JP2002122884A - Liquid crystal display device and its manufacturing method - Google Patents

Liquid crystal display device and its manufacturing method

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JP2002122884A
JP2002122884A JP2000316714A JP2000316714A JP2002122884A JP 2002122884 A JP2002122884 A JP 2002122884A JP 2000316714 A JP2000316714 A JP 2000316714A JP 2000316714 A JP2000316714 A JP 2000316714A JP 2002122884 A JP2002122884 A JP 2002122884A
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transparent
layer
gate electrode
electrode
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JP2000316714A
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Koichi Matsumoto
公一 松本
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NEC Corp
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NEC Corp
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  • Thin Film Transistor (AREA)
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid crystal display device in which off leak current during a TFT off interval can be reduced and on current during an on interval can be increased and its manufacturing method. SOLUTION: A variable color layer 52 is provided between an active layer 4 of a TFT and a TFT substrate 1. When the TFT is turned off, the layer 52 is colored to reduce the amount of light beams made incident on the active layer region so as to reduce the off leak current of the TFT. When the TFT is turned on, the layer 52 is made transparent, the on current is made larger by maximully using the light beams that are made incident. Thus, the on and the off currents can be independently optimized.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、逆スタガード型の
薄膜トランジスタ(以下、TFTと略称する)を搭載す
る液晶表示装置及びその製造方法に関し、TFTのオン
電流及びオフリーク電流を最適化する液晶表示装置及び
その製造方法に関する。
[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a liquid crystal display device equipped with an inverted staggered thin film transistor (hereinafter abbreviated as TFT) and a method of manufacturing the same, and more particularly to a liquid crystal display device which optimizes the on-current and off-leak current of the TFT. And its manufacturing method.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、TFTの特性は、入射光により特
性が変動するため、絶縁膜の成膜条件の変更等でオフリ
ーク電流を低下させようとするとオン電流も低下し、逆
に、オン電流を増大させようとするとオフリーク電流も
増大するため、オン電流とオフリーク電流のどちらも十
分ではないが、液晶表示装置として信頼性や光学特性に
影響の少ない電流特性レベルで妥協せざるを得ない場合
が多く見受けられた。
2. Description of the Related Art Conventionally, the characteristics of a TFT fluctuate due to incident light. Therefore, if an attempt is made to reduce the off-leak current by changing the conditions for forming an insulating film, the on-current is also reduced. If the current is increased, the off-leakage current also increases, so neither the on-state current nor the off-leakage current is sufficient. However, when the liquid crystal display device has to make compromises at a current characteristic level that has little effect on reliability and optical characteristics Was seen a lot.

【0003】ここで、横電界型の液晶表示装置の構成に
ついて説明しておく。図9は、1画素分の表示セルにつ
いて、TFT基板の様子を示すもので、図9(a)は、
TFT基板をその上面から眺めたときの平面図であり、
図9(b)は、図9(a)における切断線A−A’を通
りTFT基板に直交する平面でTFT基板、液晶、CF
基板(TFT基板に対向するカラーフィルタ基板を指
し、以下、CF基板と記載する)を切断したときの断面
図である。
Here, the structure of a liquid crystal display device of a horizontal electric field type will be described. FIG. 9 shows a state of a TFT substrate for a display cell for one pixel, and FIG.
FIG. 4 is a plan view of the TFT substrate when viewed from above,
FIG. 9B shows a plane perpendicular to the TFT substrate passing through the cutting line AA ′ in FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view when a substrate (referred to as a color filter substrate facing a TFT substrate; hereinafter, referred to as a CF substrate) is cut.

【0004】ガラス等の透明絶縁材料からなる第1透明
基板101の表面に対して実質的に平行な電界を作り出
す櫛歯状の電極は、TFT素子を形成したTFT基板1
00のみに形成され、かつ、色層材料は、TFT基板1
00の対向基板であるCF基板200にのみ形成される
ケースを想定して記載する。
A comb-like electrode for generating an electric field substantially parallel to the surface of a first transparent substrate 101 made of a transparent insulating material such as glass is used for a TFT substrate 1 on which a TFT element is formed.
00, and the color layer material is TFT substrate 1
The description will be made on the assumption that the case is formed only on the CF substrate 200 which is the counter substrate of No. 00.

【0005】図に示された表示セルは、第1透明基板1
01及び第1透明基板101の一方の面上の遮光性ゲー
ト電極102、共通電極122、シリコン窒化膜(Si
Nx)等からなる第1絶縁膜103、a−Si(アモル
ファスシリコン)層106、Cr等の金属からなるSD
電極(ソース・ドレイン電極のことを指し、以下、SD
電極と略記する)107、SD電極107と同時に形成
される画素電極127及びデータ線137、シリコン窒
化膜(SiNx)等からなる保護膜108と、第1透明
基板101の他方の面上の偏光板110とを備えるTF
T基板100と、ガラス等の透明絶縁材料からなる第2
透明基板201及び第2透明基板201の一方の面上の
ブラックマトリクス211、色層213、シリコン窒化
膜(SiNx)等からなる第2絶縁膜214と、第2透
明基板201の他方の面上の導電膜215、偏光板21
6とを備えるCF基板200とを有し、それぞれの基板
の最上層の表面に、オフセット印刷等による方法で配向
膜を印刷することにより形成される。
[0005] The display cell shown in FIG.
01 and the light-shielding gate electrode 102, the common electrode 122, and the silicon nitride film (Si
Nx) or the like, a first insulating film 103, an a-Si (amorphous silicon) layer 106, and an SD made of a metal such as Cr.
Electrodes (refers to source / drain electrodes, hereinafter SD
A pixel electrode 127 and a data line 137 formed simultaneously with the SD electrode 107, a protective film 108 made of a silicon nitride film (SiNx) or the like, and a polarizing plate on the other surface of the first transparent substrate 101. TF with 110
A T substrate 100 and a second substrate made of a transparent insulating material such as glass.
The black matrix 211 on one surface of the transparent substrate 201 and the second transparent substrate 201, the color layer 213, the second insulating film 214 made of a silicon nitride film (SiNx) and the like, and the other surface of the second transparent substrate 201 on the other surface Conductive film 215, polarizing plate 21
And a CF substrate 200 having an alignment film 6 formed on the uppermost surface of each substrate by printing an alignment film by a method such as offset printing.

【0006】こうして得られたTFT基板100とCF
基板200の配向膜をラビングにより配向膜117とし
て、所定の方向に配向膜分子を並べ、この2枚の基板が
所定の間隔を持つようにセルギャップ材を挟みこませて
組み合わせ、その間隙に液晶118を封止する。
The thus obtained TFT substrate 100 and CF
The alignment film of the substrate 200 is rubbed as an alignment film 117, alignment molecules of the alignment film are arranged in a predetermined direction, a cell gap material is sandwiched between the two substrates so as to have a predetermined interval, and a liquid crystal is formed in the gap. 118 is sealed.

【0007】また、TFT基板100の表面に対して実
効的に横方向の電界を発生させる櫛歯状の画素電極12
7と共通電極122との相互間隔は、およそ7μmが設
定される。
Further, a comb-shaped pixel electrode 12 for effectively generating an electric field in a lateral direction with respect to the surface of the TFT substrate 100.
The distance between 7 and common electrode 122 is set to about 7 μm.

