JP2009216899A - Display element - Google Patents

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Tetsuya Iizuka
哲也 飯塚
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Toshiba Mobile Display Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid crystal panel for preventing reduction in surface luminance without increasing the thickness even when aperture ratio decreases. <P>SOLUTION: A signal line 33 that does not transmit light is formed on a glass substrate 25. A pixel electrode 35 partially overlapping the signal line 33 in a plan view is formed. A projecting part 37 for irregularly reflecting incident light L1 is formed on the back surface side of the signal line 33. Even when the width dimension of the signal line 33 is set at a predetermined size to reduce the aperture ratio, the reduction in surface luminance can be prevented by reusing the light L1 irregularly reflected by the projecting part 37. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、配線と平面視で一部が重なる画素電極を備えた表示素子に関する。   The present invention relates to a display element including a pixel electrode partially overlapping a wiring in a plan view.

近年、高密度かつ大容量でありながら、高機能、高精細な表示が得られる表示装置として、液晶表示装置の実用化が進められている。   In recent years, a liquid crystal display device has been put to practical use as a display device capable of obtaining a high-functionality and high-definition display while having a high density and a large capacity.

この液晶表示装置には各種方式があるが、中でも隣接画素間のクロストークが小さく、高コントラストの表示が得られ、大面積化も容易であるなどの理由から、薄膜トランジスタ(TFT)をスイッチング素子として画素電極をマトリクス状に設けた第1基板であるアレイ基板を備えるアクティブマトリクス型の液晶表示素子、すなわち液晶パネルを用いた液晶表示装置が多く用いられている。   There are various types of liquid crystal display devices. Among them, a thin film transistor (TFT) is used as a switching element because crosstalk between adjacent pixels is small, a high-contrast display is obtained, and a large area is easy. An active matrix type liquid crystal display element including an array substrate which is a first substrate provided with pixel electrodes in a matrix, that is, a liquid crystal display device using a liquid crystal panel is often used.

アクティブマトリクス型液晶表示装置では、画素間の光漏れを防ぐ目的でブラックマトリクス(BM)が設けられている。ブラックマトリクスは、カラーフィルタ用の着色層とともに、アレイ基板と光変調層としての液晶層を介して対向して配置される第2基板である対向基板側に配置されるのが一般的である。このため、ブラックマトリクスを各画素の間の位置に対応させて正確に配置するために、アレイ基板と対向基板との合わせずれを考慮する必要があり、このような合わせずれを見込んでブラックマトリクスを幅広に形成するため、光を透過する開口部分の割合(開口率)の低下を引き起こすという問題がある。   In an active matrix liquid crystal display device, a black matrix (BM) is provided for the purpose of preventing light leakage between pixels. The black matrix is generally disposed on the counter substrate side, which is a second substrate disposed opposite to the array substrate and a liquid crystal layer as a light modulation layer, together with a color filter color layer. For this reason, it is necessary to consider misalignment between the array substrate and the counter substrate in order to accurately arrange the black matrix corresponding to the position between the pixels. Since it is formed in a wide width, there is a problem in that the ratio (opening ratio) of the opening that transmits light is reduced.

このような問題を解決するため、近年においてはアレイ基板の配線上に有機絶縁膜を設け、最上層に画素電極を設け、かつ、その端部をマトリクス状に設けた配線(信号線)と平面視で重なるように形成することにより、配線をブラックマトリクスとして用いる配線ブラックマトリクス構造が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。   In order to solve such a problem, in recent years, an organic insulating film is provided on the wiring of the array substrate, a pixel electrode is provided on the uppermost layer, and a wiring (signal line) provided with a matrix in the end thereof is planar. A wiring black matrix structure using wirings as a black matrix by forming them so as to overlap with each other has been proposed (see, for example, Patent Document 1).

しかしながら、このような構成でも、対向基板側にカラーフィルタを有する場合に、アレイ基板と対向基板との合わせずれによる混色や開口率の変動を考慮すると、信号線は一定の幅以上細くすることができなくなる。最低限必要な信号線幅は、適用するセルプロセスの実力により決定されるため、高精細化に伴って画素寸法が小さくなるに従い、配線が占める割合が増加して開口率が低下することにより、表面輝度が低下するという問題点を有している。   However, even with such a configuration, when a color filter is provided on the counter substrate side, the signal line can be made thinner than a certain width in consideration of color mixing due to misalignment between the array substrate and the counter substrate and variation in aperture ratio. become unable. Since the minimum required signal line width is determined by the ability of the cell process to be applied, as the pixel size decreases as the definition becomes higher, the proportion of wiring increases and the aperture ratio decreases. There is a problem that the surface brightness is lowered.

そこで、液晶パネルのバックライト側に凹凸型の散乱層を設けることで、信号線などにより反射された光を散乱反射させて再利用することで、表面輝度の低下を抑制する構成も知られている(例えば、特許文献2参照。)。
特開平8−50305号公報 特開平10−339872号公報
Therefore, a configuration is also known in which a concave / convex scattering layer is provided on the backlight side of the liquid crystal panel so that the light reflected by the signal line and the like is scattered and reflected and reused, thereby suppressing the decrease in surface luminance. (For example, see Patent Document 2).
JP-A-8-50305 Japanese Patent Laid-Open No. 10-339872

本発明は、このような点に鑑みなされたもので、開口率が低下しても厚みを増加させることなく表面輝度の低下を抑制できる表示素子を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such a point, and an object of the present invention is to provide a display element capable of suppressing a decrease in surface luminance without increasing a thickness even when an aperture ratio is decreased.

