JPH0756160A - アクティブマトリクス液晶表示素子 - Google Patents

アクティブマトリクス液晶表示素子

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JPH0756160A
JPH0756160A JP20758193A JP20758193A JPH0756160A JP H0756160 A JPH0756160 A JP H0756160A JP 20758193 A JP20758193 A JP 20758193A JP 20758193 A JP20758193 A JP 20758193A JP H0756160 A JPH0756160 A JP H0756160A
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tft
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light
shields
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育弘 鵜飼
Tomihisa Sunada
富久 砂田
Takanobu Nakagawa
卓宣 中川
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 製造プロセス数を削減すると共に画素の開口
率を向上させる。 【構成】 TFTアレイ基板8Aでは、各ライトシール
ド9より一体に延長されて、そのライトシールドにより
遮蔽されるTFT部20に対応する画素電極12の周縁
を囲むように、ブラックマトリクス4が同時に形成され
る。全てのライトシールド9及びブラックマトリクス4
を互いに延長させて1個又は複数個につなげてライトシ
ールド・ブラックマトリクス共用パターン21とし、こ
れを金属製とし、その表面に陽極酸化膜23を形成する
こともできる。その場合、ブラックマトリクス4は画素
電極12と設計上Δ1 だけ重ねるが、ソースバス11と
はΔ 2 のギャップを設けて容量を小さくすると共に、ギ
ャップΔ2 及びソースバス11での光漏れを防ぐため遮
光層18をゲート電極16を形成する工程で同一材料で
同時に形成するのが望ましい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明はアクティブマトリクス
液晶表示素子に関し、特にブラックマトリクスをコモン
電極基板側でなくTFT(薄膜トランジスタ)アレイ基
板側に形成し、これによりトータルのプロセス数を減ら
したものである。
【0002】
【従来の技術】アクティブマトリクス液晶表示素子(以
下単にLCDと言う)は、透明基板3の内面に対向電極
(透明電極)2の形成されたコモン電極基板3A(図
5)と、透明基板の内面に複数のTFT部をそれぞれ光
学的に遮蔽するライトシールド(Cr等より成る)を形
成し、その上にTFTアレイ及び画素電極の形成された
TFTアレイ基板(図示せず)とを貼り合せて、その貼
り合せた両基板間に液晶を封入して構成される。
【0003】図5に示したのはカラーLCDのコモン電
極基板で、その内面に金属製のブラックマトリクス4が
縦横の格子状に形成され、そのブラックマトリクス4の
作る各網目で囲まれたコモン電極基板3Aの内面にカラ
ーフィルタ層5が、ブラックマトリクス4の周辺と重な
るように形成される。それら全てのカラーフィルタ層5
の上に共通に絶縁膜6が一様に形成され、その絶縁膜6
上にセグメント化された透明な対向電極2(図5で斜線
を付して示した部分)が形成される。
【0004】なお、対向電極2はセグメント化しない、
つまりパターニングしない場合もある。また、従来の白
黒表示のLCDでは、コモン電極基板は特に図示しない
が、図5のカラーフィルタ5を除いたものと同じであ
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来のLCDでは、製
造プロセス数が多いため、生産性がよくない問題があっ
た。また、コモン電極基板3AとTFTアレイ基板とを
貼り合せる際に特にコモン電極基板3Aのブラックマト
リクス4とTFTアレイ基板の表示電極(画素電極)と
の相互位置のズレが所定範囲内になるように、かなりの
時間をかけて両基板の位置合せを行っていたが、両基板
は別々に製造され、それぞれかなりのばらつきをもつも
のであるので、ブラックマトリクスと表示電極との間に
