JP2000180899A - 液晶表示装置 - Google Patents
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- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/136—Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 開口率を低下させることなく、基板裏面か
らの反射光や光学系からの反射光のチャネルへの入射を
抑制することのできる液晶表示装置を提供する。 【解決手段】 透明絶縁性基板１上に第１遮光膜２、第
１層間膜３、薄膜トランジスタ、第２層間膜９及び第２
遮光膜１０とをこの順に有する液晶表示装置であって、
前記第１遮光膜２は、薄膜トランジスタ側の上辺が基板
側の下辺よりも短い台形形状となる端部テーパー形状を
有し、前記下辺の端部２ｂと薄膜トランジスタのチャネ
ル端部５ａとを結ぶ線と該チャネル端部の法線方向との
成す角θ1が５０度以上であり、且つ、前記第２遮光膜
の下面端部１０ａと前記第１遮光膜の上辺のテーパー開
始点２ａとを結ぶ線と、該第２遮光膜の下面端部の法線
方向との成す角θ2が３０度以上であることを特徴とす
る
らの反射光や光学系からの反射光のチャネルへの入射を
抑制することのできる液晶表示装置を提供する。 【解決手段】 透明絶縁性基板１上に第１遮光膜２、第
１層間膜３、薄膜トランジスタ、第２層間膜９及び第２
遮光膜１０とをこの順に有する液晶表示装置であって、
前記第１遮光膜２は、薄膜トランジスタ側の上辺が基板
側の下辺よりも短い台形形状となる端部テーパー形状を
有し、前記下辺の端部２ｂと薄膜トランジスタのチャネ
ル端部５ａとを結ぶ線と該チャネル端部の法線方向との
成す角θ1が５０度以上であり、且つ、前記第２遮光膜
の下面端部１０ａと前記第１遮光膜の上辺のテーパー開
始点２ａとを結ぶ線と、該第２遮光膜の下面端部の法線
方向との成す角θ2が３０度以上であることを特徴とす
る
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶プロジェクタ
ーなどの液晶表示装置に関し、詳しくは、薄膜トランジ
スタ（ＴＦＴ）により液晶のスイッチングを行うライト
バルブ用アクティブマトリクス型液晶表示装置の遮光性
の改良に関する。
ーなどの液晶表示装置に関し、詳しくは、薄膜トランジ
スタ（ＴＦＴ）により液晶のスイッチングを行うライト
バルブ用アクティブマトリクス型液晶表示装置の遮光性
の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、壁掛けＴＶや投射型ＴＶ、あるい
は、ＯＡ機器用ディスプレイとして液晶パネルを用いた
各種表示装置の開発が行われている。液晶パネルの中で
もアクティブ素子である薄膜トランジスタを液晶表示装
置に組み込んだアクティブマトリックス液晶ディスプレ
イは、走査線数が増加してもコントラストや応答速度が
低下しない等の利点から、高品位のＯＡ機器用表示装置
やハイビジョン用表示装置を実現する上で有力であり、
液晶プロジェクションなどの投射型液晶ディスプレイに
おいては、大画面表示が容易に得られる。
は、ＯＡ機器用ディスプレイとして液晶パネルを用いた
各種表示装置の開発が行われている。液晶パネルの中で
もアクティブ素子である薄膜トランジスタを液晶表示装
置に組み込んだアクティブマトリックス液晶ディスプレ
イは、走査線数が増加してもコントラストや応答速度が
低下しない等の利点から、高品位のＯＡ機器用表示装置
やハイビジョン用表示装置を実現する上で有力であり、
液晶プロジェクションなどの投射型液晶ディスプレイに
おいては、大画面表示が容易に得られる。
【０００３】通常、液晶プロジェクション用途に使用さ
れるライトバルブ用アクティブマトリクス型液晶表示装
置では、小さな素子に強力な光を入射して、ＴＦＴによ
り液晶をスイッチングすることにより画素毎のＯＮ／Ｏ
ＦＦを行って、透過する光を画像情報に応じて制御し、
透過した光をレンズなどの光学素子を介してスクリーン
上などに拡大投影しているが、その際、ＴＦＴの活性層
をポリシリコン（ｐ−Ｓｉ）により形成すると、入射光
による影響はもちろんのこと、レンズなどの光学系から
の反射光によってもＴＦＴのチャネル部において光励起
により発生するオフ時のリーク電流が問題となってい
る。
れるライトバルブ用アクティブマトリクス型液晶表示装
置では、小さな素子に強力な光を入射して、ＴＦＴによ
り液晶をスイッチングすることにより画素毎のＯＮ／Ｏ
ＦＦを行って、透過する光を画像情報に応じて制御し、
透過した光をレンズなどの光学素子を介してスクリーン
上などに拡大投影しているが、その際、ＴＦＴの活性層
をポリシリコン（ｐ−Ｓｉ）により形成すると、入射光
による影響はもちろんのこと、レンズなどの光学系から
の反射光によってもＴＦＴのチャネル部において光励起
により発生するオフ時のリーク電流が問題となってい
る。
【０００４】従来、このようなライトバルブ用アクティ
ブマトリクス型液晶表示装置では、ＴＦＴ基板上に設け
られた第１遮光膜と、ＴＦＴ上部に設けられた第２遮光
膜を有する。つまり、液晶層を挟んでＴＦＴの対向基板
側から光が入射される場合、第２遮光膜で入射光を遮光
し、第１遮光膜によって光学系からの反射光を遮光して
いる。
ブマトリクス型液晶表示装置では、ＴＦＴ基板上に設け
られた第１遮光膜と、ＴＦＴ上部に設けられた第２遮光
膜を有する。つまり、液晶層を挟んでＴＦＴの対向基板
側から光が入射される場合、第２遮光膜で入射光を遮光
