JPH0922024A

JPH0922024A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JPH0922024A
Application number: JP17187795A
Authority: JP
Inventors: Yoshiro Okawa; 善郎大川
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1995-07-07
Filing date: 1995-07-07
Publication date: 1997-01-21

Abstract

(57)【要約】【課題】画質の高精細化、高輝度化を図るべく、補助
容量部の容量を増加した液晶表示装置の提供が望まれて
いる。【解決手段】内面に画素電極を形成した一対の透明基
板２、３間に液晶４を封入して多数の表示画素部５を形
成し、透明基板のうちの一方の基板２上に薄膜トランジ
スタからなる駆動素子６を表示画素部５毎にそれぞれ形
成したアクティブマトリクス型の液晶表示装置である。
駆動素子６を形成した透明基板２の画素電極３２を、駆
動素子６の上を覆うとともに表示画素部５の周辺部にま
で延ばして形成し、駆動素子側画素電極３２上の、駆動
素子６の略直上部および表示画素部５の周辺部に絶縁膜
３４を形成し、かつ絶縁膜３４上に補助容量電極３５を
形成して、駆動素子側画素電極３２と絶縁膜３４と補助
容量電極３５とで補助容量部３１を形成した。

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
からなる駆動素子を有したアクティブマトリクス型の液
晶表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来この種の液晶表示装置として、例え
ば図５、図６に示す構造のものが知られている。これら
の図において符号１は液晶表示装置であり、この液晶表
示装置１は、図５に示すように石英基板２とこれに対向
して配置されたガラス基板３との間に液晶４を封入して
図６に示すように多数の表示画素部５…を形成し、図５
に示すように石英基板２上に駆動素子（薄膜トランジス
タ）６を前記表示画素部５毎にそれぞれ形成したもので
ある。

【０００３】石英基板２には、その内面に第一ポリシリ
コン膜７が形成されている。第一ポリシリコン膜７は、
図６に示すように表示画素部５…のそれぞれに対応して
その周辺部に形成されたもので、前記駆動素子６のソー
スドレインを形成するものである。ここで、駆動素子６
は図５に示すように該第一ポリシリコン膜７と、これの
上に形成されたゲート絶縁膜８と、ゲート絶縁膜８の上
に形成された第二ポリシリコン膜９とから構成されてい
る。また、第一ポリシリコン膜７上には、前記駆動素子
６とは別に補助容量部１０が形成されている。この補助
容量部１０は、第一ポリシリコン膜７を下部電極とし、
これの上に誘電体となる絶縁膜１１、上部電極となる第
二ポリシリコン膜１２を形成して構成されたものであ
る。

【０００４】また、石英基板２上には、前記駆動素子
６、補助容量部１０を覆って第一層間絶縁膜１３、第二
層間絶縁膜１４がこの順に積層されている。第一層間絶
縁膜１３には第一コンタクトホール（図示略）が前記第
一ポリシリコン膜７に通じて形成され、この第一コンタ
クトホール内にはＡｌ配線１５が第一ポリシリコン膜７
に導通して埋め込まれている。第二層間絶縁膜１４、第
一層間絶縁膜１３には第二コンタクトホール１６が前記
第一ポリシリコン膜７に通じて形成されている。そし
て、第二層間絶縁膜１４上には、インジウム・スズ酸化
物（ＩＴＯ）膜からなる下部電極（画素電極）１７が駆
動素子６の略直上部にまで延び、かつ図６に示した表示
画素部５の形状に略一致した状態で形成されている。こ
の下部電極１７は、前記第二コンタクトホール１６の内
面をも覆って形成されたもので、これにより前記第一ポ
リシリコン膜９に導通したものとなっている。

