CN1256763A - 有源矩阵衬底,电光转换装置,有源矩阵衬底的制造方法以及电子仪器 - Google Patents

Abstract

在有源矩阵衬底、电光转换装置以及有源矩阵衬底的制造方法中,以有效地回避由对于定向膜的摩擦工艺等产生的静电使形成在衬底上的TFT等的破坏为目的,在制造有源矩阵衬底(2)时,在大型衬底(200)的各面板区(20)中,形成矩阵状地形成各像素电极的像素部分(81),数据线驱动电路(60),扫描线驱动电路(70),外部连接用端子(13)的同时,通过导电层形成防止带电用的共用布线(48)。该共用布线(48)形成为跨接相邻面板区的边界,把对于大型衬底(200)施加摩擦工艺时所发生的静电进行收集,使电荷分散。即使用低温处理形成的TFT具有抗静电破坏弱的倾向,也能够通过共用布线(48)保护TFT防止静电破坏。

Description

有源矩阵衬底，电光转换装置， 有源矩阵衬底的制造方法以及电子仪器

技术领域

本发明涉及有源矩阵衬底，电光转换装置，有源矩阵衬底的制造方法以及电子仪器。更详细地讲，涉及在由形成在绝缘衬底上的多晶硅薄膜晶体管(Thin Film Transistor：TFT)驱动像素电极类型的有源矩阵衬底的制造方面所适用的防静电破坏技术。

技术背景

各种液晶板中，有源矩阵型液晶板构成如下，例如在玻璃衬底等的大型衬底上顺序并有选择地形成半导体层，绝缘层以及导电层，形成具有有源元件，无源元件以及电极等的多个面板区，把这些面板区从大型的衬底切割出来用作为有源矩阵衬底。该有源矩阵衬底在电光转换装置中使用。即，在由有源矩阵衬底和对置衬底之间夹持液晶的电光转换装置中使用。有源矩阵衬底上矩阵状地形成多个像素，这些像素形成像素部分。像素部分中，例如形成作为有源元件而形成的薄膜晶体管(以下，称为TFT：Thin Film Transistor)，通过TFT在像素电极上施加电压。

在这样的有源矩阵衬底中，作为构成TFT的半导体使用了多晶硅(Poly-Si)的情况下，由于也能够在同一个工艺中形成构成移位寄存器和驱动电路等周边电路的晶体管，因此适于高集成化。

在这样的有源矩阵衬底中，在作为晶体管形成多晶硅TFT的情况下，由于能够以低温处理形成有源矩阵衬底，因此具有作为绝缘衬底能够使用由氧化硅玻璃和无碱玻璃等构成的玻璃衬底这样的优点。

然而，玻璃衬底由于具有易于带电的特性，因此在衬底上所带的静电放电时，作为有源元件的TFT等有可能由于静电而破坏(以下，称为静电破坏)。

另外，在有源矩阵衬底上，在形成了有源元件，无源元件以及电极等的玻璃衬底上，形成用于使液晶分子沿着预定方向排列的定向膜。然而，在进行对于该定向膜的摩擦工艺时，存在由摩擦产生的高电压的静电在衬底上带电，所带的静电放电时，使作为有源元件的TFT等遭到静电破坏这样的问题。

即，在形成了有源元件等的玻璃衬底上，成膜聚酯亚胺系列树脂等有机高分子膜，为了使液晶分子对于该树脂膜的表面定向，实施用人造丝和尼龙等纤维组成的织布在预定的负荷下沿着一定方向摩擦的摩擦工艺。这时，由于树脂膜与纤维之间的摩擦产生高电压的静电，其静电使衬底自身带电，或者破坏绝缘而放电，使得在衬底上形成的TFT等半导体元件遭到静电破坏。

进而，如果依据本发明者获得的知识，已知由于在最高处理温度为400～600℃左右的低温处理中做成的多晶硅TFT等耐压性能极差，因此易于受到静电破坏，根据情况，易于发生整个驱动电路不能进行工作等的接近于完全破坏的极为恶劣的情况。

因此，本发明的目的在于提供在有源矩阵衬底，电光转换装置以及有源矩阵衬底的制造方法中，能够有效地回避由对于液晶定向膜的摩擦工艺等产生的静电使形成在衬底上的TFT等受到破坏的结构。

发明的公开

为了达到上述目的，本发明中，在衬底上形成具有像素电极和连接该像素电极的开关元件的像素部分，在该像素部分的周围用于控制该开关元件的周边电路以及与上述周边电路电连接的外部连接端子的有源矩阵衬底中，特征在于在上述衬底上的除去上述像素部分以外区域的至少一部分上形成防止带电用的导电层。

本发明中，在形成于有源矩阵衬底上的聚酯亚胺膜等上施加摩擦工艺制作液晶定向膜时所发生的静电等，被收集在防止带电用的导电层中而分散。因而，由于防止衬底自身带电，因此能够把由放电使形成在周边电路等中的有源元件等的静电破坏防患于未然。从而，能够把抗静电能力弱并且在低温处理中形成的TFT用作为有源元件。另外，防止带电用的导电层由于在使电光转换装置动作时起到大容量旁路电容器(旁路电容)的作用，因此，将对低噪声化和低EMI化方面有所贡献。因此，在电光转换装置中，能够达到显示的高品质化，高精细化。

