專利名稱：液晶顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液晶顯示裝置，特別涉及利用輔助電容電極來提高顯示質(zhì)量的結(jié)構(gòu)。
現(xiàn)有技術(shù)例如，在有源矩陣型液晶顯示裝置中，在玻璃基板上將掃描線和數(shù)據(jù)線設(shè)置成矩陣狀，在其各交點(diǎn)附近，設(shè)置了作為開關(guān)元件的薄膜晶體管并使其與兩條線相連接，在這些上面設(shè)置絕緣膜。其上設(shè)置了像素電極，該像素電極通過設(shè)置在絕緣膜上的接觸孔與薄膜晶體管相連接(例如參見專利文獻(xiàn)1)。在此情況下，為了提高開口率，像素電極的邊緣部與兩條線相重合。
專利文獻(xiàn)1特開平1-156725號(hào)公報(bào)(圖1、圖4)存在的問題但是，上述結(jié)構(gòu)的液晶顯示裝置，因?yàn)橄袼仉姌O的邊緣部與數(shù)據(jù)線相重合，所以，存在的問題是在該重合部分產(chǎn)生耦合電容，由于該耦合電容而產(chǎn)生垂直串?dāng)_，造成顯示特性劣化。也就是說，例如，圖24A所示，1個(gè)像素81的背景是灰色，在其中進(jìn)行正方形的黑色顯示82時(shí)，由于上述耦合電容，像素的電位被漏電壓拉偏，所以如圖24B中符號(hào)83所示，黑顯示82的上下方的背景色稍稍變濃，黑顯示17在上下方向上托長(zhǎng)了尾部，使顯示特性劣化。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種能夠不產(chǎn)生垂直串?dāng)_的液晶顯示裝置。
本發(fā)明的液晶顯示裝置，包括基板(1、101)；在上述基板(1、101)上以矩陣狀設(shè)置的掃描線(2、102)和數(shù)據(jù)線(3、103)；薄膜晶體管(4、104)，設(shè)置在上述掃描線(2、102)和數(shù)據(jù)線(3、103)相交叉的各個(gè)交點(diǎn)附近，并具有半導(dǎo)體薄膜(13、113)、與上述掃描線(2、102)連接的柵電極(15、102a)、源電極(17)、以及與上述數(shù)據(jù)線(3、103)相連接的漏電極(18)；像素電極(5、105)，設(shè)置成與上述薄膜晶體管(4、104)的源電極(17、57)相連接；輔助電容電極(6、106)，具有與上述像素電極(5、105)重合的重合區(qū)，由上述重合區(qū)和上述像素電極(5、105)構(gòu)成輔助電容；第1絕緣膜(16、59)，被配置于上述輔助電容電極(6、106)和數(shù)據(jù)線(3、103)之間；以及第2絕緣膜(23、113)，被配置于上述像素電極和上述輔助電容電極之間。


圖1是作為本發(fā)明第1實(shí)施方式的液晶顯示裝置中的薄膜晶體管板的主要部分的透視平面圖。
圖2是沿圖1的II-II線的剖面圖。
圖3A至圖3C是說明圖1所示的薄膜晶體管部分的平面圖。
圖4是圖1和圖2所示的薄膜晶體管板制造時(shí)初期工序的剖面圖。
圖5是連接在圖4后面的工序的剖面圖。
圖6是連接在圖5后面的工序的剖面圖。
圖7是連接在圖6后面的工序的剖面圖。
圖8是連接在圖7后面的工序的剖面圖。
圖9是作為本發(fā)明第2實(shí)施方式的液晶顯示裝置中的薄膜晶體管板的主要部分的透視平面圖。
圖10是沿圖9的X-X線的剖面圖。
圖11是沿圖9的XI-XI線的剖面圖。
圖12是沿圖9的XII-XII線的剖面圖。
圖13A至圖13C是說明圖9所示的薄膜晶體管部分的平面圖。
圖14是作為本發(fā)明第3實(shí)施方式的液晶顯示裝置中的薄膜晶體管板的主要部分的透視平面圖。
圖15是沿圖9的XV-XV線的剖面圖。
圖16是作為本發(fā)明第4實(shí)施方式的液晶顯示裝置中的薄膜晶體管板的、與圖15相同的剖面圖。
圖17是本發(fā)明第5實(shí)施方式的有源矩陣型液晶顯示裝置中的薄膜晶體管板的主要部分的透視平面圖。
圖18是沿圖17的XVIII-XVIII線的剖面圖。
圖19是本發(fā)明第6實(shí)施方式的薄膜晶體管板的、與圖17相同的透視平面圖。
圖20是本發(fā)明第7實(shí)施方式的薄膜晶體管板的、與圖18相同的透視平面圖。
圖21是本發(fā)明第8實(shí)施方式的薄膜晶體管板的、與圖17相同的透視平面圖。
圖22是本發(fā)明第9實(shí)施方式的薄膜晶體管板的、與圖21相同的透視平面圖。
圖23是本發(fā)明第7實(shí)施方式的薄膜晶體管板的、與圖22相同的透視平面圖。
圖24A和圖24B是用于說明現(xiàn)有液晶顯示裝置的問題的圖。
最佳實(shí)施方式[第1實(shí)施方式]圖1是作為本發(fā)明第1實(shí)施方式的液晶顯示裝置中的薄膜晶體管板的主要部分的透視平面圖。該薄膜晶體管板具有玻璃基板1。在玻璃基板1的上面?zhèn)纫跃仃嚑钤O(shè)置了掃描線2和數(shù)據(jù)線3，在其各交點(diǎn)附近，設(shè)置了雙柵結(jié)構(gòu)的薄膜晶體管4、像素電極5和輔助電容電極6。在此，為了使圖1明確，在各像素電極5的邊緣部標(biāo)注了短斜實(shí)線組成的影線。
在此情況下，像素電極5的左右兩側(cè)的邊緣部，被配置在與配置在其左右兩側(cè)的數(shù)據(jù)線3的邊緣部從平面看相同的位置上，但也可以與數(shù)據(jù)線3相重合。這樣，在像素電極5的總面積中，除去其左右兩側(cè)的數(shù)據(jù)線3形成區(qū)和薄膜晶體管4形成區(qū)之外的區(qū)域成為實(shí)質(zhì)的像素區(qū)，能增大開口率。
