JPH09230371A - アクティブマトリクス基板およびその製造方法 - Google Patents
アクティブマトリクス基板およびその製造方法Info
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- JPH09230371A JPH09230371A JP3178896A JP3178896A JPH09230371A JP H09230371 A JPH09230371 A JP H09230371A JP 3178896 A JP3178896 A JP 3178896A JP 3178896 A JP3178896 A JP 3178896A JP H09230371 A JPH09230371 A JP H09230371A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 開口率を向上するとともに、スイッチング素
子の配線と遮光層との間に形成されるコンデンサの容量
を小さくし、画像品質の優れた液晶表示装置を得るため
のアクティブマトリクス基板を実現する。 【解決手段】 ガラス基板上にCrからなるブラックマ
トリクス2を形成しておき、その上にSiO2 膜を介し
て透明表示電極4a,TFTおよびその行配線7,列配
線8を形成する。アクティブマトリクス基板にブラック
マトリクス2を設けることにより開口率を向上し、ブラ
ックマトリクス2に不連続部分を設け、ブラックマトリ
クス2と行配線7,列配線8との重なり部分を小さく分
割することにより、その重なり部分に形成されるそれぞ
れのコンデンサの容量を小さくでき、その容量を介して
干渉する行配線7,列配線8の信号はその容量に比例し
て小さくなり、液晶表示装置の画像の劣化を抑制するこ
とができる。
子の配線と遮光層との間に形成されるコンデンサの容量
を小さくし、画像品質の優れた液晶表示装置を得るため
のアクティブマトリクス基板を実現する。 【解決手段】 ガラス基板上にCrからなるブラックマ
トリクス2を形成しておき、その上にSiO2 膜を介し
て透明表示電極4a,TFTおよびその行配線7,列配
線8を形成する。アクティブマトリクス基板にブラック
マトリクス2を設けることにより開口率を向上し、ブラ
ックマトリクス2に不連続部分を設け、ブラックマトリ
クス2と行配線7,列配線8との重なり部分を小さく分
割することにより、その重なり部分に形成されるそれぞ
れのコンデンサの容量を小さくでき、その容量を介して
干渉する行配線7,列配線8の信号はその容量に比例し
て小さくなり、液晶表示装置の画像の劣化を抑制するこ
とができる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、液晶表示装置に
用いられるアクティブマトリクス基板およびその製造方
法に関する。
用いられるアクティブマトリクス基板およびその製造方
法に関する。
【0002】
【従来の技術】液晶表示装置において、高品位な画像を
得るために、透明表示電極をマトリクス状に配置し、そ
のスイッチング素子として非線形素子のTFT(薄膜ト
ランジスタ)やMIM(金属−絶縁膜−金属)などを用
いたアクティブマトリクス基板が使用されている。この
アクティブマトリクス基板は、例えば、スイッチング素
子としてTFTを用いた場合、ガラス基板上にスイッチ
ング素子の配線として複数の行配線と複数の列配線を交
差して配置し、その交差するそれぞれの位置にTFTを
配置するとともに、行配線と列配線とで区画される領域
に液晶に電圧を印加するITOからなる透明表示電極を
配置し、TFTはそのゲート電極を行配線に接続し、ソ
ース電極を列配線に接続し、ドレイン電極を透明表示電
極に接続した構成である。
得るために、透明表示電極をマトリクス状に配置し、そ
のスイッチング素子として非線形素子のTFT(薄膜ト
ランジスタ)やMIM(金属−絶縁膜−金属)などを用
いたアクティブマトリクス基板が使用されている。この
アクティブマトリクス基板は、例えば、スイッチング素
子としてTFTを用いた場合、ガラス基板上にスイッチ
ング素子の配線として複数の行配線と複数の列配線を交
差して配置し、その交差するそれぞれの位置にTFTを
配置するとともに、行配線と列配線とで区画される領域
に液晶に電圧を印加するITOからなる透明表示電極を
配置し、TFTはそのゲート電極を行配線に接続し、ソ
ース電極を列配線に接続し、ドレイン電極を透明表示電
極に接続した構成である。
【0003】液晶表示装置は、通常、このアクティブマ
トリクス基板と、赤、緑、青のカラーフィルタおよび透
明電極が形成された対向基板との間に液晶を挟持し、ア
クティブマトリクス基板の裏側にバックライトを配設し
て構成される。画像はバックライトの光が液晶やカラー
フィルタを透過して表示されるが、前述のアクティブマ
トリクス基板の透明表示電極と列配線または行配線との
間隙を透過した光は画像のコントラスト比を低下させる
ため、通常、各カラーフィルタの間隙に、表示電極間の
透過光を遮光するためのCr(クロム)からなるブラッ
クマトリクスが遮光層として対向基板に形成される。
トリクス基板と、赤、緑、青のカラーフィルタおよび透
明電極が形成された対向基板との間に液晶を挟持し、ア
クティブマトリクス基板の裏側にバックライトを配設し
て構成される。画像はバックライトの光が液晶やカラー
フィルタを透過して表示されるが、前述のアクティブマ
トリクス基板の透明表示電極と列配線または行配線との
間隙を透過した光は画像のコントラスト比を低下させる
ため、通常、各カラーフィルタの間隙に、表示電極間の
透過光を遮光するためのCr(クロム)からなるブラッ
クマトリクスが遮光層として対向基板に形成される。
【0004】しかしながら、ブラックマトリクスが形成
された対向基板をアクティブマトリクス基板と対向させ
て液晶表示装置を構成する際に、ブラックマトリクスと
表示電極とを精度よく整合させることは容易ではない。
そこで、整合精度が悪い場合でも表示電極間の透過光を
遮光できるようにブラックマトリクスの幅を十分に広く
する必要がある。その結果、対向基板を透過する部分の
面積の比率(開口率)が小さくなり、バックライト光量
を一定とすると、表示画像の輝度が低下するという問題
がある。
された対向基板をアクティブマトリクス基板と対向させ
て液晶表示装置を構成する際に、ブラックマトリクスと