ギャップが生じないようにするためには、設計上両者が
5〜10μm重なり合うように寸法を設定する必要があ
り、その結果、画素の開口率が低下する問題があった。
【0006】この発明の目的は、これら従来の問題を解
決して、LCDの製造プロセスを削減すると共に、画素
の開口率を向上させようとするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
(1)この発明は透明基板の内面に、対向電極の形成さ
れたコモン電極基板と、透明基板の内面に、複数のTF
T(薄膜トランジスタ)部をそれぞれ光学的に遮蔽する
ライトシールドが形成され、その上にTFTアレイ及び
画素電極の形成されたTFTアレイ基板とを貼り合せ
て、その貼り合された両基板間に液晶を封入して成るア
クティブマトリクス液晶表示素子に関する。請求項1の
発明では、前記各ライトシールドより一体に延長されて
そのライトシールドにより遮蔽される前記TFT部に対
応する前記画素電極の周縁を囲むように、ブラックマト
リクスが前記ライトシールドと同一材料により前記TF
Tアレイ基板に形成されている。
【0008】(2)請求項2の発明は、前記(1)項に
記載のアクティブマトリクス液晶表示素子において、前
記TFTアレイ基板に形成された全ての前記ライトシー
ルド及びブラックマトリクスが、互いに延長されて1個
又は複数個につながれてライトシールド・ブラックマト
リクス共用パターンが形成されると共に、その共用パタ
ーンが金属で形成され、その金属表面に陽極酸化膜が形
成されているものである。
【0009】(3)請求項3の発明は、前記(1)又は
(2)項に記載のアクティブマトリクス液晶表示素子に
おいて、前記ライトシールド及びブラックマトリクス
は、金属製で、前記画素電極の周辺と僅かに重なるよう
に配されると共に、前記TFTアレイのソースバスと重
ならないようにギャップをもって配され、それらのギャ
ップ及びソースバスに重なるように、遮光層が、前記T
FT部のゲート電極と同一材料で前記TFTアレイのゲ
ート絶縁膜上に形成されているものである。
【0010】
【実施例】この発明の実施例を図1〜図4を参照して説
明する。これらの図には図5と対応する部分に同じ符号
を付してある。この発明では、従来、コモン電極基板3
Aに形成していたブラックマトリクス4はTFTアレイ
基板8Aに形成される。即ち、透明基板8上に形成され
たライトシールド9より一様に延長されて、そのライト
シールド9により遮蔽されるTFT部20に対応する画
素電極12の周縁を囲むように、ブラックマトリクス4
が、ライトシールド9を形成する工程で、同一材料(例
えばCr)で同時に形成される(請求項1)。
【0011】次に、内面にTFTアレイ及び表示電極の
形成されたTFTアレイ基板の構成につき説明する。T
aなどでライトシールド9及びブラックマトリクス4の
形成された透明基板8の内面にSiO2 などの絶縁膜1
0が一面に形成され、その上にソースバス11及び画素
電極12がITOなどにより形成され、ソースバス11
及び画素電極12より突出延長されて、それぞれソース
電極11a及びドレイン電極12aが近接対向して形成
される。ソース電極11a上及びドレイン電極12a上
にまたがって半導体層13が形成される。半導体層13
の形成された基板8上にゲート絶縁膜15が一面に形成
され、その上にアルミなどより成るゲート電極16及び
ゲートバス17が同時に形成され、それらの上に配向膜
19が一面に形成される。
【0012】TFT側基板8に形成された全てのライト
シールド9及びブラックマトリクス4を互いに延長して
1個又は複数個につなげてライトシールド・ブラックマ
トリクス共用パターン(LSBMパターンと言う)21
を形成し、そのLSBMパターンを金属で形成し、その
表面にTa2 5 などの陽極酸化膜23を形成するのが
望ましい(請求項2)。何んとなれば、陽極酸化膜23
で絶縁層を形成でき、SiO2 などの絶縁膜10にピン
ホールなどの膜欠陥があっても、補うことができるから
である。
【0013】この発明ではブラックマトリクス4が画素
電極12が形成されるのと同じTFTアレイ基板8Aに
形成するようにしたので、従来のように基板間の寸法の
ばらつきの問題はなくなり、ブラックマトリクス4をT
FTアレイを形成するのと同じ精度で作ることができ
る。製造誤差によってブラックマトリクス4と画素電極
12との間にギャップが生じないようにするため、設計
