JP2009086118A - Liquid crystal display and electronic device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液晶表示装置及びこの液晶表示装置を使用した電子機器に関する。更に詳し
くは、本発明は、バックライトを使用する液晶表示装置において、特に従来の製造工程を
変更することなく製造でき、薄膜トランジスタTFT(Thin Film Transistor)の光リー
ク電流を抑制させた、表示画質が良好な液晶表示装置及びこの液晶表示装置を使用した電
子機器に関する。
The present invention relates to a liquid crystal display device and an electronic apparatus using the liquid crystal display device. More specifically, the present invention is a liquid crystal display device using a backlight, and can be manufactured without changing the conventional manufacturing process, and the display image quality is improved by suppressing the light leakage current of the thin film transistor TFT (Thin Film Transistor). The present invention relates to a good liquid crystal display device and an electronic apparatus using the liquid crystal display device.
一般に、液晶表示装置においてはスイッチング素子としてTFTが多く使用されている
。このTFTは、ガラス基板をはじめとする透明基板上に形成され、チャネル領域に用い
る半導体層には非晶質シリコン(a−Si)やポリシリコン(p−Si)が用いられてい
る。このうち、a−Siを使用したTFTは、製造プロセスの低温化が可能なために広く
使用されている。ところで、これらのp−Si膜やa−Si膜等からなるシリコン薄膜は
光が照射されると電子−正孔対に起因した光電流が発生する。そのため、チャネル領域に
p−Si膜やa−Si膜等の半導体層を使用したTFTは、光がチャネル領域に照射され
ていると、オフ時にリーク電流が増大し、その結果としてクロストークの発生、コントラ
ストの低下等が生じ、表示画像の品質が低下するという問題がある。
In general, liquid crystal display devices often use TFTs as switching elements. The TFT is formed on a transparent substrate such as a glass substrate, and amorphous silicon (a-Si) or polysilicon (p-Si) is used for a semiconductor layer used for a channel region. Among these, TFTs using a-Si are widely used because the manufacturing process can be performed at a low temperature. By the way, when a silicon thin film made of such a p-Si film or a-Si film is irradiated with light, a photocurrent caused by electron-hole pairs is generated. Therefore, a TFT using a semiconductor layer such as a p-Si film or an a-Si film in the channel region increases the leakage current when the channel region is irradiated with light, and as a result, crosstalk occurs. There is a problem that the quality of the display image is degraded due to a decrease in contrast.
そこで、従来から、ゲート電極が下側となり、チャネル領域がゲート電極の上側となる
ボトムゲート型(逆スタガ型)TFTを使用したアレイ基板として形成し、バックライト
からの光がゲート電極で一部遮光されるようにして、直接チャネル領域にバックライトか
らの光が当たり難くしている。更には、対向基板に設けられた遮光膜により、或いはTF
Tの上を通過する金属膜からなる信号線により、チャネル領域やその周辺領域を遮光する
ようにも構成されている。
Therefore, conventionally, it is formed as an array substrate using a bottom gate type (reverse stagger type) TFT in which the gate electrode is on the lower side and the channel region is on the upper side of the gate electrode, and the light from the backlight is partly on the gate electrode. The light from the backlight is made difficult to hit the channel region directly so as to be shielded from light. Further, by a light shielding film provided on the counter substrate, or TF
The channel region and its peripheral region are also shielded by a signal line made of a metal film passing over T.
しかしながら、特にボトムゲート型TFTを使用したアレイ基板においては、上記のよ
うな従来技術を適用しても斜め方向から入射した光の遮光は不十分である。通常、下側遮
光膜としても機能するゲート電極は、上層にあるソース電極及びドレイン電極が平坦であ
るため、入射光に対しては、反射してチャネル領域へ進入してしまう。この場合、遮光膜
となるゲート電極幅を大きくし、電極端とチャネル領域を離すことでチャネル領域への進
入光を低減できるが、ソース電極及びドレイン電極とゲート電極の重り部分の増加による
寄生容量の増加、開口率の低下といった不具合が生じる。
However, particularly in an array substrate using a bottom gate type TFT, even if the conventional technique as described above is applied, the light incident from an oblique direction is not sufficiently shielded. Normally, the gate electrode that also functions as the lower light-shielding film has a flat source electrode and drain electrode in the upper layer, and therefore reflects incident light and enters the channel region. In this case, the light entering the channel region can be reduced by increasing the width of the gate electrode serving as a light-shielding film and separating the electrode end from the channel region. However, the parasitic capacitance due to the increased weight of the source and drain electrodes and the gate electrode is increased. Inconveniences such as increase in aperture and decrease in aperture ratio occur.
