专利名称：液晶显示装置的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及一种液晶显示装置，尤其涉及一种对伴随高精细化的 辅助电容的不足进行了改善的液晶显示装置。
背景技术：
对于用于便携电话、数字照相机等的小型液晶显示装置存在高精细化的要求。使用横向电场的所谓IPS方式的液晶显示装置具有大视角这样的优点。特别是具有由梳齿形状的像素电极和平面形状的共用电极构成的像素结构这种形式的液晶显示装置，在能够将透明像素电 极和共同电极的重叠部分用作液晶电容的辅助电容这方面是优异的。但是，随着进一步的高精细化，像素电极面积比率变小，从而产生辅 助电容不足的问题。如上所述，IPS方式的液晶显示装置采用把共用电极取为平面形状，并隔着绝缘膜配置梳齿状的像素电极的方法，其特点之一是在像素电极和共用线之间制作了透明的辅助电容。在保持IPS方式的大视角这样的特征的基础上实现更清晰显示的方法记载在专利文献1、专利文献2和专利文献3中。[专利文献l]日本特开2003-207795号公报 [专利文献2]日本特开2005-338256号公报 [专利文献3]日本特开2006-126602号公报发明内容在小型显示器中，伴随高精细化，梳齿像素电极的面积比率变小， 导致辅助电容不足。图16是薄膜晶体管阵列衬底(以下称为TFT村 底)的整体概念图。驱动栅极信号线GSL、共用信号线CSL等的驱动器部GDR和驱动漏极信号线DSL等的漏极驱动器部DDR,由n 沟道型薄膜晶体管TFTn和p沟道型晶体管TFTp构成。栅极信号线 GSL和漏极信号线DSL横纵交叉，由各自相邻的两条信号线形成像 素PXL。共用信号线CSL与栅极信号线GSL平行配置。在各像素PXL上 配置有薄膜晶体管TFT、液晶电容LC以及辅助电容Cst。漏极线DSL 的电位即影像信号通过由栅极信号所导通/截止的薄膜晶体管TFT而 传输到像素电极。位于像素电极和共用信号电极之间的液晶电容LC 和辅助电容Cst的并联电容保持上述漏极线DSL的电位。由于液晶和 薄膜晶体管具有漏泄成分，因此辅助电容Cst对于电位保持起到重要 作用。下面，用图17至图19以制造工序说明TFT衬底的结构。图17 是说明p沟道型薄膜晶体管和像素部构造的示意俯视图。图18是沿 着图17的A-A，线、B-B，线、C-C，线的示意剖视图。图19是液 晶像素的电路结构的概念图。以下，依照制造工序的流程来加以说明。 在图17中，p沟道型薄膜晶体管由位于多晶硅的岛SI上的栅电极 GSL、漏极信号线DSL、源电极ST构成。首先，在形成基底膜BF的支持衬底SUB上形成多晶硅的岛SI， 其中基底膜BF优选用氧化硅(Si02)和氮化硅(SiN)形成(光刻工 序1)。在形成了栅极绝缘膜GINS之后形成栅电极GSL (光刻工序 2)。在多晶硅的岛SI上利用栅电极图案进行n型源-漏区域的掺杂。 在成为P沟道型晶体管的区域之外用光刻蚀剂覆盖，进行p型源 - 漏 区域的掺杂(光刻工序3)。形成第一层的层间绝缘膜IL1，在这个层间绝缘膜IL1上加工用 于连接位于多晶硅的岛SI上的漏极信号线DSL和源电极ST的接触 孔(光刻程序4)。通过接触孔形成与多晶硅的岛SI连接的漏极信号 线DSL和源电极ST (光刻工序5 )。通过利用涂敷法形成的有机膜形成第二层的层间绝缘膜IL2，加 工接触孔(光刻工序6)。在所形成的第二层的层间绝缘膜IL2上利用透明导电膜形成平面状的共用信号线CSL (光刻工序7)。