JPH0272329A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は一液晶表示装置、特に、アクティブ・マトリッ
クス方式で構成される液晶表示装置に適用して有効な技
術に関するものである。

〔従来の技術〕

アクティブ・マトリックス方式の液晶表示装置の液晶表
示部にはマトリックス状に複数の画素を配置している。

各画素は走査信号線（ゲート信号ｉ）と映像信号線（ド
レイン信号線）とで周囲を囲まれた領域内に配置されて
いる。走査信号線は水平方向に延在し複数本配置されて
いる。映像信号線は走査信号線と交差する垂直方向に延
在し複数本配置されている。

前記各画素は薄膜トランジスタ（ＴＰＴ）と透明画素電
極との直列回路で構成されている。薄膜トランジスタは
ゲート電極上にゲート絶縁膜、半導体層（チャネル形成
領域）、ソース電極及びドレイン電極を順次積層して構
成されている。ソース電極は透明画素電極に電気的に接
続されている。ドレイン電極は前記映像信号線と一体に
構成され電気的に接続されている。前記ゲー１へ電極は
走査信号線に一体に構成され電気的に接続されている。

なお、この種の液晶表示装置については、例えば、ジャ
パンデイスプレィ’　８６　（１９８６年）、第２０８
頁乃至第２１１頁（ｒＡｃＬｉｖｅ　Ｍａｔｒｉｘ　Ｃ
ｏ１ｏｒＬＣＤ　Ｆａｂｒｉｃａｔｅｄ　ｂｙ　Ｕｓｉ
ｎｇ　Ｒｅｄｕｎｄａｃｙ　ａｎｄ　ＲｅｐａｉｒＳｙ
ｓｔｅｍＪ　ｐｐ、２０８−２１１．Ｊａｐａｎ　Ｄｉ
ｓｐｌａｙ’８６）に記載されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

液晶表示装置は大画面化（大面積化）に伴い、画素の薄
膜トランジスタのサイズが縮小する傾向にある。この薄
膜トランジスタは、駆動能力が低下するので、駆動能力
を確保するのにサイズを大きくする必要が生じる。この
ため、薄膜トランジスタのサイズの増加に相当する分、
透明画素電極のサイズが縮小され、開口率が低下すると
いう問題点があった。

また、前記画素の透明画素電極は、エツチングを使用し
たパターンニングにより、結晶性に起因してエツチング
された端面にぎざぎざな面が形成される。この透明画素
電極は、エツチング後にエツチングマスクの剥離処理や
洗浄処理が施されると、エツチングされた周辺部分つま
りぎざぎざな面部分が下地絶縁膜から剥随されてしまう
。特に、薄膜トランジスタのソース電極と透明画素電極
との接続部分においては１両者の接続部分が断線する。

このため、液晶表示装置の製造上の歩留りが低下すると
いう問題点があった。

本発明の目的は、液晶表示装置において、薄膜トランジ
スタのサイズを縮小し、開口率を向上することが可能な
技術を提供することにある。

本発明の他の目的は、液晶表示装置において、製造上の
歩留りを向上することが可能な技術を提供することにあ
る。

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細書の記述及び添付図面によって明らかになるであろ
う。

〔課題を解決するための手段〕

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概
要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。

（１）液晶表示装置において、走査信号線の延在する方
向に沿って映像信号線から薄膜トランジスタのドレイン
電極を突出させ、映像信号線の延在する方向に沿って走
査信号線から薄膜トランジスタのゲート電極を突出させ
る。

（２）液晶表示装置において、画素の透明画素電極の周
辺領域とその下地層との間に接着層を設ける。

〔作　　用〕

上述した手段（１）によれば、前記ゲート電極が突出し
た部分の映像信号線と走査信号線に沿って突出したドレ
イン電極とで薄膜トランジスタの実質的なドレイン領域
をＬ字形状で橘成し、薄膜トランジスタのチャネル幅寸
法を増加することができるので、薄膜トランジスタのサ
イズを縮小し。

