JP2006301343A - Liquid crystal display element and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、アレイ基板と対向基板との間に液晶層が介在された液晶表示装置およびその製造方法に関する。 The present invention relates to a liquid crystal display device in which a liquid crystal layer is interposed between an array substrate and a counter substrate, and a method for manufacturing the same.
従来、この種の液晶を用いた液晶表示装置は、軽量および薄型化が可能であるとともに、低駆動電圧および低消費電力であり、発光型の表示装置には見られない特徴を有することから、ラップトップや、ポータブルタイプのパーソナルコンピュータやワードプロセッサなどのディスプレイとして広く用いられている。特に近年は、アクティブマトリクス型の液晶表示装置は、カラーブラウン管に変わる表示装置となりつつある。 Conventionally, a liquid crystal display device using this type of liquid crystal can be reduced in weight and thickness, has low driving voltage and low power consumption, and has characteristics that are not seen in a light emitting display device. It is widely used as a display for laptops, portable personal computers, word processors, and the like. In particular, in recent years, active matrix liquid crystal display devices are becoming display devices that are replaced with color cathode ray tubes.
そして、この種のアクティブマトリクス型の液晶表示装置としては、透明基板上に遮光層を設けるとともに、この遮光層の開口部に着色層を形成してから、これら着色層および遮光層上に共通電極を設けた後に、この共通電極上に配向膜が設けられた対向基板を備えている。さらに、この対向基板の透明基板に対向させた際に、この透明基板の遮光層に対向するように、この透明基板とは別個の透明基板上に薄膜トランジスタ(ＴＦＴ)を形成してから、対向基板の着色層に対向するように透明基板上に画素電極を設けて、この画素電極を薄膜トランジスタに電気的に接続させる。そして、これら薄膜トランジスタおよび画素電極を含む透明基板上に配向膜を設けてアレイ基板とする。さらに、これら対向基板の配向膜とアレイ基板の配向膜との間に液晶組成物を挟み込んで液晶層を介在させてから、これら対向基板およびアレイ基板それぞれの外側に偏光板を貼り付けて液晶表示装置が構成されている。 In this type of active matrix liquid crystal display device, a light shielding layer is provided on a transparent substrate and a colored layer is formed in the opening of the light shielding layer, and then a common electrode is formed on the colored layer and the light shielding layer. Then, the counter substrate is provided with an alignment film provided on the common electrode. Furthermore, when the counter substrate is made to face the transparent substrate, a thin film transistor (TFT) is formed on a transparent substrate separate from the transparent substrate so as to face the light-shielding layer of the transparent substrate, and then the counter substrate. A pixel electrode is provided on the transparent substrate so as to face the colored layer, and the pixel electrode is electrically connected to the thin film transistor. Then, an alignment film is provided on a transparent substrate including these thin film transistors and pixel electrodes to form an array substrate. Further, a liquid crystal layer is interposed between the alignment film of the counter substrate and the alignment film of the array substrate, and a liquid crystal layer is interposed between them. The device is configured.
ところが、この液晶表示装置では、非発光型の表示装置であるため、屋外などの明るい環境下では表示させた画像の視認性が低下してしまう。そこで、この種の液晶表示装置としては、外光を反射する反射方式の液晶表示装置が知られている。そして、この反射方式の液晶表示装置のなかでも、アレイ基板のガラス基板上に積層された薄膜トランジスタおよび画素電極を覆う絶縁層の一部をくり抜いて、このくり抜いた部分を光の透過にて視認可能な透過領域とするとともに、このくり抜いていない絶縁層上に反射層を設けて光の反射にて目視可能とする反射領域とするマルチギャップ方式の液晶表示装置が知られている(例えば、特許文献１参照。)。
しかしながら、上述したマルチギャップ方式の液晶表示装置では、アレイ基板のガラス基板上に積層された絶縁層の一部をくり抜いて、このくり抜いた部分を光の透過にて視認可能な透過領域とするとともに、このくり抜いていない絶縁層上に反射層を設けて光の反射にて視認可能な反射領域とする構成に過ぎないので、この液晶表示装置に、光の反射にて所定の文字や模様が視認可能となるすかしを設けることは容易ではないという問題を有している。 However, in the above-described multi-gap type liquid crystal display device, a part of the insulating layer laminated on the glass substrate of the array substrate is cut out, and the cut out part becomes a transmission region that can be visually recognized by light transmission. Since the reflective layer is provided on the insulating layer that is not hollowed out to form a reflective region that can be visually recognized by reflection of light, a predetermined character or pattern can be visually recognized on the liquid crystal display device by reflection of light. There is a problem that it is not easy to provide a watermark that is possible.
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、すかしを設けることができる液晶表示装置およびその製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of these points, and an object thereof is to provide a liquid crystal display device capable of providing a watermark and a method for manufacturing the same.
本発明は、透光性基板と、前記透光性基板の一主面上に交差して配設された複数の走査線および信号線と、これら走査線および信号線にて囲まれた領域に設けられた複数の画素と、これら複数の画素に設けられ光の透過にて視認可能な透過領域と、前記複数の画素に設けられ光の反射にて視認可能な反射領域とを備えたアレイ基板と、前記アレイ基板の一主面に対向して配設された透光性基板を有する対向基板と、前記アレイ基板と前記対向基板との間に介在された液晶層とを具備し、前記アレイ基板および前記対向基板の少なくともいずれか一方の前記透過領域と前記反射領域との間に設けられた傾斜面と、前記傾斜面上に設けられた反射層とを備えたものである。 The present invention relates to a translucent substrate, a plurality of scanning lines and signal lines arranged intersecting on one main surface of the translucent substrate, and a region surrounded by the scanning lines and signal lines. An array substrate comprising a plurality of pixels provided, a transmission region provided in the plurality of pixels and visible through light transmission, and a reflection region provided in the plurality of pixels and visible through light reflection And a counter substrate having a translucent substrate disposed to face one main surface of the array substrate, and a liquid crystal layer interposed between the array substrate and the counter substrate, An inclined surface provided between the transmissive region and the reflective region of at least one of the substrate and the counter substrate, and a reflective layer provided on the inclined surface.
