JPS63276031A - 液晶表示装置 - Google Patents

液晶表示装置

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JPS63276031A
JPS63276031A JP62110588A JP11058887A JPS63276031A JP S63276031 A JPS63276031 A JP S63276031A JP 62110588 A JP62110588 A JP 62110588A JP 11058887 A JP11058887 A JP 11058887A JP S63276031 A JPS63276031 A JP S63276031A
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金 基一
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砂原 和雄
Kenichi Shimada
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、液晶表示装置、特に、アクティブ・マトリッ
クス方式で構成される液晶表示装置に適用して有効な技
術に関するものである6〔従来技術] アクティブ・マトリックス方式の液晶表示装置は、マト
リックス状に複数の画素を配置して構成される液晶表示
部を有している。各画素は、水平方向に延在する複数の
走査信号a(ゲート信号線)と、それと交差する垂直方
向に延在する複数の映像信号線(ドレイン信号線)とで
規定される夫々の領域内に配置されている。映像信号線
は、絶縁膜を介在させて、走査信号線の上層に形成され
ている。
前記画素は、主に、液晶、この液晶を介在させて配置さ
れた透明画素電極及び共通透明画素電極、各画素を選択
する薄膜トランジスタ(TPT)で構成されている。透
明画素電極、薄膜トランジスタの夫々は、画素毎に設け
られている。透明画素電極は、薄膜トランジスタの一方
のソース・ドレイン電極に接続されている。薄膜トラン
ジスタの他方のソース・ドレイン電極は、前記映像信号
線に接続されている。薄膜トランジスタのゲート電極は
、前記走査信号線に接続されている。
薄膜トランジスタのチャネル形成領域の上部すなわちi
型半導体層の上部には、遮光膜が設けられている。遮光
膜は、チャネル形成領域に外部光が入射することで薄膜
トランジスタが誤動作することを防止している。
なお、液晶表示装置については、例えば、日経マグロウ
ヒル社発行9日経エレクトロニクス1986年12月1
5日tpp、193〜210に記載されている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
前記液晶表示装置の各画素を構成する薄膜トランジスタ
の遮光膜は、AQ膜、Cr膜等の導電性材料で形成され
ている。遮光膜は、製造プロセス、例えばドライプロセ
スを用いたパターンニング工程によって帯電する。帯電
された遮光膜は、電界効果によって、薄膜トランジスタ
のしきい値電圧に変動を生じさせる。あるいは、帯電さ
れた遮光膜は、その近傍の導電層との間の絶縁膜を破壊
し、絶縁膜の絶縁耐圧を劣化させる。このため、液晶表
示装置の電気的信頼性が低下するという問題点があった
。
また、前記薄膜トランジスタは、ゲート電極の上層に、
ゲート絶縁膜、島状に形成されたi型半導体層、ソース
・ドレイン電極の夫々を順次積層した構造で構成されて
いる。そして、前記映像信号線は、薄膜トランジスタの
ソース・ドレイン電極と一体に構成されている。このた
め、前記映像信号線は、ソース・ドレイン電極と一体に
構成された領域において、前記i半導体層の段差を乗り
上げるように構成されているので断線が多発する。
映像信号線の断線は、この映像信号線に接続された全べ
ての画素が欠陥となる所謂線欠陥を生じる。
線欠陥は、液晶表示装置として不良製品となり、液晶表
示装置の歩留りを低下させるという問題点があった。
本発明の目的は、液晶表示装置において、薄膜トランジ
スタに形成された遮光膜が帯電することに起因する弊害
を防止し、電気的信頼性を向上することが可能な技術を
提供することにある。
本発明の他の目的は、液晶表示装置において、液晶表示
部の線欠陥を防止し、歩留りを向上することが可能な技
術を提供することにある。
本発明の他の目的は、前記夫々の目的を達成するための
製造工程を低減することが可能な技術を提供することに
ある。
本発明の他の目的は、液晶表示装置において、液晶表示
部の各画素の選択時間を短縮し、動作速度の高速化を図
ることが可能な技術を提供することにある。
