JP2001194688A - 液晶表示装置用薄膜トランジスタ基板 - Google Patents

液晶表示装置用薄膜トランジスタ基板

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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】維持電極線の電圧に対する歪曲を減らすことに
よってフリッカーまたはクロストーク不良を最小化し、
ゲート線及びデータ線の不良を修理することができる配
線構造を有する液晶表示装置用薄膜トランジスタ基板を
提供する。 【解決手段】液晶表示装置用薄膜トランジスタ基板10
は、行方向に形成されているゲート線を含むゲート配線
22と;前記ゲート配線と絶縁されて交差し、列方向に
形成されているデータ線62を含むデータ配線と;前記
ゲート線及び前記データ線の交差で定義される行列形態
の画素に形成されており、前記データ線から画像信号の
伝達を受ける画素電極と;前記画素電極と重なって維持
容量を形成し、維持電極線26,28及び前記維持電極
線に連結されている維持電極を含む維持配線と;互いに
隣接した前記画素の前記維持配線を電気的に連結する維
持配線連結部とを含む。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は液晶表示装置用薄膜
トランジスタ基板に係わり、さらに詳しくは、維持容量
を形成するために別途の独立配線を有する液晶表示装置
用薄膜トランジスタ基板に関するものである。
【0002】
【従来の技術】液晶表示装置は現在最も広く用いられて
いる平板表示装置のうちの一つであり、電極が形成され
ている二枚の基板とその間に挿入されている液晶層から
なっており、電極に電圧を印加して液晶層の液晶分子を
再配列させることによって透過する光の量を調節する表
示装置である。
【0003】液晶表示装置の中でも現在主に用いられる
ものは、二つの基板に画素電極と共通電極とが各々形成
されており、画素電極に印加される電圧をスイッチング
する薄膜トランジスタを有している液晶表示装置であっ
て、薄膜トランジスタと画素電極は二つの基板のうちの
一つに一緒に形成されることが一般的であり、薄膜トラ
ンジスタが形成された基板を液晶表示装置用薄膜トラン
ジスタ基板という。
【0004】このような液晶表示装置用薄膜トランジス
タ基板には互いに交差してマトリックス形態の画素領域
を定義するゲート線とデータ線とが形成されており、ゲ
ート線とデータ線とが交差する部分には薄膜トランジス
タが形成されている。各々の画素領域には、薄膜トラン
ジスタのスイッチング動作によってデータ線を通じて画
像信号が伝達される画素電極が形成されている。
【0005】一方、このような液晶表示装置用薄膜トラ
ンジスタ基板には液晶蓄電器の電荷維持能力を補助及び
維持させるために維持電極線が形成されている。このよ
うな維持電極線は画素電極と絶縁膜を媒介してに重なる
ことにより維持容量を構成する。また、維持電極線に
は、画素電極と対向して液晶容量を形成する他の基板に
形成されている共通電極に印加される共通電圧、または
ゲート線に伝達されるゲート電圧が伝達される。
【0006】しかしながら、維持電極線に伝達された電
圧はデータ線に伝達される画像信号の変化に影響を受け
るため、位置によって維持電極線の電圧が変動する。こ
のため、共通電極線の電圧には、維持容量に従う抵抗に
よる信号の歪曲が発生し、画素の液晶容量を変化させる
こととなる。このことにより画面が震えるフリッカー
(flicker)不良またはクロストーク(crosstalk)不良
などの問題点が発生する。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、維持
電極線の電圧に対する歪曲を減らすことによってフリッ
カーまたはクロストーク不良を最小化することである。
【0008】また、本発明の他の課題は、ゲート線及び
データ線の不良を修理することができる配線構造を有す
る液晶表示装置用薄膜トランジスタ基板を提供すること
である。
【0009】
【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るために本発明による液晶表示装置用薄膜トランジスタ
基板には、少なくとも互いに隣接した画素の維持電極線
を連結する補助線が形成されており、互いに隣接した画
素の維持電極線と両端とが重なる修理用補助線が形成さ
れている。
【0010】本発明による液晶表示装置用薄膜トランジ
スタ基板にはゲート線を含むゲート配線が横方向に形成
されており、データ線を含むデータ配線が縦方向に形成
されている。ゲート線とデータ線との交差で定義される
画素にはデータ線を通じて画像信号の伝達を受ける画素
電極が形成されており、画素電極と重なって維持容量を
形成し維持電極線と維持電極線に連結されている維持電
極とを含む維持配線が形成されている。また、互いに隣
接する画素の維持配線を電気的に連結する維持配線連結
部が形成されている。
【0011】この時、両端が互いに隣接する画素の維持
配線と重なる修理用補助線をさらに含むことができる。
【0012】ここで、維持配線連結部は画素電極と同一
の層で形成され、修理用補助線はデータ線と同一の層で
形成され、維持配線はゲート配線と同一の層で形成され
ることが好ましい。
【0013】また、画素電極の端部は維持配線と重なる
ことが好ましく、画素電極は多重領域で液晶分子を分割
配向するために曲線化した角部を有する四角模様が多数
で連結された形態、または四角模様、鋸模様または十字
模様を有することができる。
