JP2012208184A - Liquid crystal display element and manufacturing method for the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、アレイ基板と対向基板との間に液晶層が介在された液晶表示素子およびその製造方法に関する。 Embodiments described herein relate generally to a liquid crystal display element in which a liquid crystal layer is interposed between an array substrate and a counter substrate, and a method for manufacturing the same.
従来、平面表示装置すなわちフラットパネルディスプレイ(FPD)として、液晶表示装置が広く用いられている。例えば透過型の液晶表示装置は、液晶表示素子である液晶パネルと、この液晶パネルの背面側に面状光を照射するバックライトとを備えている。そして、液晶パネルは、アレイ基板と対向基板との間に光変調層である液晶層が介在されて構成されている。 Conventionally, liquid crystal display devices are widely used as flat display devices, that is, flat panel displays (FPDs). For example, a transmissive liquid crystal display device includes a liquid crystal panel that is a liquid crystal display element, and a backlight that irradiates planar light on the back side of the liquid crystal panel. The liquid crystal panel is configured by interposing a liquid crystal layer, which is a light modulation layer, between an array substrate and a counter substrate.
アレイ基板は、透明なガラス基板の液晶層側の一主面上に、縦横に複数本ずつの配線(走査線および信号線)が形成され、これら配線が交差する位置などに対応してスイッチング素子である薄膜トランジスタ(TFT)がマトリクス状に形成され、これら薄膜トランジスタを覆って絶縁層が形成され、この絶縁層の各薄膜トランジスタに対応する位置に形成されたコンタクトホールと絶縁層上とに亘って、画素を構成する透明電極である画素電極が層状に形成されて構成されている。また、ガラス基板の他主面には、偏光板が貼り付けられている。 The array substrate has a plurality of wiring lines (scanning lines and signal lines) formed vertically and horizontally on one main surface on the liquid crystal layer side of a transparent glass substrate, and switching elements corresponding to the positions where these lines intersect The thin film transistors (TFTs) are formed in a matrix, and an insulating layer is formed so as to cover the thin film transistors. A pixel is formed across the contact hole formed on the insulating layer at a position corresponding to each thin film transistor and the insulating layer. The pixel electrode, which is a transparent electrode constituting the, is formed in layers. A polarizing plate is attached to the other main surface of the glass substrate.
一方、対向基板は、透明なガラス基板の液晶層側の一主面上に、各画素共通の対向電極が形成されている。また、ガラス基板の他主面には、偏光板が貼り付けられている。 On the other hand, in the counter substrate, a counter electrode common to each pixel is formed on one main surface of the transparent glass substrate on the liquid crystal layer side. A polarizing plate is attached to the other main surface of the glass substrate.
そして、配線からの信号によりスイッチングされた薄膜トランジスタを介して画素電極に電圧が印加されると、この画素電極に印加された電圧に応じて、液晶層を構成する液晶材料が、バックライトから照射されてアレイ基板側の偏光板を通過した光の偏光面を回転させる。この偏光面が回転された光の偏光角度に応じて、対向基板側の偏光板を透過する光の割合、すなわち光透過率が決定される。したがって、液晶パネルでは、各薄膜トランジスタにより画素電極の電位を場所毎に変化させることで、画像が表示される。 When a voltage is applied to the pixel electrode through the thin film transistor switched by a signal from the wiring, the liquid crystal material constituting the liquid crystal layer is irradiated from the backlight according to the voltage applied to the pixel electrode. The polarization plane of the light passing through the polarizing plate on the array substrate side is rotated. In accordance with the polarization angle of the light whose polarization plane has been rotated, the ratio of light transmitted through the polarizing plate on the counter substrate side, that is, the light transmittance is determined. Therefore, in the liquid crystal panel, an image is displayed by changing the potential of the pixel electrode for each location by each thin film transistor.
このような液晶パネルにおいては、画素電極の表面の凹凸がコントラストの低下の原因となる。これは、画素電極の表面の凹凸による電界乱れによって液晶材料の配向が乱れるためである。そこで、アレイ基板の画素電極の下地となる部分に、例えばアクリル樹脂などの平坦化材料を塗布して焼成し平坦化層を形成することにより、画素電極の凹凸を低減した構成が知られている。 In such a liquid crystal panel, unevenness on the surface of the pixel electrode causes a decrease in contrast. This is because the alignment of the liquid crystal material is disturbed by the electric field disturbance due to the unevenness of the surface of the pixel electrode. Therefore, a configuration in which the unevenness of the pixel electrode is reduced by applying a flattening material such as acrylic resin to the portion of the array substrate that becomes the base of the pixel electrode and baking it to form a flattened layer is known. .