【０００５】一方、ガラス基板３には、その内面にカラ
ーフィルタ１８とブラックマスク１９とが形成されてい
る。カラーフィルタ１８は、図６に示した表示画素部５
のうちの、第一ポリシリコン膜７を形成した部分を除く
位置とほぼ対応する位置に形成されたものであり、一方
ブラックマスク１９は、これ以外の位置、すなわち表示
画素部５、５間に対応する位置と、駆動素子６および補
助容量部１０に対応した位置とに形成されたものであ
る。これらカラーフィルタ１８およびブラックマスク１
９には、その内面にＩＴＯ膜からなる上部電極２０が形
成されている。そして、このガラス基板３と前記石英基
板２との間、すなわち上部電極２０と下部電極１７との
間には前述したように液晶４が封入されており、これに
よって上部電極２０と液晶４と下部電極１７とで液晶４
を誘電体とする容量部（図示略）が形成されている。

【０００６】このような液晶表示装置１を形成するに
は、まず、石英基板２上にポリシリコン膜をＣＶＤ法等
によって堆積し、さらにリソグラフィ技術、エッチング
技術によってこれをパターニングして図７（ａ）に示す
ように第一ポリシリコン膜７を形成する。次に、この石
英基板２上に第一ポリシリコン膜７を覆ってＣＶＤ法等
によりＳｉＯ₂膜、ポリシリコン膜をこの順に積層し、
さらにリソグラフィ技術、エッチング技術によりこれら
をパターニングして図７（ｂ）に示すようにゲート絶縁
膜８と第二ポリシリコン膜９、および絶縁膜１１と第二
ポリシリコン膜１２とを形成する。そして、このように
して補助容量部１０を形成した後、レジストパターン
（図示略）を形成しさらにイオン注入を行い、ゲート絶
縁膜８の両側にソースドレイン（図示略）を形成し、こ
れによって駆動素子６を形成する。

【０００７】次いで、石英基板２上にＣＶＤ法等によっ
てＰＳＧ（リンシリケートガラス）膜を堆積し、図７
（ｃ）に示すように第一層間絶縁膜１３を形成する。そ
して、リソグラフィ技術、エッチング技術によって第一
層間絶縁膜１３に第一コンタクトホール（図示略）形成
し、さらにスッパッタ法、ＣＶＤ法等により前記第一コ
ンタクトホールを埋め込んだ状態にＡｌ層を形成する。
そして、これをリソグラフィ技術、エッチング技術によ
ってパターニングし、前記第一ポリシリコン膜７に導通
するＡｌ配線１５を得る。

【０００８】次いで、Ａｌ配線１５を覆って第一層間絶
縁膜１３上にＣＶＤ法等によってＰＳＧ（リンシリケー
トガラス）膜を堆積し、図７（ｄ）に示すように第二層
間絶縁膜１４を形成する。そして、リソグラフィ技術、
エッチング技術によって第二層間絶縁膜１４に、前記第
一ポリシリコン膜７に通じる第二コンタクトホール１６
形成する。次いで、この第二コンタクトホール１６内を
覆うようにしてスパッタリング技術によりＩＴＯ膜を形
成し、さらにリソグラフィ技術、エッチング技術によっ
てこれをパターニングし、図７（ｅ）に示すように第一
ポリシリコン膜７に導通する下部電極１７を形成する。
その後、この下部電極１７を覆って配向膜（図示略）を
形成し、さらにこの配向膜をラビング処理しておく。

【０００９】一方、これとは別にガラス基板３にカラー
フィルタ１８、ブラックマスク１９、上部電極２０を形
成し、さらにその上に配向膜（図示略）を形成してこれ
をラビング処理しておく。そして、これらガラス基板３
と石英基板２とを貼り合わせ、さらに該基板３、２間に
液晶４を封入して図５に示した液晶表示装置１を得る。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前記構成の
液晶表示装置１には以下に述べる不都合がある。この液
晶表示装置１は、前述したように個々の表示画素部５
が、上部電極２０と下部電極１７と液晶４とからなる容
量部、およびこの容量部の駆動に用いられる駆動素子
６、さらに補助容量部１０を備えて構成されている。こ
こで、補助容量部１０は、液晶を誘電体とする前記容量
部の電荷を保持させる目的で設けられている。すなわ
ち、この容量部における容量を上げることにより、画質
を向上してその高精細化、高輝度化を図ることができる
からである。したがって、補助容量部１０の容量を上げ
ることが容量部の容量を上げることになることから、画
質の向上を上げるための一法として、補助容量部１０の
容量を上げることが望まれている。

