JPH05224197A - Liquid crystal display element - Google Patents

Liquid crystal display element

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JPH05224197A
JPH05224197A JP4058874A JP5887492A JPH05224197A JP H05224197 A JPH05224197 A JP H05224197A JP 4058874 A JP4058874 A JP 4058874A JP 5887492 A JP5887492 A JP 5887492A JP H05224197 A JPH05224197 A JP H05224197A
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JP
Japan
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shielding mask
film
light
liquid crystal
light shielding
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Application number
JP4058874A
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Japanese (ja)
Inventor
Makoto Sasaki
誠 佐々木
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Casio Computer Co Ltd
Original Assignee
Casio Computer Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To prevent the generation of a display defect by short circuiting by forming a light shielding mask of an oxide film formed by anodizing a metallic film under the conditions under which the metallic film is colored to a dark color over the entire thickness thereof. CONSTITUTION:The light shielding mask 20 to be provided on the substrate (TFT substrate) 1 formed with picture element electrodes 3 and thin-film transistors (TFTs) 4 of a pair of transparent substrates 1, 2 facing each other via a liquid crystal layer LC is formed of the oxide film formed by anodizing the metallic film under the conditions under which the metallic film is colored to the dark color over the entire thickness thereof. This light shielding mask 20 is formed on the picture element electrodes 3, the TFTs 4 and a transparent overcoat insulating film (SiN film, etc.) covering data line. The light shielding mask 20 is formed to a grid shape corresponding to the spacings between the rows and columns of the respective picture element electrodes 3, 3 in the same manner as with the conventional light shielding masks. The light shielding mask 10 has an insulating characteristic in such a case and the electrical short circuiting of the transparent electrodes 3, etc., on the substrate 1 provided with the light shielding mask with the light shielding mask 20 does not arise.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、マトリックス型の液晶
表示素子に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a matrix type liquid crystal display device.

【0002】[0002]

【従来の技術】マトリックス型の液晶表示素子では、各
画素間の漏光をなくして表示品質を向上させるため、液
晶層をはさんで対向する一対の透明基板の一方に、この
基板に形成した各透明電極の間に対応させて、一般にブ
ラックマスクと呼ばれる遮光マスクを設けている。
2. Description of the Related Art In a matrix type liquid crystal display element, in order to prevent light leakage between pixels and improve display quality, one of a pair of transparent substrates facing each other with a liquid crystal layer interposed therebetween is formed on each of the transparent substrates. A light-shielding mask generally called a black mask is provided between the transparent electrodes.

【0003】図5は従来の液晶表示素子の一部分の断面
図であり、ここでは、TFTアクティブマトリックス型
の液晶表示素子を示している。
FIG. 5 is a sectional view of a part of a conventional liquid crystal display device, and here, a liquid crystal display device of a TFT active matrix type is shown.

【0004】この液晶表示素子は、液晶層LCをはさん
で対向する一対の透明基板(例えばガラス板)1,2の
うち、一方の基板1に、透明な画素電極3とその能動素
子である薄膜トランジスタ(TFT)4とを縦横に配列
形成し、他方の基板2に、全ての画素電極3に対向する
透明な対向電極7を形成するとともに、両基板1,2の
上にそれぞれ配向膜8,9を形成したもので、遮光マス
ク10は、画素電極3と薄膜トランジスタ4とを形成し
た基板(以下、TFT基板という)1に設けられてい
る。
This liquid crystal display element includes a transparent pixel electrode 3 and its active element on one of a pair of transparent substrates (eg, glass plates) 1 and 2 facing each other across a liquid crystal layer LC. Thin film transistors (TFTs) 4 are arranged vertically and horizontally, a transparent counter electrode 7 that faces all pixel electrodes 3 is formed on the other substrate 2, and an alignment film 8 is formed on each of the substrates 1 and 2. 9 is formed, and the light shielding mask 10 is provided on the substrate 1 (hereinafter referred to as a TFT substrate) on which the pixel electrode 3 and the thin film transistor 4 are formed.

【0005】なお、上記薄膜トランジスタ4は逆スタガ
ー構造のものであり、この薄膜トランジスタ4は、基板
1上に形成したゲート電極Gと、このゲート電極Gの上
に形成されたSi N(窒化シリコン)等からなるゲート
絶縁膜(透明膜)5と、このゲート絶縁膜5の上に形成
されたa−Si (アモルファスシリコン)からなる半導
体層6と、この半導体層6の上に形成されたソース電極
Sおよびドレイン電極Dとで構成されている。
The thin film transistor 4 has an inverted stagger structure, and the thin film transistor 4 has a gate electrode G formed on the substrate 1 and Si N (silicon nitride) formed on the gate electrode G. A gate insulating film (transparent film) 5 made of, a semiconductor layer 6 made of a-Si (amorphous silicon) formed on the gate insulating film 5, and a source electrode S formed on the semiconductor layer 6. And a drain electrode D.

