JPH1078593A - 表示装置 - Google Patents

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JPH1078593A
JPH1078593A JP8253817A JP25381796A JPH1078593A JP H1078593 A JPH1078593 A JP H1078593A JP 8253817 A JP8253817 A JP 8253817A JP 25381796 A JP25381796 A JP 25381796A JP H1078593 A JPH1078593 A JP H1078593A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高い開口率と必要とする補助容量を有したア
クティブマトリクス型の表示装置を提供する。 【解決手段】 ソース線１０５及びゲイト線１０４とＩ
ＴＯでなる画素電極１０７を一部で重ねた状態とする。
この重なった領域がブラックマトリクスとなる。また、
１０６で示されるＩＴＯパターンを配置し、このパター
ンを利用して補助容量を形成する。こうすることで、開
口率を低下させずに必要とする補助容量値を得ることが
できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本明細書で開示する発明は、
透過型の液晶表示装置の構成に関する。またはその作製
方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】液晶表示装置に代表されるフラットパネ
ルディスプレイが知られている。光が液晶パネルを透過
し、その透過光を液晶パネルでもって光学変調する形式
を有する透過型の液晶表示装置においては、画素の輪郭
を明確にするためにブラックマトリクスと呼ばれる遮光
手段が必要とされている。具体的には画素電極の周辺部
を遮光性の枠で覆うような構成が必要とされている。
【０００３】特に微細な動画表示が求められるような場
合、このブラクマトリクスが重要な役割を果たす。
【０００４】しかしながら、ブラックマトリクスは画素
の有効面積（この割合を開口率という）を減少させるも
のであり、画面を暗くするというデメリットがある。
【０００５】近年、低消費電力型の携帯機器（携帯型の
ビデオカメラや携帯型の情報端末）にフラットパネルデ
ィスプレイを利用することが試みられている。
【０００６】ここで問題となるのは、携帯機器に必要と
される低消費電力特性である。即ち、画面表示に用いら
れる電力消費を低減する構成が必要とされる。
【０００７】透過型の液晶表示装置の場合、液晶パネル
の裏側から光を照射するバックライトが消費する電力を
いかに削減するかが問題となる。バックライトの消費電
力を低減するには、画素の開口率を高めることにより、
バックライトの明るさを小さくすればよい。
【０００８】他方、液晶表示装置の場合、各画素におい
て液晶が有する容量を補うために補助容量と呼ばれる容
量を配置することが必要となる。この補助容量は、所定
の時間間隔をもって書き換えられる画素電極に書き込ま
れた情報（電荷量に対応する）を次の書換えまで保持す
る機能を有している。この補助容量の値が小さいと表示
のチラツキや色ムラ（特にカラー表示時に顕在化する）
が発生してしまう。
【０００９】しかし、各画素に補助容量を設けること
は、ブラックマトリクスを配置する場合と同様に画素の
開口率を低下させる要因となる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、画質を
高めるためにブラックマトリクスを配置することや補助
容量を配置することは、画素の開口率を低下させる要因
となる。この開口率の低下は別の意味で画質の低下を招
く。
【００１１】即ち、明確な画像表示を求めること（ブラ
ックマトリクスの作用）と明るい画像を得ること（開口
率のアップ）とは矛盾する要求事項となる。
【００１２】また、表示のチラツキ感の抑制や色ムラを
抑制する（補助容量の作用）と明るい画像を得ること
（開口率のアップ）とも矛盾する要求事項となる。
【００１３】本明細書で開示する発明は、上記矛盾する
要求事項を解決する技術を提供することを課題とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本明細書で開示する発明
の一つは、アクティブマトリクス型の表示装置であっ
て、ソース及びゲイト線と画素電極との間に透明導電膜
でなる電極パターンが配置され、該電極パターンと画素