そして、透光性基板の一主面上に交差して配設された複数の走査線および信号線にて囲まれた領域に設けられた各画素が光の透過にて視認可能な透過領域と光の反射にて視認可能な反射領域とを有するアレイ基板と、このアレイ基板の一主面に対向して配設された透光性基板を有する対向基板との少なくともいずれか一方の透過領域と反射領域との間に対向する位置に傾斜面を設けるとともに、この傾斜面上に反射層を設けた。この結果、この反射層を所定の文字や模様などとすることによって、この反射層によって光の反射にて所定の文字や模様が視認可能となるから、すかしを設けることができる。 Each pixel provided in a region surrounded by a plurality of scanning lines and signal lines arranged intersecting on one main surface of the translucent substrate is a transmission region that can be visually recognized by light transmission. A transmissive region of at least one of an array substrate having a reflective region visually recognizable by reflection of light, and a counter substrate having a translucent substrate disposed to face one main surface of the array substrate; An inclined surface was provided at a position facing the reflective region, and a reflective layer was provided on the inclined surface. As a result, by making this reflective layer a predetermined character or pattern, the predetermined character or pattern can be visually recognized by the reflection of light by this reflective layer, so that a watermark can be provided.
本発明によれば、アレイ基板および対向基板の少なくともいずれか一方の透過領域と反射領域との間に対向する位置に傾斜面を設けるとともに、この傾斜面上に反射層を設けて、この反射層の形状を所定の文字や模様などとすることによって、この反射層によって光の反射にて所定の文字や模様が視認可能となるから、すかしを設けることができる。 According to the present invention, an inclined surface is provided at a position facing between the transmissive region and the reflective region of at least one of the array substrate and the counter substrate, and a reflective layer is provided on the inclined surface. By making the shape of the predetermined character or pattern, or the like, the predetermined character or pattern can be visually recognized by the reflection of light by the reflection layer, so that a watermark can be provided.
以下、本発明の液晶表示装置の第１の実施の形態の構成を図１および図２を参照して説明する。 The configuration of the first embodiment of the liquid crystal display device of the present invention will be described below with reference to FIG. 1 and FIG.
図１および図２において、１は液晶表示装置としての液晶表示素子で、この液晶表示素子１は、マルチギャップ方式であるとともに非発光型の表示装置である。さらに、この液晶表示素子１は、アクティブマトリクス型である。そして、この液晶表示素子１は、ボトムゲートタイプの略矩形平板状のアレイ基板２を備えている。このアレイ基板２は、略透明な矩形平板状の第一基板としてのガラス基板３を有している。このガラス基板３は、透光性を有するとともに電気的な絶縁性を有する透明基板としての透光性基板である。また、このガラス基板３の一主面である表面上には、図示しないアンダーコート層が積層されて成膜されている。
1 and 2,
そして、このアンダーコート層上には、複数の画素４がマトリクス状に設けられており、これら複数の画素４のそれぞれには、スイッチング素子としてのボトムゲート型の薄膜トランジスタ(ＴＦＴ)５が設けられている。これら薄膜トランジスタ５は、ＴＦＴ素子であって、走査線としてのゲート線である線状のゲート電極６を備えている。このゲート電極６は、例えばアルミニウム(Ａｌ)にて構成されており、アンダーコート層上に積層されて成膜されている。さらに、このゲート電極６は、ガラス基板３の幅方向に沿って等間隔に平行に離間されてアンダーコート層上に配設された図示しない複数の走査線に電気的に接続され、これら走査線に一体的に形成されている。
On the undercoat layer, a plurality of pixels 4 are provided in a matrix, and each of the plurality of pixels 4 is provided with a bottom gate type thin film transistor (TFT) 5 as a switching element. Yes. These thin film transistors 5 are TFT elements and include a
