專利名稱：液晶顯示裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及液晶顯示裝置，特別是涉及在每個像素上設置了輔助電容 的有源矩陣型的液晶顯示裝置。
背景技術：
液晶顯示裝置具有薄型、低耗電的特征，在各種領域中被廣泛應用。特別是在每個像素上配備了薄膜晶體管(稱為「TFT」)的有源矩陣型的 液晶顯示裝置，由于其具有高對比度及優(yōu)良響應特性且性能高，所以被使 用于電視機或監(jiān)視器、筆記本型計算機，近年來，其市場規(guī)模正在擴大。 在普通的有源矩陣型液晶顯示裝置中，為了將施加在液晶層的電壓以 規(guī)定的時間適當?shù)乇３郑诿總€像素上設置了輔助電容(例如，參照專利 文獻1)。在圖6中，表示具有輔助電容的現(xiàn)有的有源矩陣型液晶顯示裝 置的一個示例。圖6中表示的液晶顯示裝置500,具有按矩陣狀排列的多個像素。在 各像素中設置有液晶電容Clc、和與液晶電容Clc并聯(lián)電連接的輔助電容 Cs。液晶電容Clc，由采用薄膜晶體管511來進行開關的像素電極512、 與像素電極512對置的對置電極513、和在像素電極512與對置電極513 之間配置的液晶層514所形成。薄膜晶體管511，從掃描布線515供給掃 描信號，從信號布線516供給顯示信號。輔助電容Cs，由與像素電極512電連接的輔助電容電極517、與輔助 電容電極517對置的輔助電容對置電極518、和在輔助電容電極517與輔 助電容對置電極518之間配置的電介質(zhì)層519所形成。輔助電容對置電極 518，與輔助電容布線529電連接，從輔助電容布線529供給規(guī)定的電壓。在圖7以及圖8中，表示配置有源矩陣基板500a的液晶顯示裝置500 的構造。圖7是表示有源矩陣基板500a的示意俯視圖。圖8是圖7中沿 8A-8A'線的剖面圖。并且，在圖7以及圖8中，示例了頂柵(top gate) 型的薄膜晶體管511。有源矩陣基板500a，具有在透明絕緣性基板(例如玻璃基板)510上 層疊多個導電層或絕緣層的構造。具體而言，在絕緣性基板510上，設置 有薄膜晶體管511的半導體層522或輔助電容電極517，并以覆蓋它們的 方式設置有柵極絕緣膜519。位于柵極絕緣膜519的輔助電容電極517上 的部分作為輔助電容Cs用的電介質(zhì)層來發(fā)揮功能。在柵極絕緣膜519上，設置有掃描布線515、從掃描布線515被延長 設置的柵極電極515a、輔助電容布線529以及輔助電容對置電極518。如 圖7所知，在輔助電容布線529之中，位于像素內(nèi)的部分作為輔助電容對 置電極518來發(fā)揮功能。以覆蓋上述掃描布線515、柵極電極515a、輔助電容布線529以及輔 助電容對置電極518的方式形成了層間絕緣膜523，并在層間絕緣膜523 上設置有信號布線516。信號布線516，在層間絕緣膜523以及柵極絕緣 膜519中形成的接觸孔524上，與半導體層522連接。以覆蓋信號布線516的方式形成了透明的樹脂膜526，在此樹脂膜526 上設置有像素電極512。像素電極512，經(jīng)由與信號布線516相同的導電 膜形成的連接電極530，與半導體層522電連接。連接電極530，在層間 絕緣膜523以及柵極絕緣膜519中形成的接觸孔上，與半導體層522連接， 在層間絕緣膜523上形成的接觸孔527上，與像素電極512連接。液晶顯示裝置500，如上所述，由于具有與液晶電容Clc并聯(lián)電連接 的輔助電容Cs，所以能以規(guī)定的時間保持施加在液晶層514上的電壓， 并能夠進行高質(zhì)量的顯示。為了長時間保持加電壓，優(yōu)選輔助電容Cs的 電容值為大。[專利文獻1]特開2002-055656號公報發(fā)明內(nèi)容然而，由于輔助電容Cs是由含有遮光性的材料部件(在示例的結 構中為輔助電容對置電極518)所構成，所以若為了使電容值擴大而設置 大面積的輔助電容Cs，則開口率將會降低。如此，輔助電容的電容值與開口率有取舍(tradeoff)的關系，難以
