JPH07270819A - 薄膜トランジスタパネル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】補助容量の容量値を充分大きく確保することが
できるとともに、表示部の開口率を高めて明るい画像を
良好なコントラストで表示することが可能な薄膜トラン
ジスタパネルを提供する。 【構成】 透明基板２の表面の上に、画素電極１９と、
その能動素子である薄膜トランジスタ４と、前記画素電
極１９の端部に対向して配置し、その対向間で補助容量
Ｃを構成する容量電極１７とを設けた薄膜トランジスタ
パネルにおいて、前記基板２の表面に凹部２ａを形成
し、前記容量電極１７の少なくとも一部を前記凹部２ａ
の側面を含む内面に配置させ、かつ前記画素電極１９の
端部の少なくとも一部を前記凹部２ａの内面に配置する
部分の容量電極１７に対向させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、アクティブマトリック
ス型液晶表示素子に用いられる薄膜トランジスタパネル
に関する。

【０００２】

【従来の技術】アクティブマトリックス型液晶表示素子
に用いられる薄膜トランジスタパネルの従来の構造を図
４および図５に示してあり、図４は薄膜トランジスタパ
ネルの平面図、図５は図４中のＡ−Ａ線に沿う断面図で
ある。

【０００３】この薄膜トランジスタパネル１は、ガラス
等からなる透明基板２の上に、その行方向（図４におけ
る横方向）および列方向（図４における縦方向）に配列
形成された複数の画素電極３と、その能動素子として各
画素電極３に接続された複数の薄膜トランジスタ４と、
各画素電極行にそれぞれ対応して配線されその行の薄膜
トランジスタ４にゲート信号を供給する複数のゲートラ
イン５と、各画素電極列にそれぞれ対応して配線されそ
の列の薄膜トランジスタ４にデータ信号を供給する複数
のデータライン６とを形成してなる。

【０００４】前記薄膜トランジスタ４は、一般に逆スタ
ガー構造とされており、この逆スタガー構造の薄膜トラ
ンジスタ４は、基板２の上に形成されたゲート電極７
と、このゲート電極７を覆うゲート絶縁膜８と、ゲート
絶縁膜８の上に前記ゲート電極７に対向して形成された
ａ−Ｓｉ（アモルファスシリコン）からなるｉ型半導体
膜９と、このｉ型半導体膜９の上にｎ型不純物をドープ
したａ−Ｓｉからなるｎ型半導体膜（図示せず）を介し
て形成されたソース電極１０およびドレイン電極１１と
で構成されている。

【０００５】前記ゲート電極７は、基板２の上に配線さ
れたゲートライン５に一体に形成されており、このゲー
トライン５およびゲート電極７は、Ａl あるいはＡl 合
金等の金属で形成され、またゲート絶縁膜８はＳi Ｎ
（窒化シリコン）等で形成されている。

【０００６】薄膜トランジスタ４のゲート絶縁膜８は、
ゲートライン５を覆って基板２のほぼ全面に形成されて
おり、画素電極３およびデータライン６は前記ゲート絶
縁膜（透明膜）８の上に形成されている。

【０００７】データライン６は薄膜トランジスタ４のソ
ース電極１０と一体に形成されており、このデータライ
ン６およびソース電極１０とドレイン電極１１は、Ａl
またはＡl 合金等の金属で形成されている。

【０００８】画素電極３は、ＩＴＯ等からなる透明導電
膜で形成されており、この画素電極３は、その一端部を
前記薄膜トランジスタ４のドレイン電極１１の上に重ね
て形成することによりドレイン電極１１に接続されてい
る。

【０００９】なお、図示しないが、薄膜トランジスタパ
ネル１の表面には、薄膜トランジスタ４およびデータラ
イン６を覆う保護絶縁膜（Ｓi Ｎ膜等）が形成され、そ
の表面には配向処理が施される。

【００１０】そして、アクティブマトリックス型液晶表
示素子は、図５に示すように、薄膜トランジスタパネル
１と対向パネル２０とを互いに対向させて配置し、この
両パネル１，２０間に液晶ＬＣを封入して構成されてい
る。