上記特許文献1記載の構成のように平坦化層を形成する場合、この平坦化層の厚みを大きくすることで画素電極の凹凸の低減効果がさらに高まる。しかしながら、平坦化層には、画素電極と薄膜トランジスタとを導通させるための開口であるコンタクトホールを形成しなければならないため、平坦化層の厚膜化には制限がある。一方で、平坦化層を形成した後、研磨をして平坦性を高めることも考えられるものの、この場合には工数の増加などに伴い製造コストが高くなる。 When a planarization layer is formed as in the configuration described in Patent Document 1, the effect of reducing the unevenness of the pixel electrode is further increased by increasing the thickness of the planarization layer. However, since a contact hole which is an opening for conducting the pixel electrode and the thin film transistor has to be formed in the planarization layer, there is a limit to increasing the thickness of the planarization layer. On the other hand, after forming the planarizing layer, it may be possible to improve the planarity by polishing, but in this case, the manufacturing cost increases as the number of processes increases.
本発明が解決しようとする課題は、製造コストを増加させることなく画素電極の凹凸を低減してコントラストを確保できる液晶表示素子およびその製造方法を提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to provide a liquid crystal display element capable of ensuring the contrast by reducing the unevenness of the pixel electrode without increasing the manufacturing cost, and a manufacturing method thereof.
実施形態の液晶表示素子は、アレイ基板を有する。また、この液晶表示素子は、アレイ基板に対向して配置された対向基板を有する。さらに、この液晶表示素子は、アレイ基板と対向基板との間に介在された液晶層を有する。アレイ基板は、絶縁層を備える。また、アレイ基板は、絶縁層の液晶層に対して反対側に配置された複数のスイッチング素子を備える。さらに、アレイ基板は、スイッチング素子を覆う支持層を備える。そして、このアレイ基板は、絶縁層に対してそれぞれのスイッチング素子と反対側の位置に設けられ、これら各スイッチング素子に電気的に接続されてこれらスイッチング素子により駆動される複数の画素電極を備える。 The liquid crystal display element of the embodiment has an array substrate. In addition, the liquid crystal display element has a counter substrate disposed to face the array substrate. Further, this liquid crystal display element has a liquid crystal layer interposed between the array substrate and the counter substrate. The array substrate includes an insulating layer. The array substrate includes a plurality of switching elements arranged on the opposite side of the liquid crystal layer of the insulating layer. Furthermore, the array substrate includes a support layer that covers the switching elements. The array substrate includes a plurality of pixel electrodes which are provided at positions opposite to the respective switching elements with respect to the insulating layer, and are electrically connected to and driven by these switching elements.
以下、一実施形態の構成を図1ないし図7を参照して説明する。 The configuration of one embodiment will be described below with reference to FIGS.
図1において、11は液晶表示素子としての平面表示素子である液晶パネルであり、この液晶パネル11は、例えば図示しないバックライトからの面状光を透過させて画像を表示する透過型のアクティブマトリクス型液晶パネルである。 In FIG. 1, reference numeral 11 denotes a liquid crystal panel which is a flat display element as a liquid crystal display element. The liquid crystal panel 11 is a transmissive active matrix that displays an image by transmitting planar light from a backlight (not shown), for example. Type LCD panel.
すなわち、この液晶パネル11は、四角形状のアレイ基板12と、四角形状の対向基板13とが、この対向基板13を表示側として所定の隙間(セルギャップ)を介して互いに対向配置され、これら基板12,13間に液晶層14、および、基板12,13間の隙間を保持する図示しないスペーサが介在され、かつ、アレイ基板12の表示側(液晶層14と反対側)と対向基板13の背面側(液晶層14と反対側)とに図示しない偏光板がそれぞれ取り付けられて構成され、複数の画素18が例えばマトリクス状に配置された画像を表示するアクティブエリアすなわち表示領域が例えば四角形状に形成されている。 That is, in the liquid crystal panel 11, a square array substrate 12 and a square counter substrate 13 are arranged to face each other through a predetermined gap (cell gap) with the counter substrate 13 as a display side. A liquid crystal layer 14 is interposed between 12 and 13, and a spacer (not shown) that holds a gap between the substrates 12 and 13, and the display side of the array substrate 12 (the side opposite to the liquid crystal layer 14) and the back surface of the counter substrate 13 A polarizing plate (not shown) is attached to the side (the side opposite to the liquid crystal layer 14), and an active area that displays an image in which a plurality of pixels 18 are arranged in a matrix, for example, a display area is formed in a square shape, for example. Has been.
