JPH05323367A - アクティブマトリクス基板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 付加容量部に於けるリークを防ぎ、表示初期
及び表示中に於ける不良の発生をなくし、歩留り及び信
頼性を向上させる。 【構成】 ガラス基板１１上に配線された走査線１２の
一部には、絶縁膜２２およびゲート絶縁膜２３を挟ん
で、付加容量片１７ａが積層されており、走査線１２の
傾斜した各側縁部１２ａの上方のゲート絶縁膜２３部分
に絶縁性保護膜１８ａおよび１８ａが積層されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示装置等の表示
装置に使用されるアクティブマトリクス基板に関し、特
に、薄膜トランジスタをスイッチング素子として用いた
アクティブマトリクス基板に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置、ＥＬ表示装置、プラズマ
表示装置に於いては、マトリクス状に配列された表示絵
素を選択的に光変調することにより、表示パターンを形
成している。表示絵素を選択して光変調する方式として
は、独立した絵素電極によってそれぞれ光変調されるよ
うに各絵素を配列して、各絵素電極にそれぞれスイッチ
ング素子を接続したアクティブマトリクス駆動方式があ
る。このアクティブマトリクス駆動方式によれば、高コ
ントラストの表示が可能であるために、液晶テレビジョ
ン、ワードプロセッサ、コンピュータの端末表示装置等
に実用化されている。

【０００３】アクティブマトリクス基板に於ける各絵素
電極には、液晶、ＥＬ発光層あるいはプラズマ発光体等
の表示媒体を挟んで対向電極が配置されている。各絵素
電極に印加される電圧をスイッチング素子によってスイ
ッチングすることにより、各絵素電極と対向電極との間
に介在する表示媒体が光学的に変調されて、その光学的
変調が表示パターンとして視認される。絵素電極を選択
駆動するスイッチング素子としては、ＴＦＴ（Thin Fi
lm Transistor）素子、ＭＩＭ（金属−絶縁膜−金属）
素子、ＭＯＳトランジスタ素子、ダイオード、バリスタ
等が、通常、用いられている。

【０００４】このような表示素子に用いられるアクティ
ブマトリクス基板には、十分な表示コントラストを得る
ために付加容量が設けられることがある。付加容量は各
絵素電極と、各絵素電極に絶縁膜を介して重畳された付
加容量電極間に形成される。アクティブマトリクス基板
の一例を図５および図６に示す。このアクティブマトリ
クス基板５０は、絶縁性基板であるガラス基板５１上に
格子状になるように相互に直交して設けられた複数のゲ
ートバスライン（走査線）５２及び複数のソースバスラ
イン（信号線）５４を有している。各走査線５２及び各
信号線５４によって囲まれた領域内には、絵素電極５７
がそれぞれ配置されている。各絵素電極５７と、各絵素
電極５７に近接する１本の走査線５２及び１本の信号線
５４には、それぞれスイッチング素子としてのＴＦＴ６
０が電気的に接続されている。走査線５２には、絵素電
極５７に接続された付加容量片５７ａが、ゲート絶縁膜
６２を挟んで重畳されており、このような積層構造によ
って付加容量部７０が形成されている。

【０００５】ガラス基板５１上に設けられた走査線５２
は、各側縁部５２ａが傾斜した断面台形状になってい
る。また、該走査線５２を覆うゲート絶縁膜６２は、走
査線５２の各側縁部５２ａ上の部分６２ａも同様に傾斜
した状態になっている。

【０００６】アクティブマトリクス基板の他の例を図７
および図８に示す。このアクティブマトリクス基板５０
では、付加容量線５９が相互に隣接する一対の走査線５
２および５２間に、各走査線５２とは平行状態で配置さ
れている。この付加容量線５９はガラス基板５１上に設
けられており、付加容量線５９に、ゲート絶縁膜６２を
挟んで絵素電極５７が積層されている。このような構造
によって付加容量部７０が構成されている。

