JP3585262B2 - Liquid crystal display - Google Patents
Liquid crystal display Download PDFInfo
- Publication number
- JP3585262B2 JP3585262B2 JP16180894A JP16180894A JP3585262B2 JP 3585262 B2 JP3585262 B2 JP 3585262B2 JP 16180894 A JP16180894 A JP 16180894A JP 16180894 A JP16180894 A JP 16180894A JP 3585262 B2 JP3585262 B2 JP 3585262B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- film transistor
- thin film
- drain electrode
- width
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Images
Landscapes
- Liquid Crystal (AREA)
- Thin Film Transistor (AREA)
Description
【0001】
【産業上の利用分野】
この発明は、高信頼性で優れた表示品位の液晶表示装置を実現するための薄膜トランジスタアレイ素子に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
アモルファスシリコン薄膜トランジスタ(以下a−SiTFTと略記)をスイッチング素子として用いた液晶表示装置(以下LCDと略記)は、CRTに匹敵する表示性能を有したフラットディスプレイとして、ポケットテレビ,ビデオカメラのビューファインダー,パソコンおよびワードプロセッサなど種々の分野で応用されている。
【0003】
現在、このようなLCDのa−SiTFTとして広く実用化されている構造は、ゲート電極を下層に配した、いわゆる逆スタガ型構造といわれるタイプのものである。この構造は、チャネンル部の保護絶縁膜パターンを基板の裏面からの露光を行なって形成する自己整合型であり、ゲート絶縁層と半導体層とを真空中で連続成膜できることから、比較的安定なトランジスタが形成できるという利点を有している。
【0004】
このような逆スタガ構造のa−SiTFTをスイッチング素子として用いた一般的なTFT(薄膜トランジスタ)−LCDの構造について、図9を用いて説明する。図9において、(a)はLCDの構造を示す断面図、(b)はTFTの平面図を示している。図中、1は絶縁基板12a上に形成されたゲート電極、2はゲート絶縁膜、3はa−Si(アモルファスシリコン)半導体層、4は半導体層3を保護するための絶縁膜である。5はリンを不純物としてドープしたn型のa−Si層であり、7a,7bはそれぞれソース電極,ドレイン電極を表している。6はドレイン電極7bと電気的に接続された画素電極である。8は薄膜トランジスタを保護するためのオーバーコート絶縁膜であり、一般的には窒化シリコン(SiNx)が用いられている。9a,9bは配向膜、10は液晶層を示している。11は絶縁基板12b上に形成された対向電極である。
【0005】
つぎに、TFT−LCDの駆動法について説明する。図8は、TFT−LCDの各電極に供給される駆動信号波形を示している。VgはTFTのゲート電極1に与えられる走査信号、VsはTFTのソース電極7aに与えられる表示信号で、TFTがオン状態になったとき表示信号VsはTFTを通じてドレイン電圧Vdとして画素電極6に印加される。Vscは表示信号電圧振幅の中点を示している。対向電極11には直流電圧Vcが印加される。TonはTFTのオン期間で、Toffはオフ期間を示している。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、現在のところ、上記したような構成のTFT−LCDパネルを高温で長時間駆動させた場合、つぎのような画像上の現象が現れてくることが知られている。一つは、長時間、同一の固定パターンを表示した時に、そのパターンが残像として認識される焼き付けという現象であり、もう一つは、TFTのオフ特性が劣化することによって生じるコントラストの低下といった現象である。以下に、これらの問題点について、図8および図9を用いて詳しく説明する。
【0007】
まず、はじめに焼き付け現象について説明する。図9に示したように、このような構造のTFTでは、ゲート電極1とドレイン電極7bが平面的に重なる領域で、ゲート〜ドレイン電極間の寄生容量Cgdが形成される。図8の信号波形からわかるように、TFT−LCDを駆動させた場合、この寄生容量Cgdにより、画素電極6に与えられるドレイン電圧Vdの電位降下△Vdが生じ、画素電極6上の液晶10の層にDC電圧が付加される。この電位降下△Vdは、
ΔVd=Cgd(Vgt−Vgb)/(Clc +Cst +Cgd)
のように表せ、寄生容量Cgdが増加することによって大きくなる。ここで、Clc は液晶容量、Cstは付加容量、Vgtは走査信号Vgのオン時の電位、Vgbは走査信号Vgのオフ時の電位である。
【0008】
