JPH0756159A - Display device - Google Patents

Display device

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Publication number
JPH0756159A
JPH0756159A JP5200562A JP20056293A JPH0756159A JP H0756159 A JPH0756159 A JP H0756159A JP 5200562 A JP5200562 A JP 5200562A JP 20056293 A JP20056293 A JP 20056293A JP H0756159 A JPH0756159 A JP H0756159A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
substrate
insulatable
display device
resistance layers
Prior art date
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Pending
Application number
JP5200562A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tomiya Sonoda
富也 薗田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP5200562A priority Critical patent/JPH0756159A/en
Publication of JPH0756159A publication Critical patent/JPH0756159A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To prevent the transmission of non-modulated light, to improve an opening rate and to prevent the generation of the orientation defect by insulatable light shielding films by coating the surfaces of regions exclusive of pixel electrodes with these insulatable light shielding films. CONSTITUTION:The other parts exclusive of the regions of the pixel electrodes 4 of a first substrate, i.e., the regions of matrix wirings and thin-film transistors 13, are coated with the insulatable light shielding films 11 consisting of insulatable high- resistance layers and light shieldable low-resistance layers in order to prohibit the light transmitted through these regions. The insulatable high-resistance layers consist of the oxide or nitride of fine crystalline or amorphous silicon and the light shieldable low-resistance layers consist of the nitride, carbide or silicide of metals. Since the insulatable light shielding films 11 are formed directly on the substrate having the matrix wirings, i.e., on the pixel electrode side, the problem of the angle matching accuracy of polarizing plates and the problem of opening rates do not arise. In addition, the insulatable light shielding films 11 are composed of the composite layers consisting of the insulatable high-resistance layers and the light shieldable low- resistance layers, unlike the mere metallic materials and, therefore, the problems of electrical shorting and interlayer shorting are prevented as well.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、表示装置に係わり、
特に画素ごとにスイッチング素子を設けたアクティブマ
トリクス型表示装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a display device,
In particular, it relates to an active matrix type display device in which a switching element is provided for each pixel.

【0002】[0002]

【従来の技術】平板型の表示装置は、基板上に所定のピ
ッチで配列された行電極及び列電極を互いに直交するよ
うに配置し、これらの行電極と列電極とで囲まれた最小
区画を画素とし、2枚の基板間に電気−光変調物質を挟
持したマトリクス型表示装置が一般的である。中でも電
気−光変調物質として液晶組成物を用いた液晶表示装置
は低消費電力の特徴とも相俟って多用されている。
2. Description of the Related Art In a flat panel display device, row electrodes and column electrodes arranged at a predetermined pitch are arranged on a substrate so as to be orthogonal to each other, and a minimum partition surrounded by these row electrodes and column electrodes. Is generally used as a pixel, and a matrix type display device in which an electro-optical modulator is sandwiched between two substrates is general. Above all, a liquid crystal display device using a liquid crystal composition as an electro-optical modulator is widely used in combination with the feature of low power consumption.

【0003】さらに、テレビ画像やグラフィックディス
プレイなどを指向した大容量で高精度の液晶表示装置と
しては、各画素ごとにスイッチング素子を配置して各画
素の駆動と制御を行うアクティブマトリクス型液晶表示
装置も実用化されている。このようなスイッチング素子
としては、特開昭56−25714 号公報及び特開昭56−2577
7 号公報などに開示されているように、多結晶シリコン
や非晶質シリコンを半導体層として用いた3端子型の薄
膜トランジスタと、金属−絶縁体−金属からなる2端子
型の非線形抵抗素子に大別される。この内、高速応答が
可能でクロストークのない高コントラスト表示が行える
ものとしては薄膜トランジスタが適している。
Further, as a large-capacity, high-accuracy liquid crystal display device for a television image or a graphic display, an active matrix liquid crystal display device in which a switching element is arranged for each pixel to drive and control each pixel. Has also been put to practical use. As such a switching element, Japanese Patent Laid-Open Nos. 56-25714 and 56-2577 have been disclosed.
As disclosed in Japanese Patent Publication No. 7, etc., it is widely used for a three-terminal type thin film transistor using polycrystalline silicon or amorphous silicon as a semiconductor layer and a two-terminal type non-linear resistance element made of metal-insulator-metal. Be separated. Among them, the thin film transistor is suitable as a device capable of high-speed response and capable of high-contrast display without crosstalk.

【0004】このようなスイッチング素子として薄膜ト
ランジスタを用いた液晶表示装置について、図3及び図
4を用いて説明する。尚、図4は図3のB−B線に沿う
断面構成を示している。即ち、行電極及び列電極に相当
する走査線群12及び信号線群5からなるマトリクス配線
と、その最小区画となる画素電極4から第1の基板1の
電極群が構成される。そして、マトリクス配線の交点ご
とに薄膜トランジスタが配置され、そのソース電極また
はドレイン電極の一方が画素電極に接続されている。
A liquid crystal display device using a thin film transistor as such a switching element will be described with reference to FIGS. 3 and 4. Note that FIG. 4 shows a cross-sectional configuration along the line BB in FIG. That is, the matrix wiring including the scanning line group 12 and the signal line group 5 corresponding to the row electrodes and the column electrodes, and the pixel electrode 4 which is the smallest section thereof form the electrode group of the first substrate 1. A thin film transistor is arranged at each intersection of the matrix wirings, and one of the source electrode and the drain electrode thereof is connected to the pixel electrode.