本発明の他の目的は、前記目的を達成すると共に、液晶
表示装置の動作速度の高速化を図ることが可能な技術を
提供することにある。
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細書の記述及び添付図面によって明らかになるであろ
う。
〔問題点を解決するための手段〕
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概
要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
液晶表示装置において、走査信号線又は映像信号線に、
薄膜トランジスタの上部の遮光膜を接続する。
また、液晶表示装置において、走査信号線又は映像信号
線に、薄膜トランジスタの上部の遮光膜と同一導電層で
形成した信号配線を実質的に平行に延在させ、該信号配
線と前記走査信号線又は映像信号線とを接続する。
また、液晶表示装置において、走査信号線又は映像信号
線に、薄膜トランジスタの上部の遮光膜と一体に構成し
た信号配線を実質的に平行に延在させ、該信号配線と前
記走査信号線又は映像信号線とを接続する。
〔作用〕
上述した手段によれば、前記遮光膜と走査信号線又は映
像信号線とを同一電位にすることができるので、遮光膜
が帯電することに起因する弊害を防止し、液晶表示装置
の電気的信頼性を向上することができる。
また、前記走査信号線又は映像信号線が切断した場合、
切断された部分を前記信号配線によって接続し、液晶表
示部の線欠陥を防止することができるので、液晶表示装
置の歩留りを向上することができると共に、前記遮光膜
を形成する工程で前記信号配線を形成することができる
ので、前記信号配線を形成するための製造工程を低減す
ることができる。
また、前記液晶表示装置の電気的信頼性を向上すること
ができ、しかも、前記液晶表示装置の歩留りを向上する
ことができると共に、前記製造工程を低減することがで
きる。
以下、本発明の構成について、一実施例と共に説明する
。
なお、実施例を説明するための全図において、同一機能
を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は
省略する。
〔発明の実施例I〕
本実施例1は、液晶表示装置において、薄膜トランジス
タの上部の遮光膜の帯電に起因する弊害を防止すると共
に、映像信号線の断線を防止した本発明の第1実施例で
ある。
本発明の実施例Iである液晶表示装置の液晶表示部の一
画素を第1図(要部平面図)で示し、第1図の■−■線
で切った断面を第2図、第1図の■−■線で切った断面
を第3図に夫々示す。
第1図乃至第3図に示すように、液晶表示装置は、1.
1 [m+ml程度の厚さを有する下部透明ガラス基板
5UBIの内側(液晶側)の表面上に、薄膜トランジス
タTPTを有している。wI膜トランジスタTPTは、
主に、ゲート電極GT、ゲート絶縁膜として使用される
絶縁膜GI、チャネル形成領域として使用されるi型半
導体層As、一対のソース・ドレイン電極5D(SDI
、5DR)で構成されている。
前記ゲート電極GTは、例えば、断線を防止するために
、Cr層上にMo層を積層した複合膜で形成し、100
0[人]程度の膜厚で形成する。ゲート電極GTは、走
査信号線(ゲート信号線又は水平信号線)OLと同一製
造工程(同一導電層)で形成されており、走査信号線G
Lに一体化されそれに接続されている。走査信号線OL
は、第1図に示すように水平方向に延在しており、図示
していないが、垂直方向に複数本配置されている。
絶縁膜Orは、ゲート電極GT及び走査信号線GLの上
層に形成されている。絶縁膜GIは、例えば、プラズマ
CVDで形成された窒化珪素膜を用い、3000[入]
程度の膜厚で形成する。
i型半導体層ASは、ゲート絶縁膜GIの上層に形成さ
れており、島形状で構成されている。i型半導体層AS
は、アモーファスシリコン膜又は多結晶シリコン膜で形
成し、2000[λ〕程度の膜厚で形成する。i型半導
体層ASは、主に、薄膜トランジスタT−FTのチャネ
ル形成領域を構成する。
i型半導体層Asは、第1図及び第2図に詳細に示すよ
うに、走査信号線OLと後述する映像信号線DLとの交
差部の両者間まで延在させて設けられている。
一対のソース・ドレイン電極SDI、SD2は、i型半
導体層AS上に夫々離隔して設けられている。ソース・
ドレイン電極SDは、回路のバイアス極性が変ると、動
作上、ソースとドレインが入れ替わるように構成されて
いる。つまり、薄膜トランジスタTPTは、FETと同
様に双方向性である。
ソース・ドレイン電極SDは、例えば、i型半導体層A
