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，特別是涉及對(duì)每個(gè)像素形成的頂柵型的薄膜晶體管的 遮光的液晶顯示裝置。
背景技術(shù)：
液晶顯示裝置為經(jīng)由液晶層使形成薄膜晶體管等的第一基板和形成濾色器等的 第二基板相對(duì)配置的構(gòu)成。特別是如圖14所示，在使用具有由兩個(gè)頂柵型的薄膜晶體管 TFTU TFT2構(gòu)成的雙柵構(gòu)造的薄膜晶體管的現(xiàn)有的液晶顯示裝置中，在由沿X方向延伸且 在Y方向并行設(shè)置的掃描信號(hào)線(柵極線)GL和沿Y方向延伸并在X方向并行設(shè)置的圖像 信號(hào)線(漏極線)DL包圍的每個(gè)區(qū)域形成像素電極PX，構(gòu)成像素的區(qū)域。在該柵極線GL和 漏極線DL交叉的區(qū)域的附近形成串聯(lián)連接的兩個(gè)薄膜晶體管TFT1、TFT2，經(jīng)由該兩個(gè)薄膜 晶體管TFT1、TFT2將圖像信號(hào)從薄膜晶體管TFT2的源電極ST向像素電極PX供給。此時(shí)， 由圖14所示的K— K’線的剖面圖即圖15可知，形成兩個(gè)薄膜晶體管TFT1、TFT2的半導(dǎo)體 層PS為層疊在與由金屬薄膜等形成的柵極線GL相比更接近第一基板SUBl的一側(cè)的構(gòu)成。 因此，提案有為抑制伴隨箭頭所示的背光BL向半導(dǎo)體層PS入射而產(chǎn)生的光泄漏電流，而形 成用于將背光BL遮斷的遮光層。此外，在圖15中，絕緣膜PASl PAS5為將半導(dǎo)體層PS 等的各薄膜層絕緣的薄膜層，第一基板SUBl的最上層的薄膜層為配向膜0RI。
作為形成遮光層的液晶顯示裝置，例如有(日本)特開2001 — 33822號(hào)公報(bào)中記載 的液晶顯示裝置。在(日本)特開2001 - 33822號(hào)公報(bào)記載的液晶顯示裝置中，在對(duì)每個(gè)像 素配置一個(gè)薄膜晶體管的情況下，相比半導(dǎo)體層的面積，遮光層的面積變小，并且，遮光層 以覆蓋薄膜晶體管的源電極側(cè)即與像素電極連接的一側(cè)的方式進(jìn)行配置而構(gòu)成。另外，在 使用具有雙柵構(gòu)造的頂柵型的薄膜晶體管的情況下，為由遮光膜將接近像素電極的一側(cè)的 薄膜晶體管遮光的構(gòu)成。
但是，如圖16所示的像素的等效電路所示，另外，在薄膜晶體管TFT的源電極側(cè)形 成用于將圖像信號(hào)保持規(guī)定期間的電容(保持電容)Cst，而且，在薄膜晶體管的柵電極與源 電極之間也形成有電容(柵極/源極間電容)Cgs。在設(shè)為由遮光層覆蓋頂柵型的薄膜晶體 管的構(gòu)成的情況下，在上述的電容Cst、Cgs的基礎(chǔ)上，在薄膜晶體管TFT的漏電極上，在與 遮光層SF之間形成電容Cl，同時(shí)，形成遮光層SF與柵極線GL之間的電容C2及遮光層SF 與薄膜晶體管之間的電容C3。該情況下，薄膜晶體管TFT的柵電極與源電極之間的電容為 由經(jīng)由遮光層SF串聯(lián)連接的電容C2和電容C3形成的電容和柵極/源極間電容Cgs的合 計(jì)電容。此時(shí)，在使用了頂柵型的薄膜晶體管TFT的情況下，源電極和遮光層SF經(jīng)由I層 的絕緣膜重疊配置，因此，遮光層SF和薄膜晶體管之間的電容C3也成為非常大的電容。因 此，通過設(shè)置遮光層SF，薄膜晶體管TFT的柵極/源極間的電容大幅增加，柵極斷開時(shí)的饋 通電壓可能增大。因此，在專利文獻(xiàn)I所記載的構(gòu)成中，為由遮光層覆蓋與像素電極直接連 接的一側(cè)的薄膜晶體管的構(gòu)成，因此，柵極斷開時(shí)的饋通電壓增大，顯示品質(zhì)可能降低。
特別是，從柵極線GL向薄膜晶體管TFT供給的掃描信號(hào)(柵極信號(hào))因柵極線的配線負(fù)荷而在顯示區(qū)域內(nèi)延遲量有所不同，因此，在進(jìn)行負(fù)極寫入時(shí)，在柵極線GL的負(fù)荷減 小，柵極波形急劇變化的情況下，饋通電壓增大。另一方面，在柵極線GL的負(fù)荷大且成為矩 形狀的掃描信號(hào)波形(柵極波形)的情況下，通過再次寫入，饋通電壓減小。因此，在以覆蓋 與像素電極連接的薄膜晶體管的方式形成遮光膜的情況下，在顯示區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生饋通電壓的 偏差，在顯示面內(nèi)保持電壓發(fā)生變化，作為該電壓變化對(duì)畫質(zhì)的影響，殘留圖像或面內(nèi)亮度 之差可能增大。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于這樣的問題點(diǎn)而創(chuàng)立的，本發(fā)明的目的在于，可以提供降低頂柵型 的薄膜晶體管的斷開泄漏電流(Off Leak Current),提高顯示品質(zhì)的技術(shù)。