本发明中，上述防止带电用的导电层最好仅形成在上述衬底上的除去上述像素部分区域中，不通过布线的无布线部分，形成施加了直流电压的布线的区域以及形成图像显示时施加直流电压的布线的区域的上层一侧。如果这样构成，则由于即使形成防止带电用的导电层，也不会增加驱动电路的容性负载，不会使沿布线传递的信号延迟。从而，高速动作成为可能的状态，能够防止晶体管的静电破坏。

本发明中，上述防止带电用的导电层最好露出并形成在上述衬底的表面。如果这样构成，则由于摩擦工艺等发生的静电可靠地由防止带电用的导电层收集而分散，因此能够防止衬底自身的带电，能够把由放电产生的有源元件等的静电破坏防患于未然。

本发明中，上述防止带电用的导电层最好形成在上述衬底的外周边缘。即，在对于大型衬底作为上述有源矩阵衬底切划出的多个面板区的每一个上形成了上述像素部分、上述周边电路、上述端子部分以及上述防止带电用的导电层以后，把该面板部分从上述大型衬底切割出来作为上述有源矩阵衬底时，能够使得上述防止带电用的导电层形成为跨接相邻的面板区域的边界。如果采用这样的结构，则由于能够消除各面板区域之间的电位差，扩展等电位面，因此能够更可靠地防止产生由静电引起的故障。

本发明中，上述外部连接用端子之间最好借助分别沿相反方向配置了2组二极管列的静电保护电路进行电连接。另外，上述各外部连接用端子和上述防止带电用的导电层最好借助分别沿相反方向配置了2组二极管列的静电保护电路进行连接。如果这样构成，则在外部连接用端子上带电的静电电位超过了预定值时，借助静电保护电路能够使该静电沿着防止带电用的导电层释放。因此，能够把在外部连接用端子之间或者外部连接用端子与防止带电用的导电层之间产生放电防患于未然。

本发明中，上述开关元件以及上述周边电路有时用薄膜晶体管构成。这种情况下，在上述静电保护电路中，构成二极管列的连接成二极管的薄膜晶体管的沟道长度最好长于连接在上述像素上的上述薄膜晶体管以及形成在上述周边电路上的上述薄膜晶体管的沟道长度。如果这样构成，则由于能够抑制在静电保护电路中使用的二极管列的恶化，能够延长电光转换装置的寿命。

本发明中，最好在上述薄膜晶体管上连接扫描线和数据线，在上述周边电路中，最好至少包括用于经过上述薄膜晶体管把应该加入到上述像素电极上的图像信号输出到数据线的数据驱动电路，用于把上述薄膜晶体管的选择/非选择状态的扫描信号输出到扫描线的扫描线驱动电路等，在上述连接成二极管的多个外部连接用端子上最好包括电连接到上述数据线驱动电路的外部连接用端子，电连接到上述扫描线驱动电路的外部连接用端子。如果这样构成，则由于能够防止数据线驱动电路一侧和扫描线驱动电路一侧之间产生电位差，因此能够可靠地防止偏向数据线驱动电路一侧或者扫描线驱动电路一侧发生静电破坏的事态。

本发明中，上述防止带电用的导电层最好用与上述像素电极或者上述外部连接用端子的某一方相同的材料形成。例如，上述防止带电用的导电层最好用Al(铝)，Ti(钛)，Ta(钽)，Cr(铬)或者它们的合金形成。另外，上述防止带电用的导电层还可以根据由铟锡氧化膜(ITO膜)等构成的透明导电膜形成。如果这样构成，则由于在形成上述像素电极或者上述外部连接用端子时，能够同时形成防止带电用的导电层，因此能够简化制造过程。另外，形成上述防止带电用的导电层的材料，在用作为透明导电膜的铟锡氧化膜构成的情况下，由于电阻率高于其它的金属材料，因此与用大致相同的膜厚的金属材料形成防止带电用的导电层的情况相比较，能够以更长的时间常数的电路网接受瞬间的放电。因此，能够使得在放电时加入到布线之间的瞬间电压下降。

本发明在用多晶硅形成上述薄膜晶体管的有源区的情况下是十分有效的。

本发明的有源矩阵衬底在与对于该有源矩阵衬底隔开预定的间隔而相对的对置衬底，以及封入在该对置衬底和上述有源矩阵衬底的缝隙之间的液晶等的电光物质一起构成电光转换装置时使用。

本发明的有源矩阵衬底的制造方法中，例如在对于大型衬底作为上述有源矩阵衬底切划出的多个面板区域的每一个中形成了上述周边电路，上述端子部分以及上述防止带电用的导电层以后，把该多个面板区域从上述大型衬底切割出来，作为上述有源矩阵衬底。