しかも、上述のような従来例の液晶表示装置では、遮光膜とチャネル領域との間は、3
次元的に見ると、ゲート電極、ドレイン電極、ソース電極、ゲート絶縁膜、層間絶縁膜等
を介してかなり離間している。そのため、遮光膜とチャネル領域との間へ斜め方向から入
射する光やその反射光に対する遮光が十分ではない。このような従来技術の問題点を解決
するための技術として、図9に示したような、TFT70を備えた液晶表示装置が既に知
られている。なお、図9は下記特許文献1に開示された液晶表示装置のTFT70の部分
の模式断面図である。
In addition, in the conventional liquid crystal display device as described above, the distance between the light shielding film and the channel region is 3
In terms of dimensions, the gate electrode, the drain electrode, the source electrode, the gate insulating film, the interlayer insulating film and the like are considerably separated. For this reason, light that is incident from an oblique direction between the light shielding film and the channel region or the reflected light is not sufficiently shielded. As a technique for solving such problems of the prior art, a liquid crystal display device having a
このTFT70は、透明基板71の表面に形成されたゲート電極Gの上部及び透明基板
71の表面を被覆するように形成されたゲート絶縁膜72を有している。このゲート絶縁
膜72は、ゲート電極Gの表面全体に亘って厚さが薄くされ、ゲート電極Gから離間した
位置から厚さが厚くなるようにされている。そして、ゲート電極Gに対応する位置のゲー
ト絶縁膜72の表面を被覆するように半導体層73が形成され、この半導体層73の表面
にはゲート電極Gに対応する位置で互いに対向配置されてチャネル領域74を形成するよ
うにソース電極S及びドレイン電極Dが形成されている。
The TFT 70 has a
このTFT70は、ゲート電極G上のゲート絶縁膜72の厚さがその周囲の透明基板7
1上のゲート絶縁膜72の厚さよりも薄くなっているので、ゲート絶縁膜72にはゲート
電極Gの外周部に傾斜面75が形成されている。そのため、バックライト等からの外光が
ゲート絶縁膜72内に斜めから入射してきても、このゲート絶縁膜72の傾斜面75上に
形成されたソース電極S及びドレイン電極DによってTFT70から離間する方向に反射
される傾向が強くなり、最終的にチャネル領域74に達する入射光成分を低減できるとい
うものである。
In this
Since the
また、遮光以外の手段でチャネル領域へ光が照射されてもTFTの光電流が小さくなる
ようにする構成として、下記特許文献2には、図10に示したように、半導体層81のエ
ッジ部分で生じるリーク電流を低減する目的で、ゲート電極G、ソース電極S、ドレイン
電極Dが同心円状に配置されているTFT80が開示されている。なお、図10は下記特
許文献2に開示されたTFT部分の拡大平面図である。このTFT80は、半導体層81
のエッジ部がソース電極Sとドレイン電極Dとを結ぶ線上に存在しないため、ドレイン電
極Dとソース電極Sとがゲート電極Gによって短絡されない構成となるため、光リーク電
流を減少させることができるというものである。
Further, as a configuration for reducing the photocurrent of the TFT even when the channel region is irradiated with light by means other than light shielding, the following Patent Document 2 discloses an edge portion of the
Since the edge portion of the gate electrode G does not exist on the line connecting the source electrode S and the drain electrode D, the drain electrode D and the source electrode S are not short-circuited by the gate electrode G, so that the light leakage current can be reduced. Is.
一方、下記特許文献3には、図11に示したように、ゲート電極G上に半導体層91を
介在してソース電極Sとドレイン電極Dとを対向配置したTFT90であって、ドレイン
電極Dを棒状に形成して画素電極92に接続し、ソース電極Sをドレイン電極Dの先端部
93を受け入れる凹部94を形成したTFT90が開示されている。なお、図11は下記
特許文献3に開示された液晶表示装置のTFT部分の拡大平面図である。このTFT90
は、ドレイン電極Dを棒状に形成することで、ドレイン電極Dが長手方向へずれて形成さ
れてもTFT90の寄生容量CGDの変動を小さくするためであり、その結果として液晶
表示装置の表示画質を均一化することができるというものである。
This is because the drain electrode D is formed in a rod shape so that the fluctuation of the parasitic capacitance C GD of the
上記特許文献1に開示された液晶表示装置のTFT70では、特に遮光膜を設けなくて
も有効にバックライト等から斜め方向に浸入してきた光がチャネル領域74に達しないよ
うにすることができる。しかし、このようなTFT70の素子構造を実現するためには、
ゲート絶縁膜72に凹部を形成するための工程を追加する必要があり、生産効率の観点か
ら好ましくない。
In the
It is necessary to add a process for forming a recess in the
また、上記特許文献2に開示された液晶表示装置のTFT80では、半導体層81のエ
ッジ部分で生じるリーク電流を低減することはできるが、半導体層81に照射された光に
起因する光リーク電流を低減するには不十分である。すなわち、このTFT80では、同
心円上に形成された2つの電極の何れをもソース電極S及びドレイン電極Dとすることが
できる。しかしながら、特に外側の同心円状に形成した電極を画素電極に接続されたドレ
イン電極Dとした場合、ドレイン電極Dの外周がソース電極Sの外周よりも長いので、光
電効果により半導体層81に発生したキャリアにより、画素電極の電荷がドレイン電極D
を介して相殺されてしまう。そのため、画素電極に所望の電荷を保持することができない
という問題点が生じる。
Further, in the
Will be offset through. Therefore, there arises a problem that a desired charge cannot be held in the pixel electrode.