さらに、これらゲート電極６を含むアンダーコート層上の全面には、絶縁性を有する絶縁層であるゲート絶縁膜７が積層されている。このゲート絶縁膜７は、例えば二酸化珪素(ＳｉＯ２)にて構成されている。さらに、ゲート電極６に対向したゲート絶縁膜７上には、活性層としての島状の半導体層８が積層されている。この半導体層８は、例えばアモルファスシリコン(ａ−Ｓｉ)にて構成されている。さらに、この半導体層８は、ゲート絶縁膜７を介したゲート電極６上に設けられており、このゲート電極６より若干大きな幅寸法を有している。
Further, a gate insulating film 7 which is an insulating layer having an insulating property is laminated on the entire surface of the undercoat layer including the
また、半導体層８上には、互いに電気的に絶縁されて信号線としてのソース電極11およびドレイン電極12のそれぞれが積層されている。これらソース電極11およびドレイン電極12は、例えばクロム(Ｃｒ)にて構成されている。ここで、これらソース電極11は、ガラス基板３の縦方向に沿って等間隔に平行に離間されて設けられている。したがって、これらソース電極11および走査線は、ガラス基板３上に直交して交差して格子状であるマトリクス状に配線されている。そして、これら走査線およびソース電極11にて囲まれた領域のそれぞれに画素４が設けられている。また、これら走査線およびソース電極11の各交点に対応して、画素電極21および薄膜トランジスタ５のそれぞれが各画素４毎に設けられている。
On the semiconductor layer 8, a source electrode 11 and a
さらに、これらソース電極11は、長手方向の一端部が半導体層８上に積層されており、この半導体層８上に積層されている以外の部分はゲート絶縁膜７上に積層されている。さらに、ドレイン電極12は、ソース電極11に相対する側の長手方向の一端部が、このソース電極11の一端部に対して電気的に絶縁された状態で、半導体層８上に積層されており、この半導体層８上に積層されている以外の部分がソース電極11とは反対側のゲート絶縁膜７上に積層されている。
Further, one end of the source electrode 11 in the longitudinal direction is stacked on the semiconductor layer 8, and the portion other than the stack on the semiconductor layer 8 is stacked on the gate insulating film 7. Further, the
さらに、これら半導体層８、ソース電極11およびドレイン電極12を含むゲート絶縁膜７上の全面には、絶縁性を有する絶縁層であるパッシベーション膜13が積層されている。このパッシベーション膜13は、図示しないフォトマスクを介したフォトエッチングによるパターニングが容易であることから感光性を有する有機樹脂である感光性樹脂にて形成されている。そして、このパッシベーション膜13には、このパッシベーション膜13を貫通してドレイン電極12に導通した導通部としての開口部であるコンタクトホール14が設けられている。このコンタクトホール14は、スルーホールであって、薄膜トランジスタ５の半導体層８の両側であるとともに、この薄膜トランジスタ５のドレイン電極12に貫通している。
Further, a
また、パッシベーション膜13には、このパッシベーション膜13を貫通してゲート絶縁膜７を露出させた断面凹弧状の凹部であるくり抜き部15が設けられている。このくり抜き部15は、薄膜トランジスタ５のドレイン電極12と、この薄膜トランジスタ５に隣接して設けられている別の薄膜トランジスタ５のソース電極11との間に設けられている。さらに、このくり抜き部15は、薄膜トランジスタ５のソース電極11が位置する側とは反対側のドレイン電極12の外側に設けられている。
Further, the
そして、このくり抜き部15の両側面部には、このくり抜き部15の底部側から開口側に向けて拡開したテーパ状のテーパ部としての傾斜面部16,17が設けられている。ここで、薄膜トランジスタ５のドレイン電極12側の側面部に傾斜面部16が設けられており、この傾斜面部16に対向する側の側面部に傾斜面部17が形成されている。さらに、これら傾斜面部16,17間には、くり抜き部15の底部を構成する底面部18が設けられている。この底面部18は、くり抜き部15にて露出したゲート絶縁膜７の上側面にて構成されている。
Further,
さらに、半導体層８に対向する部分を除いたパッシベーション膜13およびくり抜き部15上には、ＩＴＯ(Indium Tin Oxide)にて構成された透明な画素電極21が積層されて設けられている。この画素電極21は、コンタクトホール14を介して薄膜トランジスタ５のドレイン電極12に電気的に接続されている。したがって、この画素電極21は、薄膜トランジスタ５にて駆動が制御される。また、この画素電極21は、薄膜トランジスタ５のドレイン電極12の半導体層８上に積層された部分より外側から、この薄膜トランジスタ５に隣接する別の薄膜トランジスタ５のソース電極11の半導体層８上に積層された部分より外側までに亘って一面に連続して積層されている。すなわち、この画素電極21は、くり抜き部15の両傾斜面部16,17および底面部18のそれぞれをも連続して一体的に覆っており、これら両傾斜面部16,17および底面部18それぞれの表面に沿って積層されている。
Further, a
そして、薄膜トランジスタ５のドレイン電極12上からくり抜き部15の傾斜面部16までに亘る画素電極21上と、このくり抜き部15の傾斜面部17側の開口縁から隣接する他の薄膜トランジスタ５のソース電極11上までに亘る画素電極21上とのそれぞれには、ガラス基板３の表面側から入射する光を反射する反射層22がそれぞれ連続して積層されて設けられている。この反射層22は、入射する光を反射する性質を有するとともに、平面視で画素電極21の約６０％の面積を有している。さらに、この反射層22は、４００ｎｍ以上７００ｎｍ以下の波長の光、すなわち赤色光から紫色光までの可視光に対して９０％以上の表面反射率を有するアルミニウムなどにて構成されている。
Then, the