【００１１】ところで、この液晶表示装置１においてそ
の補助容量部１０の容量を上げるためには、誘電体とな
る絶縁膜１１の面積を大きくすること、および該絶縁体
１１を誘電率の高い材料で形成することの二つが考えら
れる。しかしながら、前者の手法では、必然的に補助容
量部１０の面積が大きくなってしまうことから、表示画
素部５における光透過部の面積が逆に小さくなってしま
い、開口率が低下して表示の高精細化、高輝度化が損な
われてしまう。一方、後者の手法では、新材料の開発が
必要であり、また製造プロセスの複雑化、およびこれに
伴う製造コストの増加等の問題がある。しかして、現在
の液晶表示装置では、画質の高精細化、高輝度化の要求
が益々強くなってきていることから、その一法として補
助容量部の容量の増加が強く求められている。

【００１２】本発明は前記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、画質の高精細化、高輝度
化を図るべく、補助容量部の容量を増加した液晶表示装
置を提供することにある

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の液晶表示装置で
は、内面に画素電極を形成した一対の透明基板間に液晶
を封入して多数の表示画素部を形成し、前記透明基板の
うちの一方の基板上に薄膜トランジスタからなる駆動素
子を前記表示画素部毎にそれぞれ形成したアクティブマ
トリクス型のものであり、前記駆動素子を形成した透明
基板の前記画素電極を、該駆動素子の上を覆うとともに
前記表示画素部の周辺部にまで延ばして形成し、該駆動
素子側画素電極上の、前記駆動素子の略直上部および前
記表示画素部の周辺部に絶縁膜を形成し、かつ該絶縁膜
上に補助容量電極を形成して前記駆動素子側画素電極と
絶縁膜と補助容量電極とで補助容量部を形成したことを
前記課題の解決手段とした。

【００１４】本発明の液晶表示装置によれば、駆動素子
を形成した透明基板の前記画素電極を、該駆動素子の上
を覆うとともに前記表示画素部の周辺部にまで延ばして
形成し、該駆動素子側画素電極上の、前記駆動素子の略
直上部および前記表示画素部の周辺部に絶縁膜を形成
し、かつ該絶縁膜上に補助容量電極を形成したので、駆
動素子の上方および表示画素部の周辺部に補助容量部が
形成される。よって、駆動素子と補助容量部とを積層し
たことから、従来のもののように駆動素子と補助容量部
とを同一面上に形成した場合に比べ、開口率、すなわち
表示画素部における光透過部の比率が高くなる。また、
補助容量部を、表示画素部間を含めた表示画素部の周辺
部に設けたので、開口率を小さくすることなく該補助容
量部の面積を大きくすることが可能になる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の液晶表示装置を実
施例により詳しく説明する。図１は本発明の液晶表示装
置の一実施例を示す図であり、図１において符号３０は
液晶表示装置である。なお、図１において図５に示した
液晶表示装置１と同一の構成要素には、同一の符号を付
してその説明を省略する。図１に示した液晶表示装置３
０が図５に示した液晶表示装置１と異なるところは、補
助容量部３１を駆動素子６と同一平面上でなく、駆動素
子６を形成した石英基板２側の画素電極３２上に形成し
た点にある。すなわち、図１に示した液晶表示装置３０
では、その第一ポリシリコン膜３３が図５に示した第一
ポリシリコン膜７に比べて小面積に形成され、これの上
に従来と同様に駆動素子６、Ａｌ配線１５が形成されて
いる。また、石英基板２上には、駆動素子６を覆って第
一層間絶縁膜（層間膜）１３、第二層間絶縁膜（層間
膜）１４が形成され、これら層間絶縁膜１３、１４には
前記第一ポリシリコン膜３３に通じる第二コンタクトホ
ール１６が形成されている。