【0005】第2の基板2には、カラー表示を可能とす
るために1つの画素ごとに赤(R) 、緑(G) 、青(B) のカ
ラーフィルタ6と、対向電極7が設けられており、対向
配置された第1の基板1と第2の基板2の間には、例え
ばネマチック型の液晶組成物8が挟持されている。尚、
図には各基板の電極上の配向膜は省略して示していな
い。また、各基板の外側には偏光板3が設けられてい
る。そして、どちらか一方の基板の外側に照明装置が設
けられる。
The second substrate 2 is provided with red (R), green (G), and blue (B) color filters 6 and a counter electrode 7 for each pixel in order to enable color display. Thus, for example, a nematic liquid crystal composition 8 is sandwiched between the first substrate 1 and the second substrate 2 which are arranged to face each other. still,
In the figure, the alignment film on the electrodes of each substrate is not shown. A polarizing plate 3 is provided outside each substrate. Then, the illumination device is provided outside one of the substrates.

【0006】このような液晶表示装置において、両基板
の電極に印加される電圧のオン・オフによって、液晶分
子の配向を変化させて、透過型の場合は照明装置からの
光14を画素ごとに変調する。従って、厳密には液晶の光
変調動作は画素電極4と対向電極7に対応する領域だけ
となる。即ち、画素電極領域を除いた部分の液晶は全く
動作していないことになる。
In such a liquid crystal display device, the orientation of the liquid crystal molecules is changed by turning on and off the voltage applied to the electrodes of both substrates, and in the case of the transmissive type, the light 14 from the illuminating device is pixel by pixel. Modulate. Therefore, strictly speaking, the light modulation operation of the liquid crystal is limited to the region corresponding to the pixel electrode 4 and the counter electrode 7. That is, the liquid crystal in the portion excluding the pixel electrode region does not operate at all.

【0007】ところで、マトリクス配線を設けた基板1
上には画素電極領域以外に信号線5の配線電極、走査線
12の配線電極および薄膜トランジスタが配置されてお
り、これらは多層構造配線もしくは配線の配置により相
互に電気的に絶縁されている。そのため、例えば電極材
料として不透明な材料を用いたとしても、画素電極4と
信号線5の間などの配線スペースが存在し、この領域は
液晶の光変調作用に無関係の非変調光15が透過すること
になる。このような非変調光15は、表示装置としては常
に一定の光が漏れていることとなり、バックグラウンド
の増加、即ちコントラストを著しく低下させる。
By the way, the substrate 1 provided with matrix wiring
In addition to the pixel electrode area, the wiring electrode of the signal line 5 and the scanning line are provided above.
Twelve wiring electrodes and thin film transistors are arranged, and these are electrically insulated from each other by a multilayer wiring or a wiring arrangement. Therefore, for example, even if an opaque material is used as the electrode material, there is a wiring space such as between the pixel electrode 4 and the signal line 5, and unmodulated light 15 irrelevant to the light modulation action of the liquid crystal is transmitted through this area. It will be. Such non-modulated light 15 always leaks a certain amount of light as a display device, which causes an increase in background, that is, a marked reduction in contrast.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】この非変調光を減少さ
せる方法として、例えば両基板の配向膜のラビング方向
が互いに直交するように配置し、且つ両基板の偏光板3
の偏光方向が平行になるように配置し、液晶に電圧が印
加されない場合に光を透過させないようにする用い方も
考えられる。
As a method of reducing the non-modulated light, for example, the alignment films of both substrates are arranged so that the rubbing directions thereof are orthogonal to each other, and the polarizing plates 3 of both substrates are arranged.
It is also conceivable to arrange so that the polarization directions of are parallel to each other so that light is not transmitted when no voltage is applied to the liquid crystal.

【0009】この場合は、信号電圧によって画素電極領
域のみ光変調されるため、原理的には非変調光は有り得
ないことになる。しかしながら、表示装置としての製造
工程を考慮した場合、2枚の偏光板の偏光方向を正確に
合わせる必要があり、漏れ光によるバックグラウンドは
この合わせ精度によって決められることになる。実用的
な合わせ精度としてそのずれ角を1度以内としても、こ
れを量産時に管理することは非常に困難なことである。
In this case, since only the pixel electrode region is optically modulated by the signal voltage, unmodulated light is theoretically impossible. However, in consideration of the manufacturing process as a display device, it is necessary to accurately align the polarization directions of the two polarizing plates, and the background due to leaked light is determined by this alignment accuracy. Even if the misalignment angle is within 1 degree as a practical alignment accuracy, it is very difficult to manage this during mass production.

