JPH07159772A - Liquid crystal display device - Google Patents
Liquid crystal display deviceInfo
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- JPH07159772A JPH07159772A JP33899293A JP33899293A JPH07159772A JP H07159772 A JPH07159772 A JP H07159772A JP 33899293 A JP33899293 A JP 33899293A JP 33899293 A JP33899293 A JP 33899293A JP H07159772 A JPH07159772 A JP H07159772A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、カラー液晶表示装置に
関し、特にはカラーアクティブマトリックス液晶表示装
置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a color liquid crystal display device, and more particularly to a color active matrix liquid crystal display device.
【０００２】[0002]
【従来の技術】テレビジョン等に用いられるマトリック
ス型の液晶表示装置の駆動方式としては、単純マトリッ
クス方式及びアクティブマトリックス方式がある。アク
ティブマトリックス方式は、単純マトリックス方式で生
ずる走査線間のクロストークを防止するため、各画素毎
にスイッチング手段を設けたものである。2. Description of the Related Art As a driving system of a matrix type liquid crystal display device used for a television or the like, there are a simple matrix system and an active matrix system. The active matrix system is provided with a switching means for each pixel in order to prevent crosstalk between scanning lines which occurs in the simple matrix system.
【０００３】図４は従来のカラーアクティブマトリック
ス液晶表示装置の模式的断面図である。従来のアクティ
ブマトリックス液晶表示装置では、薄膜トランジスター
が形成された基板１（ＴＦＴ基板と記す）とカラーフィ
ルター１２が形成された基板（ＣＦ基板と記す）が一対
となり、これらの間に液晶１７が封入されて構成されて
いる。ＣＦ基板は、一般的にはガラス基板１６上にＣｒ
等の金属からなるブラックマトリックス１１が形成さ
れ、その後、カラーフィルター１２が形成され、次に、
平坦化膜１３、透明電極（対向電極）１４が形成され
る。ブラックマトリックス１１は、スパッター法，蒸着
法等で形成される。また、カラーフィルター１２は、印
刷法、顔料分散法、染色法、電着法等で形成される。FIG. 4 is a schematic sectional view of a conventional color active matrix liquid crystal display device. In a conventional active matrix liquid crystal display device, a substrate 1 on which a thin film transistor is formed (referred to as a TFT substrate) and a substrate on which a color filter 12 is formed (referred to as a CF substrate) are paired, and a liquid crystal 17 is sealed between them. Is configured. The CF substrate is generally made of Cr on the glass substrate 16.
A black matrix 11 made of a metal such as
A flattening film 13 and a transparent electrode (counter electrode) 14 are formed. The black matrix 11 is formed by a sputtering method, a vapor deposition method, or the like. The color filter 12 is formed by a printing method, a pigment dispersion method, a dyeing method, an electrodeposition method, or the like.
【０００４】上記したブラックマトリックス１１は、不
要な光の漏れを防ぎ、コントラストの低下を防止するた
めに設けられるものであり、現状の液晶パネルでは液晶
の配向乱れや、横電界によるディスクリネーションが発
生する領域やＴＦＴ部分はブラックマトリックスで覆い
隠さなければならない。このブラックマトリックス１１
が形成されている基板１６とＴＦＴ基板１を貼り合わせ
る工程では、ＴＦＴ基板１上に形成された画素電極７
と、カラーフィルター１２の各画素を正確に位置合わせ
させることが必要となる。The above-mentioned black matrix 11 is provided in order to prevent unnecessary light leakage and to prevent the deterioration of contrast. In the current liquid crystal panel, liquid crystal alignment disturbance and disclination due to a lateral electric field may occur. The generated area and the TFT portion must be covered with a black matrix. This black matrix 11
In the step of bonding the substrate 16 on which the TFTs are formed and the TFT substrate 1, the pixel electrodes 7 formed on the TFT substrate 1
Then, it is necessary to accurately align each pixel of the color filter 12.