但是，在此情況下，在以對(duì)置狀配置于薄膜晶體管板上的對(duì)置板(無圖示)上，為了防止外光射入到薄膜晶體管4上，至少在與薄膜晶體管4相對(duì)應(yīng)的部分上設(shè)置了黑掩模(black mask)。
在圖1中，輔助電容電極6具有配置成與掃描線2相平行的直線狀的電極部6a、配置成與左側(cè)的數(shù)據(jù)線3相平行的窄長(zhǎng)形狀的電極部6b、以及配置成與右側(cè)的數(shù)據(jù)線3相平行的窄長(zhǎng)形狀的電極部6c。在此情況下，電極部6a與像素電極5的下邊相重合。電極部6b、6c與數(shù)據(jù)線3相重合，該數(shù)據(jù)線3配置在左右方向上鄰接的像素電極5的相對(duì)置的邊部以及它們之間。
并且，如后所述，電極部6b、6c在厚度方向上、即在圖1中的紙面垂直方向上配置在像素電極5和數(shù)據(jù)線3之間。并且，電極部6b、6c的寬度(與掃描線2相平行的方向的長(zhǎng)度)在一定程度上大于數(shù)據(jù)線3的寬度，這樣，即使出現(xiàn)與掃描線2平行的方向上的位置偏差，也能確實(shí)地遮蓋住數(shù)據(jù)線3，以免數(shù)據(jù)線3直接與像素電極5相對(duì)置。
以下說明該薄膜晶體管板的具體結(jié)構(gòu)。圖2表示沿圖1的II-II線的剖面圖。在玻璃基板1的上面設(shè)置了第1和第2基底絕緣膜11、12。在第2基底絕緣膜12的上面的規(guī)定部位設(shè)置了多晶硅薄膜13。多晶硅薄膜13如圖3A所示，幾乎是直線狀，幾乎是把中央部作為n型雜質(zhì)低濃度區(qū)13a；其兩側(cè)作為由本征區(qū)構(gòu)成的溝道區(qū)13b；再其兩側(cè)作為n型雜質(zhì)低濃度區(qū)13c；再其兩側(cè)作為n型雜質(zhì)高濃度區(qū)13d。
在包括多晶硅薄膜13在內(nèi)的基底絕緣膜12的上面，設(shè)置了柵絕緣膜14。在多晶硅薄膜13的2個(gè)溝道區(qū)13b上的柵絕緣膜14上面的各規(guī)定部位，如圖3B所示地設(shè)置了柵電極15。在此情況下，柵電極15形成具有分支成兩個(gè)的部分和對(duì)其進(jìn)行連接的共用連接部分15a的“コ”字形的島狀。在此，所謂島狀是指從物理和電氣上看均與其他要素分離，以下采用同樣的定義。在柵絕緣膜14的上面的規(guī)定部位，如圖3B所示，也設(shè)置了數(shù)據(jù)線3。在數(shù)據(jù)線3的規(guī)定部位設(shè)置了較寬的連接部3a。
在包括柵電極15和數(shù)據(jù)線3在內(nèi)的柵絕緣膜14的上面，設(shè)置了層間絕緣膜16。在層間絕緣膜16的上面的各規(guī)定部位上，如圖3C所示島狀地設(shè)置了源電極17和漏電極18。源電極17，通過設(shè)置在層間絕緣膜16和柵絕緣膜14上的接觸孔19，連接到多晶硅薄膜13的一邊的n型雜質(zhì)高濃度區(qū)13d上。
漏電極18的一端，通過設(shè)置在層間絕緣膜16和柵絕緣膜14上的接觸孔20，連接到多晶硅薄膜13的另一邊的n型雜質(zhì)高濃度區(qū)13d上。漏電極18的另一端，通過設(shè)置在層間絕緣膜16上的接觸孔21連接到數(shù)據(jù)線3的連接部3a上。
如圖3C所示，在層間絕緣膜16的上面的規(guī)定位置設(shè)置了掃描線2。設(shè)置在掃描線2的規(guī)定部位的連接部2a，通過設(shè)置在層間絕緣膜16上的接觸孔22，連接到柵電極15的共用連接部15a上。如圖2和圖3C所示，在層間絕緣膜16上面的規(guī)定部位，設(shè)置了輔助電容電極6，在此情況下，輔助電容電極6的電極部6b、6c設(shè)置在數(shù)據(jù)線3上的層間絕緣膜16上。
在包括源電極17等在內(nèi)的層間絕緣膜16的上面，設(shè)置了外層膜23。在外層膜23的上面的規(guī)定部位設(shè)置了像素電極5。像素電極5通過設(shè)置在外層膜23上的接觸孔24，與源電極17相連接。
形成在柵絕緣膜14上的柵電極的分支部分，分別覆蓋在多晶硅薄膜13上，與2個(gè)溝道區(qū)13b相對(duì)應(yīng)進(jìn)行配置。這樣，利用多晶硅薄膜13、柵絕緣膜14、柵電極15、源電極17和漏電極18，構(gòu)成雙柵結(jié)構(gòu)的薄膜晶體管4。
以下說明上述結(jié)構(gòu)的薄膜晶體管板的制造方法的一例。首先，如圖4所示，在玻璃基板1的上面，利用等離子CVD法連續(xù)地形成由氮化硅構(gòu)成的第1基底絕緣膜11、由氧化硅構(gòu)成的第2基底絕緣膜12和非晶硅薄膜31。然后，通過照射激元激光使非晶硅薄膜31多晶化，制成多晶硅薄膜32。
以下如圖5所示，在多晶硅薄膜32的上面，在與圖2所示的多晶硅薄膜13的n型雜質(zhì)高濃度區(qū)13d形成區(qū)相對(duì)應(yīng)的部分，形成具有開口部33a的光致抗蝕劑圖形33。然后，以光致抗蝕劑圖形33為掩模來注入高濃度的n型雜質(zhì)。然后，把光致抗蝕劑圖形34剝離下來。
其次，在多晶硅薄膜32上制作圖形，如圖6所示，在第2基底絕緣膜12上面的規(guī)定部位，形成多晶硅薄膜13。然后，在包括多晶硅薄膜13在內(nèi)的第2基底絕緣膜12的上面，利用等離子CVD法來形成由氧化硅構(gòu)成的柵絕緣膜14。接著，在柵絕緣膜14上面的各個(gè)規(guī)定部位，對(duì)由利用濺射法成膜的A1等構(gòu)成的金屬膜進(jìn)行圖形制作，以便形成圖3B所示的具有共用連接部15a的柵電極15和具有連接部3a的數(shù)據(jù)線3。