ここで、各画素４の反射層22にて覆われた領域が、光の反射にて視認可能である反射方式の表示が可能な反射領域としての反射方式領域23となる。また、各画素４の反射層22にて覆われていない領域が、光の透過にて視認可能である透過方式の表示が可能な透過領域としての透過方式領域24となる。さらに、これら反射方式領域23および透過方式領域24は、各画素４内の反射層22を有する部分が反射方式領域23とされ、これら各画素４内の反射層22を有しない部分が透過方式領域24とされている。したがって、これら反射方式領域23および透過方式領域24のそれぞれは、アレイ基板２の各画素４内に混在されている。さらに、くり抜き部15の各傾斜面部16,17は、反射方式領域23と透過方式領域24との間の境界である境界部25,26に設けられている。また、この反射方式領域23にはパッシベーション膜13が設けられており、透過方式領域24にはパッシベーション膜13が設けられていない。
Here, the area covered with the
さらに、反射方式領域23中のくり抜き部15の傾斜面部16を覆う反射層22は、液晶表示素子１を傾けた際に、所望の文字や模様が浮かび出る形状に加工することによって、この液晶表示素子１にすかしを形成できるすかし形成領域としてのすかし形成部27となる。すなわち、このすかし形成部27は、液晶表示素子１を所定の角度で傾けて視認した際に外光が反射し、このすかし形成部27の反射層22に設けられている所定の画像を目視可能とさせる。このため、図２に示すように、液晶表示素子１の各画素４のすかし形成部27の反射層22を、特定の形状となるように配置することによって、いわゆる「すかし」技術のように、例えば会社のロゴマークや所有者のイニシャルなどの、予め作り込んだ任意の模様を浮かび上がらせることができる。
Further, the
また、これら反射層22および画素電極21を含むパッシベーション膜13上の全面には、ポリイミドの配向処理にて形成された配向膜28が積層されている。
In addition, an
一方、アレイ基板２に対向してコモン基板としての矩形平板状の対向基板31が配設されている。この対向基板31は、略透明な矩形平板状の第二基板としてのガラス基板32を備えている。このガラス基板32は、透光性を有するとともに電気的な絶縁性を有する透明な透明基板としての透光性基板である。そして、このガラス基板32のアレイ基板２に対向した側の一主面である表面には、このガラス基板32をアレイ基板２のガラス基板３に対向させた際に、このガラス基板３上の各画素４に対応した光の三原色である赤(Ｒ)、緑(Ｇ)および青(Ｂ)に着色された三色の着色層にて構成されたカラーフィルタ層33が積層されている。このカラーフィルタ層33上には、ＩＴＯにて構成されたコモン電極としての共通電極である対向電極34が積層されている。この対向電極34上には、ポリイミドの配向処理にて形成された配向膜35が積層されている。
On the other hand, a rectangular flat plate-
そして、この対向基板31の配向膜35とアレイ基板２の配向膜28とが基板間隙材としての図示しないスペーサを介して所定の間隙である液晶封止領域Ａが形成されるように対向して配設されて貼り合わされている。このとき、これら対向基板31の配向膜35とアレイ基板２の配向膜28との間の液晶封止領域Ａの幅寸法が、セルギャップＢとなる。さらに、この液晶封止領域Ａには、図示しない液晶組成物が注入されて封止されて光変調層としての液晶層36が形成されている。
Then, the
さらに、アレイ基板２および対向基板31それぞれのガラス基板３,32の他主面である裏面には、矩形平板状の偏光板37,38が積層されて貼り付けられている。また、アレイ基板２のガラス基板３の裏面に取り付けられた偏光板37の裏面には、背面光源としての面状光源である矩形平板状のバックライト39が対向して配設されている。このバックライト39は、面状の光をアレイ基板２に入射させて、このアレイ基板２上の薄膜トランジスタ５による画素電極21の制御によって、このアレイ基板２の各画素４の透過方式領域24に表示される各色を視認可能にさせる。
Further, rectangular plate-like
この結果、液晶表示素子１は、各画素４の薄膜トランジスタ５をスイッチングして画素電極21に映像用信号を印加して液晶層36中の液晶組成物の配向を制御することによって、カラーフィルタ層33を透過する光を変調することで所定の画像を視認可能にさせる。
As a result, the liquid
次に、上記第１の実施の形態の液晶表示素子の製造方法を説明する。 Next, a method for manufacturing the liquid crystal display element of the first embodiment will be described.
まず、ガラス基板３上にアンダーコート層を形成してから、このアンダーコート層上にアルミニウム(Ａｌ)を膜厚約０．３μｍほどスパッタリングにて成膜してからフォトリソグラフィにて所定の形状にパターニングしてゲート電極６を形成する。
First, after forming an undercoat layer on the glass substrate 3, an aluminum (Al) film is formed on the undercoat layer by sputtering to a predetermined shape by photolithography. The
次いで、このゲート電極６を含むアンダーコート層上に、二酸化ケイ素(ＳｉＯ２)で膜厚約０．１５μｍのゲート絶縁膜７を形成してから、このゲート絶縁膜７上のゲート電極６に対向した位置に、アモルファスシリコンにて半導体層８を形成する。
Next, on the undercoat layer including the
さらに、この半導体層８上の両側に、クロム(Ｃｒ)を膜厚約０．３μｍほど成膜してソース電極11およびドレイン電極12を形成して薄膜トランジスタ５とする。
Further, chromium (Cr) is formed on both sides of the semiconductor layer 8 to a film thickness of about 0.3 μm to form the source electrode 11 and the
この後、この薄膜トランジスタ５を含み各画素内の透過方式領域24となる部分を除いたゲート絶縁膜７上に感光性樹脂を成膜して、くり抜き部15を有するパッシベーション膜13を形成してから、このパッシベーション膜13にコンタクトホール14を形成してドレイン電極12を露出させる。
Thereafter, a photosensitive resin is formed on the gate insulating film 7 excluding the portion including the thin film transistor 5 and serving as the