【0014】さらに詳細に本発明による液晶表示装置用
薄膜トランジスタ基板には、行方向に形成されているゲ
ート線及びゲート線に連結されているゲート電極を含む
ゲート配線が絶縁基板上部に形成されており、行方向に
維持電極線及び維持電極線に連結されている維持電極を
含む維持配線が形成されている。また、基板の上部には
これらを覆うゲート絶縁膜が形成されており、ゲート絶
縁膜の上部には半導体層が形成されており、ゲート線と
交差してマトリックス配列の画素を定義するデータ線、
データ線と連結されていて半導体層の上部まで延長され
たソース電極及びソース電極と分離されていて半導体層
の上部まで延長されたドレーン電極を含むデータ配線が
形成されている。それぞれの画素にはドレーン電極と電
気的に連結され維持配線と重なって維持容量を形成する
画素電極が形成されており、少なくとも互いに隣接する
画素の画素配線を連結する維持配線連結部が形成されて
いる。
【0015】この時、修理用補助線において、維持配線
連結部は画素電極と同一の層で保護膜の上部に形成され
ることができ、データ線と同一な層には両端が互いに隣
接する画素の維持配線と重なる修理用補助線をさらに含
むことができる。
【0016】
【発明の実施の形態】それでは、添付した図面を参考し
て本発明の実施例による液晶表示装置及びその製造方法
について、本発明の属する技術分野にて通常の知識を有
する者が容易に実施することができるように詳細に説明
する。
【0017】図1は本発明の第1実施例による液晶表示
装置用薄膜トランジスタ基板の構造を概略的に示した配
線図である。
【0018】図1のように、本発明の第1実施例による
液晶表示装置用薄膜トランジスタ基板には横方向に多数
のゲート線22が形成されており、ゲート線22と交差
してマトリックス形態の画素領域を定義するデータ線6
2が形成されている。それぞれの画素領域にはデータ線
62を通じて画像信号が伝達される画素電極82が形成
されており、ゲート線22とデータ線62とが交差する
部分には、ゲート線22に連結されているゲート電極2
4、データ線62に連結されているソース電極65及び
画素電極82に連結されているドレーン電極66を含む
薄膜トランジスタが形成されている。また、横方向には
互いに平行して二重の維持電極線26、28が形成され
ており、互いに平行な維持電極線26、28はそれぞれ
の画素領域に縦方向に形成されている維持電極27を通
じて連結されている。ここで、維持配線26、27、2
8は画素電極82と重なって維持容量を形成する。ま
た、縦方向には互いに隣接した画素行の維持配線26、
27、28に両端が重なっている修理用補助線68と、
少なくとも互いに隣接した画素行の維持配線26、2
7、28を電気的に連結する維持配線連結部84が形成
されている。
【0019】このような本発明の実施例による液晶表示
装置用薄膜トランジスタ基板の構造において、互いに隣
接した維持配線26、27、28は維持配線連結部84
を通じて互いに連結されているので、維持配線26、2
7、28を通じて伝達される維持容量用電圧の信号の歪
曲を最小化させることができる。従って、クロストーク
不良やフリッカー不良を最小化させることができる。
【0020】また、本発明の実施例による構造において
はゲート線22またはデータ線62が断線した場合、維
持配線修理用補助線68及び維持配線連結部84を通じ
て配線の断線を修理することができる。
【0021】例えば、A(△)部分でデータ線62が断
線した場合を考える。この場合、C部分にレーザーを照
射してデータ線62と維持電極線26、28を短絡し、
B部分にレーザーを照射して修理用補助線68と維持電
極線26、28を短絡し、B部分とC部分の間の両外側
のD部分の維持電極線26、28を断線することによ
り、データ線62に伝達される画像信号が維持電極線2
6、28と修理用補助線68を迂回するように構成でき
る。
【0022】また、例えば、E(△)部分でゲート線2
2が断線した場合を考える。この場合は、F部分にレー
ザーを照射してゲート線22と維持電極線26、28及
び維持配線連結部84を短絡させ、G部分の維持電極線
26、28及び維持配線連結部84を断線させることに
より、ゲート信号が維持電極線26、28及び修理用補
助線68を通じて迂回するようにする。この時、維持配
線連結部84の代わりに修理用補助線68のみを用いる
こともできる。
【0023】ここで、修理用補助線68と維持配線連結
部84とを互いに同一の層であって、画素電極82また
はデータ線62と同一の層に形成することができ、互い
に異なる層に形成することも可能である。本発明の実施
例で維持配線26、27、28はゲート線22と同一の
層に形成されており、修理用補助線68はデータ線62
と同一の層に形成されており、維持配線連結部84は画
素電極82と同一の層に形成されている。これについて
図2及び図3を参照して具体的に説明することにする。
【0024】図2は本発明の第1実施例による液晶表示
装置用薄膜トランジスタ基板の構造を具体的に示した配
置図であり、図3は図2でIII−III´線に沿って切断し
て示した断面図である。
【0025】まず、絶縁基板10の上にアルミニウム
(Al)またはアルミニウム合金(Al alloy)、モリ
ブデン(Mo)またはモリブデン−タングステン(Mo
W)合金、クロム(Cr)、タンタル(Ta)などの金
属または導電体で作られたゲート配線及び維持配線が形
成されている。ゲート配線は横方向に延びている走査信
号線またはゲート線22及びゲート線22の一部である
薄膜トランジスタのゲート電極24を含み、ゲート配線
はゲート線22の端部に連結されていて外部からの走査