这种情况下，最好使上述防止带电用的导电层形成为与相邻的面板区域的边界跨接。

本发明的电子仪器的特征在于作为显示装置搭载了电光转换装置。另外，特征还在于作为光阀，搭载了电光转换装置。

附图的简单说明

图1是从对置衬底一侧观看适用了本发明的电光转换装置中使用的液晶板的平面图。

图2是用图1的H-H′线切断时的液晶板的剖面图。

图3是示出图1中所示的有源矩阵衬底结构的框图。

图4(a)，(b)，(c)分别是图1所示的有源矩阵衬底的驱动电路的平面图，A-A′线剖面图以及B-B′线剖面图。

图5是示出用于制造图1所示的有源矩阵衬底的大型衬底状态下的防止带电用的共用布线(导电层)的形成图形的剖面图。

图6是放大地示出图5所示的防止带电用的共用布线(导电层)的一部分的平面图。

图7是示出图1所示的有源矩阵衬底中的防止带电用的导电层，外部连接用端子以及静电保护电路的连接例的框图。

图8是构成图7所示的静电保护电路的二极管环的等效电路图。

图9(a)，(b)分别是示出把构成静电保护电路的二极管环以短路图形连接的状态的平面图以及剖面图。

图10(a)，(b)，(c)，分别示出电子仪器的例子。

图11作为电子仪器的一例，示出作为光阀搭载了电光转换装置的结构。标号说明：

1   液晶板

2   有源矩阵衬底

8   像素电极

11  TFT

12  端子部

13  外部连接用端子

14  二极管桥(静电保护电路)

20  面板区

21  绝缘衬底

42  多晶硅膜(半导体层)

43  栅极绝缘膜

44  栅极布线

45  第1层间绝缘膜

46  源漏极

47  第2层间绝缘膜

48  防带电用共用布线(导电层)

49  连接孔

60  数据线驱动电路(周边电路)

70  扫描线驱动电路(周边电路)

81  像素部

200 形成有源矩阵用大型衬底

205 短路图形

用于实施发明的最佳形态参照附图，说明本发明的最佳实施形态。(有源矩阵衬底的结构)

第1图以及第2图分别是从对置衬底一侧观看适用了本发明的电光转换装置中使用的液晶板的平面图，以及用第1图的H-H′线切断时的液晶平面面板的剖面图。第3图是示意地示出有源矩阵衬底的结构的框图。

在第1图以及第2图中，液晶板1由有源矩阵衬底2，形成了对置电极32的对置衬底3，被夹在这些衬底之间的液晶39(电光物质)构成。

有源矩阵衬底2中，在绝缘衬底21(玻璃衬底)的表面(液晶层一侧的面)上矩阵状地形成像素电极8。在各像素电极8上形成像素开关用的薄膜晶体管(以下，称为TFT，参照第3图)。另外，在像素电极8的表面一侧形成定向膜22。该定向膜22通过在用聚酰亚胺系列树脂等形成的层上施加摩擦处理形成。对置衬底3中，在绝缘衬底31(玻璃衬底)的表面上，形成被称为黑底的遮光膜33，使得与有源矩阵衬底2的像素电极8的边界区域相对。在该遮光膜33的表面一侧形成对置电极32以及定向膜34。该定向膜34也是在用聚酰亚胺系列树脂等形成的层上实施摩擦处理形成。

这样构成的有源矩阵衬底2和对置衬底3是使用涂敷在有源矩阵衬底2或者对置衬底3上的含有间隙的密封材料59，隔开预定的间隙粘贴而成。在该状态下，在有源矩阵衬底2和对置衬底3之间，使用密封材料59划分形成液晶封入区5，在该液晶封入区5内封入液晶39。作为密封材料59，能够使用环氧树脂和各种紫外线硬化树脂等。另外，作为与密封材料59配合的间隙材料，使用大约2μm～大约10μm的无机或者有机质的纤维或者球。这里，因为密封材料59被部分地断开，因此由该断开部分构成液晶注入口241。因此，在把对置电极3和有源矩阵衬底2粘合以后，如果使密封材料59的内侧区域处于减压状态，则能够从液晶注入口241注入液晶39，在封入了液晶39以后，可以用密封剂242堵住液晶注入口241。

对置衬底3比有源矩阵衬底2小，有源矩阵衬底2的周边部分在从对置衬底3的外周缘突出的状态下粘合。从而，在对置衬底3的外周侧，处于形成在有源矩阵衬底2的外周侧的周边电路(扫描线驱动电路70和数据线驱动电路60)，以及排列着与周边电路电连接的外部连接用端子13的端子部分12露出的状态。

另外，在对置衬底3中，在密封材料59的内侧，形成用于遮挡图像显示区7的遮光膜55。另外，对置衬底3的任一个角部上，形成用于在形成于有源矩阵衬底2上的电极等和形成于对置衬底3的电极等之间获得电导通的上下导通材料56。

