JP2002297060A - アクティブマトリクス型表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高開口率で表示品質の高いアクティブマトリ
クス型表示装置の実現。 【解決手段】 各画素がトップゲート型の薄膜トランジ
スタ（ＴＦＴ）１と補助容量Ｃscと液晶容量Ｃlcを備え
るアクティブマトリクス型表示装置であり、補助容量Ｃ
scの第１電極３０は、ＴＦＴ１のｐ−Ｓｉ能動層１４と
同一層で、第２電極３２は、第１電極３０の下層に絶縁
層１２を挟んで形成する。第２電極３２は、画素表示部
とＴＦＴの少なくともチャネル領域とが開口されたブラ
ックマトリクスを兼用する。このように第２電極３２は
チャネル領域が開口されているので、第２電極を能動層
１４の下方に設けたことによるチャネル形成時の条件が
変化しない。またドライバを同一基板上に内蔵する場合
に、ドライバ部ＴＦＴと画素部ＴＦＴとで、両方のチャ
ネル形成領域にはいずれも第２電極などが存在せず、形
成条件を等しくできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、各画素に薄膜ト
ランジスタを備えるアクティブマトリクス型表示装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置（以下ＬＣＤ）等のフラッ
トパネルディスプレイは、薄型化、小型化、軽量化が可
能で低消費電力であり、ＬＣＤなどは、既に、様々な機
器の表示部として、携帯情報機器をはじめ、多くの機器
に採用されている。ＬＣＤなどにおいて、各画素に、ス
イッチ素子として薄膜トランジスタ等を設けたものは、
アクティブマトリクス型と称され、このパネルは、画素
毎の表示内容の維持が確実であるため、高精細な表示や
高い表示品質を実現するための表示装置として用いられ
ている。

【０００３】図４は、アクティブマトリクス型ＬＣＤの
画素についての等価回路を示している。各画素は、ゲー
トラインとデータラインに接続された薄膜トランジスタ
１（ＴＦＴ）を備え、ゲートラインに出力される選択信
号によってＴＦＴがオンすると、データラインからこの
ＴＦＴを介して表示内容に応じたデータが液晶容量２
（Ｃlc）に供給される。ここで、ＴＦＴが選択されてデ
ータが書き込まれてから次にＴＦＴが再び選択されるま
での期間、書き込まれた表示データを確実に保持するこ
とが必要であるため、ＴＦＴに対して液晶容量Ｃlcと並
列に補助容量３（Ｃsc）が接続されている。

【０００４】図５は、従来のＬＣＤのＴＦＴ形成基板
（第１基板１００）における画素部の平面構成を表して
おり、図６は、図５のＸ−Ｘ線に沿った位置でのＬＣＤ
の断面構成を示している。ＬＣＤは第１及び第２基板の
間に液晶が封入された構成を備え、第１基板１００上に
マトリクス状にゲートライン、データライン、ＴＦＴ
１、画素電極７４等が配置され、第１基板１００と対向
配置される第２基板５００には共通電圧Ｖcomの印加さ
れる共通電極５６や、カラーフィルタ５４などが形成さ
れている。そして、各画素電極２４と、液晶２００を挟
んで対向する共通電極５６との間に印加する電圧により
画素毎に液晶容量Ｃlcを駆動する。

【０００５】第１基板１００側に画素毎に設けられるＴ
ＦＴは、図６では、ゲート電極６０が能動層６４より上
層に位置するいわゆるトップゲート型ＴＦＴである。Ｔ
ＦＴの能動層６４は、基板１００上に図５に示すように
パターニングされ、この能動層６４を覆ってゲート絶縁
膜６６が形成され、ゲート絶縁膜６６上にはゲート電極
６０を兼用するゲートラインが形成されている。能動層
６４は、ゲート電極６０と対向する位置がチャネル領域
６４ｃであり、このチャネル領域６４ｃを挟む両側に不
純物の注入されたドレイン領域６４ｄ及びソース領域６
４ｓが形成されている。

