JP2000330132A - アクティブマトリクス型表示装置 - Google Patents

アクティブマトリクス型表示装置

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JP2000330132A
JP2000330132A JP11142627A JP14262799A JP2000330132A JP 2000330132 A JP2000330132 A JP 2000330132A JP 11142627 A JP11142627 A JP 11142627A JP 14262799 A JP14262799 A JP 14262799A JP 2000330132 A JP2000330132 A JP 2000330132A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、薄膜トランジスタ(TFT)をスイ
ッチング素子として備えたアクティブマトリクス型表示
装置に関し、電極間の絶縁膜を薄くしなくても、また、
電極を画素領域に拡げなくても大きな蓄積容量が得られ
るアクティブマトリクス型表示装置を提供することを目
的とする。 【解決手段】ガラス基板1上に形成された複数のゲート
配線4と、ゲート配線4にほぼ直交してガラス基板1上
に形成された複数のデータ配線6と、ゲート配線4とデ
ータ配線6とで画定されてマトリクス状に配列する複数
の画素領域に形成されたTFTと、画素領域内に形成さ
れてTFTと接続される画素電極7と、ガラス基板1と
画素電極7との間で複数の絶縁膜(51,52)を介し
て複数の蓄積容量Cs1、Cs2を形成する複数の蓄積
容量電極(2d,62)層とを有するように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、薄膜トランジスタ
(Thin Film Transistor:以下、
TFTという)をスイッチング素子として備えたアクテ
ィブマトリクス型表示装置に関し、特に、TFTにより
液晶を駆動して画像を表示する液晶表示装置(Liqu
id Crystal Display:以下、LCD
という)に関する。
【0002】
【従来の技術】非晶質(アモルファス)シリコンや多結
晶シリコン(ポリシリコン)を動作半導体膜として用い
た薄膜トランジスタアレイは、アクティブマトリクス型
の液晶表示パネル等のスイッチング素子として用いられ
ている。
【0003】図5はTFTを用いた従来の液晶表示パネ
ルのアレイ基板の概略構造を示している。図5(a)は
アレイ基板の平面を示し、図5(b)は図5(a)のA
−A線で切断した断面の一部を示している。図5(a)
に示すように、ガラス基板1上には複数のゲート配線4
が形成されている。また、ゲート配線4に直交する方向
に複数のデータ配線6が形成されている。ゲート配線4
とデータ配線6とで画定された画素領域にTFTが形成
されている。図5に示すTFT構造は、ゲート電極がゲ
ート配線4から引き出されて形成されておらず、直線状
に配線されたゲート配線4の一部をゲート電極として用
いる構成になっている。またこのTFTは、ゲート配線
4を2度横切るいわゆるダブルゲート構造になってい
る。
【0004】画素領域内にはTFTと接続される画素電
極7が形成されている。また、ゲート配線4と平行に画
素領域を横切って蓄積容量配線41が形成され、さらに
画素領域毎に蓄積容量配線41と電気的に接続される蓄
積容量電極62が形成されている。
【0005】また、図5(b)に示すように、ガラス基
板1上にポリシリコンからなる半導体層2が形成され、
半導体層2上にシリコン酸化膜(SiO2)からなるゲ
ート絶縁膜3およびクロム(Cr)からなるゲート電極
(ゲート配線)4がこの順に形成されている。半導体層
2は、チャネル層2aと、不純物が添加された半導体層
であるソース電極2c及びドレイン電極2bとを有して
いる。ゲート電極4上層のほぼ全面には第1の層間絶縁
膜51が形成され、コンタクトホール51a(図5
(a)参照)を介してドレイン電極2fがデータ配線6
と接続されている。ソース電極2eはチャネル層2gを
挟んでドレイン電極2fと対向して配置されている。ソ
ース電極2eは、次段のトランジスタのドレイン電極2
bとして機能する。ソース電極2cは、チャネル層2a
を挟んでドレイン電極2bと対向して配置されている。
また、コンタクトホール51bを介してソース電極2c
と島状電極61とが接続されている。島状電極61は、
例えばAl(アルミニウム)からなるデータ配線6の形
