TW526352B - Active matrix type liquid crystal display device - Google Patents

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526352 A7 B7 五、發明說明（1) 本發明係有關於構成顯示畫面之多數各像素電極以開 關元件而設有薄膜晶體管（以下稱謂T F T )及存儲容量 部之主動矩陣型液晶顯示裝置。 茲就習知動態矩陣型液晶顯示裝置之構造參照圖7、 圖8加以說明。圖8爲液晶層底部之所謂陣列基板部份之 要部平面圖，圖7則呈圖8之沿7 - 7線陣列基板剖面由 液晶層附加上部之全體剖面圖。在圖7，液晶層3 1乃被 注入密封於與透明基板3 2對向之透明基板3 3之間，且 偏光板3 4、3 5分別層疊於透明基板3 2、3 3外側， 而設於透明基板3 2之像素電極3 6與設於透明基板3 3 之共用電極3 7呈對向。 又如圖8所示，在透明基板3 2上配線有以掃描線作 用之互相平行之多數閘線路4 2及與該等閘線路4 2呈直 交方向而以信號線作用之多數源線路4 0。 在閘線路4 2與源線路4 0所圍矩形領域則設有透明 像素電極3 6，且於兩線路交差部位傍側作爲可通斷對於 像素電極3 6之資料信號電壓之開關元件而形成有T F T 3 8。又於閘線路4 2上以維持像素電極3 6之電荷之存 儲容量部C s尙形成有淺膜電容器。 T F T 3 8係由半導體層3 9 ’自源線路4 0延伸之 源電極4 0 a ，洩流電極4 1 ，自閘線路4 2延伸之閘電 極4 2 a ，及閘絕緣膜4 3所構成。洩流電極4 1乃於層 間絕緣膜4 4所設接觸孔4 5與像素電極4 7相接’該像 素電極3 6於接觸孔4 6再與存儲容量部C s之上部電極 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） --------------裝 i — (請先閱讀背面之注意事項再本頁) 訂： --線· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -4 - 526352 A7 B7 五、發明說明（2) 4 7相接。該存儲容量部c s則以透明基板3 2上之閘線 路4 2爲下部電極而介閘絕緣膜4 3與上部電極4 7呈對 向之構成。 (請先閱讀背面之注意事項再►本頁) 在習知例之動態矩陣型液晶顯示裝置，當對多數源線 路4 0之任一施加資料信號電壓，並向多數閘線路4 2之 任一賦予控制信號時，連接於兩線路之T F τ 3 8即作動 ，自洩流電極4 1向像素電極3 6施加資料信號電壓。如 是藉驅動以矩陣狀配列之像素電極3 6所連接τ F T 3 8 ’而可在畫面上形成所盼之顯不圖形。 如圖7所示，T F T 3 8之閘絕緣膜4 3亦爲構成存 儲容量部C s之容量之絕緣膜。由於兩膜以單一工程予以 形成，自製造方法簡略化觀點言之不失爲較佳方法，且其 膜厚乃被設定爲可滿足更高電壓T F T 3 8之作爲閘絕緣 膜4 3之絕緣耐壓。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 而，存儲容量部C s之電壓雖依C s之構成方法有異 ，通常則爲T F T 3 8之電壓之1 / 2至1 / 4，自絕緣 耐壓所需求之膜厚比T F T 3 8之閘絕緣膜4 3可較薄。 亦即，習知例之存儲容量部C s之閘絕緣膜4 3膜厚自絕 緣耐壓之面視之，呈過剩之膜厚。 存儲容量部C s之面積係將驅動像素電極3 6需要之 所定電荷存儲容量以構成存儲容量部c s之薄膜電容器單 位面存儲容量予以除算求出之。該單位面積之存儲容量由 於自閘絕緣膜4 3之電容率及膜厚以一種含義予以決定’ 故以此爲基礎設定存儲容量部C s之面積。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -5- 526352 A7 B7 五、發明說明（3) .I-------------裝 i — (請先閱讀背面之注意事項再ϊϋΙ本頁) 在主動矩陣型液晶顯示裝置，爲提昇其顯示品格乃需 增大光穿透率即孔徑率。