JP2008065225A - 薄膜トランジスタアレイ、それを用いた画像表示装置およびその駆動方法 - Google Patents
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Abstract
半導体が所望のパターンよりも大きく形成されている場合や、薄膜トランジスタのほぼ全体に半導体が設けられた構成であっても、クロストークのない良好な表示を得るための薄膜トランジスタアレイ、画像表示装置、および駆動方法を提供することを課題とする。
【解決手段】
絶縁基板上にゲート電極とキャパシタ電極とを有し、ゲート絶縁膜を介して、ソース電極とドレイン電極と前記ドレイン電極に接続された画素電極が配置され、且つ半導体層が少なくとも前記ソース電極と前記ドレイン電極との間に配置されている薄膜トランジスタアレイであって、平面視的配置において、少なくとも前記半導体層が配置された領域において、前記キャパシタ電極が前記画素電極よりも大きく、且つ前記画素電極が前記キャパシタ電極に包含されていることを特徴とする薄膜トランジスタアレイ。
【選択図】図1
Description
松本正一著:「液晶ディスプレイ技術−アクティブマトリクスLCD−」p.71の図2.15
図5に示す工程図に従って、図1に示す構造の薄膜トランジスタアレイを作製した。絶縁基板1として、厚さ125μmのポリエチレンナフタレート(PEN)を用意し、Alを50nmスパッタ成膜した後フォトリソおよびエッチングによってゲート電極2とキャパシタ電極10を作製した(図5(a)参照)。なお、図1ではほぼ1画素のみを表記しているが、実際にはマトリクス状に並べて多数個形成したアレイとなっている。
実施例1で作製した薄膜トランジスタアレイに対して、引き続き図6の工程を行って図2の薄膜トランジスタアレイを作製した。まず、全面に感光性樹脂を成膜し、露光・現像することにより層間絶縁膜7を形成した(図6(f)参照)。厚さは10μm、開口径は100μmとした。次に、上部画素電極8としてAlを蒸着、フォトリソグラフィ、エッチングした(図6(g)参照)。これらの工程によって、薄膜トランジスタの特性は実施例1の状態からほとんど変わらなかった。
実施例1で作製した薄膜トランジスタアレイ50と、表示媒体41として液晶を用いて、図9に示す画像表示装置60を作製した。その詳細を、図10に示す。まず、PET上に対向電極22(ITO)を成膜して対向基板21とした。次に、薄膜トランジスタアレイ50および対向基板21に配向膜31としてJSRのオプトマーALを塗布し、ラビング処理を行った。そして、薄膜トランジスタアレイの周囲にシール剤32として積水化学工業のフォトレックSをディスペンスし、ガラスビーズ33およびTN液晶34を滴下し、真空中で対向基板21を重ねて貼り合せた。その後、大気中で対向基板21側からUV照射してシール剤32を硬化させ、熱処理を行った後、偏光板35と貼り合せた。このようにして作製した画像表示装置を、図12の駆動波形で駆動したところ、図13のようにクロストークのない良好な画像が得られた。なお、図22の駆動波形で駆動したところ、クロストークが見られた。
実施例2の薄膜トランジスタ50を用いて、実施例3と同様の工程によって画像表示装置60を作製した。図12の駆動波形で駆動したところ、実施例3と同様に、クロストークのない表示が得られた。なお、図22の駆動波形で駆動したところ、クロストークが見られた。
図7に示す工程図に従って、図3に示す構造の薄膜トランジスタアレイを作製した。絶縁基板1として、厚さ125μmのポリエチレンナフタレート(PEN)を用意し、Alを50nmスパッタ成膜した後フォトリソおよびエッチングによってゲート電極2とキャパシタ電極10を作製した(図7(a)参照)。なお、図3ではほぼ1画素のみを表記しているが、実際にはマトリクス状に並べて多数個形成したアレイとなっている。
次いで、ソース電極4、ドレイン電極5、画素電極11としてCrおよびPdを連続スパッタ成膜し、フォトリソグラフィおよびエッチングによって形成した(図7(d)参照)。チャネル長は30μm、チャネル幅は100μmである。
図8に示す工程図に従って、図4に示す構造の薄膜トランジスタアレイを作製した。絶縁基板1として、厚さ125μmのポリエチレンナフタレート(PEN)を用意し、Alを50nmスパッタ成膜した後フォトリソおよびエッチングによってゲート電極2とキャパシタ電極10を作製した(図8(a)参照)。なお、図4ではほぼ1画素のみを表記しているが、実際にはマトリクス状に並べて多数個形成したアレイとなっている。