【0008】また、偏光板110、偏光板216はおよ
そ0.2mmの厚さに設定される。導電膜215は、お
よそ50nmの厚さに設定される。第1透明基板及び第
2透明基板は、およそ0.7mmの厚さに設定される。
ブラックマトリクス211は、およそ1μmの厚さに設
定される。色層213は、およそ1μmの厚さに設定さ
れる。第2絶縁膜214の厚さはおよそ1μmの厚さに
設定される。配向膜117は、およそ50nmの厚さに
設定される。データ線137及び画素電極127は、厚
さは200nmの厚さに設定される。第1絶縁膜(ゲー
ト絶縁膜)103は、およそ500nmの厚さに設定さ
れる。保護膜108は、およそ300nmの厚さに設定
される。共通電極122は、およそ400nmの厚さに
設定される。また、液晶118の厚さ(セルギャップ)
は、セル内スペーサを適度な散布密度にて配置し、4.
5μmと設定される。
The thicknesses of the polarizing plates 110 and 216 are set to about 0.2 mm. The conductive film 215 is set to a thickness of about 50 nm. The first transparent substrate and the second transparent substrate are set to a thickness of about 0.7 mm.
The black matrix 211 is set to a thickness of about 1 μm. The color layer 213 is set to a thickness of about 1 μm. The thickness of the second insulating film 214 is set to a thickness of about 1 μm. The orientation film 117 is set to a thickness of about 50 nm. The data line 137 and the pixel electrode 127 are set to a thickness of 200 nm. The first insulating film (gate insulating film) 103 is set to a thickness of about 500 nm. The protective film 108 is set to a thickness of about 300 nm. The common electrode 122 is set to a thickness of about 400 nm. Also, the thickness (cell gap) of the liquid crystal 118
3. arranges the spacers in the cell at an appropriate distribution density,
It is set to 5 μm.

【0009】このようにして得られた液晶パネルは、ラ
ビング方法により規定した液晶の配向方向にTFT基板
100の偏光板110の透過軸を一致させ、かつ、CF
基板200にはTFT基板100側と吸収軸を直交させ
た偏光板216を貼り合わせ、光156をTFT基板1
00側から照射し、画素電極127と共通電極122の
間に自在に電位差を与えることで、黒表示から白表示ま
でフルカラー表示を行うことができる。
In the liquid crystal panel thus obtained, the transmission axis of the polarizing plate 110 of the TFT substrate 100 is made coincident with the alignment direction of the liquid crystal specified by the rubbing method, and the CF is used.
A polarizing plate 216 having an absorption axis orthogonal to that of the TFT substrate 100 is attached to the substrate 200, and light 156 is applied to the TFT substrate 1.
By irradiating from the 00 side and giving a potential difference freely between the pixel electrode 127 and the common electrode 122, full-color display from black display to white display can be performed.

【0010】次に、図9(b)に示されるTFT基板1
00のTFTを形成するための製造方法を図9(a)の
切断線B−B’における断面図として図10、11に示
す。
Next, the TFT substrate 1 shown in FIG.
FIGS. 10 and 11 show a manufacturing method for forming the TFT No. 00 as a cross-sectional view taken along the line BB ′ of FIG. 9A.

【0011】まず、第1透明基板101の上にCr等の
遮光性ゲート電極102を形成するが、このとき同時に
第1透明基板101の他の領域上に共通電極122を形
成する(図10(a))。
First, a light-shielding gate electrode 102 made of Cr or the like is formed on the first transparent substrate 101. At this time, a common electrode 122 is simultaneously formed on another region of the first transparent substrate 101 (FIG. a)).

【0012】次に、シリコン酸化膜及びシリコン窒化膜
(SiNx)を順に第1透明基板101上全面に堆積し
て第1絶縁膜103とし、さらに、a−Si膜104、
+型a−Si膜105を順に堆積し、n+型a−Si膜
及びa−Si膜を同じパターンにパターニングしてa−
Si膜104及びn+型a−Si膜105からなるa−
Si層106を形成する(図10(b))。
Next, a silicon oxide film and a silicon nitride film (SiNx) are sequentially deposited on the entire surface of the first transparent substrate 101 to form a first insulating film 103. Further, an a-Si film 104 is formed.
An n + -type a-Si film 105 is sequentially deposited, and the n + -type a-Si film and the a-Si film are patterned into the same pattern to form an a-
An a- layer comprising an Si film 104 and an n + type a-Si film 105;
An Si layer 106 is formed (FIG. 10B).

【0013】次に、a−Si層106を覆って第1透明
基板101の全面にCr等の金属膜を堆積し、パターニ
ングしてSD電極107を形成するが、このとき同時
に、SD電極107の延長線としての画素電極127、
他の領域上にデータ線137が形成される。画素電極1
27は、図9(a)に示すように、下方に形成された共
通電極122と共に互いに平行する電極を形成し、これ
らの間に電圧を印加することにより、第1透明基板10
1の表面に概略平行な電界を生じさせる。SD電極10
7を形成した後、SD電極107パターンをマスクとし
て、a−Si層106の上層を構成するn+型a−Si
膜105が少なくとも除去されるようにn+型a−Si
膜104のエッチングを行う(図10(c))。
Next, a metal film such as Cr is deposited on the entire surface of the first transparent substrate 101 so as to cover the a-Si layer 106, and is patterned to form the SD electrode 107. At this time, the SD electrode 107 A pixel electrode 127 as an extension,
Data lines 137 are formed on other areas. Pixel electrode 1
27, as shown in FIG. 9A, the first transparent substrate 10 is formed by forming parallel electrodes with a common electrode 122 formed below and applying a voltage between the electrodes.
A substantially parallel electric field is generated on the surface of the first surface. SD electrode 10
7 is formed, using the pattern of the SD electrode 107 as a mask, the n + -type a-Si
N + type a-Si so that at least the film 105 is removed.
The film 104 is etched (FIG. 10C).

【0014】次に、SD電極107、画素電極127及
びa−Si層106を覆うシリコン窒化膜からなる保護
膜108を堆積し、共通電極122及び画素電極127
の上にある保護膜108を形成する(図11(a))。
Next, a protective film 108 made of a silicon nitride film covering the SD electrode 107, the pixel electrode 127 and the a-Si layer 106 is deposited, and the common electrode 122 and the pixel electrode 127 are deposited.
Then, a protective film 108 is formed thereon (FIG. 11A).

【0015】最後に、保護膜108の上には配向膜11
7を、第1透明基板101の裏面(TFTの形成されて
いない第1透明基板101の面を裏面と呼ぶ)には偏光
板110を形成すると、横電界型の液晶表示装置のTF
T基板が完成する(図11(b)) 液晶表示装置の色表示は、図9(b)に示すように、第
1透明基板101の裏面から光156を入射させてTF
T基板100に対向するCF基板200を照射すること
により行われる。この光156の照射に際して、上記の
ようにして形成されたTFT基板100のTFTの特性
は、入射光により変動する。
Finally, the alignment film 11 is formed on the protective film 108.
7, a polarizing plate 110 is formed on the back surface of the first transparent substrate 101 (the surface of the first transparent substrate 101 on which the TFT is not formed is referred to as the back surface).
The T substrate is completed (FIG. 11B). In the color display of the liquid crystal display device, as shown in FIG.
This is performed by irradiating the CF substrate 200 facing the T substrate 100. Upon irradiation with the light 156, the characteristics of the TFT of the TFT substrate 100 formed as described above fluctuate due to incident light.

【0016】即ち、TFTの遮光性ゲート電極102に
より遮光されない領域のa−Si層106に光が入射す
ると、a−Si層106内でキャリアが発生し、TFT
のソース・ドレイン間電流に影響することとなる。
That is, when light enters the a-Si layer 106 in a region not shielded by the light-shielding gate electrode 102 of the TFT, carriers are generated in the a-Si layer 106, and
The source-drain current.

