JP2001066633A - 液晶表示装置および投射型液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 表示領域の開口率を向上させる。 【解決手段】 ソースバスライン４２の下側に、付加容
量共通配線として機能する下部遮光膜３２および付加容
量上部電極３６を略オーバーラップさせて形成する。こ
うして、ソースバスライン４２下に、ドレインに続く付
加容量電極３４aと付加容量上部電極３６との間でなる
第１付加容量と、付加容量電極３４aと付加容量共通配
線３２との間でなる第２付加容量とを積層して、小さな
面積で所望の容量を得ると共に、付加容量による開口率
の低下を極力抑える。さらに、画素電極４５を下部遮光
膜３２およびゲートバスライン３８にオーバーラップさ
せて、上記表示領域内略全面に形成することによって、
画素電極４５の周囲を遮光するための遮光膜を上記対向
基板上に新たに形成する必要がないようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、液晶表示装置お
よびこの液晶表示装置を用いた投射型液晶表示装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】近年、薄膜トランジスタ(ＴＦＴ)を液晶
駆動用のスイッチング素子として用いる液晶表示装置の
開発が活発に行われている。

【０００３】上記液晶表示装置の一例として、ドライバ
一体型液晶表示装置の平面模式図を図７に示す。ガラス
基板１あるいは石英基板１上に、ゲートドライバ２,ソ
ースドライバ３およびＴＦＴアレイ部４が配置されてい
る。ゲートドライバ２は、シフトレジスタ２aおよびバ
ッファ２bから構成されている。また、ソースドライバ
３は、シフトレジスタ３aおよびバッファ３３bと、ビデ
オライン８のサンプリングを行うアナログスイッチ９と
から構成されている。

【０００４】上記ＴＦＴアレイ部４には、上記ゲートド
ライバ２から延びる多数の平行したゲートバスライン１
０が配設されている。また、ソースドライバ３から延び
る多数の平行したソースバスライン１１が、ゲートバス
ライン１０に直交して配設されている。さらに、ゲート
バスライン１０に平行して付加容量共通配線１２が配設
されている。そして、２本のゲートバスライン１０と２
本のソースバスライン１１とで囲まれた矩形の領域に
は、ＴＦＴ５,画素６および付加容量７が設けられてい
る。尚、ＴＦＴ５のゲート電極はゲートバスライン１０
に接続され、ソース電極はソースバスライン１１に接続
され、ドレイン電極は画素６および付加容量７に接続さ
れている。そして、画素６を構成する画素電極(図示せ
ず)と対向基板上の対向電極(図示せず)との間に液晶が
封入されている。また、付加容量共通配線１２は、上記
対向電極と同じ電位の電極に接続されている。

【０００５】上記構成を有する液晶表示装置において、
近年、画素ピッチが小さいものが開発されており、１画
素のピッチとして３０μm以下、場合によって２０μm以
下のものが開発されている。特に、携帯用のプロジェク
タの場合には装置を小型にする必要があり、対角１イン
チ以下の高精細の液晶ディスプレイが使用される。

【０００６】図８は、図７に示す液晶表示装置における
１個分の画素６のレイアウト図である。また、図９は、
図８におけるＡ‐Ａ矢視断面図である。以下、図８およ
び図９に従って、従来の液晶表示装置における画素６の
形成手順について説明する。

【０００７】先ず、ガラス基板あるいは石英基板等の絶
縁基板１上に、活性層となる多結晶シリコン薄膜１６を
４０nm〜８０nmの膜厚で形成する。次に、スパッタリン
グあるいはＣＶＤ(化学蒸着)法を用いて、ゲート絶縁膜
１７を８０nm〜１５０nmの膜厚で形成する。次に、多結
晶シリコン薄膜１６において、後に付加容量を形成する
付加容量部１６aにリンイオンを１×１０¹⁵cm^-2の濃度
で注入する。これは、イオン注入をゲート電極１８及び
付加容量共通配線１２の形成後に行うと、上記電極や配
線があるために電極や配線の下方にイオンが注入されな
いためである。

【０００８】次に、上記ゲート電極１８,ゲートバスラ
イン１０および付加容量共通配線１２を、金属あるいは
低抵抗の多結晶シリコンを用いて所定の形状にパターニ
ングして形成する。次に、この薄膜トランジスタの導電
型を決定するために、ゲート電極１８上方からリンイオ
ンを１×１０¹⁵cm^-2の濃度で注入し、ゲート電極１８の
下部にチャネル２０を形成する。次に、シリコン酸化膜
あるいはシリコン窒化膜を用いて第１層間絶縁膜２１を
全面に形成した後、コンタクトホール２２,２３を形成
する。次に、ソースバスライン１１およびドレイン電極
２４を、Ａl等の低抵抗の金属を用いて形成する。

【０００９】次に、アクリル樹脂等で第２層間絶縁膜２
５を全面に形成した後、コンタクトホール２６の形成を
行い、次いでＩＴＯ(インジュウム錫酸化物)等の透明導
電膜を用いて画素電極２７を形成する。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の液晶表示装置における画素６の構成では、以下のよ
うな問題がある。すなわち、実際に液晶のオン/オフを
行い、実質的な開口部として機能するのは、表示領域か
らゲートバスライン１０,ソースバスライン１１,ＴＦＴ
５および付加容量共通配線１２を除いた部分であり、１
画素のピッチが３０μm以下と小さくなった場合には、
開口部も特に小さくなる。

【００１１】上記表示領域の開口率が小さい場合には、
液晶表示装置の表示が暗くなるという問題があり、好ま
しくはない。

【００１２】そこで、この発明の目的は、表示領域の開
口率を向上させた液晶表示装置、および、この液晶表示
装置を用いた投射型液晶表示装置を提供することにあ
る。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、第１の発明の液晶表示装置は、ゲートバスライン,
ソースバスライン,付加容量,付加容量共通配線,上記ゲ
ートバスラインとソースバスラインとの交差部近傍に配
置されたトランジスタ,上記トランジスタに接続された
画素電極が形成された第１基板と,上記画素電極に対向
する対向電極が形成された第２基板とを有し,上記第１
基板と第２基板の間には液晶材料が挟持されている液晶
表示装置において、上記トランジスタの下部領域に上記
ゲートバスラインあるいはソースバスラインとオーバー
ラップして形成されると共に、上記付加容量共通配線を
兼ねる下部遮光膜を備えたことを特徴としている。