したがって、電位降下△Vdが増加することによって液晶10の層へのDC電圧成分も増加してくる。このような液晶10の層へのDC電圧成分が、液晶10の層に内部電荷を誘起し、結果として、焼き付けといった画像品質課題の原因となっている。
つぎに、TFTのオフ特性の劣化について説明する。図9に示したように、TFT−LCDでは、TFTのチャンネル上に配向膜9aと液晶層10が存在する。また、図8に示すように、TFTのゲート電極1にはその動作上、TFTがオン状態となるわずかなオン期間Tonを除いて、負のゲートバイアスVgbが印加されたオフ状態のオフ期間Toffで、この期間、TFTを通じて画素電極6に供給されたドレイン電圧Vdは保持される。つまり、対向電極11とゲート電極1との間には、ほとんどの期間、対向電極11側を正、ゲート電極1側を負とする直流電圧が印加されることになる。これによって、配向膜9aがTFTの上側のa−Si半導体上で分極を生じ、a−Si半導体層3の上層部においてエレクトロンが誘起され、TFTのオフ特性が劣化してくる(参考文献:小川他 平成元年電気関係学会関西支部連合大会 G313,G10−30)。
【0009】
図10は、TFT−LCD構成でのTFTのソース電極7aとドレイン電極7bとの間に流れる電流Idと、ゲート電極1に印加する電圧Vgとの関係において、TFTのスイッチング性能を表すId−Vg特性の経時変化を測定した結果である。図10からわかるように、初期の特性P1 に比べて24時間動作後の特性P2 は、オン状態からオフ状態の境界部分であるサブスレッショルド領域での電流の増加がみられる。こうしたスイッチング特性の劣化によって、TFT−LCDにおける液晶10への電圧保持特性が悪くなり、結果的にコントラストの低下や点欠陥といった画像品質課題を引き起こすことになる。
【0010】
この発明は、かかる問題点に鑑みてなされたもので、第1に長時間駆動させることにより発生するTFTのオフ特性の劣化を低減すること、第2にゲート電極〜ドレイン電極間の寄生容量に伴う液晶層へのDC電圧印加による信頼性の低下および焼き付け現象の発生を防ぐこと、さらにTFT−LCDの開口率すなわち画面全体の面積に対する画素電極によって表示される面積の割合の向上に伴う画面の明るさの向上も図れる、高信頼性で優れた性能を有する薄膜トランジスタアレイ素子を提供することを目的としている。
【0011】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の液晶表示装置は、一主面上にマトリクス状に配置された信号線と走査線とを有する第1の絶縁基板と、この第1の絶縁基板の信号線と走査線との各交差点に対応して形成された画素電極と、チャンネル部の保護絶縁膜パターンを前記第1の絶縁基板の一主面と異なるもう一方の面からゲート電極をマスクにして露光を行って形成する自己整合型の逆スタガ構造であって画素電極と信号線および走査線との間に設けられた薄膜トランジスタと、画素電極および薄膜トランジスタを覆うように第1の絶縁基板上に形成された配向膜と、を有する薄膜トランジスタアレイ素子と、
薄膜トランジスタアレイ素子に対向する対向電極を有し薄膜トランジスタアレイ素子との間に液晶層を挾持する第2の絶縁基板とを備え、
配向膜は薄膜トランジスタのソース電極とドレイン電極との間の位置で、保護絶縁膜を介して、ソース電極上面およびドレイン電極上面より半導体層に接近して配置され、
薄膜トランジスタのソース電極から半導体層を介してドレイン電極へ流れる電流の経路における半導体層の幅が、ソース電極のドレイン電極に向かって突出するよう形成された領域のゲート電極との平面的な重なり部の幅およびドレイン電極のゲート電極との平面的な重なり部の幅の少なくともいずれか一方に比べて4μm以上狭いことを特徴とするものである。
【0013】
【作用】
請求項1記載の液晶表示装置によれば、走査線に走査信号が印加され信号線に表示信号が印加されて薄膜トランジスタがオンとなり画素電極に電圧が印加され画素電極上の液晶を表示動作する。この場合、薄膜トランジスタのソース電極から半導体層を介してドレイン電極へ流れる電流の経路における半導体層の幅が、ソース電極およびドレイン電極の幅の少なくともいずれか一方に比べて狭いため、薄膜トランジスタのチャンネル上の配向膜近傍の電位が、対向電極の電位の影響を受けにくくなり、ソース電極およびドレイン電極の電位によって制御されるようになる。これによって配向膜近傍の電位が安定し、前記した分極によるa−Si半導体の上層部におけるエレクトロンの誘起を抑えることができる。このため、長時間駆動させることにより発生する薄膜トランジスタのオフ特性の劣化を低減することでき、画像品質を維持できる。
【0015】
【実施例】
この発明の第1の実施例の薄膜トランジスタアレイ素子を図1に示す。すなわち、図1は薄膜トランジスタアレイ素子の構造を示し、(a)はその断面図、(b)は平面図を示す。図において、1はゲート電極、2は第1の絶縁膜(ゲート絶縁膜)、3は半導体層、4は第2の絶縁膜(保護絶縁膜)、5はPドープ半導体層、6は透明電極(画素電極)、7aはソース電極、7bはドレイン電極、8は第3の絶縁膜(オーバーコート絶縁膜)である。
【0016】