し、第１遮光膜によって光学系からの反射光を遮光して
いる。
【０００５】第２遮光膜は、ＴＦＴと同じ基板上に層間
膜を挟んで形成する場合と、液晶層を挟んでＴＦＴの対
向基板上に形成する場合があるが、第２遮光膜をＴＦＴ
の対向基板側に形成する場合、２枚の基板の重ねあわせ
精度として１０μｍ程度のずれを見込んで、第１遮光膜
よりもその分大きくしなければならない。その結果、開
口率が大きくできないという問題がある。
膜を挟んで形成する場合と、液晶層を挟んでＴＦＴの対
向基板上に形成する場合があるが、第２遮光膜をＴＦＴ
の対向基板側に形成する場合、２枚の基板の重ねあわせ
精度として１０μｍ程度のずれを見込んで、第１遮光膜
よりもその分大きくしなければならない。その結果、開
口率が大きくできないという問題がある。
【０００６】従って、現在ではもっぱらＴＦＴと同一基
板上に形成する方法が採られている。この場合、半導体
装置製造工程を利用して高い位置合わせ精度が得られる
ために前記したような大きなマージンを見込む必要はな
いが、二つの遮光膜とＴＦＴの位置関係が考慮に入って
いないため、パネル内での乱反射による光の遮光につい
ては対策が十分でなかった。
板上に形成する方法が採られている。この場合、半導体
装置製造工程を利用して高い位置合わせ精度が得られる
ために前記したような大きなマージンを見込む必要はな
いが、二つの遮光膜とＴＦＴの位置関係が考慮に入って
いないため、パネル内での乱反射による光の遮光につい
ては対策が十分でなかった。
【０００７】図４（ａ）は従来構造になるＴＦＴ基板の
模式的断面図である。ガラスや石英などの透明絶縁性基
板４１上に第１遮光膜４２が形成され、その上に第１層
間膜４３を介してＴＦＴの活性層としてのｐ−Ｓｉが形
成され、活性層は不純物添加によってソース・ドレイン
が形成され、ソース・ドレイン間にチャネル４５が形成
される。なお、同図ではチャネル幅方向の断面図を示し
ており、ソース・ドレインは紙面の手前及び奥に形成さ
れている。活性層上にはゲート酸化膜４７を介してゲー
ト電極４８が形成され、その上に第２層間膜４９を介し
て通常はデータ線を兼ねる第２遮光膜５０が形成され
る。更にこれらの上に第３層間膜５１が形成され、不図
示の画素電極、液晶層、対向基板が形成されることで液
晶パネルが完成する。
模式的断面図である。ガラスや石英などの透明絶縁性基
板４１上に第１遮光膜４２が形成され、その上に第１層
間膜４３を介してＴＦＴの活性層としてのｐ−Ｓｉが形
成され、活性層は不純物添加によってソース・ドレイン
が形成され、ソース・ドレイン間にチャネル４５が形成
される。なお、同図ではチャネル幅方向の断面図を示し
ており、ソース・ドレインは紙面の手前及び奥に形成さ
れている。活性層上にはゲート酸化膜４７を介してゲー
ト電極４８が形成され、その上に第２層間膜４９を介し
て通常はデータ線を兼ねる第２遮光膜５０が形成され
る。更にこれらの上に第３層間膜５１が形成され、不図
示の画素電極、液晶層、対向基板が形成されることで液
晶パネルが完成する。
【０００８】通常、光源光の出射主方向と液晶パネルと
が垂直に配置される場合、液晶パネル内を通過する光の
伝播方向は、そのほとんどがその液晶パネル法線方向の
３０度以内に収まると考えられる。このことは、特開平
８−１７１１０１号公報の段落（００６５）に開示され
ている。そこで、最大３０度の光について考えると、第
１遮光膜４２がチャネル幅と同じ幅に形成されている従
来構造では、入射光６０が、基板裏面で反射した反射光
６１、あるいは光学系からの反射光６２がチャネルに入
射してしまうという問題があった。
が垂直に配置される場合、液晶パネル内を通過する光の
伝播方向は、そのほとんどがその液晶パネル法線方向の
３０度以内に収まると考えられる。このことは、特開平
８−１７１１０１号公報の段落（００６５）に開示され
ている。そこで、最大３０度の光について考えると、第
１遮光膜４２がチャネル幅と同じ幅に形成されている従
来構造では、入射光６０が、基板裏面で反射した反射光
６１、あるいは光学系からの反射光６２がチャネルに入
射してしまうという問題があった。
【０００９】これに対して、第１遮光膜４２の幅を図４
（ｂ）に示すように第２遮光膜の幅と同じ程度まで広げ
ることで、反射光６１及び６２は第１遮光膜に遮られ
て、チャネルに到達しなくなるが、入射光６０が第１遮
光膜表面で反射された反射光６２がチャネルに入射して
しまうという問題が新たに発生してしまう。更にこれを
解消しようとすれば、第２遮光膜５０の幅を広げる必要
があり、その結果、開口率が低下してしまう。
（ｂ）に示すように第２遮光膜の幅と同じ程度まで広げ
ることで、反射光６１及び６２は第１遮光膜に遮られ
て、チャネルに到達しなくなるが、入射光６０が第１遮
光膜表面で反射された反射光６２がチャネルに入射して
しまうという問題が新たに発生してしまう。更にこれを
解消しようとすれば、第２遮光膜５０の幅を広げる必要
があり、その結果、開口率が低下してしまう。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、開口率を低
下させることなく、基板裏面からの反射光や光学系から
の反射光のチャネルへの入射を抑制することのできる液
晶表示装置を提供することを目的とする。
下させることなく、基板裏面からの反射光や光学系から
の反射光のチャネルへの入射を抑制することのできる液
晶表示装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、透明
絶縁性基板上に第１遮光膜、第１層間膜、薄膜トランジ