【0017】この現象を防止するために、TFTのオフ
リーク電流を低下させるためにa−Si層106への光
路をできる限り広く遮断しようとすると、オン電流も低
下し、逆に、a−Si層106の遮光部分を活性領域の
みに限定して入射光面積をできる限り広くしオン電流を
増大させようとすると、オフリーク電流も増大するた
め、オン電流とオフリーク電流のどちらも十分ではない
が、液晶表示装置として信頼性や光学特性に影響の少な
い電流特性レベルで妥協せざるを得ない場合が多く見受
けられた。
In order to prevent this phenomenon, if the light path to the a-Si layer 106 is to be cut off as widely as possible in order to reduce the off-leak current of the TFT, the on-current also decreases, and conversely, the a-Si layer If the on-current is increased by increasing the incident light area as much as possible by limiting the light-shielding portion 106 to only the active region to increase the on-current, neither the on-current nor the off-leak current is sufficient. In many cases, a compromise has to be made at a current characteristic level that does not affect reliability or optical characteristics as a display device.

【0018】[0018]

【発明が解決しようとする課題】これを解決する方法の
一つに、特開昭62−235983号公報は、逆スタガ
ード型のTFTのチャネル部上に透明電極を形成し、透
明電極に電圧を印加してその上方に位置する液晶を回転
させて対向基板側からの光の入射を制御することによ
り、オン電流を増大させ、オフリーク電流を低下させて
いる。
One of the methods for solving this problem is disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. Sho 62-235983, in which a transparent electrode is formed on a channel portion of a reverse staggered TFT, and a voltage is applied to the transparent electrode. The on-current is increased and the off-leakage current is reduced by controlling the incidence of light from the counter substrate side by rotating the liquid crystal positioned above the applied liquid crystal.

【0019】然るにこの方法では、TFT基板裏面から
の光の照射に対しては何ら遮光対策が行われていない。
However, in this method, no measures are taken against light irradiation from the back surface of the TFT substrate.

【0020】本発明は、TFTへの光の入射の主原因で
あるTFT基板裏面からの光の入射を入射光量、光エネ
ルギーの面から制御して、TFTオフ時のオフリーク電
流を減らすと同時にオン時のオン電流を増やすことので
きる液晶表示装置及びその製造方法を提供することにあ
る。
The present invention controls the incidence of light from the back of the TFT substrate, which is the main cause of the incidence of light on the TFT, from the viewpoint of the amount of incident light and light energy, thereby reducing the off-leak current when the TFT is off and simultaneously turning it on. It is an object of the present invention to provide a liquid crystal display device capable of increasing an on-state current at the time and a method of manufacturing the same.

【0021】[0021]

【課題を解決するための手段】本発明の液晶表示装置
は、透明基板と、その上に形成された能動素子とを有
し、前記透明基板に対して前記能動素子と反対の方向か
ら前記透明基板に向けて光を入射させることにより色表
示を行う液晶表示装置であって、前記透明基板上に形成
された透明スイッチ電極と、前記透明スイッチ電極に接
して形成された着色状態が可変の可変着色層とを有し、
前記可変着色層は、前記透明スイッチ電極と前記能動素
子を構成する遮光性のゲート電極との間に配置され、前
記ゲート電極と前記透明スイッチ電極との間に電位差を
生じさせて前記可変着色層の着色状態を変えることによ
り、前記能動素子を構成する活性層への光の入射を制御
することを基本構成としている。本発明の液晶表示装置
は、以下のような適用形態を採る。
According to the present invention, there is provided a liquid crystal display device comprising a transparent substrate and an active element formed thereon, wherein the transparent substrate is formed in a direction opposite to the active element with respect to the transparent substrate. What is claimed is: 1. A liquid crystal display device which performs color display by irradiating light toward a substrate, wherein a transparent switch electrode formed on the transparent substrate and a colored state formed in contact with the transparent switch electrode are variable. Having a colored layer,
The variable coloring layer is disposed between the transparent switch electrode and a light-shielding gate electrode that constitutes the active element, and causes a potential difference between the gate electrode and the transparent switch electrode to generate the variable coloring layer. The basic configuration is to control the incidence of light on the active layer constituting the active element by changing the colored state of the active element. The liquid crystal display device of the present invention employs the following application modes.

【0022】まず、前記活性層への光の入射の制御が、
光を前記可変着色層を通過させて前記活性層への光の入
射光量を変化させることにより行われる、或いは、前記
活性層への光の入射の制御が、光を前記可変着色層を通
過させて前記活性層へ入射する光の光エネルギーを変化
させることにより行われる。
First, control of light incidence on the active layer is as follows:
It is performed by changing the amount of light incident on the active layer by passing light through the variable coloring layer, or controlling the incidence of light on the active layer is performed by passing light through the variable coloring layer. This is performed by changing the light energy of light incident on the active layer.

【0023】また、前記ゲート電極は、前記透明基板の
面に概略平行な平面において少なくとも互いに接する透
明ゲート電極を有する。
Further, the gate electrode has a transparent gate electrode which is at least in contact with each other on a plane substantially parallel to the surface of the transparent substrate.

【0024】また、前記可変着色層は、前記活性層のう
ち前記ゲート電極との重複領域以外の活性層領域と少な
くとも一部重複する形状に形成される。
Further, the variable coloring layer is formed in a shape that at least partially overlaps with the active layer region other than the overlapping region with the gate electrode in the active layer.

【0025】次に、本発明の液晶表示装置の製造方法
は、透明基板の上に透明導電膜を堆積し、前記透明導電
膜をパターニングして透明スイッチ電極を形成する工程
と、前記透明基板及び前記透明スイッチ電極を覆う可変
着色材料を堆積し、前記可変着色材料をパターニングし
て前記透明スイッチ電極の上に前記透明スイッチ電極と
概略同一のパターンに可変着色層を形成する工程と、前
記透明スイッチ電極及び前記可変着色層を覆う第1絶縁
膜を前記透明基板の上に堆積する工程と、前記第1絶縁
膜の上にあって前記可変着色層の上方に位置する遮光性
ゲート電極及び透明ゲート電極を、前記透明基板の面に
概略平行な面において少なくとも互いに接すべく形成す
る工程と、前記遮光性ゲート電極及び前記透明ゲート電
極を覆う第2絶縁膜を前記第1絶縁膜の上に堆積する工
程と、前記第2絶縁膜の上に半導体膜を堆積し、前記半
導体膜をパターニングして、前記遮光性ゲート電極の上
方に半導体膜からなる活性層を形成する工程とを含むこ
とを特徴とし、前記可変着色層は、前記活性層のうち前
記遮光性ゲート電極との重複領域以外の活性層領域と少
なくとも一部重複する形状に形成される、というもので
ある。
Next, in the method for manufacturing a liquid crystal display device according to the present invention, a step of depositing a transparent conductive film on a transparent substrate and patterning the transparent conductive film to form a transparent switch electrode; Depositing a variable coloring material covering the transparent switch electrode, patterning the variable coloring material to form a variable coloring layer on the transparent switch electrode in a pattern substantially the same as the transparent switch electrode; and Depositing a first insulating film covering the electrode and the variable coloring layer on the transparent substrate; and a light-shielding gate electrode and a transparent gate on the first insulating film and located above the variable coloring layer. Forming electrodes so as to be in contact with each other at least in a plane substantially parallel to the plane of the transparent substrate; and a second insulating film covering the light-shielding gate electrode and the transparent gate electrode Depositing a semiconductor film on the first insulating film, patterning the semiconductor film on the second insulating film, and forming an active layer made of a semiconductor film above the light-shielding gate electrode. Forming the variable colored layer in a shape that at least partially overlaps the active layer region of the active layer other than the overlapping region with the light-shielding gate electrode. It is.

【0026】[0026]

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態について
説明するが、本発明は、逆スタガード型のTFTのa−
Si膜への光の入射に焦点を当てているので、TFTを
中心として説明を進めることとする。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, an embodiment of the present invention will be described.
Since the focus is on the incidence of light on the Si film, the description will be focused on the TFT.