為解決所述課題，本發(fā)明提供的液晶顯示裝置具有第一基板，其上形成有沿X方 向延伸且在Y方向并行設(shè)置的柵極線、沿Y方向延伸且在X方向并行設(shè)置的漏極線、與來自 所述柵極線的掃描信號(hào)同步地將來自所述漏極線的圖像信號(hào)向像素電極輸出的薄膜晶體 管；第二基板，其經(jīng)由液晶層與所述第一基板相對(duì)配置，其特征在于，所述薄膜晶體管由頂 柵型的薄膜晶體管構(gòu)成，該頂柵型的薄膜晶體管將柵電極形成于比半導(dǎo)體層更遠(yuǎn)離所述第 一基板的一側(cè)，所述薄膜晶體管的構(gòu)成為具備第一薄膜晶體管，其將漏電極與所述漏極線 電連接；第二薄膜晶體管，其與所述第一薄膜晶體管串聯(lián)連接且其漏電極與所述第一薄膜 晶體管的源電極且源電極與所述像素電極電連接；遮光層，其形成于所述半導(dǎo)體層與所述 第一基板之間，將從所述第一基板側(cè)入射的背光遮斷，所述遮光層從平面看與所述第一薄 膜晶體管重疊形成，將向所述第一薄膜晶體管側(cè)入射的背光遮斷，并且使向所述第二薄膜 晶體管側(cè)入射的背光通過。
根據(jù)本發(fā)明，可以降低頂柵型的薄膜晶體管的斷開泄漏電流，提高顯示品質(zhì)。
本發(fā)明的其它效果將從說明書全文的記載表明。


圖1是用于說明本發(fā)明實(shí)施方式I的液晶顯示裝置的整體構(gòu)成的圖2是用于說明本發(fā)明實(shí)施方式I的液晶顯示裝置的像素的詳細(xì)構(gòu)成的平面圖3是圖2所示的B— B’線的剖面圖4是圖2所示的C — C’線的剖面圖5是本發(fā)明實(shí)施方式2的液晶顯示裝置的像素的詳細(xì)構(gòu)成平面圖6是圖5所示的D — D’線的剖面圖7是用于說明本發(fā)明實(shí)施方式2的液晶顯示裝置的圖像顯示時(shí)的柵電極及漏極 線以及遮光層的電位的圖8是用于說明本發(fā)明實(shí)施方式3的液晶顯示裝置的像素的詳細(xì)構(gòu)成的平面圖9是圖8所示的F — F’線的剖面圖10是圖8所示的G — G’線的剖面圖11是用于說明本發(fā)明實(shí)施方式4的液晶顯示裝置的像素的詳細(xì)構(gòu)成的平面 圖12是圖11所示的H-H’線的剖面圖13是圖11所示的J — J’線的剖面圖14是用于說明現(xiàn)有的液晶顯示裝置的像素的詳細(xì)構(gòu)成的圖15是圖14所示的K 一 K’線的剖面圖16是具有遮光層SF的像素的等效電路；
圖17是用于說明本發(fā)明實(shí)施方式I的液晶顯示裝置的圖像顯示時(shí)的柵電極及漏 極線以及遮光層的電位的圖。
符號(hào)說明
SUBl :第一基板、SUB2 :第二基板、SL :密封材料、DR :驅(qū)動(dòng)電路、FPC :撓性印刷基 板、AR :顯示區(qū)域、DL :漏極線、GL :柵極線、CT :共通電極、CL :共線、GT :柵電極、GTl :延伸 部、TFT、TFTl TFT3 :薄膜晶體管、SF :遮光層、PX :像素電極、DT :漏電極、PS :半導(dǎo)體層、 ST :源電極、PASl PAS5 :絕緣膜、OR1:配向膜、CH :接觸孔具體實(shí)施方式
下面，使用附圖對(duì)應(yīng)用了本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。但是，以下的說明中，對(duì)于 同一構(gòu)成要素標(biāo)注同一符號(hào)，省略重復(fù)的說明。另外，附圖所示的X、Y、Z分別表示X軸、Y 軸及Z軸。
(實(shí)施方式I)
(整體構(gòu)成)
圖1是用于說明本發(fā)明實(shí)施方式I的液晶顯示裝置的整體構(gòu)成圖，下面，基于圖1 說明實(shí)施方式I的液晶顯示裝置的構(gòu)成。如圖1所示，實(shí)施方式I的液晶顯示裝置具有形 成像素電極PX等的第一基板SUB1、形成未圖示的濾色器及黑底且與第一基板SUBl相對(duì)配 置的第二基板SUB2、由第一基板SUBl和第二基板SUB2夾持的未圖示的液晶層構(gòu)成的液晶 顯示面板，通過將該成為該液晶顯示面板的光源的未圖示的背光單元(背光裝置)組合，構(gòu) 成液晶顯示裝置。
第一基板SUBl和第二基板SUB2的固定及液晶的密封為由環(huán)狀涂布于第二基板 SUB2的周邊部的密封材料SL固定，也密封液晶的構(gòu)成。另外，第二基板SUB2為比第一基板 SUBl小的面積，使第一基板SUBl的圖中下側(cè)的邊部露出。在該第一基板SUBl的邊部搭載 有由半導(dǎo)體芯片構(gòu)成的驅(qū)動(dòng)電路DR。該驅(qū)動(dòng)電路DR驅(qū)動(dòng)后述的顯示區(qū)域AR的各顯示像 素(以下簡稱為像素)。此外，在以下的說明中，在液晶顯示面板的說明中也記作液晶顯示裝 置。
另外，作為第一基板SUBl及第二基板SUB2，例如通常使用眾所周知的玻璃基板作 為基材，但不限于玻璃基板，也可以是石英玻璃或塑料(樹脂)那樣的其它絕緣性基板。例 如，如果使用石英玻璃，則可以提高工藝溫度，因此，可以使后述的薄膜晶體管TFT的柵極 絕緣膜致密化，因此，可以提高可靠性。另一方面，在使用塑料(樹脂)基板的情況下，可提供 輕量且耐沖擊性優(yōu)異的液晶顯示裝置。
另外，實(shí)施方式I的液晶顯示裝置中，由封入了液晶的區(qū)域內(nèi)形成像素的區(qū)域?yàn)?顯示區(qū)域AR。因此，即使在封入有液晶的區(qū)域內(nèi)，不形成像素而與顯示無關(guān)的區(qū)域不為顯示 區(qū)域AR。