そして、このコンタクトホール14を含み薄膜トランジスタ５の半導体層８上を除くパッシベーション膜13上に、ＩＴＯを膜厚約０．１μｍほど成膜して画素電極21を形成して、この画素電極21を薄膜トランジスタ５のドレイン電極12に電気的に接続させる。
Then, on the
この後、この画素電極21上にアルミニウムを成膜して、この画素電極21の面積に対して約６０％の面積を有する反射層22を設ける。このとき、この反射層22を、薄膜トランジスタ５のドレイン電極12上からくり抜き部15の傾斜面部16までに亘る画素電極21上と、このくり抜き部15の傾斜面部17側の開口縁から隣接する他の薄膜トランジスタ５のソース電極11上までに亘る画素電極21上とのそれぞれに積層する。
Thereafter, an aluminum film is formed on the
この結果、画素電極21上が反射層22にて覆われていない領域が透過方式領域24となるとともに、この画素電極21上が反射層22にて覆われている領域が反射方式領域23となる。
As a result, a region where the
さらに、液晶表示素子１にすかしを形成する場合には、特定の形状に対応させて各画素４毎に、これら各画素４のすかし形成部27の反射層22の有無を変化させて、この液晶表示素子１を所定の角度で傾けて視認した際に外光が反射して特定の形状が浮かび上がるようにする。すなわち、この液晶表示素子１のすかしを出したい画素４の傾斜面部16のみに反射層22を形成する。
Further, when forming a watermark on the liquid
この結果、いわゆる「すかし」技術のように、例えば会社のロゴマークや所有者のイニシャルなどの任意の模様が液晶表示素子１に浮かび上がる。
As a result, as in the so-called “watermark” technology, for example, an arbitrary pattern such as a company logo mark or an owner's initial appears on the liquid
この後、この反射層22および画素電極21を含むパッシベーション膜13上の全面に、配向膜28を設けてアレイ基板２とする。
Thereafter, an
上述したように、上記第１の実施の形態によれば、各画素４に透過方式領域24および反射方式領域23のそれぞれが形成されたアレイ基板２の透過方式領域24のパッシベーション膜13を凹状にくり抜いて、傾斜面部16,17が両側面に形成されたくり抜き部15を形成するとともに、このくり抜き部15の薄膜トランジスタ５寄りの傾斜面部16上に、アレイ基板２の反射方式領域23に設けられている反射層22を形成した。この結果、液晶表示素子１を所定の角度で傾けた状態で、この液晶表示素子１のアレイ基板２のくり抜き部15の傾斜面部16上に積層されている反射層22を、外光の反射にて目視できるようになる。
As described above, according to the first embodiment, the
このため、この反射層22のくり抜き部15の傾斜面部16を覆う部分をすかし形成部27として、特定の形状に対応させて各画素４毎に反射層22の形成の変化させることにより、液晶表示素子１を所定の角度で傾けて視認した際に外光が反射して特定の形状が浮かび上がるようになる。したがって、この特定の形状を、図２に示すように、例えば会社のロゴマーク「ＴＭＤ」や所有者のイニシャルなどの任意の模様とすることによって、この任意の模様をすかしとして液晶表示素子１に設けることができる。よって、この液晶表示素子１に、いわゆる「すかし」という新たな機能を付加できる。
For this reason, the portion of the
なお、上記第１の実施の形態では、液晶表示素子１を所定の角度で傾けた状態で視認することにより、この液晶表示素子１の各画素４のすかし形成部27に設けた反射層22が目視可能となって、特定の形状がすかしとして浮かび上がるように構成したが、図３に示す第２の実施の形態のように、すかし形成部27に設けた反射層22bを画像表示用の反射層22aとは別個に形成し、このすかし形成部27上の反射層22bを画像表示用の薄膜トランジスタ5aとは別個の薄膜トランジスタ5bにて液晶駆動させて視認可能にすることもできる。
In the first embodiment, the
具体的に、この液晶表示素子１は、ガラス基板３のアンダーコート層上に、各画素４に対応して画像表示用の第１の半導体層8aとすかし駆動用の第２の半導体層8bとのそれぞれが設けられている。これら第１の半導体層8aおよび第２の半導体層8bは、それぞれチャネル領域41を備えており、これらチャネル領域41の両側にソース領域42およびドレイン領域43が連続して設けられている。そして、これら第１の半導体層8aおよび第２の半導体層8bを含むアンダーコート層上の全面にゲート絶縁膜７が積層されている。さらに、このゲート絶縁膜７上の各第１の半導体層8aおよび第２の半導体層8bに対向する位置に、ゲート電極６が積層されている。
Specifically, the liquid
そして、このゲート電極６を含むゲート絶縁膜７上の全面には、絶縁層である層間絶縁膜44が積層されて設けられている。この層間絶縁膜44のゲート電極６の両側には、この層間絶縁膜44およびゲート絶縁膜７を貫通して各第１の半導体層8aおよび第２の半導体層8bのソース領域42およびドレイン領域43のそれぞれに導通した導通部としての開口部であるコンタクトホール45,46が設けられている。そして、これら第１の半導体層8aおよび第２の半導体層8bそれぞれのソース領域42に導通したコンタクトホール45を含む層間絶縁膜44上にソース電極11が設けられている。このため、このソース電極11は、コンタクトホール45を介して第１の半導体層8aあるいは第２の半導体層8bのソース領域42に電気的に接続されている。また、これら第１の半導体層8aおよび第２の半導体層8bそれぞれのドレイン領域43に導通したコンタクトホール46を含む層間絶縁膜44上にドレイン電極12が設けられている。このため、これらドレイン電極12は、コンタクトホール46を介して第１の半導体層8aあるいは第２の半導体層8bのドレイン領域43に電気的に接続されている。さらに、これらソース電極11およびドレイン電極12は、所定の間隙を介して設けられて電気的に絶縁されている。
An interlayer insulating
