JP3552086B2

JP3552086B2 - Liquid crystal display

Info

Publication number: JP3552086B2
Application number: JP29266498A
Authority: JP
Inventors: 厚志伴; 美広岡田; 淳人村井
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1998-10-15
Filing date: 1998-10-15
Publication date: 2004-08-11
Anticipated expiration: 2018-10-15
Also published as: JP2000122089A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、絵素電極に薄膜トランジスタを介して駆動信号を印加することにより、表示を実行する液晶表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、液晶表示装置、プラズマ表示装置等においては、マトリクス状に配列した絵素電極を選択駆動することにより、画面上に表示パターンが形成される。選択された絵素電極と、これに対向する対向電極との間に電圧が印加され、これらの電極の間に介在する液晶等の表示媒体の光学的変調が、表示パターンとして視認される。絵素電極の駆動方式として、個々の独立した絵素電極を配列し、この絵素電極のそれぞれに薄膜トランジスタを連結して駆動するアクティブマトリクス駆動方式が知られている。絵素電極を選択駆動するスイッチング素子としては、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）、ＭＩＭ（金属ー第１の絶縁膜ー金属素子）等が一般的に知られている。
【０００３】
従来の液晶表示装置として、図１３に、信号配線３に金属膜を用いた場合の液晶表示装置の１絵素の配線パターンを示す。図１４に、そのＡ−Ａ断面の断面図を示す。
【０００４】
図１３と図１４に示すように、透明性を有する絶縁性の基板１０上に金属膜をパターニングして形成した走査配線１を配置する。走査配線用として金属膜にＴａを用いた。走査配線１および走査配線１から分岐したゲート電極８の上に、ＳｉＮｘ膜からなるゲート絶縁膜９が形成されている。ＴＦＴ５では、ゲート絶縁膜９上には半導体層２１が形成されている。半導体層２１としてアモルファスシリコン半導体を用いた。ＴＦＴ５の半導体層２１の上層には、コンタクト層２２が形成されている。コンタクト層２２としてマイクロクリスタルのｎ^＋−Ｓｉを用いた。その上層には、金属膜を用いてソース電極２３と信号配線３とドレイン電極２４が形成され、透明導電膜を用いて絵素電極４が形成されている。この金属膜としてＴａを用いたが、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｔｉでも良い。この透明導電膜としてＩＴＯ膜を用いた。ＴＦＴ５の上層には保護膜２６を形成しても構わない。このようにしてアクティブマトリクス基板ができる。
【０００５】
また、透明性を有する絶縁性の基板１１上にカラーフィルター２５を設ける。このカラーフィルター２５は、絵素電極４間とＴＦＴ５に対応する領域には、遮光膜となるブラックマトリクス１２が設けられ、絵素電極４に対応する領域には、例えば赤、緑、青のカラーフィルター１３を設けている。カラーフィルター２５の上に、ＩＴＯ膜からなる透明導電膜を用いて対向電極３１が形成されている。このようにして対向基板ができる。この対向基板とアクティブマトリクス基板を貼り合わせ、その間に液晶１４を封入させることにより、液晶表示装置ができる。一般的に液晶表示装置の光源として、アクティブマトリクス基板側に、バックライトが設けられている。
【０００６】
ＴＦＴ５は一般的にＳｉ系の半導体層が用いられており、このＴＦＴ５のＳｉ系半導体層に光が当ると電流が発生し、ＴＦＴのＯＦＦ特性が低下し表示特性に影響を及ぼす。ＴＦＴ５の近傍は遮光しておく必要があり、この部分を遮光領域とし、絵素電極の部分は透過し表示に寄与するので、透過領域とする。
【０００７】
バックライトから絵素電極４に入射した光ａは、透過し表示に寄与する。また、透過性のない配線パターン等に入射した光ｂは、反射または吸収される。それ以外に、ＴＦＴ５を形成しているアクティブマトリクス基板を透過し、ブラックマトリクス１２、またはブラックマトリクス１２上に重ねられたカラーフィルター１３に入射した光ｃは、反射または吸収される。このとき反射した光ｄは、ＴＦＴ５に入射し、ＴＦＴのＯＦＦ特性の低下の要因となる。このＴＦＴ５に入射する光の光量は、ＴＦＴ５近傍の透過部領域の面積に起因する。つまり、ＴＦＴ５近傍に透過部が多いパターンのものよりも、透過部が少ないパターンの方が、ＴＦＴのＯＦＦ特性が優れることが知られている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
特に、ＴＦＴを用いた液晶表示装置において、製造コストを削減するために、製造工程の短縮が大きな課題となっている。その対策の一つとして、絵素電極に用いられている透明導電膜を用いて同時に信号配線を形成し、従来の信号配線専用の導電材料を削減する製造方法が提案されている。