【０００６】能動層６４のドレイン領域６４ｄは、ゲー
ト電極６０を覆って形成される層間絶縁膜６８に形成さ
れたコンタクトホールを介し、データラインを兼用する
ドレイン電極７０に接続されている。

【０００７】また、上記ドレイン電極及びデータライン
７０を覆って平坦化絶縁膜７２が形成されており、能動
層６４のソース領域６４ｓは、この平坦化絶縁膜７２の
上にＩＴＯ（Indium Tin Oxide）などからなる画素電極
７４と、コンタクトホールを介して接続されている。

【０００８】能動層６４のソース領域６４ｓは、さら
に、各画素に設けられる補助容量Ｃscの第１電極８０を
兼用しており、図５に示すように、画素電極７４とのコ
ンタクト領域からさらに延びている。補助容量Ｃscの第
２電極８４は、図６に示すようにゲート電極６０と同層
で同時に形成されており、ゲート電極６０とは、所定の
間隙をあけて別の領域に形成されている。第１電極８０
と第２電極８４との層間の誘電体はゲート絶縁膜６６が
兼用している。また、補助容量Ｃscの第２電極８４は、
図５に示すように、画素毎に独立しておらず、ゲートラ
イン６０と平行して画素領域を行方向に延び、所定の補
助容量電圧Ｖscが印加されている。

【０００９】このように各画素に、補助容量Ｃscを設け
ることで、ＴＦＴの非選択期間中、液晶容量Ｃlcに印加
すべき表示内容に応じた電荷を補助容量Ｃscにおいて保
持する。従って、画素電極７４の電位変動を抑制し、表
示内容を保持することを可能としている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】表示装置の小型化、高
精細化が強く要求される用途においては、１画素あたり
の面積を小さくせざるを得ず、１画素当たりの液晶容量
Ｃlcも小さくなる。従って、各画素における表示データ
を単位表示期間中、確実に保持するためには、上述のよ
うな補助容量Ｃscの存在が必要になる。

【００１１】しかし、その一方で、補助容量Ｃsc自体は
表示領域として機能しないため、透過型ＬＣＤの場合、
補助容量Ｃscを各画素に形成すれば、それにより１画素
当たりの表示可能面積の減少、つまり開口率の低下がさ
けられない。特に、図５及び図６に示すように、補助容
量Ｃscの第２電極８４はゲートライン６０と同層で形成
するので、ゲートライン６０と第２電極８４とが短絡し
ないように絶縁スペースが必要となる。さらに、ゲート
と同一材料であるため、第２電極領域は不透明であり、
その分、開口率は低下し、高輝度表示が難しくなるとい
う問題が起きる。

【００１２】さらに、従来のＬＣＤでは、上記補助要領
Ｃｓｃに加え、ＴＦＴの形成される第１基板と対向配置
される第２基板上の画素間領域に画面のコントラスト向
上のため、画素間を遮光するブラックマトリクスが設け
られている。ＬＣＤは、上述のように第１基板と第２基
板とを貼り合わせ間隙に液晶を封入して構成しており、
この基板の貼り合わせずれにより、各画素での開口率に
ばらつきが生ずることを避けるため、予めブラックマト
リクスの幅を広めにするか又は画素領域（例えば画素電
極）を小さめにしている。このため、開口率低下の問題
は、さらに大きくなる。

【００１３】上記課題を解決するために本発明は、開口
率が高くかつ表示品質に優れたアクティブマトリクス型
表示装置を実現することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
にこの発明は、アクティブマトリクス型表示装置におい
て、マトリクス状に配置される画素のそれぞれはゲート
ラインとデータラインとの交差付近に構成され、薄膜ト
ランジスタと、表示素子と、補助容量とを備え、基板上
には、画素毎にトップゲート型として前記薄膜トランジ
スタが形成されており、前記補助容量の第１電極は、前
記薄膜トランジスタの能動層を構成する半導体層から形
成され、前記補助容量の第２電極は、前記第１電極と絶
縁層を挟んで重なるように該第１電極と前記基板との間
に形成され、さらに、該第２電極は、各画素間を遮光す
るブラックマトリクス機能を備え、かつ各画素の前記薄
膜トランジスタの少なくともチャネル領域が開口してい
ることを特徴とする。

