JPH043121A - 液晶表示装置およびその製造方法 - Google Patents

液晶表示装置およびその製造方法

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JPH043121A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 A、産業上の利用分野 本発明は、遮光部材を有する液晶表示装置およびその製
造方法に関する。
B、従来の技術 米国特許第4568149号は、酸化インジウム錫(英
語名: Indium−Tin−Oxide、以下rT
oと略称)、すなわち酸化インジウム(1n20:+)
と酸化tlA (S n O2)との混合物から成る透
明電極上の隣接したカラー・フィルタの間、すなわちl
ll!I接した画素の闇k、例えばアルミニウムからな
る遮光部材を設けることを開示している。
米国特許第4733948号は、対向する2つの基板の
うちの一方の基板に設けられた透明電極上の隣接したカ
ラー・フィルタの闇であって、他方の基板に設けられた
薄膜トランジスタと対向する位置に、例えばアルミニュ
ウムからなる遮光部材を設けることt′開示している。
特開昭82−135809号は、透明基板上に設けられ
たITOから成る透明導電膜上にフォトレジストを塗布
した後、露光および現像することによりフォトレジスト
をパターンニングし、透明導電膜のうちフォトレジスト
により被覆されていない部分をエツチングして除去し、
上記パターンニングされたフォトレジストをそのままマ
スキング材として使用し、金属酸化物がら成る遮光層を
上記基板上の透明導電膜が設けられていない領域に形成
することを開示している。
特開昭63−74033号は、ITO聞上にフォトレジ
ストを塗布し、マスクを通して露光を行い且つ現像する
ことによりバターニングを行い、■Tl1lのうちフォ
トレジストにより被覆されていない部分をエツチングに
より除去し、残ったITO皿を上にフォトレジストが堆
積されたままの状態で水素プラズマ中で還元し、パター
ンニングされたITOgiの側部を低抵抗化することを
開示している。
C0発明が解決しようとする課題 米国特許第45681.49号は、透明を極作成のため
の膜形成工程と、遮光部材作成のための膜形成工程とを
必要とし、さらに、遮光部材作成のためのエツチング工
程を必要とし、製造工程が多くなる問題点がある。また
、遮光部材が透明電極から突出するため、液晶物質の注
入が困難になる。
さらに、遮光部材をアルミニウム等の金属で形成すると
、バックライトからの光が遮光部材によって反射され、
遮光部材が設けられる基板と対向する基板に設けられる
薄膜トランジスタに入射し、薄膜トランジスタの緒特性
に悪影響を与えるおそれがある。
米国特許第4733948号も、米国特許458814
9号と同様に透明電極作成のための頭形成工程と、遮光
部材作成のための膜形成工程とを必要とし、さらに、遮
光部材形成のためのエツチング工程を必要とし、製造工
程が多くなる問題点がある。
特開昭62−135809号は、遮光層形成のためのエ
ツチング工程は必要ないが、透明電極形成のためのエツ
チング工程を必要とし、また、透明電極形成のための膜
形成工程と、遮光層形成のための膜形成工程とを特徴と
する 特開昭63−74033号は、ITO@極を還元するこ
とに関するものであるが、ITO電極の低抵抗化を目的
としており、ITOを還元して得られる物質を遮光材と
して使用することを示唆するものではない。
本発明の目的は、遮光材を形成するための製造工程が少
くでき、遮光材による光反射を小さくできる液晶表示装
置を提供することにある。
本発明の別の目的は、透明N極と遮光部材との間に段差
が生じることのない液晶表示装置を提供することにある
本発明のさらに別の目的は、透明電極と遮光部材を形成
するための製造工程数を少くできる液晶表示装置の製造
方法を提供することにある。
00課題を解決するための手段 本発明によれば、ITOを還元して得られる物質が、例
えば液晶表示装置の画素間の遮光材として使用される。
ITOt−還元すると、遮光材として使用するのに十分
な程度に光透過率カマ低減することが判明した。ITO
は、液晶表示装置において透明電極材料として広く使用
されている。遮光を必要とするのは、一般に画素電極を
構成する透明電極に隣接する領域であるから、ITOの
