JP2000047254A - 液晶表示装置 - Google Patents

液晶表示装置

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JP2000047254A
JP2000047254A JP21050398A JP21050398A JP2000047254A JP 2000047254 A JP2000047254 A JP 2000047254A JP 21050398 A JP21050398 A JP 21050398A JP 21050398 A JP21050398 A JP 21050398A JP 2000047254 A JP2000047254 A JP 2000047254A
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Japan
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additional capacitance
film
liquid crystal
insulating film
crystal display
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JP21050398A
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English (en)
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Masayuki Iida
正幸 飯田
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 画素トランジスタのリーク電流を保持する付
加容量を大きくすると画素開口部が縮小されて光透過率
の低下を招くため、付加容量を十分な大きさに形成する
ことが難しく、そのため、輝点発生やコントラスト低下
を来していた。 【解決手段】 透明基板1上に、TFTからなる画素ト
ランジスタ12と、このドレイン側に接続した画素電極
35と、画素トランジスタ12のリーク電流を保持する
もので上記ドレイン側に接続した第1の付加容量12と
を備えた液晶表示装置1において、画素トランジスタ1
2の下方および第1の付加容量12とそれに接続する付
加容量線13との下方の透明基板1上に連続的に形成し
たもので固定電位をとる導電性遮光膜21と、その上に
形成した第1の絶縁膜22と、さらにその上に形成した
もので第1の付加容量22の下部電極からなる上部電極
23Eとからなる第2の付加容量14を備えたものであ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置に関
し、詳しくは導電性遮光膜を電極の一つに用いて付加容
量を2層に形成した液晶表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】液晶表示装置に使われるポリシリコン薄
膜トランジスタ(以下ポリシリコンTFTという、TF
TはThin Film Toransistor の略)で形成された画素
は、ゲートをオフした時のリーク電流Ioff を無視する
ことができず、輝点発生やコントラストの低下を引き起
こしていた。その対策として、液晶表示装置における画
素構造において、リーク電流Ioff に影響を受ける電位
保持特性を高めるために、画素保持電位に接続している
部分に付加容量Cs を設けている。
【0003】一方、光によるリーク電流loff の増加を
防ぐ目的で、画素トランジスタのシリコン活性層の直下
を金属遮光膜で覆い、TFT裏面からの光を遮光する構
造が採用されている。また特開平7−152048号公
報には、補助容量配線に対応する領域とスイッチングT
FTに対応する領域の透明基板上にクロムからなる遮光
膜が形成されていて、この遮光膜を覆う状態に層間絶縁
膜が形成され、その上には補助容量の一部およびTFT
のチャネル領域となるa−Si(アモルファスシリコ
ン)層が形成されている構成が開示されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、付加容
量Cs を大きくするためには、付加容量Cs の形成領域
を開口部にまで広げることが必要になる。その結果、画
素開口部を縮小することになり、液晶表示装置の光透過
率の低下を招いていた。
【0005】また特開平7−152048号公報に記載
されている構成では、遮光膜により裏面からの光を遮る
ことは可能ではあるが、画素開口部の面積を確保するた
めに補助容量(付加容量)を十分な大きさに形成するこ
とが難しく、輝点発生やコントラスト低下を十分に抑え
ることが困難となっていた。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するためになされた液晶表示装置である。すなわち、
透明基板上に、薄膜トランジスタからなる画素トランジ
スタと、その画素トランジスタのドレイン側に接続した
画素電極と、その画素トランジスタのリーク電流を保持
するもので画素トランジスタのドレイン側に接続した第
1の付加容量とを備えた液晶表示装置において、画素ト
ランジスタの下方および上記第1の付加容量とそれに接
続する付加容量線との下方の透明基板上に連続的に形成
したもので固定電位をとる導電性遮光膜と、この導電性
遮光膜上に形成した絶縁膜と、この絶縁膜上に形成した
もので第1の付加容量の下部電極からなる上部電極とか
らなる第2の付加容量を備えたものである。
【0007】上記液晶表示装置では、画素トランジスタ
の下方および上記第1の付加容量とそれに接続する付加
