JPH04326329A - 液晶表示装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、表示用絵素電極にスイ
ッチング素子を介して駆動信号を印加することにより表
示を実行する液晶表示装置及びその液晶表示装置の製造
方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、液晶表示装置においては、マ
トリクス状に配列された表示絵素を選択することにより
画面上に表示パターンを形成している。表示絵素の選択
方法としては、個々独立させた絵素電極のそれぞれに対
しスイッチング素子を連結して表示駆動するアクティブ
マトリクス駆動方式が知られている。この方式は高コン
トラストの表示が可能であり、テレビジョンなどに実用
化されている。

【０００３】一方、絵素電極を選択駆動するスイッチン
グ素子としては、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）素子、Ｍ
ＩＭ（金属−絶縁膜−金属）素子、ＭＯＳトランジスタ
、ダイオード、バリスタ等が一般に用いられており、こ
のようなスイッチング素子を介して絵素電極に対向する
液晶部分の光学的変調を行う。この変調により、画面上
に表示パターンが視認可能に表示される。

【０００４】図３にスイッチング素子としてａ−Ｓｉ形
（アモルファスシリコン形）ＴＦＴを用いた従来のアク
ティブマトリクス基板の平面図を示す。また、図４に図
３に示すアクティブマトリクス基板のｂ〜ｂ’断面にお
ける断面図を示す。このアクティブマトリクス基板は、
その上に対向基板を配設すると共に、間に液晶層を介装
することにより液晶表示装置を構成するように使用され
、ガラス基板２１の上にＴａ等からなるゲート電極２２
ａおよび付加容量電極３０が形成されている。このゲー
ト電極２２ａは、図３に示すゲート電極配線２２の一部
を構成する。また、付加容量電極３０は幅を変化させて
ゲート電極配線２２と平行に形成している。

【０００５】上記ゲート電極配線２２、付加容量電極３
０を有するガラス基板３０の上には、ＳｉＮｘ等からな
るゲート絶縁膜２３が広い面積にわたり形成されている
。このゲート絶縁膜２３の上であって、前記ゲート電極
２２ａの上方にはノンドープａ−Ｓｉ半導体層２４が形
成され、更にノンドープａ−Ｓｉ半導体層２４より上に
２つに分断されてリンドープａ−Ｓｉ半導体層２５、２
５が形成され、各リンドープａ−Ｓｉ半導体層２５、２
５の上側にはＴｉ等からなるソース電極２６ａ及びドレ
イン電極２７がそれぞれ形成されている。このソース電
極２６ａは、図３に示すソース電極配線２６の一部を構
成する。

【０００６】上述したゲート電極２２ａ、付加容量電極
３０、ゲート絶縁膜２３、ノンドープａ−Ｓｉ半導体層
２４、リンドープａ−Ｓｉ半導体層２５、ソース電極２
６ａ及びドレイン電極２７によってａ−Ｓｉ形ＴＦＴ３
１が構成されている。

【０００７】上記ソース電極２６ａ及びドレイン電極２
７が形成されたゲート絶縁膜２３の上には、ＳｉＮｘ等
からなる保護絶縁膜２８が形成され、この保護絶縁膜２
８のドレイン電極２７の上部分に絵素電極２９と電気的
に接続するためのコンタクトホール３２が形成されてい
る。このコンタクトホール３２に一部を充填した状態で
、前記保護絶縁膜２８の上にＩＴＯからなる絵素電極２
９がパターニングして形成されている。絵素電極２９は
、前記コンタクトホール３２を介してドレイン電極２７
に電気的に接続される。この絵素電極２９とａ−Ｓｉ形
ＴＦＴ３１の対は、ガラス基板２１上にマトリックス状
に形成されている。

【０００８】ところで、前記保護絶縁膜２８は、ＴＦＴ
３１の保護のためにその上に形成しているが、絵素電極
２９の部分では下側に位置している。このように絵素電
極２９の下側に形成するのは、上側に存在する場合には
対向電極との間に印加される電圧信号が保護絶縁膜２８
によって液晶に印加されにくくなるので、それを防止す
るためである。また、付加容量電極３０は、画像品位を
向上させるべく、スイッチング素子本体から送られた電
圧信号を蓄積しておく為に形成している。

【０００９】なお、このような構造は、上述したＴＦＴ
に限らず他のスイッチング素子においても同様に用いら
れている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来装
置の場合には、各部を構成する上で付加容量電極３０を
或る箇所で切断する必要があるとき、その切断により電
圧信号の蓄積が十分に行われずに表示品位が低下すると
いう難点があった。また、付加容量電極３０と絵素電極
２９との間にゲート絶縁膜２３と保護絶縁膜２８が介在
するため、容量の確保が困難となって付加容量電極３０
を設けた効果が十分得られないという問題があった。

