TW542932B - Liquid crystal panel and electronic appliances - Google Patents
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>42932 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明(1) · 發明所屬之技術領域 本發明係屬於藉由薄膜電晶體(以下,簡稱爲T F T )驅動等的主動矩陣驅動方式的液晶面板以及使用此面板 之電子機器的技術領域。 先行技術 從前,於藉由開關元件之T F T控制被複數設爲矩陣 狀的像素電極之主動矩陣驅動方式的液晶面板,如第1 6 圖所示,在T F T陣列基板上設有對應於縱橫分別被配列 的多數掃描線3 a以及資料線6 a還有這些線的各交點, 透過接觸孔8導電接續於多數的T F T 3 0 /以及該 TFT的像素電極9 a。各TFT3〇/的構成,係將半 導體層1 a的通道區域1 a > (第1 6圖走向爲左上右下 的斜線部)藉由從掃描線3 a突出的閘極電極3 a /來控 制,供給影像訊號的資料線6 a透過接觸孔5導電接續於 半導體層1 a的源極區域,像素電極9 a被接續於半導體 層1 a的汲極區域。特別是像素電極9 a,係設於供使構 成TFT3 0 /或資料線6 a以及掃描線3 a等配線的各 種層或者該像素電極9 a相互絕緣的層間絕緣膜上,所以 透過被開孔於層間絕緣膜的接觸孔8被接續於 : TFT30>的汲極區域。 發明所欲解決之課題 然而,於液晶面板的技術領域,爲了獲得高解像度的 -4 - ' 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 《· ϋ ί ϋ 1_1 I 1 I 一 δ,· a·· w w MB* . (請先閱讀背面之注意事項再#寫本頁) 542932 A7 B7_ 五、發明說明(2 ) > 畫質,對於像素的高精細化的要求越來越強,同時像素間 距的微細化也越來越加速。如此,爲了提高像素密度使可 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 以顯示高精細的影像,以及爲了使液晶面板的尺寸小型化 而如第1 6圖所示地使像素間距L縮小而進行微細化的話 ,成爲非開口區域的各種配線間的距離就變得更窄。此外 ,液晶面板的重要要素之一爲亮度,雖然可以提高對於影 像顯示區域的像素開口區域的比率之像素開口率來實現, 但是像素微細化的話,因爲資料線或掃描線等配線或者開 關元件之T F T區域成爲非開口區域的緣故,所以提高像 素開口率有一定的限度。在此,即使像素微細化,也因爲 爲了要提高像素開口率使得接續像素電極與T F T之用的 接觸孔或資料線與掃描線的間隔也變窄。亦即,產生像素 電極與各種配線的短路、而有產生致命像素缺陷的可能性 〇 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 此外,不僅僅是資料線或掃描線等配線寬度的細窄化 而已,將開關元件的TFT3 0 /微細化也很重要,半導 體層1 a的源極區域與資料線6 a的接觸孔5,以及汲極 區域與像素電極9 a的接觸孔8的尺寸分別有必要某求微 細化。第1 7圖係沿著第1 6圖的D - D —線的剖面圖, 亦即顯不T F T 3 0 的剖面圖’顯不開孔接觸孔8的工 程。於第1 7圖(a ),在汲極區域1 e上形成閘極絕緣 膜2或層間絕緣膜4及7之後,如第1 7圖(b)所示, 藉由將光阻劑3 0 2從光遮罩3 0 3的方向曝光,在正型 光阻劑的場合,被照射到光線的部份的光阻劑3 〇 2感光 -5· 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) >42932 A7 B7 五、發明說明(3) > ,光阻劑3 0 2被除去。然而,在這裡成爲問題的是,由 於閘極電極3 a /所導致層間絕緣膜4與7的高低差,。爲 了謀求TFT30>的尺寸的微細化,在閘極電極3a > 的附近開孔接觸孔8時,由於此高低差部使得在遮罩曝光 產生光的亂反射,使得光阻劑產生向圖中的箭頭方向後退 的不良情形。藉此,亦即光阻劑3 0 2被除去的圖案直徑 較光遮罩3 0 3上的沒有遮光性鉻膜3 0 4的部份亦即接 觸孔開孔用的圖案的直徑更大,而有接觸孔8的微細化變 得困難的問題。 進而,在液晶面板的技術領域還有顯示影像的高品質 化或省能源化的要求,必須要有使用微透鏡的提高光利用 效率的作法,第1 6圖所示的從前的像素那般透過光線的 區域,係由形成於對向基板上的遮光膜2 2來規定的,以 虛線包圍的內側是光線透過的區域。如上述的先行例,透 光區域對於像素開口部的中心不是線對稱的場合,不能夠 將微透鏡的效果發揮到最大限度,而無法充分提高入射光 的利用效率。 本發明係有鑑於上述的問題點,課題在於藉由使用比 較簡單的構成,提供即使像素微細化也不會招致工程製造 率或像素開口率降低的液晶面板以及具備該液晶面板的電 子機器。 供解決課題之手段 申請專利範圍第1項所記載的液晶面板,其係於成對 ____ -6- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝----- 訂---------· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 經濟部智慧財.產局員工消費合作社印製 >42932 A7 B7 五、發明說明(4) > 的第1及第2基板之間封入液晶,於前述第1基板上,配 置有複數資料線、交叉於前述複數資料線的複數掃描線、 被接續於前述各資料線及各掃描線的薄膜電晶體、以及被 接續於前述複數薄膜電晶體而被配置爲矩陣狀的複數像素 電極,前述薄膜電晶體於半導體層上中介著閘極絕緣膜而 被配置閘極,於前述半導體層以及閘極上被配置層間絕緣 膜,前述薄膜電晶體的汲極區域係透過被形成於前述層間 絕緣膜的接觸孔而被接續於前述像素電極而成的液晶面板 ,其特徵爲:前述接觸孔係被配置於接近於前述掃描線與 前述資料線的至少一方,於前述接觸孔下被形成增高膜。 根據申請專利範圍第1項所記載的液晶面板,因爲在 接觸孔下形成增高膜,所以可以縮小掃描線與資料線的至 少一方與接觸孔的高低差,可以使層間絕緣膜的表面平坦 化。亦即,可以防止由於高低差而導致液晶的配向不良。 此外雖然因爲開孔層間絕緣膜的指定區域,在未除去層間 絕緣膜的區域形成光阻劑遮罩,但是在光飩刻工程將此光 阻劑遮罩曝光時,可以抑制在膜表面的光線反射,使光阻 劑不會後退,所以幾乎可以與遮罩尺寸完全相同地形成接 觸孔。亦即,因爲接觸孔的開孔形成尺寸不會變寬的緣故 ,所以不會由於像素缺陷而招致生產率降低。此外因爲可 以微細化接觸孔尺寸,所以像素的微細化成爲可能,可以 實現液晶面板的高精細化或小型化。 申請專利範圍第2項之液晶面板,係如申請專利範圍 第1項之液晶面板,其中前述掃描線與前述資料線之至少 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) ------------裝--------訂--- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 者- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 542932 A7 B7 五、發明說明(5 ) , 一方與前述增高膜其膜厚係大約相同的。 根據申請專利範圍第2項之液晶面板’因爲掃描線與 資料線的至少一方與增高膜其膜厚大致相同,所以可以進 而減少高低差。亦即,可以更有效果地達到接觸孔的微細 化以及降低配向不量。 申請專利範圍第3項之液晶面板,其係於成對的第1 及第2基板之間封入液晶,於前述第1基板上’配置有複 數資料線、交叉於前述複數資科線的複數掃描線、被接續 於前述各資料線及各掃描線的薄膜電晶體、被接續於前述 複數薄膜電晶體而被配置爲矩陣狀的複數像素電極、以及 蓄積電容,前述薄膜電晶體於半導體層上中介著閘極絕緣 膜被配置閘極,於前述半導體層以及閘極上被配置層間絕 緣膜,前述薄膜電晶體的汲極區域係透過被形成於前述層 間絕緣膜的接觸孔而被接續於前述像素電極,成爲前述蓄 積電容的一方電極的電容線被配置爲與前述掃描線幾乎平 行的液晶面板,其特徵爲:前述接觸孔係被配置於前述掃 描線與前述各電容線之間,於前述接觸孔下被形成增高膜 〇 根據申請專利範圍第3項之液晶面板,在掃描線與電 容線間被形成接觸孔,而且在接觸孔之下形成增高膜〜藉 此,可以使掃描線與電容線與接觸孔的高低差減少,使層 間絕緣膜的表面平坦化。在掃描線與電容線之間因爲形成 有接觸孔,所以藉由與從前相鄰像素電極間產生的橫方向 電場所導致的配向不良包含進相同區域,使得可以在從前 ________ -8- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) π 裝--------訂--------- (請先閱讀背面之注音?事項再填寫本頁) 542932 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明(6 ) , 不得不遮光的區域有效地設接觸孔。亦即,可以防止液晶 的配向不良,同時在光蝕刻工程曝光光阻劑遮罩時,可以 抑制接觸孔的開孔形狀尺寸變寬。 申請專利範圍第4項之液晶面板,係如申請專利範圍 第3項之液晶面板,其中前述掃描線與前述電容線係由同 一材料同時被形成的,前述閘極絕緣膜與前述蓄積電容的 電介質膜係由同一材料同時被形成的,前述半導體層與前 述蓄積電容的另一方電極係由同一材料同時被形成者。 根據申請專利範圍第4項之液晶面板,掃描線與電容 線的高度大致相同。亦即,可以緩和掃描線與電容線的高 低差’配合此高度形成增高膜的緣故,所以掃描線與電容 線與接觸孔的形成區域的高低差的調整很容易,進而可以 平坦化。亦即,對於接觸孔的微細化以及配向不良的減低 有進一步的效果。 申請專利範圍第5項之液晶面板,係如申請專利範圍 第3或4項之液晶面板,其中前述增高膜之至少一部份係 以包圍前述接觸孔的方式被形成的,前述掃描線與前述電 容線之中的至少一方,係沿著前述增高膜平行地凹下。 根據申請專利範圍第5項之液晶面板,增高膜的至少 一部份係沿著接觸孔的形成區域被形成的,掃描線與電容 線之中的至少一方,因爲沿著此增高膜而凹下,所以即使 接近配置掃描線與電容線,也不會降低開口率,而在掃描 線與電容線之間形成具有大開口面積的接觸孔。 申請專利範圍第6項之液晶面板,係如申請專利範圍 -9 _ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) " 丨丨丨丨丨丨訂-丨丨丨丨-II · (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 642932 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 _B7___ 五、發明說明(7 ) > 第3、4或5項之液晶面板,其中前述增高膜係以不重疊 於前述掃描線及前述電容線地方式被形成的。 根據申請專利範圍第6項之液晶面板,前述增高膜因 爲是以使前述掃描線以及前述電容線不重疊的方式被形成 的緣故,所以不會產生由於掃描線或者電容線與增高膜的 重疊導致的高低差,可以平坦化。亦即,可以進而防止由 於高低差所產生的液晶配向不良或者接觸孔的開孔形成尺 寸變寬。 