【0010】これに対し、両基板の偏光板3の偏光方向
を直交する配向膜のラビング方向に沿って直交するよう
に配置した場合は、その角度合わせずれは単に透過率の
若干の低下を招くだけでコントラストに与える影響は少
なく、製造上からは量産性にも適している。この場合、
信号電圧が印加された画素電極領域に対応する液晶のみ
が光変調効果を与え、この変調光がコントラストを決定
する。この対応策としては、対向基板側の画素電極領域
外に金属薄膜による遮光スクリーンを設けることが考え
られる。
On the other hand, when the polarizing plates 3 of both substrates are arranged so as to be orthogonal to each other along the rubbing directions of the alignment films which are orthogonal to each other, the misalignment of the angles merely causes a slight decrease in the transmittance. This alone has little effect on contrast and is suitable for mass production from the viewpoint of manufacturing. in this case,
Only the liquid crystal corresponding to the pixel electrode region to which the signal voltage is applied gives the light modulation effect, and this modulated light determines the contrast. As a countermeasure against this, a light-shielding screen made of a metal thin film may be provided outside the pixel electrode region on the counter substrate side.

【0011】即ち、図5に示すように、対向基板2上の
画素電極4に対応する領域のみに、例えばR,G,Bの
カラーフィルタ6を配置し、残りの領域を金属薄膜から
なる遮光スクリーン9で覆う構成である。この構成では
確かに初期の目的は達成されるが、他の別の問題が発生
する。
That is, as shown in FIG. 5, color filters 6 of, for example, R, G, and B are arranged only in a region corresponding to the pixel electrode 4 on the counter substrate 2, and the remaining region is shielded by a metal thin film. It is a structure covered with the screen 9. While this configuration certainly achieves the initial objectives, it introduces other additional problems.

【0012】まず、マトリクス配線基板1と遮光スクリ
ーン9を設けた対向基板2の両者は正確な位置関係をも
って固定しなければならない。このような液晶表示装置
では画素ピッチが数百μmで設計されることが多く、例
えば200 μmピッチとした場合に所定の開口率を得るた
めには両基板の位置合わせ精度は数μm程度が要求され
る。
First, both the matrix wiring substrate 1 and the counter substrate 2 provided with the light shielding screen 9 must be fixed in an accurate positional relationship. In such a liquid crystal display device, the pixel pitch is often designed to be several hundreds of μm. For example, when the pitch is 200 μm, the alignment accuracy of both substrates is required to be about several μm in order to obtain a predetermined aperture ratio. To be done.

【0013】また、光源からの光は完全な平行光線とは
言い難く、基板に対して斜めに入射する非変調光成分15
も考慮し、遮光スクリーン9の幅を広くしてマージンを
取ると、その分だけさらに開口率は小さくなる。例えば
200 μmピッチの場合、信号線5の電極幅を10μmと
し、さらに薄膜トランジスタの面積も考慮して有効画素
電極サイズを開口率で表わすと約50〜60%となる。これ
に上述の位置合わせ精度及び斜めに入射する非変調光成
分の対策のための遮光スクリーンの幅のマージンを組み
入れると開口率は約40〜50%となり、およそ10%も低下
する。この開口率の低下は表示装置の画質の低下に直接
つながる。
Further, the light from the light source cannot be said to be perfectly parallel rays, and the non-modulated light component 15 obliquely incident on the substrate 15
Taking the above into consideration, if the width of the light-shielding screen 9 is widened and a margin is taken, the aperture ratio is further reduced accordingly. For example
In the case of a 200 μm pitch, the electrode width of the signal line 5 is 10 μm, and the effective pixel electrode size is approximately 50 to 60% when the effective pixel electrode size is expressed in consideration of the area of the thin film transistor. If the margin of the width of the light-shielding screen for the above-mentioned alignment accuracy and the countermeasure against the obliquely incident non-modulated light component is incorporated into this, the aperture ratio becomes about 40 to 50%, which is about 10% lower. This reduction in aperture ratio directly leads to a reduction in image quality of the display device.

【0014】これに替わって、特願昭61−209065号明細
書に開示されているように、遮光スクリーンを光入射側
のマトリクス配線基板側に配置すれば、遮光スクリーン
の幅のマージンは少なくてすむことになる。即ち、マト
リクス配線基板の画素電極を除いた領域上を絶縁性遮光
膜で被覆し、非変調光の透過を防止した構成である。
Alternatively, as disclosed in Japanese Patent Application No. 61-209065, by disposing the light shielding screen on the side of the matrix wiring substrate on the light incident side, the margin of the width of the light shielding screen is small. I will end up. That is, the matrix wiring substrate is covered with an insulating light-shielding film on the region excluding the pixel electrodes to prevent transmission of non-modulated light.