アレイ基板12は、絶縁層21と、この絶縁層21上に形成された第1絶縁膜としてのゲート絶縁膜22およびこのゲート絶縁膜22上に形成された第2絶縁膜としての層間絶縁膜23を介して絶縁層21上に表示領域に対応する位置に複数の画素18に対応してマトリクス状に配置される複数のスイッチング素子としての薄膜トランジスタ(TFT)24と、表示領域に対応する位置に平面視で格子状に形成され各薄膜トランジスタ24と電気的に接続される図示しない複数の走査線および信号線と、全ての薄膜トランジスタ24を覆って層間絶縁膜23上に形成された支持層27と、絶縁層21に対して薄膜トランジスタ24と反対側に形成された遮光層28および各画素18を構成する画素電極29と、これら遮光層28および画素電極29を覆って絶縁層21に形成された図示しない配向膜とを備えている。また、このアレイ基板12には、例えば絶縁層21上に、外部回路に電気的に接続され各薄膜トランジスタ24を駆動するための駆動回路である図示しないドライバ回路が表示領域の外方に額縁状(四角形枠状)に形成された非表示領域に対応して配置されている。
The array substrate 12 includes an
絶縁層21は、アンダーコート層とも呼ばれるもので、例えば一酸化珪素(SiO)などの絶縁性を有する部材により形成された薄膜であり、アレイ基板12の液晶層14側に位置している。本実施の形態において、絶縁層21は、例えば300nmの膜厚に形成されている。
The
また、ゲート絶縁膜22は、例えば一酸化珪素(SiO)などの絶縁性を有する部材により形成された薄膜である。本実施の形態において、ゲート絶縁膜22は、例えば80nmの膜厚に形成されている。
The
また、層間絶縁膜23は、例えば酸窒化珪素(SiON)などの絶縁性を有する部材により形成された薄膜である。本実施の形態において、層間絶縁膜23は、例えば600nmの膜厚に形成されている。
The
そして、各薄膜トランジスタ24は、本実施の形態では例えばトップゲート型のP型ポリシリコン(p−Si)薄膜トランジスタであり、絶縁層21の主面21a上に位置する半導体層31と、ゲート絶縁膜22を介してこの半導体層31と絶縁されてこの半導体層31上に位置する制御電極であるゲート電極32と、層間絶縁膜23を介してゲート電極32と絶縁されてこのゲート電極32上に位置する絶縁された信号電極であるソース電極33および駆動電極であるドレイン電極34とを有している。また、これら薄膜トランジスタ24は、走査線と信号線との交差位置にそれぞれ対応して配置されている。
In the present embodiment, each
半導体層31は、例えばポリシリコンにより島状に形成されたものであり、ゲート電極32に対応するチャネル領域31Cと、ソース電極33と電気的に接続されたソース領域31Sと、ドレイン電極34と電気的に接続されたドレイン領域31Dとが形成されている。
The
また、ゲート電極32は、走査線と電気的に接続されており、例えば走査線の一部に突設されて、半導体層31と平面視で交差している。このゲート電極32は、例えばモリブデンタングステン(MoW)などの導電性を有する部材(合金)により形成されている。なお、このゲート電極32は、例えば走査線と同一の部材を同一工程でパターニングすることにより、走査線と一体に形成されている。
The
また、ソース電極33は、ゲート電極32の直上を避けた一側の位置に配置され、信号線と電気的に接続されている。このソース電極33は、例えば導電性の部材であるチタン(Ti)、アルミニウム(Al)、チタンが順次積層され、ゲート絶縁膜22および層間絶縁膜23に亘って形成されたコンタクトホール36を覆って形成されることにより、半導体層31のソース領域31Sと電気的に接続されている。
Further, the
また、ドレイン電極34は、ゲート電極32の直上を避けた他側の位置に配置されている。このドレイン電極34は、例えば導電性の部材であるチタン、アルミニウム、チタンが順次積層され、ゲート絶縁膜22および層間絶縁膜23に亘って形成されたコンタクトホール37を覆って形成されることにより、半導体層31のドレイン領域31Dと電気的に接続されている。なお、このドレイン電極34は、例えばソース電極33と同一の部材を同一の工程でパターニングすることにより形成されている。
In addition, the
また、各走査線は、同一行に位置する各薄膜トランジスタ24のゲート電極32に対してドライバ回路からの走査信号を印加することにより、同一行に位置する各薄膜トランジスタ24をスイッチングするものである。
Each scanning line switches each
