶表示装置の信頼性を確保し、液晶層の汚染を防止するという観点から、画素電極と共通電極の間にカラーフィルタ層を設け、該カラーフィルタ層を通過して液晶層に駆動用電界を形成する方式では、カラーフィルタと液晶層の間に汚染防止用の保護膜を形成することが極めて望ましい。またこの保護膜が有機膜である場合には、平坦化効果も合わせて実現できるためさらに望ましい。
【００７９】
以上詳述したように、本実施例の構成によりカラーフィルタがＴＦＴ基板上に配置され、かつ高色純度で明るいＴＦＴ液晶表示装置が実現できる。
【００８０】
また本発明は技術思想、効果を含め実施例１から実施例４の実施形態に限定されるものではなく、請求項を含む明細書中に開示の技術思想による構成、効果は本発明の範疇に全て含むものである。
【００８１】
【発明の効果】
本発明の効果の代表的な例は以下のようになる。すなわち、画素毎にカラーフィルタにスルーホールを形成せずに、第１のガラス基板上に液晶層を駆動する画素電極、共通電極が配置され、さらにカラーフィルタ層も内蔵するＴＦＴ液晶表示装置を提供できる。
【００８２】
さらに簡略な製造方法を用いて、液晶分子を基板に水平に回転させて視野角の広い液晶表示装置を形成する際に第１の基板上にＴＦＴのみならずＣＦを形成させた液晶表示装置およびその製造方法を提供できる。
【００８３】
さらに開口率あるいは透過率が高い液晶表示装置およびその製造方法を提供できる。
【００８４】
さらに視野角が広く、明るいＴＦＴ表示装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の液晶表示装置の一実施例の画素の断面図である。
【図２】本発明の液晶表示装置の一実施例の画素の平面図である。
【図３】本発明の液晶表示装置の一実施例の製造方法の説明図である。
【図４】本発明の液晶表示装置の一実施例の製造方法の説明図である。
【図５】本発明の液晶表示装置の一実施例の製造方法の説明図である。
【図６】本発明の液晶表示装置の一実施例の画素の断面図である。
【図７】本発明の液晶表示装置の一実施例の画素の平面図である。
【図８】本発明の液晶表示装置の一実施例の画素の断面図である。
【図９】本発明の液晶表示装置の一実施例の画素の断面図である。
【図１０】本発明の液晶表示装置の一実施例の画素の平面図である。
【符号の説明】
ＡＳ…半導体膜、ＳＵＢ１…第１のガラス基板、ＳＵＢ２…第２のガラス基板、ＳＤ１…ドレイン電極、ＳＤ２…ソース電極、ＧＬ…ゲート配線、ＤＬ…ドレイン配線、ＣＬ…共通電極配線、ＣＴ…共通電極、ＴＦＴ…薄膜トランジスタ、ＧＩ…ゲート絶縁膜、ＰＳＶ…保護膜、ＰＸ…画素電極、ＦＩＬ…カラーフィルタ層、ＬＣ…液晶層、ＯＲＩ…配向膜、ＯＣ…オーバコート膜、ＢＭ…遮光膜、ＰＯＬ…偏光板。
【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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