表示電極とを精度よく整合させることは容易ではない。
そこで、整合精度が悪い場合でも表示電極間の透過光を
遮光できるようにブラックマトリクスの幅を十分に広く
する必要がある。その結果、対向基板を透過する部分の
面積の比率(開口率)が小さくなり、バックライト光量
を一定とすると、表示画像の輝度が低下するという問題
がある。
【0005】そこで、開口率を向上させるために、ブラ
ックマトリクスをアクティブマトリクス基板上に形成す
るという技術(BMオン・アレイ技術)がある。このB
Mオン・アレイ技術によるアクティブマトリクス基板と
しては、ガラス基板上にCr(クロム)からなるブラッ
クマトリクスを形成しておき、その後で、絶縁層を介し
て行配線,列配線,TFTおよび透明表示電極等を形成
した構成〔I〕のものや、ガラス基板上に行配線,列配
線,TFTおよび透明表示電極等を形成した後、その上
にブラックマトリクスを形成した構成〔II〕のものがあ
る。いずれにしてもブラックマトリクスは、行配線,列
配線と透明表示電極との間隙およびTFT部を遮光する
ように形成されている。
ックマトリクスをアクティブマトリクス基板上に形成す
るという技術(BMオン・アレイ技術)がある。このB
Mオン・アレイ技術によるアクティブマトリクス基板と
しては、ガラス基板上にCr(クロム)からなるブラッ
クマトリクスを形成しておき、その後で、絶縁層を介し
て行配線,列配線,TFTおよび透明表示電極等を形成
した構成〔I〕のものや、ガラス基板上に行配線,列配
線,TFTおよび透明表示電極等を形成した後、その上
にブラックマトリクスを形成した構成〔II〕のものがあ
る。いずれにしてもブラックマトリクスは、行配線,列
配線と透明表示電極との間隙およびTFT部を遮光する
ように形成されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
BMオン・アレイ技術による構成〔I〕では、行配線,
列配線とブラックマトリクスとの間でコンデンサが形成
されるため、とくに表示画面が大型化した場合、行配
線,列配線の時定数が大きくなることにより信号の遅れ
が発生したり、コンデンサを介して行配線と列配線の信
号が相互に干渉し、このようなアクティブマトリクス基
板を用いた液晶表示装置はその画質が劣化するという問
題があった。
BMオン・アレイ技術による構成〔I〕では、行配線,
列配線とブラックマトリクスとの間でコンデンサが形成
されるため、とくに表示画面が大型化した場合、行配
線,列配線の時定数が大きくなることにより信号の遅れ
が発生したり、コンデンサを介して行配線と列配線の信
号が相互に干渉し、このようなアクティブマトリクス基
板を用いた液晶表示装置はその画質が劣化するという問
題があった。
【0007】また、上記のBMオン・アレイ技術による
構成〔II〕では、ブラックマトリクスとして導電性のな
い黒色有機材料を用いたものがあるが、光の透過率を1
%以下にするためには、膜厚を1〜2μmにする必要が
あり、このようなブラックマトリクスを用いた液晶表示
装置は、ブラックマトリクスの縁部でその厚みによる段
差のために液晶の配向制御ができなくなり、画質が劣化
するという問題がある。また、構成〔II〕において、ブ
ラックマトリクスとして導電性を有する材料を用いた場
合には、行配線,列配線とブラックマトリクスとの間で
コンデンサが形成され、上述した構成〔I〕における問
題と同様の問題が生じる。
構成〔II〕では、ブラックマトリクスとして導電性のな
い黒色有機材料を用いたものがあるが、光の透過率を1
%以下にするためには、膜厚を1〜2μmにする必要が
あり、このようなブラックマトリクスを用いた液晶表示
装置は、ブラックマトリクスの縁部でその厚みによる段
差のために液晶の配向制御ができなくなり、画質が劣化
するという問題がある。また、構成〔II〕において、ブ
ラックマトリクスとして導電性を有する材料を用いた場
合には、行配線,列配線とブラックマトリクスとの間で
コンデンサが形成され、上述した構成〔I〕における問
題と同様の問題が生じる。
【0008】この発明の目的は、かかる問題点に鑑みな
されたもので、開口率を向上するとともに、スイッチン
グ素子の配線と遮光層との間に形成されるコンデンサの
容量を小さくまたは零にし、また遮光層の膜厚が液晶の
配向に影響を及ぼすことなく、画像品質の優れた液晶表
示装置を実現するためのアクティブマトリクス基板およ
びその製造方法を提供することである。
されたもので、開口率を向上するとともに、スイッチン
グ素子の配線と遮光層との間に形成されるコンデンサの
容量を小さくまたは零にし、また遮光層の膜厚が液晶の
配向に影響を及ぼすことなく、画像品質の優れた液晶表
示装置を実現するためのアクティブマトリクス基板およ
びその製造方法を提供することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】請求項1記載のアクティ
ブマトリクス基板は、透明基板上にスイッチング素子を
有する透明表示電極をマトリクス状に配置し、透明表示
電極間にスイッチング素子の配線を配置し、透明表示電
極間およびスイッチング素子の領域を遮光するように遮
光層を格子状に配置したアクティブマトリクス基板であ
って、格子状の遮光層は、透明基板上に形成した金属か
らなり、かつ各透明表示電極について格子状の行方向と
列方向とを分離するように不連続部分を設け、遮光層よ
り上層に絶縁層を介して透明表示電極,スイッチング素
子およびその配線を設けたことを特徴とする。
ブマトリクス基板は、透明基板上にスイッチング素子を
有する透明表示電極をマトリクス状に配置し、透明表示
電極間にスイッチング素子の配線を配置し、透明表示電
極間およびスイッチング素子の領域を遮光するように遮
光層を格子状に配置したアクティブマトリクス基板であ
って、格子状の遮光層は、透明基板上に形成した金属か
らなり、かつ各透明表示電極について格子状の行方向と
列方向とを分離するように不連続部分を設け、遮光層よ
り上層に絶縁層を介して透明表示電極,スイッチング素
子およびその配線を設けたことを特徴とする。
【0010】この構成によれば、アクティブマトリクス
基板に遮光層を設けることにより開口率を向上した画像
表示装置を実現し、さらに遮光層に不連続部分を設け
て、遮光層とスイッチングの配線との重なり部分を小さ
く分割することにより、その重なり部分に形成されるそ