【０００９】
図１５に、従来の液晶表示装置において、信号配線２、ソース電極２３、ドレイン電極２４を透明導電膜で形成した場合の１絵素の配線パターンを示す。図１６に、そのＡ−Ａ断面の断面図を示す。
【００１０】
信号配線２、ソース電極２３、ドレイン電極２４を透明導電膜で形成する場合、ＴＦＴ５近傍の透過領域が増加し、ＯＦＦ特性の低下を招く問題が生じる。つまり、遮光領域が図１５のように小さくなり、ブラックマトリクス１２への入射した光ｃが多くなり、その一部が反射して、ＴＦＴ５へ入射する光ｄの光量が増加する。したがって、ＴＦＴのＯＦＦ特性の低下の要因となる。
【００１１】
本発明は、信号配線を透明導電膜で形成しても、ブラックマトリクス、カラーフィルタでの反射光がＴＦＴへ入射する際の光量を低減させ、ＴＦＴのＯＦＦ特性が低下しない遮光パターンを有する液晶表示装置を提供するものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の液晶表示装置は、絶縁性基板上に設けられた走査配線と、前記走査配線上および前記絶縁性基板上に設けられたＳｉＮｘからなる絶縁膜と、前記絶縁膜上に前記走査配線と直交するように設けられた信号配線と、前記走査配線と前記信号配線との交差部近傍に設けられ、アモルファスシリコンからなる半導体層とマイクロクリスタルのｎ^＋−Ｓｉからなるコンタクト層からなる薄膜トランジスタと、前記薄膜トランジスタに接続されている絵素電極とからなるアクティブマトリクス基板と、絶縁性基板上にカラーフィルターが設けられた対向基板とを、液晶層を介して対向配置される液晶表示装置であって、前記信号配線がＩＴＯからなる透明導電膜で形成され、前記薄膜トランジスタ近傍の前記信号配線の下に遮光パターンが設けられ、該遮光パターンが、前記薄膜トランジスタに用いられている半導体層またはコンタクト層に分離することなくつながった半導体層またはコンタクト層によって形成され、前記信号配線に沿って隣り合う前記薄膜トランジスタの近傍にそれぞれ設けられた前記遮光パターン同士が、前記信号配線の下においてつながるとともに、途中で線幅が細くなっており、前記遮光パターンの線幅が細くなった部分において、前記信号配線の縁は、前記ＳｉＮｘからなる絶縁膜上に形成されていることを特徴とする。
【００１７】
上記構成による作用を説明する。
請求項１記載の液晶表示装置では、薄膜トランジスタの近傍の信号配線に、半導体層またはコンタクト層からなる遮光パターンが形成されるので、バックライトから液晶表示装置に入射する光量を低減することができる。その結果、カラーフィルタやブラックマトリクスでの反射光が薄膜トランジスタに入射する光量が低減し、薄膜トランジスタのＯＦＦ特性の向上に寄与することができる。
【００１８】
また、本発明の液晶表示装置では、半導体層またはコンタクト層からなる遮光パターンが，薄膜トランジスタまで広がるので、薄膜トランジスタのＯＦＦ特性の更なる改善を行うことができる。
【００１９】
また、本発明の液晶表示装置では、信号配線が半導体層またははコンタクト層の段差を跨ぐことがなくなるので、信号配線の半導体層またはコンタクト層の段差部での断線が低減される。また、薄膜トランジスタのＯＦＦ特性の更なる改善を行うことができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
（実施形態１）
図１に、信号配線２、ソース電極２３、ドレイン電極２４を透明導電膜で形成した場合の１絵素の配線パターンを示す。図２に、そのＡ−Ａ断面の断面図を示し、図３に、そのＢ−Ｂ断面の断面図を示す。
【００２３】
図１から図３に示すように、透明な絶縁性の基板１０上に、金属膜をパターニングして形成した走査配線１を配置する。実施形態１では、絶縁性の基板１０にガラス基板を、走査配線用金属膜にＴａを用いた。ただし、絶縁性の基板には、透明性を有するものであれば、他の材料でもかまわない。また、金属膜についても、遮光性を有するものであれば、特に材料は問わない。走査配線１および走査配線１から分岐したゲート電極８の上に、ＳｉＮｘ膜からなるゲート絶縁膜９が形成されている。ＴＦＴ５では、ゲート絶縁膜９上には半導体層２１が形成されている。このＴＦＴ５の半導体層２１の形成と同時に、信号配線２下の遮光パターン６ａの領域にも、半導体層２１を形成する。半導体層２１としてアモルファスシリコン半導体を用いた。ＴＦＴ５の半導体層２１の上層には、コンタクト層２２が形成されている。このＴＦＴ５のコンタクト層２２の形成と同時に、信号配線下の遮光パターン６ａの領域の半導体層２１の上にもコンタクト層２２を形成する。コンタクト層２２としてマイクロクリスタルのｎ^＋−Ｓｉを用いた。遮光パターン６ａの半導体層２１、コンタクト層２２の形成は、従来のマスクに対して、遮光パターン６ａの部分だけ追加するだけで良く、コストダウンに寄与できる。その上層には、透明導電膜を用いて、信号配線２、ソース電極２３、ドレイン電極２４、絵素電極４が形成されている。ＴＦＴ５の上層には保護膜２６を形成しても構わない。このようにしてアクティブマトリクス基板ができる。
【００２４】