【００１４】上記構成によれば、ゲートバスラインある
いはソースバスラインとオーバーラップして形成された
下部遮光膜によって、トランジスタ下方からの光が遮断
される。こうして、リーク電流が防止される。さらに、
付加容量共通配線は、上記下部遮光膜を兼ねてゲートバ
スラインあるいはソースバスラインとオーバーラップし
て形成されているので、上記付加容量共通配線による開
口率の低下が防止される。

【００１５】また、上記第１の発明の液晶表示装置は、
上記トランジスタのチャネル部を,上記ソースバスライ
ン下部に当該ソースバスラインに沿って形成し、上記ソ
ースバスラインを上部遮光膜として機能させることが望
ましい。

【００１６】上記構成によれば、上記トランジスタの上
部に形成されたソースバスラインを上部遮光膜として機
能させることで、新たに上部遮光膜を形成する必要がな
く、新たに上部遮光膜を形成することによる開口率の低
下が回避される。こうして、明るい表示が行われる。

【００１７】また、上記第１の発明の液晶表示装置は、
上記トランジスタのドレイン端部を上記付加容量共通配
線に沿って延在させ、上記ドレインの延在部と付加容量
共通配線との間で第２の付加容量を形成することが望ま
しい。

【００１８】上記構成によれば、上記ドレインの延在部
と付加容量共通配線との間で第２の付加容量が形成され
て、トランジスタの下部にも付加容量が形成される。こ
うして、上記付加容量と加えて、小さな面積で所望の容
量の付加容量が得られ、付加容量に起因する開口率の低
下が抑えられる。

【００１９】また、上記第１の発明の液晶表示装置は、
上記付加容量を,上記ドレインの延在部の上部に当該ド
レインの延在部に沿って形成された付加容量上部電極を
有するように成し、上記付加容量共通配線を,上記付加
容量上部電極と電気的に接続することが望ましい。

【００２０】上記構成によれば、上記付加容量共通配線
は付加容量上部電極と電気的に接続されているので、上
記付加容量上部電極に電圧を印加するための新たな配線
を形成する必要がない。したがって、上記付加容量上部
電極用の配線による開口率の低下が回避される。さら
に、２つの付加容量がバスラインにオーバーラップして
形成されるので、開口率の低下が防止される。

【００２１】また、第２の発明の液晶表示装置は、ゲー
トバスライン,ソースバスライン,付加容量,上記ゲート
バスラインとソースバスラインとの交差部近傍に配置さ
れたトランジスタ,上記トランジスタに接続された画素
電極が形成された第１基板と,上記画素電極に対向する
対向電極が形成された第２基板とを有し,上記第１基板
と第２基板との間には液晶材料が挟持されている液晶表
示装置において、上記ゲートバスラインあるいはソース
バスラインの下部領域に成膜された絶縁膜に形成された
溝と、上記溝を覆って形成された付加容量上部電極を備
えると共に、上記トランジスタのドレイン端部は上記絶
縁膜上を溝の内壁に沿って延在しており、少なくとも上
記溝の内壁部における上記ドレインの延在部と付加容量
上部電極との間で上記付加容量を構成していることを特
徴としている。

【００２２】上記構成によれば、ゲートバスラインある
いはソースバスラインの下部領域に形成された溝の内壁
部に、上記トランジスタのドレインの延在部と付加容量
上部電極との間で成る上記付加容量が形成される。こう
して、所望の容量の付加容量が小さな面積で効率よくバ
スラインにオーバーラップして形成される。したがっ
て、上記付加容量による開口率の低下が抑制される。

【００２３】また、上記第２の発明の液晶表示装置は、
上記絶縁膜の下部領域に,上記ゲートバスラインあるい
はソースバスラインとオーバーラップすると共に,下部
遮光膜を兼ねる付加容量共通配線を形成し、上記ドレイ
ンの延在部と付加容量共通配線との間で第２の付加容量
を形成することが望ましい。

【００２４】上記構成によれば、上記ドレインの延在部
と付加容量共通配線との間で第２の付加容量が形成され
て、トランジスタの下部にも付加容量が形成される。こ
うして、上記付加容量と加えて、小さな面積で所望の容
量の付加容量が得られ、付加容量に起因する開口率の低
下が抑えられる。さらに、下部遮光膜として機能する上
記付加容量共通配線によってトランジスタ下方からの光
が遮断される。こうして、リーク電流が防止される。

【００２５】また、上記第２の発明の液晶表示装置は、
上記付加容量共通配線を、上記付加容量上部電極と電気
的に接続することが望ましい。

【００２６】上記構成によれば、上記付加容量共通配線
は付加容量上部電極と電気的に接続されているので、上
記付加容量上部電極に電圧を印加するための新たな配線
を形成する必要がない。したがって、上記付加容量上部
電極用の配線による開口率の低下が回避される。

【００２７】また、上記第２の発明の液晶表示装置は、
上記トランジスタのチャネル部を,上記ソースバスライ
ン下部に当該ソースバスラインに沿って形成し、上記ソ
ースバスラインを上部遮光膜として機能させることが望
ましい。

【００２８】上記構成によれば、上記トランジスタの上
部に形成されたソースバスラインを上部遮光膜として機
能させることで、新たに上部遮光膜を形成する必要がな
く、新たに上部遮光膜を形成することによる開口率の低
下が回避される。こうして、明るい表示が行われる。

【００２９】また、第３の発明の液晶表示装置は、ゲー
トバスライン,ソースバスライン,付加容量,上記ゲート
バスラインとソースバスラインとの交差部近傍に配置さ
れたトランジスタ,上記トランジスタに接続された画素
電極が形成された第１基板と,上記画素電極に対向する
対向電極が形成された第２基板とを有し,上記第１基板
と第２基板との間には液晶材料が挟持されている液晶表
示装置において、上記付加容量は絶縁膜に設けられた溝
の内壁部に形成されており、上記溝の底部にはエッチス
トッパが形成されていることを特徴としている。

【００３０】上記構成によれば、付加容量を構成する溝
の底部にはエッチストッパが形成されている。したがっ
て、絶縁膜にエッチングによって溝を形成する場合に上
記溝の深さが所定値に設定されて、容量値のばらつきが
ないトレンチ型の付加容量が得られる。さらに、上記エ
ッチストッパの存在によって上記溝の底部が平坦にな
る。したがって、信頼性の高い容量値を呈する上記付加
容量が得られる。