將高開口率和大電容值兩者同時實現(xiàn)。近年來，液晶顯示裝置的高清晰化 正在進步，由輔助電容的占有面積所引起的開口率低是一個大問題。本發(fā)明鑒于上述問題，其目的是，提供一種設置了具有高開口率、并 具有足夠大的電容值的輔助電容的有源矩陣型液晶顯示裝置。本發(fā)明的液晶顯示裝置，是具有按矩陣狀排列的多個像素的液晶顯示裝置，所述多個像素分別具有液晶電容，其由釆用頂柵(top gate)型的薄膜晶體管來進行開關的像素電極、與所述像素電極對置的對置電極以 及所述像素電極與所述對置電極之間配置的液晶層形成;和與所述液晶電 容并聯(lián)電連接的第1輔助電容以及第2輔助電容；所述第l輔助電容，由與所述像素電極電連接的第1輔助電容電極、與所述第1輔助電容電極對 置的第1輔助電容對置電極、和配置于所述第1輔助電容電極與所述第1輔助電容對置電極之間的第1電介質(zhì)層形成，所述第2輔助電容，由與所 述像素電極電連接的第2輔助電容電極、與所述第2輔助電容電極對置的 第2輔助電容對置電極、和配置于所述第2輔助電容電極與所述第2輔助 電容對置電極之間的第2電介質(zhì)層形成，所述第1輔助電容對置電極以及 所述第2輔助電容對置電極，是所述第1輔助電容與所述第2輔助電容所 共同的單一電極，所述第1電介質(zhì)層，是覆蓋所述薄膜晶體管的半導體層 的柵極絕緣膜的一部分，所述第2電介質(zhì)層，是將向所述薄膜晶體管供給 掃描信號的掃描布線進行覆蓋的層間絕緣膜的一部分，并且以比所述層間 絕緣膜的其他部分更薄的方式選擇性地被薄膜化，由此達到上述目的。在某一優(yōu)選的實施方式中，所述第1輔助電容電極，由與所述薄膜 晶體管的半導體層相同的半導體膜形成。在某一優(yōu)選的實施方式中，所述第2輔助電容電極，由與向所述薄 膜晶體管供給顯示信號的信號布線相同的導電膜形成。在某一優(yōu)選的實施方式中，基于本發(fā)明的液晶顯示裝置，還具有覆 蓋所述信號布線以及所述第2輔助電容電極的樹脂膜，并在所述樹脂膜上 形成所述像素電極。在某一優(yōu)選的實施方式中，所述層間絕緣膜，是層疊了第1層以及第 2層的多層絕緣膜，所述第l層以及所述第2層由互相不同的絕緣材料所 形成；所述多層絕緣膜，是具有所述第2層選擇性地被除去后的低層疊區(qū) 域；所述第2輔助電容的所述第2電介質(zhì)層，是所述多層絕緣膜的所述低 層疊區(qū)域?；诒景l(fā)明的液晶顯示裝置，是由頂柵型的薄膜晶體管進行驅動的 有源矩陣型的液晶顯示裝置，在每個像素上，具有在液晶電容上并聯(lián)電連 接的2個輔助電容(第1輔助電容以及第2輔助電容)。各個輔助電容， 由在像素電極上電連接的輔助電容電極、與輔助電容電極對置的輔助電容 對置電極、和配置于輔助電容電極與輔助電容對置電極之間的電介質(zhì)層所 形成。在基于本發(fā)明的液晶顯示裝置中，2個輔助電容的輔助電容對置電極 是與兩者的輔助電容共同的單一的電極。即2個輔助電容是以上下重疊的 方式被設置。因此，能夠使輔助電容的占有面積不增加而增大輔助電容的 值。