【０００５】しかしながら、現状の貼合わせ装置の貼合
わせ精度は５μｍ程度しかなく、これを貼合わせマージ
ンとしてブラックマトリックスを大きめに作成するた
め、パネルの開口率が低下する。このことにより実現可
能な画素ピッチが制約される等の問題があった。However, the bonding accuracy of the current bonding apparatus is only about 5 μm, and since the black matrix is made larger with this as a bonding margin, the aperture ratio of the panel is lowered. This causes a problem that the pixel pitch that can be realized is restricted.
【０００６】さらに、特開平３−１９４１１５号公報で
開示されている様なトランジスターを含む薄膜が積層さ
れた基板の一部を除去し、透明化（以下この部分を「メ
ンブレン」と記す）を行って液晶表示装置を作成した場
合、このメンブレン部分の強度が低いため、機械的振
動、圧力差等の力によりメンブレンが破壊されるという
問題があった。Further, a part of the substrate on which thin films including transistors as disclosed in JP-A-3-194115 is laminated is removed to make it transparent (hereinafter, this part is referred to as "membrane"). When a liquid crystal display device is produced by using the above method, the strength of the membrane portion is low, so that there is a problem that the membrane is broken by a force such as mechanical vibration or pressure difference.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明では、
以上のような従来技術の問題点に鑑み、カラーアクティ
ブマトリックス方式の液晶表示装置に於けるブラックマ
トリックスのマージンを低減し、開口率の広い、高精細
且つ高コントラストの表示を可能ならしめることを目的
とし、更に、前記したメンブレン型の液晶パネルではそ
の機械的強度を高めることを目的とする。Therefore, according to the present invention,
In view of the problems of the prior art as described above, it is an object of the present invention to reduce the margin of the black matrix in a color active matrix type liquid crystal display device and to enable high definition and high contrast display with a wide aperture ratio. Further, the purpose of the above-mentioned membrane type liquid crystal panel is to increase its mechanical strength.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段及び作用】以上の如き目的
を達成すべく成された本発明は、[Means and Actions for Solving the Problems] The present invention, which has been made to achieve the above objects, comprises:
【０００９】一対の基板間に液晶が封入された液晶表示
装置において、薄膜トランジスターが形成されている基
板上にカラーフィルター層が形成されていることを特徴
とする液晶表示装置であり、A liquid crystal display device in which liquid crystal is sealed between a pair of substrates, wherein a color filter layer is formed on the substrate on which thin film transistors are formed,
【００１０】また、薄膜トランジスターが形成され、且
つ画像表示部に対応する部分が除去されているＳｉ基板
と、対向基板との間に液晶が封入された液晶表示装置に
おいて、上記Ｓｉ基板上にカラーフィルター層が形成さ
れていることを特徴とする液晶表示装置である。Further, in a liquid crystal display device in which liquid crystal is sealed between a counter substrate and a Si substrate in which a thin film transistor is formed and a portion corresponding to an image display portion is removed, a color is formed on the Si substrate. A liquid crystal display device is characterized in that a filter layer is formed.
【００１１】本発明の液晶表示装置によれば、薄膜トラ
ンジスターを形成した基板上にカラーフィルターとブラ
ックマトリックスからなるカラーフィルター層を直接形
成しているため、従来のようにＴＦＴ基板とＣＦ基板と
の貼合わせマージンが不要となる。このため、ブラック
マトリックスのマージンとしては、ＴＦＴ基板上に先述
したような方法によりブラックマトリックスやカラーフ
ィルターを形成する際の位置ずれマージンだけとなり、
現状において、このマージンを２μｍ以下とすることが
可能である。According to the liquid crystal display device of the present invention, since the color filter layer composed of the color filter and the black matrix is directly formed on the substrate on which the thin film transistor is formed, the TFT substrate and the CF substrate are formed as in the conventional case. No laminating margin is required. Therefore, the margin of the black matrix is only the positional deviation margin when the black matrix and the color filter are formed on the TFT substrate by the method described above,
At present, this margin can be set to 2 μm or less.
