JP2003131245A - 液晶表示装置及びその製造方法 - Google Patents
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- G02F1/1343—Electrodes
- G02F1/134309—Electrodes characterised by their geometrical arrangement
- G02F1/134363—Electrodes characterised by their geometrical arrangement for applying an electric field parallel to the substrate, i.e. in-plane switching [IPS]
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Abstract
(57)【要約】
【課題】液晶表示装置の表示画面に生じる残像を低減す
る。 【解決手段】互いに対向して配置された一対の基板とこ
れらの基板の主面間に挟まれた液晶層とを備え、上記一
対の基板の一方の上記液晶層に面する主面にスイッチン
グ素子及びこれに接続された画素電極を有する画素領域
とこのスイッチング素子の上記液晶層側に保護膜とが形
成された液晶表示装置において、上記保護膜を少なくと
も第１の材料層とこれより上記液晶層側に配置される第
２の材料層とを含む複数の材料層を積層して構成し、上
記第２の材料層の抵抗率を上記第１の材料層のそれより
低く且つ珪素又は上記スイッチング素子のチャネルをな
す半導体層の抵抗率より高く設定する。
る。 【解決手段】互いに対向して配置された一対の基板とこ
れらの基板の主面間に挟まれた液晶層とを備え、上記一
対の基板の一方の上記液晶層に面する主面にスイッチン
グ素子及びこれに接続された画素電極を有する画素領域
とこのスイッチング素子の上記液晶層側に保護膜とが形
成された液晶表示装置において、上記保護膜を少なくと
も第１の材料層とこれより上記液晶層側に配置される第
２の材料層とを含む複数の材料層を積層して構成し、上
記第２の材料層の抵抗率を上記第１の材料層のそれより
低く且つ珪素又は上記スイッチング素子のチャネルをな
す半導体層の抵抗率より高く設定する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は液晶表示装置及びそ
の製造方法に係り、その液晶層に電界を印加する電極に
残留する不要な電荷を除去し、その表示画面において画
像を速やかに切り替え、又は表示動作終了時に画像を速
やかに消去するに好適な液晶表示パネル（液晶表示素
子）の構造、及びその製造方法に関する。
の製造方法に係り、その液晶層に電界を印加する電極に
残留する不要な電荷を除去し、その表示画面において画
像を速やかに切り替え、又は表示動作終了時に画像を速
やかに消去するに好適な液晶表示パネル（液晶表示素
子）の構造、及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】パーソナル・コンピュータ、モニタ、テ
レビジョン等の表示装置として液晶表示装置が広く用い
られている。液晶表示装置は、一対の基板と、この一対
の基板間に挟まれた液晶層（一対の基板間に封止された
液晶組成物からなる層）、及びこの一対の基板の少なく
とも一方の液晶層に対向する主面に形成された電極群を
備えた液晶表示パネルを有する。液晶表示装置の表示動
作は、表示すべき情報に応じて上記電極群により上記液
晶層内に印加される電界を制御し、この液晶層の光透過
率を変調して行う。液晶表示パネルの上記基板主面内に
おいて、上記液晶層の光透過率が変調される領域（上記
表示動作が行われる領域）は、表示画面、表示領域、又
は有効表示領域とも呼ばれる。
レビジョン等の表示装置として液晶表示装置が広く用い
られている。液晶表示装置は、一対の基板と、この一対
の基板間に挟まれた液晶層（一対の基板間に封止された
液晶組成物からなる層）、及びこの一対の基板の少なく
とも一方の液晶層に対向する主面に形成された電極群を
備えた液晶表示パネルを有する。液晶表示装置の表示動
作は、表示すべき情報に応じて上記電極群により上記液
晶層内に印加される電界を制御し、この液晶層の光透過
率を変調して行う。液晶表示パネルの上記基板主面内に
おいて、上記液晶層の光透過率が変調される領域（上記
表示動作が行われる領域）は、表示画面、表示領域、又
は有効表示領域とも呼ばれる。
【０００３】液晶表示装置は、その表示動作における上
記液晶層内の液晶分子の振る舞い、及びこれに適合され
た上記液晶表示パネル内の電極構造により、アクティブ
・マトリクス型、パッシブ・マトリクス型の２種に別け
られる。前者の液晶表示装置は、上記表示領域を構成す
る各画素にアクティブ素子（スイッチング素子）が夫々
形成される特徴を有する。このアクティブ素子として、
例えば、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）や薄膜ダイオード
（ＴＦＤ）が用いられている。
記液晶層内の液晶分子の振る舞い、及びこれに適合され
た上記液晶表示パネル内の電極構造により、アクティブ
・マトリクス型、パッシブ・マトリクス型の２種に別け
られる。前者の液晶表示装置は、上記表示領域を構成す
る各画素にアクティブ素子（スイッチング素子）が夫々
形成される特徴を有する。このアクティブ素子として、
例えば、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）や薄膜ダイオード
（ＴＦＤ）が用いられている。
【０００４】アクティブ・マトリクス型の液晶表示装置
の一例を、図１５に示した薄膜トランジスタを用いた液
晶表示装置の等価回路図を参照して説明する。
の一例を、図１５に示した薄膜トランジスタを用いた液
晶表示装置の等価回路図を参照して説明する。
【０００５】図１５に示す如く、液晶表示装置の表示画
面ＳＣＲ（破線で囲まれた領域）には、ｘ方向に延び且
つこのｘ方向に交差するｙ方向に並設された複数の走査
信号線１と、ｙ方向に延び且つＸ方向に並設された複数
の映像信号線（データ線とも呼ばれる）２が設けられ
る。また、これら複数の走査信号線の一つと複数の映像
信号線の一つに夫々接続された複数の薄膜トランジスタ
ＴＦＴが設けられる。複数の薄膜トランジスタＴＦＴ
は、ゲート電極に印加される電圧に応じてスイッチング
される所謂電界効果型トランジスタであり、その各々の
ゲート電極には上記複数の走査信号線１の一つが接続さ
れる。薄膜トランジスタＴＦＴのドレイン電極には、上
記複数の映像信号線の一つが接続され、ソース電極には
上記液晶層に電界を印加する画素電極が接続される。画
素電極は、これとともに液晶層に印加する電界を発生さ
せる対向電極（共通電極とも呼ばれる）と併せて容量Ｃ
ＬＣとして示される。表示すべき画像に応じた映像信号
電圧は、上記映像信号線２からこれに接続される複数の
薄膜トランジスタＴＦＴ（図１５においてｙ方向に並
ぶ）に供給され、薄膜トランジスタＴＦＴの各々は、そ
のゲート電極に上記走査信号線１のいずれか一つから走
査信号電圧が印加されるタイミングに応じて上記映像信
号電圧を画素電極に供給する。従って、液晶表示装置の
表示画面ＳＣＲには、上記複数の薄膜トランジスタＴＦ
Ｔの一つとこれを通して映像信号電圧が印加される容量
ＣＬＣとを有する画素ＰＩＸが二次元的に形成される。
なお、上述の如く、薄膜トランジスタＴＦＴのゲート電
極（これにより電荷の移動が制御されるチャネル層）か
ら見て、映像信号線２側の電極をドレイン、画素電極
（容量Ｃ ＬＣ）側の電極をソースと記したが、これらの
電極の名称は、双方の電位の相対的な関係で入れ替る。
しかし、本明細書においては、便宜的に薄膜トランジス
タＴＦＴの映像信号線側をドレイン電極、画素電極側を
ソース電極と呼ぶ。
面ＳＣＲ（破線で囲まれた領域）には、ｘ方向に延び且
つこのｘ方向に交差するｙ方向に並設された複数の走査
信号線１と、ｙ方向に延び且つＸ方向に並設された複数
の映像信号線（データ線とも呼ばれる）２が設けられ
る。また、これら複数の走査信号線の一つと複数の映像
信号線の一つに夫々接続された複数の薄膜トランジスタ
ＴＦＴが設けられる。複数の薄膜トランジスタＴＦＴ
は、ゲート電極に印加される電圧に応じてスイッチング
される所謂電界効果型トランジスタであり、その各々の
ゲート電極には上記複数の走査信号線１の一つが接続さ
れる。薄膜トランジスタＴＦＴのドレイン電極には、上
記複数の映像信号線の一つが接続され、ソース電極には
上記液晶層に電界を印加する画素電極が接続される。画
素電極は、これとともに液晶層に印加する電界を発生さ
せる対向電極（共通電極とも呼ばれる）と併せて容量Ｃ
ＬＣとして示される。表示すべき画像に応じた映像信号
電圧は、上記映像信号線２からこれに接続される複数の
薄膜トランジスタＴＦＴ（図１５においてｙ方向に並
ぶ）に供給され、薄膜トランジスタＴＦＴの各々は、そ
のゲート電極に上記走査信号線１のいずれか一つから走
査信号電圧が印加されるタイミングに応じて上記映像信
号電圧を画素電極に供給する。従って、液晶表示装置の
表示画面ＳＣＲには、上記複数の薄膜トランジスタＴＦ
Ｔの一つとこれを通して映像信号電圧が印加される容量
ＣＬＣとを有する画素ＰＩＸが二次元的に形成される。
なお、上述の如く、薄膜トランジスタＴＦＴのゲート電
極（これにより電荷の移動が制御されるチャネル層）か
ら見て、映像信号線２側の電極をドレイン、画素電極
（容量Ｃ ＬＣ）側の電極をソースと記したが、これらの
電極の名称は、双方の電位の相対的な関係で入れ替る。
しかし、本明細書においては、便宜的に薄膜トランジス
タＴＦＴの映像信号線側をドレイン電極、画素電極側を
ソース電極と呼ぶ。
【０００６】一方、上記画素電極とともに容量ＣＬＣを
構成する対向電極には、基準電圧（Reference Voltag
e）Ｖｃｏｍが基準電圧線３を通して供給される。この
対向電極及び基準電圧線３は、液晶層への電圧印加（液
晶層の光透過率変調）の態様に応じ、上述の走査信号
線、映像信号線、薄膜トランジスタ、及び画素電極が形
成される基板（ＴＦＴ基板とも呼ばれる）、又は、この
ＴＦＴ基板に対して液晶層を挟んで対向する別の基板の
いずれかに形成される。前者の液晶表示装置は、その液
晶層にＴＦＴ基板の主面に沿う電界が生じるため、面内
スイッチング（In-Plane-Switching，ＩＰＳと略され
る）型、や横電界型とも呼ばれる。これに対し、後者の
液晶表示装置は、その液晶層にこの厚み方向に沿う電界
が生じるため、縦電界型とも呼ばれる。なお、縦電界型
の液晶表示装置においては、複数の画素電極（例えば、
上記表示画面ＳＣＲ内に配置される全て）に一つの対向
電極が対応して、その画素毎に上記容量ＣＬＣが形成さ
れることもあり、ＴＦＴ基板に対向する別の基板の主面
上において対向電極が基準電圧線３の機能も兼ねること
もある。このような縦電界型の構造は、ＴＦＴ基板から
これに対向する基板に向けて液晶層中の液晶分子の長軸
方向を徐々に旋回するツイステッド・ネマティック液晶
を用いた液晶表示装置（所謂、ＴＮ型）や、ＴＦＴ基板
の主面に対して液晶分子の長軸を所定の角度で傾けて配
向させる所謂垂直配向型（ＶＡ型）の液晶表示装置に適
用される。
構成する対向電極には、基準電圧（Reference Voltag
e）Ｖｃｏｍが基準電圧線３を通して供給される。この
対向電極及び基準電圧線３は、液晶層への電圧印加（液
晶層の光透過率変調）の態様に応じ、上述の走査信号
線、映像信号線、薄膜トランジスタ、及び画素電極が形
成される基板（ＴＦＴ基板とも呼ばれる）、又は、この
ＴＦＴ基板に対して液晶層を挟んで対向する別の基板の
いずれかに形成される。前者の液晶表示装置は、その液
晶層にＴＦＴ基板の主面に沿う電界が生じるため、面内
スイッチング（In-Plane-Switching，ＩＰＳと略され
る）型、や横電界型とも呼ばれる。これに対し、後者の
液晶表示装置は、その液晶層にこの厚み方向に沿う電界
が生じるため、縦電界型とも呼ばれる。なお、縦電界型
の液晶表示装置においては、複数の画素電極（例えば、
上記表示画面ＳＣＲ内に配置される全て）に一つの対向
電極が対応して、その画素毎に上記容量ＣＬＣが形成さ
れることもあり、ＴＦＴ基板に対向する別の基板の主面
上において対向電極が基準電圧線３の機能も兼ねること
もある。このような縦電界型の構造は、ＴＦＴ基板から
これに対向する基板に向けて液晶層中の液晶分子の長軸
方向を徐々に旋回するツイステッド・ネマティック液晶
を用いた液晶表示装置（所謂、ＴＮ型）や、ＴＦＴ基板
の主面に対して液晶分子の長軸を所定の角度で傾けて配
向させる所謂垂直配向型（ＶＡ型）の液晶表示装置に適
用される。
【０００７】上記走査信号線２の各々は、駆動回路（垂
直走査回路、又はゲート・ドライバともいう）Ｖ−ＤＲ
Ｖの出力端子に夫々電気的に接続されて、上記走査信号
を受ける。上記映像信号線の各々は、上述のそれとは別
の駆動回路（映像信号駆動回路、又はドレイン・ドライ
バともいう）Ｈ−ＤＲＶの出力端子に接続されて、上記
映像信号を受ける。液晶表示装置で表示すべき画像のデ
ータは、その外部より制御回路（タイミング・コンバー
タともいう）ＴＣＯＮに入力され、ここで液晶表示装置
の動作に適した走査信号及び映像信号（階調信号を含む
こともある）が発生される。
直走査回路、又はゲート・ドライバともいう）Ｖ−ＤＲ
Ｖの出力端子に夫々電気的に接続されて、上記走査信号
を受ける。上記映像信号線の各々は、上述のそれとは別
の駆動回路（映像信号駆動回路、又はドレイン・ドライ
バともいう）Ｈ−ＤＲＶの出力端子に接続されて、上記
映像信号を受ける。液晶表示装置で表示すべき画像のデ
ータは、その外部より制御回路（タイミング・コンバー
タともいう）ＴＣＯＮに入力され、ここで液晶表示装置
の動作に適した走査信号及び映像信号（階調信号を含む
こともある）が発生される。
【０００８】また、図１５に示される画素ＰＩＸには、
上記容量ＣＬＣとは別の容量Ｃａｄｄも設けられてい
る。この容量Ｃａｄｄは、付加容量、又は蓄積容量とも
呼ばれ、各画素の画素電極に映像信号に応じて供給され
た電荷を、この画素電極に次の映像信号に応じた電荷が
供給される時刻まで保持するために設けられる。
上記容量ＣＬＣとは別の容量Ｃａｄｄも設けられてい
る。この容量Ｃａｄｄは、付加容量、又は蓄積容量とも
呼ばれ、各画素の画素電極に映像信号に応じて供給され
た電荷を、この画素電極に次の映像信号に応じた電荷が
供給される時刻まで保持するために設けられる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、アクテ
ィブ・マトリクス型は、画素電極が設けられる基板上に
電界効果型トランジスタやダイオードのようなアクティ
ブ素子（スイッチング素子）も形成せねばならない。従
って、この基板主面には、アクティブ素子を設けたこと
により起伏が生じる。
ィブ・マトリクス型は、画素電極が設けられる基板上に
電界効果型トランジスタやダイオードのようなアクティ
ブ素子（スイッチング素子）も形成せねばならない。従
って、この基板主面には、アクティブ素子を設けたこと
により起伏が生じる。
【００１０】一方、上記液晶層の光透過率を画像に応じ
て変調するには、画素電極が設けられた基板の最上面
（液晶層に接する面）に対して液晶層中の液晶分子を所
望の態様で配向させる所謂初期配向条件を満たすことが
重要である。この初期配向条件を満たすには、例えば、
基板の最上面に形成された配向膜主面に機械的又は光学
的な処理を施し、この配向膜が形成される基板主面に対
する液晶分子の長軸方向の向きや傾きを調整することが
必要となる。従って、この配向膜主面を基板主面並みに
平坦にすることが理想的である。このような要請の下、
現実にはアクティブ素子が設けられた基板に、このアク
ティブ素子を覆うように絶縁膜を形成し、この基板の最
上面（この基板主面上に形成され且つ液晶層に接する膜
の主面）の起伏を上記初期配向条件が満たされる範囲で
（少なくともアクティブ素子により生じる段差が低減さ
れるように）均している。このような絶縁膜は、保護
膜、平坦化層（Leveling Layer）、又はパッシベーシ
ョン膜（Passivation Layer）とも呼ばれる。
て変調するには、画素電極が設けられた基板の最上面
（液晶層に接する面）に対して液晶層中の液晶分子を所
望の態様で配向させる所謂初期配向条件を満たすことが
重要である。この初期配向条件を満たすには、例えば、
基板の最上面に形成された配向膜主面に機械的又は光学
的な処理を施し、この配向膜が形成される基板主面に対
する液晶分子の長軸方向の向きや傾きを調整することが
必要となる。従って、この配向膜主面を基板主面並みに
平坦にすることが理想的である。このような要請の下、
現実にはアクティブ素子が設けられた基板に、このアク
ティブ素子を覆うように絶縁膜を形成し、この基板の最
上面（この基板主面上に形成され且つ液晶層に接する膜
の主面）の起伏を上記初期配向条件が満たされる範囲で
（少なくともアクティブ素子により生じる段差が低減さ
れるように）均している。このような絶縁膜は、保護
膜、平坦化層（Leveling Layer）、又はパッシベーシ
ョン膜（Passivation Layer）とも呼ばれる。
【００１１】しかしながら、本発明者らは、液晶表示装
置の動作電源をオフにしたとき、その表示画面にそれま
で表示されていた画像が薄っすら残る所謂「残像」の問
題を見出し、これが上述のアクティブ素子を覆う絶縁膜
にも起因すると考えた。
置の動作電源をオフにしたとき、その表示画面にそれま
で表示されていた画像が薄っすら残る所謂「残像」の問
題を見出し、これが上述のアクティブ素子を覆う絶縁膜
にも起因すると考えた。
【００１２】本発明者らが、このような考えに到った経
緯は次のとおりである。
緯は次のとおりである。
【００１３】液晶表示装置の画像表示動作（液晶駆動と
もいう）中に液晶層に印加された電圧が、アクティブ素
子を備えた基板（以下、ＴＦＴ基板と例示）に形成され
た絶縁膜にも印加され、その誘電率ゆえに絶縁膜の上面
及び下面に電荷が蓄積される。アクティブ素子として電
界効果型トランジスタを設けたＴＦＴ基板には、上述の
ゲート電極とチャネル層とを隔てる所謂ゲート絶縁膜
と、このトランジスタを覆う上述の保護膜とが形成され
る。ゲート絶縁膜は、その一面に接するゲート電極や走
査信号線と、その他面に接するソース電極、ドレイン電
極、及び映像信号線とで、これに蓄積された電荷を掃き
出し易い。しかし、保護膜はその一面がソース電極、ド
レイン電極、及び映像信号線、又はゲート電極及び走査
信号線に接するのみで、その他面は上述の配向膜又は液
晶層という電気を通し難い材料にしか接しない。このた
め、上記保護膜に蓄積された電荷が、液晶表示装置をオ
フした後も放電されることなく保護膜に相当な時間に亘
って残留するため、この残留電荷により液晶層にオフセ
ット電圧が印加されて、その表示画面に上述の残像が生
じる。このように液晶表示装置の電源を遮断した後も、
電源遮断前に書き込まれた画像が表示画面に一定時間保
持される現象を、画像の「焼き付き」とも呼ぶ。
もいう）中に液晶層に印加された電圧が、アクティブ素
子を備えた基板（以下、ＴＦＴ基板と例示）に形成され
た絶縁膜にも印加され、その誘電率ゆえに絶縁膜の上面
及び下面に電荷が蓄積される。アクティブ素子として電
界効果型トランジスタを設けたＴＦＴ基板には、上述の
ゲート電極とチャネル層とを隔てる所謂ゲート絶縁膜
と、このトランジスタを覆う上述の保護膜とが形成され
る。ゲート絶縁膜は、その一面に接するゲート電極や走
査信号線と、その他面に接するソース電極、ドレイン電
極、及び映像信号線とで、これに蓄積された電荷を掃き
出し易い。しかし、保護膜はその一面がソース電極、ド
レイン電極、及び映像信号線、又はゲート電極及び走査
信号線に接するのみで、その他面は上述の配向膜又は液
晶層という電気を通し難い材料にしか接しない。このた
め、上記保護膜に蓄積された電荷が、液晶表示装置をオ
フした後も放電されることなく保護膜に相当な時間に亘
って残留するため、この残留電荷により液晶層にオフセ
ット電圧が印加されて、その表示画面に上述の残像が生
じる。このように液晶表示装置の電源を遮断した後も、
電源遮断前に書き込まれた画像が表示画面に一定時間保
持される現象を、画像の「焼き付き」とも呼ぶ。
【００１４】本発明者らは、このような残像が以下のシ
チュエーションにおいて発生し易いことも見出した。 （１）ＴＦＴ基板に形成されたゲート絶縁膜、保護膜等
の誘電体膜が、比較的電荷を蓄積し易い（例えば、その
膜厚が薄い、その材料の誘電率が高い）。 （２）液晶の駆動電圧（液晶層に印加される電圧）が比
較的高い。 （３）液晶材料自体の抵抗率が比較的大きい。
チュエーションにおいて発生し易いことも見出した。 （１）ＴＦＴ基板に形成されたゲート絶縁膜、保護膜等
の誘電体膜が、比較的電荷を蓄積し易い（例えば、その
膜厚が薄い、その材料の誘電率が高い）。 （２）液晶の駆動電圧（液晶層に印加される電圧）が比
較的高い。 （３）液晶材料自体の抵抗率が比較的大きい。
【００１５】このような知見に基づき、本発明者らは上
記残像を解決するためには、ＴＦＴ基板に形成されるゲ
ート絶縁膜や保護膜等の誘電体膜の形状又は物性を、電
荷が溜まり難いように設定することが必要であると考え
た。例えば、これら誘電体膜の膜厚を厚くしたり、これ
らの比誘電率を低下させるような条件で誘電体膜を形成
することが望ましい。
記残像を解決するためには、ＴＦＴ基板に形成されるゲ
ート絶縁膜や保護膜等の誘電体膜の形状又は物性を、電
荷が溜まり難いように設定することが必要であると考え
た。例えば、これら誘電体膜の膜厚を厚くしたり、これ
らの比誘電率を低下させるような条件で誘電体膜を形成
することが望ましい。
【００１６】このような要請に対する一つの解は、例え
ば日本国特許第２９３８５２１号公報に開示されてい
る。この公報には、薄膜トランジスタ上に窒化珪素（Ｓ
ｉＮ）膜、及び非晶質珪素（アモルファス・シリコン，
ａ−Ｓｉ）膜を順次積層して保護膜を形成し、光照射下
においては導電性材料でもある当該アモルファス・シリ
コン膜に一定の電位を印加して当該保護膜の面内での電
荷蓄積状態を均一化して、液晶表示装置に生じる輝度ム
ラを抑制する発明が開示されている。この公報は、上記
保護膜の表面全域を一定の電位に保持することで、長時
間の画像表示動作後でも上記輝度ムラを抑えられること
も教示する。
ば日本国特許第２９３８５２１号公報に開示されてい
る。この公報には、薄膜トランジスタ上に窒化珪素（Ｓ
ｉＮ）膜、及び非晶質珪素（アモルファス・シリコン，
ａ−Ｓｉ）膜を順次積層して保護膜を形成し、光照射下
においては導電性材料でもある当該アモルファス・シリ
コン膜に一定の電位を印加して当該保護膜の面内での電
荷蓄積状態を均一化して、液晶表示装置に生じる輝度ム
ラを抑制する発明が開示されている。この公報は、上記
保護膜の表面全域を一定の電位に保持することで、長時
間の画像表示動作後でも上記輝度ムラを抑えられること
も教示する。
【００１７】しかしながら、本発明者らは、上記特許公
報が開示する発明を上述の残像抑止に適用するに際し、
次の問題に直面した。
報が開示する発明を上述の残像抑止に適用するに際し、
次の問題に直面した。
【００１８】まず、面内スイッチング型（横電界型）の
液晶表示装置では、液晶を駆動する電界を形成する画素
電極及び対向電極のいずれも保護膜で覆うことが、液晶
層中の液晶分子を初期配向する上で望ましい。しかしな
がら、画素電極と対向電極との間に生じる電界は、保護
膜を通して液晶層に入らざるを得ないため、この保護膜
が上述の如き導電性材料からなる薄膜を含むと、この薄
膜内の電流発生に費やされる。従って、画素電極と対向
電極との間に生じる電界は、実質上液晶層に入れず、そ
の中に存在する液晶分子の配向を制御できなくなる（液
晶層の光透過率を変調できなくなる）といっても過言で
ない。
液晶表示装置では、液晶を駆動する電界を形成する画素
電極及び対向電極のいずれも保護膜で覆うことが、液晶
層中の液晶分子を初期配向する上で望ましい。しかしな
がら、画素電極と対向電極との間に生じる電界は、保護
膜を通して液晶層に入らざるを得ないため、この保護膜
が上述の如き導電性材料からなる薄膜を含むと、この薄
膜内の電流発生に費やされる。従って、画素電極と対向
電極との間に生じる電界は、実質上液晶層に入れず、そ
の中に存在する液晶分子の配向を制御できなくなる（液
晶層の光透過率を変調できなくなる）といっても過言で
ない。
【００１９】上記公報に開示された発明の効果を確認す
るために、従来の面内スイッチング型の液晶表示装置の
保護膜上に導電性を示す非晶質珪素膜を２０ｎｍ程度の
厚さで成膜した。その結果、この液晶表示装置では液晶
を駆動することができず、画質評価すら不可能であるこ
とが判明した。
るために、従来の面内スイッチング型の液晶表示装置の
保護膜上に導電性を示す非晶質珪素膜を２０ｎｍ程度の
厚さで成膜した。その結果、この液晶表示装置では液晶