【００１１】対向パネル２０は、ガラス等からなる透明
基板２１の上に、薄膜トランジスタパネル１の各画素電
極３に対向する透明な対向電極２２を形成したもので、
この対向パネル２０の表面にも配向処理が施される。

【００１２】また、この対向パネル２０の基板２１の上
には、前記各画素電極３に対応する画素領域以外の部分
の透過光を遮光するためのブラックマスク２３が格子状
に形成されている。このブラックマスク２３はＣr 等の
金属膜で形成されており、前記対向電極２２は、ブラッ
クマスク２３を覆う透明絶縁膜（Ｓi Ｎ膜等）２４の上
に形成されている。

【００１３】このような構成のアクティブマトリックス
型液晶表示素子においては、対向パネル２０の対向電極
２２に基準電位信号を印加し、薄膜トランジスタパネル
１の各ゲートライン５に順次ゲート信号（走査信号）を
印加するとともに、各データライン６に画像データに応
じた電圧のデータ信号を印加して表示の駆動が行われる
が、この駆動時における非選択期間中の画素電極３に保
持される電位の変動を小さくするために、各画素電極３
に対応してそれぞれ補助容量Ｃが設けられている。

【００１４】図４および図５に示す１５は補助容量Ｃを
構成するための容量電極であり、この容量電極１５は基
板２の上に形成されている。また基板２の上には各ゲー
トライン５に沿ってライン部１６が形成されている。そ
して行方向に配列する各容量電極１５がその行方向に沿
うライン部１６に一体につながっており、これら容量電
極１５およびライン部１６がゲート絶縁膜８で覆われ、
かつ各容量電極１５がその対応する画素電極３の端部に
前記ゲート絶縁膜８を挟んで対向し、これら容量電極１
５と画素電極３とその間のゲート絶縁膜８とで補助容量
Ｃが構成されている。

【００１５】そしてこの補助容量Ｃにより、画素電極３
の選択時（薄膜トランジスタ４のオン時）に画素電極３
に印加される電荷が蓄積され、この電荷の蓄積で非選択
期間中の画素電極３の電位が保持されるようになってい
る。

【００１６】なお、容量電極１５およびライン部１６は
ＡｌあるいはＡｌ合金等の金属で形成されおり、そのラ
イン部１６は図示しない端子部において基準電位（例え
ば接地電位）に接続される。

【００１７】ところで、補助容量Ｃの容量値は容量電極
１５と画素電極３との対向面積の大きさによって決ま
る。このため従来においては、容量電極１５を画素電極
３の内側に比較的大きく突出させて容量電極１５と画素
電極３とが重なる幅Ｌを大きくし、これにより充分な容
量値を確保するようにしている。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、容量電
極１５と画素電極３との重なり幅Ｌが大きいと、画素電
極部の開口幅（光が透過する領域の幅）Ｗが小さくなっ
てしまう。つまり、容量電極１５が光を透過させない金
属膜であるから、この容量電極１５と画素電極３との重
なり幅Ｌが大きいと、画素電極部の透過光がその重なり
分だけ遮られ、画素電極部の開口幅Ｗが狭まる。そして
対向パネル２０に設けられているブラックマスク２３の
開口幅は薄膜トランジスタパネル１の画素電極部の開口
幅Ｗに対応するように形成され、このブラックマスク２
３の開口幅が表示画素の幅となるから、結局、表示部の
開口率が低下し、画面が暗くなってしまう難点がある。

【００１９】本発明はこのような点に着目してなされた
もので、その目的とするところは、補助容量の容量値を
充分大きく確保することができるとともに、表示部の開
口率を高めて明るい画像を良好なコントラストで表示す
ることができる薄膜トランジスタパネルを提供すること
にある。

【００２０】

【課題を解決するための手段】本発明はこのような目的
を達成するために、透明基板の表面の上に、画素電極
と、その能動素子である薄膜トランジスタと、前記画素
電極の端部に対向して配置し、その対向間で補助容量を
構成する容量電極とを設けた薄膜トランジスタパネルに
おいて、前記基板の表面に凹部を形成し、前記容量電極
の少なくとも一部を前記凹部の側面を含む内面に配置さ
せ、かつ前記画素電極の端部の少なくとも一部を前記凹
部の内面に配置する部分の容量電極に対向させるように
したものである。