この場合、信号配線２のＴＦＴ５の近傍に、遮光パターン６ａとして半導体層２１とコンタクト層２２の両方を用いて形成したが、半導体層２１、コンタクト層２２のどちらか一方でも良い。半導体層２１、コンタクト層２２は金属膜に比べて遮光効果は小さいが、光を遮光することができる。この遮光パターン６ａにより、バックライト光の反射光がＴＦＴ５に入射する際の光量を低減することができ、ＯＦＦ特性の改善が期待できる。
【００２５】
また、透明性を有する絶縁性の基板１１上にカラーフィルター２５を設ける。このカラーフィルター２５は、絵素電極４間とＴＦＴ５に対応する領域には、遮光膜となるブラックマトリクス１２が設けられ、絵素電極４に対応する領域には、例えば赤、緑、青のカラーフィルター１３を設けている。カラーフィルター２５の上に、ＩＴＯ膜からなる透明導電膜を用いて対向電極３１が形成されている。このようにして対向基板ができる。この対向基板とアクティブマトリクス基板を貼り合わせ、その間に液晶１４を封入させることにより、液晶表示装置ができる。一般的に液晶表示装置の光源として、アクティブマトリクス基板側に、バックライトが設けられている。
【００２６】
（実施形態２）
図４に遮光パターン６ｂを示し、図５に図４のＡ−Ａ断面図を示す。遮光パターン６ｂは、図１の遮光パターン６ａを、ＴＦＴ５に形成されている半導体層２１とコンタクト層２２と繋げるように形成する。遮光パターン６ｂとして半導体層２１とコンタクト層２２の両方を用いて形成したが、半導体層２１、コンタクト層２２のどちらか一方でも良い。このことにより、ＴＦＴ５への入射光をより効率的に遮光することができ、さらにＯＦＦ特性の改善に寄与する。
【００２７】
（実施形態３）
図６に遮光パターン６ｃを示し、図７に図６のＢ−Ｂ断面図を示す。遮光パターン６ｃは、図４の遮光パターン６ｂどうしを、信号配線２の下に設けた半導体層２１とコンタクト層によりつなげた形状である。遮光パターン６ｃとして半導体層２１とコンタクト層２２の両方を用いて形成したが、半導体層２１、コンタクト層２２のどちらか一方でも良い。
【００２８】
遮光パターン６ｃの途中で線幅が細くなっているのは、遮光パターン６ｃの上に形成される信号配線２の断線対策のためである。また、図８に示すように、信号配線２が半導体層２１またはコンタクト層２２による段差部を跨ぐことがなくなるので、信号配線２の半導体層２１またはコンタクト層２２の段差部での断線１５が低減される。
【００２９】
このことにより、ＴＦＴ５への入射光をより効率的に遮光することができ、さらにＯＦＦ特性の改善に寄与する。
【００３０】
（実施形態４）
図９に、信号配線２、ソース電極２３、ドレイン電極２４を透明導電膜で形成した場合の１絵素の配線パターンを示す。図１０に、そのＡ−Ａ断面の断面図を示す。
【００３１】
図９と図１０に示すように、透過性を有する絶縁性の基板１０上に金属膜をパターニングし形成した走査配線１を配置する。このとき同時に走査配線材料を用いて信号配線２のＴＦＴ５の近傍に、遮光パターン７ａを形成する。実施形態４では、絶縁性の基板１０にガラス基板を、走査配線用金属膜にＴａを用いた。遮光パターン７ａの金属膜の形成に用いるマスクの形状は、従来のマスクに対して、遮光パターン７ａの部分だけ追加するだけで良く、コストダウンに寄与できる。ただし、絶縁性基板には、透明性を有するものであれば他の材料でもかまわない。また、金属膜についても、遮光性を有するものであれば特に材料は問わない。遮光パターン７ａの金属膜は、遮光パターン６の半導体層またはコンタクト層に比べて、遮光性が高い。
【００３２】
走査配線１および走査配線１から分岐したゲート電極８の上に、ＳｉＮｘ膜からなるゲート絶縁膜９が形成されている。ＴＦＴ５では、ゲート絶縁膜９上には半導体層２１が形成されている。半導体層２１としてアモルファスシリコン半導体を用いた。ＴＦＴ５の半導体層２１の上層には、コンタクト層２２が形成されている。コンタクト層２２としてマイクロクリスタルのｎ^＋−Ｓｉを用いた。その上層には、透明導電膜を用いて、信号配線２、ソース電極２３、ドレイン電極２４、絵素電極４が形成されている。ＴＦＴ５の上層には保護膜２６を形成しても構わない。このようにしてアクティブマトリクス基板ができる。
【００３３】
このように、信号配線２のＴＦＴ５の近傍に、遮光パターン７ａ形成することにより、バックライト光の反射光がＴＦＴ５に入射する際の光量を低減することができ、ＯＦＦ特性の改善が期待できる。
【００３４】
（実施形態５）
図１１に遮光パターン７ｂを示し、図１２に図１１のＡ−Ａ断面図を示す。遮光パターン７ｂは、図９の遮光パターン７ａを、ＴＦＴ５のゲート電極８に繋げて形成することで、遮光効果を向上させることができる。さらに、遮光パターン７ｂは走査配線１とつなげて形成しても良い。また、走査配線１を陽極酸化し表面に絶縁膜を形成するような製造方法の場合、遮光パターン７ｂも同様に陽極酸化を行うことが可能となり、リーク不良等の低減が期待できる。
【００３５】
【発明の効果】
信号配線に透明導電膜を用いた場合、ＴＦＴの近傍の信号配線に、半導体層またはコンタクト層からなる遮光パターンが形成されるので、バックライトから液晶表示装置に入射する光量を低減することができる。その結果、カラーフィルタやブラックマトリクスでの反射光が薄膜トランジスタに入射する際の光量が低減し、薄膜トランジスタのＯＦＦ特性の向上に寄与することができる。
【００３６】