スタ、第２層間膜及び第２遮光膜とをこの順に有する液
晶表示装置であって、前記第１遮光膜は、薄膜トランジ
スタ側の上辺が基板側の下辺よりも短い台形形状となる
端部テーパー形状を有し、前記下辺の端部と薄膜トラン
ジスタのチャネル端部とを結ぶ線と該チャネル端部の法
線方向との成す角が５０度以上であり、且つ、前記第２
遮光膜の下面端部と前記第１遮光膜の上辺のテーパー開
始点とを結ぶ線と、該第２遮光膜の下面端部の法線方向
との成す角が３０度以上であることを特徴とする液晶表
示装置に関する。
絶縁性基板上に第１遮光膜、第１層間膜、薄膜トランジ
スタ、第２層間膜及び第２遮光膜とをこの順に有する液
晶表示装置であって、前記第１遮光膜は、薄膜トランジ
スタ側の上辺が基板側の下辺よりも短い台形形状となる
端部テーパー形状を有し、前記下辺の端部と薄膜トラン
ジスタのチャネル端部とを結ぶ線と該チャネル端部の法
線方向との成す角が５０度以上であり、且つ、前記第２
遮光膜の下面端部と前記第１遮光膜の上辺のテーパー開
始点とを結ぶ線と、該第２遮光膜の下面端部の法線方向
との成す角が３０度以上であることを特徴とする液晶表
示装置に関する。
【００１２】
【発明の実施の形態】本願発明者らは、基板裏面からの
反射光を想定し、基板裏面から赤、青、緑の光を照射し
た場合、青色光に起因するリーク電流がもっとも大きい
ことを確認した。そこで、基板側に形成される第１遮光
膜の幅とリーク電流との関係について調査した結果、図
２に示すような関係であることを確認した。ここでは、
第１遮光膜端部にはテーパーを形成せずに測定した。第
１遮光膜の幅をチャネル幅と同じにした場合、ＴＦＴチ
ャネル幅よりもその幅を大きくし、片側あたり１．０μ
ｍ及び１．５μｍ広げた場合について評価した。同図か
らわかるように、１．５μｍ以上では１００００ｌｕｘ
の照射強度においても青色光によるリーク電流を１０ｐ
Ａ以下に抑えることができ、良好なＴＦＴ特性が得られ
る。その他、この試験に供したサンプルの作製条件を以
下に示す。
反射光を想定し、基板裏面から赤、青、緑の光を照射し
た場合、青色光に起因するリーク電流がもっとも大きい
ことを確認した。そこで、基板側に形成される第１遮光
膜の幅とリーク電流との関係について調査した結果、図
２に示すような関係であることを確認した。ここでは、
第１遮光膜端部にはテーパーを形成せずに測定した。第
１遮光膜の幅をチャネル幅と同じにした場合、ＴＦＴチ
ャネル幅よりもその幅を大きくし、片側あたり１．０μ
ｍ及び１．５μｍ広げた場合について評価した。同図か
らわかるように、１．５μｍ以上では１００００ｌｕｘ
の照射強度においても青色光によるリーク電流を１０ｐ
Ａ以下に抑えることができ、良好なＴＦＴ特性が得られ
る。その他、この試験に供したサンプルの作製条件を以
下に示す。
【００１３】 第１遮光膜：タングステンシリサイド 膜厚１１０ｎｍ 第１層間膜：ＳｉＯ2 膜厚１μｍ チャネル幅：１μｍ
【００１４】つまり、第１遮光膜とチャネルとの位置
は、チャネル端部と第１遮光膜端部とを結ぶ線がチャネ
ル端部における法線方向との成す角θ1は、第１層間膜
厚をａ、チャネル端部と第１遮光膜端部の距離をｂとす
ると、下記式（１）により求められる。
は、チャネル端部と第１遮光膜端部とを結ぶ線がチャネ
ル端部における法線方向との成す角θ1は、第１層間膜
厚をａ、チャネル端部と第１遮光膜端部の距離をｂとす
ると、下記式（１）により求められる。
【００１５】
【数１】
【００１６】上記式において、ａに１μｍ、ｂに１．５
μｍを代入すると、θ1は約５６度となる。実際には、
θ1は５０度以上であれば、１００００ｌｕｘの照射強
度においても青色光によるリーク電流を１０ｐＡに抑制
することが可能である。従って、第１層間膜の膜厚が変
わったとしてもθ1を５０度以上に設定することで、同
様の効果が得られると考えられる。なお、上限について
は、第１層間膜の膜厚と許容される開口率の下限の関係
から決定すれば良く、上記の例ではｂが３μｍ程度とす
るのが望ましい。
μｍを代入すると、θ1は約５６度となる。実際には、
θ1は５０度以上であれば、１００００ｌｕｘの照射強
度においても青色光によるリーク電流を１０ｐＡに抑制
することが可能である。従って、第１層間膜の膜厚が変
わったとしてもθ1を５０度以上に設定することで、同
様の効果が得られると考えられる。なお、上限について
は、第１層間膜の膜厚と許容される開口率の下限の関係
から決定すれば良く、上記の例ではｂが３μｍ程度とす
るのが望ましい。
【００１７】ここで、第１遮光膜の厚みは、前記タング
ステンシリサイドなどのシリサイド膜を使用する場合、
１００ｎｍ以上であれば遮光効果が得られるが、好まし
くは１６０ｎｍ以上とするのが望ましい。また、第１層
間膜の膜厚は、第１遮光膜がＴＦＴに対してバックゲー
トして作用しないようにするために、５００ｎｍ以上と
するのが望ましい。各膜の膜厚の上限は特に規定され
ず、適宜設計に応じて選択すればよいが、通常は、第１
遮光膜が５００ｎｍ程度まで、第１層間膜は２μｍ程度
までとするのが望ましい。
ステンシリサイドなどのシリサイド膜を使用する場合、
１００ｎｍ以上であれば遮光効果が得られるが、好まし
くは１６０ｎｍ以上とするのが望ましい。また、第１層
間膜の膜厚は、第１遮光膜がＴＦＴに対してバックゲー
トして作用しないようにするために、５００ｎｍ以上と
するのが望ましい。各膜の膜厚の上限は特に規定され
ず、適宜設計に応じて選択すればよいが、通常は、第１
遮光膜が５００ｎｍ程度まで、第１層間膜は２μｍ程度
までとするのが望ましい。