を駆動することができず、画質評価すら不可能であるこ
とが判明した。
【００２０】一方、アクティブ・マトリクス型の液晶表
示装置全般においても、上記公報に記載された発明の適
用には次の問題が指摘される。例えば、ボトム・ゲート
型と呼ばれる基板主面側にゲート電極を、その上部にチ
ャネル層となる半導体膜を配置して構成される薄膜トラ
ンジスタにおいて、上記非晶質珪素膜はこれとともに上
記保護膜をなす絶縁膜を通して半導体膜（薄膜トランジ
スタのチャネル層）と対向する。従って、半導体膜には
ゲート電極及び一定の電位に保たれた非晶質珪素膜の双
方から電界が印加され、例えば、ゲート電極の電圧を当
該薄膜トランジスタの閾値電圧より下げても、半導体膜
は実質的に電界が印加された状態を暫く保つ。この結
果、薄膜トランジスタのオフ電流の増加とこれに起因す
る残像の発生に例示される新たな問題が生じる。また、
基板主面側に半導体膜（チャネル層）を、その上部にゲ
ート電極を配置したトップ・ゲート型の薄膜トランジス
タや、薄膜ダイオードをスイッチング素子として用いた
アクティブ・マトリクス型の液晶表示装置においても、
これと上記一定の電位に保たれた非晶質珪素膜との間に
生じる寄生容量で、スイッチング素子の誤動作が指摘さ
れる。
示装置全般においても、上記公報に記載された発明の適
用には次の問題が指摘される。例えば、ボトム・ゲート
型と呼ばれる基板主面側にゲート電極を、その上部にチ
ャネル層となる半導体膜を配置して構成される薄膜トラ
ンジスタにおいて、上記非晶質珪素膜はこれとともに上
記保護膜をなす絶縁膜を通して半導体膜（薄膜トランジ
スタのチャネル層）と対向する。従って、半導体膜には
ゲート電極及び一定の電位に保たれた非晶質珪素膜の双
方から電界が印加され、例えば、ゲート電極の電圧を当
該薄膜トランジスタの閾値電圧より下げても、半導体膜
は実質的に電界が印加された状態を暫く保つ。この結
果、薄膜トランジスタのオフ電流の増加とこれに起因す
る残像の発生に例示される新たな問題が生じる。また、
基板主面側に半導体膜（チャネル層）を、その上部にゲ
ート電極を配置したトップ・ゲート型の薄膜トランジス
タや、薄膜ダイオードをスイッチング素子として用いた
アクティブ・マトリクス型の液晶表示装置においても、
これと上記一定の電位に保たれた非晶質珪素膜との間に
生じる寄生容量で、スイッチング素子の誤動作が指摘さ
れる。
【００２１】以上の検討を総括すれば、残像発生の原因
たる保護膜に蓄積された電荷が長時間に亘りこれに残留
する現象を、この保護膜の面内を一定の電位に保持する
ことで解決することを試みるも、輝度ムラは生じないが
残像は残る結果に到らざるを得なかった。従って、上記
特許公報が教示する絶縁性の保護膜上に導電性材料の膜
を付加する方法でも、残像と輝度ムラとの抑制、及び薄
膜トランジスタのオフ電流と液晶層への駆動電界の印加
とを両立することが極めて困難である。
たる保護膜に蓄積された電荷が長時間に亘りこれに残留
する現象を、この保護膜の面内を一定の電位に保持する
ことで解決することを試みるも、輝度ムラは生じないが
残像は残る結果に到らざるを得なかった。従って、上記
特許公報が教示する絶縁性の保護膜上に導電性材料の膜
を付加する方法でも、残像と輝度ムラとの抑制、及び薄
膜トランジスタのオフ電流と液晶層への駆動電界の印加
とを両立することが極めて困難である。
【００２２】この残像問題を、ゲート絶縁膜の改善のみ
で対処するも、この絶縁膜が液晶表示装置のスイッチン
グ素子である薄膜トランジスタの電気特性に影響するた
め、この膜厚を厚くしたり、比誘電率を低下させて電気
容量を低減することは却って弊害を招く。また、保護膜
はゲート絶縁膜に比べて、その形状及び物性に対する制
約が少ないが、薄膜トランジスタのオフ電流に影響した
り、これを形成するプラズマＣＶＤ装置の処理能力の制
約等から、ゲート絶縁膜と同様に膜厚や比誘電率を残像
緩和のためだけに調整することは非現実的である。
で対処するも、この絶縁膜が液晶表示装置のスイッチン
グ素子である薄膜トランジスタの電気特性に影響するた
め、この膜厚を厚くしたり、比誘電率を低下させて電気
容量を低減することは却って弊害を招く。また、保護膜
はゲート絶縁膜に比べて、その形状及び物性に対する制
約が少ないが、薄膜トランジスタのオフ電流に影響した
り、これを形成するプラズマＣＶＤ装置の処理能力の制
約等から、ゲート絶縁膜と同様に膜厚や比誘電率を残像
緩和のためだけに調整することは非現実的である。
【００２３】本発明の目的の一つは、アクティブ・マト
リクス型液晶表示装置における、上述の如き残像抑制と
輝度ムラ、及びスイッチング素子の電気的特性と液晶層
への電界印加効率の夫々におけるトレード・オフの関係
を解決することにある。
リクス型液晶表示装置における、上述の如き残像抑制と
輝度ムラ、及びスイッチング素子の電気的特性と液晶層
への電界印加効率の夫々におけるトレード・オフの関係
を解決することにある。
【００２４】
【課題を解決するための手段】上述の目的に鑑み、本発
明は以下に例示される液晶表示装置を提供する。
明は以下に例示される液晶表示装置を提供する。
【００２５】その一つは、互いに対向して配置された一
対の基板と該一対の基板の主面間に挟まれた液晶層とを
備え、上記一対の基板の一方の上記液晶層に面する主面
にはスイッチング素子及びこれに接続された画素電極を
有する画素領域と該スイッチング素子の該液晶層側に複
数の材料層を積層してなる保護膜とが形成された液晶表
示装置で、上記複数の材料層は少なくとも第１の層（材
料層）とこの第１の層より上記液晶層側（上記一対の基
板の一方の主面から見て第１の層の上部）に設けられた
第２の層（材料層）とを含み、且つこの第２の層は上記
第１の層より低く且つ珪素より高い抵抗率を示すことを
特徴とする。ここでいう珪素には、単結晶シリコンや多
結晶シリコン、非晶質シリコン等の所謂液晶表示装置に
備えられたスイッチング素子のチャネルを構成する半導
体材料が例示される。従って、上述の保護膜に含まれる
第２の層は、この保護膜に含まれる第１の層より低く且
つ上記スイッチング素子のチャネル層より高い抵抗率を
示すとも特徴付けられる。
対の基板と該一対の基板の主面間に挟まれた液晶層とを
備え、上記一対の基板の一方の上記液晶層に面する主面
にはスイッチング素子及びこれに接続された画素電極を
有する画素領域と該スイッチング素子の該液晶層側に複
数の材料層を積層してなる保護膜とが形成された液晶表
示装置で、上記複数の材料層は少なくとも第１の層（材
料層）とこの第１の層より上記液晶層側（上記一対の基
板の一方の主面から見て第１の層の上部）に設けられた
第２の層（材料層）とを含み、且つこの第２の層は上記
第１の層より低く且つ珪素より高い抵抗率を示すことを
特徴とする。ここでいう珪素には、単結晶シリコンや多
結晶シリコン、非晶質シリコン等の所謂液晶表示装置に
備えられたスイッチング素子のチャネルを構成する半導
体材料が例示される。従って、上述の保護膜に含まれる
第２の層は、この保護膜に含まれる第１の層より低く且
つ上記スイッチング素子のチャネル層より高い抵抗率を
示すとも特徴付けられる。
【００２６】これらの第１の層と第２の層とは、光照射
により第１の層が１×１０１３Ω・ｃｍ以上の抵抗率を
示し且つ第２の層が１×１０１１Ω・ｃｍ以下の抵抗率
を示すことからも特徴付けられる。このような保護膜の
光伝導特性は、例えば５００ｋＬｘ（キロ・ルクス）又
はそれ以上の照度の光を第１の層及び第２の層に照射す
るか、これらの層が形成される基板主面の反対側から当
該保護膜構造に照射することで測定される。
により第１の層が１×１０１３Ω・ｃｍ以上の抵抗率を
示し且つ第２の層が１×１０１１Ω・ｃｍ以下の抵抗率
を示すことからも特徴付けられる。このような保護膜の
光伝導特性は、例えば５００ｋＬｘ（キロ・ルクス）又
はそれ以上の照度の光を第１の層及び第２の層に照射す
るか、これらの層が形成される基板主面の反対側から当
該保護膜構造に照射することで測定される。
【００２７】上述のように、スイッチング素子が形成さ
れた基板主面上に第１の層及び第２の層をこの順に形成
してなる本発明による保護膜構造をその比誘電率から記
述すると、上記第２の層は上記第１の層より高い比誘電
率を有し且つ該第２の材料層の比誘電率は７．５以上の
値を有する。
れた基板主面上に第１の層及び第２の層をこの順に形成
してなる本発明による保護膜構造をその比誘電率から記
述すると、上記第２の層は上記第１の層より高い比誘電
率を有し且つ該第２の材料層の比誘電率は７．５以上の
値を有する。
【００２８】また、上述のスイッチング素子の液晶層側
に形成される保護膜を少なくとも珪素と窒素とを含む材
料：ＳｉｘＮｙＸｚ（Ｘはその他の構成元素の総称）で
形成するとき、上記第２の層の珪素に対する窒素の組成
比（ｙ／ｘ）は上記第１の材料層のそれより小さいとい
う特徴を有する。
に形成される保護膜を少なくとも珪素と窒素とを含む材
料：ＳｉｘＮｙＸｚ（Ｘはその他の構成元素の総称）で
形成するとき、上記第２の層の珪素に対する窒素の組成
比（ｙ／ｘ）は上記第１の材料層のそれより小さいとい
う特徴を有する。
【００２９】以上に記した保護膜を構成する第１の層及
び第２の層は、さらに次の少なくとも一形態を満たすこ
とが推奨される。
び第２の層は、さらに次の少なくとも一形態を満たすこ
とが推奨される。
【００３０】その一つは、上記第２の層の抵抗率を、上
記第１の層の抵抗率の１／１００より低くすることであ
る。
記第１の層の抵抗率の１／１００より低くすることであ
る。
【００３１】また他の一つは、上記第２の層の抵抗率
を、上記液晶層の抵抗率より低くすることである。
を、上記液晶層の抵抗率より低くすることである。
【００３２】更に他の一つは、上記第２の層の厚みを、
上記保護膜全体の厚さの１／２以下にすることであり、
なお望ましくは、第２の層の厚さを１０ｎｍ以上にする
ことである。
上記保護膜全体の厚さの１／２以下にすることであり、
なお望ましくは、第２の層の厚さを１０ｎｍ以上にする
ことである。
【００３３】以上、本発明による液晶表示装置において
基板上に設けられたスイッチング素子を覆う新規な保護
膜の特徴をその断面構造として記したが、この保護膜の
特徴を上記基板の液晶層側の上面から捉えると次の少な
くとも一つとして記される。
基板上に設けられたスイッチング素子を覆う新規な保護
膜の特徴をその断面構造として記したが、この保護膜の
特徴を上記基板の液晶層側の上面から捉えると次の少な
くとも一つとして記される。
【００３４】その特徴の一つは、互いに対向して配置さ
れた一対の基板とこれらの主面間に挟まれた液晶層とを
備え、上記一対の基板の一方の上記液晶層に面する主面
にはスイッチング素子及びこれに接続された画素電極を
有する画素領域とこのスイッチング素子の上記液晶層側
に接する保護膜とが形成された液晶表示装置において、
上記保護膜はその上記液晶層に対向する面に光が照射さ
れることによりその抵抗率が光照射を行わないときの抵
抗率の１／１００以下に減少することである。ここでい
う光照射とは、例えば５００ｋＬｘ又はそれ以上の照度
の光を保護膜の上面に照射することである。
れた一対の基板とこれらの主面間に挟まれた液晶層とを
備え、上記一対の基板の一方の上記液晶層に面する主面
にはスイッチング素子及びこれに接続された画素電極を
有する画素領域とこのスイッチング素子の上記液晶層側
に接する保護膜とが形成された液晶表示装置において、
上記保護膜はその上記液晶層に対向する面に光が照射さ
れることによりその抵抗率が光照射を行わないときの抵
抗率の１／１００以下に減少することである。ここでい
う光照射とは、例えば５００ｋＬｘ又はそれ以上の照度
の光を保護膜の上面に照射することである。
【００３５】また、その特徴の別の一つは、互いに対向
して配置された一対の基板とこれらの主面間に挟まれた
液晶層とを備え、上記一対の基板の一方の上記液晶層に
面する主面にはスイッチング素子及びこれに接続された
画素電極を有する画素領域とこのスイッチング素子の上
記液晶層側に接する保護膜とが形成された液晶表示装置
において、上記保護膜の上記液晶層に対向する面は１×
１０１３Ω・ｃｍ〜１×１０１５Ω・ｃｍの範囲にある
暗抵抗率を示し且つ当該面への５００キロ・ルクスの照
度の光照射により１×１０９Ω・ｃｍ〜１×１０１１Ω
・ｃｍの抵抗率を示すことである。
して配置された一対の基板とこれらの主面間に挟まれた
液晶層とを備え、上記一対の基板の一方の上記液晶層に
面する主面にはスイッチング素子及びこれに接続された
画素電極を有する画素領域とこのスイッチング素子の上
記液晶層側に接する保護膜とが形成された液晶表示装置
において、上記保護膜の上記液晶層に対向する面は１×
１０１３Ω・ｃｍ〜１×１０１５Ω・ｃｍの範囲にある
暗抵抗率を示し且つ当該面への５００キロ・ルクスの照
度の光照射により１×１０９Ω・ｃｍ〜１×１０１１Ω
・ｃｍの抵抗率を示すことである。
【００３６】更に、その特徴の別の一つは、互いに対向
して配置された一対の基板とこれらの主面間に挟まれた
液晶層とを備え、上記一対の基板の一方の上記液晶層に
面する主面にはスイッチング素子及びこれに接続された
画素電極を有する画素領域とこのスイッチング素子の上
記液晶層側に接する保護膜とが形成された液晶表示装置
において、上記保護膜の上記液晶層に対向する面は７．
５以上の比誘電率を示すを示すことである。
して配置された一対の基板とこれらの主面間に挟まれた
液晶層とを備え、上記一対の基板の一方の上記液晶層に
面する主面にはスイッチング素子及びこれに接続された
画素電極を有する画素領域とこのスイッチング素子の上
記液晶層側に接する保護膜とが形成された液晶表示装置
において、上記保護膜の上記液晶層に対向する面は７．
５以上の比誘電率を示すを示すことである。
【００３７】また、上記保護膜を少なくとも珪素と窒素
とを含む材料：ＳｉｘＮｙＸｚ（Ｘはその他の構成元素
の総称）で形成するとき、その特徴は互いに対向して配
置された一対の基板とこれらの主面間に挟まれた液晶層
とを備え、上記一対の基板の一方の上記液晶層に面する
主面にはスイッチング素子及びこれに接続された画素電
極を有する画素領域とこのスイッチング素子のチャネル
層に接する保護膜とが形成された液晶表示装置におい
て、上記保護膜の上記液晶層に対向する面の珪素に対す
る窒素の組成比（ｙ／ｘ比）は０より大きく且つ１．０
以下の範囲に入る値となることである。
とを含む材料：ＳｉｘＮｙＸｚ（Ｘはその他の構成元素
の総称）で形成するとき、その特徴は互いに対向して配
置された一対の基板とこれらの主面間に挟まれた液晶層
とを備え、上記一対の基板の一方の上記液晶層に面する
主面にはスイッチング素子及びこれに接続された画素電
極を有する画素領域とこのスイッチング素子のチャネル
層に接する保護膜とが形成された液晶表示装置におい
て、上記保護膜の上記液晶層に対向する面の珪素に対す
る窒素の組成比（ｙ／ｘ比）は０より大きく且つ１．０
以下の範囲に入る値となることである。
【００３８】以上に記した少なくとも一つの特徴を有す
る液晶表示装置において、上記保護膜の上記液晶層側に
配向膜を形成するとよく、また、この液晶表示装置をツ
イスティッド・ネマティック（ＴＮ）型のように画素電
極とともに上記液晶層に電界を印加する対向電極を上記
一対の基板の他方に設けて構成する場合、この画素電極
は保護膜と液晶層との間（望ましくは、保護膜と配向膜
との間）に設けるとよい。
る液晶表示装置において、上記保護膜の上記液晶層側に
配向膜を形成するとよく、また、この液晶表示装置をツ
イスティッド・ネマティック（ＴＮ）型のように画素電
極とともに上記液晶層に電界を印加する対向電極を上記
一対の基板の他方に設けて構成する場合、この画素電極
は保護膜と液晶層との間（望ましくは、保護膜と配向膜
との間）に設けるとよい。
【００３９】一方、以上に記した少なくとも一つの特徴
を有する液晶表示装置を面内スイッチング型のように画
素電極と対向電極とを上記一対の基板の一方に設ける場
合、この画素電極は保護膜に対して液晶層の反対側（一
対の基板の一方の主面側）に設けるとよい。
を有する液晶表示装置を面内スイッチング型のように画
素電極と対向電極とを上記一対の基板の一方に設ける場
合、この画素電極は保護膜に対して液晶層の反対側（一
対の基板の一方の主面側）に設けるとよい。
【００４０】本発明による上述の液晶表示装置は、上記
一対の基板の一方の主面に複数のスイッチング素子を形
成する第１の工程と、上記スイッチング素子の上部に複
数のガスが導入されたプラズマを用いる化学気相蒸着法
で保護膜を形成する第２の工程とを含む製造方法におい
て、この第２の工程に次の特徴の少なくとも一つを反映
させることにより、上記保護膜を構成する上記第２の層
の抵抗率をこの保護膜を構成する上記第１の層より低く
することができる。
一対の基板の一方の主面に複数のスイッチング素子を形
成する第１の工程と、上記スイッチング素子の上部に複
数のガスが導入されたプラズマを用いる化学気相蒸着法
で保護膜を形成する第２の工程とを含む製造方法におい
て、この第２の工程に次の特徴の少なくとも一つを反映
させることにより、上記保護膜を構成する上記第２の層
の抵抗率をこの保護膜を構成する上記第１の層より低く
することができる。
【００４１】その特徴の一つは、少なくとも第１の組成
を有する上記第１材料層を蒸着した後に、上記複数の原
料ガスの導入比を変えて上記第１の組成とは異なる第２
の組成を有する上記第２材料層を蒸着することである。
を有する上記第１材料層を蒸着した後に、上記複数の原
料ガスの導入比を変えて上記第１の組成とは異なる第２
の組成を有する上記第２材料層を蒸着することである。
【００４２】また、その特徴の他の一つは、少なくとも
上記第１材料層を蒸着した後に、上記プラズマに供給す
る電力を上記第１材料層の蒸着時のそれより低くして上
記第２材料層を蒸着することである。
上記第１材料層を蒸着した後に、上記プラズマに供給す
る電力を上記第１材料層の蒸着時のそれより低くして上
記第２材料層を蒸着することである。
【００４３】上記第２の工程において、上記複数の原料
ガスとして珪素を含む第１のガス（例えば、モノシラ
ン）と窒素を含む第２のガス（例えば、アンモニア）と
を用いる場合、上記第１のガスに対する上記第２のガス
の導入量比は上記第１材料層の蒸着時にて１．０より大
きく設定し、且つ上記第２材料層蒸着時にて０より大き
く且つ１．０以下の範囲に設定することが望ましい。
ガスとして珪素を含む第１のガス（例えば、モノシラ
ン）と窒素を含む第２のガス（例えば、アンモニア）と
を用いる場合、上記第１のガスに対する上記第２のガス
の導入量比は上記第１材料層の蒸着時にて１．０より大
きく設定し、且つ上記第２材料層蒸着時にて０より大き
く且つ１．０以下の範囲に設定することが望ましい。
【００４４】また、上記第２の工程において、上記第２
材料層の蒸着時に上記プラズマに導入される高周波電力
を上記第１材料層の蒸着時より低く抑え、例えば、０．
２Ｗ／ｃｍ２以下に設定するとよい。
材料層の蒸着時に上記プラズマに導入される高周波電力
を上記第１材料層の蒸着時より低く抑え、例えば、０．
２Ｗ／ｃｍ２以下に設定するとよい。
【００４５】以上に記した本発明の作用並びに効果、及
びその望ましき実施形態の詳細に関しては、後述の説明
で明らかになろう。
びその望ましき実施形態の詳細に関しては、後述の説明
で明らかになろう。
【００４６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の具体的な実施形態
をこれに関連する図面を参照して説明する。以下の説明
にて参照する図面で、同一機能を有するものは同一符号
を付け、その繰り返しの説明は省略する。 《第１実施例》本発明による液晶表示装置の第１実施例
を、上述の面内スイッチング型液晶表示装置に用いられ
るＴＦＴ基板の構造及びその製造工程を例示して説明す
る。
をこれに関連する図面を参照して説明する。以下の説明
にて参照する図面で、同一機能を有するものは同一符号
を付け、その繰り返しの説明は省略する。 《第１実施例》本発明による液晶表示装置の第１実施例
を、上述の面内スイッチング型液晶表示装置に用いられ
るＴＦＴ基板の構造及びその製造工程を例示して説明す
る。
【００４７】図１は面内スイッチング型の液晶表示装置
に用いられるＴＦＴ基板の主面（液晶層に面する）に形
成された複数の画素の一つを拡大して示す平面図であ
り、図２は図１の一点鎖線Ｃ−Ｃ’沿いにＴＦＴ基板を
切断したときの断面図である。
に用いられるＴＦＴ基板の主面（液晶層に面する）に形
成された複数の画素の一つを拡大して示す平面図であ
り、図２は図１の一点鎖線Ｃ−Ｃ’沿いにＴＦＴ基板を
切断したときの断面図である。
【００４８】図１は、図の下側に示された走査信号線１
から分岐したゲート電極１ａ、このゲート電極１ａを覆
う半導体層（チャネル層）４、図の左側に示された映像
信号線２から分岐したドレイン電極２ａ、及び画素電極
６と一体で形成されたソース電極６ａを備えた薄膜トラ
ンジスタＴＦＴと、ｙ方向に延び且つｘ方向に並ぶ前述
の画素電極６と、図の上側に示された基準電圧線３から
ｙ方向に分岐し且つｘ方向沿いに画素電極と離間して並
ぶ対向電極３ａとを有する画素を示す。この画素におい
て光が透過する領域は、液晶層を挟んでＴＦＴ基板に対
向する他の基板（対向基板、カラー・フィルタ基板とも
呼ばれる）に形成された遮光膜（以下、ブラック・マト
リクスと呼ぶ）の開口で規定される。図１において、ブ
ラック・マトリクスの開口は、その縁を示す破線ＢＭＯ
で囲まれた領域となる。なお、図２に示されるＴＦＴ基
板の断面では、液晶層及びＴＦＴ基板に対向する上記他
の基板は省略されている。ＴＦＴ基板の主面には、図１
の中央に示された上述の画素と同様な構造を有する複数
の画素が二次元的に配置される。このような複数の画素
の配置態様の一例を、図１は中央の画素を囲む他の８つ
の画素（部分的に描かれる）の配置として示す。
から分岐したゲート電極１ａ、このゲート電極１ａを覆
う半導体層（チャネル層）４、図の左側に示された映像
信号線２から分岐したドレイン電極２ａ、及び画素電極
６と一体で形成されたソース電極６ａを備えた薄膜トラ
ンジスタＴＦＴと、ｙ方向に延び且つｘ方向に並ぶ前述
の画素電極６と、図の上側に示された基準電圧線３から
ｙ方向に分岐し且つｘ方向沿いに画素電極と離間して並
ぶ対向電極３ａとを有する画素を示す。この画素におい
て光が透過する領域は、液晶層を挟んでＴＦＴ基板に対
向する他の基板（対向基板、カラー・フィルタ基板とも
呼ばれる）に形成された遮光膜（以下、ブラック・マト
リクスと呼ぶ）の開口で規定される。図１において、ブ
ラック・マトリクスの開口は、その縁を示す破線ＢＭＯ
で囲まれた領域となる。なお、図２に示されるＴＦＴ基
板の断面では、液晶層及びＴＦＴ基板に対向する上記他
の基板は省略されている。ＴＦＴ基板の主面には、図１
の中央に示された上述の画素と同様な構造を有する複数
の画素が二次元的に配置される。このような複数の画素
の配置態様の一例を、図１は中央の画素を囲む他の８つ
の画素（部分的に描かれる）の配置として示す。
【００４９】始めに、図１及び図２を参照して、本実施
例におけるＴＦＴ基板の製造工程を説明する。製造工程
の多くは、既存の液晶表示基板、又は液晶表示パネルの
製造方法に採用されている技術を利用するため、簡単に
説明する。また、本発明による液晶表示装置の作製に特
徴的な製造工程については、適宜、図面を加えて、これ
を参照しながら説明する。
例におけるＴＦＴ基板の製造工程を説明する。製造工程
の多くは、既存の液晶表示基板、又は液晶表示パネルの
製造方法に採用されている技術を利用するため、簡単に
説明する。また、本発明による液晶表示装置の作製に特
徴的な製造工程については、適宜、図面を加えて、これ
を参照しながら説明する。
【００５０】工程１：ＴＦＴ基板１１として、３７０ｍ
ｍ×４７０ｍｍ×１．１ｍｍのガラス基板を用意した。
この主面には、前述の如く、図１に示すような画素が二
次元的に形成されるが、工程１の段階では単なるガラス
面に過ぎない。このようなガラス基板をＴＦＴ基板１１
として用いることにより、対角３８ｃｍの表示画面を有
する液晶表示パネル（液晶セルともいう）が作製でき
る。
ｍ×４７０ｍｍ×１．１ｍｍのガラス基板を用意した。
この主面には、前述の如く、図１に示すような画素が二
次元的に形成されるが、工程１の段階では単なるガラス
面に過ぎない。このようなガラス基板をＴＦＴ基板１１
として用いることにより、対角３８ｃｍの表示画面を有
する液晶表示パネル（液晶セルともいう）が作製でき
る。
【００５１】工程２：このガラス基板１１の主面（図２
では上面）を洗浄した後、この主面に金属や合金等から
なる第１の導電膜を、例えばスパッタリング法（Sputte
ringMethod）で形成する。本実施例では、厚さ２００ｎ
ｍのクロム（Ｃｒ）薄膜をスパッタリング法で形成し
た。このクロム薄膜上にフォト・レジスト（感光性の有
機材料）を塗布し、このフォト・レジストにフォト・マ
スク（複数のスリットが形成された遮光板）を通して光
を照射し、フォト・レジストを部分的に感光させた。そ