【0006】この薄膜トランジスタ4のゲート電極G
は、各画素電極3の行間に対応させて基板1上に配線し
た図示しないゲートラインに一体に形成されており、ゲ
ート絶縁膜5はゲート電極Gおよびゲートラインを覆っ
て基板1のほぼ全面に形成されている。また、画素電極
3は前記ゲート絶縁膜4の上に形成されており、その一
端部において薄膜トランジスタ4のソース電極Sに接続
されている。また、図示しないが、ゲート絶縁膜5の上
には、各画素電極3の列間に対応させてデータラインが
配線されており、薄膜トランジスタ4のドレイン電極D
は、前記データラインにつながっている。
The gate electrode G of this thin film transistor 4
Is integrally formed with a gate line (not shown) wired on the substrate 1 so as to correspond to the rows of the pixel electrodes 3, and the gate insulating film 5 covers the gate electrode G and the gate line and covers almost the entire surface of the substrate 1. Has been formed. The pixel electrode 3 is formed on the gate insulating film 4, and one end of the pixel electrode 3 is connected to the source electrode S of the thin film transistor 4. Although not shown, data lines are provided on the gate insulating film 5 so as to correspond to the columns of the pixel electrodes 3, and the drain electrode D of the thin film transistor 4 is provided.
Is connected to the data line.

【0007】上記TFT基板1の上には、画素電極3と
薄膜トランジスタ4およびデータラインを覆うオーバコ
ート絶縁膜(Si N等の透明膜)11が形成されてお
り、遮光マスク10は前記オーバコート絶縁膜11の上
に形成されている。なお、TFT基板1側の配向膜8
は、前記遮光マスク10の上に形成されている。
An overcoat insulating film (transparent film such as SiN) 11 is formed on the TFT substrate 1 to cover the pixel electrodes 3, the thin film transistors 4 and the data lines. It is formed on the film 11. The alignment film 8 on the TFT substrate 1 side
Are formed on the light-shielding mask 10.

【0008】上記遮光マスク10は、一般に、成膜およ
びパターニングが容易な金属膜からなっており、この遮
光マスク10は、上記オーバコート絶縁膜11の上にC
r (クロム)等の金属膜を成膜し、この金属膜をフォト
リソグラフィ法により各画素電極3,3の行間および列
間に対応する格子形状にパターニングする方法で形成さ
れている。
The light-shielding mask 10 is generally made of a metal film which can be easily formed and patterned, and the light-shielding mask 10 is formed on the overcoat insulating film 11 with C.
It is formed by a method of forming a metal film of r (chrome) or the like and patterning the metal film into a lattice shape corresponding to the row and column of each pixel electrode 3, 3 by photolithography.

【0009】なお、上記液晶表示素子において、遮光マ
スク10をTFT基板1に設けているのは、遮光マスク
を対向電極7を形成した基板2に設けると、液晶表示素
子を組立てる際の両基板1,2の位置合わせ誤差によ
り、遮光マスクの一側縁と画素電極3との間に隙間がで
き、この部分に漏光を生ずるためである。ただし、この
場合でも、遮光マスクの幅を隣合う画素電極3,3の間
隔より十分大きくすれば、両基板1,2の位置合わせ誤
差があっても、画素電極3,3間を遮光マスクで確実に
遮光することができるが、これでは画素電極3と遮光マ
スクとの重なり幅が大きくなって画素電極3の光透過面
積が制約され、液晶表示素子の開口率が低下してしま
う。
In the above liquid crystal display element, the light shielding mask 10 is provided on the TFT substrate 1. The light shielding mask is provided on the substrate 2 on which the counter electrode 7 is formed. This is because there is a gap between one side edge of the light-shielding mask and the pixel electrode 3 due to the alignment error between the first and second electrodes, and light leakage occurs at this portion. However, even in this case, if the width of the light-shielding mask is made sufficiently larger than the interval between the pixel electrodes 3 and 3 adjacent to each other, the light-shielding mask can be provided between the pixel electrodes 3 and 3 even if there is an alignment error between the substrates 1 and 2. Although the light can be surely shielded from light, the overlapping width of the pixel electrode 3 and the light shielding mask becomes large, and the light transmission area of the pixel electrode 3 is restricted, so that the aperture ratio of the liquid crystal display element is reduced.