【0015】しかし、この絶縁性遮光膜は母材となるポ
リマーに黒色染料または補色関係にある2種の染料を混
ぜたものを用いている。このような構成の遮光膜で光学
濃度3.0 程度を得ようとすると、1.5 〜2.0 μmの膜厚
が必要となる。このような厚い膜からなる遮光スクリー
ンは画素電極との段差部分で配向欠陥と呼ばれる画像欠
陥を生ずることが多い。また、製造上からは、フォトリ
ソグラフィ法によって絶縁性遮光膜を所定の形状に加工
する際、遮光性能を上げるために光学濃度の大きな染料
や顔料を分散したポリマー材からなるレジストは、パタ
ーン精度や位置合わせ精度が劣る問題も生ずる。
However, this insulating light-shielding film uses a polymer as a base material in which a black dye or two kinds of dyes having complementary colors are mixed. To obtain an optical density of about 3.0 with the light-shielding film having such a structure, a film thickness of 1.5 to 2.0 μm is required. The light-shielding screen made of such a thick film often causes an image defect called an alignment defect at a step portion with the pixel electrode. Further, from the viewpoint of manufacturing, when the insulating light-shielding film is processed into a predetermined shape by a photolithography method, a resist made of a polymer material in which a dye or a pigment having a large optical density is dispersed in order to improve the light-shielding performance is There is also a problem of poor alignment accuracy.

【0016】このような問題の対策として、配向膜のラ
ビング方向と特定の関係を持って現れる部分の、例えば
金属材で形成されている信号線あるいはゲート線の幅を
広くして画素電極の一部を遮蔽することも考えられる。
しかしながら、これらの措置は開口率の低下を招き、好
ましくない。
As a measure against such a problem, the width of a signal line or a gate line, which is formed of, for example, a metal material, in a portion which appears in a specific relationship with the rubbing direction of the alignment film is widened to reduce the pixel electrode. It is also possible to shield the part.
However, these measures lead to a decrease in aperture ratio and are not preferable.

【0017】以上のように、液晶表示装置の画質低下の
一因である非変調光の問題に対しては、偏光板の偏光方
向による液晶動作状態、対向基板上の遮光スクリーンの
配置及びマトリクス基板上の遮光スクリーンの配置など
種々提案されているが、それぞれに別の問題を生じたり
充分なものではない。
As described above, with respect to the problem of non-modulated light, which is one of the causes of the deterioration of the image quality of the liquid crystal display device, the liquid crystal operation state depending on the polarization direction of the polarizing plate, the arrangement of the light shielding screen on the counter substrate, and the matrix substrate. Various proposals have been made for the arrangement of the above-mentioned light-shielding screen, but they each cause different problems and are not sufficient.

【0018】この発明は、以上の問題に鑑みてなされた
もので、画素電極を除いた領域上を絶縁性遮光膜で被覆
し、非変調光の透過を防止するとともに、開口率を向上
し、この絶縁性遮光膜による配向欠陥の発生を防止し、
且つ製造の容易な液晶表示装置を提供することを目的と
する。
The present invention has been made in view of the above problems, and covers the region excluding the pixel electrodes with an insulating light-shielding film to prevent transmission of non-modulated light and improve the aperture ratio. Prevents the occurrence of alignment defects due to this insulating light-shielding film,
Another object of the present invention is to provide a liquid crystal display device that is easy to manufacture.

【0019】[0019]

【課題を解決するための手段】この発明は、所定のピッ
チで一方向に延伸して配列された多数の行電極と、所定
のピッチで一方向に延伸して配列され前記行電極に実質
的に直交する多数の列電極と、前記行電極と列電極とで
囲まれた最小区画を画素とし、この画素ごとにスイッチ
ング素子を少なくとも備えた第1の基板と、対向電極を
少なくとも備えた第2の基板と、前記第1の基板と第2
の基板とは対向配置されその間隙に電気−光変調物質を
挟持してなる表示装置において、前記画素領域を除いた
領域上を絶縁性高抵抗層と遮光性低抵抗層からなる絶縁
性遮光膜で被覆した表示装置であり、また、絶縁性高抵
抗層は微結晶または不定形の硅素の酸化物または窒化物
からなり、前記遮光性低抵抗層は金属の窒化物、炭化物
または硅化物からなる表示装置である。
SUMMARY OF THE INVENTION According to the present invention, a large number of row electrodes are arranged extending in one direction at a predetermined pitch, and a plurality of row electrodes are arranged extending in one direction at a predetermined pitch. A plurality of column electrodes orthogonal to each other, a minimum section surrounded by the row electrodes and the column electrodes is a pixel, a first substrate having at least a switching element for each pixel, and a second substrate having at least a counter electrode. Substrate, the first substrate and the second substrate
In a display device arranged opposite to the substrate of (1) and having an electro-optical modulator substance sandwiched between the substrates, an insulating light-shielding film including an insulating high-resistance layer and a light-shielding low-resistance layer on the region excluding the pixel region. And the insulating high-resistance layer is made of microcrystalline or amorphous silicon oxide or nitride, and the light-shielding low-resistance layer is made of metal nitride, carbide, or silicide. It is a display device.