【００１２】これにより、高開口率で高精細な液晶表示
装置が可能となると共に、メンブレン型の液晶表示装置
においては、トランジスターを含む薄膜上にカラーフィ
ルター層が形成されているため、画像表示部に対応する
メンブレン部分の機械的強度を高めることもでき、装置
の耐久性を向上できる。As a result, a high-definition liquid crystal display device having a high aperture ratio can be realized, and in the membrane type liquid crystal display device, since the color filter layer is formed on the thin film including the transistor, the image display portion is formed. It is also possible to increase the mechanical strength of the membrane portion corresponding to, and improve the durability of the device.
【００１３】本発明において、上記薄膜トランジスター
の活性層としてアモルファスＳｉ、多結晶Ｓｉ、単結晶
Ｓｉが好ましく用いられる。これらの製造方法、或は基
板上への形成方法については、現在行われているいずれ
の方法でも好適に用いられるが、多孔質Ｓｉを基体とし
てエピタキシャル成長させて得られる単結晶Ｓｉ薄膜
が、液晶駆動回路及びその他の周辺駆動回路を同時に同
一基板上に作成することができるため、非常に好適に用
いられる。In the present invention, amorphous Si, polycrystalline Si or single crystal Si is preferably used as the active layer of the thin film transistor. As for the manufacturing method thereof or the method of forming it on the substrate, any of the methods currently used can be preferably used, but a single crystal Si thin film obtained by epitaxial growth using porous Si as a substrate is used for liquid crystal driving. The circuit and other peripheral drive circuits can be formed on the same substrate at the same time, and thus are very suitably used.
【００１４】[0014]
【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
るが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではな
い。EXAMPLES The present invention will now be described in detail with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
【００１５】実施例１ 図１に本実施例のカラーアクティブマトリックス液晶表
示装置の画像表示部における模式的断面図を示した。同
図において、１は基板、２はドレイン、３はソース、４
はチャネル、５はゲート、６はソース線、７は画素電
極、８は絶縁膜、１０はパッシベーション膜、１１はブ
ラックマトリックス、１２はカラーフィルター、１３は
平坦化膜、１４は対向電極、１５は配向膜、１６はガラ
ス基板、１７は液晶である。 Example 1 FIG. 1 shows a schematic sectional view of an image display portion of a color active matrix liquid crystal display device of this example. In the figure, 1 is a substrate, 2 is a drain, 3 is a source, and 4
Is a channel, 5 is a gate, 6 is a source line, 7 is a pixel electrode, 8 is an insulating film, 10 is a passivation film, 11 is a black matrix, 12 is a color filter, 13 is a flattening film, 14 is a counter electrode, and 15 is An alignment film, 16 is a glass substrate, and 17 is a liquid crystal.
【００１６】本実施例において、ＴＦＴ基板として多孔
質Ｓｉ基板１を用い、この上にエピタキシャル成長させ
て得られた単結晶Ｓｉ薄膜を、薄膜トランジスターの活
性層として用いた。尚、このＴＦＴ基板の作成は、特開
平３−１９４１１５号公報に開示されている手法を用い
た。In this example, a porous Si substrate 1 was used as a TFT substrate, and a single crystal Si thin film obtained by epitaxial growth on this was used as an active layer of a thin film transistor. Incidentally, the method disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 3-194115 was used for the production of this TFT substrate.
【００１７】このＴＦＴ基板上に無機透明部材ＳｉＯ2
（本実施例ではＳｉＯ2を用いて説明するが、ＳｉＮx等
の無機透明部材或は有機樹脂等でもかまわない）を形成
した後、ＩＴＯからなる画素電極７、そしてＳｉＮxか
らなるパッシベーション膜１０を形成した後、Ｃｒから
なるブラックマトリックス１１をパッシベーション膜１
０上に形成し、次に画素電極７上のパッシベーション膜
１０上にＲＧＢのカラーフィルター１２を形成した。更
に、ポリイミドから成る平坦化膜１３を形成した。尚、
カラーフィルター１２の作成方法は公知のプロセスを用
いた。平坦化膜１３は液晶の配向膜も兼ねている。An inorganic transparent member SiO 2 is formed on the TFT substrate.