隨高精緻化像素尺寸趨小時，相 對地存儲容量部C s所佔面積趨大，結果孔徑率減低。如 欲以背照光亮度予以補充則會增加電力消耗。 爲提高孔徑率雖需減小存儲容量部C s之面積，唯習 知構造由於存儲容量部C s之絕緣膜與T F T 3 8之閘絕 緣膜4 3相同，致其膜厚主要由T F T 3 8之耐壓予以決 定，故存儲容量部C s無法獨自增加每一單位面積之容量 。於是無法促使存儲容量部C s之面積減少尙確保其所定 容量，而有隨高細緻化減低孔徑率之問題。 爰是，爲解決上述課題，本發明之目的係在提供一種 可將存儲容量部之面積對應於像素電極之面積予以相對減 少，而孔徑率較之主動矩陣型液晶顯示裝置。 ·_線· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本發明之主動矩陣型液晶顯示裝置係在挾住液晶層之 一對透明基板當中一方透明基板上，以交差之矩陣狀配設 有多數閘線路及多數源線路，並在該等各交點配置薄膜晶 體管，以及在與該等薄膜晶體管連接所成之各像素電極裝 設存儲容量部，而構成該存儲容量部之容量之絕緣膜乃由 與形成上述薄膜晶體管之閘絕緣膜不同之膜加以構成，且 上述存儲容量部由上述像素電極所連接上部電極與介上述 絕緣膜相對峙之下部電極予以構成爲特徵。藉此，能將存 儲容量部之單位面積容量獨立與T F T閘絕緣膜加以設定 ，故藉增加其容量可相對地減少存儲容量部之面積。 又，本發明之主動矩陣型液晶顯示裝置僅在下部電極 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -6 - 526352 A7 __ B7 五、發明說明（4) 上之絕緣膜平坦領域形成上部電極。藉此，下部電極周邊 部所形成絕緣膜之段差部不易產生絕緣破壞，而可對應存 儲容量部所需求絕緣耐壓將絕緣膜膜厚設成更薄，故能使 存儲容量部之單位面積容量更爲增加。 且本發明之主動矩陣型液晶顯示裝置，其構成存儲容 量部之容量之絕緣膜與閘絕緣膜由相同材料所成，而存儲 容量部之膜厚較薄於閘絕緣膜之膜厚。藉此能利用閘絕緣 膜之製膜工序進行絕緣膜之製膜，不致複雜化製造工序， 以提昇存儲容量部之單位面積容量，並相對地減少其面積 〇 又本發明之主動矩陣型液晶顯示裝置，其構成存儲容 量部之容量之絕緣膜係由電容率較高於閘絕緣膜之材料予 以構成。藉此具有可增加存儲容量部之單位積容量相對地 減少其面之效果。 以下，依據圖不就本發明主動矩陣型液晶顯示裝置之 實施形態加以說明。圖1、2爲顯示本發明第一實施例。 圖2爲陣列基板部份之要部平面圖，圖1爲在圖2之1 一 1剖面自液晶層附加上部之整體剖面圖。在圖1、2由玻 璃所成透明基板1與2之間挾持有液晶層3。且透明基板 1上形成有閘線路7、7 /及閘電極7 a ，並覆蓋於該等 形成有膜厚3 0 0 0〜5 Ο Ο Ο A之閘絕緣膜8。 閘絕緣膜8乃由氮化矽（S i N X )等所成，閘線路 7 >頂部則設有C s用開口部9。該閘絕緣膜8上尙設有 構成存儲容量部C s之容量之絕緣膜1 〇。又在以說明， 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） I-------------裝·！ (請先閱讀背面之注意事項再1m本頁) 訂· 線· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 526352 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（5 ) 單以絕緣膜稱呼時即指存儲容量部c s之絕緣膜，其他絕 緣膜係附加其功能以閘絕緣膜，層間絕緣膜等稱之。絕緣 膜1 0乃由電容率較高材料，例如s i X X，氧化鉬（ T a 2〇5 )等之鉅氧化物（T a〇X )所構成，且被形成 膜厚比鬧絕緣膜8爲薄。在本實施例則與聞絕緣膜8相同 採用S i N X ’ 吴厚以可充份確保存儲容量部C s之絕緣耐 壓之5 0 0〜1 5〇0A範圍較爲妥當。 T F T 1 1係在閘電極7 a上方被設於絕緣膜1 0上 面，並在非晶矽（α - S i )等所成半導體層1 2之波道 形成領域兩側，積疊形成有自源線路1 3延伸之源電極 1 3 a及洩流電極。