うち透明電極として使用する領域をマスクで保護し、マ
スクで保護されていないITO領域を還元することによ
り必要な遮光部材を形成できる。この遮光部材は、IT
O単層腹中に存在することになるから、遮光部材と透明
電極との間に段差が生じることがない。また、遮光部材
を形成するために別個に膜を形成する必要がないので、
製造工程を少くすることができる。さらに、ITOを還
元して得られる物質は、光反射が小さいため、これを遮
光部材として使用しても、遮光部材と対向する薄膜トラ
ンジスタに光を反射させて該トランジスタの特性に悪影
響を与えることはない。
E、実施例 第1図は、本発明による液晶表示装置の一実施例を示す
、この図に示されているように、互いに対向して配置さ
れているTFTアレイ基板10と対向基板12との闇に
はネマチック液晶物質が充填される。TFTアレイ基板
10および対向基板12は、ともに透明ガラスによって
形成される。
T F Tアレイ基板10上には、各画素について1つ
の薄膜トランジスタ(以下、TPTと略称す)が形成さ
れる。すなわち、TFTアレイ基板10上には、ゲート
電極18が形成され、ゲート電極18上にはゲート絶縁
膜20が形成され、ゲート絶縁1120上にはアモルフ
ァス・シリコン半導体層22が形成され、半導体層22
にはドレイン電極24およびソース電極26が接続され
る。ドレイン電極24と、ソース電極26とは互いに絶
縁されている。第2図に示されているように、ゲート電
極18は、アドレス鯨18Aに接続され、ドレイン電極
24は、データAl24Dに接続される。
ソース電極26は、ITOから成る画素電極28に接続
される。
対向基板12上には、ITOから成る共通電極40と、
ITOを還元して得られる物質から成る遮光材すなわち
ブラックマトリクス42とが形成される。共通電極40
と遮光部材42とは同一平面内にあり、両者間には段差
はない。第2図に示されているように遮光部材42は、
TFTアレイ基板10上の画素電極28以外の領域をカ
バーする領域に形成される。すなわち、遮光部材42は
、アドレス!18A、データ線24Dおよびアモルファ
スシリコン半導体層22と対向する領域に形成される。
TFTアレイ基板10上の半導体層20、ドレイン電極
24、ソース電極26および画素電極上にも、液晶物質
の分子軸を所定方向に配向させる配向pA30が形成さ
れる。他方共通電極40および遮光部材42上には、液
晶物質の分子軸を所定方向に配向させる配向膜50が形
成される。
TFTアレイ基板10側にはバックライト60が設けら
れる。ITOt−還元して得られる物質から成る遮光部
材42は、対向基板12側から入射した光が半導体層2
2に入射するのを防止するだけでなく、遮光部材42の
光反射率は小さいので、バックライト60から透明画素
電極28f:介して受けた光を反射して半導体層22に
入射させてしまうこともない。
第3図は、ITO単層腹中に遮光部材すなわちブラック
マトリクス42を形成する方法の一実施例を示し、第4
図は、第3図に示された各工程を示す、まず、ガラス基
板すなわち対向基板12上にITO膜4膜上0成される
(第3図の102および第4図の(a)参照)0次に、
r T og4 Qの全面にフォトレジスト200を塗
布する(第3図の104および第4図(b)参照)0次
に、画素電極28に対応する領域だけを覆う、換言すれ
ば半導体層22、アドレス鯨18およびデータ線24D
に対応する領域に対して光を通すフォトマスクを使用し
て、フォトレジスト200を露光し、現像すると、露光
されたフォトレジスト200だけが残存する(第3図の
106及び第4図(e)参照)。
次に、上述のようにフォトレジスト200でパターニン
グされたITOa40をガラス基板12とともに、第4
図(d)に示すように、水素Hを含む導電性溶液202
中に浸し、直流電源210の陰極をITO膜4膜上0続
し、直流型5210の陽極206を導電性溶液202中
に浸し、ITO膜4膜上0極206に電圧を印加すると
、陰極すなわちITO膜40では次の反応が生じる。
I n203+3H2→ 2 I n+3H20Sn0
2 +2H2−o  Sn  +2820(I T O
” I n203+ S n 02 )これにより、フ
ォトレジスト200によって被覆されていないITO部
分の金属成分が増加し、すなわちITOが還元され(第