【００１１】本発明は、このような従来技術の問題点を
解決するものであり、付加容量電極を途中で切断しても
十分に電圧信号の蓄積を行うことができ、しかも容量を
大きくすることができる液晶表示装置およびその製造方
法を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の液晶表示装置は
、対向基板に対して間に液晶層を介装して対向配設した
アクティブマトリクス基板が、外側から内側へ向けて順
に形成された絶縁性基板、第１絶縁膜及び第２絶縁膜を
有し、該第２絶縁膜の内面側に表示を実行する絵素電極
がマトリクス状に形成された液晶表示装置において、該
第１絶縁膜と第２絶縁膜との間に付加容量電極が形成さ
れ、該付加容量電極と該第１絶縁膜に設けたコンタクト
ホールを介して電気的に接続して、第１絶縁膜と絶縁性
基板との間に付加容量電極接続用の補助配線が設けられ
ており、そのことにより上記目的が達成される。

【００１３】また、本発明の液晶表示装置の製造方法は
、対向基板に対して間に液晶層を介装して対向配設した
アクティブマトリクス基板が、外側から内側へ向けて順
に形成された絶縁性基板、第１絶縁膜及び第２絶縁膜を
有し、該第２絶縁膜の内面側に表示を実行する絵素電極
がマトリクス状に形成されており、該第１絶縁膜と第２
絶縁膜との間に付加容量電極が形成され、該付加容量電
極と該第１絶縁膜に設けたコンタクトホールを介して電
気的に接続して、第１絶縁膜と絶縁性基板との間に付加
容量電極接続用の補助配線が設けられた液晶表示装置の
製造方法であって、該絶縁性基板上に補助配線を形成す
る工程と、該補助配線が形成された絶縁性基板の上に第
１絶縁膜を形成する工程と、該第１絶縁膜の補助配線形
成部分に補助配線に達するコンタクトホールを形成する
工程と、該コンタクトホールに一部充填して該補助配線
と電気的に接続した状態で第１絶縁膜の上に付加容量電
極を形成する工程と、を含んでおり、そのことにより上
記目的が達成される。

【００１４】

【作用】本発明にあっては、上記構成を有することによ
り、保護絶縁膜上に絵素電極を形成でき、また付加容量
電極と絵素電極間には保護絶縁膜のみが介在するので容
量を大きくすることができる。また、付加容量電極を補
助配線で接続する構造をとるので、付加容量電極が途中
で切断されたとしても補助配線を介して、相互に非接続
の付加容量電極を接続することが可能となる。

【００１５】

【実施例】本発明の実施例について以下に説明する。

【００１６】図１は、本発明をスイッチング素子として
ａ−Ｓｉ形ＴＦＴを用いたアクティブマトリクス液晶表
示装置に適用した一実施例を示す断面図（図２のａ−ａ
’部分の断面図）であり、図２はアクティブマトリクス
基板１５を示す平面図である。この液晶表示装置は、間
を隔てて対向配設したアクティブマトリクス基板１５及
び対向基板１９と、両基板１５、１９間に設けた液晶層
２０とを備える。

【００１７】アクティブマトリクス基板１５は絶縁性基
板１上に形成されている。絶縁性基板１の上には、ゲー
ト電極２ａおよび補助配線１３が形成されている。この
ゲート電極２ａは、図２に示すゲート電極配線２の一部
を構成する。また、補助配線１３はゲート電極配線２と
平行なライン状に形成している。

【００１８】上記ゲート電極配線２、補助配線１３を有
する絶縁性基板１の上には、ゲート絶縁膜３が広い面積
にわたり形成されている。このゲート絶縁膜３の前記補
助配線１３の上部分にはコンタクトホール１４が形成さ
れ、このコンタクトホール１４に一部を充填してゲート
絶縁膜３の上表面には付加容量電極１０が形成されてい
る。この付加容量電極１０は、上記コンタクトホール１
４を介して補助配線１３に接続されている。また、付加
容量電極１０は、図２に示すように縦方向に接続片１０
ａを介して連結して形成しているが、上記補助配線１３
による接続にて横方向においても連結される。

【００１９】一方、前記ゲート絶縁膜３の上であって、
前記ゲート電極２ａの上方にはノンドープａ−Ｓｉ半導
体層４が形成され、更にノンドープａ−Ｓｉ半導体層４
より上に２つに分断されてリャドープａ−Ｓｉ半導体層
５、５が形成され、各リンドープａ−Ｓｉ半導体層５、
５の上側にはソース電極６ａ及びドレイン電極７がそれ
ぞれ形成されている。このソース電極６ａは、図２に示
すソース電極配線６の一部を構成する。また、上述した
ゲート電極２ａ、付加容量電極１０、ゲート絶縁膜３、
ノンドープａ−Ｓｉ半導体層４、リンドープａ−Ｓｉ半
導体層５、ソース電極６ａ及びドレイン電極７によって
ａ−Ｓｉ形ＴＦＴ１１が構成される。