の後、フォト・レジストの現像処理で、その感光した部
分を選択的に除去し、これにより形成されたフォト・レ
ジストの開口から上記クロム薄膜を部分的に露出させ
る。工程２における以上の処理を総括して、フォト・リ
ソグラフ法とも呼ぶ。上記フォト・マスクに形成された
複数のスリットは、上述の走査信号線１（ゲート・バス
ラインとも呼ぶ）、ゲート電極１ａ、基準電圧線３（面
内スイッチング型液晶表示装置においては、対向電圧信
号線、コモン・バスラインとも呼ばれる）、対向電極３
ａの夫々の輪郭に相似する形状を有する。また、上記フ
ォト・マスクで、ＴＦＴ基板の表示領域に相当する部分
の外側（周縁部分）に形成されたフォト・レジストを露
光する場合、フォト・マスクの周縁部分にＴＦＴ基板と
外部回路とを接続する端子（図示せず）、表示領域内の
薄膜トランジスタを静電気等による絶縁破壊から保護す
る保護回路（図示せず）等に対応したスリットを設けて
も良い。なお、上記フォト・レジスト及びこれを現像す
る薬品によっては、フォト・レジストの感光されない部
分が現像処理で除去されるが、このような相違は本発明
によるＴＦＴ基板の作製を阻むものではない。
では上面）を洗浄した後、この主面に金属や合金等から
なる第１の導電膜を、例えばスパッタリング法（Sputte
ringMethod）で形成する。本実施例では、厚さ２００ｎ
ｍのクロム（Ｃｒ）薄膜をスパッタリング法で形成し
た。このクロム薄膜上にフォト・レジスト（感光性の有
機材料）を塗布し、このフォト・レジストにフォト・マ
スク（複数のスリットが形成された遮光板）を通して光
を照射し、フォト・レジストを部分的に感光させた。そ
の後、フォト・レジストの現像処理で、その感光した部
分を選択的に除去し、これにより形成されたフォト・レ
ジストの開口から上記クロム薄膜を部分的に露出させ
る。工程２における以上の処理を総括して、フォト・リ
ソグラフ法とも呼ぶ。上記フォト・マスクに形成された
複数のスリットは、上述の走査信号線１（ゲート・バス
ラインとも呼ぶ）、ゲート電極１ａ、基準電圧線３（面
内スイッチング型液晶表示装置においては、対向電圧信
号線、コモン・バスラインとも呼ばれる）、対向電極３
ａの夫々の輪郭に相似する形状を有する。また、上記フ
ォト・マスクで、ＴＦＴ基板の表示領域に相当する部分
の外側（周縁部分）に形成されたフォト・レジストを露
光する場合、フォト・マスクの周縁部分にＴＦＴ基板と
外部回路とを接続する端子（図示せず）、表示領域内の
薄膜トランジスタを静電気等による絶縁破壊から保護す
る保護回路（図示せず）等に対応したスリットを設けて
も良い。なお、上記フォト・レジスト及びこれを現像す
る薬品によっては、フォト・レジストの感光されない部
分が現像処理で除去されるが、このような相違は本発明
によるＴＦＴ基板の作製を阻むものではない。
【００５２】工程３：工程２が終了した段階で、クロム
からなる第１の導電膜の上面には、上記走査信号線、ゲ
ート電極等に類似した形状のフォトレジストが残る。こ
の第１の導電膜の上面を、例えば硝酸第２セリウム・ア
ンモニウム水溶液等の薬品（クロムをエッチングするエ
ッチャント）で処理し、レジストに覆われない第１導電
膜（クロム薄膜）をＴＦＴ基板１１主面から除去する。
この処理をエッチング法という。ＴＦＴ基板１１上に第
１導電膜からなる走査信号線２、ゲート電極２ａ、基準
電圧線３、対向電極３ａ等が形成された後、これらの上
面に残るフォト・レジストを例えば硫酸等で除去し、続
いて純水（イオン交換樹脂で濾過された水）で洗浄す
る。
からなる第１の導電膜の上面には、上記走査信号線、ゲ
ート電極等に類似した形状のフォトレジストが残る。こ
の第１の導電膜の上面を、例えば硝酸第２セリウム・ア
ンモニウム水溶液等の薬品（クロムをエッチングするエ
ッチャント）で処理し、レジストに覆われない第１導電
膜（クロム薄膜）をＴＦＴ基板１１主面から除去する。
この処理をエッチング法という。ＴＦＴ基板１１上に第
１導電膜からなる走査信号線２、ゲート電極２ａ、基準
電圧線３、対向電極３ａ等が形成された後、これらの上
面に残るフォト・レジストを例えば硫酸等で除去し、続
いて純水（イオン交換樹脂で濾過された水）で洗浄す
る。
【００５３】工程４：第１導電膜による配線（走査信号
線等）や電極（ゲート電極等）のパターンが形成された
ＴＦＴ基板１１の上面に、絶縁膜５と半導体膜４をこの
順で積層させる。絶縁膜５は、後述の薄膜トランジスタ
におけるゲート絶縁膜にもなる。本実施例では、絶縁膜
５を非晶質の窒化珪素膜（ＳｉＮｘ）で、半導体膜４を
非晶質の珪素膜（ａ−Ｓｉ）で夫々形成する。絶縁膜５
及び半導体膜４はともに珪素を含む材料ゆえ、本実施例
では化学蒸着法（Chemical Vapor Deposition Metho
d，ＣＶＤ法とも呼ばれる）を用い、ＴＦＴ基板主面上
にこれらを連続的に成長させた。本実施例では、絶縁膜
５及び半導体膜４の原料ガスでプラズマを発生させ、こ
のプラズマにＴＦＴ基板１１の上面（被加工面）を対向
させるプラズマＣＶＤ法（Plasma Enhanced CVD Met
hod）を用いた。プラズマＣＶＤに用いた装置を、図３
に模式的に示す。詳細は後述するが、ＴＦＴ基板は試料
（Specimen）ＳＰＣＭとしてホルダ（Holder）ＨＬＤＲ
に置かれる。
線等）や電極（ゲート電極等）のパターンが形成された
ＴＦＴ基板１１の上面に、絶縁膜５と半導体膜４をこの
順で積層させる。絶縁膜５は、後述の薄膜トランジスタ
におけるゲート絶縁膜にもなる。本実施例では、絶縁膜
５を非晶質の窒化珪素膜（ＳｉＮｘ）で、半導体膜４を
非晶質の珪素膜（ａ−Ｓｉ）で夫々形成する。絶縁膜５
及び半導体膜４はともに珪素を含む材料ゆえ、本実施例
では化学蒸着法（Chemical Vapor Deposition Metho
d，ＣＶＤ法とも呼ばれる）を用い、ＴＦＴ基板主面上
にこれらを連続的に成長させた。本実施例では、絶縁膜
５及び半導体膜４の原料ガスでプラズマを発生させ、こ
のプラズマにＴＦＴ基板１１の上面（被加工面）を対向
させるプラズマＣＶＤ法（Plasma Enhanced CVD Met
hod）を用いた。プラズマＣＶＤに用いた装置を、図３
に模式的に示す。詳細は後述するが、ＴＦＴ基板は試料
（Specimen）ＳＰＣＭとしてホルダ（Holder）ＨＬＤＲ
に置かれる。
【００５４】プラズマＣＶＤによる非晶質の窒化珪素膜
及び珪素膜の連続成長の終了間際に、半導体膜４に導電
性を与える不純物元素を添加して蒸着することで、半導
体膜４の上面付近に電子密度の高いｎ＋型の領域４ａを
形成する。本実施例では、不純物元素としてＩＶ族の珪
素（Ｓｉ）に比べて価電子の多いＶ族元素の一つである
燐（Ｐ）をドーパントに用いた。このｎ＋型半導体層４
ａは、次に形成される第２金属膜と半導体層４とを低い
電気抵抗で接続させる（オーミック接触させる）。な
お、本実施例では、絶縁膜５、半導体膜の意図的に不純
物が導入されない部分（図２に半導体膜４として表
示）、及び半導体膜の意図的に不純物を導入した部分
（図２にｎ＋型半導体層４ａとして表示）の厚みを、夫
々４００ｎｍ，２５０ｎｍ，５０ｎｍとした。ｎ＋型半
導体層４ａはＣＶＤ等による半導体膜の蒸着時に形成し
なくとも、例えば、成長後の半導体膜にドーパントのイ
オンを注入するイオン打込み（Ion Implantation）
や、半導体膜に金属や合金からなる第２導電膜を接合し
た後に熱処理等で金属や合金の原子を半導体膜に移動さ
せる方法でも、形成できる。また、透過型電子顕微鏡像
においては、半導体膜における意図的に不純物がドープ
されない領域（真性半導体領域とも呼べる、以降、便宜
的にｉ型領域という）と意図的に不純物がドープされた
領域（上記ｎ＋型領域）とを判別することは難しく、図
２における半導体膜４とｎ＋型半導体層４ａとは一つの
半導体層として観察される。
及び珪素膜の連続成長の終了間際に、半導体膜４に導電
性を与える不純物元素を添加して蒸着することで、半導
体膜４の上面付近に電子密度の高いｎ＋型の領域４ａを
形成する。本実施例では、不純物元素としてＩＶ族の珪
素（Ｓｉ）に比べて価電子の多いＶ族元素の一つである
燐（Ｐ）をドーパントに用いた。このｎ＋型半導体層４
ａは、次に形成される第２金属膜と半導体層４とを低い
電気抵抗で接続させる（オーミック接触させる）。な
お、本実施例では、絶縁膜５、半導体膜の意図的に不純
物が導入されない部分（図２に半導体膜４として表
示）、及び半導体膜の意図的に不純物を導入した部分
（図２にｎ＋型半導体層４ａとして表示）の厚みを、夫
々４００ｎｍ，２５０ｎｍ，５０ｎｍとした。ｎ＋型半
導体層４ａはＣＶＤ等による半導体膜の蒸着時に形成し
なくとも、例えば、成長後の半導体膜にドーパントのイ
オンを注入するイオン打込み（Ion Implantation）
や、半導体膜に金属や合金からなる第２導電膜を接合し
た後に熱処理等で金属や合金の原子を半導体膜に移動さ
せる方法でも、形成できる。また、透過型電子顕微鏡像
においては、半導体膜における意図的に不純物がドープ
されない領域（真性半導体領域とも呼べる、以降、便宜
的にｉ型領域という）と意図的に不純物がドープされた
領域（上記ｎ＋型領域）とを判別することは難しく、図
２における半導体膜４とｎ＋型半導体層４ａとは一つの
半導体層として観察される。
【００５５】工程５：絶縁膜５及び半導体膜４の成膜が
終了した後、先述のフォト・リソグラフ法で半導体膜４
上にフォト・レジストのパターンを形成した。このパタ
ーンは、ゲート電極１ａの上部、及び走査信号線１並び
に基準電圧線３の映像信号線２と交差する部分の上部に
夫々残されたフォト・レジストの「島（Island）」から
なる。
終了した後、先述のフォト・リソグラフ法で半導体膜４
上にフォト・レジストのパターンを形成した。このパタ
ーンは、ゲート電極１ａの上部、及び走査信号線１並び
に基準電圧線３の映像信号線２と交差する部分の上部に
夫々残されたフォト・レジストの「島（Island）」から
なる。
【００５６】工程６：次に、その上面に上記フォト・レ
ジストの島が形成されない半導体膜４を６フッ化硫黄
（ＳＦ６）と塩化水素（ＨＣｌ）とを用いたドライ・エ
ッチング法にて除去し、ゲート電極１ａ上に薄膜トラン
ジスタのチャネル層となる半導体膜４（上記ｎ＋型領域
も含む）と、走査信号線１並びに基準電圧線３の後述の
映像信号線２と交差する夫々の部分の上に映像信号線２
の断線を防ぐ半導体膜４とを残す。その後、上記レジス
トの島を先述の工程３に倣い、除去する。なお、絶縁膜
５は、この段階でＴＦＴ基板１１の主面の少なくとも表
示領域の全域に残る。
ジストの島が形成されない半導体膜４を６フッ化硫黄
（ＳＦ６）と塩化水素（ＨＣｌ）とを用いたドライ・エ
ッチング法にて除去し、ゲート電極１ａ上に薄膜トラン
ジスタのチャネル層となる半導体膜４（上記ｎ＋型領域
も含む）と、走査信号線１並びに基準電圧線３の後述の
映像信号線２と交差する夫々の部分の上に映像信号線２
の断線を防ぐ半導体膜４とを残す。その後、上記レジス
トの島を先述の工程３に倣い、除去する。なお、絶縁膜
５は、この段階でＴＦＴ基板１１の主面の少なくとも表
示領域の全域に残る。
【００５７】工程７：次に、上記半導体膜４（ｎ＋型領
域４ａも含む）及び上記絶縁膜５を覆うように金属又は
合金からなる第２の導電膜をスパッタリング法で形成す
る。本実施例では、第２の導電膜を厚さ２００ｎｍのク
ロムからなる薄膜で形成した。このクロムからなる第２
の導電膜に工程２で述べたフォト・リソグラフ法及び工
程３で述べたエッチング法を施し、映像信号線２（ドレ
イン・バスラインとも呼ばれる），ドレイン電極２ａ，
画素電極６，及びソース電極６ａを形成した。この一連
の工程では、工程２で述べたように、フォト・マスクの
周縁に外部回路と接続される端子（図示せず）や上記保
護回路のパターン（図示せず）等を設け、これらをエッ
チング法で映像信号線２等とともに形成しても良い。本
工程においては、クロムのエッチャントによるエッチン
グが終了した後、フォト・レジストを除去せず、次の工
程８に入る。
域４ａも含む）及び上記絶縁膜５を覆うように金属又は
合金からなる第２の導電膜をスパッタリング法で形成す
る。本実施例では、第２の導電膜を厚さ２００ｎｍのク
ロムからなる薄膜で形成した。このクロムからなる第２
の導電膜に工程２で述べたフォト・リソグラフ法及び工
程３で述べたエッチング法を施し、映像信号線２（ドレ
イン・バスラインとも呼ばれる），ドレイン電極２ａ，
画素電極６，及びソース電極６ａを形成した。この一連
の工程では、工程２で述べたように、フォト・マスクの
周縁に外部回路と接続される端子（図示せず）や上記保
護回路のパターン（図示せず）等を設け、これらをエッ
チング法で映像信号線２等とともに形成しても良い。本
工程においては、クロムのエッチャントによるエッチン
グが終了した後、フォト・レジストを除去せず、次の工
程８に入る。
【００５８】工程８：ドレイン電極２ａ及びソース電極
６ａ上に夫々フォト・レジストを残したまま、工程６と
同様に６フッ化硫黄と塩化水素との混合気体を用いて上
記半導体膜４（ｎ＋型領域４ａも含む）にドライ・エッ
チングを施した。このエッチング工程で用いるエッチン
グ・ガスに対し、非晶質の珪素膜はクロム薄膜に比べて
エッチングされ易いため、半導体膜４はドレイン電極２
ａ及びソース電極６ａをマスクとしてエッチングされ
る。このドライエッチングにより、上述のｎ＋型領域４
ａを含めた半導体膜４は、その上面からプロセス設計値
にして１００ｎｍ相当の厚みでエッチングされる。工程
４で述べたとおり、ｎ＋型領域４ａの厚みは５０ｎｍで
あるため、その上にドレイン電極２ａやソース電極６ａ
等の第２導電膜が形成されない半導体膜４においては、
その上面沿いに形成されるｎ＋型領域４ａが完全に除去
される。従って、工程７の終了時にドレイン電極２ａか
らソース電極６ａへと延びていたｎ＋型領域４ａは、双
方の電極間で分断され、更にこの間における半導体膜４
のｉ型領域も薄くなる。薄膜トランジスタに限ってみれ
ば、その構造は本工程により概ね完成する。半導体膜４
のドライ・エッチングの後、工程３と同様にフォト・レ
ジストを薬液で除去した。
６ａ上に夫々フォト・レジストを残したまま、工程６と
同様に６フッ化硫黄と塩化水素との混合気体を用いて上
記半導体膜４（ｎ＋型領域４ａも含む）にドライ・エッ
チングを施した。このエッチング工程で用いるエッチン
グ・ガスに対し、非晶質の珪素膜はクロム薄膜に比べて
エッチングされ易いため、半導体膜４はドレイン電極２
ａ及びソース電極６ａをマスクとしてエッチングされ
る。このドライエッチングにより、上述のｎ＋型領域４
ａを含めた半導体膜４は、その上面からプロセス設計値
にして１００ｎｍ相当の厚みでエッチングされる。工程
４で述べたとおり、ｎ＋型領域４ａの厚みは５０ｎｍで
あるため、その上にドレイン電極２ａやソース電極６ａ
等の第２導電膜が形成されない半導体膜４においては、
その上面沿いに形成されるｎ＋型領域４ａが完全に除去
される。従って、工程７の終了時にドレイン電極２ａか
らソース電極６ａへと延びていたｎ＋型領域４ａは、双
方の電極間で分断され、更にこの間における半導体膜４
のｉ型領域も薄くなる。薄膜トランジスタに限ってみれ
ば、その構造は本工程により概ね完成する。半導体膜４
のドライ・エッチングの後、工程３と同様にフォト・レ
ジストを薬液で除去した。
【００５９】工程９：本工程では、上述の薄膜トランジ
スタ、画素電極６、及び対向電極３ａの上部に、先述の
残像を低減するに好適な保護膜８を形成する。本実施例
では、工程４と同様に、プラズマＣＶＤ法でＴＦＴ基板
の最上面（本工程を始める段階での）に組成の異なる２
種類の非晶質の窒化珪素（ＳｉＮｘ）からなる薄膜を順
次積層し、この２層の窒化珪素膜（図２の上から８ａ，
８ｂ）で保護膜８を構成した。２層の窒化珪素膜８ａ，
８ｂは、ＴＦＴ基板の少なくとも表示領域に相当する部
分の全域に形成した。プラズマＣＶＤによる窒化珪素膜
形成は、図３に模式的に示す蒸着装置を用いた。
スタ、画素電極６、及び対向電極３ａの上部に、先述の
残像を低減するに好適な保護膜８を形成する。本実施例
では、工程４と同様に、プラズマＣＶＤ法でＴＦＴ基板
の最上面（本工程を始める段階での）に組成の異なる２
種類の非晶質の窒化珪素（ＳｉＮｘ）からなる薄膜を順
次積層し、この２層の窒化珪素膜（図２の上から８ａ，
８ｂ）で保護膜８を構成した。２層の窒化珪素膜８ａ，
８ｂは、ＴＦＴ基板の少なくとも表示領域に相当する部
分の全域に形成した。プラズマＣＶＤによる窒化珪素膜
形成は、図３に模式的に示す蒸着装置を用いた。
【００６０】この蒸着装置は、筐体ＣＨＭＢ内に被加工
物（試料ＳＰＣＭ）が置かれるホルダＨＬＤＲとこれに
対向する電極ＥＬＣＴが設けられ、接地電位に接続され
たホルダＨＬＤＲに対し、高周波電源ＲＦＰに接続され
た電極ＥＬＣＴが容量結合して、この間にプラズマ（Ｐ
ｌａｓｍａ）を発生させる。プラズマは、バルブＧＶＬ
を通して筐体ＣＨＭＢに接続された排気装置ＰＵＭＰで
筐体ＣＨＭＢ内の圧力を調整し、高周波電源ＲＦＰから
電極ＥＬＣＴに供給される電力を調整することで、筐体
ＣＨＭＢに供給されるガスの電離状態を維持する。プラ
ズマを発生させるガスとして、図３にはモノシラン（Mo
nosilane：ＳｉＨ４）、アンモニア（Ammonia：Ｎ
Ｈ３）、及び窒素（Ｎ２）が示される。これらのガスの
筐体ＣＨＭＢへの供給量は、夫々の流路に設けられた流
量計ＭＦＣ１，ＭＦＣ２，ＭＦＣ３で各々の流量をモニ
ターしながら、バルブＶＬＶ１，ＶＬＶ２，ＶＬＶ３に
より適宜調整される。
物（試料ＳＰＣＭ）が置かれるホルダＨＬＤＲとこれに
対向する電極ＥＬＣＴが設けられ、接地電位に接続され
たホルダＨＬＤＲに対し、高周波電源ＲＦＰに接続され
た電極ＥＬＣＴが容量結合して、この間にプラズマ（Ｐ
ｌａｓｍａ）を発生させる。プラズマは、バルブＧＶＬ
を通して筐体ＣＨＭＢに接続された排気装置ＰＵＭＰで
筐体ＣＨＭＢ内の圧力を調整し、高周波電源ＲＦＰから
電極ＥＬＣＴに供給される電力を調整することで、筐体
ＣＨＭＢに供給されるガスの電離状態を維持する。プラ
ズマを発生させるガスとして、図３にはモノシラン（Mo
nosilane：ＳｉＨ４）、アンモニア（Ammonia：Ｎ
Ｈ３）、及び窒素（Ｎ２）が示される。これらのガスの
筐体ＣＨＭＢへの供給量は、夫々の流路に設けられた流
量計ＭＦＣ１，ＭＦＣ２，ＭＦＣ３で各々の流量をモニ
ターしながら、バルブＶＬＶ１，ＶＬＶ２，ＶＬＶ３に
より適宜調整される。
【００６１】上記２層の窒化珪素膜８ａ，８ｂは、膜の
組成別に蒸着装置を替えて成長させても、また複数の反
応室（図３における筐体ＣＨＭＢ）とこれらの間で被加
工物を減圧雰囲気下で搬送するシステムを備えた蒸着装
置を用いて膜の組成に応じて別の反応室で成長させても
良い。但し、以下に述べる本実施例では、蒸着装置も反
応室も替えず、かつ反応室内の放電を止めることなく連
続的に形成した。
組成別に蒸着装置を替えて成長させても、また複数の反
応室（図３における筐体ＣＨＭＢ）とこれらの間で被加
工物を減圧雰囲気下で搬送するシステムを備えた蒸着装
置を用いて膜の組成に応じて別の反応室で成長させても
良い。但し、以下に述べる本実施例では、蒸着装置も反
応室も替えず、かつ反応室内の放電を止めることなく連
続的に形成した。
【００６２】なお、上側の窒化珪素膜８ａ，下側の窒化
珪素膜８ｂの夫々の成膜条件は表１に記載のとおりであ
る。 表１
珪素膜８ｂの夫々の成膜条件は表１に記載のとおりであ
る。 表１
【００６３】表１に示される如く、本発明者らは上側窒
化珪素膜８ａの厚さが異なる４種類のＴＦＴ基板を作製
し、その比較を後述の如く行った。なお、４種類のＴＦ
Ｔ基板の一つは、上側窒化珪素膜８ａが形成されない所
謂本発明者らが従来作製していたものである。
化珪素膜８ａの厚さが異なる４種類のＴＦＴ基板を作製
し、その比較を後述の如く行った。なお、４種類のＴＦ
Ｔ基板の一つは、上側窒化珪素膜８ａが形成されない所
謂本発明者らが従来作製していたものである。
【００６４】本工程の特徴は、保護膜８を形成する過程
で、下側の窒化珪素膜８ｂの成長時における原料ガスの
流量比、即ち、モノシランガス流量（ＳｉＨ４流量）と
アンモニアガス流量（ＮＨ３流量）とを上側の窒化珪素
膜８ａの成長開始時点で逆転させたことにある。
で、下側の窒化珪素膜８ｂの成長時における原料ガスの
流量比、即ち、モノシランガス流量（ＳｉＨ４流量）と
アンモニアガス流量（ＮＨ３流量）とを上側の窒化珪素
膜８ａの成長開始時点で逆転させたことにある。
【００６５】本発明者らは、従来、アンモニアガス（又
はその代用となり得る窒化物ガス）のプラズマへの供給
量をモノシランガス（又はその代用となり得る珪素化合
物ガス）のそれより大きく設定して成長させた非晶質の
窒化珪素膜を保護膜として利用していた。これに対し、
本発明者らは先述の残像を低減するに際し、非晶質の窒
化珪素膜の成長条件を検討したところ、上述のプロセス
条件による非晶質の窒化珪素膜の成長終了間際に、モノ
シランガス（又はその代用となり得る珪素化合物ガス）
のプラズマへの供給量のアンモニアガス（又はその代用
となり得る窒化物ガス）のそれに対する比率を高めるに
つれて残像が解消し易くなる傾向を見出した。特に、モ
ノシランガス（又はその代用となり得る珪素化合物ガ
ス）のプラズマへの供給量がアンモニアガス（又はその
代用となり得る窒化物ガス）のそれより大きく設定して
保護膜を形成した液晶表示パネルの表示画面において
は、その動作終了時における残像が概ね無視できた。従
って、本発明者らは本実施例において、表１に示す条件
で従来の窒化珪素膜８ｂ上に、新たに窒化珪素膜８ａを
形成した。このような２層構造の保護膜の詳細について
は、後述する。
はその代用となり得る窒化物ガス）のプラズマへの供給
量をモノシランガス（又はその代用となり得る珪素化合
物ガス）のそれより大きく設定して成長させた非晶質の
窒化珪素膜を保護膜として利用していた。これに対し、
本発明者らは先述の残像を低減するに際し、非晶質の窒
化珪素膜の成長条件を検討したところ、上述のプロセス
条件による非晶質の窒化珪素膜の成長終了間際に、モノ
シランガス（又はその代用となり得る珪素化合物ガス）
のプラズマへの供給量のアンモニアガス（又はその代用
となり得る窒化物ガス）のそれに対する比率を高めるに
つれて残像が解消し易くなる傾向を見出した。特に、モ
ノシランガス（又はその代用となり得る珪素化合物ガ
ス）のプラズマへの供給量がアンモニアガス（又はその
代用となり得る窒化物ガス）のそれより大きく設定して
保護膜を形成した液晶表示パネルの表示画面において
は、その動作終了時における残像が概ね無視できた。従
って、本発明者らは本実施例において、表１に示す条件
で従来の窒化珪素膜８ｂ上に、新たに窒化珪素膜８ａを
形成した。このような２層構造の保護膜の詳細について
は、後述する。
【００６６】工程１０：上述の如く、ＴＦＴ基板の少な
くとも液晶表示パネルの表示領域に相当する部分に形成
された２層構造の保護膜の上面に、ポリイミド等の有機
材料からなる配向膜９を形成する。ＴＦＴ基板を液晶表
示パネルに組込むと、この配向膜が液晶層に接する。従
って、配向膜上面にはラビング等の機械的な処理、また
は特定の偏光成分を有する光の照射を施し、これに接す
る液晶分子を所望の方向に配向させる。本実施例では、
配向膜上面に液晶分子を配向させる特性を与える処理
を、ＴＦＴ基板と対向基板とを貼り合せる前に行う。従
って、配向膜９上面の処理が完了した時点で、図２に示
されるような断面を有するＴＦＴ基板が完成する。な
お、配向膜９にラビング処理を施す場合、その処理後に
配向膜を焼成する。
くとも液晶表示パネルの表示領域に相当する部分に形成
された２層構造の保護膜の上面に、ポリイミド等の有機
材料からなる配向膜９を形成する。ＴＦＴ基板を液晶表
示パネルに組込むと、この配向膜が液晶層に接する。従
って、配向膜上面にはラビング等の機械的な処理、また
は特定の偏光成分を有する光の照射を施し、これに接す
る液晶分子を所望の方向に配向させる。本実施例では、
配向膜上面に液晶分子を配向させる特性を与える処理
を、ＴＦＴ基板と対向基板とを貼り合せる前に行う。従
って、配向膜９上面の処理が完了した時点で、図２に示
されるような断面を有するＴＦＴ基板が完成する。な
お、配向膜９にラビング処理を施す場合、その処理後に
配向膜を焼成する。
【００６７】次に、上述の如く作製されたＴＦＴ基板に
対向基板を貼り合せて、面内スイッチング型の液晶表示
装置を完成させる。図４は、完成された液晶表示パネル
の断面を模式的に描いたもので、図１に示される画素構
造と図２に示される断面を有するＴＦＴ基板１１は、そ
の主面上に形成された薄膜等のうち、配向膜９以外は全
て省略されている。一方、対向基板１２のＴＦＴ基板１
１に対向する主面には、上述のブラック・マトリクスＢ
Ｍが形成され、その開口（図１参照）には画素毎にカラ
ー・フィルタＣＦが設けられる。従って、巨視的に見れ
ば、ブラックマトリクスＢＭとカラー・フィルタＣＦと
は対向基板１２の主面に対して略同じ層として描かれ
る。このように主面にカラー・フィルタが形成された対
向基板１２は、カラー・フィルタ基板と呼ばれることも