成と同時に形成されている。島状電極61は、上部に形
成された第2の層間絶縁膜52のコンタクトホール52
cを介して、ITO(インジウム・ティン・オキサイ
ド)等の透明電極からなる画素電極7に接続されてい
る。
【0006】一方、ゲート電極4の形成と同時に、ゲー
ト電極4と平行して蓄積容量配線41が形成される。蓄
積容量配線41上には第1の層間絶縁膜51のコンタク
トホール51dを介して蓄積容量電極62が形成されて
いる。蓄積容量電極62は、データ配線6の形成時に同
時に形成される。蓄積容量電極62は、第2の層間絶縁
膜52を挟んで画素電極7との間に蓄積容量Csを形成
する。なお、蓄積容量配線41は、一定電位を保つよう
に例えば、ガラス基板1に対向して配置される対向基板
側に形成されたコモン電極と電気的に接続されている。
ガラス基板1に画素が形成されたアレイ基板と対向基板
との間には液晶が封止されている。TFTが画素電極7
を介して液晶容量に画像表示のための電荷を書き込む
際、蓄積容量にも同時に電荷を書き込む。一般に蓄積容
量には、液晶容量と同程度から数倍の大きさの容量が必
要である。
【0007】図6はTFTを用いた従来の液晶表示パネ
ルのアレイ基板の他の構造を示している。図6(a)は
アレイ基板の平面を示し、図6(b)は図6(a)のB
−B線で切断した断面の一部を示している。図6(a)
に示すように、ガラス基板1上には複数のゲート配線4
が形成されている。また、ゲート配線4に直交する方向
に複数のデータ配線6が形成されている。ゲート配線4
とデータ配線6とで画定された画素領域にTFTが形成
されている。図6に示すTFT構造は、ゲート電極がゲ
ート配線4から引き出されて形成されておらず、直線状
に配線されたゲート配線4の一部をゲート電極として用
いる構成になっている。またこのTFTは、ゲート配線
4を2度横切るいわゆるダブルゲート構造になってい
る。
【0008】画素領域内にはTFTと接続される画素電
極7が形成されている。また、画素電極7の周囲を取り
囲むように蓄積容量電極8が形成されている。この蓄積
容量電極8は、通常はTFTが形成されたアレイ基板と
液晶層を挟んで対向する対向基板側に形成される遮光層
(ブラックマトリクス)を兼ねている。
【0009】また、図6(b)に示すように、ガラス基
板1上にポリシリコンからなる半導体層2が形成され、
半導体層2上にシリコン酸化膜からなるゲート絶縁膜3
およびCrからなるゲート電極(ゲート配線)4が形成
されている。半導体層2は、チャネル層2aと、不純物
が添加された半導体層であるソース電極2c及びドレイ
ン電極2bとを有している。ゲート電極4上層のほぼ全
面には第1の層間絶縁膜51が形成され、コンタクトホ
ール51a(図6(a)参照)を介してドレイン電極2
fがデータ配線6と接続されている。ソース電極2eは
チャネル層2gを挟んでドレイン電極2fと対向して配
置されている。ソース電極2eは、次段のトランジスタ
のドレイン電極2bとして機能する。ソース電極2c
は、チャネル層2aを挟んでドレイン電極2bと対向し
て配置されている。また、コンタクトホール51bを介
してソース電極2cと島状電極61とが接続されてい
る。島状電極61は例えばAlからなり、データ配線6
の形成と同時に形成される。島状電極61は、上部に形
成された第2の層間絶縁膜52及び第3の層間絶縁膜5
3に開口したコンタクトホール53cを介して、ITO
等の透明電極からなる画素電極7に接続されている。
【0010】例えばチタン(Ti)からなる蓄積容量電
極8は、第2の層間絶縁膜52と第3の層間絶縁膜53
の間に形成されている。遮光層を兼ねた蓄積容量電極8
は第3の層間絶縁膜53を挟んで、画素電極7との間に
蓄積容量Csを形成している。また、蓄積容量電極8は
一定電位に保つように例えばコモン電極に接続されてい
る。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】さて、以上説明した表
示装置において蓄積容量を大きくするには、電極間の絶
縁膜の比誘電率を大きくする、絶縁膜の膜厚を小さくす
る、あるいは蓄積容量電極の面積を大きくするという方
法が一般に考えられる。しかしながら、絶縁膜の比誘電
率を大きくする方法では絶縁膜の材料が制限されてしま
うし、絶縁膜の膜厚を薄くする方法は電極間の層間短絡
の発生が懸念されるという問題を有している。
【0012】また、表示装置はできるだけ高い輝度で明
るい表示をすることが望まれるが、電極面積を大きくす
る方法では、光を透過させない金属材料で形成される蓄