申請專利範圍第7項之液晶面板,係如申請專利範圍 第3、4、5或6項之液晶面板,其中前述增高膜,係具 有與前述掃描線與前述電容線之至少一方幾乎相同的膜厚 0 根據申請專利範圍第7項之液晶面板,增高膜因爲與 掃描線、電容線之至少一方厚度幾乎相同,所以可以使增 高膜與掃描線、電容線之至少一方的高低差更爲減少。 申請專利範圍第8項之液晶面板,係如申請專利範圍 第1、2、3、4、5、6或7項之液晶面板,其中前述 增高膜係與前述汲極區域電氣接續的導電膜。 根據申請專利範圍第8項之液晶面板,增高膜是與汲 極區域導電接續的導電膜。亦即,在增高膜被形成於汲極 區域上的場合,接觸孔開孔時增高膜發揮蝕刻停止器的功 能。此外,增高膜被形成於汲極區域下的話,接觸孔開孔 時萬一貫穿汲極區域,也因爲與導電膜導通的緣故,可以 防止像素缺陷。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1_ n 1_1 n §mt ·1 n 1 1 ϋ 1 n n I 0 -10 - 542932 A7 B7 五、發明說明(8 ) , (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 申請專利範圍第9項之液晶面板,係如申請專利範圍 第8項之液晶面板,其中前述增高膜係以與前述資料線相 同的材料同時被形成於前述汲極區域上。 根據申請專利範圍第9項之液晶面板,因爲增高膜以 與資料線同樣的材料形成的緣故,所以可以不增加工程而 形成增高膜。 申請專利範圍第1 〇項之液晶面板,係如申請專利範 圍第8項之液晶面板,其中前述增高膜係被形成於前述汲 極區域下的導電膜。 根據申請專利範圍第1 0項之液晶面板,即使接觸孔 開孔時萬一貫穿汲極區域,也因爲電氣導通的緣故,可以 防止像素缺陷。亦即,薄膜化源極/汲極的半導體層成爲 可能,可得高速的寫入特性,所以可實現高對比的液晶面 板。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 申請專利範圍第1 1項之液晶面板,爲了解決上述課 題,其特徵爲:於成對的第1及第2基板之間封入液晶, 於該第1基板上,設有:複數資料線、交叉於前述複數資 料線的複數掃描線、被接續於前述各資料線及各掃描線的 開關元件、被接續於前述複數開關元件的被配置爲矩陣狀 的複數像素電極;前述像素電極係透過接觸孔被接續於前 述開關元件,前述接觸孔,係被開孔於供對前述像素電極 供給影像訊號之用的資料線、與相鄰於該資料線的資料線 之間的幾乎中心位置。 根據申請專利範圍第1 1項之液晶面板,藉由將供接 _____-11 _ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 542932 A7 B7 五、發明說明(9 ) , 續開關元件之T F T的汲極區域與像素電極開孔於層間絕 緣膜的接觸孔的形成位置,開孔於供給影像訊號至對應的 像素電極之用的資料線、與該資料線與相鄰資料線之間的 幾乎中心位置,可以防止資料線與像素電極的短路,即使 像素微細化也不會招致工程製造率或像素開口率的降低。 申請專利範圍第1 2項之液晶面板,係如申請專利範 圍第1 1項之液晶面板,其中於前述第1基板上,對前述 像素電極分別賦予指定蓄積電容的電容線係被設爲與前述 掃描線幾乎平行,前述接觸孔,係開口於相鄰接的電容線 與掃描線之間。 根據申請專利範圍第1 2項之液晶面板,供開關元件 之T F T與像素電極接續之接觸孔,由於其高低差而引起 液晶配向不良,但是藉由在掃描線與電容線之間設接觸孔 ,可以包含進像素電極間的橫方向電場所導致的配向不良 的發生區域。藉此,可以抑制從前由於液晶的配向不良而 不得不遮光的非開口區域於最小限度。此外,藉由將供爲 了保持像素的寫入電荷之用而對像素電極附加的蓄積電容 之用的電容線設於配向不良產生區域,使得不會降低開口 率而實現高顯示品質的液晶面板。進而,接觸孔不挾住開 口區域而利用在相鄰接的電容線與掃描線之間的空間被開 孔的緣故,所以可以將藉由電容線與掃描線被規定沿著資 料線的方向的寬度之線對稱開口區域,於被配置爲矩陣狀 的各像素內擴張。亦即,與從前那般於各像素的角落形成 接觸孔的場合相比較,改善了光的利用效率。 __________ -12- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) | 裝---------訂---------· (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財.產局員工消費合作社印製 542932 A7 B7 五、發明說明(10) , 申請專利範圍第1 3項之液晶面板,係如申請專利範 圍第1 1或1 2項之液晶面板,其中在前述開關元件之下 ,於前述接觸孔的正下方,至少設有增高膜。 根據申請專利範圍第1 3項之液晶面板,在開孔供接 續開關元件之T F T與像素電極之用的接觸孔於指定的位 置,藉由在T F T的半導體層下敷設增高膜,於蝕刻工程 開孔接觸孔時即使貫穿T F T的半導體層也可以防止其不 會成爲像素缺陷。藉此,薄膜化半導體層成爲可能,可得 高速的寫入特性,因此可以實現高對比的液晶面板。 申請專利範圍第1 4項之液晶面板,係如申請專利範 圍第1 1、1 2或1 3項之液晶面板,其中前述開關元件 係由薄膜電晶體所構成,該薄膜電晶體的源極區域被電氣 接續於資料線,該薄膜電晶體的汲極區域被接續於像素電 極,前述增高膜係電氣接續於該汲極區域,且係導電膜。 根據申請專利範圍第1 4項之液晶面板,增高膜係導 電接續於開關元件之T F T的半導體層之汲極區域。此外 ,增高膜的材質,藉由形成多結晶矽膜或鎢(W)、鈦( T i )、鉻(C r )、鉬(Μ 〇 )、鉬(T a )等高融點 金屬膜或者其合金膜的導電膜,於蝕刻工程開孔接觸孔時 即使貫穿T F T的半導體層也因爲先取得電氣導通而不會 產生像素缺陷。 申請專利範圍第1 5項之液晶面板,係如申請專利範 圍第11、12、13或14項之液晶面板,其中前述增 高膜被設於與前述掃描線及電容線不重疊的位置。 __-13- 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公t ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
542932 A7 B7 五、發明說明(11) · 根據申請專利範圍第1 5項之液晶面板,在τ F T的 半導體層的汲極區域下所設的增高膜,是以在該半導體層 的上方透過閘極絕緣膜而設的以掃描線與電容線不重疊的 方式敷設。這意味著可以將半導體層的汲極區域上的層間 絕緣膜的表面幾乎完全平坦化。藉此,在前述層間絕緣膜 的指定區域開孔出接觸孔時,在層間絕緣膜不除去的區域 形成光阻劑遮罩,但是在將此光阻劑遮罩以光蝕刻工程曝 光時,如果層間絕緣膜的表面被平坦化的話,,可以抑制在 膜表面的光的反射,而光阻劑不會退後的緣故,所以幾乎 可以如遮罩的尺寸來形成接觸孔。亦即,因爲接觸孔的開 孔形狀尺寸不會變大的緣故,所以不會由於像素缺陷招致 生產率降低。此外,因爲可以微細化接觸孔的尺寸,所以 像素的微細化成爲可能,可以實現面板的高精細化或者小 型化。 申請專利範圍第1 6項之液晶面板,係如申請專利範 圍第1 1、1 2、1 3、1 4或1 5項之液晶面板’,其中 前述增高膜的膜厚,係與前述掃描線及電容線的膜厚幾乎 相同。 根據申請專利範圍第1 6項之液晶面板,藉由將增高 膜的膜厚形成爲與掃描線或電容線的膜厚幾乎相同,可以 使T F T的汲極區域上的層間絕緣膜的表面更加平坦化。 藉此,可以更防止光阻劑遮罩的後退,可以更微細化接觸 孔的尺寸,進而像素的微細化成爲可能,對於液晶面板的 高精細化或小型化很有利。 -14- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ϋ 1 ϋ ϋ an ϋ n 一:eJa l ·ϋ ϋ mmmmm 0mM§ l I · 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 542932 A7 — B7 五、發明說明(12) , 申請專利範圍第1 7項之液晶面板,係如申請專利範 圍第11、12、13、14、15或16項之液晶面板 ,其中前述開口區域,係對於前述接觸孔而言具有線對稱 的平面形狀。 根據申請專利範圍第1 7項之液晶面板,導電接續 T F T的汲極區域與像素電極的接觸孔,對於開口區域的 中心線開孔於線對稱的位置的緣故,所以被配置爲矩陣狀 具有四角平面形狀的位處於各像素內的中央附近線對稱的 開口區域可以擴大。接著接觸孔的周圍像素電極的高低差 對於開口區域成爲線對稱。亦即,無論是使用右旋的液晶 的場合或者是使用左旋的液晶的場合,反傾斜等液晶的配 向不良的形成容易度幾乎相同。亦即,無論使用哪一個方 向旋轉的液晶,都可以防患顯著發生配向不良的情形於未 然,無論哪個方向旋轉的液晶都可以使用在實用上非常便 利。此外,與第1 6圖所示的先行技術例的在各像素的角 落被形成接觸孔於非線性對稱的開口區域內被形成圓形等 光照射區域的場合相比較,光的利用效率有被改善。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 申請專利範圍第1 8項之液晶面板,係如申請專利範 圍第1 1至1 7項之任一項之液晶面板,其中以於前述開 口區域的中心點具有透鏡中心的方式,在相對方向於各個 像素電極的位置設微透鏡。 .根據申請專利範圍第1 8項之液晶面板,藉由將根據 微透鏡的圓形等光照射區域的中心點配合於像素的開口區 域的中心點,提高對於該開口區域的光照射區域所佔有的 ___ _· 15·:___ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 542932 A7 B7 五、發明說明(13) , 面積比率,可以改善光的利用效率。藉此,即使像素微細 化也可以實現明亮的液晶面板。 申請專利範圍第1 9項之電子機器,其特徵爲:具備 申請專利範圍第1至1 8項之任一項之液晶面板。 根據申請專利範圍第1 9項之電子機器,電子機器具 備上述的本發明之液晶面板,可以闊大對開口區域之光照 射區域,藉由被改善光的利用效率的液晶面板,使得明亮 的高品質的影像顯示成爲可能。 本發明的這種作用以及其他的優點可以由以下說明的 實施形態來獲得證實。 發明的實施形態 以下,根據圖面說明本發明的實施形態。 (液晶面板的第1實施形態) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印3衣 關於液晶面板的第1實施形態的構成,根據第1圖至 第3圖來說明。第1圖係構成液晶面板的影像顯示區域的 被形成爲矩陣狀的複數像素之等價電路圖。第2圖係構成 液晶面板的T F T陣列基板上的鄰接的複數像素群的平面 圖,第3圖係第2圖之A — A >間的剖面圖。於第3圖’ 因爲將各層或各構件以可辨識程度的大小來顯示的緣故’ 所以各層或各構件其比例都有所差異。 首先,根據本實施形態的構成液晶面板的像素顯示區 域的被形成爲矩陣狀的複數像素,如第1圖所示’控制像 ______-16-_.— 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 542932 A7 _________ B7 五、發明說明(14) , 素電極9 a之用的TFT3 0被複數形成爲矩陣狀,供給 影像訊號的資料線6 a被導電接續於該TFT3 0的源極 。