一方、上記特許文献3に開示されている液晶表示装置のTFT90は、プロセスに対す
る寄生容量変化抑制の目的では一定の効果が得られるが、バックライトの高輝度化が著し
い近年の液晶表示装置用としては光リーク電流の抑制が不十分である。すなわち、このT
FT90のドレイン電極Dの形状は、ドレイン電極Dの先端の形状として円周状、四角形
、ポリゴン形等が提案されているが、何れの場合も先端部93から画素電極92に延びる
ドレイン電極Dの線幅が一定に形成されている。そのため、TFT90においては、ゲー
ト電極Gによってバックライトからの光を遮光できないゲート電極Gの外側に露出する半
導体層の面積が大きいため、光リーク電流が大きくなるためである。
On the other hand, the TFT 90 of the liquid crystal display device disclosed in Patent Document 3 can achieve a certain effect for the purpose of suppressing a change in parasitic capacitance with respect to the process, but for a liquid crystal display device in recent years in which the brightness of the backlight is significantly increased. Insufficient suppression of light leakage current. That is, this T
As the shape of the drain electrode D of the
本発明は、従来技術の上述のような問題点を解決すべくなされたものであって、その目
的は、特に従来の製造工程の変更無しに製造でき、バックライト等からの光によるTFT
の光リーク電流を低減させた、明るく、表示画質が良好な液晶表示装置を提供することを
目的とする。
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the prior art, and its object is to produce TFTs by light from a backlight or the like which can be manufactured without any change in the conventional manufacturing process.
An object of the present invention is to provide a bright liquid crystal display device in which the light leakage current is reduced and the display image quality is good.
上記目的を達成するため、本発明の液晶表示装置は、スイッチング素子として、透明基
板上に形成されたゲート電極と、前記ゲート電極及びその周囲の透明基板表面を被覆する
絶縁膜と、前記ゲート電極上の絶縁膜の表面に形成された半導体層と、前記半導体層に部
分的に重複するように互いに対向配置されたソース電極及びドレイン電極とからなる薄膜
トランジスタを備えた液晶表示装置において、前記ソース電極と対向するドレイン電極の
先端部分の幅をW1とし、前記ドレイン電極の先端部分から延びる延長部分の幅をW2と
したとき、W1>W2となるように形成され、前記ソース電極は前記ドレイン電極と対向
する先端部分と前記ソース電極の先端部分の幅と同じかそれよりも細い延長部分を備える
ことを特徴とする。
In order to achieve the above object, a liquid crystal display device according to the present invention includes, as a switching element, a gate electrode formed on a transparent substrate, an insulating film that covers the gate electrode and the surrounding transparent substrate surface, and the gate electrode. In a liquid crystal display device comprising a thin film transistor comprising a semiconductor layer formed on a surface of an upper insulating film and a source electrode and a drain electrode arranged to face each other so as to partially overlap the semiconductor layer, the source electrode W1> W2 where W1 is the width of the extended portion extending from the front end portion of the drain electrode and W2 is the width of the extended portion extending from the front end portion of the drain electrode. It is characterized in that it has an extension portion that is the same as or narrower than the width of the opposite tip portion and the tip portion of the source electrode.
本発明の液晶表示装置によれば、TFTのソース電極と対向するドレイン電極の先端部
分の幅をW1とし、ドレイン電極の先端部分から画素電極に接続される方向に延びる延長
部分の幅をW2としたとき、W1>W2となるように形成されている。従って、ゲート電
極の外側において半導体層がはみ出す部分の幅を狭くできるので、半導体層に外光が照射
され難くなるために、光電効果によるキャリアの発生が少なくなり、このキャリアによっ
て画素電極の電荷が相殺されてしまうことを抑制できる。そのため、本発明の液晶表示装
置によれば、バックライト等からの外光がチャネル領域に入射したことによる光リーク電
流が減少し、表示画質が良好な液晶表示装置が得られる。しかも、半導体層上に位置する
ドレイン電極の面積を小さくできるから、ゲート電極−ソース電極間の寄生容量CGDを
小さくすることができるため、液晶表示装置の動作速度を早くすることができる。
According to the liquid crystal display device of the present invention, the width of the tip of the drain electrode facing the source electrode of the TFT is W1, and the width of the extension extending from the tip of the drain electrode to the pixel electrode is W2. Then, W1> W2 is formed. Accordingly, since the width of the portion where the semiconductor layer protrudes outside the gate electrode can be narrowed, it is difficult to irradiate the semiconductor layer with external light, so that the generation of carriers due to the photoelectric effect is reduced, and the charges of the pixel electrode are reduced by this carrier. It is possible to suppress the cancellation. Therefore, according to the liquid crystal display device of the present invention, the light leakage current caused by the external light from the backlight or the like entering the channel region is reduced, and a liquid crystal display device with good display image quality can be obtained. In addition, since the area of the drain electrode located on the semiconductor layer can be reduced, the parasitic capacitance C GD between the gate electrode and the source electrode can be reduced, so that the operation speed of the liquid crystal display device can be increased.
また、本発明の液晶表示装置においては、前記ゲート電極の外側において、前記半導体
層が前記ドレイン電極の延長部分及び前記ソース電極の延長部分からはみ出す部分の幅を
それぞれΔWa及びΔWbとしたとき、ΔWa=ΔWbとなるように形成されていること
が好ましい。
In the liquid crystal display device of the present invention, when the width of the portion of the semiconductor layer that protrudes from the extended portion of the drain electrode and the extended portion of the source electrode outside the gate electrode is ΔWa and ΔWb, respectively, It is preferably formed so that = ΔWb.
係る態様の液晶表示装置によれば、前記半導体層とソース・ドレイン電極の加工重ね合
せマージンを確保しつつ、且つ、前記半導体層がゲート電極からはみ出す部分を最小化す
ることができる。そのため、はみ出した半導体層で発生する光電流を抑制することができ
る。
According to the liquid crystal display device of this aspect, it is possible to minimize a portion where the semiconductor layer protrudes from the gate electrode while securing a processing overlap margin between the semiconductor layer and the source / drain electrode. Therefore, the photocurrent generated in the protruding semiconductor layer can be suppressed.