信号の印加を受けてゲート線22に伝達するゲートパッ
ドをさらに含む構成とすることができる。そして、維持
配線はゲート線22と平行して二重に形成されており、
上板の共通電極に入力される共通電極電圧などの電圧を
外部から印加される維持電極線26、28及び縦方向に
形成されて二重の維持電極線26、28を互いに連結す
る維持電極27を含む。維持配線26、27、28は後
述する画素電極82と重なって画素の電荷保存能力を向
上させるための維持容量を形成する維持蓄電器を形成さ
せるためのものである。
【0026】ここで、ゲート配線22、24及び維持配
線26、27、28は単一層で形成することもできる
が、二重層や三重層に形成することもできる。二重層以
上に形成する場合には、一つの層は抵抗の小さい物質で
形成し他の層は他物質、特に画素電極として用いられる
ITO(indium zinc oxide)との接触特性の良い物質
で作ることが好ましい。なぜかというと、外部と電気的
に連結されるパッド部を補強するためにパッド部は、配
線用物質と画素電極用物質であるITOと一緒に形成す
るからである。
【0027】ゲート配線22、24及び維持配線26、
27、28の上には、窒化ケイ素(SiNx)などから
なるゲート絶縁膜30が形成されてゲート配線22、2
4及び維持配線26、27、28を覆っている。
【0028】ゲート絶縁膜30の上には水素化非晶質ケ
イ素(hydrogenated amorphous silicon)などの半導体
からなる半導体パターン40が形成されており、半導体
パターン40の上には、リン(P)などのn型不純物と
して高濃度にドーピングされている非晶質ケイ素などか
らなる抵抗性接触層(ohmic contact layer)パターン
または中間層パターン55、56が形成されている。
【0029】接触層パターン55、56の上には、Mo
またはMoW合金、Cr、AlまたはAl合金、Taな
どの導電物質からなる薄膜トランジスタのソース及びド
レーン電極65、66が各々形成されており、ゲート絶
縁膜30の上部には、ソース電極65と連結されており
ゲート線22と交差して画素を定義するデータ線62が
縦方向に形成されている。データ配線62、65、66
は、データ線62の一端部に連結されて外部からの画像
信号の印加を受けるデータパッドをさらに含む構成とす
ることができる。ゲート絶縁膜30の上部にはデータ配
線62、65、66と同一の層でその両端が互いに隣接
する画素行の隣接した維持電極線26、28と重なる修
理用補助線68が縦方向に形成されている。前述したよ
うに、修理用補助線68とともに維持配線連結部84
(図1参照)もデータ配線62、65、66と同一の層
でゲート絶縁膜30の上部に形成することができる。
【0030】データ配線62、65、66及び修理用補
助線68もゲート配線22、24及び維持配線26、2
7、28と同様に単一層で形成することもできるが、二
重層や三重層で形成することもできる。もちろん、二重
層以上に形成する場合には、一つの層は抵抗の小さい物
質で形成し他の層は他物質との接触特性の良い物質で作
ることが好ましい。
【0031】データ配線62、65、66と修理用補助
線68及びこれらによって遮れない半導体パターン40
の上には保護膜72が形成されている。この保護膜72
は、ドレーン電極66を露出する接触孔71を有してお
り、またゲート絶縁膜30とともに維持電極線26、2
8を各々露出する接触孔74を有している。保護膜72
は窒化ケイ素やアクリル系などの有機絶縁物質からなり
得る。
【0032】保護膜72の上には、薄膜トランジスタか
ら画像信号を受けて上板の共通電極とともに電気場を生
成する画素電極82が形成されている。画素電極82は
ITO(indium tin oxide)またはIZO(indium zin
c oxide)などの透明な導電物質で作られ、接触孔71
を通じてドレーン電極66と物理的・電気的に連結され
て画像信号の伝達を受ける。また、保護膜72の上部に
は、画素電極82と同一の層であって、接触孔74を通
じて互いに隣接する維持配線26、27、28を電気的
及び物理的に連結する維持配線連結部84が形成されて
いる。前述したように、修理用補助線38を維持配線連
結部84と同一の層であって、保護膜72の上部に形成
することができる。一方、保護膜72はゲートパッド及
びデータパッドを露出する接触孔を有する構成とするこ
とができ、画素電極と同一な層には接触孔を通じてゲー
トパッド及びデータパッドを覆う補助ゲートパッド及び
補助データパッドを形成することができる。
【0033】この時、維持配線26、27、28が画素
電極82の端部から漏洩する光を遮断する光遮断膜とし
て機能するように、図2のように、画素電極82の端部
が維持配線26、27、28と重なるのが好ましい。ま
た、液晶表示装置の視野角を改善するために液晶分子を
分割配向するのが良いが、このために画素電極82は角
部が曲線化した四角形が数個連結されている形態とする
ことができ、四角形またはのこぎり模様の多様な形態の
開口部パターンを有する構成とすることもできる。この
ようにすることで、フリンジフィールド(fringe fiel
d)を形成して液晶分子を分割配向することができ、最
も良い視野角を得るためには4分割配向された微小領域
が一つの画素領域内に入っていることが好ましい。ま
た、安定した分割配向を得るためには分割された微小領
域の境界以外の所で転傾(disclination)や不規則な組
織(texture)が発生しないようにするのが好ましく、
隣接した微小領域の液晶方向子(director)がなす角は
90度になるようにするのが好ましい。この時、回位や