【0010】これに対して、遮光マスク10をTFT基
板1に設ける場合は、遮光マスク10の形成位置に誤差
を生じたとしても、この誤差は、上記金属膜をフォトリ
ソグラフィ法によりパターニングする際の露光マスクの
位置合わせ誤差以内であり、したがって遮光マスク10
を高精度に形成できるから、遮光マスクの幅を大きくし
なくても、画素電極3,3間を遮光マスク10で確実に
遮光できる。
On the other hand, when the light-shielding mask 10 is provided on the TFT substrate 1, even if an error occurs in the formation position of the light-shielding mask 10, this error is caused when the metal film is patterned by the photolithography method. It is within the alignment error of the exposure mask, and therefore the light shielding mask 10
Since it can be formed with high precision, the light-shielding mask 10 can reliably shield light between the pixel electrodes 3 and 3 without increasing the width of the light-shielding mask.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の液晶表示素子は、各画素電極3,3間に対応する遮
光マスク10をCr 等の金属膜で形成しているため、画
素電極3と薄膜トランジスタ4およびデータラインを覆
うオーバコート絶縁膜11にピンホールやクラック等の
欠陥があると、前記画素電極3や薄膜トランジスタ4の
ソース,ドレイン電極S,Dおよびデータラインがオー
バコート絶縁膜11の上に形成した遮光マスク10と電
気的に短絡して、液晶表示素子が表示欠陥のある不良品
となってしまうという問題をもっていた。
However, in the above-mentioned conventional liquid crystal display element, since the light-shielding mask 10 corresponding to each pixel electrode 3, 3 is formed of a metal film such as Cr, the pixel electrode 3 and the thin film transistor are thin film transistors. 4 and the overcoat insulating film 11 covering the data line has a defect such as a pinhole or a crack, the source and drain electrodes S and D of the pixel electrode 3 and the thin film transistor 4 and the data line are formed on the overcoat insulating film 11. There is a problem that the liquid crystal display element becomes a defective product having a display defect by being electrically short-circuited with the formed light shielding mask 10.

【0012】なお、図5には、画素電極3と薄膜トラン
ジスタ4およびデータラインを覆うオーバコート絶縁膜
11の上に遮光マスク10を設けた液晶表示素子を示し
たが、電極等と遮光マスクとの短絡による表示の欠陥
は、基板上に遮光マスクを形成し、この遮光マスクを覆
う絶縁膜の上に薄膜トランジスタと画素電極とを形成し
ているTFTアクティブマトリックス型液晶表示素子
や、一方の基板に走査電極を形成し、他方の基板に前記
走査電極と直交する信号電極を形成するとともに、いず
れかの基板の電極形成面の上または下に絶縁膜を介して
遮光マスクを設けている単純マトリックス型の液晶表示
素子においても発生している。
Although FIG. 5 shows a liquid crystal display element in which the light shielding mask 10 is provided on the pixel electrode 3, the thin film transistor 4 and the overcoat insulating film 11 which covers the data line, the liquid crystal display element includes electrodes and the light shielding mask. A display defect due to a short circuit is caused by scanning a TFT active matrix type liquid crystal display element in which a light shielding mask is formed on a substrate and a thin film transistor and a pixel electrode are formed on an insulating film covering the light shielding mask, or one substrate. A simple matrix type in which an electrode is formed, a signal electrode orthogonal to the scanning electrode is formed on the other substrate, and a light-shielding mask is provided above or below the electrode formation surface of either substrate via an insulating film. It also occurs in liquid crystal display devices.

【0013】本発明の目的は、一方の基板に金属膜を素
材とする遮光マスクを設けたものでありながら、この遮
光マスクを設けた基板上の透明電極等が遮光マスクと電
気的に短絡してしまうことはないようにした、透明電極
等と遮光マスクとの短絡による表示欠陥の発生をなくし
て製造歩留を向上させることができる液晶表示素子を提
供することにある。
An object of the present invention is to provide a light-shielding mask made of a metal film on one substrate, but the transparent electrode or the like on the substrate provided with this light-shielding mask is electrically short-circuited with the light-shielding mask. It is an object of the present invention to provide a liquid crystal display element which can prevent the occurrence of a display defect due to a short circuit between a transparent electrode and the like and a light-shielding mask and can improve the manufacturing yield.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】本発明は、液晶層をはさ
んで対向する一対の透明基板にそれぞれ画素を表示する
ための透明電極を形成するとともに、一方の基板に、こ
の基板に形成した各透明電極の間に対応させて遮光マス
クを設けたマトリックス型の液晶表示素子を対象とした
もので、第1の発明は、前記遮光マスクを、金属膜をそ
の全厚にわたって暗色に着色する条件で陽極酸化させた
酸化膜で形成したことを特徴とする。
According to the present invention, a transparent electrode for displaying a pixel is formed on each of a pair of transparent substrates facing each other with a liquid crystal layer interposed therebetween, and one of the substrates is formed on this substrate. The present invention is intended for a matrix-type liquid crystal display element in which a light-shielding mask is provided correspondingly between the transparent electrodes, and the first invention is a condition for coloring the light-shielding mask in a dark color over the entire thickness of the metal film. It is characterized in that it is formed of an oxide film anodized in.

【0015】また、第2の発明は、前記遮光マスクを、
金属膜をその全厚にわたって多孔質膜となる条件で陽極
酸化させるとともにこの多孔質膜を暗色に染色した酸化
膜で形成したことを特徴とする。
A second invention is that the light-shielding mask comprises:
It is characterized in that the metal film is anodized over the entire thickness thereof under the condition that it becomes a porous film, and that this porous film is formed by an oxide film dyed in a dark color.