Sに接触する下層側から、高不純物濃度のn°型半導体
層、Cr層、A12層を順次積層して形成されている。
n″型半導体層は、アモーファスシリコン膜又は多結晶
シリコン膜で形成されており、500[入]程度の膜厚
で形成する。n°型半導体層は、i型半導体層ASとの
接触抵抗値を低減するように構成されている。Car層
は、ゴ型半導体層とAQ層との反応を防止する、バリア
層として形成されており、700[人]程度の膜厚で形
成する。
AQ層は、信号伝達速度を速くするために低抵抗値を有
する配線材料で形成されており、3500[人]程度の
膜厚で形成する。AQ層としては、AQ−8i層やA 
Q −CuMを使用してもよい。
薄膜トランジスタTPTの一方のソース・ドレイン電極
SD2には、画素毎に設けられた透明電極(画素電極)
ITOIが接続されている。透明電極IT○1は、液晶
表示部の画素電極の一方を構成する。透明電極ITOI
は、例えば、1200[人コ程度の膜厚で形成する。他
方のソース・ドレイン電極SDIは、映像信号線(トレ
イン信号線又は垂直信号線)DLと同一製造工程(同一
導電層)で形成されており、映像信号線DLに一体化さ
れそれに接続されている。映像信号線DLは、第1図に
示すように、走査信号線GLと交差する垂直方向に延在
し、図示していないが、水平方向tこ複数本配置されて
いる。
薄膜トランジスタTPT及び透明電極ITOI上には、
保護膜PSVIが設けられている。保護膜PSVIは、
主に、薄膜トランジスタT P Tを湿気等から保護す
るために形成されており、透明性が高くしかも耐湿性の
良いものを使用する。保護1psvtは、例えば、プラ
ズマCVDで形成した酸化珪素膜や窒化珪素筒で形成さ
れており、8000[人]程度の膜厚で形成する。
薄膜トランジスタTFT上の保護膜PSVIの上部には
、外部光がチャネル形成領域として使用されるi型半導
体層Asに入射されないように、遮光膜LSが設けられ
ている。遮光膜LSは、光に対する遮光性が高く、しか
も導電性を有するように、例えば、A1層(戒はAQ−
3iNJ、An−Cu層、若しくはCr層等)で形成さ
れており、スパッタで1000〜4000[人コ程度の
膜厚に形成する。
遮光膜LSは、第1図及び第2図に詳細に示すように、
保護膜PSVIを介在させたその下層の映像信号線DL
と電気的に接続されている。遮光膜LSと映像信号線D
Lとの接続は、保護膜psv1に形成された接続孔TH
を通して行われる。
接続孔THは、その形成例えば保護膜PSVIのエツチ
ング工程に際して、保護膜PSVIの下地層であるi型
半導体層ASに損傷を生じないように、薄膜トランジス
タTPT形成領域は避けた領域に形成することが好まし
い。
このように、遮光膜LSを映像信号線DLに電気的に接
続することにより、前記遮光膜LSと映像信号線DLと
を同一電位にすることができるので、製造プロセスで遮
光膜LSが帯電することに起因する弊害を防止すること
ができる。つまり。
薄膜トランジスタTPTはしきい値電圧の変動を防止す
ることができ、又遮光111Lsとその近傍の導電層(
例えば、ソース・ドレイン電極SD)との間の絶縁膜(
例えば、保護膜PSVI)は絶縁耐圧を向上することが
できる。したがって、液晶表示装置の電気的信頼性を向
上することができる。
また、前記映像信号線DLの上部には、それと実質的に
平行に延在し、かつ遮光IILsと同一導電層で形成さ
れた信号配線LSLが構成されている。この信号配線L
SLは、前述のように、保護膜PSV1に形成された接
続孔THを通して、映像信号線DLに接続されている。
信号配線LSLと映像信号線DLとの接続は、映像信号
線DLの延在する方向において、所定の間隔例えば各画
素毎に1つの接続孔THを形成し、この接続孔THを通
して行われる。
このように、映像信号線DLの上部に遮光膜LSと同一
導電層で形成された信号配aLsLを構成し、この映像
信号線DLと信号配線LSLとを接続したことにより、
前記映像信号線DLが例えば薄膜トランジスタTPT領
域のi型半4体層ASの段差を乗り上げるときに切断し
た場合、切断された部分の映像信号線DLを前記信号配
線LSLによって接続(補修)し、液晶表示部の線欠陥
を防止することができるので、液晶表示装置の歩留りを
向上することができると共に、前記遮光膜LSを形成す
る工程で前記信号配線LSLを形成することができるの
で、前記信号配線LSLを形成するための製造工程を低
減することができる。前記映像信号線DLのi型半導体
層ASに基づく断線は、第2図に示すように1つの画素
に2箇所の段差(符号A)が存在するので、1つの画素
に2箇所生じる可能性があるが、信号配線LSLを構成