【０００７】この付加容量線５９は、各側縁部５９ａが
傾斜した断面台形状になっており、該付加容量線５９は
ガラス基板５１全体を覆うゲート絶縁膜６２により覆わ
れた状態になっており、従って、付加容量線５９の各側
縁部５９ａ上に位置するゲート絶縁膜６２部分６２ａも
傾斜状態になっている。さらに、該ゲート絶縁膜６２を
覆った状態で配置された絵素電極５７も、該ゲート絶縁
膜６２の傾斜部分６２ａ上の部分は傾斜状態になってい
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】このようなアクティブ
マトリクス基板では、ゲート絶縁膜６２は、傾斜した部
分６２ａの絶縁性が平坦になっている部分よりも悪いこ
と、およびその傾斜部分６２ａに電圧がかかることによ
りさらに絶縁性が劣化し、表示初期における不良の発生
及び表示中における不良の発生の原因となった。

【０００９】本発明は上記従来技術の問題点を解決する
ものであり、その目的は付加容量部における絵素電極と
のリークを防ぎ、表示初期及び表示中に於ける不良の発
生をなくし、歩留り及び信頼性を向上することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明のアクティブマト
リクス基板は、絶縁性基板と、該絶縁性基板上に格子状
になるように相互に直交して設けられた複数の走査線及
び複数の信号線と、各走査線及び各信号線によって囲ま
れた領域内にそれぞれ配置された絵素電極と、各絵素電
極と、各絵素電極に近接する１本の走査線及び１本の信
号線とに、それぞれ電気的に接続されたスイッチング素
子と、各走査線を覆うように設けられた絶縁膜と、該絶
縁膜を挟んで各走査線の一部とは重畳されており、各絵
素電極と接続された付加容量片と、該絶縁膜における各
走査線の各側縁部の上方を覆うように、該付加容量片と
前記絶縁膜との間に設けられた絶縁保護膜と、を具備し
たものであり、そのことにより上記目的が達成される。

【００１１】本発明のアクティブマトリクス基板は、絶
縁性基板と、該絶縁性基板上に格子状になるように相互
に直交して設けられた複数の走査線及び複数の信号線
と、各走査線及び各信号線によって囲まれた領域内にそ
れぞれ配置された絵素電極と、各絵素電極と、各絵素電
極に近接する１本の走査線及び１本の信号線とに、それ
ぞれ電気的に接続されたスイッチング素子と、前記絶縁
性基板上に各走査線とは平行であって相互に隣接する走
査線間に配置されており、各絵素電極とは絶縁膜を挟ん
で積層状態になった付加容量線と、該付加容量線の各側
縁部と各側縁部の上方を覆うように、前記絶縁膜と絵素
電極との間に設けられた絶縁保護膜と、を具備したもの
であり、そのことにより上記目的が達成される。

【００１２】

【作用】本発明のアクティブマトリクス基板では、絵素
電極に接続された付加容量片と走査線の一部との間に挟
まれた絶縁膜における走査線の各側縁部上に、さらに、
絶縁保護膜がそれぞれ設けられているために、走査線の
傾斜した各側縁部による絶縁膜部分の傾斜状態になった
部分の絶縁特性が、各絶縁保護膜によって補償される。

【００１３】絶縁性基板上に設けられた付加容量線と絵
素電極と、それらの間に設けられた絶縁膜とによって構
成される付加容量部においても、その絶縁膜上に設けら
れた絶縁保護膜によって、絶縁膜の傾斜状態に成った絶
縁特性が、各絶縁保護膜によって補償される。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。図
１は本発明アクティブマトリクス基板の実施例１を示
す。また、図２は図１のＡ−Ｂ線に於ける断面図を示
す。このアクティブマトリクス基板１０は、図に示すよ
うに絶縁性基板であるガラス基板１１上に、複数の走査
線（ゲートバスライン）１２及び複数の信号線（ソース
バスライン）１４が格子状になるように相互に直交して
設けられている。各走査線１２及び各信号線１４によっ
て囲まれた矩形状の領域内には、絵素電極１７がそれぞ
れ配置されている。各絵素電極１７が配置された領域内
の隅部には、走査線１２から絵素電極１７に向かって延
設されたゲート電極線１３が分岐されており、該ゲート
電極線１３の先端部寄りの部分が、各ＴＦＴ２０のゲー
ト電極になるように、各領域の隅部にスイッチング素子
としてのＴＦＴ２０が形成されている。