【0027】まず、本発明の第1の実施形態について図
1を参照して説明する。本発明は、第1の実施形態にお
いてその基本的な構造を示す。ここで、図1(a)は、
液晶表示装置のTFT基板の1画素分の平面図であり、
図1(b)は、図1(a)の切断線C−C’における断
面図である。また、本発明は、TFTの活性層であるア
モルファスシリコン(a−Si)層に関するものであ
り、他の部分の構成は、図9に示したものと同じである
のでここでは図示しないこととし、断面図はTFTのa
−Si層及びその上下の構造に焦点を当てたものとなっ
ている。
First, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The present invention shows the basic structure in the first embodiment. Here, FIG.
FIG. 2 is a plan view of one pixel of a TFT substrate of a liquid crystal display device,
FIG. 1B is a cross-sectional view taken along the line CC ′ of FIG. Further, the present invention relates to an amorphous silicon (a-Si) layer which is an active layer of a TFT, and the configuration of other portions is the same as that shown in FIG. The sectional view is a
-It focuses on the Si layer and the structure above and below it.

【0028】まず、第1透明基板1の上には透明スイッ
チ電極51及びその上の可変着色層52が形成される。
さらに、透明スイッチ電極51及び可変着色層52の上
方には遮光性ゲート電極2が形成されるが、遮光性ゲー
ト電極2と電気的に同電位になる補助ゲート電極として
の透明ゲート電極53が形成される。ここで、透明スイ
ッチ電極51は、遮光性ゲート電極2と並走して形成さ
れ、第1透明基板1の端部において外部接続用端子に導
出され、所定の電圧が印加される。また、透明スイッチ
電極51は、図では、可変着色層52と同じ幅に形成さ
れているが、平面的に可変着色層52を包含する形に形
成されていれば良い。
First, on the first transparent substrate 1, a transparent switch electrode 51 and a variable coloring layer 52 thereon are formed.
Further, a light-shielding gate electrode 2 is formed above the transparent switch electrode 51 and the variable coloring layer 52, and a transparent gate electrode 53 as an auxiliary gate electrode having the same electric potential as the light-shielding gate electrode 2 is formed. Is done. Here, the transparent switch electrode 51 is formed in parallel with the light-shielding gate electrode 2, led out to an external connection terminal at an end of the first transparent substrate 1, and applied with a predetermined voltage. Although the transparent switch electrode 51 is formed to have the same width as the variable coloring layer 52 in the drawing, the transparent switch electrode 51 may be formed to include the variable coloring layer 52 in a plane.

【0029】この遮光性ゲート電極2及び透明ゲート電
極53は、一体となってゲート電極54を構成し、ゲー
ト電極54と対向する透明スイッチ電極51との間に電
圧を印加することによりそれらの間に電界を生じせしめ
るものである。
The light-shielding gate electrode 2 and the transparent gate electrode 53 integrally form a gate electrode 54, and a voltage is applied between the gate electrode 54 and the opposing transparent switch electrode 51 to thereby form a gate electrode 54 therebetween. This causes an electric field to be generated.

【0030】従って、可変着色層52は、透明スイッチ
電極51とゲート電極54との間に挟まれる形となっ
て、ゲート電極54と透明スイッチ電極51との間に電
圧を印加することにより生じる電界の影響を受けること
となる。
Therefore, the variable coloring layer 52 is sandwiched between the transparent switch electrode 51 and the gate electrode 54, and an electric field generated by applying a voltage between the gate electrode 54 and the transparent switch electrode 51. Will be affected.

【0031】また、本実施形態では、遮光性ゲート電極
2を覆う形に透明ゲート電極53を形成しているが、透
明ゲート電極53を下に敷いた形(図8(a))でその
上に遮光性ゲート電極2を形成しても良いのは明らかで
ある。
In the present embodiment, the transparent gate electrode 53 is formed so as to cover the light-shielding gate electrode 2, but the transparent gate electrode 53 is laid below (FIG. 8A). It is clear that the light-shielding gate electrode 2 may be formed in the first step.

【0032】次に、ゲート電極54を第1絶縁膜3で覆
い、続いて、ゲート電極54の上方にTFTを構成する
a−Si膜4、n+型a−Si膜5を堆積し、パターニ
ングしてa−Si膜4及びn+型a−Si膜5からなる
a−Si層6を形成し、さらにその上にSD電極7を形
成して、SD電極7をマスクとして開口部分にあるn +
型a−Si膜5の全部及びa−Si膜4の一部を除去し
て、チャネル部58を形成して、薄膜トランジスタを完
成させる。TFTの上は保護膜8で覆い、さらに、配向
膜17を形成する。
Next, the gate electrode 54 is covered with the first insulating film 3.
Then, a TFT is formed above the gate electrode 54.
a-Si film 4, n+A type a-Si film 5 is deposited, and
A-Si film 4 and n+Consisting of a type a-Si film 5
An a-Si layer 6 is formed, and an SD electrode 7 is formed thereon.
And n in the opening using the SD electrode 7 as a mask. +
The entirety of the mold a-Si film 5 and a part of the a-Si film 4 are removed.
Forming a channel portion 58 to complete the thin film transistor.
Let it run. The top of the TFT is covered with a protective film 8 and further aligned.
A film 17 is formed.

【0033】第1の実施形態の動作は次のように説明で
きる。
The operation of the first embodiment can be described as follows.

【0034】基本的には、上述したように、ゲート電極
54と透明スイッチ電極51との間に電圧を印加するこ
とによりそれらの間に電界を生じせしめ、透明スイッチ
電極51とゲート電極54との間に挟まれる可変着色層
52の着色状態を変化させ、第1透明基板1の裏面(こ
こでは、TFTの形成されている方を透明基板の表面側
としている)側からの光56が、TFTの活性層を構成
するa−Si層6に入射する度合いを制御するものであ
る。ここで言う光の入射する度合いとは、光のa−Si
層6への入射光強度、或いは、a−Si層6への光の入
射エネルギー、或いは、それらの組み合わされたものを
指している。
Basically, as described above, by applying a voltage between the gate electrode 54 and the transparent switch electrode 51, an electric field is generated between them, and the transparent switch electrode 51 and the gate electrode 54 The coloring state of the variable coloring layer 52 interposed therebetween is changed, and light 56 from the back surface of the first transparent substrate 1 (here, the side on which the TFT is formed is referred to as the front surface side of the transparent substrate) is emitted from the TFT. The degree of incidence on the a-Si layer 6 constituting the active layer is controlled. The degree of incidence of the light referred to here is the light a-Si
It refers to the intensity of incident light on the layer 6, the incident energy of light on the a-Si layer 6, or a combination thereof.

【0035】次に、光のa−Si層6への入射面積を変
化させる例を挙げると、可変着色層52は種々のパター
ン形態を取り得る。ここでは、可変着色層52の他に
は、遮光性ゲート電極2、a−Si層6、SD電極7の
パターンを示せば十分であるので、それらの平面的な関
係がわかるように可変着色層52の種々のパターンを図
2に示すこととする。
Next, to give an example in which the area of light incident on the a-Si layer 6 is changed, the variable coloring layer 52 can take various pattern forms. Here, it is sufficient to show the patterns of the light-shielding gate electrode 2, the a-Si layer 6, and the SD electrode 7 in addition to the variable coloring layer 52. 52 are shown in FIG.