在这样构成的液晶板1中，在图像显示区7的两侧形成扫描线驱动电路70，如果提供给扫描线的扫描信号的延迟不成问题，当然扫描线驱动电路70也能够仅形成在单侧。另外，也可以沿着图像显示区7的边缘在两侧排列数据线驱动电路60。例如奇数列的数据线从沿着图像显示区7一方的边配设的数据线驱动电路供给图像信号，偶数列的数据线从沿着图像显示区7相反一侧的边配设的数据线驱动电路供给图像信号。如果这样梳形地驱动数据线，则由于能够扩展数据线驱动电路60的面积，因此能够构成复杂的电路。另外，在有源矩阵衬底2中，在与数据线驱动电路60相对边的一侧，有时利用遮光膜55的下方等还设置检查电路。另外，在对置衬底3以及有源矩阵衬底2的光入射一侧的面或者光出射一侧，根据所使用的液晶39的种类，即，TN(扭绞向列)模式，主从(guest host)TN模式，垂直定向(MVA)模式等的动作模式和标准白色模式/标准黑色模式的类别等，按预定的取向配置偏振膜，至少一片相位差膜，偏振板等。

这里，在对置衬底3上，在与各像素电极8相对的区域中通过与其保护膜(未图示)一起形成RGB的彩色滤波器(未图示)，能够构成彩色液晶电视等这样的彩色显示装置。另外，在用透过型构成了液晶板1的情况下，例如，能够在投射型显示装置(投影仪)中使用。这种情况下，3片液晶板1分别用作为RGB的光阀，由于在各个液晶板1的上面，作为投射光分别入射借助RGB色分解用的分色镜分解了的各色的光，因此在液晶板1上不形成彩色滤波器。有源矩阵衬底的基本结构

如第3图所示，在电光转换装置用的有源矩阵衬底2上，存在与数据线90以及扫描线91连接的像素开关用的TFT10，通过该TFT10从数据线90输入图像信号的液晶单元16。形成了这样像素的区域是直接提供给显示的像素部分81。在该像素部分81的周围形成周边电路。

即，在像素部分81的外周一侧，形成着具有移位寄存器84，电平倒相器85，视频线87以及模拟开关86的数据线驱动电路60(X一侧驱动电路)。数据线驱动电路60对于数据线90输出图像信号。

另外，在像素部分81的外周一侧，形成着具有移位寄存器88以及电平倒相器89的扫描线驱动电路70(Y一侧驱动电路)。该扫描线驱动电路70向扫描线输出扫描信号。

另外，在像素部分81中，在每个像素与上一级的扫描线91之间形成着保持电容17(电容元件)。该保持电容17具有提高液晶单元16中的电荷的保持特性的功能。另外，保持电容17也可以形成在每个像素与电容线之间。驱动电路的结构

第4图是说明在适用了本发明的有源矩阵衬底2上形成的周边电路的说明图，第4图(a)是驱动电路中使用的倒相器的平面图，第4图(b)是其A-A′线剖面图，第4图(c)是B-B′线剖面图。

这里，说明用低温处理做成的有源矩阵衬底2。

在第4图(a)，(b)，(c)中，在绝缘衬底21上，形成构成周边电路的多晶硅TFT11。在该多晶硅TFT11中，构成有源层的半导体层42由膜厚300～700埃的多结晶硅(多晶硅)膜形成。

在形成这样的多晶硅性的半导体层42时，本实施例中，通过使用低温处理，防止由玻璃衬底组成的绝缘衬底21发生热变形。所谓低温处理，是工艺的最高温度(衬底总体同时上升的最高温度)大约小于600℃左右(最好是小于大约500℃)。相反，所谓高温处理是工艺的最高温度(衬底总体同时上升的最高温度)达到800℃以上，进行高温下的成膜和硅的热氧化的700℃～1200℃的高温处理。

然而，由于在低温处理中不能够在衬底上直接形成多晶硅层，因此，首先，使用低温等离子CVD法或者低温低压CVD法，在衬底上形成非晶形的半导体层42。然后，需要把该半导体层42结晶。作为该结晶的方法，有所谓的SPC法(Solid Phase Crystallization)和RTA法(Rapid Thermal Annealing)，但如果进行基于照射使用了XeCl的受激准分子激光光束的激光热处理(ELA：Excimer Laser)，则能够抑制衬底温度的上升，而且能够得到大粒径的多晶Si。

在该结晶工艺中，例如借助光学系统向绝缘衬底21上照射从激光光源射出的激光(受激准分子激光)。这时，照射区域沿着衬底的宽度方向向半导体层42上照射长的线性光束，把其照射区域沿着衬底的长度方向偏移。这里，在把激光的照射区域偏移的时候，仅偏移预定的距离使得激光的照射区域部分地重迭。其结果，非晶形的半导体层42经过一起熔融，冷却固化的过程，进行多结晶。这时，在各区域上激光的照射时间非常短，而且，由于照射区域相对于衬底总体是局部，因而不会使绝缘衬底21总体同时达到高温。因此，在作为绝缘衬底21使用了玻璃衬底的情况下，玻璃衬底虽然与石英衬底相比在耐热性方面较差，然而不会产生由于热引起的变形和裂纹。