ある。ブラックマトリクスＢＭとカラー・フィルタＣＦ
との上部には、保護膜（オーバコート膜とも呼ばれる、
図示せず）が形成され、さらに保護膜上部にはＴＦＴ基
板と同様に配向膜９が形成されている。なお、本実施例
における面内スイッチング型の液晶表示装置は、ＴＦＴ
基板１１主面上に図１の如く画素電極と対向電極とを互
いに離間させて画素領域（光が透過する領域）を構成す
るため、対向基板１２主面に電極は形成されていない。
このような液晶表示装置の組立工程の概要を、以下に説
明する。
対向基板を貼り合せて、面内スイッチング型の液晶表示
装置を完成させる。図４は、完成された液晶表示パネル
の断面を模式的に描いたもので、図１に示される画素構
造と図２に示される断面を有するＴＦＴ基板１１は、そ
の主面上に形成された薄膜等のうち、配向膜９以外は全
て省略されている。一方、対向基板１２のＴＦＴ基板１
１に対向する主面には、上述のブラック・マトリクスＢ
Ｍが形成され、その開口（図１参照）には画素毎にカラ
ー・フィルタＣＦが設けられる。従って、巨視的に見れ
ば、ブラックマトリクスＢＭとカラー・フィルタＣＦと
は対向基板１２の主面に対して略同じ層として描かれ
る。このように主面にカラー・フィルタが形成された対
向基板１２は、カラー・フィルタ基板と呼ばれることも
ある。ブラックマトリクスＢＭとカラー・フィルタＣＦ
との上部には、保護膜（オーバコート膜とも呼ばれる、
図示せず）が形成され、さらに保護膜上部にはＴＦＴ基
板と同様に配向膜９が形成されている。なお、本実施例
における面内スイッチング型の液晶表示装置は、ＴＦＴ
基板１１主面上に図１の如く画素電極と対向電極とを互
いに離間させて画素領域（光が透過する領域）を構成す
るため、対向基板１２主面に電極は形成されていない。
このような液晶表示装置の組立工程の概要を、以下に説
明する。
【００６８】ＴＦＴ基板１１及び対向基板１２の互いに
対向し合う主面の少なくとも一方の周縁に、シール材と
呼ばれる粘着性の有機材料を塗布する。次に、図４の如
く、ＴＦＴ基板１１と対向基板１２とを重ね合わせ、シ
ール材で双方の主面の周縁を接着し、続いてアニーリン
グ（Annealing）等によりシール材を硬化させる。シー
ル材は、ＴＦＴ基板１１及び対向基板１２の少なくとも
一方の主面の表示領域となる部分（画素やカラーフィル
タが設けられる部分）を概ね囲むように当該主面に塗布
される。従って、ＴＦＴ基板１１と対向基板１２とを貼
り合せた段階で、液晶表示パネルの断面には図４に示す
如く、これらの主面とシール材１４により囲まれた空間
が形成される。この空間には、シール材１４に設けられ
た開口（封止口）から液晶材料（又はカイラル剤等を含
む液晶組成物）１５が注入される。なお、本実施例に用
いた液晶材料１６の抵抗率は１×１０１３Ω・ｃｍであ
る。
対向し合う主面の少なくとも一方の周縁に、シール材と
呼ばれる粘着性の有機材料を塗布する。次に、図４の如
く、ＴＦＴ基板１１と対向基板１２とを重ね合わせ、シ
ール材で双方の主面の周縁を接着し、続いてアニーリン
グ（Annealing）等によりシール材を硬化させる。シー
ル材は、ＴＦＴ基板１１及び対向基板１２の少なくとも
一方の主面の表示領域となる部分（画素やカラーフィル
タが設けられる部分）を概ね囲むように当該主面に塗布
される。従って、ＴＦＴ基板１１と対向基板１２とを貼
り合せた段階で、液晶表示パネルの断面には図４に示す
如く、これらの主面とシール材１４により囲まれた空間
が形成される。この空間には、シール材１４に設けられ
た開口（封止口）から液晶材料（又はカイラル剤等を含
む液晶組成物）１５が注入される。なお、本実施例に用
いた液晶材料１６の抵抗率は１×１０１３Ω・ｃｍであ
る。
【００６９】図５には、上述の如く作製された液晶表示
パネル２１を組込んだ液晶表示装置の分解斜視図が描か
れる。液晶表示パネル２１のＴＦＴ基板周縁の一部は対
向基板より外側に突き出ていて、この突き出た部分には
液晶表示パネル２１内に設けられた薄膜トランジスタ等
に信号を供給する駆動回路（液晶表示パネルに対して外
部回路）２２ａ，２２ｂが電気的に接続される端子が形
成される（図示せず）。
パネル２１を組込んだ液晶表示装置の分解斜視図が描か
れる。液晶表示パネル２１のＴＦＴ基板周縁の一部は対
向基板より外側に突き出ていて、この突き出た部分には
液晶表示パネル２１内に設けられた薄膜トランジスタ等
に信号を供給する駆動回路（液晶表示パネルに対して外
部回路）２２ａ，２２ｂが電気的に接続される端子が形
成される（図示せず）。
【００７０】液晶表示パネル２１の上面及び下面の夫々
に偏光板２３を貼り、その下面側をバックライト・ユニ
ット２４に対向させ、お互いを固定することで液晶表示
装置は概ね完成する。バックライト・ユニット２４は、
導光板等を用いたサイド・エッジ型や、複数の線状ラン
プを液晶表示パネル２１の下面に対向させる直下型等に
分類されるが、本実施例に採用されるバック・ライトユ
ニットはその種類を問わない。 《残像抑止に対する効果》上述した本発明の第１実施例
による面内スイッチング型液晶表示装置の残像特性に関
する検討結果を以下に述べる。
に偏光板２３を貼り、その下面側をバックライト・ユニ
ット２４に対向させ、お互いを固定することで液晶表示
装置は概ね完成する。バックライト・ユニット２４は、
導光板等を用いたサイド・エッジ型や、複数の線状ラン
プを液晶表示パネル２１の下面に対向させる直下型等に
分類されるが、本実施例に採用されるバック・ライトユ
ニットはその種類を問わない。 《残像抑止に対する効果》上述した本発明の第１実施例
による面内スイッチング型液晶表示装置の残像特性に関
する検討結果を以下に述べる。
【００７１】この液晶表示装置に用いるＴＦＴ基板の製
造方法における工程９にて述べたように、本発明者らは
従来の保護膜として形成される非晶質窒化珪素膜８ｂ上
に新たに設けられる非晶質窒化珪素膜８ａの厚みが異な
る４種類のＴＦＴ基板を作製した。この４種類のＴＦＴ
基板に形成された窒化珪素膜８ａの膜厚は夫々、０ｎｍ
（窒化珪素膜８ａが形成されない従来のＴＦＴ基板），
１０ｎｍ，２０ｎｍ，及び３０ｎｍである。これらのＴ
ＦＴ基板を夫々用いて作製した４種類の液晶表示装置の
性能を、以下に記す２種類の評価基準で比較した。
造方法における工程９にて述べたように、本発明者らは
従来の保護膜として形成される非晶質窒化珪素膜８ｂ上
に新たに設けられる非晶質窒化珪素膜８ａの厚みが異な
る４種類のＴＦＴ基板を作製した。この４種類のＴＦＴ
基板に形成された窒化珪素膜８ａの膜厚は夫々、０ｎｍ
（窒化珪素膜８ａが形成されない従来のＴＦＴ基板），
１０ｎｍ，２０ｎｍ，及び３０ｎｍである。これらのＴ
ＦＴ基板を夫々用いて作製した４種類の液晶表示装置の
性能を、以下に記す２種類の評価基準で比較した。
【００７２】いずれの基準による比較も、液晶表示パネ
ルの表示画面に表示される画像を切替える直前の基準電
圧（対向電極３ａに印加される電圧Ｖｃｏｍ、コモン電
圧とも呼ばれる）と切替えた直後の基準電圧との差が、
表示画面に残像が生じる時間を決めるという事実に基づ
く。即ち、表示画像の切替の前後における基準電圧の差
は、表示画像の切替からの時間が経過するに伴い、減少
（緩和）していく。本発明者等は、この現象に着眼して
上記基準電圧差の緩和に要する緩和時間を測定して残像
を評価した。なお、以下に記す基準電圧Ｖｃｏｍとは対
向電極３ｂに印加される電圧、ゲート電圧とはゲート電
極１ａに印加される電圧、ドレイン電圧とはドレイン電
極２ａに印加される電圧である。
ルの表示画面に表示される画像を切替える直前の基準電
圧（対向電極３ａに印加される電圧Ｖｃｏｍ、コモン電
圧とも呼ばれる）と切替えた直後の基準電圧との差が、
表示画面に残像が生じる時間を決めるという事実に基づ
く。即ち、表示画像の切替の前後における基準電圧の差
は、表示画像の切替からの時間が経過するに伴い、減少
（緩和）していく。本発明者等は、この現象に着眼して
上記基準電圧差の緩和に要する緩和時間を測定して残像
を評価した。なお、以下に記す基準電圧Ｖｃｏｍとは対
向電極３ｂに印加される電圧、ゲート電圧とはゲート電
極１ａに印加される電圧、ドレイン電圧とはドレイン電
極２ａに印加される電圧である。
【００７３】〔評価方法Ａ〕液晶表示パネルにおいて、
その表示画面で黒表示を行う（液晶層の光透過率を最小
にする）ときの対向電極３ａを接地電位（グランド電
位）に設定する。換言すれば、対向電極３ａの電位を１
フレームの画像表示毎に変える所謂コモン反転駆動では
ない駆動方法（例えば、ドット反転駆動）で液晶表示パ
ネルの画像表示を行う。このような動作状態にある液晶
表示パネルの電源をオフすると、その直前に画素電極６
と対向電極３ａとの電位差により、これらの電極間に位
置する保護膜８に生じた電荷は、対向電極３ａの基準電
圧により保護膜８に溜まる。従って、液晶表示パネルの
電源がオフされるや否や、保護膜８は所謂充電状態にな
る。これにより保護膜８の電位が上がるため、配向膜９
を挟んで保護膜８に対向する液晶層の光透過率も上が
る。よって、液晶表示装置の表示画面は一時的に白表示
を行い、又はそれに近い輝度を示す。なお、本明細書に
おける「白表示」とは、液晶層の光透過率がこれに印加
される階調電圧の範囲において最大となる場合に限ら
ず、その光透過率が上記「黒表示」状態におけるそれよ
りも高ければ、白以外の色（例えば、灰色）を表示する
動作も含む。
その表示画面で黒表示を行う（液晶層の光透過率を最小
にする）ときの対向電極３ａを接地電位（グランド電
位）に設定する。換言すれば、対向電極３ａの電位を１
フレームの画像表示毎に変える所謂コモン反転駆動では
ない駆動方法（例えば、ドット反転駆動）で液晶表示パ
ネルの画像表示を行う。このような動作状態にある液晶
表示パネルの電源をオフすると、その直前に画素電極６
と対向電極３ａとの電位差により、これらの電極間に位
置する保護膜８に生じた電荷は、対向電極３ａの基準電
圧により保護膜８に溜まる。従って、液晶表示パネルの
電源がオフされるや否や、保護膜８は所謂充電状態にな
る。これにより保護膜８の電位が上がるため、配向膜９
を挟んで保護膜８に対向する液晶層の光透過率も上が
る。よって、液晶表示装置の表示画面は一時的に白表示
を行い、又はそれに近い輝度を示す。なお、本明細書に
おける「白表示」とは、液晶層の光透過率がこれに印加
される階調電圧の範囲において最大となる場合に限ら
ず、その光透過率が上記「黒表示」状態におけるそれよ
りも高ければ、白以外の色（例えば、灰色）を表示する
動作も含む。
【００７４】液晶表示パネルの動作がオフされたことに
より上記保護膜８に溜まる電荷は、そのオフ時刻からの
時間経過とともに保護膜８からの漏洩により減少し、保
護膜の充電状態も緩和される。これにより、接地電位に
接続された対向電極３ａから基準電圧が保護膜８の残留
電荷に阻まれることなく液晶層に印加されるため、液晶
層の光透過率が徐々に低下して液晶表示パネルの表示画
面も黒表示に変わる。
より上記保護膜８に溜まる電荷は、そのオフ時刻からの
時間経過とともに保護膜８からの漏洩により減少し、保
護膜の充電状態も緩和される。これにより、接地電位に
接続された対向電極３ａから基準電圧が保護膜８の残留
電荷に阻まれることなく液晶層に印加されるため、液晶
層の光透過率が徐々に低下して液晶表示パネルの表示画
面も黒表示に変わる。
【００７５】このとき、液晶表示パネルの表示画面（又
は、ここに配置される画素）の輝度を測定し、液晶表示
パネルの電源をオフした直後に測定された最大の輝度値
（白輝度とも呼ぶ）が半減するに要した時間で、上記４
つの液晶表示パネルの残像緩和特性を夫々評価した。具
体的には、受光素子を液晶表示パネルの特定の部分に対
向させ、その部分の輝度の変化を連続的にモニターする
所謂定点観測を行った。上記最大の輝度値（白輝度）が
測定された時刻からその半値が測定された時刻までの時
間が短いほど、液晶表示パネルに設けられた保護膜の残
像緩和特性が良いものと評価される。
は、ここに配置される画素）の輝度を測定し、液晶表示
パネルの電源をオフした直後に測定された最大の輝度値
（白輝度とも呼ぶ）が半減するに要した時間で、上記４
つの液晶表示パネルの残像緩和特性を夫々評価した。具
体的には、受光素子を液晶表示パネルの特定の部分に対
向させ、その部分の輝度の変化を連続的にモニターする
所謂定点観測を行った。上記最大の輝度値（白輝度）が
測定された時刻からその半値が測定された時刻までの時
間が短いほど、液晶表示パネルに設けられた保護膜の残
像緩和特性が良いものと評価される。
【００７６】膜厚０ｎｍ，１０ｎｍ，２０ｎｍ，３０ｎ
ｍの保護膜（非晶質の窒化珪素膜）８ａを夫々有する４
種類の液晶表示装置の評価は、１種類毎に２台の液晶表
示パネルを用意して行った。
ｍの保護膜（非晶質の窒化珪素膜）８ａを夫々有する４
種類の液晶表示装置の評価は、１種類毎に２台の液晶表
示パネルを用意して行った。
【００７７】まず、上記保護膜８ａの膜厚が０ｎｍの
（保護膜８ａがない）液晶表示パネル２台の残像緩和時
間は、夫々１２５秒，１１４秒であった。次に、保護膜
８ａの膜厚が１０ｎｍの液晶表示パネル２台の残像緩和
時間は、夫々１０５秒と９２秒であり、若干の効果は確
認できた。
（保護膜８ａがない）液晶表示パネル２台の残像緩和時
間は、夫々１２５秒，１１４秒であった。次に、保護膜
８ａの膜厚が１０ｎｍの液晶表示パネル２台の残像緩和
時間は、夫々１０５秒と９２秒であり、若干の効果は確
認できた。
【００７８】さらに、保護膜８ａの膜厚が２０ｎｍの液
晶表示パネル２台、及び保護膜８ａの膜厚が３０ｎｍの
液晶表示パネル２台のいずれも、略０秒の残像緩和時間
を示し、その残像緩和特性の顕著な向上を証した。な
お、略０秒の残像緩和時間とは、輝度の最大値が測定さ
れた時刻からこの最大輝度の半値が測定された時刻まで
に要した時間が１秒未満と非常に短く、本発明者らによ
る測定手法では実質的に測定不能であることを意味す
る。いずれにしても、保護膜８ａを保護膜８ｂ上に形成
することによる残像緩和特性の大幅な改善が確認でき
た。
晶表示パネル２台、及び保護膜８ａの膜厚が３０ｎｍの
液晶表示パネル２台のいずれも、略０秒の残像緩和時間
を示し、その残像緩和特性の顕著な向上を証した。な
お、略０秒の残像緩和時間とは、輝度の最大値が測定さ
れた時刻からこの最大輝度の半値が測定された時刻まで
に要した時間が１秒未満と非常に短く、本発明者らによ
る測定手法では実質的に測定不能であることを意味す
る。いずれにしても、保護膜８ａを保護膜８ｂ上に形成
することによる残像緩和特性の大幅な改善が確認でき
た。
【００７９】〔評価方法Ｂ〕図１及び図２に示されるゲ
ート電極１ａに直流１０Ｖを、ドレイン電極２ａに３〜
４Ｖの範囲で変動する矩形波パターンの電圧を夫々印加
し、対向電極３ａを接地電位に接続する。この状態で、
さらにドレイン電極２ａへ直流１Ｖを印加し、上記矩形
波を４〜５Ｖの範囲で変動させる。このように、ドレイ
ン電極２ａに印加される矩形の電圧波形を振幅の中心を
上げたときに生じる輝度の時間変化（相対フリッカ）を
測定する。具体的な測定手法として、例えば、上記評価
方法Ａと同様に液晶表示パネルの輝度モニタリングが適
用できる。本評価方法では、上記直流成分をドレイン電
極２ａに印加した時刻から液晶表示パネルの輝度の減衰
を測定する。上述の如く、ドレイン電極２ａの電位に直
流成分が加わることでも、保護膜８に余剰な電荷が発生
し、これが保護膜８に残留することで表示画面から消し
たい画像が「残像」として表示画面に残る。相対フリッ
カ強度は、この表示画面に消すべき画像が生じる強度を
も反映し、これを以って残像の評価を行うことができ
る。つまり相対フリッカ強度が早く０に落ちる液晶表示
パネルほど、その残像緩和特性は良好と判断される。
ート電極１ａに直流１０Ｖを、ドレイン電極２ａに３〜
４Ｖの範囲で変動する矩形波パターンの電圧を夫々印加
し、対向電極３ａを接地電位に接続する。この状態で、
さらにドレイン電極２ａへ直流１Ｖを印加し、上記矩形
波を４〜５Ｖの範囲で変動させる。このように、ドレイ
ン電極２ａに印加される矩形の電圧波形を振幅の中心を
上げたときに生じる輝度の時間変化（相対フリッカ）を
測定する。具体的な測定手法として、例えば、上記評価
方法Ａと同様に液晶表示パネルの輝度モニタリングが適
用できる。本評価方法では、上記直流成分をドレイン電
極２ａに印加した時刻から液晶表示パネルの輝度の減衰
を測定する。上述の如く、ドレイン電極２ａの電位に直
流成分が加わることでも、保護膜８に余剰な電荷が発生
し、これが保護膜８に残留することで表示画面から消し
たい画像が「残像」として表示画面に残る。相対フリッ
カ強度は、この表示画面に消すべき画像が生じる強度を
も反映し、これを以って残像の評価を行うことができ
る。つまり相対フリッカ強度が早く０に落ちる液晶表示
パネルほど、その残像緩和特性は良好と判断される。
【００８０】上述の評価方法Ａと同様に、評価方法Ｂも
膜厚０ｎｍ，１０ｎｍ，２０ｎｍ，３０ｎｍの保護膜
（非晶質の窒化珪素膜）８ａを夫々有する４種類の液晶
表示装置（バックライト・ユニットを装着）を１種類に
つき２台用意して行った。測定は、液晶表示装置のバッ
クライト・ユニットの輝度を２５Ｃｄ（カンデラ）／ｍ
２，及び２５０Ｃｄ／ｍ２に夫々設定して行い、この２
種類の実験結果を図６（バックライト輝度＝２５Ｃｄ／
ｍ２）及び図７（バックライト輝度＝２５０Ｃｄ／
ｍ２）に示す。
膜厚０ｎｍ，１０ｎｍ，２０ｎｍ，３０ｎｍの保護膜
（非晶質の窒化珪素膜）８ａを夫々有する４種類の液晶
表示装置（バックライト・ユニットを装着）を１種類に
つき２台用意して行った。測定は、液晶表示装置のバッ
クライト・ユニットの輝度を２５Ｃｄ（カンデラ）／ｍ
２，及び２５０Ｃｄ／ｍ２に夫々設定して行い、この２
種類の実験結果を図６（バックライト輝度＝２５Ｃｄ／
ｍ２）及び図７（バックライト輝度＝２５０Ｃｄ／
ｍ２）に示す。
【００８１】この評価結果からも、保護膜８ａを保護膜
８ｂ上に形成することによる液晶表示装置の残像緩和特
性の改善が確認され、保護膜８ａを２０ｎｍ以上の厚さ
で形成したときに残像緩和特性が顕著に向上することが
認められた。また、図６のグラフと図７のグラフとを比
較すると、バックライト輝度を高く設定して測定された
図７のグラフのいずれもが、図６に示される夫々より良
好な残像緩和特性を示す。このような傾向に対し、本発
明者らは保護膜８、特に本発明により新たにＴＦＴ基板
上に形成した保護膜（非晶質窒化珪素膜）８ａに生じる
光伝導（Photoconduction）が、保護膜８からの残留電
荷の放出（放電）を促し、液晶表示装置における残像緩
和を改善させたものと考察した。
８ｂ上に形成することによる液晶表示装置の残像緩和特
性の改善が確認され、保護膜８ａを２０ｎｍ以上の厚さ
で形成したときに残像緩和特性が顕著に向上することが
認められた。また、図６のグラフと図７のグラフとを比
較すると、バックライト輝度を高く設定して測定された
図７のグラフのいずれもが、図６に示される夫々より良
好な残像緩和特性を示す。このような傾向に対し、本発
明者らは保護膜８、特に本発明により新たにＴＦＴ基板
上に形成した保護膜（非晶質窒化珪素膜）８ａに生じる
光伝導（Photoconduction）が、保護膜８からの残留電
荷の放出（放電）を促し、液晶表示装置における残像緩
和を改善させたものと考察した。
【００８２】《保護膜の特徴》上述の如く、本発明によ
る液晶表示装置の一例は、新規な構造を有する保護膜を
採用することにより、良好な残像緩和特性を示す。そこ
で、この保護膜の構造的な特徴及び物理的な性質につい
て、種々の観点から以下に説明する。
る液晶表示装置の一例は、新規な構造を有する保護膜を
採用することにより、良好な残像緩和特性を示す。そこ
で、この保護膜の構造的な特徴及び物理的な性質につい
て、種々の観点から以下に説明する。
【００８３】上述の新規な保護膜は、本発明の第１実施
例による液晶表示装置のＴＦＴ基板製造工程の工程９で
説明したように、２層の非晶質の窒化珪素膜から構成さ
れる。これら２層の窒化珪素膜を、上述した蒸着装置に
より膜厚２００ｎｍの実験サンプルとして作製し、夫々
の物理的な性質及び化学的な組成を、表２に纏めた。表
２
例による液晶表示装置のＴＦＴ基板製造工程の工程９で
説明したように、２層の非晶質の窒化珪素膜から構成さ
れる。これら２層の窒化珪素膜を、上述した蒸着装置に
より膜厚２００ｎｍの実験サンプルとして作製し、夫々
の物理的な性質及び化学的な組成を、表２に纏めた。表
２
【００８４】表２において、暗抵抗率（Dark Resistiv
ity）は暗室で測定された非晶質の窒化珪素膜の抵抗率
で、セレン光電池やこれに類する光電装置の暗抵抗と同
様な条件で測定される。一方、光抵抗率（Photo Resis
tivity）は、非晶質の窒化珪素膜に光を照射して、その
内部に光伝導を発生させたときの窒化珪素膜の抵抗率で
ある。光抵抗率は、夫々の窒化珪素膜に５００ｋＬｘ
（キロ・ルクス）の白色光を照射して測定した。なお、
１Ｌｘ（ルクス）とは、１ｍ２の面に１Ｌｍ（ルーメ
ン）の光束が入射したときの照度を表わし、１Ｌｘ＝１
Ｌｍ／ｍ２なる式で表わされる関係にある。また、Ｆ
〔Ｌｍ〕の光束を立体角ωに放出する点光源の光度Ｉ
は、先述の１Ｃｄ（カンデラ）なる単位で表わされ、Ｉ
〔Ｃｄ〕＝ｄＦ／ｄω（＝Ｆ／ω：ωが微小な場合）な
る関係にある。参考までに、全ての方向の光度Ｉが均一
な均等点光源から、その全立体角４πに放射される全光
束Ｆは、Ｆ＝４πＩ〔Ｌｍ〕として表わされる。透過型
の液晶表示装置ではバックライト・ユニットやフロント
ライト・ユニット等の照明装置からの光を液晶表示パネ
ルの主面に入射させ、また反射型の液晶表示装置ではそ
の外側から液晶表示パネルの主面に入射する光を液晶表
示パネルの内部で反射させて当該主面から出射させるた
め、いずれの場合も保護膜は相当量の光に曝される。本
発明者らは、この事実と本発明による液晶表示装置の
「残像抑止に対する効果」にて先述した知見とを併せて
検討し、図２に示される窒化珪素膜８ｂの上（液晶層
側）に新たに窒化珪素膜８ａを形成したことによる液晶
表示装置の残像低減には、この新たな窒化珪素膜８ａに
生じる光伝導が寄与する可能性を考えた。
ity）は暗室で測定された非晶質の窒化珪素膜の抵抗率
で、セレン光電池やこれに類する光電装置の暗抵抗と同
様な条件で測定される。一方、光抵抗率（Photo Resis
tivity）は、非晶質の窒化珪素膜に光を照射して、その
内部に光伝導を発生させたときの窒化珪素膜の抵抗率で
ある。光抵抗率は、夫々の窒化珪素膜に５００ｋＬｘ
（キロ・ルクス）の白色光を照射して測定した。なお、
１Ｌｘ（ルクス）とは、１ｍ２の面に１Ｌｍ（ルーメ
ン）の光束が入射したときの照度を表わし、１Ｌｘ＝１
Ｌｍ／ｍ２なる式で表わされる関係にある。また、Ｆ
〔Ｌｍ〕の光束を立体角ωに放出する点光源の光度Ｉ
は、先述の１Ｃｄ（カンデラ）なる単位で表わされ、Ｉ
〔Ｃｄ〕＝ｄＦ／ｄω（＝Ｆ／ω：ωが微小な場合）な
る関係にある。参考までに、全ての方向の光度Ｉが均一
な均等点光源から、その全立体角４πに放射される全光
束Ｆは、Ｆ＝４πＩ〔Ｌｍ〕として表わされる。透過型
の液晶表示装置ではバックライト・ユニットやフロント
ライト・ユニット等の照明装置からの光を液晶表示パネ
ルの主面に入射させ、また反射型の液晶表示装置ではそ
の外側から液晶表示パネルの主面に入射する光を液晶表
示パネルの内部で反射させて当該主面から出射させるた
め、いずれの場合も保護膜は相当量の光に曝される。本
発明者らは、この事実と本発明による液晶表示装置の
「残像抑止に対する効果」にて先述した知見とを併せて
検討し、図２に示される窒化珪素膜８ｂの上（液晶層
側）に新たに窒化珪素膜８ａを形成したことによる液晶
表示装置の残像低減には、この新たな窒化珪素膜８ａに
生じる光伝導が寄与する可能性を考えた。
【００８５】本発明者らは、この可能性をプラズマＣＶ
Ｄ法による成長条件を変えて作製した数種類の窒化珪素
膜８ａから検討した。まず、窒化珪素膜８ａを窒化珪素
膜８ｂ上に形成する工程で、蒸着装置内にプラズマを発
生させる高周波電力（周波数帯からして、Radio Frequ
ency Power，又はＲＦ電力とも呼ばれる）を変え、数
種類の液晶表示装置を作製した。この高周波電力は、図
３に示す蒸着装置において、電極ＥＬＣＴからプラズマ
に印加される。
Ｄ法による成長条件を変えて作製した数種類の窒化珪素
膜８ａから検討した。まず、窒化珪素膜８ａを窒化珪素
膜８ｂ上に形成する工程で、蒸着装置内にプラズマを発
生させる高周波電力（周波数帯からして、Radio Frequ
ency Power，又はＲＦ電力とも呼ばれる）を変え、数
種類の液晶表示装置を作製した。この高周波電力は、図
３に示す蒸着装置において、電極ＥＬＣＴからプラズマ
に印加される。
【００８６】これらの液晶表示装置の残像緩和特性を比
較した結果、窒化珪素膜８ａ成長時の高周波電力を小さ
くする程、この特性が向上する結果を得た。更に、窒化
珪素膜８ａのテスト・サンプルを、同様にプラズマに印
加される高周波電力を変えて、数種類作製し、その暗抵