積容量電極の領域が画素電極7内で拡大することにな
り、蓄積容量電極でバックライトからの透過光の多くが
遮られてしまうことになる。そのため、バックライトの
光が入射する面積を増やして高い開口率の明るい表示パ
ネルを得ようとすると、蓄積容量を増やすことができな
いという問題がある。
【0013】本発明の目的は、電極間の絶縁膜を薄くし
なくても、また、電極を画素領域に拡げなくても大きな
蓄積容量が得られるアクティブマトリクス型表示装置を
提供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】上記目的は、基板上に形
成された複数のゲート配線と、ゲート配線にほぼ直交し
て基板上に形成された複数のデータ配線と、ゲート配線
とデータ配線とで画定されてマトリクス状に配列する複
数の画素領域に形成された薄膜トランジスタと、画素領
域内に形成されて薄膜トランジスタと接続される画素電
極と、基板と画素電極との間で複数の絶縁膜を介して複
数の蓄積容量を形成する複数の蓄積容量電極とを有する
ことを特徴とするアクティブマトリクス型表示装置によ
って達成される。
【0015】本発明によれば、蓄積容量を複数の層構造
になるように積層することにより、画素の開口率を低減
させてしまう遮光面積の増加を生じさせずに容量を増加
させることができるようになる。
【0016】また、従来の蓄積容量に加えて、ゲート電
極で元々遮光されていた領域に複数の層構造により蓄積
容量を積層させることにより、画素の開口率を減少させ
ずに蓄積容量を大きくさせることができる。なお、本発
明によるアクティブマトリクス型表示装置は、従来の装
置と同一の素子形成材料を用い、従来と同一の製造方法
により製造することができる。
【0017】
【発明の実施の形態】本発明の第1の実施の形態による
アクティブマトリクス型表示装置を図1及び図2を用い
て説明する。まず、本実施の形態によるアクティブマト
リクス型表示装置の概略の構成を図1を用いて説明す
る。図1(a)はアレイ基板の平面を示し、図1(b)
は図1(a)のA−A線で切断した断面の一部を示して
いる。図1(a)に示すように、アレイ基板となる透明
なガラス基板1上には図中横方向に延びる複数のゲート
配線4が平行に並んで形成されている。また、ゲート配
線4にほぼ直交する方向には複数のデータ配線6が平行
に並んで形成されている。
【0018】各ゲート配線4と各データ配線6とで画定
された長方形形状の領域が画素領域となり、複数の画素
領域がマトリクス状に配置されている。各画素領域には
TFTが形成されている。図1に示すTFT構造は、ゲ
ート電極がゲート配線4から引き出されて形成されてお
らず、直線状に配線されたゲート配線4の一部をゲート
電極として用いる構成になっている。またこのTFT
は、オフリーク電流の低減を図るためゲート配線4上を
2度横切るいわゆるダブルゲート構造になっている。す
なわちドレイン電極2fは、データ配線6とコンタクト
ホール51aで接続されている。ソース電極2eはチャ
ネル層2gを挟んでドレイン電極2fと対向して配置さ
れている。ソース電極2eは、次段のトランジスタのド
レイン電極2bとして機能する。ソース電極2cは、チ
ャネル層2aを挟んでドレイン電極2bと対向して配置
されている。
【0019】画素領域内には、画素領域の輪郭とほぼ同
一の外形を有する画素電極7が形成されている。画素電
極7はコンタクトホール51b、52cでTFTのソー
ス電極2cと接続されている。また、ゲート配線4と平
行に画素領域内を横切って蓄積容量配線41が形成さ
れ、さらに画素領域毎に蓄積容量配線41とコンタクト
ホール51dを介して電気的に接続される例えば長方形
形状の蓄積容量電極(以下、第2の蓄積容量電極とい
う)62が形成されている。また本実施の形態では、ソ
ース電極2cを構成する不純物半導体層は、延伸して第
2の蓄積容量電極62下方にまで形成されており、さら
に、蓄積容量配線41に沿って第2の蓄積容量電極62
下方に形成されて第1の蓄積容量電極2dとして機能す
るようになっている。
【0020】図1(b)に示す素子断面を用いてより詳
細に説明する。透明なガラス基板1上に例えばポリシリ
コンからなる半導体層2が形成され、半導体層2上に例
えばシリコン酸化膜からなるゲート絶縁膜3および例え
ばCrからなるゲート電極(ゲート配線)4が形成され
ている。半導体層2は、チャネル層2a、2gと、不純
物半導体層であるソース電極2c、2e、ドレイン電極
2b、2fとして機能する。また、第2の蓄積容量電極