ここで、第1の実施例の薄膜トランジスタアレイ素子の具体的な作成方法について、図7を用いて簡単に説明する。図7の(1)〜(9)において、左側は平面図、右側は断面図である。また第1の実施例の薄膜トランジスタアレイ素子において、スイッチング素子として第2の絶縁膜4のパターンを絶縁基板12aの裏面からの露光を行って形成する逆スタガ型のa−SiTFTを用いた。
【0017】
(1)透明な絶縁基板12a上に、ゲート電極1としてCrを製膜し、パターン化した後、(2)第1の絶縁膜2としてSiNx,半導体層3としてa−Si,第2の絶縁膜4としてSiNxを連続製膜する。(3)フォトリソグラフィの工程において、絶縁基板12aの全体にポジ型のフォトレジスト15を塗布した後、第2の絶縁膜4のみ絶縁基板12aの裏面からゲート電極1のパターンをマスクとして用いてゲート電極1以外の部分を矢印の方向から露光する。(4)続いて、絶縁基板12aの表面から別のマスク16を用いてマスク16以外の部分を矢印の方向から露光し、(5)その結果、ゲート電極1のパターンとマスク16が平面的に重なった部分にレジスト15が残り、それをマスクとして第2の絶縁膜4をパターン化する。(6)Pドープ半導体層5としてn+a−Siを製膜後、半導体層3とPドープ半導体層5をパターン化する。(7)画素電極6としてITOを成膜し、パターン化した後、第1の絶縁膜2をパターン化する。(8)ソース電極7a,ドレイン電極7bとしてAlを製膜し、パターン化する。ドレイン電極7bと画素電極6は電気的に接続されている。(9)最後に第3の絶縁膜8としてSiNxを製膜し、パターン化し、第1の実施例の薄膜トランジスタアレイ素子を完成した。
【0018】
つぎに、この第1の実施例の薄膜トランジスタアレイ素子の特性について述べる。まず、薄膜トランジスタのソース電極7aから半導体層3を介してドレイン電極7bへ流れる電流の経路における半導体層3の幅W1が、ソース電極7aの幅W2およびドレイン電極7bの幅W3に比べて狭く、しかもソース電極7aの幅W2およびドレイン電極7bの幅W3と、半導体層3の幅W1との差が、4μm以上としている。すなわち、W2−W1≧4μm,W3−W1≧4μmである。このような構成の薄膜トランジスタアレイ素子を用いたTFT−LCDに対して、TFT特性の経時変化を評価した。動作試験は、60℃で行った。図2にTFTのId−Vg特性の初期の特性Q1 と24時間動作後の特性Q2 を示す。図2に示すように、この実施例では、薄膜トランジスタアレイの半導体層3の幅W1を、ソース電極7aの幅W2およびドレイン電極7bの幅W3に比べて狭い構成としたことにより、オフ特性の経時変化が充分に抑えられていることがわかる。
【0019】
この発明の第2の実施例を図3に示す。すなわち、この薄膜トランジスタアレイ素子は、ゲート配線となる走査線上をゲート電極1としてTFTのチャンネル部を形成したものであり、その他は特性を含めて第1の実施例と同様である。したがって、第2の実施例においても、第1の実施例と同様に、薄膜トランジスタのソース電極7aから半導体層3を介してドレイン電極7bへ流れる電流の経路における半導体層3の幅W1を、ソース電極7aの幅W2およびドレイン電極7bの幅W3に比べて狭くし、その差を4μm以上としている。このように構成することにより、オフ特性が向上する。
【0020】
また、この第2の実施例においては、薄膜トランジスタをゲート配線上に形成するため、第1の実施例と比較して、画素電極6の占有面積を大きくすることができるので、TFT−LCDの開口率が向上し、TFT−LCDの画面の明るさが向上する効果を有する。
この発明の第3の実施例の薄膜トランジスタアレイ素子を図4を用いて説明する。この実施例では、薄膜トランジスタの半導体層3の幅W1がドレイン電極7bの幅W3に比べて狭く、その差を4μm以上としている。このような構成の薄膜トランジスタアレイ素子においても、同様に動作試験を行った結果、薄膜トランジスタのオフ特性は第1の実施例および第2の実施例とほぼ同等程度の結果が得られた。
【0021】
この発明の第4の実施例の薄膜トランジスタアレイ素子を図5を用いて説明する。この実施例の薄膜トランジスタアレイ素子は、図5に示すように走査線となるゲート配線より突出したゲート電極1に対して走査線の方向に並ぶようにソース電極7aおよびドレイン電極7bを形成するとともに、ゲート電極1の先端部すなわちソース電極7aからドレイン電極7bに沿ったゲート電極パターン端部が、ソース電極7aおよびドレイン電極7bより内側に位置し、半導体層3の幅W1が、ソース電極7aの幅W2およびドレイン電極7bの幅W3に比べて狭く、その差を4μm以上としている。
【0022】
この薄膜トランジスタアレイ素子においても、第1の実施例と同様に動作試験を行った結果、薄膜トランジスタのオフ特性は、第1の実施例、第2の実施例および第3の実施例とほぼ同等程度の結果が得られており、オフ特性の経時変化は抑えられている。
また、この第4の実施例のような構成にすることによって、第1の実施例および第3の実施例と比較して、ゲート電極1の面積を小さくできることから、画素電極6の占有面積を大きくすることができ、開口率の向上を図れる。また、このような構成にすることによって、ゲート電極1とドレイン電極7bの平面的に重なる面積が低減する。つまり、ゲート電極1〜ドレイン電極7b間の寄生容量(Cgd)が低下する。よって、TFT−LCDの液晶10の層へのDC成分を低減でき、焼き付け現象ならびにフリッカ特性が良化し、信頼性を向上することができる。
