515923 Α7 Β7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(i) 〔技術之領域〕 本發明係與液晶顯示裝置有關,尤與具有配置多晶矽 薄膜電晶體(Poly Silicon Thin Film Transister)之 陣列(Array)基板構造之液晶顯τκ裝置有關。 〔先前之技術〕 以下說明將0 D ( Optical Density,即光學濃度值 )定義如下。 所謂0 Di係取以相對於各光波長之穿透率之逆數之 1 0爲底之對數者。 〇D 2係指以可視光領域之穿透率之平均值置換0 D : 出現之穿透率者。 所謂0 D 3係指以乘上穿透率之比視感度值之權值之 於可視光領域之平均值置換0 D α出現之穿透率者。 而,上述ODi-ODs係表示如下。 〇Di= - 1 〇 gi〇T (λ) 〇D2= - logi〇T (λ) 〇D3=— logi〇v (λ) 但,λ係光之波長, τ (λ)係各波長之穿透率, (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 mr 訂 線 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(21〇Χ297公釐) -4 一 515923 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 _ B7五、發明説明(2 )fbJ a Τ (λ) d λ -、 τ (λ) -----b — a a ,b係可視光端之波長,分別以a = 4 Ο 〇 η m, b=700nm,V(λ)係表示標準比視感度。 近年來,液晶顯示裝置,對薄型,低消費電力,高像 質之畫像顯示裝置之需求活潑化,其技術之,進步亦顯著。 圖1 4係該一般液晶顯示裝置之模式圖,尤以舉例表 示主動矩陣方式之構造。如圖1 4中所示,在未圖示之陣 列基板上配置矩陣狀之掃描線1及信號線2。而各交點近 傍分別配置薄膜電晶體6。薄膜電晶體6之閘極3,係連 接於掃描線1,源極4係連接於信號線2。一方面,薄膜 電晶體6之汲極5,係連接f補助容量7及像素電極8。 附言之,像素電極8係透明電極爲驅動未圖示之液晶而配 置。 又,掃描線1係由Y驅動器選擇驅動,信號線2係由 X驅動器選擇驅動。 如上述構造中,當連接於掃描線1之薄膜電晶體6之 閘電極3施加電壓,一併在連接於信號線2之薄膜電晶體 6之源極施加電壓時,在源極4與汲極5之間流通電流’ 補助容量7及像素電極8之電位,與信號電位相等’即電 壓附加於液晶。結果,矩陣上之該液晶所對應之像素進行 所需之顯示。 最近,驅動液晶用之薄膜電晶體,有以多晶政構成之 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝 -線 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -5 - 515923 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(3 ) 活性層之電晶體受到注目。該多晶矽薄膜電晶體因高移動 度驅動電路亦可組裝入基板上,故爲液晶顯示裝置最適宜 之構造。 一方面,圖1 5之斷面圖,係一般液晶顯示裝置之斷 面圖。如圖1 5所示,液晶1 3係注入配置於對向基板 1 1與陣列基板1 2間。相對於對向基板1 1之液晶1 3 之面配置對向電極1 0,而在與陣列基板1 2之液晶1 3 相對之面配置薄膜電晶體6。積層配置對向基板11之對 向電極1 0及濾光片(color filter) 9。挾持如以上構 成之電池配置射入側偏光板1 4及射出側偏光板1 5。而 在射入側偏光板1 4外側,配置背光(back light) 1 6 〇 圖1 6係表示一般液晶顯/示裝置之其他例之斷面圖。 與圖1 5之構造所不同者爲將配置薄膜電晶體6之陣列板 1 2配置於射出側,而將對向基板1 1配置於射入側,至 於基本動作則不變。 具有如上述構造之液晶顯示裝置,係經射入側偏光板 1 4將出自背光1 6之光引導至電池,由薄膜電晶體6驅 動之液晶1 3對應顯示圖型變光,由於經射出側偏光板 1 5射出,顯示輸出。 