よって、これら第１の半導体層8a、ゲート電極６、ソース電極11およびドレイン電極12によって、画像表示用の薄膜トランジスタ5aが構成されている。また、各第２の半導体層8b、ゲート電極６、ソース電極11およびドレイン電極12によって、すかし駆動用の薄膜トランジスタ5bが構成されている。ここで、これらすかし駆動用の薄膜トランジスタ5bは、画像表示用の薄膜トランジスタ5aのソース電極11が設けられている側に、ソース電極11が設けられている。したがって、これら薄膜トランジスタ5a,5bは、互いに対向する側にソース電極11が設けられており、相対する側にドレイン電極12が設けられている。さらに、これら薄膜トランジスタ5a,5bのそれぞれは、第１の半導体層8aあるいは第２の半導体層8b上にゲート電極６が設けられたトップゲートタイプである。
Therefore, the first semiconductor layer 8a, the
また、これらソース電極11およびドレイン電極12を含む層間絶縁膜44上に、パッシベーション膜13が積層されている。そして、このパッシベーション膜13に、各薄膜トランジスタ5a,5bのドレイン電極12に導通したコンタクトホール14が設けられている。さらに、このパッシベーション膜13の画像表示用の薄膜トランジスタ5aのドレイン電極12とすかし表示用の薄膜トランジスタ5bのドレイン電極12との間に、両側面に傾斜面部16,17が設けられたくり抜き部15が設けられている。
In addition, a
そして、画像表示用の薄膜トランジスタ5aのドレイン電極12に導通したコンタクトホール14を含むパッシベーション膜13上に、画像表示用の画素電極21aが積層されて設けられている。この画素電極21aは、画像表示用の薄膜トランジスタ5aのドレイン電極12に電気的に接続されており、くり抜き部15の底面部18からすかし駆動用の薄膜トランジスタ5bのソース電極11上までに亘って設けられている。さらに、すかし表示用の薄膜トランジスタ5bのドレイン電極12に導通したコンタクトホール14を含むパッシベーション膜13上に、すかし表示用の画素電極21bが積層されて設けられている。この画素電極21bは、すかし表示用の薄膜トランジスタ5bのドレイン電極12に電気的に接続されており、このドレイン電極12上からくり抜き部15の傾斜面部16までに亘って設けられている。さらに、この画素電極21bは、画像表示用の画素電極21aとは電気的に独立されて絶縁されており、独自の電圧印加が可能な構造とされている。
Then, an image
また、画像表示用の画素電極21a上には、反射方式領域23を構成する画像表示用の反射層22aが積層されて設けられている。この反射層22aは、くり抜き部15の傾斜面部17の上端縁からすかし駆動用の薄膜トランジスタ5bのソース電極11上までに亘った画素電極21a上に設けられている。このため、各画素４内の反射層22aにて覆われている領域が、反射方式領域23となる。また、各画素４内の画素電極21aにて覆われ反射層22aにて覆われていない領域が、透過方式領域24となる。
In addition, a
さらに、すかし表示用の画素電極21b上には、すかし表示用の反射層22bが設けられている。この反射層22bは、すかし表示用の画素電極21b全面に設けられている。したがって、この反射層22bは、すかし表示用の薄膜トランジスタ5bによるすかし表示用の画素電極21bの駆動によって、この反射層22bを視認可能にさせる。よって、この反射層22bは、アレイ基板２の画像表示用の薄膜トランジスタ5aとは別個のすかし表示用の薄膜トランジスタ5bによるすかし表示用の画素電極21bの制御を介した液晶層36の変調によって駆動可能に設けられている。すなわち、この反射層22bは、画像表示用の画素電極21とは別のすかし表示用の画素電極21bにて液晶駆動が可能に設けられている。そして、これら各反射層22a,22bおよび画素電極21a,21bのそれぞれを含んだパッシベーション膜13の全面に配向膜28が積層されてアレイ基板２とされている。
Further, a
次に、上記第２の実施の形態の液晶表示素子の製造方法を説明する。 Next, a method for manufacturing the liquid crystal display element of the second embodiment will be described.
まず、ガラス基板３上にアンダーコート層を形成する。次いで、このアンダーコート層上に、図示しないアモルファスシリコン膜を成膜してから、このアモルファスシリコン膜の表面にレーザを照射して加熱溶融させるエキシマレーザアニール(Excimer Laser Anneal:ＥＬＡ)法で、このアモルファスシリコン膜をポリシリコン膜化する。 First, an undercoat layer is formed on the glass substrate 3. Next, an amorphous silicon film (not shown) is formed on the undercoat layer, and then the excimer laser annealing (ELA) method in which the surface of the amorphous silicon film is heated and melted by laser irradiation. The amorphous silicon film is turned into a polysilicon film.
この後、フォトリソグラフィにて所定の形状にパターニングして、ポリシリコンにて構成された第１の半導体層8aおよび第２の半導体層8bのそれぞれを形成する。 Thereafter, the first semiconductor layer 8a and the second semiconductor layer 8b made of polysilicon are formed by patterning into a predetermined shape by photolithography.
次いで、これら第１の半導体層8aおよび第２の半導体層8bを含むアンダーコート層上に、ニ酸化珪素を膜厚約０．１５μｍほど成膜してゲート絶縁膜７を形成する。 Next, on the undercoat layer including the first semiconductor layer 8a and the second semiconductor layer 8b, silicon dioxide is formed to a thickness of about 0.15 μm to form the gate insulating film 7.