【００１８】次に、第１遮光膜と第２遮光膜との位置関
係について検討した。前記従来技術においても説明した
ように、液晶層側に配置した光源から液晶パネルに垂直
に光が入射される場合、ほぼ３０度以内に収まる。従っ
て、第２遮光膜で第１遮光膜表面への入射光を抑制する
ことで、入射光による問題を解消することができると考
えられる。つまり、第１遮光膜の端部と第２遮光膜の端
部と結ぶ線と第２遮光膜端部の法線方向との成す角度θ
2が、３０度以上となるように形成すればよいと考えら
れる。そこで、第１遮光膜と第２遮光膜との距離をｃ、
第１遮光膜の端部と第２遮光膜の端部の距離をｄとして
考えると、距離ｄは下記式（２）によって示される。
係について検討した。前記従来技術においても説明した
ように、液晶層側に配置した光源から液晶パネルに垂直
に光が入射される場合、ほぼ３０度以内に収まる。従っ
て、第２遮光膜で第１遮光膜表面への入射光を抑制する
ことで、入射光による問題を解消することができると考
えられる。つまり、第１遮光膜の端部と第２遮光膜の端
部と結ぶ線と第２遮光膜端部の法線方向との成す角度θ
2が、３０度以上となるように形成すればよいと考えら
れる。そこで、第１遮光膜と第２遮光膜との距離をｃ、
第１遮光膜の端部と第２遮光膜の端部の距離をｄとして
考えると、距離ｄは下記式（２）によって示される。
【００１９】
【数２】
【００２０】ここで、θ2を３０度、第１遮光膜２と第
２遮光膜１０との距離ｃを２μｍとして計算すると、距
離ｄは１．２μｍとなる。
２遮光膜１０との距離ｃを２μｍとして計算すると、距
離ｄは１．２μｍとなる。
【００２１】先ほどの例で距離ｂを１．５μｍとした場
合、第２遮光膜のチャネルに対しての幅は、片側で２．
７μｍとなる。このように第２遮光膜の幅を広げると前
記従来技術で説明したように開口率が低下してしまう。
合、第２遮光膜のチャネルに対しての幅は、片側で２．
７μｍとなる。このように第２遮光膜の幅を広げると前
記従来技術で説明したように開口率が低下してしまう。
【００２２】そこで、本発明者らは、第１遮光膜のチャ
ネル幅方向での断面形状を上辺（ＴＦＴ側）が下辺（透
明絶縁性基板側）より短くなる台形形状とし、第１遮光
膜の端部をテーパー形状とすることで、第２遮光膜の幅
の拡大を抑制し、開口率の低下を抑制できることを見い
だした。
ネル幅方向での断面形状を上辺（ＴＦＴ側）が下辺（透
明絶縁性基板側）より短くなる台形形状とし、第１遮光
膜の端部をテーパー形状とすることで、第２遮光膜の幅
の拡大を抑制し、開口率の低下を抑制できることを見い
だした。
【００２３】すなわち、図１（ａ）に示すように、第２
遮光膜１０のエッジ部を回り込んで入射した入射光１５
は、第１遮光膜２のテーパー部に当たって外部に反射さ
れるため、チャネル５への入射が阻止される。また、第
２遮光膜１０の幅は第１遮光膜２の上辺のテーパー開始
点２ａを基準に考えればよいため、テーパーとした分だ
け短くすることができ、開口率の低下を抑制できる。
遮光膜１０のエッジ部を回り込んで入射した入射光１５
は、第１遮光膜２のテーパー部に当たって外部に反射さ
れるため、チャネル５への入射が阻止される。また、第
２遮光膜１０の幅は第１遮光膜２の上辺のテーパー開始
点２ａを基準に考えればよいため、テーパーとした分だ
け短くすることができ、開口率の低下を抑制できる。
【００２４】本発明ではテーパーの角度θ3は第１遮光
膜の膜厚によって種々異なるが、３０〜８０度の範囲で
設定することで効果があることを見いだした。好ましく
は、３０〜５０度とするのが望ましい。角度θ3が３０
度未満では、テーパー部に入射する光を外部へ反射させ
ることができず、また、テーパー部の遮光膜が薄くなる
領域が多くなり、第１遮光膜下からの反射光に対して遮
光効果が低下する場合がある。また、８０度を越える
と、テーパーとした効果、すなわち、第２遮光膜の幅を
抑制するという効果があまり得られない。
膜の膜厚によって種々異なるが、３０〜８０度の範囲で
設定することで効果があることを見いだした。好ましく
は、３０〜５０度とするのが望ましい。角度θ3が３０
度未満では、テーパー部に入射する光を外部へ反射させ
ることができず、また、テーパー部の遮光膜が薄くなる
領域が多くなり、第１遮光膜下からの反射光に対して遮
光効果が低下する場合がある。また、８０度を越える
と、テーパーとした効果、すなわち、第２遮光膜の幅を
抑制するという効果があまり得られない。
【００２５】ここで、テーパー角度θ3を３０度として
第１遮光膜端部とテーパー開始点２ａとの距離ｅを計算
すると、下記式（３）から導き出せる。
第１遮光膜端部とテーパー開始点２ａとの距離ｅを計算
すると、下記式（３）から導き出せる。
【００２６】
【数３】
【００２７】ここで、ｆは第１遮光膜の膜厚である。第
１遮光膜の膜厚として２００ｎｍを代入して計算する
と、距離ｅは約３５０ｎｍとなる。つまり、この距離ｅ
の分だけ、第２遮光膜の幅を狭くできることになる。
１遮光膜の膜厚として２００ｎｍを代入して計算する
と、距離ｅは約３５０ｎｍとなる。つまり、この距離ｅ
の分だけ、第２遮光膜の幅を狭くできることになる。
【００２８】以上の第１遮光膜２の下辺端部２ｂ、テー
パー開始点２ａ、チャネル端部５ａ、第２遮光膜１０の
端部１０ａの位置関係について、図１（ｂ）に示す。
パー開始点２ａ、チャネル端部５ａ、第２遮光膜１０の
端部１０ａの位置関係について、図１（ｂ）に示す。
【００２９】
【実施例】以下、実施例を参照して本発明を具体的に説
明する。
明する。
【００３０】図３（ａ）にアクティブマトリクス型液晶
表示装置のＴＦＴ周辺部の部分断面図を示す。また、図