形成第 三层的层间绝缘膜IL3，加工接触孔(光刻工序8)。由透明导电膜 形成像素电极PSL (光刻工序9)。有时也在共用信号线、像素电极 的端部的上端或下端层叠低电阻金属。在以上说明的现有液晶像素的制造中，列数了由光刻蚀剂涂敷、 曝光、显像、烘烤、加工后的光刻蚀剂除去等多个作业组成的光刻工 序，表明光刻工序数是9个。并且，如图17至图19所示，在共用信 号线CSL和像素电极PSL之间，除了由液晶形成的电容(液晶电容) 之外，还存在一个在隔着第三层的层间绝缘膜IL3而重合的区域内所 形成的辅助电容CST。如上所述，随着液晶显示装置的高精细化，像素电极的面积比率 变小，无法得到足够的辅助电容。即使扩大梳齿状像素电极的总面积 使辅助电容增加，也会带来透射率的降低和成本的增加。本发明提供一种液晶显示装置，该液晶显示装置即使由高精细化 带来像素电极的面积比率的变小，也能够形成足够的辅助电容，而不 会带来透射率的降低和制造成本的增加。本发明是把透明电极和绝缘膜各追加 一 层来形成透明的两个辅 助电容。包含使栅电极与上述辅助电容的一个电极为同一层的透明导 电膜来进行层叠。利用这个透明导电膜和p沟道TFT的源_漏掺杂时 的离子注入用掩膜来形成第二透明辅助电容，从而抑制工序数的增 加。通过在衬底上层叠电容构造，能够增加辅助电容而与像素电极的 面积无关。由此，能够补充由高精细化带来的像素电极的面积比率变 小所导致的辅助电容不足，保持作为像素信息的像素电极的电位。进 而，能够抑制工序负荷大的光刻工序数大幅增加而增加辅助电容，能 以低成本得到高精细且明亮的大视野的液晶显示元件。并且，本发明不仅适用于采用了 CMOS低温多晶硅TFT的中小 型透射型液晶装置，也适用于其它形式的图像显示装置的电容形成。
图1是表示说明本发明实施例1的P沟道型薄膜晶体管的构造的 示意俯—见图。图2是沿着图1的D-D，线、E-E，线、F-F，线的示意剖视图。 图3是本发明实施例1的液晶像素的电路结构的概念图。 图4是表示说明本发明实施例2的P沟道型薄膜晶体管的构造的 示意俯视图。图5是沿着图1的D-D，线、E-E，线、F-F，线的示意剖视图。 图6是本发明实施例2的液晶像素的电路结构的概念图。 图7是表示说明本发明实施例3的P沟道型薄膜晶体管的构造的 示意俯视图。图8是在形成了栅电极的时刻的沿着图7的J-J，线、K-K，线的示意剖视图。图9是在形成了像素电极(第3透明电极PSL2)之后的沿着图7 的J-J，线、K-K，线、L-L，线的示意剖视图。图IO是本发明实施例3的液晶像素的电路结构的概念图。图11是表示用于说明本发明实施例4的P沟道型薄膜晶体管的 构造的示意俯视图。图12是在形成了栅电极时刻的沿着图11的M-M'线、N-N'线、 的示意剖视图。图13是在形成了像素电极(第3透明电极PSL2)之后的沿着图 ll的M-M，线、N-N，线、0-0，线的示意剖视图。图14是本发明实施例4的液晶像素的电路结构的概念图。1 ; 、 ， 、、， 一 、 、图16是薄膜晶体管阵列衬底的整体概念图。 图17是说明p沟道型薄膜晶体管的结构的示意俯视图。 图18是沿着图17的A-A，线、B-B'线、C-C，线的示意剖视图。结构的概念图。
具体实施方式