實(shí)施方式I的液晶顯示裝置中，在第一基板SUBl的液晶側(cè)的面即顯示區(qū)域AR內(nèi)形成有沿圖1中X方向延伸且在Y方向并行設(shè)置的掃描信號(hào)線(柵極線)GL。另外，形成沿 圖1中Y方向延伸且在X方向并行設(shè)置的圖像信號(hào)線(漏極線)DL。由漏極線DL和柵極線 GL包圍的矩形狀的區(qū)域構(gòu)成形成像素的區(qū)域，由此，各像素在顯示區(qū)域AR內(nèi)被矩陣狀配 置。各像素例如圖1中圓圈A的等效電路圖A’所示，具備由來自柵極線GL的掃描信號(hào)進(jìn) 行接通/斷開驅(qū)動(dòng)的兩個(gè)頂柵型的薄膜晶體管(第一薄膜晶體管)TFTl和薄膜晶體管(第二 薄膜晶體管)TFT2構(gòu)成的雙柵構(gòu)造的薄膜晶體管TFT、經(jīng)由該接通的薄膜晶體管TFT1、TFT2 供給來自漏極線DL的圖像信號(hào)的像素電極PX、至少形成于顯示區(qū)域AR的整個(gè)面且從X方 向的左右(第一基板SUBl的端部)的一端或兩側(cè)經(jīng)由共線CL對(duì)圖像信號(hào)的電位供給具有作 為基準(zhǔn)的電位的共通信號(hào)的共通電極CT。此時(shí)，薄膜晶體管TFT由串聯(lián)連接的兩個(gè)薄膜晶 體管TFT1、TFT2構(gòu)成，即由所謂的雙柵構(gòu)造的頂柵型薄膜晶體管構(gòu)成。因此，一薄膜晶體管 TFTl的漏電極與漏極線DL連接，柵電極與柵極線GL連接。另一薄膜晶體管TFT2的源電極 與像素電極PX連接，柵電極和薄膜晶體管TFTl相同與柵極線GL連接，將薄膜晶體管TFTl 的源電極和薄膜晶體管TFT2的漏電極電連接。
在像素電極PX與共通電極CT之間產(chǎn)生具有與第一基板SUBl的主面平行的成分 的電場，由該電場驅(qū)動(dòng)液晶的分子。這樣的液晶顯示裝置已知可以進(jìn)行所謂的寬視角顯示， 根據(jù)向液晶施加電場的特異性，稱作IPS(In-plane Switching)方式或橫電場方式。另外， 在這種構(gòu)成的液晶顯示裝置中，在對(duì)液晶未施加電場的情況下，將光透射率設(shè)為最小(黑表 示)，通過施加電場，提高光透射率，以常黑顯示方式進(jìn)行顯示。此外，本發(fā)明不限于共通電 極CT形成于第一基板SUBl側(cè)的液晶顯示裝置，也可以適用于共通電極CT形成于第二基板 SUB2 的 TN (Twisted Nematic)方式或 VA (Vertical Alignment)方式等其它液晶顯示裝 置。另外，實(shí)施方式I的液晶顯示裝置中，為至少在顯示區(qū)域AR的整個(gè)面形成共通電極CT 的構(gòu)成，但不限于此，例如如等效電路圖A’所示，也可以為向?qū)γ總€(gè)像素獨(dú)立形成的共通電 極CT經(jīng)由共線CL輸入共通信號(hào)的構(gòu)成。
各漏極線DL及各柵極線GL在其端部越過密封材料SL分別進(jìn)行延伸，與基于來自 外部系統(tǒng)的顯示控制信號(hào)生成圖像信號(hào)或掃描信號(hào)等驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)電路DR連接。但是， 在實(shí)施方式I的液晶顯示裝置中，設(shè)為由半導(dǎo)體芯片DR形成驅(qū)動(dòng)電路DR并將其搭載于第 一基板SUBl的構(gòu)成，但也可以為將輸出圖像信號(hào)的圖像信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路和輸出掃描信號(hào)的 掃描信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路的任一方或兩方的驅(qū)動(dòng)電路以載帶方式或COF (Chip On Film)方式搭 載于撓性印刷基板FPC上并與第一基板SUBl連接的構(gòu)成。
(像素的構(gòu)成)
圖2是用于說明本發(fā)明實(shí)施方式I的液晶顯示裝置的像素的詳細(xì)構(gòu)成的平面圖， 圖3是圖2所示的B — B’線下的剖面圖，圖4是圖2所示的C 一 C’線下的剖面圖。
如圖2所示，使用了具有雙柵構(gòu)造的頂柵型的薄膜晶體管TFT1、TFT2的液晶顯示 裝置，在由沿X方向延伸且在Y方向并行設(shè)置的柵極線GL和沿Y方向延伸且在X方向并行 設(shè)置的漏極線DL包圍的每個(gè)區(qū)域形成有線狀的像素電極PX。在該柵極線GL和漏極線DL 交叉的區(qū)域的附近形成有兩個(gè)薄膜晶體管TFT1、TFT2。形成該兩個(gè)薄膜晶體管TFT1、TFT2 的半導(dǎo)體層PS如下形成，即在沿漏極線DL以與柵極線GL交叉的方式延伸后，沿柵極線GL 的延伸方向彎曲，并與從柵極線GL延伸的延伸部GTl交叉。即，在實(shí)施方式I的半導(dǎo)體層 PS中，在各像素中，成為在沿X方向延伸的柵極線GL的圖2中下方側(cè)，該半導(dǎo)體層PS的一端側(cè)與漏極線DL電連接，并且，在柵極線GL的圖2中上方側(cè)，該半導(dǎo)體層PS的另一端側(cè)與源電極ST即像素電極PX電連接的構(gòu)成。另外，在由柵極線GL2分割成兩部分的區(qū)域分別與漏極線DL (漏電極DT)或源電極ST (像素電極PX)連接。通過該構(gòu)成，在導(dǎo)體層PS和柵極線GL交叉的區(qū)域形成以柵極線GL為柵電極的薄膜晶體管TFTl，在半導(dǎo)體層PS和延伸部 GTl交叉的區(qū)域形成以延伸部GTl為柵電極的薄膜晶體管TFT2。
