JPH04255830A - 薄膜トランジスタマトリックス - Google Patents

薄膜トランジスタマトリックス

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JPH04255830A
JPH04255830A JP3017309A JP1730991A JPH04255830A JP H04255830 A JPH04255830 A JP H04255830A JP 3017309 A JP3017309 A JP 3017309A JP 1730991 A JP1730991 A JP 1730991A JP H04255830 A JPH04255830 A JP H04255830A
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JP
Japan
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shield
bus line
gate
electrode
insulating layer
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JP3017309A
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Tsutomu Tanaka
勉 田中
Kenichi Yanai
梁井 健一
Kenichi Oki
沖 賢一
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Fujitsu Ltd
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Fujitsu Ltd
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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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は薄膜トランジスタマトリ
ックスに関する。近年,液晶ディスプレイ(LCD),
エレクトロルミネッセンス等の駆動素子として,薄膜ト
ランジスタ(TFT)マトリックスが使用されるように
なった。このようなTFTマトリックスにおいては,数
十万箇のTFTが含まれ,表示品質の改良が強く要望さ
れている。
【0002】
【従来の技術】図4(a), (b)は従来の逆スタガ
ー型TFTマトリックスを示す図で,(a) は上面図
,(b) はA−A断面図であり,1は基板,2はゲー
トバスライン,2aはゲート電極,3はゲート絶縁膜,
6は非晶質シリコン(a−Si)動作半導体層,7はチ
ャネル保護層,8はコンタクト層,9はソース電極,1
0はドレイン電極,11は表示電極,12はドレインバ
スラインを表す。
【0003】このようなTFTマトリックスを用いるL
CDパネルにおいては,種々の容量が存在する。図5に
LCDパネルの電気的等価回路を示す。この図に見るよ
うに,表示電極11またはソース電極9はゲートバスラ
イン2との間にCGS,TFT部分のゲート電極2aと
の間にCTFT ,ドレインバスライン12との間にC
DS,液晶層を挟んで対向電極(アース電極)との間に
CLC,その他のアースもしくは電位が固定された電極
との間にCFIX という結合容量を持っている。
【0004】図6にこのようなTFTマトリックスのn
番目ゲートバスライン及びm番目ドレインバスラインに
接続されている表示画素にデータ電圧VDATAを書き
込む場合の印加電圧波形と応答波形を示す。
【0005】VG はゲート電極2aに印加される電圧
,VDは表示電極11またはドレイン電極10に書き込
まれた電圧, VCOM は対向電極の電位である。と
ころで,ドレイン電圧VD はゲート電圧VG が急激
に変化する際,ゲートとの容量結合により次式で表され
るΔVD だけデータ電圧の低下を引き起こす。
【0006】 ΔVD =ΔVG ・(CGS+CTFT )/(CG
S+CTFT +CDS+CLC+CFIX ) ΔVD は表示電極11またはドレイン電極10におけ
るデータ電圧VDATAの低下量(DCレベルシフト)
,ΔVG はゲート電圧の振り幅である。このDCレベ
ルシフトはTFT−LCDの表示品質を著しく劣化させ
る原因となる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の問題に