【００１５】信号線１４からは絵素電極１７に向かって
延出するソース電極線１５が配置されており、該ソース
電極線１７の先端部がゲート電極線１３上に絶縁状態で
重畳されて、各ＴＦＴ２０のソース電極１７になってい
る。また、ゲート電極線１３上には、ソース電極線１７
とは間隔をあけた状態で該ゲート電極線１３とは絶縁状
態で重畳されたＴＦＴ２０のドレイン電極１６が設けら
れており、該ドレイン電極１６が絵素電極１７にそれぞ
れ電気的に接続されている。本実施例では、ＴＦＴ２０
として非結晶質シリコン（ａ−Ｓｉ）ＴＦＴが使用され
ている。

【００１６】各絵素電極１７は、該絵素電極１７に接続
されたＴＦＴ２０が接続されている走査線１２とは該絵
素電極１７を挟んで配置された走査線１２に、絶縁状態
で重畳された付加容量片１７ａが接続されている。該付
加容量片１７ａは、積層状態の走査線１２と付加容量部
３０を形成している。

【００１７】付加容量部３０は、図２に示すように、ガ
ラス基板１１上に設けられた走査線１２と、該走査線１
２上に該走査線１２を覆うように積層された絶縁膜２２
とを有している。走査線１２は、各側縁部１２ａおよび
１２ｂが傾斜した断面台形状になっており、該走査線１
２を覆う絶縁膜２２も同様に、各側縁部が傾斜した状態
になっている。該絶縁膜２２は、ガラス基板１１全体に
積層されたゲート絶縁膜２３によって覆われた状態にな
っており、従って、該ゲート絶縁膜２３も、絶縁膜２２
の各側縁部上に位置する部分が傾斜した状態になってい
る。そして、該ゲート絶縁膜２３上の傾斜した部分を覆
うように、一対の絶縁性保護膜１８ａおよび１８ａが傾
斜状態で積層されている。各絶縁性保護膜１８ａおよび
１８ａは、従って、走査線１２における傾斜したそれぞ
れの側縁部１２ａおよび１２ａを覆った状態になってい
る。そして、各絶縁性保護膜１８ａおよび１８ａの傾斜
した部分間にわたって、付加容量片１７ａが積層されて
いる。従って、該付加容量片１７ａは、各絶縁性保護膜
１８ａおよび１８ａ間のゲート絶縁膜２３上に、直接積
層された状態になっている。そして、該付加容量片１７
ａが絵素電極１７と接続されている。

【００１８】このような構成のアクティブマトリクス基
板１０の製作手順を、図２を参照にして説明する。ま
ず、ガラス基板１１上にスパッタリングによりタンタル
を３００ｎｍの厚さに形成する。次に、フォトリソグラ
フィーによりパターン化して、ゲート電極線１３を有す
る走査線１２を形成する。なお、走査線１２とガラス基
板との間に、スパッタリングによって、五酸化タンタル
等の絶縁膜を形成してもよい。次に陽極酸化法によっ
て、走査線１２及びゲート電極１３上に絶縁膜２２を、
３００ｎｍの厚さに形成する。なお、陽極酸化法に替え
て、熱酸化法等を使用してもよい。次に、絶縁膜２２及
びガラス基板１１全体にわたって、プラズマＣＶＤによ
り、窒化硅素からなるゲート絶縁膜２３を、３００ｎｍ
の厚さに形成する。このように、絶縁膜２２とゲート絶
縁膜２３との２層構造の絶縁膜を形成することによっ
て、走査線１２と該走査線１２上に重畳される付加容量
片１７ａとの電気絶縁性が高められる。