すなわち、走査線より突出したゲート電極に対して走査線の方向に並ぶようにソース電極およびドレイン電極を形成するとともに、ゲート電極の先端部が、ソース電極およびドレイン電極の少なくとも一方より内側に位置すると、薄膜トランジスタのオン電流の大きさは変えずにゲート電極の面積をさらに小さくできるため、ゲート電極〜ドレイン電極間の寄生容量が小さくなり、液晶層へのDC印加成分を低下し、画素電極の電位降下を抑えることができる。このため、信頼性の低下および焼付け現象の発生を防ぐことができるとともに、開口率すなわち画面全体の面積に対する画素電極によって表示される面積の割合の向上に伴う画面の明るさの向上も図れ、高信頼性で優れた性能を実現できる。
【0023】
この発明の第5の実施例の薄膜トランジスタアレイ素子を図6を用いて説明する。すなわち、この薄膜トランジスタアレイ素子は、薄膜トランジスタのソース電極7aからドレイン電極7bに沿ったゲート電極1のパターン端部がドレイン電極7bより内側に位置し、半導体層3の幅W1が、ドレイン電極7bの幅W3に比べて狭く、その差を4μm以上としている。この薄膜トランジスタアレイ素子においても、第1の実施例と同様に動作試験を行った結果、薄膜トランジスタのオフ特性は、第1の実施例ないし第4の実施例とほぼ同等程度の結果が得られており、オフ特性の経時変化は抑えられている。
【0024】
また、このような構成においても、第4の実施例と同様にTFT−LCDの明るさの向上および信頼性の向上を図ることができる。
したがって、上記したいずれの実施例においても、a−SiTFTの信頼性における重要課題である駆動(電圧)ストレス下のオフ特性の劣化を低減できる高信頼性で優れた性能の薄膜トランジスタアレイ素子を提供することができる。
【0025】
なお、第2の実施例ないし第4の実施例の作成方法はすべて第1の実施例と同一である。また第3の実施例(図4)および第5の実施例(図6)は、半導体層3の幅W1がドレイン電極7bの幅W3よりも狭いが、半導体層3の幅W1がソース電極7aの幅W2よりも狭い構成も同様な結果が得られる。
【0026】
【発明の効果】
請求項1記載の液晶表示装置によれば、薄膜トランジスタのソース電極から半導体層を介してドレイン電極へ流れる電流の経路における半導体層の幅が、ソース電極およびドレイン電極の幅の少なくともいずれか一方に比べて狭いため、薄膜トランジスタのチャンネル上の配向膜近傍の電位が、対向電極の電位の影響を受けにくくなり、ソース電極およびドレイン電極の電位によって制御されるようになる。これによって配向膜近傍の電位が安定し、前記した分極によるa−Si半導体の上層部におけるエレクトロンの誘起を抑えることができる。このため、長時間駆動させることにより発生する薄膜トランジスタのオフ特性の劣化を低減することでき、画像品質を維持できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1の実施例の薄膜トランジスタアレイ素子の構造を示し、(a)は断面図、(b)は平面図である。
【図2】そのTFT−LCDでの薄膜トランジスタのスイッチング性能を示すId−Vg特性の経時変化を示す特性図である。
【図3】第2の実施例の薄膜トランジスタアレイ素子の平面図である。
【図4】第3の実施例の薄膜トランジスタアレイ素子の平面図である。
【図5】第4の実施例の薄膜トランジスタアレイ素子の平面図である。
【図6】第5の実施例の薄膜トランジスタアレイ素子の平面図である。
【図7】この発明の各実施例の薄膜トランジスタアレイ素子の作成工程図である。
【図8】TFT−LCDの駆動時の印加信号の波形図である。
【図9】従来例のTFT−LCDの構造を示し、(a)は断面図、(b)は平面図である。
【図10】その薄膜トランジスタのId−Vg特性の経時変化を示す特性図である。
【符号の説明】
1 ゲート電極
2 第1の絶縁膜
3 半導体層
4 第2の絶縁膜
5 Pドープ半導体層
6 画素電極
7a ソース電極
7b ドレイン電極
8 第3の絶縁膜
9a,9b 配向膜
10 液晶
11 対向電極
12a,12b 絶縁基板[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to a thin film transistor array element for realizing a highly reliable and excellent display quality liquid crystal display device.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art A liquid crystal display device (hereinafter abbreviated as LCD) using an amorphous silicon thin film transistor (hereinafter abbreviated as a-SiTFT) as a switching element is a flat display having a display performance comparable to a CRT, such as a pocket television, a viewfinder of a video camera, It is applied in various fields such as personal computers and word processors.