れぞれのコンデンサの容量を小さくできる。したがっ
て、それぞれで形成されるコンデンサの容量が小さくな
り、その容量を介して干渉するスイッチング素子の配線
の信号はその容量に比例して小さくなり、液晶表示装置
の画像の劣化を抑制することができる。
基板に遮光層を設けることにより開口率を向上した画像
表示装置を実現し、さらに遮光層に不連続部分を設け
て、遮光層とスイッチングの配線との重なり部分を小さ
く分割することにより、その重なり部分に形成されるそ
れぞれのコンデンサの容量を小さくできる。したがっ
て、それぞれで形成されるコンデンサの容量が小さくな
り、その容量を介して干渉するスイッチング素子の配線
の信号はその容量に比例して小さくなり、液晶表示装置
の画像の劣化を抑制することができる。
【0011】請求項2記載のアクティブマトリクス基板
は、請求項1記載のアクティブマトリクス基板におい
て、格子状の遮光層の不連続部分は格子状の行方向と列
方向の交差点近傍に設けている。これにより、格子状の
行方向と列方向との分離をより明瞭にすることができ
る。請求項3記載のアクティブマトリクス基板は、透明
基板上にスイッチング素子を有する透明表示電極をマト
リクス状に配置し、透明表示電極間にスイッチング素子
の配線を配置し、透明表示電極間およびスイッチング素
子の領域を遮光するように遮光層を格子状に配置したア
クティブマトリクス基板であって、遮光層は、透明表示
電極,スイッチング素子およびその配線よりも下層で透
明基板に埋め込んだ非導電性の黒色有機材料からなるこ
とを特徴とする。
は、請求項1記載のアクティブマトリクス基板におい
て、格子状の遮光層の不連続部分は格子状の行方向と列
方向の交差点近傍に設けている。これにより、格子状の
行方向と列方向との分離をより明瞭にすることができ
る。請求項3記載のアクティブマトリクス基板は、透明
基板上にスイッチング素子を有する透明表示電極をマト
リクス状に配置し、透明表示電極間にスイッチング素子
の配線を配置し、透明表示電極間およびスイッチング素
子の領域を遮光するように遮光層を格子状に配置したア
クティブマトリクス基板であって、遮光層は、透明表示
電極,スイッチング素子およびその配線よりも下層で透
明基板に埋め込んだ非導電性の黒色有機材料からなるこ
とを特徴とする。
【0012】この構成によれば、アクティブマトリクス
基板に遮光層を設けることにより開口率を向上した画像
表示装置を実現し、さらに遮光層は非導電性の黒色有機
材料で形成されているため、スイッチング素子の配線と
遮光層とが重なっていてもその間に容量は全く形成され
ない。したがって、スイッチング素子の配線の時定数は
遮光層により増加せず、信号に遅れが生じたり、各配線
間で信号が干渉することによる画像の劣化が発生するこ
ともなく、開口率を向上させることができる。また、黒
色有機材料で透過率を1%以下にするために1〜2μm
の膜厚の遮光層を形成しても、遮光層を透明基板に埋め
込んでいるため、遮光層の膜厚の段差により液晶の配向
を乱すことがない。さらに、アクティブマトリクス基板
側から表示を視るように液晶表示装置を構成した場合、
黒色有機材料の反射率が低いことから液晶表示装置表面
の反射を抑制でき、画像を見やすくすることができる。
基板に遮光層を設けることにより開口率を向上した画像
表示装置を実現し、さらに遮光層は非導電性の黒色有機
材料で形成されているため、スイッチング素子の配線と
遮光層とが重なっていてもその間に容量は全く形成され
ない。したがって、スイッチング素子の配線の時定数は
遮光層により増加せず、信号に遅れが生じたり、各配線
間で信号が干渉することによる画像の劣化が発生するこ
ともなく、開口率を向上させることができる。また、黒
色有機材料で透過率を1%以下にするために1〜2μm
の膜厚の遮光層を形成しても、遮光層を透明基板に埋め
込んでいるため、遮光層の膜厚の段差により液晶の配向
を乱すことがない。さらに、アクティブマトリクス基板
側から表示を視るように液晶表示装置を構成した場合、
黒色有機材料の反射率が低いことから液晶表示装置表面
の反射を抑制でき、画像を見やすくすることができる。
【0013】請求項4記載のアクティブマトリクス基板
の製造方法は、透明基板上にスイッチング素子を有する
透明表示電極をマトリクス状に配置し、透明表示電極間
にスイッチング素子の配線を配置し、透明表示電極間お
よびスイッチング素子の領域を遮光するように遮光層を
格子状に配置するアクティブマトリクス基板の製造方法
であって、透明基板を選択的にエッチングして遮光層の
形成領域に溝を形成し、この溝に非導電性の黒色有機材
料を埋め込んで遮光層を形成した後、透明表示電極,ス
イッチング素子およびその配線を形成することを特徴と
する。
の製造方法は、透明基板上にスイッチング素子を有する
透明表示電極をマトリクス状に配置し、透明表示電極間
にスイッチング素子の配線を配置し、透明表示電極間お
よびスイッチング素子の領域を遮光するように遮光層を
格子状に配置するアクティブマトリクス基板の製造方法
であって、透明基板を選択的にエッチングして遮光層の
形成領域に溝を形成し、この溝に非導電性の黒色有機材
料を埋め込んで遮光層を形成した後、透明表示電極,ス
イッチング素子およびその配線を形成することを特徴と
する。
【0014】この製造方法によれば、アクティブマトリ
クス基板に遮光層を形成することにより開口率を向上し
た画像表示装置を実現し、さらに遮光層を非導電性の黒
色有機材料で形成するため、スイッチング素子の配線と
遮光層とが重なっていてもその間に容量は全く形成され
ない。したがって、スイッチング素子の配線の時定数は
遮光層により増加せず、信号に遅れが生じたり、各配線
間で信号が干渉することによる画像の劣化が発生するこ
ともなく、開口率を向上させることができる。また、黒
色有機材料で透過率を1%以下にするために1〜2μm
の膜厚の遮光層を形成しても、遮光層を透明基板の溝に
埋め込んでいるため、遮光層の膜厚の段差により液晶の
配向を乱すことがない。
クス基板に遮光層を形成することにより開口率を向上し
た画像表示装置を実現し、さらに遮光層を非導電性の黒
色有機材料で形成するため、スイッチング素子の配線と
遮光層とが重なっていてもその間に容量は全く形成され
ない。したがって、スイッチング素子の配線の時定数は
遮光層により増加せず、信号に遅れが生じたり、各配線