62下方にまで延伸した第1の蓄積容量電極2d上には
第1の層間絶縁膜51が形成されている。ソース電極2
cは、データ配線6の形成と同時に形成された島状電極
61とコンタクトホール51bを介して接続されてい
る。島状電極61は、データ配線6の形成材料と同じ例
えばAlにより形成されている。島状電極61は、上部
に形成された第2の層間絶縁膜52のコンタクトホール
52cを介して、ITO等の透明電極からなる画素電極
7に接続されている。
【0021】このように本実施の形態のTFTは、ガラ
ス基板1上に形成されたチャネル層(動作半導体層)2
aと、動作半導体層2a上に形成されたゲート絶縁膜3
と、ゲート絶縁膜3上に形成されたゲート配線4に接続
されるゲート電極4と、動作半導体層2aの両側に形成
された不純物を含むソース電極(第1の半導体層)2c
及びドレイン電極(第2の半導体層)2bとを有してい
る。ソース電極2cは、第1の層間絶縁膜51に開口さ
れたコンタクトホール51b及び上部に形成した第2の
層間絶縁膜52に開口されたコンタクトホール52cを
介して画素電極7と電気的に接続され、ドレイン電極2
fは、データ配線6とコンタクトホール51aで接続さ
れたプレーナ型構造を有している。
【0022】一方、ゲート電極4の形成と同時に、ゲー
ト電極4と平行して蓄積容量配線41が形成される。蓄
積容量配線41上には第1の層間絶縁膜51のコンタク
トホール51dを介して第2の蓄積容量電極62が形成
されている。第2の蓄積容量電極62は、データ配線6
の形成時に同時に形成される。第2の蓄積容量電極62
は、第2の層間絶縁膜52を挟んで画素電極7との間に
蓄積容量Cs2を形成している。また、第2の蓄積容量
電極62は、第1の層間絶縁膜51を挟んで第1の蓄積
容量電極2dとの間に蓄積容量Cs1を形成している。
なお、蓄積容量配線41は、一定電位を保つように例え
ば、ガラス基板1に対向して配置される対向基板側に形
成されたコモン電極と電気的に接続されてコモン電位に
維持されている。ガラス基板1に画素が形成されたアレ
イ基板と対向基板(図示せず)との間には液晶(図示せ
ず)が封止されている。TFTが画素電極7を介して液
晶容量に画像表示のための電荷を書き込む際に、蓄積容
量にも同時に電荷が書き込まれる。
【0023】第1の蓄積容量電極2dと画素電極7はコ
ンタクトホール51b、52cを介して接続されている
ので、蓄積容量Cs1とCs2は並列接続となってい
る。従って、全体の蓄積容量はCs1+Cs2となる。
このように本実施の形態は、ガラス基板1上に形成され
た複数のゲート配線4と、ゲート配線4にほぼ直交して
ガラス基板1上に形成された複数のデータ配線6と、ゲ
ート配線4とデータ配線6とで画定されてマトリクス状
に配列する複数の画素領域に形成されたTFTと、画素
領域内に形成されてTFTと接続される画素電極7と、
ガラス基板1と画素電極7との間で複数の絶縁膜(5
1,52)を介して複数の蓄積容量Cs1、Cs2を形
成する複数の蓄積容量電極(2d,62)層とを有する
ことを特徴としている。そして、複数の蓄積容量Cs
1、Cs2は、並列接続されている点に特徴を有してい
る。
【0024】また、複数の蓄積容量電極2d、62は、
基板垂直方向から見て第1の層間絶縁膜を介して重複す
るように積層されている。つまり、複数の蓄積容量電極
2d、62は、第1の蓄積容量電極2dとして第1の半
導体層を延伸した領域を用い、第1の層間絶縁膜51と
第2の層間絶縁膜52との間に形成されて、所定の電位
に維持される蓄積容量配線41と接続された第2の蓄積
容量電極62を有しており、少なくとも、第1の蓄積容
量電極2dと第1の層間絶縁膜51と第2の蓄積容量電
極層62とで第1の蓄積容量Cs1を構成し、第2の蓄
積容量電極62と第2の層間絶縁膜52と画素電極7と
で第2の蓄積容量Cs2を構成している。このように蓄
積容量をCs1、Cs2の2層構造になるように積層す
ることにより、画素の開口率を低減させてしまう遮光面
積の増加を生じさせずに容量を増加させることができる
ようになる。
【0025】次に、図2を用いて本実施の形態によるア
クティブマトリクス型表示装置の製造方法について説明
する。図2は、図1(b)に示した断面と同一の領域を
形成する工程を示す断面図である。まず、図2(a)に
示すように、透明な絶縁性基板であるガラス基板1上
に、厚さ約40nm程度の例えばポリシリコンからなる
半導体層2を形成する。この半導体層2は、ソース電極
2cとなる側が延伸されて、後の工程で第1の蓄積容量