然后，如圖7所示，以2個(gè)柵電極15為掩模以低濃度注入n型雜質(zhì)。于是，多晶硅薄膜13的2個(gè)柵電極15之間的區(qū)變成n型雜質(zhì)低濃度區(qū)13a；2個(gè)柵電極15正下面的區(qū)成為由本征區(qū)構(gòu)成的溝道區(qū)13b；其兩側(cè)成為n型雜質(zhì)低濃度區(qū)13c；再其兩側(cè)成為n型雜質(zhì)高濃度區(qū)13d。然后，在氮?dú)猸h(huán)境中以500℃左右的溫度進(jìn)行1小時(shí)左右的退火處理，使注入雜質(zhì)活性化。
然后，如圖8所示，在包括柵電極15和數(shù)據(jù)線3在內(nèi)的柵絕緣膜14的上面，利用等離子CVD法來形成由氮化硅構(gòu)成的層間絕緣膜16。接著，在多晶硅薄膜13的n型雜質(zhì)高濃度區(qū)13d上的層間絕緣膜16和柵絕緣膜14上形成開口部19、20。并且，在數(shù)據(jù)線3的連接部3a上的層間絕緣膜16上形成開口部21。進(jìn)一步如圖3B和3C所示，在2個(gè)柵電極15的共用連接部15a上的層間絕緣膜16上形成開口部22。然后，在包括各開口部19、20、21、22在內(nèi)的層間絕緣膜16的上面，用濺射法連續(xù)地形成A1膜和ITO接觸用的Cr膜(或Mo膜)，形成金屬膜34。
然后，通過對(duì)金屬膜進(jìn)行圖形制成，如圖2和圖3所示，在層間絕緣膜16的上面的各個(gè)規(guī)定部位，形成源電極17、漏電極18、具有連接部2a的掃描線2和輔助電容電極6。在此狀態(tài)下，源電極17，通過接觸孔19連接到多晶硅薄膜13的一邊的n型雜質(zhì)高濃區(qū)13d，漏電極18的一端，通過接觸孔20連接到多晶硅薄膜13的另一邊的n型雜質(zhì)高濃度區(qū)13d上。漏電極18的另一端通過接觸孔21連接到數(shù)據(jù)線3的連接部3a上，掃描線2的連接部2a，通過接觸孔22連接到2個(gè)柵電極15的共用連接部15a上。
然后，在包括源電極17等在內(nèi)的層間絕緣膜16的上面，利用等離子CVD法來形成由氮化硅構(gòu)成的外層膜23。其后，在源電極17上的外層膜23的規(guī)定部位形成接觸孔24。然后，在外層膜23的上面的各個(gè)規(guī)定部位，通過對(duì)利用濺射法形成的ITO膜進(jìn)行圖形制成，使像素電極2通過接觸孔24與源電極17相連接。于是獲得圖1至圖3所示的薄膜晶體管板。
具有這樣獲得的薄膜晶體管板的液晶顯示裝置，在像素電極5的邊緣部和掃描線3之間，設(shè)置了寬度大于數(shù)據(jù)線3的寬度的輔助電容電極6的電極部6b、6c，所以，利用該電極部6b、6c能防止在像素電極5的邊緣部和數(shù)據(jù)線3之間產(chǎn)生耦合電容。因此，能做到不產(chǎn)生垂直串?dāng)_，能提高顯示質(zhì)量。
并且，在上述制造方法中，包括以下工序第1工序，在柵絕緣膜14上形成數(shù)據(jù)線3和島狀的柵電極15；第2工序，形成穿過層間絕緣膜16和柵絕緣膜14的接觸孔19、20；第3工序，在層間絕緣膜16上形成掃描線2、輔助電容電極6、島狀的源電極17和漏電極18；第4工序，在外層膜23上形成接觸孔24；以及第5工序，在外層膜23上形成像素電極5。另一方面，例如，在上述專利文獻(xiàn)1的圖1和圖4所示的顯示裝置的情況下，也包括以下工序第1工序，在柵絕緣膜上形成包含柵電極的掃描線；第2工序，在層間絕緣膜和柵絕緣膜上形成穿通到另一側(cè)的源、漏區(qū)的接觸孔；第3工序，在層間絕緣膜上形成數(shù)據(jù)線；第4工序，在外層膜、層間絕緣膜和柵絕緣膜上形成穿通到另一側(cè)的源、漏區(qū)的接觸孔；以及第5工序，在外層膜上形成像素電極。所以，在上述制造方法中，即使把柵電極15、源電極17和漏電極18形成為島狀，也不會(huì)增加制造工序數(shù)。
圖9是作為本發(fā)明第2實(shí)施方式的液晶顯示裝置中的薄膜晶體管板的主要部分的透視平面圖。在此情況下，也為了明確表示圖9，在各像素電極5的邊緣部標(biāo)注了短斜實(shí)線組成的影線。在該薄膜晶體管板中，與圖1至圖3所示的情況的主要不同點(diǎn)是雙柵結(jié)構(gòu)的薄膜晶體管結(jié)構(gòu)，其詳細(xì)情況說明如下。從概念來看，是把多晶硅薄膜的平面形狀制成“コ”字形，并且把柵電極制成直線狀，以便把該“コ”字形的多晶硅薄膜的相對(duì)置部分連接起來。與第1實(shí)施方式一樣，柵電極和掃描線通過形成在層間絕緣膜上的接觸孔進(jìn)行連接。在此情況下，能夠把掃描線的寬度制成與柵電極的寬度相同，或者小于后者。柵電極的、分支成U字形的部分，與從掃描線上突出的雙柵結(jié)構(gòu)相比，能提高開口率。
以下說明該薄膜晶體管板的具體結(jié)構(gòu)。圖10表示沿圖9的X-X線的剖面圖；圖11是沿圖9的XI-XI線的剖面圖；圖12是沿圖9的XII-XII線的剖面圖。在玻璃基板1的上面設(shè)置了第1和第2基底絕緣膜11、12。在第2基底絕緣膜12的上面的各個(gè)規(guī)定部位設(shè)置了多晶硅薄膜13。多晶硅薄膜13也如圖13A所示，幾乎是以U字形左右對(duì)稱，將兩個(gè)大致中央部作為由本征區(qū)構(gòu)成的溝道區(qū)13b；其兩側(cè)作為n型雜質(zhì)低濃度區(qū)13c；再往兩側(cè)作為n型雜質(zhì)高濃度區(qū)13d。
在包括多晶硅薄膜13在內(nèi)的第2基底絕緣膜12上面，設(shè)置了柵絕緣膜14。在多晶硅薄膜13的2個(gè)溝道區(qū)13b上的柵絕緣膜14上面的各個(gè)規(guī)定部位，也如圖13B所示，直線狀的一個(gè)柵電極15被設(shè)置成島狀。在此情況下，一個(gè)柵電極15的兩端部成為連接部15b。在柵絕緣緣膜14上面的各個(gè)規(guī)定部位，也如圖13B所示地設(shè)置了數(shù)據(jù)線3。在數(shù)據(jù)線3的規(guī)定部位，設(shè)置了寬的連接部3a。