本発明は、第1基板本体と、この第1基板本体上に互いに交差して形成され光を透過させない複数の配線と、これら配線の交差位置に対応してそれぞれ配置され、前記配線に平面視で一部が重なって形成され少なくとも一部が裏面側からの光を透過可能な画素電極と、前記配線に接続され前記画素電極を駆動するスイッチング素子とを備えた第1基板と、第2基板本体と、この第2基板本体上に前記各画素電極に対応して設けられた着色層とを備え、前記第1基板と対向配置された第2基板と、これら第1基板と第2基板との間に介在された光変調層とを具備し、前記配線の少なくとも一部の裏面側に、この裏面側に入射した光を乱反射させる凹凸構造を備えているものである。   The present invention provides a first substrate body, a plurality of wirings that are formed on the first substrate body so as to cross each other and do not transmit light, and are arranged corresponding to the crossing positions of these wirings. A first substrate including a pixel electrode that is partially overlapped and at least a portion that is capable of transmitting light from the back surface side, and a switching element that is connected to the wiring and drives the pixel electrode, and a second substrate A main body, a colored layer provided on the second substrate main body corresponding to the pixel electrodes, and a second substrate disposed opposite to the first substrate; the first substrate and the second substrate; And a concavo-convex structure for irregularly reflecting the light incident on the back surface side on at least a part of the back surface side of the wiring.

そして、画素電極の一部と平面視で重なった配線の少なくとも一部の裏面側に、この裏面側に入射した光を乱反射させる凹凸部を形成する。   And the uneven | corrugated | grooved part which diffusely reflects the light which injected into this back surface side is formed in the back surface side of at least one part of wiring which overlapped with a part of pixel electrode by planar view.

本発明によれば、第1基板と第2基板とを対向させる際の画素電極と着色層との位置ずれを考慮して配線の幅寸法を大きくして開口率が低下しても、凹凸部によって乱反射させた光を再利用して表面輝度の低下を抑制できるとともに、凹凸部は信号線の裏面側に形成されているので、全体の厚みが増加することもない。   According to the present invention, even if the width ratio of the wiring is increased to reduce the aperture ratio in consideration of the positional deviation between the pixel electrode and the colored layer when the first substrate and the second substrate are opposed to each other, The light irregularly reflected by the light can be reused to prevent a decrease in surface luminance, and the uneven portion is formed on the back side of the signal line, so that the overall thickness does not increase.

以下、本発明の一実施の形態の構成を図1ないし図3を参照して説明する。   Hereinafter, the configuration of an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

11は表示装置としての液晶表示装置を示し、この液晶表示装置11は、表示素子としての液晶表示素子である液晶パネル12と、この液晶パネル12の背面側に配設され白色光を照射する面状光源装置としてのバックライト13とを備え、バックライト13からの光を透過して利用する、いわゆる透過型のものである。   Reference numeral 11 denotes a liquid crystal display device as a display device. The liquid crystal display device 11 includes a liquid crystal panel 12 which is a liquid crystal display element as a display element, and a surface which is disposed on the back side of the liquid crystal panel 12 and emits white light. And a backlight 13 as a light source device, and is a so-called transmission type that transmits light from the backlight 13 and uses it.

液晶パネル12は、カラー表示可能なアクティブマトリクス型の液晶パネルであって、第1基板であるアレイ基板15と第2基板である対向基板16とを対向配置し、これら基板15,16間に光変調層としての液晶層17および間隙を一定に保持するスペーサを介在させてその周縁部を接着層18により貼り合わせて構成され、中央部に位置する四角形状の表示領域22に、図1および図2に示す複数の画素(副画素)23がマトリクス状に配設されているとともに、表示領域22の周囲を囲む額縁状に遮光部としての非表示領域24が形成されている。また、液晶パネル12には、図示しない偏光板がアレイ基板15の表示側および対向基板16の背面(裏面)側にそれぞれ貼り付けられている。   The liquid crystal panel 12 is an active matrix type liquid crystal panel capable of color display. An array substrate 15 as a first substrate and a counter substrate 16 as a second substrate are arranged to face each other, and light is transmitted between the substrates 15 and 16. A liquid crystal layer 17 as a modulation layer and a spacer that holds the gap constant are interposed, and a peripheral portion thereof is bonded by an adhesive layer 18, and a rectangular display region 22 located in the center is formed in FIGS. A plurality of pixels (sub-pixels) 23 shown in FIG. 2 are arranged in a matrix, and a non-display area 24 as a light-shielding portion is formed in a frame shape surrounding the display area 22. In addition, polarizing plates (not shown) are attached to the liquid crystal panel 12 on the display side of the array substrate 15 and the back surface (back surface) side of the counter substrate 16, respectively.

アレイ基板15は、例えば高歪点ガラス基板や石英基板などの透光性絶縁性基板である第1基板本体としてのガラス基板25を有し、このガラス基板25の液晶層17側(図4中上側)の主面上には、図3に示すように、複数の配線である走査線(ゲート配線)31および補助容量線32と、複数の配線である信号線(ソース配線)33とが互いに略直交するように格子状に配設され、これら走査線31(補助容量線32)と信号線33とのそれぞれの交差位置に、スイッチング素子である薄膜トランジスタ(TFT)34が設けられ、これらを覆って液晶層17の液晶分子の配向用の図示しない垂直配向膜などの配向膜が形成されている。   The array substrate 15 has a glass substrate 25 as a first substrate body which is a translucent insulating substrate such as a high strain point glass substrate or a quartz substrate, for example, and the liquid crystal layer 17 side of the glass substrate 25 (in FIG. 4). On the upper main surface, as shown in FIG. 3, scanning lines (gate wirings) 31 and auxiliary capacitance lines 32, which are a plurality of wirings, and signal lines (source wirings) 33, which are a plurality of wirings, are connected to each other. A thin film transistor (TFT) 34, which is a switching element, is provided at each crossing position of the scanning line 31 (auxiliary capacitance line 32) and the signal line 33 and covers them. Thus, an alignment film such as a vertical alignment film (not shown) for aligning the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer 17 is formed.