電極2dとなる領域まで形成する。次いで、全面に厚さ
100nm程度の例えばSiO2を成膜し、次に、例え
ばCrを厚さ200nmに成膜してからパターニングし
て、ゲート絶縁膜3及び絶縁膜3’、及びゲート絶縁膜
3上のゲート電極4、絶縁膜3’上の蓄積容量配線41
を形成する。
【0026】次に、図2(b)に示すように、ゲート電
極4をマスクとして不純物打ち込みを行い、自己整合に
よりソース電極2c、ドレイン電極2bを形成する。こ
のとき、ソース電極2c側に延伸した不純物半導体層で
第1の蓄積容量電極2dを形成する。次いで、例えば、
シリコン窒化膜(SiN)を厚さ例えば300nmに成
膜して第1の層間絶縁膜51を形成する。次いで、ソー
ス電極2c上及び蓄積容量配線41上の第1の層間絶縁
膜51にコンタクトホール51b、51dを開口する。
【0027】次に、図2(c)に示すように、厚さ約3
0nmのTi膜と厚さ約300nmのAl膜をこの順に
成膜してパターニングし、データ配線6を形成する。こ
のデータ配線6の形成と同時に、画素電極7のITOと
TFTのソース電極2cとのコンタクトをとるための島
状電極61をコンタクトホール51bに形成する。同様
にしてコンタクトホール51dを介して蓄積容量配線4
1と接続する第2の蓄積容量電極62を形成する。
【0028】次に、図2(d)に示すように、厚さ約3
00nmのSiN膜を成膜して第2の層間絶縁膜52を
形成する。次いで、島状電極61上の第2の層間絶縁膜
52にコンタクトホール52cを開口する。次いで、厚
さ約100nmのITOを形成してからパターニングし
て画素電極7を形成する。以上の工程によりアクティブ
マトリクス表示装置のアレイ基板側の素子形成工程が終
了する。これにより、第2の蓄積容量電極62と画素電
極7とで第2の層間絶縁膜52を挟んで第2の蓄積容量
Cs2が形成され、第2の蓄積容量電極62と第1の蓄
積容量電極2dとで第1の層間絶縁膜51を挟んで第1
の蓄積容量Cs1が形成される。以上の説明からも明ら
かなように本実施の形態によるアクティブマトリクス型
表示装置は、従来の装置と同一の素子形成材料を用い、
従来と同一の製造方法により製造することができる。
【0029】最終的にアレイ基板を対向基板と張り合わ
せて液晶を注入し、所定のセルギャップで液晶を封止
し、液晶駆動用のドライバIC等を組み込み、必要であ
ればバックライトを取り付けてアクティブマトリクス表
示装置が完成する。
【0030】次に、本発明の第2の実施の形態によるア
クティブマトリクス型表示装置を図3及び図4を用いて
説明する。まず、本実施の形態によるアクティブマトリ
クス型表示装置の概略の構成を図3を用いて説明する。
図3(a)はアレイ基板の平面を示し、図3(b)は図
3(a)のB−B線で切断した断面の一部であって、ゲ
ート配線4領域の断面を示している。図3(a)に示す
ように、アレイ基板となる透明なガラス基板1上には図
中横方向に延びる複数のゲート配線4(4a、4bのみ
図示)が平行に並んで形成されている。また、ゲート配
線4にほぼ直交する方向には複数のデータ配線6が平行
に並んで形成されている。各ゲート配線4と各データ配
線6とで画定された長方形形状の領域が画素領域とな
り、複数の画素領域がマトリクス状に配置されている。
各画素領域にはTFTが形成されている。図3に示すT
FT構造は、第1の実施の形態で図1を用いて説明した
ものと同一であり、直線状に配線されたゲート配線4の
一部をゲート電極として用い、また、ゲート配線4上を
2度横切るいわゆるダブルゲート構造になっている。
【0031】画素領域内には、画素領域の輪郭とほぼ同
一の外形を有する画素電極7が形成されている。画素電
極7はコンタクトホール51b、52cでTFTのソー
ス電極2cと接続されている。
【0032】本実施の形態では、第1の実施の形態と異
なり、ソース電極2cを構成する不純物半導体層は延伸
しておらず、第1の蓄積容量電極2dは形成されていな
い。それに代えて、蓄積容量配線を兼ねる第4の蓄積容
量電極8が形成されている。第4の蓄積容量電極8は、
基板垂直方向から見て、第3の層間絶縁膜53を介して
画素電極7の周囲領域と重複する周辺領域を有してい
る。また、第4の蓄積容量電極8は、通常はTFTが形
成されたアレイ基板と液晶層を挟んで対向する対向基板
側に形成される遮光層を兼ねている。遮光層は、画素電
極7が形成されていない領域からバックライトの光が漏
れないようにするためにある。遮光層をアレイ基板側に
形成することは、1画素当たりの面積が小さい高精細表
示パネル等において、対向基板とアレイ基板との貼り合