不規則な液晶分子の配列によって光が漏洩する場合、漏
洩する光を遮断するために維持配線26、27、28の
構造を多様に変えることができる。むろん、画素電極8
2の模様によって画素電極82と対向する共通電極(図
示せず)に多様な模様の開口部パターンを形成すること
ができる。
【0034】本発明の実施例では画素ごとに修理用補助
線68または維持配線連結部84が形成されているが、
多数の画素を単位に形成され得る。
【0035】ここでは、画素電極82の材料の例として
透明なITOをあげたが、反射型液晶表示装置の場合、
不透明な導電物質を使用しても構わない。
【0036】前記のような本発明の実施例による液晶表
示装置用薄膜トランジスタ基板を製造する方法について
図面を参照して具体的に説明する。
【0037】図4乃至図7は、本発明の第1実施例によ
る液晶表示装置用薄膜トランジスタ基板の製造方法をそ
の工程順序にしたがって示した断面図である。
【0038】先ず、図4のように、基板10の上部に低
抵抗の導電物質を積層してマスクを利用した写真エッチ
ング工程でパターニングし、ゲート配線22、24と維
持配線26、27、28(図2参照)を形成する。
【0039】次に、図5のように、窒化ケイ素のような
絶縁物質からなるゲート絶縁膜30、非晶質ケイ素のよ
うな半導体物質からなる半導体層40、ドーピングされ
た非晶質ケイ素のような導電性物質からなる抵抗性接触
層50を化学気相蒸着法を用いて順次に積層し、マスク
を利用した写真エッチング工程で半導体層40とその上
部に抵抗性接触層50をパターニングする。
【0040】次に、図6のように、低抵抗を有する導電
物質を積層してマスクを利用した写真エッチング工程で
パターニングし、データ配線62、65、66(図2参
照)と修理用補助線68を形成する。
【0041】次に、データ配線62、65、66で遮ら
ない中間層をエッチングして抵抗性接触層50をエッチ
ングして抵抗性接触層を二つの部分55、56に分離
し、ソース及びドレーン電極65、66の間の半導体層
40を露出する。
【0042】次に、図7のように、窒化ケイ素や酸化ケ
イ素または有機絶縁膜を積層して保護膜72を形成し、
保護膜72をゲート絶縁膜30と共にマスクを利用した
写真エッチング工程でパターニングし、ドレーン電極6
6及び維持配線26、27、28(図2参照)を露出す
る接触孔71、74を形成する。
【0043】次に、図2及び3のように、保護膜72の
上部にIZOまたはITOのような透明な導電物質を積
層してマスクを利用した写真エッチング工程でパターニ
ングし、画素電極82と維持配線連結部84を形成す
る。
【0044】一方、4枚のマスクを用いて薄膜トランジ
スタ基板を完成する製造方法は多様にあるが、一つの実
施例を説明する。
【0045】図8乃至図14は、本発明の第1実施例に
よる液晶表示装置用薄膜トランジスタ基板の他の製造方
法をその工程順序にしたがって示した断面図である。
【0046】まず、図8に示すように、前記実施例と同
一に基板10の上部に低抵抗の導電物質を積層してパタ
ーニングし、ゲート配線22、24と維持配線26、2
7、28(図2参照)を形成する。
【0047】次に、図9のように、窒化ケイ素からなる
ゲート絶縁膜30、半導体層40、中間層50を化学気
相蒸着法を用いて連続に蒸着し、引き続き低抵抗の導電
物質を含む導電体層60をスパッタリングなどの方法で
蒸着した後、その上に感光膜を1μm乃至2μmの厚さ
で塗布する。
【0048】その後、マスクを通じて感光膜に光を照射
した後に現像し、図9に示すように、感光膜パターン1
12、114を形成する。この時、感光膜パターン11
2、114の中で薄膜トランジスタのチャンネル部
(C)、つまり、ソース電極65とドレーン電極66と
の間に位置する第1部分114は、データ配線部及び修
理用補助線部に対応するA部分、つまり、データ配線6
2、65、66と修理用補助線68が形成される部分に
位置した第2部分112より厚さが薄くなるようにし、
その他の部分(B)の感光膜は全て除去する。この時、
チャンネル部(C)に残っている感光膜114の厚さと
A部分に残っている感光膜112の厚さとの比は後述す
るエッチング工程における工程条件にしたがって異なる
ようにしなければならず、第1部分114の厚さを第2
部分112の厚さの1/2以下にするのが好ましい。
【0049】このように、位置によって感光膜の厚さを
別にする方法は多様にありえ、A領域の光の透過量を調
節するために主にスリット(slit)や格子形態のパター
ンを形成したり半透明膜を使用する。
【0050】この時、スリットの間に位置したパターン
の線幅やパターンの間の間隔、つまり、スリットの幅は
露光時に使用する露光器の分解能より小さいのが好まし
く、半透明膜を用いる場合にはマスクを製作する時、透
過率を調節するために他の透過率を有する薄膜を用いた
り厚さが異なる薄膜を用いることができる。
【0051】このようなマスクを通じて感光膜に光を照
射すると光に直接露出する部分では高分子が完全に分解
され、スリットパターンや半透明膜が形成されている部
分では光の照射量が少ないために高分子は完全分解しな
い状態であり、遮光幕で遮られた部分では高分子が殆ど
分解されない。引き続き感光膜を現像すると、高分子分
子が分解しない部分のみが残り、光が少なく照射された
中央部分には光に全く照射されない部分より薄い厚さの
感光膜を残すことができる。この時、露光時間を長くす
ると全ての分子が分解するので、そうならないようにし
なければならない。
【0052】このような薄い厚さの感光膜114はリフ
ローが可能な物質からなる感光膜を用い、光が完全に透