【0016】[0016]

【作用】本発明によれば、遮光マスクを、金属膜をその
全厚にわたって暗色に着色する条件で陽極酸化させた酸
化膜、または、金属膜をその全厚にわたって多孔質膜と
なる条件で陽極酸化させるとともにこの多孔質膜を暗色
に染色した酸化膜で形成しているため、この遮光マスク
(酸化膜)は絶縁性であり、したがって、遮光マスクを
設けた基板上の透明電極等が遮光マスクと電気的に短絡
してしまうことはない。
According to the present invention, the light-shielding mask is anodized under the condition that the metal film is anodized under the condition that the metal film is colored dark over the entire thickness, or under the condition that the metal film is a porous film over the entire thickness. This light-shielding mask (oxide film) is insulative because it is oxidized and the porous film is formed of a dark-colored oxide film. Therefore, the transparent electrode on the substrate on which the light-shielding mask is provided is a light-shielding mask. There is no electrical short circuit with.

【0017】[0017]

【実施例】【Example】

(第1の発明の実施例)以下、第1の発明をTFTアク
ティブマトリックス型液晶表示素子に適用した一実施例
を図1および図2を参照して説明する。図1は液晶表示
素子の一部分の断面図、図2はその一方の基板に設ける
遮光マスクの形成工程図である。なお、図1および図2
において、図5に示した従来の液晶表示素子と同じ構成
の部分については、図に同符号を付してその説明を省略
する。
(Embodiment of the First Invention) An embodiment in which the first invention is applied to a TFT active matrix type liquid crystal display device will be described below with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is a cross-sectional view of a part of a liquid crystal display element, and FIG. 2 is a process drawing of a light-shielding mask provided on one of the substrates. 1 and 2
In FIG. 5, parts having the same configurations as those of the conventional liquid crystal display element shown in FIG. 5 are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.

【0018】この実施例の液晶表示素子は、図1に示す
ように、液晶層LCをはさんで対向する一対の透明基板
1,2のうち、画素電極3と薄膜トランジスタ4とを形
成した基板(以下、TFT基板という)1の上に設ける
遮光マスク20を、金属膜をその全厚にわたって暗色に
着色する条件で陽極酸化させた酸化膜で形成したもの
で、この遮光マスク20は、画素電極3と薄膜トランジ
スタ4および図示しないデータラインを覆う透明なオー
バコート絶縁膜(Si N膜等)11の上に形成されてい
る。なお、この遮光マスク20は、従来の液晶表示素子
における遮光マスクと同様に、各画素電極3,3の行間
および列間に対応する格子状に形成されている。
In the liquid crystal display element of this embodiment, as shown in FIG. 1, of a pair of transparent substrates 1 and 2 facing each other across a liquid crystal layer LC, a substrate (in which a pixel electrode 3 and a thin film transistor 4 are formed ( Hereinafter, the light-shielding mask 20 provided on the TFT substrate 1 is formed of an oxide film which is anodized under the condition that a metal film is colored in a dark color over the entire thickness thereof. And a transparent overcoat insulating film (SiN film or the like) 11 that covers the thin film transistor 4 and a data line (not shown). The light-shielding mask 20 is formed in a grid pattern corresponding to the row and column between the pixel electrodes 3 and 3, like the light-shielding mask in the conventional liquid crystal display element.

【0019】上記遮光マスク20は次のような工程で形
成する。
The light shielding mask 20 is formed by the following steps.

【0020】まず、図2(a)に示すように、基板1上
に画素電極3と薄膜トランジスタ4およびデータライン
を形成し、その上にこれらを覆うオーバコート絶縁膜1
1を形成した後、前記オーバコート絶縁膜11の上にA
l (アルミニウム)等からなる遮光マスク用金属膜21
をスパッタ装置により成膜する。
First, as shown in FIG. 2A, a pixel electrode 3, a thin film transistor 4 and a data line are formed on a substrate 1, and an overcoat insulating film 1 covering them is formed thereon.
1 is formed on the overcoat insulating film 11
Metal film 21 for light-shielding mask made of l (aluminum) or the like
Is formed by a sputtering apparatus.

【0021】次に図2(b)に示すように、遮光マスク
用金属膜21を、フォトリソグラフィ法により、各画素
電極3,3の行間および列間に対応する格子形状にパタ
ーニングする。
Next, as shown in FIG. 2B, the light-shielding mask metal film 21 is patterned by photolithography to have a lattice shape corresponding to the rows and columns of the pixel electrodes 3 and 3.

【0022】次に図2(c)に示すように、上記パター
ニングした遮光マスク用金属膜21を、その全厚にわた
って、暗色に着色する条件で陽極酸化処理し、前記金属
膜21を、暗色に着色した遮光マスク(酸化膜)20と
する。
Next, as shown in FIG. 2 (c), the patterned light-shielding mask metal film 21 is anodized over the entire thickness thereof under the condition that it is colored in a dark color, and the metal film 21 is colored in a dark color. The light-shielding mask (oxide film) 20 is colored.