[0003]
At present, a structure which is widely put into practical use as an a-Si TFT of such an LCD is a so-called inverted stagger type structure in which a gate electrode is disposed in a lower layer. This structure is a self-aligned type in which the protective insulating film pattern of the channel portion is formed by exposing from the back surface of the substrate. Since the gate insulating layer and the semiconductor layer can be continuously formed in a vacuum, the structure is relatively stable. There is an advantage that a transistor can be formed.
[0004]
The structure of a general TFT (thin film transistor) -LCD using such an inverted staggered a-Si TFT as a switching element will be described with reference to FIG. 9A is a sectional view showing the structure of the LCD, and FIG. 9B is a plan view of the TFT. In the figure, 1 is a gate electrode formed on an
[0005]
Next, a driving method of the TFT-LCD will be described. FIG. 8 shows a drive signal waveform supplied to each electrode of the TFT-LCD. Vg is a scanning signal applied to the
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, at present, when the TFT-LCD panel having the above-described configuration is driven at a high temperature for a long time, it is known that the following image phenomenon appears. One is the phenomenon of burning, in which the same fixed pattern is displayed as an afterimage when the same fixed pattern is displayed for a long time, and the other is the phenomenon of a decrease in contrast caused by the deterioration of TFT off characteristics. It is. Hereinafter, these problems will be described in detail with reference to FIGS. 8 and 9.
[0007]
First, the burning phenomenon will be described. As shown in FIG. 9, in the TFT having such a structure, a parasitic capacitance Cgd between the gate and the drain electrode is formed in a region where the
ΔVd = Cgd (Vgt−Vgb) / (Clc + Cst + Cgd)
And increases as the parasitic capacitance Cgd increases. Here, Clc is a liquid crystal capacitance, Cst is an additional capacitance, Vgt is a potential when the scanning signal Vg is on, and Vgb is a potential when the scanning signal Vg is off.