此時，元素之閘絕緣膜8積疊絕緣膜 1 0之兩層即以T F T 1 1整體之閘絕緣膜而作用。存儲 容量部C s乃將作爲下部電極之閘線路7 /與上部電極 1 5介絕緣膜1 0予以對峙所構成，該上部電極1 5僅被 形成於絕緣膜1 0之平坦領域。藉此，絕緣膜1 0之段差 部不易起絕緣破壞，可將膜厚設成較薄，並對應之可提高 存儲容量部C s之單位面積容量。 該等源線路1 3，源電極1 3 a，洩流電極1 4及上 部電極1 5係可由鉻（C r )，鉬（Μ 〇 )，鋁（A 1 ) 等金屬所成膜厚1 0 0 0〜3 Ο Ο Ο A之相同膜予以形成 。第一實施例雖以存儲容量部C s之下部電極使用閘線路 7 /，但別異閘線路7 /另設專用配線作爲下部電極亦可 〇 層間絕緣膜1 6則由感光性聚醯亞胺等高分子材料之 (請先閱讀背面之注意事項再 --裝 頁) i線· 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 526352 A7 _ B7 五、發明說明（6) 厚度1〜3 // m膜所成，並被形成被覆於T F T 1 1 ，上 部電極1 5及絕緣膜1 0，且設有分別至達拽流電極1 4 及上部電極1 5之接觸孔1 7、 1 8。又層間絕緣膜1 6 上形成有由銦錫氧化物（I T〇）等所成膜厚爲5 0 〇〜 1 5 〇 〇 A之像素電極1 9，介接觸孔1 7、 1 8分別連 接於洩流電極1 4，上部電極1 5。透明基板2更於與透 明基板1之對向面形成有I TO等所成共用電極4，而在 透明基板1、2外側分別設有偏光板5、偏光板6。 如圖2所示，T F T 1 1係被形成於以矩陣狀配置之 多數源線路1 3與閘線路7、7 >之交差部傍側。又存儲 容量部C s乃將與像素電極1 9連接之上部電極1 5及與 其他像素電極之T F T (省略圖示）連接之閘線路7 /介 絕緣膜1 0予以重疊形成之。在此，閘線路7 >即相當於 存儲容量部C s之下部電極。 如是具存儲容量部C s之透明基板1則如次加以形成 。首先在透明基板1上，將多數閘線路7、7 /及自其延 伸呈T F T 1 1之閘電極7 a之金屬膜使用鉻、鉬、鋁等 材料予以成膜，並由蝕刻法加以圖案形成。其次再成膜 T F T 1 1之閘絕緣膜，藉蝕刻處理除去成存儲容量部 C s之閘線路7 /上面部份以形成C s用開口部9。閘絕 緣膜8爲S i N X時通常即採用C V D之成膜法。 繼之，將構成存儲容量部C s之容量之絕緣膜1 〇 ( 在本實施例爲於T F T 1 1積層於閘絕緣膜8，亦成構成 閘之膜一部份）以全面性予以同時成膜。接著形成呈 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） — — — — — — — — — — — — — ^ ·! (請先閱讀背面之注意事項再本頁： 訂· 線· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -9 - 526352 A7 B7 五、發明說明（7 ) T F T 1 1之波道部之半導體層1 2。然後，將形成源線 路1 3及自其延伸之源電極1 3 a ，洩流電極1 4，存儲 容量部C s之上部電極1 5之金屬膜以噴射法成膜後予以 圖案形成，而構成T F T 1 1及存儲容量部C s。且上部 電極1 5僅被形成於下部電極之閘線路7 >上絕緣膜1 〇 之平坦領域。 之後，藉感光性有機材料之旋轉塗抹形成層間絕緣膜 1 6，將接觸孔1 7、 1 8部份經光鈾法予以除去後，藉 噴射法將構成像素電極1 9之透明導電膜予以成膜，並由 鈾刻處理圖案形成以構成像素電極1 9。該像素電極1 9 在接觸孔1 7與洩流電極1 4及在接觸孔1 8與存儲容量 部C s之上部電極1 5分別相接。 將如此製成之透明基板1與其對向形成有共用電極4 之透明基板2予以貼合，並在兩者之空隙部注入密封液晶 ，再於兩側積疊偏光板5、6，而完成本發明第一實施例 之主動矩陣型液晶顯示裝置。 在第一實施例，係可將存儲容量部C s之絕緣膜1 〇 形成習知例之1 / 3左右以下之薄，對應之促使單位面積 之容量增加。