【0020】[0020]

【作用】この発明によれば、絶縁性遮光膜はマトリクス
配線を有する基板上、即ち画素電極部側に直接設けられ
るので、偏光板の角度合わせ精度の問題や開口率の問題
は生じない。また、遮光膜は単なる金属材料とは異な
り、絶縁性高抵抗層と遮光性低抵抗層からなる複合層か
ら構成されているので、電気的な短絡や層間ショートの
問題も防止される。
According to the present invention, since the insulating light-shielding film is directly provided on the substrate having the matrix wiring, that is, on the pixel electrode portion side, there is no problem of the angle alignment accuracy of the polarizing plate or the problem of aperture ratio. Further, unlike the mere metallic material, the light-shielding film is composed of a composite layer including an insulating high-resistance layer and a light-shielding low-resistance layer, so that the problem of electrical short-circuiting or interlayer short-circuiting can be prevented.

【0021】さらに、絶縁性高抵抗層として微結晶また
は不定形の硅素の酸化物または窒化物を使用している
が、硅素層には光起電力によって浮遊電位が発生する恐
れがある。しかし、この浮遊電位が発生したとしても硅
素層の上に積層される低抵抗層から逃がすことができる
ので問題とはならない。
Further, although microcrystalline or amorphous silicon oxide or nitride is used as the insulating high resistance layer, a floating potential may be generated in the silicon layer due to photovoltaic. However, even if this floating potential is generated, it can be released from the low resistance layer laminated on the silicon layer, so that there is no problem.

【0022】遮光作用としては、硅素層単独では特に長
波長側で遮光効果が小さい問題がある。しかし、硅素層
の上に積層される低抵抗層として金属の窒化物、炭化物
または硅化物からなる黒色の遮光性低抵抗層を用いれ
ば、例えば窒化アルミ(AlN )ではわずか0.1 μmの厚
さで、可視光の全領域においてOA用の大型アクティブ
マトリクス型液晶表示装置に必要と考えられる光学濃度
を容易に達成することができる。
As for the light-shielding effect, the silicon layer alone has a problem that the light-shielding effect is small particularly on the long wavelength side. However, if a black light-shielding low-resistance layer made of metal nitride, carbide, or silicide is used as the low-resistance layer laminated on the silicon layer, for example, aluminum nitride (AlN) has a thickness of only 0.1 μm. It is possible to easily achieve the optical density considered necessary for the large-sized active matrix type liquid crystal display device for OA in the entire visible light region.

【0023】また、この黒色の遮光性低抵抗層は、対向
基板側からの光が微結晶または不定形の硅素の酸化物ま
たは窒化物からなる絶縁性高抵抗層へ入射してその抵抗
値を低下させることも同時に防止することができる。一
方、照明装置の光源からマトリクス基板を透過する光の
うち、画素電極を除くマトリクス配線部やスイッチング
素子の上に絶縁層を介して形成されている非変調光の透
過は効果的に素子される。必要ならば、周縁部がマトリ
クス配線の内側に配置するようにすれば殆ど影響を受け
ることはない。
In this black light-shielding low-resistance layer, light from the opposite substrate side is incident on the insulating high-resistance layer made of microcrystal or amorphous silicon oxide or nitride, and its resistance value is changed. It can be prevented at the same time. On the other hand, among the light transmitted from the light source of the illumination device through the matrix substrate, the transmission of non-modulated light formed through the insulating layer on the matrix wiring portion excluding the pixel electrode and the switching element is effectively transmitted. . If necessary, if the peripheral portion is arranged inside the matrix wiring, it is hardly affected.

【0024】また、絶縁性高抵抗層と遮光性低抵抗層か
らなる複合層から構成される絶縁性遮光膜は、特願昭61
−209065号明細書に開示されているポリマー材料に染料
や顔料を分散して遮光膜を形成した場合に比べると、1/
5 〜1/10の厚さで同等以上の光学濃度が得られる。従っ
て、絶縁性遮光膜の厚さ分によって生ずる段差もその分
だけ減少させることができる。この結果、配向膜のラビ
ング時にこの段差部分の存在による配向不良領域をシー
ルする遮光部分の必要がなくなり、開口率が向上する。
An insulating light-shielding film composed of a composite layer composed of an insulating high-resistance layer and a light-shielding low-resistance layer is disclosed in Japanese Patent Application No.
Compared with the case where a light-shielding film is formed by dispersing a dye or a pigment in the polymer material disclosed in -209065 specification, 1 /
An optical density equal to or higher than that of 5 to 1/10 can be obtained. Therefore, the step caused by the thickness of the insulating light-shielding film can be reduced accordingly. As a result, when rubbing the alignment film, it is not necessary to provide a light-shielding portion that seals a poorly aligned region due to the presence of this step portion, and the aperture ratio is improved.