また、各信号線は、同一列に位置する各薄膜トランジスタ24のソース電極33に対してドライバ回路からの画像信号を印加するものである。
Each signal line applies an image signal from the driver circuit to the
また、支持層27は、例えばアクリル樹脂などの可撓性(弾性)および透光性を有する部材により形成された樹脂層であり、絶縁層21に対して液晶層14と反対側に位置している。本実施の形態において、支持層27は、例えば20μmの膜厚に形成されている。なお、この支持層27の層間絶縁膜23と反対側(図1中の上側)の主面は、平坦でなくても液晶パネル11の表示特性上の影響はないが、必要に応じて研磨などにより平坦化してもよい。
The
また、各遮光層28は、ブラックマトリクスなどとも呼ばれるもので、各薄膜トランジスタ24の表示側の一部を遮光することによりバックライトからの光が各薄膜トランジスタ24から表示側へと抜けることを防止するためのものである。これら遮光層28は、例えばモリブデン(Mo)などの部材により形成されており、絶縁層21に対して各薄膜トランジスタ24と反対側の位置、すなわち絶縁層21の液晶層14側の主面21bに形成されている。さらに、これら遮光層28は、例えば各信号線と略平行に配置され、同一列に位置する各薄膜トランジスタ24間で連続した長尺状に形成されており、表示領域全体に亘ってストライプ状となっている。
Further, each
また、各画素電極29は、例えば酸化インジウムスズ(ITO)などの透光性および導電性を有する部材(合金)により、絶縁層21に形成されたコンタクトホール41を覆って、この絶縁層21の主面21b上に膜状に形成され、各薄膜トランジスタ24の半導体層31のドレイン領域31Dと電気的に接続されて、ドレイン電極34と電気的に接続されている。さらに、各画素電極29は、各遮光層28と略等しい膜厚に形成されており、本実施の形態において、例えば50nmの膜厚となっている。
Each
一方、対向基板13は、絶縁性および透光性を有する絶縁性基板45と、この絶縁性基板45上に形成された共通電極である対向電極46と、この対向電極46を覆って形成された図示しない配向膜とを備えている。
On the other hand, the counter substrate 13 is formed by covering the
絶縁性基板45は、例えばガラス基板、あるいは可撓性(弾性)を有する樹脂基板などである。
The insulating
対向電極46は、各薄膜トランジスタ24に共通の接地電位を設定するもので、例えば酸化インジウムスズなどの透光性および導電性を有する部材(合金)により少なくとも表示領域を全体に亘って膜状に形成されている。また、これら対向電極46は、非表示領域において図示しないトランスファ電極を介してアレイ基板12側と電気的に接続されている。
The
さらに、液晶層14は、アレイ基板12側の配向膜と対向基板13側の配向膜との間に配置されており、この液晶層14を構成する液晶材料48がこれら配向膜によって配向制御されている。液晶材料48は、各画素電極29に印加された電圧に応じて、バックライトから照射されてアレイ基板12側の偏光板を通過した光の偏光面を回転させるものである。
Further, the liquid crystal layer 14 is disposed between the alignment film on the array substrate 12 side and the alignment film on the counter substrate 13 side, and the
なお、アレイ基板12の表示側(液晶層14)側、あるいは対向基板13などに、画素18毎に対応する着色層(カラーフィルタ層)を設けることで、液晶パネル11はカラー表示が可能である。 The liquid crystal panel 11 can perform color display by providing a color layer (color filter layer) corresponding to each pixel 18 on the display side (liquid crystal layer 14) side of the array substrate 12 or the counter substrate 13 or the like. .
次に、上記一実施形態の液晶パネル11の製造方法を説明する。 Next, a method for manufacturing the liquid crystal panel 11 according to the embodiment will be described.