3図の108参m)、この部分の光透過率が低減し、光
遮光部材42が形成される。
水素を含んだ導電性溶液として0.03重量%のクエン
酸溶液を使用し、I T Og (S n 02が5重
量%、InO3が95重量%)に−20Vの電圧を3分
間印加してITOIImの還元を行ったところ、第5図
に示すように、可視光の波長域(400乃至700r+
m程度)において10乃至20%の光透過率を実現する
ことができた。この数値は、遮光部材として十分に使用
できる値である。また、共通電極40と遮光部材42と
の闇に段差は生じなかった。
還元は、電圧と時間に依存すると考えられるため、時間
を十分長くとれば、rTogに印加する電圧は、より低
電圧例えばIOVでもよい。
また、水素を含んだ導電性溶液としては、L記りエン酸
溶液以外に、一般に陽極酸化法に使用できる溶液ならば
何でも使用できる。
また、光透過率は、ITOIIm中の酸素量が少ないほ
ど低くなり、還元時間を十分長くとれば、光透過率を0
%に近づけることができるが、0%に近づくと、黒色か
ら金属光沢に変化し、バックライト60からの光を反射
し、半導体層22に光を与え、TPTに光漏れ電流を生
じさせてしまうので、遮光部材42の光透過率は10乃
至20%程度が適当と考えられる。
また、ITO膜は、遮光部材42の原材料だけでなく、
そのまま透明共通電極40の低抵抗の確保の点から、T
TOの組成は、(T n203:5n02)が(95重
量%:5重量%)乃至(85重量%二15重量%)が好
ましい。
F1発明の効果 以上のように、本発明によれば、遮光部材の反射を小さ
くでき、遮光部材と透明電極との闇の段差を無くすこと
ができる。さらに、本発明によれば、透明電極と遮光部
材とを製造する工程を少くできる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明による液晶表示装置の一実施例を示す
断面図、 第2図は、第1図に示された液晶表示装置のTFTアレ
イ基板上の画素電極および薄膜トランジスタと、対向基
板上に設けられる共通電極中に形成される遮光部材との
位置間係を示す分解斜視図、第3図は、ITO単層腹中
に遮光部材すなわちブラックマトリクスを形成する方法
の一実施例を示すフローチャート、 第4図は、第3図に示された方法の各工程を示す説明図
、 第5図は、第3図の方法に従って形成された遮光材の一
例の光透過率を示すグラフである。 40・・・・ITO共通電極、42・・・・遮光部材、
200・・・・フォトレジスト、202・・・・導電性
溶液、206・・・・陽極、208・・・・陰極、2]
0・・・・直流電源。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)酸化インジウム錫(以下、ITOと称す)を還元
    して得られる物質を遮光材として使用することを特徴と
    する液晶表示装置。 (2)透明電極がITOにより形成される液晶表示装置
    において、 前記透明電極に隣接した領域にITOを還元して得られ
    る物質から成る遮光材を設けたことを特徴とする液晶表
    示装置。 (3)前記透明電極に隣接した領域が、画素間領域であ
    ることを特徴とする請求項2記載の液晶表示装置。 (4)画素毎に薄膜トランジスタが設けられ、前記透明
    電極に隣接した領域が前記薄膜トランジスタと対向する
    領域であることを特徴とする請求項2記載の液晶表示装
    置。 (5)透明基板上にITO膜を形成し、 前記ITO膜の所定領域の透過率を低下させるために前
    記ITO膜を選択的に還元する ことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。(6)前記
    ITO膜の前記所定領域以外の領域に保護マスクを設け
    、 前記保護マスクが設けられた前記ITO膜を水素を含む
    導電性溶液中に浸し、 前記導電性溶液中の前記ITO膜に電圧を印加する 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。 (7)前記保護マスクとしてフォトレジストを使用する
    ことを特徴とする請求項6記載の液晶表示装置の製造方
    法。
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