することによって、液晶表示部は、線欠陥から最悪の場
合でもその画素のみが欠陥となる点欠陥に留めることが
できる。
また、前記映像信号線DLの上部に前述のように前記信
号配線LSLを延在させ、この信号配線LSLを遮光膜
LSと一体に構成することにより、製造プロセスで遮光
膜LSが帯電することに起因する弊害を防止し、液晶表
示装置の電気的信頼性を向上することができ、しかも、
液晶表示部の線欠陥を防止し、液晶表示装置の歩留りを
向上することができると共に、前記遮光膜LSを形成す
る工程で前記信号配線LSLを形成し、前記信号配線L
SLを形成するための製造工程を低減することができる
。
また、映像信号線DLと信号配線LSLとを並列的に接
続することにより、映像信号線DLの実質的な断面々積
を増加し、その抵抗値を低減することができるので、各
画素の選択時間を短縮することができる。
前記薄膜トランジスタTPTは、ゲート電viGTに正
のバイアスを印加すると、ソース−ドレイン間のチャネ
ル抵抗が小さくなり、バイアスを零にすると、チャネル
抵抗は大きくなるように構成されている。つまり、薄膜
トランジスタTPTは、透明電極ITOIに印加される
電圧を制御するように構成されている。
液晶LCは、下部透明ガラス基板SUB 1と上部透明
ガラス基板5UB2との間に形成された空間内に、液晶
分子の向きを設定する下部配向膜0RII及び上部配向
膜0RI2に規定され、封入されている。
下部配向膜○RIIは、下部透明ガラス基板5UBI側
の保護膜PSVIの上部に形成される。
上部透明ガラス基板5UB2の内側(液晶側)の表面に
は、カラーフィルタFIL、保護膜PSv2、共通透明
電極(共通画素電極)IrO2及び前記上部配向膜0R
I2が順次積層して設けられている。
前記共通透明電極IT○2は、下部透明ガラス基板5U
BI側に画素毎に設けられた透明電wAIT01に対向
し、隣接する他の共通透明電極ITO2と一体に構成さ
れている。
カラーフィルタFILは、アクリル樹脂等の樹脂材料で
形成される染色基材を各画素毎に染料で染め分けること
により形成されている。染料の染め分けは、フォトリソ
グラフィ技術を用いて行っている。
保護膜PSV2は、前記カラーフィルタFILを異なる
色に染め分けた染料が液晶LCに漏れることを防止する
ために設けられている。保護[PSV2は5例えば、ア
クリル樹脂、エポキシ樹脂等の透明樹脂材料で形成され
ている。
この液晶表示装置は、下部透明ガラス基板5UB1側、
上部透明ガラス基板5UB2側の夫々の層を別々に形成
し、その後、上下透明ガラス基板SUB i及び5UB
2を重ね合せ、両者間に液晶LCを封入することによっ
て組み立てられる。
なお、第3図の中央部は一画素部分の断面を示している
が、左側は透明ガラス基板5UBI及び5UB2の左側
縁部分で引出配線の存在する部分の断面を示している。
右側は、透明ガラス基板5UBI及び5UB2の右側縁
部分で引出配線の存在しない部分の断面を示している。
第3図の左側、右側の夫々に示すシール材SLは、液晶
LCを封止するように構成されており、    ′液晶
封入口(図示していない)を除く透明ガラス基板SUB
 1及び5UB2の縁周囲全体に沿って形成されている
。シール材SLは、例えば、エポキシ樹脂で形成されて
いる。
前記上部透明ガラス基板5UB2側の透明電極IT○2
は、少なくとも一個所において、銀ペースト材SILに
よって、下部透明ガラス基板5UBl側に形成された引
出配線層に接続されている。
この引出配線層は、前述したゲート電極GT、ソース・
ドレイン電極SDの夫々と同一製造工程で形成される。
前記配向膜○RII及び0RI2、透明電極工TOI、
共通透明電極ITO2、保護膜PSVI及びPSv2、
絶縁膜GIの夫々の層は、シール材SLの内側に形成さ
れる。偏光板POLは、下部透明ガラス基板5UBI、
上部透明ガラス基板5UB2の夫々の外側の表面に形成
されている。
〔発明の実施例■〕
本実施例■は、前記液晶表示装置において、単に、薄膜
トランジスタの上部の遮光膜の帯電に起因する弊害を防
止した本発明の第2実施例である。
本発明の実施例■である液晶表示装置の液晶表示部の一
画素を第4図(要部平面図)に示す。
本実施例Hの液晶表示装置は、第4図に示すように、遮
光膜LSと走査信号線GLとを電気的に接続している。
遮光膜LSと映像信号線DLとの接続は、保護膜PSV
I及び絶縁膜GIに形成された接続孔THを通して行わ
れる。
このように、遮光膜LSを走査信号線GLに電気的に接
続することにより、前述と同様に、前記遮光膜LSと走
査信号線GLとを同一電位にすることができるので、製