わせ誤差によりバックライトからの透過光が減少してし
まうのを防止するのに特に有効である。また、第4の蓄
積容量電極8の下方には絶縁膜を介して第3の蓄積容量
電極62が形成されている。
【0033】ここで図3(a)と共に図3(b)も参照
してさらに説明する。本実施の形態による第3の蓄積容
量電極62は、ゲート配線4上部に形成された第1の層
間絶縁膜51上に形成されている。第3の蓄積容量電極
62上には第2の層間絶縁膜52が形成され、その上に
第4の蓄積容量電極8が位置している。第4の蓄積容量
電極8上には第3の層間絶縁膜53が形成されている。
各画素領域内の第3の層間絶縁膜53上にはITO等か
らなる画素電極7が形成されている。
【0034】図3(a)に示すように、ゲート配線4b
上の第3の蓄積容量電極62は、その一部が引き出され
て、次段のゲート配線4aに流れるゲート信号で動作す
るTFTに接続された画素電極7にコンタクトホール5
3eを介して接続されている。
【0035】このような構成において、第3の蓄積容量
電極62と第2の層間絶縁膜52と第4の蓄積容量電極
8とで第3の蓄積容量Cs3が構成され、第4の蓄積容
量電極8と第3の層間絶縁膜53と画素電極7とで第4
の蓄積容量Cs4が構成される。さらに、第3の蓄積容
量電極62と第1の層間絶縁膜51とゲート配線4(4
b)とで第5の蓄積容量Cs5が構成されている。な
お、第4の蓄積容量電極8は一定電位に保つように例え
ばコモン電極に接続されてコモン電位に維持されてい
る。
【0036】以上の構成において第3の蓄積容量電極6
2と画素電極7とはコンタクトホール53eを介して電
気的に接続されているので、第3の蓄積容量Cs3と第
4の蓄積容量Cs4とは並列接続となる。また、第5の
蓄積容量Cs5を形成する一方の電極は隣接ゲート電極
4bであるが、そのゲート電位はゲート信号を書き込む
ごく短い期間のみ変化し、その他の大部分の時間は一定
の電位であり、この一定の電位の間に第5の蓄積容量C
s5の一方の蓄積容量電極として利用する。従って、第
3乃至第5の蓄積容量Cs3〜Cs5は並列接続されて
いるとみなせるので、全体の蓄積容量はCs3+Cs4
+Cs5にほぼ等しくなる。また、第3の蓄積容量電極
62はバックライト光に対して第4の蓄積容量電極8で
隠れる位置にあるので、画素電極7とのコンタクト部を
除き、画素領域の透過光を妨げることもない。
【0037】以上説明したように、本実施の形態によれ
ば、従来の構成でも形成される第4の蓄積容量Cs4に
加えて、ゲート電極4で遮光される領域に第3及び第5
の蓄積容量Cs3、Cs5を積層した3層構造にするこ
とにより、第3の蓄積容量電極62と画素電極7とのコ
ンタクトホール53e部の遮光部がわずかに増加するだ
けで、蓄積容量を大きく増加させることができるように
なる。
【0038】次に、図4を用いて本実施の形態によるア
クティブマトリクス型表示装置の製造方法について説明
する。図4は、図3(b)に示した断面と同一の領域を
形成する工程を示す断面図である。まず、透明な絶縁性
基板であるガラス基板1上に、厚さ約40nm程度の例
えばポリシリコンからなる半導体層2を成膜してパター
ニングする。その後、図4(a)に示すように、全面に
厚さ100nm程度の例えばSiO2を成膜し、次に、
例えばCrを厚さ200nmに成膜してからパターニン
グして、ゲート絶縁膜3及びゲート電極4を形成する。
【0039】次に、ゲート電極4をマスクとして不純物
打ち込みを行い、自己整合によりTFTのソース電極2
c、ドレイン電極2bを形成する(図示せず)。次い
で、例えば、シリコン窒化膜(SiN)を厚さ例えば3
00nmに成膜して第1の層間絶縁膜51を形成する。
【0040】次に、厚さ約30nmのTi膜と厚さ約3
00nmのAl膜をこの順に成膜してパターニングし、
データ配線6を形成する(図示せず)。このデータ配線
6の形成と同時に、画素電極7とTFTのソース電極2
cとのコンタクトをとるための島状電極61等も形成す
る(図示せず)。同様にしてゲート配線4上に第1の層
間絶縁膜51を介して第2の蓄積容量電極62を形成す
る。
【0041】次に、図2(b)に示すように、厚さ約4
00nmのSiN膜を成膜して第2の層間絶縁膜52を
形成する。次いで、その上に厚さ例えば200nmのT
i膜を成膜してパターニングし、遮光層を兼ねる第4の
蓄積容量電極8を形成する。次に、図4(c)に示すよ
うに、例えば、厚さ400nmのSiN膜からなる第3
の層間絶縁膜53を形成し、第3及び第2の層間絶縁膜