間で信号が干渉することによる画像の劣化が発生するこ
ともなく、開口率を向上させることができる。また、黒
色有機材料で透過率を1%以下にするために1〜2μm
の膜厚の遮光層を形成しても、遮光層を透明基板の溝に
埋め込んでいるため、遮光層の膜厚の段差により液晶の
配向を乱すことがない。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて詳細に説明する。図1はこの発明の第1の実施の形
態におけるアクティブマトリクス基板の構成を示す部分
断面図、図2は同アクティブマトリクス基板の平面図で
あり、図1は図2のA−A断面を示す。図1,図2にお
いて、1はガラス基板(透明基板)、2はCr(クロ
ム)からなるブラックマトリクス(遮光層)、3はSi
O2 膜(絶縁層)、4aはITO(酸化インジウムス
ズ)からなる透明表示電極、4bはITOからなるドレ
イン電極、4cはITOからなるソース電極、5はa−
Si(アモルファスシリコン)からなる半導体層、6は
SiNX (窒化シリコン)からなるゲート絶縁膜、7は
ゲート電極7aと一体形成された行配線、8はソース電
極4cと接続される列配線である。また、図2の斜線部
分はブラックマトリクス2の形成領域を示す。
いて詳細に説明する。図1はこの発明の第1の実施の形
態におけるアクティブマトリクス基板の構成を示す部分
断面図、図2は同アクティブマトリクス基板の平面図で
あり、図1は図2のA−A断面を示す。図1,図2にお
いて、1はガラス基板(透明基板)、2はCr(クロ
ム)からなるブラックマトリクス(遮光層)、3はSi
O2 膜(絶縁層)、4aはITO(酸化インジウムス
ズ)からなる透明表示電極、4bはITOからなるドレ
イン電極、4cはITOからなるソース電極、5はa−
Si(アモルファスシリコン)からなる半導体層、6は
SiNX (窒化シリコン)からなるゲート絶縁膜、7は
ゲート電極7aと一体形成された行配線、8はソース電
極4cと接続される列配線である。また、図2の斜線部
分はブラックマトリクス2の形成領域を示す。
【0016】このアクティブマトリクス基板は、図1に
示すように、従来例の構成〔I〕と同様、ガラス基板1
上にCrからなるブラックマトリクス2を形成してお
き、その後で、常圧CVDによりSiO2 膜3を形成
し、その上にITOからなる透明表示電極4a,TFT
のドレイン電極4bおよびソース電極4cを形成し、さ
らに、半導体層5,ゲート絶縁膜6,ゲート電極7a,
行配線7(図2)および列配線8を形成している。な
お、TFTのソース電極4cは列配線8と接続され、ド
レイン電極4bは透明表示電極4aと一体形成により接
続され、ゲート電極7aは行配線7(図2)と一体形成
により接続されている。
示すように、従来例の構成〔I〕と同様、ガラス基板1
上にCrからなるブラックマトリクス2を形成してお
き、その後で、常圧CVDによりSiO2 膜3を形成
し、その上にITOからなる透明表示電極4a,TFT
のドレイン電極4bおよびソース電極4cを形成し、さ
らに、半導体層5,ゲート絶縁膜6,ゲート電極7a,
行配線7(図2)および列配線8を形成している。な
お、TFTのソース電極4cは列配線8と接続され、ド
レイン電極4bは透明表示電極4aと一体形成により接
続され、ゲート電極7aは行配線7(図2)と一体形成
により接続されている。
【0017】この実施の形態における特徴は、図2に示
すように、各画素において、Crからなるブラックマト
リクス2の列方向と行方向とを分離するように間隙(不
連続部分)を設けたことである。ここでは、ブラックマ
トリクス2の列方向においては、TFTと近い部分に間
隙を設けている。また、図2の場合、ブラックマトリク
ス2の行方向においては、行配線7の幅が広いため、行
配線7の央部にはブラックマトリクス2を形成しない
で、行配線7の縁部およびTFT部分に形成している。
前段の画素のTFTに接続される行配線7とは、その縁
部のみにブラックマトリクス2を重ね、かつ列方向のパ
ターンとはつながらないように形成し、また、当該画素
のTFTに接続される行配線7とは、その縁部のみにブ
ラックマトリクス2を重ねるように形成している。な
お、TFT部分を含んで行方向に形成された部分のブラ
ックマトリクス2は、行方向では間隙を設けていない。
すように、各画素において、Crからなるブラックマト
リクス2の列方向と行方向とを分離するように間隙(不
連続部分)を設けたことである。ここでは、ブラックマ
トリクス2の列方向においては、TFTと近い部分に間
隙を設けている。また、図2の場合、ブラックマトリク
ス2の行方向においては、行配線7の幅が広いため、行
配線7の央部にはブラックマトリクス2を形成しない
で、行配線7の縁部およびTFT部分に形成している。
前段の画素のTFTに接続される行配線7とは、その縁
部のみにブラックマトリクス2を重ね、かつ列方向のパ
ターンとはつながらないように形成し、また、当該画素
のTFTに接続される行配線7とは、その縁部のみにブ
ラックマトリクス2を重ねるように形成している。な
お、TFT部分を含んで行方向に形成された部分のブラ
ックマトリクス2は、行方向では間隙を設けていない。
【0018】以上のようにこの実施の形態によれば、ア
クティブマトリクス基板にブラックマトリクス2を設け
ることにより開口率を向上した画像表示装置を実現し、
さらにブラックマトリクス2に不連続部分を設け、ブラ
ックマトリクス2と行配線7,列配線8との重なり部分
を小さく分割することにより、その重なり部分に形成さ
れるそれぞれのコンデンサの容量を小さくできる。した
がって、それぞれで形成されるコンデンサの容量が小さ
くなり、その容量を介して干渉する行配線7,列配線8
の信号はその容量に比例して小さくなり、液晶表示装置
の画像の劣化を抑制することができる。また、ブラック
マトリクス2は金属のCrからなり薄いため、その膜厚
が液晶の配向に影響を及ぼすことはない。
クティブマトリクス基板にブラックマトリクス2を設け
ることにより開口率を向上した画像表示装置を実現し、
さらにブラックマトリクス2に不連続部分を設け、ブラ
ックマトリクス2と行配線7,列配線8との重なり部分
を小さく分割することにより、その重なり部分に形成さ
れるそれぞれのコンデンサの容量を小さくできる。した
がって、それぞれで形成されるコンデンサの容量が小さ
くなり、その容量を介して干渉する行配線7,列配線8