[0008]
Therefore, as the potential drop ΔVd increases, the DC voltage component to the layer of the
Next, deterioration of the off characteristics of the TFT will be described. As shown in FIG. 9, in the TFT-LCD, an alignment film 9a and a
[0009]
FIG. 10 shows Id-Vg representing the switching performance of the TFT in the relationship between the current Id flowing between the
[0010]
The present invention has been made in view of such a problem. First, it is necessary to reduce the deterioration of the off characteristic of the TFT caused by driving for a long time, and secondly, to reduce the parasitic capacitance between the gate electrode and the drain electrode. This prevents a reduction in reliability and the occurrence of a burning phenomenon due to the application of a DC voltage to the liquid crystal layer, and further increases the aperture ratio of the TFT-LCD, that is, the ratio of the area displayed by the pixel electrode to the entire area of the screen. It is an object of the present invention to provide a thin film transistor array element having high reliability and excellent performance, which can improve brightness.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
The liquid crystal display apparatus comprising, a first insulating and the substrate, signal Line a scanning line of the first insulating substrate having a scanning line and signal lines arranged in a matrix on one main surface a pixel electrode formed corresponding to each intersection, and a protective insulating film pattern of the channel portion from the one main surface different from the other surface of the first insulating substrate and the gate electrode as a mask formed by performing exposure A self-aligned inverted staggered structure, a thin film transistor provided between the pixel electrode and the signal line and the scanning line, an alignment film formed on the first insulating substrate so as to cover the pixel electrode and the thin film transistor, a thin film transistor array device having,
A second insulating substrate having a counter electrode facing the thin film transistor array element and sandwiching a liquid crystal layer between the thin film transistor array element;
The alignment film is located closer to the semiconductor layer than the upper surface of the source electrode and the upper surface of the drain electrode via a protective insulating film at a position between the source electrode and the drain electrode of the thin film transistor,
The width of the semiconductor layer in the path of current flowing from the source electrode of the thin film transistor through the semiconductor layer to the drain electrode, planar overlapping portion of the gate electrode formation region so as to protrude toward the drain electrode of the source electrode And at least 4 μm narrower than at least one of the width of the drain electrode and the width of the planar overlapping portion with the gate electrode.
[0013]
[Action]
According to the liquid crystal display device of the first aspect, the scanning signal is applied to the scanning line, the display signal is applied to the signal line, the thin film transistor is turned on, the voltage is applied to the pixel electrode, and the liquid crystal on the pixel electrode is displayed. In this case, the width of the semiconductor layer in the path of the current flowing from the source electrode of the thin film transistor to the drain electrode through the semiconductor layer is smaller than at least one of the width of the source electrode and the width of the drain electrode. The potential near the alignment film is less affected by the potential of the counter electrode, and is controlled by the potentials of the source electrode and the drain electrode. This stabilizes the potential in the vicinity of the alignment film and suppresses the induction of electrons in the upper layer of the a-Si semiconductor due to the above-mentioned polarization. For this reason, deterioration of the off characteristics of the thin film transistor caused by driving for a long time can be reduced, and image quality can be maintained.
[0015]
【Example】
FIG. 1 shows a thin film transistor array element according to a first embodiment of the present invention. That is, FIG. 1 shows a structure of a thin film transistor array element, (a) is a sectional view thereof, and (b) is a plan view. In the figure, 1 is a gate electrode, 2 is a first insulating film (gate insulating film), 3 is a semiconductor layer, 4 is a second insulating film (protective insulating film), 5 is a P-doped semiconductor layer, and 6 is a transparent electrode. (Pixel electrode), 7a is a source electrode, 7b is a drain electrode, and 8 is a third insulating film (overcoat insulating film).
[0016]
Here, a specific manufacturing method of the thin film transistor array element of the first embodiment will be briefly described with reference to FIGS. In (1) to (9) of FIG. 7, the left side is a plan view, and the right side is a cross-sectional view. In the thin-film transistor array element of the first embodiment, an inverted staggered a-Si TFT in which the pattern of the second
[0017]
(1) After forming a Cr film as a
[0018]
Next, characteristics of the thin film transistor array element of the first embodiment will be described. First, the width W1 of the
[0019]
FIG. 3 shows a second embodiment of the present invention. That is, this thin film transistor array element has a channel portion of a TFT formed on a scanning line serving as a gate wiring as a
[0020]
In the second embodiment, since the thin film transistor is formed on the gate wiring, the area occupied by the
A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In this embodiment, the width W1 of the
[0021]
A thin-film transistor array element according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the thin film transistor array element of this embodiment, as shown in FIG. 5, a
[0022]
Also in this thin film transistor array element, as a result of performing an operation test in the same manner as in the first embodiment, the off characteristic of the thin film transistor is almost the same as that of the first, second and third embodiments. The results were obtained, and the change with time of the off-characteristics was suppressed.