【0023】上記遮光マスク用金属膜21の陽極酸化
は、基板1を電解液中に浸漬してこの基板1上の金属膜
21を電解液中において対向電極(白金電極)と対向さ
せ、前記金属膜21を陽極とし、対向電極を陰極とし
て、この両極間に電圧を印加して行なう。このように電
解液中において金属膜21と対向電極の間に電圧を印加
すると、陽極である金属膜21が電解液中で化成反応を
起して陽極酸化される。この場合、金属膜21はその表
面側から酸化されて行くが、その酸化深さは主に印加電
圧によって決まるから、金属膜21の膜厚に応じて印加
電圧を設定すれば、金属膜21をその全厚にわたって酸
化させることができる。なお、金属を酸化させるとその
体積が増加するため、前記金属膜21を陽極酸化した酸
化膜の膜厚は酸化前の膜厚より厚くなる。
The anodic oxidation of the metal film 21 for the light-shielding mask is performed by immersing the substrate 1 in an electrolytic solution so that the metal film 21 on the substrate 1 faces the counter electrode (platinum electrode) in the electrolytic solution. The film 21 is used as an anode and the counter electrode is used as a cathode, and a voltage is applied between both electrodes. Thus, when a voltage is applied between the metal film 21 and the counter electrode in the electrolytic solution, the metal film 21 as the anode undergoes a chemical conversion reaction in the electrolytic solution to be anodized. In this case, the metal film 21 is oxidized from the surface side thereof, but the oxidation depth is mainly determined by the applied voltage. Therefore, if the applied voltage is set in accordance with the film thickness of the metal film 21, the metal film 21 is formed. It can be oxidized over its entire thickness. Since the volume of the metal is increased by oxidizing the metal, the film thickness of the oxide film obtained by anodizing the metal film 21 becomes thicker than that before the oxidation.

【0024】また、上記遮光マスク用金属膜21の陽極
酸化は、生成する酸化膜が暗色に着色した膜となるよう
な電解液を用いて行なう。すなわち、例えば遮光マスク
用金属膜21がAl 膜である場合は、その陽極酸化を、
ホルムアルデヒドと硼酸との混合溶液、または、15%サ
ルフォサリチル酸と0.15%硫酸との混合溶液等を電解液
として行なう。
The anodic oxidation of the light-shielding mask metal film 21 is carried out by using an electrolytic solution such that the oxide film produced becomes a darkly colored film. That is, for example, when the light-shielding mask metal film 21 is an Al film, its anodization is
A mixed solution of formaldehyde and boric acid or a mixed solution of 15% sulfosalicylic acid and 0.15% sulfuric acid is used as an electrolytic solution.

【0025】このような電解液を用いてAl 膜を陽極酸
化すると、生成した酸化Al 膜が着色膜となる。なお、
この酸化Al 膜の色は、黄金色から黒色の範囲の色であ
るが、電解液の濃度や印加電圧等を適当に選べば、黒ま
たは黒に近い色の暗色の酸化Al 膜を生成することがで
きる。また、この酸化Al 膜は、耐光性に優れており、
長時間紫外線を照射しても退色しない。
When the Al film is anodized using such an electrolytic solution, the resulting oxidized Al film becomes a colored film. In addition,
The color of this oxidized Al film is in the range from golden to black, but if the concentration of the electrolyte and the applied voltage are properly selected, a dark oxidized Al film of black or a color close to black can be produced. You can Also, this oxidized Al film has excellent light resistance,
Does not fade even when exposed to UV light for a long time.

【0026】そして、上記実施例では、遮光マスク20
を、金属膜21をその全厚にわたって暗色に着色する条
件で陽極酸化させた酸化膜で形成しているため、この遮
光マスク(酸化膜)20は絶縁性であり、したがって、
画素電極3と薄膜トランジスタ4およびデータラインを
覆うオーバコート絶縁膜11にピンホールやクラック等
の欠陥があっても、前記画素電極3や薄膜トランジスタ
4のソース,ドレイン電極S,Dおよびデータラインが
オーバコート絶縁膜11の上に形成した遮光マスク10
と電気的に短絡することはない。
In the above embodiment, the light shielding mask 20 is used.
Is formed of an oxide film which is anodized under the condition that the metal film 21 is colored in a dark color over the entire thickness thereof. Therefore, this light-shielding mask (oxide film) 20 is insulative, and therefore,
Even if the overcoat insulating film 11 covering the pixel electrode 3, the thin film transistor 4 and the data line has defects such as pinholes and cracks, the source and drain electrodes S and D of the pixel electrode 3 and the thin film transistor 4 and the data line are overcoated. Light-shielding mask 10 formed on insulating film 11
There is no electrical short circuit with.

【0027】したがって、上記実施例の液晶表示素子に
よれば、TFT基板1に、成膜およびパターニングが容
易な金属膜21を素材とする遮光マスク20を設けたも
のでありながら、このTFT基板1上の画素電極3等と
遮光マスク20の短絡による表示欠陥の発生をなくし
て、製造歩留を向上させることができる。
Therefore, according to the liquid crystal display element of the above-mentioned embodiment, the TFT substrate 1 is provided with the light-shielding mask 20 made of the metal film 21 which can be easily formed and patterned. The production yield can be improved by eliminating the occurrence of a display defect due to a short circuit between the upper pixel electrode 3 and the light shielding mask 20.

