JPH03125123A

JPH03125123A - アクティブマトリクス表示装置及びその製造方法

Info

Publication number: JPH03125123A
Application number: JP1263477A
Authority: JP
Inventors: Koji Taniguchi; 幸治谷口; Hiroshi Morimoto; 弘森本
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1989-10-09
Filing date: 1989-10-09
Publication date: 1991-05-28

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、遮光層として機能するブラックストライプを
有するアクティブマトリクス表示装置、及びその製造方
法に関する。

（従来の技術）液晶等の表示媒体を用いたアクティブマトリクス表示装
置は、ＣＲＴに代わる表示装置として注目されている。

液晶を用いた従来のアクティブマトリクス表示装置の一
例の断面模式図を第３図に示す。この表示装置を構成す
るアクティブマトリクス基板３０では、ガラス基板３２
上に絵素電極３６がマトリクス状に配列され、それぞれ
の絵素電極３６に能動素子として薄膜トランジスタ（以
下では［Ｔ　Ｆ　ＴＪと称す）３５が接続されている。

絵素電極３６にはＴＦＴ３５のドレイン電極（図示せず
）が接続されている。ＴＦＴ３５には走査線として機能
するゲートバス配！Ｉ（図示せず）と、信号線として機
能するソースバス配線（図示せず）とが接続されている
。ゲートパス配線及びソースバス配線は、マトリクス状
に配列された多数の絵素電極３６の間に、それぞれ互い
に直交する方向に平行して設けられている。絵素電極３
６及びＴＦＴ３５上には、配向膜３７が全面に形成され
ている。

アクティブマトリクス基板３０に対向する対向゛基板３
１では、ガラス基板３３上にカラーフィルタ４０が設け
られている。カラーフィルタ４０はアクティブマトリク
ス基板３０上の各絵素電極３６に重畳するように配され
ている。カラーフィルタ４０上には対向電極３９及び配
向膜３８が全面に形成されている。

アクティブマトリクス基板３０及び対向基板３１の間に
は、液晶４１が封入されている。ガラス基板３２及び３
３の外側の面には、偏光板４２及び４２が配されている
。アクティブマトリクス基板３０側の偏光板４２の外側
には、バックライト光源３４が配設されている。この表
示装置では液晶４１を透過したバックライト光源３４の
光を、赤、緑、青のカラーフィルタ４０を通して見るこ
とになる。

このような表示装置では赤、緑、青のカラーフィルタ４
０の部分以外の部分、即ち、カラーフィルタ４０の間の
部分に当たる光の一部が透過し、表示画面のコントラス
トを低下させる。このようなコントラストの低下を防止
するために、第４図に示すように、対向基板３１上の各
カラーフィルタの間隙に、遮光層として機能するブラッ
クストライプ４４が設けられている。ブラックストライ
プ４４はＣｒ等の金属膜から成る。

（発明が解決しようとする課題）上述のアクティブマトリクス表示装置では、アクティブ
マトリクス基板３０上の絵素電極３６と、対向基板３１
上のカラーフィルタとが高い位置精度で重ね合わせられ
ることが必要である。ところが、２つの基板３０及び３
１の位置合わせの誤差は約１０μｍであるため、その誤
差に相当する分だけブラックストライプ４４の幅を大き
く、即ち、カラーフィルタ４０を小さくする必要がある
。そのため、絵素の面積は減少し、表示画面の透過率、
即ち、輝度が低下することになる。

このような輝度の低下を避けるため、ブラックストライ
プをアクティブマトリクス基板３０側に設けることが検
討されている。ブラックストライプをアクティブマトリ
クス基板３０に設ける場合、ブラックストライプを能動
素子と走査線及び信号線（以下では単に「配線」と称す
る）との上方に設ける構成と、能動素子及び配線の下方
に設ける構成とが考えられる。ところが、ブラックスト
ライプを能動素子及び配線の上方に設けると、アクティ
ブマトリクス基板３０上の絵素電極９と、対向基板３１
上の対向電極３９との間の液晶層４１に電圧が効果的に
印加されないという問題点が生じる。また、ブラックス
トライプを能動素子及び配線の下方に設けると、能動素
子及び配線とブラックストライプとの間に電気的なリー
クが生じ易いという問題点がある。