まず、図2に示すように、基板51上に例えばスパッタリング法などを用いて、モリブデンなどにより分離層52を例えば膜厚50nmで形成する。なお、この分離層52は、基板51と後工程の各層との分離性を向上するためのものである。
First, as shown in FIG. 2, the
次いで、図3に示すように、分離層52上に、例えばプラズマCVD法などを用いて、一酸化珪素などにより絶縁層21を例えば膜厚300nmで形成する。
Next, as illustrated in FIG. 3, the insulating
さらに、例えばプラズマCVD法などを用いて、アモルファスシリコン膜(a−Si)を例えば膜厚50nmで形成した後、例えば450℃で30分の脱水素アニールを施し、エキシマレーザ光を照射してアモルファスシリコン膜を多結晶化してポリシリコン膜とする。また、このポリシリコン膜に対して所定のフォトレジストパターンを形成した後、ドライエッチングなどを施して、ポリシリコン膜を所定の形状にエッチングし、フォトレジストパターンを除去する。 Furthermore, after forming an amorphous silicon film (a-Si) with a film thickness of, for example, 50 nm using, for example, a plasma CVD method, dehydrogenation annealing is performed, for example, at 450 ° C. for 30 minutes, and an excimer laser beam is irradiated to form an amorphous film. The silicon film is polycrystallized to form a polysilicon film. Further, after a predetermined photoresist pattern is formed on the polysilicon film, dry etching or the like is performed to etch the polysilicon film into a predetermined shape and remove the photoresist pattern.
次いで、例えばプラズマCVD法などを用いて、ポリシリコン膜を覆って絶縁層21の主面21a上に一酸化珪素などによりゲート絶縁膜22を例えば膜厚80nmで形成する。
Next, the
また、スパッタリング法などを用いてモリブデンタングステンなどにより導電膜を形成し、この導電膜に対して所定のフォトレジストパターンを形成した後、ドライエッチングなどを施して、導電膜を所定の形状にエッチングし、フォトレジストパターンを除去することにより、走査線およびゲート電極32を一体に形成する。
In addition, a conductive film is formed using molybdenum tungsten or the like by a sputtering method, and after a predetermined photoresist pattern is formed on the conductive film, dry etching or the like is performed to etch the conductive film into a predetermined shape. Then, the scanning line and the
さらに、このゲート電極32をマスクとして、ポリシリコン膜に対して不純物の注入などを行い、ポリシリコン膜をチャネル領域31C、ソース領域31Sおよびドレイン領域31Dを有する半導体層31とする。
Further, using the
この後、ゲート電極32を覆ってゲート絶縁膜22上に、例えばプラズマCVD法などを用いて酸窒化珪素などにより層間絶縁膜23を例えば膜厚600nmで形成する。
Thereafter, an
さらに、層間絶縁膜23に対して所定のフォトレジストパターンを形成した後、ドライエッチングなどを施して、層間絶縁膜23およびゲート絶縁膜22を半導体層31のソース領域31Sおよびドレイン領域31Dまで貫通してコンタクトホール36,37を形成し、フォトレジストパターンを除去する。さらに、これらコンタクトホール36,37を覆って、例えばチタン、アルミニウムおよびチタンの3層膜を形成し、この3層膜に対して所定のフォトレジストパターンを形成した後、ドライエッチングなどを施して3層膜を所定の形状にエッチングし、フォトレジストパターンを除去することにより、信号線、ソース電極33およびドレイン電極34を形成する。この結果、ソース電極33およびドレイン電極34が、コンタクトホール36,37を介して、半導体層31のソース領域31Sおよびドレイン領域31Dとそれぞれ電気的に接続され、各薄膜トランジスタ24が形成される。
Further, after a predetermined photoresist pattern is formed on the