の信号はその容量に比例して小さくなり、液晶表示装置
の画像の劣化を抑制することができる。また、ブラック
マトリクス2は金属のCrからなり薄いため、その膜厚
が液晶の配向に影響を及ぼすことはない。
【0019】なお、図2では、行配線7の幅が広く、行
配線7の央部にはブラックマトリクス2を形成していな
いが、行配線7の幅が狭い場合には、行配線7の央部に
もブラックマトリクス2が形成され、その場合、ブラッ
クマトリクス2の行方向において、間隙(不連続部分)
を設けてもよいが、効果は小さい。なお、上記実施の形
態では、ブラックマトリクス2をCrで形成したが、他
の金属、例えばMo,NiCr,TiまたはこれらのS
i化合物等で形成してもよい。
配線7の央部にはブラックマトリクス2を形成していな
いが、行配線7の幅が狭い場合には、行配線7の央部に
もブラックマトリクス2が形成され、その場合、ブラッ
クマトリクス2の行方向において、間隙(不連続部分)
を設けてもよいが、効果は小さい。なお、上記実施の形
態では、ブラックマトリクス2をCrで形成したが、他
の金属、例えばMo,NiCr,TiまたはこれらのS
i化合物等で形成してもよい。
【0020】つぎに、この発明の第2の実施の形態につ
いて説明する。図3はこの発明の第2の実施の形態にお
けるアクティブマトリクス基板の構成を示す部分断面
図、図4は同アクティブマトリクス基板の平面図であ
り、図3は図4のB−B断面を示す。図3,図4におい
て、9は導電性のない黒色有機材料からなるブラックマ
トリクス(遮光層)であり、図1,図2と対応する部分
には同一符号を付している。また、図4の斜線部分はブ
ラックマトリクス9の形成領域を示す。
いて説明する。図3はこの発明の第2の実施の形態にお
けるアクティブマトリクス基板の構成を示す部分断面
図、図4は同アクティブマトリクス基板の平面図であ
り、図3は図4のB−B断面を示す。図3,図4におい
て、9は導電性のない黒色有機材料からなるブラックマ
トリクス(遮光層)であり、図1,図2と対応する部分
には同一符号を付している。また、図4の斜線部分はブ
ラックマトリクス9の形成領域を示す。
【0021】この第2の実施の形態のアクティブマトリ
クス基板は、ガラス基板1に設けた溝10に、アクリル
系樹脂を母材にして黒色顔料を混合した有機樹脂よりな
るブラックマトリクス9を、その表面がガラス基板1表
面と同一平面となるように埋め込み、同一平面とした上
に、常圧CVDによりSiO2 膜3を形成し、その上に
ITOからなる透明表示電極4a,TFTのドレイン電
極4bおよびソース電極4cを形成し、さらに、半導体
層5,ゲート絶縁膜6,ゲート電極7a,行配線7(図
4)および列配線8を形成している。なお、TFTのソ
ース電極4cは列配線8と接続され、ドレイン電極4b
は透明表示電極4aと一体形成により接続され、ゲート
電極7aは行配線7(図4)と一体形成により接続され
ている。なお、ここで用いるブラックマトリクス9は非
導電性であるので、SiO2 膜3は無くてもよい。ま
た、このアクティブマトリクス基板を用いて液晶表示装
置を構成した場合に、黒色有機材料からなるブラックマ
トリクス9を透過する光を1%以下にするために、ブラ
ックマトリクス9の膜厚を1〜2μmにしている。
クス基板は、ガラス基板1に設けた溝10に、アクリル
系樹脂を母材にして黒色顔料を混合した有機樹脂よりな
るブラックマトリクス9を、その表面がガラス基板1表
面と同一平面となるように埋め込み、同一平面とした上
に、常圧CVDによりSiO2 膜3を形成し、その上に
ITOからなる透明表示電極4a,TFTのドレイン電
極4bおよびソース電極4cを形成し、さらに、半導体
層5,ゲート絶縁膜6,ゲート電極7a,行配線7(図
4)および列配線8を形成している。なお、TFTのソ
ース電極4cは列配線8と接続され、ドレイン電極4b
は透明表示電極4aと一体形成により接続され、ゲート
電極7aは行配線7(図4)と一体形成により接続され
ている。なお、ここで用いるブラックマトリクス9は非
導電性であるので、SiO2 膜3は無くてもよい。ま
た、このアクティブマトリクス基板を用いて液晶表示装
置を構成した場合に、黒色有機材料からなるブラックマ
トリクス9を透過する光を1%以下にするために、ブラ
ックマトリクス9の膜厚を1〜2μmにしている。
【0022】この実施の形態によれば、アクティブマト
リクス基板にブラックマトリクス9を設けることにより
開口率を向上した画像表示装置を実現し、さらにブラッ
クマトリクス9は導電性のない黒色有機材料で形成され
ているため、図4に示すように行配線7や列配線8がブ
ラックマトリクス9と重なっていてもその間に容量は全
く形成されない。したがって、行配線7や列配線8の時
定数はブラックマトリクス9により増加せず、信号に遅
れが生じたり、各配線間で信号が干渉することによる画
像の劣化が発生することもなく、開口率を向上させるこ
とができる。また、1〜2μmの膜厚のブラックマトリ
クス9を形成しても、ガラス基板1表面と同一面上に平
坦化されているため、液晶の配向を乱すことがない。さ
らに、アクティブマトリクス基板側から表示を視るよう
に液晶表示装置を構成した場合、黒色有機材料の反射率
が低いことから液晶表示装置表面の反射を抑制でき、画
像を見やすくすることができる。
リクス基板にブラックマトリクス9を設けることにより
開口率を向上した画像表示装置を実現し、さらにブラッ
クマトリクス9は導電性のない黒色有機材料で形成され
ているため、図4に示すように行配線7や列配線8がブ
ラックマトリクス9と重なっていてもその間に容量は全
く形成されない。したがって、行配線7や列配線8の時
定数はブラックマトリクス9により増加せず、信号に遅
れが生じたり、各配線間で信号が干渉することによる画
像の劣化が発生することもなく、開口率を向上させるこ
とができる。また、1〜2μmの膜厚のブラックマトリ
クス9を形成しても、ガラス基板1表面と同一面上に平
坦化されているため、液晶の配向を乱すことがない。さ
らに、アクティブマトリクス基板側から表示を視るよう
に液晶表示装置を構成した場合、黒色有機材料の反射率
が低いことから液晶表示装置表面の反射を抑制でき、画
像を見やすくすることができる。
【0023】この第2の実施の形態のアクティブマトリ
クス基板の製造方法について、図5を用いて説明する。
図5は第2の実施の形態のアクティブマトリクス基板の