這樣，由于兩個(gè)薄膜晶體管TFT1、TFT2為沿同一半導(dǎo)體層PS形成的構(gòu)成，因此， 利用兩個(gè)薄膜晶體管TFT1、TFT2形成雙柵構(gòu)造的薄膜晶體管TFT。而且，在該雙柵構(gòu)造的薄膜晶體管TFT內(nèi)，為僅在漏電極與漏極線DL直接連接的薄膜晶體管TFTl側(cè)重疊形成遮光層SF的構(gòu)成。即，為在從液晶顯示裝置的顯示面?zhèn)燃吹谝换錝UBl的液晶面?zhèn)绕矫嬗^察與薄膜晶體管TFTl的溝道區(qū)域重疊的位置形成遮光層SF，在薄膜晶體管TFT2的溝道區(qū)域未形成遮光層SF的構(gòu)成。特別是如圖4所示，實(shí)施方式I的遮光層SF為僅從第一基板 SUBl側(cè)覆蓋薄膜晶體管TFTl的溝道區(qū)域的構(gòu)成，防止在薄膜晶體管TFTl的溝道區(qū)域入射圖中箭頭所示的背光BL。
另外，實(shí)施方式I的遮光層SF由沿著半導(dǎo)體層PS的剖面圖的圖4可知，例如由金屬薄膜等具有遮光性的薄膜材料構(gòu)成，未固定在特定的電位的遮光層SF形成于第一基板 SUBl的液晶層側(cè)(相對(duì)面?zhèn)?。此時(shí)，如上所述，遮光層SF以覆蓋形成雙柵構(gòu)造的薄膜晶體管TFT的一薄膜晶體管即薄膜晶體管TFTl的溝道區(qū)域的方式形成。此時(shí)，薄膜晶體管TFTl 的溝道方向的遮光層SF的大小形成為比該薄膜晶體管TFTl的溝道長度大，成為覆蓋薄膜晶體管TFTl的溝道區(qū)域的構(gòu)成。
即，實(shí)施方式I的遮光層SF的一端形成于比薄膜晶體管TFTl的溝道區(qū)域更靠漏極區(qū)域側(cè)，遮光層SF的另一端形成于比薄膜晶體管TFTl的溝道區(qū)域更靠源極區(qū)域側(cè)，并以伴隨遮光層SF的形成寄生電容變小的方式形成。此外，遮光層SF的另一端側(cè)的形成位置也可以為從薄膜晶體管TFTl的溝道區(qū)域的源極側(cè)的端部到薄膜晶體管TFT2的漏極區(qū)域之間的區(qū)域形成的構(gòu)成。因此，在實(shí)施方式I的雙柵構(gòu)造的薄膜晶體管中，與漏極線DL直接連接的薄膜晶體管TFTl的溝道區(qū)域與遮光層SF重疊形成，與源電極ST即像素電極PX直接連接的薄膜晶體管TFT2的溝道區(qū)域成為遮光層SF不重疊的構(gòu)成。
其次，基于圖3及圖4對(duì)實(shí)施方式I的像素構(gòu)造進(jìn)行詳細(xì)說明。在第一基板SUBl 的上表面形成遮光層SF，且在其上表面以也覆蓋該遮光層SF的方式形成絕緣膜PASl，且在該絕緣膜PASl的上層形成半導(dǎo)體層PS。實(shí)施方式I的半導(dǎo)體層PS例如由在形成眾所周知的非晶硅層后，通過激光退火等進(jìn)行了多晶化的低溫多晶硅(LTPS)層構(gòu)成。此時(shí)，在實(shí)施方式I的半導(dǎo)體層PS中，與現(xiàn)有的半導(dǎo)體層相同，相對(duì)于半導(dǎo)體層PS的延伸方向以夾持與柵電極GT、GTl相對(duì)應(yīng)的溝道區(qū)域的方式形成雜質(zhì)濃度高的區(qū)域，該雜質(zhì)濃度高的區(qū)域內(nèi)的一區(qū)域成為漏極區(qū)域(例如圖4中的柵電極GT的左側(cè)區(qū)域)，另一區(qū)域(例如圖4中的柵電極GT的右側(cè)區(qū)域)成為源極區(qū)域。但是，也可以為在半導(dǎo)體層PS的漏極區(qū)域與溝道層之間的區(qū)域、及源極區(qū)域與溝道層之間的區(qū)域設(shè)置有雜質(zhì)濃度低的區(qū)域的LDD (Lightly Doped Drain)構(gòu)造。另外，半導(dǎo)體層PS不限于低溫多晶硅，也可以是高溫多晶硅或微晶硅等。
在半導(dǎo)體層PS的上表面以也覆蓋絕緣膜PASl的上面的方式形成有絕緣膜PAS2， 在該絕緣膜PAS2的上表面形成有從柵極線GL及柵極線GL延伸的延伸部GTl，成為作為薄膜晶體管TFT1、TFT2的柵極絕緣膜起作用的構(gòu)成。此時(shí)，經(jīng)由絕緣膜PAS2與半導(dǎo)體層PS重疊的柵極線GL成為薄膜晶體管TFTl的柵電極GT，經(jīng)由絕緣膜PAS2與半導(dǎo)體層PS重疊 的延伸部GTl成為薄膜晶體管TFT2的柵電極。
在柵極線GL的上表面以也覆蓋延伸部GTl及絕緣膜PAS2的表面的方式形成有絕 緣膜PAS3，且在該絕緣膜PAS3的表面形成有薄膜晶體管TFT2的源電極ST及漏極線DL。 此時(shí)，在半導(dǎo)體層PS的一端側(cè)的上層形成有貫通絕緣膜PAS2、PAS3到達(dá)半導(dǎo)體層PS的表 面的接觸孔，且經(jīng)由該接觸孔將半導(dǎo)體層PS的一端側(cè)和漏極線DL電連接，形成薄膜晶體管 TFTl的漏電極DT。同樣，在半導(dǎo)體層PS的另一端側(cè)也形成有貫通絕緣膜PAS2、PAS3到達(dá) 半導(dǎo)體層PS的表面的未圖示的接觸孔，經(jīng)由該接觸孔將半導(dǎo)體層PS的另一端側(cè)和源電極 ST電連接，形成薄膜晶體管TFT2的源電極ST。