在包括柵電極15和數(shù)據(jù)線3在內(nèi)的柵絕緣膜14的上面，設(shè)置了層間絕緣膜16。在層間絕緣膜16的上面的各個(gè)規(guī)定部位，也如圖13c所示，源電極17和漏電極18被設(shè)置成島狀。源電極17，通過設(shè)置在層間絕緣膜16和柵絕緣膜14上的接觸孔19，連接在多晶硅薄膜13的一側(cè)的n型雜質(zhì)高濃度區(qū)13d上。
漏電極18的一個(gè)端部，通過設(shè)置在層間絕緣膜16和柵絕緣膜14上的接觸孔20，連接到多晶硅薄膜13的另一側(cè)的n型雜質(zhì)高濃度區(qū)13d上。漏電極18的另一端部，通過設(shè)置在層間絕緣膜16上的接觸孔21連接在數(shù)據(jù)線3的連接部3a上。
在層間絕緣膜16的上面的各個(gè)規(guī)定部位，也如圖13c所示，設(shè)置了掃描線2。在此情況下，與除連接部15b外的柵電極15對(duì)應(yīng)的部分上的掃描線2，形成比柵電極15的寬度窄的窄條部2b。這是為了確實(shí)地防止掃描線2從下層的柵電極15向橫向露出，而使電場(chǎng)作用于溝道區(qū)。掃描線2的窄條部2b兩側(cè)的部分，通過設(shè)置在層間絕緣膜16上的接觸孔22連接在柵電極15兩端的連接部15b上。所以，上述柵電極15的窄條部2b也可以不存在。在層間絕緣膜16的上面的各個(gè)規(guī)定部位，設(shè)置了與上述第1實(shí)施方式時(shí)幾乎相同的輔助電容電極6。
在包括源電極17等在內(nèi)的層間絕緣膜16的上面，設(shè)置了外層膜23。在外層膜23的上面的各個(gè)規(guī)定部位，設(shè)置了像素電極5。像素電極5通過設(shè)置在外層膜23上的接觸孔24連接在源電極17上。
并且，利用具有2個(gè)溝道區(qū)13b的多晶硅薄膜13、柵絕緣膜14、柵電極15、源電極17和漏電極18，來構(gòu)成雙柵結(jié)構(gòu)的薄膜晶體管4。
而且，該第2實(shí)施方式的薄膜晶體管的制造方法，幾乎和上述第1實(shí)施方式的情況相同，所以其說明從略。如上所述，該第2實(shí)施方式的薄膜晶體管板，使設(shè)置在柵絕緣膜14上的直線狀且島狀的柵電極15和設(shè)置在層間絕緣膜16上的掃描線2互相重合，所以，能減小與柵電極15的掃描線2相垂直的方向上的平面配置空間。其結(jié)果，能進(jìn)一步提高開口率。
為了增大由輔助電容電極6和像素電極5構(gòu)成的輔助電容，可以采用如下的結(jié)構(gòu)在柵絕緣膜14上形成柵電極15的工序中，在與多晶硅薄膜13及像素電極5相重合的區(qū)內(nèi)同時(shí)形成下層的輔助電容電極，把該下層的輔助電容電極連接到第1實(shí)施方式和第2實(shí)施方式中的輔助電容電極6上。第3實(shí)施方式表示具有這種結(jié)構(gòu)的液晶顯示裝置中的薄膜晶體管板，圖14表示其主要部分的透視平面圖。圖15是表示沿圖14的XV-XV線的剖面圖。在該薄膜晶體管板中，與圖1和圖2所示的情況的不同點(diǎn)是在層間絕緣膜16上的像素電極5的下邊部所對(duì)應(yīng)的區(qū)域，設(shè)置了電極部6d，該電極部6d從輔助電容電極6的電極部6a引出到與電極部6b、6c引出方向相反的一側(cè)，在與該電極部6d的下側(cè)和源電極17的下側(cè)相對(duì)應(yīng)的柵絕緣膜14的區(qū)域內(nèi)設(shè)置島狀的電極部6e，電極部6d通過設(shè)置在層間絕緣膜16的規(guī)定部位的接觸孔25與電極部6e相連接。
在這種情況下，還形成了電極部6d與其上側(cè)的像素電極5之間的輔助電容Cs1、電極部6e與其上側(cè)的像素電極5之間的輔助電容Cs2、電極部6d與其上側(cè)的源電極17之間的輔助電容Cs3、以及電極部6e與其下側(cè)的n型雜質(zhì)高濃度區(qū)13d之間的輔助電容Cs4。所以，能確保更大的輔助電容。
圖16是作為本發(fā)明第4實(shí)施方式的液晶顯示裝置中的薄膜晶體管板的、與圖15相同的剖面圖。該薄膜晶體管板與圖15所示情況的不同點(diǎn)是，利用由聚酰亞胺類樹脂或環(huán)氧樹脂等構(gòu)成的比較厚的平坦化薄膜26，取代了由氮化硅構(gòu)成的外層膜23。在這種情況下，由于平整膜26比較厚，所以，圖1所示的輔助電容電極6和像素電極5之間的通常的輔助電容Cs0減小。如上所述，此外由于能確保輔助電容Cs1、Cs2、Cs3、Cs4，所以能充分確保必要的輔助電容。
在第1實(shí)施方式至第4實(shí)施方式中，是頂柵型的薄膜晶體管，但本發(fā)明也可適用于底柵型的薄膜晶體管。并且，輔助電容電極若僅形成在與數(shù)據(jù)線相重合的部分，則能提高開口率。第5實(shí)施方式表示這種有源矩陣型液晶顯示裝置中的薄膜晶體管板。圖17表示其主要部分的透視平面圖。該薄膜晶體管板具有玻璃基板101。在該玻璃基板101的上面矩陣狀地設(shè)置了掃描線102和數(shù)據(jù)線103。在其各交點(diǎn)附近，設(shè)置薄膜晶體管104和像素電極105，另外，與數(shù)據(jù)線103相平行地設(shè)置了輔助電容電極106。
在此情況下，像素電極105的左右邊部與配置在其左右兩側(cè)的輔助電容電極106相重合。這樣，在像素電極105中，除了其左右兩側(cè)的輔助電容電極106形成區(qū)和薄膜晶體管104形成區(qū)之外的區(qū)域成為實(shí)質(zhì)上的像素區(qū)。但是，在薄膜晶體管板上配置成對(duì)置狀的對(duì)置板(無圖示)上，為了防止外光射入薄膜晶體管104，至少在與薄膜晶體管104對(duì)應(yīng)的部分設(shè)置黑掩模。