また、本発明の液晶表示装置においては、前記ソース電極の先端部分には円弧状又は直
線状の凹みが形成され、前記ドレイン電極の先端部分には円弧状又は直線状の突起が形成
され、前記ドレイン電極の円弧状又は直線状の突起は前記ソース電極の円弧状又は直線状
の凹み内に一定距離隔てて配置されていることが好ましい。なお、ドレイン電極の先端部
分と延長部分の間は、幅がステップ状に変化するように接続してもよく、或いは連続的に
幅が狭くなるように接続してもよい。
In the liquid crystal display device of the present invention, an arc-shaped or linear recess is formed at the tip of the source electrode, and an arc-shaped or linear protrusion is formed at the tip of the drain electrode. It is preferable that the arc-shaped or linear protrusions of the drain electrode are arranged at a predetermined distance in the arc-shaped or linear recess of the source electrode. In addition, between the front-end | tip part and extension part of a drain electrode, you may connect so that a width | variety may change in step shape, or you may connect so that a width | variety may become narrow continuously.
係る態様の液晶表示装置によれば、製造時にマスクずれ等があってもゲート電極とドレ
イン電極との間の寄生容量の変動を低減することができる。更に、ドレイン電極の先端周
囲とソース電極とが対向している部分の長さ(チャネル幅)を大きくできるから、TFT
のオン電流を大きくすることができる。そのため、係る態様の液晶表示装置によれば、上
記本発明の効果を奏することに加えて、更に表示画質のバラツキが少なく、しかも、高速
で作動可能な液晶表示装置が得られる。
According to the liquid crystal display device of this aspect, it is possible to reduce the variation in the parasitic capacitance between the gate electrode and the drain electrode even if there is a mask shift or the like during manufacture. Furthermore, since the length (channel width) of the portion where the periphery of the tip of the drain electrode and the source electrode face each other can be increased, the TFT
The on-state current can be increased. Therefore, according to the liquid crystal display device of this aspect, in addition to the effects of the present invention, there can be obtained a liquid crystal display device that can be operated at high speed with less variation in display image quality.
また、本発明の液晶表示装置においては、前記ソース電極の先端部分には円弧状又は直
線状の凹みが形成され、前記ドレイン電極の先端部分には円弧状又は直線状の突起が形成
され、前記ドレイン電極の円弧状又は直線状の突起は前記ソース電極の円弧状又は直線状
の凹み内に一定距離隔てて配置されていることが好ましい。
In the liquid crystal display device of the present invention, an arc-shaped or linear recess is formed at the tip of the source electrode, and an arc-shaped or linear protrusion is formed at the tip of the drain electrode. It is preferable that the arc-shaped or linear protrusions of the drain electrode are arranged at a predetermined distance in the arc-shaped or linear recess of the source electrode.
係る態様の液晶表示装置においては、上記本発明の効果を奏することに加えて、ソース
電極ないしドレイン電極を円弧状とする場合よりも製造が容易となる。
In the liquid crystal display device according to this aspect, in addition to the effects of the present invention, manufacturing is easier than in the case where the source electrode or the drain electrode has an arc shape.
更に、上記目的を達成するため、本発明の電子機器は、上記いずれかに記載の液晶表示
装置を備えたことを特徴とする。
Furthermore, in order to achieve the above object, an electronic apparatus according to the present invention includes any one of the liquid crystal display devices described above.
本発明の電子機器によれば、TFTの光リーク電流を抑制された表示画質が良好な液晶
表示装置を備えた電子機器が得られる。
According to the electronic apparatus of the present invention, it is possible to obtain an electronic apparatus including a liquid crystal display device with excellent display image quality in which the light leakage current of the TFT is suppressed.
以下、本発明を実施するための最良の形態について、実施例及び図面を参照しながら詳
細に説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するために液晶
表示装置におけるスイッチング素子としてのTFTを説明するものであって、本発明をこ
の実施例に記載されたTFTに特定することを意図するものではなく、本発明は特許請求
の範囲に含まれるその他の実施形態のものにも等しく適応し得るものである。なお、この
明細書における説明のために用いられた各図面においては、各層や各部材を図面上で認識
可能な程度の大きさとするため、各層や各部材毎に縮尺を異ならせて表示しており、必ず
しも実際の寸法に比例して表示されているものではない。
Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to examples and drawings. However, in the following embodiments, a TFT as a switching element in a liquid crystal display device is described in order to embody the technical idea of the present invention, and the present invention is specified as the TFT described in this embodiment. The present invention is equally applicable to other embodiments within the scope of the claims. In each drawing used for the description in this specification, each layer and each member are displayed in different scales so that each layer and each member can be recognized on the drawing. However, it is not necessarily displayed in proportion to the actual dimensions.