本発明は上述の問題点を解決するものであり、本発明の
目的は、能動素子及び配線の下方に形成された遮光層を
有し、しかも、遮光層と能動素子及び配線との間の電気
的リークの発生のないアクティブマトリクス表示装置を
提供することである。

本発明の他の目的は、上記のアクティブマトリクス表示
装置の製造方法を提供することである。

（課題を解決するための手段）本発明のアクティブマトリクス表示装置は、対の絶縁性
基板と、該一対の基板の何れか一方の基板内面にマトリ
クス状に配列された多数の絵素電極と、該絵素電極のそ
れぞれに接続された能動素子と、該絵素電極の間に形成
され該能動素子を選択駆動する走査線及び信号線と、を
備えたアクティブマトリクス表示装置であって、該絵素
電極が形成されている領域以外の領域の、該能動素子並
びに該走査線及び該信号線の下方に形成された遮光層と
、該遮光層上に形成された絶縁膜と、を備えており、そ
のことによって上記目的が達成される。

また、本発明のアクティブマトリクス表示装置の製造方
法は、前記遮光層の上面を、陽極酸化法、プラズマ酸化
法、及び熱酸化法のうちの少なくとも一つの方法によっ
て酸化して、前記絶縁膜を形成する工程を有しており、
そのことによって上記目的が達成される。

（作用）本発明のアクティブマトリクス表示装置では、アクティ
ブマトリクス基板側に遮光層が設けられているので、ア
クティブマトリクス基板と対向基板との重ね合わせの誤
差を考慮して遮光層の幅を設定する必要がない。従って
、表示画面上の絵素の面積は減少しない。また、遮光層
上には絶縁膜が設けられているので、遮光層と能動素子
及び配線との間で電気的なリークが生じることもない。

本発明のアクティブマトリクス表示装置の製造方法では
、遮光層の上に形成される絶縁膜は、陽極酸化法、プラ
ズマ酸化法、及び熱酸化法のうちの少なくとも一つの方
法によって、遮光層の上面を酸化することにより形成さ
れる。従って、絶縁膜は遮光層を確実に覆って形成され
、遮光層と能動素子及び配線との間の電気的リークが確
実に防止される。

（実施例）本発明を実施例について以下に説明する。

第１図に本発明のアクティブマトリクス表示装置の１実
施例の断面図を示す。第２図に第１図のアクティブマト
リクス基板２０の平面図を示す。

本実施例を製造工程に従って以下に説明する。まず、ガ
ラス基板１上に金属層を堆積した。この金属層は、後に
、遮光層として機能するブラックストライプ２と、陽極
酸化膜３とになる。この金属層には、例えば、Ｔａ、　
　ＶＳＮｂ、　　Ｚｒ、　　ＡＩ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｃｄ５
Ｎ１％　Ｃｏｓ　　Ｆｅ等の陽極酸化が可能な金属が用
いられる。ブラックストライプ２及び陽極酸化膜３とな
るこの金属層の層厚は、ブラックストライプ２としての
層厚に、陽極酸化膜３を形成するために必要な層厚を加
えた大きさである。バックライト光源からの光を９９％
以上遮断するためには、ブラックストライプ２の層厚は
１００〜１００００Å以上であることが必要である。本
実施例ではこの金属層にＴａ金属を用い、スパッタリン
グ法を用いて３０００人の厚さに堆積した。