【００１９】次いで、各ＴＦＴ２０における半導体層と
してのアモルファスシリコン、エッチングストッパ層と
しての窒化硅素を、ゲート絶縁膜２３上にプラズマＣＶ
Ｄ法によりそれぞれ３０ｎｍ、２００ｎｍの厚さに連続
して形成する。エッチングストッパ層はフォトリソグラ
フィーによりパターニングされる。該エッチングストッ
パ層は、走査線１２の上方を覆うような構造としてもよ
い。続いて、リンを添加したｎ⁺形アモルファスシリコ
ンのコンタクト層を５０ｎｍの厚さでプラズマＣＶＤ法
で積層する。その後に、フォトリソグラフィーによっ
て、各ＴＦＴ２０の形成領域に、コンタクト層および半
導体層が所定形状になるように、同時にパターニングさ
れる。

【００２０】次に、同様のプラズマＣＶＤ法およびフォ
トリソグラフィーによって、走査線１２の各側縁部１２
ａ上に位置するゲート絶縁膜２３の傾斜部分を覆うよう
に、各絶縁性保護膜１８ａが形成される。

【００２１】続いて、信号線１２が、Ｔｉを材料として
スパッタリング法によって形成される。さらに、信号線
１２、ＴＦＴ２０のソース電極１５及びドレイン電極１
６が、フォトリソグラフィーでパターニングを行うこと
によって形成される。本実施例では、信号線１２として
は、Ｔｉに替えて、Ａｌ、Ｃｒ、Ｍｏ等の金属膜の材料
を用いてもよい。

【００２２】次に、絵素電極１７及び付加容量線１７ａ
となる酸化インジウムを主成分とした透明膜が、スパッ
タリングによって１００ｎｍの厚さに積層されて、フォ
トリソグラフィーによって、所定形状にパターニングさ
れる。これにより、絵素電極１７および該絵素電極１７
に接続された状態の付加容量片１７ａが形成される。そ
して、絵素電極１７および付加容量片１７ａ上に、図示
しない保護膜（パッシベーション膜）が形成されて、本
実施例のアクティブマトリクス基板が得られる。

【００２３】このような構成では、付加容量片１７ａに
おける走査線１２の傾斜した各側縁部上の絶縁膜２２
は、平坦面より絶縁膜の信頼性が劣り、電界がかかるこ
とでさらに絶縁性が劣化する。また、走査線１２の傾斜
した各側縁部上の絶縁膜２３は傾斜角が大きくなると、
完全に絶縁膜２２を覆うことが難しくなるため、絶縁性
が悪くなる。このため、ゲート絶縁膜２３に加えて絶縁
性保護膜１８ａを設けることで、走査線１２と付加容量
片１７ａとのリークが防止されて、表示初期に於ける不
良の発生及び表示中に於ける不良の発生を無くすること
が可能になる。

【００２４】本発明アクティブマトリクス基板の実施例
２を図３および図４に示す。本この実施例のアクティブ
マトリクス基板１０では、付加容量線１９が、相互に隣
接する走査線１２間に、各走査線１２とは平行状態で配
置されている。該付加容量線１９は、図４に示すよう
に、ガラス基板１１上に、各側縁部１９ａが傾斜した断
面台形状に設けられており、該付加容量線１９が絶縁膜
２２によって覆われている。該絶縁膜２２も、同様に、
各側縁部が傾斜した状態になっている。そして、該絶縁
膜２２は、ガラス基板１１全体に積層されたゲート絶縁
膜２３によって覆われた状態になっており、従って、該
ゲート絶縁膜２３も、絶縁膜２２の各側縁部上に位置す
る部分が傾斜した状態になっている。そして、該ゲート
絶縁膜２３上の傾斜した部分を覆うように、一対の絶縁
性保護膜１８ａおよび１８ａが傾斜状態で積層されてい
る。各絶縁性保護膜１８ａおよび１８ａは、従って、付
加容量線１９における傾斜したそれぞれの側縁部１９ａ
および１９ａを覆った状態になっている。このような積
層状態は、絵素電極１７によって覆われた状態になって
おり、これによって付加容量部３０が形成されている。