寫入資料線6 a的影像訊號依照s 1、S 2 ........ 5 η的順序依照線順序供給亦可,對於鄰接的複數資料線 6 a彼此以每一群的方式供給亦可。此外,於前述 TFT3 0的閘極有掃描線3 a被導電接續,以指定的計 時對掃描線3 1將掃描訊號脈衝地以G 1、G 2 ........ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 G m的順序以線順序的方式供給而構成。像素電極9 a, 被導電接續於TFT3 0的汲極,藉由將開關元件之 T F T 3 0僅在一定期間關閉其開關的方式,將來自資料 線被供給的影像訊號以指定的計時寫入。透過像素電極 9 a被寫入液晶的指定位準的影像訊號在被形成於對向基 板(後述)的對向電極(後述)之間被保持一定期間。液 晶,藉由以被施加的電壓位準改變分子集團的配向或秩序 ,而調變光線可以顯示階調。如果是常白(normally white )模式的話,因應被施加的電壓使得入射光不能通過此液 晶部分,如果是常黑 (normally black )模式的話,因應 被施加的電壓而使得入射光可以通過此液晶部分,而全體 從液晶面板射出因應影像訊號的具有對比的光。此處,爲 了防止被保持的影像訊號的洩漏,與被形成於像素電極 9 a與對向電極之間被形成的液晶電容並列地附加蓄積電 容70。藉此,保持特性進而被改善,可以實現高對比的 液晶面板。尙且,形成蓄積電容7 〇的方法’也可以設供 形成電容之用的配線的電容線3 b ’當然也可以在與前段 ____-17-_ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) "" ' 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 542932 A7 ____ B7 五、發明說明(15) , 的掃描線3 a之間形成電容。 其次,說明液晶面板的第1實施形態的構成。 根據第1實施形態,構成液晶面板的影像顯示區域的 像素的平面配置採用如第2圖所示的構成。亦即,設有被 設爲矩陣狀的複數像素電極9 a、被複數配列於X方向分 別沿著Y方向延伸的資料線6 a、及被複數配列於Y方向 分別沿著X方向延伸的掃描線3 a。此處,在第S X個資料 線6 a與掃描線3 a的交叉部形成構成TFT3 0的半導 體層1 a的通道區域1 a —(第2圖之向左上斜的斜線部 ),該TFT30的源極區域於資料線下藉由接觸孔5電 氣導通。此外,半導體層1 a的汲極區域,延伸設置直到 相鄰的第S X + i條資料線6 a的附近,形成供對像素附加 電容的第1蓄積電容電極1 f。第1蓄積電容電極1 f在 與電容線3 b之間,形成將閘極絕緣膜作爲電介質膜的蓄 積電容。電容線3 b沿著掃描線3 a於X方向延伸設置直 到影像顯示區域的外側。進而,於自己那一段的資料線 6 a下也同樣地從半導體層1 a的汲極區域延伸形成第1 蓄積電容電極1 f的話,於所謂配線形成部之液晶面板的 非透光區域,可以有效率地附加蓄積電容地緣故,所以供 保持被寫入像素的電荷之用的能力提高,可以實現對比高 的液晶面板。尙且,於第2圖,資料線6 a的第Sx條與第 S X + i條的關係相反也不會有問題。 此處,於掃描線3 a與電容線3 b的配線間設供接續 半導體層1 a的汲極區域與像素電極9 a之用的接觸孔8 ______________ _______-18 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) ------------ I------訂· — ! (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 着丨 542932 A7 B7 五、發明說明(16) , 請 先 閱 讀 背 面 之 注 意 事 項 再 填 本 頁 經濟部智慧財.產局員工消費合作社印製 。這是藉由將由於接觸孔8的高低差形狀而導致產生液晶 的配向不良的區域,配合進入於在相鄰像素9 a間產生的 橫方向電場所導致的液晶配向不良的相同區域,而可以在 從前不得不遮光的區域有效果地設置接觸孔8。此外,接 觸孔8的正下方,第2圖以粗線包圍的部分也可以設有作 爲蝕刻停止膜的多結晶矽膜或鎢(W )、鈦(T i )、鉻 (C r )、鉬(Mo)、鉅(Ta)等高融點金屬膜或者 其合金膜的導電性的增高膜1 3 a亦可。這是爲了使在蝕 刻工程開孔出供導帶接續半導體層1 a的汲極區域與像素 電極9 a之用而設的接觸孔8時,即使貫穿半導體層1 a 也不會成爲致命的像素缺陷而設的,藉此,可以實現半導 體層的薄膜化,具有可以形成改善電晶體的特性及對光的 光電效果的影響很少的半導體層的優點。這個場合,增高 膜1 3 a的至少一部份係以包圍接觸孔8的方式被形成, 進而增高膜1 3 a不重疊於掃描線3 a以及電容線3 b。 接觸孔8與掃描線3 a以及電容線3 b的邊界很少的場合 如第2圖所示,以使掃描線3 a以及電容線3 b不重疊於 增高膜1 3 a的方式,沿著設有該導電膜的區域將掃描線 3 a與電容線3 b的至少一方使其二次元地低窪凹下亦可 。進而藉由將接觸孔8設於相鄰的第Sx條資料線6 a:與第 S X + i條資料線6 a之間的幾乎中心’即使像素微細化, 也可以防止資料線6 a與像素電極9 a短路,可以大幅降 低由於T F T 3 0的不良所導致的點缺陷與線缺陷等致命 缺陷。 -19 -____ 私紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 542932 A7 B7 五、發明說明(17) , 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 此外,在第1實施形態的液晶面板,藉由將τ F T的 至少通道區域1 a /及該通道區域1 a /與源極/汲極區 域的接合部形成於資料線6 a的下方,可以使入射光不會 直接照射於通道區域1 a >以及該通道區域1 a >與源極 /汲極區域的接合部。進而,以不照射於T F T 3 0的至 少通道區域1 a /以及該通道區域1 a /與源極/汲極區 域的接合部的方式在T F T 3 0的下方也透過層間絕緣膜 設鎢(W )、鈦(T i )、鉻(C r )、鉬(Μ 〇 )、鉅 (T a )等高融點金屬膜或者其合金膜或多結晶矽膜等之 遮光膜11 a (第2圖中向右上方斜的斜線部)。採用如 此構成的話,藉由以偏光板反射透過像素開口部的光而照 射T F T 3 0可以防止產生洩漏電流。這意味著即使爲了 提高光利用效率而使強光入射,也可以防止由於半導體層 的光電效果導致洩漏電流。特別是對於投影器用途的液晶 面板特別有效。尙且,遮光膜1 1 a爲了防止TFT 3 0 的電晶體特性的劣化,預先供給接地電位等定電位亦可。 此時,以接續被設於影像顯示區域的外側的周邊驅動電路 的電源等定電位線的話,因爲不需要專用的外部輸入端子 或者不需要拉引配線,所以可以謀求有效利用T F T陣列 基板的空間。 : 第3圖,係沿著第2圖的A - A >線的剖面,三次元 地顯示TFT3 0以及蓄積電容7 0的構造。TFT3 0 具有L D D ( Lightly Doped Drain :低參雜汲極)構造, 具備:掃描線3 a、藉由來自掃描線3 a的電場而被形成 _'_ -20- _ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公Ϊ ) " '~' 542932 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7_ 五、發明說明(18) , 通道的半導體層1 a的通道區域1 a >、絕緣掃描線3 a 與半導體層1 a的閘極絕緣膜2、半導體層1 a的低濃度 源極區域(源極側L D D區域)1 b以及低濃度汲極區域 (汲極側L D D區域)1 c、半導體層1 a的高濃度源極 區域1 d以及高濃度汲極區域1 e。於高濃度源極區域 1 d有資料線6 a接續,於高濃度汲極區域1 e有複數像 素電極9 a之中的對應的一個被接續。源極區域1 b及 1 d還有汲極區域1 c及1 e如後所述,對半導體層1 a 因應是否形成η型或者p型通道而藉由參雜η型或者p型 用的參雜劑 (dopant )來形成。η型通道TFT具有動作 速度快的優點,多半被使用作爲像素的開關元件之 T F T 3 0。在本實施形態特別是資料線6 a (源極電極 ),係由鋁等金屬膜或者金屬矽酸鹽等的合金膜等遮光性 薄膜所構成。此外,於掃描線3 a (閘極電極)、閘極絕 緣膜2以及第1層間絕緣膜1 2上,被形成分別被形成通 往高濃度源極區域1d的接觸孔5以及通往高濃度汲極區 域1 e的接觸孔8的第2層間絕緣膜4。透過通往此高濃 度源極區域1 d的接觸孔5,資料線6 a (源及電極)被 導電接續於高濃度源極區域1 d。進而,於資料線6 a ( 源極電極)以及第2層間絕緣膜4之上,形成被形成通往 高濃度汲極區域1 e的接觸孔8的第3層間絕緣膜7。透 過通往此高濃度汲極區域1 e的接觸孔8,像素電極9 a 導電接續於高濃度汲極區域1 e。前述的像素電極9 a, 被設於如此被構成的第3層間絕緣膜7的上面。此處,於 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -21 _ -----------裝 i — — — — — — -------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 542932 A7 B7 五、發明說明(19) , (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 接觸孔8的正下方於半導體層1 a的高濃度汲極區域1 e 與該高濃度汲極區域1 e的下層設導電性的增高膜1 3 a 。藉此,在接觸孔8開孔時的蝕刻’即使貫穿半導體層 1 a的高濃度汲極區域1 e,也因爲藉由下層的增高膜 1 3 a導電接續的緣故,所以不會成爲致命的缺陷。此外 ,開孔出接觸孔8的區域,因爲以儘可能平坦化者較佳的 緣故,所以掃描線3 a與電容線3 b以及增高膜1 3 a的 膜厚以取得一致較佳。此外,如第2圖所是在掃描線3 a 與電容線3 b之間的空間延伸設置增高膜1 3 a,儘可能 地形成平坦的區域。採用如此構成的話,於接觸孔8的周 邊以及掃描線3 a與電容線3 b的配線間因爲在像素電極 9 a的下層的層間絕緣膜表面不會產生高低差的緣故,所 以可以極力減少產生液晶的配向不良的區域。藉此,可以 更提高像素開口率。此外,增高膜,也可以不是導電接續 於汲極區域下,而是在汲極區域上與汲極區域導電接續的 方式設置。如此的增高膜,如果藉由與資料線相同的材料 同時形成的話,可以不增加工程數而形成增高膜。此外, 在該場合,如果使資料線與掃描線或者電容線的幾乎成爲 一致的膜厚的話,進而可以有效果地平坦化。 TFT30,較佳者係具有上述地LDD構造,但是 不對低濃度源極區域1 b以及低濃度汲極區域1 c打入不 純物離子而具有移位 (offset )構造亦可,也可以將閘極 電極3 a作爲遮罩打入不純物離子,自我整合地形成高濃 度源極及汲極區域的自我校準型T F T。 ___· 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 542932 A7 B7 五、發明說明(20) , 此外,於第3圖所示的T F T 3 0的構造,於 TFT3 0的高濃度源極區域1 d與高濃度汲極區域1 e 之間,以成爲串連電阻的方式設置2個透過閘極絕緣膜2 倍供給同一掃描訊號的閘極電極3 a,作爲雙閘極(二閛 極)構造的TFT亦可。藉此,TFT30的洩漏電流可 以降低,可以實現高對比。此外,藉由雙閘極構造,可以 具有冗長度性,不僅可以大幅降低像素缺陷,而且在高溫 動作時也可以降低洩漏電流的緣故,所以可實現高對比的 像質。又,當然在TFT的高濃度源極區域1d與高濃度 汲極1 e之間可以設置的閘極電極3 a的數目也可以在3 個以上。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 此處,一般而言,半導體層la的通道區域la >、 低濃度源極區域1 b以及低濃度汲極區域1 c等多結晶矽 層,當光線入射時由於多結晶矽具有的光電變換效果而產 生了電流使得T F T 3 0的電晶體特性劣化,但是在本實 施形態,以將掃描線3 a (閘極電極)從上側覆蓋的方式 由鋁等遮光性金屬薄膜形成資料線6 a (源極電極)的緣 故,至少可以有效果的防止對於半導體層1 a的通道區域 1 a >以及LDD區域lb、1 c的入射光(亦即,在第 3圖中從上側來的光)。此外,如前所述,在TFT 3 0 的下側,因爲設有遮光膜的緣故,至少可以有效果地防止 對半導體層1 a的通道區域1 a /以及LDD區域1 b、 1 c的返回光(亦即在第3圖中從下側來的光)的入射。 此外,如第1圖所示,在像素電極9 a分別設蓄積電 _____-23- __ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(21〇 x 297公釐) 542932 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 __B7____ 五、發明說明(21 ) ^ 容70。此蓄積電容70,更具體而言,係由:從半導體 層1 a的高濃度汲極區域1 e所開始延伸設置的多結晶矽 膜所構成的第1蓄積電容電極1 f、藉由與閘極絕緣膜2 同一工程所形成的電介質膜、藉由與掃描線3 a (閘極電 極)同一工程所形成的電容線3 b (弟2蓄積電谷電極) 、第2及第3層間絕緣膜4及7、還有透過第2及第3層 間絕緣膜相對方向於電容線3 b的像素電極9 a的一部份 等所構成的。如此設有蓄積電容7 〇的緣故’即使負荷比 很小也可以進行高精細的顯示。電容線3 b (第2蓄積電 容電極)如第2圖所示,於TFT陣列基板1 0的面上被 設爲幾乎平行於掃描線3 a (閘極電極)。進而’如本實 施形態這般,藉由在第1蓄積電容電極1f下透過第1層 間絕緣膜1 2設遮光膜1 1 a,使第1層間絕緣膜1 2發 揮作爲電介質膜的功能,可以謀求增大蓄積電容,藉此可 以實現更高品質的畫質的液晶面板。 (液晶面板的製造過程) 其次,參照第4圖至第7圖說明具有以上的構造的液 晶面板的製造過程。又,第4圖至第6圖係各工程之 TFT陣列基板側的各層對應於第2圖的A — A >剖面而 顯示的工程圖。此外,於第7圖係使T F T陣列基板側的 各層對應於第2圖的B — B >剖面而顯示的工程圖,顯示 第6圖的(17)開始的工程。又,於第4圖至第7圖, 各層或各構件在圖面上是以可辨識程度的大小來顯示的緣 •24- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) ------------裝-----I--訂---I-----*^^1 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財·產局員工消費合作社印製 542932 A7 B7 五、發明說明(22) > 故,所以各層或各構件的比例尺彼此有所不同。 首先,參照第4圖至第6圖,說明對應於第2圖的A 一 A /剖面的包含TF T 3 0的部分的製程。 如第4圖的工程(1 )所示,準備石英基板、硬玻璃 等T F T陣列基板1 〇。此處,較佳者爲以氮氣等非活性 氣體環境而且在約9 0 0〜1 3 0 Ot的高溫進行退火處 理,以使其在之後的高溫製程中T F T陣列基板1 〇所產 生的應變 (strain )變少的方式進行前處理。亦即,以製 程中的最高溫配合進行高溫處理,事前預先將T F T陣列 基板10以相同溫度或者更高溫度預先熱處理。 如此被處理的TFT陣列基板1 0的全面,藉由濺鍍 形成膜厚1000〜5000A (埃)程度而較佳者爲 2000A (埃)程度的鈦(Ti)、鉻(Ci*)、鎢( W)、鉬(Mo)、鉅(Ta)以及鉛(Pd)等金屬或 金屬矽酸鹽等的金屬合金膜之遮光膜1 1。又,在使不產 生串音的程度的光量入射的用途上被使用的場合,沒有形 成遮光膜1 1的必要。 接著,如工程(2 )所示,在該被形成的遮光膜1 1 上藉由光蝕刻形成對應於遮光膜1 1 a的圖案的遮罩,藉 由透過該遮罩對遮光膜1 1進行蝕刻,形成遮光膜1 1 a 。此時,遮光膜1 1 a可以形成爲島嶼狀,也可以沿著掃 描線或資料線形成爲條紋狀。此外,如第2圖所示形成爲 格子狀的話,可以謀求遮光膜1 1 a的低電阻化。 其次,如工程(3 )所示,於遮光膜1 1 a之上,例 _-25-_ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
542932 Α7 _____B7 五、發明說明(23) , (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 如藉由常壓或者減壓CVD法等,使用T E 0 S氣體、 TMOP氣體等形成由NSG (不含硼或磷的矽酸鹽玻璃 膜)、PSG (含有磷的矽酸鹽玻璃膜)、BSG (含有 硼的矽酸鹽玻璃膜)、BPSG (含有磷與硼的矽酸鹽玻 璃膜)等矽酸鹽玻璃膜、氮化矽膜或氧化矽膜等所構成的 第1層間絕緣膜1 2。此第1層間絕緣膜1 2的膜厚,例 如爲約8000〜1 5000A (埃)。 接著,如工程(4 )所示,藉由減壓CVD或濺鍍, 形成導電膜1 3。導電膜1 3,係由多結晶矽膜或鎢(W )、鈦(T i )、鉻(C r )、鉬(Μ 〇 )、鉅(T a ) 等高融點金屬膜,或者其合金膜所構成,導電膜1 3的膜 厚,以成爲與後續工程形成的掃描線或電容線相同膜厚的 方式形成較佳。關於此優點在稍後詳述。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 其次,如工程(5 )所示,藉由施以光蝕刻工程以及 蝕刻工程等,在後續工程於像素電極9 a與半導體層1 a 的汲極區域的正下方殘留島嶼狀的增高膜1 3 a。又,增 高膜1 3 a係以像素電極9 a與半導體層的汲極區域導電 接續之用的接觸孔在飩刻時即使貫穿該半導體層也不會成 爲不良的方式敷設的緣故,所以敷設在供導電接續資料線 6 a與半導體層的源極區域之用的接觸孔5的正下方也不 會有問題。 其次,如工程(6)所示,於增高膜13a之上,以 約4 5 0〜5 5 0 °C的溫度,較佳者爲5 0 0°C之比較低 溫的環境中,使用流量約400〜600 c c/mi η的 •26· 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 542932 A7 -—___—B7 五、發明說明(24) , 單砂院氣體、二矽烷氣體等藉由減壓CVD (例如壓力爲 2 0〜4 0 P a的C V D ),形成非結晶矽膜。其後,在 氮氣環境中以約6 0 〇〜7 0 0 °C施以1〜1 〇個小時, 較佳者爲4〜6個小時的退火處理,藉此使多結晶矽膜1 固相成長至500〜2000A (埃)的厚度,較佳者爲 1000A的厚度。此時,在製通道型TFT30的 場合,藉由將銻(Sb)、砷(As)、磷(P)等V族 元素的參雜劑微量地離子注入而參雜亦可。此外,在製作 P通道型TFT30的場合,藉由將硼(B)、鎵(Ga )、銦(I η)等m族元素的參雜劑微量地離子注入而參 雜亦可。又’不經由非結晶矽膜,而藉由減壓C V D法等 直接形成多結晶矽膜1亦可。或者對藉由減壓C VD法堆 積的多結晶矽膜打入矽離子使其一度非結晶化(非晶質化 )’其後藉由退火處理等使其再結晶形成多結晶膜1亦可 。此外,藉由準分子雷射等雷射照射進行退火處理,使矽 核固相成長亦可。 其次,如工程(7 )所示,藉由光蝕刻工程、蝕刻工 程等,形成指定圖案的島嶼狀半導體層la。此時,不僅 僅成爲開關元件的通道區域以及源極/汲極區域而已,包 括供改善像素的保持特性而附加電容之用的蓄積電容的單 方電極的區域也一起形成。 .其次,如工程(8)所示,藉由以約900〜 1 3 0 0°C的溫度,較佳者爲1 0 0 0 t的溫度熱氧化半 導體層la,形成約100〜500A (埃)的較薄的熱 -27-__ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) ------------裝--------訂---------^9^1 · (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 542932 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 _B7_五、發明說明(25) 氧化膜,進而藉由減壓CVD法堆積約1 0 1 Ο Ο 0A的較薄的高溫氧化矽膜(HTO 膜,形成具多層構造的閘極絕緣膜2。結果 la的厚度,成爲約200〜1500A ( 較佳者爲約300〜1000A的厚度。藉 溫熱氧化的時間,特別是在使用8英吋程度 場合,可以防止熱所導致的彎曲。但是藉由 晶矽層1,形成具有單一層構造的閘極絕緣 者爲了實現閘極絕緣膜2的高耐壓化,使用 。此外,以同一工程形成閘極絕緣膜2與蓄 質膜。 其次,如第5圖的工程(9)所示,藉 法堆積多結晶矽膜3之後,使磷(P)熱擴 矽膜導電化。又,使用在多結晶矽膜3成膜 離子的參雜矽膜亦可。如工程(1 0)所示 罩的光蝕刻工程、蝕刻工程,形成如第8圖 案的掃描線3 a (閘極電極)以及電容線3 電容電極)。掃描線3 a (閘極電極)的膜 1000〜8000A。此時,藉由使與增 膜厚成爲幾乎相同的膜厚,可以使接觸孔的 擴大。 但是,也可以不僅由多結晶矽層,而由 點金屬膜或者金屬矽酸鹽來形成亦可,或者 屬膜或者金屬矽酸鹽膜與多結晶矽膜形成多 __ _- 28 - 私紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 0〜 膜)或 ,半導 埃)的 由如此 的大型 僅熱氧 膜2亦 氮化矽 積電容 氮化矽 體層 厚度, 縮短高 基板的 化多結 可。或 膜亦可 的電介 由減壓C V D 散,使多結晶 的同時導入磷 ,藉由使用遮 所示的指定圖 b (第2蓄積 厚,例如爲約 高膜1 3 a的 開孔形狀不會 鎢或鉬等高融 是組合這些金 層亦可。這個 先 閱 讀 背 之 注 意 事 項 再 填 本 頁 542932 A7 B7 五、發明說明(26) , 場合,將掃描線3 a (閘極電極),如第3圖所示配置作 爲對應覆蓋第2遮光膜2 2的區域的一部份或全部的遮光 膜,可以藉由金屬膜或金屬矽酸鹽膜所具有的遮光性,而 省略第2遮光膜2 2的一部份或者全部。在此場合,特別 具有可以防止對向基板2 0與TFT陣列基板1 0的貼合 偏移導致像素的開口率降低的優點。 其次,如工程(11)所示,在TFT30爲具有 LDD構造的η通道型TFT的場合,於半導體層la, 首先爲了形成低濃度源極區域1 b以及低濃度汲極區域 lc,而將掃描線3a (閘極電極)作爲擴散遮罩,將磷 等V族元素的參雜劑3 0 0以低濃度(例如,將磷離子以 1〜3 X 1 0 1 3 / c m 2的劑量)參雜。藉此掃描線3 a (閘極電極)下的半導體層1 a成爲通道區域1 a >。此 外,電容線3 b (第2蓄積電容電極)下的半導體層1 a 將閘極絕緣膜2作爲電介質層而成爲形成蓄積電容7 0的 第1蓄積電容電極1 f。又,對形成第1蓄積電容電極 1 f的部分預先打入磷離子使其低電阻化亦可。 其次,如工程(1 2 )所示,爲了形成高濃度源極區 域Id以及汲極區域le,以較掃描線3 a (閘極電極) 更寬的遮罩將光阻劑層3 0 2形成於掃描線3 a (閘極電 極)上之後,將同樣的磷等V族元素的參雜劑3 0 1以高 濃度(例如磷離子以1〜3 X 1 0 1 5 / c m 2的劑量)參 雜。此外,將TFT3 0形成爲P通道型的場合,將n通 道型的TFT3 0的區域以光阻劑覆蓋保護,再度反覆工 _-29-__ 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) "" 請 先 閱 讀 背 面 之 注 意 事 項 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製