容量線との下方の透明基板上に連続的に形成したもので
固定電位をとる導電性遮光膜と、この導電性遮光膜上に
形成した絶縁膜と、この絶縁膜上に形成したもので第1
の付加容量の下部電極からなる上部電極とからなる第2
の付加容量が形成されていることから、付加容量が2層
に形成されることになる。そのため、開口部を狭めるこ
となく、付加容量の容量を増加させることが可能にな
る。また、従来の付加容量である第1の付加容量に加え
て上記第2の付加容量が形成されることから、従来の付
加容量よりも総容量値を低下させずに各付加容量の幅を
狭くして開口率を高めることも可能になる。
【0008】さらに、画素トランジスタの下方および上
記第1の付加容量とそれに接続する付加容量線との下方
の透明基板上に連続的に導電性遮光膜が形成されている
ことから、画素トランジスタおよび第1の付加容量に対
して透明基板の裏面からの光をこの導電性遮光膜で遮る
ことができる。そのため、光入射によるオフ電流が抑制
される。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明の液晶表示装置に係わる実
施の形態の一例を、図1および図2の液晶表示装置の要
部概略構成図によって説明する。図1では、(1)にデ
ータ線に沿った画素トランジスタ部の概略構成断面図を
示し、(2)に付加容量部の概略構成断面図を示す。図
2では、(1)にデータ線より下層部分のレイアウト図
を示し、(2)にゲート線および付加容量線より上層部
分のレイアウト図を示す。なお、図2では絶縁膜の図示
は省略した。
【0010】図1および図2に示すように、液晶表示装
置10が形成される透明基板1には、例えば石英基板ま
たは無アルカリガラス基板が用いられている。この透明
基板1上で、かつ画素トランジスタ11が形成される領
域下方および第1の付加容量12とそれに接続される付
加容量線13とが形成される領域下方には、連続した状
態に導電性遮光膜21が、例えば、アルミニウム、チタ
ン(Ti)、タングステン(W)、モリブデン(Mo)
等の金属膜または例えば、モリブデンシリサイド、チタ
ンシリサイド、タングステンシリサイド等の金属化合物
膜で形成されている。またこの導電性遮光膜21は、図
示はしないが、ソース電位Vss、対向電極電位Vcom 、
ドレイン電位Vdd等のいずれかの固定電位に接続されて
いる。
【0011】上記透明基板1上には、上記導電性遮光膜
21を覆う第1の絶縁膜(請求項で言うところの絶縁
膜)22が、例えば酸化シリコン膜、窒化シリコン膜等
の絶縁膜で形成されている。この第1の絶縁膜22を介
して上記導電性遮光膜21上には、画素トランジスタの
略逆U字型の活性領域およびその一端に連続して容量の
電極を構成するシリコン層23が形成されている。この
シリコン層23は、例えばポリシリコンで形成されてい
る。またはアモルファスシリコンで形成することも可能
である。そして、上記導電性遮光膜21の一部と、上記
シリコン層23の一部からなる上部電極23Eとその間
の第1の絶縁膜22とで第2の付加容量14が構成され
ている。
【0012】上記第1の絶縁膜22上には上記シリコン
層23を覆う状態に第2の絶縁膜24が、例えば酸化シ
リコン膜、窒化シリコン膜等で形成されている。この第
2の絶縁膜24は、画素トランジスタの形成領域ではゲ
ート絶縁膜として機能し、第1の付加容量12が形成さ
れる領域では容量の誘電体膜として機能する。
【0013】さらに上記第1の絶縁膜22上には、上記
シリコン層23、上記第2の絶縁膜24等を介して、上
記シリコン層23からなる略コ字型の活性領域23G上
を2度横切る状態にゲート線25が形成されている。し
たがって、この液晶表示装置10では、画素トランジス
タ11が第1の画素トランジスタ15と第2の画素トラ
ンジスタ16とからなるダブルゲート駆動方式となる。
【0014】また上記第1の絶縁膜22上には、上記ゲ
ート線25に略平行に、かつ上記シリコン層23の容量
形成領域(上記上部電極23Eに相当)および第2の絶
縁膜24上を通る状態に、第1の付加容量12の下部電
極を含む付加容量線13が形成されている。上記ゲート
線25およびこの付加容量線13は、例えば不純物が導
入されていて導電性を有するポリシリコンで形成されて
いる。なお、ゲート線25と付加容量線13とは同一層
で形成することも可能である。そして、上記シリコン層
23の一部(上記上部電極23Eの部分)と上記付加容
量線13の一部(第1の付加容量の上部電極となる部分
13E)とその間の第2の絶縁膜24とで第1の付加容
量12が構成されている。
【0015】上記第1の絶縁膜22および第2の絶縁膜
24上には上記ゲート線25および付加容量線13を覆
う状態に第3の絶縁膜26が、例えばリンシリケートガ
ラス(PSG)膜で形成されている。この第3の絶縁膜
26上にはデータ線27が上記ゲート線25、付加容量
線13等に対してレイアウト図上で略直交する状態に形
成されている。このデータ線27は、第3の絶縁膜26
に形成されたコンタクト部28を通して第1の画素トラ
ンジスタ15のソース側となるシリコン層23(23
S)に接続されている。また第3の絶縁膜26上には第
2の付加容量14上を覆う状態でかつ上記データ線27
に接触しない状態に、例えばアルミニウムからなる電極
29が形成され、その電極29は第3の絶縁膜26に設
けたコンタクト部30を通じて第2の画素トランジスタ
16のドレイン側となるシリコン層23(23D)、す
なわち、それに連続して形成されている第2の付加容量
14を構成するシリコン層23(23E)に接続されて
いる。
【0016】さらに上記第3の絶縁膜26上には上記デ
ータ線27および上記電極29を覆う状態に第4の絶縁