輔助電容電極106與數(shù)據(jù)線103相重合。此外，雖然在后面說明，輔助電容電極106在厚度方向上、即圖17中的紙面垂直方向上，分別通過絕緣膜設(shè)置在數(shù)據(jù)線103和像素電極105之間。并且，輔助電容電極106的寬度(與掃描線102相平行的方向上的長(zhǎng)度)大于數(shù)據(jù)線103的寬度。這樣，即使在與掃描線102相平行的方向上發(fā)生位置偏差，仍能完全覆蓋住數(shù)據(jù)線103，使數(shù)據(jù)線103不直接與像素電極105相對(duì)置。
并且，輔助電容電極106配置在數(shù)據(jù)線103的幾乎整個(gè)配置區(qū)內(nèi)，這樣，輔助電容電極106相即使對(duì)于像素電極5、在與掃描線102相垂直的方向上出現(xiàn)位置偏差，仍能確切地與像素電極105重合，能切實(shí)防止由對(duì)位偏差引起的輔助電容變化。
以下說明該薄膜晶體管板的具體結(jié)構(gòu)。圖18表示沿圖17的XVIII-XVIII線的剖面圖。在玻璃基板101的上面，設(shè)置了包括由鉻或鉬等構(gòu)成的柵電極102a在內(nèi)的掃描線102(參見圖1)。在包括柵電極102a和掃描線102在內(nèi)的玻璃基板101的上面，設(shè)置了由氮化硅構(gòu)成的柵絕緣膜51。
在柵電極102a上的柵絕緣膜51上，設(shè)置了由本征非晶硅構(gòu)成的半導(dǎo)體薄膜113。在柵電極102a上的半導(dǎo)體薄膜113上面的規(guī)定部位，設(shè)置了由氮化硅構(gòu)成的溝道保護(hù)膜52。
在溝道保護(hù)膜52的上面兩側(cè)、及其兩側(cè)的半導(dǎo)體薄膜113的上面，設(shè)置了由n型非晶硅構(gòu)成的歐姆接觸層53、54。在歐姆接觸層53、54的上面，設(shè)置了由鉻或鉬等構(gòu)成的源電極57和漏電極58。
并且，利用柵電極102a、柵絕緣膜51、半導(dǎo)體薄膜113、溝道保護(hù)膜52、歐姆接觸層53、54、源電極57和漏電極58，共同構(gòu)成薄膜晶體管104。
在柵絕緣膜51的上面，設(shè)置了數(shù)據(jù)線103。在此情況下，數(shù)據(jù)線103從下面起依次形成本征非晶硅層103a、n型非晶硅層103b、由鉻或鉬等構(gòu)成的金屬層103c等3層結(jié)構(gòu)。并且，本征非晶硅層103a、n型非晶硅層103b和金屬層103c，連接到漏電極58形成區(qū)內(nèi)的半導(dǎo)體薄膜113、歐姆接觸層53和漏電極58上。
在包括薄膜晶體管104和數(shù)據(jù)線103在內(nèi)的柵絕緣膜51的上面，設(shè)置了由氮化硅構(gòu)成的層間絕緣膜59。在數(shù)據(jù)線103上的層間絕緣膜59的上面，設(shè)置了由鉻或鉬等構(gòu)成的輔助電容電極106。
在包括輔助電容電極106在內(nèi)的層間絕緣膜59的上面，設(shè)置了由氮化硅構(gòu)成的外層膜123。在源電極57上的層間絕緣膜59和外層膜123上，設(shè)置了接觸孔61。在外層膜123的上面，由ITO和ZnO等透明導(dǎo)電材料構(gòu)成的像素電極105通過接觸孔61連接在源電極57上。
并且，具有上述結(jié)構(gòu)的薄膜晶體管板的有源矩陣型液晶顯示裝置，在數(shù)據(jù)線103和像素電極105之間，設(shè)置了其形狀為比數(shù)據(jù)線103的寬度大的輔助電容電極106，所以，利用該輔助電容電極106，能防止在數(shù)據(jù)線103和像素電極105之間產(chǎn)生耦合電容，所以能防止發(fā)生垂直串?dāng)_，能提高顯示特性。
并且，如圖17所示，掃描線102和數(shù)據(jù)線103的交叉部分附近，可以用輔助電容電極106進(jìn)行遮光。所以，同利用設(shè)置在對(duì)置板上的、加工精度相對(duì)較差的黑掩膜對(duì)該附近進(jìn)行遮光的情況相比較，能增大開口率。
再者，如圖17所示，由于僅像素電極105的左右邊部與配置在其左右兩側(cè)的輔助電容電極106相重合，所以同下述情況相比，能增大開口率。該情況是，將輔助電容電極與掃描線102相平行地配置，并且，由從該輔助電容電極沿像素電極105的左右邊部伸出的2個(gè)伸出部、和其根部之間的輔助電容電極構(gòu)成的大致成U字形的部分，與像素電極105的3個(gè)邊部相重合。
圖19是本發(fā)明第6實(shí)施方式的薄膜晶體管板的、與圖17相同的透視平面圖。在該圖19中，與圖17所示的情況的不同點(diǎn)是，延長(zhǎng)像素電極105的上邊部，使其與前級(jí)的掃描線102重合。在此情況下，為了確實(shí)防止像素電極105的上邊部越過前級(jí)的掃描線102與前級(jí)的薄膜晶體管(無圖示)產(chǎn)生干擾，使掃描線103的寬度稍大于圖17所示的情況。
這樣，該第6實(shí)施方式，由于延長(zhǎng)像素電極105的上邊部，使其與前級(jí)的掃描線102相重合，可以消除圖17所示的情況下存在的、像素電極105和前級(jí)的掃描線102之間的間隙(漏光部)。所以，不需要利用設(shè)置在對(duì)置板上的黑掩模來對(duì)該間隙進(jìn)行遮光，與用黑掩模進(jìn)行遮光的情況相比，能增大開口率。
并且，由于延長(zhǎng)像素電極105的上邊部，使其與前級(jí)的掃描線102相重合，進(jìn)一步增強(qiáng)了像素電極105的上邊部和前級(jí)的掃描線102之間的電場(chǎng)。其結(jié)果，介于像素電極105的上邊部和對(duì)置板之間的液晶受到前級(jí)的掃描線102的切斷電位的較強(qiáng)限制。與圖17所示的情況相比，能減小“分離性”。所以，為了掩蓋“分離性”，可稍稍減小設(shè)置在對(duì)置板上的黑掩模，從而能提高開口率。