過することができる部分と光が完全に透過できない部分
に分けられた通常のマスクで露光した後に現像し、リフ
ローして感光膜が残留しない部分に感光膜の一部を流れ
るようにすることによって形成することもできる。
【0053】次に、感光膜パターン114及びその下部
の膜、つまり、導電体層60、中間層50及び半導体層
40に対するエッチングを進める。この時、A部分には
データ配線と修理用補助線及びその下部の膜がそのまま
残っており、チャンネル部(C)には半導体層だけが残
っていなければならず、残り部分(B)には前記3つの
層60、50、40全てが除去されてゲート絶縁膜30
が露出されなければならない。
【0054】まず、図10に示したように、残り部分
(B)の露出されている導電体層60を除去してその下
部の中間層50を露出させる。この過程では乾式エッチ
ングまたは湿式エッチング方法全てを使用することがで
き、この時、導電体層60はエッチングされて感光膜パ
ターン112、114は殆どエッチングされない条件の
下で行うのが良い。しかし、乾式エッチングの場合、導
電体層60だけをエッチングして感光膜パターン11
2、114はエッチングされない条件をさがすのが難し
いので、感光膜パターン112、114も共にエッチン
グされる条件の下で行うことができる。この場合には、
湿式エッチングの場合より第1部分114の厚さを厚く
してこの過程で第1部分114が除去されてチャンネル
部(C)で導電体層60が露出されることが生じないよ
うにする。
【0055】導電体層60がMoまたはMoW合金、A
lまたはAl合金、Taのうちのある一つである場合に
は、乾式エッチングや湿式エッチングのうちのいずれも
可能である。しかし、Crは乾式エッチング方法ではよ
く除去されないために、導電体層60がCrである場合
には湿式エッチングだけを用いるのが良い。導電体層6
0がCrである湿式エッチングの場合には、エッチング
液でCeNHO3を使用することができ、導電体層60
がMoやMoWである乾式エッチングの場合のエッチン
グ気体としては、CF4とHClの混合気体やCF4とO
2の混合気体を使用することができ、後者の場合には感
光膜に対するエッチング比も殆ど同様とすることができ
る。
【0056】このようにすると、図10に示したよう
に、チャンネル部(C)及びA部分の導電体層、つま
り、ソース/ドレーン用導電体パターン67と修理用補
助線用導電体パターン68のみが残って、その他部分
(B)の導電体層60は全て除去されてその下部の中間
層50が露出される。この時、残っている導電体パター
ン67、68はソース及びドレーン電極65、66が分
離されずに連結されている点を除くとデータ配線62、
65、66及び修理用補助線68の形態と同一である。
また、乾式エッチングを使用した場合、感光膜パターン
112、114もある程度の厚さでエッチングされる。
【0057】次に、図11に示すように、残り部分
(B)の露出された中間層50及びその下部の半導体層
40を感光膜の第1部分114と共に乾式エッチング方
法で同時に除去する。この時のエッチングは感光膜パタ
ーン112、114と中間層50及び半導体層40(半
導体層と中間層はエッチング選択性が殆ど無い)が同時
にエッチングされ、ゲート絶縁膜30はエッチングされ
ない条件の下で行わなければらなず、特に、感光膜パタ
ーン112、114と半導体層40に対するエッチング
比が殆ど同一な条件でエッチングするのが好ましい。例
えば、SF6とHClの混合気体や、SF6とO2の混合
気体を使用すると殆ど同一な厚さで二つの膜をエッチン
グすることができる。感光膜パターン112、114と
半導体層40に対するエッチング比が同一な場合、第1
部分114の厚さは半導体層40と中間層50の厚さを
合せたものと同一であるかそれより小さくなければなら
ない。
【0058】このようにすると、図11に示したよう
に、チャンネル部(C)の第1部分114が除去されて
ソース/ドレーン用導電体パターン67が露出され、残
り部分(B)の中間層50及び半導体層40が除去され
てその下部のゲート絶縁膜30が露出される。一方、A
部分の第2部分112もまたエッチングされるので厚さ
が薄くなる。また、この段階で半導体パターン40が完
成する。
【0059】引き続き、アッシング(ashing)を通じて
チャンネル部(C)のソース/ドレーン用導電体パター
ン67の表面に残っている感光膜クズを除去する。
【0060】その後、図12に示したようにチャンネル
部(C)のソース/ドレーン用導電体パターン67及び
その下部のソース/ドレーン用中間層パターン50をエ
ッチングして除去する。この時、エッチングはソース/
ドレーン用導電体パターン67と中間層パターン50全
てに対して乾式エッチングだけで進めることができ、ソ
ース/ドレーン用導電体パターン67に対しては湿式エ
ッチングで、中間層パターン50に対しては乾式エッチ
ングで行い得る。前者の場合、ソース/ドレーン用導電
体パターン67と中間層パターン50のエッチング選択
比が大きい条件の下でエッチングを行うのが好ましく、
これはエッチング選択比が大きくない場合、エッチング
終点をさがすのが難しくてチャンネル部(C)に残る半
導体パターン40の厚さを調節するのが容易ではないた
めである。例えば、SF6とO2の混合気体を使用してソ
ース/ドレーン用導電体パターン67をエッチングする
ことがある。湿式エッチングと乾式エッチングを交互に
する後者の場合には湿式エッチングされるソース/ドレ
ーン用導電体パターン67の側面はエッチングされる
が、乾式エッチングされる中間層パターン50は殆どエ