なお、図1は実施例の液晶表示装置のカラーフィルタ層を透視して表した1画素分の概
略平面図である。図2は図1のII−II線に沿った断面図である。図3は図1のIII部分の
TFTの拡大平面図である。図4は図3に対応するTFTの第1の変形例の拡大平面図で
ある。図5は図3に対応するTFTの第2の変形例の拡大平面図である。図6は図3に対
応するTFTの第3の変形例の拡大平面図である。図7は図3に対応するTFTの第4の
変形例の拡大平面図である。図8Aは本発明の液晶表示装置を搭載したパーソナルコンピ
ュータを示す図であり、図8Bは本発明の液晶表示装置を搭載した携帯電話機を示す図で
ある。
FIG. 1 is a schematic plan view of one pixel that is seen through the color filter layer of the liquid crystal display device of the embodiment. FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II in FIG. FIG. 3 is an enlarged plan view of the TFT in the III part of FIG. FIG. 4 is an enlarged plan view of a first modification of the TFT corresponding to FIG. FIG. 5 is an enlarged plan view of a second modification of the TFT corresponding to FIG. FIG. 6 is an enlarged plan view of a third modification of the TFT corresponding to FIG. FIG. 7 is an enlarged plan view of a fourth modification of the TFT corresponding to FIG. 8A is a diagram showing a personal computer equipped with the liquid crystal display device of the present invention, and FIG. 8B is a diagram showing a mobile phone equipped with the liquid crystal display device of the present invention.
まず、実施例に係る透過型の液晶表示装置の構成を図1〜図3を用いて説明する。この
液晶表示装置10は、液晶層を挟んで互いに対向するアレイ基板AR及びカラーフィルタ
基板CFを備えている。アレイ基板ARは、例えばガラス板ないしアクリル板等からなる
透明基板11を有している。この透明基板11上の表示領域には、アルミニウムやモリブ
デン等の金属からなる複数の走査線12が等間隔に平行になるように形成され、更に走査
線12からTFTのゲート電極Gが延設されている。同じく、透明基板11上の表示領域
には、隣り合う走査線12間の略中央に走査線12と平行になるように補助容量線13が
形成され、この補助容量線13には補助容量線13よりも幅広となされた補助容量電極1
4が形成されている。
First, the configuration of a transmissive liquid crystal display device according to an embodiment will be described with reference to FIGS. The liquid
4 is formed.
また、透明基板11の全面に走査線12、補助容量線13及びゲート電極Gを覆うよう
にして窒化シリコンや酸化シリコンなどからなるゲート絶縁膜15が積層されている。そ
して、ゲート電極Gの上にゲート絶縁膜15を介してa−Si層ないしp−Si層からな
る半導体層16が形成され、また、ゲート絶縁膜15上にアルミニウムやモリブデン等の
金属からなる複数の信号線17が走査線12と直交するようにして形成されている。また
、この信号線17から半導体層16と接触するようにTFTのソース電極Sが延設され、
更に、信号線17及びソース電極Sと同一の材料でかつドレイン電極Dが同じく半導体層
16と接触するようにゲート絶縁膜15上に設けられている。
A
Further, the drain electrode D is provided on the
ここで、走査線12と信号線17とに囲まれた領域が1サブ画素に相当する。そしてゲ
ート電極G、ゲート絶縁膜15、半導体層16、ソース電極S、ドレイン電極Dによって
スイッチング素子となるTFTが構成され、それぞれの画素にこのTFTが形成される。
この場合、ドレイン電極Dと補助容量電極14によって各画素の補助容量を形成すること
になる。なお、この実施例の液晶表示装置におけるTFTの具体的構成については後述す
る。
Here, a region surrounded by the
In this case, the auxiliary capacitance of each pixel is formed by the drain electrode D and the
これらの信号線17、TFT、ゲート絶縁膜15を覆うようにして透明基板11の全面
にわたり例えば無機絶縁材料からなる保護絶縁膜(パッシベーション膜ともいわれる)1
8が積層され、この保護絶縁膜18上に有機絶縁膜からなる層間膜19(平坦化膜ともい
われる)が透明基板11の全体にわたり積層されている。そして保護絶縁膜18と層間膜
19には、TFTのドレイン電極Dに対応する位置にコンタクトホール20が形成されて
いる。更に、それぞれの画素において、コンタクトホール20及び層間膜19の表面に例
えばITO(Indium Tin Oxide)ないしIZO(Indium Zinc Oxide)からなる画素電極
21が形成され、この画素電極21の表面に全ての画素を覆うように配向膜(図示せず)
が積層されている。
A protective insulating film (also referred to as a passivation film) 1 made of, for example, an inorganic insulating material over the entire surface of the transparent substrate 11 so as to cover the signal lines 17, the TFTs, and the
8 is laminated, and an interlayer film 19 (also referred to as a planarizing film) made of an organic insulating film is laminated on the protective insulating
Are stacked.