以下，参照实施例的附图来详细说明本发明的最佳实施方式。实施例1图1是表示说明本发明实施例1的P沟道型薄膜晶体管的构造的示意俯视图。图2是沿着图1的D-D，线、E-E，线、F-F，线的示意 剖视图。图3是本发明实施例1的液晶像素的电路结构的概念图。以 下，依照制造工序的流程说明实施例1。如图1所示，p沟道型薄膜 晶体管由位于多晶硅的岛SI上的栅电极GSL、漏极信号线DSL以及 源电极ST构成。首先，在作为支持衬底的玻璃衬底SUB上，用等离子体CVD法 形成400nm的SiOJ莫作为基底膜BF。在基底膜BF之上以硅烷气体 为原料用等离子体CVD法制成厚50nm的非晶体硅膜，再用准分子 激光退火方法使非晶体硅膜结晶，形成多晶硅的岛SI(光刻工序1)。然后，以丁EOS气体为原料用等离子体CVD法形成厚100nm的 Si02膜，作为栅极绝缘膜GINS。用溅射法制成厚120nm的钨膜，形 成栅电极和信号线GSL。利用栅电极图案用磷离子注入来进行n型源 -漏区域的掺杂(光刻工序2)。在成为P沟道晶体管的区域以外用光刻蚀剂覆盖，用硼离子注入 进行p型源-漏区域的掺杂。通过这个工序，p型源-漏区域从n型 变成了 p型(光刻工序3 )。用等离子体CVD法制成厚300nm的SiN 膜作为第一层的层间绝缘膜IL1，加工接触孔(光刻工序4)。用溅射法制成上下被厚20nm的钛薄膜所挟持的厚150nm的铝 膜，从而形成用于连接漏极信号线DSL、源极和像素电极的源电极 ST。上下的屏蔽膜也可以采用钼和钨的合金薄膜(光刻工序5)。用涂敷法制成厚900nm的树脂膜作为第二层的层间绝缘膜IL2, 加工接触孔(光刻工序6)。用溅射法制成厚50nm的ITO膜，形成 第二辅助电容用的电极PSL1。对这个透明电极PSL1提供与像素电极8相同的电位(光刻工序7)。用等离子体CVD法制成厚300nm的SiN膜，作为第三层的层间 绝缘膜IL3。用溅射法制成厚50nm的ITO膜，从而形成共用信号线 CSL (光刻工序8 )。用等离子体CVD法制成厚300nm的SiN膜作 为第四层的层间绝缘膜IL4，加工接触孔(光刻工序9)。用賊射法 制成厚50nm的ITO膜，作为像素电极PSL2 (光刻工序10)。如图2的(b)所示，上下重合存在的三个透明电极，从上层开 始分别为第三透明电极PSL2、第二透明电极CSL、第一透明电极 PSL1，上层是作为像素电极的第三透明电极，下层是与这个像素电极 具有相同电位的第一透明电极，在中央是作为第二透明电极的共用信 号线。如图2的(b)和图2的(c)所示，除由液晶形成的电容(LC) 外，还存在两个辅助电容，分别是隔着层间绝缘层IL4重叠的共用信 号线CSL与像素电极PSL2之间的第二辅助电容CST2、和隔着IL3 重叠的共用信号线C S L与像素电极P S L1之间的第 一 辅助电容C S T1 。 实施例1的图像电路示于图3。图15中示出了用本方法得到的辅助电容与以往例进行比较的图。 图15中的虚线是所需的电容值。根据实施例1,能够通过第二辅助电 容CST2增加辅助电容，能够满足虛线所示的规格，得到高精细、明 亮的大视野的液晶显示元件。实施例2图4是表示说明本发明实施例2的P沟道型薄膜晶体管的构造的 示意俯视图。图5是沿着图1的D-D，线、E-E，线、F-F，线的示意剖视 图。图6是本发明实施例2的液晶像素的电路结构的概念图。以下， 依照制造工序的流程说明实施例2。实施例2和实施例l主要的不同点在于，在上下重合存在的三个 透明电极内，上层和下层是共用信号线，中央的透明电极是像素电极。 到漏极线的形成为止(到光刻工序5为止)与实施例1相同。