【0028】(第2の発明の実施例)次に、第2の発明
の一実施例を図3および図4を参照して説明する。図3
は液晶表示素子の一部分の断面図、図4はその一方の基
板に設ける遮光マスクの形成工程図である。なお、この
実施例の液晶表示素子もTFTアクティブマトリックス
型のものであるから、図5に示した従来の液晶表示素子
と同じ構成の部分については、図に同符号を付してその
説明を省略する。
(Embodiment of the Second Invention) Next, an embodiment of the second invention will be described with reference to FIGS. Figure 3
FIG. 4 is a cross-sectional view of a part of the liquid crystal display element, and FIG. 4 is a process drawing of a light-shielding mask provided on one of the substrates. Since the liquid crystal display element of this embodiment is also of the TFT active matrix type, the same components as those of the conventional liquid crystal display element shown in FIG. 5 are designated by the same reference numerals and their description is omitted. To do.

【0029】この実施例の液晶表示素子は、図3に示す
ように、液晶層LCをはさんで対向する一対の透明基板
1,2のうち、画素電極3と薄膜トランジスタ4とを形
成したTFT基板1の上に設ける遮光マスク30を、金
属膜をその全厚にわたって多孔質膜となる条件で陽極酸
化させるとともにこの多孔質膜を暗色に染色した酸化膜
で形成したもので、この遮光マスク30は、画素電極3
と薄膜トランジスタ4および図示しないデータラインを
覆う透明なオーバコート絶縁膜11の上に形成されてい
る。なお、この遮光マスク30は、従来の液晶表示素子
における遮光マスクと同様に、各画素電極3,3の行間
および列間に対応する格子状に形成されている。
As shown in FIG. 3, the liquid crystal display element of this embodiment is a TFT substrate in which a pixel electrode 3 and a thin film transistor 4 are formed among a pair of transparent substrates 1 and 2 facing each other across a liquid crystal layer LC. 1. The light-shielding mask 30 provided on 1 is formed by anodizing a metal film over the entire thickness thereof under the condition that the film is a porous film, and at the same time, forming an oxide film of this porous film dyed in a dark color. , Pixel electrode 3
And a transparent overcoat insulating film 11 covering the thin film transistor 4 and a data line (not shown). The light-shielding mask 30 is formed in a grid pattern corresponding to the row-to-row and column-to-column correspondence of the pixel electrodes 3 and 3, like the light-shielding mask in the conventional liquid crystal display element.

【0030】上記遮光マスク30は次のような工程で形
成する。
The light shielding mask 30 is formed by the following steps.

【0031】まず、図4(a)に示すように、基板1上
に画素電極3と薄膜トランジスタ4およびデータライン
を形成し、その上にこれらを覆うオーバコート絶縁膜1
1を形成した後、前記オーバコート絶縁膜11の上にA
l (アルミニウム)等からなる遮光マスク用金属膜31
をスパッタ装置により成膜する。
First, as shown in FIG. 4A, the pixel electrode 3, the thin film transistor 4 and the data line are formed on the substrate 1, and the overcoat insulating film 1 covering them is formed thereon.
1 is formed on the overcoat insulating film 11
Metal film 31 for light-shielding mask made of l (aluminum) or the like
Is formed by a sputtering apparatus.

【0032】次に図4(b)に示すように、遮光マスク
用金属膜21を、フォトリソグラフィ法により、各画素
電極3,3の行間および列間に対応する格子形状にパタ
ーニングする。
Next, as shown in FIG. 4B, the light shielding mask metal film 21 is patterned by photolithography into a lattice shape corresponding to the rows and columns of the pixel electrodes 3 and 3.

【0033】次に図4(c)に示すように、上記パター
ニングした遮光マスク用金属膜31を、その全厚にわた
って多孔質膜となる条件で陽極酸化処理し、前記金属膜
31を多孔質酸化膜31aとする。
Next, as shown in FIG. 4C, the patterned light-shielding mask metal film 31 is anodized under the condition that it becomes a porous film over its entire thickness, and the metal film 31 is porous-oxidized. The film 31a is used.

【0034】上記遮光マスク用金属膜31の陽極酸化
は、電解液として10〜20%硫酸溶液を用い、この電解液
中で、金属膜31に上述した第1の発明の実施例と同様
な化成反応を起させる方法で行なう。なお、この場合
も、金属膜31の膜厚に応じて印加電圧を設定すれば、
金属膜31をその全厚にわたって多孔質酸化膜31aと
することができる。
For the anodic oxidation of the metal film 31 for the light-shielding mask, a 10 to 20% sulfuric acid solution is used as an electrolytic solution, and in this electrolytic solution, the metal film 31 is subjected to the same chemical conversion as that of the first embodiment of the invention described above. It is carried out by a method of causing a reaction. Also in this case, if the applied voltage is set according to the film thickness of the metal film 31,
The metal film 31 can be a porous oxide film 31a over its entire thickness.