また、半導体層またはコンタクト層からなる遮光パターンを、ＴＦＴまで広げることにより、ＴＦＴのＯＦＦ特性の更なる改善を行うことができる。
【００３７】
また、信号配線に沿って遮光パターンをつなげることにより、半導体層またははコンタクト層の段差を跨ぐことがなくなるので、信号配線の半導体層またはコンタクト層の段差部での断線が低減される。
【００３８】
ＴＦＴ近傍の信号配線の下に、走査配線と同じ材料により形成された金属膜からなる遮光パターンが形成されるので、バックライトから液晶表示装置に入射する光量を低減することができる。その結果、カラーフィルタやブラックマトリクスでの反射光が薄膜トランジスタに入射する際の光量が低減し、薄膜トランジスタのＯＦＦ特性の向上に寄与することができる。
【００３９】
金属膜からなる遮光パターンが、少なくともＴＦＴのゲート電極と繋げて形成することで、さらに遮光効果を向上させることができる。また、走査配線を陽極酸化し表面に絶縁膜を形成するような製造方法の場合、遮光パターンも同様に陽極酸化を行うことが可能となり、リーク不良等の低減が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態１の液晶表示装置の１絵素の配線パターンを示す。
【図２】実施形態１のＡ−Ａ断面の断面図である。
【図３】実施形態１のＢ−Ｂ断面の断面図である。
【図４】実施形態２の液晶表示装置の１絵素の配線パターンを示す。
【図５】実施形態２のＡ−Ａ断面の断面図である。
【図６】実施形態３の液晶表示装置の１絵素の配線パターンを示す。
【図７】実施形態３のＢ−Ｂ断面の断面図である。
【図８】信号配線２下の半導体層２１、コンタクト層２２での段差部で生じる断線１５を示す図である。
【図９】実施形態４の液晶表示装置の１絵素の配線パターンを示す。
【図１０】実施形態４のＡ−Ａ断面の断面図である。
【図１１】実施形態５の液晶表示装置の１絵素の配線パターンを示す。
【図１２】実施形態５のＡ−Ａ断面の断面図である。
【図１３】従来の液晶表示装置において、信号配線２を金属膜で形成した場合の液晶表示装置の１絵素の配線パターンを示す。
【図１４】図１３のＡ−Ａ断面の断面図である。
【図１５】従来の液晶表示装置において、信号配線２を透明導電膜で形成した場合の液晶表示装置の１絵素の配線パターンを示す。
【図１６】図１５のＡ−Ａ断面の断面図である。
【符号の説明】
１走査配線
２３信号配線
４絵素電極
５ＴＦＴ
６７遮光パターン
８ゲート電極
９ゲート絶縁膜
１０１１基板
１２ブラックマトリクス
１３２５カラーフィルター
１４液晶
１５断線
２１半導体層
２２コンタクト層
２３ソース電極
２４ドレイン電極
２６保護膜
３１対向電極[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a liquid crystal display device that performs display by applying a drive signal to a pixel electrode via a thin film transistor.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, in a liquid crystal display device, a plasma display device, or the like, a display pattern is formed on a screen by selectively driving picture element electrodes arranged in a matrix. A voltage is applied between the selected picture element electrode and a counter electrode facing the selected picture element electrode, and optical modulation of a display medium such as a liquid crystal interposed between these electrodes is visually recognized as a display pattern. As a driving method of a picture element electrode, an active matrix driving method in which individual picture element electrodes are arranged and a thin film transistor is connected to each of the picture element electrodes and driven is known. As a switching element for selectively driving a picture element electrode, a TFT (thin film transistor), an MIM (metal-first insulating film-metal element) and the like are generally known.