形成实施例1中的漏极线后，用涂敷方法制成厚900nm的树脂膜作为第二层的层间绝缘膜IL2,加工接触孔(光刻程序6)。用賊射 法制成厚50nm的ITO膜，形成共用信号线CSL1 (光刻工序7)。用 等离子体CVD法制成厚300nm的SiN膜作为第三层的层间绝缘膜 IL3,加工接触孔(光刻工序7)。用溅射法制成厚50nm的ITO膜，从而形成像素电极PSL (光刻 工序8)。用等离子体CVD法制成厚300nm的SiN膜作为第四层的 层间绝缘膜IL4，加工接触孔(光刻工序9)。用賊射法制成厚50nm 的ITO膜，从而形成像素电极CSL2 (光刻工序10)。如图5的(b)和图6所示，除由液晶形成的电容LC之外，还形 成了 2个辅助电容，分别是隔着绝缘膜IL4重叠的共用信号线CSL2 与像素电极PSL之间的辅助电容CST2，隔着绝缘层IL3重叠的像素 电极PSL与共用信号线CSL1之间的辅助电容CST1。图15示出了实施例2的辅助电容与以往例进行了比较的图。通 过实施例2能够增加辅助电容，能够满足虚线所示的规格。通过实施 例2能够得到高精细、明亮的大视野的液晶显示元件。在实施例1、实施例2中工序数为10,与以往例相比工序数增加， 但在以下说明抑制工序数增加而得到同样效果的方法。实施例3图7是表示说明本发明实施例3的P沟道型薄膜晶体管的构造的 示意俯视图。图8是在形成了栅电极时刻的沿着图7的J-J'线、K-K' 线的示意剖视图。图9是在形成了像素电极(第3透明电极PSL2) 之后的沿着图7的J-J，线、K-K，线、L-L，线的示意剖视图。图10 是本发明实施例3的液晶像素的电路结构的概念图。以下，依照制造 工序的流程-沈明实施例3。在作为支持衬底SUB的玻璃衬底上用等离子体CVD法制成厚 400nm的Si02膜，作为基底膜BF。在基底膜BF之上以硅烷气体为 原料用等离子体CVD法制成厚50nm的非晶体硅膜，再用准分子激 光退火法使非晶体硅膜结晶，形成多晶硅的岛SI (光刻工序1)。以TEOS气体为原料用等离子体CVD法形成厚lOOnm的Si02膜，作为栅极绝缘膜GINS。在这里进行调整n沟道晶体管阈值的离 子注入。用溅射法制成下层厚50nm的ITO膜，上层厚100nm的钼鴒 合金膜而进行层叠，从而加工为栅电极。将栅电极取为掩膜用磷离子 注入来进行n型源-漏区域的掺杂(光刻工序2)。在成为P沟道晶体管的区域以外用光刻蚀剂覆盖，用硼离子注入 进行p型源-漏区域的掺杂。这时如图8所示，对成为第二辅助电容 用电极PSL1的区域的光刻蚀剂进行开口 ，只除去上层金属GSLa。由 此，辅助电容用电极PSL1将变得透明。同时，p沟道晶体管的栅电 极也变成仅是下层透明导电膜GLb。在这里进行调整p沟道晶体管阈 值的离子注入(光刻工序3)。用通过等离子体CVD法得到的厚300nm的SiN膜制成第 一层的 层间绝缘膜IL1,加工接触孔(光刻工序4)。采用通过溅射法制成 的上下被厚20nm的钛薄膜所挟持的厚150nm的铝硅合金膜来形成漏 电极DSL(光刻工序5)。用通过等离子体CVD法得到的厚300nm 的SiN膜制成第二层的层间绝缘膜IL2,用通过溅射法制成的厚50nm 的ITO膜形成由透明导电膜得到的共用信号线GSL (光刻工序6)。用通过等离子体CVD法得到的厚300nm的SiN膜制成第三层的 层间绝缘膜IL3,加工接触孔(光刻工序7)。用通过溅射法得到的 厚50nm的ITO膜形成由透明导电膜得到的像素电极PSL作为像素电 极(光刻工序8)。