膜31が、例えばリンシリケートガラス(PSG)膜P
SGとその上に形成したプラズマ−窒化シリコン膜P−
SiNとから構成されている。その上にブラックマトリ
クスを構成する金属遮光膜32が形成されている。この
金属遮光膜32は、例えばチタン膜からなり、ゲート線
25、付加容量線13上を一体に覆う状態に形成されて
いる。なお、後に説明する画素電極と上記電極29との
コンタクト部分には、上記金属遮光膜32は形成され
ず、上記金属遮光膜32とは電気的に絶縁された状態に
遮光電極膜33が形成されている。この遮光電極膜33
は、上記金属遮光膜32と同様に例えばチタンで形成さ
れている。また、上記遮光電極膜33は上記第4の絶縁
膜31に形成されたコンタクト部34を通して上記電極
29に接続されている。
【0017】さらに上記第4の絶縁膜31上には上記金
属遮光膜32および遮光電極膜33を覆う平坦化絶縁膜
35が形成されている。この平坦化絶縁膜35上には一
画素を構成する画素電極36が、例えば透明なITO
(Indium Tin Oxide)膜で、概ねデータ線27とゲート
線25とで区分される領域上に形成されている。この画
素電極36は、上記平坦化絶縁膜35に形成されたコン
タクト部37を通じて遮光電極膜33に接続されてい
る。したがって、画素電極36は、遮光電極膜33、電
極29を介してシリコン層23に電気的に接続してい
る。よってシリコン層23は画素電位をとる。
【0018】さらに液晶層41を挟んで対向電極電位を
とる透明電極層51を対向基板52が設けられている。
上記透明電極層51は、例えばITOで形成され、上記
対向基板52は、例えば無アルカリガラス基板または石
英基板からなる。
【0019】上記構成の液晶表示装置1では、第1の付
加容量12の下層に第2の付加容量14が形成されてい
ることから、付加容量が2層に構成されるので、画素開
口部を狭めることなく、付加容量の容量値を増加させる
ことが可能になる。また、従来の付加容量である第1の
付加容量12に加えて上記第2の付加容量14が形成さ
れていることにより、従来の付加容量よりも総容量値を
低下させずに各付加容量の幅を狭くして開口率を高める
ことも可能になる。
【0020】また上記構成では、導電性遮光膜21とシ
リコン層23との間の第1の絶縁膜22の膜厚を調整す
ることにより、第2の付加容量14の容量値を変えるこ
とが容易に可能となる。例えば第1の絶縁膜22の膜厚
を薄くすることによって容量値を高めることができる。
また、第1の絶縁膜22を酸化シリコン(εSiO2=4.
2)よりも比誘電率の高い材料、例えば窒化シリコン
(SiN)(εSiN =6.7)で形成することでも容量
値を高めることができる。
【0021】
【発明の効果】以上、説明したように本発明の液晶表示
装置によれば、画素トランジスタの下方および上記第1
の付加容量とそれに接続する付加容量線との下方の透明
基板上に連続的に形成したもので固定電位をとる導電性
遮光膜と、この導電性遮光膜上に形成した絶縁膜と、こ
の絶縁膜上に形成したもので第1の付加容量の下部電極
からなる上部電極とからなる第2の付加容量が形成され
ているので、第2の付加容量は第1の付加容量の下部に
形成され、付加容量は2層構成になる。そのため、開口
部を狭めることなく、付加容量の容量を増加させること
ができる。よって、輝点発生が低減されるので歩留りを
高めることができる。また、従来の付加容量である第1
の付加容量に加えて第2の付加容量が形成されているの
で、従来の付加容量よりも総容量値を低下させずに各付
加容量の幅を狭くして開口率を高めることができる。そ
の結果、液晶表示装置の光透過率を高めることができ
る。よって、コントラストを高まるので、画質の高い液
晶表示装置となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の液晶表示装置に係わる実施の形態の一
例を示す液晶表示装置の要部概略構成図であって、
(1)はデータ線に沿った概略構成断面図であり、
(2)は付加容量部の概略構成断面図である。
【図2】本発明の液晶表示装置に係わる実施の形態の一
例を示す液晶表示装置の要部概略構成図であって、
(1)は下層部分のレイアウト図であり、(2)は上層
部分のレイアウト図である。
【符号の説明】
1…透明基板、10…液晶表示装置、11…画素トラン
ジスタ、12…第1の付加容量、13…付加容量線、1
4…第2の付加容量、21…導電性遮光膜、22…第1
の絶縁膜、23…シリコン層、23E…上部電極、36
…画素電極

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 透明基板上に、 薄膜トランジスタからなる画素トランジスタと、 前記画素トランジスタのドレイン側に接続した画素電極
    と、 前記画素トランジスタのリーク電流を保持するもので前
    記画素トランジスタのドレイン側に接続した第1の付加
    容量とを備えた液晶表示装置において、 前記画素トランジスタの下方および前記第1の付加容量
    とそれに接続する付加容量線との下方の前記透明基板上
    に連続的に形成したもので固定電位をとる導電性遮光膜
    と、 前記導電性遮光膜上に形成した絶縁膜と、 前記絶縁膜上に形成したもので前記第1の付加容量の下
    部電極からなる上部電極とからなる第2の付加容量を備
    えたことを特徴とする液晶表示装置。
JP21050398A 1998-07-27 1998-07-27 液晶表示装置 Pending JP2000047254A (ja)

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