ッチングされないので階段模様に作られる。中間層パタ
ーン50及び半導体パターン40をエッチングする時に
使用するエッチング気体の例としては、前記に言及した
CF4とHClの混合気体やCF4とO2の混合気体があ
り、CF4とO2を使用すると均一な厚さで半導体パター
ン40を残すことができる。この時、図12に示したよ
うに、半導体パターン40の一部が除去されて厚さが小
さくなることがあり、感光膜パターンの第2部分112
もこの時にある程度の厚さでエッチングされる。この時
のエッチングはゲート絶縁膜30がエッチングされない
条件で行わなければならず、第2部分112がエッチン
グされてその下部のデータ配線62、65、66及び修
理用補助線68が露出されることがないように感光膜パ
ターンが厚いのが好ましい。
【0061】このようにすると、ソース電極65とドレ
ーン電極66が分離されながらデータ配線62、65、
66及び修理用補助線68とその下部の接触層パターン
55、56、58が完成する。
【0062】最後に、A部分に残っている感光膜第2部
分112を除去する。しかし、第2部分112の除去は
チャンネル部(C)ソース/ドレーン用導電体パターン
67を除去した後、その下の中間層パターン50を除去
する前に行うこともできる。
【0063】前述したように、湿式エッチングと乾式エ
ッチングを交互にしたり乾式エッチングだけを使用する
ことができる。後者の場合には一つの種類のエッチング
だけを使用するので工程が比較的に簡便であるが、適し
たエッチング条件をさがすのがむずかしい。反面、前者
の場合にはエッチング条件をさがすのが比較的にやさし
いが、その工程が後者に比べて面倒な点がある。
【0064】このようにしてデータ配線62、65、6
6及び修理用補助線68を形成した後、図13に示した
ように窒化ケイ素をCVD方法で蒸着して保護膜70を
形成する。引き続き、ゲート絶縁膜30と共にパターニ
ングし、ドレーン電極66と維持配線26、27、28
を露出する接触孔71、74を形成する。
【0065】最後に、図14のように、前述したように
ITOまたはIZOを蒸着してマスクを使用し、エッチ
ングしてドレーン電極66と連結される画素電極82を
形成する。この時、接触孔74を通じて互いに隣接する
画素の維持配線を電気的に連結する維持配線連結部84
を形成する。
【0066】このようにすると一つのマスクを利用した
写真エッチング工程でデータ配線62、65、66と中
間層パターン55、56及び半導体パターン40を共に
形成することができて製造費用を減らすことができる。
【0067】このような場合には、図2及び図3の構造
と異なって半導体層40及び抵抗性接触層55、56は
データ配線62、65、66の模様によって形成され
る。この時、データ配線62、65、66と中間層パタ
ーン55、56は同一パターンで形成し、ソース電極6
5とドレーン電極66の間のチャンネル部を除いた半導
体パターン40はデータ配線62、65、66及び中間
層パターン55、56と同一パターンで形成する。むろ
ん、修理用補助線68の下部にも半導体層と中間層が残
留する。
【0068】このような本発明の実施例による維持配線
連結部を有する液晶表示装置用薄膜トランジスタ基板は
捩じれネマチック方式(twisted nematic mode)、また
は垂直配向方式(vertical align mode)に用いられ、
図面を参照して回路図について説明する。
【0069】図15は、本発明の第1実施例による液晶
表示装置用薄膜トランジスタ基板の構造を示した回路図
である。
【0070】図15のように、横方向に多数のゲート線
22が形成されており、ゲート線22と交差してマトリ
ックス形態の画素領域を定義するデータ線62が形成さ
れている。それぞれの画素領域にはゲート線22に連結
されているゲート電極24、データ線62に連結されて
いるソース電極65及び画素電極82に連結されている
ドレーン電極66を含む薄膜トランジスタ(TFT)が
形成されている。また、それぞれの画素領域には画素電
極82と維持電極線26、28を両端子として維持容量
を有する維持蓄電器(Cst)及び画素電極82と共通電
極(図示せず)を両端子として液晶容量を有する液晶蓄
電器(CLC)が形成されている。また、縦方向には互い
に隣接した画素行の維持配線26、27、28を電気的
に連結する維持配線連結部84が形成されている。ここ
で、維持配線連結部84はそれぞれの画素に形成されて
いる。
【0071】一方、互いに平行に同一な基板に形成され
て殆ど平行に形成して液晶分子を駆動する平面駆動方式
の液晶表示装置用薄膜トランジスタ基板にも少なくとも
互いに隣接する画素の維持蓄電器の一端子を電気的に連
結する構造を維持配線連結部を形成することができ、図
16及び図17を参照して具体的に説明する。
【0072】図16は本発明の第2実施例による液晶表
示装置用薄膜トランジスタ基板の構造を示した配置図で
あり、図17は図16のXVII−XVII´線に沿って切断し
た断面図である。
【0073】図16及び図17のように、絶縁基板10
上にゲート配線及び共通配線が形成されている。ゲート
配線は横方向にのびている走査信号線またはゲート線2
2、ゲート線22の一部である薄膜トランジスタのゲー
ト電極24及びゲート線22の端に連結されており外部
からの走査信号の印可を受けてゲート線22に伝達する
ゲートパッド25を含む。また、共通配線はゲート線2
2と平行に二重で形成されている共通電極線23、29
及び縦方向に形成され共通電極線23、29に連結され
ている共通電極21を含む。共通電極線23、29は後
述する画素電極線63、69と重なって画素の電荷保存