【0036】ここで言う可変着色層は、それを挟み込む
ゲート電極54と透明スイッチ電極51との間に電位差
を生じさせてゲート電極54と透明スイッチ電極51と
の間に電界を発生させ、その電界により可変着色層の光
の透過率を変化させる役割を担っており、第1のケース
として、ゲート電極54と透明スイッチ電極51との間
に電界を生じさせることにより、図3(a)の光の透過
率の波長依存性に示されるように、可変着色層を透過す
る光の強度を変化させる。理想的には、透明から黒色に
変化させる場合と、第2のケースとして、ゲート電極5
4と透明スイッチ電極51との間に電界を生じさせるこ
とにより、図3(b)の光の透過率の波長依存性に示さ
れるように、可変着色層を青色から赤色に変化させる、
即ち、透過光のエネルギーを hν=hc/λ(hはプランク定数、νは光エネルギ
ー、λは光波長) の式に従って小さくする場合とがある。
The variable colored layer referred to here causes a potential difference between the gate electrode 54 and the transparent switch electrode 51 sandwiching the variable colored layer to generate an electric field between the gate electrode 54 and the transparent switch electrode 51, 3 has a role of changing the light transmittance of the variable colored layer, and as a first case, an electric field is generated between the gate electrode 54 and the transparent switch electrode 51, thereby the light of FIG. The intensity of light passing through the variable colored layer is changed as shown by the wavelength dependence of the transmittance. Ideally, the case where the color is changed from transparent to black, and in the second case, the gate electrode 5
4 and the transparent switch electrode 51, the variable colored layer is changed from blue to red as shown in the wavelength dependence of light transmittance in FIG.
That is, there is a case where the energy of the transmitted light is reduced according to the following expression: hν = hc / λ (h is Planck's constant, ν is light energy, and λ is light wavelength).

【0037】勿論、他のケースとして、可変着色層を黒
色以外の色から黒色に変化させる場合、可変着色層を単
独の色素ではなく、複数の色素の混合体により構成して
黒色以外の色の間で変化させる場合等、種々の変形が考
えられる。
Of course, as another case, when changing the color of the variable colored layer from a color other than black to black, the variable colored layer is formed of a mixture of a plurality of dyes instead of a single dye. Various modifications are conceivable, such as when changing between them.

【0038】図2(a)の可変着色層521は、矩形パ
ターンであり、透明状態とされるときは遮光性ゲート電
極2のみによりa−Si層6への光が遮光され、遮光状
態とされるときは遮光性ゲート電極2よりも広い面積で
a−Si層6への光を遮光することとなる。
The variable coloring layer 521 shown in FIG. 2A has a rectangular pattern, and when it is in a transparent state, the light to the a-Si layer 6 is shielded only by the light-shielding gate electrode 2 to be in a light-shielding state. In this case, the light to the a-Si layer 6 is shielded with a larger area than the light-shielding gate electrode 2.

【0039】ここで、可変着色層521は、a−Si層
6をチャネル幅方向とチャネル長方向に共に包含するパ
ターンとしているが、a−Si層6をチャネル長方向に
包含せずに、遮光性ゲート電極2をチャネル長方向に少
なくとも包含するパターンとしても、遮光モードの時の
遮光効果は得られる。
Here, the variable coloring layer 521 has a pattern including the a-Si layer 6 in both the channel width direction and the channel length direction. However, the variable coloring layer 521 does not include the a-Si layer 6 in the channel length direction. Even if the pattern includes at least the conductive gate electrode 2 in the channel length direction, the light shielding effect in the light shielding mode can be obtained.

【0040】図2(b)の可変着色層522は、ドッグ
ボーン形状のパターンであり、パターン中央の凹部が、
SD電極7と離間し、かつ、a−Si層6端部と一部重
なって形成される。
The variable coloring layer 522 shown in FIG. 2B is a dog-bone-shaped pattern.
It is formed apart from the SD electrode 7 and partially overlaps the end of the a-Si layer 6.

【0041】このケースにおいても、可変着色層522
のチャネル長方向の最も長い部分は、a−Si層6より
も長いパターンとしているが、チャネル長方向にa−S
i層6よりも短くても遮光性ゲート電極2のチャネル長
方向の長さよりも少なくとも長ければ、遮光モードの時
の遮光効果は得られる。
Also in this case, the variable coloring layer 522
The longest part in the channel length direction has a pattern longer than the a-Si layer 6, but the a-S
Even if it is shorter than the i-layer 6, if it is at least longer than the length of the light-shielding gate electrode 2 in the channel length direction, a light-shielding effect in the light-shielding mode can be obtained.

【0042】図2(c)の可変着色層523は、ドッグ
ボーン形状のパターンであり、パターン中央の凹部が、
SD電極7と一部重なりつつ嵌合する形に形成される。
The variable coloring layer 523 shown in FIG. 2C is a dog-bone-shaped pattern.
It is formed so as to be fitted while partially overlapping with the SD electrode 7.

【0043】このケースにおいても、可変着色層523
のチャネル長方向の最も長い部分は、図2(b)と同様
に、必ずしもa−Si層6よりもチャネル長方向に長く
なくても良い。
Also in this case, the variable coloring layer 523
The longest portion in the channel length direction may not necessarily be longer than the a-Si layer 6 in the channel length direction, as in FIG.

【0044】図2においては、可変着色層のa−Si層
及び遮光性ゲート電極に対する3つのパターン例を示し
たが、可変着色層のパターンは、図2のパターン以外
に、a−Si層のうち遮光性ゲート電極との重複領域以
外のa−Si層領域の一部のみを覆う形状でも、遮光モ
ードの時の遮光効果は得られる。
FIG. 2 shows three examples of the pattern of the a-Si layer of the variable coloring layer and the light-shielding gate electrode. However, the pattern of the variable coloring layer is different from that of FIG. The light-shielding effect in the light-shielding mode can be obtained even with a shape that covers only a part of the a-Si layer region other than the overlapping region with the light-shielding gate electrode.

【0045】次に、ゲート電極54と透明スイッチ電極
51との間に電圧を印加することにより、透明スイッチ
電極51とゲート電極54との間に挟まれる可変着色層
52の着色状態を変化させる種々の模式的な印加電圧パ
ターンを図4、5に示す。
Next, a voltage is applied between the gate electrode 54 and the transparent switch electrode 51 to change the coloring state of the variable coloring layer 52 sandwiched between the transparent switch electrode 51 and the gate electrode 54. 4 and 5 show typical applied voltage patterns.

【0046】図4(a)の印加電圧パターンは、最も簡
単で、かつ、理想的な印加電圧タイミングチャートであ
り、ゲート電極54と透明スイッチ電極51との間の電
圧を或るタイミング、例えば、TFTがオンしている所
定の時間の間零として、可変着色層52を透明としてオ
ン電流を多くし、それ以外の時間、例えば、TFTがオ
フしている時間ではVの電圧が印加されて可変着色層5
2を遮光性としてオフリークを低減する。勿論、ゲート
電極54と透明スイッチ電極51との間の電圧を或るタ
イミングで所定の時間のtの間零として、可変着色層5
2を遮光性とする場合(即ち、同じ電圧印加状態で、透
明・遮光が本説明と反対の場合)も、別の適用形態とし
て考えられ、この反対の状態の適用形態は、以下に述べ
る説明においても同様に当てはまることである。
The applied voltage pattern shown in FIG. 4A is the simplest and ideal applied voltage timing chart, in which the voltage between the gate electrode 54 and the transparent switch electrode 51 is changed at a certain timing, for example. The variable color layer 52 is made transparent to increase the ON current by setting it to zero during a predetermined time during which the TFT is turned on, and the voltage of V is applied during other times, for example, during the time when the TFT is turned off. Colored layer 5
2 is used as a light shielding property to reduce off-leakage. Of course, the voltage between the gate electrode 54 and the transparent switch electrode 51 is set to zero at a certain timing for a predetermined time t, and the variable coloring layer 5
The case where 2 is made to have a light-shielding property (that is, the case where transparency and light-shielding are opposite to the present description under the same voltage application state) is also considered as another application form, and the application form in the opposite state is described below. The same holds true for.