并且，相對于一側的輔助電容的電介質(zhì)層(第1輔助電容的第1電 介質(zhì)層)是將薄膜晶體管的半導體層進行覆蓋的柵極絕緣膜的一部分，而 另一側的輔助電容的電介質(zhì)層(第2輔助電容的第2電介質(zhì)層)是將掃描 布線進行覆蓋的層間絕緣膜的一部分，進而，是選擇性地被薄膜化的部分， 以使比層間絕緣膜的其他部分更薄。由此，在本發(fā)明的液晶顯示裝置中， 由于不增加形成于經(jīng)由層間絕緣膜的對置布線之間的寄生電容，就能夠增 大第2輔助電容的電容值，所以能夠實現(xiàn)明亮并且高質(zhì)量的顯示。


圖1是表示本發(fā)明優(yōu)選的實施方式的液晶顯示裝置100的示意等價電 路圖。圖2是表示液晶顯示裝置100的有源矩陣型基板100a的示意俯視圖。圖3 (a)以及(b)是表示液晶顯示裝置100的有源矩陣型基板100a 的示意剖面圖，(a)表示圖2中沿3A 3A，線的截面，(b)表示圖2中 沿3B 3B，線的截面。圖4是用于說明對有源矩陣型基板100a的層間絕緣膜23的一部分選 擇性地進行薄膜化的方法的圖。圖5是表示具有多層構造的層間絕緣膜23的有源矩陣型基板100a的 圖6是表示具有輔助電容的現(xiàn)有的液晶顯示裝置500的示意等價電路圖。圖7是表示液晶顯示裝置500的有源矩陣基板500a的示意俯視圖。 圖8是表示液晶顯示裝置500的有源矩陣基板500a的示意剖面圖， 并表示圖7中的沿8A 8A'線的截面。圖中IO —絕緣性基板，11 —薄膜晶體管，12 —像素電極，13 —對置 電極，14一液晶層，15 —掃描布線，16 —信號布線，17—第1輔助電容電 極，18 —共同輔助電容對置電極，18a—第l輔助電容對置電極，18b—第 2輔助電容對置電極，19一第1電介質(zhì)層(柵極絕緣膜)，20 —第2輔助 電容電極，21 —第2電介質(zhì)層(層間絕緣膜被薄膜化的部分)，22—半導 體層，23 —層間絕緣膜，24、 25、 27—接觸孔，26 —樹脂膜，28 —保護膜， 28a—保護膜的開口部，29 —輔助電容布線，Clc一液晶電容，Csl—第1 輔助電容，Cs2 —第2輔助電容，100a—有源矩陣基板，IOO—液晶顯示裝 置。
具體實施方式
以下，參照附圖來說明本發(fā)明的實施方式。并且，本發(fā)明不限于以下 的實施方式。圖1中表示該實施方式的液晶顯示裝置100的示意等價電路。液晶顯 示裝置100，如圖1所示，具有按矩陣狀排列的多個像素。各像素中設置 有液晶電容Clc、與液晶電容Clc并聯(lián)電連接的第l輔助電容.Csl以及第 2輔助電容Cs2。液晶電容Clc，由釆用薄膜晶體管11進行開關的像素電極12、與像 素電極12對置的對置電極13、配置在像素電極12與對置電極13之間的 液晶層14所形成。薄膜晶體管11從掃描布線15供給掃描信號、并從信 號布線16供給顯示信號。薄膜晶體管ll，如以后所詳述，是頂柵(top gate)型。第1輔助電容Csl，由與像素電極12電連接的第1輔助電容電極17、 與第1輔助電容電極17對置的第1輔助電容對置電極18a、和配置于第1 輔助電容電極17與第1輔助電容對置電極18a之間的第1電介質(zhì)層19所形成。此外，第2輔助電容Cs2，由與像素電極12電連接的第2輔助電容 電極20、與第2輔助電容電極20對置的第2輔助電容對置電極18b、和 配置于第2輔助電容電極20與所述第2輔助電容對置電極18b之間的第 2電介質(zhì)層21所形成。第1輔助電容對置電極18a以及第2輔助電容對置電極18b，與輔助 電容布線29電連接，從輔助電容布線29供給規(guī)定的電壓。