在这样形成的半导体层42的表面，形成由氧化硅膜，氮化硅膜等组成的栅极绝缘膜43。该栅极绝缘膜43也是用最高处理温度为400～600℃左右的低温处理形成。即，栅极绝缘膜43例如通过把TEOS(四乙氧基硅烷)等作为材料气体的等离子CVD法形成大约600～1500埃的厚度。

在栅极绝缘膜43上，形成由Ta(钽)，Mo(钼)，Ti(钛)，W(钨)，Cr(铬)，Al(铝)等金属膜构成的栅极布线44。该栅极布线44例如使用溅射法形成。

另外，在半导体层42中，通过以栅极布线44为掩膜的杂质(例如磷或者硼)的离子注入，形成作为对于栅极布线44自行匹配的源极区以及漏极区的高浓度杂质区。另外，这时，不导入杂质的部分是沟道区。

栅极布线44的表面一侧形成第1层间绝缘膜45。导电层42的TFT的漏极区以及源极区上，借助形成在栅极绝缘膜43以及第1层间绝缘膜45中的连通孔49，由铟锡氧化物(ITO)，Al等的导电膜构成的源·漏电极46电连接。例如通过对于栅极绝缘膜43以及第1层间绝缘膜45的干法腐蚀形成这些连通孔49。

进而，形成第2层间绝缘膜47使得覆盖第1层间绝缘膜45以及源·漏电极46。这里，第1层间绝缘膜45以及第2层间绝缘膜47例如用涂敷，烧结BPSG膜(含硼以及磷的硅酸盐玻璃膜)或多硅氮烷形成的氧化硅膜等形成，它们的膜厚分别大约是3000～15000埃。当然，第1层间绝缘膜45以及第2层间绝缘膜47与栅极绝缘膜43相同，也可以使用把TEOS作为原料气体的等离子CVD法形成。静电对策1

第5图是示出用于制造本实施形态的有源矩阵衬底的大型衬底状态下的防止带电用的共用布线(导电层)的形成图形的平面图。第6图是放大地示出第5图中所示的防止带电用的共用布线(导电层)的一部分的平面图。

这样构成的有源矩阵衬底2中，在相当于源漏电极46的正上方位置的第2层间绝缘膜47的表面上，形成着参照第5图以及第6图构成的防止带电用的共用布线48(防止带电用的导电层)。该共用布线48由ITO膜或Al，Ti，Ta，Cr或者它们的合金构成的导电膜形成。即使在用某一种材料形成共用布线的情况下，也用与像素电极8和外部连接用端子13相同的工艺形成。

这里，共用布线48处于在有源矩阵衬底2的表面露出的状态，在表面上没有形成绝缘膜等(参照第4图)。

另外，防止带电用的共用布线48在绝缘衬底21上除去像素部分81的区域中，仅在没有形成布线的无布线部分、形成加入直流电压的布线的区域以及形成在图像显示时加入直流电压的布线的区域的上层一侧形成。

这样构成的有源矩阵衬底2在对于能够大量获得有源矩阵衬底2的大型衬底形成了各构成元件以后，通过分割该大型衬底制造。

即，如第5图以及第6图所示那样，在大型衬底200上，作为有源矩阵衬底2划分的区域形成多个纵横排列的面板区20，在沿着预定切断线201切断大型衬底200时，各个面板区20成为一个个有源矩阵衬底2。

在这样的大型衬底200上形成各构成元件时，本实施例中，在各面板区20之间短路形成共用布线48。即，在大型衬底200的表面上，形成为包围存在于各面板区20的大致中央部分的像素部分81的共用布线48，虽然形成在各个面板区20上，然而在相邻的面板区20之间，共用布线48相互连接。从而，共用布线48在相邻的面板区20之间相互连接，构成以共用布线48总体露出衬底表面的大的闭合电路。由此，共用布线48总体的静电电容与栅极布线44和源漏电板46相比相当大。

这样，本实施形态中，由于通过形成在大型衬底200上的共用布线48确保极大的静电电容，因此在大型衬底200的状态下进行摩擦工艺时，能够把该摩擦工艺时发生的高电压的静电用共用布线48总体收集并且分散电荷。另外，由于共用布线48形成为跨接各面板区20的边界，因此几乎不存在各面板区20之间的电位差，在大型衬底200的总体上能够扩展等位面。从而，共用布线48能够可靠地防止各面板区20之间发生放电，能够更有效地防止TFT等的静电破坏。

即，在大型衬底200上进行摩擦处理时，由树脂膜(定向膜)和纤维(织布)的摩擦产生的高电压的静电全部释放到露出大型衬底200表面的共用布线48上而分散，上述织布和共用布线48成为等电位。从而，形成在大型衬底200上的TFT等有源元件部分和其它无源元件部分，布线部分以及电极部分等之间能够有效地防止产生电位差，能够把由放电等破坏TFT的事态防患于未然。