53、52を貫通して第3の蓄積容量電極62上にコン
タクトホール53eを開口する。さらに、厚さ例えば1
00nmのITOを形成してパターニングし、画素電極
7を形成する。
【0042】以上の工程によりアクティブマトリクス表
示装置のアレイ基板側の素子形成工程が終了する。これ
により、第3の蓄積容量電極62と第2の層間絶縁膜5
2と第4の蓄積容量電極8とで第3の蓄積容量Cs3が
形成され、第4の蓄積容量電極8と第3の層間絶縁膜5
3と画素電極7とで第4の蓄積容量Cs4が形成され
る。さらに、第3の蓄積容量電極62と第1の層間絶縁
膜51とゲート配線4(4b)とで第5の蓄積容量Cs
5が形成される。以上の説明からも明らかなように本実
施の形態によるアクティブマトリクス型表示装置は、従
来の装置と同一の素子形成材料を用い、従来と同一の製
造方法により製造することができる。
【0043】最終的にアレイ基板を対向基板と張り合わ
せて液晶を注入し、所定のセルギャップで液晶を封止
し、液晶駆動用のドライバIC等を組み込み、必要であ
ればバックライトを取り付けてアクティブマトリクス表
示装置が完成する。
【0044】本発明は、上記実施の形態に限らず種々の
変形が可能である。例えば、上記実施の形態では、プレ
ーナ型のTFTを用いて説明したが、スタガ型、あるい
は逆スタガ型の構造を有するTFTにも本発明を適用す
ることができる。さらに上記実施の形態では、バックラ
イト機構を備えた透過型液晶表示装置を前提に説明して
いるが、本発明はこれに限られず、反射型液晶表示装置
に適用することももちろん可能である。また、上記第2
の実施の形態では、第4の蓄積容量電極8が蓄積容量配
線を兼ねている構成で説明したが、本発明はこれに限ら
れず、第4の蓄積容量電極8と蓄積容量配線とを別個に
設け、それらを電気的に接続するように構成してももち
ろんよい。
【0045】以上説明した実施形態に基づき、本発明は
以下のようにまとめられる。第1の発明として、基板上
に形成された複数のゲート配線と、前記ゲート配線にほ
ぼ直交して前記基板上に形成された複数のデータ配線
と、前記ゲート配線と前記データ配線とで画定されてマ
トリクス状に配列する複数の画素領域に形成された薄膜
トランジスタと、前記画素領域内に形成されて前記薄膜
トランジスタと接続される画素電極と、前記基板と前記
画素電極との間で複数の絶縁膜を介して複数の蓄積容量
を形成する複数の蓄積容量電極とを有することを特徴と
するアクティブマトリクス型表示装置。
【0046】第2の発明として、上記第1の発明のアク
ティブマトリクス型表示装置において、前記複数の蓄積
容量は、並列接続されていることを特徴とするアクティ
ブマトリクス型表示装置。
【0047】第3の発明として、上記第1又は第2の発
明のアクティブマトリクス型表示装置において、前記複
数の蓄積容量電極のうち少なくともいずれか2層は、基
板垂直方向から見て絶縁膜を介して重複するように積層
されていることを特徴とするアクティブマトリクス型表
示装置。
【0048】第4の発明として、上記第1乃至第3の発
明のいずれかのアクティブマトリクス型表示装置におい
て、前記薄膜トランジスタは、前記基板上に形成された
動作半導体層と、前記動作半導体層上に形成されたゲー
ト絶縁膜と、前記ゲート絶縁膜上に形成されたゲート電
極と、不純物を含んで前記動作半導体層の両側に形成さ
れた第1及び第2の半導体層と、前記第1の半導体層上
に積層された第1及び第2の絶縁膜に開口したコンタク
ト窓を介して前記画素電極と電気的に接続される前記第
1の半導体層を含むソース電極と、前記第2の半導体層
を含み前記データ配線と接続するドレイン電極とを有す
るプレーナ型構造であり、前記ゲート配線は前記ゲート
電極を兼ねており、前記複数の蓄積容量電極は、第1の
蓄積容量電極として前記第1の半導体層を用い、前記第
1の絶縁膜と前記第2の絶縁膜との間に形成され、所定
の電位に維持される蓄積容量配線と接続された第2の蓄
積容量電極を有しており、少なくとも、前記第1の蓄積
容量電極と前記第1の絶縁膜と前記第2の蓄積容量電極
とで第1の蓄積容量を構成し、前記第2の蓄積容量電極
と前記第2の絶縁膜と前記画素電極とで第2の蓄積容量
を構成することを特徴とするアクティブマトリクス型表
示装置。
【0049】第5の発明として、上記第4の発明のアク
ティブマトリクス型表示装置において、前記複数の蓄積
容量電極は、当該画素領域の前段にある前記ゲート配線
領域の前記第1の絶縁膜上に形成され、当該画素領域の
前記画素電極に接続された第3の蓄積容量電極と、前記