画素の開口率を向上することができる。

前述の手段（２）によれば、前記透明画素７１の周辺領
域と下地層との接着強度を向上することができるので、
透明画素電極の下地層からの剥がれを低減し、液晶表示
装置の製造上の歩留りを向上することができる。

以下１本発明の構成について、アクティブ・マトリック
ス方式を採用する液晶表示装置に本発明を適用した一実
施例とともに説明する。

なお、実施例を説明するための企図において、同一機能
を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は
省略する。

〔実施例〕

本発明の一実施例である液晶表示装置の液晶表示部を第
１図（要部平面図）で示し、第１図のｎ−■切断線で切
った断面を第２図で示す。

第１図及び第２図に示すように、液晶表示装置は、１．
１［ｍｍ１程度の厚さを有する下部透明ガラス基板ＳＵ
Ｂ　１の内側（液晶側）の表面上に薄膜トランジスタＴ
ＰＴを有している。この薄膜トランジスタＴＰＴは液晶
表示部内において配置されている。薄膜トランジスタＴ
ＰＴは、主に、ゲートな極ＧＴ、絶縁膜Ｇ１．ｉ型単導
体層ＡＳ、ソース電極（又はドレイン電極）ＳＤＩ、ド
レイン電極（又はソース電極）ＳＤ２で構成されている
。

前記ゲートｆｆ１ｔｉＧＴは例えばスパッタ法で堆積し
た約１１００［人］程度の膜厚のＣｒ膜ｇ１で形成され
ている。このゲート電極ＧＴは、走査信号線（ゲート信
号線又は水平信号線）ＯＬと同一製造工程（同−導電層
）で形成され、走査信号線Ｇ　Ｌに一体化されている。

走査信号線ＧＬは例えば前記Ｃｒ膜ｇ１上にＡＱ−５ｉ
膜ｇ２を積層した複合膜で形成されている。ＡＱ−５ｉ
ｌ１ｇ２は、例えばスパッタ法で堆積し、約１０００［
人コ程度の膜厚で形成する。このＡ　Ｑ　−Ｓ　ｉ　ｐ
ｌｉ　ｇ　２は、主に走査信号線ＧＬの抵抗値を低減し
、走査信号の伝達速度を速くするように構成されている
。前記ゲート電極ＧＴは走査信号ＳＱＬのうちの下層の
Ｃｒ膜ｇ１と一体に構成されている。走査信号線ＧＬは
、第１図に示すように水平方向に延在しており、図示し
ていないが垂直方向に複数本配置されている。

ゲート電極ＧＴは、第１図に示すように、走査信号線Ｇ
Ｌと映像信号線ＤＬとが交差する部分において、映像信
号線ＤＬの延在する方向（下側に）沿って走査信号線Ｇ
Ｌから突出するように構成されている。つまり、ゲート
電極ＧＴは走査信号線ＧＬから突出する平面形状が凸形
状で構成されている。

前記絶縁膜ＧＩはゲート電極ＧＴ及び走査信号線ＧＬの
上層に形成されている。絶縁膜ＧＴは。

例えばプラズマＣＶＤ法で堆積させた窒化珪素膜を用い
、約３５００［人］程度の膜厚で形成されている。絶縁
膜ＧＩは主に薄膜トランジスタＴＰＴのゲート絶縁膜と
して使用されている。

ｉ型半導体層ＡＳはゲート絶縁膜ＧＩの上層に島形状で
構成されている。ｉ型半導体層ＡＳは、ＣＶＤ法で堆積
させた非晶質珪素膜又は多結晶珪素膜で形成し、約２５
００［人］程度の膜厚で形成さ九でいる。ｉ型半導体Ｊ
’１ＦＡＳは主に薄膜トランジスタＴＰＴのチャネル形
成領域として使用されている。