また、カラーフィルタ基板CFは、別途ガラス基板やアクリル基板等からなる透明基板
22の表面に、前記アレイ基板ARの少なくとも表示領域に対応する位置に、それぞれの
画素に対応して例えば赤色(R)、緑色(G)、青色(B)からなるカラーフィルタ層2
3が設けられている。更にカラーフィルタ層23の表面に共通電極24及び配向膜(図示
せず)が積層されている。なお、カラーフィルタ層23としては、更にシアン(C)、マ
ゼンタ(M)、黄色(Y)等のカラーフィルタ層を適宜に組み合わせて使用する場合もあ
り、モノクロ表示用の場合にはカラーフィルタ層を設けない場合もある。
Further, the color filter substrate CF is provided on the surface of the
3 is provided. Further, a
そして、このようにして得られたアレイ基板AR及びカラーフィルタ基板CFをそれぞ
れ対向させ、適宜間隔で周縁部のセルギャップを一定に保つための柱状スペーサ(図示せ
ず)を配置するとともに、アレイ基板AR及びカラーフィルタ基板CF周囲をシール材(
図示せず)によりシールし、両基板間に液晶25を注入した後、この液晶25の注入した
孔を封止することにより、透過型の液晶表示装置10が得られる。
The array substrate AR and the color filter substrate CF thus obtained are opposed to each other, columnar spacers (not shown) for keeping the cell gap at the peripheral portion constant at appropriate intervals are arranged, and the array substrate Sealing material around AR and color filter substrate CF (
After the
ここで図3を参照して実施例の液晶表示装置10のTFTの構成について詳細に説明す
る。この図3は、ゲート電極Gの表面にはゲート絶縁膜(図示省略)が形成され、このゲ
ート絶縁膜上に半導体層16が形成され、この半導体層16に部分的に重なるようにソー
ス電極Sとドレイン電極Dとが形成された状態を示している。ここではソース電極Sは、
ドレイン電極Dと対向する先端部分S1が円弧状の凹部となっており、この先端部分S1
から延び、先端部分S1よりも幅が細い延長部分S2を介して信号線17(図1参照)に
接続されている。また、ドレイン電極Dは、ソース電極Sと対向する先端部分D1の形状
が円弧状であるが実質的に直径W1の円盤形状となっており、この円盤形状の先端部分D
1から延び、先端部分D1より狭い幅W2の延長部分D2を介して画素電極21(図1及
び図2参照)に接続されている。
Here, the configuration of the TFT of the liquid
A tip portion S 1 facing the drain electrode D is an arcuate recess, and this tip portion S 1
From extends, it is connected to the
Extending from 1, it is connected to the pixel electrode 21 (see FIGS. 1 and 2) via an extension D 2 having a width W2 from the tip portion D 1.
この実施例の液晶表示装置10においては、TFTのソース電極Sと対向するドレイン
電極Dの先端部分D1の幅をW1とし、ドレイン電極Dの先端部分D1から画素電極21
を接続する方向に延びる延長部分D2の幅をW2としたとき、W1>W2となるように形
成されている。従って、ゲート電極Gの外側において半導体層16がはみ出す部分の幅を
狭くできるので、この部分にバックライト等からの外光が照射され難くなる。そのため、
光電効果による半導体層16内のキャリアの発生が少なくなり、光リーク電流が減少する
ので、画素電極21の電荷が相殺されてしまうことを抑制できるようになる。しかも、実
施例の液晶表示装置10においては、半導体層16上に位置するドレイン電極Dの面積を
小さくできるから、ゲート電極G−ドレイン電極D間の寄生容量CGDを小さくすること
ができるので、液晶表示装置10の動作速度が早くなる。
In the liquid
When the width of the extended portion D 2 extending in a direction connecting was W2 and is formed such that W1> W2. Accordingly, since the width of the portion where the
Since the generation of carriers in the
また、実施例の液晶表示装置10では、半導体層16は、ソース電極S側及びドレイン
電極D側ではゲート電極Gの外側へ延在されている。そして、ソース電極S側及びドレイ
ン電極Dと直交する側では、バックライトからの光が半導体層16に入射し難くするため
、ゲート電極G上に位置するように形成されている。一方、ドレイン電極Dの延長部分D
2は、半導体16がドレイン電極Dの延長部分D2から部分的にはみ出るように、ゲート
電極Gの外側で半導体層16を乗り越えるように形成されている。この半導体層16がド
レイン電極Dの延長部分D2からはみ出ている部分の幅をΔWaとする。
In the liquid
2, the
また、ソース電極Sの延長部分S2は、半導体16がソース電極Sの延長部分S2から
部分的にはみ出るように、ゲート電極Gの外側で半導体層16を乗り越えるように形成さ
れている。この半導体層16がソース電極Sの延長部分S2からはみ出ている部分の幅を
ΔWbとする。そして、この実施例のTFTでは一応ΔWa=ΔWbとされている。ただ
し、ΔWaとΔWbとは、必ずしも正確に同じ値である必要はなく、僅かに異なっていて
もよい。
Further, the extended portion S 2 of the source electrode S is formed so as to get over the
このような構成とすると、前記半導体層とソース・ドレイン電極の加工重ね合せマージ
ンを確保しつつ、且つ、前記半導体層がゲート電極からはみ出す部分を最小化することが
できる。そのため、はみ出した半導体層で発生する光電流を抑制することができる。
With such a configuration, it is possible to minimize a portion where the semiconductor layer protrudes from the gate electrode while securing a processing overlap margin between the semiconductor layer and the source / drain electrode. Therefore, the photocurrent generated in the protruding semiconductor layer can be suppressed.