抗率及び光抵抗率を調べ、図８に示す結果を得た。液晶
表示装置の残像緩和特性に対応するように、高周波電力
を窒化珪素膜８ｂの成長時に印加するそれより低減する
につれて、これらの抵抗率も減少することが判明した。
較した結果、窒化珪素膜８ａ成長時の高周波電力を小さ
くする程、この特性が向上する結果を得た。更に、窒化
珪素膜８ａのテスト・サンプルを、同様にプラズマに印
加される高周波電力を変えて、数種類作製し、その暗抵
抗率及び光抵抗率を調べ、図８に示す結果を得た。液晶
表示装置の残像緩和特性に対応するように、高周波電力
を窒化珪素膜８ｂの成長時に印加するそれより低減する
につれて、これらの抵抗率も減少することが判明した。
【００８７】次に、上述の結果に基づいて高周波電力を
３５０Ｗに設定し、窒化珪素膜８ａの成長時にＣＶＤ装
置（蒸着装置）へ供給するＳｉＨ４及びＮＨ３の原料ガ
ス流量比（ＮＨ３流量／ＳｉＨ４流量）を変え、数種類
の窒化珪素膜８ａのテストサンプルを作製した。このテ
ストサンプルの暗抵抗率及び光抵抗率を上述の要領で測
定し、これと上記原料ガス流量比との相関をプロットし
て、図９のグラフに示す結果を得た。また、テストサン
プル同様に原料ガス流量比を夫々変えて窒化珪素膜８ａ
を窒化珪素膜８ｂ上に形成して数種類の液晶表示装置を
作製し、その残像緩和特性を調べた。その結果、窒化珪
素膜８ａの成長期間において原料ガス流量比を小さくす
る（ＮＨ３流量に対するＳｉＨ４流量を増やす）ほど、
この窒化珪素膜８ａを保護膜の一つとして備えた液晶表
示装置の表示画面から残像は速やかに消えた。また、窒
化珪素膜８ａの抵抗率を制御する上で、上記原料ガス流
量比（ＮＨ３流量／ＳｉＨ４流量）を１．０以下、即
ち、ＳｉＨ４流量をＮＨ３流量以上に設定して窒化珪素
膜８ａを作製することが望ましいという例も見出した。
３５０Ｗに設定し、窒化珪素膜８ａの成長時にＣＶＤ装
置（蒸着装置）へ供給するＳｉＨ４及びＮＨ３の原料ガ
ス流量比（ＮＨ３流量／ＳｉＨ４流量）を変え、数種類
の窒化珪素膜８ａのテストサンプルを作製した。このテ
ストサンプルの暗抵抗率及び光抵抗率を上述の要領で測
定し、これと上記原料ガス流量比との相関をプロットし
て、図９のグラフに示す結果を得た。また、テストサン
プル同様に原料ガス流量比を夫々変えて窒化珪素膜８ａ
を窒化珪素膜８ｂ上に形成して数種類の液晶表示装置を
作製し、その残像緩和特性を調べた。その結果、窒化珪
素膜８ａの成長期間において原料ガス流量比を小さくす
る（ＮＨ３流量に対するＳｉＨ４流量を増やす）ほど、
この窒化珪素膜８ａを保護膜の一つとして備えた液晶表
示装置の表示画面から残像は速やかに消えた。また、窒
化珪素膜８ａの抵抗率を制御する上で、上記原料ガス流
量比（ＮＨ３流量／ＳｉＨ４流量）を１．０以下、即
ち、ＳｉＨ４流量をＮＨ３流量以上に設定して窒化珪素
膜８ａを作製することが望ましいという例も見出した。
【００８８】以上、プラズマＣＶＤ法による成長条件を
変えて作製した窒化珪素膜８ａのテストサンプルの抵抗
率とこれらの窒化珪素膜８ａを夫々備えた液晶表示装置
の残像緩和特性との関係を纏めたとき、窒化珪素膜８ａ
の抵抗率と液晶層の抵抗率との関係が残像緩和特性を左
右する可能性を見出した。液晶の抵抗率は、液晶表示装
置の種類にもよるが、概ね１×１０１１〜１×１０１３
Ωｃｍの範囲にある。一方、図８，図９の光抵抗率に着
眼すれば、液晶表示装置の照明ユニットやこの外部から
入射する光に曝される窒化珪素膜８ａ内には、少なから
ずも光伝導が生じ、その抵抗率が液晶層より低くなりえ
ると考えられる。
変えて作製した窒化珪素膜８ａのテストサンプルの抵抗
率とこれらの窒化珪素膜８ａを夫々備えた液晶表示装置
の残像緩和特性との関係を纏めたとき、窒化珪素膜８ａ
の抵抗率と液晶層の抵抗率との関係が残像緩和特性を左
右する可能性を見出した。液晶の抵抗率は、液晶表示装
置の種類にもよるが、概ね１×１０１１〜１×１０１３
Ωｃｍの範囲にある。一方、図８，図９の光抵抗率に着
眼すれば、液晶表示装置の照明ユニットやこの外部から
入射する光に曝される窒化珪素膜８ａ内には、少なから
ずも光伝導が生じ、その抵抗率が液晶層より低くなりえ
ると考えられる。
【００８９】例えば、表２の窒化珪素膜８ｂのみからな
る保護膜を備えた液晶表示装置と、この窒化珪素膜８ｂ
の液晶層側に窒化珪素膜８ａを追加した保護膜を備えた
液晶表示装置とを比べてみると、前者では窒化珪素膜８
ｂの液晶層側の面に生じた電荷は液晶層の導電性を以っ
ても排出されず、この面に永く留まるのに対し、後者で
は窒化珪素膜８ｂの液晶層側の面に接した窒化珪素膜８
ａの導電性により速やかに排出されると結論できる。従
って、窒化珪素膜に限らず、保護膜を構成する少なくと
も２種類の材料層は、アクティブ素子側の材料層（第１
実施例では窒化珪素膜８ｂ）に対して液晶層側の材料層
の抵抗率、例えば上述の光抵抗率を低くすることが一つ
の目安となる。しかしながら、液晶層側の材料層の抵抗
率が低すぎると先述の日本特許２９３８５２１号の例で
指摘した弊害も生じる。そこで、保護膜を構成する液晶
層側の材料層（換言すれば、別の保護膜材料層によりア
クティブ素子又はスイッチング素子から離間されている
層）を作製する上での目安を次のように提示する。
る保護膜を備えた液晶表示装置と、この窒化珪素膜８ｂ
の液晶層側に窒化珪素膜８ａを追加した保護膜を備えた
液晶表示装置とを比べてみると、前者では窒化珪素膜８
ｂの液晶層側の面に生じた電荷は液晶層の導電性を以っ
ても排出されず、この面に永く留まるのに対し、後者で
は窒化珪素膜８ｂの液晶層側の面に接した窒化珪素膜８
ａの導電性により速やかに排出されると結論できる。従
って、窒化珪素膜に限らず、保護膜を構成する少なくと
も２種類の材料層は、アクティブ素子側の材料層（第１
実施例では窒化珪素膜８ｂ）に対して液晶層側の材料層
の抵抗率、例えば上述の光抵抗率を低くすることが一つ
の目安となる。しかしながら、液晶層側の材料層の抵抗
率が低すぎると先述の日本特許２９３８５２１号の例で
指摘した弊害も生じる。そこで、保護膜を構成する液晶
層側の材料層（換言すれば、別の保護膜材料層によりア
クティブ素子又はスイッチング素子から離間されている
層）を作製する上での目安を次のように提示する。
【００９０】その目安の一つは、この材料層の抵抗率を
半導体のそれより大きくすることである。本発明者らの
検討によれば、日本特許２９３８５２１号に記載される
非晶質珪素膜は、１０１０〜１０１１Ωｃｍの暗抵抗率
と１０６〜１０７Ωｃｍの光抵抗率（５００ｋＬｘの白
色光照射に対する）を示す。これに対し、実験的な知見
に因れば、５００ｋＬｘの白色光照射に対する液晶層側
材料層の抵抗率（光抵抗率）を１×１０８Ωｃｍ以上と
することで上述の弊害は回避できる。また、この液晶層
側材料層の暗抵抗率は、１×１０１１Ωｃｍより大きく
してもよい。
半導体のそれより大きくすることである。本発明者らの
検討によれば、日本特許２９３８５２１号に記載される
非晶質珪素膜は、１０１０〜１０１１Ωｃｍの暗抵抗率
と１０６〜１０７Ωｃｍの光抵抗率（５００ｋＬｘの白
色光照射に対する）を示す。これに対し、実験的な知見
に因れば、５００ｋＬｘの白色光照射に対する液晶層側
材料層の抵抗率（光抵抗率）を１×１０８Ωｃｍ以上と
することで上述の弊害は回避できる。また、この液晶層
側材料層の暗抵抗率は、１×１０１１Ωｃｍより大きく
してもよい。
【００９１】別の目安としては、この液晶層側の材料層
を絶縁体又はそれに近い性質に保つことが望ましいとす
る観点から、その比誘電率に着目する。液晶層側に形成
される保護膜材料層の比誘電率は、表２の窒化珪素膜８
ｂ（６．５）より大きく且つ非晶質珪素膜（１０〜１３
の範囲にある）より低くすることが推奨される。例え
ば、液晶層側の材料層の比誘電率を７以上且つ１０未満
の範囲に設定し、その導電性をアクティブ素子側に形成
される保護膜材料層より高く且つ半導体より低くすると
よい。
を絶縁体又はそれに近い性質に保つことが望ましいとす
る観点から、その比誘電率に着目する。液晶層側に形成
される保護膜材料層の比誘電率は、表２の窒化珪素膜８
ｂ（６．５）より大きく且つ非晶質珪素膜（１０〜１３
の範囲にある）より低くすることが推奨される。例え
ば、液晶層側の材料層の比誘電率を７以上且つ１０未満
の範囲に設定し、その導電性をアクティブ素子側に形成
される保護膜材料層より高く且つ半導体より低くすると
よい。
【００９２】また、上記第１実施例で検討した窒化珪素
膜で液晶層側の保護膜材料層を構成する場合、その組成
がＳｉｘＮｙＸｚ（Ｘはその他の構成元素の総称）なる
化学式において、０＜ｙ／ｘ≦１．０なる条件を満たす
ことが望ましい。ここで珪素、窒素以外の元素の総称と
してあげたＸは存在しなくとも（ｚ＝０でも）、本発明
の実施を阻むものでない。化学量論的に窒化珪素の組成
は、Ｓｉ３Ｎ４（上記ｙ／ｘ比にして約１．３）と表記
されるが、これに比べて本発明による液晶表示装置で液
晶層側に追加される新たな保護膜の組成は、Ｓｉ−リッ
チとなる。保護膜を構成する窒化珪素膜は、そのアクテ
ィブ素子（スイッチング素子）側に形成される材料層の
絶縁性を高める上で、その液晶層側の材料層を含めて非
晶質膜として形成することが望ましい。上記ＳｉｘＮｙ
Ｘｚ（Ｘはその他の構成元素の総称）の絶縁性からみた
望ましき組成範囲の一例は、０．５＜ｙ／ｘ≦１．０で
ある。
膜で液晶層側の保護膜材料層を構成する場合、その組成
がＳｉｘＮｙＸｚ（Ｘはその他の構成元素の総称）なる
化学式において、０＜ｙ／ｘ≦１．０なる条件を満たす
ことが望ましい。ここで珪素、窒素以外の元素の総称と
してあげたＸは存在しなくとも（ｚ＝０でも）、本発明
の実施を阻むものでない。化学量論的に窒化珪素の組成
は、Ｓｉ３Ｎ４（上記ｙ／ｘ比にして約１．３）と表記
されるが、これに比べて本発明による液晶表示装置で液
晶層側に追加される新たな保護膜の組成は、Ｓｉ−リッ
チとなる。保護膜を構成する窒化珪素膜は、そのアクテ
ィブ素子（スイッチング素子）側に形成される材料層の
絶縁性を高める上で、その液晶層側の材料層を含めて非
晶質膜として形成することが望ましい。上記ＳｉｘＮｙ
Ｘｚ（Ｘはその他の構成元素の総称）の絶縁性からみた
望ましき組成範囲の一例は、０．５＜ｙ／ｘ≦１．０で
ある。
【００９３】なお、本発明者らが窒化珪素で保護膜を作
製した実験で得た知見に拠れば、そのスイッチング素子
側の層及び液晶層側の層の各組成におけるＮ／Ｓｉ比率
は、上述の原料ガス流量比（ＮＨ３流量／ＳｉＨ４流量
の比）で制御でき、ほぼ一致しているとも見做せた。ま
た、図２に例示される保護膜８を構成する窒化珪素膜８
ａ，８ｂの組成は、フーリエ変換赤外分光法（ＦＴ−Ｉ
Ｒ法）やラザフォード後方散乱法（ＲＢＳ法）等の分析
手法で同定することもできる。図１０には、ＦＴ−ＩＲ
法による窒化珪素膜８ａ，８ｂの分析結果（スペクト
ル）の一例を並べて示す。これらのスペクトルの横軸は
保護膜に照射される赤外光の波数（単位：ｗｎ（Wave
Number），１ｗｎ＝１ｃｍ−１）を、縦軸は保護膜によ
る赤外光の吸収度（任意単位）を夫々示す。窒化珪素膜
８ｂのスペクトル（ＳｉＮ−８ｂ）及び窒化珪素膜８ａ
のスペクトル（ＳｉＮ−８ａ）のいずれにおいても，３
２００ｗｎ近傍に窒素と水素との結合（Ｎ−Ｈ）による
吸収が、２０００〜２１００ｗｎにかけて珪素と水素と
の結合（Ｓｉ−Ｈ）による吸収が、９００ｗｎ近傍に珪
素と窒素との結合（Ｓｉ−Ｎ）による吸収が、夫々観測
される。しかしながら、窒化珪素膜８ａのスペクトル
（ＳｉＮ−８ａ）においては、窒化珪素膜８ｂのスペク
トル（ＳｉＮ−８ｂ）に比べて、下記の如き特徴の少な
くとも一つが見受けられる。
製した実験で得た知見に拠れば、そのスイッチング素子
側の層及び液晶層側の層の各組成におけるＮ／Ｓｉ比率
は、上述の原料ガス流量比（ＮＨ３流量／ＳｉＨ４流量
の比）で制御でき、ほぼ一致しているとも見做せた。ま
た、図２に例示される保護膜８を構成する窒化珪素膜８
ａ，８ｂの組成は、フーリエ変換赤外分光法（ＦＴ−Ｉ
Ｒ法）やラザフォード後方散乱法（ＲＢＳ法）等の分析
手法で同定することもできる。図１０には、ＦＴ−ＩＲ
法による窒化珪素膜８ａ，８ｂの分析結果（スペクト
ル）の一例を並べて示す。これらのスペクトルの横軸は
保護膜に照射される赤外光の波数（単位：ｗｎ（Wave
Number），１ｗｎ＝１ｃｍ−１）を、縦軸は保護膜によ
る赤外光の吸収度（任意単位）を夫々示す。窒化珪素膜
８ｂのスペクトル（ＳｉＮ−８ｂ）及び窒化珪素膜８ａ
のスペクトル（ＳｉＮ−８ａ）のいずれにおいても，３
２００ｗｎ近傍に窒素と水素との結合（Ｎ−Ｈ）による
吸収が、２０００〜２１００ｗｎにかけて珪素と水素と
の結合（Ｓｉ−Ｈ）による吸収が、９００ｗｎ近傍に珪
素と窒素との結合（Ｓｉ−Ｎ）による吸収が、夫々観測
される。しかしながら、窒化珪素膜８ａのスペクトル
（ＳｉＮ−８ａ）においては、窒化珪素膜８ｂのスペク
トル（ＳｉＮ−８ｂ）に比べて、下記の如き特徴の少な
くとも一つが見受けられる。
【００９４】特徴１：９００ｗｎ近傍の珪素−窒素結合
の吸収度が小さい。
の吸収度が小さい。
【００９５】特徴２：３２００ｗｎ近傍の窒素−水素結
合の吸収度ｈ１に対する２０００〜２１００ｗｎの珪素
−水素結合の吸収度ｈ２の比率が増え、そのピーク高さ
が同じ又は逆転する（ｈ１＜ｈ２となる）こともある。
合の吸収度ｈ１に対する２０００〜２１００ｗｎの珪素
−水素結合の吸収度ｈ２の比率が増え、そのピーク高さ
が同じ又は逆転する（ｈ１＜ｈ２となる）こともある。
【００９６】特徴３：６００ｗｎ近傍に珪素−珪素結合
（Ｓｉ−Ｓｉ）の赤外光吸収のピークが生じる。
（Ｓｉ−Ｓｉ）の赤外光吸収のピークが生じる。
【００９７】なお、図１０において窒化珪素膜８ｂのス
ペクトル（ＳｉＮ−８ｂ）と窒化珪素膜８ａのスペクト
ル（ＳｉＮ−８ａ）とを並べて表示する都合上、前者の
ベースラインを後者のそれより縦軸方向にずらしてい
る。また、例示される窒化珪素膜８ａの抵抗率は、窒化
珪素膜８ｂの１×１０１５Ωｃｍより少なくとも２桁程
度低かった。
ペクトル（ＳｉＮ−８ｂ）と窒化珪素膜８ａのスペクト
ル（ＳｉＮ−８ａ）とを並べて表示する都合上、前者の
ベースラインを後者のそれより縦軸方向にずらしてい
る。また、例示される窒化珪素膜８ａの抵抗率は、窒化
珪素膜８ｂの１×１０１５Ωｃｍより少なくとも２桁程
度低かった。
【００９８】抵抗率、比誘電率、及び窒化珪素膜の３つ
の観点で論じた本発明による第１実施例の液晶表示装置
の保護膜を、これが形成される基板（本実施例ではＴＦ
Ｔ基板１１）の液晶層側、即ち、基板主面に形成された
薄膜構造の液晶層に面する最上面から眺めると、その特
徴は以下の如く記される。
の観点で論じた本発明による第１実施例の液晶表示装置
の保護膜を、これが形成される基板（本実施例ではＴＦ
Ｔ基板１１）の液晶層側、即ち、基板主面に形成された
薄膜構造の液晶層に面する最上面から眺めると、その特
徴は以下の如く記される。
【００９９】まず、抵抗率の観点において、上記保護膜
は、その上記液晶層に対向する面への光照射によりその
抵抗率が該光照射を行わないときの抵抗率の１／１００
以下に減少する特徴を有する。この特徴は、例えば保護
膜上面に抵抗測定用のプローブを接触させ、この上面に
５００ｋＬｘ又はそれ以上の照度の光を照射して確認で
きる。この保護膜上面の抵抗率の一例は、これに光を照
射しないときに（例えば、暗室内で）１×１０１３Ω・
ｃｍ〜１×１０１５Ω・ｃｍの範囲にあり、これに５０
０ｋＬｘ又はそれ以上の照度の光を照射したときに１×
１０９Ω・ｃｍ〜１×１０１１Ω・ｃｍの範囲にある。
は、その上記液晶層に対向する面への光照射によりその
抵抗率が該光照射を行わないときの抵抗率の１／１００
以下に減少する特徴を有する。この特徴は、例えば保護
膜上面に抵抗測定用のプローブを接触させ、この上面に
５００ｋＬｘ又はそれ以上の照度の光を照射して確認で
きる。この保護膜上面の抵抗率の一例は、これに光を照
射しないときに（例えば、暗室内で）１×１０１３Ω・
ｃｍ〜１×１０１５Ω・ｃｍの範囲にあり、これに５０
０ｋＬｘ又はそれ以上の照度の光を照射したときに１×
１０９Ω・ｃｍ〜１×１０１１Ω・ｃｍの範囲にある。
【０１００】次に、比誘電率の観点において、上記保護
膜の上記液晶層に対向する面（例えば、保護膜の最上
面）は７．５以上の比誘電率を示す。更に本発明による
液晶表示装置の望ましき一例において、この比誘電率は
９．０以上の値を示す。
膜の上記液晶層に対向する面（例えば、保護膜の最上
面）は７．５以上の比誘電率を示す。更に本発明による
液晶表示装置の望ましき一例において、この比誘電率は
９．０以上の値を示す。
【０１０１】最後に、上記保護膜を少なくとも珪素と窒
素を含む材料（ＳｉｘＮｙＸｚ，Ｘはその他の構成元素
の総称）で形成する観点で、上記保護膜の上記液晶層に
対向する面（例えば、保護膜の最上面）の珪素に対する
窒素の組成比（ｙ／ｘ）は０より大きく且つ１．０以下
の範囲にある。換言すれば、この保護膜はその液晶側に
おいて窒化珪素：Ｓｉ３Ｎ４の化学量論比より珪素の含
有比率の高い材料で形成される。
素を含む材料（ＳｉｘＮｙＸｚ，Ｘはその他の構成元素
の総称）で形成する観点で、上記保護膜の上記液晶層に
対向する面（例えば、保護膜の最上面）の珪素に対する
窒素の組成比（ｙ／ｘ）は０より大きく且つ１．０以下
の範囲にある。換言すれば、この保護膜はその液晶側に
おいて窒化珪素：Ｓｉ３Ｎ４の化学量論比より珪素の含
有比率の高い材料で形成される。
【０１０２】以上に記した基板の上面から捉えた上記保
護膜の特徴のいずれもこの保護膜がスイッチング素子に
接している特徴を兼ね備え、その保護膜が液晶層側で低
い抵抗率を示しながらもスイッチング素子側における短
絡や電荷（電子や正孔）の漏洩を充分に抑えている。液
晶表示装置の製造ラインにおいて、先述の本発明による
保護膜の断面構造の特徴を確認することは言わば製品の
破壊検査となる。しかしながら、ＴＦＴ基板上に本発明
による保護膜を形成し、これに覆われるスイッチング素
子の動作を確認した後、ここで述べた本発明による保護
膜の最上面（液晶層側の面）から記述される特徴の少な
くとも一つを確認することにより、本発明による液晶表
示装置の品質をその製造過程にて非破壊検査で管理でき
る。
護膜の特徴のいずれもこの保護膜がスイッチング素子に
接している特徴を兼ね備え、その保護膜が液晶層側で低
い抵抗率を示しながらもスイッチング素子側における短
絡や電荷（電子や正孔）の漏洩を充分に抑えている。液
晶表示装置の製造ラインにおいて、先述の本発明による
保護膜の断面構造の特徴を確認することは言わば製品の
破壊検査となる。しかしながら、ＴＦＴ基板上に本発明
による保護膜を形成し、これに覆われるスイッチング素
子の動作を確認した後、ここで述べた本発明による保護
膜の最上面（液晶層側の面）から記述される特徴の少な
くとも一つを確認することにより、本発明による液晶表
示装置の品質をその製造過程にて非破壊検査で管理でき
る。
【０１０３】以上、抵抗率、比誘電率、及び窒化珪素膜
の種々の観点で本発明による第１実施例の液晶表示装置
に採用した保護膜の特徴を論じたが、この保護膜を上記
液晶層側の材料層（以下、上側層と記す）及び上記スイ
ッチング素子側の材料層（以下、下側層と記す）に他の
材料層を加えた３層以上の積層構造として形成しても本
発明の実施を阻むものではない。例えば、上側層と下側
層の間に双方とも異なる材料層を挟んで保護膜を構成し
ても、下側層よりスイッチング素子側に下側層と異なる
材料層を形成して保護膜を構成してもよい。また、上側
層は保護膜の最上層として形成し且つこの保護膜を構成
する他の材料層より抵抗率を十分小さくすることが上記
液晶表示装置の残像緩和特性を向上する上で理想的であ
るがさせることが、この上側層と配向膜との間に上側層
と異なる材料層を形成して保護膜を構成しても本発明の
効果を損なうものではない。要は、上述の特徴の少なく
とも一つを満たす下側層と上側層とを基板主面に対して
この順に積層して保護膜が構成されることにある。次
に、上記上側層並びに上記下側層のみならず、それ以外
の他の層を加えて保護膜を構成する場合を含めて、保護
膜全体における上側層の種々の特徴を個別に列挙する。
の種々の観点で本発明による第１実施例の液晶表示装置
に採用した保護膜の特徴を論じたが、この保護膜を上記
液晶層側の材料層（以下、上側層と記す）及び上記スイ
ッチング素子側の材料層（以下、下側層と記す）に他の
材料層を加えた３層以上の積層構造として形成しても本
発明の実施を阻むものではない。例えば、上側層と下側
層の間に双方とも異なる材料層を挟んで保護膜を構成し
ても、下側層よりスイッチング素子側に下側層と異なる
材料層を形成して保護膜を構成してもよい。また、上側
層は保護膜の最上層として形成し且つこの保護膜を構成
する他の材料層より抵抗率を十分小さくすることが上記
液晶表示装置の残像緩和特性を向上する上で理想的であ
るがさせることが、この上側層と配向膜との間に上側層
と異なる材料層を形成して保護膜を構成しても本発明の
効果を損なうものではない。要は、上述の特徴の少なく
とも一つを満たす下側層と上側層とを基板主面に対して
この順に積層して保護膜が構成されることにある。次
に、上記上側層並びに上記下側層のみならず、それ以外
の他の層を加えて保護膜を構成する場合を含めて、保護
膜全体における上側層の種々の特徴を個別に列挙する。
【０１０４】例えば、上側層の暗抵抗率を、保護膜を構
成する他の層の暗抵抗率と比較して１／１００以下に抑
えることが望ましい。換言すれば、保護膜に含まれる上
側層以外の材料層で最も低い暗抵抗率を示す層に対し
て、その暗抵抗率より少なくとも２桁低い暗抵抗率を示
すように上側層を成長させることが望ましい。
成する他の層の暗抵抗率と比較して１／１００以下に抑
えることが望ましい。換言すれば、保護膜に含まれる上
側層以外の材料層で最も低い暗抵抗率を示す層に対し
て、その暗抵抗率より少なくとも２桁低い暗抵抗率を示
すように上側層を成長させることが望ましい。
【０１０５】別の一例では、上側層又はこれと保護膜を
構成する下側層以外の層を、その光抵抗率がその暗抵抗
率の１／１００倍以下となるように形成することが望ま
しい。
構成する下側層以外の層を、その光抵抗率がその暗抵抗
率の１／１００倍以下となるように形成することが望ま
しい。
【０１０６】さらに別の一例では、上側層の膜厚又はこ
れと下側層上に形成される上側層以外の少なくとも１層
とを併せた膜厚を、保護膜全体の膜厚の半分以下にする
ことが望ましい。このような保護膜の下側層より液晶層
側（又は、配向膜側）に形成された少なくとも１層の膜
厚は、１０ｎｍ以上にするとなおよい。
れと下側層上に形成される上側層以外の少なくとも１層
とを併せた膜厚を、保護膜全体の膜厚の半分以下にする
ことが望ましい。このような保護膜の下側層より液晶層
側（又は、配向膜側）に形成された少なくとも１層の膜
厚は、１０ｎｍ以上にするとなおよい。
【０１０７】さらに別の一例では、保護膜の下側層より
液晶層側（又は、配向膜側）に形成された少なくとも１
層が、この液晶層の抵抗率より低い光抵抗率を示すとよ
く、加えて当該液晶の抵抗率より低い暗抵抗率を示すと
なおよい。
液晶層側（又は、配向膜側）に形成された少なくとも１
層が、この液晶層の抵抗率より低い光抵抗率を示すとよ
く、加えて当該液晶の抵抗率より低い暗抵抗率を示すと
なおよい。
【０１０８】以上に述べた保護膜は、これを構成する各
材料層を上述のプラズマＣＶＤ法のみならず、他の化学
気相蒸着法で形成してもよい。また、いずれの化学気相
蒸着法においても原料ガスの供給量や蒸着条件を適宜変
えて連続的に異なる化学組成の材料層を積層すると液晶
表示装置の作製効率も上がる。
材料層を上述のプラズマＣＶＤ法のみならず、他の化学
気相蒸着法で形成してもよい。また、いずれの化学気相
蒸着法においても原料ガスの供給量や蒸着条件を適宜変
えて連続的に異なる化学組成の材料層を積層すると液晶
表示装置の作製効率も上がる。
【０１０９】プラズマＣＶＤ装置を用いた化学気相蒸着
法で保護膜を作製する場合、その反応室（図３に例示さ
れる筐体ＣＨＭＢ）に供給される原料ガス（ＳｉｘＮｙ
膜の場合、ＳｉＨ４ガスとＮＨ３ガス）の全流量に対す
る高周波電力（プラズマに印加される）を成膜すべき層
毎に応じて変えると良い。この物理量は、プラズマに印
加される高周波電力を原料ガスの流量和で除した所謂
「単位ガス流量当りのＲＦ電力」として定義され、上述
の上側層成長時における単位ガス流量当りのＲＦ電力値
は下側層成長時におけるそれに比べて小さくするとよ
い。絶縁性が優先される下側層は、例えば１×１０１５
Ωｃｍ又はそれ以上の抵抗率を示すように形成される
が、上側層はＺｎＳやＧａＡｓのような半絶縁性半導体
に近い抵抗率を示すように形成されることが推奨され、
その抵抗率は下側層のそれから２桁程度又はそれ以上低
い値にすることが望まれる。このような２種類の材料層
を連続的に積層する場合、下側層と上側層との界面付近
における蒸着条件制御が保護膜全体の性質を決める。上
述の如く原料ガスの全流量及びプラズマに印加する電力
の少なくとも一つを適切に制御することにより、上記界
面付近での蒸着条件を確実に切り替えられ、上側層の抵