(In this embodiment, SiO 2 is used for description, but an inorganic transparent member such as SiN x or an organic resin may be used), and then the pixel electrode 7 made of ITO and the passivation film 10 made of SiN x. After forming the black matrix 11, the black matrix 11 made of Cr is applied to the passivation film 1.
Then, the RGB color filter 12 was formed on the passivation film 10 on the pixel electrode 7. Further, a flattening film 13 made of polyimide was formed. still,
A known process was used as a method for producing the color filter 12. The flattening film 13 also serves as an alignment film for liquid crystal.
【００１８】対向基板は、ガラス基板１６上にＩＴＯか
らなる対向電極１４を成膜した後、その上にポリイミド
からなる配向線１５を形成して構成した。The counter substrate was constructed by forming a counter electrode 14 made of ITO on a glass substrate 16 and then forming an alignment line 15 made of polyimide thereon.
【００１９】これらの基板を用いて、通常の液晶セル組
プロセスを用いて液晶セル組、液晶注入、封口まで行っ
た。Using these substrates, liquid crystal cell assembly, liquid crystal injection, and sealing were performed using a normal liquid crystal cell assembly process.
【００２０】更に、透過型液晶パネルとするために、本
実施例ではＴＦＴ基板上に形成したＳｉＯ2より下のＳ
ｉ部をエッチングにより除去した。そして、エッチング
により除去した部分を樹脂等で補強しパネルが完成し
た。Further, in order to form a transmissive liquid crystal panel, in this embodiment, S below SiO 2 formed on the TFT substrate is used.
The i part was removed by etching. Then, the portion removed by etching was reinforced with a resin or the like to complete the panel.
【００２１】本実施例では、カラーフィルター及びブラ
ックマトリックスがＴＦＴ基板上に形成されている為、
ブラックマトリックスのマージン（図１中のｄ）が２μ
ｍと極端に小さくなり、高精細でしかも高品質な液晶パ
ネルが得られた。In this embodiment, since the color filter and the black matrix are formed on the TFT substrate,
Black matrix margin (d in Fig. 1) is 2μ
The size was extremely small, and a high-definition and high-quality liquid crystal panel was obtained.
【００２２】また、本実施例ではメンブレン状態のＴＦ
Ｔ基板上にカラーフィルターが形成されているため、こ
のメンブレンの機械的強度が増し、落下試験に於て１０
０Ｇに耐える液晶パネルが製作可能となった。Further, in this embodiment, the TF in a membrane state is used.
Since the color filter is formed on the T substrate, the mechanical strength of this membrane is increased, and it is 10 in the drop test.
It has become possible to manufacture liquid crystal panels that can withstand 0G.
【００２３】実施例２ 図２に本実施例のカラーアクティブマトリックス液晶表
示装置の画像表示部における模式的断面図を示した。図
中、図１と同一符号で示したものは同等部材を示してい
る。 Embodiment 2 FIG. 2 shows a schematic sectional view of an image display portion of a color active matrix liquid crystal display device of this embodiment. In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 1 indicate equivalent members.
【００２４】本実施例において、ＴＦＴ基板として石英
基板１を用い、活性層として多結晶Ｓｉを用いた。In this example, the quartz substrate 1 was used as the TFT substrate and polycrystalline Si was used as the active layer.
【００２５】本実施例では、透明な石英基板１の上に多
結晶シリコンのチャネル４をつくり、表面にゲート酸化
膜を形成した上に、多結晶シリコンのゲート５、層間絶
縁膜８を形成した。次に、金属膜からなるソース線６を
形成した。また、画素電極に相当する部分にＲＧＢいず
れかのカラーフィルター１２を形成した。更に、ドレイ
ン２に接続したＩＴＯから成る画素電極７、それを覆う
パッシベーション膜１０を形成し、続いて金属膜からな
るブラックマトリックス１１を形成した。最後に、ポリ
イミドからなる平坦化膜１３を形成し、ＴＦＴ基板を構
成した。尚、カラーフィルター１２の作成方法は公知の
プロセスを用いた。平坦化膜１３は液晶の配向膜も兼ね
ている。In this embodiment, a polycrystalline silicon channel 4 is formed on a transparent quartz substrate 1, a gate oxide film is formed on the surface thereof, and then a polycrystalline silicon gate 5 and an interlayer insulating film 8 are formed. . Next, the source line 6 made of a metal film was formed. Further, the color filter 12 of any of RGB is formed in the portion corresponding to the pixel electrode. Further, a pixel electrode 7 made of ITO connected to the drain 2 and a passivation film 10 covering it are formed, and subsequently a black matrix 11 made of a metal film is formed. Finally, a flattening film 13 made of polyimide was formed to form a TFT substrate. A publicly known process was used as a method for producing the color filter 12. The flattening film 13 also serves as an alignment film for liquid crystal.