【００３１】また、上記第３の発明の液晶表示装置は、
上記エッチストッパの下部に付加容量下部電極を備え
て、上記付加容量下部電極とエッチストッパとを用いて
第２の付加容量を形成することが望ましい。

【００３２】上記構成によれば、上記溝の内壁部と下部
とに付加容量が形成される。こうして、小さな面積で効
率良く所望の容量の付加容量が得られ、付加容量に起因
する開口率の低下が抑えられる。

【００３３】また、上記第３の発明の液晶表示装置は、
上記エッチストッパを、比誘電率が８以上の誘電体で構
成することが望ましい。

【００３４】上記構成によれば、上記エッチストッパと
して比誘電率が８以上の誘電体が使用されて、さらに小
さな面積で効率良く所望の容量の付加容量が形成され
る。

【００３５】また、上記第３の発明の液晶表示装置は、
上記エッチストッパを陽極酸化膜で構成することが望ま
しい。

【００３６】上記構成によれば、上記エッチストッパは
陽極酸化膜で構成されているので、エッチングによって
上記溝が形成される際に、上記溝が形成されるＳiＯ₂等
の絶縁膜と上記エッチストッパとの選択比が大きく、所
望の深さの上記溝が形成される。さらに、上記エッチス
トッパの比誘電率も高く、所望の容量を呈する付加容量
が効率良く形成される。

【００３７】また、上記第３の発明の液晶表示装置は、
上記溝を覆って形成された付加容量上部電極を備えて、
上記付加容量上部電極を上記付加容量下部電極と電気的
に接続することが望ましい。

【００３８】上記構成によれば、上記溝の内壁部に形成
された上記付加容量を構成する付加容量上部電極と、上
記溝の下部に形成された第２の付加容量を構成する付加
容量下部電極とが電気的に接続されている。したがっ
て、上記付加容量上部電極に電圧を印加するための新た
な配線を形成する必要がなく、上記付加容量上部電極用
の配線による開口率の低下が回避される。

【００３９】また、上記第３の発明の液晶表示装置は、
上記付加容量下部電極を、他の付加容量下部電極と共通
に形成された付加容量共通配線とすることが望ましい。

【００４０】上記構成によれば、個々の付加容量下部電
極を形成するためのプロセスが不必要であり、上記付加
容量下部電極の形成プロセスが簡素化される。

【００４１】また、上記第３の発明の液晶表示装置は、
上記付加容量共通配線を、上記トランジスタのチャネル
部の下部領域に上記ソースバスラインとオーバーラップ
して形成し、下部遮光膜を兼ねるようにすることが望ま
しい。

【００４２】上記構成によれば、上記ソースバスライン
とオーバーラップして形成されて上記付加容量共通配線
として機能する下部遮光膜によって、トランジスタ下方
からの光が遮断される。こうして、リーク電流が防止さ
れる。

【００４３】また、上記第１〜第３の発明の液晶表示装
置は、上記画素電極の配列ピッチを３０μm以下とする
ことが望ましい。

【００４４】上記構成によれば、例えば、１インチ以下
の高精細な液晶表示装置が容易に実現可能となる。

【００４５】また、上記第１〜第３の発明の液晶表示装
置は、上記トランジスタを、活性層が多結晶シリコン膜
で構成され、上記チャネル部近傍には低濃度不純物領域
を有するように成すことが望ましい。

【００４６】多結晶シリコンに形成されたチャネル部近
傍に低濃度不純物領域を有するＬＤＤ(ライトリィ・ドー
プド・ドレイン)構造のトランジスタは、特に光によるリ
ーク電流が発生しやすい。上記構成によれば、上記トラ
ンジスタの下部に、上記ゲートバスラインあるいはソー
スバスラインとオーバーラップして上記付加容量共通配
線を兼ねる遮光膜が形成されている。したがって、トラ
ンジスタ下方からの光が遮断されてリーク電流が防止さ
れる。こうして、ＬＤＤ構造トランジスタのオフ特性が
改良されて、表示品位が高められる。

【００４７】また、第４の発明の投射型液晶表示装置
は、上記第１〜第３の発明の液晶表示装置を用いて構成
されたことを特徴としている。

【００４８】上記構成によれば、上記第１〜第３の発明
の液晶表示装置を用いることによって、例えばモバイル
用の小型高精細の投射型液晶表示装置が実現される。そ
の際に、直視型の液晶表示装置に比べて強力なバックラ
イトからの光が照射される投射型液晶表示装置において
も表示品位が高められる。

【００４９】

【発明の実施の形態】以下、この発明を図示の実施の形
態により詳細に説明する。＜第１実施の形態＞図１は、
本実施の形態の液晶表示装置における画素１個分のレイ
アウト図である。また、図２は、図１におけるＢ‐Ｂ矢
視断面を示す。また、図３は、図１におけるＣ‐Ｃ矢視
断面を示す。以下、図１〜図３に従って、本実施の形態
における液晶表示装置の構成および形成手順について説
明する。尚、本実施の形態の液晶表示装置における基本
構成は、図７に示す構成と同様である。

【００５０】絶縁基板３１上に、下方からの光を遮断す
ると共に、付加容量共通配線となる下部遮光膜(斜線部)
３２を、不純物がドープされたポリシリコンを用いて３
００nmの膜厚でソースバスラインの形成領域にオーバー
ラップさせて形成する。尚、この下部遮光膜３２とし
て、金属シリサイドを用いてもよい。

【００５１】次に、ＳiＯ₂等でなる絶縁膜３３を１μm
の膜厚で形成する。次に、ＴＦＴの活性層となる多結晶
シリコン薄膜３４を、４０nm〜８０nmの膜厚で下部遮光
膜３２にオーバーラップさせて形成する。この多結晶シ
リコン薄膜３４は、延在させることによって付加容量電
極３４aとする。この付加容量電極３４aは、リンイオン
を導入することによって低抵抗膜としている。次に、ス
パッタリングもしくはＣＶＤ法を用いて、ゲート絶縁膜
３５を８０nm〜１５０nmの膜厚で形成する。