在圖1所示的等價電路中，雖然對第1輔助電容對置電極18a與第2 輔助電容對置電極18b分別進行了圖示，但是，在該實施方式中的液晶顯 示裝置100上，第1輔助電容對置電極18a與第2輔助電容對置電極18b， 是第1輔助電容Csl與第2輔助電容Cs2共同的單一電極。以下，也稱 此共同電極為「共同輔助電容對置電極」。第1輔助電容Csl的第1電介質(zhì)層19，具體而言是對薄膜晶體管11 的半導體層進行覆蓋的柵極絕緣膜的一部分。此外，第2輔助電容Cs2的第2電介質(zhì)層21，具體而言，是覆蓋掃描布線15的層間絕緣膜的一部分；更具體而言，是選擇性地被薄膜化的部分，以使它比其他部分更薄。以下，參照圖2、圖3 (a)及(b)，更具體地說明液晶顯示裝置100 的構造。圖2是表示液晶顯示裝置100的有源矩陣基板100a的構造的示 意俯視圖。此外，圖3 (a)是圖2中的沿3A 3A'線的剖面圖，圖3 (b) 是圖2中的沿3B 3B，線的剖面圖。有源矩陣基板100a，具有在透明的絕緣性基板(例如玻璃基板)10 上層疊多個導電層或絕緣層的構造。具體而言，首先，在絕緣性基板10 上設置半導體層(例如n+-Si層)22以及第1輔助電容電極17，并以覆 蓋它們的方式設置了柵極絕緣膜19。位于柵極絕緣膜19的第1輔助電容 電極17上的部分作為第1輔助電容Csl的第1電介質(zhì)層19來發(fā)揮功能。 第1輔助電容電極17，由與薄膜晶體管11的半導體層22相同的半導體 膜所形成。此外，第1輔助電容電極17，由圖2所知，從半導體層22進 行延長設置，并經(jīng)由半導體層22與像素電極12電連接。在柵極絕緣膜19上設置有掃描布線15、從掃描布線15進行延長設
置的柵極電極15a、輔助電容布線29以及共同輔助電容對置電極18。它 們由相同導電膜所形成。由圖2所知，在輔助電容布線29之中，位于像 素內(nèi)的部分作為共同輔助電容對置電極18來發(fā)揮功能。以覆蓋上述掃描布線15、柵極電極15a、輔助電容布線29以及共同 輔助電容對置電極18的方式形成了層間絕緣膜23。層間絕緣膜23，如圖 3 (b)所示，在共同輔助電容對置電極18上具有以比其他部分薄的方式 選擇性地被薄膜化的部分21，該部分21，是作為第2輔助電容Cs2的第 2電介質(zhì)層21來發(fā)揮功能。在層間絕緣膜23上，設置有信號布線16。信號布線16，在層間絕 緣膜23以及柵極絕緣膜19中所形成的接觸孔24上與半導體層22連接。 此外，在層間絕緣膜23的薄膜化部分(即構成第2輔助電容Cs2的第2 電介質(zhì)層)21上，設置有第2輔助電容電極20。第2輔助電容電極20， 由與信號布線16相同的導電膜所形成。第2輔助電容電極20，在半導體 層22上的柵極絕緣膜19以及在層間絕緣膜23中所形成的接觸孔25上與 半導體層22連接。以覆蓋信號布線16以及第2輔助電容電極20的方式形成透明的樹 脂膜26，并在此樹脂膜26上設置有像素電極(例如由ITO所形成)12。 像素電極12，在層間絕緣膜23中所形成的接觸孔27上，與第2輔助電 容電極20連接。通過設置樹脂膜26，可將像素電極12重疊于薄膜晶體 管ll或布線上，并提高開口率。該實施方式的液晶顯示裝置100，如上所述，具有與液晶電容Clc并 聯(lián)電連接的第l輔助電容Csl以及第2輔助電容Cs2。第l輔助電容Csl 的第1輔助電容對置電極18a與第2輔助電容Cs2的第2輔助電容對置電 極18b是共同的單一電極18，第1輔助電容Csl與第2輔助電容Cs2是 被設置成上下重疊的。因此，在該實施方式的液晶顯示裝置IOO中，能夠 不增加輔助電容的占有面積而增大輔助電容的值。其結果，能夠實現(xiàn)高開 口率和足夠大的輔助電容值。另夕卜，在該實施方式的液晶顯示裝置100中，由于第2輔助電容Cs2 的第2電介質(zhì)層21是層間絕緣膜23選擇性地被薄膜化的部分，所以不增 加在經(jīng)由層間絕緣膜23對置的布線間(例如掃描布線15與信號布線16