次に、フォトリングラフィ法及びエツチングにより、こ
の金属層を第２図の斜線で示す格子状にパターニングし
た。次に、この金属層の上面の陽極酸化を行い、陽極酸
化膜３を形成した。陽極酸化膜３は、後に形成されるＴ
ＦＴ１９、ゲートハス配線２３及びソースバス配線２２
と、ブラックストライプ２との間の電気的接触を防止す
るための絶縁膜として機能する。この金属層の陽極酸化
膜３が形成されなかった下方の部分が、ブラックストラ
イプ２となる。陽極酸化膜３は、３％ホウ酸アンモニウ
ム水溶液中で化成電圧１６０ｖを印加することにより形
成される。陽極酸化膜３の膜厚は、陽極酸化を行う時間
を管理することによって制御され得る。本実施例では陽
極酸化膜３の厚さは約２０００人である。

陽極酸化膜３上の全面に、Ｓ　Ｉ　Ｎｘから成るベース
絶縁膜４を堆積した。ベース絶縁膜４上にＴａ金属から
なるゲートバス配線２３を形成した。ゲートハス配線２
３は格子状のブラックストライプ２の上方に重畳され、
第２図に示すように一方の方向ｌこ平行して設けられて
いる。ゲートバス配線２３の一部がゲート電極５として
機能する。ゲートバス配線２３を覆って全面に、ＳｉＮ
ｘから成るゲート絶縁膜６を堆積した。次に、ゲート絶
縁膜６の上面に、後に半導体層７となるノンドープのア
モルファスシリコン（以下ではｒａ−３ｉ　（ｉ）」と
称する）層、及び後に絶縁層１１となる５ＩＮＸ層を連
続して堆積させた。上記５ＩＮＸ層を所定の形状にパタ
ーニングし、ゲート電極５の上方のみを残して絶縁層１
１を形成した。

絶縁層１１を覆って全面に、後にコンタクト層８となる
Ｐ（リン）をドープしたアモルファスシリコン（以下で
はｒａ−３ｌ　（ｎ”）　Ｊと称する）層を、プラズマ
ＣＶＤ法により堆積した。次に、このａ−３１（ｎ”）
層及び前述のａ−ｓｔ　（Ｂ層を所定の形状にパターニ
ングし、半導体層７及びコンタクト層８を形成した。コ
ンタクト層８は、半導体層７と、ソース電極１０ｂ及び
ドレイン電極１０ａとの間のオーミックコンタクトのた
めに設けられる。この時点ではフンタクト層８は、絶縁
層１１上でつながっている。

この基板の全面にスパッタリング法によりＴｉ金属層を
堆積し、このＴｉ金属層をエツチングによりパターニン
グして、ソース電極１０ｔ）及びドレイン電極１０ａを
形成した。この時、絶縁層１′１上のコンタクト層８も
同時にエツチング除去し、ソース電極１０ｂの下方の部
分と、ドレイン電極１０ａの下方の部分とに分割した。

以上のようにしてＴＦＴ１９を形成した。

ソースバス配線２２はソース電極１０ｂ及びドレイン電
極１０ａと同時に形成される。第２図に示すように、ソ
ースバス配線２２はゲートパス配線２３に直交し、ゲー
ト絶縁膜６を介してゲートバス配線２３と交差している
。

次に、スパッタリング法によりＩＴＯ膜を全面に堆積さ
せた。このＩＴＯ膜を所定の形状にパターニングし、絵
素電極９を形成した。絵素電極９のパターン形成時のマ
スクアラインメントの誤差を考慮して、絵素電極９の端
部とブラックストライプ２の端部とが、１〜２μｍ重な
るように絵素電極９を形成した。絵素電極９上の全面に
５ｉＮ８から成る保護絶縁膜１２を堆積し、更に配向膜
１３を形成した。以上のようにしてアクティブマトリク
ス基板２０が作製される。

アクティブマトリクス基板２０に対向する対向基板２１
では、ガラス基板１５上にカラーフィルタ１６が形成さ
れ、更に、カラーフィルタ１６上の全面にＩＴＯから成
る対向電極１７、及び配向膜１８が形成されている。対
向基板２１にはブラックストライプは形成されていない
。このようにして形成された対向基板２１と、前述のア
クティブマトリクス基板２０との間に液晶１４が封入さ
れ、アクティブマトリクス表示装置が作製される。