鑑み,ΔVD を小さくする構造のTFTマトリックス
を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】図1(a), (b),
 (c) は本発明の薄膜トランジスタマトリックスを
示す図であり,(a) は上面図, (b) はA−A
断面図,(c) はB−B断面図である。
【0009】上記課題は,絶縁層3を介してゲートバス
ライン2に重なる導電層のシールド4を有する薄膜トラ
ンジスタマトリックスによって解決される。また,絶縁
層3,5を介してゲートバスライン2及び表示電極11
の一部と重なる連続せる透明導電層のシールド4を有す
る薄膜トランジスタマトリックスによって解決される。
【0010】
【作用】本発明によれば,表示電極11またはソース電
極9とゲートバスライン2との間に導電層のシールド4
を存在させ,このシールド4を定電位あるいはアース電
位に保持することにより,表示電極11またはソース電
極9とゲートバスライン2との間に存在していたCGS
を消去することができる。その代わり,シールド4をア
ース電位に保持することによりCFIX の分がある量
CS だけ増加することになる。したがって,ΔVD 
は次のようになる。
【0011】ΔVD =ΔVG ・CTFT /(CG
S+CTFT +CDS+CLC+CFIX +CS 
)このΔVD は,従来のΔVD との比がCTFT 
/(CGS+CTFT )以下となるから,DCレベル
シフトを低く抑えることが可能となる。
【0012】さらに,シールド4を表示電極11の上ま
で延ばし, 表示電極11の一部と重なるようにすれば
DCレベルシフト抑制の効果がさらに大きくなる。しか
し,シールド4が不透明体であると表示面積を損なうか
ら,シールド4は透明導電体で形成する必要がある。
【0013】
【実施例】図1(a), (b), (c) は本発明
の薄膜トランジスタマトリックスを示す図で,(a) 
は平面図,(b) はA−A断面図,(c) はB−B
断面図であり,1はガラス基板,2はゲートバスライン
,2aはゲート電極,3は第1の絶縁層であってゲート
絶縁層,4はシールド,5は第2の絶縁層であってゲー
ト絶縁層,6はa−Si動作半導体層,7は保護絶縁層
であってチャネル保護層,8はコンタクト層,9はソー
ス電極,10はドレイン電極, 11は表示電極, 1
2はドレインバスラインを表す。
【0014】図2(a) 〜(c) 及び図3(d),
 (e)は図1に示す薄膜トランジスタマトリックスを
製造する実施例を示す工程順平面図である。以下,図1
〜図3を参照しながら工程の概略について説明する。
【0015】図1, 図2(a) 参照ガラス基板1上
にTiを1000Åの厚さにスパッタし, そのスパッ
タ膜をパターニングして幅10〜20μmのゲートバス
ライン2及び幅5μmのゲート電極2aを形成する。ゲ
ートバスライン2間の中心間隔は,例えば,0.375
 mmである。
【0016】全面にプラズマCVD法によりSiNx 
を堆積し,厚さ1000Åの第1の絶縁層3を形成する
。第1の絶縁層3はゲート絶縁層となる。第1の絶縁層
3の上にスパッタ法により厚さ500 ÅのITOの導
電層を形成し,その導電層をパターニングしてゲートバ
スライン2を覆う導電層のシールド4を形成する。シー
ルド4は表示電極を形成する部分にも延長し,将来表示
電極と重なるように形成しておく。シールド4がゲート
バスライン2の両側にはみ出る部分の幅は5μm程度で
あり,シールド4が将来形成される表示電極と重なる部
分の幅は10μm程度である。
【0017】図1,図2(b) 参照 全面にプラズマCVD法により厚さ2000ÅのSiN
x の第2の絶縁層5(ゲート絶縁層),厚さ500 
Åのa−Si動作半導体層6,厚さ1500ÅのSiO
2 の保護絶縁層7を連続形成する。
【0018】レジストを塗布して,ガラス基板1側から
の背面露光及び前面からゲート電極2aの一部を露光す
る露光によりゲートバスライン2上及びゲート電極2a
上の所定部分にレジストを残し,そのレジストをマスク
にして保護絶縁層7をエッチングしてゲート電極2a上
の所定部分にのみ保護絶縁層7を残す。この保護絶縁層
7はチャネル保護層となる。
【0019】図1,図2(c) 参照 全面にプラズマCVD法により厚さ500 Åのn+ 
型a−Si,厚さ1000ÅのTiを連続して堆積した
後,リフトオフ法によりレジスト上のn+ 型a−Si
とTiを除去し,保護絶縁層7によりソース・ドレイン
間を分離する。
【0020】その後,ソース電極とドレイン電極の形成