在漏極線DL及源電極ST的表面以也覆蓋絕緣膜PAS3的表面的方式形成由有機(jī) 絕緣膜材料形成且也作為第一基板SUBl的液晶面?zhèn)鹊钠教够て鹱饔玫慕^緣膜PAS4，且 在該絕緣膜PAS4的表面形成面狀的共通電極CT。該共通電極CT由眾所周知的IT0(Indium Tin Oxide)或 AZO (Aluminum doped Zinc 0xide)、GZ0 (Gallium doped Zinc Oxide)等 透明導(dǎo)電膜材料形成。在該共通電極CT的表面以也覆蓋絕緣膜PAS4的表面的方式形成有 也作為電容絕緣膜起作用的絕緣膜PAS5，且在該絕緣膜PAS5的表面形成有像素電極PX。此 時(shí)，從液晶面?zhèn)瓤?，以像素電極PX的端部和源電極ST重疊的方式形成。而且，在像素電極 PX的端部和源電極ST的重疊區(qū)域形成有從絕緣膜PAS5的表面經(jīng)由絕緣膜PAS4到達(dá)源電 極ST的表面的接觸孔CH，且經(jīng)由該接觸孔CH將源電極ST和像素電極PX電連接。另外，在 絕緣膜PAS5的表面以也覆蓋像素電極PX的方式形成眾所周知的配向膜0RI。
而且，如圖3所示，為在沿著在X方向延伸形成的柵極線GL的方向，遮光層SF形 成為比半導(dǎo)體層PS的寬度大的構(gòu)成，因此，能夠防止從圖3中箭頭BL所示的第一基板SUBl 的背面?zhèn)热肷涞谋彻馊肷涞桨雽?dǎo)體層PS的溝道區(qū)域。
如以上所說明，在實(shí)施方式I的液晶顯示裝置中，由柵電極比半導(dǎo)體層更接近上 述液晶層的一側(cè)即柵電極比半導(dǎo)體層更遠(yuǎn)離第一基板SUl的一側(cè)所形成的頂柵型的薄膜 晶體管TFT構(gòu)成。另外，由將漏極側(cè)與漏極線DL電直接連接的薄膜晶體管TFTl和與該薄 膜晶體管TFTl串聯(lián)連接且其漏極側(cè)連接于薄膜晶體管TFTl的源極側(cè)且其源極側(cè)與像素電 極PX直接電連接的薄膜晶體管TFT2的雙柵構(gòu)造的薄膜晶體管TFT構(gòu)成。
形成于上述半導(dǎo)體層和上述第一基板之間且將從上述第一基板側(cè)入射的背光遮 斷的遮光層為，從平面看僅與薄膜晶體管TFTl重疊而形成，將向薄膜晶體管TFTl側(cè)入射的 背光遮斷，并且向薄膜晶體管TFT2側(cè)入射的背光通過的構(gòu)成，因此，薄膜晶體管TFT斷開時(shí) 的背光BL的照射引起的泄漏電流即所謂的光電導(dǎo)卜口 >)引起的斷開泄漏可通過由遮 光層SF遮斷的一薄膜晶體管TFTl降低。其結(jié)果可以抑制像素的保持電壓的變動(dòng)，因此，可 以抑制像素的薄膜晶體管TFT的因光電導(dǎo)引起的斷開泄漏帶來的縱拖尾的產(chǎn)生，能夠提高 圖像品質(zhì)。
(實(shí)施方式2)
圖5是用于說明本發(fā)明實(shí)施方式2的液晶顯示裝置的像素的詳細(xì)構(gòu)成的平面圖， 圖6是圖5所示的D — D’線下的剖面圖，下面，基于圖5及圖6說明實(shí)施方式2的液晶顯 示裝置。但是，實(shí)施方式2的液晶顯示裝置僅遮光層SF的構(gòu)成不同，其它構(gòu)成為與實(shí)施方 式I相同的構(gòu)成。因此，在以下的說明中，對(duì)遮光層SF做詳細(xì)說明。另外，圖5所示的E —E’線下的剖面構(gòu)造與圖4所示的剖面構(gòu)造相同。
由圖5可知，實(shí)施方式2的遮光層SF以與構(gòu)成雙柵構(gòu)造的薄膜晶體管TFT的薄膜 晶體管TFTl —同沿柵極線GL在X方向延伸并與柵極線GL重疊的方式形成。進(jìn)而，與從柵 極線GL延伸的延伸部GTl的一部分也重疊形成，與該延伸部GTl重疊的遮光層SF的端部以 從平面看與半導(dǎo)體層PS不重疊的方式形成。根據(jù)該構(gòu)成，遮光層SF不與薄膜晶體管TFT2 重疊。即，成為與薄膜晶體管TFT2的源極區(qū)域及漏極區(qū)域以及溝道區(qū)域不重疊的構(gòu)成。另 外，實(shí)施方式2的構(gòu)成中，在沿X方向延伸的薄膜晶體管TFT2的半導(dǎo)體層PS上，以沿Y方 向延伸的延伸部GTl重疊且該重疊區(qū)域成為薄膜晶體管TFT2的溝道區(qū)域的方式形成有薄 膜晶體管TFT2的漏極區(qū)域及源極區(qū)域。
因此，在實(shí)施方式2的薄膜晶體管TFT2中，該薄膜晶體管TFT2的作為源電極的延 伸部GTl和源極區(qū)域(包含源電極)之間的電容僅成為柵極/源極間電容Cgs (圖16中所 示)。其結(jié)果是，即使為設(shè)有遮光層SF的構(gòu)成，也與實(shí)施方式I相同，能夠防止與像素電極 PX直接連接的薄膜晶體管TFT2的柵極斷開時(shí)的饋通電壓的增大，能夠提高顯示品質(zhì)。
另外，如圖6所示，實(shí)施方式2的遮光層SF為經(jīng)由作為柵極絕緣膜起作用的膜厚 較薄的絕緣膜PAS2和絕緣膜PASl與柵極線GL重疊配置的構(gòu)成。而且，實(shí)施方式2的遮光 層SF為經(jīng)由絕緣膜PAS1、PAS2、PAS3及半導(dǎo)體層PS以及柵極線GL與漏極線DL重疊的構(gòu) 成。因此，相比遮光層SF與漏電極DT(漏極線DL)之間的電容(相當(dāng)于圖16中的電容Cl)， 遮光層SF與柵電極GT (柵極線GL)之間的電容(相當(dāng)于圖16中的電容C2)形成為非常大。 因此，薄膜晶體管TFTl的寄生電容受遮光層SF與柵電極GT (柵極線GL)之間的電容C2支 配。