３（ｂ）は図３（ａ）のＡ−Ａ’線での部分断面図であ
る。ここでは、ガラス等の透明絶縁性基板１上に、各画
素のスイッチング素子となるトップゲート型ＴＦＴがア
レイ状に形成されている。このＴＦＴ基板と、対向電極
が形成された対向基板１３の間に液晶層１２が封入され
て液晶表示装置が構成されている。
表示装置のＴＦＴ周辺部の部分断面図を示す。また、図
３（ｂ）は図３（ａ）のＡ−Ａ’線での部分断面図であ
る。ここでは、ガラス等の透明絶縁性基板１上に、各画
素のスイッチング素子となるトップゲート型ＴＦＴがア
レイ状に形成されている。このＴＦＴ基板と、対向電極
が形成された対向基板１３の間に液晶層１２が封入され
て液晶表示装置が構成されている。
【００３１】ＴＦＴ基板上に形成されている各層につい
て、以下に説明する。ＴＦＴはソース４、ドレイン６と
なるポリシリコン層とゲート電極８であるポリシリコン
層、それらの層間のゲート酸化膜７で構成されている。
ＴＦＴと透明絶縁性基板１の間には、該基板側からの反
射光がＴＦＴに入射するのを遮蔽するための第１遮光膜
２が設けられている。第１遮光膜２とＴＦＴの間には、
ＳｉＯ 2から成る下地酸化膜３が設けられている。ゲー
ト電極８であるポリシリコン層とゲート酸化膜７を覆っ
てＳｉＮから成る第２層間膜９が設けられている。第２
層間膜９は、図示されていない領域でゲートと繋がる走
査信号線（ゲート線）となる金属配線層を挟んで形成さ
れている。第２層間膜９上には、Ａｌから成る第２遮光
膜１０が設けられており、これは、データ信号線を兼ね
ている。第２遮光膜１０は、液晶層１２側からの入射光
に対する遮光層となる。第２遮光膜１０は、走査信号線
（ゲート線）と直交する方向に複数本設けられており、
第２層間膜９とゲート酸化膜７を通じて形成されたコン
タクトホールを介してソース４に接続されている。さら
に第２遮光膜１０と第２層間膜９を覆って、平坦化のた
めの第３層間膜１１が形成されている。この第３層間膜
１１には図示されていない領域に、第２層間膜９及びゲ
ート酸化膜７を通してドレイン６に接続するコンタクト
ホールが形成されている。第３層間膜１１上には各画素
にパターニングされたＩＴＯ膜が形成されており、この
コンタクトホールを介してドレイン６に接続されること
で、画素電極として機能する。
て、以下に説明する。ＴＦＴはソース４、ドレイン６と
なるポリシリコン層とゲート電極８であるポリシリコン
層、それらの層間のゲート酸化膜７で構成されている。
ＴＦＴと透明絶縁性基板１の間には、該基板側からの反
射光がＴＦＴに入射するのを遮蔽するための第１遮光膜
２が設けられている。第１遮光膜２とＴＦＴの間には、
ＳｉＯ 2から成る下地酸化膜３が設けられている。ゲー
ト電極８であるポリシリコン層とゲート酸化膜７を覆っ
てＳｉＮから成る第２層間膜９が設けられている。第２
層間膜９は、図示されていない領域でゲートと繋がる走
査信号線（ゲート線）となる金属配線層を挟んで形成さ
れている。第２層間膜９上には、Ａｌから成る第２遮光
膜１０が設けられており、これは、データ信号線を兼ね
ている。第２遮光膜１０は、液晶層１２側からの入射光
に対する遮光層となる。第２遮光膜１０は、走査信号線
（ゲート線）と直交する方向に複数本設けられており、
第２層間膜９とゲート酸化膜７を通じて形成されたコン
タクトホールを介してソース４に接続されている。さら
に第２遮光膜１０と第２層間膜９を覆って、平坦化のた
めの第３層間膜１１が形成されている。この第３層間膜
１１には図示されていない領域に、第２層間膜９及びゲ
ート酸化膜７を通してドレイン６に接続するコンタクト
ホールが形成されている。第３層間膜１１上には各画素
にパターニングされたＩＴＯ膜が形成されており、この
コンタクトホールを介してドレイン６に接続されること
で、画素電極として機能する。
【００３２】次に、各層の形成方法を述べる。まず、ガ
ラスなどの透明絶縁性基板１上に第１遮光膜２を形成す
る。第１遮光膜２にはタングステンシリサイドを用い
る。なお、第１遮光膜２にはクロム等を用いても良い。
タングステンシリサイドは、後に加えられるＴＦＴの熱
工程に対して安定な性質を持ち、膜厚０．１μｍ程度で
十分な遮光性能を持つ。本実施例では、膜厚０．１７５
μｍとする。第１遮光膜２はスパッタリング法もしくは
ＣＶＤ法で成膜し、第１遮光膜２のエッジをテーパ状に
加工する。シリサイド膜をテーパ状に加工するには、フ
ォトリソグラフィ工程を加えた後に、ＳＦ6＋Ｃ2Ｃｌ2
Ｆ4やＣｌ2＋Ｎ2＋ＡｌＣｌ3などの混合ガスを用いてプ
ラズマエッチングするなどの方法がある。この時、テー
パの形状は、液晶層１２側から第２遮光膜１０の端部を
回り込んで入射した光をＴＦＴよりも外側に反射させる
ため、第１遮光膜２の側面をテーパー形状に加工する。
ラスなどの透明絶縁性基板１上に第１遮光膜２を形成す
る。第１遮光膜２にはタングステンシリサイドを用い
る。なお、第１遮光膜２にはクロム等を用いても良い。
タングステンシリサイドは、後に加えられるＴＦＴの熱
工程に対して安定な性質を持ち、膜厚０．１μｍ程度で
十分な遮光性能を持つ。本実施例では、膜厚０．１７５
μｍとする。第１遮光膜２はスパッタリング法もしくは
ＣＶＤ法で成膜し、第１遮光膜２のエッジをテーパ状に
加工する。シリサイド膜をテーパ状に加工するには、フ
ォトリソグラフィ工程を加えた後に、ＳＦ6＋Ｃ2Ｃｌ2
Ｆ4やＣｌ2＋Ｎ2＋ＡｌＣｌ3などの混合ガスを用いてプ
ラズマエッチングするなどの方法がある。この時、テー
パの形状は、液晶層１２側から第２遮光膜１０の端部を
回り込んで入射した光をＴＦＴよりも外側に反射させる