【００２０】上記ソース電極６ａ及びドレイン電極７が
形成されたゲート絶縁膜３の上には、保護絶縁膜８が形
成され、この保護絶縁膜８のドレイン電極７の上部分に
コンタクトホール１２が形成されている。このコンタク
トホール１２に一部を充填した状態で、前記保護絶縁膜
８の上にＩＴＯからなる絵素電極９がパターニングして
形成されている。絵素電極９は、前記コンタクトホール
１２を介してドレイン電極７に電気的に接続される。こ
の絵素電極９とａ−Ｓｉ形ＴＦＴ１１の対は、絶縁性基
板１上にマトリックス状に形成されている。更に、絵素
電極９が形成された保護絶縁膜８の上には図示しない配
向膜が形成されている。

【００２１】一方、上側の対向基板１９は、前記絶縁性
基板１と対向配設したガラス等からなる透明基板１６と
、その下面側にこの順に形成した対向電極１７、配向膜
１８とを備える。

【００２２】次に、上述したアクティブマトリクス基板
１５の詳細な構成を製造工程順に説明する。

【００２３】まず、ガラス又は石英等からなる絶縁性基
板１上にＴａなどの金属膜をスパッタリング法を用いて
３０００オングストローム積層し、所定の形状にパター
ニングしてゲート電極２を形成する。

【００２４】次いで、絶縁性基板１上にＩＴＯなどの透
明導電膜を例えばスパッタリング法を用いて１０００オ
ングストローム積層して、所定の形状にパターニングし
、付加容量電極接続用の補助配線１３を形成する。なお
、上記２つの工程についてはどちらを先に行っても支障
がない。

【００２５】これらゲート電極２および補助配線１３が
形成された絶縁性基板１の表面上に、例えばプラズマＣ
ＶＤ法を用いてＳｉＮｘからなるゲート絶縁膜３、ノン
ドープａ−Ｓｉ半導体層４を、膜厚としてそれぞれ３０
００オングストローム、５００オングストロームずつ順
次形成し、続いてノンドープａ−Ｓｉ半導体層４および
ゲート絶縁膜３を順次所定の形状にパターニングする。 なお、上記ゲート絶縁膜３をパターニングするときに、
補助配線１３上のゲート絶縁膜３部分を、後に形成され
る付加容量電極１０に接続するためのコンタクトホール
１４を同時に形成する。

【００２６】次に、このノンドープａ−Ｓｉ半導体層４
の表面上にリンドープａ−Ｓｉ半導体層５を、例えば同
じくプラズマＣＶＤ法を用いて５００オングストローム
形成させ、所定の形状にパターニングする。続いて、上
述のようにして形成されたａ−Ｓｉ半導体層５の表面上
に、例えばスパッタリング法を用いてＴｉなどの金属膜
を２０００オングストローム推積し、所定の形状にパタ
ーニングしてソース電極６およびドレイン電極７を形成
する。以上によって絶縁性基板１の上にａ−Ｓｉ形ＴＦ
Ｔ１１が作製される。

【００２７】次に、ａ−Ｓｉ形ＴＦＴ１１の形成された
ゲート絶縁膜３上に、付加容量電極１０となる透明導電
膜のＩＴＯを例えばスパッタリング法を用いて１０００
オングストローム積層させ、所定の形状にパターニング
する。このとき、前記補助配線１３には前記コンタクト
ホール１４を介して付加容量電極１０が接続される。な
お、上記ａ−Ｓｉ形ＴＦＴ１１を作製する工程と、付加
容量電極１０を形成する工程については、どちらを先に
行ってもよい。

【００２８】次に、ａ−Ｓｉ形ＴＦＴ１１、付加容量電
極１０が形成された絶縁性基板１の表面上に、保護絶縁
膜８となるＳｉＮｘをプラズマＣＶＤ法を用いて５００
０オングストローム成膜する。形成された保護絶縁膜８
のドレイン電極７の上部分に、ドレイン電極７と絵素電
極９とを接続するためのコンタクトホール１２を所定の
形状にパターニングする。

【００２９】そして、保護絶縁膜８上にＩＴＯからなる
絵素電極９を、スパッタリング法を用いて１０００オン
グストローム形成し、所定の形状にパターンニングする
。このとき前記絵素電極９とドレイン電極７とをコンタ
クトホール１２を介して接続させる。この絵素電極９と
ａ−Ｓｉ形ＴＦＴ１１とは、対となして絶縁性基板１上
にマトリックス状に形成する。更に、絵素電極９が形成
された保護絶縁膜８の上に、図示しない配向膜を形成す
る。これにより本発明の液晶表示装置を構成するアクテ
ィブマトリクス基板１５が作製される。