電極との間で補助容量が形成されていることを特徴とす
る。
【００１５】他の発明の構成は、アクティブマトリクス
型の表示装置であって、ソース及びゲイト線と画素電極
との間に透明導電膜でなる電極パターンが配置され、前
記画素電極の縁はソース及びゲイト線と重なって配置さ
れ、前記透明導電膜でなる電極パターンと画素電極との
間で補助容量が形成されていることを特徴とする。
【００１６】上記２つの発明の構成において、透明導電
膜でなる電極パターンは、ソース及びゲイト線と画素電
極とを電気的に遮蔽するシールド膜として機能する。
【００１７】他の発明の構成は、アクティブマトリクス
型の表示装置であって、ソース及びゲイト線を覆うよう
に透明導電膜でなる電極パターンが配置されていること
を特徴とする。
【００１８】上記構成において、透明導電膜でなう電極
パターンは一部で画素電極と重なっており補助容量を形
成している。また、透明導電膜でなる電極パターンは、
ソース及びゲイト線と画素電極とを電気的に遮蔽するシ
ールド膜として機能する。
【００１９】
【発明の実施の形態】本明細書で開示する発明の具体的
な一例は、図１にその画素構造を示すように、ソース線
１０５及びゲイト線１０４と画素電極１０７との間に透
明導電膜でなる電極パターン１０６が配置され、該電極
パターン１０６と画素電極１０７との間で補助容量が形
成されていることを特徴とする。
【００２０】
【実施例】
〔実施例１〕図１〜図３に本実施例の構成を示す。図１
〜図３に示すのは、透過型の形式を有するアクティブマ
トリクス型の液晶表示装置の１画素の部分を上面から拡
大した状態を示している。
【００２１】図１〜図３は同じものを示している。まず
図１を用いてその構成を説明する。図１において、１０
１が薄膜トランジスタの活性層を構成するパターンであ
る。活性層１０１は結晶性珪素膜で構成されている。
【００２２】１０２は活性層１０１の一部であり、ドレ
イン領域と呼ばれる領域である。１０３はソース領域と
呼ばれる領域である。これらの領域は、Ｎチャネル型で
あればＮ型、Ｐチャネル型であればＰ型を有している。
【００２３】１０４がゲイト線のパターンである。この
ゲイト線１０４と活性層１０１が重なる部分における活
性層１０１の領域がチャネル領域となる。またゲイト線
１０４の活性層１０１と重なる領域がゲイト電極として
機能する。
【００２４】１０５はソース線である。ソース線１０５
は、コンタクト１１１を介して、ソース領域１０３にコ
ンタクトしている。
【００２５】活性層１０１とゲイト線１０４との上下方
向の位置関係は以下のようになっている。即ち、活性層
１０１上に図示しないゲイト絶縁膜が形成され、さらに
その上にゲイト線１０４が形成されている。
【００２６】そしてゲイト線１０４上には図示しない層
間絶縁膜が形成されており、その上にソース線１０５が
形成されている。
【００２７】１０６で示される斜線領域は、容量を形成
するためのＩＴＯでなる電極パターンである。この電極
パターンはアクティブマトリクス領域全体で見ると、格
子状のパターンを有している。
【００２８】この容量を形成するためのＩＴＯでなる電
極パターン１０６は、適当な一定電位（基準電位）に保
たれる構成となっている。具体的には、図示しないアク
ティブマトリクス回路の端部において、対向基板の電極
（この電極は対向電極に接続されている）にコンタクト
する構成となっている。こうして、対向電極と同じ電位
となるようになっている。
【００２９】補助容量を形成するための電極パターン１
０６の形状は、図１に示されるような形状に限定される
ものでない。電極パターン１０６はＩＴＯ（または適当
な透明導電膜）で構成されているので、その形状に大き
な自由度がある。
【００３０】１０７で示されるのは、画素電極を構成す
るＩＴＯでなるパターンである。このパターン１０７の
縁は、１０８の破線で示される。即ち、画素電極１０７
の縁は、ソース１０５及びゲイト線１０４と一部が重な
ったものとなっている。
【００３１】画素電極１０７のパターンを斜線部として
強調した図を図２に示す。即ち、図２において、斜線で
示される領域が画素電極１０７である。
【００３２】この画素電極１０７は、容量を形成するた
めのＩＴＯでなる電極パターン１０６上に形成された図
示しない第２の層間絶縁膜上に形成されている。
【００３３】図１に示すように、画素電極１０７は、コ
ンタクト１１０を介して、活性層パターン１０１のドレ
イン領域１０２にコンタクトしている。
【００３４】図１及び図２（特に図２）から明らかなよ