【００１５】以上のように、本発明では、補助容量の第
２電極を、ゲートラインと別層で、ＴＦＴの能動層を構
成する半導体層からなる第１電極よりも下層（基板側）
に配置する。この第２電極がブラックマトリクスとして
機能させることで、他の基板などにブラックマトリクス
を形成した場合と比べ、２つの基板の貼り合わせずれに
よる各画素の開口率の低下を防止できる。また、第２電
極とゲートラインとの間の十分な絶縁スペースなどを考
慮する必要がなく、画素内に効率的に補助容量を形成す
ることができ、十分な容量を確保しながら開口率を向上
することが可能となる。さらに、第２電極は、少なくと
も薄膜トランジスタのチャネル領域では開口されている
ので、後述するようにアモルファスシリコン層などの非
晶質半導体層をレーザーアニールなどによって多結晶化
して能動層に用いる場合に、薄膜トランジスタの特性に
及ぼす影響の大きいチャネル領域のアニール条件を、第
２電極が下層に存在する場合の特性に合わせて調整する
必要がない。また、基板周辺に画素部と同様の薄膜トラ
ンジスタを備えたドライバ部を内蔵する場合にも、画素
部の薄膜トランジスタのチャネル領域下で第２電極が開
口するので、ドライバ部の薄膜トランジスタと画素部の
上記薄膜トランジスタとを同一条件で形成することがで
きる。

【００１６】本発明の他の特徴は、上記アクティブマト
リクス型表示装置において、前記ブラックマトリクスを
兼用する前記第２電極が開口した前記薄膜トランジスタ
のチャネル領域付近では、前記能動層の前記第２電極と
の非対向面側の上方に、この領域を遮光する遮光層が形
成されていることである。

【００１７】本発明のさらに別の特徴は、上記アクティ
ブマトリクス型表示装置において、前記遮光層は、前記
データラインが兼用することである。

【００１８】第２電極の開口するチャネル領域付近が別
の遮光層によって遮光されることで、このチャネル領域
付近で光が漏れることで画像のコントラストが低下する
ことを確実に防止できる。さらに、能動層のチャネル領
域が遮光されるので、各薄膜トランジスタのチャネル領
域に光が当たって、このトランジスタに光リークを発生
することを防止できる。また、この遮光層をデータライ
ンが兼用することで、特別な工程の追加なく、この領域
を遮光することができる。

【００１９】本発明の他の特徴は、上記アクティブマト
リクス型表示装置において、前記薄膜トランジスタの能
動層は、成膜したアモルファスシリコン層にレーザを照
射することで、多結晶化したポリシリコン層が用いられ
ていることである。

【００２０】多結晶化のためのレーザアニールに際し、
アモルファスシリコン層の能動層領域、特にＴＦＴチャ
ネル領域の下層での熱容量の差は粒径の差につながる
が、各ＴＦＴのチャネル領域では第２電極を開口させる
ことによりチャネル領域に対するアニール条件を一致さ
せることができる。従って、ポリシリコン層の粒径が揃
い、ＴＦＴ間での特性ばらつきを防止することができ
る。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、図面を用いてこの発明の好
適な実施の形態（以下実施形態という）について説明す
る。なお、表示装置としては、以下、液晶表示装置（Ｌ
ＣＤ）を例に説明する。

【００２２】図１は、本実施形態に係るアクティブマト
リクス型ＬＣＤの表示部での平面構造を示している（但
し見やすさのため画素電極は記載を省略した）。また、
図２は、図１のＡ−Ａ線に沿った位置におけるＬＣＤの
概略断面構成を示している。