走査線31、補助容量線32および信号線33は、例えば図示しないタンタル(Ta)、クロム(Cr)、アルミニウム(Al)、モリブデン(Mo)、タングステン(W)、銅(Cu)などの単体またはその積層膜あるいは合金膜などによりそれぞれ形成されている。このため、これら走査線31、補助容量線32および信号線33は、光を透過しない。換言すれば、これら走査線31、補助容量線32および信号線33は、遮光性(反射性)を有し、配線ブラックマトリクス(BM)として機能している。   The scanning line 31, the auxiliary capacitance line 32, and the signal line 33 are, for example, tantalum (Ta), chromium (Cr), aluminum (Al), molybdenum (Mo), tungsten (W), copper (Cu), etc. Each is formed by the laminated film or alloy film. For this reason, the scanning line 31, the auxiliary capacitance line 32, and the signal line 33 do not transmit light. In other words, the scanning line 31, the auxiliary capacitance line 32, and the signal line 33 have a light shielding property (reflection property) and function as a wiring black matrix (BM).

走査線31は、図1中の左右方向に沿って形成され、その一部がこの走査線31に対して垂直な方向(図1中の上方向)へとそれぞれ突出することで各薄膜トランジスタ34のゲート電極34gとなっている。また、これら走査線31は、非表示領域24に形成された図示しない周辺駆動回路に電気的に接続され、各薄膜トランジスタ34をスイッチング制御するための信号が印加される。   The scanning line 31 is formed along the left-right direction in FIG. 1, and a part of the scanning line 31 protrudes in a direction perpendicular to the scanning line 31 (upward in FIG. 1). It is a gate electrode 34g. The scanning lines 31 are electrically connected to a peripheral drive circuit (not shown) formed in the non-display area 24, and a signal for switching control of each thin film transistor 34 is applied.

補助容量線32は、液晶層17と電気的に並列に形成される図示しない補助容量素子の上部電極を兼ねるもので、走査線31と略平行に形成されている。また、これら補助容量線32は、周辺駆動回路に電気的に接続され、補助容量素子の電位を再配分するための信号が印加される。   The auxiliary capacitance line 32 also serves as an upper electrode of an auxiliary capacitance element (not shown) formed in parallel with the liquid crystal layer 17, and is formed substantially in parallel with the scanning line 31. The auxiliary capacitance lines 32 are electrically connected to the peripheral drive circuit, and a signal for redistributing the potentials of the auxiliary capacitance elements is applied.

補助容量素子は、画素電極35とともに薄膜トランジスタ34のドレイン電極34dに電気的に接続され、液晶層17の液晶容量と電気的に並列となっている。そして、この補助容量素子は、信号により補助容量線32の電位を変動させることで電位を再配分し、画素電極35に印加される電圧を決定するためのものである。   The auxiliary capacitive element is electrically connected to the drain electrode 34d of the thin film transistor 34 together with the pixel electrode 35, and is electrically in parallel with the liquid crystal capacitance of the liquid crystal layer 17. The auxiliary capacitance element is for redistributing the potential by changing the potential of the auxiliary capacitance line 32 by a signal and determining the voltage applied to the pixel electrode 35.

信号線33は、図1中の上下方向に沿って形成され、薄膜トランジスタ34のソース電極34sに電気的に接続されている。また、これら信号線33は、周辺駆動回路に電気的に接続され、この周辺駆動回路からの信号に対応した電圧を、各薄膜トランジスタ34を介して画素電極35に印加してこれら画素電極35を駆動させるように構成されている。さらに、これら信号線33の一部の裏面側、例えば画素電極35の側部でかつ走査線31と下側の補助容量線32との間に位置する部分の裏面側には、凹凸構造としての複数の凸部37が形成されている。   The signal line 33 is formed along the vertical direction in FIG. 1 and is electrically connected to the source electrode 34s of the thin film transistor 34. These signal lines 33 are electrically connected to the peripheral drive circuit, and a voltage corresponding to the signal from the peripheral drive circuit is applied to the pixel electrode 35 through each thin film transistor 34 to drive the pixel electrode 35. It is configured to let you. Further, a concave-convex structure is formed on the back side of a part of the signal lines 33, for example, the side of the pixel electrode 35 and the back side of the part located between the scanning line 31 and the lower auxiliary capacitance line 32. A plurality of convex portions 37 are formed.