次いで、ソース電極4、ドレイン電極5、画素電極11としてCrおよびPdを連続スパッタ成膜し、フォトリソグラフィおよびエッチングによって形成した(図8(d)参照)。チャネル長は30μm、チャネル幅は100μmである。
実施例5で作製した薄膜トランジスタアレイ50と、表示媒体41として液晶を用いて、図9に示す画像表示装置60を作製した。その詳細を、図10に示す。まず、PET上に対向電極22(ITO)を成膜して対向基板21とした。次に、薄膜トランジスタアレイ50および対向基板21に配向膜31としてJSRのオプトマーALを塗布し、ラビング処理を行った。そして、薄膜トランジスタアレイの周囲にシール剤32として積水化学工業のフォトレックSをディスペンスし、ガラスビーズ33およびTN液晶34を滴下し、真空中で対向基板21を重ねて貼り合せた。その後、大気中で対向基板21側からUV照射してシール剤32を硬化させ、熱処理を行った後、偏光板35と貼り合せた。このようにして作製した画像表示装置を、図11の駆動波形で駆動したところ、実施例3と同様に、クロストークのない画像が得られた。なお、図21の駆動波形で駆動したところ、クロストークが見られた。
実施例6の薄膜トランジスタ50を用いて、実施例7と同様の工程によって画像表示装置60を作製した。図11の駆動波形で駆動したところ、実施例3と同様に、クロストークのない表示が得られた。図21の駆動波形で駆動したところ、クロストークが見られた。
実施例1と同様の工程によって、図18の薄膜トランジスタアレイを作製した。この場合、平面視的配置において、画素電極8がキャパシタ電極10よりも大きいので、ゲート電極2がない部分において、半導体層6がソース電極4と画素電極8の両方に接触した構造であるが、画素電極8に流入する電流を防止する手段がない。実際、キャパシタ電極10の電圧に依らず、オフ電流は1μA程度と大きな値を示した。また、これを用いて実施例3と同様の工程で作製した液晶ディスプレイでは、図22の駆動波形ではもちろんのこと、図12の駆動波形を用いてもクロストークが観測された(図19)。
Claims (15)
- 絶縁基板上にゲート電極とキャパシタ電極とを有し、ゲート絶縁膜を介して、ソース電極とドレイン電極と前記ドレイン電極に接続された画素電極が配置され、且つ半導体層が少なくとも前記ソース電極と前記ドレイン電極との間に配置されている薄膜トランジスタアレイであって、平面視的配置において、少なくとも前記半導体層が配置された領域において、前記キャパシタ電極が前記画素電極よりも大きく、且つ前記画素電極が前記キャパシタ電極に包含されていることを特徴とする薄膜トランジスタアレイ。
- 請求項1に記載の薄膜トランジスタアレイ上に、さらに前記画素電極部に開口を有する層間絶縁膜と、前記開口部において前記画素電極と接続された上部画素電極が設けられていることを特徴とする薄膜トランジスタアレイ。
- 絶縁基板上にゲート電極とキャパシタ電極とを有し、ゲート絶縁膜を介して、ソース電極とドレイン電極と画素電極が配置され、且つ半導体層が少なくとも前記ソース電極と前記ドレイン電極との間に配置され、且つその上に前記ドレイン電極部と前記画素電極部に開口を有する層間絶縁膜と、前記開口部において前記ドレイン電極と前記画素電極に接続された上部画素電極が設けられている薄膜トランジスタアレイであって、平面視的配置において、少なくとも前記半導体層が配置された領域において、前記キャパシタ電極が前記画素電極よりも大きく、且つ前記画素電極が前記キャパシタ電極に包含されていることを特徴とする薄膜トランジスタアレイ。
- 絶縁基板上にゲート電極とキャパシタ電極とを有し、ゲート絶縁膜を介して、半導体層が配置され、且つソース電極とドレイン電極と前記ドレイン電極に接続された画素電極が配置されている薄膜トランジスタアレイであって、平面視的配置において、少なくとも前記半導体層が配置された領域において、前記キャパシタ電極が前記画素電極よりも大きく、且つ前記画素電極が前記キャパシタ電極に包含されていることを特徴とする薄膜トランジスタアレイ。
- 請求項4に記載の薄膜トランジスタアレイ上に、さらに前記画素電極部に開口を有する層間絶縁膜と、前記開口部において前記画素電極と接続された上部画素電極が設けられていることを特徴とする薄膜トランジスタアレイ。