其結(jié)果是，在輸入用于使薄膜晶體管TFTl接通的掃描信號(hào)時(shí)，因遮光層SF與柵電 極GT (柵極線GL)之間的電容偶合，從而遮光層SF的電位也與柵電極GT的電位同樣發(fā)生 變動(dòng)，由于該電位作為背柵而工作，因此，可以增加薄膜晶體管TFTl的接通電流量，可以改 善像素寫入特性，能夠得到可以降低像素電壓的收斂的極其有效的效果。
其次，圖7是用于說明本發(fā)明實(shí)施方式2的液晶顯示裝置的圖像顯示時(shí)的柵電極 及漏極線以及遮光層的電位的圖，圖17表示用于說明本發(fā)明實(shí)施方式I的液晶顯示裝置的 圖像顯示時(shí)的柵電極及漏極線以及遮光層的電位的圖，下面，基于圖7及圖17說明實(shí)施方 式2的遮光層SF的效果。
實(shí)施方式I的遮光層SF僅形成于薄膜晶體管TFTI的形成區(qū)域，并且形成薄膜晶 體管TFTl的漏極區(qū)域的半導(dǎo)體層PS也為這樣的構(gòu)成。因此，在遮光層SF僅形成于薄膜晶 體管TFTl的形成區(qū)域的實(shí)施方式I的構(gòu)成中，相比實(shí)施方式2的構(gòu)成，相對(duì)于伴隨遮光層 SF的形成的整體電容，遮光層SF與漏極線DL (漏電極DT)之間的電容Cl成為支配性的電 容。其結(jié)果是，圖17中粗線所示的遮光層SF的電位VSF伴隨因耦合而漏極電壓VDL的變 動(dòng)，因電位差V3有大幅變動(dòng)。進(jìn)而，輸入掃描信號(hào)時(shí)(柵極電位VGT為高電位時(shí))的柵極電 位VGT和遮光層SF的電位VSF的電位差成為電位差V2。
與之相對(duì)，如圖7所示，實(shí)施方式2的遮光膜SF不僅形成于與薄膜晶體管TFTl的 溝道區(qū)域重疊的區(qū)域，而且還形成于與柵極線GL及延伸部GLl重疊的區(qū)域，因此，遮光層SF 和漏極線DL (漏電極DT)之間的電容Cl相對(duì)于伴隨遮光層SF的形成的全電容之比可以 減小，與柵極線(柵電極GT)之間的電容C2相對(duì)于伴隨遮光層SF的形成的全電容之比可以增大。其結(jié)果是，能夠得到可以使伴隨耦合引起的漏極電位VDL的變動(dòng)的遮光層SF的電位 VSF的變動(dòng)比電位差V3極小的特別有效的效果。而且，能夠得到輸入掃描信號(hào)時(shí)的柵極電位VGT和遮光層SF的電位VSF的電位差也可以成為比電位差V2極其小的電位差Vl的極其有效的效果。
(實(shí)施方式3)
圖8是用于說明本發(fā)明實(shí)施方式3的液晶顯示裝置的像素的詳細(xì)構(gòu)成的平面圖， 圖9是圖8所示的F— F’線的剖面圖，圖10是圖8所示的G— G’線的剖面圖。下面，基于圖8 圖10說明實(shí)施方式3的液晶顯示裝置。但是，實(shí)施方式3的液晶顯示裝置僅形成具有雙柵構(gòu)造的頂柵型的薄膜晶體管TFT的半導(dǎo)體層PS及遮光層SF的構(gòu)成不同，其它構(gòu)成與實(shí)施方式2相同。因此，在以下的說明中，對(duì)半導(dǎo)體層PS及遮光層SF進(jìn)行詳細(xì)說明。
如圖8所示，在實(shí)施方式3的雙柵構(gòu)造的薄膜晶體管TFT中，為如下構(gòu)成，將半導(dǎo)體層PS形成為U字狀，通過以與同一柵極線GL交叉兩次的方式形成，將漏極線DL的一部分作為薄膜晶體管TFTl的漏電極DT使用，并且將柵極線GL的一部分作為薄膜晶體管TFTl、 TFT2的柵電極GT。即，實(shí)施方式3的半導(dǎo)體層PS以從與柵極線GL的圖中上側(cè)即像素電極 PX相同的一側(cè)與柵極線6L交叉的方式與漏極線DL重疊并向圖中下側(cè)延伸。另外，半導(dǎo)體層PS為如下構(gòu)成，在與柵極線GL交叉后，向X方向彎曲并向X方向延伸，之后，向Y方向彎曲并在Y方向以與柵極線GL交叉的方式延伸后，與源電極ST電連接。g卩，半導(dǎo)體層PS為在由一對(duì)柵極線GL和漏極線DL包圍的區(qū)域即形成像素電極PX的像素區(qū)域配置半導(dǎo)體層 PS的一端和另一端的構(gòu)成。
根據(jù)該構(gòu)成，在像素的圖中右下側(cè)的漏極線DL及柵極線GL以及半導(dǎo)體層PS交叉的區(qū)域形成以柵極線GL為柵電極GT的薄膜晶體管TFT1。而且，與薄膜晶體管TFTl串聯(lián)連接，在像素的圖中中央下側(cè)的柵極線GL及半導(dǎo)體層PS交叉的區(qū)域形成以柵極線GL為柵電極GT的薄膜晶體管TFT2，從而形成雙柵構(gòu)造的薄膜晶體管TFT。此時(shí)，在實(shí)施方式3的雙柵構(gòu)造的薄膜晶體管TFT中，為如下結(jié)構(gòu)，也以與接近漏極線DL的一側(cè)形成的即與漏極線 DL直接連接的薄膜晶體管TFTl重疊的方式形成遮光層SF，并且，與源電極ST即與像素電極PX直接連接的薄膜晶體管TFT2重疊的遮光層SF未形成。S卩，如圖10所示，成為僅在與成為漏電極DT的漏極線DL直接連接的薄膜晶體管FTl的溝道區(qū)域的第一基板SUBl側(cè)形成遮光層SF，在薄膜晶體管TFT2的溝道區(qū)域的第一基板SUBl側(cè)未形成遮光層SF的構(gòu)成。 因此，與實(shí)施方式2相同，即使在從第一基板SUBl的背面?zhèn)热肷淙缂^所示的背光BL的情況下，也能夠防止該背光入射到薄膜晶體管TFTl的溝道區(qū)域，因此，能夠得到與實(shí)施方式2 相同的效果。