次いで、図4に示すように、全ての薄膜トランジスタ24を覆って、図示しないスリットコータなどの塗布装置を用いて液体状のアクリル樹脂などを20μm塗布した後、例えば230℃で焼成することにより、支持層27を形成する。
Next, as shown in FIG. 4, after covering all the
さらに、基板51全体を例えばバッファードフッ酸などのエッチング液に浸すウェットエッチングにより、基板51を図5に示すように除去する。このとき、例えばモリブデンにより形成された分離層52がエッチングストッパの役割を果たし、分離層52上に位置する各薄膜トランジスタ24および支持層27などにエッチングが影響しない。
Further, the
この後、分離層52に対して所定のフォトレジストパターンを形成した後、例えばリン酸と硝酸と酢酸との混合液などのエッチング液によるウェットエッチングなどにより、分離層52を所定の形状にエッチングして一部を残し、フォトレジストパターンを除去することにより、図6に示すように各遮光層28を形成する。このとき、各遮光層28を除く部分の絶縁層21の主面21bが露出する。
Thereafter, after a predetermined photoresist pattern is formed on the
さらに、露出した絶縁層21の主面21bに対して所定のフォトレジストパターンを形成した後、ドライエッチングなどを施して、半導体層31のドレイン領域31Dまで貫通してコンタクトホール41を形成し、フォトレジストパターンを除去する。そして、例えばスパッタリング法などを用いて酸化インジウムスズなどにより電極膜を絶縁層21およびそのコンタクトホール41を覆って例えば膜厚50nmで形成した後、この電極膜に対して所定のフォトレジストパターンを形成し、ウェットエッチングなどを施して電極膜を所定の形状にエッチングし、フォトレジストパターンを除去することにより、図7に示すように各画素電極29を形成する。この結果、各画素電極29は、コンタクトホール41を介して、半導体層31のドレイン領域31Dと電気的に接続され、各遮光層28と同一面上に位置する。
Further, a predetermined photoresist pattern is formed on the exposed
この後、通常のアレイ基板12と同様に、膜形成とパターニングとを適宜繰り返すことにより、ドライバ回路などを備えたアレイ基板12を構成するとともに、このアレイ基板12と別途構成した対向基板13とアレイ基板12とを、通常の液晶パネル11と同様の工程により貼り合わせ、アレイ基板12と対向基板13との間に液晶材料48を介在させて液晶層14を形成し、アレイ基板12および対向基板13に適宜偏光板および光学シートなどを貼り付けて液晶パネル11を完成する。
Thereafter, as with the normal array substrate 12, the film formation and patterning are repeated as appropriate to configure the array substrate 12 with a driver circuit and the like. The substrate 12 is bonded by the same process as that of the normal liquid crystal panel 11, and the
完成した液晶パネル11は、バックライトとともにベゼルなどのケース体に収容するとともに、ドライバ回路などを外部回路と電気的に接続する。そして、外部回路からの信号によりドライバ回路が走査線を介してゲート電極32に電圧を印加して各薄膜トランジスタ24をスイッチングし、信号線に供給した画像信号をソース電極33に印加して、各薄膜トランジスタ24によりドレイン電極34を介して画像信号を各画素電極29に書き込む。この各画素電極29に書き込まれた画像信号の電圧に応じて、各画素18に対応する位置の液晶材料48が、バックライトから照射されてアレイ基板12側の偏光板を通過した光の偏光面を回転させる。この偏光面が回転された光の偏光角度に応じて、対向基板13側の偏光板を透過する光の割合、すなわち光透過率が決定されることで、画像が表示される。
The completed liquid crystal panel 11 is housed in a case body such as a bezel together with a backlight, and electrically connects a driver circuit and the like to an external circuit. Then, the driver circuit applies a voltage to the
上述したように、上記一実施形態では、アレイ基板12において、絶縁層21の液晶層14に対して反対側に複数の薄膜トランジスタ24を配置するとともに、これら薄膜トランジスタ24を支持層27で覆い、かつ、絶縁層21に対してそれぞれの薄膜トランジスタ24と反対側の位置に複数の画素電極29を形成する構成とした。
As described above, in the one embodiment, in the array substrate 12, the