【００２６】対向基板は、ガラス基板１６上にＩＴＯか
らなる対向電極１４を成膜した後、その上にポリイミド
からなる配向膜１５を形成して構成した。The counter substrate was formed by forming a counter electrode 14 made of ITO on a glass substrate 16 and then forming an alignment film 15 made of polyimide thereon.
【００２７】これらの基板を用いて、通常の液晶セル組
プロセスを用いて液晶セル組、液晶注入、封口を行い液
晶パネルを完成させた。Using these substrates, a liquid crystal cell assembly, liquid crystal injection, and sealing were performed by using a normal liquid crystal cell assembly process to complete a liquid crystal panel.
【００２８】本実施例においても、カラーフィルター及
びブラックマトリックスがＴＦＴ基板上に形成されてい
る為、ブラックマトリックスのマージンが２μｍ程度と
極端に小さくなり、高開口率で高精細、且つ高品質な液
晶パネルが得られた。Also in this embodiment, since the color filter and the black matrix are formed on the TFT substrate, the margin of the black matrix is extremely small, about 2 μm, and the liquid crystal of high aperture ratio, high definition and high quality. A panel was obtained.
【００２９】実施例３ 図３に本実施例のカラーアクティブマトリックス液晶表
示装置の画像表示部における模式的断面図を示した。図
中、図１と同一符号で示したものは同等部材を示してい
る。 Embodiment 3 FIG. 3 shows a schematic sectional view of an image display portion of a color active matrix liquid crystal display device of this embodiment. In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 1 indicate equivalent members.
【００３０】本実施例において、ＴＦＴ基板としてガラ
ス基板１を用い、活性層としてアモルファスシリコン
（ａ−Ｓｉ）を用いた。In this example, the glass substrate 1 was used as the TFT substrate, and amorphous silicon (a-Si) was used as the active layer.
【００３１】本実施例では、ガラス基板１上に逆スタガ
ー型ＴＦＴを形成し、次に画素電極７とパッシベーショ
ン膜１０を形成した。次にブラックマトリックス１１を
形成し、画素電極上にＲＧＢそれぞれのカラーフィルタ
ー１２を形成した。更に、ポリイミドから成る平坦化膜
１３を形成し、ＴＦＴ基板を構成した。尚、カラーフィ
ルター１２の作成方法は公知のプロセスを用いた。平坦
化膜１３は液晶の配向膜も兼ねている。In this embodiment, an inverted stagger type TFT is formed on the glass substrate 1, and then the pixel electrode 7 and the passivation film 10 are formed. Next, the black matrix 11 was formed, and the RGB color filters 12 were formed on the pixel electrodes. Further, a flattening film 13 made of polyimide was formed to form a TFT substrate. A publicly known process was used as a method for producing the color filter 12. The flattening film 13 also serves as an alignment film for liquid crystal.
【００３２】対向基板は、ガラス基板上にＩＴＯからな
る対向電極１４を成膜した後、その上にポリイミドから
なる配向膜１５を形成して構成した。The counter substrate was formed by forming a counter electrode 14 made of ITO on a glass substrate and then forming an alignment film 15 made of polyimide thereon.
【００３３】これらの基板を用いて、通常の液晶セル組
プロセスを用いて液晶セル組、液晶注入、封口まで行っ
た。Using these substrates, liquid crystal cell assembly, liquid crystal injection, and sealing were performed using a normal liquid crystal cell assembly process.