上両者を図のΔ1 だけ僅かに重なるように配置する必要
があるが、Δ1 の大きさはもともと精度のよいTFT部
20の重なり精度と同じレベルに設定するだけでよく、
例えば3μmとされ、従来の5〜10μmに比べてかな
り小さくされている。
【0014】LSBMパターン21をTaなどの金属膜
とした場合、画素電極12と重なった部分には容量が発
生する。このとき、LSBMパターン21とソースバス
11とが重なっていると、その部分にも容量が発生し
て、ソースバス11と画素電極12との間の容量が従来
のものより大きくなってしまい、クロストークなどが増
え、表示品位を劣化させる。
【0015】この問題を解決するために、この発明で
は、LSBMパターン21とソースバス11との間に設
計上ギャップΔ2 を設けておき、製造誤差により、両者
が重ならないようにしている。しかし、そのためギャッ
プΔ2 から光漏れが発生し、このためコントラスが低下
し、表示品位が劣化するので、遮光層18をゲート電極
16を形成する工程で同時に同一材料(例えばアルミ)
でゲート絶縁膜15上に形成して、ギャップΔ2 上を覆
うようにしている。なお、遮光層18はソースバス11
で多少発生する光漏れを同時に阻止するため図3に示す
ようにソースバス11より幅が広くされている。つまり
遮光層18はギャップΔ2 及びソースバス11と重なる
ように配される。(請求項3)。
【0016】LSBMパターン21とソースバス11と
は遮光層18を介して容量結合するが、直接重なるよう
にした場合と比べて実用上問題ないレベルまで下げられ
る。LSBMパターン21を顔料などの絶縁材料で形成
することもできるが、その場合には、ソースバス11と
重なるようにすればよく、遮光層18を設ける必要はな
い。
【0017】図3に示すように、図1、図2のLSBM
パターン21は、場合によっては各画素電極12毎に島
状(アイランド状)に分離して形成することもできる。
LSBMパターン21を金属材料で形成し、陽極酸化膜
を施した後島状に分離することもできる。LSBMパタ
ーン21を絶縁材料で形成する場合には、はじめから島
状にすればよい。
【0018】図4は、この発明のコモン電極基板の他の
例を示す図で、透明電極2がセグメント化されている場
合であり、図5の従来例に対応する。この発明では、コ
モン電極基板3Aに金属製のブラックマトリクス4が形
成されないので、ブラックマトリクス4と透明電極2と
の間を絶縁する絶縁膜6を形成する必要がないので、コ
モン電極基板3Aはブラックマトリクス4と絶縁膜6と
を形成する2つの工程を削減できる。
【0019】一方、この発明ではTFT側基板8にブラ
ックマトリクス4及び場合によっては遮光層18が形成
されるが、前者はライトシールド9と同時に、また後者
はゲート電極16と同時にそれぞれ同じ工程で製造され
るものであるので、工程数の増加はない。この発明のL
SBMパターン21の材料は、バックライト光或いは外
部照射光を数%〜数10%遮光できれば、充分効果があ
り、金属などの無機膜や、顔料などの有機膜を使用でき
る。
【0020】
【発明の効果】
(1)この発明では、従来コモン電極基板3A側にあっ
たブラックマトリクス4をTFTアレイ基板8Aに、ラ
イトシールド9と同時に形成するようにしたので、コモ
ン電極基板3Aでは従来のブラックマトリクス4と絶縁
膜6とを製造する2工程を削減でき、低コスト化が図ら
れる。これは白黒表示、カラー表示いずれにも適用でき
る。
【0021】コモン電極基板3Aの透明電極2をパター
ニングしない(セグメント化しない)場合には、コモン
電極基板3AとTFTアレイ基板8Aとを貼り合せる際
のアライメントが不要となり、従来の貼り合せずれによ
り、ブラックマトリクス4と表示電極12とがずれて、
光漏れとなる不良がなくなり、製造歩留りを向上でき
る。
【0022】(2)この発明では、ブラックマトリクス
4をTFTアレイ基板8Aに、ライトシールド9と同時
に形成するようにしたので、ブラックマトリクス4と画
素電極12との重ね合せ精度はTFT製造のアライメン
ト精度と同じになる。そのため、重ね合せ寸法Δ1 を、
従来の5〜10μmより例えば3μm程度に小さくする
ことができ、それだけ画素の開口率が大きくなり、従来
より明るい表示とすることができ、表示品位を向上でき
る。
【0023】(3)従来、TFTアレイ基板8Aのライ
トシールド9は、各TFT部20と対向して1個ずつ島