【００２３】ＬＣＤは、ガラスなどの透明絶縁材料が用
いられた第１基板１００と第２基板５００とが間に液晶
２００を挟んで貼り合わされて構成されている。

【００２４】各画素は、等価回路的には上述の図４と同
等の構成で表され、ゲートライン２０とデータライン２
２に接続されたＴＦＴ１と、ＴＦＴ１のソース（ドレイ
ン）側に並列接続された表示容量（液晶容量Ｃlc）２及
び補助容量３（Ｃsc）とを備える。液晶容量（表示素
子）Ｃlcは、液晶２００を挟んで配される第１基板１０
０側の画素電極２４と第２基板５００側の対向電極（共
通電極）５４とで構成されている。画素電極２４にはデ
ータライン２２とＴＦＴ１を介して表示内容に応じた電
圧が印加され、共通電極５４には共通電位Ｖcomが印加
され、画素毎に液晶容量Ｃlcへの印加電圧が制御され、
画面全体で所望のイメージが表示される。

【００２５】第１基板１００上には、上記液晶容量Ｃlc
の一部をなす画素電極２４が図１に示すようにマトリク
ス状に配置される。そして、各画素電極２４に対応して
図４の回路図に示されるトップゲート型ＴＦＴ１及び補
助容量Ｃscが設けられている。本実施形態において、ゲ
ートライン２０がゲートを兼用しており、図１に示すよ
うに、ＴＦＴの能動層１４が行方向に直線上に延びるゲ
ートライン２０と交差し、交差領域が能動層１４のチャ
ネル領域１４ｃとなり、かつゲートライン２２がゲート
として機能している。ＴＦＴのドレイン（又はソース）
１４ｄは列方向に延びるデータライン２２に接続され、
ソース（又はドレイン）１４ｓには、上述のように画素
電極２４が接続され、さらに補助容量の第１電極３０が
電気的に接続されている。なお、各画素のＴＦＴは、マ
ルチゲート型ＴＦＴを採用しており、ゲートが共通で、
データラインと画素電極との間に電気的に複数のＴＦＴ
能動層が直列接続された構成となっている。もちろん、
図４と同じく、各画素に単一のＴＦＴを設けた構成でも
良い。

【００２６】補助容量Ｃscは、第１電極３０と第２電極
３２とが絶縁層１２を挟んで重なる領域に構成されてい
る。第１電極３０は、ＴＦＴ１の能動層１４と同一層か
ら構成され、本実施形態では画素電極２４とのコンタク
ト領域周辺、即ちソース領域１４ｓが兼用している。な
お、補助容量Ｃscを大きくするために第１電極３０をソ
ース領域１４から延出させたパターンとして、第２電極
３２と重なる領域を大きくしても良い。この場合、例え
ば互いに隣接する画素電極２４の間隙にこの第１電極３
０を延出させることが好適である。絶縁層（バッファ
層）１２が能動層１４の下層、即ち能動層１４を挟んで
ゲートの反対側の位置に形成されている。この絶縁層１
２のさらに下層に第２電極３２が形成されている。この
第２電極３２は、第１基板１００と絶縁層１２との間に
形成されている。以上のように第１及び第２電極３０，
３２が絶縁層１２を挟んで対向する領域に補助容量Ｃsc
が構成されており、第１電極３０には、ＴＦＴ１を介し
てデータライン２２から供給される表示内容に応じた電
圧が印加され、第２電極３２には例えば表示領域内で共
通の補助容量電圧Ｖscが印加される。

【００２７】また、本実施形態において上記補助容量Ｃ
scの第２電極３２は、画素間の非表示領域を遮光し、画
素表示領域が開口されたブラックマトリクスを兼用する
ことができる。さらに、本実施形態においてこの第２電
極３２は、各ＴＦＴ１形成領域、具体的には少なくとも
能動層１４のチャネル領域１４ｃが開口されている。つ
まり、この第２電極は、チャネル領域周辺と、画素表示
領域とが開口し、データライン２２及びゲートライン２
０に沿った領域を遮光し、かつ補助容量Ｃscの第１電極
３０と重なって補助容量Ｃscを構成する。なお、第２電
極３２は、位置合わせ余裕を考慮しデータライン及びゲ
ートラインに沿った位置では、これらより所定幅だけ広
い領域を遮光している。また、この第２電極３２は、従
来の補助容量第２電極のようにゲートラインと同層とす
る必要がないので、使用材料はゲート材料に制限されな
いが、上記ブラックマトリクスとして機能させるために
遮光性導電材料であって、第２電極３２形成後のプロセ
スに耐えるようＣｒ、Ｍｏ等の高融点金属材料を用いる
ことが好ましい。