また、この実施例の液晶表示装置10のTFTによれば、ソース電極Sはドレイン電極
Dと対向する先端部分S1が円弧状の凹みを有しており、ドレイン電極Sと対向する部分
の幅よりも細い幅の延長部分S2の延長部分を介して信号線17に接続されている。また
、ドレイン電極Dは、ソース電極Sと対向する先端部分D1が円弧状であるが実質的に直
径W1の円盤形状を有し、前記先端部分の幅W1よりも細い幅W2の延長部分を介して画
素電極21に接続されている。このような構成とすると、製造時にマスクずれ等があって
もゲート電極Gとドレイン電極Dとの間の寄生容量CGDの変動を抑制することができる
。更に、ドレイン電極の先端周囲とソース電極とが対向している部分の長さ(チャネル幅
)を大きくできるから、TFTのオン電流を大きくすることができる。そのため、この実
施例のTFTを備えた液晶表示装置10によれば、表示画質のバラツキが少なく、しかも
、高速で作動可能な液晶表示装置10が得られる。
Further, according to the TFT liquid
なお、実施例の液晶表示装置10のTFTとしては、図3に示したように、ソース電極
Sのドレイン電極Dと対向する先端部分S1が円弧状の凹部であり、ドレイン電極Dのソ
ース電極Sと対向する先端部分D1が円弧状であるが実質的に直径W1の円盤形状のもの
を用いた例を示した。しかしながら、本発明の液晶表示装置で使用し得るTFTとしては
、図3に示したもの以外にも下記(1)及び(2)の条件を同時に満たしていれば、種々
の変形が可能である。
(1)ソース電極Sと対向するドレイン電極Dの先端部分D1の幅をW1とし、ドレイ
ン電極Dの先端部分D1から画素電極21を接続する方向に延びる延長部分D2の幅をW
2としたとき、W1>W2の条件を満たす。
(2)ゲート電極Gの外側において、半導体層16がドレイン電極Dの延長部分D2及
びソース電極Sの延長部分S2からはみ出す部分の幅をそれぞれΔWa及びΔWbとした
とき、略ΔWa=ΔWbの条件を満たす。
As shown in FIG. 3, the TFT of the liquid
(1) the source electrode S and facing the drain electrode D of the width of the end portion D 1 and W1, the width of the extended portion D 2 from the tip portion D 1 extending in the direction connecting the
When 2, the condition of W1> W2 is satisfied.
In the outer (2) the gate electrode G, when the
本発明の液晶表示装置で使用し得るTFTの変形例を図4〜図7を用いて説明する。な
お、図4〜図7においては、図3に示したTFTと同一の構成部分には同一の参照符号を
付与してその詳細な説明は省略する。図4に示した第1の変形例は、実施例のTFTのド
レイン電極Dの先端部分D1が円弧状である実質的に直径W1の円盤形状のものを使用し
ているのに対し、ドレイン電極Dの先端部分D1が円弧状である直径W1の半円盤形状の
ものを使用した例である。この場合、ドレイン電極Dの先端部分D1と延長部分D2との
間は段階的に幅が変化しているが、実施例の液晶表示装置の場合と同様の効果を奏する。
Modified examples of TFTs that can be used in the liquid crystal display device of the present invention will be described with reference to FIGS. 4 to 7, the same components as those of the TFT shown in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. The first modification shown in FIG. 4, while the tip portion D 1 of the drain electrode D of the TFT of Example uses those disk shape substantially the diameter W1 is arcuate, drain tip portion D 1 of the electrode D is an example of using those semi disk shape with a diameter W1 is arcuate. In this case, although the stepwise width between the tip portion D 1 of the drain electrode D and the extension portion D 2 is changed, the same effect as the case of the liquid crystal display device of Example.
また、図5に示した第2の変形例は、ソース電極Sのドレイン電極Dと対向する部分が
直線状の凹みを有し、ドレイン電極Dのソース電極Sと対向する先端部分D1の形状が幅
W1の直線状である方形状となっている。しかも、このドレイン電極Dの先端部分D1は
、チャネル長を一定とするため、ソース電極Sの先端部分と平行になっている。加えて、
第2の変形例では、ソース電極Sの延長部分S2の幅はソース電極Sの先端部分S1の幅
と同一とされている。この第2の変形例の場合であっても、上記(1)及び(2)の条件
を同時に満たしているため、実施例の液晶表示装置の場合と同様の効果を奏する。
The second modification shown in FIG. 5, the drain electrode D and a portion facing the source electrode S has a linear recess, the shape of the tip portion D 1 facing the source electrode S of the drain electrode D Is a square shape having a width W1. Moreover, the tip portion D 1 of the this drain electrode D is to the channel length is constant and is parallel to the front end portion of the source electrode S. in addition,
In the second modification, the width of the extension portion S 2 of the source electrode S is the same as the width of the tip portion S 1 of the source electrode S. Even in the case of the second modified example, since the above conditions (1) and (2) are satisfied at the same time, the same effects as in the case of the liquid crystal display device of the example can be obtained.
また、図6に示した第3の変形例は、実施例のTFTにおいて、ソース電極Sのドレイ
ン電極Dと対向する部分が直線状となっており、ドレイン電極Dのソース電極Sと対向す
る先端部分D1の形状も幅W1の直線状である方形状となっている。しかも、このドレイ
ン電極Dの端部分D1は、チャネル長を一定とするため、ソース電極Sの先端部分と平行
になっている。加えて、第3の変形例では、ソース電極Sの延長部分S2の幅はソース電
極Sの先端部分S1の幅と同一とされている。この第3の変形例の場合であっても、上記
(1)及び(2)の条件を同時に満たしているため、実施例の液晶表示装置の場合と同様
の効果を奏する。
In the third modification shown in FIG. 6, in the TFT of the embodiment, the portion of the source electrode S facing the drain electrode D is linear, and the tip of the drain electrode D facing the source electrode S shape of the portion D 1 also has a linear shape in which square shape having a width W1. Moreover, the end portion D 1 of the this drain electrode D is to the channel length is constant and is parallel to the front end portion of the source electrode S. In addition, in the third modification, the width of the extension portion S 2 of the source electrode S is the same as the width of the tip portion S 1 of the source electrode S. Even in the case of the third modified example, since the above conditions (1) and (2) are satisfied at the same time, the same effects as in the case of the liquid crystal display device of the example can be obtained.