如图9和图IO所示，除由液晶形成的电容LC之外，还形成了 2 个辅助电容，分别是隔着绝缘膜IL3重叠的像素电极PSL2与共用信 号线CSL之间的第二辅助电容CST2，以及隔着绝缘层IL1和绝缘膜 IL2重叠的共用信号线CSL与像素电极PSL1之间的第一辅助电容 CST1。图15示出了用实施例3得到的辅助电容与以往例进行了比较的 图。实施例3中因为采用了由层间绝缘膜1和2形成的厚绝缘膜作为 电容的绝缘膜，所以电容值比实施例1、实施例2小，但能得到充分 满足图15中虛线所示规格的电容。在实施例3的情况下，光刻工序数为8个，能够用少于以往例的 光刻工序添加第二辅助电容，能以低成本得到高精细、明亮的大视野 的液晶显示元件。实施例4图11是表示说明本发明实施例4的P沟道型薄膜晶体管的构造 的示意俯视图。图12是在形成了栅电极时刻的沿着图11的M-M， 线、N-N，线的示意剖视图。图13是在形成了像素电极(第3透明电 极PSL2)之后的沿着图11的M-M，线、N-N，线、0-0，线的示意 剖视图。图14是本发明实施例4的液晶像素的电路结构的概念图。 以下，依照制造工序的流程-沈明实施例4。实施例4和实施例3的不同点在于，在上下重合存在的三个透明 电极内，上层和下层的透明电极是共用电极线，中央的透明电极是像 素电极。由于层间绝缘膜3的接触孔的加工，与实施例3相比，光刻 工序数增加了 1道变成了 9道。如图13和图14所示，除由液晶形成的电容LC之外，还形成了 2个辅助电容，分别是隔着绝缘膜IL3重叠的共用信号线CSL2与像 素电极PSL之间的第二辅助电容CST2、以及隔着绝缘层IL1和绝缘 膜IL2重叠的像素电极PSL与共用信号线CSL1之间的第 一辅助电容 CST1。图15示出了用实施例4得到的辅助电容与以往例进行比较的图。 因为与实施例3同样使用了由第一层间绝缘膜和第二层间绝缘膜构成 的厚绝缘膜作为电容的绝缘膜，所以与实施例l、实施例2相比电容 值小，但能得到充分满足虚线所示规格的电容。在实施例4的情况下，光刻工序数为9道，与以往例相同，且能 添加第二辅助电容，能以低成本得到高精细、明亮的大视野的液晶显 示元件。以下，说明使用从实施例1至4中任一个记栽的TFT衬底的液 晶显示装置的制造方法。在含有上述实施例中任意一个的构成的TFT 衬底上形成液晶取向膜层，在其上用研磨等方法赋予取向规定力。在像素电极区域的周边形成密封剂后，把同样形成取向膜层的对置衬底 以预定的间隙相对配置，在这个间隙内封入液晶，密封剂的封入口用 密封材料封住。这种状态的器件称为液晶单元。在上述构成的液晶单元的表面和背面层叠偏振片，隔着由漫射片、棱镜片组成的光学补偿部件安装由导光片、LED灯等组成的背光 等，用模制外壳和屏蔽框包住整体而制造液晶显示装置。并且，通过 挠性印刷基板将数据和定时信号提供给在液晶单元周边所具有的驱 动电路。衬底或者其他的绝缘材料。在为树脂衬底的情况下能够增加耐沖击 性。另外，按各像素设置的晶体管也可以不只一个而为多个。因泄漏 电流而产生的不良将会减少。进行n型源-漏区域的掺杂时，也可以用公知的办法设置LDD (Lightly D叩ed Drain )区域。采用LDD构造能够降低泄漏电流。作为层间绝缘膜除SiN膜外也可以采用Si02膜、SiON膜以及 Si02、 SiN的层叠膜。另外，也可以使用其他的无机膜、有机膜、以 及无机膜和有机膜的层叠膜。进而，作为透明电极除采用ITO膜外也 可以采用ZnO、 IZO、 IZTO以及其他透明导电膜。在共用信号线端部 的上部或下部也可以层叠低电阻金属。从电位供给部到分离的像素的 电压降将会变小。共用信号线在像素部采用平面形状即可，即使存在 切口也没有关系。梳尺状的前端部也可以是相连的切口形状。从电位 供给部到分离的像素的电压降将会变'J、。