薄膜トランジスタ34は、例えばNチャネル型のポリシリコン(p−Si)TFTであり、ポリシリコンにより形成された半導体層であるチャネル層34cにそれぞれソース領域34csとドレイン領域34cdとが形成され、このチャネル層34cを覆う全面にシリコン酸化膜などにより透光性を有するゲート絶縁膜40が形成されている。また、このゲート絶縁膜40上にはゲート電極34gが形成され、このゲート電極34gを覆う全面にシリコン酸化膜などにより透光性を有する層間絶縁膜41が形成され、この層間絶縁膜41上にソース電極34s(信号線33)とドレイン電極34dとがそれぞれ形成され、これら電極34s,34dが、ゲート絶縁膜40および層間絶縁膜41に亘って形成されたコンタクトホール42,43を介して各領域34cs,34cdと電気的に接続されている。さらに、これら電極34s,34dなどを覆ってシリコン窒化膜などの透光性を有する保護絶縁膜44および透明有機絶縁膜45が順次形成され、ゲート絶縁膜40、層間絶縁膜41、保護絶縁膜44および透明有機絶縁膜45にそれぞれ形成されたコンタクトホール46,47を介して、透明有機絶縁膜45上に形成された画素電極35がドレイン電極34dと接続されている。   The thin film transistor 34 is, for example, an N channel type polysilicon (p-Si) TFT, and a source region 34cs and a drain region 34cd are formed in a channel layer 34c, which is a semiconductor layer made of polysilicon, respectively. A translucent gate insulating film 40 is formed on the entire surface covering 34c by a silicon oxide film or the like. Further, a gate electrode 34g is formed on the gate insulating film 40, and a light-transmitting interlayer insulating film 41 is formed on the entire surface covering the gate electrode 34g by a silicon oxide film or the like. A source electrode 34s (signal line 33) and a drain electrode 34d are formed, and these electrodes 34s and 34d are connected to each region through contact holes 42 and 43 formed across the gate insulating film 40 and the interlayer insulating film 41. It is electrically connected to 34cs and 34cd. Further, a light-transmitting protective insulating film 44 and a transparent organic insulating film 45 such as a silicon nitride film are sequentially formed so as to cover these electrodes 34s, 34d, etc., and a gate insulating film 40, an interlayer insulating film 41, and a protective insulating film 44 are formed. The pixel electrode 35 formed on the transparent organic insulating film 45 is connected to the drain electrode 34d through contact holes 46 and 47 respectively formed in the transparent organic insulating film 45.

ゲート電極34gは、走査線31の一部を、凸部37が形成されている側と反対側、ここでは図2中の上側へと突出させることで形成されている。   The gate electrode 34g is formed by projecting a part of the scanning line 31 to the side opposite to the side where the convex portion 37 is formed, here, the upper side in FIG.

周辺駆動回路には、図示しないが、走査線31に信号を送る走査線駆動回路と、補助容量線32に信号を送る補助容量線駆動回路と、信号線33に信号を送る信号線駆動回路とのそれぞれが、スイッチング素子である薄膜トランジスタなどにより構成されている。この薄膜トランジスタは、例えばNチャネル型のLDD(Lightly Doped Drain)型ポリシリコンTFTやPチャネル型のポリシリコンTFTなどを含んでいる。   Although not shown, the peripheral drive circuit includes a scan line drive circuit that sends a signal to the scan line 31, an auxiliary capacitance line drive circuit that sends a signal to the auxiliary capacitance line 32, and a signal line drive circuit that sends a signal to the signal line 33. Each of these is constituted by a thin film transistor which is a switching element. The thin film transistor includes, for example, an N channel type LDD (Lightly Doped Drain) type polysilicon TFT, a P channel type polysilicon TFT, and the like.

各画素電極35は、例えばITO(Indium Tin Oxide)などの透明導電材料により略四角形状に形成され、平面視で図2中の上下両端部が補助容量線32,32にそれぞれ重なり、図2中の左右両側部が信号線33,33にそれぞれ重なって形成されている。また、各画素電極35は、走査線31と図2中の上側の補助容量線32との間の部分が薄膜トランジスタ34に対向する非有効部34aとなり、走査線31と図2中の下側の補助容量線32との間の部分が有効表示部34bとなっている。   Each pixel electrode 35 is formed in a substantially rectangular shape by a transparent conductive material such as ITO (Indium Tin Oxide), for example, and the upper and lower ends in FIG. 2 overlap the auxiliary capacitance lines 32 and 32 in plan view, respectively. Are formed so as to overlap the signal lines 33 and 33 respectively. Further, in each pixel electrode 35, a portion between the scanning line 31 and the upper auxiliary capacitance line 32 in FIG. 2 becomes an ineffective portion 34a facing the thin film transistor 34, and the scanning line 31 and the lower side in FIG. A portion between the auxiliary capacitance line 32 is an effective display portion 34b.

凸部37は、各信号線33のそれぞれに複数、例えば3つ、この信号線33に沿って長手状に連続して形成され、互いに幅方向に略等間隔に離間されている。また、各凸部37は、画素電極35の走査線31から下側に隣接する補助容量線32までの間の部分に亘って、換言すれば画素電極35の有効表示部35bの各側部に沿って、この側部全体に亘って連続して直線状に形成されている。さらに、画素電極35に最も近い凸部37、すなわち各信号線33の幅方向の両側近傍に位置する凸部37の幅方向の略中心位置が、画素電極35の側縁に対応する位置となっている。また、各凸部37は、断面視で基端側である上側の幅寸法が大きく、先端側である下側の幅寸法が小さくなるように、略台形状に形成されている。このため、各凸部37には、幅方向両側に、傾斜状の傾斜面37a,37bがそれぞれ形成されている。さらに、各凸部37の先端は、ゲート絶縁膜40および層間絶縁膜41を貫通するホールパターン48を介してエッチングストッパ49にそれぞれ接触している。   A plurality of, for example, three, protrusions 37 are formed on each of the signal lines 33 in the longitudinal direction along the signal line 33, and are spaced apart at substantially equal intervals in the width direction. Further, each convex portion 37 extends over a portion from the scanning line 31 of the pixel electrode 35 to the auxiliary capacitance line 32 adjacent to the lower side, in other words, on each side portion of the effective display portion 35b of the pixel electrode 35. Along the entire side portion, a straight line is formed continuously. Further, the convex portion 37 closest to the pixel electrode 35, that is, the approximate center position in the width direction of the convex portion 37 located near both sides in the width direction of each signal line 33 is a position corresponding to the side edge of the pixel electrode 35. ing. In addition, each convex portion 37 is formed in a substantially trapezoidal shape so that the upper side width dimension which is the base end side is large and the lower side width dimension which is the distal end side is small in a sectional view. For this reason, inclined surfaces 37a and 37b are formed on each convex portion 37 on both sides in the width direction. Further, the tip of each convex portion 37 is in contact with the etching stopper 49 via a hole pattern 48 penetrating the gate insulating film 40 and the interlayer insulating film 41, respectively.