【００２８】以上のように、能動層１４よりも下層に設
けられ、ブラックマトリクスを兼用する補助容量Ｃscの
第２電極３２が、少なくともチャネル領域１４ｃで開口
することで、ＴＦＴ１に特性ばらつきが発生することを
防止している。後述するように、ＴＦＴ１の能動層１４
には、レーザアニールなどによって多結晶化されたポリ
シリコン（ｐ−Ｓｉ）層が採用でき、レーザアニールに
よりアモルファスシリコンを多結晶化する場合、アモル
ファスシリコン膜の下層で熱伝導率に差があるとアニー
ル条件が変わってしまう。アニール条件の変動は、能動
層１４内での粒径ばらつきとなり、特に、チャネル領域
内での粒径のばらつきはＴＦＴ特性に大きな影響を及ぼ
す。この第２電極３２は第１基板を構成する低融点ガラ
スなどよりも熱伝導性が高い。従って、レーザアニール
によりｐ−Ｓｉ能動層１４を形成する場合、能動層１４
の下層に、熱伝導性の高い第２電極３２が存在したり、
しなかったりすることはアニール条件が変わるため好ま
しくない。本実施形態では、能動層１４のこのチャネル
領域において、その直下領域には、第２電極３２を形成
しないので、基板上の各ＴＦＴにおいて、第２電極３２
を設けたことによるアニール条件の変化がない。

【００２９】また、ポリシリコン層をＴＦＴ能動層に用
いたアクティブマトリクス型ＬＣＤでは、図３に示すよ
うに、画素部の周辺に同様のポリシリコン層を能動層に
用いたドライバ部ＴＦＴを内蔵することができる。ドラ
イバ部のポリシリコンＴＦＴは、画素部と異なり補助容
量Ｃscを必要とせず、第２電極３２のような導電層は、
このドライバ部のトップゲートＴＦＴの能動層下層には
形成しない。このようにドライバ内蔵型とする場合にお
いて、本実施形態では、第２電極３２の画素部ＴＦＴの
チャネル領域が開口しているため、この内蔵ドライバＴ
ＦＴと、画素部ＴＦＴとでチャネル領域下層における熱
伝導率、即ちアニール条件を等しくすることができる。
もちろん画素部に複数形成される各ＴＦＴについても互
いにアニール条件を一致させることができる。従って、
特性の等しいＴＦＴを形成することを可能としている。

【００３０】また、本発明に係る実施形態において、補
助容量Ｃscの第２電極３２は、必ずしもブラックマトリ
クスを兼用するものには限られない。そして、例えば別
途ブラックマトリクスが設けられていても良いし、パネ
ルにブラックマトリクスが設けられない場合でもよい。
このような場合において、第２電極３２は、第１電極３
０とで補助容量Ｃscを構成する電極であって、各画素表
示領域とチャネル領域周辺のみが開口し、画素部の他の
全域に広がったパターンを有する導電層である。このよ
うなパターンであることで、第１電極３０を構成するＴ
ＦＴ能動層１４の形成領域とチャネル領域を除いて重な
り、非常に面積効率よく補助容量Ｃscを構成することを
可能としている。さらに、この第２電極３２は、チャネ
ル領域１４ｃで開口しているので、上記のようにドライ
バ内蔵型のアクティブマトリクス型表示装置において、
下層に容量電極を必要としないドライバ部ＴＦＴの能動
層のチャネル領域と、画素部ＴＦＴの能動層のチャネル
領域とを等しいアニール条件で多結晶化アニールするこ
とができる。