抗率を上述の如き所望の範囲に設定できる。特に上側層
の厚みを下側層のそれより薄くする場合、この効果は大
きい。
法で保護膜を作製する場合、その反応室（図３に例示さ
れる筐体ＣＨＭＢ）に供給される原料ガス（ＳｉｘＮｙ
膜の場合、ＳｉＨ４ガスとＮＨ３ガス）の全流量に対す
る高周波電力（プラズマに印加される）を成膜すべき層
毎に応じて変えると良い。この物理量は、プラズマに印
加される高周波電力を原料ガスの流量和で除した所謂
「単位ガス流量当りのＲＦ電力」として定義され、上述
の上側層成長時における単位ガス流量当りのＲＦ電力値
は下側層成長時におけるそれに比べて小さくするとよ
い。絶縁性が優先される下側層は、例えば１×１０１５
Ωｃｍ又はそれ以上の抵抗率を示すように形成される
が、上側層はＺｎＳやＧａＡｓのような半絶縁性半導体
に近い抵抗率を示すように形成されることが推奨され、
その抵抗率は下側層のそれから２桁程度又はそれ以上低
い値にすることが望まれる。このような２種類の材料層
を連続的に積層する場合、下側層と上側層との界面付近
における蒸着条件制御が保護膜全体の性質を決める。上
述の如く原料ガスの全流量及びプラズマに印加する電力
の少なくとも一つを適切に制御することにより、上記界
面付近での蒸着条件を確実に切り替えられ、上側層の抵
抗率を上述の如き所望の範囲に設定できる。特に上側層
の厚みを下側層のそれより薄くする場合、この効果は大
きい。
【０１１０】さらに、上記保護膜をスイッチング素子及
びブラック・マトリクスの少なくとも一方の上に形成す
るとよく、例えば、スイッチング素子やブラック・マト
リクス、さらにはカラーフィルタのいずれかにより基板
主面上に生じる起伏が上記下側層で均される。従って、
配向膜や電極膜を保護膜上に形成するとき、これらの上
面に対する液晶層中の液晶分子の配向方向が確実に制御
できる。スイッチング素子としては、第１実施例に示し
た薄膜トランジスタのみならず、薄膜ダイオードを用い
てもよい。また、薄膜トランジスタは、図２に示すゲー
ト電極上に半導体膜からなるチャネル層を形成したボト
ム・ゲート構造のみならす、半導体膜からなるチャネル
層上にゲート電極を設けたトップ・ゲート構造としても
よく、また、 この半導体膜は上述の非晶質の珪素薄膜
に限らず、多結晶の珪素薄膜としても、さらにこの多結
晶の結晶粒の寸法（Grain Size）を大きくした擬似単
結晶（Pseudo Single Crystal）の珪素薄膜としても
本発明の実施を阻むものでない。
びブラック・マトリクスの少なくとも一方の上に形成す
るとよく、例えば、スイッチング素子やブラック・マト
リクス、さらにはカラーフィルタのいずれかにより基板
主面上に生じる起伏が上記下側層で均される。従って、
配向膜や電極膜を保護膜上に形成するとき、これらの上
面に対する液晶層中の液晶分子の配向方向が確実に制御
できる。スイッチング素子としては、第１実施例に示し
た薄膜トランジスタのみならず、薄膜ダイオードを用い
てもよい。また、薄膜トランジスタは、図２に示すゲー
ト電極上に半導体膜からなるチャネル層を形成したボト
ム・ゲート構造のみならす、半導体膜からなるチャネル
層上にゲート電極を設けたトップ・ゲート構造としても
よく、また、 この半導体膜は上述の非晶質の珪素薄膜
に限らず、多結晶の珪素薄膜としても、さらにこの多結
晶の結晶粒の寸法（Grain Size）を大きくした擬似単
結晶（Pseudo Single Crystal）の珪素薄膜としても
本発明の実施を阻むものでない。
【０１１１】一方、上記保護膜は画素電極又はこれと対
向電極との上部に形成すると、その効果もより顕著にな
り、例えば上述の面内スイッチングのみならず、端電界
スイッチング（Fringe Field Switching）により液晶
を駆動する液晶表示装置に適用しても、その効果の恩恵
を受けられる。
向電極との上部に形成すると、その効果もより顕著にな
り、例えば上述の面内スイッチングのみならず、端電界
スイッチング（Fringe Field Switching）により液晶
を駆動する液晶表示装置に適用しても、その効果の恩恵
を受けられる。
【０１１２】また、保護膜の下側層より液晶層側に形成
される少なくとも１層（上記上側層等）に生じる光伝導
に着眼すれば、液晶表示パネルを照射する光源装置（バ
ックライト・ユニット又はフロントライト・ユニットと
呼ばれる照明装置）を備えた液晶表示装置に適用するこ
とにより、その残像緩和特性を当該光源装置の点灯動作
により上げることができる。
される少なくとも１層（上記上側層等）に生じる光伝導
に着眼すれば、液晶表示パネルを照射する光源装置（バ
ックライト・ユニット又はフロントライト・ユニットと
呼ばれる照明装置）を備えた液晶表示装置に適用するこ
とにより、その残像緩和特性を当該光源装置の点灯動作
により上げることができる。
【０１１３】以上に述べた本発明による液晶表示装置に
備えられた保護膜の変形例のいくつかは、第２実施例及
び第３実施例にて紹介される。 《第２実施例》本発明による液晶表示装置の第２実施例
として、上述の保護膜を備えたツイスティッド・ネマテ
ィック（Twisted Nematic，ＴＮとも記す）型の液晶表
示装置を図１１及び図１２を主に参照して説明する。本
実施例の液晶表示装置は、互いの主面を離間させて対向
する一対の基板（図４に示す如く、これらの基板１１，
１２の主面間に液晶層１５が封入される）の一方にスイ
ッチング素子を備えた画素電極を、他方に対向電極を夫
々設ける構造において、第１実施例の液晶表示装置の構
造と異なる。しかしながら、本実施例においてもスイッ
チング素子と画素電極とが設けられた上記一対の基板の
一方を便宜的にＴＦＴ基板と呼ぶ。また、この一対の基
板の他方（対向電極が設けられた基板）には後述の如
く、カラーフィルタも設けられることから便宜的にカラ
ーフィルタ基板と呼ぶ。
備えられた保護膜の変形例のいくつかは、第２実施例及
び第３実施例にて紹介される。 《第２実施例》本発明による液晶表示装置の第２実施例
として、上述の保護膜を備えたツイスティッド・ネマテ
ィック（Twisted Nematic，ＴＮとも記す）型の液晶表
示装置を図１１及び図１２を主に参照して説明する。本
実施例の液晶表示装置は、互いの主面を離間させて対向
する一対の基板（図４に示す如く、これらの基板１１，
１２の主面間に液晶層１５が封入される）の一方にスイ
ッチング素子を備えた画素電極を、他方に対向電極を夫
々設ける構造において、第１実施例の液晶表示装置の構
造と異なる。しかしながら、本実施例においてもスイッ
チング素子と画素電極とが設けられた上記一対の基板の
一方を便宜的にＴＦＴ基板と呼ぶ。また、この一対の基
板の他方（対向電極が設けられた基板）には後述の如
く、カラーフィルタも設けられることから便宜的にカラ
ーフィルタ基板と呼ぶ。
【０１１４】図１１は、本実施例の液晶表示装置に用い
られるＴＦＴ基板１１の主面（液晶層に面する）に形成
された複数の画素の一つを拡大して示す平面図であり、
図１２は図１１の一点鎖線XII−XII’沿いに液晶表示パ
ネル（液晶層１５及びカラーフィルタ基板１２も含む）
を切断したときの断面図である。
られるＴＦＴ基板１１の主面（液晶層に面する）に形成
された複数の画素の一つを拡大して示す平面図であり、
図１２は図１１の一点鎖線XII−XII’沿いに液晶表示パ
ネル（液晶層１５及びカラーフィルタ基板１２も含む）
を切断したときの断面図である。
【０１１５】図１１は、図の下側に示された走査信号線
１の一部分として形成されたゲート電極１ａ、このゲー
ト電極１ａを覆う半導体層（チャネル層）４、図の左側
に示された映像信号線２から分岐したドレイン電極２
ａ、及び半導体層４上でドレイン電極２ａの一端と離間
し且つ対向するように形成されたソース電極６ａを備え
た薄膜トランジスタＴＦＴと、このソース電極６ａに接
続された画素電極７とを有する画素を示す。画素電極７
は、図１２の如く、保護膜８上に配置されるため、第１
実施例のそれ（６）とは異なる参照番号で表わす。ソー
ス６ａ電極が上記クロム薄膜等の金属膜又はモリブデン
（Ｍｏ）−アルミニウム（Ａｌ）薄膜等の合金膜で形成
される一方、画素電極７はインジウム−錫−酸化物（Ｉ
ＴＯ）やインジウム−亜鉛−酸化物（ＩＺＯ）に代表さ
れる光透過率の高い酸化物導電膜で形成される。ソース
電極６ａは、映像信号線２やドレイン電極２ａとともに
同じ材料又は同じプロセスで形成しても良く、また、映
像信号線２に許容される抵抗率によっては、ソース電極
６ａ、映像信号線２、及びドレイン電極２ａを上記酸化
物導電膜で形成しても良い。各画素には、一対の走査信
号線１と一対の映像信号線２とで囲まれた領域に広がる
一つの画素電極７が設けられる。ＴＦＴ基板１１の主面
には、このような複数の画素が二次元的に配置される。
この画素配置の一例を、図１１の中央に示された画素を
囲む他の８つの画素（部分的に描かれる）により示す。
１の一部分として形成されたゲート電極１ａ、このゲー
ト電極１ａを覆う半導体層（チャネル層）４、図の左側
に示された映像信号線２から分岐したドレイン電極２
ａ、及び半導体層４上でドレイン電極２ａの一端と離間
し且つ対向するように形成されたソース電極６ａを備え
た薄膜トランジスタＴＦＴと、このソース電極６ａに接
続された画素電極７とを有する画素を示す。画素電極７
は、図１２の如く、保護膜８上に配置されるため、第１
実施例のそれ（６）とは異なる参照番号で表わす。ソー
ス６ａ電極が上記クロム薄膜等の金属膜又はモリブデン
（Ｍｏ）−アルミニウム（Ａｌ）薄膜等の合金膜で形成
される一方、画素電極７はインジウム−錫−酸化物（Ｉ
ＴＯ）やインジウム−亜鉛−酸化物（ＩＺＯ）に代表さ
れる光透過率の高い酸化物導電膜で形成される。ソース
電極６ａは、映像信号線２やドレイン電極２ａとともに
同じ材料又は同じプロセスで形成しても良く、また、映
像信号線２に許容される抵抗率によっては、ソース電極
６ａ、映像信号線２、及びドレイン電極２ａを上記酸化
物導電膜で形成しても良い。各画素には、一対の走査信
号線１と一対の映像信号線２とで囲まれた領域に広がる
一つの画素電極７が設けられる。ＴＦＴ基板１１の主面
には、このような複数の画素が二次元的に配置される。
この画素配置の一例を、図１１の中央に示された画素を
囲む他の８つの画素（部分的に描かれる）により示す。
【０１１６】一方、カラーフィルタ基板１２上には図１
２に示される如く、基板主面上にブラック・マトリクス
ＢＭ及びカラーフィルタＣＦが形成され、これらを覆う
ように保護膜１８が形成される。この保護膜１８は、Ｓ
ｉｘＮｙ（１．０＜ｙ／ｘ）の化学式で表わされる窒化
珪素膜で形成され、ＴＦＴ基板１１側に形成される保護
膜８の下側層８ｂと同様に、その厚みを以て基板主面上
に生じた起伏を緩和する。この起伏とは、ＴＦＴ基板１
１の主面上に走査信号線１，映像信号線２，及び薄膜ト
ランジスタを形成することにより、カラーフィルタ基板
１２の主面上にブラックマトリクスＢＭ，及びカラーフ
ィルタＣＦを形成することにより、夫々生じる基板厚さ
方向の段差（Steps）を指す。なお、本実施例におい
て、ＴＦＴ基板１１側に形成される保護膜８の詳細は後
述する。
２に示される如く、基板主面上にブラック・マトリクス
ＢＭ及びカラーフィルタＣＦが形成され、これらを覆う
ように保護膜１８が形成される。この保護膜１８は、Ｓ
ｉｘＮｙ（１．０＜ｙ／ｘ）の化学式で表わされる窒化
珪素膜で形成され、ＴＦＴ基板１１側に形成される保護
膜８の下側層８ｂと同様に、その厚みを以て基板主面上
に生じた起伏を緩和する。この起伏とは、ＴＦＴ基板１
１の主面上に走査信号線１，映像信号線２，及び薄膜ト
ランジスタを形成することにより、カラーフィルタ基板
１２の主面上にブラックマトリクスＢＭ，及びカラーフ
ィルタＣＦを形成することにより、夫々生じる基板厚さ
方向の段差（Steps）を指す。なお、本実施例におい
て、ＴＦＴ基板１１側に形成される保護膜８の詳細は後
述する。
【０１１７】保護膜１８上には、対向電極１３が形成さ
れる。対向電極１３は、上述の画素電極７と同様に光透
過率の高い酸化物導電膜（又はこれに類似する透明導電
膜）からなり、液晶を挟んでＴＦＴ基板１１に形成され
た複数の画素電極７に対向し得る広さを有する。即ち、
画素毎にＴＦＴ基板１１上に対向電極３ａを設ける第１
実施例の構造と異なり、本実施例の対向電極１３は、少
なくとも２画素、必要に応じては表示画面を構成する全
画素に対し、１つの酸化物導電膜又は透明導電膜として
形成される。本実施例の対向電極１３は、ＴＦＴ基板主
面に配置する必要がないため、第１実施例のそれ（３
ａ）とは異なる参照番号で表わす。対向電極１３上には
配向膜９が形成されるが、その詳細は第１実施例で述べ
たＴＦＴ基板１１上に形成される配向膜９と略同じであ
るため、説明は省略する。
れる。対向電極１３は、上述の画素電極７と同様に光透
過率の高い酸化物導電膜（又はこれに類似する透明導電
膜）からなり、液晶を挟んでＴＦＴ基板１１に形成され
た複数の画素電極７に対向し得る広さを有する。即ち、
画素毎にＴＦＴ基板１１上に対向電極３ａを設ける第１
実施例の構造と異なり、本実施例の対向電極１３は、少
なくとも２画素、必要に応じては表示画面を構成する全
画素に対し、１つの酸化物導電膜又は透明導電膜として
形成される。本実施例の対向電極１３は、ＴＦＴ基板主
面に配置する必要がないため、第１実施例のそれ（３
ａ）とは異なる参照番号で表わす。対向電極１３上には
配向膜９が形成されるが、その詳細は第１実施例で述べ
たＴＦＴ基板１１上に形成される配向膜９と略同じであ
るため、説明は省略する。
【０１１８】図１１に示されるカラーフィルタ基板１２
側の唯一の構造物はブラック・マトリクスＢＭの開口の
輪郭ＢＭＯである。破線で示されたブラック・マトリク
ス開口の輪郭ＢＭＯ内には、図１２の如くカラーフィル
タＣＦが設けられる。ブラック・マトリクス開口の輪郭
ＢＭＯのＴＦＴ基板１１主面への投影が画素電極７の輪
郭内に収まるように、ＴＦＴ基板１１とカラーフィルタ
基板１２との位置を合わせ、またはカラーフィルタ基板
１２上のブラック・マトリクスＢＭに開口を形成するこ
とにより、画素電極７の周囲から液晶層への光の迷い込
みが抑制される。
側の唯一の構造物はブラック・マトリクスＢＭの開口の
輪郭ＢＭＯである。破線で示されたブラック・マトリク
ス開口の輪郭ＢＭＯ内には、図１２の如くカラーフィル
タＣＦが設けられる。ブラック・マトリクス開口の輪郭
ＢＭＯのＴＦＴ基板１１主面への投影が画素電極７の輪
郭内に収まるように、ＴＦＴ基板１１とカラーフィルタ
基板１２との位置を合わせ、またはカラーフィルタ基板
１２上のブラック・マトリクスＢＭに開口を形成するこ
とにより、画素電極７の周囲から液晶層への光の迷い込
みが抑制される。
【０１１９】一方、ＴＦＴ基板１１の主面上で走査信号
線１やゲート電極１ａと、映像信号線２、ソース電極６
ａ、ドレイン電極２ａとは、第１実施例と同様に絶縁膜
（ゲート絶縁膜）５により基板の厚さ方向に隔てられ
る。基板１１主面と絶縁膜５との間には、走査信号線１
に沿って（図１１のｘ方向に）延びる導電層１ｂ及びこ
の導電層１ｂから映像信号線に沿いに１画素分隔てられ
た別の走査信号線１に夫々接合された導電層１ｃが形成
されている。これらの導電層１ｂ，１ｃは、図１１に示
されるように導電層１ｃに接合される走査信号線１とと
もに１つの画素電極７の周縁に重なる。画素電極７の周
縁と上記対向電極１３との間には、画素電極７の周縁よ
り内側の領域と対向電極１３との間に生じる電界（液晶
層の光透過率を制御するに好適な電界）に比べて不規則
な電界（所謂、端電界：Fringe Field）が生じる。こ
の端電界は、例えば液晶層の光透過率を最小にすべく画
素電極７の電位を制御しても、その周縁沿いに光の漏洩
をもたらす。
線１やゲート電極１ａと、映像信号線２、ソース電極６
ａ、ドレイン電極２ａとは、第１実施例と同様に絶縁膜
（ゲート絶縁膜）５により基板の厚さ方向に隔てられ
る。基板１１主面と絶縁膜５との間には、走査信号線１
に沿って（図１１のｘ方向に）延びる導電層１ｂ及びこ
の導電層１ｂから映像信号線に沿いに１画素分隔てられ
た別の走査信号線１に夫々接合された導電層１ｃが形成
されている。これらの導電層１ｂ，１ｃは、図１１に示
されるように導電層１ｃに接合される走査信号線１とと
もに１つの画素電極７の周縁に重なる。画素電極７の周
縁と上記対向電極１３との間には、画素電極７の周縁よ
り内側の領域と対向電極１３との間に生じる電界（液晶
層の光透過率を制御するに好適な電界）に比べて不規則
な電界（所謂、端電界：Fringe Field）が生じる。こ
の端電界は、例えば液晶層の光透過率を最小にすべく画
素電極７の電位を制御しても、その周縁沿いに光の漏洩
をもたらす。
【０１２０】これに対し、上述の導電層１ｂ，１ｃ及び
走査信号線１からなる言わばループ構造は、絶縁膜５，
７を挟んで画素電極７の周縁に重なるため、端電場によ
る光の漏洩を抑える。このような効果から、このループ
構造をなす導電層及び走査信号線は、遮光膜又は遮光構
造とも呼ばれる。図１１に示される如く、このループ構
造は画素電極７の映像信号線２の延伸方向（図１１のｙ
方向）に沿う両側に夫々設けられた一対の導電層１ｃを
含む。また、このループ構造に含まれる走査信号線１
は、これが重なる画素電極７に接続されるスイッチング
素子の制御に関与しないもの、例えば、この画素電極７
に映像信号線２沿いに隣接する別の画素電極７に接続さ
れるスイッチング素子の制御に関与するものを選ぶ。
走査信号線１からなる言わばループ構造は、絶縁膜５，
７を挟んで画素電極７の周縁に重なるため、端電場によ
る光の漏洩を抑える。このような効果から、このループ
構造をなす導電層及び走査信号線は、遮光膜又は遮光構
造とも呼ばれる。図１１に示される如く、このループ構
造は画素電極７の映像信号線２の延伸方向（図１１のｙ
方向）に沿う両側に夫々設けられた一対の導電層１ｃを
含む。また、このループ構造に含まれる走査信号線１
は、これが重なる画素電極７に接続されるスイッチング
素子の制御に関与しないもの、例えば、この画素電極７
に映像信号線２沿いに隣接する別の画素電極７に接続さ
れるスイッチング素子の制御に関与するものを選ぶ。
【０１２１】従って、本実施例による液晶表示装置（液
晶表示パネル）に設けられた各画素において光が透過す
る領域は、画素電極７主面の縁に沿って重なるブラック
・マトリクスの開口ＢＭＯと上記ループ状の遮光構造と
により規制される。
晶表示パネル）に設けられた各画素において光が透過す
る領域は、画素電極７主面の縁に沿って重なるブラック
・マトリクスの開口ＢＭＯと上記ループ状の遮光構造と
により規制される。
【０１２２】一方、本実施例による液晶表示装置の上記
絶縁膜５と映像信号線２，ソース電極６ａ，並びにドレ
イン電極２ａとの間に形成される半導体層４は、映像信
号線２に沿ってＴＦＴ基板１１の端部まで延び、そのＴ
ＦＴ基板１１主面内の輪郭内には上記映像信号線２，上
記ソース電極６ａ，及び上記ドレイン電極２ａが収ま
る。このような半導体層４の平面形状は、成型された映
像信号線２，ソース電極６ａ，及びドレイン電極２ａを
マスクとして半導体層４をエッチングしたことに起因す
る。このような半導体層４の形状は、映像信号線２の断
線や後述の保護膜８上に形成された導電膜（例えば、画
素電極７）を保護膜に設けた開口を通して映像信号線
２，ソース電極６ａ，又はドレイン電極２ａに接続する
ときの導電膜の断線を防止するに好ましい。
絶縁膜５と映像信号線２，ソース電極６ａ，並びにドレ
イン電極２ａとの間に形成される半導体層４は、映像信
号線２に沿ってＴＦＴ基板１１の端部まで延び、そのＴ
ＦＴ基板１１主面内の輪郭内には上記映像信号線２，上
記ソース電極６ａ，及び上記ドレイン電極２ａが収ま
る。このような半導体層４の平面形状は、成型された映
像信号線２，ソース電極６ａ，及びドレイン電極２ａを
マスクとして半導体層４をエッチングしたことに起因す
る。このような半導体層４の形状は、映像信号線２の断
線や後述の保護膜８上に形成された導電膜（例えば、画
素電極７）を保護膜に設けた開口を通して映像信号線
２，ソース電極６ａ，又はドレイン電極２ａに接続する
ときの導電膜の断線を防止するに好ましい。
【０１２３】本実施例による液晶表示装置においても、
ボトム・ゲート型の薄膜トランジスタがスイッチング素
子として設けられ、これを覆うように保護膜８が形成さ
れる。従って、本実施例によるＴＦＴ基板は、第１実施
例の工程７に若干の相違は有るものの、その工程１乃至
工程８を概ね踏襲して製造される。しかし、画素電極７
を保護膜上に形成するため、第１実施例の工程８と工程
９との間に次の工程が加わる。
ボトム・ゲート型の薄膜トランジスタがスイッチング素
子として設けられ、これを覆うように保護膜８が形成さ
れる。従って、本実施例によるＴＦＴ基板は、第１実施
例の工程７に若干の相違は有るものの、その工程１乃至
工程８を概ね踏襲して製造される。しかし、画素電極７
を保護膜上に形成するため、第１実施例の工程８と工程
９との間に次の工程が加わる。
【０１２４】工程８−１：保護膜８上にフォト・レジス
トを形成し、後述の画素電極７が電気的に接続するソー
ス電極６ａの一部分上に位置する保護膜８をフォトリソ
グラフ法により局所的に露光し、続いて現像により除去
した。これにより、上記ソース電極６ａの一部分上には
フォト・レジストの開口が形成される。次に、フォト・
レジストの開口で露出された保護膜８をエッチングし、
上記ソース電極６ａの一部分を露出する開口（Through
Hole）を形成した。
トを形成し、後述の画素電極７が電気的に接続するソー
ス電極６ａの一部分上に位置する保護膜８をフォトリソ
グラフ法により局所的に露光し、続いて現像により除去
した。これにより、上記ソース電極６ａの一部分上には
フォト・レジストの開口が形成される。次に、フォト・
レジストの開口で露出された保護膜８をエッチングし、
上記ソース電極６ａの一部分を露出する開口（Through
Hole）を形成した。
【０１２５】工程８−２：工程８−１で形成したフォト
・レジストを薬液で除去した。
・レジストを薬液で除去した。
【０１２６】工程８−３：保護膜８上にスパッタリング
法で酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）と酸化スズ（ＳｎＯ
２）からなる透明導電膜を１５０ｎｍ形成した。透明導
電膜は工程８−１で保護膜に設けた開口の内壁にも形成
され、その底部において上記ソース電極６ａの一部分に
接触する。その後、透明導電膜上にフォト・レジストを
塗布した。
法で酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）と酸化スズ（ＳｎＯ
２）からなる透明導電膜を１５０ｎｍ形成した。透明導
電膜は工程８−１で保護膜に設けた開口の内壁にも形成
され、その底部において上記ソース電極６ａの一部分に
接触する。その後、透明導電膜上にフォト・レジストを
塗布した。
【０１２７】工程８−４：工程８−３にて形成したフォ
ト・レジストを基板１１主面内における画素電極７の配
置に応じた遮光パターンを有するフォト・マスクを用い
て露光し、画素電極７が形成される部分以外のフォト・
レジストを現像により除去した。次に、このフォト・レ
ジストで覆われない透明導電膜をエッチングし、図１１
や図１２に示される如く、画素電極７間の透明導電膜を
除去した。最後に、画素電極７上に残るフォト・レジス
トを薬液で除去した。
ト・レジストを基板１１主面内における画素電極７の配
置に応じた遮光パターンを有するフォト・マスクを用い
て露光し、画素電極７が形成される部分以外のフォト・
レジストを現像により除去した。次に、このフォト・レ
ジストで覆われない透明導電膜をエッチングし、図１１
や図１２に示される如く、画素電極７間の透明導電膜を
除去した。最後に、画素電極７上に残るフォト・レジス
トを薬液で除去した。
【０１２８】工程８−４が完了した段階で、第１実施例
の工程９に準ずる工程を開始する。従って、本実施例に
おいて、配向膜９は保護膜８とこの上に形成された画素
電極７との上部に形成される。
の工程９に準ずる工程を開始する。従って、本実施例に
おいて、配向膜９は保護膜８とこの上に形成された画素
電極７との上部に形成される。
【０１２９】本実施例では、図１２に示す如く、３層の
材料層８ａ，８ｂ，８ｃをスイッチング素子からこの逆
順に積層して保護膜８を構成している。３層ともＳｉｘ
ＮｙＸｚ（Ｘはその他の構成元素の総称，いずれもｙ／
ｘ＞０）なる化学式で記述される窒化珪素材料からな
り、主たる構成元素として珪素（Ｓｉ）と窒素（Ｎ）と
を含む材料と述べても過言ではない。
材料層８ａ，８ｂ，８ｃをスイッチング素子からこの逆
順に積層して保護膜８を構成している。３層ともＳｉｘ
ＮｙＸｚ（Ｘはその他の構成元素の総称，いずれもｙ／
ｘ＞０）なる化学式で記述される窒化珪素材料からな
り、主たる構成元素として珪素（Ｓｉ）と窒素（Ｎ）と
を含む材料と述べても過言ではない。
【０１３０】このうち、材料層８ａは上述した本発明に
よる保護膜構造の上側層（第１実施例の窒化珪素膜８