ホールパターン48は、例えばコンタクトホール42,43と同工程で例えばエッチングなどにより形成される。   The hole pattern 48 is formed by, for example, etching or the like in the same process as the contact holes 42 and 43, for example.

エッチングストッパ49は、例えばガラス基板25上にチャネル層34cと同様のポリシリコン膜によって、このチャネル層34cと同工程で形成され、ホールパターン48の形成時のオーバエッチングを防止するためのものである。   The etching stopper 49 is formed, for example, on the glass substrate 25 by the same polysilicon film as the channel layer 34c in the same process as the channel layer 34c, and prevents over-etching when forming the hole pattern 48. .

一方、対向基板16は、透光性を有する第2基板本体としてのガラス基板51を有し、このガラス基板51上に、着色層であるカラーフィルタ層52、対向電極53、および、図示しない配向膜などが順次積層されている。   On the other hand, the counter substrate 16 has a glass substrate 51 as a second substrate body having translucency. On the glass substrate 51, a color filter layer 52 as a coloring layer, a counter electrode 53, and an orientation (not shown). Films and the like are sequentially stacked.

カラーフィルタ層52は、例えば赤(R)、緑(G)および青(B)のそれぞれに対応する着色部をそれぞれ備え、各画素23に対応して形成されている。   The color filter layer 52 includes colored portions corresponding to, for example, red (R), green (G), and blue (B), and is formed corresponding to each pixel 23.

対向電極53は、表示領域22の画素電極35に対応する位置にて、例えばITOなどの透明導電材料により、例えばスパッタリング法などで形成されている。   The counter electrode 53 is formed of a transparent conductive material such as ITO at a position corresponding to the pixel electrode 35 in the display region 22, for example, by sputtering.

また、液晶層17は、所定の液晶材料により形成された光変調層である。   The liquid crystal layer 17 is a light modulation layer formed of a predetermined liquid crystal material.

次に、上記一実施の形態の製造方法を説明する。   Next, the manufacturing method of the one embodiment will be described.

まず、ガラス基板25上にCVD(Chemical Vapor Deposition)法などによりアモルファスシリコン(a−Si)膜を50nm程度被着する(アモルファスシリコン膜形成工程)。   First, an amorphous silicon (a-Si) film of about 50 nm is deposited on the glass substrate 25 by a CVD (Chemical Vapor Deposition) method or the like (amorphous silicon film forming step).

次いで、例えば450℃で1時間炉アニールを行った後、XeClエキシマレーザを照射して、アモルファスシリコンを多結晶化(ポリシリコン(p−Si)化)する(多結晶化工程)。   Next, for example, after furnace annealing at 450 ° C. for 1 hour, XeCl excimer laser is irradiated to polycrystallize amorphous silicon (polysilicon (p-Si)) (polycrystallization step).

この後、ポリシリコンをフォトエッチング法などによりパターンニングして、表示領域内画素部の薄膜トランジスタ34のチャネル層34cおよび図示しない周辺駆動回路の各薄膜トランジスタのチャネル層となるポリシリコン膜を形成する(ポリシリコン膜形成工程)。このとき、同時に、凸部37のパターンに対応したエッチングストッパ49をポリシリコン膜によりパターン形成する(エッチングストッパ形成工程)。   Thereafter, the polysilicon is patterned by a photoetching method or the like to form a polysilicon film that becomes a channel layer 34c of the thin film transistor 34 in the pixel portion in the display region and a channel layer of each thin film transistor of the peripheral drive circuit (not shown). Silicon film forming step). At the same time, an etching stopper 49 corresponding to the pattern of the convex portion 37 is formed with a polysilicon film (etching stopper forming step).

次に、例えばCVD法によりガラス基板25の全面にゲート絶縁膜40となるシリコン酸化膜(SiOx)を100nm程度被着する(シリコン酸化膜形成工程)。   Next, a silicon oxide film (SiOx) to be the gate insulating film 40 is deposited on the entire surface of the glass substrate 25 by a CVD method, for example, to a thickness of about 100 nm (silicon oxide film forming step).

続いて、シリコン酸化膜上の全面に、図示しないタンタル、クロム、アルミニウム、モリブデン、タングステン、銅などの単体またはその積層膜あるいは合金膜を400nm程度被着し、フォトエッチング法などにより所定の形状にパターニングし、走査線31、補助容量線32、および、走査線31を延在した各薄膜トランジスタ34のゲート電極34g、図示しない周辺駆動回路の各薄膜トランジスタのゲート電極および各種配線を形成する(第1配線形成工程)。   Subsequently, a single layer of tantalum, chromium, aluminum, molybdenum, tungsten, copper or the like, or a laminated film or alloy film thereof (not shown) is deposited on the entire surface of the silicon oxide film to a thickness of about 400 nm, and formed into a predetermined shape by a photoetching method or the like. Patterning is performed to form the scanning line 31, the auxiliary capacitance line 32, the gate electrode 34g of each thin film transistor 34 extending the scanning line 31, the gate electrode of each thin film transistor of a peripheral drive circuit (not shown), and various wirings (first wiring) Forming step).