【００３０】したがって、このような構造のアクティブ
マトリクス基板１５を有する液晶表示装置においては、
保護絶縁膜８上に絵素電極９が形成されており、また付
加容量電極１０と絵素電極９間には保護絶縁膜８のみが
介在するので容量を大きくすることができ、付加容量電
極１０を設けた効果を十分に得ることができる。また、
付加容量電極１０を補助配線１３で接続する構造をとる
ので、付加容量電極１０が途中で切断されたとしても補
助配線１３を介して、相互に非接続の付加容量電極１０
を接続することが可能となり、よって電圧信号の蓄積を
十分に得ることができるので、画像品位の向上および高
精細化を図ることができる。

【００３１】なお、上記実施例ではスイッチング素子と
してａ−Ｓｉ形ＴＦＴを用いた場合について説明してい
るが、本発明はこれに限らず、他の構成のスイッチング
素子を用いる場合にも同様に適用できることは勿論であ
る。

【００３２】また、上記実施例では透過型液晶表示装置
について説明しているが、本発明は反射型液晶表示装置
に於いても同様にして適用でき、同様な効果を得ること
が出来るのは明らかである。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように本発明においては、
保護絶縁膜上に絵素電極が存在し、付加容量電極と絵素
電極間には保護絶縁膜のみが介在するので、容量を十分
に確保することができ、付加容量電極を設けた効果を十
分に得ることが可能となる。また、付加容量電極を補助
配線を介して接続することができるので、電圧信号の蓄
積を十分に得ることができ、これにより画像品位の向上
および高精細化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明をスイッチング素子としてａ−Ｓｉ形Ｔ
ＦＴを用いたアクティブマトリクス液晶表示装置に適用
した一実施例を示す断面図（図２のａ−ａ’線による断
面図）である。

【図２】図１の液晶表示装置を構成しているアクティブ
マトリクス基板を示す平面図である。

【図３】従来の液晶表示装置のアクティブマトリクス基
板を示す平面図である。

【図４】図３に示すアクティブマトリクス基板のｂ−ｂ
’線による断面図である。

【符号の説明】

１　　　　絶縁性基板 ２　　　　ゲート電極配線 ２ａ　　ゲート電極 ３　　　　ゲート絶縁膜（第１絶縁膜）４　　　　ノン
ドープａ−Ｓｉ半導体層５　　　　ノンドープａ−Ｓｉ
半導体層６　　　　ソース電極配線 ６ａ　　ソース電極 ７　　　　ドレイン電極 ８　　　　保護絶縁膜（第２絶縁膜） ９　　　　絵素電極 １０　　　　付加容量電極 １１　　　　ａ−Ｓｉ形ＴＦＴ １２　　　　ドレイン電極７に絵素電極９を接続するた
めのコンタクトホール １３　　　　補助配線 １４　　　　補助配線１３に付加容量電極１０を接続す
るためのコンタクトホール

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】対向基板に対して間に液晶層を介装して対
   向配設したアクティブマトリクス基板が、外側から内側
   へ向けて順に形成された絶縁性基板、第１絶縁膜及び第
   ２絶縁膜を有し、該第２絶縁膜の内面側に表示を実行す
   る絵素電極がマトリクス状に形成された液晶表示装置に
   おいて、該第１絶縁膜と第２絶縁膜との間に付加容量電
   極が形成され、該付加容量電極と該第１絶縁膜に設けた
   コンタクトホールを介して電気的に接続して、第１絶縁
   膜と絶縁性基板との間に付加容量電極接続用の補助配線
   が設けられた液晶表示装置。
2. 【請求項２】対向基板に対して間に液晶層を介装して対
   向配設したアクティブマトリクス基板が、外側から内側
   へ向けて順に形成された絶縁性基板、第１絶縁膜及び第
   ２絶縁膜を有し、該第２絶縁膜の内面側に表示を実行す
   る絵素電極がマトリクス状に形成されており、該第１絶
   縁膜と第２絶縁膜との間に付加容量電極が形成され、該
   付加容量電極と該第１絶縁膜に設けたコンタクトホール
   を介して電気的に接続して、第１絶縁膜と絶縁性基板と
   の間に付加容量電極接続用の補助配線が設けられた液晶
   表示装置の製造方法であって、該絶縁性基板上に補助配
   線を形成する工程と、該補助配線が形成された絶縁性基
   板の上に第１絶縁膜を形成する工程と、該第１絶縁膜の
   補助配線形成部分に補助配線に達するコンタクトホール
   を形成する工程と、該コンタクトホールに一部充填して
   該補助配線と電気的に接続した状態で第１絶縁膜の上に
   付加容量電極を形成する工程と、を含む液晶表示装置の
   製造方法。