【００２１】

【作用】本発明の薄膜トランジスタパネルによれば、基
板に形成された凹部の側面の部分を含んで容量電極と画
素電極とが対向しているから、容量電極と画素電極とが
対向する領域の面積を増大させて充分な容量値を確保す
ることができる。

【００２２】これに対し、容量電極と画素電極の平面的
な投影面積としては、凹部の側面部分に配置する容量電
極とこの容量電極と対向する画素電極との領域の面積分
がその投影面積には加わらず、したがって容量電極と画
素電極との実質的な対向面積に比べて容量電極と画素電
極との平面的な重なり分が小さくなる。そして容量電極
と画素電極との平面的な重なり分が小さくなることによ
り、画素電極部の開口幅が大きくなり、表示部の開口率
が向上する。

【００２３】

【実施例】以下、本発明の一実施例について図１ないし
図３を参照して説明する。図１は薄膜トランジスタパネ
ルの一部の断面図、図２は薄膜トランジスタパネルの平
面図である。なお、図１および図２において、図５およ
び図６に示した従来の薄膜トランジスタパネルに対応す
る部分には同符号を付してその説明を省略する。

【００２４】この薄膜トランジスタパネル１における基
板２の表面には、補助電極Ｃを形成すべき部分において
平面形状が例えば矩形の凹部２ａが形成されている。そ
して基板２の表面からこの凹部２ａの内面に亘って容量
電極１７が形成されている。

【００２５】この容量電極１７はゲートライン５に沿っ
て基板２の上に形成されたライン部１８に一体につなが
っており、前記容量電極１７およびライン部１８が基板
２の上の全体に形成されたゲート絶縁膜８で覆われてい
る。そしてゲート絶縁膜８の上に薄膜トランジスタ４の
ドレイン電極１１につながる画素電極１９が形成されて
いる。

【００２６】この画素電極１９の一端側の端部は、前記
凹部２ａの内側に入り込み、ゲート絶縁膜８を隔てて前
記容量電極１７と対向するように配置している。そして
前記容量電極１７とこれに対向する画素電極１９の端部
およびその間のゲート絶縁膜８とで補助容量Ｃが構成さ
れ、この補助容量Ｃにより画素電極１９の選択時（薄膜
トランジスタ４のオン時）に画素電極１９に印加される
電荷が蓄積され、非選択期間中の画素電極１９の電位が
保持されるようになっている。

【００２７】図３にはこの薄膜トランジスタパネル１を
製造する工程を順に示してあり、次にこの工程について
説明する。まず図３（ａ）に示すように、基板２の表面
にエッチングにより凹部２ａを形成する。

【００２８】次に、基板２の表面および前記凹部２ａの
内面にＡｌやＡｌ合金等による金属膜を成膜し、この金
属膜をパターニングして図３（ｂ）に示すように、ゲー
ト電極７および容量電極１７を形成する。なお、この工
程時には図２に示すゲート電極７と一体のゲートライン
５、および容量電極１７と一体のライン部１８も同時に
形成する。この後、基板２の上の全体にゲート絶縁膜８
を形成し、このゲート絶縁膜８でゲート電極７および容
量電極１７を覆う。

【００２９】次に、図３（ｃ）に示すように、前記ゲー
ト絶縁膜８の上でかつゲート電極７に対応する部分にｉ
型半導体膜９を成膜する。さらに図３（ｄ）に示すよう
に、ｉ型半導体膜９の上に図示しないｎ型半導体膜を介
してソース・ドレイン用金属膜を成膜し、このソース・
ドレイン用金属膜をパターニングしてソース電極１０お
よびドレイン電極１１を形成する。