經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 542932 A7 B7 五、發明說明(27) · 程(11)以及(12)。此時,於半導體層la,爲了 形成低濃度源極區域1 b以及低濃度汲極區域1 c還有高 濃度源極區域1 d及高濃度汲極區域1 e,使用硼等HI族 元素參雜。成爲如此的L D D構造的場合,可得降低短路 通道效果的優點。尙且,例如不進行低濃度的摻雜,而作 爲移位構造的TFT亦可,將掃描線3 a (閘極電極)作 爲遮罩,藉由使用磷離子、硼離子等的離子注入技術形成 自我校準型的TFT亦可。 並行於這些工程,可以將由η通道型T F T以及p通 道型T F Τ所構成的具有互補型構造的周邊驅動電路形成 於T F Τ陣列基板1 0上的周邊部。如此,在本實施形態 ,在T F Τ 3 0形成時以同一工程,可以形成資料線驅動 電路或掃描線驅動電路等周邊驅動電路,在製造上有利。 其次,如工程(1 3 )所示,以覆蓋掃描線3 a (閘 極電極)或電容線3 b (第2蓄積電容電極)的方式,例 如使用減壓CVD法或者TEOS氣體等,形成由NS G 、PSG、BSG、BPSG等矽酸鹽玻璃所構成的第2 層間絕緣膜4。第2層間絕緣膜4的膜厚,因爲不附加配 線間電容的緣故以較厚者較佳,以約5 0 0 0〜 1 5 Ο Ο Ο A (埃)較佳。 ' 其次,如工程(1 4 )所示,爲了活性化高濃度源極 區域1 d以及高濃度汲極區域1 e而進行2 0分鐘 1000 °C的退火處理之後,對資料線3 1 (源及電極) 將接觸孔5藉由反應性蝕刻、反應性離子束蝕刻等乾蝕刻 ___-30-_ 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) ▼裝---I----訂·!------^9— - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 542932 A7 B7 五、發明說明(28) > 來形成。此時,藉由反應性蝕刻、反應性離子束蝕刻之類 的向異性蝕刻來開孔出接觸孔5的做法,具有可以將開孔 形狀形成爲與遮罩幾乎相同的優點。 但是組合乾蝕刻於溼式蝕刻來開孔的話,可以將接觸 孔5形成爲推拔狀,所以可得防止配線接續時的斷線的優 點。此外,將掃描線3 a (閘極電極)與未圖示的配線接 續之用的接觸孔,也藉由與接觸孔5同樣的工程開孔於第 2層間絕緣膜4。 其次如第6圖的工程(1 5 )所示,於第2層間絕緣 膜4之上,藉由濺鍍處理等,堆積遮光性的鋁等低電阻金 屬或金屬矽酸鹽等金屬含有膜6約1 0 0 0〜8 Ο Ο 0A (埃)的厚度,較佳者爲約3000A。 其次如工程(1 6 )所示,藉由光蝕刻工程、蝕刻工 程等,形成資料線6 a (源極電極)。作爲蝕刻工程使用 反應性蝕刻、反應性離子束蝕刻等乾式蝕刻來形成的話, 可以抑制過度蝕刻,具有可以如遮罩尺寸高精度地圖案化 的優點。 其次如工程(1 7 )所示,以覆蓋住資料線6 a (源 極電極)上的方式,例如使用常壓或者減壓CVD法或使 用TEOS氣體等,形成由NSG、PSG、BSG、 B P S G等矽酸鹽玻璃膜、氮化矽膜或氧化矽膜等所構成 的第3層間絕緣膜7。第3層間絕緣膜7的膜厚,以在資 料線6 a與後續工程所形成的像素電極之間不被附加電容 的方式形成爲較厚者較佳,約以5 0 0 0〜1 5 0 0 0 A ____-31 -_ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) ------------裝--------訂·--------^9—. (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 542932 A7 _ B7 五、發明說明(29) , 較佳。此外,由於配線或開關元件之T F T 3 0的高低差 ’使得液晶會產生配向不良,取代構成第3層間絕緣膜7 的矽酸鹽玻璃膜或者重疊於其上旋轉塗布有機膜或者 S 0 G ( Spin On Glass ),或者施以CMP處理而形成平 坦的膜亦可。採用如此構成的話,可以極力降低液晶的配 向不良的產生區域,即使像素微細化也可以實現高開口率 〇 其次如工程(1 8 )所示,將供導電接續像素電極 9 a與高濃度汲極區域1 e的接觸孔8,藉由反應性蝕刻 、反應性離子束蝕刻等乾式蝕刻形成。此時,藉由反應性 蝕刻、反應性離子束蝕刻之類的向異性蝕刻開孔出接觸孔 8的做法,具有可得與遮罩形狀幾乎相同的開孔形狀的優 點。但是,組合乾式蝕刻與溼式蝕刻而開孔的話,因爲可 以將接觸孔8形成爲推拔狀,所以可得防止配線接續時的 斷線的優點。此外,於接觸孔8的開孔區域的正下方不僅 敷設半導體層的汲極區域l e,而且還敷設著導電膜之增 高膜1 3 a,所以萬一貫穿半導體層也不會成爲致命的缺 陷。進而藉由敷設增高膜13a,半導體層la的通道區 域1 a /可以薄膜化,所以可以提高元件的特性。 其次,如工程(1 9 )所示,於第3層間絕緣膜7上 ,藉由濺鍍處理等,將I TO膜等透明導電性薄膜9堆積 約500〜2000A厚,進而如工程(20)所示,藉 由光蝕刻工程、蝕刻工程等,形成像素電極9a。尙且在 將該液晶面板1 0 0使用於反射型液晶裝置的場合,由鋁 -32- 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ,裝 — II 訂·!!!-. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 542932 A7 B7 五、發明說明(30) . 等反射率高的不透明材料形成像素電極9 a亦可。在此場 合,形成第3層間絕緣膜7時有必要藉由CMP處理等平 坦化,使像素電極9 a成爲鏡面狀。 接著,於像素電極9 a上塗布聚醯亞胺系的配向膜的 塗布液汁厚,以使具有指定的預傾斜角的方式在指定的方 向施以摩擦處理等,形成第3圖所示的配向膜2 3。 另一方面,關於第3圖所示的對向基板2 0,首先準 備玻璃基板等,第2遮光膜2 2在例如將金屬鉻濺鍍之後 ,經過光蝕刻工程、蝕刻工程而被形成。此外,第2遮光 膜除了鉻、鎳、鋁等金屬材料之外,也可以由將碳黑或者 鈦分散於光阻劑的黑色樹脂等材料來形成。尙且,在 TFT陣列基板1 〇上形成遮光膜的話,因爲在TFT陣 列基板1 0上開口區域被規定的緣故,所以對向基板上的 第2遮光膜2 2變成不再是必要的,TFT陣列基板1 〇 與對向基板2 0的貼合精度,可以忽視,實現透過率沒有 不均勻的液晶面板。 其後,藉爲對對向基板2 0全面進行濺鍍處理,形成 對向電極2 1。進而,於對向電極2 1的全面塗布聚醯亞 胺系的配向膜塗布液之後,以使具有指定的預傾斜角的方 式在指定方向上施以摩擦處理而形成配向膜2 3。 : 最後,如上述般被形成各層的T F T陣列基板1 0與 對向基板2 0,以使配向膜1 9以及2 2相對面的方式, 藉由僅被混入指定量的具有指定直徑(例如1〜6 //m程 度的直徑)的玻璃纖維或者玻璃珠等所構成的間隔材的密 -33- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ,裳--------訂--I---— ΙΛ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 542932 A7 B7 五、發明說明(31) , 封才來貼合,藉由真空吸引等,於兩基板之間的空間抽吸 例如混合複數種類的絲狀液晶等而成的液晶,形成指定膜 厚的液晶層5 0。 此處,針對開孔出被設於包挾在掃描線3 a以及電容 線3 b的區域的接觸孔8的製造過程加以說明。又,第7 圖係沿著第2圖的B — B /線的剖面圖,第7圖的工程( a )與前述第6圖的工程(1 7) —致。此外,針對第7 圖(a )〜(d)的工程與先行技術例之第1 7圖(a ) 〜(d )予以對比而說明。 如第7圖的工程(a )所示,在本實施形態的液晶面 板,藉由使掃描線3 a及電容線3 b與增高膜1 3 a的膜 厚幾乎成爲一致,使得開孔出第3層間絕緣膜7的接觸孔 8的區域成爲平坦狀態。 其次,如第7圖的工程(b )所示,使用光阻劑遮罩 3 0 3藉由步進曝光裝置等曝光。光阻劑3 0 2爲正型光 阻劑的場合,光阻劑遮罩3 0 3上沒有遮光性鉻膜3 0 4 的部份(亦即透光的部份)被除去。第3層間絕緣膜7上 的光阻劑3 0 2,因爲開孔接觸孔8的區域很平坦的緣故 ,曝光時沒有亂射反射,可以除去光阻劑遮罩3 0 3上的 沒有遮光性鉻膜3 0 4的部份,亦即可以除去與接觸孔開 孔用的圖案直徑同樣大小的光阻劑3 0 2。亦即,因爲沒 有如先行技術例之第1 7圖(b )所示的那種光阻劑後退 ,所以可以開孔出如同設計値得接觸孔。藉此,即使像素 微細化,也不會招致生產率的降低,可以實現高像素開口 ___-34- _· 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) ------------裝--------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 542932 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明(32) , 率的液晶面板。 其次,如第7圖的工程(c )所示,將接觸孔8藉由 反應性蝕刻、反應性離子束蝕刻等向異性的乾式蝕刻形成 之,可以使接觸孔8的開孔直徑儘可能的不擴大。此外’ 即使爲了將接觸孔8的側壁形成推拔狀而施以溼式蝕刻’ 也不會如從前那般出現光阻劑後退,所以不會增大開孔直 徑可以開孔出微細的接觸孔。 最後,如第7圖的工程(d )所示,設像素電極9 a 的話,可以形成T F T陣列基板的像素顯示區域的像素。 (液晶面板的第2實施形態) 以下參照第8圖與第9圖說明根據本發明的液晶面板 的第2實施形態。