其結果，存儲容量部C s之面積比及像素電 極1 9之面積相對減少，故可將習知例之被講約4 0 %爲 界限之孔徑率提昇至5 5%。 圖3、4爲顯示本發明主動矩陣型液晶顯示裝置之第 二實施例。圖4爲陣列基板部份之要部平面圖，圖3爲圖 4之3 - 3剖面自液晶層附加上部之剖面圖。在本實施例 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） --------------裝--- (請先閱讀背面之注意事項再k本頁) 1^1 --線· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -10- 526352 A7 B7 五、發明說明（8 ) ，其T F T 1 1之閘絕緣膜8成膜至將該膜之閘線路7 / 頂部予以鈾刻去除係與第一實施例之情形相同。接著乃形 成T F T 1 1之半導體層1 2之後，將構成源線路1 3與 自其延伸之源電極1 3 a ，拽流電極1 4，呈存儲容量部 C s之下部電極一部份之補助電極2 0的金屬膜予以成膜 ，並藉鈾刻處理進行圖案形成。該補助電極2 0則被層疊 於自將閘線路7 /上第一絕緣膜8經鈾刻除去形成之C s 用開口 9所露出之閘線路7 > ，與該閘線路7 > —同構成 存儲容量部C s之下部電極。 其次將構成存儲容量部C s容量之絕緣膜1 〇成膜於 包括T F T 1 1之全部領域，並僅鈾刻對洩流電極1 4之 接觸孔2 1領域。復以與第一實施例相同方法積疊層間絕 緣膜1 6，且將對洩流電極1 4之接觸孔1 7及成爲存儲 容量部C s之領域，即補助電極2 0上之絕緣膜1 0平坦 領域以光蝕方法予以除去。又，本工程亦可在形成絕緣膜 1 0後立即積疊層間絕緣膜1 6，然後以層間絕緣膜1 6 之接觸孔1 7，絕緣膜1 0之接觸孔2 1領域之順序予以 餓刻。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 • I 1 1 I ϋ I ϋ n ϋ 1 1 I I ϋ (請先閱讀背面之注意事項再頁) .線· 在本實施例，存儲容量部C s之上部電極1 5係僅由 與像素電極1 9相同之透明導電膜予以形成。因此可涵蓋 存儲容量部C s全部領域形成像素電極1 9同時，並須除 去層間絕緣膜1 6在絕緣膜1 〇上面之平坦領域形成上部 電極1 5。然後再成膜透明導電膜，將像素電極1 9 ，存 儲容量部C s之上部電極1 5予以圖案形成同時完成之。 本紙張尺度適用中關家標準（CNS)A4規格（210 X 297公餐) -- -11 - 526352 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（9) 本實施形態之效果，基本上雖與第一實施例之情形相 同，唯存儲容量部c s之絕緣膜1 〇未被使用爲對T F T 1 1之作用有影響之閘絕緣膜的構成膜而與第一實施例有 相異。其結果，本構造可全然不影響T F T 1 1之性能以 選定存儲容量部之絕緣膜1 〇。例如爲增加單位面積容量 可較容易採用電容率比S i Nx爲高之T a〇x等材料。其 再次效果則藉閘線路7、7 /之相當部份積疊補助電極 2 0呈厚肉，而可期望閘線路7、7 /全體配線電阻減低 之效果。 在第二實施例，以存儲容量部C s之絕緣膜1 〇將使 用於閘絕緣膜8之S i Ν X照樣予以使用並無任何問題，此 時，較佳膜厚與第一實施例之情形相同。對於其他膜，雖 未特別加以記述，但第一實施例之膜材料及膜厚在第二實 施例亦可期望帶來良好之結果。 圖5、6爲顯示本發明主動矩陣型液晶顯示裝置之第 三實施例。圖6爲陣列基板部份之要部平面圖，圖5爲圖 6中之5 - 5剖面自液晶層附加頂部之剖面圖。在本實施 例係沿襲第二實施例之想法，不將存儲容量部C s之絕緣 膜1 0使用爲T F T之閘絕緣膜之構成膜，且致到半導體 1 2之形成爲止乃與第二實施例相同工序予以製成。 其次將構成存儲容量部C s容量之絕緣膜1 0全面性 予以成膜，並藉蝕刻處理除去分別電氣連接與半導體層 1 2上部之源電極1 3 a ，洩流電極1 4之領域及成爲波 道部之領域以形成接觸孔2 2。