製造方法を示す工程断面図であり、図4のB−B断面に
対応する部分を示す。まず、図5(a)に示すように、
ガラス基板1の表面をフォトリソグラフィを用いてエッ
チングし、所望のブラックマトリクスの形状の溝10を
形成する。黒色有機材料からなるブラックマトリクスを
透過する光を1%以下にするためには、その厚みを1〜
2μmにする必要がある。したがって、ブラックマトリ
クスの厚みを決める溝10の深さは1〜2μm程度とす
る。
クス基板の製造方法について、図5を用いて説明する。
図5は第2の実施の形態のアクティブマトリクス基板の
製造方法を示す工程断面図であり、図4のB−B断面に
対応する部分を示す。まず、図5(a)に示すように、
ガラス基板1の表面をフォトリソグラフィを用いてエッ
チングし、所望のブラックマトリクスの形状の溝10を
形成する。黒色有機材料からなるブラックマトリクスを
透過する光を1%以下にするためには、その厚みを1〜
2μmにする必要がある。したがって、ブラックマトリ
クスの厚みを決める溝10の深さは1〜2μm程度とす
る。
【0024】次に、ブラックマトリクス9となる黒色有
機材料をスピンナーを用いて塗布する。このとき、でき
るだけ溝10のみに黒色有機材料が埋まる程度に黒色有
機材料の粘度を調整することが望ましい。次に、黒色有
機材料を熱処理により硬化した後、基板表面を研磨して
溝10以外に塗布された黒色有機材料を除去し、基板表
面を平滑化する(図5(b)参照)。
機材料をスピンナーを用いて塗布する。このとき、でき
るだけ溝10のみに黒色有機材料が埋まる程度に黒色有
機材料の粘度を調整することが望ましい。次に、黒色有
機材料を熱処理により硬化した後、基板表面を研磨して
溝10以外に塗布された黒色有機材料を除去し、基板表
面を平滑化する(図5(b)参照)。
【0025】次に、図5(c)に示すように、ブラック
マトリクス9を埋め込んだガラス基板1の表面に常圧C
VDによりSiO2 膜3を形成し、その上に酸化インジ
ウムズズ(ITO)を成膜して、フォトリソグラフィー
技術により透明表示電極4a,ドレイン電極4bおよび
ソース電極4cを形成し、その後、Cr,Al等により
ソース電極4cと接続する列配線8(図4参照)を形成
する。
マトリクス9を埋め込んだガラス基板1の表面に常圧C
VDによりSiO2 膜3を形成し、その上に酸化インジ
ウムズズ(ITO)を成膜して、フォトリソグラフィー
技術により透明表示電極4a,ドレイン電極4bおよび
ソース電極4cを形成し、その後、Cr,Al等により
ソース電極4cと接続する列配線8(図4参照)を形成
する。
【0026】次に、PH3 を含むガスを用いてプラズマ
放電することにより、半導体層との良好なオーミック接
合を得るための処理を行った後に、アモルファスシリコ
ン(a−Si)からなる半導体層5および窒化シリコン
(SiNX )等からなるゲート絶縁膜6を被着する(図
5(d)参照)。次に、行配線7(図4参照)およびゲ
ート電極7aとなるAlなどの金属を成膜した後、フォ
トリソグラフィー技術により所望のレジストパターンを
形成し、それをマスクにして、行配線およびゲート電極
7aとなるAlと、SiNX からなるゲート絶縁膜6
と、a−Siからなる半導体層5とを、順次ウェットエ
ッチングおよびドライエッチング技術により所望のパタ
ーンにエッチングして、この実施の形態のアクティブマ
トリクス基板が完成する(図5(e)参照)。
放電することにより、半導体層との良好なオーミック接
合を得るための処理を行った後に、アモルファスシリコ
ン(a−Si)からなる半導体層5および窒化シリコン
(SiNX )等からなるゲート絶縁膜6を被着する(図
5(d)参照)。次に、行配線7(図4参照)およびゲ
ート電極7aとなるAlなどの金属を成膜した後、フォ
トリソグラフィー技術により所望のレジストパターンを
形成し、それをマスクにして、行配線およびゲート電極
7aとなるAlと、SiNX からなるゲート絶縁膜6
と、a−Siからなる半導体層5とを、順次ウェットエ
ッチングおよびドライエッチング技術により所望のパタ
ーンにエッチングして、この実施の形態のアクティブマ
トリクス基板が完成する(図5(e)参照)。
【0027】この実施の形態の製造方法によれば、標準
の成膜技術を用いて平坦化できるため、300mm×3
00mm以上の大型基板を用いて製造できる。上記の実
施の形態では、スタガ型のa−SiTFTを用いたアク
ティブマトリクス基板を中心に説明したが、逆スタガ型
のTFT、半導体層として多結晶シリコンを用いたTF
T、あるいはスイッチング素子としてMIMやダイオー
ドを用いたアクティブマトリクス基板においても有効な
発明である。
の成膜技術を用いて平坦化できるため、300mm×3
00mm以上の大型基板を用いて製造できる。上記の実
施の形態では、スタガ型のa−SiTFTを用いたアク
ティブマトリクス基板を中心に説明したが、逆スタガ型
のTFT、半導体層として多結晶シリコンを用いたTF
T、あるいはスイッチング素子としてMIMやダイオー
ドを用いたアクティブマトリクス基板においても有効な
発明である。
【0028】
【発明の効果】請求項1記載のアクティブマトリクス基
板は、格子状の遮光層が、透明基板上に形成した金属か
らなり、かつ各透明表示電極について格子状の行方向と
列方向とを分離するように不連続部分を設け、遮光層よ
り上層に絶縁層を介して透明表示電極,スイッチング素
子およびその配線を設けたことを特徴とし、アクティブ
マトリクス基板に遮光層を設けることにより開口率を向
上した画像表示装置を実現し、さらに遮光層に不連続部
分を設けて、遮光層とスイッチングの配線との重なり部
分を小さく分割することにより、その重なり部分に形成
されるそれぞれのコンデンサの容量を小さくできる。し
たがって、それぞれで形成されるコンデンサの容量が小
さくなり、その容量を介して干渉するスイッチング素子
の配線の信号はその容量に比例して小さくなり、液晶表
示装置の画像の劣化を抑制することができる。
板は、格子状の遮光層が、透明基板上に形成した金属か
らなり、かつ各透明表示電極について格子状の行方向と
列方向とを分離するように不連続部分を設け、遮光層よ
り上層に絶縁層を介して透明表示電極,スイッチング素
子およびその配線を設けたことを特徴とし、アクティブ
マトリクス基板に遮光層を設けることにより開口率を向
