JPH0943632A - 薄膜トランジスタアレイ - Google Patents
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- G02F2202/00—Materials and properties
- G02F2202/10—Materials and properties semiconductor
- G02F2202/103—Materials and properties semiconductor a-Si
Abstract
ネル内での反射光がチャネル層に入射することを防止し
た薄膜トランジスタアレイを提供する。 【構成】 TFT上に半導体膜からなる遮光膜と反射防
止膜の双方をそれぞれ独立に設けた。 【効果】 液晶パネル内での反射光がチャネル層に入射
することを防止できるため、オフ電流が低減化し、もっ
て液晶ディスプレイの表示品質を向上させる。
Description
に関し、特に、アクティブマトリクス液晶パネルに用い
られる薄膜トランジスタ(TFT)アレイに関する。
りTFTを用いた液晶表示装置につき説明する。なお、
図5は同装置のTFTが形成された方のパネルの部分平
面図および図6は図5のA−A′線に沿った断面図であ
る。
素子として用いたアクティブマトリクス液晶パネルで
は、TFTのチャネル層102として、300℃程度の
比較的低温で形成できる水素化アモルファスシリコン
(a−Si:H)膜等が用いられている。活性領域であ
るチャネル層102に光が入射するとチャネル層102
内でキャリアが生成されそのトランジスタがオフしてい
るときには、これがリーク電流となりオフ電流を増加さ
せる。オフ電流の増加は表示むら等の原因となりアクテ
ィブマトリクス液晶ディスプレイの表示品質を著しく低
下させる。
基板に設けたブラックマトリクス層122で行っている
が、投影型表示装置のような強光環境下では、TFTに
用いている金属膜とブラックマトリクス層122の間で
の反射によりチャネル層102へ141として示すよう
に入射光が回り込むという問題がある。
高くすることが要求されており、そのためにはブラック
マトリクス層122を小さくもしくは無くすことが求め
られている。この場合、前述した光入射にはオフ電流の
増加を防止するため、TFTアレイ基板上での遮光が必
要となる。すなわち、TFT上に遮光膜105が設けら
れている。
0に設けた画素電極106とガラス基板120に設けた
対向電極121の間に電界をかけることにより液晶13
0の状態を制御し、ここを通過する光をオン・オフさせ
ている。
ラス基板100上にCr、Al等の金属膜からなるゲー
ト電極101をパターニングした後、ゲート絶縁膜11
4、真性半導体非晶質シリコン(以下では「a−Si
(I)」と称する)からなるチャネル層102、n型半
導体非晶質シリコン(以下では「a−Si(n+ )」と
称する)からなるコンタクト層107を順次形成し、そ
の上にゲート電極101と同様にCr、Al等の金属膜
にて形成されるドレイン電極103、ソース電極10
4、映像信号線112及び画素電極106を形成し、そ
の後パッシベーション膜115、さらに遮光膜105を
形成してTFTアレイ基板とする。また、対向基板側は
ガラス基板120上に対向電極121を形成して製造す
る。
ぞれ配向膜(図示せず)を形成して配向処理を行い、シ
ールパターンを形成してから重ね合わせてこれを焼成
し、液晶130を注入、封孔して液晶パネルが完成す
る。
筐体などを付加し、液晶表示装置となる。
せるために対向基板には、Cr等の金属膜にて形成され
たブラックマトリクス層122が設けられている。
れして形成されており、ドレイン電極103は映像信号
線12に連結して形成されている。すなわち、図示のよ
うな、走査信号線11と映像信号線12が直交して互い
に絶縁してパターン形成され、その交差部にTFTが配
置されており、ゲート電極101には走査信号線111
が、ドレイン電極103には、映像信号線112がそれ
ぞれ接続されている。なお、図5の平面図では、半導体
膜2、ドレイン電極3、ソース電極4、遮光膜5、画素
電極63及び隣の映像信号線13を示しているが、それ
以外は省略されている。
表示装置として用いる場合には、対向電極121が形成
されているガラス基板120側から光が照射される。ガ
ラス基板120側から照射された光141は、光入射側
とは反対側のガラス基板100の裏面やソース電極10
4、ドレイン電極103等の金属膜で反射し、更にブラ
ックマトリクス層122で反射した後、活性領域である
チャネル層102に入射することになる。この光入射を
遮り、オフ電流の増加を抑制して、表示画質の低下を防
止するために遮光膜105が形成されている。
光膜105として、遮光効果の点から金属膜や半導体膜
などの導電性の材料が用いられている場合と絶縁性の樹