また、図7に示した第4の変形例は、第3の変形例において、ドレイン電極Dの先端部
分D1と先端部分D1より狭い幅W2の延長部分D2との間が、連続的に幅が狭くなるよ
うにテーパ状に接続させたものである。この第4の変形例の場合であっても、上記(1)
及び(2)の条件を同時に満たしているため、実施例の液晶表示装置の場合と同様の効果
を奏する。
The fourth modification shown in FIG. 7, in the third modification, between the extended portion D 2 of the drain electrode D of the tip portion D 1 and the tip portion D narrower than one width W2 is continuously Are connected in a tapered shape so that the width becomes narrower. Even in the case of the fourth modified example, the above (1)
And since the conditions of (2) are satisfy | filled simultaneously, there exists an effect similar to the case of the liquid crystal display device of an Example.
以上、本発明の実施例及び変形例として透過型の液晶表示装置の例を説明した。このよ
うな本発明の液晶表示装置は、パーソナルコンピュータ、携帯電話機、携帯情報端末など
の電子機器に使用することができる。このうち、液晶表示装置41をパーソナルコンピュ
ータ40に使用した例を図8Aに、同じく半透過型のFFS型の液晶表示パネル46を携
帯電話機45に使用した例を図8Bに示す。ただし、これらのパーソナルコンピュータ4
0及び携帯電話機45の基本的構成は当業者に周知であるので、詳細な説明は省略する
As described above, the example of the transmission type liquid crystal display device has been described as the embodiment and the modification of the present invention. Such a liquid crystal display device of the present invention can be used for electronic devices such as personal computers, mobile phones, and portable information terminals. 8A shows an example in which the liquid
Since the basic configuration of 0 and the
10:液晶表示装置 11:透明基板 12:走査線 13:補助容量線 14:補助容
量電極 15:ゲート絶縁膜 16:半導体層 17:信号線 18:保護絶縁膜 19
:層間膜 20:コンタクトホール 21:画素電極 22:透明基板 23:カラーフ
ィルタ層 24:共通電極 25:液晶 S:ソース電極 S1:(ソース電極の)先端
部 S2:(ソース電極の)延長部分 D:ドレイン電極 D1:(ドレイン電極の)先端
部 D2:(ドレイン電極の)延長部分 AR:アレイ基板 CF:カラーフィルタ基板
10: Liquid crystal display device 11: Transparent substrate 12: Scanning line 13: Auxiliary capacitance line 14: Auxiliary capacitance electrode 15: Gate insulating film 16: Semiconductor layer 17: Signal line 18:
: Interlayer film 20: Contact hole 21: Pixel electrode 22: Transparent substrate 23: Color filter layer 24: Common electrode 25: Liquid crystal S: Source electrode S 1 : Tip of (source electrode) S 2 : Extension of (source electrode) Part D: Drain electrode D 1 : Tip part (of the drain electrode) D 2 : Extension part (of the drain electrode) AR: Array substrate CF: Color filter substrate
Claims (6)
その周囲の透明基板表面を被覆する絶縁膜と、前記ゲート電極上の絶縁膜の表面に形成さ
れた半導体層と、前記半導体層に部分的に重複するように互いに対向配置されたソース電
極及びドレイン電極とからなる薄膜トランジスタを備えた液晶表示装置において、
前記ソース電極と対向するドレイン電極の先端部分の幅をW1とし、前記ドレイン電極
の先端部分から延びる延長部分の幅をW2としたとき、W1>W2となるように形成され
ていることを特徴とする液晶表示装置。 As a switching element, a gate electrode formed on a transparent substrate, an insulating film covering the gate electrode and the surrounding transparent substrate surface, a semiconductor layer formed on the surface of the insulating film on the gate electrode, In a liquid crystal display device including a thin film transistor including a source electrode and a drain electrode arranged to face each other so as to partially overlap a semiconductor layer,
It is formed so that W1> W2, where W1 is the width of the tip portion of the drain electrode facing the source electrode and W2 is the width of the extended portion extending from the tip portion of the drain electrode. Liquid crystal display device.
幅と同じかそれよりも細い延長部分を備えることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示
装置。 2. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the source electrode includes a tip portion facing the drain electrode and an extended portion having a width equal to or narrower than a width of the tip portion of the source electrode.
ソース電極の延長部分からはみ出す部分の幅をそれぞれΔWa及びΔWbとしたとき、略
ΔWa=ΔWbとなるように形成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の液
晶表示装置。 Outside the gate electrode, the semiconductor layer is formed such that ΔWa = ΔWb when the widths of the extended portion of the drain electrode and the extended portion of the source electrode are ΔWa and ΔWb, respectively. The liquid crystal display device according to claim 1 or 2.
の先端部分には円弧状又は直線状の突起が形成され、前記ドレイン電極の円弧状又は直線
状の突起は前記ソース電極の円弧状又は直線状の凹み内に一定距離隔てて配置されている
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の液晶表示装置。 An arcuate or linear recess is formed at the tip of the source electrode, an arcuate or linear protrusion is formed at the tip of the drain electrode, and the arcuate or linear protrusion of the drain electrode is 4. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the liquid crystal display device is disposed at a predetermined distance in an arc-shaped or linear recess of the source electrode.
前記ソース電極の先端部分と前記ドレイン電極の先端部分は一定距離隔てて平行に配置さ
れていることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の液晶表示装置。 Both the tip portion of the source electrode and the tip portion of the drain electrode are formed in a straight line,
4. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein a tip portion of the source electrode and a tip portion of the drain electrode are arranged in parallel at a predetermined distance.
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