上した画像表示装置を実現し、さらに遮光層に不連続部
分を設けて、遮光層とスイッチングの配線との重なり部
分を小さく分割することにより、その重なり部分に形成
されるそれぞれのコンデンサの容量を小さくできる。し
たがって、それぞれで形成されるコンデンサの容量が小
さくなり、その容量を介して干渉するスイッチング素子
の配線の信号はその容量に比例して小さくなり、液晶表
示装置の画像の劣化を抑制することができる。
【0029】請求項2記載のアクティブマトリクス基板
は、請求項1記載のアクティブマトリクス基板におい
て、格子状の遮光層の不連続部分は格子状の行方向と列
方向の交差点近傍に設けたことにより、格子状の行方向
と列方向との分離をより明瞭にすることができる。請求
項3記載のアクティブマトリクス基板は、遮光層が、透
明表示電極,スイッチング素子およびその配線よりも下
層で透明基板に埋め込んだ非導電性の黒色有機材料から
なることを特徴とし、アクティブマトリクス基板に遮光
層を設けることにより開口率を向上した画像表示装置を
実現し、さらに遮光層は非導電性の黒色有機材料で形成
されているため、スイッチング素子の配線と遮光層とが
重なっていてもその間に容量は全く形成されない。した
がって、スイッチング素子の配線の時定数は遮光層によ
り増加せず、信号に遅れが生じたり、各配線間で信号が
干渉することによる画像の劣化が発生することもなく、
開口率を向上させることができる。また、黒色有機材料
で透過率を1%以下にするために1〜2μmの膜厚の遮
光層を形成しても、遮光層を透明基板に埋め込んでいる
ため、遮光層の膜厚の段差により液晶の配向を乱すこと
がない。さらに、アクティブマトリクス基板側から表示
を視るように液晶表示装置を構成した場合、黒色有機材
料の反射率が低いことから液晶表示装置表面の反射を抑
制でき、画像を見やすくすることができる。
は、請求項1記載のアクティブマトリクス基板におい
て、格子状の遮光層の不連続部分は格子状の行方向と列
方向の交差点近傍に設けたことにより、格子状の行方向
と列方向との分離をより明瞭にすることができる。請求
項3記載のアクティブマトリクス基板は、遮光層が、透
明表示電極,スイッチング素子およびその配線よりも下
層で透明基板に埋め込んだ非導電性の黒色有機材料から
なることを特徴とし、アクティブマトリクス基板に遮光
層を設けることにより開口率を向上した画像表示装置を
実現し、さらに遮光層は非導電性の黒色有機材料で形成
されているため、スイッチング素子の配線と遮光層とが
重なっていてもその間に容量は全く形成されない。した
がって、スイッチング素子の配線の時定数は遮光層によ
り増加せず、信号に遅れが生じたり、各配線間で信号が
干渉することによる画像の劣化が発生することもなく、
開口率を向上させることができる。また、黒色有機材料
で透過率を1%以下にするために1〜2μmの膜厚の遮
光層を形成しても、遮光層を透明基板に埋め込んでいる
ため、遮光層の膜厚の段差により液晶の配向を乱すこと
がない。さらに、アクティブマトリクス基板側から表示
を視るように液晶表示装置を構成した場合、黒色有機材
料の反射率が低いことから液晶表示装置表面の反射を抑
制でき、画像を見やすくすることができる。
【0030】請求項4記載のアクティブマトリクス基板
の製造方法は、透明基板を選択的にエッチングして遮光
層の形成領域に溝を形成し、この溝に非導電性の黒色有
機材料を埋め込んで遮光層を形成した後、透明表示電
極,スイッチング素子およびその配線を形成することを
特徴とし、アクティブマトリクス基板に遮光層を形成す
ることにより開口率を向上した画像表示装置を実現し、
さらに遮光層を非導電性の黒色有機材料で形成するた
め、スイッチング素子の配線と遮光層とが重なっていて
もその間に容量は全く形成されない。したがって、スイ
ッチング素子の配線の時定数は遮光層により増加せず、
信号に遅れが生じたり、各配線間で信号が干渉すること
による画像の劣化が発生することもなく、開口率を向上
させることができる。また、黒色有機材料で透過率を1
%以下にするために1〜2μmの膜厚の遮光層を形成し
ても、遮光層を透明基板の溝に埋め込んでいるため、遮
光層の膜厚の段差により液晶の配向を乱すことがない。
の製造方法は、透明基板を選択的にエッチングして遮光
層の形成領域に溝を形成し、この溝に非導電性の黒色有
機材料を埋め込んで遮光層を形成した後、透明表示電
極,スイッチング素子およびその配線を形成することを
特徴とし、アクティブマトリクス基板に遮光層を形成す
ることにより開口率を向上した画像表示装置を実現し、
さらに遮光層を非導電性の黒色有機材料で形成するた
め、スイッチング素子の配線と遮光層とが重なっていて
もその間に容量は全く形成されない。したがって、スイ
ッチング素子の配線の時定数は遮光層により増加せず、
信号に遅れが生じたり、各配線間で信号が干渉すること
による画像の劣化が発生することもなく、開口率を向上
させることができる。また、黒色有機材料で透過率を1
%以下にするために1〜2μmの膜厚の遮光層を形成し
ても、遮光層を透明基板の溝に埋め込んでいるため、遮
光層の膜厚の段差により液晶の配向を乱すことがない。
【図1】この発明の第1の実施の形態におけるアクティ
ブマトリクス基板の構成を示す部分断面図である。
ブマトリクス基板の構成を示す部分断面図である。
【図2】この発明の第1の実施の形態におけるアクティ
ブマトリクス基板の平面図である。
ブマトリクス基板の平面図である。
【図3】この発明の第2の実施の形態におけるアクティ
ブマトリクス基板の構成を示す部分断面図である。
ブマトリクス基板の構成を示す部分断面図である。
【図4】この発明の第2の実施の形態におけるアクティ
ブマトリクス基板の平面図である。
ブマトリクス基板の平面図である。
【図5】この発明の第2の実施の形態におけるアクティ
ブマトリクス基板の製造方法を示す工程断面図である。
ブマトリクス基板の製造方法を示す工程断面図である。
1 ガラス基板(透明基板) 2 Crからなるブラックマトリクス(遮光層) 3 SiO2 膜(絶縁層) 4a 透明表示電極 4b ドレイン電極 4c ソース電極 5 半導体層 6 ゲート絶縁膜 7a ゲート電極 7 行配線 8 列配線 9 非導電性の黒色有機材料からなるブラックマトリク
ス(遮光層) 10 溝
ス(遮光層) 10 溝
Claims (4)
- 【請求項1】 透明基板上にスイッチング素子を有する