【００５２】次に、後に上記ゲート絶縁膜３５上に形成
される付加容量上部電極３６と下部遮光膜３２との接続
を行うためのコンタクトホール３７を、絶縁膜３３およ
びゲート絶縁膜３５に対するエッチングによって形成
し、コンタクトホール３７を介して下部遮光膜３２を露
出させる。

【００５３】次に、ゲートバスライン(ゲート電極)３８
を、金属あるいは低抵抗の多結晶シリコンを用いて所定
の形状にパターニングして、下部遮光膜３２および多結
晶シリコン薄膜３４に直交するように所定の間隔で形成
する。また、ゲートバスライン(ゲート電極)３８と同一
材料で、付加容量上部電極３６を、一端部がコンタクト
ホール３７を覆い、且つ、下部遮光膜３２にオーバーラ
ップするように形成する。そして、付加容量上部電極３
６と下部遮光膜３２とを電気的に接続する。

【００５４】こうして、上記付加容量電極３４aと付加
容量上部電極３６とゲート絶縁膜３５とで構成される第
１付加容量に加えて、下部遮光膜３２でなる付加容量共
通配線と付加容量電極３４aと絶縁膜３３とで構成され
る第２付加容量を形成している。したがって、付加容量
共通配線３２と付加容量上部電極３６との重なり部分に
２層に付加容量を有することによって、小さな面積で所
望の容量の付加容量を得ることができ、開口率の低下を
抑えることができるのである。

【００５５】また、上記付加容量上部電極３６に対する
電圧の供給は、付加容量共通配線３２から行われる。し
たがって、付加容量上部電極３６に電圧を供給するため
の配線を形成する必要がなく、付加容量上部電極３６用
の配線による開口率の低下を回避することができるので
ある。

【００５６】次に、この薄膜トランジスタの導電型を決
定するために、ゲート電極３８の上方からリンイオンを
導入し、多結晶シリコン薄膜３４におけるゲート電極３
８の下部にチャネル３９を形成する。ここで、ＴＦＴを
ＬＤＤ構造にするために、チャネル３９近傍の多結晶シ
リコン薄膜３４にはリンイオンを１×１０¹³cm^-2の濃度
で導入し、その外側の領域の多結晶シリコン薄膜３４に
はリンイオンを１×１０¹⁵cm^-2の濃度で導入する。こう
して、ＬＤＤ構造ＴＦＴを下部遮光膜３２上に形成する
ことによって、下からの光に起因して上記ＬＤＤ構造Ｔ
ＦＴに発生するリーク電流を防止する。したがって、上
記ＬＤＤ構造トランジスタのオフ特性を改良して表示品
位を高めることができるのである。

【００５７】次に、シリコン酸化膜によって第１層間絶
縁膜４０を全面に形成した後コンタクトホール４１を形
成する。次に、ソースバスライン４２を、Ａl等の低抵
抗の金属を用いて付加容量共通配線３２にオーバーラッ
プさせて形成する。そして、基板全面に、アクリル樹脂
によって、平坦化膜の役割を持つ第２層間絶縁膜４３を
形成する。

【００５８】次に、上記ゲート絶縁膜３５,第１層間絶
縁膜４０および第２層間絶縁膜４３にコンタクトホール
４４を形成し、次いでＩＴＯ等の透明導電膜を用いて、
ゲートバスライン３８および付加容量共通配線(下部遮
光膜)３２にオーバーラップするように画素電極(図１に
おける点線部分)４５を形成する。その場合、隣り合う
画素電極４５,４５は、ゲートバスライン３８および下
部遮光膜３２の上部において分離されているので、画素
電極４５とゲートバスライン３８および下部遮光膜３２
との間に隙間がない。したがって、画素電極４５の周囲
には光が漏れる個所はなく、画素電極４５に対向する対
向基板(図示せず)上に新たな遮光膜を形成する必要がな
く、上記対向基板の製造プロセスを簡略化できるのであ
る。

【００５９】上述のように、本実施の形態における液晶
表示装置においては、ゲートバスライン３８とソースバ
スライン４２との交差部下方に上記ＬＤＤ構造のＴＦＴ
を形成する。さらに、ソースバスライン４２の下側に、
付加容量共通配線として機能する下部遮光膜３２,ＴＦ
Ｔの活性層３４,付加容量電極３４aおよび付加容量上部
電極３６をオーバーラップさせて形成している。したが
って、図８および図９に示す従来の液晶表示装置のよう
に、付加容量共通配線３２および付加容量がゲートバス
ライン３８およびソースバスライン４２で囲まれた表示
領域内に存在することはない。すなわち、本実施の形態
によれば、付加容量共通配線３２および付加容量による
開口率の低下を極力抑えることができるのである。

【００６０】さらに、上述のことから、上記画素電極４
５を下部遮光膜３２およびゲートバスライン３８にオー
バーラップさせて、上記表示領域内略全面に形成するこ
とができ、画素電極４５の周囲を遮光するための遮光膜
を上記対向基板上に新たに形成する必要がない。

【００６１】また、上記ソースバスライン４２の下側に
は、上記付加容量電極３４aと付加容量上部電極３６と
の間で構成される第１付加容量と、付加容量電極３４a
と付加容量共通配線(下部遮光膜)３２との間で構成され
る第２付加容量とを積層している。したがって、小さな
面積で所望の容量の付加容量を効率良く形成することが
できる。その際に、付加容量上部電極３６は付加容量共
通配線３２と電気的に接続されている。したがって、付
加容量上部電極３６用の配線による開口率の低下を回避
することができる。

【００６２】また、上記ＬＤＤ構造ＴＦＴを下部遮光膜
３２上に形成しているので、下からの光によって上記Ｌ
ＤＤ構造ＴＦＴに発生するリーク電流を防止できる。し
たがって、上記ＬＤＤ構造トランジスタのオフ特性を改
良して、表示品位を高めることができるのである。

【００６３】＜第２実施の形態＞図４は、本実施の形態
の液晶表示装置における画素１個分のレイアウト図であ
る。また、図５は、図４におけるＤ‐Ｄ矢視断面を示
す。また、図６は、図４におけるＥ‐Ｅ矢視断面を示
す。以下、図４〜図６に従って、本実施の形態における
液晶表示装置の構成および形成手順について説明する。