【0047】図4(b)の印加電圧パターンは、可変着
色層52に大きな電界を印加して初めて着色状態を十分
なものとすることができる場合の印加電圧タイミングチ
ャートであり、ゲート電極54と透明スイッチ電極51
との間の電圧を或るタイミングで所定の時間のtの間零
ではない小電圧ΔVとして、可変着色層52を透明と
し、それ以外の時間ではV+ΔVの電圧が印加されて可
変着色層52を遮光性とする。
The applied voltage pattern shown in FIG. 4B is a timing chart of the applied voltage when the colored state can be made sufficient only after a large electric field is applied to the variable colored layer 52. Transparent switch electrode 51
At a certain timing as a small voltage ΔV that is not zero for a predetermined time t, the variable coloring layer 52 is made transparent. At other times, a voltage of V + ΔV is applied to change the variable coloring layer 52. Light-shielding.

【0048】図4(c)の印加電圧パターンは、可変着
色層52に通常の電界では着色に時間を要する場合の印
加電圧タイミングチャートであり、ゲート電極54と透
明スイッチ電極51との間の電圧を或るタイミングで所
定の時間のtの間零として、可変着色層52を透明と
し、その後可変着色層52を着色する時間に移行する初
期の時間の間ΔTだけゲート電極54と透明スイッチ電
極51との間の電圧をV+ΔVとして着色し易くし、Δ
T経過後はVの電圧として可変着色層52を遮光性とす
る。
The applied voltage pattern shown in FIG. 4C is a timing chart of the applied voltage when it takes time to color the variable coloring layer 52 in a normal electric field. The voltage between the gate electrode 54 and the transparent switch electrode 51 is shown in FIG. Is set to zero for a predetermined time t at a certain timing, the variable coloring layer 52 is made transparent, and then the gate electrode 54 and the transparent switch electrode 51 are shifted by ΔT during the initial time when the variable coloring layer 52 is colored. Is easily colored as V + ΔV, and Δ
After the lapse of T, the variable coloring layer 52 is made light-blocking by applying a voltage of V.

【0049】図5(a)の印加電圧パターンは、可変着
色層52を遮光性から透明に移行するときに通常の電界
では脱色に時間を要する場合の印加電圧タイミングチャ
ートであり、ゲート電極54と透明スイッチ電極51と
の間の電圧を或るタイミングで零とする時間をt+Δt
と通常よりもΔtだけ長くして可変着色層52を透明と
し、その後可変着色層52を着色する際は、着色するま
での時間を短くするようにゲート電極54と透明スイッ
チ電極51との間の電圧をV+ΔVとして可変着色層5
2を遮光性とする。
The applied voltage pattern of FIG. 5A is an applied voltage timing chart in the case where it takes time to decolorize the variable colored layer 52 from a light-shielding property to a transparent one in a normal electric field. The time when the voltage between the transparent switch electrode 51 and the transparent switch electrode 51 becomes zero at a certain timing is t + Δt.
When the variable coloring layer 52 is made transparent by making it longer by Δt than usual, and then the variable coloring layer 52 is colored, the distance between the gate electrode 54 and the transparent switch electrode 51 is reduced so as to shorten the time until coloring. Variable voltage layer 5 with voltage V + ΔV
2 is light-shielding.

【0050】図5(b)の印加電圧パターンは、可変着
色層52を透明から遮光性に移行し、続いて、透明から
遮光性(黒)以外の着色層に移行し、その後初めの透明
から遮光性に移行するパターンを繰り返す場合の印加電
圧タイミングチャートである。 まず、ゲート電極54
と透明スイッチ電極51との間の電圧を或るタイミング
で所定の時間のtの間零として可変着色層52を透明と
し、その後可変着色層52を着色する時間ではゲート電
極54と透明スイッチ電極51との間の電圧をVとして
可変着色層52を遮光性とし、続いてtの間零として可
変着色層52を透明とし、その後ゲート電極54に、透
明スイッチ電極51とは逆極性の所定の電圧Vを印加し
て、黒以外の赤、青等の色に着色する(この例ではVと
したが、Vとは異なる電圧であっても良い)。その後
は、可変着色層52を透明、遮光性とする初めのサイク
ルに戻って上記の電圧印加チャートを繰り返す。
The applied voltage pattern shown in FIG. 5B shows that the variable colored layer 52 shifts from transparent to light-shielding, then shifts from transparent to a colored layer other than light-shielding (black), and then changes from the first transparent layer. 9 is an applied voltage timing chart in a case where a pattern that shifts to a light shielding property is repeated. First, the gate electrode 54
At a certain timing, the voltage between the transparent switch electrode 51 and the transparent switch electrode 51 is set to zero for a predetermined time t to make the variable colored layer 52 transparent. To make the variable coloring layer 52 light-shielding, and then to zero for t to make the variable coloring layer 52 transparent, and then apply a predetermined voltage having a polarity opposite to that of the transparent switch electrode 51 to the gate electrode 54. By applying V, it is colored in a color other than black, such as red, blue, or the like (in this example, V was used, but a voltage different from V may be used). After that, returning to the first cycle in which the variable coloring layer 52 is made transparent and light-shielding, the above-described voltage application chart is repeated.

【0051】図5(b)に示した印加電圧タイミングチ
ャートは一例であって、可変着色層52を種々のタイミ
ングで黒以外の種々の色に着色するケースが考えられる
のは言うまでもないことである。
The applied voltage timing chart shown in FIG. 5B is an example, and it goes without saying that the variable coloring layer 52 may be colored at various timings in various colors other than black. .

【0052】次に、図1(b)に示した第1の実施形態
の液晶表示装置を得るための製造方法について、図9
(b)に示したTFT近傍の断面図と同じ箇所の断面図
を用い、図6、7を参照して説明する。
Next, a manufacturing method for obtaining the liquid crystal display device of the first embodiment shown in FIG.
A description will be given with reference to FIGS. 6 and 7 using a cross-sectional view of the same portion as the cross-sectional view near the TFT shown in FIG.

【0053】まず、第1透明基板1表面にITO膜を成
膜し、ITO膜をフォトレジスト技術を用いてパターニ
ングし、第1透明基板1表面に透明スイッチ電極51を
形成する(図6(a))。
First, an ITO film is formed on the surface of the first transparent substrate 1, and the ITO film is patterned by using a photoresist technique, thereby forming a transparent switch electrode 51 on the surface of the first transparent substrate 1 (FIG. 6 (a)). )).

【0054】次に、透明スイッチ電極51の形成された
第1透明基板1の表面に、アモルファス酸化タングステ
ン(a−WO3)に代表されるEC(Electro−
Chromismの略称で、以下ECと略記する)材料
からなるEC薄膜55を真空蒸着法、スパッタ法、電解
析出法、陽極酸化法等を用いて成膜する(図6
(b))。
Next, on the surface of the first transparent substrate 1 on which the transparent switch electrode 51 is formed, an EC (Electro-electrode) represented by amorphous tungsten oxide (a-WO 3 ) is formed.
An EC thin film 55 made of a material (hereinafter, abbreviated as EC) is formed by a vacuum evaporation method, a sputtering method, an electrolytic deposition method, an anodic oxidation method, or the like (FIG. 6).
(B)).

【0055】続いて、EC薄膜55をフォトレジスト技
術を用いてパターニングし、底面が透明スイッチ電極5
1の上面に接するようにして可変着色層52を形成する
(図6(c))。
Subsequently, the EC thin film 55 is patterned by using a photoresist technique, and the bottom surface is transparent switch electrode 5.
The variable coloring layer 52 is formed so as to be in contact with the upper surface of the substrate 1 (FIG. 6C).

【0056】次に、透明スイッチ電極51及び可変着色
層52が形成された第1透明基板1の表面に、固体電解
質膜であるTa25膜57をその表面が概略平坦となる
ように形成する(図7(a))。
Next, a Ta 2 O 5 film 57 as a solid electrolyte film is formed on the surface of the first transparent substrate 1 on which the transparent switch electrode 51 and the variable coloring layer 52 are formed so that the surface is substantially flat. (FIG. 7A).