之後將構成源線路1 3與 --------------裝--- (請先閱讀背面之注意事項再頁) · · •線· 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公楚） -12 - 526352 A7 B7 五、發明說明（1G) 自其延伸之源電極1 3 a，洩流電極1 4，存儲容量部. C s之上部電極1 5的金屬膜予以全面性成膜而經鈾刻形 成圖案。又上部電極1 5則僅被形成於作爲下部電極之閘 線路7 >上絕緣膜1 0之平坦領域。此後之層間絕緣膜1 6成膜與光蝕法工程，及透明導電膜之成膜與圖案形成之 像素電極1 9形成均與第一實施例之情形相同。 在本實施例，與第二實施例同樣可增加存儲容量部 C s之絕緣膜1 〇選定自由性同時，T F T 1 1之源電極 1 3 a及洩流電極1 4與閘電極7 a間之膜厚會增大絕緣 膜1 0之膜厚，致亦有可提昇絕緣耐壓性之效果。上述第 二、第三實施例之孔徑率亦與第一實施例同樣可提昇至 5 5 %左右。 本發明係因存儲容量部C s由與像素電極相接之上部 電極，絕緣膜，及介該絕緣膜所對峙之下部電極所構成， 上述絕緣膜亦被形成爲與T F T之閘絕緣膜不相同之膜。 因此，可獨立於閘絕緣膜將構成存儲容量部C s之絕緣膜 膜厚予以趨小，及（或）採取提高膜材料電容率之手法而 增加單位面積之存儲容量。其結果，可將維持一定電荷容 量所需之存儲容量部C s之面積相對於像素電極予以減少 ，在高精緻液晶顯示裝置亦能實現更大孔徑率。 〔圖示之簡單說明〕 圖1爲本發明第一實施例之主動矩陣型液晶顯示裝置 剖面圖。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ------I---— I!裝 i I (請先閱讀背面之注意事項再uiik頁) 訂： 線· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -13- 526352 A7 B7 五、發明說明（11) 圖2爲圖1之主動矩陣型液晶顯示裝置之陣列基板要 部平面圖。 圖3爲本發明第二實施例之主動矩陣型液晶顯示裝置 剖面圖。 圖4爲圖3之主動矩陣型液晶顯示裝置之陣列基板要 部平面圖。 圖5爲本發明第三實施例之主動矩陣型液晶顯示裝置 剖面圖。 圖6爲圖5之主動矩陣型液晶顯示裝置之陣列基板要 部平面圖。 圖7爲習知主動矩陣型液晶顯示裝置剖面圖。 圖8爲圖7之主動矩陣型液晶顯示裝置之陣列基板要 部平面圖。 〔符號之說明 !! -裝 i I (請先閲讀背面之注意事項再頁} 訂-· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1、2 3 7、7 8 10

C 透明基板 液晶層 閘線路 閘絕緣膜 構成存儲容量部c s之容量之絕緣膜 薄膜晶體管 源線路 像素電極 存儲容量部 線 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） - 14-

Claims (1)

1. 520352 ；^ X2

   A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 1 · 一種主動矩陣型液晶顯示裝置，其特徵係在挾持 液晶層之一對透明基板當中一方透明基板上，將多數閘線 路與多數源線路以交差矩陣狀予以配設，並該等各交點配 置薄膜晶體管，以及在與該等薄膜晶體管連接所成之各像 素電極裝設存儲容量部，且構成該存儲容量部之容量之絕 緣膜乃由與形成上述薄膜晶體體之閘絕緣膜不同之膜以構 成，而上述存儲容量部則由上述像素電極連接之上部電極 與介上述絕緣膜相對峙之下部電極所構成。 2 ·如申請專利範圍第1項之主動矩陣型液晶顯示裝 置，其中係僅在上述下部電極上之絕緣膜平坦領域形成上 述上部電極。 3 ·如申請專利範圍第1項之主動矩陣型液晶顯示裝 置，其中上述絕緣膜與上述閘絕緣膜係由相同材料所成， 且將上述絕緣膜之膜厚設成比上述閘絕緣膜爲薄。 4 ·如申請專利範圍第1項之主動矩陣型液晶顯示_ 置，其中上述絕緣S吴係由電容率較鬧絕緣膜爲高之材米斗y 以構成。 (tr先閱讀背面之注意事項再填名 -裝· 、1T _ 線 經濟部智慧財4局員工消費合作社印製 適 I度 尺 張 -0 本 準 標 家 I釐 公