【００６４】絶縁基板５１上に、下方からの光を遮断す
ると共に、付加容量共通配線となる下部遮光膜(斜線部)
５２を、不純物がドープされたポリシリコンによって３
００nmの膜厚でソースバスライン形成領域にオーバーラ
ップさせて形成する。次に、Ｔa₂Ｏ₅等の比誘電率の高
い誘電体膜５３を１００nmの膜厚で形成する。本実施の
形態においては、この誘電体膜５３も付加容量用の絶縁
膜として利用するために、ＳiＯ₂に比べて比誘電率が高
い(「８」以上が望ましい)絶縁膜を使用することが好まし
い。

【００６５】次に、ＳiＯ₂等でなる絶縁膜５４を３μm
の膜厚で形成し、ウエットエッチングおよびドライエッ
チングを行って、下部遮光膜５２上であって後に付加容
量を形成する個所に容量形成用溝５５を形成する。この
絶縁膜５４としては、エッチング速度が高いＳiＯ₂を使
用することが好ましい。このＳiＯ₂のエッチング工程に
おいては、Ｔa₂Ｏ₅膜５３がエッチストッパとして機能
する。そして、このエッチストッパが在るために容量形
成用溝５５の底部が平坦となり、信頼性の高いトレンチ
型容量を形成することができるのである。これに対し
て、上記エッチストッパが無い場合には、容量形成用溝
５５の底部が平坦とはならず、後に容量形成用溝５５内
に形成される種種の薄膜の膜厚が底部において一定とな
らない場合がある。また、上記エッチストッパの存在に
よってオーバーエッチングされることがなく、容量形成
用溝５５の深さが一定となるので設計された値の付加容
量値を得ることができる。

【００６６】また、上記容量形成用溝５５の少なくとも
一部をソースバスライン５６の下部に形成しておくこと
によって、付加容量の存在による開口率の低下を防止す
ることができるのである。尚、この容量形成用溝５５の
形状を、例えば上側の開口部分をウエットエッチングを
行ってテーパ状にすることによって、後にこの上部に形
成する多結晶シリコン薄膜５７およびソースバスライン
５６の断線を防止できる。

【００６７】次に、ＴＦＴの活性層となる多結晶シリコ
ン薄膜５７を、４０nm〜８０nmの膜厚で下部遮光膜５２
にオーバーラップさせて形成する。この多結晶シリコン
薄膜５７は、容量形成用溝５５内まで延在させることに
よって付加容量電極５７aとする。尚、付加容量電極５
７aには、リンイオンを導入することによって低抵抗膜
としている。上述のように、この付加容量電極５７aと
付加容量共通配線である下部遮光膜５２との間の容量が
付加容量となる。次に、スパッタリングあるいはＣＶＤ
法を用いて、ゲート絶縁膜５８を８０nm〜１５０nmの膜
厚で形成する。

【００６８】次に、後に上記ゲート絶縁膜５８上に形成
される付加容量上部電極５９と付加容量共通配線(下部
遮光膜)５２とを接続するためのコンタクトホール６０
を、絶縁膜５４およびゲート絶縁膜５８に対するエッチ
ングによって形成し、コンタクトホール６０を介して付
加容量共通配線５２を露出させる。尚、このエッチング
工程においては、絶縁膜(ＳiＯ₂)５４のエッチングを行
った後に、誘電体(Ｔa₂Ｏ₅)膜５３を除去する必要があ
る。

【００６９】次に、ゲートバスライン(ゲート電極)６１
を、金属あるいは低抵抗の多結晶シリコンを用いて所定
の形状にパターニングして、下部遮光膜５２および多結
晶シリコン薄膜５７に直交するように所定の間隔で形成
する。また、ゲートバスライン(ゲート電極)６１と同一
材料で、付加容量上部電極５９を、容量形成用溝５５お
よびコンタクトホール６０を覆うように形成する。そし
て、付加容量上部電極５９と付加容量共通配線(下部遮
光膜)５２とを電気的に接続する。こうして、付加容量
電極５７aと付加容量上部電極５９および付加容量共通
配線５２との重なり部分で、２重に積層された付加容量
が形成される。このように、付加容量電極５７aの上下
に並列させて付加容量を形成することによって、小さな
面積で所望の容量を形成することができ、開口率の低下
を抑えることが可能となる。

【００７０】その際に、上記付加容量上部電極５９は付
加容量共通配線(下部遮光膜)５２と電気的に接続されて
いるので、付加容量上部電極５９用の配線による開口率
の低下を回避することができる。

【００７１】次に、この薄膜トランジスタの導電型を決
定するために、ゲート電極６１の上方からリンイオンを
導入し、多結晶シリコン薄膜５７におけるゲート電極６
１の下部にチャネル６２を形成する。ここで、ＴＦＴを
ＬＤＤ構造にするために、チャネル６２近傍の多結晶シ
リコン薄膜５７にはリンイオンを１×１０¹³cm^-2の濃度
で導入し、その外側の領域の多結晶シリコン薄膜５７に
はリンイオンを１×１０¹⁵cm^-2の濃度で導入する。こう
して、ＬＤＤ構造ＴＦＴを下部遮光膜５２上に形成する
ことによって、下からの光に起因して上記ＬＤＤ構造Ｔ
ＦＴに発生するリーク電流を防止でき、表示品位を高め
ることができる。

【００７２】次に、シリコン酸化膜によって第１層間絶
縁膜６３を全面に形成した後コンタクトホール６４を形
成する。次に、ソースバスライン５６を、Ａl等の低抵
抗の金属を用いて付加容量共通配線５２にオーバーラッ
プさせて形成する。そして、基板全面に、アクリル樹脂
によって、平坦化膜の役割を持つ第２層間絶縁膜６５を
形成する。

【００７３】次に、上記ゲート絶縁膜５８,第１層間絶
縁膜６３および第２層間絶縁膜６５にコンタクトホール
６６を形成する。次いでＩＴＯ等の透明導電膜を用い
て、ゲートバスライン６１および付加容量共通配線(下
部遮光膜)５２に縁がオーバーラップするように画素電
極(図４における点線部分)６７を形成する。その場合、
隣り合う画素電極６７,６７は、ゲートバスライン６１
および下部遮光膜５２の上部において分離されているの
で、画素電極６７とゲートバスライン６１との隙間がな
い。したがって、画素電極６７の周囲には光が漏れる個
所はなく、画素電極６７に対向する対向基板(図示せず)
上に斬たな遮光膜を形成する必要がなく、上記対向基板
の製造プロセスを簡略化できるのである。