さらに、これらのゲート電極34gなどをマスクとしてイオン注入やイオンドーピング法などによりポリシリコン層に不純物の注入を行い、薄膜トランジスタ34のドレイン領域34cd、ソース領域34csおよび図示しないNチャネル型の周辺駆動回路の薄膜トランジスタのソース領域およびドレイン領域を形成する(第1電極形成工程)。このとき、不純物の注入は、例えば加速電圧80keV、5×1015atoms/cm2のドーズ量で、PH/Hによりリンを高濃度注入する。 Further, using the gate electrode 34g as a mask, impurities are implanted into the polysilicon layer by ion implantation, ion doping, or the like, so that the drain region 34cd, the source region 34cs of the thin film transistor 34 and an N channel type peripheral drive circuit (not shown) are formed. A source region and a drain region of the thin film transistor are formed (first electrode formation step). At this time, the impurity is implanted, for example, with an acceleration voltage of 80 keV and a dose of 5 × 10 15 atoms / cm 2 , and phosphorus is implanted at a high concentration by PH 3 / H 2 .

次いで、薄膜トランジスタ34および周辺駆動回路のNチャネル型の薄膜トランジスタを、不純物が注入されないように塗布したレジストで被覆した後、図示しない周辺駆動回路のPチャネル型の薄膜トランジスタのゲート電極をそれぞれマスクとして、例えば加速電圧80keV、5×1015atoms/cm2のドーズ量でB/Hによりボロンを高濃度注入して、図示しない周辺駆動回路のPチャネル型の薄膜トランジスタのソース領域とドレイン領域とを形成する(第2電極形成工程)。 Next, after the thin film transistor 34 and the N channel type thin film transistor of the peripheral drive circuit are covered with a resist coated so that impurities are not implanted, the gate electrode of the P channel type thin film transistor of the peripheral drive circuit (not shown) is used as a mask, for example. Boron is implanted at a high concentration with B 2 H 6 / H 2 at an acceleration voltage of 80 keV and a dose of 5 × 10 15 atoms / cm 2 , and a source region and a drain region of a P-channel thin film transistor of a peripheral drive circuit (not shown) Is formed (second electrode forming step).

その後、さらに周辺駆動回路のNチャネル型の薄膜トランジスタのLDD領域を形成するための不純物注入を行い、ガラス基板25をアニールすることにより不純物を活性化する(LDD領域形成工程)。   Thereafter, impurities are implanted to form an LDD region of the N-channel type thin film transistor of the peripheral driver circuit, and the glass substrate 25 is annealed to activate the impurities (LDD region forming step).

さらに、例えばPECVD(Plasma Enhanced CVD)法を用いてガラス基板25の全面に層間絶縁膜41を500nm程度被着する(層間絶縁膜形成工程)。   Further, an interlayer insulating film 41 is deposited on the entire surface of the glass substrate 25 to a thickness of about 500 nm by using, for example, PECVD (Plasma Enhanced CVD) (interlayer insulating film forming step).

続いて、例えばフォトエッチング法により、薄膜トランジスタ34のドレイン電極34dに至るコンタクトホール42、ソース電極34sに至るコンタクトホール43、および、図示しない周辺駆動回路の各薄膜トランジスタのソース電極とドレイン電極とに至るコンタクトホールをそれぞれ層間絶縁膜41およびゲート絶縁膜40に形成する(第1コンタクトホール形成工程)。このとき同時に、信号線33の裏面の一部領域を凹凸形状とするためのホールパターン48を層間絶縁膜41およびゲート絶縁膜40に形成する(凹凸パターン形成工程)。この凹凸パターン形成工程において、ホールパターン48は、エッチングストッパ49によってオーバエッチングが防止される。   Subsequently, contact holes 42 reaching the drain electrode 34d of the thin film transistor 34, contact holes 43 reaching the source electrode 34s, and contacts reaching the source electrode and the drain electrode of each thin film transistor of a peripheral drive circuit (not shown) by, for example, photoetching. Holes are formed in the interlayer insulating film 41 and the gate insulating film 40, respectively (first contact hole forming step). At the same time, a hole pattern 48 is formed in the interlayer insulating film 41 and the gate insulating film 40 in order to make a partial region on the back surface of the signal line 33 uneven (uneven pattern forming step). In this concavo-convex pattern forming step, overetching of the hole pattern 48 is prevented by the etching stopper 49.

次に、タンタル、クロム、アルミニウム、モリブデン、タングステン、銅などの単体またはその積層膜あるいは合金膜を500nm程度被着し、フォトエッチング法などにより所定の形状にパターニングし、信号線33、薄膜トランジスタ34のドレイン電極34dと信号線33との接続、ソース電極34s、および、図示しない周辺駆動回路内の薄膜トランジスタの各種配線などをする(第2配線工程)。   Next, a single layer of tantalum, chromium, aluminum, molybdenum, tungsten, copper, or a laminated film or alloy film thereof is applied to a thickness of about 500 nm, and is patterned into a predetermined shape by a photoetching method or the like. The drain electrode 34d and the signal line 33 are connected, the source electrode 34s, and various wirings of the thin film transistor in the peripheral drive circuit (not shown) are performed (second wiring process).

さらに、PECVD法などによりガラス基板25の全面にシリコン窒化膜(SiNx)からなる保護絶縁膜44を成膜し、例えばフォトエッチング法によりコンタクトホール46を形成する(第2コンタクトホール形成工程)。   Further, a protective insulating film 44 made of a silicon nitride film (SiNx) is formed on the entire surface of the glass substrate 25 by PECVD or the like, and a contact hole 46 is formed by, for example, photoetching (second contact hole forming step).

次に、例えば透明有機絶縁膜45を全面に2μmほど塗布し、コンタクトホール47を形成する(第3コンタクトホール形成工程)。   Next, for example, a transparent organic insulating film 45 is applied to the entire surface by about 2 μm to form a contact hole 47 (third contact hole forming step).