【0025】また、この絶縁性遮光膜の製造上の観点か
らは、完成したマトリクス基板上に通常のフォトリソグ
ラフィ法を用いて容易に加工形成することができる。絶
縁性遮光膜のパターン精度や合わせ精度は用いられるフ
ォトリソグラフィの精度で決まる。上記の染料や顔料を
分散したポリマー材料からなるレジストは、可能な限り
染料、顔料の光学濃度を上げて遮光性能を上げる必要が
あり、パターン精度が劣化し、位置合わせ精度も劣化す
る問題がある。しかしながら本発明では、通常のレジス
トが使用できるのでパターン精度、合わせ精度ともに高
い精度を維持することができる。例えば、量産時でもそ
の精度を3μm以内に維持することも容易であり、より
高い開口率を得ることができる。
Further, from the viewpoint of manufacturing the insulating light-shielding film, it can be easily processed and formed on the completed matrix substrate by using a normal photolithography method. The pattern accuracy and alignment accuracy of the insulating light-shielding film are determined by the accuracy of photolithography used. The resist made of the polymer material in which the dyes and pigments are dispersed needs to increase the optical density of the dyes and pigments as much as possible to improve the light-shielding performance, and there is a problem that the pattern accuracy deteriorates and the alignment accuracy also deteriorates. . However, in the present invention, since a normal resist can be used, it is possible to maintain high accuracy in both pattern accuracy and alignment accuracy. For example, even during mass production, it is easy to maintain the accuracy within 3 μm, and a higher aperture ratio can be obtained.

【0026】[0026]

【実施例】以下に本発明の実施例について詳細に説明す
る。図1はこの発明による表示装置の一実施例を示す概
略平面図で、図2は図1のA−A線に沿う概略断面を示
す。尚、図1及び図2において、図3及び図4に対応す
る同じ構成要素は同じ符号を付している。この実施例
は、スイッチング素子として薄膜トランジスタ13を用い
た第1の基板1とカラーフィルタ6を形成した第2の基
板2との間に電気−光変調物質である液晶組成物8を挟
持してなる透過型TNモードで使用されるカラー液晶表
示装置に適用した例である。
EXAMPLES Examples of the present invention will be described in detail below. 1 is a schematic plan view showing an embodiment of a display device according to the present invention, and FIG. 2 is a schematic cross section taken along the line AA of FIG. 1 and 2, the same components corresponding to those in FIGS. 3 and 4 are designated by the same reference numerals. In this embodiment, a liquid crystal composition 8 which is an electro-optical modulator substance is sandwiched between a first substrate 1 using a thin film transistor 13 as a switching element and a second substrate 2 on which a color filter 6 is formed. This is an example applied to a color liquid crystal display device used in a transmissive TN mode.

【0027】即ち、マトリクス基板となるガラスからな
る第1の透明絶縁基板1の内面には、薄膜トランジスタ
13のゲート電極に接続された走査線12、ドレイン電極も
しくはソース電極に接続された信号線5、及びドレイン
電極もしくはソース電極に接続された画素電極4が従来
と同様の手法でそれぞれ形成されている。この第1の基
板1の画素電極4の領域を除いた他の部分、即ち、マト
リクス配線や薄膜トランジスタの領域を透過する光を阻
止するために絶縁性遮光膜11が設けられる。
That is, the thin film transistor is formed on the inner surface of the first transparent insulating substrate 1 made of glass which serves as a matrix substrate.
The scanning line 12 connected to the gate electrode of 13, the signal line 5 connected to the drain electrode or the source electrode, and the pixel electrode 4 connected to the drain electrode or the source electrode are respectively formed by the same method as in the related art. . An insulating light-shielding film 11 is provided in order to block light transmitted through other portions of the first substrate 1 excluding the region of the pixel electrode 4, that is, the regions of the matrix wiring and the thin film transistor.

【0028】絶縁性遮光膜11は、まず薄膜トランジスタ
13および配線部分の上にCVD法により硅素酸化物また
は窒化物からなる絶縁膜を0.2 μm〜0.4 μmの厚さに
成膜する。この絶縁膜の上にCVD法により硅素膜を0.
2 μm〜0.4 μmの厚さに成膜する。この絶縁膜と硅素
膜により絶縁性高抵抗層が形成される。さらに、この硅
素膜の上に、窒素を含むアルゴンガス中でアルミニウム
をスパッタ法により成膜し、遮光性低抵抗層となる黒色
の窒化アルミニウム膜を0.05μm〜0.1 μmの厚さに形
成する。即ち、絶縁性遮光膜11は上記の絶縁性高抵抗層
と遮光性低抵抗層の積層から形成されている。
The insulating light-shielding film 11 is formed by first forming a thin film transistor.
An insulating film made of silicon oxide or nitride is formed to a thickness of 0.2 μm to 0.4 μm on 13 and the wiring portion by the CVD method. A silicon film is formed on this insulating film by the CVD method.
The film is formed to a thickness of 2 μm to 0.4 μm. An insulating high resistance layer is formed by the insulating film and the silicon film. Further, on the silicon film, aluminum is formed by a sputtering method in an argon gas containing nitrogen to form a black aluminum nitride film serving as a light-shielding low resistance layer with a thickness of 0.05 μm to 0.1 μm. That is, the insulating light-shielding film 11 is formed by stacking the insulating high-resistance layer and the light-shielding low-resistance layer.