圖20是本發(fā)明第7實(shí)施方式的薄膜晶體管板的、與圖19相同的透視平面圖。在該圖20中，與圖19所示的情況的不同點(diǎn)是，從在像素電極105的左側(cè)配置的輔助電容電極106的薄膜晶體管附近處起，向右方向使第1伸出部106a在與掃描線102相平行的方向上伸出，該第1伸出部106a在薄膜晶體管104的柵電極102a的上側(cè)與像素電極105的下邊部左側(cè)相重合，并且，在像素電極105的右側(cè)配置的輔助電容電極106的掃描線102附近處，向左方向使第2伸出部106b在與掃描線102相平行的方向上伸出，使第2伸出部106b與像素電極105的下邊部右側(cè)、掃描線102及后級(jí)像素電極105A的上邊部右側(cè)相重合。在此情況下，薄膜晶體管104的源電極57與像素電極105的連接部分(即圖18的接觸孔61部分)，被設(shè)置在避開第2伸出部106b的位置。
這樣，在第3實(shí)施方式中，從左側(cè)的輔助電容電極106伸出的第1伸出部106a，配置在薄膜晶體管104的柵電極102a和像素電極105的下邊部左側(cè)之間，并且，從右側(cè)的輔助電容電極106伸出的第2伸出部106b，配置在像素電極105的下邊部右側(cè)和掃描線102之間，所以，能減小像素電極105和薄膜晶體管104的柵電極102a及掃描線102之間的耦合電容(Cgs)。它表示在交流驅(qū)動(dòng)中，用小的輔助電容即可抑制由柵電位的變化引起的像素電位變化(飛入電壓ΔV)，能夠減小對(duì)顯示質(zhì)量有不良影響的閃爍以及對(duì)可靠性有不良影響的螢光屏圖像保留現(xiàn)像。
并且，利用第2伸出部106b能覆蓋像素電極105的下邊部右側(cè)和掃描線102之間的間隙，所以能消除來自間隙的漏光。因此，不需要利用設(shè)置在對(duì)置板上的黑掩模來遮蓋該間隙，同利用黑掩模來遮光的情況相比，能增大開口率。
圖21是本發(fā)明第8實(shí)施方式的薄膜晶體管板的、與圖17相同的透視平面圖。在圖21中，與圖17所示的情況的不同點(diǎn)是在掃描線106附近，通過連結(jié)部106c來連結(jié)像素電極105的左右兩側(cè)的2個(gè)輔助電容電極106，使該連結(jié)部106c同像素電極105的下邊部及后級(jí)的像素電極105A的上邊部重合。在此情況下，薄膜晶體管104的源電極57與像素電極105的連接部分(即圖18的接觸孔61部分)，設(shè)置在避開連結(jié)部106c的位置。
這樣，在第8實(shí)施方式中，由于使連結(jié)部106c與像素電極105下邊部及后級(jí)的像素電極105A上邊部重合，所以，利用包括連結(jié)部106c的輔助電容電極106能覆蓋像素電極105的中央部(透射像素)以外的全區(qū)。因此，不必在對(duì)置板上設(shè)置防止漏光用的黑掩模，能顯著增大開口率。
并且，具有由本征非晶硅構(gòu)成的半導(dǎo)體薄膜113(參見圖18)的薄膜晶體管104的情況下，容易發(fā)生漏光，但由于利用連結(jié)部106c能完全遮蓋該薄膜晶體管104(源電極57的一部分除外)，所以能大大提高漏光抑制性能。
并且，由于用連結(jié)部106c來連結(jié)像素電極105左右兩側(cè)的2個(gè)輔助電容電極106，所以，包括連結(jié)部106c的輔助電容電極106變成格子狀。因此，即使包括連結(jié)部106c的輔助電容電極106的某處發(fā)生斷線，仍能確保電流通路，能大大減小發(fā)生斷線故障的危險(xiǎn)度。
再者，當(dāng)包括連結(jié)部106c的輔助電容電極106是格子狀時(shí)，例如圖17所示，同輔助電容電極106是條狀時(shí)相比，電阻值減小，所以，隨之時(shí)間常數(shù)減小，能使液晶起動(dòng)靈敏。也就是說，雖然未圖示，但輔助電容電極106連接到對(duì)置板上設(shè)置的對(duì)置電極上，與對(duì)置電極同步地驅(qū)動(dòng)輔助電容電極106。并且，為了對(duì)交流驅(qū)動(dòng)中的飛入電壓ΔV進(jìn)行校正，所以與1H信號(hào)或1V信號(hào)同步地驅(qū)動(dòng)對(duì)置電極，因此，通過降低電阻值減小時(shí)間常數(shù)，使液晶起動(dòng)靈敏。
圖22是本發(fā)明第9實(shí)施方式的薄膜晶體管板的、與圖21相同的透視平面圖。在圖22中，與圖21所示的情況的不同點(diǎn)是，形成輔助電容電極106的連結(jié)部106c與掃描線102重合、但不與像素電極105重合的形狀，這樣，像素電極105的一部分通過掃描線102和絕緣膜成直接對(duì)置。也就是說，在圖22中，輔助電容電極106的連結(jié)部106c變成僅與掃描線102的上部側(cè)重合的形狀，掃描線102中的記入點(diǎn)的區(qū)域，通過柵絕緣膜51、層間絕緣膜59和外層膜123(參見圖18)與像素電極105相對(duì)置，輔助電容電極106的連結(jié)部106c不介入兩者之間。
這樣，在第9實(shí)施方式中，其結(jié)構(gòu)是掃描線102中記入了點(diǎn)的區(qū)域，不通過輔助電容電極106的連結(jié)部106c，而僅通過絕緣膜與像素電極105的一部分重合。所以，像素電極105和掃描線102之間的電場(chǎng)進(jìn)一步增強(qiáng)。因此，介于像素電極105的一部分和對(duì)置板之間的液晶，受到前級(jí)的掃描線102的截止電位的較強(qiáng)限制，使分離性減小。所以，和上述第6實(shí)施方式時(shí)一樣，為了掩蓋分離性，可使對(duì)置板上設(shè)置的黑掩模一定程度上減小，因而能增大開口率。