この後、例えばITOをスパッタ法などにより100nm程度成膜した後、フォトエッチング法などにより所定の形状にパターニングして画素電極35を形成し(画素電極形成工程)、この画素電極35と薄膜トランジスタ34のソース電極34sとを接続し、かつ、配向膜を形成する(配向膜形成工程)ことにより、アレイ基板15を得る。   Thereafter, for example, an ITO film is formed to a thickness of about 100 nm by a sputtering method or the like, and then patterned into a predetermined shape by a photoetching method or the like to form a pixel electrode 35 (pixel electrode forming step). The array substrate 15 is obtained by connecting the source electrode 34s and forming an alignment film (alignment film forming step).

そして、このように構成したアレイ基板15と、スパッタリングやエッチングなどを繰り返してガラス基板51上にカラーフィルタ層52、対向電極53および配向膜などを形成した対向基板16とを、スペーサを介在して互いに対向配置して接着層18により貼り合わせるとともに、液晶層17を基板15,16間に介在させ、図示しない偏光板などを取り付けて液晶パネル12を完成する。   Then, the array substrate 15 configured as described above and the counter substrate 16 in which the color filter layer 52, the counter electrode 53, the alignment film, and the like are formed on the glass substrate 51 by repeating sputtering and etching are interposed via spacers. The liquid crystal panel 12 is completed by placing the liquid crystal layer 17 between the substrates 15 and 16 and attaching a polarizing plate or the like (not shown) together with the liquid crystal layer 17 interposed between the substrates 15 and 16.

このような液晶パネル12を備えた液晶表示装置11において、バックライト13から液晶パネル12の裏面側に照射された光Lは、各画像信号に対応して各画素23の液晶層17部分に印加された電圧によって各画素23での透過量が設定され、この設定された透過量で各画素23にて表示側へと透過することで、画像が視認される。   In the liquid crystal display device 11 having such a liquid crystal panel 12, the light L emitted from the backlight 13 to the back side of the liquid crystal panel 12 is applied to the liquid crystal layer 17 portion of each pixel 23 corresponding to each image signal. The transmission amount at each pixel 23 is set by the applied voltage, and the image is visually recognized by transmitting to the display side at each pixel 23 with the set transmission amount.

このとき、信号線33によって遮光される領域、すなわち信号線33の裏面側に入射したバックライト13からの光L1は、信号線33の凸部37の傾斜面37a,37bなどにより、信号線33と異なる位置へと信号線33の幅方向に、すなわち図1中の左右方向に乱反射(拡散)されて表示側へと透過するように再利用される。   At this time, the light L1 from the backlight 13 incident on the area shielded by the signal line 33, that is, the back surface side of the signal line 33 is transmitted to the signal line 33 by the inclined surfaces 37a and 37b of the convex portion 37 of the signal line 33, and the like. Are reused so as to be diffusely reflected (diffused) in the width direction of the signal line 33, that is, in the left-right direction in FIG.

このように、画素電極35が平面視で重なった信号線33の裏面側に、この裏面側に入射した光L1を乱反射させる凸部37を形成することで、信号線33の幅寸法を所定の大きさとして開口率が低下した場合でも、凸部37によって乱反射された光L1を再利用することにより、表面輝度の低下を抑制できる。   In this way, by forming the convex portion 37 that irregularly reflects the light L1 incident on the back surface side on the back surface side of the signal line 33 where the pixel electrode 35 overlaps in plan view, the width dimension of the signal line 33 is set to a predetermined value. Even when the aperture ratio is reduced as a size, a reduction in surface luminance can be suppressed by reusing the light L1 irregularly reflected by the convex portion 37.

すなわち、対向基板16側にカラーフィルタ層52を有する場合に、アレイ基板15と対向基板16との位置合わせずれによる混色や開口率の変動を考慮すると、信号線33は一定の幅以上細くすることができず、開口率も一定以上大きくすることができないものの、上記のように凸部37により光L1を乱反射させて再利用することにより、信号線33を一定幅以上細くすることができない場合でも、表面輝度が低下してしまうことがない。   That is, when the color filter layer 52 is provided on the counter substrate 16 side, the signal line 33 should be made narrower than a certain width in consideration of color mixing due to misalignment between the array substrate 15 and the counter substrate 16 and variation in aperture ratio. Even if the aperture ratio cannot be increased beyond a certain level, even if the signal line 33 cannot be narrowed by a certain width or more by diffusely reflecting and reusing the light L1 by the convex portion 37 as described above. The surface brightness does not decrease.

しかも、凸部37は、信号線33の背面側の絶縁膜40,41を貫通して形成されているため、液晶パネルに例えば反射用の部材などを取り付ける場合のように液晶パネル12の厚みが増加することもない。   Moreover, since the convex portion 37 is formed through the insulating films 40 and 41 on the back side of the signal line 33, the thickness of the liquid crystal panel 12 is increased as in the case of attaching a reflection member or the like to the liquid crystal panel, for example. There is no increase.

また、凸部37を信号線33に沿って形成することにより、傾斜面37a,37bの面方向が信号線33の幅方向に向けて形成されるので、バックライト13から信号線33の裏面に入射した光L1を信号線33の外方、ここでは信号線33に対して交差する方向へと確実に乱反射させることができ、光L1が信号線33の領域内から出ずに乱反射を繰り返すことを防止できる。   Further, by forming the convex portion 37 along the signal line 33, the surface direction of the inclined surfaces 37a and 37b is formed in the width direction of the signal line 33, so that the backlight 13 is connected to the back surface of the signal line 33. The incident light L1 can be reliably irregularly reflected outside the signal line 33, here in the direction intersecting the signal line 33, and the light L1 is repeatedly diffusely reflected without exiting the signal line 33 region. Can be prevented.