【００７４】上述のように、本実施の形態における液晶
表示装置においては、ゲートバスライン６１とソースバ
スライン５６との交差部下方に上記ＬＤＤ構造のＴＦＴ
を形成する。さらに、ソースバスライン５６の下側に、
付加容量共通配線として機能する下部遮光膜５２,ＴＦ
Ｔの活性層５７,付加容量電極５７aおよび付加容量上部
電極５９を略オーバーラップさせて形成している。した
がって、図８および図９に示す従来の液晶表示装置のよ
うに、付加容量共通配線５２および付加容量がゲートバ
スライン６１およびソースバスライン５６で囲まれた表
示領域内に存在することはない。すなわち、本実施の形
態によれば、付加容量共通配線５２および付加容量によ
る開口率の低下を極力抑えることができるのである。

【００７５】また、上述のことから、第１実施の形態と
同様に、上記画素電極６７を下部遮光膜５２およびゲー
トバスライン６１にオーバーラップさせて、上記表示領
域内略全面に形成することができ、画素電極６７の周囲
を遮光するための遮光膜を上記対向基板上に新たに形成
する必要がない。

【００７６】さらに、上記容量形成用溝５５の内壁部お
よび下部に重ね合わせて付加容量を形成している。した
がって、小さな面積で効率良く所望の付加容量を形成す
ることができる。その際に、付加容量上部電極５９は付
加容量共通配線５２と電気的に接続されている。したが
って、付加容量上部電極５９用の配線による開口率の低
下を回避することができる。また、容量形成用溝５５を
ソースバスライン５６の下部に形成しているので、容量
形成用溝５５の内壁部および下部に形成される付加容量
による開口率の低下は起こらない。仮に、容量形成用溝
５５がソースバスライン５２からはみ出して形成された
としても、はみ出し部分のみが開口率を低下させるだけ
である。

【００７７】また、上記ＬＤＤ構造ＴＦＴを下部遮光膜
５２上に形成しているので、下からの光によって上記Ｌ
ＤＤ構造ＴＦＴに発生するリーク電流を防止できる。し
たがって、上記ＬＤＤ構造トランジスタのオフ特性を改
良して、表示品位を高めることができる。

【００７８】また、上記容量形成用溝５５が形成される
絶縁膜５４の下には、絶縁膜５４に比べてエッチング速
度が遅く且つ比誘電率が高い絶縁膜で成る誘電体膜５３
を形成している。したがって、絶縁膜５４に対してエッ
チングを行って容量形成用溝５５を形成する際に、誘電
体膜５３がエッチストッパとして機能して容量形成用溝
５５の底部を平坦にできる。すなわち、本実施の形態に
よれば、容量値のばらつきがない信頼性の高いトレンチ
型容量を形成できるのである。

【００７９】

【発明の効果】以上より明らかなように、第１の発明の
液晶表示装置は、付加容量を有すると共に、トランジス
タの下部領域に付加容量共通配線を兼ねた下部遮光膜を
設けたので、この下部遮光膜によって、上記トランジス
タへの下方からの光を遮断できる。したがって、光によ
って上記トランジスタに発生するリーク電流を防止でき
る。さらに、上記付加容量共通配線は、ゲートバスライ
ンあるいはソースバスラインとオーバーラップして形成
されているので、上記付加容量共通配線による開口率の
低下を抑制できる。したがって、明るい表示画像を得る
ことができる。

【００８０】また、上記第１の発明の液晶表示装置は、
チャネル部を上記ソースバスライン下部に当該ソースバ
スラインに沿って形成し、上記ソースバスラインを上部
遮光膜として機能させれば、新たに上部遮光膜を形成す
る必要がない。したがって、新たに上部遮光膜を形成す
ることによる開口率の低下を回避できる。

【００８１】また、上記第１の発明の液晶表示装置は、
ドレイン端部を上記付加容量共通配線に沿って延在さ
せ、上記ドレインの延在部と付加容量共通配線との間で
第２の付加容量を形成すれば、上記付加容量と加えて、
小さな面積で所望の容量の付加容量を得ることができ
る。したがって、付加容量に起因する開口率の低下を抑
えることができる。

【００８２】また、上記第１の発明の液晶表示装置は、
上記付加容量を、上記ドレインの延在部の上部に当該ド
レインの延在部に沿って形成された付加容量上部電極を
有するように成し、上記付加容量共通配線を上記付加容
量上部電極と電気的に接続すれば、上記付加容量上部電
極に電圧を印加するための新たな配線を形成する必要が
ない。したがって、上記付加容量上部電極用の配線によ
る開口率の低下を回避できる。さらに、２つの付加容量
をバスラインにオーバーラップして形成するので、開口
率の低下を防止できる。

【００８３】また、第２の発明の液晶表示装置は、付加
容量を有すると共に、ゲートバスラインあるいはソース
バスラインの下部領域に成膜された絶縁膜に溝を形成
し、この溝を覆って付加容量上部電極を形成し、トラン
ジスタのドレインの端部を上記溝の内壁に沿って延在さ
せ、少なくとも上記溝の内壁部における上記ドレインの
延在部と付加容量上部電極との間で上記付加容量を構成
するので、所望の容量を呈する付加容量を小さな面積で
効率よくバスラインにオーバーラップして形成できる。
したがって、上記付加容量による開口率の低下を抑制で
きる。

【００８４】また、上記第２の発明の液晶表示装置は、
上記絶縁膜の下部領域に、上記ゲートバスラインあるい
はソースバスラインとオーバーラップして上記付加容量
共通配線を形成し、上記ドレインの延在部と付加容量共
通配線の間で第２の付加容量を形成すれば、上記付加容
量と加えて、小さな面積で所望の容量を呈する付加容量
を得ることができ、付加容量に起因する開口率の低下を
抑えることができる。さらに、上記付加容量共通配線
を、下部遮光膜を兼ねるようにすれば、上記トランジス
タ下方からの光を遮断できる。こうして、光によって上
記トランジスタに発生するリーク電流を防止できる。