第8圖係構成液晶面板的T F T陣列基 板上的鄰接的複數像素群的平面圖,第9圖係第8圖之C - C >剖面圖,顯示作爲像素的開關元件之T F T的構造 。於第9圖,各層或各構件是以在圖面上可辨識程度的大 小繪製的,所以各層或各構件的比例尺有所不同。又,於 第8圖與第9圖,與第2圖至第7圖同樣的構成要素被賦 予同樣的參考符號而省略其說明。 在第2實施形態,液晶面板的全體構成與顯示於第2 圖及第3圖的第1實施形態幾乎相同,如第8圖所示,只 有未將遮光膜1 1 a >敷設於TFT3 0的下方這一點有 所不同。例如,直視型液晶面板這種不需要入射強光的用 途所使用的液晶面板的場合,不需要敷設遮光膜1 l a 一 _ -35- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -----I I I 訂--I--I--- 542932 A7 B7 五、發明說明(33) , 〇 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 亦即,如第9圖所示,不設遮光膜11a/的場合, T F T陣列基板1 〇的表面沒有突起,在被施以充分洗淨 的場合,不需要形成第1層間絕緣膜1 2。藉此,形成遮 光膜1 1 a /的工程與堆積第1層間絕緣膜1 2的工程可 以削減。亦即,因爲可以削減第4圖的(1 )至(3 )的 工程,所以在製造生產率或是成本面上非常有效果。 此外,如第2實施形態那般將第3層間絕緣膜7自身 或者於第3層間絕緣膜上施以CM P處理而形成有機膜等 平坦化膜的話,在開孔接觸孔8時可以防止光蝕刻工程之 曝光時的亂反射,所以可以實現微細的接觸孔8。採用如 此的構成的話,增高膜1 3 a的膜厚不需要與掃描線3 a 或電容線3 b的膜厚一致。 (液晶面板的第3實施形態) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 參照第1 0圖說明根據本發明的第3實施形態。第 1 0圖係從顯示構成液晶面板的T F T陣列基板上的鄰接 的複數像素群的平面圖。 在第3實施形態,液晶面板的全體構成與第2圖及第 3圖所示的第1實施形態幾乎相同,而在X方向的像素間 距L較窄的場合之例。在本實施例間距L爲第1實施形態 所示的像素間距L的3分之1,於對向基板上設彩色濾光 片,以3個像素形成一個點的方式液晶面板的實施形態, 可以僅用1枚搭載彩色濾光片的液晶面板作爲單板投影器 ___-36-_ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 經濟部智慧財·產局員工消費合作社印製 542932 A7 B7 五、發明說明(34) , 或者筆記型電腦的顯示器。 如此,X方向的像素間距L變窄的話,因爲資料線 6 a間的距離變窄,所以透過資料線6 a與接觸孔8,像 素電極9 a短路的可能性變高。以鋁膜形成資料線6 a的 場合,特別顯著變高。這是因爲鋁膜的融點很低,以高溫 處理第3層間絕緣膜不能構成成多孔的疏鬆 (Porous )狀 。亦即,在開孔接觸孔8時鈾刻率變快。特別是因爲使開 口部的側壁成爲推拔狀,所以進行溼式蝕刻的話接觸孔8 的第3層間絕緣膜7的開孔直徑有變大的傾向。此外不像 從前那般設置作爲蝕刻停止膜的增高膜1 3 a的話,因爲 僅靠乾式蝕刻的話半導體層1 a與層間絕緣膜的選擇比很 低,所以有貫穿之虞,而變成不得不與溼式蝕刻並用,要 形成較小的開孔徑是困難的。 於第1 1圖顯示將接觸孔8設計爲2 //m的正方形, 而資料線6 a的配線寬度爲5 μ m的場合,像素間距L與 不良率之間的關係圖。第1 1圖(a )係以從前的製程製 作的液晶面板,第1 1圖(b )係本實施形態的製程所製 作的液晶面板的結果。據此,在(a )之先行技術例,像 素間距降低至2 0 // m以下的話,由於像素缺陷所導致的 不良率急速增加,但是在本實施形態即使像素間距降至 1 0 以下,由於像素缺陷所導致的不良率也沒有增加 。亦即,使用本實施形態的液晶面板的話,即使像素微細 化或者高開口率化,也少有資料線6 a或掃描線3 a或者 電容線3 b與像素電極9 a之間的短路,而且因爲半導體 __-37-_ 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
542932 A7 B7 五、發明說明(35) , 層1 a的汲極區域與像素電極9 a的接觸孔8不會貫穿, 所以不會招致生產率的降低。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 此外,如第3實施例那般接觸孔8與資料線6 a的距 離極端接近的場合,將增高膜1 3 a的膜厚設定爲與資料 線6 a的膜厚幾乎相同,亦即使資料線6 a上的層間絕緣 膜與開孔接觸孔8的區域幾乎成爲平坦的方式亦可。採用 如此的構造,也可以抑制接觸孔8的開孔徑的擴大,此外 可以緩和高低差的緣故,所以可以減少液晶的配向不良。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 進而,根據本實施形態的話,接觸孔8,因爲對於開 口區域的中心線9 c (參照第2、8、1 0圖)開口於線 對稱的位置,所以接觸孔8的周圍之像素電極9 a的高低 差(參照第3圖)對於開口區域成爲線對稱。這在使用 T N液晶的場合特別發揮效果,液晶層5 0無論使用右旋 的液晶或是使用左旋的液晶,由於反傾斜角等引起液晶的 配向不良的容易度幾乎都變成相同。亦即,無論使用哪一 方旋轉的液晶,都可以防患顯著發生配向不良的情形於未 然,作爲液晶層5 0,可以採用右旋的液晶也可以採用左 旋的液晶在實用上非常方便。 如以上所說明的構成,根據本實施形態,與第1 6圖 所示的先行技術例之透過被形成於各像素的角落的接觸孔 8使像素電極9 a接續於TFT的汲極的場合相比較,改 善了光的利用效率。特別是在本實施形態的場合,開口區 域,爲接近正方形的矩形,亦即具有旋轉對稱的平面形狀 ,所以圓形等光照射區域,對於該開口區域所佔的比率變 -38- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 542932 A7 _ B7 五、發明說明(36) , 高’改善了光的利用效率。尙且,當然也可以將開口區域 形成爲圓形、正十二角型、正八角型、‘正六角形、正方形 等其他旋轉對稱的形狀。進而在本實施形態,如第2、8 、1 0圖所示,X方向的開口區域的寬度,藉由相鄰的2 條資料線6 a來規定,Y方向的開口區域的寬度藉由夾著 開口區域的相鄰接的掃描線3 a以及電容線3 b來規定, 藉由將接觸孔8開孔於沒有夾著開口區域的相鄰接的掃描 線3 a以及電容線3 b之間的空間,可以有效地利用影像 顯示區域的2次元空間。亦即,可以更有效率地擴大開口 區域’使得光的利用效率大爲改善。 (液晶面板的構成) 使用於本實施形態的液晶面板,因爲像素之開關元件 之丁 FT 30,係多結晶矽(p — Si)形式的TFT, 所以,形成T F T 3 0時以同一工程可以在T F T陣列基 板1 0上行成供驅動像素之用的周邊驅動電路。參照第 12圖及第13圖說明如此的周邊驅動電路內藏型液晶面 板1 00的全體構成。又,第1 2圖,係從對向基板之側 來看T F T陣列基板與被形成於其上的各構成要素之平面 圖,第1 3圖係包含對向基板顯示的第1 2圖的Η — Η / 剖面圖。 .於第12圖,在TFT陣列基板10上,設有供規定 影像顯示區域之用的遮光性的周邊邊緣5 3,於其外側平 行設有密封材5 2。於密封材5 2的外側區域,資料線驅 ______-39-_— j纸張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注咅?事項再填寫本頁) 裝-------—訂----II I ! 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 542932 A7 B7 五、發明說明(37) · (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 動電路1 0 1以及實裝端子1 〇 2沿著τ F T陣列基板 1 0的一邊設置,掃描線驅動電路1 〇 4 ’沿著鄰接於此 邊的2個邊設置。進而,TFT陣列基板10的剩下來的 一邊上,設有供接續被設於影像顯示區域的兩側的掃描線 驅動電路104之間的複數配線1〇5。又’在掃描線的 訊號延遲不成爲問題的場合,掃描線驅動電路1 〇 4也可 以僅形成於一邊。此外,將資料線驅動電路1 〇 1設於影 像顯示區域的兩側當然也可以。此外’於對向基板2 0的 角落部的至少一處,設有供電氣導通τ F T陣列基板1 〇 與對向基板2 0之間的上下導通材1 〇 6。接著,如第 1 3圖所示,具有與第1 2圖所示的密封材5 2幾乎相同 的輪廓的對向基板2 0藉由該密封材5 2被固著於TFT 陣列基板1 0上。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 資料線驅動電路1 0 1以及掃描線驅動電路1 0 4, 藉由配線分別導電接續於資料線6 a (源極電極)以及掃 描線3 a (閘極電極)。於資料線驅動電路1 〇 1,包含 有根據時脈訊號將開始訊號依序轉送之用的移位暫存器電 路,藉由從該資料線驅動電路1 0 1依序輸出的驅動訊號 控制採樣電路,使從未圖示的顯示資訊處理電路即時被變 換爲可顯示的形式的影像訊號透過採樣電路供給至資料線 6a。此外,於掃描線驅動電路104,包含有供根據時 脈訊號將開始訊號依序轉送之用的移位暫存器電路,脈衝 地配合依序對掃描線3 a傳送閘極電壓,資料線驅動電路 1 0 1將因應影像訊號的訊號電壓送往資料線6 a。接著 -40- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 542932 A7 B7_ 五、發明說明(38) # (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ,於對應資料線6 a以及掃描線3 a的交點的各像素部, 設有液晶驅動用的T F T 3 0。尙且,採樣電路也可以形 成於資料線驅動電路內,也可以形成於周邊邊緣5 3的區 域。如此,藉由在從前爲無法利用的周邊邊緣5 3的區域 上形成採樣電路,可以謀求空間的有效利用’可以實現資 料線驅動電路1 0 1的小型化或高機能化。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 於第1 3圖,液晶層5 0,例如由混合一種或數種絲 狀液晶的液晶構成。密封材5 2,係將2個基板1 0以及 2 0在其周邊貼合之用的例如由光硬化樹脂或者熱硬化性 樹脂所構成的黏著劑,混入有使兩基板間的距離(基板間 的間隔)成爲指定値之用的玻璃纖維或者玻璃珠等間隔材 (間隔件)。此外,對向基板2 0的面對液晶5 0之側, 設有由第2遮光膜2 2以及透明導電膜之I TO膜所構成 的對向電極21。又,雖然在第13圖並未圖示,但是來 自對向基板2 0的入射光入射之側以及T F T陣列基板 1 0的射出光的射出側,分別因應T N (扭曲絲狀)模式 、S T N (超級扭曲絲狀)模式、D — S T N (雙S T N )模式等動作模式,或者常黑模式/常白模式的分別,在 指定的方向配置偏光膜、相位差膜、偏光板等。 進而,於液晶面板1 0 0,由絲狀液晶構成作爲-例 之液晶層5 0,但是使用將液晶作爲微小粒分散於高分子 中的高分子分散型液晶的話,配向膜2 3、以及前述的偏 光膜、偏光板變成不再需要,可以由於提高光的利用效率 而得液晶面板的高亮度化或低耗電量化的優點。其他,可 -41 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 542932 A7 _____B7___五、發明說明(39) , 以將本實施形態適用於各種液晶材料(液晶相)、動作模 式、驅動方法等。如此般本實施形態的液晶面板可以將驅 動影像顯示區域之用的周邊驅動電路一體形成於T F T陣 列基板1 0上,因爲不需要藉由膠帶實裝或者COG實裝 而外加於周邊驅動電路,所以可以實現超小型的液晶面板 。此外,可以大幅削減供驅動液晶面板的Γ C,在成本面 上也有極大的優點。 請 先 閱 讀 背 δ 之 注 意 事 項