そして、このアレイ基板12は、基板51上に絶縁層21を形成し、この絶縁層21上に複数の薄膜トランジスタ24を形成し、これら薄膜トランジスタ24を覆って支持層27を形成し、基板51を除去し、かつ、絶縁層21に対してそれぞれの薄膜トランジスタ24と反対側の位置に、これら薄膜トランジスタ24により駆動される複数の画素電極29を形成することで構成した。
Then, in this array substrate 12, an insulating
したがって、アレイ基板12を形成する際に、画素電極29の下地となる絶縁層21にパターニングを行う工程が必要なく、基板51上に形成した絶縁層21は、この基板51側の主面21bの凹凸が基板51の表面と略同一となり、研磨などをすることなく平坦性が高くなる。このため、この絶縁層21の基板51側の主面21bに形成される各画素電極29の凹凸が低減され、これら画素電極29の表面の凹凸に起因する電界乱れが生じにくく、液晶材料48の配向が乱れにくいので、例えば画素電極の凹凸を均すための平坦化層の形成および研磨などの製造工数を増加させて製造コストを増加させることなく、液晶パネル11のコントラストを確保できる。
Therefore, when forming the array substrate 12, there is no need to perform a patterning process on the insulating
また、支持層27を、可撓性を有する樹脂層とすることにより、対向基板13の絶縁性基板45を、可撓性を有するものとすることで、液晶パネル11にフレキシブル性を付与できる。
Further, the
さらに、各薄膜トランジスタ24に対応して遮光層28を設けることにより、コントラストをより向上できる。また、これら遮光層28は、各画素電極29と略等しい厚みで絶縁層21に設けることにより、絶縁層21の液晶層14側に各遮光層28の厚みによる段差が生じにくく、この段差に起因する液晶材料48の配向乱れを最小に抑制できる。
Further, by providing the
また、基板51上に絶縁層21を形成する前に、基板51上にこの基板51と絶縁層21側との分離性を向上する分離層52を形成することにより、基板51を容易に除去できるとともに、この基板51を除去した跡に、分離層52をパターニングすることで各遮光層28を形成することにより、遮光層28を別途設ける工程が不要となり、製造工数を低減して製造コストを抑制できる。
Further, before forming the insulating
そして、各薄膜トランジスタ24をトップゲート型とすることにより、バックライトが照射された際の各薄膜トランジスタ24での光リーク電流の発生を抑制できる。
Further, by making each thin film transistor 24 a top gate type, it is possible to suppress the occurrence of light leakage current in each
なお、上記一実施形態において、液晶パネル11は透過型として説明したが、例えば光を反射する部材により画素電極29を形成した反射型としてもよい。
In the above embodiment, the liquid crystal panel 11 has been described as a transmissive type. However, for example, the liquid crystal panel 11 may be a reflective type in which the
また、薄膜トランジスタ24は、P型ポリシリコン薄膜トランジスタとしたが、これに限定されるものではなく、例えばアモルファスシリコン薄膜トランジスタでもよいし、N型の薄膜トランジスタでもよいし、酸化物半導体薄膜トランジスタでもよい。すなわち、薄膜トランジスタ24は、液晶パネル11の構成に応じて適宜選択できる。
The
さらに、薄膜トランジスタ24は、トップゲート型以外でも、特に反射型の液晶パネル11に用いる場合にはボトムゲート型などとしても光リーク電流の問題は発生しない。
Further, the
また、分離層52は必須の構成ではない。すなわち、分離層52に代えて基板51にアンダーコート層としてポリイミドなどを用いた膜を形成し、基板51を機械的に除去することも可能である。この場合、基板51は再利用可能である。また、基板51は、アレイ基板12を完成する前に除去されるものであるから、一般的に用いるガラス基板である必要もなく、金属基板など耐久性に優れる基板51を用いることが可能である。
Further, the
そして、支持層27としては、塗布および焼成により形成した樹脂層以外でも、予め別途用意した基板、あるいはフィルムなどを用いてもよい。すなわち、支持層27の材料は任意に選択できる。
As the
また、液晶パネル11は、対向基板13を表示側としたが、アレイ基板12側を表示側としても使用できる。 In the liquid crystal panel 11, the counter substrate 13 is used as the display side, but the array substrate 12 side can also be used as the display side.