ゲート配線領域及び前記データ配線領域の前記第2の絶
縁膜上に形成され、上部に形成された第3の絶縁膜上に
形成された前記画素電極の端部と基板垂直方向に見て重
複する端部を備える第4の蓄積容量電極とを有し、少な
くとも、前記第3の蓄積容量電極と前記第2の絶縁膜と
前記第4の蓄積容量電極とで第3の蓄積容量を構成し、
前記第4の蓄積容量電極と前記第3の絶縁膜と前記画素
電極とで第4の蓄積容量を構成することを特徴とするア
クティブマトリクス型表示装置。
【0050】第6の発明として、上記第5の発明のアク
ティブマトリクス型表示装置において、前記第3の蓄積
容量電極と前記第1の絶縁膜と前記ゲート配線とで第5
の蓄積容量を構成することを特徴とするアクティブマト
リクス型表示装置。
【0051】第7の発明として、上記第5又は第6の発
明のアクティブマトリクス型表示装置において、前記第
4の蓄積容量電極は、蓄積容量配線を兼ねていることを
特徴とするアクティブマトリクス型表示装置。
【0052】第8の発明として、上記第5乃至第7の発
明のいずれかのアクティブマトリクス型表示装置におい
て、前記第4の蓄積容量電極は、遮光膜を兼ねているこ
とを特徴とするアクティブマトリクス型表示装置。
【0053】
【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、蓄積容量
を積層することで、表示領域方向に蓄積容量の面積を増
加させることなく、容量の増加を図ることができるよう
になる。従って、十分な蓄積容量を有し、しかもバック
ライト光を透過する面積の大きい、明るい表示装置を提
供することができるようになる。十分な蓄積容量によ
り、ゲート−画素間容量によるコモン電位の変動を抑
え、また、TFTのオフリーク電流による画素点欠陥を
防止することができる。また、本発明によるTFTアレ
イ基板は従来と同様の製造方法及び素子形成材料で製造
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態によるアクティブマ
トリクス型表示装置の構造を示す図である。
【図2】本発明の第1の実施の形態によるアクティブマ
トリクス型表示装置の製造方法を示す図である。
【図3】本発明の第2の実施の形態によるアクティブマ
トリクス型表示装置の構造を示す図である。
【図4】本発明の第2の実施の形態によるアクティブマ
トリクス型表示装置の製造方法を示す図である。
【図5】従来のアクティブマトリクス型表示装置の構造
を示す図である。
【図6】従来のアクティブマトリクス型表示装置の他の
構造を示す図である。
【符号の説明】
1 ガラス基板 2 半導体層 3 ゲート絶縁膜 4 ゲート配線(ゲート電極) 6 データ配線 7 画素電極 8 第4の蓄積容量電極 41 蓄積容量配線 51 第1の層間絶縁膜 51a、51b、52c、53e コンタクトホール 52 第2の層間絶縁膜 53 第3の層間絶縁膜 61 島状電極 62 (第2、又は第3の)蓄積容量電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2H092 HA04 JA24 JA25 JA26 JA38 JA47 JB54 JB66 JB69 KA04 KA05 KA12 KA18 KA22 KB04 MA41 NA07 NA13 PA13 5C094 AA06 AA10 BA03 BA43 CA19 EA04 5F110 AA30 BB01 CC02 CC06 CC08 DD02 EE04 EE28 FF02 GG02 GG13 GG25 HJ13 HL03 HL04 HL07 HL11 NN02 NN03 NN04 NN24 NN43 NN44 NN46 NN72 NN73 QQ11

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】基板上に形成された複数のゲート配線と、 前記ゲート配線にほぼ直交して前記基板上に形成された
    複数のデータ配線と、 前記ゲート配線と前記データ配線とで画定されてマトリ
    クス状に配列する複数の画素領域に形成された薄膜トラ
    ンジスタと、 前記画素領域内に形成されて前記薄膜トランジスタと接
    続される画素電極と、 前記基板と前記画素電極との間で複数の絶縁膜を介して
    複数の蓄積容量を形成する複数の蓄積容量電極とを有す
    ることを特徴とするアクティブマトリクス型表示装置。
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