經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 (使用微透 微透鏡 6-194 1 4圖爲其 之後,以使 光圖案化之 在對向基板 材料所構成 爲遮罩進行 對向基板2 透鏡2 0 0 鏡2 0 0亦 於微透 覆蓋玻璃2 向電極(共 2遮光膜2 鏡的液晶面板) 2 0 0,例如藉由日本專利特開平 5 0 2號公報所揭示的製造方法來形成。第 一例,在對向基板2 0上形成感光性材料的膜 對應於成爲各透鏡的部份殘留下凸部的方式曝 後,藉由感光性材料的熱變形以及表面張力, 2 0上形成具有平滑的各透鏡凸面之由感光性 的配列圖案,其後,將該感光性材料的配列作 乾式蝕刻藉由將感光性材料的配列圖案雕刻於 0,形成表面被雕爲平滑的各透鏡的凸面之微 。或者藉由傳統的所謂「熱變形法」形成微透 可。 : 鏡2 0 0的表面全體,藉由黏著劑2 0 1貼附 0 2,於其上更依序形成第2遮光膜2 2、對 通電極)21以及配向膜23。這個場合,第 2,以各開口的中心重疊於各微透鏡2 0 0的 f 私紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -42- 542932 A7 B7 五、發明說明(40) , 透鏡中心2 0 0 a的方式沿著各微透鏡2 0 0的境界設爲 矩陣狀。 於第1 4圖,對向電極2 1係橫跨對向基板2 0的全 面被形成的。如此的對向電極2 1,係例如藉由濺鑛處理 等將I TO膜堆積500〜2000A厚之後,藉由施以 光蝕刻工程、蝕刻工程等而被形成。配向膜23,由聚醯 亞胺系薄膜等有機薄膜所構成。如此的配向膜2 3,例如 在塗布聚醯亞胺系的塗布液之後,以使具有指定的預傾斜 角的方式在指定方向施以摩擦處理等而形成。第2遮光膜 22,設於相對方向於TFT30的指定區域,如此的第 2遮光膜2 2,藉由使用鉻或鎳等金屬材料的濺鍍工程、 光蝕刻工程以及蝕刻工程而形成,由分散碳黑或鈦至光阻 劑的黑色樹脂等材料所構成。第2遮光膜2 2,除了對 TFT3 0的半導體層1 a遮光之外,具有提高對比、防 止色材混合的功能。或者,如第1 5圖所示,例如將預先 被形成各透鏡的凸面之透明板(微透鏡陣列)貼附於對向 基板2 0的表面而構成的微透鏡2 0 0 /設於對向基板 2 〇亦可。進而,在對面於對向基板2 0的液晶層5 0之 側的面上,貼附如此般的微透鏡亦可。 在本實施形態,特別如第2、8、1 0圖所示,像素 電極9 a的開口區域,具有對於通過開口區域的幾乎中心 點9b的中心線9c成線對稱的形狀。此外,接觸孔8, 被開孔於對於開口區域的中心線9 b爲線對稱的位置。進 而,微透鏡200 (或者200 /)在幾乎相對方向於中 ___-43-_ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) emmmm I II ·1 一 ^ · · *_1 i emmt ϋ« ϋ ϋ ι 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 542932 A7 B7 五、發明說明(41 ) , 心點9 b的位置分別具有透鏡中心2 0 0 a。 根據本實施形態的話,光從對向基板2 0之側入射的 話,藉由在相對方向於開口區域的幾乎中心點9 b (重心 )的位置上具有透鏡中心200a (或者200a>)的 微透鏡200(或者200/),此入射光以開口區域的 幾乎中心點9 b爲中心被聚光於像素電極9 a上。亦即’ 藉由微透鏡200 (或200 /)聚光的光所形成的圓形 (或者略橢圓型或橢圓形)的光的照射區域被形成於開口 區域內。此處,接觸孔8,被開孔於對於開口區域的中心 線9 c爲線對稱的位置。因此,可以擴大位於各像素內的 中央附近的線對稱的開口區域。接著,開口區域,噎爲對 於通過其幾乎中心點9 b的中心線9 c爲線對稱的緣故, 所以圓形等的光照射區域,於此線對稱的開口區域內被形 成於線對稱的位置(圓形等的中心幾乎成爲與中心點9 b 重疊)。亦即,對於該開口區域之光照射區域所佔的比率 變高,改善了光的利用效率。又,作爲微透鏡的聚光能力 ,只要光照射區域可以收容於開口區域內的程度的聚光即 可,並不需要將光照射區域超過必要地縮小。 又,在本實施形態,是以使用TFT驅動像素電極 9 a的方式構成的,但是使用T F T以外的元件例如: T F D (薄膜二極體:Thin Film Diode )等主動矩陣元件 也是可能的,進而,將液晶面板構成爲被動矩陣型的液晶 面板也是可能的。即使這樣的場合,只要採用以微透鏡將 光聚光於像素電極上的構成,在本實施形態所說明的將開 _____________________ -44- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ! I I I I I 訂111111- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 542932 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7___ 五、發明說明(42 ) , 口區域做成線對稱或旋轉對稱,使透鏡中心相對方向於開 孔區域的幾乎中心點的構成,在提高光的利用效率上與本 實施形態的場合同樣有效。 (電子機器) 其次參照第1 8圖至第2 1圖說明具備以上詳細說明 的本實施形態之液晶面板的電子機器之實施形態。 首先於第1 8圖,顯示具備本實施形態的液晶面板的 電子機器的槪略構成。 於第1 8圖,電子機器,被構成爲具備:顯示資訊輸 出源,1000、顯示資訊處理電路1002、驅動電路 1〇〇4、液晶面板100、時脈產生電路1008以及 電源電路1 0 1 0。顯示資訊輸出源1 〇〇〇,包含 R〇Μ (唯讀記憶體)、R A Μ (隨機存取記憶體)、光 碟裝置等記憶體、使影像訊號同步而輸出的同步電路等, 根據來自時脈產生電路1 0 0 8的時脈訊號,將指定格式 的影像訊號等顯示資訊輸出至顯示資訊處理電路1 0 0 2 。顯示資訊處理電路1 〇 〇 2,被構成爲包含擴大/極性 反轉電路、相展開電路、旋轉電路、伽碼補正電路、箝位 電路等習知的各種處理電路,根據時脈訊號由被輸入的顯 示資訊依序產生數位訊號,與時脈訊號C L Κ共同輸出至 顯示驅動電路1 0 0 4。顯示驅動電路1 〇 〇 4,驅動液 晶面板1 0 0。電源電路1 0 1 0,對上述各電路供給指 定電源。又,構成液晶面板1 0 0的TFT陣列基板之上 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
-45- 542932 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 __B7 _ 五、發明說明(43 ) · ,也可以搭載顯示驅動電路1 〇 〇 4 ’也可以再搭載顯示 資訊處理電路1002。 其次於第1 9圖至第2 1圖,分別顯示如此構成的電 子機器的具體例。 於第1 9圖,電子機器之一例的液晶投影器1 1 〇 〇 ,係被構成爲準備3個包含上述的顯示驅動電路1 〇 〇 4 被搭載於T F T陣列基板上的液晶面板1 〇 〇的液晶模組 ,分別作爲R G B用的液晶光閥1 0 0 R、1 〇 〇 G以及 1 0 0 B使用的投影器。在液晶投影器1 1 〇 〇 ’由金屬 鹵化物等白色光源的燈泡1 1 〇 2發出投射光時’藉由3 枚反射鏡1 1 0 6以及2枚二色性反射鏡1 1 〇 8分爲對 應於RGB三原色的光成份R、G、B,分別被導向對應 各色的光閥100R、100G以及100B。此時’特 別是藍色光,爲了防止由於過長的光徑所造成的光損失’ 設有由包含入射透鏡1 1 2 2、中繼透鏡1 1 2 3、射出 透鏡1 1 2 4的中繼透鏡系所構成的導光手段1 1 2 1而 被導引。接著,藉由各光閥l〇〇R、100G以及 1 0 0 B分別被調變的對應於3原色的光成份,藉由二色 性稜鏡1 1 1 2再度合成之後,透過投影透鏡1 1 14投 射到螢幕1 1 2 0成爲彩色影像。 : 再本實施形態,將前述的遮光膜預先設於T F T的下 側的話,根據來自該液晶面板1 0 0的投射光的藉由液晶 投影器內的投影光學系所造成之反射光、投影光通過時來 自丁 FT陣列基板表面的反射光,從其他的液晶面板 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
46- 542932 A7 B7 五、發明說明(44) , 1 0 0射出後貫穿二色性透鏡1 1 1 2而來的投影光的一 部份(R光以及G光的一部份),作爲返回光而從TFT 陣列基板之側入射,也可以充分對像素電極的開關用 T F T等通道區域進行遮光。因此,將適於小型化的稜鏡 用於投影光學系也不需要再各液晶面板的T F T陣列基板 與稜鏡之間,貼附防止返回光的AR薄膜,或者在偏光板 施以A R覆膜處理,在構造的小型化以及簡易化上非常有 利。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 此外,藉由配合構成3枚光閥100R、100G、 1 Ο Ο B的各個液晶面板的明視方向,可以抑制顏色不均 的產生或對比的降低。在此作爲液晶使用T N液晶的場合 ,僅有光閥1 0 0 G以外其他的光閥1 0 OR以及 1 0 0 G的液晶的明視方向必須要對影像顯示區域左右反 轉。此處,如果使用具備本實施形態的液晶面板的光閥的 化,無論T N液晶是左旋或者是右旋,因爲像素的開口形 狀左右幾乎相同,所以即使產生液晶的配向不良,也被認 識爲相同。藉此,將液晶旋轉方向不同的光閥1 0 0 G與 1 0 OR以及1 0 0 B藉由稜鏡等合成時,因爲在顯示影 像不會招致顏色不均勻或者對比降低,所以可以實現高品 質的液晶投影器。 , 於第2 0圖,電子機器之其他例之對應多媒體的膝上 型個人電腦(PC)1200,具有:上述液晶面板於上 外蓋內,進而具備收容C P U、記憶體、數據機等同時被 組入鍵盤1 202的本體部1 204。 __-47- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐〉 542932 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7___ 五、發明說明(45 ) · 此外,如第2 1圖所示,在未搭載驅動電路1 〇 〇 4 或顯示資訊處理電路1 0 0 2的液晶面板1 〇 〇的場合’ 含有驅動電路1 〇 〇 4或顯示資訊處理電路1 〇 〇 2的 I C 1 3 2 4被實裝於聚醯亞胺膠帶1 3 2 2上的 TCP 1 3 2 0上,透過被設於TFT陣列基板1 〇的周 邊部的向異性導電薄膜物理地而且導電地接續’可以生產 、販賣、使用作爲電子機器用之液晶裝置。 除了以上參照第1 9圖至第2 1圖所說明的電子機器 之外,如第1 8圖所示的電子機器之例還可以舉出:液晶 電視、觀景窗型或者直視監視器型的攝影機、汽車導航裝 置、電子記事本、電子計算機、文書處理機、工程工作站 (E W S )、行動電話、電視電話、P〇S終端、具備觸 控式面板的裝置等等。 如以上所說明的,根據本實形態,藉由使用比較簡單 的構成,可以實現即使像素微細化也不會招致工程生產率 降低或者像素開口率降低的液晶面板以及具備該液晶面板 的各種電子機器。 發明的效果 根據本發明的液晶面板,因爲在供接續開關元件之 T F T的汲極區域與像素電極之用的層間絕緣膜上開孔的 接觸孔下形成增高膜,所以可以使層間絕緣膜的表面平坦 化。亦即,可以緩和被形成接觸孔的區域的高低差。亦即 ,可以防止液晶的配向不良,同時在光蝕刻工程將光阻劑 -48- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