惟使用非晶質政(amorphons silicon)薄膜電晶體 或多晶矽(poly si 1 icon )薄膜電晶體之液晶顯示元件係 在陣列基板1 2上之顯示領域以外部分’由於自配線與顯 示電極間之間隙洩漏之光,致黑色顯示無法明確,致有顯 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210><297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) •裝· 、%τ 線 - 6 - 515923 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(4 ) 示性能劣化之問題。 解決此種問題之方法,先前已知有在對向基板1i , 配置混合氧化鉻(chromium oxide)等金屬或碳(carbon )之壓克力樹脂(acryl resin)等做爲遮光膜之方法, 或在陣列基板1 2側,配置壓克力樹脂混合紅,藍,綠顏 料或塗布型感光性抗蝕劑之方法。 一方面,考慮使用頂閘極(top gate ),型之薄膜電晶 體時,自陣列基板1 2側射入之光碰及活性層,即使像素 電晶體之薄膜電晶體6之閘極3爲〇 f f狀態,惟源電極 4,汲極5之間有光漏電流流通,致液晶容量電位變化, 而有顯示性能劣化之問題。 爲解決此問題,亦有在陣列基板1 2上,活性層下配 置遮光膜之方法。該遮光膜,/以能耐製作薄膜電晶體6所 需溫度,且具有高電阻者爲宜。此例已知有如日本特公平 2 — 1 2 0 3 1號公報揭示之技術。此乃在非晶質矽薄膜 電晶體之活性層下,置非晶質矽膜之方法。 先前之液晶顯示裝置因構成如上述,故有如下述之問 配置於對向基板1 1之遮光膜,爲了防止與陣列基板 12之對準偏差需擴大遮光膜面積至加於顯示領域之程度 ,結果有開口率變小之問題。 又,在陣列基板1 2側配置背光1 6,自對向基板 1 1側觀察之構造時,即圖1 5之構造時,在對向基板 1 1置氧化鉻等金屬遮光膜,則有自金屬反射光而影響顯 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝- 訂 線 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 一 7 - 515923 A7 B7 五、發明説明(5 ) 示性能之問題。 針對此’在對向基板1 1側配置背光1 6 ·,自陣列基 板1 2側觀察之構造時,即圖1 6之構造時,若配置於陣 列基板1 2上之薄膜電晶體6之閘極3爲金屬,則同樣無 法避免起因光反射之顯示性能之劣化。 一方面’在陣列基板1 2上,配置遮光膜時,不能使 用導電性遮光材料,目前僅能使用將紅,藍,,綠顏料混合 於壓克力樹脂者。惟,爲了防止自配線與顯示電極間之間 隙之漏光,光學濃度0 D 3值最低必須2 . 0以上,因此 ,膜厚必須設定爲1. 5〜2. 0//m。 又,爲了防止非晶質矽薄膜電晶體之漏光,熱底遮光 膜使用非晶質矽膜時,經發明人等之實驗確認厚度必須爲 1 // m以上。故,在該非晶質^矽膜上,積層門絕緣膜或門 電極3等其他薄膜時,將產生敷層(coverage)不良之問 題。爲了避免此種問題,膜厚要求數1 0 0 0埃( Angstrom),最好爲 1 〇 〇 〇 埃(Angstrom)以下。又, 因另配防止脫光用膜,故將產生增加工程數之問題。 〔發明之目的〕 本發明之目的,在實現可消除如上述先前技術之問題 ,可遮斷碰及活性層之多晶矽之光,並可遮斷間隙之光漏 ,不致降低開口率以低價可防止顯示性能降低之液晶顯示 裝置。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210 X 297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -8 - 515923 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 _ B7_五、發明説明(6 ) 〔實施例〕 本發明之特徵之一爲,令陣列基板1 2朝上,且頂閘 極型多晶矽薄膜電晶體之活性層下,設非結晶半導體膜, 及絕緣多晶矽膜與非結晶半導體膜用之絕緣膜。非結晶半 導體具有不僅比前述先前之技術欄記載之黑矩陣(black ma trie)材料可簡單成膜且可耐6 0 0°C程度之處理( process)之優點。