【００１６】そして、第二層間絶縁膜１４上には前記画
素電極３２が形成されている。この画素電極３２は、ガ
ラス基板３側の上部電極２０と液晶４とともに容量部を
形成するものであり、すなわち該容量部の下部電極とし
て機能するものである。また、この画素電極３２は、表
示画素部５の周辺部、すなわち表示画素部５、５間、お
よび駆動素子６を形成した箇所の略直上部にまで延びて
形成され、さらに第二コンタクトホール１６内にもこれ
の内面を覆い、かつ第一ポリシリコン膜３３に導通した
状態で形成されている。

【００１７】この画素電極３２の上には、前記第二コン
タクトホール１６の内面、駆動素子６の略直上部、およ
び表示素子部５の周辺部（表示素子部５、５間を含む）
にて絶縁膜３４が形成され、さらにこの絶縁膜３４の上
に補助容量電極３５が形成されている。そして、このよ
うな構成により画素電極３２上には、該画素電極３２の
一部を下部電極とし、絶縁膜３４を誘電体とし、補助容
量電極３５を下部電極とする補助容量部３１が形成され
ている。すなわち、補助容量部３１は、図２に示すよう
に駆動素子６の略直上の位置、および表示素子部５の周
辺部（表示素子部５、５間を含む）にて形成されている
のである。

【００１８】ここで、絶縁膜３４としては、例えばＳｉ
Ｏ₂によって形成されるが、これより誘電率の高い材
料、具体的にはＳｉ₃Ｎ₄、Ｔａ₂Ｏ₅などによって形
成するのがより好ましい。また、補助容量電極３５につ
いては、後述するように本実施例の液晶表示装置３０を
従来のプロセスの延長で製造するのであれば、ＩＴＯ膜
としてもよく、一方、薄膜トランジスタを用いた液晶表
示装置における課題である、画素電極３２以外からの光
漏れを積極的に抑制するのであれば、ＴｉやＷ等の高融
点金属から形成してもよい。

【００１９】このような構成の液晶表示装置１を形成す
るには、まず、従来と同様にして石英基板２上にポリシ
リコン膜をＣＶＤ法等によって堆積し、さらにリソグラ
フィ技術、エッチング技術によってこれをパターニング
して図３（ａ）に示すように第一ポリシリコン膜３３を
形成する。なお、この第一ポリシリコン膜３３について
は、図７（ａ）に示した第一ポリシリコン膜７に比べて
小面積に形成するのは前述した通りである。次に、この
石英基板２上に第一ポリシリコン膜３３を覆ってＣＶＤ
法等によりＳｉＯ₂膜、ポリシリコン膜をこの順に積層
し、さらにリソグラフィ技術、エッチング技術によりこ
れらをパターニングして図３（ｂ）に示すようにゲート
絶縁膜８と第二ポリシリコン膜９を形成する。そして、
従来と同様にしてレジストパターン（図示略）を形成し
さらにイオン注入を行い、ゲート絶縁膜８の両側にソー
スドレイン（図示略）を形成し、これによって駆動素子
６を形成する。

【００２０】次いで、従来と同様にして石英基板２上に
ＣＶＤ法等によってＰＳＧ（リンシリケートガラス）膜
を堆積し、図３（ｃ）に示すように第一層間絶縁膜１３
を形成する。そして、リソグラフィ技術、エッチング技
術によって第一層間絶縁膜１３に第一コンタクトホール
（図示略）形成し、さらにスパッタ法、ＣＶＤ法等によ
り前記第一コンタクトホールを埋め込んだ状態にＡｌ層
を形成する。そして、これをリソグラフィ技術、エッチ
ング技術によってパターニングし、前記第一ポリシリコ
ン膜７に導通するＡｌ配線１５を得る。