特别是，本专利发明者们确认了与使用大于1000℃的热氧化形成栅极绝缘膜的高温处理不同，用最高处理温度为400～600℃左右的低温处理制成的多晶硅TFT的栅极绝缘膜43的耐压性能极低，因此具有易于静电破坏的倾向。从而，如果像本实施形态那样，构成为使得共用布线48露出大型衬底200的表面，则即使由摩擦工艺发生静电，也能够使静电可靠地收集在共用布线48的总体上，分散电荷。因此，即使由低温处理形成的TFT具有抗静电破坏能力差的倾向，然而使用共用布线48也能够从伴随摩擦工艺产生的静电破坏中可靠地保护TFT。

另外，由于仅在绝缘衬底21上除去像素部分81的区域中，不通过布线的无布线部分、形成加入直流电压的布线的区域，以及形成图像显示时加入直流电压的布线的区域的上层一侧形成防止带电用的共用布线48，因此即使形成防止带电用的共用布线48，也不增加驱动电路的电容负载。从而，由于不会使沿布线传递的信号延迟，因此在保持高速动作的状态下，能够防止晶体管的静电破坏。

进而，共用布线48在有源矩阵衬底2上被分割用于电光转换装置中时，其驱动时起到大容量的旁路电容器(旁路电容)的作用。因此，能够谋求使用了有源矩阵衬底的电光转换装置的低噪声化，低EMI化，能够不发生形成在同一衬底上的驱动电路等的误动作。静电对策2

第7图是示出本发明的有源矩阵衬底中的防止带电用的导电层、外部连接用端子以及静电保护电路的连接例的框图。第8图是第7图所示的静电保护电路的二极管环的等效电路。

第6图中，各像素部分81的驱动用或者检查用的外部连接用端子13(垫片)用ITO膜和铝层等导电层形成。这些各外部连接用端子13根据功能上的需要，也露出大型衬底200的表面形成。因此，通过加入伴随大型衬底200的摩擦工艺的高电压的静电，在各外部连接用端子13之间或者与共用布线48之间产生电位差。从而，有可能由于以该电位差为原因的放电等破坏外部连接用端子13。

因此，本实施形态中，如以下所说明的那样构成为借助预定的电路外部连接用端子13连接到共用布线48上。即，如第7图所示，采用在各外部连接用端子13之间，以及各外部连接用端子13与共用布线48之间形成静电保护电路14的结构。作为该静电保护电路14，本实施例中如第8图所示，使用沿着相反方向配置了2组二极管列的二极管环。

这里，静电保护电路14(二极管环)是串联连接多个把栅·漏极相耦合的所谓连接成二极管的TFT(在第8图所示的例中单侧为6个)的双向二极管列。静电保护电路14具有如果加入到一个端子上的电压比另一方的端子高过二极管列的耐压，则从高的一方的端子向低的一方的端子流过电流的特性，根据该原理能够使静电释放。

由此，各外部连接用端子13之间以及外部连接用端子13与共用布线48之间的电位差在超过了静电保护电路14(二极管环)的耐压时流过电流，因此能够把电位差保持为恒定。由此，能够把由于放电等引起的外部连接用端子13的静电破坏防患于未然。其它的静电对策

另外，作为静电保护电路14，代替二极管环，通过借助使用了多晶硅膜等的高电阻体连接各外部端子13之间，以及各外部连接用端子13与共用布线48之间也能够获得相同的效果。这时，按照使输入到各端子上的信号不产生交调失真那样决定电阻值。

另外，作为外部连接用端子13，进行配置使得电连接数据线驱动电路60上的外部连接端子以及电连接扫描线驱动电路70的外部连接用端子双方混合存在，而且，如果这些外部连接用端子之间，或者外部连接用端子与共用布线48之间借助静电保护电路14进行连接，则能够防止在数据线驱动电路60一侧，或者扫描线驱动电路70一侧之间发生电位差。从而，能够可靠地防止偏向数据线驱动电路60一侧或者扫描线驱动电路70一侧发生的情况。

进而，在大型衬底200上形成使用了上述二极管环的静电保护电路14或者与其相当的电路的情况下，对于连接外部连接用端子13与共用布线48的二极管(连接成二极管的TFT)的沟道长度L1和连接外部连接用端子13之间的二极管(连接成二极管的TFT)的沟道长度L2，如果设定为比构成数据线驱动电路60以及扫描线驱动电路70的TFT的沟道长度L4长，则能够使保护电路用的TFT的老化延迟。因而，能够期待延长有源矩阵型电光转换装置的寿命的效果。

特别是，已知在用低温处理形成的多晶硅TFT的情况下，如果缩短沟道长度则将极度地降低耐压性能。如果例举实例的话，则多次确认了在沟道长度为6μm的情况下虽然承受了Vg＝Vd＝15V的直流耐压试验，然而在沟道长度为4μm时在同一条件下将瞬时破坏。这样的现象虽然在高温处理中也相同，然而其程度在低温处理时更明显。因此，理想的是加长通常动作中没有影响的静电保护电路和二极管环中使用的TFT的沟道长度使其部位的耐压性能提高，而且，缩短用静电保护电路保护的驱动电路(数据线驱动电路60和扫描线驱动电路70)中使用的TFT的沟道长度，由此突出性能(导通电流，动作频率等)。