ため、第１遮光膜２の側面をテーパー形状に加工する。
【００３３】第１遮光膜２の下辺端点２ｂは、ＴＦＴの
チャネル５のチャネル端部５ａの法線方向とチャネル端
部５ａと下辺端点２ｂとを結ぶ線とのなす角度θ1が５
０度以上となる位置に設ける必要がある。本実施例で
は、ＴＦＴのチャネル５のチャネル端部５ａから垂直に
おろした位置から第１遮光膜の下端点２ｂまでの長さを
１．５μｍとする。また、テーパー角度θ3は、３０度
と成るようにテーパー状に加工する。
チャネル５のチャネル端部５ａの法線方向とチャネル端
部５ａと下辺端点２ｂとを結ぶ線とのなす角度θ1が５
０度以上となる位置に設ける必要がある。本実施例で
は、ＴＦＴのチャネル５のチャネル端部５ａから垂直に
おろした位置から第１遮光膜の下端点２ｂまでの長さを
１．５μｍとする。また、テーパー角度θ3は、３０度
と成るようにテーパー状に加工する。
【００３４】この第１遮光膜２を覆って、第１層間膜３
が形成される。ここでは、例えばＳｉＯ2膜をＣＶＤ法
で成膜する。この第１層間膜３の膜厚は、下地に用いた
ガラス基板から金属等の不純物がＴＦＴ工程を経るうち
に拡散してＴＦＴに電気的な影響及ぼすのを防ぐのに十
分な厚さが必要である。このことから、例えば１μｍと
する。
が形成される。ここでは、例えばＳｉＯ2膜をＣＶＤ法
で成膜する。この第１層間膜３の膜厚は、下地に用いた
ガラス基板から金属等の不純物がＴＦＴ工程を経るうち
に拡散してＴＦＴに電気的な影響及ぼすのを防ぐのに十
分な厚さが必要である。このことから、例えば１μｍと
する。
【００３５】この第１層間膜３上にＴＦＴを形成する。
まず、ＬＰＣＶＤ法によりボロンをドープしたアモルフ
ァスシリコン層を０．０７５μｍ厚に成膜したのち、レ
ーザーアニール工程を加え、さらにフォトリソグラフィ
工程とエッチング工程を加えてポリシリコン層を形成す
る。このポリシリコン層を覆って、ゲート酸化膜７を
０．１μｍ厚にＣＶＤ法で成膜する。さらに、第２のポ
リシリコン層をＣＶＤ法で成膜してパターニングし、ゲ
ート電極８を形成する。続いて、イオン注入法でＮ型Ｍ
ＯＳ−ＴＦＴにはリンイオンを、Ｐ型ＭＯＳ−ＴＦＴに
はボロンを注入してソース４とドレイン６を形成したの
ち、不純物の活性化アニールを行う。
まず、ＬＰＣＶＤ法によりボロンをドープしたアモルフ
ァスシリコン層を０．０７５μｍ厚に成膜したのち、レ
ーザーアニール工程を加え、さらにフォトリソグラフィ
工程とエッチング工程を加えてポリシリコン層を形成す
る。このポリシリコン層を覆って、ゲート酸化膜７を
０．１μｍ厚にＣＶＤ法で成膜する。さらに、第２のポ
リシリコン層をＣＶＤ法で成膜してパターニングし、ゲ
ート電極８を形成する。続いて、イオン注入法でＮ型Ｍ
ＯＳ−ＴＦＴにはリンイオンを、Ｐ型ＭＯＳ−ＴＦＴに
はボロンを注入してソース４とドレイン６を形成したの
ち、不純物の活性化アニールを行う。
【００３６】ＴＦＴを作製したのち、ＳｉＮからなる第
１の絶縁膜をＣＶＤ法で０．４μｍの膜厚に形成する。
第１の絶縁膜にはエッチング工程を加え、ゲート電極に
繋がるコンタクトホールを形成する。これを通じて、第
２層間膜９上に形成する不図示の金属配線層とゲートを
接続させる。金属配線層はＡｌをスパッタリングして形
成する。この金属配線層と第１の絶縁膜とを覆って、さ
らにＳｉＮ膜を０．４μｍの厚みに形成して第２層間膜
９とする。
１の絶縁膜をＣＶＤ法で０．４μｍの膜厚に形成する。
第１の絶縁膜にはエッチング工程を加え、ゲート電極に
繋がるコンタクトホールを形成する。これを通じて、第
２層間膜９上に形成する不図示の金属配線層とゲートを
接続させる。金属配線層はＡｌをスパッタリングして形
成する。この金属配線層と第１の絶縁膜とを覆って、さ
らにＳｉＮ膜を０．４μｍの厚みに形成して第２層間膜
９とする。
【００３７】第２層間膜９の上には、第２遮光膜１０を
形成する。これは、Ａｌをスパッタリングして成膜し、
データ線となるようパターニングをする。その際、ＴＦ
Ｔのチャネル領域が投影される領域の第２遮光膜１０の
幅は、第２遮光膜１０の端部１０ａにおける法線と端部
１０ａと第１遮光膜２のテーパ開始点２ａとを結ぶ線と
がなす角度θ2が３０度以上となる幅に設計する。本実
施例ではステッパーの精度を考慮して、第１遮光膜２の
テーパ開始点２ａと第２遮光膜１０の端部１０ａまでの
長さｄを０．８μｍとする。この第２遮光膜１０は、第
２層間膜９に形成されたコンタクトホールを介してソー
ス４と接続されている。
形成する。これは、Ａｌをスパッタリングして成膜し、
データ線となるようパターニングをする。その際、ＴＦ
Ｔのチャネル領域が投影される領域の第２遮光膜１０の
幅は、第２遮光膜１０の端部１０ａにおける法線と端部
１０ａと第１遮光膜２のテーパ開始点２ａとを結ぶ線と
がなす角度θ2が３０度以上となる幅に設計する。本実
施例ではステッパーの精度を考慮して、第１遮光膜２の
テーパ開始点２ａと第２遮光膜１０の端部１０ａまでの
長さｄを０．８μｍとする。この第２遮光膜１０は、第
２層間膜９に形成されたコンタクトホールを介してソー
ス４と接続されている。
【００３８】さらに、第２遮光膜１０と第２層間膜９を
覆って平坦化のための第３層間膜１１を０．８μｍ塗布
する。第３層間膜１１にはエッチング工程を加え、第２
層間膜９とゲート酸化膜７とを通じてドレイン５に繋が
るコンタクトホールを形成する。最後にＩＴＯ膜をスパ
ッタリング法で成膜し、各画素電極の形状にパターニン
グする。
覆って平坦化のための第３層間膜１１を０．８μｍ塗布
する。第３層間膜１１にはエッチング工程を加え、第２