[0003]
FIG. 13 shows a wiring pattern of one picture element of a liquid crystal display device when a metal film is used for the signal wiring 3 as a conventional liquid crystal display device. FIG. 14 is a cross-sectional view taken along the line AA.
[0004]
As shown in FIGS. 13 and 14, a scanning wiring 1 formed by patterning a metal film on an insulating substrate 10 having transparency is arranged. Ta was used for the metal film for scanning wiring. On the scanning wiring 1 and the gate electrode 8 branched from the scanning wiring 1, a gate insulating film 9 made of a SiNx film is formed. In the TFT 5, a semiconductor layer 21 is formed on the gate insulating film 9. As the semiconductor layer 21, an amorphous silicon semiconductor was used. A contact layer 22 is formed above the semiconductor layer 21 of the TFT 5. As the contact layer 22, microcrystalline n ⁺ -Si was used. In the upper layer, the source electrode 23, the signal wiring 3 and the drain electrode 24 are formed using a metal film, and the picture element electrode 4 is formed using a transparent conductive film. Although Ta was used as the metal film, Cr, Mo, or Ti may be used. An ITO film was used as the transparent conductive film. A protective film 26 may be formed on the TFT 5. Thus, an active matrix substrate is completed.
[0005]
Further, the color filter 25 is provided on the transparent insulating substrate 11. In the color filter 25, a black matrix 12 serving as a light-shielding film is provided between the pixel electrodes 4 and in a region corresponding to the TFT 5, and in a region corresponding to the pixel electrodes 4, for example, red, green, and blue colors are provided. A filter 13 is provided. The counter electrode 31 is formed on the color filter 25 using a transparent conductive film made of an ITO film. Thus, a counter substrate is formed. A liquid crystal display device can be obtained by bonding the opposing substrate and the active matrix substrate and sealing the liquid crystal 14 between them. Generally, a backlight is provided on the active matrix substrate side as a light source of a liquid crystal display device.
[0006]
In general, the TFT 5 uses a Si-based semiconductor layer. When light is applied to the Si-based semiconductor layer of the TFT 5, a current is generated, and the OFF characteristics of the TFT are reduced to affect display characteristics. The vicinity of the TFT 5 needs to be shielded from light, and this portion is used as a light-shielding region, and the portion of the picture element electrode is transmitted and contributes to display.
[0007]
Light a incident on the pixel electrode 4 from the backlight is transmitted and contributes to display. Light b incident on a wiring pattern or the like that is not transparent is reflected or absorbed. In addition, the light c transmitted through the active matrix substrate forming the TFT 5 and incident on the black matrix 12 or the color filter 13 superposed on the black matrix 12 is reflected or absorbed. The light d reflected at this time enters the TFT 5 and causes a reduction in the OFF characteristics of the TFT. The amount of light incident on the TFT 5 depends on the area of the transmission region near the TFT 5. In other words, it is known that a pattern having a small number of transmissive portions has better TFT OFF characteristics than a pattern having a large number of transmissive portions near the TFT 5.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
In particular, in a liquid crystal display device using a TFT, shortening of a manufacturing process is a major issue in order to reduce a manufacturing cost. As one of the countermeasures, there has been proposed a manufacturing method in which a signal wiring is simultaneously formed using a transparent conductive film used for a pixel electrode, and a conventional conductive material dedicated to the signal wiring is reduced.
[0009]
FIG. 15 shows a wiring pattern of one pixel when the signal wiring 2, the source electrode 23, and the drain electrode 24 are formed of a transparent conductive film in a conventional liquid crystal display device. FIG. 16 shows a cross-sectional view of the AA cross section.
[0010]
When the signal wiring 2, the source electrode 23, and the drain electrode 24 are formed of a transparent conductive film, the transmission region near the TFT 5 increases, which causes a problem of deteriorating the OFF characteristics. That is, the light-shielding region becomes smaller as shown in FIG. 15, the light c incident on the black matrix 12 increases, and a part of the light c is reflected, and the light amount of the light d incident on the TFT 5 increases. Therefore, this causes a reduction in the OFF characteristics of the TFT.