【００２１】次いで、Ａｌ配線１５を覆って第一層間絶
縁膜１３上にＣＶＤ法等によってＰＳＧ（リンシリケー
トガラス）膜を堆積し、図３（ｄ）に示すように第二層
間絶縁膜１４を形成する。そして、リソグラフィ技術、
エッチング技術によって第二層間絶縁膜１４に、前記第
一ポリシリコン膜３３に通じる第二コンタクトホール１
６形成する。次いで、この第二コンタクトホール１６内
を覆うようにしてスパッタリング技術によりＩＴＯ膜を
形成し、さらにリソグラフィ技術、エッチング技術によ
ってこれをパターニングし、図３（ｄ）に示すように第
一ポリシリコン膜３３に導通する画素電極３２を形成す
る。ここで、この画素電極３２にパターニングについて
は、前述したように従来の場合に比べその周辺部を延ば
して形成するとともに、駆動素子６の略直上部をも覆っ
て形成する。

【００２２】次いで、ＣＶＤ法等により、画素電極３２
を覆って図３（ｅ）に示すように石英基板２の全面に絶
縁膜３４ａを形成し、さらにこの上に補助容量電極３５
の形成材料をスパッタ法等によって成膜する。そして、
リソグラフィ技術、エッチング技術によってこれらの膜
をパターニングし、図３（ｆ）に示すように絶縁膜３４
と補助容量電極３５とを形成し、これにより補助容量部
３１を得る。なお、絶縁膜３４ａのエッチングについて
は、該絶縁膜３４ａを単に補助容量部３１の誘電体とし
て用いることだけを考えれば、これをエッチングにより
パターニングする必要はないが、その場合には画素電極
３２が下部電極となって形成する容量部の容量が低下し
てしまうことから、パターニングにより不要な部分を除
去する必要がある。

【００２３】その後、従来と同様にして画素電極３２を
覆って配向膜（図示略）を形成し、さらにこの配向膜を
ラビング処理しておく。一方、これとは別にガラス基板
３にカラーフィルタ１８、ブラックマスク１９、上部電
極２０を従来と同様に形成し、さらにその上に配向膜
（図示略）を形成してこれをラビング処理しておく。そ
して、これらガラス基板３と石英基板２とを貼り合わ
せ、さらに該基板３、２間に液晶４を封入して図１に示
した液晶表示装置３０を得る。

【００２４】このような液晶表示装置３０にあっては、
画素電極３２を、駆動素子６の略直上部を覆うととも
に、表示画素部５の周辺部にまで、すなわち表示画素部
５、５間にまで延ばしてこれを形成し、これら駆動素子
６の略直上部と表示画素部５の周辺部とに補助容量部３
１を形成したので、駆動素子６と補助容量部３１とが積
層されたことにより従来のもののように駆動素子と補助
容量部とを同一面上に形成した場合に比べ、開口率、す
なわち表示画素部５における光透過部の比率を高くする
ことができる。また、補助容量部３１を、表示画素部
５、５間を含めた表示画素部の周辺部に設けたので、開
口率を小さくすることなく該補助容量部３１の面積を大
きくすることができ、これにより画質を向上してその高
精細化、高輝度化を図ることができる。さらに、第二コ
ンタクトホール１６内にまで補助容量部３１を形成した
ことから、該補助容量部３１の面積がより一層大きくな
り、画質の向上をさらに高めることができる。

【００２５】また、補助容量電極３５の材料としてＩＴ
Ｏを用いれば、液晶表示装置３０を従来のプロセスの延
長で製造することができ、また、ＴｉやＷ等の高融点金
属を用いれば、薄膜トランジスタを用いた液晶表示装置
における課題である、画素電極３２以外からの光漏れを
積極的に抑制することができる。さらに、最上部に形成
する補助容量電極３５を上部電極２０と同電位に保つよ
うにすれば、液晶４の配列を電気的に制御することでイ
レギュラーな液晶４の配列を防ぐことができ、これによ
り不必要な部分からの光漏れを抑えることができる。