另外，如圖9所示，在實(shí)施方式3的雙柵構(gòu)造的薄膜晶體管TFT中，為薄膜晶體管 TFTl和薄膜晶體管TFT2沿柵極線GL的延伸方向并行設(shè)置的構(gòu)成。因此，與實(shí)施方式2相同，僅將與各像素相對(duì)應(yīng)的遮光層SF設(shè)于像素區(qū)域內(nèi)時(shí)，遮光層SF和柵極線GL重疊的區(qū)域的面積減少。因此，在實(shí)施方式9的遮光層SF中，為在將與薄膜晶體管TFTl重疊的遮光層SF沿柵極線GL的延伸方向即X方向延伸形成時(shí)，分別延伸到在X方向鄰接的像素(鄰接像素)的薄膜晶體管TFT2的附近的構(gòu)成。即，為在沿柵極線GL未形成薄膜晶體管TFT2的區(qū)域形成遮光膜SF的構(gòu)成。通過設(shè)為該構(gòu)成，即使為沿柵極線GL的延伸方向相鄰配置兩個(gè)薄膜晶體管TFTl、TFT2的 構(gòu)成，也能夠使遮光層SF和柵極線GL的重疊面積非常大，因此，能夠充分增大遮光層SF和柵極線GL (柵電極GT)的電容(耦合電容)。因此，能夠確保為得到與實(shí)施方式2相同的效果所需的遮光層SF和柵極線GL (柵電極GT)的電容(耦合電容)。
(實(shí)施方式4)
圖11是用于說明本發(fā)明實(shí)施方式4的液晶顯示裝置的像素的詳細(xì)構(gòu)成的平面圖， 圖12是圖11所示的H — H’線的剖面圖，圖13是圖11所示的J 一 J’線的剖面圖。下面， 基于圖11 圖13說明實(shí)施方式4的液晶顯示裝置。其中，實(shí)施方式4的液晶顯示裝置作為具有多柵構(gòu)造的頂柵型的薄膜晶體管TFT，僅具有三個(gè)柵極構(gòu)造的頂柵型的薄膜晶體管(以下記為具有三重柵極構(gòu)造的頂柵型的薄膜晶體管)TFT的構(gòu)成不同，其它構(gòu)成為與實(shí)施方式 3相同的構(gòu)成。因此，在以下的說明中，詳細(xì)說明具有三重柵極構(gòu)造的頂柵型的薄膜晶體管 TFT0
如圖11所示，在實(shí)施方式4的三重柵極構(gòu)造的薄膜晶體管TFT中，將半導(dǎo)體層PS 形成為S字狀，并且以與同一柵極線GL交叉三次的方式形成，由此，將漏極線DL的一部分作為薄膜晶體管TFTl的漏電極DT使用，并且將柵極線GL的一部分作為薄膜晶體管TFTl、 TFT2、TFT3的柵電極GT。即，實(shí)施方式4的半導(dǎo)體層PS以從柵極線GL的圖中下側(cè)即圖中下側(cè)像素側(cè)與柵極線GL交叉的方式與漏極線DL重疊且向圖中上側(cè)延伸。另外，半導(dǎo)體層 PS為如下構(gòu)成，在與柵極線GL交叉后向X方向彎曲并沿X方向延伸，之后，向Y方向彎曲并在Y方向與柵極線GL交叉后，再次向X方向彎曲并沿X方向延伸，之后以向Y方向彎曲并在Y方向與柵極線GL交叉的方式延伸后，與源電極ST電連接。即，與實(shí)施方式I相同，成為在由一對(duì)柵極線GL和漏極線DL包圍的區(qū)域即形成像素電極PX的像素區(qū)域配置半導(dǎo)體層PS的另一端，并且在Y方向鄰接的像素區(qū)域配置半導(dǎo)體層PS的一端的構(gòu)成。
根據(jù)該構(gòu)成，在像素的圖中右下側(cè)的漏極線DL及柵極線GL以及半導(dǎo)體層PS交叉的區(qū)域形成以柵極線GL為柵電極GT的薄膜晶體管TFT1。另外，在薄膜晶體管TFTl的圖中右側(cè)，在柵極線GL及半導(dǎo)體層PS交叉的區(qū)域形成以柵極線GL為柵電極GT的薄膜晶體管 TFT3，且薄膜晶體管TFT3與薄膜晶體管TFTl串聯(lián)連接。而且，在薄膜晶體管TFT3的圖中右側(cè)，在柵極線GL及半導(dǎo)體層PS交叉的區(qū)域形成以柵極線GL為柵電極GT的薄膜晶體管 TFT2，經(jīng)由薄膜晶體管TFT3將薄膜晶體管TFTl TFT3串聯(lián)連接，形成三重柵極構(gòu)造的薄膜晶體管TFT。此時(shí)，即使在實(shí)施方式4的三重柵極構(gòu)造的薄膜晶體管TFT中，為僅在與源電極ST即像素電極PX直接連接的薄膜晶體管TFT2上未重疊形成遮光層SF的構(gòu)成，在接近漏極線DL接近的一側(cè)即與漏極線DL直接連接的薄膜晶體管TFT1、及與薄膜晶體管TFTl 和薄膜晶體管TFT2串聯(lián)連 接的薄膜晶體管TFT3成為重疊形成遮光層SF的構(gòu)成。
這樣，在實(shí)施方式4的構(gòu)成中，為在實(shí)施方式3的薄膜晶體管TFTl和薄膜晶體管 TFT2之間形成被遮光層SF覆蓋的薄膜晶體管TFT3的構(gòu)成。S卩，如圖13所示，為僅在與成為漏電極DT的漏極線DL直接連接的薄膜晶體管TFTl、及與該薄膜晶體管TFTl直接連接的薄膜晶體管TFT3的溝道區(qū)域的第一基板SUBl側(cè)形成遮光層SF，在薄膜晶體管TFT2的溝道區(qū)域的第一基板SUBl側(cè)未形成遮光層SF的構(gòu)成。因此,與實(shí)施方式3相同，即使在從第一基板SUBl的背面?zhèn)热肷淙缂^所示的背光BL的情況下，也能夠防止該背光入射到薄膜晶體管TFT1、TFT3的溝道區(qū)域，因此，能夠得到與實(shí)施方式3相同的效果。
這樣，如圖12所示，在實(shí)施方式4的三重柵極構(gòu)造的薄膜晶體管TFT中，為在將與薄膜晶體管TFTl、TFT3重疊的遮光層SF沿柵極線GL的延伸方向即X方向延伸形成時(shí)，使其分別延伸到在X方向鄰接的像素(鄰接像素)的薄膜晶體管TFT2的附近的構(gòu)成。即，成 為沿柵極線GL在未形成薄膜晶體管TFT2的區(qū)域形成遮光膜SF的構(gòu)成。因此，與實(shí)施方式 3相同，能夠增大遮光層SF和柵極線GL的重疊面積，能夠充分增大遮光層SF和柵極線GL (柵電極GT)的電容(耦合電容)。