Further, by adopting the configuration as in the fourth embodiment, the area of the
That is, the source electrode and the drain electrode are formed so as to be arranged in the direction of the scanning line with respect to the gate electrode protruding from the scanning line, and the tip of the gate electrode is located inside at least one of the source electrode and the drain electrode. In addition, since the area of the gate electrode can be further reduced without changing the ON current of the thin film transistor, the parasitic capacitance between the gate electrode and the drain electrode is reduced, the DC applied component to the liquid crystal layer is reduced, and the potential of the pixel electrode is reduced. Descent can be suppressed. For this reason, it is possible to prevent a reduction in reliability and the occurrence of a burn-in phenomenon, and to improve the aperture ratio, that is, the brightness of the screen accompanying the improvement in the ratio of the area displayed by the pixel electrodes to the entire area of the screen. Excellent performance can be achieved with reliability.
[0023]
A thin film transistor array device according to a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. That is, in this thin film transistor array element, the pattern end of the
[0024]
Also in such a configuration, the brightness and reliability of the TFT-LCD can be improved as in the fourth embodiment.
Therefore, in any of the above-described embodiments, a thin film transistor array element having high reliability and excellent performance capable of reducing deterioration of off characteristics under driving (voltage) stress, which is an important issue in reliability of a-Si TFTs, is provided. be able to.
[0025]
Note that the method of making the second to fourth embodiments is the same as that of the first embodiment. In the third embodiment (FIG. 4) and the fifth embodiment (FIG. 6), the width W1 of the
[0026]
【The invention's effect】
According to the liquid crystal display device of the first aspect, the width of the semiconductor layer in the path of the current flowing from the source electrode of the thin film transistor to the drain electrode via the semiconductor layer is smaller than at least one of the widths of the source electrode and the drain electrode. Therefore, the potential in the vicinity of the alignment film on the channel of the thin film transistor is less affected by the potential of the counter electrode, and is controlled by the potentials of the source electrode and the drain electrode. This stabilizes the potential in the vicinity of the alignment film and suppresses the induction of electrons in the upper layer of the a-Si semiconductor due to the above-mentioned polarization. For this reason, it is possible to reduce the deterioration of the off characteristic of the thin film transistor caused by driving for a long time, and to maintain the image quality.
[Brief description of the drawings]
FIGS. 1A and 1B show the structure of a thin film transistor array element according to a first embodiment of the present invention, wherein FIG. 1A is a cross-sectional view and FIG.
FIG. 2 is a characteristic diagram showing a change over time of an Id-Vg characteristic indicating a switching performance of a thin film transistor in the TFT-LCD.
FIG. 3 is a plan view of a thin film transistor array element according to a second embodiment.
FIG. 4 is a plan view of a thin film transistor array element according to a third embodiment.
FIG. 5 is a plan view of a thin film transistor array element according to a fourth embodiment.
FIG. 6 is a plan view of a thin film transistor array element according to a fifth embodiment.
FIG. 7 is a drawing showing a manufacturing process of a thin film transistor array element according to each embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a waveform diagram of an applied signal when driving a TFT-LCD.
9A and 9B show the structure of a conventional TFT-LCD, wherein FIG. 9A is a cross-sectional view and FIG. 9B is a plan view.
FIG. 10 is a characteristic diagram showing a change over time of an Id-Vg characteristic of the thin film transistor.