さらに、凸部37を複数形成することにより、光L1を、より効果的に乱反射させることができる。   Furthermore, by forming a plurality of convex portions 37, the light L1 can be diffused more effectively.

そして、ゲート絶縁膜40および層間絶縁膜41に対して、コンタクトホール42,43を形成する際にホールパターン48を同時に形成することにより、凸部37を形成するための工程を別途要することなく信号線33を層間絶縁膜41上に形成するだけで凸部37を容易に形成でき、製造性が低下することもない。   Then, a hole pattern 48 is formed simultaneously with the gate insulating film 40 and the interlayer insulating film 41 when the contact holes 42 and 43 are formed, so that a signal for forming the convex portion 37 is not required. The convex portions 37 can be easily formed only by forming the lines 33 on the interlayer insulating film 41, and the productivity is not lowered.

なお、上記一実施の形態では、信号線33の裏面に凹凸構造を形成するためのホールパターン48に対応してエッチングストッパ49としてポリシリコン膜のパターンを配置したが、ホールパターン48をハーフ露光などで形成する場合には、これらエッチングストッパ49を配置しない構成とすることも可能である。   In the above-described embodiment, the polysilicon film pattern is arranged as the etching stopper 49 corresponding to the hole pattern 48 for forming the concavo-convex structure on the back surface of the signal line 33. In the case of forming in this manner, it is possible to adopt a configuration in which these etching stoppers 49 are not disposed.

また、薄膜トランジスタ34のチャネル層34cとしてポリシリコン層を用いたが、例えばアモルファスシリコン層などの他の半導体層をチャネル層として用いても同様の作用効果を得ることができる。   Further, although the polysilicon layer is used as the channel layer 34c of the thin film transistor 34, the same effect can be obtained even when another semiconductor layer such as an amorphous silicon layer is used as the channel layer.

さらに、凹凸構造は、上記凸部37のみを形成するだけでなく、凹部のみを形成したり、凹部と凸部とを形成したりすることによって適宜構成することが可能である。   Furthermore, the concavo-convex structure can be appropriately configured not only by forming the convex portion 37 but also by forming only a concave portion or forming a concave portion and a convex portion.

そして、凹凸構造は、信号線33だけでなく、走査線31や補助容量線32などの配線のいずれかに形成したり、これら配線の全てにそれぞれ形成したりしてもよい。   The uneven structure may be formed not only on the signal line 33 but also on any of the wirings such as the scanning lines 31 and the auxiliary capacitance lines 32, or may be formed on all of these wirings.

本発明の一実施の形態の表示素子の第1基板の要部を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the principal part of the 1st board | substrate of the display element of one embodiment of this invention. 同上第1基板の要部を示す平面図である。It is a top view which shows the principal part of a 1st board | substrate same as the above. 同上表示素子を備えた表示装置を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the display apparatus provided with the display element same as the above.

符号の説明Explanation of symbols

12 表示素子としての液晶パネル
15 第1基板としてのアレイ基板
16 第2基板としての対向基板
17 光変調層としての液晶層
25 第1基板本体としてのガラス基板
31 配線である走査線
32 配線である補助容量線
33 配線である信号線
34 スイッチング素子としての薄膜トランジスタ
35 画素電極
37 凹凸構造としての凸部
51 第2基板本体としてのガラス基板
52 着色層であるカラーフィルタ層
12 Liquid crystal panels as display elements
15 Array substrate as first substrate
16 Counter substrate as second substrate
17 Liquid crystal layer as light modulation layer
25 Glass substrate as the first substrate body
31 Scanning lines that are wiring
32 Auxiliary capacitance lines
33 Signal lines that are wiring
34 Thin-film transistors as switching elements
35 pixel electrode
37 Convex part as uneven structure
51 Glass substrate as the second substrate body
52 Color filter layer as a colored layer

Claims (3)

第1基板本体と、この第1基板本体上に互いに交差して形成され光を透過させない複数の配線と、これら配線の交差位置に対応してそれぞれ配置され、前記配線に平面視で一部が重なって形成され少なくとも一部が裏面側からの光を透過可能な画素電極と、前記配線に接続され前記画素電極を駆動するスイッチング素子とを備えた第1基板と、
第2基板本体と、この第2基板本体上に前記各画素電極に対応して設けられた着色層とを備え、前記第1基板と対向配置された第2基板と、
これら第1基板と第2基板との間に介在された光変調層とを具備し、
前記配線の少なくとも一部の裏面側に、この裏面側に入射した光を乱反射させる凹凸構造を備えている
ことを特徴とする表示素子。
A first substrate body, a plurality of wirings which are formed on the first substrate body so as to cross each other and do not transmit light, and are arranged corresponding to the intersection positions of the wirings, and a part of the wirings in plan view A first substrate comprising: a pixel electrode that overlaps and is at least partially capable of transmitting light from the back surface side; and a switching element that is connected to the wiring and drives the pixel electrode;
A second substrate provided with a second substrate main body and a colored layer provided on the second substrate main body corresponding to each pixel electrode, and disposed opposite to the first substrate;
A light modulation layer interposed between the first substrate and the second substrate,
A display element comprising a concavo-convex structure for irregularly reflecting light incident on the back surface side on at least a part of the back surface side of the wiring.
前記凹凸構造は、前記配線の一部に沿って連続して形成されている
ことを特徴とする請求項1記載の表示素子。
The display device according to claim 1, wherein the concavo-convex structure is continuously formed along a part of the wiring.
前記凹凸構造は、前記配線の形成時に同時に形成される
ことを特徴とする請求項1または2記載の表示素子。
The display element according to claim 1, wherein the concavo-convex structure is formed simultaneously with the formation of the wiring.
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