- 絶縁基板上にゲート電極とキャパシタ電極とを有し、ゲート絶縁膜を介して、半導体層が配置され、且つソース電極とドレイン電極と画素電極が配置され、且つその上に前記ドレイン電極部と前記画素電極部に開口を有する層間絶縁膜と、前記開口部において前記ドレイン電極と前記画素電極に接続された上部画素電極が設けられている薄膜トランジスタアレイであって、平面視的配置において、少なくとも前記半導体層が配置された領域において、前記キャパシタ電極が前記画素電極よりも大きく、且つ前記画素電極が前記キャパシタ電極に包含されていることを特徴とする薄膜トランジスタアレイ。
- 絶縁基板上にソース電極とドレイン電極と前記ドレイン電極に接続された画素電極とを有し、且つ半導体層が少なくとも前記ソース電極と前記ドレイン電極との間に配置され、且つ前記画素電極部に開口を有するゲート絶縁膜を介して、ゲート電極とキャパシタ電極が配置され、且つその上に前記画素電極部に開口を有する層間絶縁膜と、前記開口部において前記画素電極と接続された上部画素電極が設けられている薄膜トランジスタアレイであって、平面視的配置において、少なくとも前記半導体層が配置された領域において、前記キャパシタ電極が前記画素電極よりも大きく、且つ前記画素電極が前記キャパシタ電極に包含されていることを特徴とする薄膜トランジスタアレイ。
- 絶縁基板上にソース電極とドレイン電極と画素電極とを有し、且つ半導体層が少なくとも前記ソース電極と前記ドレイン電極との間に配置され、且つ前記ドレイン電極部と前記画素電極部に開口を有するゲート絶縁膜を介して、ゲート電極とキャパシタ電極が配置され、且つその上に前記ドレイン電極部と前記画素電極部に開口を有する層間絶縁膜と、前記開口部において前記ドレイン電極と前記画素電極とが接続された上部画素電極が設けられている薄膜トランジスタアレイであって、平面視的配置において、少なくとも前記半導体層が配置された領域において、前記キャパシタ電極が前記画素電極よりも大きく、且つ前記画素電極が前記キャパシタ電極に包含されていることを特徴とする薄膜トランジスタアレイ。
- 絶縁基板上に半導体層を有し、且つソース電極とドレイン電極と前記ドレイン電極に接続された画素電極が配置され、且つ前記画素電極部に開口を有するゲート絶縁膜を介して、ゲート電極とキャパシタ電極が配置され、且つ前記画素電極部に開口を有する層間絶縁膜と、前記開口部において前記画素電極と接続された上部画素電極が設けられている薄膜トランジスタアレイであって、平面視的配置において、少なくとも前記半導体層が配置された領域において、前記キャパシタ電極が前記画素電極よりも大きく、且つ前記画素電極が前記キャパシタ電極に包含されていることを特徴とする薄膜トランジスタアレイ。
- 絶縁基板上に半導体層を有し、且つソース電極とドレイン電極と画素電極が配置され、且つ前記ドレイン電極部と前記画素電極部とに開口を有するゲート絶縁膜を介して、ゲート電極とキャパシタ電極が配置され、且つその上に前記ドレイン電極部と前記画素電極部に開口を有する層間絶縁膜と、前記開口部において前記ドレイン電極と前記画素電極に接続された上部画素電極が設けられている薄膜トランジスタアレイであって、平面視的配置において、少なくとも前記半導体層が配置された領域において、前記キャパシタ電極が前記画素電極よりも大きく、且つ前記画素電極が前記キャパシタ電極に包含されていることを特徴とする薄膜トランジスタアレイ。
- 請求項1乃至請求項10のいずれかに記載の薄膜トランジスタアレイの駆動方法であって、前記薄膜トランジスタアレイがnチャネルであり、前記キャパシタ電極に印加する電圧が、前記ソース電極に印加される電圧波形の最低値よりも低いことを特徴とする駆動方法。
- 請求項1乃至請求項10のいずれかに記載の薄膜トランジスタアレイの駆動方法であって、前記薄膜トランジスタアレイがpチャネルであり、前記キャパシタ電極に印加する電圧が、前記ソース電極に印加される電圧波形の最高値よりも高いことを特徴とする駆動方法。
- 請求項1乃至請求項10のいずれかに記載の薄膜トランジスタアレイと、対向電極を有する対向基板との間に、表示媒体が設けられた画像表示装置。
- 請求項13に記載の画像表示装置の駆動方法であって、前記薄膜トランジスタアレイがnチャネルであり、前記キャパシタ電極に印加する電圧が、前記ソース電極に印加される電圧波形の最低値よりも低いことを特徴とする駆動方法。
- 請求項13に記載の画像表示装置の駆動方法であって、前記薄膜トランジスタアレイがpチャネルであり、前記キャパシタ電極に印加する電圧が、前記ソース電極に印加される電圧波形の最高値よりも高いことを特徴とする駆動方法。
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