造プロセスで遮光膜LSが帯電することに起因する弊害
を防止し、液晶表示装置の電気的信頼性を向上すること
ができる。
〔発明の実施例■〕
本実施例■は、前記液晶表示装置において、薄膜トラン
ジスタの上部の遮光膜の帯電に起因する弊害を防止する
と共に、製造工程を増加することなく各画素の選択時間
を短縮した本発明の第3実施例である。 、 本発明の実施例■である液晶表示装置の液晶表示部の一
画素を第5図(要部平面図)に示す。
本実施例■の液晶表示装置は、第5図に示すように、遮
光膜LSと走査信号線GLとを電気的に接続すると共に
、遮光膜LSと一体(又は同一導電層)で形成した信号
配線LSLを走査信号線GLの上部に延在させている。
このように構成される液晶表示装置は、前述のように、
製造プロセスで遮光膜LSが帯電することに起因する弊
害を防止し、液晶表示装置の電気的信頼性を向上するこ
とができ、しかも、走査信号線GLの実質的な抵抗値を
低減することができるので、各画素の選択時間を短縮す
ることができる。
以上、本発明者によってなされた発明を、前記実施例に
基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施例に限
定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲にお
いて種々変更可能であることは勿論である。
〔発明の効果〕
本願において開示される発明のうち代表的なものによっ
て得られる効果を簡単に説明すれば、下記のとおりであ
る。
液晶表示装置において、遮光膜が帯電することに起因す
る弊害を防止し、電気的信頼性を向上することができる
。
また、液晶表示装置において、液晶表示部の線欠陥を防
止し、歩留りを向上することができると共に、製造工程
を低減することができる。
また、液晶表示装置において、電気的信頼性及び歩留り
を向上すると共に、製造工程を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の実施例Iである液晶表示装置の液晶
表示部の一画素を示す要部平面図、第2図は、第1図の
■−■線で切った断面図、第3図は、第1図の■−■線
で切った断面図、第4図は、本発明の実施例■である液
晶表示装置の液晶表示部の一画素を示す要部平面図、第
5図は、本発明の実施例■である液晶表示装置の液晶表
示部の一画素を示す要部平面図である。 図中、SUB・・・透明ガラス基板、OL・・・走査信
号線、DL・・・映像信号線、GI・・・絶縁膜、GT
・・・ゲート電極、AS・・・i型半導体層、SD・・
・ソースドレイン電極、PSv・・・保護膜、LS・・
・遮光膜、LSL・・・信号配線、TH・・・接続孔、
LC・・・液晶、TPT・・・薄膜トランジスタである
。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、チャネル形成領域の上部に遮光膜を形成した薄膜ト
    ランジスタを有する画素が、走査信号線と映像信号線と
    の交差部に配置された液晶表示装置において、前記走査
    信号線又は映像信号線に、前記遮光膜を接続したことを
    特徴とする液晶表示装置。 2、前記遮光膜は、前記走査信号線又は映像信号線より
    も上層の異なる導電層で形成されていることを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項に記載の液晶表示装置。 3、前記遮光膜は、前記薄膜トランジスタのチャネル形
    成領域に外部光が入射しないように構成されていること
    を特徴とする特許請求の範囲第1項又は第2項に記載の
    液晶表示装置。 4、チャネル形成領域の上部に遮光膜を形成した薄膜ト
    ランジスタを有する画素が、走査信号線と映像信号線と
    の交差部に配置された液晶表示装置において、前記走査
    信号線又は映像信号線に、前記遮光膜と同一導電層で形
    成した信号配線を実質的に平行に延在させ、該信号配線
    と前記走査信号線又は映像信号線とを接続したことを特
    徴とする液晶表示装置。 5、チャネル形成領域の上部に遮光膜を形成した薄膜ト
    ランジスタを有する画素が、走査信号線と映像信号線と
    の交差部に配置された液晶表示装置において、前記走査
    信号線又は映像信号線に、前記遮光膜と一体に構成した
    信号配線を実質的に平行に延在させ、該信号配線と前記
    走査信号線又は映像信号線とを接続したことを特徴とす
    る液晶表示装置。
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