542932 A7 B7 五、發明說明(46) , 遮罩曝光時,可以抑制接觸孔的開孔形成尺寸不會變寬。 根據本發明的液晶面板,因爲將供接續開關元件之 T F T的汲極區域與像素電極之用的層間絕緣膜上開孔的 接觸孔的形成位置,開孔於供給影像訊號至對應的像素電 極之用的資料線、與該資料線與相鄰資料線之間的幾乎中 心位置,可以防止資料線與像素電極的短路,即使像素微 細化也不會招致工程製造率或像素開口率的降低。 請 先 閱 讀 背 面 之 注 意 事 項 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Ιΐ 訂 造工程沿著第2 )至(2 0 )步 圖。 圖面之簡單說明 第1圖係構成液晶面板的 價電路圖。 第2圖係從對向基板之側 的第1實施形態之T F T陣列 的平面圖。 第3圖係包含對向基板的 第4圖係將液晶面板的實 圖所示的部分依序顯示的工程 第5圖係將液晶面板的實 圖所示的部分依序顯示的工程 第6圖係將液晶面板的實 圖所示的部分依序顯示的工程 第7圖係將液晶面板的實 圖的B — B /剖面,針對第6 驟所示的工程更加詳細的依序 影像顯示區域的像素部之等 來看根據本發明的液晶面板 基板上的鄰接的複數像素群 第2圖之A—A/剖面圖。 施形態的製造工程針對第3 圖(其一)。 施形態的製造工程針對第3 圖(其二)。 施形態的製造工程針對第3 圖(其三)。 施形態的製 圖的(1 7 顯示的工程 _-49 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 542932 A7 一 B7 五、發明說明(47) , 第8圖係從對向基板之側來看根據本發明的液晶面板 的第2實施形態之T F T陣列基板上的鄰接的複數像素群 的平面圖。 第9圖係包含對向基板的第8圖之C — C >剖面圖。 第1 0圖係從對向基板之側來看根據本發明的液晶面 板的第3實施形態之T F T陣列基板上的鄰接的複數像素 群的平面圖。 第1 1圖係顯示根據本發明的液晶面板的實施形態之 液晶面板與從前的液晶面板在像素間距上的液晶面板的像 素缺陷不良率之圖。 第12圖係顯示根據本發明的液晶面板的全體構成之 平面圖。 第1 3圖係第1 2圖的Η — Η >剖面圖。 第1 4圖係被形成微透鏡之一例的像素部之對向基板 的擴大剖面圖。 第15圖係被形成微透鏡之另一例的像素部之對向基 板的擴大剖面圖。 第1 6圖係從對向基板之側來看從前的液晶面板之 T F Τ陣列基板上的鄰接的複數像素群的平面圖。 第1 7圖係將液晶面板的實施形態的製造工程沿著第 16圖的D — 剖面,針對第6圖的(17)至(20 )步驟所示的工程更加詳細的依序顯示的工程圖。 第1 8圖係顯示根據本發明的電子機器的實施形態之 槪略構成的方塊圖。 ____________-50- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公餐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ,裝----
Bi_i 1·— _| 一50, ϋ I mtem mmm— ϋ I ι 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製
Claims (1)
- 542932 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 il 1 · 一種液 封入液晶,於前 複數條資料 交叉於前述 對應於前述 薄膜電晶體; 對應於前述 個像素電極;以 用以電性連 電極的接觸孔, 相對於前述 增高膜向液晶側 2 ·如申請 描線與前述資料 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 相同的 一種液 封入液晶,於前 /複數條資料 交叉於前述 對應於前述 第88 1 00905號專利申請案 中文申請專利範圍修正本 民國92年5月 修正 晶面板,係於成對的第1及第2基板之間 述第1基板上具有: 線, 複數條資料線的複數條掃描線; 各資料線及前述各掃描線而配設的複數個 複數個薄膜電晶體而配置成矩陣狀的複數 及 接前述薄膜電晶體的汲極區域與前述像素 其特徵爲: 接觸孔的前述薄膜電晶體的汲極區域,藉 增高,使前述接觸孔的深度減小。 專利範圍第1項之液晶面板,其中前述掃. 線之至少一側與前述增高膜其膜厚係大約 晶面板,係於成對的第1及第2基板之間 述第1基板上具有: 線, 複數條資料線的複數條掃描線;· 各資料線及前述各掃描線而配設的複數個 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 542932 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 薄膜電晶體; 對應於前述複數個薄膜電晶體而配置成矩陣狀的複數 個像素電極; 成爲大致與前述掃描線平行配置而成的蓄積電容的一 側的電極之電容線;以及 用以電性連接前述薄膜電晶體的汲極區域與前述像素 電極的接觸孔,其特徵爲: 前述接觸孔係配置於前述掃描線與前述電容線之間, 並且相對於前述接觸孔的前述薄膜電晶體的汲極區域,藉 增高膜向液晶側增高,使前述接觸孔的深度減小。 4 ·如申請專利範圍第3項之液晶面板,其中前述掃 ί田線與則述電谷線係由同一材料同時被形成的,前述閘極 絕緣膜與前述蓄積電容的電介質膜係由同一材料同時被形 成的’前述半導體層與前述蓄積電容的另一側電極係由同 一材料同時被形成者。 5 .如申請專利範圍第3或4項之液晶面板,其中前 $ ί曾高膜之至少一部份係以包圍前述接觸孔的方式被形成 的’前述掃描線與前述電容線之中的至少一側,係沿著前 述增高膜平行地凹下。 6 ·如申請專利範圍第3項之液晶面板,其中前述增 胃g ί系以^不重疊於前述掃描線及前述電容線地方式被形成 的。 7 ·如申請專利範圍第3項之液晶面板,其中前述增 胃i莫’係具有與前述掃描線與前述電容線之至少一側幾乎 本紙張跋適(21〇ϋϋ (請先閱讀背面之注意事項@寫本頁) 寫太 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -2 - 542932 8 8 8 8 ABCD κ、申請專利範圍 相同的膜厚。 8 .如申請專利範圍第1項之液晶面板,其中前述增 胃膜係與前述汲極區域電氣接續的導電膜。 9 ·如申請專利範圍第8項之液晶面板,其中前述增 尚膜係以與前述資料線相同的材料同時被形成於前述汲極 區域上。 1 〇 .如申請專利範圍第8項之液晶面板,其中前述 增高膜係被形成於前述汲極區域的導電膜。 1 1 · 一種液晶面板,係於成對的第1及第2基板之 間封入液晶,於前述第1基板上具有: 複數條資料線; 交叉於前述複數條資料線的複數條掃描線; 對應於前述各資料線及前述各掃描線而配設的複數個 薄膜電晶體; 對應於前述複數個薄膜電晶體而配置成矩陣狀的複數 個像素電極;以及 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 用以電性連接前述薄膜電晶體的汲極區域與前述像素. 電極的接觸孔,其特徵爲: 前述接觸孔係開口於用以供給前述像素電極晝像訊號 的資料線與接鄰該資料線的資料線之間的大致中心位置而 成,相對於前述接觸孔的前述薄膜電晶體的汲極區.域,藉 增高膜向液晶側增高,使前述接觸孔的深度減小。 1 2 ·如申請專利範圍第1 1項之液晶面板·,其中 於前述第1基板上,對前述像素電極分別賦予指定蓄 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210X297公釐) :" 542932 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 積電容的電容線係被設爲與前述掃描線幾乎平行, 前述接觸孔,係開口於相鄰接的電容線與掃描線之間 0 1 3 ·如申請專利範圍第1 1或1 2項之液晶面板, 其中 在前述開關元件之下,於前述接觸孔的正下方,至少 設有增高膜。 1 4 ·如申請專利範圍第1 1項之液晶面板,其中 前述開關元件係由薄膜電晶體所構成,該薄膜電晶體 的源極區域被電氣接續於資料線,該薄膜電晶體的汲極區 域被接續於像素電極,前述增高膜係電氣接續於該汲極區 域,且係導電膜。 1 5 ·如申請專利範圍第1 1項之液晶面板,其中 削述增局膜被設於與前述掃描線及電容線不重疊的位 置。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1 6 ·如申請專利範圍第1 1項之液晶面板,其中前 述增高膜的膜厚,係與前述掃描線及電容線的膜厚幾乎相. 同。 1 7 ·如申請專利範圍第1 1項之液晶面板,其中前 述開口區域,係對於前述接觸孔而言具有線對稱的平面形 狀。 1 8 ·如申請專利範圍第1 1項之液晶面板,其中以 於前述開口區域的中心點具有透鏡中心的方式,在相對方 向於各個像素電極的位置設微透鏡。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) _ 4 - 542932 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 1 9 · 一種具有下述特徵液晶面板的電子機器,其特 徵爲: 於成對的第1及第2基板之間封入液晶,於前述第1 基板上具有: 複數條資料線; 交叉於前述複數條資料線的複數條掃描線; 對應於前述各資料線及前述各掃描線而配設的複數個 薄膜電晶體;^ 對應於前述複數個薄膜電晶體而配置成矩陣狀的複數 個像素電極;以及 用以電性連接前述薄膜電晶體的汲極區域與前述像素 電極的接觸孔’ 相對於前述接觸孔的前述薄膜電晶體的汲極區域,藉 增高膜向液晶側增高,使前述接觸孔的深度減小。 (請先閱讀背面之注意事項 裝-- 為填寫本瓦) 、1T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 ) A4規格(210X297公釐) _ 5 -
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