透明表示電極をマトリクス状に配置し、前記透明表示電
極間に前記スイッチング素子の配線を配置し、前記透明
表示電極間および前記スイッチング素子の領域を遮光す
るように遮光層を格子状に配置したアクティブマトリク
ス基板であって、 前記格子状の遮光層は、前記透明基板上に形成した金属
からなり、かつ各透明表示電極について前記格子状の行
方向と列方向とを分離するように不連続部分を設け、前
記遮光層より上層に絶縁層を介して前記透明表示電極,
前記スイッチング素子およびその配線を設けたことを特
徴とするアクティブマトリクス基板。 - 【請求項2】 格子状の遮光層の不連続部分は前記格子
状の行方向と列方向の交差点近傍に設けた請求項1記載
のアクティブマトリクス基板。 - 【請求項3】 透明基板上にスイッチング素子を有する
透明表示電極をマトリクス状に配置し、前記透明表示電
極間に前記スイッチング素子の配線を配置し、前記透明
表示電極間および前記スイッチング素子の領域を遮光す
るように遮光層を格子状に配置したアクティブマトリク
ス基板であって、 前記遮光層は、前記透明表示電極,前記スイッチング素
子およびその配線よりも下層で前記透明基板に埋め込ん
だ非導電性の黒色有機材料からなることを特徴とするア
クティブマトリクス基板。 - 【請求項4】 透明基板上にスイッチング素子を有する
透明表示電極をマトリクス状に配置し、前記透明表示電
極間に前記スイッチング素子の配線を配置し、前記透明
表示電極間および前記スイッチング素子の領域を遮光す
るように遮光層を格子状に配置するアクティブマトリク
ス基板の製造方法であって、 前記透明基板を選択的にエッチングして前記遮光層の形
成領域に溝を形成し、この溝に非導電性の黒色有機材料
を埋め込んで前記遮光層を形成した後、前記透明表示電
極,前記スイッチング素子およびその配線を形成するこ
とを特徴とするアクティブマトリクス基板の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3178896A JPH09230371A (ja) | 1996-02-20 | 1996-02-20 | アクティブマトリクス基板およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3178896A JPH09230371A (ja) | 1996-02-20 | 1996-02-20 | アクティブマトリクス基板およびその製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09230371A true JPH09230371A (ja) | 1997-09-05 |
Family
ID=12340811
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3178896A Pending JPH09230371A (ja) | 1996-02-20 | 1996-02-20 | アクティブマトリクス基板およびその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH09230371A (ja) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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JP2001337349A (ja) * | 2000-05-23 | 2001-12-07 | Samsung Electronics Co Ltd | 液晶表示装置用薄膜トランジスタ基板及びその修理方法 |
WO2002044803A3 (en) * | 2000-11-28 | 2002-10-10 | Koninkl Philips Electronics Nv | Liquid-crystal display |
JP2003066864A (ja) * | 2001-08-24 | 2003-03-05 | Sharp Corp | 埋め込み構造を有する基板およびそれを用いた表示装置ならびにその製造方法 |
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JP2007183672A (ja) * | 2007-03-19 | 2007-07-19 | Sharp Corp | 埋め込み構造を有する基板およびそれを備える表示装置 |
JP2020134611A (ja) * | 2019-02-15 | 2020-08-31 | セイコーエプソン株式会社 | 電気光学装置、電子機器、および電気光学装置の製造方法 |
-
1996
- 1996-02-20 JP JP3178896A patent/JPH09230371A/ja active Pending
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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US6992008B2 (en) | 2001-08-24 | 2006-01-31 | Sharp Kabushiki Kaisha | Method of making a substrate having buried structure and method for fabricating a display device including the substrate |
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JP2020134611A (ja) * | 2019-02-15 | 2020-08-31 | セイコーエプソン株式会社 | 電気光学装置、電子機器、および電気光学装置の製造方法 |
US10948786B2 (en) | 2019-02-15 | 2021-03-16 | Seiko Epson Corporation | Electro-optical device, electronic apparatus, and method for manufacturing electro-optical device |
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