又,非結晶半導體之導電率係 1 0 -6 (Ω c m ) -1以下,就導電性來看,亦爲使用於陣 列基板無問題之水平(Level )之材料。 可做爲遮光膜使用之非結晶半導體膜之具體例可舉以 使用氧氣或氮氣之反應性濺射(Spatter)法成膜之矽膜 或鍺金屬陶瓷(Germaninm Cermet) (Ge SiNo)膜,非 晶質矽膜等。此等非結晶半^體比多晶矽或單結晶矽,對 可視光之吸數係數大。依本發明人等之實驗若活性層爲多 晶矽之電晶體,則事實上可設於活性層下側之膜厚者,可 使用爲將其光漏電流抑並對顯示性能無問題之水平用之遮 光膜(〇DS必須爲1以上)。具有2 0 On it亮度顯 示畫面之液晶顯示裝置中,將多晶矽薄膜電晶體之光漏電 流抑至對顯示性能無問題之水平所需之膜厚,即爲了實現 〇D2爲1以上’應分別爲5 0 0 0埃(Angstrom), 5 0 0 0 埃(Angstrom) ,1 0 〇 〇 埃(Angstrom)程度 。由於將這些與活性層伺一圖型設置,即可同時蝕刻( etching)活性層,絕緣膜及非結晶質半導體膜,並不增 加工程數,即可辦理。尤其,實施脫水處理之非晶質矽, (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) •裝屬 訂 線 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) 515923 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7五、發明説明(7 ) 對可視光之吸收係數更大。非晶質矽膜之膜厚4 Ο Ο 0埃 (Angstrom )而〇D3爲2以上。又,依日本特公平2 — 1 2 0 3 1公報,氬摻雜之非晶質矽之吸收係數亦大,依 其數據爲膜厚2 5 0 0埃(Angstrom),對可視光領域 之光,光學濃度OD 3可達成2以上。若可達成該水平之 光學濃度,即若可實現光學濃度0 D 3爲2以上,則不但 可做爲抑制光漏電流用之遮光膜使用,且亦,可做爲防止自 配線與顯示電極間之間隙漏光用之膜使用。 但,非晶質矽膜係紅色波長側之穿透率大。因此,有 紅色光漏,畫面看似過紅之可能性。此時,更將藍色濾光 片設於像素顯示部以外部分之間隙,即可防止脫光。近年 來,已開發將濾光片形成於陣列基板上之技術,若與像素 顯示部之濾光片同時形成藍色濾光片,則無需增加工程數 〇 如上述使用多晶矽薄膜電晶體之液晶顯示裝置中,由 於在陣列基板上且活性層下,設絕緣膜及非晶質矽膜,以 遮蔽自像素顯示部以外部分之間隙洩漏之光及碰及自陣列 基板側射入碰及活性層成爲漏電流原因之光之2光方向, 即可防止前述所謂顯示性能降低之問題。 又,實現高開口率之陣列基板上之脫光防止政策,已 開發將像素透明電極與前述矩陣配線重疊(overlap)於 前述矩陣配線上層,形成以防止自前述薄膜電晶體,與前 述矩陣配線及前述像素電極間之間隙脫光之液晶顯示裝置 。該液晶顯示裝置中,雖無須形成防止脫光之膜,惟有設 --------—裝 · (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 ,· 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 515923 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(8 ) 防止光漏電流用〇 D 2值爲1以上之遮光膜之必要。由於 將絕緣膜與非結晶半導體膜以同一圖型與活性層設置,不 增加製造上工程數即可防止光漏電流。 由以上,依本發明提出可解決對準偏差,膜厚,工程 數等問題之實用之陣列基板上之光防止膜。由該陣列基板 側檔背光,自對向基板側觀看,即不引起因金屬之光之反 射問題。 即,本發明之液晶顯示裝置,由於在陣列基板之活性 層下,設絕緣膜及非晶質矽膜,遮斷自像素顯示部以外之 部分之間隙洩漏之光,及自陣列基板側射入,碰及活性層 成爲漏電流原因之光,以防止顯示性能之降低。 本發明係如前述,使用多晶矽薄膜電晶體之液晶顯示 裝置中,防止自陣列基板側射入碰及活性層之光爲原因所 產生之光漏電流,及自陣列基板上之像素顯示部以外部分 之間隙洩漏之光引起之顯示性能之降低者。 