【0035】次に、上記遮光マスク用金属膜31を陽極
酸化により多孔質酸化膜31aとした基板1を、黒また
は黒に近い色の染料を溶解した染色浴に浸漬して前記多
孔質酸化膜31aを図4(d)に示すように暗色に染色
し、この多孔質酸化膜31aを遮光マスク30とする。
Next, the substrate 1 in which the metal film 31 for the light-shielding mask is made into a porous oxide film 31a by anodic oxidation is immersed in a dyeing bath in which a dye of black or a color close to black is dissolved to immerse the porous oxide film in the porous oxide film. As shown in FIG. 4D, 31a is dyed in a dark color, and this porous oxide film 31a is used as a light shielding mask 30.

【0036】なお、上記染料としては、例えばアンスラ
キノン系,モノアゾ系,ザンセン系染料を使用する。こ
れら染料は、多孔質酸化膜31aに対する染着性に優れ
ており、また耐光性もよいため、長時間紫外線を照射し
ても退色しない。
As the dye, for example, anthraquinone dye, monoazo dye, and zanthene dye are used. Since these dyes have excellent dyeing property to the porous oxide film 31a and have good light resistance, they do not fade even when irradiated with ultraviolet rays for a long time.

【0037】すなわち、この実施例は、遮光マスク30
を、金属膜31をその全厚にわたって多孔質膜となる条
件で陽極酸化させるとともにこの多孔質膜31aを暗色
に染色した酸化膜で形成したものであり、この遮光マス
ク(酸化膜)30も絶縁性であるため、画素電極3と薄
膜トランジスタ4およびデータラインを覆うオーバコー
ト絶縁膜11にピンホールやクラック等の欠陥があって
も、前記画素電極3や薄膜トランジスタ4のソース,ド
レイン電極S,Dおよびデータラインがオーバコート絶
縁膜11の上に形成した遮光マスク10と電気的に短絡
することはない。
That is, in this embodiment, the light shielding mask 30 is used.
Is anodized under the condition that the metal film 31 is a porous film over the entire thickness thereof, and the porous film 31a is formed of an oxide film dyed in a dark color. The light shielding mask (oxide film) 30 is also insulated. Therefore, even if the overcoat insulating film 11 covering the pixel electrode 3 and the thin film transistor 4 and the data line has a defect such as a pinhole or a crack, the source and drain electrodes S and D of the pixel electrode 3 and the thin film transistor 4 and The data line is not electrically short-circuited with the light shielding mask 10 formed on the overcoat insulating film 11.

【0038】したがって、上記実施例の液晶表示素子
も、TFT基板1に金属膜31を素材とする遮光マスク
30を設けたものでありながら、このTFT基板1上の
画素電極3等と遮光マスク30との短絡による表示欠陥
の発生をなくして、製造歩留を向上させることができ
る。
Therefore, even in the liquid crystal display element of the above embodiment, the TFT substrate 1 is provided with the light shielding mask 30 made of the metal film 31, but the pixel electrode 3 and the like on the TFT substrate 1 and the light shielding mask 30 are provided. It is possible to improve the production yield by eliminating the occurrence of display defects due to the short circuit with the.

【0039】なお、上述した第1および第2の発明の実
施例では、遮光マスク20,30を、画素電極3と薄膜
トランジスタ4およびデータラインを覆うオーバコート
絶縁膜11の上に設けているが、前記遮光マスク20,
30は、画素電極3および薄膜トランジスタ4の下側に
設けてもよく、その場合は、基板上に遮光マスク20,
30を形成し、その上をSi N膜等からなる透明な絶縁
膜で覆って、この絶縁膜の上に薄膜トランジスタ4と画
素電極3を形成すればよい。ただし、遮光マスク20,
30は、絶縁性をもつ酸化膜であるため、前記絶縁膜は
必ずしも必要ではない。
Although the light-shielding masks 20 and 30 are provided on the overcoat insulating film 11 that covers the pixel electrodes 3, the thin film transistors 4 and the data lines in the above-described first and second embodiments, The light-shielding mask 20,
30 may be provided on the lower side of the pixel electrode 3 and the thin film transistor 4. In that case, the light shielding mask 20,
30 is formed, the transparent insulating film made of a SiN film or the like is formed thereon, and the thin film transistor 4 and the pixel electrode 3 are formed on the insulating film. However, the light-shielding mask 20,
Since 30 is an oxide film having an insulating property, the insulating film is not always necessary.

【0040】また、第1および第2の発明は、TFTア
クテイブマトリックス型液晶表示素子に限らず、一方の
基板に走査電極を形成し、他方の基板に前記走査電極と
直交する信号電極を形成するとともに、いずれかの基板
の電極形成面の上または下に絶縁膜を介して遮光マスク
を設けている単純マトリックス型の液晶表示素子にも適
用することができる。
Further, the first and second inventions are not limited to the TFT active matrix type liquid crystal display element, but the scanning electrodes are formed on one substrate and the signal electrodes orthogonal to the scanning electrodes are formed on the other substrate. At the same time, it can be applied to a simple matrix type liquid crystal display element in which a light-shielding mask is provided above or below an electrode formation surface of either substrate with an insulating film interposed.