[0011]
The present invention provides a liquid crystal display having a light-shielding pattern in which the amount of light reflected by a black matrix and a color filter is incident on a TFT even when a signal wiring is formed of a transparent conductive film and the OFF characteristics of the TFT are not reduced. An apparatus is provided.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The liquid crystal display device of the present invention includes a scanning wiring provided on an insulating substrate, an insulating film made of SiNx provided on the scanning wiring and the insulating substrate, and the scanning wiring on the insulating film. A signal wiring provided so as to be orthogonal, a thin film transistor provided near an intersection of the scanning wiring and the signal wiring, and comprising a semiconductor layer made of amorphous silicon and a contact layer made of n ⁺ -Si of microcrystal; An active matrix substrate composed of picture element electrodes connected to the thin film transistor, and a counter substrate provided with a color filter on an insulating substrate, a liquid crystal display device disposed to face through a liquid crystal layer, the signal lines are formed of a transparent conductive film made of ITO, the signal light shielding pattern is set under the wiring of the thin film transistor vicinity The light-shielding pattern is formed by a semiconductor layer or a contact layer connected to the semiconductor layer or the contact layer used for the thin film transistor without being separated, and is provided in the vicinity of the thin film transistor adjacent to the thin film transistor along the signal wiring. The light-shielding patterns provided are connected under the signal wiring, and the line width of the light-shielding pattern is reduced in the middle of the signal wiring. Characterized by being formed on an insulating film .
[0017]
The operation of the above configuration will be described.
In the liquid crystal display device according to the first aspect, since the light-shielding pattern including the semiconductor layer or the contact layer is formed on the signal wiring near the thin film transistor, the amount of light incident on the liquid crystal display device from the backlight can be reduced. As a result, the amount of light that is reflected by the color filter or the black matrix and enters the thin film transistor is reduced, which can contribute to an improvement in the OFF characteristics of the thin film transistor.
[0018]
Further, in the liquid crystal display device of the present invention, since the light-shielding pattern formed of the semiconductor layer or the contact layer extends to the thin film transistor, the OFF characteristics of the thin film transistor can be further improved.
[0019]
Further, in the liquid crystal display device of the present invention, since the signal wiring does not cross the step of the semiconductor layer or the contact layer, disconnection at the step of the semiconductor layer or the contact layer of the signal wiring is reduced. Further , the OFF characteristics of the thin film transistor can be further improved.
[0022]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
(Embodiment 1)
FIG. 1 shows a wiring pattern of one picture element when the signal wiring 2, the source electrode 23 and the drain electrode 24 are formed of a transparent conductive film. FIG. 2 shows a cross-sectional view of the AA cross section, and FIG. 3 shows a cross-sectional view of the BB cross section.
[0023]
As shown in FIGS. 1 to 3, a scanning wiring 1 formed by patterning a metal film is disposed on a transparent insulating substrate 10. In the first embodiment, a glass substrate is used for the insulating substrate 10 and Ta is used for the metal film for scanning wiring. However, other materials may be used for the insulating substrate as long as they have transparency. The material of the metal film is not particularly limited as long as it has a light shielding property. On the scanning wiring 1 and the gate electrode 8 branched from the scanning wiring 1, a gate insulating film 9 made of a SiNx film is formed. In the TFT 5, a semiconductor layer 21 is formed on the gate insulating film 9. At the same time as the formation of the semiconductor layer 21 of the TFT 5, the semiconductor layer 21 is also formed in the region of the light-shielding pattern 6a under the signal wiring 2. As the semiconductor layer 21, an amorphous silicon semiconductor was used. A contact layer 22 is formed above the semiconductor layer 21 of the TFT 5. At the same time as the formation of the contact layer 22 of the TFT 5, the contact layer 22 is also formed on the semiconductor layer 21 in the region of the light-shielding pattern 6a under the signal wiring. As the contact layer 22, microcrystalline n ⁺ -Si was used. The formation of the semiconductor layer 21 and the contact layer 22 of the light-shielding pattern 6a only requires adding the light-shielding pattern 6a to the conventional mask, which can contribute to cost reduction. The signal wiring 2, the source electrode 23, the drain electrode 24, and the pixel electrode 4 are formed on the upper layer using a transparent conductive film. A protective film 26 may be formed on the TFT 5. Thus, an active matrix substrate is completed.
[0024]
In this case, both the semiconductor layer 21 and the contact layer 22 are formed as the light shielding pattern 6a in the vicinity of the TFT 5 of the signal wiring 2, but either one of the semiconductor layer 21 and the contact layer 22 may be used. The semiconductor layer 21 and the contact layer 22 have a smaller light-shielding effect than the metal film, but can shield light. With this light-shielding pattern 6a, the amount of light when the reflected light of the backlight enters the TFT 5 can be reduced, and an improvement in the OFF characteristics can be expected.