脂を使用する場合がある。
電性の高い金属膜を用いた場合、下記の2つの問題があ
る。
電極と寄生容量を形成することである。寄生容量がある
と、TFTがオフの間も映像信号線の信号がドレイン電
極−(寄生容量)−遮光膜−(寄生容量)−ソース電極
−画素電極と伝わるため、画素電極の電圧変動を招き、
輝度ムラがクロストークが発生し、表示品質を低下させ
る。
特開昭64−42634号公報では金属膜にて形成した
遮光膜を分離して設けた構成が提案されている。この技
術によれば、寄生容量はある程度減少するが、完全では
ない。
動作電圧に変動を生じさせ、表示ムラが発生することで
ある。そこで、帯電防止のために、特開昭63−276
031号公報には遮光膜を走査信号線または映像信号線
と接続する技術が提案されている。しかし、寄生容量に
関しては接続しない場合に比べて、むしろ増加するとい
う問題があり、第1の問題が解決されず、悪化する。
される寄生容量は小さくなるが、遮光効果が金属膜に比
べて小さくなる。
が、例えば特開平2−308131号公報、特開平3−
123320号公報、特開平4−86809号公報等に
開示されているが、その膜厚が非常に厚いため、厚みや
パターニングの精度が低下し、段差起因による配向不良
等による表示品質の低下という問題がある。
として、特開平3−274028号公報には光反射防止
膜を対向基板上に形成する構成が提案されている。この
構成の場合、光反射防止膜が対向基板上に形成されてい
るため、TFTアレイ基板と対向基板間での重ねずれが
生じると、光が直接チャネル部に入射するという問題が
ある。また、重ねずれの影響を無くすためには、光反射
防止膜の領域を拡大する必要があるので、遮光膜をTF
Tアレイ基板上に設けた場合と比較すると、開口率の低
下は避けられない。
光吸収層を絶縁層を介して設けた構造が特開平5−24
1199号公報に開示されているが、これは配線上で反
射した光が隣接画素に入射して偽信号となるのを防止す
るものであり、オフ電流の低減に寄与するものではな
い。
性の遮光膜を設けたことに付随する寄生容量の増加を抑
制すると同時に、液晶パネル内での反射光がチャネル層
に入射することを防止した薄膜トランジスタアレイを提
供することにある。
ジスタアレイは、薄膜トランジスタの活性層である半導
体層上に絶縁膜を介して設けた遮光膜と同一の材料にて
形成された反射防止膜が、薄膜トランジスタのソース・
ドレイン電極上に絶縁膜を介して設けられていることを
特徴とする。
質シリコンにて形成されており、これらは分離して形成
されていることがさらに好ましい。
同一のパターニング工程を用いて形成され得る。
果を明確にすべく以下に図面を参照して本発明の実施例
につき詳述する。
例の平面図であり、図2のそのA−A′断面図を示す。
に説明する。
r、Al等の金属膜からなるゲート電極101および走
査信号線111をパターニングした後、ゲート絶縁膜1
14、真性半導体非晶質シリコン(以下では「a−Si
(I)」と称する)からなるチャネル層102、n型半
導体非晶質シリコン(以下では「a−Si(n+ )」と
称する)からなるコンタクト層107を順次形成し、そ
の上にCr、Al等の金属膜にて形成されるドレイン電
極103、ソース電極104、映像信号線113を形成
し、さらに透明導電体からなる画素電極106を形成す
る。その後シリコン窒化膜等からなるパッシベーション
膜115を形成し、そして本発明に従って遮光膜105
と多重反射防止膜207および208を同時に形成して
TFTアレイ基板とする。
板120上に、Cr等の金属膜からなるブラックマトリ
クス層122を設けた後、対向電極121を形成して製
造する。
ぞれ配向膜(図示せず)を形成して配向処理を行い、シ
ールパターンを形成してから重ね合わせてこれを焼成
し、液晶130を注入、封孔して液晶パネルが完成す
る。
207および208をプラズマCVDを用いて、チャネ
ル層102と同じa−Si(I)で形成されており、図
示のとおりそれぞれが独立している。その厚みは遮光性
を得るために、300〜500nmとしている。
型表示装置として用いる場合には、ガラス基板120側
から光が照射される。このとき、図2に示すように、ガ
ラス基板120側から照射された光140は、光入射側
とは反対側のガラス基板100の裏面やソース電極10
4、ドレイン電極103等の金属膜で反射し、更にブラ
ックマトリクス層122で反射した後、活性領域である
チャネル層102に入射することになる。この光入射を
遮り、オフ電流の増加を抑制して、表示画素の低下を防
止するために遮光膜105が形成されている。本実施例
では遮光膜105はa−Si(I)で形成されているの
で、投影型表示装置として用いる場合、遮光膜105だ
けではチャネル層102に入射する光を完全に吸収でき
ない。