【0057】次に、Ta25膜57の上にCr膜を成膜
した後、フォトレジスト技術を用いてCr膜をパターニ
ングして遮光性ゲート電極2及び共通電極22を形成
し、さらにその上を覆うITO膜を成膜して、少なくと
も透明スイッチ電極51と対向する領域を含む形に透明
ゲート電極53を形成する。このとき、遮光性ゲート電
極2と透明ゲート電極53とは互いに接触し、一体とな
ってゲート電極54を構成する(図7(b))。
Next, after a Cr film is formed on the Ta 2 O 5 film 57, the Cr film is patterned by using a photoresist technique to form the light-shielding gate electrode 2 and the common electrode 22. An overlying ITO film is formed, and a transparent gate electrode 53 is formed so as to include at least a region facing the transparent switch electrode 51. At this time, the light-shielding gate electrode 2 and the transparent gate electrode 53 are in contact with each other and integrally form the gate electrode 54 (FIG. 7B).

【0058】次に、遮光性ゲート電極2及び透明ゲート
電極53の形成されたTa25膜57の表面にシリコン
酸化膜及びシリコン窒化膜からなる第1絶縁膜3を堆積
し、従来の製造方法と同様の製造方法に従ってa−Si
膜4及びn+型a−Si膜5からなるa−Si層6、S
D電極7及び画素電極27、チャネル部58、保護膜
8、配向膜17(偏光板も続いて形成されるが、ここで
は図示せず)を順次形成して、TFTを完成させる(図
7(c))。
Next, a first insulating film 3 made of a silicon oxide film and a silicon nitride film is deposited on the surface of the Ta 2 O 5 film 57 on which the light-shielding gate electrode 2 and the transparent gate electrode 53 are formed. A-Si according to a manufacturing method similar to that described above.
A-Si layer 6 comprising film 4 and n + -type a-Si film 5;
The D electrode 7 and the pixel electrode 27, the channel portion 58, the protective film 8, and the alignment film 17 (a polarizing plate is also formed subsequently, but not shown here) are sequentially formed to complete the TFT (FIG. c)).

【0059】以上の製造方法により、可変着色層を有す
るTFTが得られる。
By the above manufacturing method, a TFT having a variable coloring layer can be obtained.

【0060】上述した製造方法においては、EC薄膜5
5は、a−WO3に代表される無機EC薄膜の他に、ビ
オロゲンを分散させた導電性高分子膜のような有機EC
薄膜を用いることもできる。
In the manufacturing method described above, the EC thin film 5
5, a-WO to other inorganic EC film typified by 3, the organic EC such as a conductive polymer film containing dispersed viologen
A thin film can also be used.

【0061】次に、本発明の第2の実施形態の液晶表示
装置を図8(a)に断面図で示す。第2の実施形態は、
第1の実施形態の絶縁性平坦化膜であるTa25膜を形
成せずに、可変着色層72そのものを絶縁性平坦化膜と
している点が第1の実施形態と異なっている。このよう
な構造にすることにより製造工程を第1の実施形態より
も簡略化することができる。
Next, a liquid crystal display device according to a second embodiment of the present invention is shown in FIG. In the second embodiment,
The difference from the first embodiment is that the variable coloring layer 72 itself is used as the insulating flattening film without forming the Ta 2 O 5 film which is the insulating flattening film of the first embodiment. With such a structure, the manufacturing process can be simplified as compared with the first embodiment.

【0062】次に、本発明の第3の実施形態の液晶表示
装置を図8(b)に断面図で示す。第3の実施形態は、
第1の実施形態の遮光性ゲート電極と透明ゲート電極の
位置を上下逆にして、それぞれ透明ゲート電極63、遮
光性ゲート電極62としたものである。第3の実施形態
の遮光性ゲート電極62は、第1の実施形態の遮光性ゲ
ート電極52よりもa−Si層6に上下方向により近接
しているため、a−Si層6へ入射する斜め光に対する
遮光効果を高めることができる。
Next, a liquid crystal display device according to a third embodiment of the present invention is shown in a sectional view in FIG. In a third embodiment,
The light-shielding gate electrode and the transparent gate electrode of the first embodiment are turned upside down to form a transparent gate electrode 63 and a light-shielding gate electrode 62, respectively. The light-shielding gate electrode 62 of the third embodiment is closer to the a-Si layer 6 in the vertical direction than the light-shielding gate electrode 52 of the first embodiment. The effect of blocking light can be enhanced.

【0063】また、透明ゲート電極は必ずしも必要では
なく、遮光性ゲート電極のみでも可変着色層へ電界を与
えることも可能である。
Further, the transparent gate electrode is not always necessary, and it is possible to apply an electric field to the variable coloring layer only with the light-shielding gate electrode.

【0064】[0064]

【発明の効果】以上に説明したように、本発明の液晶表
示装置及びその製造方法によれば、逆スタガード型のT
FTの活性層とTFT基板との間に可変着色層を設け、
TFTがオフのときは可変着色層が着色して遮光性ゲー
ト電極に遮られない活性層領域への光の入射を無くす、
或いは、光の光エネルギーを小さくすることにより、T
FTのオフリーク電流を小さくし、TFTがオンのとき
は、可変着色層を透明にしてTFTの遮光性ゲート電極
に遮られない活性層領域に入射する光を最大限に利用し
てTFTのオン電流を大きくすることができ、オン電流
及びオフリーク電流を独立して最適化できる。
As described above, according to the liquid crystal display device and the method of manufacturing the same of the present invention, the inverted staggered T
Providing a variable colored layer between the FT active layer and the TFT substrate,
When the TFT is off, the variable coloring layer is colored to eliminate light from entering the active layer region that is not blocked by the light-shielding gate electrode.
Alternatively, by reducing the light energy of light, T
When the TFT is on, the off-leak current of the FT is made small, and the variable coloring layer is made transparent to make full use of light incident on the active layer region which is not blocked by the light-shielding gate electrode of the TFT. Can be increased, and the on-current and the off-leak current can be independently optimized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施形態の液晶表示装置の平面
図及び断面図である。
FIG. 1 is a plan view and a sectional view of a liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の可変着色層パターンのレイアウト図で
ある。
FIG. 2 is a layout diagram of a variable coloring layer pattern of the present invention.

【図3】本発明の可変着色層の光透過率の波長依存性を
示すグラフである。
FIG. 3 is a graph showing the wavelength dependence of the light transmittance of the variable coloring layer of the present invention.

【図4】本発明の可変着色層の色状態を変化させるため
の電圧印加タイミング図である。
FIG. 4 is a voltage application timing chart for changing the color state of the variable coloring layer of the present invention.

【図5】本発明の可変着色層の色状態を変化させるため
の別の電圧印加タイミング図である。
FIG. 5 is another voltage application timing chart for changing the color state of the variable coloring layer of the present invention.

【図6】本発明の第1の実施形態の液晶表示装置の製造
方法を製造工程順に示す断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a method for manufacturing the liquid crystal display device according to the first embodiment of the present invention in the order of manufacturing steps.

【図7】図6に続く製造工程を示す断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view showing a manufacturing step following FIG. 6;

【図8】本発明の第2、3の実施形態の液晶表示装置の
断面図である。
FIG. 8 is a sectional view of a liquid crystal display device according to second and third embodiments of the present invention.

【図9】従来の液晶表示装置の平面図及び断面図であ
る。
FIG. 9 is a plan view and a cross-sectional view of a conventional liquid crystal display device.

【図10】従来の液晶表示装置の製造方法を製造工程順
に示す断面図である。
FIG. 10 is a cross-sectional view showing a conventional method for manufacturing a liquid crystal display device in the order of manufacturing steps.