另外，在制造有源矩阵衬底2的情况下，在绝缘衬底21上形成TFT等半导体元件等的过程中为了防止发生静电破坏，广泛地使用在把各元件等连接成短路图形(短路条)的状态下进行制作，在最终的工艺中从这些短路图形分离元件等的方法。从而，本实施形态中，在制作有源矩阵衬底2时，如第9图(a)，(b)所示，对于相邻的外部连接用端子13之间形成的二极管环，以及各外部连接用端子13与最靠近的共同配线48之间形成的二极管环的每一个，在整个制作过程的工艺中，都预先以短路图形205进行连接，使得不致于发生构成静电保护电路14的二极管环在制造工艺中被破坏，在摩擦工艺时作为二极管环的功能已经被损坏的情况。从而构成静电保护电路14的二极管环也预先取为用短路图形205连接的状态，直到其它的有源元件部分、无源元件部分以及电极部分等从短路图形分离为止。从而，外部连接用端子13(未图示)之间保持由短路图形205连接的状态。

而且，构成静电保护电路14的二极管环从短路图形205的分离，即短路图形205的桥梁部分206(即跨接二极管环的部分)的切断，在对于有源矩阵衬底2的半导体处理的最终工艺中，从短路图形通过刻蚀分离其它有源元件部分、无源元件部分以及电极部分等的结构时同时进行，并且具有随后进行的摩擦工艺。由此，能够可靠地避免例如由伴随在形成TFT等的半导体元件时所进行的等离子腐蚀和等离子CVD的等离子损伤而损坏二极管环的功能的情况。从而，能够使构成静电保护电路14的二极管环的功能不全的发生率大幅度降低，因此能够更有效地防止外部连接用端子13的静电破坏。因而，能够延长使用了从该大型衬底200切割出来的有源矩阵衬底2的液晶板的寿命。

第10图是示出把本发明的液晶装置用作为显示装置的电子仪器例的外观图。另外，在这些电子仪器中，可以使用一对偏振板夹持构成液晶装置的一对衬底的结构，也可以使用仅配置了一个偏振板的结构。

另外，仅配置一片偏振板的结构用于反射型的液晶装置，通过用铝形成像素电极能够形成反射型液晶装置。这时，像素电极上形成凹凸。通过在像素电极上实施这样的加工则具有防止图像反射的效果。另外，在一片偏振板与衬底之间能够形成用于视角补偿的相位差板，用于防止图像反射的散射板等。相位差板也有的用于颜色补偿，还能够层迭这些用途不同的相位差板。

第10图(a)是示出便携电话的透视图。1000示出便携电话本体，其中的1001是使用了本发明的液晶显示装置的显示部分。

第10图(b)示出手表型的电子仪器。1100是示出表本体的透视图。1101是使用了本发明的液晶装置的显示部分。该液晶装置与以往的钟表显示部分相比由于具有高精度的像素，因此还能够作为电视图像显示，能够实现手表型的电视。

第10图(c)示出文字处理机、各种计算机等便携型信息处理装置。1200示出信息处理装置，1202示出键盘等输入部分，1206示出适用了本发明的液晶装置的显示部分，1204是信息处理装置本体。

第11图是示出投射型显示装置的主要部分的概略结构图。图中，1110示出光源，1113、1114示出分色镜，1115、1116、1117示出反射镜，1118、1119、1120示出中继透镜，1122、1123、1124示出液晶光阀，1125示出交叉分色棱镜，1126示出投影透镜。光源1110由金属卤灯等的灯泡1111和反射灯泡的光的反射器1112构成。反射蓝色光·绿色光的分色镜1113使来自光源1110的白色光束中的红色光透过的同时，反射蓝色光和绿色光。透射过的红色发光由反射镜1117反射，入射到红色光用液晶光阀1122中。另一方面，用分色镜1113反射的色光中绿色光由反射绿色光的分色镜1114反射，入射到绿色光用液晶光阀1123中。另一方面，蓝色光也透过第2分色镜1114。对于蓝色光，为了防止由于较长的光路产生的光损失，设置包括入射透镜1118，中继透镜1119，出射透镜1120的中继透镜系统组成的导光装置1121，借助该装置蓝色光入射到蓝色光用液晶光阀1124中。由各光阀进行了调制的3个色光入射到交叉分色棱镜1125中。该棱镜粘贴了四个直角棱镜，在其内面十字形地形成反射红色光的介质多层膜和反射蓝色光的介质多层膜。用这些介质多层膜合成3个色光，形成显示彩色图像的光。被合成的光由作为投射光学系统的投影透镜1126投影到荧光屏1127上，放大并显示图像。产业上的可利用性