【００２５】本実施例でも、付加容量線１９における各
側縁部上に位置するゲート絶縁膜２３は、平坦面より絶
縁膜の信頼性が劣り、電界がかかることでさらに絶縁性
が劣化する。また、付加容量線１９の傾斜した各側縁部
上の絶縁膜２２は傾斜角が大きくなると完全に絶縁膜２
２を覆うことが難しくなるため、絶縁性が悪くなる。こ
のため、ゲート絶縁膜２３に加えて絶縁性保護膜１８ａ
を設けることで、付加容量線１９と絵素電極１７とのリ
ークが防止されて、表示初期に於ける不良の発生及び表
示中に於ける不良の発生を無くすることが可能になる。

【００２６】

【発明の効果】本発明は、このように、付加容量部にお
ける絶縁膜の傾斜した部分における絶縁膜の絶縁特性の
劣化が、絶縁保護膜によって補償されるために、付加容
量部におけるリークが防止されて、表示初期に於ける不
良の発生及び表示中に於ける不良の発生を無くすること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明アクティブマトリクス基板の実施例１を
示す平面図。

【図２】図１のＡ−Ｂ線に於ける断面図。

【図３】本発明アクティブマトリクス基板の実施例２を
示す平面図。

【図４】図３のＣ−Ｄ線に於ける断面図。

【図５】従来のアクティブマトリクス基板の一例を示す
平面図。

【図６】図５のＥ−Ｆ線に於ける断面図で、従来の付加
容量部を示す断面図。

【図７】従来のアクティブマトリクス基板の他の例を示
す平面図。

【図８】図７のＧ−Ｈ線に於ける断面図で、従来の付加
容量部を示す断面図。

【符号の説明】

１０ アクティブマトリクス基板 １１ ガラス基板 １２ 走査線（ゲートバスライン） １３ ゲート電極線 １４ 信号線（ソースバスライン） １５ ソース電極線 １６ ドレイン電極 １７ 絵素電極 １７ａ 付加容量片 １８ａ 絶縁性保護膜 １９ 付加容量線 ２０ ＴＦＴ（スイッチング素子） ２２ 絶縁膜 ２３ ゲート絶縁膜 ３０ 付加容量部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 片岡 義晴 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 川合 勝博 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁性基板と、 該絶縁性基板上に格子状になるように相互に直交して設
   けられた複数の走査線及び複数の信号線と、 各走査線及び各信号線によって囲まれた領域内にそれぞ
   れ配置された絵素電極と、 各絵素電極と、各絵素電極に近接する１本の走査線及び
   １本の信号線とに、それぞれ電気的に接続されたスイッ
   チング素子と、 各走査線を覆うように設けられた絶縁膜と、 該絶縁膜を挟んで各走査線の一部とは重畳されており、
   各絵素電極と接続された付加容量片と、 該絶縁膜における各走査線の各側縁部の上方を覆うよう
   に、該付加容量片と前記絶縁膜との間に設けられた絶縁
   保護膜と、 を具備するアクティブマトリクス基板。
2. 【請求項２】 絶縁性基板と、 該絶縁性基板上に格子状になるように相互に直交して設
   けられた複数の走査線及び複数の信号線と、 各走査線及び各信号線によって囲まれた領域内にそれぞ
   れ配置された絵素電極と、 各絵素電極と、各絵素電極に近接する１本の走査線及び
   １本の信号線とに、それぞれ電気的に接続されたスイッ
   チング素子と、 前記絶縁性基板上に各走査線とは平行であって相互に隣
   接する走査線間に配置されており、各絵素電極とは絶縁
   膜を挟んで積層状態になった付加容量線と、 該付加容量線の各側縁部と各側縁部の上方を覆うよう
   に、前記絶縁膜と絵素電極との間に設けられた絶縁保護
   膜と、 を具備するアクティブマトリクス基板。