能力を向上させるための維持容量を形成する維持蓄電器
を形成するためのものである。
【0074】ゲート配線22、24、25及び共通配線
23、21、29上には窒化ケイ素(SiNx)などか
らなるゲート絶縁膜30が形成されてゲート配線22、
24、25及び維持配線21、23、29を覆ってい
る。
【0075】ゲート絶縁膜30上には水素化非晶質シリ
コン(hydrogenated amorphous silicon)などの半導体
からなる半導体パターン40が形成されており、半導体
パターン40上には燐(P)などのn型不純物で高濃度
でドーピングされている非晶質ケイ素などからなる抵抗
性接触層(ohmic contact layer)パターンまたは中間
層パターン55、56が形成されている。ここで、半導
体層40は後述するデータ線62に沿って縦方向に形成
されており、データ線62とゲート線22とが交差する
部分には他の部分より広く形成されることによりデータ
線62の断線を最少化する。
【0076】接触層パターン55、56上には薄膜トラ
ンジスタのソース及びドレーン電極65、66が各々形
成されており、ゲート絶縁膜30の上部にはソース電極
65と連結されており、ゲート線22と交差して画素を
定義するデータ線62が縦方向に形成されている。デー
タ配線62、65、66はデータ線62の一端部に連結
され外部からの画像信号の印加を受けるデータパッド6
4を含む。また、ゲート絶縁膜30の上部には横方向に
のびて共通電極線23、29と重なって維持容量を形成
する画素電極線63、69と画素電極線63、69と連
結されており共通電極21と液晶分子を駆動するために
基板10にほぼ平行な電気場を形成する画素電極61と
を含む画素配線が形成されており、画素配線61、6
3、69はドレーン電極66と電気的に連結されてい
る。また、ゲート絶縁膜30の上部にはデータ配線6
2、64、65、66と同一の層で両端が互いに隣接す
る画素行の隣接した共通電極線23、29と重複する修
理用補助線68が縦方向に形成されている。前述のよう
に維持配線連結部84(図1参照)もデータ配線62、
64、65、66と同一の層でゲート絶縁膜30の上部
に形成されることができる。
【0077】データ配線62、64、65、66と修理
用補助線68及びこれらによって覆われない半導体パタ
ーン40の上には保護膜72が形成されており、保護膜
72はゲート絶縁膜30と共に共通電極線23、29を
各々露出させる接触孔74、ゲートパッド25及びデー
タパッド64を露出させる接触孔75、78及びデータ
線62を露出させる接触孔76を有している。
【0078】保護膜72上には接触孔76を通じてデー
タ線62と連結されると共に重なっている補助データ線
80及び接触孔78を通じてデータパッド64と連結さ
れている補助データパッド88を含む補助データ配線が
金属のような導電物質で形成されている。また、保護膜
72上には接触孔75を通じてゲートパッド25と連結
されている補助ゲート電極85が形成されており、接触
孔74を通じて互いに隣接する画素の維持配線21、2
3、29を電気的及び物理的に連結する共通配線連結部
84が形成されている。ここで、補助データ配線80、
88及び補助ゲートパッド85はパッド部の信頼性を向
上させるためにITOまたはIZOなどのような導電物
質で形成することもできる。
【0079】このような本発明の第2実施例による液晶
表示装置用薄膜トランジスタ基板の製造方法の大部分は
第1実施例による製造方法と同様である。
【0080】しかし、共通配線21、23、29はゲー
ト配線22、24、25と共に形成し、画素配線61、
63、69はデータ配線62、64、65、66と共に
形成、保護膜72の上部に補助データ配線80、85、
88を形成する。
【0081】図9は本発明の第2実施例による液晶表示
装置用薄膜トランジスタ基板の構造を示した回路図であ
る。
【0082】図9に示されているように、大部分の構造
は図6と同一である。しかし、維持蓄電器(Cst)及び
液晶蓄電器(CLC)の両端者が画素配線63、69と共
通配線23、29に連結されている。
【0083】
【発明の効果】本発明の実施例のように、維持配線連結
部を通じて互いに隣接する画素の維持配線を連結するこ
とによって維持電圧の信号歪曲を最小化することがで
き、クロストーク及びフリッカー不良を最小化すること
ができる。また、維持配線連結部または修理用補助線を
設けることによってゲート線またはデータ線の断線不良
を修理することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例による液晶表示装置用薄膜トラ
ンジスタの構造を概略的に示した配線図である。
【図2】本発明の第1実施例による液晶表示装置用薄膜
トランジスタ基板の構造を具体的に示した配置図であ
る。
【図3】図2でIII−III´線に沿って切断して示した断
面図である。
【図4】本発明の実施例による液晶表示装置用薄膜トラ
ンジスタ基板の一つの製造方法をその工程順序によって
示した断面図である。
【図5】本発明の実施例による液晶表示装置用薄膜トラ
ンジスタ基板の一つの製造方法をその工程順序によって
示した断面図である。
【図6】本発明の実施例による液晶表示装置用薄膜トラ
ンジスタ基板の一つの製造方法をその工程順序によって
示した断面図である。
【図7】本発明の実施例による液晶表示装置用薄膜トラ
ンジスタ基板の一つの製造方法をその工程順序によって
示した断面図である。
【図8】本発明の実施例による液晶表示装置用薄膜トラ
ンジスタ基板の他の製造方法をその工程順序によって示
した断面図である。