【００３１】さらに、本実施形態では、遮光性のデータ
ライン２２は、第２電極３２が開口したＴＦＴの能動領
域において突出する領域（延出部）２２ａを有する。こ
のため、ＴＦＴ能動層１４は、図２では上方から入射さ
れる光に対し、チャネル領域１４ｃの上方に位置する遮
光性のゲート電極２０と、上記データライン２２の延出
部２２ａとにより、確実に遮光される。よって、外光が
照射されることによるＴＦＴでの光リーク電流発生が抑
制されている。ここで、ＴＦＴチャネル領域１４ｃは、
上層のゲート電極２０によって、上方からの光に対して
遮蔽されるので、ゲート側からの光によるリーク防止の
観点からは、データライン２２に必ずしも延出部２２ａ
を形成する必要はない。しかし、図１に示すように、Ｔ
ＦＴ形成領域において、ブラックマトリクスである第２
電極３２の開口部分をデータライン２２が完全に覆うこ
とで、この部分の遮光が確実となる。即ち、例えば、第
１基板側の光源からの入射光や、第２基板側からの入射
光が第２電極で反射されるなどにより、第２電極３２側
からそのチャネル領域開口部に入射してきた光が液晶２
００側に通り抜けることを防いでいる。このため、コン
トラストの向上を図ることを可能としている。またもち
ろん、データライン２２以外の層を用いてＴＦＴのチャ
ネル領域を遮光してもよい。但し、データライン２２を
遮光層として用いれば、別途遮光層を形成する必要がな
く好適である。

【００３２】次に、本実施形態に係るＬＣＤの第１基板
側の各要素の製造方法について説明する。

【００３３】第１基板１００としては、ガラス基板、石
英基板、サファイア基板などの透明絶縁性基板を用い
る。このうち、例えば低融点ガラス基板を第１基板１０
０として用いこの基板上にＣｒ等の高融点金属層を形成
し、画素電極形成予定領域とTFT１の能動層領域（より
具体的には少なくともチャネル形成予定領域）とを開口
することで、図１のようなパターンの補助容量第２電極
３２を形成する。次に、この第２電極３２を覆う基板全
面にＳｉＯ₂や、ＳｉＮｘ等の絶縁層１２を形成する。
なお、この絶縁層１２は、ガラス基板などに含まれる不
純物が能動層１４に拡散することを防止するいわゆるバ
ッファ層として機能する。

【００３４】絶縁層１２の上にはアモルファスシリコン
層を形成し、第１基板１００の上方からエキシマレーザ
を照射し、アモルファスシリコン層をアニールして多結
晶化させる。ここで、上記エキシマレーザアニールの
際、アモルファスシリコン層の少なくともチャネル形成
領域の下は、上述のように第２電極３２が開口されてい
る。従って、基板上のチャネル形成領域は全て等しい条
件でレーザアニールを実行することができ、この領域に
は粒径のそろったポリシリコン層が形成される。このよ
うにして得られた多結晶シリコン層は、次に、要求され
るＴＦＴ能動層及び補助容量の第１電極の形状にパター
ニングし、さらに、これらを覆ってＳｉＯ ₂からなるゲ
ート絶縁膜１６を形成する。

【００３５】ゲート絶縁膜１６形成後、例えばＡｌを用
いて金属層を形成、パターニングし、ゲート電極と一体
のゲートライン２０を形成する。次に、ゲート側からゲ
ートをマスクとして能動層１４に不純物（例えばリン）
を低濃度ドーピングし、さらに、ゲートライン２０をそ
のライン幅より一定幅広いマスクで覆い、能動層１４
（及び第１電極３０）に対し、高濃度に不純物をドーピ
ングする。その後、アニール処理を施してドープした不
純物を活性化させる。これにより、能動層１４におい
て、ゲートライン２０に対応する領域には、不純物のド
ープされない真性のチャネル領域１４ｃが形成され、チ
ャネル領域１４ｃの両側には不純物（例えばリン）が低
濃度にドープされたＬＤ領域１４ｌｄが形成され、この
ＬＤ領域の外側には不純物が高濃度に注入されたドレイ
ン領域１４ｄと、ソース領域１４ｓ（第１電極兼用）と
が形成される。