本実施例ではブラックストライプ２は、対向基板２１で
はなくアクティブマトリクス基板２０に形成されている
。ブラックストライプ２をアクティブマトリクス基板２
０側に設けたことにより、アクティブマトリクス基板２
０と対向基板２１との重ね合わせの誤差を考慮してブラ
ックストライプ２の幅を設定する必要がない。従って、
絵素の面積を減少させる必要もなく、表示画面の輝度の
低下も生じない。

また、本実施例ではブラックストライプ２は、ＴＦＴ１
９．ゲートバス配線２３及びソースバス配線２２の下方
に形成されているので、絵素電極９と対向電極１７との
間の液晶１４に印加されるべき電圧に影響を与えること
もない。更に、本実施例ではブラックストライプ２上に
陽極酸化膜３が形成されているので、ブラックストライ
プ２と、ＴＦＴ１９、ゲートパス配線２３及びソースバ
ス配線２２との間の電気的リークが防止される。

本実施例のアクティブマトリクス表示装置の製造方法で
は、ブラックストライプ２の上面を陽極酸化することに
より、絶縁膜として機能する陽極酸化膜３が形成されて
いる。従って、本発明の製造方法によればブラックスト
ライプ２と、ＴＦＴ１９、ケートハス配線２３及びソー
スバス配線２２との間の電気的リークが確実に防止され
る。

（発明の効果）本発明のアクティブマトリクス表示装置では、能動素子
並びに走査線及び信号線の下方に形成された遮光層上に
絶縁膜が形成されているので、遮光層と、能動素子並び
に走査線及び信号線との間の電気的なリークが防止され
ている。従って、本発明によれば輝度の高い表示装置が
高い歩留りで得られる。本発明のアクティブマトリクス
表示装置の製造方法では、陽極酸化法、プラズマ酸化法
、及び熱酸化法のうちの少なくとも一つの方法によって
遮光層の上面を酸化することにより、絶縁膜が形成され
る。従って、本発明の製造方法によれば、遮光層と、能
動素子並びに走査線及び信号線との間の電気的なリーク
が確実に防止され、上記表示装置が高い歩留りで得られ
る。

４　　　の　　な１日第１図は本発明のアクティブマトリクス表示装置の１実
施例の断面図、第２図は第１図の表示装置を構成するア
クティブマトリクス基板の平面図、箪３図は従来のアク
ティブマトリクス表示装置の断面模式図、第４図は第３
図の表示装置の対向基板の平面図である。

１，１５・・・ガラス基板、２・・・ブラックストライ
プ、３・・・陽極酸化膜、４・・・ベース絶縁膜、５・
・・ゲート電極、６・・・ゲート絶縁膜、７・・・半導
体層、８・・・コンタクト層、９・・・絵素電極、１０
ａ・・・ソース電極、１０ｂ・・・ドレイン電極、１１
・・・絶縁層、１２・・・保護絶縁膜、１３．１８・・
・配向膜、１４・・・液晶、１６・・・カラーフィルタ
、１７・・・対句電極、１９・・・ＴＰＴ、２０・・・
アクティブマトリクス基板、２１・・・対向基板、２２
・・・ソースバス配線、２３・・・ゲートバス配線。

以上

Claims

【特許請求の範囲】１、一対の絶縁性基板と、該一対の基板の何れか一方の
基板内面にマトリクス状に配列された多数の絵素電極と
、該絵素電極のそれぞれに接続された能動素子と、該絵
素電極の間に形成され該能動素子を選択駆動する走査線
及び信号線と、を備えたアクティブマトリクス表示装置
であって、該絵素電極が形成されている領域以外の領域
の、該能動素子並びに該走査線及び該信号線の下方に形
成された遮光層と、該遮光層上に形成された絶縁膜と、
を備えたアクティブマトリクス表示装置。２、前記遮光層の上面を、陽極酸化法、プラズマ酸化法
、及び熱酸化法のうちの少なくとも一つの方法によって
酸化して、前記絶縁膜を形成する工程を有する請求項１
に記載のアクティブマトリクス表示装置の製造方法。