另外，在實(shí)施方式4的構(gòu)成中，為在串聯(lián)連接的三個(gè)薄膜晶體管TFTI TFT3內(nèi)將 兩個(gè)薄膜晶體管TFT1、TFT3由遮光層SF進(jìn)行遮光的構(gòu)成中，能夠進(jìn)一步抑制伴隨薄膜晶體 管TFTl TFT3斷開時(shí)的背光向半導(dǎo)體層入射而產(chǎn)生的光泄漏電流，能夠得到進(jìn)一步提高 顯示品質(zhì)的特別有效的效果。
此外，在實(shí)施方式I 4的液晶顯示裝置中，作為薄膜晶體管TFT1、TFT2，TFT3，對(duì) 使用低溫多晶硅薄膜作為半導(dǎo)體層PS的情況進(jìn)行了說明，但例如也可以為以微晶硅薄膜 為半導(dǎo)體層PS的薄膜晶體管TFT1、TFT2、TFT3。
另外，在實(shí)施方式I 4的液晶顯示裝置中，對(duì)線狀的像素電極PX僅向Y方向延 伸的所謂的簡單范疇的情況進(jìn)行了說明，但也可以為線狀的像素電極的延伸方向相對(duì)于Y 方向向兩個(gè)以上的方向傾斜形成的所謂的多范疇構(gòu)成。
以上基于上述發(fā)明的實(shí)施方式具體說明由本發(fā)明者創(chuàng)作的發(fā)明，本發(fā)明不限于上 述發(fā)明的實(shí)施方式，在不脫離其宗旨的范圍內(nèi)可以進(jìn)行各種變更。
上述的本發(fā)明的實(shí)施方式應(yīng)理解為可以對(duì)其進(jìn)行各種修改，在不脫離本發(fā)明的精 神和請求保護(hù)的范圍內(nèi)可以進(jìn)行各種變更。
權(quán)利要求
1.一種液晶顯不裝置，具有 第一基板，其上形成有沿X方向延伸且在Y方向并行設(shè)置的柵極線、沿Y方向延伸且在X方向并行設(shè)置的漏極線、與來自所述柵極線的掃描信號(hào)同步地將來自所述漏極線的圖像信號(hào)向像素電極輸出的薄膜晶體管； 第二基板，其經(jīng)由液晶層與所述第一基板相對(duì)配置，其特征在于， 所述薄膜晶體管由頂柵型的薄膜晶體管構(gòu)成，該頂柵型的薄膜晶體管將柵電極形成于比半導(dǎo)體層更遠(yuǎn)離所述第一基板的一側(cè)， 所述薄膜晶體管的構(gòu)成為具備 第一薄膜晶體管，其將漏電極與所述漏極線電連接； 第二薄膜晶體管，其與所述第一薄膜晶體管串聯(lián)連接且其漏電極與所述第一薄膜晶體管的源電極且源電極與所述像素電極電連接； 遮光層，其形成于所述半導(dǎo)體層與所述第一基板之間，將從所述第一基板側(cè)入射的背光遮斷， 所述遮光層從平面看與所述第一薄膜晶體管重疊形成， 將向所述第一薄膜晶體管側(cè)入射的背光遮斷，并且使向所述第二薄膜晶體管側(cè)入射的背光通過。
2.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于，所述遮光層從平面看與所述第一薄膜晶體管一同與所述柵極線重疊配置。
3.如權(quán)利要求2所述的液晶顯示裝置，其特征在于，所述遮光層由經(jīng)由絕緣膜及所述半導(dǎo)體層和所述柵極線而形成的導(dǎo)電性薄膜構(gòu)成，且對(duì)于每個(gè)像素電氣獨(dú)立地形成。
4.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于， 所述第一薄膜晶體管和所述第二薄膜晶體管沿所述柵極線并相對(duì)于其延伸方向鄰接配置， 所述遮光層沿所述柵極線形成，并且以覆蓋與在該柵極線的延伸方向鄰接的每個(gè)像素所形成的所述第二薄膜晶體管之間的區(qū)域的方式形成。
5.如權(quán)利要求4所述的液晶顯示裝置，其特征在于，所述半導(dǎo)體層形成為在兩部位與所述柵極線交叉的U字狀。
6.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于，所述遮光膜形成為所述第一薄膜晶體管的溝道區(qū)域的X方向及Y方向的寬度以上。
全文摘要
本發(fā)明提供一種液晶顯示裝置，可降低頂柵型的薄膜晶體管的斷開泄漏電流且可提高顯示品質(zhì)。液晶顯示裝置具有第一基板，該第一基板形成有與來自柵極線的掃描信號(hào)同步地將來自漏極線的圖像信號(hào)向像素電極輸出的薄膜晶體管，該薄膜晶體管具備柵電極形成于比半導(dǎo)體層更遠(yuǎn)離第一基板的一側(cè)且漏電極與漏極線連接的第一薄膜晶體管；與第一薄膜晶體管串聯(lián)連接且源電極與像素電極電連接的第二薄膜晶體管；形成于半導(dǎo)體層與第一基板之間且將從第一基板側(cè)入射的背光遮光的遮光層，所述遮光層從平面看與第一薄膜晶體管重疊形成，將向第一薄膜晶體管側(cè)入射的背光遮斷，并且使向第二薄膜晶體管側(cè)入射的背光通過。
文檔編號(hào)G02F1/1335GK103034000SQ20121035876
公開日2013年4月10日 申請日期2012年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月30日
發(fā)明者松村和音, 佐藤秀夫, 笹沼啟太 申請人:株式會(huì)社日本顯示器東