【００３６】次にゲートライン２０を覆う全面に層間絶
縁膜１７を形成し、ＴＦＴ１のドレイン領域１４ｄ（或
いはソース領域１４ｓ）に対応した領域（本実施形態で
はドレイン）に層間絶縁膜１７及びゲート絶縁膜１６を
貫通するコンタクトホールを形成する。さらに、Ａｌ等
を用いてドレイン電極を兼用するデータライン２２を形
成し、このデータライン２２と能動層１４のドレイン領
域１４ｄとを上記コンタクトホールを介して接続する。

【００３７】データライン２２形成後、データライン２
２を覆う基板全体に樹脂などを用いて平坦化絶縁膜１８
を形成し、ＴＦＴ１のソース領域１４ｓに対応する位置
に、平坦化絶縁膜１８、層間絶縁膜１７及びゲート絶縁
膜１６を貫通するコンタクトホールを形成する。さら
に、ＩＴＯなどの透明導電性材料層を形成し、これをパ
ターニングして、上記コンタクトホールを介してソース
領域１４ｓと接続された画素電極２４を形成する。

【００３８】画素電極２４の形成後、必要に応じて全面
に液晶配向を制御する配向膜２６を形成し、以上により
第１基板側に必要な要素が形成される。なお、第１基板
１００の表示領域の外側（基板の外縁部分）には、上記
画素部のＴＦＴ１とほぼ同一工程を経て、多結晶シリコ
ン層を能動層とするＴＦＴを形成し、これを用いて図３
に示すような内蔵駆動回路（ゲートドライバ：Ｖドライ
バ、データドライバ：Ｈドライバ）が形成されていても
よい。

【００３９】ＬＣＤの第２基板５００側は、ガラスやプ
ラスチックなどの透明基板を用いた第２基板５００上
に、カラー表示装置の場合Ｒ，Ｇ，Ｂ等のカラーフィル
タ５４が形成される。さらに、このカラーフィルタ５４
の上には第１基板１００の各画素電極２４とで液晶２０
０に電圧を印加するためのＩＴＯなどからなる対向電極
（共通電極）５６が形成される。また、対向電極５４の
上には、第１基板１００側と同様に配向膜５８が形成さ
れている。なお、本実施形態１において上述のように第
１基板１００にブラックマトリクスとしても機能しうる
補助容量Ｃscの第２電極３２を形成しているため、第２
基板側には通常形成されるブラックマトリクスを形成す
る必要はない。

【００４０】以上のようにして得られる第１基板１００
と第２基板５００とは、その外縁部分で一定のギャップ
を隔てて貼り合わせ、基板間の間隙に液晶２００を封入
してＬＣＤが完成する。なお、第２基板５００の外側
（図２では上面側）には偏光フィルム、位相差フィルム
などが配されている。

【００４１】なお、上記実施形態において、アクティブ
マトリクス型表示装置としてＬＣＤを例にあげたが、本
発明は補助容量を各画素に必要とする他のアクティブマ
トリクス型表示装置、例えば、表示素子としてＥＬ素子
を有するアクティブマトリクス型のエレクトロルミネッ
センス表示装置などにも採用可能であり、同様の効果を
得ることができる。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように、この発明では、ア
クティブマトリクス型表示装置の各画素にトップゲート
型ＴＦＴ、補助容量及び液晶などの表示素子を設け、補
助容量の第２電極は、ＴＦＴの能動層の下でブラックマ
トリクスとして機能できる。また第２電極は能動層のチ
ャネル領域では開口する。このため、開口率を落とさず
に各画素に補助容量を形成でき、さらに第２電極を能動
層の下層に形成しても各ＴＦＴチャネル領域の形成条件
に影響を及ぼさない。従って、各ＴＦＴの能動層をばら
つきなく形成することができ、また、ドライバ内蔵型ア
クティブマトリクス型表示装置を構成する場合に、ドラ
イバ部ＴＦＴの能動層と画素部ＴＦＴの能動層を同一条
件で形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施形態に係るアクティブマトリク
ス型ＬＣＤの各表示画素における概略平面構成を示す図
である。