うに、画素電極１０７は、ゲイト線１０４及びソース線
１０５とその縁が重なるように配置されている。この画
素電極１０７とソース線１０４及びゲイト線１０５とが
重なった領域が、画素電極の縁周辺を遮光するブラック
マトリクスとなる。
【００３５】また、図１に斜線で示される容量を形成す
るための電極パターン１０６と図２に斜線で示される画
素電極パターン１０７とは、図３の斜線部１０９で示さ
れる領域において重なる。
【００３６】この２つのＩＴＯ電極パターンが重なった
領域で補助容量が形成される。即ち、液晶と対向電極と
の間に形成される容量と並列に接続された容量（この容
量を補助容量と称する）が形成される。
【００３７】図４以下に図１のＡ−Ａ’で切った断面の
作成工程を示す。また図９以下に対応する断面の作製工
程を示す。
【００３８】まず図９（Ａ）に示すように、ガラス基板
（または石英基板）９０１上に下地膜として酸化珪素膜
９０２をスパッタリング法によって３０００Åの厚さに
成膜する。なお、図４のＢ−Ｂ’で切った断面が図９
（Ａ）に対応する。
【００３９】次に図示しない非晶質珪素膜を減圧熱ＣＶ
Ｄ法により、５００Åの厚さに成膜する。この非晶質珪
素膜は後に薄膜トランジスタの活性層を構成する出発膜
となる。
【００４０】図示しない非晶質珪素膜を成膜したら、レ
ーザー光の照射を行う。このレーザー光の照射を行うこ
とにより、非晶質珪素膜は結晶化され、結晶性珪素膜が
得られる。
【００４１】次に得られた結晶性珪素膜をパターニング
し、図４及び図９（Ａ）の１０１でそのパターンが示さ
れる活性層１０１を形成する。後の工程において、この
活性層中にソース／ドレイン領域やチャネル領域が形成
される。
【００４２】こうして図４及び図９（Ａ）に示す状態を
得る。次に図９（Ｂ）に示すようにゲイト絶縁膜として
機能する酸化珪素膜９０３をプラズマＣＶＤ法により、
１０００Åの厚さに成膜する。（図４には図示せず）
【００４３】次に図５に示すようにゲイト線１０４を形
成する。このゲイト線１０４はアルミニウムでもって形
成する。また図からは明らかでないが、アルミニウムの
表面には陽極酸化膜を保護膜して形成する。なお、図９
にはゲイト線１０４は示されていない。（即ち、図９の
切断面にはゲイト線は存在しない）
【００４４】ここで、ゲイト線１０４と活性層１０１と
が重なる活性層の領域がチャネル領域となる。即ち、図
５の５０１と５０２で示される領域がチャネル領域とな
る。本実施例の場合、チャネル領域が２つ存在してい
る。この構成は、等価的に２つの薄膜トランジスタが直
列に接続された構造となる。
【００４５】このような構成は、１つの薄膜トランジス
タに加わる電圧がそれぞれのトランジスタ部に分圧され
るので、逆方向リーク電流や劣化の度合いを小さくする
ことができる。
【００４６】ゲイト線１０４を形成したら、図５の状態
において、不純物のドーピングを行う。ここでは、Ｎチ
ャネル型の薄膜トランジスタを作製するために、Ｐ（リ
ン）元素のドーピングをプラズマドーピング法でもって
行う。
【００４７】この不純物のドーピング工程において、ゲ
イト線１０４がマスクとなり、自己整合的にソース領域
１０３とドレイン領域１０２が形成される。また２つの
チャネル領域５０１と５０２の位置も自己整合的に決定
される。
【００４８】不純物のドーピングが終了したら、レーザ
ー光の照射を行うことにより、ドーピングされた元素の
活性化とドーピング時の活性層の損傷のアニールとを行
う。この活性化はランプ照射や加熱処理によって行って
もよい。
【００４９】ゲイト線１０４を形成したら、窒化珪素膜
９０４とポリイミド膜９０５でなる積層膜を形成する。
この積層膜は第１の層間絶縁膜として機能する。こうし
て図９（Ｂ）に示す状態を得る。
【００５０】ポリイミド等の樹脂膜を層間絶縁膜として
利用した場合、その表面を平坦なものとすることができ
る。
【００５１】次に図９（Ｃ）に示すように、９０４と９
０５の積層体でなる第１の層間絶縁膜にコンタクトホー
ル１１１を形成する。そして、図６及び図９（Ｃ）に示
すようにソース線１０５を形成する。
【００５２】ソース線１０５は、コンタクトホール１１
１を介してソース領域１０３とコンタクトした状態とな
る。なお、図６のＣ−Ｃ’で切った断面が図９（Ｃ）に
対応する。
【００５３】次に図９（Ｄ）及び図７に示すように、第
２の層間絶縁膜として、ポリイミド膜９０６を形成す
る。
【００５４】さらにＩＴＯでなるパターン（補助容量を
形成するためのパターン）１０６を形成する。ここで、
図７のＤ−Ｄ’で切った断面が図９（Ｄ）に対応する。