での光反射の原因となるソース電極104、ドレイン電
極103上にa−Si(I)で形成された反射防止膜2
07および208を設けており、これにより、パネル内
反射光の強度を減衰させ、遮光膜105で完全にチャネ
ル層102に入射する光を完全に遮光できる。
i(I)で形成しているので、金属膜を用いた場合と比
較して、ドレイン電極103およびソース電極104と
の間での寄生容量の形成は抑制される。また、遮光膜1
05と多重反射防止膜207を独立に形成していること
により、さらに、寄生容量は低減する。
と反射防止膜207を設け、チャネル層102への光入
射を防止することにより、オフ電流の低減化を図り、も
って液晶ディスプレイの表示品質を向上させることがで
きる。
例の断面図である。平面図は実施例1と同じである。本
実施例では、遮光膜105と反射防止膜207および2
08の上にさらに第2の遮光膜209と第2の反射防止
膜210および212をそれぞれ形成している。
08は第1の実施例と同じく、チャネル層102と同じ
a−Si(I)で形成されており、遮光膜209および
反射防止膜210,212は、コンタクト層107と同
じようにリン等のn型不純物を1×1020atoms/
cm3 以上に高濃度に添加したa−Si(n+ )で形成
されている。チャネル層102とコンタクト層107の
場合と同じように、遮光膜105−209および反射防
止膜207−210、208−212を形成しているa
−Si(I)とa−Si(n+ )はプラズマCVDを用
いて、連続的に順次形成される。これら遮光膜105,
209および反射防止膜207,208,210,21
2は全て同一のパターニング工程で形成される。
止膜207,208上に、a−Si(n+ )からなる遮
光膜209および反射防止膜210,212を設けてお
り、その膜厚は100〜400nmとしている。a−S
i(n+ )はa−Si(I)に比べて、赤色光の様な長
波長側の光の透過率が低いので、長波長側の光に対する
遮光効果が向上するという利点がある。
(I)およびa−Si(n+ )の二層になっている例で
あるが、図3(b)に示すようにa−Si(n+ )の一
層でも良い。すなわち図4の遮光膜209と反射防止膜
208の両者はa−Si(n+ )の一層である。遮光膜
および反射防止膜を二層にするか一層にするかの選択
は、入射光の強度と波長域の違いにより遮光膜を透過す
る光の量が異なるため実験により決定すると良い。
TFT上に遮光膜と反射防止膜の双方を設け、チャネル
層へのパネル内反射光の入射を防止することにより、オ
フ電流の低減化を図り、もって液晶ディスプレイの表示
品質を向上させることができる。
膜の双方を半導体層で形成し、それぞれを独立すること
により、ドレイン電極およびソース電極との間での寄生
容量の形成は抑制されるという利点を有する。
る。
Claims (8)
- 【請求項1】 透明基板上に複数の走査信号ラインとこ
れに直交する複数のデータ信号ラインとが配置され、こ
れらの各交点に薄膜トランジスタが配置されている薄膜
トランジスタアレイにおいて、前記薄膜トランジスタの
活性層である半導体層上に絶縁膜を介して遮光膜を設
け、前記薄膜トランジスタのソース・ドレイン電極上に
絶縁膜を介して反射防止膜を設け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2】 前記遮光膜と前記反射防止膜は夫々、半
導体層により形成されていることを特徴とする請求項1
記載の薄膜トランジスタアレイ。 - 【請求項3】 前記遮光膜と前記反射防止膜は、分離し
て形成されていることを特徴とする請求項1又は2記載
の薄膜トランジスタアレイ。 - 【請求項4】 前記遮光膜と前記反射防止膜は、同一の
層に対し同一のパターニング工程を用いて形成されてい
ることを特徴とする請求項1,2又は3記載の薄膜トラ
ンジスタアレイ。 - 【請求項5】 前記半導体層は非晶質シリコンであるこ
とを特徴とする請求項2記載の薄膜トランジスタアレ
イ。 - 【請求項6】 前記遮光膜および前記反射防止膜上にさ
らに第2の遮光膜および反射防止膜がそれぞれ形成され
ていることを特徴とする請求項1,2,3,4又は5記
載の薄膜トランジスタアレイ。 - 【請求項7】 前記第2の遮光膜および反射防止膜はそ
れぞれ不純物を高濃度に含む半導体層でなることを特徴
とする請求項6記載の薄膜トランジスタアレイ。 - 【請求項8】 前記半導体層に不純物が高濃度にドープ
されている請求項2記載の薄膜トランジスタアレイ。
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Applications Claiming Priority (3)
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