爲達成上述目的,本發明以概略而言,由於經絕緣膜 在陣列基板上之多晶矽薄膜電晶體之活性層下,設非結晶 半導體膜,以遮斷碰及活性層之多晶矽之光(圖1 ,圖1 1 )。又,本發明係由於在陣列基板上之多晶矽薄膜電晶 體之活性層膜下之,像素顯示部以外之部分,設絕緣膜及 非結晶膜,以遮斷碰及活性層之多晶矽之光及自間隙洩漏 之光之雙方者(圖3〜圖8)。 以下,參照圖,說明本發明之實施例。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) •裝 、1.τ 線 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) - 11 - 515923 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(9 ) (實施例1 ) 以下各膜,即膜厚1 000埃(Angstrom')之非晶質 矽膜,膜厚5 0 0 0埃(Angstrom)之用氧氣或氮氣以反 應性灑射法成膜之矽膜及膜厚5 0 0 0埃(Angstrom)之 鍺金屬陶瓷(Ge SiNo )膜,均可達成〇D2值之1以上 。上述各膜厚,0D 3值係2以下,無法遮斷自像素顯示 領域之間隙洩漏之光。但,若做爲抑制薄膜,電晶體之漏電 流之遮光膜,則可使用。 參照圖9之平面圖,圖1之沿圖9之B — C線切斷之 斷面圖,表示遮光膜圖型之圖2詳細說明著眼於此,實施 例1中,在活性層下,經絕緣膜,將上述非結晶質半導體 設於多晶矽薄膜電晶體下,而可防止成爲像素顯示降低之 原因之光漏電流之發生之像素部。 又,像素薄膜電晶體係η型之多晶矽薄膜電晶體,圖 及說明僅示像素部。 將遮光膜之非結晶半導體膜1 9 ,絕緣膜2 0,及成 爲活性層2 1之非晶質矽膜用P E C — C V D ( Piasma Chemical Voponr Deposition)法,在真空中連續成膜於 底層膜2 6成膜之玻璃基板1 8上。 然後,實施5 0 0 °C之熱處理脫離非結晶半導體膜 19 ,絕緣膜20及活性層21中存在之氫氣。該成爲遮 光膜之非結晶半導體膜1 9之膜厚,係如前述絕緣膜係氮 化砍(silicon nidride)膜,膜厚爲 1 〇 〇 〇 埃( Angstrom ),成爲活性層之非晶質矽膜之膜厚爲5 0 〇 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公羞1 ' -12 ~ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 ΛΓ. 訂 線 515923 A7 B7 五、發明説明(1()) 埃(Angstrom ) ° (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 其次以 E L A (Eximer Laser Anneal)法’將成爲 活性層2 1之非結晶質矽膜予以多晶化。又,雷射之照射 能量係1 5 0〜4 0 Om J / cm2。此範圍之動力,即 不致引起削磨(ablation)將絕緣膜上之非晶質矽膜予以 多晶化,且不致影響絕緣膜2 0下之非結晶半導體膜1 9 。(以下所述實施例2〜5也用同樣之雷射,動力)。 其次,將多晶矽膜(2 1 ),氮化矽膜(2 0 ),非 結晶半導體(1 9 )之3層,以用C F 4與0 2之混合氮之 CD E (Chemical Dry Etching)法連續加工。因此,如 圖2平面所示,獲得島(island )狀之形狀。 其次以AP (常壓熱)一 CVD法,僅成膜1〇〇〇 埃(Angstrom)之成爲閘極絕緣膜2 2之氧化膜。然後將 閘極3,及補助容量電極7,及成爲圖9所示掃描線2之 Μ 〇 W合金以濺射法成膜後,用C D E法加工。又, M oW 之膜厚爲 2 5 0 0 埃(Angstrom)。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 其次用離子摻雜法,植入成爲施體之P H3。注入條 件係加速電壓70KeV,摻雜量lE16/cm2。此 時’在閘極3正下方之活性層2 1 ,有閘極3成爲自動校 準掩罩(self alignment mask),故不注入雜質。 