权利要求
1.一种液晶显示装置，具有形成了薄膜晶体管阵列的衬底，其特征在于上述衬底具有与该衬底的表面平行层叠的第一透明电极、第二透明电极和第三透明电极这三个层。在上述第一透明电极和上述第二透明电极之间以及在上述第二透明电极和上述第三透明电极之间形成有液晶电容的辅助电容。
2. 根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于 上述第三透明电极是上述三个透明电极的最上层，并且是在与上述衬底的表面平行的面内被分割成的梳齿状或者切口状的电极。
3. 根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于 上述第三透明电极是上述三个透明电极的最上层，上述第一透明电极是上述三个透明电极的最下层，上述第三透明电极与上述第一透 明电极电连接。
4. 根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于 上述第三透明电极是上述三个透明电极的最上层且构成像素电极，上述第一透明电极构成上述三个透明电极的最下层，位于上述第 三透明电极和上述第 一透明电极之间的中层即第二透明电极是共用 电极。
5. —种液晶显示装置，具有形成了薄膜晶体管阵列的衬底，其 特征在于构成上述薄膜晶体管阵列的薄膜晶体管的栅电极是由多个金属 层构成的层叠结构，上述衬底具有与该衬底的表面平行层叠的第一透明电极、第二透 明电极和第三透明电极这三个层，在上述第一透明电极和上述第二透明电极之间以及在上述第二 透明电极和上述第三透明电极之间形成有液晶电容的辅助电容，上述透明电极中的一个透明电极与上述层叠栅电极中的 一层为同层。
6. 根据权利要求5所述的液晶显示装置，其特征在于 上述第三透明电极是上述三个透明电极的最上层，并且是在与上述衬底的表面平行的面内被分割成的梳齿状或者切口状的电极。
7. 根据权利要求5所述的液晶显示装置，其特征在于 上述第三透明电极是上述三个透明电极的最上层，上述第一透明电极是上述三个透明电极的最下层，上述第三透明电极与上述第一透 明电极电连接。
8. 根据权利要求5所述的液晶显示装置，其特征在于 上述第三透明电极是上述三个透明电极的最上层且构成像素电极，上述第一透明电极构成上述三个透明电极的最下层，位于上述第 三透明电极和上述第一透明电极之间的中层即第二透明电极是共用 电极。
全文摘要
本发明提供一种液晶显示装置。在TFT衬底SUB上形成与该衬底的表面平行层叠的第一透明电极(PSL1)、第二透明电极(PSL2)和第三透明电极(PSL3)这三个层，在第一透明电极(PSL1)与第二透明电极(PSL2)之间、第二透明电极(PSL2)与第三透明电极(PSL3)之间，形成2个液晶电容的辅助电容。该液晶显示装置能够针对由高精细化导致的像素电极的面积降低而形成充分的辅助电容。
文档编号G02F1/1343GK101329485SQ20081010819
公开日2008年12月24日 申请日期2008年5月30日 优先权日2007年6月21日
发明者丰田善章, 佐藤健史, 宫泽敏夫, 松村三江子 申请人:株式会社日立显示器