【図11】図10に続く製造工程を示す断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view showing a manufacturing step following FIG. 10;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、101 第1透明基板 2、62、102 遮光性ゲート電極 3、103 第1絶縁膜 4、104 a−Si膜 5、105 n+型a−Si膜 6、106 a−Si層 7、107 SD電極 8、108 保護膜 10、110、216 偏光板 17、117 配向膜 22、122 共通電極 27、127 画素電極 37、137 データ線 51 透明スイッチ電極 52、521、522、523 可変着色層 53、63 透明ゲート電極 54 ゲート電極 55 EC薄膜 56、156 光 57 Ta25膜 58、158 チャネル部 100 TFT基板 118 液晶 200 CF基板 201 第2透明基板 211 ブラックマトリクス 213 色層 214 第2絶縁膜 215 導電膜Reference Signs List 1, 101 First transparent substrate 2, 62, 102 Light-shielding gate electrode 3, 103 First insulating film 4, 104 a-Si film 5, 105 n + type a-Si film 6, 106 a-Si layer 7, 107 SD electrode 8,108 Protective film 10,110,216 Polarizing plate 17,117 Alignment film 22,122 Common electrode 27,127 Pixel electrode 37,137 Data line 51 Transparent switch electrode 52,521,522,523 Variable coloring layer 53, 63 Transparent gate electrode 54 Gate electrode 55 EC thin film 56, 156 Light 57 Ta 2 O 5 film 58, 158 Channel unit 100 TFT substrate 118 Liquid crystal 200 CF substrate 201 Second transparent substrate 211 Black matrix 213 Color layer 214 Second insulating film 215 Conductive film

フロントページの続き Fターム(参考) 2H092 GA14 JA26 JA29 JA38 JA42 JA44 JB13 JB23 JB32 JB33 JB38 JB52 JB57 JB63 JB69 KA05 KA07 KA12 KA16 KA18 KB24 MA05 MA08 MA14 MA15 MA16 MA18 MA19 MA20 MA27 MA35 MA37 NA22 NA25 PA09 QA07 5C094 AA01 AA21 AA53 BA03 BA43 CA24 DA14 EA03 EA04 EA05 EA07 EB02 GB01 5F110 AA06 AA07 AA21 CC07 DD12 DD18 EE04 EE07 EE11 EE14 GG02 GG15 HK09 HK16 HK21 NN44 NN80 Continued on the front page F-term (reference) 2H092 GA14 JA26 JA29 JA38 JA42 JA44 JB13 JB23 JB32 JB33 JB38 JB52 JB57 JB63 JB69 KA05 KA07 KA12 KA16 KA18 KB24 MA05 MA08 MA14 MA15 MA16 MA18 MA19 MA20 MA27 MA09 MA4 NA21 A25A25 PA25 BA03 BA43 CA24 DA14 EA03 EA04 EA05 EA07 EB02 GB01 5F110 AA06 AA07 AA21 CC07 DD12 DD18 EE04 EE07 EE11 EE14 GG02 GG15 HK09 HK16 HK21 NN44 NN80

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 透明基板と、その上に形成された能動素
子とを有し、前記透明基板に対して前記能動素子と反対
の方向から前記透明基板に向けて光を入射させることに
より色表示を行う液晶表示装置であって、前記透明基板
上に形成された透明スイッチ電極と、前記透明スイッチ
電極に接して形成された着色状態が可変の可変着色層と
を有し、前記可変着色層は、前記透明スイッチ電極と前
記能動素子を構成する遮光性のゲート電極との間に配置
され、前記ゲート電極と前記透明スイッチ電極との間に
電位差を生じさせて前記可変着色層の着色状態を変える
ことにより、前記能動素子を構成する活性層への光の入
射を制御することを特徴とする液晶表示装置。
1. A color display comprising a transparent substrate and an active element formed thereon, wherein light is incident on the transparent substrate from a direction opposite to the active element toward the transparent substrate. A transparent switch electrode formed on the transparent substrate, a variable color layer formed in contact with the transparent switch electrode, the color state is variable, the variable color layer Disposed between the transparent switch electrode and the light-shielding gate electrode constituting the active element, and causing a potential difference between the gate electrode and the transparent switch electrode to change a coloring state of the variable coloring layer. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein light incident on an active layer constituting the active element is controlled.
【請求項2】 前記活性層への光の入射の制御が、光を
前記可変着色層を通過させて前記活性層への光の入射光
量を変化させることにより行われる請求項1記載の液晶
表示装置。
2. The liquid crystal display according to claim 1, wherein the control of the incidence of light on the active layer is performed by changing the amount of light incident on the active layer by passing the light through the variable coloring layer. apparatus.
【請求項3】 前記活性層への光の入射の制御が、光を
前記可変着色層を通過させて前記活性層へ入射する光の
光エネルギーを変化させることにより行われる請求項1
記載の液晶表示装置。
3. The control of light incidence on the active layer is performed by changing light energy of light incident on the active layer by passing light through the variable coloring layer.
The liquid crystal display device according to the above.
【請求項4】 前記ゲート電極は、前記透明基板の面に
概略平行な平面において少なくとも互いに接する透明ゲ
ート電極を有する請求項1、2又は3記載の液晶表示装
置。
4. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the gate electrode has a transparent gate electrode that is at least in contact with each other on a plane substantially parallel to the surface of the transparent substrate.
【請求項5】 前記可変着色層は、前記活性層のうち前
記ゲート電極との重複領域以外の活性層領域と少なくと
も一部重複する形状に形成される請求項1、2、3又は
4記載の液晶表示装置。
5. The variable coloring layer according to claim 1, wherein the variable coloring layer is formed in a shape at least partially overlapping an active layer region of the active layer other than an overlapping region with the gate electrode. Liquid crystal display.
【請求項6】 透明基板の上に透明導電膜を堆積し、前
記透明導電膜をパターニングして透明スイッチ電極を形
成する工程と、前記透明基板及び前記透明スイッチ電極
を覆う可変着色材料を堆積し、前記可変着色材料をパタ
ーニングして前記透明スイッチ電極の上に前記透明スイ
ッチ電極と概略同一のパターンに可変着色層を形成する
工程と、前記透明スイッチ電極及び前記可変着色層を覆
う第1絶縁膜を前記透明基板の上に堆積する工程と、前
記第1絶縁膜の上にあって前記可変着色層の上方に位置
する遮光性ゲート電極及び透明ゲート電極を、前記透明
基板の面に概略平行な面において少なくとも互いに接す
べく形成する工程と、前記遮光性ゲート電極及び前記透
明ゲート電極を覆う第2絶縁膜を前記第1絶縁膜の上に
堆積する工程と、前記第2絶縁膜の上に半導体膜を堆積
し、前記半導体膜をパターニングして、前記遮光性ゲー
ト電極の上方に半導体膜からなる活性層を形成する工程
とを含むことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
6. A step of depositing a transparent conductive film on a transparent substrate, patterning the transparent conductive film to form a transparent switch electrode, and depositing a variable coloring material covering the transparent substrate and the transparent switch electrode. Patterning the variable coloring material to form a variable coloring layer on the transparent switch electrode in substantially the same pattern as the transparent switch electrode, and a first insulating film covering the transparent switch electrode and the variable coloring layer Depositing the light-shielding gate electrode and the transparent gate electrode located on the first insulating film and above the variable coloring layer substantially parallel to the surface of the transparent substrate. Forming a second insulating film covering the light-shielding gate electrode and the transparent gate electrode on the first insulating film; Depositing a semiconductor film on the second insulating film, patterning the semiconductor film, and forming an active layer made of a semiconductor film above the light-shielding gate electrode. Device manufacturing method.
【請求項7】 前記可変着色層は、前記活性層のうち前
記遮光性ゲート電極との重複領域以外の活性層領域と少
なくとも一部重複する形状に形成される請求項6記載の
液晶表示装置の製造方法。
7. The liquid crystal display device according to claim 6, wherein the variable coloring layer is formed in a shape at least partially overlapping an active layer region of the active layer other than an overlapping region with the light-shielding gate electrode. Production method.
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