【００８５】また、上記第２の発明の液晶表示装置は、
上記付加容量共通配線を上記付加容量上部電極と電気的
に接続すれば、上記付加容量上部電極に電圧を印加する
ための新たな配線を形成する必要がない。したがって、
上記付加容量上部電極用の配線による開口率の低下を回
避できる。

【００８６】また、上記第２の発明の液晶表示装置は、
上記チャネル部を上記ソースバスライン下部に当該ソー
スバスラインに沿って形成し、上記ソースバスラインを
上部遮光膜として機能させれば、新たに上部遮光膜を形
成する必要がない。したがって、新たに上部遮光膜を形
成することによる開口率の低下を回避できる。

【００８７】また、第３の発明の液晶表示装置は、付加
容量を有すると共に、上記付加容量は絶縁膜に設けられ
た溝の内壁部に形成されており、上記溝の底部にはエッ
チストッパが形成されているので、エッチングによって
上記溝を形成する際に上記溝の深さが所定値に設定され
て、容量値のばらつきがないトレンチ型の付加容量を得
ることができる。さらに、上記エッチストッパの存在に
よって上記溝の底部が平坦になるので、信頼性の高い容
量値を呈する付加容量を得ることができる。

【００８８】また、上記第３の発明の液晶表示装置は、
上記エッチストッパの下部に付加容量下部電極を備え、
上記付加容量下部電極とエッチストッパとを用いて第２
の付加容量を形成すれば、上記溝の内壁部と下部とに付
加容量を形成できる。こうして、小さな面積で効率良く
所望の容量の付加容量を得ることができ、付加容量に起
因する開口率の低下を抑えることができる。

【００８９】また、上記第３の発明の液晶表示装置は、
上記エッチストッパを比誘電率が８以上の誘電体で構成
すれば、さらに小さな面積で効率良く所望の容量の付加
容量を形成できる。

【００９０】また、上記第３の発明の液晶表示装置は、
上記エッチストッパを陽極酸化膜で構成すれば、エッチ
ングによって上記溝が形成されるＳiＯ₂等の絶縁膜と上
記エッチストッパの選択比が大きく、所望の深さの上記
溝を形成することができる。さらに、上記エッチストッ
パの比誘電率も高く、所望の容の付加容量を効率良く形
成できる。

【００９１】また、上記第３の発明の液晶表示装置は、
上記溝を覆って形成された付加容量上部電極を備えて、
上記付加容量上部電極を上記付加容量下部電極と電気的
に接続すれば、上記付加容量上部電極に電圧を印加する
ための新たな配線を形成する必要がない。したがって、
上記付加容量上部電極用の配線による開口率の低下を回
避できる。

【００９２】また、上記第３の発明の液晶表示装置は、
上記付加容量下部電極を他の付加容量下部電極と共通に
形成された付加容量共通配線とすれば、個々の付加容量
下部電極を形成するためのプロセスが不必要となり、上
記付加容量下部電極の形成プロセスを簡素化できる。

【００９３】また、上記第３の発明の液晶表示装置は、
上記付加容量共通配線を、上記チャネル部の下部領域に
上記ソースバスラインとオーバーラップさせて形成し、
下部遮光膜を兼ねるようにすれば、トランジスタ下方か
らの光を遮断できる。こうして、光によって上記トラン
ジスタに発生するリーク電流を防止できる。

【００９４】また、上記第１〜第３の発明の液晶表示装
置は、上記画素電極の配列ピッチを３０μm以下にすれ
ば、例えば、１インチ以下の高精細な液晶表示装置を容
易に実現できる。

【００９５】また、上記第１〜第３の発明の液晶表示装
置は、上記トランジスタを、活性層が多結晶シリコン膜
で構成され、上記チャネル部近傍には低濃度不純物領域
を有するように成せば、特に光によるリーク電流が発生
し易いＬＤＤ構造トランジスタへの下方からの光を遮断
して、リーク電流を防止できる。したがって、上記ＬＤ
Ｄ構造トランジスタのオフ特性を改良して、表示品位を
高めることができる。

【００９６】また、第４の発明の投射型液晶表示装置
は、上記第１〜第３の発明の液晶表示装置を用いて構成
されるので、例えばモバイル用の小型高精細の投射型液
晶表示装置を実現できる。その際に、直視型の液晶表示
装置に比べて強力なバックライトからの光が照射される
投射型液晶表示装置においても表示品位を高めることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の液晶表示装置における画素１個分
のレイアウト図である。

【図２】 図１におけるＢ‐Ｂ矢視断面である。

【図３】 図１におけるＣ‐Ｃ矢視断面図である。

【図４】 図１とは異なる液晶表示装置における画素１
個分のレイアウト図である。

【図５】 図４におけるＤ‐Ｄ矢視断面図である。

【図６】 図４におけるＥ‐Ｅ矢視断面図である。

【図７】 ドライバ１体型液晶表示装置の平面模式図で
ある。

【図８】 図７における１個分の画素のレイアウト図で
ある。

【図９】 図８におけるＡ‐Ａ矢視断面図である。

【符号の説明】

３１,５１…絶縁基板、３２,５２…下部遮光膜(付加容
量共通配線)、３３,５４…絶縁膜、
３４,５７…多結晶シリコン薄膜、３４a,５７a…付加容
量電極、 ３５,５８…ゲート絶縁膜、３６,５
９…付加容量上部電極、３７,４１,４４,６０,６４,６
６…コンタクトホール、３８,６１…ゲートバスライン
(ゲート電極)、３９,６２…チャネル、
４０,６３…第１層間絶縁膜、４２,５６…ソースバスラ
イン、 ４３,６５…第２層間絶縁膜、４５,６７
…画素電極、 ５３…誘電体膜、５５…
容量形成用溝。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H092 JA25 JA29 JA33 JA38 JA42 JA44 JA46 JB13 JB23 JB32 JB33 JB38 JB52 JB57 KA04 KA07 KA24 MA05 MA07 MA08 MA14 MA15 MA16 MA18 MA19 MA20 MA27 NA07 NA25 5C094 AA05 AA10 AA15 AA25 AA43 AA48 BA03 BA43 CA19 DA13 DB01 DB04 EA04 EA05 EA10 EB02 ED15 FA01 FA02 FB02 FB12 FB16 GB10 JA08 JA20