【0029】ここで、硅素膜と窒化アルミニウム膜の膜
厚は0.4 μm程度で、可視光領域の透過率は絶縁性遮光
膜11の全ての領域で0.1 %以下となり、光学濃度は3以
下を維持できる。尚、硅素膜と窒化アルミニウム膜の抵
抗値はそれぞれ1011Ωcmおよび106 Ωcmである。
尚、窒化アルミニウム以外にもTiN 、TaN などの窒化物
や金属の炭化物、硅化物なども用いることができる。
Here, the film thickness of the silicon film and the aluminum nitride film is about 0.4 μm, the transmittance in the visible light region is 0.1% or less in all regions of the insulating light-shielding film 11, and the optical density is maintained at 3 or less. it can. The resistance values of the silicon film and the aluminum nitride film are 10 11 Ωcm and 10 6 Ωcm, respectively.
In addition to aluminum nitride, nitrides such as TiN and TaN, metal carbides, and silicides can also be used.

【0030】次に、この絶縁性遮光膜11の上にレジスト
を塗布し、熱燐酸で画素部分の窒化アルミニウム膜をエ
ッチングし、ついでSF6 を主ガスとするプラズマ中で
エッチングを行い、画素電極4の領域の絶縁性高抵抗層
と遮光性低抵抗層を除去し、絶縁性遮光膜11を加工成形
する。
Next, a resist is applied on the insulating light-shielding film 11, the aluminum nitride film in the pixel portion is etched with hot phosphoric acid, and then etched in plasma using SF 6 as a main gas to form the pixel electrode. The insulating high resistance layer and the light blocking low resistance layer in the region 4 are removed, and the insulating light blocking film 11 is processed and formed.

【0031】このようにして形成した絶縁性遮光膜11を
含む第1の基板1の全面に、例えばポリイミド、ポリア
ミド、ポリビニールアルコールなどからなる液晶配向制
御膜(図示せず)を被着し、綿布などで一方向に擦って
ラビング処理を施し、第1の基板1が完成する。
A liquid crystal orientation control film (not shown) made of, for example, polyimide, polyamide, polyvinyl alcohol or the like is deposited on the entire surface of the first substrate 1 including the insulating light-shielding film 11 thus formed, The first substrate 1 is completed by rubbing in one direction with a cotton cloth or the like for rubbing treatment.

【0032】一方、第2の基板2の内面には、第1の基
板1の画素電極4に対応した位置にR、G、Bのカラー
フィルタ6が形成され、さらに、この上に例えば、IT
Oからなる対向電極7および液晶配向制御膜(図示せ
ず)を被着し、綿布などで一方向に擦ってラビング処理
を施し、第2の基板2が完成する。
On the other hand, on the inner surface of the second substrate 2, R, G, B color filters 6 are formed at positions corresponding to the pixel electrodes 4 of the first substrate 1, and further, for example, IT.
A counter electrode 7 made of O and a liquid crystal orientation control film (not shown) are deposited, and rubbed in one direction with a cotton cloth or the like to perform a rubbing treatment to complete the second substrate 2.

【0033】そして、両基板の配向膜のラビング方向が
互いに直交するように対向配置し、所定の間隔で基板の
周縁部を液晶注入孔を残して接着固定する。次いで、液
晶注入孔から、例えばネマチック型の液晶組成物8を注
入し、最後に液晶注入孔をシールする。また、両基板の
外側には偏光板3が、例えばそれぞれの偏光方向がそれ
ぞれの基板のラビング方向に沿うように貼付される。さ
らに、マトリクス基板の外側には照明光源が配置され
(図示せず)、両基板の各々の電極には駆動回路が接続
される(図示せず)。
Then, the alignment films of the two substrates are arranged so as to face each other so that the rubbing directions thereof are orthogonal to each other, and the peripheral edges of the substrates are adhesively fixed at predetermined intervals leaving liquid crystal injection holes. Next, for example, a nematic liquid crystal composition 8 is injected through the liquid crystal injection hole, and finally the liquid crystal injection hole is sealed. Polarizing plates 3 are attached to the outer sides of both substrates, for example, so that the respective polarization directions are along the rubbing directions of the respective substrates. Further, an illumination light source is arranged outside the matrix substrate (not shown), and a drive circuit is connected to each electrode of both substrates (not shown).