ソース電極ＳＤＩ、ドレイン電極ＳＤ２の夫々はｉ型中
導体層ＡＳ上に夫々離隔して設けられている。ソース電
極ＳＤＩとドレイン電極ＳＤ２とは回路のバイアス極性
が変ると動作上ソースとドレインが入れ替わる。つまり
、薄膜トランジスタＴＰＴは絶縁ゲート型電界効果トラ
ンジスタＦＥＴと同様に双方向性で構成されている６ソ
ース電極ＳＤＩ、ドレイン電極ＳＤ２の夫々は、同一製
造工程で形成されており、明確に断面構造を示していな
いが例えばｉ型半導体層Ａｓに接触する下層側からゴ型
半導体層、Ｃｒ膜の夫々を順次積層した複合膜で構成さ
れている。ｎ゛型型半体体層、非晶質珪素膜又は多結晶
珪素膜で形成され、約５００［人］程度の膜厚で形成さ
れている。

イ型半導体層はｉ型半導体層ＡＳとＣｒ膜との接触抵抗
値を低減するように構成されている。前記Ｃｒ膜は、例
えばスパッタ法で堆積し、約６００［人］程度の膜厚で
形成する。このＣｒ膜は、前述のようにソース電極ＳＤ
Ｉ、ドレイン電極ＳＤ２の夫々を形成すると共に、ソー
ス電極ＳＤＩと透明電極ＩＴ○１との接着層、透明電極
ＩＴＯＩと絶縁膜ＧＩとの接着層として使用されている
。

前記映像信号線ＤＬはソース電極ＳＤＩ及びドレイン電
極ＳＤ２と同様にＣｒ膜を主体に構成されている。また
、映像信号線ＤＬは、映像信号の伝達速度を速くするた
めに、Ｃｒ膜上にＡＱ膜、ＩＴＯ膜等を積層した複合膜
で構成してもよい。

映像信号線ＤＬは、第１図に示すように走査信号線ＧＬ
と交差する垂直方向に延在し、図示していないが水平方
向に複数本配置されている。

前記ドレイン電極ＳＤ２は映像信号線ＤＬと一体に構成
され電気的に接続されている。ドレイン電極ＳＤ２は、
第１図に示すように、走査信号線ＧＬと映像信号線ＤＬ
とが交差する部分において。

走査信号線ＧＬの延在する方向（右側に）沿って映像信
号線ＤＬから突出するように構成されている。

つまり、ドレイン電極ＳＤ２は映像信号線ＤＬから突出
する平面形状が凸形状で構成されている。

前記ソース５ｔａｓＤｉは、少なくとも５突出したトレ
イン電極ＳＤ２及び突出したゲート電極ＧＴ部分の映像
信号線ＤＬ（この部分は映像信号線ＤＬ及びドレイン電
極ＳＤ２として使用される）に沿って、それらと所定間
隔離隔した位置に配置されている。このソース電極ＳＤ
Ｉには５画素毎に設けられた透明電極（透明画素電極）
ＩｒＯ２が接続されている。透明電極Ｉ　’ｒ　０１は
、ソース電極ＳＤＩの上層に形成され、ソース電極ＳＤ
Ｉの段差形状を乗り越えて直接その表面に接着されてい
る。透明電極ＩＴＯＩは液晶表示部の画素電極の一方を
構成する。透明電極ＩＴＯＩは、絶縁膜ＧＩ上に設けら
れ、これに限定されないが平面形状が方形状に構成され
ている。透明１．ＢＩＴ○１は、ＩＴＯ膜（又はネサ膜
）で形成され、例えばスパッタ法で堆積し、約１２００
［入］程度の膜厚で形成する。