領域を残すようにパターニングされたレジストマスクを
用いてTi層,n+ 型a−Si層,a−Si層をエッ
チングして除去し,Tiのソース電極9,Tiのドレイ
ン電極10の下にn+ 型a−Siのコンタクト層8,
a−Si動作半導体層6,及びソース・ドレイン間を分
離するチャネル保護層7を有するTFT素子を形成する
。
【0021】図1,図3(d) 参照 全面にスパッタ法により厚さ1000ÅのITO膜を形
成し,そのITO膜をレジスト工程によりパターニング
してソース電極9に接続する表示電極11を形成する。 表示電極11はその一部が第2の絶縁層5を介してシー
ルド4と重なる形状とし,シールド4と重なる部分の幅
は10μm程度とする。
【0022】図1,図3(e) 参照 全面にスパッタ法により厚さ6000ÅのAl膜を形成
した後,そのAl膜をパターニングしてドレイン電極1
0に接続するドレインバスライン12を形成する。ドレ
インバスライン12の中心間隔は,例えば,0.125
 mmである。
【0023】このようにして240 行×960 列の
TFT素子を含むLCD駆動用逆スタガー型TFTマト
リックスを完成した。このTFTマトリックスをLCD
パネルに装填し,ΔVG を25Vとしてランニング評
価を行った。その結果,DCレベルシフトΔVD は0
.7 Vであった。シールドを付与しない従来の逆スタ
ガー型TFTマトリックスでは,DCレベルシフトΔV
D は1.5 Vであった。このようにゲートバスライ
ン2を覆うシールド4を設けることにより,DCレベル
シフトを大幅に抑制することができた。
【0024】シールド4はゲートバスライン2を覆うよ
うに形成すれば効果があるが,さらに表示電極の上に重
なる場所まで延長して形成すると,DCレベルシフト抑
制の効果が大きくなる。しかし,もしシールド4を不透
明な導電層で形成すると画素の面積を減少させて表示品
質を劣化させるので,この場合は透明導電層のシールド
を形成する必要がある。
【0025】なお,本実施例は逆スタガー型TFTマト
リックスについて説明したが,スタガー型TFTマトリ
ックスにおいてもゲートバスラインを覆う導電層のシー
ルドを設けることはDCレベルシフトの抑制に効果があ
る。
【0026】
【発明の効果】以上説明したように,本発明によればゲ
ート電圧変化によるDCレベルシフトを抑制することが
でき,TFT駆動LCDの表示品質を向上させることが
でき,さらに,LCDパネルの歩留りを向上させること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a) 〜(c) は本発明の薄膜トランジス
タマトリックスを示す図で, (a) は上面図, (
b) はA−A断面図,(c) はB−B断面図である
。
【図2】(a) 〜 (c)は実施例を示す工程順上面
図(その1)である。
【図3】(d), (e)は実施例を示す工程順上面図
(その2)である。
【図4】(a), (b)は従来の薄膜トランジスタマ
トリックスを示す図で, (a) は上面図, (b)
 はA−A断面図である。
【図5】LCDパネルの電気的等価回路である。
【図6】印加電圧波形と応答波形である。
【符号の説明】
1は基板であってガラス基板 2はゲートバスライン 2aはゲート電極 3は絶縁層であり,第1の絶縁層であってゲート絶縁層
4はシールド 5は絶縁層であり,第2の絶縁層であってゲート絶縁層
6はa−Si動作半導体層 7は保護絶縁層であってチャネル保護層8はコンタクト
層 9はソース電極 10はドレイン電極 11は表示電極 12はドレインバスライン

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  絶縁層(3) を介してゲートバスラ
    イン(2) に重なる導電層のシールド(4) を有す
    ることを特徴とする薄膜トランジスタマトリックス。
  2. 【請求項2】  絶縁層(3, 5)を介してゲートバ
    スライン(2) 及び表示電極(11)の一部と重なる
    連続せる透明導電層のシールド(4) を有することを
    特徴とする薄膜トランジスタマトリックス。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0850286A (ja) * 1994-08-05 1996-02-20 Casio Comput Co Ltd 液晶表示素子およびその製造方法
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