其次’將層間絕緣膜2 3以成膜溫度4 0 0 °C成膜。 此時,不純物被活性化,形成薄膜電晶體汲極領域4及源 (source )領域5 (圖9 )。又,層間絕緣膜2 3係氧化 膜’膜厚爲 5 0 〇 〇 埃(Angstrom)。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) '— -13 - 515923 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明(n) 其次,開設接觸孔(contact hole)C Η後,將成爲 像素電極8之I 丁〇(Indinm Tin Oxide)用濺射法成膜 用濕蝕刻法加工。之後,以濺射法形成由Μ 〇 (下層)及 A 1 (上層)之2層構造構成之信號線2,及連接圖9之 活性層與像素電極的配線2 5,及連接薄膜電晶體與信號 線的配線2 4之後,以濕蝕刻法加工。又,如上述成膜之 膜厚係Mo膜爲1 5 0 0埃(Angstrom) ,,A 1膜爲 4 5 00 埃(Angstrom)。 其次將陣列之保護膜2 9以P E C - CVD法成膜後 ’開設外部接頭連接用接觸孔(contact hole)。又,保 護膜係氮化矽膜,膜厚係2 0 0 0埃(Angst rom)。 最後,爲了遮斷自像素部顯示領域之間隙洩漏之光, 使用0D3爲2以上之感光性g機材料形成遮光體27。 此時,遮光膜2 7之平面圖型係如圖1 〇所示,像素顯示 領域1 7之部分脫掉之形狀之圖型。又,防止碰及活性層 之光之遮光膜之平面圖型係與活性層相同,成爲如圖2所 示0 實施例1中,以獨立形成抑制薄膜電晶體之光漏電流 之膜’與遮斷自像素部顯示領域之間隙洩漏之光之膜爲特 徵。前者因與活性層同時成膜,同時加工形成,故以工程 之增加爲最小限度。又,因將後者以陣列最終工程形成, 故無需對薄膜電晶體處理(process)課予任何限制。又 因將遮光膜形成於陣列側,故遮光膜線寬僅考慮曝光時之 對準精度即可,而無須考慮與對向基板之對準精度。因此 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
-14 - 515923 A7 B7 五、發明説明(12) 可加大開口率。 (實施例2 ) 實施例2,可防止自陣列基板側射入碰及活性層,成 爲漏電流原因之光,及自像素顯示部以外間隙洩漏之光等 2種光。即參照平面圖,圖9 ,及圖9中沿A -C線切斷 之斷面圖,即圖3 ,圖9中沿B — C線切斷,之斷面圖,圖 4,及表示遮光膜之平面圖型及像素顯示領域之圖丨〇說 明在多晶矽薄膜電晶體下層具有〇D 3爲2以上之非結晶 半導體(非晶質矽膜)之像素部。 又,各圖中,同一構件附予與實施例1相同之符號〇 又,對同一處理(process)部分省略說明。 在底層(under coat)膜2 6成膜之玻璃基板1 8上 將非晶質矽薄膜(非晶質半導體膜)1 9用P E - C V D 法成膜。膜厚係0D3可達成2以上之4 0 0 0埃( Angstrom)。其次,以CDE法,加工成具有圖1〇所示 像素顯示領域1 7以外部分之形狀。 其次用AP - CVD法,將絕緣遮光膜層1 9與活性 層2 1用之氧化膜20。成膜溫度係400。(:,膜厚係 4 0 0 0 埃(A n g s t r 〇 m )。 其次’以P E — C V D法,將成爲活性層之非晶質矽 薄膜(活性層)2 1成膜後,以5 0 0 °C實施熱處理,分 離遮光膜1 9及非晶質矽薄膜2 1中存在之氫氣。 其次,以E L A法,將非晶質矽薄膜2 1予以多晶化 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) ---------扣衣*丨 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -15 - 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 515923 A7 __B7 ______--:- 五、發明説明(13) 後,用CDE法將多晶矽薄膜加工成圖2之2 面表 示之島(island)狀。 ‘ 以下之製造方法,因與實施例1相同故予售°彳旦’ 由於遮光膜層1 9亦可防止脫光,故不形成實施例1中形 成於陣列最上層之有機材料之遮光膜2 7 ° 由於用上述構造,即可不考慮製造設備’ 成於陣列上。 , (實施例3 ) 以下參照平面圖,圖9 ,圖9中沿A — C線切斷之斷 面圖,圖5 ,圖9中沿B — C線切斷之斷面圖,圖6 ,及 表示條(stript)狀遮光膜之平面圖型及像素顯示領域之 圖1 0說明實施例3,與實施例2,遮光膜與活性層間之 絕緣膜之形狀不同之情形。 在底層膜2 6成膜之玻璃基板1 8上將非晶質矽膜 1 9及絕緣膜2 0用P E - CVD法,在真空中連續成膜 。然後,非晶質矽膜1 9之膜厚係4 0 0 0埃(Angstrom )’絕緣膜20係氮化矽膜,膜厚爲4000埃( Angstrom ) ° 其次以P E - CVD法將成爲活性層2 1之非晶質矽 膜成膜後,以5 0 0 °C實施熱處理,以分離非晶質矽膜 1 9 ,絕緣膜2 0及活性層2 1中存在之氫氣。又,成爲 活性層2 1之非晶質矽膜之膜厚爲5 0 0埃(Angstroin) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) 一 16 - 1丨|-----i丨 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂---- 線 515923 Α7 Β7 五、發明説明(14) 其次,以E L A法,將非晶質矽膜1 9予以多晶矽化 後,用C D E法將多晶矽膜加工成島(i s 1 a η (Γ)狀。 以下工程因與實施例2相同故省略之。 由於使用本構造,即可使遮光膜與絕緣膜之連續成膜 〇 (實施例4 ) , 關於防止脫光用之膜之光學濃度值,可視光範圍之波 長依存性亦成問題,以〇 D i沿全波長平均化爲宜。非晶 質矽膜有紅色領域波長之◦ D i小之傾向。因此,將該非 晶質砂膜做爲防止脫光之膜使用時’有紅色光洩漏’畫面 看似過紅之可能。爲解決此問題,將僅通過自紅色側波長 離開之光之藍色濾光片2 8做爲補助遮光膜,與形成於陣 列基板狀之像素部之濾光片同時形成之方法。 圖1 0A係表示對圖9之陣列基板構造對應於本實施 例配置濾光片之情形。又圖7係表示依本實施例配置濾光 片時之沿圖9線A — C之斷面圖,圖8表示同樣沿圖9之 線B — C之斷面圖。 如圖1 Ο A所示,沿陣列基板之列方向(圖中縱方向 )之方向,對應像素透明電極8(圖中破線),配設R( 紅色)層282,G (綠色)層281及B (藍色)層 2 8而成之濾光片層(實線)。其中,藍色層28,係並 配置於鄰接之各一對像素透明電極8,8之間。又,在形 成於此鄰接之各一對像素透明電極8 ,8間之B層下層, 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210Χ297公釐) 1—1------裝·— (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂---- 線. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -17 - 515923 Α7 Β7 五、發明説明(15) 配置非晶質半導體層。 即’如圖7及圖8所示,對應於互相鄰接之像素透明 電極8 ’ 8間領域,將非晶質半導體膜1 9配置於底層膜 2 6上’由與配置於其上方之藍色層2 8之組合,即可遮 斷可視光。因此可防止鄰接像素間之脫光,獲得良好之對 比(contrast) ° (實施例5 ) 上述實施例1〜4所述構造,因將信號線與像素電極 配置於同層’故必須在勿視兩配線間發生之容量結合之程 度’分隔兩者間隔。以通常之驅動方法使用時,需5im 程度之間隔。故,相當於此間隔之面積無法提高開口率。 在本實施例中,如圖1 2所示,爲了提高開口率,經層間 絕緣膜將像素透明電極8之周邊部分(圖中波線)重疊於 配線於矩陣上之信號線2及掃描線1上。由於使用此構造 ’可以電絕緣像素透明電極8與信號線2及掃描線1 ,且 可消除此等電極間之平面間隙。又,圖1 3係自圖1 2中 僅抽出像素透明電極8及其下層之信號線2及掃描線1予 以簡略化之圖。 圖1 2所示實施例係將鄰接之像素透明電極之各端部 與掃描線之或信號線重疊,這些掃描線或信號線具有區分 鄰接像素之遮光層之作用。一方面,爲了防止碰及多晶薄 膜電晶體之活性層之光,本實施例係與實施例1同樣,配 置遮光膜。