[0025]
Further, the color filter 25 is provided on the transparent insulating substrate 11. In the color filter 25, a black matrix 12 serving as a light-shielding film is provided between the pixel electrodes 4 and in a region corresponding to the TFT 5, and in a region corresponding to the pixel electrodes 4, for example, red, green, and blue colors are provided. A filter 13 is provided. The counter electrode 31 is formed on the color filter 25 using a transparent conductive film made of an ITO film. Thus, a counter substrate is formed. A liquid crystal display device can be obtained by bonding the opposing substrate and the active matrix substrate and sealing the liquid crystal 14 between them. Generally, a backlight is provided on the active matrix substrate side as a light source of a liquid crystal display device.
[0026]
(Embodiment 2)
FIG. 4 shows the light-shielding pattern 6b, and FIG. 5 shows a sectional view taken along the line AA of FIG. The light-shielding pattern 6b is formed so that the light-shielding pattern 6a in FIG. 1 is connected to the semiconductor layer 21 and the contact layer 22 formed in the TFT 5. Although the light shielding pattern 6b is formed using both the semiconductor layer 21 and the contact layer 22, either one of the semiconductor layer 21 and the contact layer 22 may be used. This makes it possible to more efficiently shield the light incident on the TFT 5 and further contributes to the improvement of the OFF characteristic.
[0027]
(Embodiment 3)
FIG. 6 shows a light-shielding pattern 6c, and FIG. 7 shows a sectional view taken along line BB of FIG. The light-shielding pattern 6c has a shape in which the light-shielding patterns 6b in FIG. 4 are connected to each other by a contact layer and a semiconductor layer 21 provided below the signal wiring 2. Although the light-shielding pattern 6c is formed using both the semiconductor layer 21 and the contact layer 22, either one of the semiconductor layer 21 and the contact layer 22 may be used.
[0028]
The reason why the line width is reduced in the middle of the light-shielding pattern 6c is to prevent disconnection of the signal wiring 2 formed on the light-shielding pattern 6c. Further, as shown in FIG. 8, since the signal wiring 2 does not cross the step formed by the semiconductor layer 21 or the contact layer 22, the disconnection 15 at the step formed by the semiconductor layer 21 or the contact layer 22 of the signal wiring 2 is reduced. Is done.
[0029]
This makes it possible to more efficiently shield the light incident on the TFT 5 and further contributes to the improvement of the OFF characteristic.
[0030]
(Embodiment 4)
FIG. 9 shows a wiring pattern of one picture element when the signal wiring 2, the source electrode 23, and the drain electrode 24 are formed of a transparent conductive film. FIG. 10 shows a cross-sectional view taken along the line AA.
[0031]
As shown in FIGS. 9 and 10, the scanning wiring 1 formed by patterning a metal film on a transparent insulating substrate 10 is arranged. At this time, a light-shielding pattern 7a is formed at the same time in the vicinity of the TFT 5 of the signal wiring 2 using the scanning wiring material. In the fourth embodiment, a glass substrate is used for the insulating substrate 10, and Ta is used for the metal film for the scanning wiring. The shape of the mask used to form the metal film of the light-shielding pattern 7a only needs to be added to the conventional light-shielding pattern 7a, which contributes to cost reduction. However, other materials may be used for the insulating substrate as long as they have transparency. The material of the metal film is not particularly limited as long as it has a light shielding property. The metal film of the light-shielding pattern 7a has higher light-shielding properties than the semiconductor layer or the contact layer of the light-shielding pattern 6.
[0032]
On the scanning wiring 1 and the gate electrode 8 branched from the scanning wiring 1, a gate insulating film 9 made of a SiNx film is formed. In the TFT 5, a semiconductor layer 21 is formed on the gate insulating film 9. As the semiconductor layer 21, an amorphous silicon semiconductor was used. A contact layer 22 is formed above the semiconductor layer 21 of the TFT 5. As the contact layer 22, microcrystalline n ⁺ -Si was used. The signal wiring 2, the source electrode 23, the drain electrode 24, and the pixel electrode 4 are formed on the upper layer using a transparent conductive film. A protective film 26 may be formed on the TFT 5. Thus, an active matrix substrate is completed.
[0033]
As described above, by forming the light shielding pattern 7a in the vicinity of the TFT 5 of the signal wiring 2, it is possible to reduce the amount of light when the reflected light of the backlight enters the TFT 5, and it is expected that the OFF characteristic is improved.
[0034]
(Embodiment 5)
FIG. 11 shows a light-shielding pattern 7b, and FIG. 12 shows a cross-sectional view taken along line AA of FIG. The light-shielding pattern 7b can improve the light-shielding effect by forming the light-shielding pattern 7a in FIG. 9 in connection with the gate electrode 8 of the TFT 5. Further, the light shielding pattern 7b may be formed so as to be connected to the scanning wiring 1. Further, in the case of a manufacturing method in which the scanning wiring 1 is anodized to form an insulating film on the surface, the light-shielding pattern 7b can be similarly anodized, and a reduction in leak defects can be expected.