【００２６】なお、前記実施例では、補助容量部３１の
形成位置として、図２に示したように駆動素子６の略直
上部と表示画素部５の周辺部（主に表示画素部５、５
間）とに形成したが、本発明はこれに限定されることな
く、例えば図４（ａ）に示すように複数の表示画素部
５、５（図示略）間にて横（あるいは縦）方向でのみ連
続し、縦（あるいは横）方向では不連続となるように形
成して、隣接する表示画素部５の影響（情報線の影響を
受けないように、Ａｌ配線１５にて接続された上側に位
置する画素部の影響）を受けないようにしてもよい。ま
た、図４（ｂ）に示すように、補助容量部３１を駆動素
子６（図示略）の略直上部および表示画素部５、５（図
示略）間のみに形成し、該補助容量部３１が表示画素部
５内に形成される度合いを少なくして開口率をより高く
するようにしてもよく、さらには、図４（ｃ）に示すよ
うに補助容量部３１を縦あるいは横で不連続にし、かつ
その形成箇所を駆動素子６（図示略）の略直上部および
表示画素部５、５（図示略）間のみに限ってもよい。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように本発明の液晶表示装
置は、画素電極を、駆動素子の略直上部を覆うととも
に、表示画素部の周辺部にまで延ばして形成し、これら
駆動素子の略直上部と表示画素部の周辺部とに補助容量
部を形成したものであるから、駆動素子と補助容量部と
が積層されたことにより従来のもののように駆動素子と
補助容量部とを同一面上に形成した場合に比べ、開口
率、すなわち表示画素部における光透過部の比率を高く
することができる。また、補助容量部を、表示画素部間
を含めた表示画素部の周辺部に設けたので、開口率を小
さくすることなく該補助容量部の面積を大きくすること
ができ、これにより画質を向上してその高精細化、高輝
度化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の液晶表示装置の一実施例の、概略構成
を示す要部側断面図である。

【図２】図１に示した液晶表示装置の要部平面図であ
る。

【図３】（ａ）〜（ｆ）は図１に示した液晶表示装置の
製造方法を工程順に説明するための要部側断面図であ
る。

【図４】（ａ）〜（ｃ）は補助容量部のパターンの変形
例を示す図である。

【図５】従来の液晶表示装置の一例の、概略構成を示す
要部側断面図である。

【図６】図５に示した液晶表示装置の要部平面図であ
る。

【図７】（ａ）〜（ｅ）は図１に示した液晶表示装置の
製造方法を工程順に説明するための要部側断面図であ
る。

【符号の説明】

２石英基板３ガラス基板４液晶５表示画素部６駆動素子１６第二コンタクトホール３０液晶表示装置３１補助容量部３２画素電極３４絶縁膜３５補助容量電極

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内面に画素電極を形成した一対の透明基
板間に液晶を封入して多数の表示画素部を形成し、前記
透明基板のうちの一方の基板上に薄膜トランジスタから
なる駆動素子を前記表示画素部毎にそれぞれ形成したア
クティブマトリクス型の液晶表示装置において、前記駆動素子を形成した透明基板の前記画素電極を、該
駆動素子の上を覆うとともに前記表示画素部の周辺部に
まで延ばして形成し、該駆動素子側画素電極上の、前記駆動素子の略直上部お
よび前記表示画素部の周辺部に絶縁膜を形成し、かつ該
絶縁膜上に補助容量電極を形成して前記駆動素子側画素
電極と絶縁膜と補助容量電極とで補助容量部を形成した
ことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】前記駆動素子側画素電極が、前記駆動素
子を覆って透明基板上に形成された層間膜を介して設け
られ、該層間膜に、前記駆動素子との電気的接続を得るための
コンタクトホールが形成され、前記補助容量部が、該コンタクトホール内にも連続して
形成されてなることを特徴とする請求項１記載の液晶表
示装置。
【請求項３】前記補助容量電極がインジウム・スズ酸
化物からなることを特徴とする請求項１又は２記載の液
晶表示装置。
【請求項４】前記補助容量電極が高融点金属からなる
ことを特徴とする請求項１又は２記載の液晶表示装置。