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210x 297公釐) Γ------裝·丨 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 18 - 515923 A7 _____ B7 五、發明説明(16) 圖1 1係表示沿圖1 2之線BC之斷面圖。如圖1 1 所示,像素透明電極8之長邊端部,係經層間絕緣膜3 〇 與信號線2重疊。又未圖示之像素透明電極8之短邊端部 ’係經層間絕緣膜2 3及層間絕緣膜3 0,與閘極3 —體 形成之掃描線1重疊。又,活性層2 1下,爲輕減向活性 層2 1之光射入,配置非晶質矽層1 9。 以下參照圖1 2中,表示沿b — C線切,斷之斷面圖之 圖1 1 ,說明實施例5之具有上述構造,及防止碰及活性 層之光之遮光膜之像素顯示部。 在底層膜(under coat ) 2 6成膜之玻璃基板1 8上 ,將成爲遮光膜之非結晶半導體膜19 ,絕緣膜20,及 成爲活性層2 1之非晶質矽膜,用p e — CVD法,在真 空中連續成膜。 然後’以5 0 0 °C實施熱處理,分離非結晶半導體膜 19 ’絕緣膜20及活性層21中存在之氫氣。此時,成 爲遮光膜之非結晶半導體膜19之材料及膜厚係與實施例 1相同。絕緣膜2 0係氮化矽膜,膜厚係1 〇 〇 〇埃C Angstrom),成爲活性層2 1之非晶質矽膜之膜厚係 5 0 0 埃(Angstrom)。 其次’以E L A法將成爲活性層2 1之非晶質矽膜予 以多晶化。 其次,對多晶矽膜,氮化矽膜,非結晶半導體膜之3 層,使用CF4與02之混合氣體之CDE (化學乾式蝕刻 )法連續加工以得島(island)狀之形狀。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐Γ" " _ 一 19 一 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 515923 A7 ___ 五、發明説明(17) 其次,以AP (常壓熱)一 CVD法,將成爲門絕緣 膜22之氧化膜成膜100埃(Angstrom)。然後,將閘 極3 ,補助容量電極了,圖12所示成爲掃描線1之
MoW (鉬鎢合金)以濺射法成膜後,用CDE法加工。 又,MoW 之膜厚係 2 5 0 0 埃(Angstrom)。 其次,用離子摻雜法植入成爲施體之P H3。植入條 件係加速電壓7 OK e B,摻雜量1 E 1 6,/cm2。 其次,將層間絕緣膜2 3以成膜溫度4 0 0 °C成膜。 此時,雜質係被活化,形成薄膜電晶體之汲極領域4及源 極領域5。又,層間絕緣膜係氧化膜,膜厚係5 0 0 〇埃 (Angstrom) ° 其次,開設接觸孔CHi後,將由Mo (上層)及 A 1 (下層)之2層構造而成之信號線1 ,連接圖12所 示活性層與像素電極之配線2 5,及連接薄膜電晶體與信 號線之配線2 4,用濺射法成膜後,用濕蝕刻法加工。又 ,成膜之膜厚係Mo膜爲1 5 0 0埃(Angstrom), A L 膜爲 4 5 0 0 埃(Angstrom)。 其次,將陣列之保護膜2 9以P E — CVD法成膜後 ,開設接觸孔。又,保護膜2 9 ,係氮化矽膜膜厚係 2 0 〇 0 埃(Angstrom)。 其次,用塗布型感光性有機膜形成層間絕緣膜3 〇。 膜厚係3 . 0 // m。爲能將接觸孔(Contact hole) C H2在塗布型感光性有機膜之塗布前開設於氮化矽膜, 故在塗布型感光性有機膜之圖型化終了時點形成接觸孔( I紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) ' ' -20 - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) .裝 線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 515923 A7 B7 五、發明説明(18)