【0034】このようにして完成した液晶表示装置を駆
動し、その画質を評価したところ、配向欠陥は生じてお
らず、絶縁性遮光膜の効果により画面は明るくなり、コ
ントラストも向上することが確認された。
The liquid crystal display device thus completed was driven and the image quality thereof was evaluated. As a result, it was confirmed that alignment defects did not occur, the screen was brightened by the effect of the insulating light-shielding film, and the contrast was also improved. Was done.

【0035】[0035]

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、画素電
極を除いた他の領域から透過する、いわゆる非変調光を
十分に阻止し得ることができ、表示性能の一つとなるコ
ントラスト比の向上に大きく寄与することができる。ま
た、絶縁性遮光膜として絶縁性高抵抗層と遮光性低抵抗
層を積層したことにより、構造的に電気的短絡、層間リ
ークなどを考慮する必要がなく、既存のアクティブマト
リクス配線を用いたすべての表示装置に容易に適用する
ことが可能である。特に、従来のポリマー材料に染料や
顔料を分散した遮光膜に比較して1/5 〜1/10の厚さで同
等以上の光学濃度が得られるため、遮光膜の厚さによる
段差などによって生ずる配向欠陥による画質の欠陥の発
生も極めて少なくなり、開口率の向上も計ることができ
る。
As described above, according to the present invention, so-called non-modulated light which is transmitted from the region other than the pixel electrode can be sufficiently blocked, and the contrast ratio which is one of the display performances can be suppressed. It can greatly contribute to the improvement. In addition, by stacking an insulating high-resistance layer and a light-blocking low-resistance layer as an insulating light-shielding film, it is not necessary to consider structurally electrical shorts, interlayer leaks, etc. Can be easily applied to the display device. In particular, as compared with a conventional light shielding film in which dyes or pigments are dispersed in a polymer material, an optical density equal to or higher than that of 1/5 to 1/10 can be obtained, so that it is caused by a step due to the thickness of the light shielding film. The occurrence of image quality defects due to alignment defects is extremely reduced, and the aperture ratio can be improved.

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

【図1】この発明による表示装置の一実施例を示す概略
平面図。
FIG. 1 is a schematic plan view showing an embodiment of a display device according to the present invention.

【図2】図1のA−A線に沿う断面の構成を示す概略断
面図。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a configuration of a cross section taken along the line AA of FIG.

【図3】従来の表示装置の構成を示す概略平面図。FIG. 3 is a schematic plan view showing the configuration of a conventional display device.

【図4】図3のB−B線に沿う断面の構成を示す概略断
面図。
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing a configuration of a cross section taken along the line BB in FIG.

【図5】同じく従来の表示装置の構成を示す概略断面
図。
FIG. 5 is a schematic sectional view showing a structure of a conventional display device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…第1の基板 2…第2の基板 3…偏光板 4…画素電極 5…信号線 6…カラーフィルタ 7…対向電極 8…液晶 11…絶縁性遮光膜 1 ... 1st substrate 2 ... 2nd substrate 3 ... Polarizing plate 4 ... Pixel electrode 5 ... Signal line 6 ... Color filter 7 ... Counter electrode 8 ... Liquid crystal 11 ... Insulating light-shielding film

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 所定のピッチで一方向に延伸して配列さ
れた多数の行電極と、所定のピッチで一方向に延伸して
配列され前記行電極に実質的に直交する多数の列電極
と、前記行電極と列電極とで囲まれた最小区画を画素と
し、この画素ごとにスイッチング素子を少なくとも備え
た第1の基板と、対向電極を少なくとも備えた第2の基
板と、前記第1の基板と第2の基板とは対向配置されそ
の間隙に電気−光変調物質を挟持してなる表示装置にお
いて、前記画素領域を除いた領域上を絶縁性高抵抗層と
遮光性低抵抗層からなる絶縁性遮光膜で被覆したことを
特徴とする表示装置。
1. A large number of row electrodes extending in one direction at a predetermined pitch and arranged, and a plurality of column electrodes extending in one direction at a predetermined pitch and substantially orthogonal to the row electrodes. A pixel defined by a minimum section surrounded by the row electrodes and the column electrodes, a first substrate having at least a switching element for each pixel, a second substrate having at least a counter electrode, and the first substrate. In a display device in which a substrate and a second substrate are opposed to each other and an electro-optical modulator substance is sandwiched between the substrates, an insulating high resistance layer and a light shielding low resistance layer are formed on a region excluding the pixel region. A display device characterized by being covered with an insulating light-shielding film.
【請求項2】 請求項1記載の表示装置において、前記
絶縁性高抵抗層は微結晶または不定形の硅素の酸化物ま
たは窒化物からなり、前記遮光性低抵抗層は金属の窒化
物、炭化物または硅化物からなることを特徴とする表示
装置。
2. The display device according to claim 1, wherein the insulating high-resistance layer is made of microcrystalline or amorphous silicon oxide or nitride, and the light-shielding low-resistance layer is metal nitride or carbide. Alternatively, a display device comprising a silicide.
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