【００３４】本実施例においても、カラーフィルター及
びブラックマトリックスがＴＦＴ基板上に形成されてい
る為、ブラックマトリックスのマージンが２μｍ程度と
極端に小さくなり、高開口率で高精細、且つ高品質な液
晶パネルが得られた。Also in this embodiment, since the color filter and the black matrix are formed on the TFT substrate, the margin of the black matrix is extremely small, about 2 μm, and the high aperture ratio, high definition and high quality liquid crystal are provided. A panel was obtained.
【００３５】[0035]
【発明の効果】以上説明したように、本発明の液晶表示
装置では、カラーフィルターとブラックマトリックスか
らなるカラーフィルター層をＴＦＴ基板上に直接形成す
るために、基板貼合わせマージンが必要なく、ブラック
マトリックスのマージンを小さくでき、高開口率で高精
細な液晶表示装置となった。更に、メンブレン型の液晶
表示装置では、その機械的強度を高めることもでき、装
置の耐久性を向上できた。As described above, in the liquid crystal display device of the present invention, since the color filter layer composed of the color filter and the black matrix is directly formed on the TFT substrate, the substrate bonding margin is not required and the black matrix is not required. The liquid crystal display device with a high aperture ratio and high definition can be made with a small margin. Further, in the membrane type liquid crystal display device, its mechanical strength can be increased, and the durability of the device can be improved.
【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]
【図１】本発明の第一の実施例の模式的断面図である。FIG. 1 is a schematic sectional view of a first embodiment of the present invention.
【図２】本発明の第二の実施例の模式的断面図である。FIG. 2 is a schematic sectional view of a second embodiment of the present invention.
【図３】本発明の第三の実施例の模式的断面図である。FIG. 3 is a schematic sectional view of a third embodiment of the present invention.
【図４】従来のカラーアクティブマトリックス液晶装置
の模式的断面図である。FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of a conventional color active matrix liquid crystal device.
１ 基板 ２ ドレイン ３ ソース ４ チャネル ５ ゲート ６ ソース線 ７ 画素電極 ８ 絶縁膜 １０ パッシベーション膜 １１ ブラックマトリックス １２ カラーフィルター １３ 平坦化膜 １４ 対向電極 １５ 配向膜 １６ 対向基板 １７ 液晶 1 substrate 2 drain 3 source 4 channel 5 gate 6 source line 7 pixel electrode 8 insulating film 10 passivation film 11 black matrix 12 color filter 13 flattening film 14 counter electrode 15 alignment film 16 counter substrate 17 liquid crystal
Claims (3)
示装置において、薄膜トランジスターが形成されている
基板上にカラーフィルター層が形成されていることを特
徴とする液晶表示装置。1. A liquid crystal display device in which liquid crystal is sealed between a pair of substrates, wherein a color filter layer is formed on the substrate on which a thin film transistor is formed.
像表示部に対応する部分が除去されているＳｉ基板と、
対向基板との間に液晶が封入された液晶表示装置におい
て、上記Ｓｉ基板上にカラーフィルター層が形成されて
いることを特徴とする液晶表示装置。2. A Si substrate on which a thin film transistor is formed and a portion corresponding to an image display portion is removed,
A liquid crystal display device in which liquid crystal is sealed between a counter substrate and the liquid crystal display device, wherein a color filter layer is formed on the Si substrate.
結晶Ｓｉで形成されていることを特徴とする請求項１又
は請求項２に記載の液晶表示装置。3. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the active layer of the thin film transistor is formed of single crystal Si.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33899293A JP3305085B2 (en) | 1993-12-03 | 1993-12-03 | Liquid crystal display |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33899293A JP3305085B2 (en) | 1993-12-03 | 1993-12-03 | Liquid crystal display |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
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| JPH07159772A true JPH07159772A (en) | 1995-06-23 |
| JP3305085B2 JP3305085B2 (en) | 2002-07-22 |
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| JP33899293A Expired - Fee Related JP3305085B2 (en) | 1993-12-03 | 1993-12-03 | Liquid crystal display |
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| JP (1) | JP3305085B2 (en) |
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