この後、このゲート絶縁膜７上の第１の半導体層8aおよび第２の半導体層8bに対向する位置に、アルミニウムを膜厚約０．３μｍほどスパッタリングにて成膜してからフォトリソグラフィにて所定の形状にパターニングしてゲート電極６を形成する。
Thereafter, aluminum is deposited by sputtering to a position on the gate insulating film 7 facing the first semiconductor layer 8a and the second semiconductor layer 8b to a thickness of about 0.3 μm, and then by photolithography. The
さらに、これらゲート電極６を含むゲート絶縁膜７上に、二酸化珪素あるいは窒化珪素などを膜厚約１μｍほど成膜して層間絶縁膜44を形成してから、この層間絶縁膜44をフォトリソグラフィしてコンタクトホール45,46を形成する。
Further, an
この後、これらコンタクトホール45,46を含む層間絶縁膜44上に、クロムを約０．３μｍほど成膜してからパターニングしてソース電極11およびドレイン電極12を形成して、画像表示用の薄膜トランジスタ5aと、すかし表示用の薄膜トランジスタ5bとのそれぞれを各画素４内に形成する。
Thereafter, on the
次いで、これらソース電極11およびドレイン電極12を含む層間絶縁膜44上の全面に、パッシベーション膜13を形成してから、このパッシベーション膜13をパターニングしてくり抜き部15およびコンタクトホール14を形成して、これらコンタクトホール14にて各薄膜トランジスタ5a,5bそれぞれのドレイン電極12を露出させる。
Next, a
そして、画像表示用の薄膜トランジスタ5aのドレイン電極12に導通したコンタクトホール14を含むパッシベーション膜13上に画像表示用の画素電極21aを形成するとともに、すかし表示用の薄膜トランジスタ5bのドレイン電極12に導通したコンタクトホール14を含むパッシベーション膜13上にすかし表示用の画素電極21bを形成する。
Then, the
さらに、画像表示用の画素電極21a上の一部に画像表示用の反射層22aを形成して、この反射層22aが設けられている部分を反射方式領域23とするとともに、この反射層22aが設けられていない部分を透過方式領域24とする。
Further, a
また、すかし表示用の画素電極21a上にすかし表示用の反射層22bを形成して、くり抜き部15の傾斜面部16上にすかし形成部27を形成する。
Further, a
この後、これら反射層22a,22bおよび画素電極21a,21bを含むパッシベーション膜13上に配向膜28を形成してアレイ基板２とする。
Thereafter, an
上述したように、上記第２の実施の形態によれば、液晶表示素子１のすかし表示用の各薄膜トランジスタ5bにてすかし表示用の画素電極21bを制御して、この画素電極21bに対向する領域の液晶層36を変調させることによって、すかし表示用の薄膜トランジスタ5bに電圧を印加した画素４内のすかし表示用の反射層22bのみを選択的に視認可能にできる。このため、この液晶表示素子１に任意の模様をすかしとして表示できるので、上記第１の実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。
As described above, according to the second embodiment, the watermark
さらに、液晶表示素子１に画像を表示させる画像表示用の薄膜トランジスタ5aとは別個のすかし表示用の各薄膜トランジスタ5bを各画素４内に設けたことにより、これらすかし表示用の薄膜トランジスタ5bにてすかし形成部27の反射層22bを、画像表示とは別個の制御で視認可能にできる。このため、これらすかし表示用の薄膜トランジスタ5bにてすかし表示用の画素電極21bを各画素４毎に制御して、電圧を印加する画素を変化させることによって、液晶表示素子１に多種多様な模様をすかしとして表示できるから、すかしの模様の変更が可能な液晶表示素子１にできる。
Further, by providing each pixel 4 with a
なお、上記第２の実施の形態では、アモルファスシリコン膜のレーザアニールにてポリシリコン膜にて構成された第１の半導体層8aおよび第２の半導体層8bについて説明したが、所望の特性を有するポリシリコン膜が得られれば、このアモルファスシリコン膜の表面にランプ光を照射して加熱溶解させる高速熱アニール(Rapid Thermal Annealing:ＲＴＡ)法や固層成長法などでアモルファスシリコン膜を改質したり、科学気相生長(Chemical Vapor Deposition:ＣＶＤ)法や物理気相成長(Physical Vapor Deposition:ＰＶＤ)法などで直接ポリシリコン膜を形成したりしてもよい。 In the second embodiment, the first semiconductor layer 8a and the second semiconductor layer 8b formed of a polysilicon film by laser annealing of an amorphous silicon film have been described. However, the second semiconductor layer 8b has desired characteristics. Once the polysilicon film is obtained, the amorphous silicon film can be modified by rapid thermal annealing (RTA) method or solid layer growth method that irradiates the surface of the amorphous silicon film with lamp light and heats it. Alternatively, a polysilicon film may be directly formed by a chemical vapor deposition (CVD) method, a physical vapor deposition (PVD) method, or the like.