層間膜９とゲート酸化膜７とを通じてドレイン５に繋が
るコンタクトホールを形成する。最後にＩＴＯ膜をスパ
ッタリング法で成膜し、各画素電極の形状にパターニン
グする。
【００３９】その後、液晶層１２，対向基板１３を形成
することにより液晶表示装置が完成する。
することにより液晶表示装置が完成する。
【００４０】
【発明の効果】本発明では、ＴＦＴの下に形成される第
１遮光膜、上部に形成される第２遮光膜及びチャネルと
の位置関係を規定し、第１遮光膜の端部をテーパー形状
とすることで、液晶パネルの出斜側外部に設けられる光
学系からの反射光、あるいはＴＦＴの形成される基板裏
面からの反射光を第１遮光膜で確実に遮光し、また、第
２遮光膜を回り込んだ光は、第１遮光膜のテーパー面で
反射されることで、ＴＦＴのチャネルにおける光リーク
を抑制できるとともに、開口率も向上できる。
１遮光膜、上部に形成される第２遮光膜及びチャネルと
の位置関係を規定し、第１遮光膜の端部をテーパー形状
とすることで、液晶パネルの出斜側外部に設けられる光
学系からの反射光、あるいはＴＦＴの形成される基板裏
面からの反射光を第１遮光膜で確実に遮光し、また、第
２遮光膜を回り込んだ光は、第１遮光膜のテーパー面で
反射されることで、ＴＦＴのチャネルにおける光リーク
を抑制できるとともに、開口率も向上できる。
【図１】本発明の効果を説明する模式的断面図である。
【図２】裏面青色光照射強度に対するリーク電流の変化
の第１遮光膜の幅依存性を示すグラフである。
の第１遮光膜の幅依存性を示すグラフである。
【図３】本発明の一例になる液晶表示装置の断面図であ
り、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ’線での断面図を示す。
り、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ’線での断面図を示す。
【図４】従来構造の問題点を説明する模式的断面図であ
る。
る。
１ 透明絶縁性基板 ２ 第１遮光膜 ２ａ テーパー開始点 ２ｂ 下辺端部 ３ 第１層間膜 ４ ソース ５ チャネル ５ａ チャネル端部 ６ ドレイン ７ ゲート酸化膜 ８ ゲート電極 ９ 第２層間膜 １０ 第２遮光膜 １０ａ 第２遮光膜端部 １１ 第３層間膜 １２ 液晶層 １３ 対向基板 １５ 入射光
フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H092 JA25 JA29 JA38 JA42 JA44 JB14 JB23 JB32 JB33 JB54 JB57 JB63 JB69 KA04 KA07 KA16 KA18 MA05 MA08 MA14 MA15 MA16 MA18 MA19 MA20 MA27 MA30 MA35 MA37 MA41 NA07 NA22 NA25 NA27 PA06 PA09 5C058 AA09 AB01 BA08 BA35 EA26 5C094 AA07 BA03 BA16 BA43 DA13 EA10 ED15 GB01 JA09
Claims (5)
- 【請求項１】 透明絶縁性基板上に第１遮光膜、第１層
間膜、薄膜トランジスタ、第２層間膜及び第２遮光膜と
をこの順に有する液晶表示装置であって、 前記第１遮光膜は、薄膜トランジスタ側の上辺が基板側
の下辺よりも短い台形形状となる端部テーパー形状を有
し、前記下辺の端部と薄膜トランジスタのチャネル端部
とを結ぶ線と該チャネル端部の法線方向との成す角が５
０度以上であり、 且つ、前記第２遮光膜の下面端部と前記第１遮光膜の上
辺のテーパー開始点とを結ぶ線と、該第２遮光膜の下面
端部の法線方向との成す角が３０度以上であることを特
徴とする液晶表示装置。 - 【請求項２】 前記第１遮光膜の端部テーパー角が３０
〜８０度であることを特徴とする請求項１に記載の液晶
表示装置。 - 【請求項３】 前記第１遮光膜はシリサイドにより形成
されていることを特徴とする請求項１または２に記載の
液晶表示装置。 - 【請求項４】 前記第１遮光膜のテーパー部はＳＦ6＋
Ｃ2Ｃｌ2Ｆ4又はＣｌ 2＋Ｎ2＋ＡｌＣｌ3の混合ガスを用
いたプラズマエッチングにより形成されたものであるこ
とを特徴とする請求項３に記載の液晶表示装置。 - 【請求項５】 前記第２遮光膜がデータ線を兼ねること
を特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の液晶
表示装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10354845A JP3107075B2 (ja) | 1998-12-14 | 1998-12-14 | 液晶表示装置 |
| TW088121831A TW439297B (en) | 1998-12-14 | 1999-12-10 | Liquid crystal display device |
| KR10-1999-0057448A KR100387165B1 (ko) | 1998-12-14 | 1999-12-14 | 액정 디스플레이 장치 |
| US09/461,001 US6567136B1 (en) | 1998-12-14 | 1999-12-14 | Liquid crystal display device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10354845A JP3107075B2 (ja) | 1998-12-14 | 1998-12-14 | 液晶表示装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000180899A true JP2000180899A (ja) | 2000-06-30 |