[Explanation of symbols]
REFERENCE SIGNS
Claims (1)
前記薄膜トランジスタアレイ素子に対向する対向電極を有し前記薄膜トランジスタアレイ素子との間に液晶層を挾持する第2の絶縁基板とを備え、
前記配向膜は前記薄膜トランジスタのソース電極とドレイン電極との間の位置で、前記保護絶縁膜を介して、前記ソース電極上面および前記ドレイン電極上面より前記半導体層に接近して配置され、
前記薄膜トランジスタのソース電極から前記半導体層を介してドレイン電極へ流れる電流の経路における前記半導体層の幅が、前記ソース電極の前記ドレイン電極に向かって突出するよう形成された領域の前記ゲート電極との平面的な重なり部の幅および前記ドレイン電極の前記ゲート電極との平面的な重なり部の幅の少なくともいずれか一方に比べて4μm以上狭いことを特徴とする液晶表示装置。A first insulating substrate having a signal line arranged in a matrix on one principal surface and the scanning line, which is formed corresponding to the intersections between the signal lines of the first insulating substrate and the scan line a pixel electrode, a protective insulating film pattern of the channel portion in a reverse stagger structure in a self-aligned formed by performing exposure using the gate electrode as a mask from the one main surface different from the other surface of said first insulating substrate A thin film transistor provided between the pixel electrode and the signal line and the scanning line, and an alignment film formed on the first insulating substrate so as to cover the pixel electrode and the thin film transistor. An array element ;
A second insulating substrate having a counter electrode facing the thin film transistor array element and sandwiching a liquid crystal layer with the thin film transistor array element;
The alignment film is located between the source electrode and the drain electrode of the thin film transistor, via the protective insulating film, closer to the semiconductor layer than the upper surface of the source electrode and the upper surface of the drain electrode,
A width of the semiconductor layer in the path of current flowing from the source electrode of the thin film transistor to the drain electrode through the semiconductor layer, and said gate electrode region formed to protrude toward said drain electrode of said source electrode A liquid crystal display device having a width which is at least 4 μm narrower than at least one of a width of a planar overlap portion and a width of a planar overlap portion of the drain electrode with the gate electrode.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16180894A JP3585262B2 (en) | 1994-07-14 | 1994-07-14 | Liquid crystal display |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16180894A JP3585262B2 (en) | 1994-07-14 | 1994-07-14 | Liquid crystal display |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001082765A Division JP3254210B2 (en) | 2001-03-22 | 2001-03-22 | Thin film transistor array element and liquid crystal display device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0832073A JPH0832073A (en) | 1996-02-02 |
JP3585262B2 true JP3585262B2 (en) | 2004-11-04 |
Family
ID=15742312
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP16180894A Expired - Lifetime JP3585262B2 (en) | 1994-07-14 | 1994-07-14 | Liquid crystal display |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3585262B2 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3425851B2 (en) | 1997-06-30 | 2003-07-14 | 日本電気株式会社 | Thin film transistor for liquid crystal display |
-
1994
- 1994-07-14 JP JP16180894A patent/JP3585262B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0832073A (en) | 1996-02-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100477130B1 (en) | Thin Film Transistor Board and Manufacturing Method of Flat Drive Liquid Crystal Display | |
KR0156766B1 (en) | Thin film transistor and display device using the same | |
KR0145280B1 (en) | An active matrix liquid crystal display device | |
US7550308B2 (en) | Transistor and display and method of driving the same | |
US5441905A (en) | Process of making self-aligned amorphous-silicon thin film transistors | |
US5796448A (en) | Structure for a parasitic capacitor and a storage capacitor in a thin film transistor-liquid crystal display and a method for making the same | |
JP3420201B2 (en) | Liquid crystal display | |
US6191831B1 (en) | LCD having a pair of TFTs in each unit pixel with a common source electrode | |
KR100837986B1 (en) | Pixel structure and fabrication method thereof | |
KR100317209B1 (en) | Active matrix liquid crystal display device | |
KR20090054070A (en) | Thin film transistor substrate and liquid crystal display panel including the same | |
US7687835B2 (en) | Liquid crystal display panel | |
KR20080002186A (en) | Array substrate for liquid crystal display device | |
JPH02830A (en) | Thin film transistor and liquid crystal display device formed by using said transistor | |
JPH05142570A (en) | Active matrix substrate | |
US7123331B2 (en) | Array substrate for use in in-plane switching mode liquid crystal display device with particular overlaping pixel electrode and method of fabricating the same | |
US6927810B2 (en) | Liquid crystal display device having indented gate electrode and fabricating method thereof | |
JP3585262B2 (en) | Liquid crystal display | |
JP3254210B2 (en) | Thin film transistor array element and liquid crystal display device | |
KR100494680B1 (en) | Thin film transistor-liquid crystal display device | |
US8373169B2 (en) | Thin film transistor of liquid crystal display device with specified channel W/L ratio | |
KR100522024B1 (en) | An array Substrate for liquid Crystal Display Device and Manufacturing Method Thereof | |
CN111357107A (en) | TFT substrate, ESD protection circuit and manufacturing method of TFT substrate | |
JP3369664B2 (en) | Liquid crystal display | |
JPH09269503A (en) | Liquid crystal display device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040623 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20040803 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20070813 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080813 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090813 Year of fee payment: 5 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090813 Year of fee payment: 5 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100813 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100813 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110813 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120813 Year of fee payment: 8 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120813 Year of fee payment: 8 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120813 Year of fee payment: 8 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120813 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130813 Year of fee payment: 9 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term |