また、上記各実施の形態では、アレイ基板２のパッシベーション膜13に断面凹状のくり抜き部15を設けて、このくり抜き部15の両側面部に傾斜面部16,17それぞれを形成したが、このアレイ基板２のパッシベーション膜13やその他の膜に傾斜面部16,17を設け、この傾斜面部16,17に反射層22を設けても、すかしを有する液晶表示素子１にできる。さらに、アレイ基板２のパッシベーション膜13にくり抜き部15を設けて、このくり抜き部15の傾斜面部16に反射層22を形成してすかし形成部27としたが、対向基板31のいずれかの層や膜に傾斜面部16を設け、この傾斜面部16に反射層22を積層させても、すかしを有する液晶表示素子１にできる。
Further, in each of the above embodiments, the
そして、アレイ基板２のくり抜き部15の両側部に傾斜面部16,17を設け、これら傾斜面部16,17の一方の傾斜面部16のみに反射層22を積層させてすかし形成部27としたが、これら傾斜面部16,17上のそれぞれに反射層22を積層させることによって、視認する方向によってすかしの形状が異なる液晶表示素子１にできる。さらに、各画素４のすかし形成部27上の反射層22に対向する位置にカラーフィルタ層33を設けて種々の色に着色することによって、これら各画素４のすかし形成部27によって形成されるすかしをカラーにできるので、カラーすかしを有する液晶表示素子１にできる。
The
また、上記各実施の形態では、各画素４内の画素電極21を薄膜トランジスタ５にて制御する構成としたが、例えば薄膜ダイオード(Thin Film Diode:ＴＦＤ)などの薄膜トランジスタ５以外のスイッチング素子であってもよい。また、アクティブマトリクス型の液晶表示素子１以外の、単純マトリクス型の液晶表示素子１であってもよい。
In each of the above embodiments, the
さらに、薄膜トランジスタ５の半導体層８としてアモルファスシリコン膜およびポリシリコン膜の場合について説明したが、この半導体層８としてポリシリコン膜を用いた場合には、アレイ基板２上に駆動回路を実装させて内蔵させることもできる。また、アレイ基板２上のパッシベーション膜13を、感光性を有する有機樹脂にて構成したが、このパッシベーション膜13を、非感光性を有する絶縁層で構成してもよい。
Further, the case where an amorphous silicon film and a polysilicon film are used as the semiconductor layer 8 of the thin film transistor 5 has been described. However, when a polysilicon film is used as the semiconductor layer 8, a drive circuit is mounted on the
１ 液晶表示装置としての液晶表示素子
２ アレイ基板
３ 透光性基板としてのガラス基板
４ 画素
６ 走査線としてのゲート電極
11 信号線としてのソース電極
13 絶縁層としてのパッシベーション膜
16 傾斜面としての傾斜面部
22 反射層
23 反射領域としての反射方式領域
24 透過領域としての透過方式領域
31 対向基板
32 透光性基板としてのガラス基板
36 液晶層
DESCRIPTION OF
11 Source electrode as signal line
13 Passivation film as insulation layer
16 Inclined surface as an inclined surface
22 Reflective layer
23 Reflection area as a reflection area
24 Transmission area as transmission area
31 Counter substrate
32 Glass substrate as translucent substrate
36 Liquid crystal layer
Claims (6)
前記アレイ基板の一主面に対向して配設された透光性基板を有する対向基板と、
前記アレイ基板と前記対向基板との間に介在された液晶層とを具備し、
前記アレイ基板および前記対向基板の少なくともいずれか一方の前記透過領域と前記反射領域との間に設けられた傾斜面と、
前記傾斜面上に設けられた反射層とを備えた
ことを特徴とした液晶表示装置。 A translucent substrate, a plurality of scanning lines and signal lines arranged intersecting on one main surface of the translucent substrate, and a plurality of scanning lines and signal lines provided in a region surrounded by the scanning lines and signal lines An array substrate comprising: a plurality of pixels; a transmission region that is provided in the plurality of pixels and is visible by transmission of light; and a reflection region that is provided in the plurality of pixels and is visible by reflection of light;
A counter substrate having a translucent substrate disposed to face one main surface of the array substrate;
Comprising a liquid crystal layer interposed between the array substrate and the counter substrate;
An inclined surface provided between the transmission region and the reflection region of at least one of the array substrate and the counter substrate;
A liquid crystal display device comprising: a reflective layer provided on the inclined surface.
ことを特徴とした請求項１記載の液晶表示装置。 The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the reflective layer is provided so as to be driven by the liquid crystal layer separately from each of the transmissive region and the reflective region of the pixel.
ことを特徴とした請求項１または２記載の液晶表示装置。 The liquid crystal display device according to claim 1, wherein a surface reflectance of the reflective layer is 90% or more with respect to light having a wavelength of 400 nm to 700 nm.
前記反射層は、前記絶縁層上に設けられている
ことを特徴とした請求項１ないし３のいずれか１項に記載の液晶表示装置。 The inclined surface is provided in an insulating layer having photosensitivity provided in the reflective region of the pixel of the array substrate,
The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the reflective layer is provided on the insulating layer.
前記アレイ基板および前記対向基板の少なくともいずれか一方の前記透過領域と前記反射領域との間に傾斜面を設ける工程と、
前記傾斜面上に反射層を設ける工程と
を有することを特徴とする液晶表示装置の製造方法。 A translucent substrate, a plurality of scanning lines and signal lines arranged intersecting on one main surface of the translucent substrate, and a plurality of scanning lines and signal lines provided in a region surrounded by the scanning lines and signal lines An array substrate comprising: a plurality of pixels; a transmission region that is provided in the plurality of pixels and is visible through light transmission; and a reflection region that is provided in the plurality of pixels and is visible through light reflection; A method for manufacturing a liquid crystal display device, comprising: a counter substrate having a light-transmitting substrate disposed to face one main surface of the substrate; and a liquid crystal layer interposed between the array substrate and the counter substrate. There,
Providing an inclined surface between the transmissive region and the reflective region of at least one of the array substrate and the counter substrate;
Providing a reflective layer on the inclined surface. A method of manufacturing a liquid crystal display device.
ことを特徴とする請求項５記載の液晶表示装置の製造方法。 In the step of providing the inclined surface, a photosensitive insulating layer is provided in the reflective region of the pixel of the array substrate, and a surface inclined with respect to one main surface of the translucent substrate is formed in the insulating layer. The method of manufacturing a liquid crystal display device according to claim 5, wherein
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|---|---|---|---|---|
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