【0041】[0041]

【発明の効果】本発明の液晶表示素子によれば、遮光マ
スクを、金属膜をその全厚にわたって暗色に着色する条
件で陽極酸化させた酸化膜、または、金属膜をその全厚
にわたって多孔質膜となる条件で陽極酸化させるととも
にこの多孔質膜を暗色に染色した酸化膜で形成している
ため、この遮光マスク(酸化膜)は絶縁性であり、した
がって、遮光マスクを設けた基板上の透明電極等が遮光
マスクと電気的に短絡してしまうことはないから、一方
の基板に金属膜を素材とする遮光マスクを設けたもので
ありながら、透明電極等と遮光マスクとの短絡による表
示欠陥の発生をなくして製造歩留を向上させることがで
きる。
According to the liquid crystal display element of the present invention, the light-shielding mask is an oxide film which is anodized under the condition that the metal film is colored in a dark color over the entire thickness, or the metal film is porous over the entire thickness. This light-shielding mask (oxide film) is insulative because it is anodized under the conditions that it becomes a film and this porous film is formed of a dark-colored oxide film, and therefore, on the substrate provided with the light-shielding mask. Since the transparent electrode does not electrically short-circuit with the light-shielding mask, even if one substrate is provided with a light-shielding mask made of a metal film, the display due to the short-circuiting between the transparent electrode and the light-shielding mask The production yield can be improved by eliminating the occurrence of defects.

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

【図1】第1の発明の一実施例を示す液晶表示素子の一
部分の断面図。
FIG. 1 is a partial cross-sectional view of a liquid crystal display element showing an embodiment of the first invention.

【図2】同じく遮光マスクの形成工程図。FIG. 2 is a process drawing of the same light-shielding mask.

【図3】第2の発明の一実施例を示す液晶表示素子の一
部分の断面図。
FIG. 3 is a partial cross-sectional view of a liquid crystal display element showing an embodiment of the second invention.

【図4】同じく遮光マスクの形成工程図。FIG. 4 is a process drawing of similarly forming a light-shielding mask.

【図5】従来の液晶表示素子の一部分の断面図。FIG. 5 is a partial cross-sectional view of a conventional liquid crystal display element.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

LC…液晶層、1,2…基板、3…画素電極、4…薄膜
トランジスタ、G…ゲート電極、5…ゲート絶縁膜、6
…半導体層、S…ソース電極、D…ドレイン電極、7…
対向電極、8,9…配向膜、11…オーバコート絶縁
層、20,30…遮光マスク、21,31…金属膜、3
1a…多孔質酸化膜。
LC ... Liquid crystal layer, 1, 2 ... Substrate, 3 ... Pixel electrode, 4 ... Thin film transistor, G ... Gate electrode, 5 ... Gate insulating film, 6
... semiconductor layer, S ... source electrode, D ... drain electrode, 7 ...
Counter electrode, 8, 9 ... Alignment film, 11 ... Overcoat insulating layer, 20, 30 ... Shading mask 21, 31 ... Metal film, 3
1a ... Porous oxide film.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】液晶層をはさんで対向する一対の透明基板
にそれぞれ画素を表示するための透明電極を形成すると
ともに、一方の基板に、この基板に形成した各透明電極
の間に対応させて遮光マスクを設けたマトリックス型の
液晶表示素子において、前記遮光マスクを、金属膜をそ
の全厚にわたって暗色に着色する条件で陽極酸化させた
酸化膜で形成したことを特徴とする液晶表示素子。
1. A transparent electrode for displaying a pixel is formed on each of a pair of transparent substrates facing each other with a liquid crystal layer sandwiched therebetween, and one substrate is made to correspond to each transparent electrode formed on this substrate. In a matrix type liquid crystal display element provided with a light-shielding mask, the light-shielding mask is formed of an oxide film which is anodized under the condition that the metal film is colored in a dark color over the entire thickness thereof.
【請求項2】液晶層をはさんで対向する一対の透明基板
にそれぞれ画素を表示するための透明電極を形成すると
ともに、一方の基板に、この基板に形成した各透明電極
の間に対応させて遮光マスクを設けたマトリックス型の
液晶表示素子において、前記遮光マスクを、金属膜をそ
の全厚にわたって多孔質膜となる条件で陽極酸化させる
とともにこの多孔質膜を暗色に染色した酸化膜で形成し
たことを特徴とする液晶表示素子。
2. A transparent electrode for displaying a pixel is formed on each of a pair of transparent substrates facing each other with a liquid crystal layer interposed therebetween, and one substrate is provided between the transparent electrodes formed on this substrate. In a matrix-type liquid crystal display element provided with a light-shielding mask, the light-shielding mask is formed by anodizing a metal film over the entire thickness thereof under the condition that the film becomes a porous film, and the porous film is dyed in a dark color. A liquid crystal display device characterized by the above.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09311348A (en) * 1996-05-22 1997-12-02 Seiko Epson Corp Active matrix type liquid crystal display device and production therefor
JP2001125510A (en) * 1995-11-17 2001-05-11 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Active matrix type el display device

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