さらに、画素18およびそれに対応する薄膜トランジスタ24、画素電極29などは、マトリクス状に配置するものだけでなく、表示領域の形状に対応して任意の配置とすることができる。
Furthermore, the pixels 18 and the
また、対向電極46は、液晶層14のモードによっては、対向基板13側でなく、アレイ基板12側、すなわち画素電極29と同一層上(絶縁層21の主面21b上)に形成してもよい。この場合には、画素電極29を形成(成膜およびパターニング)する際に、これら画素電極29と同一の素材によって同一の工程で対向電極46を作成でき、製造性がより向上する。
Further, depending on the mode of the liquid crystal layer 14, the
そして、本発明の一実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 And although one Embodiment of this invention was described, this embodiment is shown as an example and is not intending limiting the range of invention. The novel embodiment can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. This embodiment and its modifications are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
11 液晶表示素子としての液晶パネル
12 アレイ基板
13 対向基板
14 液晶層
21 絶縁層
24 スイッチング素子としての薄膜トランジスタ
27 支持層
28 遮光層
29 画素電極
51 基板
52 分離層
11 Liquid crystal panels as liquid crystal display elements
12 Array substrate
13 Counter substrate
14 Liquid crystal layer
21 Insulation layer
24 Thin-film transistors as switching elements
27 Support layer
28 Shading layer
29 Pixel electrode
51 PCB
52 Separation layer
Claims (8)
前記アレイ基板は、
絶縁層と、
この絶縁層の前記液晶層に対して反対側に配置された複数のスイッチング素子と、
これらスイッチング素子を覆う支持層と、
前記絶縁層に対してそれぞれの前記スイッチング素子と反対側の位置に設けられ、これらスイッチング素子に電気的に接続されてこれらスイッチング素子により駆動される複数の画素電極とを備えている
ことを特徴とする液晶表示素子。 A liquid crystal display element comprising an array substrate, a counter substrate disposed to face the array substrate, and a liquid crystal layer interposed between the array substrate and the counter substrate,
The array substrate is
An insulating layer;
A plurality of switching elements arranged on the opposite side of the insulating layer with respect to the liquid crystal layer;
A support layer covering these switching elements;
A plurality of pixel electrodes provided at positions opposite to the respective switching elements with respect to the insulating layer, electrically connected to the switching elements and driven by the switching elements; Liquid crystal display element.
ことを特徴とする請求項1記載の液晶表示素子。 The liquid crystal display element according to claim 1, wherein the support layer is a flexible resin layer.
ことを特徴とする請求項1または2記載の液晶表示素子。 The array substrate includes a plurality of light shielding layers provided at positions opposite to the switching elements with respect to the insulating layer, and shielding at least a part of the switching elements. 3. A liquid crystal display element according to 1 or 2.
ことを特徴とする請求項3記載の液晶表示素子。 The liquid crystal display element according to claim 3, wherein each of the light shielding layers is provided on the insulating layer with a thickness substantially equal to that of the pixel electrode.
基板上に絶縁層を形成する工程と、
この絶縁層上に複数のスイッチング素子を形成する工程と、
これらスイッチング素子を覆って支持層を形成する工程と、
前記基板を除去する工程と、
前記絶縁層に対してそれぞれの前記スイッチング素子と反対側の位置に、これらスイッチング素子により駆動される複数の画素電極を形成する工程とを備えている
ことを特徴とする液晶表示素子の製造方法。 A method of manufacturing a liquid crystal display device comprising an array substrate, a counter substrate disposed opposite to the array substrate, and a liquid crystal layer interposed between the array substrate and the counter substrate,
Forming an insulating layer on the substrate;
Forming a plurality of switching elements on the insulating layer;
Forming a support layer covering these switching elements;
Removing the substrate;
Forming a plurality of pixel electrodes driven by the switching elements at positions opposite to the switching elements with respect to the insulating layer. A method of manufacturing a liquid crystal display element, comprising:
ことを特徴とする請求項5記載の液晶表示素子の製造方法。 The method for manufacturing a liquid crystal display element according to claim 5, wherein the support layer is a resin layer having flexibility.
前記基板を除去する工程の後に、前記分離層をパターニングすることにより前記スイッチング素子のそれぞれに対応する位置にこれらスイッチング素子の少なくとも一部を遮光する複数の遮光層を形成する工程とを備えている
ことを特徴とする請求項5または6記載の液晶表示素子の製造方法。 Before the step of forming the insulating layer on the substrate, forming a separation layer on the substrate to improve the separation between the substrate and the insulating layer side;
After the step of removing the substrate, the separation layer is patterned to form a plurality of light shielding layers that shield at least a part of the switching elements at positions corresponding to the switching elements. The method for producing a liquid crystal display element according to claim 5 or 6.
ことを特徴とする請求項7記載の液晶表示素子の製造方法。 The method for manufacturing a liquid crystal display element according to claim 7, wherein in the step of forming the light shielding layer, the light shielding layer has a thickness substantially equal to that of the pixel electrode.
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JP2017111438A (en) * | 2015-12-11 | 2017-06-22 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | Display device and separation method |
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- 2011-03-29 JP JP2011071875A patent/JP2012208184A/en not_active Withdrawn
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