圖23是本發(fā)明第7實(shí)施方式的薄膜晶體管板的、與圖22相同的透視平面圖。在圖23中，與圖22所示的情況的不同點(diǎn)是，在包括形成于層間絕緣膜59(參見圖18)上的連結(jié)部106c在內(nèi)的輔助電容電極106的正下面，設(shè)置了由ITO或ZnO等透明導(dǎo)電材料構(gòu)成的透射性輔助電容電極106A。
在此情況下，透射性輔助電容電極106A，在與像素電極105的左右邊部和下邊部對(duì)應(yīng)的區(qū)域內(nèi)，設(shè)置到包括連結(jié)部106c在內(nèi)的輔助電容電極106的、稍靠?jī)?nèi)側(cè)的位置為止。并且，透射性輔助電容電極106A不設(shè)置在薄膜晶體管104的源電極57與像素電極105的連接部分(即圖18的接觸孔61部分)、以及與其附近相對(duì)應(yīng)的區(qū)域內(nèi)。另外，包括連結(jié)部106c在內(nèi)的輔助電容電極106，利用能與ITO和ZnO等透明導(dǎo)電材料所構(gòu)成的透射性輔助電容電極106A直接電接觸的鉻或鉬等所構(gòu)成的遮光性金屬來形成。
這樣，在該第10實(shí)施方式中，在像素電極105左右邊部和下邊部所對(duì)應(yīng)的區(qū)域內(nèi)，把透射性輔助電容電極106A設(shè)置在包括連結(jié)部106c在內(nèi)的輔助電容電極106的稍靠?jī)?nèi)側(cè)的位置，所以，利用位于該稍靠?jī)?nèi)側(cè)的位置上的透射性輔助電容電極106A和像素電極105的重合部分與能形成輔助電容部。而且，由于位于稍靠?jī)?nèi)側(cè)的位置上的透射性輔助電容電極106利用ITO或ZnO等透明導(dǎo)電材料來形成，所以不影響開口率，因此，適當(dāng)選擇位于稍靠?jī)?nèi)側(cè)位置上透射性輔助電容電極106A的大小和形狀，不影響開口率，能調(diào)整輔助電容的大小。
而且，透射性輔助電容電極106A，若參照?qǐng)D18來說明，則也可以設(shè)置在包括輔助電容電極106在內(nèi)的層間絕緣膜59的上面，并且，也可以在包括輔助電容電極106的層間絕緣膜59的上面所設(shè)置的上層層間絕緣膜(無圖示)的上面，通過該上層層間絕緣膜上所設(shè)置的接觸孔，設(shè)置成與輔助電容電極106連接。并且在上層層間絕緣膜下設(shè)置透射性輔助電容電極106A，在上層層間絕緣膜上把輔助電容電極106設(shè)置成通過上層層間絕緣膜上所設(shè)置的接觸孔而連接到透射性輔助電容電極106A上。
發(fā)明的效果如上述說明的那樣，若采用本發(fā)明，由于將輔助電容電極的一部分分別通過絕緣膜設(shè)置在像素電極和數(shù)據(jù)線之間，所以，利用該輔助電容電極的一部分，能防止在像素電極和數(shù)據(jù)線之間產(chǎn)生耦合電容，所以，能防止發(fā)生垂直串?dāng)_。
權(quán)利要求
1.一種液晶顯示裝置，其特征在于，包括基板(1、101)；在上述基板(1、101)上以矩陣狀設(shè)置的掃描線(2、102)和數(shù)據(jù)線(3、103)；薄膜晶體管(4、104)，設(shè)置在上述掃描線(2、102)和數(shù)據(jù)線(3、103)相交叉的各個(gè)交點(diǎn)附近，并具有半導(dǎo)體薄膜(13、113)、與上述掃描線(2、102)連接的柵電極(15、102a)、源電極(17)、以及與上述數(shù)據(jù)線(3、103)相連接的漏電極(18)；像素電極(5、105)，設(shè)置成與上述薄膜晶體管(4、104)的源電極(17、57)相連接；輔助電容電極(6、106)，具有與上述像素電極(5、105)重合的重合區(qū)，由上述重合區(qū)和上述像素電極(5、105)構(gòu)成輔助電容；第1絕緣膜(16、59)，被配置于上述輔助電容電極(6、106)和數(shù)據(jù)線(3、103)之間；以及第2絕緣膜(23、113)，被配置于上述像素電極和上述輔助電容電極之間。
2.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于，上述輔助電容電極(6、106)的上述重合區(qū)，其寬度大于上述數(shù)據(jù)線(3、103)的寬度。
3.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于，上述柵電極(15)和上述數(shù)據(jù)線(3)設(shè)置在同一平面上。
4.如權(quán)利要求3所述的液晶顯示裝置，其特征在于，在上述柵電極(15)和上述數(shù)據(jù)線(3)上形成上述第1絕緣膜(16)，在上述第1絕緣膜(16)上設(shè)置上述掃描線(2)、上述源電極(17)、上述漏電極(18)和上述輔助電容電極(6)。
5.如權(quán)利要求3所述的液晶顯示裝置，其特征在于，上述薄膜晶體管(4)具有柵絕緣膜(14)，上述柵電極(15)和上述數(shù)據(jù)線(3)形成在上述柵絕緣膜(14)上。
6.如權(quán)利要求5所述的液晶顯示裝置，其特征在于，上述漏電極(18)形成在上述第1絕緣膜(16)上，通過在上述柵絕緣膜(14)和上述第1絕緣膜(16)上形成的接觸孔(20)連接在上述半導(dǎo)體薄膜(4)上，而且，通過在上述第1絕緣膜(16)上形成的接觸孔(21)連接在上述數(shù)據(jù)線(3)上。