之間或輔助電容布線29與信號布線16之間)所形成的電容(稱為「寄生電容」對顯示產(chǎn)生不好影響)，就可以增大第2輔助電容Cs2的電容值。 因此，能夠實現(xiàn)明亮且高質(zhì)量的顯示。作為對層間絕緣膜23的一部分選擇性地進行薄膜化的方法，例如能 夠使用蝕刻法。如圖4所示，在層間絕緣膜23上形成在與共同輔助電容 對置電極18重疊的部分設置了開口部28a的保護膜28，并通過將該保護 膜28作為對蝕刻層間絕緣膜23的一部分進行蝕刻，能夠形成薄膜化的第 2電介質(zhì)層21。此外，在普通的液晶顯示裝置中，作為構成輔助電容的輔助電容電 極，雖有使用像素電極的一部分的情況，但在該實施方式的液晶顯示裝置 100中，作為構成輔助電容的輔助電容電極并未使用像素電極12。具體而 言，第l輔助電容Csl的第1輔助電容電極17，是由與半導體層22相同 的半導體膜所形成的層，第2輔助電容Cs2的第2輔助電容電極20，是 由與信號布線16相同的導電膜所形成的層，都是與像素電極12別個地形 成的電極。當將像素電極的一部分用作輔助電容電極時，不能在厚的樹脂膜上 設置像素電極。由此，有源矩陣基板的平坦性容易被損壞，盒(cell)厚 的控制是困難的。此外，由于不能在薄膜晶體管或布線上重疊像素電極， 所以開口率降低。對此，在該實施方式的液晶顯示裝置100中，因為作為輔助電容未 使用像素電極12，所以能夠在厚的(具體而言是2.0pm以上)樹脂膜26 上設置像素電極12。因此，容易確保有源矩陣基板100a的平坦性，且盒 厚的控制是容易的。此外，在薄膜晶體管11或布線上可重疊像素電極12， 從而能夠得到高的開口率。并且，在圖3中，雖表示了單層的層間絕緣膜23，但層間絕緣膜23， 如圖5所示，也可以是層疊了多個層23a以及23b的多層絕緣膜23。圖5 所示的多層絕緣膜23，具有由互相不同的絕緣材料所形成的第1層23a 以及第2層23b。第l層23a，例如是SiNx層(介電常數(shù)為6.8)。在第1 層23a上形成的第2層23b，例如是Si02層(介電常數(shù)為3.8)。第2層 23b，在共同輔助電容對置電極18上被除去，第2層23b選擇性地被除去
后的該低層疊區(qū)域21 ，作為第2輔助電容Cs2的第2電介質(zhì)層21來發(fā)揮功能。如此，若使用具有多層構造的層間絕緣膜23，則在用蝕刻法選擇性 地使層間絕緣膜23的一部分變薄(薄膜化)時，可利用第l層23a與第 2層23b蝕刻比率的差，將下層即第l層23a用作蝕刻終止層。由此，使 第2電介質(zhì)層21的厚度參差減少，并能夠減少輔助電容值的參差。構成多層絕緣膜23的第1層23a以及第2層23b的材料，雖不限于 此處的示例，但從增大第2輔助電容Cs2的電容值的觀點看，作為下層 的第1層23a的材料，優(yōu)選使用比作為上層的第2層23b的材料的介電常 數(shù)大的材料。產(chǎn)業(yè)上的利用可能性基于本發(fā)明，將提供一種具有設置了高開口率、且具有足夠大的電 容值的輔助電容的有源矩陣型液晶顯示裝置。本發(fā)明適用于各種有源矩陣 型液晶顯示裝置，若將本發(fā)明用于高清晰的液晶顯示裝置，則尤其能夠得 到更高的效果。