前記透明電極ＩＴＯＩの周辺部分とこの透明゛電極ＩＴ
○１の下地層との間には接着層Ｓが設けられている。接
着層Ｓは透明電極ＩＴＯＩの周囲に沿って枠状に構成さ
れており、接着層Ｓの一部はソース電極ＳＤＩと一体に
構成されている。つまり、接着層Ｓは透明電極ＩＴＯＩ
であるＩＴＯ膜と接着性の高いＣｒ膜で形成されている
。

このように、液晶表示装置において、走査信号線ＧＬの
延在する方向に沿って映像信号線ＤＬからａＰＩＡトラ
ンジスタＴＰＴのトレイン電極ＳＤ２を突出させ、映像
信号線ＤＬの延在する方向に沿って走査信号線ＧＬから
薄膜トランジスタＴＦＴのゲート電極ＧＴを突出させる
にの構成により、前記ゲート電極ＧＴが突出した部分の
映像信号線ＤＬと走査信号線ＧＬに沿って突出したドレ
イン電極ＳＤ２とで薄膜トランジスタＴＰＴの実質的な
ドレイン領域ＳＤ２をＬ字形状で構成し、薄膜トランジ
スタＴＰＴのチャネル幅寸法を増加する（駆動能力を向
上する）ことができるので、薄膜トランジスタＴＰＴの
サイズを縮小し、画素の開口率を向上することができる
。

また、液晶表示装置において１画素の透明電極ＩＴＯＩ
の周辺領域とその下地層の絶縁膜Ｇ■との間に接着層Ｓ
を設ける。この構成により、前記透明電極ＩＴＯＩの周
辺領域と下地層の絶縁膜Ｇ■との接着強度を向上するこ
とができるので、透明ＩＦｉ■Ｔｏｔのパターンニング
工程、エツチングマスク剥離工程、洗浄工程等において
、透明型ｔｌ　Ｉ　Ｔ　Ｏ１が下地層の絶縁膜ＧＩから
剥がれることを低減し、液晶表示装置の製造上の歩留り
を向上することができる。

また、同様に、前記透明電極ＩＴＯＩが接続されるソー
ス電極ＳＤＩをＣｒ膜等の接着性の高い材料で構成する
。この構成により、ソース電極ＳＤＩと透明電極ＩＴＯ
Ｉとの接着性を向上し１両者の剥がれを低減することが
できるので、液晶表示装置の製造上の歩留りを向上する
ことができる。

前記薄膜トランジスタＴＰＴ及び透明電極ＩｒＯ１上に
は保護膜ＰＳＶＩが設けられている。保護膜ＰＳＶＩは
、主に薄膜トランジスタＴＰＴを湿気等から保護するた
めに形成されており、透明性が高くしかも耐湿性の良い
ものを使用する。保護膜ＰＳＶＩは５例えばプラズマＣ
ＶＤ法で堆積した酸化珪素膜や窒化珪素膜で形成され、
約１０ｏｏｏｃ人コ程度の膜厚で形成されている。

薄膜トランジスタＴＦＴ上の保護膜ＰＳＶＩの上部には
、外部光がチャネル形成領域として使用されるｉ型半導
体層ＡＳに入射されないように、遮光膜ＬＳが設けられ
ている。遮光膜ＬＳは、光に対する遮光性が高くしかも
導電性を有するように例えばＡＱ膜、Ｃｒ膜等で形成さ
れており、スパッタ法で堆積し１０００〜４０００［人
］程度の膜厚で形成されている。

液晶ＬＣは、下部透明ガラス基板ＳＵＢ　１と上部透明
ガラス基板５ＵＢ２との間に形成された空間内に、液晶
分子の向きを設定する下部配向膜０ＲＩＩ及び上部配向
膜○ＲＩ２に規定され、封入されている。

下部配向膜０Ｒ４１は下部透明ガラス基板５ＵＢｌ側の
保護膜ＰＳＶＩの上部に形成される。

上部透明ガラス基板５ＵＢ２の内側（液晶側）の素面に
は、カラーフィルタＦＩＬ、保護膜ＰＳｖ２、共通透明
電極（共通透明画素電極）ＩＴＯ２及び前記上部配向膜
０ＲＩ２が順次積層して設けられている。