【００５５】次に図８及び図１０に示すように、第３の
層間絶縁膜としてポリイミド膜９０７を形成する。さら
にＩＴＯでなる画素電極１０７を形成する。
【００５６】ここで前述したように、画素電極１０７と
ソース線１０５（及びゲイト線）とが重なった領域がブ
ラックマトリクスとなる。また、ＩＴＯ電極１０６と画
素電極１０７とが重なった領域９０８が補助容量とな
る。
【００５７】図１０に示されるような断面構造とするこ
とにより、以下のような有意性を得ることができる。
【００５８】（その１）画素電極１０７の縁をソース線
及びゲイト線と重ねることで、この重なった領域をブラ
ックマトリクスとして機能させることができる。このよ
うにすることにより、開口率を最大限高めることができ
る。
【００５９】（その２）図１０の９０８で示されるＩＴ
Ｏでなるパターン１０６と画素電極１０７との間で９０
８で示される補助容量を形成することで、開口率の低下
をきたすことなく、必要とする容量値を得ることができ
る。特に必要とする容量を得るために、画素電極に重ね
て形成するＩＴＯパターンの自由度を高めることができ
る。
【００６０】（その３）図１０から明らかなように、補
助容量を形成するためのＩＴＯパターン１０６をソース
線１０５より大きな面積を有するパターンとし、また適
当な基準電位に保持する。こうすることにより、ＩＴＯ
パターン１０６を電気的に画素電極１０７とソース線１
０５とを遮蔽するシールド膜とすることができる。そし
て、ソース線１０５と画素電極１０７との間におけるク
ロストークを抑制することができる。この効果は、画素
電極とゲイト線との間においても同様に得られる。
【００６１】〔実施例２〕本実施例は、実施例１を変形
した構成に関する。実施例１に示した構成は、ソース線
及びゲイト線と画素電極とを重ね、その重なった領域を
ＢＭ（ブラックマトリクス）として機能させている。
【００６２】実施例１の構成は、開口率を最大限大きく
する上で有用な構成である。しかし、要求される画質や
表示方法によっては、ブラックマトリクスの面積をより
大きくした構成が求められる場合もある。
【００６３】本実施例は、このような場合に利用できる
構成に関する。図１１に本実施例の画素部分の断面を示
す。図１１は図１０に対応するもので、図１０と同じ符
号は同じ箇所を示す。
【００６４】本実施例においては、チタン膜やクロム膜
（また適当な金属膜）でなるブラックマトリクスを構成
する膜１１０２が配置され、その一部とＩＴＯでなる画
素電極１０７の縁の部分とが重なる構成となっている。
【００６５】１１０１は、補助容量の値をさらに大きく
するためにブラックマトリクス１１０２を覆って、それ
よりさらに大きな面積を有するＩＴＯパターンである。
この補助容量を形成するためのＩＴＯパターンは、その
面積を大きくしても開口率を低下させることがない。
【００６６】
【発明の効果】本明細書で開示する発明を採用すること
で、画素の開口率を下げることなくブラックマトリクス
を設けることができる。
【００６７】また、画素の開口率を低下させることなく
必要とする補助容量を設けることができる。
【００６８】また、補助容量を形成する透明電極によっ
て、ソース線及びゲイト線と画素電極とのクロストーク
を抑制する構成とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 発明を利用したアクティブマトリクス回路の
上面図。
【図２】 発明を利用したアクティブマトリクス回路の
上面図。
【図３】 発明を利用したアクティブマトリクス回路の
上面図。
【図３】 発明を利用したアクティブマトリクス回路の
作製工程上面図。
【図４】 発明を利用したアクティブマトリクス回路の
作製工程上面図。
【図５】 発明を利用したアクティブマトリクス回路の
作製工程上面図。
【図６】 発明を利用したアクティブマトリクス回路の
作製工程上面図。
【図７】 発明を利用したアクティブマトリクス回路の
作製工程上面図。
【図８】 発明を利用したアクティブマトリクス回路の
作製工程上面図。
【図９】 発明を利用したアクティブマトリクス回路の
作製工程断面図。
【図１０】発明を利用したアクティブマトリクス回路の
作製工程断面図。
【図１１】発明を利用したアクティブマトリクス回路の
作製工程断面図。
【符号の説明】
１０１ 薄膜トランジスタの活性層 １０２ ドレイン領域 １０３ ソース領域 １０４ ゲイト線 １０５ ソース線 １０６ 補助容量形成用のＩＴＯ電極 １０７ 画素電極を構成するＩＴＯ電極 １０８ 画素電極の縁 １０９ 補助容量形成用のＩＴＯ電極と画素電