權利要求
1. 一種液晶顯示裝置，具有按矩陣狀進行排列的多個像素，所述多個像素分別具有液晶電容，其由采用頂柵型的薄膜晶體管來進行開關的像素電極、與所述像素電極對置的對置電極以及所述像素電極與所述對置電極之間配置的液晶層形成；和與所述液晶電容并聯(lián)電連接的第1輔助電容以及第2輔助電容；所述第1輔助電容，由與所述像素電極電連接的第1輔助電容電極、與所述第1輔助電容電極對置的第1輔助電容對置電極、和配置于所述第1輔助電容電極與所述第1輔助電容對置電極之間的第1電介質(zhì)層形成，所述第2輔助電容，由與所述像素電極電連接的第2輔助電容電極、與所述第2輔助電容電極對置的第2輔助電容對置電極、和配置于所述第2輔助電容電極與所述第2輔助電容對置電極之間的第2電介質(zhì)層形成，所述第1輔助電容對置電極以及所述第2輔助電容對置電極，是與所述第1輔助電容和所述第2輔助電容共同的單一電極，所述第1電介質(zhì)層，是覆蓋所述薄膜晶體管的半導體層的柵極絕緣膜的一部分，所述第2電介質(zhì)層，是將向所述薄膜晶體管供給掃描信號的掃描布線進行覆蓋的層間絕緣膜的一部分，并且以比所述層間絕緣膜的其他部分更薄的方式選擇性地被薄膜化。
2. 根據(jù)權利要求l所述的液晶顯示裝置，其特征在于，所述第1輔助電容電極，由與所述薄膜晶體管的半導體層相同的半導 體膜形成。
3. 根據(jù)權利要求1或2所述的液晶顯示裝置，其特征在于， 所述第2輔助電容電極，由與向所述薄膜晶體管供給顯示信號的信號布線相同的導電膜形成。
4. 根據(jù)權利要求3所述的液晶顯示裝置，其特征在于， 還具有覆蓋所述信號布線以及所述第2輔助電容電極的樹脂膜，并在所述樹脂膜上形成所述像素電極。
5.根據(jù)權利要求1 4中的任一項所述的液晶顯示裝置，其特征在于，所述層間絕緣膜，是層疊了第l層以及第2層的多層絕緣膜，所述第1層和所述第2層由互相不同的絕緣材料形成。所述多層絕緣膜，具有所述第2層選擇性地被除去后的低層疊區(qū)域， 所述第2輔助電容的所述第2電介質(zhì)層，是所述多層絕緣膜的所述低層疊區(qū)域。
全文摘要
本發(fā)明的目的是提供一種設置了具有高開口率、并具有足夠大的電容值的輔助電容的有源矩陣型液晶顯示裝置?；诒景l(fā)明的液晶顯示裝置的各像素，具有液晶電容，其由采用頂柵型的薄膜晶體管來進行開關的像素電極(12)、與像素電極(12)對置的對置電極以及它們之間配置的液晶層形成；和與液晶電容并聯(lián)電連接的第1輔助電容(Cs1)以及第2輔助電容(Cs2)。第1輔助電容(Cs1)，由與像素電極電連接的第1輔助電容電極(17)、與第1輔助電容電極(17)對置的第1輔助電容對置電極(18a)、和第1電介質(zhì)層(19)形成，第2輔助電容(Cs2)，由與像素電極(12)電連接的第2輔助電容電極(20)、與第2輔助電容電極(20)對置的第2輔助電容對置電極(18b)、和第2電介質(zhì)層(21)形成。第1電介質(zhì)層(19)，是覆蓋所述薄膜晶體管的半導體層(22)的柵極絕緣膜(19)的一部分，第2電介質(zhì)層(21)，是覆蓋向薄膜晶體管供給掃描信號的掃描布線的層間絕緣膜(23)的一部分，是以比所述層間絕緣膜(23)的其他部分更薄的方式選擇性地被薄膜化的部分。
文檔編號G02F1/13GK101401031SQ200780008818
公開日2009年4月1日 申請日期2007年2月6日 優(yōu)先權日2006年3月24日
發(fā)明者中島睦, 守屋由瑞 申請人:夏普株式會社