7.如權(quán)利要求5所述的液晶顯示裝置，其特征在于，上述源電極(17)形成在上述第1絕緣膜上，通過在上述柵絕緣膜(14)和上述第1絕緣膜(16)上形成的接觸孔(19)連接在上述半導(dǎo)體薄膜(13)上，而且，上述像素電極(5)通過在上述第2絕緣膜(23)上形成的接觸孔(24)連接在上述第2絕緣膜(23)上。
8.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于，上述柵電極(15)設(shè)置在上述掃描線下。
9.如權(quán)利要求8所述的液晶顯示裝置，其特征在于，上述柵電極(15)的寬度大于在其上設(shè)置的上述掃描線(2)的寬度。
10.如權(quán)利要求8所述的液晶顯示裝置，其特征在于，多個(gè)上述柵電極(15)被設(shè)置在上述半導(dǎo)體薄膜的源電極和漏電極之間，分別通過共用連接部(15a)連接。
11.如權(quán)利要求8所述的液晶顯示裝置，其特征在于，上述半導(dǎo)體薄膜(13)具有U字形的形狀，形成的上述柵電極(15)橫斷上述U字形的半導(dǎo)體薄膜(13)的多個(gè)位置。
12.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于，在上述第1絕緣膜(16)上，形成與上述半導(dǎo)體薄膜(13)重合的第2輔助電容電極(6e)。
13.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于，在上述第1絕緣膜(16)上，形成與上述源電極(17)重合的第2輔助電容電極(6e)。
14.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于，在上述第1絕緣膜(16)上，形成與上述半導(dǎo)體薄膜(13)及上述源電極(17)重合的第2輔助電容電極(6e)。
15.如權(quán)利要求14所述的液晶顯示裝置，其特征在于，上述第2絕緣膜(23)由樹脂形成。
16.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于，上述像素電極(105)，其一部分重合在鄰接的上述掃描線(105)上。
17.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于，上述薄膜晶體管(104)具有柵絕緣膜(51)；在上述柵絕緣膜(15)上形成半導(dǎo)體薄膜(113)和上述數(shù)據(jù)線(103)；在上述半導(dǎo)體薄膜(113)上形成上述源電極(57)和上述漏電極(58)；在上述數(shù)據(jù)線(103)上、源電極(57)上、上述漏電極(58)上、以及從上述數(shù)據(jù)線(103)、源電極(57)和上述漏電極(58)露出的上述柵絕緣膜(51)上，形成上述第1絕緣膜(59)。
18.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于，從上述輔助電容線(106)延伸出伸出部(106a)，該伸出部(106a)與上述像素電極(105)和上述薄膜晶體管(104)的柵電極(102a)之間的間隙的至少一部分重合。
19.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于，從上述輔助電容線(106)延伸出伸出部(106b)，該伸出部(106b)與上述像素電極(105)和上述掃描線(102)之間的間隔重合。
20.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于，至少在上述輔助電容線(106)的上述重合區(qū)，重合地設(shè)置比上述輔助電容線(106)的寬度更寬的透射性輔助電容線(106A)。
21.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于，在互相鄰接的上述輔助電容線(106)之間設(shè)置連結(jié)部(106c)，整體上形成格子狀。
22.如權(quán)利要求21所述的液晶顯示裝置，其特征在于，上述連結(jié)部(106c)具有上述像素電極(105)與上述掃描線(102)之間的間隙、以及與上述掃描線(102)的整體對(duì)應(yīng)的區(qū)域。
23.如權(quán)利要求21所述的液晶顯示裝置，其特征在于，上述連結(jié)部(106c)與上述薄膜晶體管(104)的半導(dǎo)體薄膜(113)重合。
24.如權(quán)利要求21所述的液晶顯示裝置，其特征在于，上述掃描線(102)，其一部分與上述輔助電容電極(106)的上述連結(jié)部(106c)重合，一部分不與上述輔助電容電極(106)的上述連結(jié)部(106c)重合、而與鄰接的上述像素電極(105A)重合。
全文摘要
本發(fā)明提供一種液晶顯示裝置，在與紙面垂直的方向上，通過在像素電極(5)和數(shù)據(jù)線(3)之間配置輔助電容線(6)，能防止在像素電極(5)和數(shù)據(jù)線(3)之間產(chǎn)生耦合電容。在此情況下，輔助電容線(6)與數(shù)據(jù)線(3)相平行地配置在數(shù)據(jù)線(3)的整個(gè)配置區(qū)內(nèi)。因此，能防止在像素電極和數(shù)據(jù)線之間產(chǎn)生耦合電容。
文檔編號(hào)G09F9/00GK1527117SQ200410028
公開日2004年9月8日 申請(qǐng)日期2004年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月7日
發(fā)明者中村彌生, 石井裕滿, 下牧伸一, 渡邊仁, 一, 滿 申請(qǐng)人:卡西歐計(jì)算機(jī)株式會(huì)社