Contact hole) ° 其次,將成爲像素電極8之I 丁〇用濺射法成膜後, 用濕(W e t )法加工。 上述本發明之實施例1〜5中,活性層單層膜,絕緣 膜及遮光膜而成之2層膜,及由活性層及絕緣膜及非結晶 半導體而成之3層膜,之各膜之加工方法,係用CD E法 說明,惟若能獲得閘絕緣膜覆蓋(Coverage)之形狀,則 用C D E法以外之加工方法之電漿蝕刻法,反應式離子蝕 刻法法加工亦無任何問題。 更用C F4 + 02以外之組合,及其他氣體做爲蝕刻氣 體加工本發明亦有效。 依本發明之實施例,由於具備現實之陣列基板上之光 防止膜,以遮斷碰及活性層之多晶矽之光,及自像素顯示 部以外之間隙洩漏之光,即可解決反射,膜厚,工程數, 開口率等問題,以廉價實現防止顯示性能降低之液晶顯示 裝置。 如以上所述,依本發明,因在形成薄膜電晶體用之多 結晶矽而成之活性層下,經絕緣膜,設非晶質矽膜,故可 遮斷碰及活性層之多晶矽之光。又,因將非晶質矽膜及絕 緣膜,配置於像素顯示領域以外之部分之略全面,故可使 其具有遮斷自間隙洩漏光之作用。又,由於在像素顯示領 域以外之陣列基板上面配置由有機材料而成之遮光膜,更 可提高自間隙洩漏光之遮斷性能。結果,能以較低成本, 不致降低開口率,即可防止液晶顯示元件之顯示性能之降 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -21 - 515923 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7五、發明説明(19) 低。 圖示之簡單說明: 圖1 :實施例1之沿圖9之B — C線切斷之像素部 斷面圖。 圖2 :活性層或實施例1 ,5之遮光膜之平面圖型圖 〇 圖3 :實施例2之沿圖9之A — C線切斷之像素部斷 面圖。 圖4 :實施例2之沿圖9之B - C線切斷之像素部斷 面圖。 圖5:實施例3之沿圖9之A-C線切斷之像素部斷 面圖。 圖6 :實施例3之沿圖9之B — C線切斷之像素部斷 面圖。 圖了:實施例4之沿圖9之A - C線切斷之像素部斷 面圖。 圖8 :實施例4之沿圖9之A — C線切斷之像素部斷 面圖。 圖9 :實施例1— 4之像素部平面圖。 圖1 0 :表示實施例1〜4之遮光膜及像素顯示領域 之平面圖。 圖1 1 :實施例5之沿圖1 2之B — C線切斷之像素 部斷面圖。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) •裝 訂 線 费· -22 - 515923 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(2〇) 圖1 2 :實施例5之像素部之平面圖。 圖1 3 :表示圖1 2之像素顯示電極之平面圖。 圖1 4 :液晶顯示裝置之模式圖。 圖1 5 :將背光置於陣列基板側時之電池之配置圖。 圖1 6 :將背光置於對向基板側時之電池之配置圖。 〔圖號說明〕 I ……掃描線 2……信號線 3 ......閘極 4 ......源極 5 ......汲極 6 ......電晶體 7……補助電容 8……像素電極 9 ......濾光片 10……對向電極 II ......對向基板 12 ......陣列基板 13 ......液晶 14 ......射入側偏光板 15 ......射出側偏光板 1 6 ......背光 18……玻璃基板 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
討 線 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) -23 - 515923 A7 B7五、發明説明(21) 19……非結晶半導體膜 2 0……絕緣膜 2 1……活性層 2 2……閘極絕緣膜 2 3……層間絕緣膜 2 4……信號線之配線 2 5……像素電極之配線 2 6 ......底層膜 2 7……遮光膜 2 8……藍色濾光片 2 9……保護膜 3 0……層間絕緣膜 2 8 1……濾光片層(G / 2 8 2……濾光片層(R ) C Η 1……接觸孔 C Η 2……接觸孔 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 線 賺. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210X 297公釐) -24 -