[0035]
【The invention's effect】
When a transparent conductive film is used for the signal wiring, a light-shielding pattern including a semiconductor layer or a contact layer is formed on the signal wiring near the TFT, so that the amount of light incident on the liquid crystal display device from the backlight can be reduced. . As a result, the amount of light when the light reflected by the color filter or the black matrix enters the thin film transistor is reduced, which can contribute to the improvement of the OFF characteristics of the thin film transistor.
[0036]
Further, by extending the light-shielding pattern including the semiconductor layer or the contact layer to the TFT, the OFF characteristics of the TFT can be further improved.
[0037]
In addition, by connecting the light-shielding pattern along the signal wiring, the semiconductor layer or the contact layer does not cross the step, so that disconnection at the step of the semiconductor layer or the contact layer of the signal wiring is reduced.
[0038]
Since a light-shielding pattern made of a metal film made of the same material as the scanning wiring is formed under the signal wiring near the TFT, the amount of light incident on the liquid crystal display device from the backlight can be reduced. As a result, the amount of light when the light reflected by the color filter or the black matrix enters the thin film transistor is reduced, which can contribute to the improvement of the OFF characteristics of the thin film transistor.
[0039]
By forming the light-shielding pattern made of a metal film so as to be connected to at least the gate electrode of the TFT, the light-shielding effect can be further improved. Further, in the case of a manufacturing method in which the scanning wiring is anodized to form an insulating film on the surface, it is possible to similarly anodize the light-shielding pattern, and a reduction in leak defects and the like can be expected.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows a wiring pattern of one picture element of a liquid crystal display device according to a first embodiment.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA of the first embodiment.
FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line BB of the first embodiment.
FIG. 4 shows a wiring pattern of one picture element of the liquid crystal display device according to the second embodiment.
FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line AA of the second embodiment.
FIG. 6 shows a wiring pattern of one picture element of the liquid crystal display device according to the third embodiment.
FIG. 7 is a cross-sectional view taken along the line BB of the third embodiment.
FIG. 8 is a diagram showing a disconnection 15 that occurs at a step in a semiconductor layer 21 and a contact layer 22 below a signal wiring 2;
FIG. 9 shows a wiring pattern of one picture element of the liquid crystal display device of the fourth embodiment.
FIG. 10 is a cross-sectional view taken along line AA of the fourth embodiment.
FIG. 11 shows a wiring pattern of one picture element of the liquid crystal display device of the fifth embodiment.
FIG. 12 is a cross-sectional view taken along the line AA of the fifth embodiment.
FIG. 13 shows a wiring pattern of one picture element of the liquid crystal display device when the signal wiring 2 is formed of a metal film in the conventional liquid crystal display device.
14 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG.
FIG. 15 shows a wiring pattern of one picture element of a liquid crystal display device when a signal wiring 2 is formed of a transparent conductive film in a conventional liquid crystal display device.
16 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG.
[Explanation of symbols]
Reference Signs List 1 scanning wiring 2 3 signal wiring 4 picture element electrode 5 TFT
6 7 Shielding pattern 8 Gate electrode 9 Gate insulating film 10 11 Substrate 12 Black matrix 13 25 Color filter 14 Liquid crystal 15 Disconnection 21 Semiconductor layer 22 Contact layer 23 Source electrode 24 Drain electrode 26 Protective film 31 Counter electrode

Claims

A scanning wiring provided on an insulating substrate; an insulating film made of SiNx provided on the scanning wiring and the insulating substrate; and a signal provided on the insulating film so as to be orthogonal to the scanning wiring. A wiring, a thin film transistor provided near an intersection of the scanning wiring and the signal wiring, the thin film transistor including a semiconductor layer made of amorphous silicon and a contact layer made of n ⁺ -Si of microcrystal, and a picture connected to the thin film transistor An active matrix substrate composed of elementary electrodes;
A counter substrate provided with a color filter on an insulating substrate,
A liquid crystal display device disposed to face through a liquid crystal layer,
The signal wiring is formed of a transparent conductive film made of ITO, and a light-shielding pattern is provided under the signal wiring near the thin film transistor;
The light-shielding pattern is formed by a semiconductor layer or a contact layer connected without being separated into a semiconductor layer or a contact layer used for the thin film transistor,
The light shielding patterns provided in the vicinity of the thin film transistors adjacent to each other along the signal wiring are connected under the signal wiring, and the line width is reduced in the middle ,
A liquid crystal display device , wherein an edge of the signal wiring is formed on the insulating film made of SiNx in a portion where the line width of the light shielding pattern is reduced.