状に形成されていたので、ライトシールド9の表面に陽
極酸化膜を形成して絶縁膜とするのは困難であった。こ
の発明において、ライトシールド及びブラックマトリク
スを一つ又は複数個につなげてライトシールド・ブラッ
クマトリクス共用パターン21とし、その共用パターン
を金属で構成し、そのパターンの表面に陽極酸化膜を形
成した場合には、従来の絶縁膜10のピンホールなどの
膜欠陥を補うことができるので、製造歩留りを向上でき
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例を示す図で、Aは平面図、B
はAのa−a′断面図。
【図2】Aは図1Aのb−b′断面図、Bは図1Aのラ
イトシールド・ブラックマトリクス共用パターン21の
平面図。
【図3】この発明の他の実施例を示す図で、Aは平面
図、BはAのa−a′断面図(しかしTFTアレイ基板
のみを示す)。
【図4】この発明の液晶表示素子に用いるコモン電極基
板の更に他の実施例を示す図で、Aは平面図、BはAの
a−a′断面図、CはAのb−b′断面図。
【図5】従来の液晶表示素子に用いるコモン電極基板を
示す図で、Aは平面図、BはAのa−a′断面図、Cは
Aのb−b′断面図。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 透明基板の内面に、対向電極の形成され
    たコモン電極基板と、透明基板の内面に、複数のTFT
    (薄膜トランジスタ)部をそれぞれ光学的に遮蔽するラ
    イトシールドが形成され、その上にTFTアレイ及び画
    素電極の形成されたTFTアレイ基板とを貼り合せて、
    その貼り合された両基板間に液晶を封入して成るアクテ
    ィブマトリクス液晶表示素子において、 前記各ライトシールドより一体に延長されてそのライト
    シールドにより遮蔽される前記TFT部に対応する前記
    画素電極の周縁を囲むように、ブラックマトリクスが前
    記ライトシールドと同一材料により前記TFTアレイ基
    板に形成されていることを特徴とするアクティブマトリ
    クス液晶表示素子。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のアクティブマトリクス液
    晶表示素子において、前記TFTアレイ基板に形成され
    た全ての前記ライトシールド及びブラックマトリクス
    が、互いに延長されて1個又は複数個につながれてライ
    トシールド・ブラックマトリクス共用パターンが形成さ
    れると共に、その共用パターンが金属で形成され、その
    金属表面に陽極酸化膜が形成されていることを特徴とす
    る。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2に記載のアクティブマト
    リクス液晶表示素子において、 前記ライトシールド及びブラックマトリクスは、金属製
    で、前記画素電極の周辺と僅かに重なるように配される
    と共に、前記TFTアレイのソースバスと重ならないよ
    うにギャップをもって配され、 それらのギャップ及びソースバスに重なるように遮光層
    が、前記TFT部のゲート電極と同一材料で前記TFT
    アレイのゲート絶縁膜上に形成されていることを特徴と
    する。
JP20758193A 1993-08-23 1993-08-23 アクティブマトリクス液晶表示素子 Expired - Lifetime JP3352778B2 (ja)

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08328000A (ja) * 1995-06-01 1996-12-13 Semiconductor Energy Lab Co Ltd アクティブマトリクス型液晶表示装置
KR100463043B1 (ko) * 1995-07-17 2005-04-06 가부시끼가이샤 히다치 세이사꾸쇼 액티브매트릭스형 액정표시장치
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CN100395597C (zh) * 2004-12-28 2008-06-18 Lg.菲利浦Lcd株式会社 共平面开关模式液晶显示器件

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