極を構成するＩＴＯ電極とが重なる領域 ５０１、５０２ チャネル領域 １１１ ソース領域のへのコンタクト部（コン
タクトホール） １１０ ドレイン領域へのコンタクト部（コン
タクトホール） ９０１ ガラス基板 ９０２ 下地膜（酸化珪素膜） ９０３ ゲイト絶縁膜（酸化珪素膜） ９０４ 第１の層間絶縁膜を構成する窒化珪素
膜 ９０５ 第１の層間絶縁膜を構成するポリイミ
ド膜 ９０６ 第２の層間絶縁膜を構成するポリイミ
ド膜 ９０７ 第３の層間絶縁膜を構成するポリイミ
ド膜 ９０８ 補助容量の形成部 １１０１ 補助容量を構成するＩＴＯ電極 １１０２ ブラックマトリクスを構成する金属電
極
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成８年１１月２１日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【図面の簡単な説明】
【図１】 発明を利用したアクティブマトリクス回路の
上面図。
【図２】 発明を利用したアクティブマトリクス回路の
上面図。
【図３】 発明を利用したアクティブマトリクス回路の
上面図。
【図４】 発明を利用したアクティブマトリクス回路の
作製工程上面図。
【図５】 発明を利用したアクティブマトリクス回路の
作製工程上面図。
【図６】 発明を利用したアクティブマトリクス回路の
作製工程上面図。
【図７】 発明を利用したアクティブマトリクス回路の
作製工程上面図。
【図８】 発明を利用したアクティブマトリクス回路の
作製工程上面図。
【図９】 発明を利用したアクティブマトリクス回路の
作製工程断面図。
【図１０】発明を利用したアクティブマトリクス回路の
作製工程断面図。
【図１１】発明を利用したアクティブマトリクス回路の
作製工程断面図。
【符号の説明】 １０１ 薄膜トランジスタの活性層 １０２ ドレイン領域 １０３ ソース領域 １０４ ゲイト線 １０５ ソース線 １０６ 補助容量形成用のＩＴＯ電極 １０７ 画素電極を構成するＩＴＯ電極 １０８ 画素電極の縁 １０９ 補助容量形成用のＩＴＯ電極と画素電
極を構成するＩＴＯ電極とが重なる領域 ５０１、５０２ チャネル領域 １１１ ソース領域のへのコンタクト部（コン
タクトホール） １１０ ドレイン領域へのコンタクト部（コン
タクトホール） ９０１ ガラス基板 ９０２ 下地膜（酸化珪素膜） ９０３ ゲイト絶縁膜（酸化珪素膜） ９０４ 第１の層間絶縁膜を構成する窒化珪素
膜 ９０５ 第１の層間絶縁膜を構成するポリイミ
ド膜 ９０６ 第２の層間絶縁膜を構成するポリイミ
ド膜 ９０７ 第３の層間絶縁膜を構成するポリイミ
ド膜 ９０８ 補助容量の形成部 １１０１ 補助容量を構成するＩＴＯ電極 １１０２ ブラックマトリクスを構成する金属電
極

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】アクティブマトリクス型の表示装置であっ
    て、 ソース及びゲイト線と画素電極との間に透明導電膜でな
    る電極パターンが配置され、 該電極パターンと画素電極との間で補助容量が形成され
    ていることを特徴とする表示装置。
  2. 【請求項２】アクティブマトリクス型の表示装置であっ
    て、 ソース及びゲイト線と画素電極との間に透明導電膜でな
    る電極パターンが配置され、 前記画素電極の縁はソース及びゲイト線と重なって配置
    され、 前記透明導電膜でなる電極パターンと画素電極との間で
    補助容量が形成されていることを特徴とする表示装置。
  3. 【請求項３】請求項１または請求項２において、 透明導電膜でなる電極パターンは、ソース及びゲイト線
    と画素電極とを電気的に遮蔽するシールド膜として機能
    することを特徴とする表示装置。
  4. 【請求項４】アクティブマトリクス型の表示装置であっ
    て、 ソース及びゲイト線を覆うように透明導電膜でなる電極
    パターンが配置されていることを特徴とする表示装置。
  5. 【請求項５】請求項４において、 透明導電膜でなう電極パターンは一部で画素電極と重な
    っており補助容量を形成していることを特徴とする表示
    装置。
  6. 【請求項６】請求項４において、 透明導電膜でなる電極パターンは、ソース及びゲイト線
    と画素電極とを電気的に遮蔽するシールド膜として機能
    することを特徴とする表示装置。
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