| JP3107075B2 JP3107075B2 (ja) | 2000-11-06 |
Family
ID=18440304
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10354845A Expired - Fee Related JP3107075B2 (ja) | 1998-12-14 | 1998-12-14 | 液晶表示装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6567136B1 (ja) |
| JP (1) | JP3107075B2 (ja) |
| KR (1) | KR100387165B1 (ja) |
| TW (1) | TW439297B (ja) |
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| JP2012027495A (ja) * | 2000-09-29 | 2012-02-09 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体装置 |
| CN103035736A (zh) * | 2011-09-29 | 2013-04-10 | 株式会社半导体能源研究所 | 半导体装置及其制造方法 |
| JP2015050059A (ja) * | 2013-09-02 | 2015-03-16 | 株式会社ジャパンディスプレイ | 表示装置 |
| WO2020115837A1 (ja) * | 2018-12-05 | 2020-06-11 | 凸版印刷株式会社 | ブラックマトリクス基板、及びブラックマトリクス基板を備えた表示装置 |
| JP2020520081A (ja) * | 2017-05-12 | 2020-07-02 | 京東方科技集團股▲ふん▼有限公司Ｂｏｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｇｒｏｕｐ Ｃｏ．，Ｌｔｄ． | 薄膜トランジスタ及びその製造方法、表示パネルと表示装置 |
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| TW513753B (en) * | 2000-03-27 | 2002-12-11 | Semiconductor Energy Lab | Semiconductor display device and manufacturing method thereof |
| TW504846B (en) * | 2000-06-28 | 2002-10-01 | Semiconductor Energy Lab | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
| KR100475111B1 (ko) * | 2001-12-28 | 2005-03-10 | 엘지.필립스 엘시디 주식회사 | 액정표시장치의 제조방법 |
| CN101840116B (zh) * | 2009-03-16 | 2014-02-26 | 北京京东方光电科技有限公司 | Tft-lcd阵列基板及其制造方法 |
| KR101339001B1 (ko) * | 2012-07-04 | 2013-12-09 | 엘지디스플레이 주식회사 | 액정표시장치용 어레이기판 및 제조방법 |
| CN103383946B (zh) * | 2013-07-12 | 2016-05-25 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种阵列基板、显示装置及阵列基板的制备方法 |
| CN112802883A (zh) * | 2021-02-05 | 2021-05-14 | 厦门天马微电子有限公司 | 显示面板和显示装置 |
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|---|---|---|---|---|
| US4477310A (en) | 1983-08-12 | 1984-10-16 | Tektronix, Inc. | Process for manufacturing MOS integrated circuit with improved method of forming refractory metal silicide areas |
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| JPH0764111A (ja) * | 1993-08-30 | 1995-03-10 | Sanyo Electric Co Ltd | 液晶表示装置とその製造方法 |
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| JPH08171101A (ja) | 1994-12-19 | 1996-07-02 | Toshiba Corp | 液晶表示装置の製造方法 |
| JPH08278498A (ja) * | 1995-04-10 | 1996-10-22 | Toshiba Corp | カラーフィルタ |
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