ａ）に、材料層８ｂはこの保護膜構造の下側層（第１実
施例の窒化珪素膜８ｂ）に夫々対応する。材料層８ｃ
は、上記工程８．１における保護膜８のエッチング条件
を制御し、ソース電極６ａ上に形成される開口の内壁を
適度の斜面に成型する効果を奏する。材料層８ｃは材料
層８ｂに比べて薄く形成され、その窒素／珪素の組成比
（ｙ／ｘ）は材料層８ｂより小さい所謂Ｓｉ−ｒｉｃｈ
な層である。材料層８ａと材料層８ｃとを比較すると、
材料層８ｃは材料層８ａと同じ厚さか、これより薄くす
るとよい。また、材料層８ｃの窒素／珪素組成比（ｙ／
ｘ）は材料層８ａのそれ以上とすることが望ましい。但
し、材料層８ａと材料層８ｃとの関係については、厚さ
及び組成に関するこれらの推奨された条件を外しても、
本発明の実施を阻むには至らない。
よる保護膜構造の上側層（第１実施例の窒化珪素膜８
ａ）に、材料層８ｂはこの保護膜構造の下側層（第１実
施例の窒化珪素膜８ｂ）に夫々対応する。材料層８ｃ
は、上記工程８．１における保護膜８のエッチング条件
を制御し、ソース電極６ａ上に形成される開口の内壁を
適度の斜面に成型する効果を奏する。材料層８ｃは材料
層８ｂに比べて薄く形成され、その窒素／珪素の組成比
（ｙ／ｘ）は材料層８ｂより小さい所謂Ｓｉ−ｒｉｃｈ
な層である。材料層８ａと材料層８ｃとを比較すると、
材料層８ｃは材料層８ａと同じ厚さか、これより薄くす
るとよい。また、材料層８ｃの窒素／珪素組成比（ｙ／
ｘ）は材料層８ａのそれ以上とすることが望ましい。但
し、材料層８ａと材料層８ｃとの関係については、厚さ
及び組成に関するこれらの推奨された条件を外しても、
本発明の実施を阻むには至らない。
【０１３１】図１２に示す如く、材料層８ｃは離間され
たドレイン電極２ａとソース電極６ａとに夫々接し、こ
れらの電極を隔てる溝（半導体層４に到る）を跨ぐ。し
かしながら、材料層８ｃによるドレイン電極２ａとソー
ス電極６ａとの短絡は無視できると述べても過言でな
い。その理由は、材料層８ｃの抵抗率がドレイン電極２
ａとソース電極６ａとを隔てる溝が到達する半導体層４
（薄膜トランジスタのチャネルとなる真性半導体層）に
比べて充分に高く、また、これらの電極と接する部分に
おける電気抵抗も充分に高いことにある。従って、上述
の化学式：ＳｉｘＮｙＸｚにおける珪素、窒素以外の構
成元素として導電性の高い遷移金属が珪素や窒素の量に
比べて顕著に増えない限り、ドレイン電極２ａとソース
電極６ａとは材料層８ｃにて電気的に略分離される。
たドレイン電極２ａとソース電極６ａとに夫々接し、こ
れらの電極を隔てる溝（半導体層４に到る）を跨ぐ。し
かしながら、材料層８ｃによるドレイン電極２ａとソー
ス電極６ａとの短絡は無視できると述べても過言でな
い。その理由は、材料層８ｃの抵抗率がドレイン電極２
ａとソース電極６ａとを隔てる溝が到達する半導体層４
（薄膜トランジスタのチャネルとなる真性半導体層）に
比べて充分に高く、また、これらの電極と接する部分に
おける電気抵抗も充分に高いことにある。従って、上述
の化学式：ＳｉｘＮｙＸｚにおける珪素、窒素以外の構
成元素として導電性の高い遷移金属が珪素や窒素の量に
比べて顕著に増えない限り、ドレイン電極２ａとソース
電極６ａとは材料層８ｃにて電気的に略分離される。
【０１３２】一方、材料層８ｂに比べて抵抗率の低い材
料層８ａ上には、インジウム−錫−酸化物（ＩＴＯ）や
インジウム−亜鉛−酸化物（ＩＺＯ）等の透明導電膜か
らなる画素電極７が形成される。従って、個々の画素電
極７を構成する透明導電膜は上記工程８−４で画素毎に
エッチングで分離されるも、材料層８ｂのような従来の
保護膜に比べて顕著な光伝導を示す材料層８ａで互いに
導通されるように見える。しかしながら、材料層８ａの
抵抗率は材料層８ｂのそれより低いものの、液晶表示装
置の画像表示動作に応じて個々の画素電極７に分配され
た電荷を、画素電極７間で再配分するには高い値に留ま
る。これは、インジウム−錫−酸化物からなる画素電極
７の例で、その抵抗率が１．７〜３．０×１０４Ω・ｃ
ｍであることからも理解できる。よって、画素電極７が
金属並みの抵抗率、即ち１×１０ ３Ω・ｃｍを示せば、
画像表示動作中の材料層８ａによる画素電極７間の電気
的な短絡は無視できる。
料層８ａ上には、インジウム−錫−酸化物（ＩＴＯ）や
インジウム−亜鉛−酸化物（ＩＺＯ）等の透明導電膜か
らなる画素電極７が形成される。従って、個々の画素電
極７を構成する透明導電膜は上記工程８−４で画素毎に
エッチングで分離されるも、材料層８ｂのような従来の
保護膜に比べて顕著な光伝導を示す材料層８ａで互いに
導通されるように見える。しかしながら、材料層８ａの
抵抗率は材料層８ｂのそれより低いものの、液晶表示装
置の画像表示動作に応じて個々の画素電極７に分配され
た電荷を、画素電極７間で再配分するには高い値に留ま
る。これは、インジウム−錫−酸化物からなる画素電極
７の例で、その抵抗率が１．７〜３．０×１０４Ω・ｃ
ｍであることからも理解できる。よって、画素電極７が
金属並みの抵抗率、即ち１×１０ ３Ω・ｃｍを示せば、
画像表示動作中の材料層８ａによる画素電極７間の電気
的な短絡は無視できる。
【０１３３】その反面、材料層８ａは特に液晶表示装置
の画像表示動作を終了させた時点で独特な効果を発揮す
る。液晶表示装置の画像表示動作が終了する時点で、各
画素に設けられたスイッチング素子（本実施例では薄膜
トランジスタ）への走査信号の印加が打ち切られる。こ
のため、画素電極７には画像表示動作の終了直前に取り
込んだ映像信号に相当する電荷が残留する。この残留電
荷を画素電極７から除去して液晶表示装置の表示画面か
ら残像を消す試みは、液晶表示装置の駆動方法の観点か
らなされているが、十分な効果を得るに至らない。これ
に対し、本実施例の如く、従来の保護膜より抵抗率の低
い材料層８ａと画素電極７とを接合させると、画素電極
７内の残留電荷の少なくとも一部を材料層８ａに逃すこ
とができる。
の画像表示動作を終了させた時点で独特な効果を発揮す
る。液晶表示装置の画像表示動作が終了する時点で、各
画素に設けられたスイッチング素子（本実施例では薄膜
トランジスタ）への走査信号の印加が打ち切られる。こ
のため、画素電極７には画像表示動作の終了直前に取り
込んだ映像信号に相当する電荷が残留する。この残留電
荷を画素電極７から除去して液晶表示装置の表示画面か
ら残像を消す試みは、液晶表示装置の駆動方法の観点か
らなされているが、十分な効果を得るに至らない。これ
に対し、本実施例の如く、従来の保護膜より抵抗率の低
い材料層８ａと画素電極７とを接合させると、画素電極
７内の残留電荷の少なくとも一部を材料層８ａに逃すこ
とができる。
【０１３４】この材料層８ａの効果は、従来の保護膜と
の比較により以下の如く説明できる。従来の保護膜では
残留電荷を画素電極７から逃がすには抵抗率が高すぎ、
その結果、画素電極７の残留電荷はスイッチング素子の
チャネルを通して映像信号線２へ徐々に漏洩して画素電
極７から排出されるのみであった。このため、液晶表示
装置の画像表示動作終了後も、その画素電極７には相当
量の電荷が永らく残り、表示画面に液晶表示装置のユー
ザが認識できる程度の残像を表示させた。これに対し
て、本実施例の材料層８ａは液晶表示パネルの液晶層に
対向する面から電荷を短時間で排出しきれないと想定し
ても、特定の画素電極７に電荷が局在し続ける状態を短
時間で解消することは画素電極７と材料層８ａとの微弱
な導通が画素電極７内の残留電荷を材料層８ａに逃して
いくという上述の説明から明らかである。即ち、液晶表
示装置の画素電極７間における残留電荷量の差がユーザ
にその表示画面の残像を認識させると考えれば、本実施
例の液晶表示装置における画素電極７の残留電荷の材料
層８ａへの漏洩が画素電極７間の残留電荷量の差を縮
め、その表示画面の残像を抑止する効果が得られること
が理解できる。
の比較により以下の如く説明できる。従来の保護膜では
残留電荷を画素電極７から逃がすには抵抗率が高すぎ、
その結果、画素電極７の残留電荷はスイッチング素子の
チャネルを通して映像信号線２へ徐々に漏洩して画素電
極７から排出されるのみであった。このため、液晶表示
装置の画像表示動作終了後も、その画素電極７には相当
量の電荷が永らく残り、表示画面に液晶表示装置のユー
ザが認識できる程度の残像を表示させた。これに対し
て、本実施例の材料層８ａは液晶表示パネルの液晶層に
対向する面から電荷を短時間で排出しきれないと想定し
ても、特定の画素電極７に電荷が局在し続ける状態を短
時間で解消することは画素電極７と材料層８ａとの微弱
な導通が画素電極７内の残留電荷を材料層８ａに逃して
いくという上述の説明から明らかである。即ち、液晶表
示装置の画素電極７間における残留電荷量の差がユーザ
にその表示画面の残像を認識させると考えれば、本実施
例の液晶表示装置における画素電極７の残留電荷の材料
層８ａへの漏洩が画素電極７間の残留電荷量の差を縮
め、その表示画面の残像を抑止する効果が得られること
が理解できる。
【０１３５】本実施例による液晶表示装置において、上
述の材料層８ａによる画素電極からの残留電荷の排出に
望ましい構造の一例として、図１３に改善された映像信
号線端子を示す。図１１に示される映像信号線２は、こ
の下に設けられた半導体層４（半導体層４ａも含む）と
ともにＴＦＴ基板１１の端部まで延び、シール材１４
（図４参照）の外側に出たところで図１３に示される端
子（映像信号線端子）が設けられる。図１３（ａ）は、
この端子の一つの平面構造を拡大して示す平面図であ
り、図１３（ｂ）は図１３（ａ）のＢ−Ｂ’線に沿った
断面図（但し、ＴＦＴ基板１１及びその上の積層構造の
み）である。
述の材料層８ａによる画素電極からの残留電荷の排出に
望ましい構造の一例として、図１３に改善された映像信
号線端子を示す。図１１に示される映像信号線２は、こ
の下に設けられた半導体層４（半導体層４ａも含む）と
ともにＴＦＴ基板１１の端部まで延び、シール材１４
（図４参照）の外側に出たところで図１３に示される端
子（映像信号線端子）が設けられる。図１３（ａ）は、
この端子の一つの平面構造を拡大して示す平面図であ
り、図１３（ｂ）は図１３（ａ）のＢ−Ｂ’線に沿った
断面図（但し、ＴＦＴ基板１１及びその上の積層構造の
み）である。
【０１３６】この映像信号線端子は、上記工程８で作製
した保護膜８の最上面から映像信号線２に到る開口を上
記工程８−１及び８−２で上述の保護膜８の最上面から
ソース電極６ａに到る開口とともに形成し、続いてこの
開口の底部から保護膜８の最上面に延びる透明導電膜７
ａを上記工程８−３及び８−４で上述の画素電極７とと
もに作製する。従って、図１３（ａ）及び（ｂ）に示す
開口（Opening of Through Hole）に形成された透明
導電膜７ａが映像信号線２に供給すべき映像信号を受け
る端子となる。この端子には、図１５に示す映像信号駆
動回路Ｈ−ＤＲＶの出力端子が直接又はフレキシブル印
刷回路基板を通して電気的に接続される。
した保護膜８の最上面から映像信号線２に到る開口を上
記工程８−１及び８−２で上述の保護膜８の最上面から
ソース電極６ａに到る開口とともに形成し、続いてこの
開口の底部から保護膜８の最上面に延びる透明導電膜７
ａを上記工程８−３及び８−４で上述の画素電極７とと
もに作製する。従って、図１３（ａ）及び（ｂ）に示す
開口（Opening of Through Hole）に形成された透明
導電膜７ａが映像信号線２に供給すべき映像信号を受け
る端子となる。この端子には、図１５に示す映像信号駆
動回路Ｈ−ＤＲＶの出力端子が直接又はフレキシブル印
刷回路基板を通して電気的に接続される。
【０１３７】図１３（ａ）及び（ｂ）に示す開口に透明
導電膜７ａを設けることなく、この開口により露出され
た映像信号線２に映像信号駆動回路Ｈ−ＤＲＶからの出
力を接続する場合に比べ、この開口に透明導電膜７ａを
設ける端子構造では、映像信号駆動回路を構成する半導
体素子の電極又はこの半導体素子からの出力信号を伝送
する配線の端子との電気的な接続面積が広がり、また液
晶表示パネル雰囲気による映像信号線２の導電層の腐食
が防げる。
導電膜７ａを設けることなく、この開口により露出され
た映像信号線２に映像信号駆動回路Ｈ−ＤＲＶからの出
力を接続する場合に比べ、この開口に透明導電膜７ａを
設ける端子構造では、映像信号駆動回路を構成する半導
体素子の電極又はこの半導体素子からの出力信号を伝送
する配線の端子との電気的な接続面積が広がり、また液
晶表示パネル雰囲気による映像信号線２の導電層の腐食
が防げる。
【０１３８】本実施例においては、この透明導電膜７ａ
が保護膜８を構成する材料層８ａとも接触するため、上
述の如くこれに漏洩する画素電極７の残留電荷をこの端
子を通して液晶表示パネルの外部回路（図１３の場合、
映像信号駆動回路）にも逃がせられる。材料層８ａ上
に、これより抵抗率の高い別の材料層を設けても、開口
の内壁（図１３（ａ）に示される斜面）において材料層
８ａと透明導電膜７ａが接触するため、上述の効果を損
なうものではない。但し、この別の材料層が材料層８ｂ
に近い絶縁性を示す場合は、その厚さを材料層８ａより
薄くして、材料層８ａと画素電極７との間にトンネル電
流が生じるようにするとよい。このような端子構造を、
ＴＦＴ基板１１又はこれを通して液晶表示パネルの所望
の部分（例えば、カラーフィルタ基板１２に設けられた
共通電極１３）に基準電圧又は接地電位を印加する端子
として設けられると、その効果は更に顕著となる。な
お、このような端子構造が映像信号駆動回路Ｈ−ＤＲＶ
から映像信号線２への信号供給に支障を来さないこと
は、この材料層８ａに画素電極７を接触させても画像表
示動作に支障を及ぼさない上述の説明から明らかであ
る。また、保護膜８の最上面から絶縁膜５を通して走査
信号線１に到る開口を形成し、この開口の底部から保護
膜８の最上面へ延びる透明導電膜を形成して走査信号線
端子を設けても、上述の映像信号線端子と同様な効果が
得られる。
が保護膜８を構成する材料層８ａとも接触するため、上
述の如くこれに漏洩する画素電極７の残留電荷をこの端
子を通して液晶表示パネルの外部回路（図１３の場合、
映像信号駆動回路）にも逃がせられる。材料層８ａ上
に、これより抵抗率の高い別の材料層を設けても、開口
の内壁（図１３（ａ）に示される斜面）において材料層
８ａと透明導電膜７ａが接触するため、上述の効果を損
なうものではない。但し、この別の材料層が材料層８ｂ
に近い絶縁性を示す場合は、その厚さを材料層８ａより
薄くして、材料層８ａと画素電極７との間にトンネル電
流が生じるようにするとよい。このような端子構造を、
ＴＦＴ基板１１又はこれを通して液晶表示パネルの所望
の部分（例えば、カラーフィルタ基板１２に設けられた
共通電極１３）に基準電圧又は接地電位を印加する端子
として設けられると、その効果は更に顕著となる。な
お、このような端子構造が映像信号駆動回路Ｈ−ＤＲＶ
から映像信号線２への信号供給に支障を来さないこと
は、この材料層８ａに画素電極７を接触させても画像表
示動作に支障を及ぼさない上述の説明から明らかであ
る。また、保護膜８の最上面から絶縁膜５を通して走査
信号線１に到る開口を形成し、この開口の底部から保護
膜８の最上面へ延びる透明導電膜を形成して走査信号線
端子を設けても、上述の映像信号線端子と同様な効果が
得られる。
【０１３９】図１３（ａ）及び（ｂ）に示す端子構造
は、第１実施例で述べた面内スイッチング型の液晶表示
装置にも適用できる。この場合、上記工程８−１乃至８
−４を上記工程９の後に行うとよい。また、フォトリソ
グラフィを用いた保護膜８の開口形成工程においては、
ＴＦＴ基板１１主面の略全域に亘って保護膜８上面にフ
ォト・レジストを塗布することが推奨されるが、このフ
ォトレジストの露光及び現像はＴＦＴ基板１１の周縁部
に限定して施してもよい。
は、第１実施例で述べた面内スイッチング型の液晶表示
装置にも適用できる。この場合、上記工程８−１乃至８
−４を上記工程９の後に行うとよい。また、フォトリソ
グラフィを用いた保護膜８の開口形成工程においては、
ＴＦＴ基板１１主面の略全域に亘って保護膜８上面にフ
ォト・レジストを塗布することが推奨されるが、このフ
ォトレジストの露光及び現像はＴＦＴ基板１１の周縁部
に限定して施してもよい。
【０１４０】なお、本明細書に記される透明導電膜と
は、液晶層から出射される光をガラス、プラスチックの
ような光透過率の高い材料からなる基板に伝播させるに
十分な光透過率を有する導電膜を便宜的に表し、この導
電膜がこれに入射する光を吸収する特性を有することを
排除するものではない。また、本実施例では、ＴＦＴ基
板に対向する基板をカラーフィルタ基板と名付けたが、
カラーフィルタを画素電極７上に電着等の技術を用いて
形成しても本発明の実施を阻むものでなく、このような
実施形態においては上述のカラーフィルタ基板はＴＦＴ
基板に対向する対向基板と言い替えられる。さらに、本
実施例でスイッチング素子して用いた薄膜トランジスタ
は、ＭＩＭ（Metal-Insulator-Metal）型の積層構造等
を用いたダイオードに置き換えても本発明の実施に支障
はなく、この場合を含めると、上記ＴＦＴ基板（スイッ
チング素子が設けられる基板）は第１基板に、これに対
向する基板（本実施例におけるカラーフィルタ基板）は
第２基板に、夫々言い替えることができる。 《第３実施例》本発明による液晶表示装置の第３実施例
として、上述の保護膜を垂直配向型（Vertically Alig
ned type，ＶＡ型とも記す）の液晶表示装置に適用し
た例を図１４の断面図を参照して説明する。
は、液晶層から出射される光をガラス、プラスチックの
ような光透過率の高い材料からなる基板に伝播させるに
十分な光透過率を有する導電膜を便宜的に表し、この導
電膜がこれに入射する光を吸収する特性を有することを
排除するものではない。また、本実施例では、ＴＦＴ基
板に対向する基板をカラーフィルタ基板と名付けたが、
カラーフィルタを画素電極７上に電着等の技術を用いて
形成しても本発明の実施を阻むものでなく、このような
実施形態においては上述のカラーフィルタ基板はＴＦＴ
基板に対向する対向基板と言い替えられる。さらに、本
実施例でスイッチング素子して用いた薄膜トランジスタ
は、ＭＩＭ（Metal-Insulator-Metal）型の積層構造等
を用いたダイオードに置き換えても本発明の実施に支障
はなく、この場合を含めると、上記ＴＦＴ基板（スイッ
チング素子が設けられる基板）は第１基板に、これに対
向する基板（本実施例におけるカラーフィルタ基板）は
第２基板に、夫々言い替えることができる。 《第３実施例》本発明による液晶表示装置の第３実施例
として、上述の保護膜を垂直配向型（Vertically Alig
ned type，ＶＡ型とも記す）の液晶表示装置に適用し
た例を図１４の断面図を参照して説明する。
【０１４１】ＶＡ型の液晶表示装置の詳細は、例えば特
開２０００−１２２０６５号公報に説明されているた
め、これに特徴的な液晶分子の配向形態やその電界に対
する動作についての説明は省き、これに特徴的な画素構
造のみを以下に説明する。
開２０００−１２２０６５号公報に説明されているた
め、これに特徴的な液晶分子の配向形態やその電界に対
する動作についての説明は省き、これに特徴的な画素構
造のみを以下に説明する。
【０１４２】ＶＡ型の液晶表示装置では、スイッチング
素子及びこれに接続される画素電極７を第１の基板１１
の主面上に、この画素電極とともに液晶層１５に電界を
形成する対向電極１３を第２の基板１２（液晶層１５を
挟んで第１の基板と対向する）の主面上に夫々形成す
る。このような構造は、上記第２実施例のＴＮ型液晶表
示装置に共通するが、ＶＡ型の液晶表示装置では、画素
電極７及び対向電極１３の少なくとも一方を画素内（図
１４においてはカラーフィルタＣＦに対向する部分）に
おいて互いに離間された複数の導電層として形成し、又
はその液晶層１５側の主面に少なくとも２種類の斜面を
形成する構造に特徴を有する。このような電極構造は、
１つの画素において液晶層１５に対する印加方向が異な
る少なくとも２種類の電界を発生させる。ＶＡ型の液晶
表示装置の一つの特徴として、画素電極及び対向電極の
少なくとも一方の電極が基板主面内において他方の電極
と対向しない部分を画素内（例えば、ブラックマトリク
スの開口やカラーフィルタ層の輪郭で規定される領域
内）に有することが指摘できる。
素子及びこれに接続される画素電極７を第１の基板１１
の主面上に、この画素電極とともに液晶層１５に電界を
形成する対向電極１３を第２の基板１２（液晶層１５を
挟んで第１の基板と対向する）の主面上に夫々形成す
る。このような構造は、上記第２実施例のＴＮ型液晶表
示装置に共通するが、ＶＡ型の液晶表示装置では、画素
電極７及び対向電極１３の少なくとも一方を画素内（図
１４においてはカラーフィルタＣＦに対向する部分）に
おいて互いに離間された複数の導電層として形成し、又
はその液晶層１５側の主面に少なくとも２種類の斜面を
形成する構造に特徴を有する。このような電極構造は、
１つの画素において液晶層１５に対する印加方向が異な
る少なくとも２種類の電界を発生させる。ＶＡ型の液晶
表示装置の一つの特徴として、画素電極及び対向電極の
少なくとも一方の電極が基板主面内において他方の電極
と対向しない部分を画素内（例えば、ブラックマトリク
スの開口やカラーフィルタ層の輪郭で規定される領域
内）に有することが指摘できる。
【０１４３】本実施例では、図１４に示す如く画素電極
７と対向電極１３の各々を画素内で分割している。分割
された画素電極７及び対向電極１３の各部分は、図１に
示す面内スイッチング型液晶表示装置の画素電極６や対
向電極３ａと同様に画素の周縁で導通される。また、画
素電極７の各部分には右上方向に向いた第１斜面と左上
方向に向いた第２斜面の所謂第１基板１１主面に対する
傾きの異なる２種類の斜面が形成される。これに対し、
対向電極１３の各部分には左下方向に向いた第１斜面と
右下方向に向いた第２斜面の所謂第２基板１２主面に対
する傾きの異なる２種類の斜面が形成される。画素電極
７の各部分と対向電極の各部分は、前者の第１斜面が後
者の第１斜面に、前者の第２斜面が後者の第２斜面に夫
々液晶層を挟んで対向するように配置される。これによ
り、画素電極７の第１斜面と対向電極１３の第１斜面と
の間には電界Ｅ１が、画素電極７の第２斜面と対向電極
１３の第２斜面との間には電界Ｅ２が画素電極７への信
号電圧印加により夫々生じる。しかし、電界Ｅ１による
液晶分子の挙動（配向方向の変位）と電界Ｅ２による液
晶分子の挙動は、液晶表示パネルの表示画像を観察する
側（図１４の上側）において互いに異なるように見え
る。即ち、一つの画素に送られた映像信号に対して、こ
の画素内に異なる液晶分子の配向状態が存在する。な
お、図１４に示された第１基板側及び第２基板側の配向
膜９少なくとも一方、またはこれら双方を取り除いた方
が、液晶分子を上述の如く配向できるという報告もあ
る。
７と対向電極１３の各々を画素内で分割している。分割
された画素電極７及び対向電極１３の各部分は、図１に
示す面内スイッチング型液晶表示装置の画素電極６や対
向電極３ａと同様に画素の周縁で導通される。また、画
素電極７の各部分には右上方向に向いた第１斜面と左上
方向に向いた第２斜面の所謂第１基板１１主面に対する
傾きの異なる２種類の斜面が形成される。これに対し、
対向電極１３の各部分には左下方向に向いた第１斜面と
右下方向に向いた第２斜面の所謂第２基板１２主面に対
する傾きの異なる２種類の斜面が形成される。画素電極
７の各部分と対向電極の各部分は、前者の第１斜面が後
者の第１斜面に、前者の第２斜面が後者の第２斜面に夫
々液晶層を挟んで対向するように配置される。これによ
り、画素電極７の第１斜面と対向電極１３の第１斜面と
の間には電界Ｅ１が、画素電極７の第２斜面と対向電極
１３の第２斜面との間には電界Ｅ２が画素電極７への信
号電圧印加により夫々生じる。しかし、電界Ｅ１による
液晶分子の挙動（配向方向の変位）と電界Ｅ２による液
晶分子の挙動は、液晶表示パネルの表示画像を観察する
側（図１４の上側）において互いに異なるように見え
る。即ち、一つの画素に送られた映像信号に対して、こ
の画素内に異なる液晶分子の配向状態が存在する。な
お、図１４に示された第１基板側及び第２基板側の配向
膜９少なくとも一方、またはこれら双方を取り除いた方
が、液晶分子を上述の如く配向できるという報告もあ
る。
【０１４４】液晶表示装置による画像表示の問題点とし
て、表示画面の法線方向に対する角度（所謂視野角）の
増大に対するコントラスト低下が上げられる。これは、
或る画素から液晶層を通して出射される光の強度が視野
角の増大により所望の値からずれることに起因する。し
かしながら、本実施例の画素では、視野角に応じて電界
Ｅ１により配向された液晶分子が伝搬する光の強度のず
れを電界Ｅ２により配向された液晶分子が伝搬する光の
強度が補償し、またその逆の補償をも行うことにより、
コントラストの低下を防ぐ効果を奏する。
て、表示画面の法線方向に対する角度（所謂視野角）の
増大に対するコントラスト低下が上げられる。これは、