【図２】 図１のＡ−Ａ線に沿った位置における実施形
態１に係るＬＣＤの概略断面構成を示す図である。

【図３】 本発明の実施形態に係るドライバ内蔵型アク
ティブマトリクスＬＣＤの概略構成を示す図である。

【図４】 アクティブマトリクス型ＬＣＤの１画素当た
りの等価回路を示す図である。

【図５】 従来のアクティブマトリクス型ＬＣＤにおけ
る画素領域の概略平面構造を示す図である。

【図６】 図５のＸ−Ｘ線に沿った位置での従来のＬＣ
Ｄの概略断面構造を示す図である。

【符号の説明】

１ 薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）、２ 液晶容量（Ｃl
c）、３ 補助容量（Ｃsc）、１２ 絶縁膜（バッファ
層）、１４ 能動層（ドレイン領域、チャネル領域、ソ
ース領域）、１６ ゲート絶縁膜、１７ 層間絶縁膜、
１８ 平坦化絶縁膜、２０ ゲートライン（ゲート兼
用）、２２ データライン（ドレイン兼用）、２４ 画
素電極、２６、５８ 配向膜、３０ 補助容量の第１電
極、３２ 補助容量の第２電極（ブラックマトリクス兼
用）、５４ カラーフィルタ、５６共通電極、１００
第１基板、２００ 液晶、５００ 第２基板。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 29/78 ６２７Ｇ Ｆターム(参考） 2H092 GA59 JA25 JB54 JB69 KA04 KA05 MA30 NA01 NA07 PA01 PA06 5C094 AA05 AA10 AA43 AA48 AA54 BA03 BA43 CA19 DA09 DA13 DB01 DB04 EA04 EA05 EA10 EB02 ED15 FA01 FA02 FB12 FB14 FB15 GB10 5F052 AA02 DA02 JA01 5F110 AA06 AA21 BB02 CC02 DD02 DD03 DD04 DD13 DD14 EE03 EE28 FF02 GG02 GG13 GG35 HJ01 HJ23 HL03 HL07 HM15 HM19 NN03 NN27 NN43 NN44 NN46 NN72 NN73 PP03

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アクティブマトリクス型表示装置におい
   て、 マトリクス状に配置される画素のそれぞれはゲートライ
   ンとデータラインとの交差付近に構成され、薄膜トラン
   ジスタと、表示素子と、補助容量とを備え、 基板上には、画素毎にトップゲート型として前記薄膜ト
   ランジスタが形成されており、 前記補助容量の第１電極は、前記薄膜トランジスタの能
   動層を構成する半導体層から形成され、 前記補助容量の第２電極は、前記第１電極と絶縁層を挟
   んで重なるように該第１電極と前記基板との間に形成さ
   れ、 さらに、該第２電極は、各画素間を遮光するブラックマ
   トリクス機能を備え、かつ各画素の前記薄膜トランジス
   タの少なくともチャネル領域が開口していることを特徴
   とするアクティブマトリクス型表示装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のアクティブマトリクス
   型表示装置において、 前記ブラックマトリクスを兼用する前記第２電極のチャ
   ネル領域付近では、前記能動層の前記第２電極との非対
   向面側の上方に、この領域を遮光する遮光層が形成され
   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。
3. 【請求項３】 請求項２に記載のアクティブマトリクス
   型表示装置において、 前記遮光層は、前記データラインが兼用することを特徴
   とするアクティブマトリクス型表示装置。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれかに記載のアクテ
   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の能動層は、成膜したアモルファ
   スシリコン層にレーザを照射することで、多結晶化した
   ポリシリコン層が用いら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。