【００３０】次に、図３（ｅ）に示すように、ゲート絶
縁膜８の上に画素電極用の透明導電膜を成膜し、この透
明導電膜をパターニングして画素電極１９を形成する。
この際、ゲート絶縁膜８の上に画素電極用の透明導電膜
を成膜すると、基板２の凹部２ａの内側に入り込んだゲ
ート絶縁膜８の上にも均一な厚さで透明導電膜が堆積
し、したがってこの透明導電膜をパターニングして画素
電極１９を形成すると、この画素電極１９の一部が凹部
２ａの内側に入り込んで、この画素電極１９の一部（端
部）が凹部２ａの内面に形成されている容量電極１７に
ゲート絶縁膜８を挟んで対向する。そして容量電極１７
と画素電極１９とがゲート絶縁膜８を隔てて対向するこ
とにより補助容量Ｃが構成される。

【００３１】このような構成の補助容量Ｃにおいては、
容量電極１７が基板２の表面から凹部２ａの内面に亘っ
て形成されているとともに、画素電極１９の一部が凹部
２ａの内側に入り込んで凹部２ａの内面部分の容量電極
１７と対向しているから、容量電極１７と画素電極１９
とが対向する領域の面積が増大し、したがって充分な容
量値を確保することができる。

【００３２】一方、補助容量Ｃを平面的に見た投影面積
としては、凹部２ａの側面部分に配置する容量電極１７
とこの容量電極１７と対向する画素電極１９との領域の
面積分がその投影面積には加わらず、したがって容量電
極１７と画素電極１９との実質的な対向面積に比べて補
助容量Ｃの投影面積が大幅に減少する。すなわち、補助
容量Ｃを平面的に見たときの容量電極１７と画素電極１
９との重なり幅Ｌが小さくなる。

【００３３】そして容量電極１７と画素電極１９との平
面的な重なり幅Ｌが小さくなることにより、画素電極部
の開口幅（光が透過する領域の幅）Ｗが大きくなり、こ
れにより対向パネル２０に設けられているブラックマス
ク２３の開口幅を拡げることができ、表示部の開口率を
向上させることができる。そして表示部の開口率が向上
することにより、画面が明るくなり、良好なコントラス
トが得られる。

【００３４】なお、前記実施例においては、基板の表面
に、容量電極を形成すべき部分において個々に凹部を形
成するようにしたが、基板の表面にその列方向に沿って
連続する溝を形成し、この溝を凹部として用いることも
可能である。

【００３５】また容量電極のライン部としては、その容
量電極に対応する画素電極の配列行の隣の行に配列する
薄膜トランジスタに対するゲートラインで兼用すること
も可能である。

【００３６】さらに、前記実施例においては、凹部の内
面の全体に亘って容量電極を形成したが、必ずしも凹部
の内面の全体に容量電極を形成する必要はなく、凹部の
側面を含む内面の一部に容量電極を形成し、この容量電
極に画素電極の端部の全体あるいは一部を対向させて補
助容量を構成するような場合であってもよい。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、容
量電極と画素電極との対向面積を大きくして補助容量の
容量値を充分大きく確保することができるとともに、容
量電極と画素電極との平面的な重なり幅を小さくして表
示部の開口率を高めて明るい画面を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す薄膜トランジスタパネ
ルの一部の断面図。

【図２】その薄膜トランジスタパネルの平面図。

【図３】その薄膜トランジスタパネルを製造する工程を
順に示す断面図。

【図４】従来の薄膜トランジスタパネルの平面図。

【図５】図４中のＡ−Ａ線に沿う断面図。

【符号の説明】

１…薄膜トランジスタパネル ２…透明基板 ２ａ…凹部 ４…薄膜トランジスタ １７…容量電極 １９…画素電極 Ｃ…補助容量

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】透明基板の表面の上に、画素電極と、その
   能動素子である薄膜トランジスタと、前記画素電極の端
   部に対向して配置し、その対向間で補助容量を構成する
   容量電極とを設けた薄膜トランジスタパネルにおいて、 前記基板の表面に凹部を形成し、前記容量電極の少なく
   とも一部を前記凹部の側面を含む内面に配置させ、かつ
   前記画素電極の端部の少なくとも一部を前記凹部の内面
   に配置する部分の容量電極に対向させたことを特徴とす
   る薄膜トランジスタパネル。