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ゲートバスライン、ソースバスライン、
   付加容量、付加容量共通配線、上記ゲートバスラインと
   ソースバスラインとの交差部近傍に配置されたトランジ
   スタ、上記トランジスタに接続された画素電極が形成さ
   れた第１基板と、上記画素電極に対向する対向電極が形
   成された第２基板とを有し、上記第１基板と第２基板と
   の間には液晶材料が挟持されている液晶表示装置におい
   て、 上記トランジスタの下部領域に上記ゲートバスラインあ
   るいはソースバスラインとオーバーラップして形成され
   ると共に、上記付加容量共通配線を兼ねる下部遮光膜を
   備えたことを特徴とする液晶表示装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の液晶表示装置におい
   て、 上記トランジスタのチャネル部は、上記ソースバスライ
   ン下部に、当該ソースバスラインに沿って形成されてお
   り、 上記ソースバスラインは、上部遮光膜として機能するこ
   とを特徴とする液晶表示装置。
3. 【請求項３】 請求項１あるいは請求項２に記載の液晶
   表示装置において、 上記トランジスタのドレイン端部は上記付加容量共通配
   線に沿って延在しており、上記ドレインの延在部と付加
   容量共通配線との間で第２の付加容量を形成しているこ
   とを特徴とする液晶表示装置。
4. 【請求項４】 請求項３に記載の液晶表示装置におい
   て、 上記付加容量は、上記ドレインの延在部の上部に当該ド
   レインの延在部に沿って形成された付加容量上部電極を
   有しており、 上記付加容量共通配線は、上記付加容量上部電極と電気
   的に接続されていることを特徴とする液晶表示装置。
5. 【請求項５】 ゲートバスライン、ソースバスライン、
   付加容量、上記ゲートバスラインとソースバスラインと
   の交差部近傍に配置されたトランジスタ、上記トランジ
   スタに接続された画素電極が形成された第１基板と、上
   記画素電極に対向する対向電極が形成された第２基板と
   を有し、上記第１基板と第２基板との間には液晶材料が
   挟持されている液晶表示装置において、 上記ゲートバスラインあるいはソースバスラインの下部
   領域に成膜された絶縁膜に形成された溝と、 上記溝を覆って形成された付加容量上部電極を備えると
   共に、 上記トランジスタのドレイン端部は、上記絶縁膜上を溝
   の内壁に沿って延在しており、 少なくとも上記溝の内壁部における上記ドレインの延在
   部と付加容量上部電極との間で上記付加容量を構成して
   いることを特徴とする液晶表示装置。
6. 【請求項６】 請求項５に記載の液晶表示装置におい
   て、 上記絶縁膜の下部領域には、上記ゲートバスラインある
   いはソースバスラインとオーバーラップすると共に、下
   部遮光膜を兼ねる付加容量共通配線が形成されており、 上記ドレインの延在部と付加容量共通配線との間で第２
   の付加容量を形成していることを特徴とする液晶表示装
   置。
7. 【請求項７】 請求項６に記載の液晶表示装置におい
   て、 上記付加容量共通配線は、上記付加容量上部電極と電気
   的に接続されていることを特徴とする液晶表示装置。
8. 【請求項８】 請求項５乃至請求項７の何れか一つに記
   載の液晶表示装置において、 上記トランジスタのチャネル部は、上記ソースバスライ
   ン下部に、当該ソースバスラインに沿って形成されてお
   り、 上記ソースバスラインは、上部遮光膜として機能するこ
   とを特徴とする液晶表示装置。
9. 【請求項９】 ゲートバスライン、ソースバスライン、
   付加容量、上記ゲートバスラインとソースバスラインと
   の交差部近傍に配置されたトランジスタ、上記トランジ
   スタに接続された画素電極が形成された第１基板と、上
   記画素電極に対向する対向電極が形成された第２基板と
   を有し、上記第１基板と第２基板との間には液晶材料が
   挟持されている液晶表示装置において、 上記付加容量は、絶縁膜に設けられ溝の内壁部に形成さ
   れており、 上記溝の底部にはエッチストッパが形成されていること
   を特徴とする液晶表示装置。
10. 【請求項１０】 請求項９に記載の液晶表示装置におい
    て、 上記エッチストッパの下部に付加容量下部電極を備え
    て、 上記付加容量下部電極とエッチストッパとを用いて、第
    ２の付加容量を形成していることを特徴とする液晶表示
    装置。
11. 【請求項１１】 請求項９あるいは請求項１０に記載の
    液晶表示装置において、 上記エッチストッパは、比誘電率が８以上の誘電体で構
    成されていることを特徴とする液晶表示装置。
12. 【請求項１２】 請求項９乃至請求項１１の何れか一つ
    に記載の液晶表示装置において、 上記エッチストッパは、陽極酸化膜で構成されているこ
    とを特徴とする液晶表示装置。
13. 【請求項１３】 請求項１０乃至請求項１２の何れか一
    つに記載の液晶表示装置において、 上記溝を覆って形成された付加容量上部電極を備えて、 上記付加容量上部電極は、上記付加容量下部電極と電気
    的に接続されていることを特徴とする液晶表示装置。
14. 【請求項１４】 請求項１０乃至請求項１３の何れか一
    つに記載の液晶表示装置において、 上記付加容量下部電極は、他の付加容量下部電極と共通
    に形成された付加容量共通配線であることを特徴とする
    液晶表示装置。
15. 【請求項１５】 請求項１４に記載の液晶表示装置に
    おいて、 上記付加容量共通配線は、上記トランジスタのチャネル
    部の下部領域に上記ソースバスラインとオーバーラップ
    して形成されると共に、下部遮光膜を兼ねていることを
    特徴とする液晶表示装置。
16. 【請求項１６】 請求項１乃至請求項１５の何れか一つ
    に記載の液晶表示装置において、 上記画素電極の配列ピッチは３０μm以下であることを
    特徴とする液晶表示装置。
17. 【請求項１７】 請求項１乃至請求項１６の何れか一つ
    に記載の液晶表示装置において、 上記トランジスタは、活性層を多結晶シリコン膜で構成
    し、上記チャネル部近傍には低濃度不純物領域を有する
    ことを特徴とする液晶表示装置。
18. 【請求項１８】 請求項１乃至請求項１７の何れか一つ
    に記載の液晶表示装置を用いて構成されたことを特徴と
    する投射型液晶表示装置。