【図9】本発明の実施例による液晶表示装置用薄膜トラ
ンジスタ基板の他の製造方法をその工程順序によって示
した断面図である。
【図10】本発明の実施例による液晶表示装置用薄膜ト
ランジスタ基板の他の製造方法をその工程順序によって
示した断面図である。
【図11】本発明の実施例による液晶表示装置用薄膜ト
ランジスタ基板の他の製造方法をその工程順序によって
示した断面図である。
【図12】本発明の実施例による液晶表示装置用薄膜ト
ランジスタ基板の他の製造方法をその工程順序によって
示した断面図である。
【図13】本発明の実施例による液晶表示装置用薄膜ト
ランジスタ基板の他の製造方法をその工程順序によって
示した断面図である。
【図14】本発明の実施例による液晶表示装置用薄膜ト
ランジスタ基板の他の製造方法をその工程順序によって
示した断面図である。
【図15】本発明の第1実施例による液晶表示装置用薄
膜トランジスタ基板の構造を示した回路図である。
【図16】本発明の第2実施例による液晶表示装置用薄
膜トランジスタ基板の構造を具体的に示した配置図であ
る。
【図17】図7でXVII−XVII´線に沿って切断して示し
た断面図である。
【図18】本発明の第2実施例による液晶表示装置用薄
膜トランジスタ基板の構造を示した回路図である。
【符号の説明】
10 絶縁基板 22 ゲート線 24 ゲート電極 26、28 維持電極線 27 維持電極 30 ゲート絶縁膜 40 半導体パターン 55、56 中間層パターン 62 データ線 65 ソース電極 66 ドレーン電極 68 修理用補助線 71、74 接触孔 72 保護膜 82 画素電極 84 維持配線連結部

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】行方向に形成されているゲート線を含むゲ
    ート配線と、 前記ゲート配線と絶縁されて交差し、列方向に形成され
    ているデータ線を含むデータ配線と、 前記ゲート線及び前記データ線の交差で定義される行列
    形態の画素に形成されており、前記データ線から画像信
    号の伝達を受ける画素電極と、 前記画素電極と重なって維持容量を形成し、維持電極線
    及び前記維持電極線に連結されている維持電極を含む維
    持配線と、 互いに隣接した前記画素の前記維持配線を電気的に連結
    する維持配線連結部と、を含む液晶表示装置用薄膜トラ
    ンジスタ基板。
  2. 【請求項2】両端が互いに隣接した画素の前記維持配線
    と重なっている修理用補助線をさらに含む請求項1に記
    載の液晶表示装置用薄膜トランジスタ基板。
  3. 【請求項3】前記維持配線連結部は、前記画素電極と同
    一層に形成されている請求項2に記載の液晶表示装置用
    薄膜トランジスタ基板。
  4. 【請求項4】前記修理用補助線は、前記データ配線と同
    一層に形成されている請求項2に記載の液晶表示装置用
    薄膜トランジスタ基板。
  5. 【請求項5】前記維持配線と前記ゲート配線は同一な層
    で形成されている請求項1に記載の液晶表示装置用薄膜
    トランジスタ基板。
  6. 【請求項6】前記維持配線は、前記画素電極の端部と重
    なっている請求項1に記載の液晶表示装置用薄膜トラン
    ジスタ基板。
  7. 【請求項7】前記画素電極は角部が液晶分子を分割配向
    するために曲線化された四角形が数個連結されている形
    態または四角形またはのこぎり模様の多様な形態の開口
    部パターンを有する請求項1に記載の液晶表示装置用薄
    膜トランジスタ基板。
  8. 【請求項8】基板と、 前記基板の上に形成されており、横方向にのびて走査信
    号を伝えるゲート線と前記ゲート線に連結されているゲ
    ート電極を含むゲート配線と、 前記基板の上に形成されており、横方向にのびている維
    持電極線及び前記維持電極線に連結されている維持電極
    を含む維持配線と、 前記ゲート配線及び前記維持配線を覆っているゲート絶
    縁膜と、 前記ゲート絶縁膜上に形成されており、半導体からなる
    半導体層と、 前記ゲート絶縁膜の上部に形成されていて縦方向にのび
    て前記ゲート線と行列形態の画素を定義するデータ線、
    前記データ線に連結されていて前記半導体層の上部に形
    成されているソース電極、前記ソース電極と分離されて
    前記半導体層上に形成されており、前記ゲート電極を中
    心に前記ソース電極と対向するドレーン電極を含むデー
    タ配線と、 前記半導体層を覆っている保護膜と、 前記画素に前記ドレーン電極と連結されて形成されてお
    り、前記維持配線と重なって維持容量を形成する画素電
    極と、 少なくとも隣接した前記画素の前記維持配線は互いに電
    気的に連結する維持配線連結呼部と、を含む液晶表示装
    置用薄膜トランジスタ基板。
  9. 【請求項9】前記維持配線連結部と前記画素電極は、同
    一層に形成されている請求項8に記載の液晶表示装置用
    薄膜トランジスタ基板。
  10. 【請求項10】前記維持配線連結部と前記画素電極は、
    前記保護膜上部に形成されている請求項9に記載の液晶
    表示装置用薄膜トランジスタ基板。
  11. 【請求項11】前記データ配線と同一な層に形成されて
    おり、両端が互いに隣接した前記画素行の前記維持配線
    に重複する修理用補助線をさらに含む請求項8に記載の
    液晶表示装置用薄膜トランジスタ基板。
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