或る画素から液晶層を通して出射される光の強度が視野
角の増大により所望の値からずれることに起因する。し
かしながら、本実施例の画素では、視野角に応じて電界
Ｅ１により配向された液晶分子が伝搬する光の強度のず
れを電界Ｅ２により配向された液晶分子が伝搬する光の
強度が補償し、またその逆の補償をも行うことにより、
コントラストの低下を防ぐ効果を奏する。
【０１４５】本実施例のＴＦＴ基板では、トップ・ゲー
ト構造の薄膜トランジスタが採用されている。この特徴
は、第１の基板１１主面に対して薄膜トランジスタのチ
ャネルとなる半導体層４上にゲート電極１ａを配置した
構造にあり、第１実施例及び第２実施例で図示した薄膜
トランジスタのそれとは絶縁膜５を挟んでゲート電極１
ａとソース電極６ａ及びドレイン電極２ａとの配置が逆
転している。本実施例のようなトップ・ゲート構造は、
半導体層４の作製を他の配線層に比べて第１の基板の加
工工程の始めに行う必要のある場合に好適で、例えば、
非晶質の半導体層４にレーザ照射でアニーリングを施
し、この半導体層４を多結晶又は単結晶に近い状態に変
える上で推奨される。なお、本実施例の液晶表示装置に
おいて、薄膜トランジスタを第１実施例や第２実施例の
如き、ボトム・ゲート構造に置換えても支障はない。
ト構造の薄膜トランジスタが採用されている。この特徴
は、第１の基板１１主面に対して薄膜トランジスタのチ
ャネルとなる半導体層４上にゲート電極１ａを配置した
構造にあり、第１実施例及び第２実施例で図示した薄膜
トランジスタのそれとは絶縁膜５を挟んでゲート電極１
ａとソース電極６ａ及びドレイン電極２ａとの配置が逆
転している。本実施例のようなトップ・ゲート構造は、
半導体層４の作製を他の配線層に比べて第１の基板の加
工工程の始めに行う必要のある場合に好適で、例えば、
非晶質の半導体層４にレーザ照射でアニーリングを施
し、この半導体層４を多結晶又は単結晶に近い状態に変
える上で推奨される。なお、本実施例の液晶表示装置に
おいて、薄膜トランジスタを第１実施例や第２実施例の
如き、ボトム・ゲート構造に置換えても支障はない。
【０１４６】画素電極７の上面に上述の如き斜面を形成
するために、絶縁膜５上にはゲート電極１ａとともに保
持容量電極１ｄを設け、エッチャントを適宜選択するこ
とにより、その上面に傾斜を持たせる。このゲート電極
１ａ及び保持容量電極を覆うように保護膜８を形成し、
これに薄膜トランジスタのソース電極６ａ上面に到る開
口を設け、この開口の底部のソース電極６上から保護膜
８の上面に透明導電膜を延ばして画素電極７を形成す
る。本実施例による保護膜８を構成する材料層８ａ，８
ｂは第２実施例の材料層８ａ，８ｂに夫々準じて形成さ
れ、また画素電極７も第２実施例のそれに準じて形成さ
れる。また、本実施例による保護膜８も、第２実施例で
述べた様な効果を奏し、本実施例の走査信号線端子を図
１３（ａ），や図１３（ｂ）に示したように形成するこ
とにより、その効果も顕著となる。
するために、絶縁膜５上にはゲート電極１ａとともに保
持容量電極１ｄを設け、エッチャントを適宜選択するこ
とにより、その上面に傾斜を持たせる。このゲート電極
１ａ及び保持容量電極を覆うように保護膜８を形成し、
これに薄膜トランジスタのソース電極６ａ上面に到る開
口を設け、この開口の底部のソース電極６上から保護膜
８の上面に透明導電膜を延ばして画素電極７を形成す
る。本実施例による保護膜８を構成する材料層８ａ，８
ｂは第２実施例の材料層８ａ，８ｂに夫々準じて形成さ
れ、また画素電極７も第２実施例のそれに準じて形成さ
れる。また、本実施例による保護膜８も、第２実施例で
述べた様な効果を奏し、本実施例の走査信号線端子を図
１３（ａ），や図１３（ｂ）に示したように形成するこ
とにより、その効果も顕著となる。
【０１４７】一方、本実施例の第２の基板にも第１の基
板に設けた材料層８ａ，８ｂと夫々同様な組成の材料層
１８ａ，１８ｂを積層した保護膜１８が形成される。材
料層１８ｂに比べて抵抗率の低い材料層１８ａの上面
（図１４においては下面）には、上述の画素電極７と同
様な透明導電膜からなる対向電極１３が形成される。対
向電極１３の上面（図１４においては下面）に斜面を形
成する上で、液晶層１５から光を第２基板１２側に伝搬
することを考慮し、その下地膜として上述の保持容量電
極１ｄのような三角状の断面を有する金属膜又は合金膜
を設けることは避けた。その代わり、透明導電膜をエッ
チングにより個々の対向電極１３にパターン化した後、
条件を変えてエッチングし直して斜面を形成した。
板に設けた材料層８ａ，８ｂと夫々同様な組成の材料層
１８ａ，１８ｂを積層した保護膜１８が形成される。材
料層１８ｂに比べて抵抗率の低い材料層１８ａの上面
（図１４においては下面）には、上述の画素電極７と同
様な透明導電膜からなる対向電極１３が形成される。対
向電極１３の上面（図１４においては下面）に斜面を形
成する上で、液晶層１５から光を第２基板１２側に伝搬
することを考慮し、その下地膜として上述の保持容量電
極１ｄのような三角状の断面を有する金属膜又は合金膜
を設けることは避けた。その代わり、透明導電膜をエッ
チングにより個々の対向電極１３にパターン化した後、
条件を変えてエッチングし直して斜面を形成した。
【０１４８】本実施例のように、対向電極１３を第２基
板１２上に互いに離間させて形成する場合も、本発明に
よる保護膜１８（オーバーコート膜とも呼ばれる）を採
用することが望ましい。特に、液晶表示装置の対向電極
の電位をフレーム毎、または所定数の走査信号線２を動
作させる毎に変化させるコモン反転駆動において、第２
の基板１２側にも対向電極１３間で残留電荷量が相違し
得る。従って、残像の解消に当り、各対向電極１３から
残留電荷を排出し、対向電極１３間に生じる電位差を解
消することが肝心である。このように本発明による保護
膜１８をスイッチング素子が設けられた第１基板に対向
する第２基板に形成することは、第２実施例で述べたＴ
Ｎ型の液晶表示装置においても、画素群に応じて対向電
極１３を分割する場合に残像低減の効果を奏する。
板１２上に互いに離間させて形成する場合も、本発明に
よる保護膜１８（オーバーコート膜とも呼ばれる）を採
用することが望ましい。特に、液晶表示装置の対向電極
の電位をフレーム毎、または所定数の走査信号線２を動
作させる毎に変化させるコモン反転駆動において、第２
の基板１２側にも対向電極１３間で残留電荷量が相違し
得る。従って、残像の解消に当り、各対向電極１３から
残留電荷を排出し、対向電極１３間に生じる電位差を解
消することが肝心である。このように本発明による保護
膜１８をスイッチング素子が設けられた第１基板に対向
する第２基板に形成することは、第２実施例で述べたＴ
Ｎ型の液晶表示装置においても、画素群に応じて対向電
極１３を分割する場合に残像低減の効果を奏する。
【０１４９】以上、第１乃至第３実施例において、本発
明による保護膜構造を適用した液晶表示装置を説明した
が、この保護膜構造の適用範囲はこれらの実施例の開示
に限定されるものでない。また、従来の保護膜に対し、
これより液晶層側に設けられる抵抗率の低い新たな保護
膜は、その実施形態に応じて上述の如く窒化珪素層や材
料層と呼ばれるに限らない。例えば、基板主面上に上述
の材料層８ｂと材料層８ａをこの順に積層する工程にお
いて、前者は第１保護膜層（８ｂ）、後者は第２保護膜
層（８ａ）とも称される。
明による保護膜構造を適用した液晶表示装置を説明した
が、この保護膜構造の適用範囲はこれらの実施例の開示
に限定されるものでない。また、従来の保護膜に対し、
これより液晶層側に設けられる抵抗率の低い新たな保護
膜は、その実施形態に応じて上述の如く窒化珪素層や材
料層と呼ばれるに限らない。例えば、基板主面上に上述
の材料層８ｂと材料層８ａをこの順に積層する工程にお
いて、前者は第１保護膜層（８ｂ）、後者は第２保護膜
層（８ａ）とも称される。
【０１５０】
【発明の効果】以上に述べた本発明による液晶表示装置
は、その液晶表示パネル単体からこれを組込んだ液晶表
示モジュール製品に到る全体に関し、次のような効果を
もたらす。
は、その液晶表示パネル単体からこれを組込んだ液晶表
示モジュール製品に到る全体に関し、次のような効果を
もたらす。
【０１５１】第１に、液晶表示装置の表示画面に生じる
残像を緩和する特性が向上されるため、画像表示品質に
優れた液晶表示装置及び液晶表示モジュールが提供でき
る。
残像を緩和する特性が向上されるため、画像表示品質に
優れた液晶表示装置及び液晶表示モジュールが提供でき
る。
【０１５２】第２に、上述のような画像表示品質に優れ
た液晶表示装置（液晶表示パネル）を、新たな製造装置
を導入することなく、既存の蒸着装置による成膜条件の
制御のみでも製造できるため、その量産化プロセス条件
が容易に設定でき、また、液晶表示装置及びこれを組込
んだモジュールの製造歩留まりも高く維持できる。
た液晶表示装置（液晶表示パネル）を、新たな製造装置
を導入することなく、既存の蒸着装置による成膜条件の
制御のみでも製造できるため、その量産化プロセス条件
が容易に設定でき、また、液晶表示装置及びこれを組込
んだモジュールの製造歩留まりも高く維持できる。
【０１５３】第３に、残像を解消するために液晶表示装
置の駆動方式を複雑にする必要がなくなり、液晶表示パ
ネルに実装される駆動回路の簡素化、小型化が実現でき
る。
置の駆動方式を複雑にする必要がなくなり、液晶表示パ
ネルに実装される駆動回路の簡素化、小型化が実現でき
る。
【０１５４】第４に、バックライト、サイドライト（エ
ッジライト）、フロントライトの形態に関わらず、光源
装置を組合せた液晶表示パネルにおいて、これに照射さ
れる光により本発明による上述の保護膜表面（又はその
近傍）に光伝導（光導電現象）が生じるため、表示画面
から残像を瞬時に消すことも可能となる。
ッジライト）、フロントライトの形態に関わらず、光源
装置を組合せた液晶表示パネルにおいて、これに照射さ
れる光により本発明による上述の保護膜表面（又はその
近傍）に光伝導（光導電現象）が生じるため、表示画面
から残像を瞬時に消すことも可能となる。
【図１】図１は、本発明の第１実施例による面内スイッ
チング型の液晶表示装置を構成する一対の基板の一方の
主面上に形成された複数の画素の一つを拡大して示す平
面図である。
チング型の液晶表示装置を構成する一対の基板の一方の
主面上に形成された複数の画素の一つを拡大して示す平
面図である。
【図２】図２は、図１の一点鎖線II−II’沿いにＴＦＴ
基板を切断したときの断面図である。
基板を切断したときの断面図である。
【図３】図３は、プラズマＣＶＤによる窒化珪素膜形成
に用いた蒸着装置を模式的に示す断面図である。
に用いた蒸着装置を模式的に示す断面図である。
【図４】図４は、液晶表示パネルの断面を模式的に示す
説明図である。
説明図である。
【図５】図５は、液晶表示パネル２１を組込んだ液晶表
示装置の分解斜視図である。
示装置の分解斜視図である。
【図６】図６は、本発明の実施例１の面内スイッチング
型液晶表示装置の残像緩和特性を、バックライト輝度：
２５Ｃｄ／ｍ２における相対フリッカ強度測定で評価し
た結果を示すグラフである。
型液晶表示装置の残像緩和特性を、バックライト輝度：
２５Ｃｄ／ｍ２における相対フリッカ強度測定で評価し
た結果を示すグラフである。
【図７】図７は、本発明の実施例１の面内スイッチング
型液晶表示装置の残像緩和特性を、バックライト輝度：
２５０Ｃｄ／ｍ２における相対フリッカ強度測定で評価
した結果を示すグラフである。
型液晶表示装置の残像緩和特性を、バックライト輝度：
２５０Ｃｄ／ｍ２における相対フリッカ強度測定で評価
した結果を示すグラフである。
【図８】図８は、本発明の実施例１による保護膜８の液
晶層側に設けられる非晶質窒化珪素膜８ａの成長条件
（プラズマに印加される高周波電力）と暗抵抗率及び光
抵抗率との相関を示すグラフである。
晶層側に設けられる非晶質窒化珪素膜８ａの成長条件
（プラズマに印加される高周波電力）と暗抵抗率及び光
抵抗率との相関を示すグラフである。
【図９】図９は、本発明の実施例１による保護膜８の液
晶層側に設けられる非晶質窒化珪素膜８ａの成長条件
（原料ガスの供給比率）と暗抵抗率及び光抵抗率との相
関を示すグラフである。
晶層側に設けられる非晶質窒化珪素膜８ａの成長条件
（原料ガスの供給比率）と暗抵抗率及び光抵抗率との相
関を示すグラフである。
【図１０】図１０は、本発明の実施例１による保護膜８
の液晶層側に設けられる非晶質窒化珪素膜８ａ（下側）
及びスイッチング素子側に設けられる非晶質窒化珪素膜
８ｂ（上側）の赤外光吸収スペクトルの一例を示す図で
ある。
の液晶層側に設けられる非晶質窒化珪素膜８ａ（下側）
及びスイッチング素子側に設けられる非晶質窒化珪素膜
８ｂ（上側）の赤外光吸収スペクトルの一例を示す図で
ある。
【図１１】図１１は、本発明の第２実施例によるＴＮ型
の液晶表示装置（液晶表示パネル）に形成された複数の
画素の一つを拡大して示す平面図である。
の液晶表示装置（液晶表示パネル）に形成された複数の
画素の一つを拡大して示す平面図である。
【図１２】図１２は、図１１の一点鎖線XII−XII’沿い
にＴＦＴ基板を切断したときの断面図である。
にＴＦＴ基板を切断したときの断面図である。
【図１３】図１３は、本発明の第２実施例による液晶表
示装置に好適な映像信号線端子の一つを拡大して示し、
図１３（ａ）はその平面構造を示す平面図、図１３
（ｂ）は図１３（ａ）のＢ−Ｂ’線に沿った断面図であ
る。
示装置に好適な映像信号線端子の一つを拡大して示し、
図１３（ａ）はその平面構造を示す平面図、図１３
（ｂ）は図１３（ａ）のＢ−Ｂ’線に沿った断面図であ
る。
【図１４】図１４は、本発明の第３実施例によるＶＡ型
の液晶表示装置（液晶表示パネル）に形成された画素及
びその近傍の断面図である。
の液晶表示装置（液晶表示パネル）に形成された画素及
びその近傍の断面図である。
【図１５】図１５は、薄膜トランジスタを用いた液晶表
示装置の等価回路図である。
示装置の等価回路図である。
１…走査信号線，１ａ…ゲート電極，２…映像信号線，
２ａ…ドレイン電極，３…基準電圧線，３ａ…対向電
極，４…半導体層（ｉ型），５…絶縁膜（ゲート絶縁
膜），６…画素電極（保護膜より下に形成），６ａ…ソ
ース電極，７…画素電極（保護膜上に形成），８…保護
膜，８ａ…保護膜（上側層），８ｂ…保護膜（下側
層），９…配向膜，１１…基板（ＴＦＴ基板），１２…
基板（対向基板），１３…対向電極，１４…シール材，
１５…液晶層，１８…保護膜，１８ａ…保護膜（上側
層），１８ｂ…保護膜（下側層），ＢＭ…ブラック・マ
トリクス，ＢＭＯ…ブラック・マトリクスの開口の輪
郭，Ｖ−ＤＲＶ…駆動回路（垂直走査回路），Ｈ−ＤＲ
Ｖ…駆動回路（映像信号駆動回路），ＴＣＯＮ…制御回
路。
２ａ…ドレイン電極，３…基準電圧線，３ａ…対向電
極，４…半導体層（ｉ型），５…絶縁膜（ゲート絶縁
膜），６…画素電極（保護膜より下に形成），６ａ…ソ
ース電極，７…画素電極（保護膜上に形成），８…保護
膜，８ａ…保護膜（上側層），８ｂ…保護膜（下側
層），９…配向膜，１１…基板（ＴＦＴ基板），１２…
基板（対向基板），１３…対向電極，１４…シール材，
１５…液晶層，１８…保護膜，１８ａ…保護膜（上側
層），１８ｂ…保護膜（下側層），ＢＭ…ブラック・マ
トリクス，ＢＭＯ…ブラック・マトリクスの開口の輪
郭，Ｖ−ＤＲＶ…駆動回路（垂直走査回路），Ｈ−ＤＲ
Ｖ…駆動回路（映像信号駆動回路），ＴＣＯＮ…制御回
路。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 有吉 知幸
千葉県茂原市早野3300番地 株式会社日立
製作所ディスプレイグループ内
(72)発明者 中谷 光雄
千葉県茂原市早野3300番地 株式会社日立
製作所ディスプレイグループ内
(72)発明者 鈴木 雅彦
千葉県茂原市早野3300番地 株式会社日立
製作所ディスプレイグループ内
(72)発明者 栗山 英樹
千葉県茂原市早野3300番地 株式会社日立
製作所ディスプレイグループ内
(72)発明者 芦沢 啓一郎
千葉県茂原市早野3300番地 株式会社日立
製作所ディスプレイグループ内
Ｆターム(参考） 2H092 GA17 GA27 JA24 JB57 JB58
KB14 KB21 KB24 MA08 NA05
Claims (25)
- 【請求項１】互いに対向して配置された一対の基板と該
一対の基板の主面間に挟まれた液晶層とを備え、 上記一対の基板の一方の上記液晶層に面する主面にはス
イッチング素子及びこれに接続された画素電極を有する
画素領域と該スイッチング素子の該液晶層側に複数の材
料層を積層してなる保護膜とが形成され、 上記複数の材料層は少なくとも第１の材料層と該第１の
材料層より上記液晶層側に設けられた第２の材料層とを
含み、 上記第２の材料層は上記第１の材料層より低く且つ珪素
より高い抵抗率を示す液晶表示装置。 - 【請求項２】上記第２の材料層の抵抗率は、上記第１の
材料層の抵抗率の１／１００より低い請求項１に記載の
液晶表示装置。 - 【請求項３】上記第２の材料層の抵抗率は、上記液晶層
の抵抗率より低い請求項１に記載の液晶表示装置。 - 【請求項４】上記画素電極は上記保護膜に対して上記液
晶層の反対側に設けられている請求項１に記載の液晶表
示装置。 - 【請求項５】上記画素電極は上記保護膜と上記液晶層と
の間に設けられている請求項１に記載の液晶表示装置。 - 【請求項６】上記保護膜の上記液晶層側には配向膜が形
成されている請求項１に記載の液晶表示装置。 - 【請求項７】上記液晶層は上記一対の基板の間に設けら
れたシール材に囲まれた空間に封止され、上記一対の基
板の一方の上記主面には上記スイッチング素子に接続さ
れる信号線が上記空間からその外側に延在して形成さ
れ、上記第２の材料層は上記空間の外側で上記信号線と
外部回路とを電気的に接続する端子に接している請求項
１に記載の液晶表示装置。 - 【請求項８】上記第２の材料層の厚みは、上記保護膜の
厚さの１／２以下である請求項１に記載の液晶表示装
置。 - 【請求項９】上記第２の材料層の厚さは１０ｎｍ以上で
ある請求項８に記載の液晶表示装置。 - 【請求項１０】互いに対向して配置された一対の基板と
該一対の基板の主面間に挟まれた液晶層とを備え、 上記一対の基板の一方の上記液晶層に面する主面にはス
イッチング素子及びこれに接続された画素電極を有する
画素領域と該スイッチング素子の該液晶層側に複数の材
料層を積層してなる保護膜とが形成され、 上記複数の材料層は少なくとも第１の材料層と該第１の
材料層より上記液晶層側に設けられた第２の材料層とを
含み、 上記第２の材料層は上記第１の材料層より低く且つ上記
スイッチング素子のチャネル層より高い抵抗率を示す液
晶表示装置。 - 【請求項１１】互いに対向して配置された一対の基板と
該一対の基板の主面間に挟まれた液晶層とを備え、 上記一対の基板の一方の上記液晶層に面する主面にはス
イッチング素子及びこれに接続された画素電極を有する
画素領域と該スイッチング素子の該液晶層側に接する保
護膜とが形成され、 上記保護膜は、その上記液晶層に対向する面への光照射
によりその抵抗率が該光照射を行わないときの抵抗率の
１／１００以下に減少する液晶表示装置。 - 【請求項１２】上記光照射は、５００キロ・ルクスの照
度の光を上記保護膜の上記液晶層側に照射することによ
る請求項１１に記載の液晶表示装置。 - 【請求項１３】互いに対向して配置された一対の基板と
該一対の基板の主面間に挟まれた液晶層とを備え、 上記一対の基板の一方の上記液晶層に面する主面にはス
イッチング素子及びこれに接続された画素電極を有する
画素領域と該スイッチング素子の該液晶層側に接する保
護膜とが形成され、 上記保護膜の上記液晶層に対向する面は１×１０１３Ω
・ｃｍ〜１×１０１５Ω・ｃｍの範囲にある暗抵抗率を
示し且つ当該面への５００キロ・ルクスの照度の光照射
により１×１０９Ω・ｃｍ〜１×１０１１Ω・ｃｍの抵
抗率を示す液晶表示装置。 - 【請求項１４】互いに対向して配置された一対の基板と
該一対の基板の主面間に挟まれた液晶層とを備え、 上記一対の基板の一方の上記液晶層に面する主面にはス
イッチング素子及びこれに接続された画素電極を有する
画素領域と該スイッチング素子の該液晶層側に複数の材
料層を積層してなる保護膜とが形成され、 上記複数の材料層は少なくとも第１の材料層と該第１の
材料層より上記液晶層側に設けられた第２の材料層とを
含み、 光照射により上記第１の材料層は１×１０１３Ω・ｃｍ
以上の抵抗率を示し且つ上記第２の材料層は１×１０
１１Ω・ｃｍ以下の抵抗率を示す液晶表示装置。 - 【請求項１５】上記光照射は、５００キロ・ルクスの照
度の光を上記保護膜の上記液晶層側に照射することによ
る請求項１４に記載の液晶表示装置。 - 【請求項１６】互いに対向して配置された一対の基板と
該一対の基板の主面間に挟まれた液晶層とを備え、 上記一対の基板の一方の上記液晶層に面する主面にはス
イッチング素子及びこれに接続された画素電極を有する
画素領域と該スイッチング素子の該液晶層側に複数の材
料層を積層してなる保護膜とが形成され、 上記複数の材料層は少なくとも第１の材料層と該第１の
材料層より上記液晶層側に設けられた第２の材料層とを
含み、 上記第２の材料層は上記第１の材料層より高い比誘電率
を有し且つ該第２の材料層の比誘電率は７．５以上であ
る液晶表示装置。 - 【請求項１７】互いに対向して配置された一対の基板と
該一対の基板の主面間に挟まれた液晶層とを備え、 上記一対の基板の一方の上記液晶層に面する主面にはス
イッチング素子及びこれに接続された画素電極を有する
画素領域と該スイッチング素子の該液晶層側に接する保
護膜とが形成され、 上記保護膜の上記液晶層に対向する面は７．５以上の比
誘電率を示す液晶表示装置。 - 【請求項１８】上記保護膜の液晶層に対向する面の比誘
電率は、９．０以上である請求項１７に記載の液晶表示
装置。 - 【請求項１９】互いに対向して配置された一対の基板と
該一対の基板の主面間に挟まれた液晶層とを備え、 上記一対の基板の一方の上記液晶層に面する主面にはス
イッチング素子及びこれに接続された画素電極を有する
画素領域と該スイッチング素子の該液晶層側に少なくと
も珪素と窒素を含む材料層からなる保護膜とが形成さ
れ、 上記保護膜は少なくとも第１の材料層と該第１の材料層
より上記液晶層側に設けられた第２の材料層とを含み、 上記第２の材料層の珪素に対する窒素の組成比は上記第
１の材料層のそれより小さい液晶表示装置。 - 【請求項２０】上記第２の材料層の珪素に対する窒素の
組成比は０より大きく且つ１．０以下の範囲にある請求
項１９に記載の液晶表示装置。 - 【請求項２１】互いに対向して配置された一対の基板と
該一対の基板の主面間に挟まれた液晶層とを備え、 上記一対の基板の一方の上記液晶層に面する主面にはス
イッチング素子及びこれに接続された画素電極を有する
画素領域と該スイッチング素子の該液晶層側に少なくと
も珪素と窒素を含む材料層からなる保護膜とが形成さ
れ、 上記保護膜は上記スイッチング素子のチャネル層に接し
且つその上記液晶層に接する面の珪素に対する窒素の組
成比は０より大きく且つ１．０以下の範囲にある液晶表
示装置。 - 【請求項２２】互いに対向して配置された一対の基板と
該一対の基板の主面間に挟まれた液晶層とを備える液晶
表示装置の製造方法において、 上記一対の基板の一方の主面に複数のスイッチング素子
を形成する第１の工程と、 上記スイッチング素子の上部に複数のガスが導入された
プラズマを用いる化学気相蒸着法で保護膜を形成する第
２の工程とを含み、 上記第２の工程は少なくとも第１の組成を有する第１材
料層を蒸着し、その後に上記複数の原料ガスの導入比を
変えて上記第１の組成とは異なる第２の組成を有し且つ
上記第１材料層より低い抵抗率を示す第２材料層を蒸着
する液晶表示装置の製造方法。 - 【請求項２３】互いに対向して配置された一対の基板と
該一対の基板の主面間に挟まれた液晶層とを備える液晶
表示装置の製造方法において、 上記一対の基板の一方の主面に複数のスイッチング素子
を形成する第１の工程と、 上記スイッチング素子の上部に複数のガスが導入された
プラズマを用いる化学気相蒸着法で保護膜を形成する第
２の工程とを含み、 上記第２の工程は少なくとも第１材料層を蒸着し、その
後に上記プラズマに供給する電力を上記第１材料層の蒸
着時のそれより低くして上記第１材料層より低い抵抗率
を示す第２材料層を蒸着する液晶表示装置の製造方法。 - 【請求項２４】上記複数の原料ガスは珪素を含む第１の
ガスと窒素を含む第２のガスであり、上記第１のガスに
対する上記第２のガスの導入比は上記第１材料層蒸着時
において１．０より大きく、且つ上記第２材料層蒸着時
において０より大きく且つ１．０以下の範囲にある請求
項２２又は請求項２３に記載の液晶表示装置の製造方
法。 - 【請求項２５】上記第２材料層の蒸着時に上記プラズマ
に導入される高周波電力は０．２Ｗ／ｃｍ２以下である
請求項２２又は請求項２３に記載の液晶表示装置の製造
方法。
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