如以上所说明的那样，在本发明的有源矩阵衬底中，由于在除去像素部分的区域上形成防止带电用的导电层，因此在聚酰亚胺膜等上施加摩擦工艺制作定向膜时所发生的静电等被收集在防止带电用的导电层中而分散。因此，由于防止衬底自身的带电，因而能够把由放电使形成在周边电路等中的有源元件等的静电破坏防患于未然。从而，能够把用抗静电能力弱的低温处理形成的TFT用作为有源元件。另外，防止带电用的导电层由于在使电光转换装置动作时起到大容量的旁路电容器(旁路电容)的作用，因此在低噪声化以及低EMI化方面有贡献。从而，在电光转换装置中，能够实现显示的高画质化，高精细化。

Claims (20)

1.一种有源矩阵衬底，在衬底上形成具有像素电极和连接该像素电极的开关元件的像素单元，在该像素单元周围用于控制上述开关元件的周边电路，以及电连接上述周边电路的外部连接端子，其特征在于：

在上述衬底上除去上述像素单元的区域中的至少一部分上形成防止带电用的导电层。

2.如权利要求1所述的有源矩阵衬底，其特征在于：

在上述衬底上除去上述像素单元的区域中，仅在不形成布线的无布线部分的上层一侧形成上述导电层。

3.如权利要求1所述的有源矩阵衬底，其特征在于：

在上述衬底上除去上述像素单元的区域中，仅在形成施加直流电压的布线区域的上层一侧形成上述导电层。

4.如权利要求1所述的有源矩阵衬底，其特征在于：

在上述衬底上除去上述像素部分的区域中，仅在形成图像显示时施加直流电压的布线的区域上层一侧形成上述导电层。

5.如权利要求1～4的任一项所述的有源矩阵衬底，其特征在于：

上述防止带电用的导电层形成为露出上述衬底的表面。

6.如权利要求1～5的任一项所述的有源矩阵衬底，其特征在于：

上述防止带电用的导电层至少形成在上述衬底的外周缘。

7.如权利要求1～7的任一项所述的有源矩阵衬底，其特征在于：

在上述外部连接用端子之间形成分别沿着相反方向配置了两组二极管列的静电保护电路。

8.如权利要求1～7的任一项所述的有源矩阵衬底，其特征在于：

上述各外部连接用端子和上述防止带电用的导电层借助分别沿着相反方向配置了两组二极管列的静电保护电路相互连接。

9.如权利要求7或8所述的有源矩阵衬底，其特征在于：

上述开关元件以及上述周边电路用薄膜晶体管构成，在上述静电保护电路中构成二极管列的二极管连接的薄膜晶体管的沟道长度长于连接上述像素的上述薄膜晶体管以及形成在上述周边电路中的上述薄膜晶体管的沟道长度。

10.如权利要求7～9的任一项所述的有源矩阵衬底，其特征在于：

在上述薄膜晶体管上连接着扫描线和数据线，

在上述周边电路中，至少包括用于借助上述薄膜晶体管把应加入到上述像素电极的图像信号输出到数据线的数据线驱动电路，用于把控制上述薄膜晶体管的选择/非选择状态的扫描信号输出到扫描线的扫描线驱动电路，

在上述二极管连接的多个外部连接用端子中，包含电连接到上述数据线驱动电路的外部连接用端子，和电连接到上述扫描线驱动电路的外部连接用端子。

11.如权利要求1～10的任一项所述的有源矩阵衬底，其特征在于：

上述防止带电用的导电层用与上述像素电极或者上述外部连接用端子的任一方相同的材料形成。

12.如权利要求11所述的有源矩阵衬底，其特征在于：

上述防止带电用的导电层用Al，Ti，Ta，Cr或者它们的合金形成。

13.如权利要求11所述的有源矩阵衬底，其特征在于：

上述防止带电用的导电层用透明导电膜形成。

14.如权利要求13所述的有源矩阵衬底，其特征在于：

上述透明导电膜用铟锡氧化膜形成。

15.如权利要求1～14的任一项所述的有源矩阵衬底，其特征在于：

上述薄膜晶体管的有源区用多晶硅膜形成。

16.一种电光转换装置，其特征在于具有：

在权利要求1～15的任一项中规定的有源矩阵衬底，对于该有源矩阵衬底隔开预定的间隔相对的对置衬底，在该对置衬底与上述有源矩阵衬底的缝隙之间封入的电光转换物质。

17.一种有源矩阵衬底的制造方法，为权利要求1～15的任一项中规定的有源矩阵衬底的制造方法，其特征在于：

在对于大型衬底作为上述有源矩阵衬底划分出的多个面板区的每一个上形成了上述像素单元，上述周边电路，上述端子部分以及上述防止带电用的导电层以后，把该多个面板区从上述大型衬底切割出来作为上述有源矩阵衬底。

18.如权利要求17所述的有源矩阵衬底的制造方法，其特征在于：

形成上述防止带电用的导电层跨过与相邻的面板区的边界而形成。

19.一种电子仪器，其特征在于：

作为显示装置搭载了权利要求16中规定的电光转换装置。

20.一种电子仪器，其特征在于：

作为光阀搭载了权利要求17中规定的电光转换装置。

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