前記共通透明電極ＩＴＯ２は、下部透明ガラス基板５Ｕ
ＢＩ側に画素毎に設けられた透明電極ＩＴＯＩに対向し
、隣接する他の共通透明電極ＩＴＯ２と一体に構成され
ている。

カラーフィルタＦＩＬは、アクリル樹脂等の樹脂材料で
形成される染色基材を各画素毎に染料で染め分けること
により形成されている。染料の染め分けは、フォトリン
グラフィ技術を用いて行っている。

保護膜ＰＳＶ２は、前記カラーフィルタＦＩＬを異なる
色に染め分けた染料が液晶ＬＣに漏れることを防止する
ために設けられている。保護膜ＰＳＶ２は、例えば、ア
クリル樹脂、エポキシ樹脂等の透明樹脂材料で形成され
ている。

この液晶表示装置は、下部透明ガラス基板５ＵＢｌ側、
上部透明ガラス基板５ＵＢ２側の夫々の層を別々に形成
し、その後、上下透明ガラス基板５ＵＢＩ及び５ＵＢ２
を重ね合せ、両者間に液晶ＬＣを封入することによって
組み立てられる。

下部透明ガラス基板ＳＵＢ　１、上部透明ガラス基板５
ＵＢ２の夫々の外側の表面には偏光板Ｐ○Ｌが形成され
ている。

以上、本発明者によってなされた発明を、前記実施例に
基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施例に限
定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲にお
いて種々変更可能であることは勿論である。

例えば、本発明は、前記画素の透明電極ＩＴＯ１とその
下地層との接着性を向上する接着層Ｓをソース電極ＳＤ
Ｉ部分のみに形成してもよい。

〔発明の効果〕

本願において開示される発明のうち代表的なものによっ
て得られる効果を簡単に説明すれば、下記のとおりであ
る。

液晶表示装置において、画素の開口率を向上することが
できる。

また、前記液晶表示装置において、製造上の歩留りを向
上することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例である液晶表示装置の液晶
表示部を示す要部平面図、 第２図は、前記第１図のｎ−ｎ切断線で切った断面図で
ある。 図中、ＳＵＢ・・・透明ガラス基板、ＯＬ・・・走査信
号線、ＤＬ・・・映像信号線、ＧＩ・・・絶縁膜、ＧＴ
・・・ゲート電極、ＡＳ・・・ｉ型半導体層、ＳＤＩ・
・・ソース電極、ＳＤ２・・・ドレイン電極、Ｓ・・・
接着層、ＰＳＶ・・・保護膜、ＬＳ・・・遮光膜、ＬＣ
・・・液晶、ＴＰＴ・・・薄膜トランジスタである。 第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、水平方向に延在する走査信号線と垂直方向に延在す
   る映像信号線との交差部に、薄膜トランジスタと透明画
   素電極との直列回路で形成された画素を配置する液晶表
   示装置において、前記走査信号線の延在する方向に沿っ
   て前記映像信号線から前記薄膜トランジスタのドレイン
   電極を突出させ、前記映像信号線の延在する方向に沿っ
   て前記走査信号線から前記薄膜トランジスタのゲート電
   極を突出させたことを特徴とする液晶表示装置。 ２、走査信号線と映像信号線との交差部に、薄膜トラン
   ジスタと透明画素電極との直列回路で形成された画素を
   配置する液晶表示装置において、前記透明画素電極の周
   辺領域とこの透明画素電極の下地層との間に接着層を設
   けたことを特徴とする液晶表示装置。 ３、前記接着層は少なくとも前記薄膜トランジスタのソ
   ース電極と透明画素電極とが接続される部分に設けられ
   ていることを特徴とする特許請求の範囲第２項に記載の
   液晶表示装置。