JP2003177417A - 液晶表示装置 - Google Patents

液晶表示装置

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JP2003177417A
JP2003177417A JP2001378591A JP2001378591A JP2003177417A JP 2003177417 A JP2003177417 A JP 2003177417A JP 2001378591 A JP2001378591 A JP 2001378591A JP 2001378591 A JP2001378591 A JP 2001378591A JP 2003177417 A JP2003177417 A JP 2003177417A
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liquid crystal
signal line
conductive film
conductive
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Nagatoshi Kurahashi
永年 倉橋
Kazuhiko Yanagawa
和彦 柳川
Yoshiaki Nakayoshi
良彰 仲吉
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Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 スルーホールを通したコンタクトを信頼性あ
るものとする。 【解決手段】 液晶を介して対向配置される基板ＳＵＢ
のうち少なくとも一方の基板の液晶側の面に、第１導電
膜ＣＬと、この第１導電膜をも被って形成される絶縁膜
ＰＳＶと、この絶縁膜の上面に形成された第２導電膜Ｃ
Ｔとが形成され、前記第２導電膜の一部は前記絶縁膜に
形成されたスルーホールＴＨを通して前記第１導電膜に
電気的に接続され、前記第１導電膜は第２導電膜と接続
される部分において凹陥部が形成されている。

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に係
り、たとえばアクティブマトリクス型の液晶表示装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】アクティブマトリクス型の液晶表示装置
は、液晶を介して対向配置された各基板のうち一方の基
板の液晶側の面に、並設された複数のゲート信号線とこ
れら各ゲート信号線に交差して並設された複数のゲート
信号線とで囲まれた各領域を画素領域としている。
【０００３】そして、これら各画素領域にゲート信号線
からの走査信号によって作動するスイッチング素子と、
このスイッチング素子を介してドレイン信号線からの映
像信号が供給される画素電極とを備えている。
【０００４】この画素電極はそれに隣接して設けられ、
あるいは対向する他の基板の液晶側に設けられる対向電
極との間に電界を生じせしめるようになっている。
【０００５】そして、これら信号線あるいは電極は、他
の導電性の材料と絶縁を図るため絶縁層を介して多層に
形成されるとともに、必要な個所における導通は該絶縁
膜に形成されたスルーホールを通して電気的な接続がな
されるようになっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、液晶表示装置
における近年の高精細化にともない、絶縁膜に形成され
たスルーホールを通してのコンタクト部の面積が小さく
なり、電気的な接続に不良が起き易いという不都合が指
摘されるに至った。
【０００７】また、絶縁膜の積層数も多くなり、これに
よりスルーホールの深さも従前よりは大きくなる構成と
なることから、同様の不都合が指摘されるに至った。
【０００８】本発明は、このような事情に基づいてなさ
れたものであり、その目的は、スルーホールを通したコ
ンタクトを信頼性あるものとした液晶表示装置を提供す
ることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。 手段１．本発明による液晶表示装置は、たとえば、液晶
を介して対向配置される基板のうち少なくとも一方の基
板の液晶側の面に、第１導電膜と、この第１導電膜をも
被って形成される絶縁膜と、この絶縁膜の上面に形成さ
れた第２導電膜とが形成され、前記第２導電膜の一部は
前記絶縁膜に形成されたスルーホールを通して前記第１
導電膜に電気的に接続され、前記第１導電膜は第２導電
膜と接続される部分において凹陥部が形成されているこ
とを特徴とするものである。
【００１０】手段２．本発明による液晶表示装置は、た
とえば、液晶を介して対向配置される基板のうち少なく
とも一方の基板の液晶側の面に、第１導電膜と、この第
１導電膜をも被って形成される絶縁膜と、この絶縁膜の
上面に形成された第２導電膜とが形成され、前記第２導
電膜の一部は前記絶縁膜に形成されたスルーホールを通
して前記第１の導電膜に電気的に接続され、前記第１導
電膜は前記スルーホールが形成された絶縁膜をマスクと
するエッチングによる凹陥部が形成され、この凹陥部の
底面および側壁面で前記第２導電膜に接続されているこ
とを特徴とするものである。
【００１１】手段３．本発明による液晶表示装置は、た
とえば、手段１および２のうちいずれかの構成を前提と
し、前記第１導電膜は二層構造からなり、その上層の導
電膜にて凹陥部が形成されているとともに、下層の導電
膜は上層の導電膜よりも電気的抵抗の小さい材料からな
ることを特徴とするものである。
【００１２】手段４．本発明による液晶表示装置は、た
とえば、液晶を介して対向配置される基板のうち少なく
とも一方の基板の液晶側の面に、三層構造からなる第１
導電膜と、この第１導電膜をも被って形成される絶縁膜
と、この絶縁膜の上面に形成された第２導電膜とが形成
され、前記第２導電膜の一部は前記絶縁膜に形成された
スルーホールを通して前記第１導電膜に電気的に接続さ
れ、前記第１導電膜は第２導電膜と接続される最上層の
部分において凹陥部が形成され、該最上層と最下層の間
にある中間層は該最上層および最下層よりも電気抵抗の
小さい導電層で形成されていることを特徴とするもので
ある。
【００１３】手段５．本発明による液晶表示装置は、た
とえば、手段４の構成を前提とし、第１導電膜はその最
下層、最上層、および中間層の順に膜厚が大きく形成さ
れていることを特徴とするものである。
【００１４】手段６．本発明による液晶表示装置は、た
とえば、手段５の構成を前提とし、第１導電膜はその最
下層および最上層が同一の材料で形成されていることを
特徴とするものである。
【００１５】手段７．本発明による液晶表示装置は、た
とえば、液晶を介して対向配置される基板のうち少なく
とも一方の基板の液晶側の面に、前記基板面側から第１
層、第２層、第３層からなる三層構造の導電層と、この
導電層をも被って形成される絶縁膜とが形成され、前記
導電層は、その第３層の幅が第１層の幅よりも小さく構
成され、第２層は第１層から第３層にかけて幅が順次狭
くなるテーパ状をなすとともに、前記第１層は、その側
壁面の基板面に対する角度が９０°より小さく設定され
ていることを特徴とするものである。
【００１６】手段８．本発明による液晶表示装置は、た
とえば、液晶を介して対向配置される基板のうち少なく
とも一方の基板の液晶側の面に、前記基板面側から第１
層、第２層、第３層からなる三層構造の導電層と、この
導電層をも被って形成される絶縁膜とが形成され、前記
導電層は、その第３層が第１層と比較してドライエッチ
ング耐性が大きく、第１層が第３層と比較してウェット
エッチング耐性が大きいことを特徴とするものである。
【００１７】手段９．本発明による液晶表示装置は、た
とえば、手段８の構成を前提とし、第１層がＭｏＣｒ、
第２層がＡｌまたはその合金、第３層がＭｏＺｒで形成
されていることを特徴とするものである。
【００１８】手段１０．本発明による液晶表示装置は、
たとえば、液晶を介して対向配置される各基板のうち一
方の基板の液晶側の面に、並設された複数のゲート信号
線とこれら各ゲート信号線と交差して並設された複数の
ドレイン信号線とで囲まれた領域を画素領域とし、これ
ら画素領域に、ゲート信号線からの走査信号によって作
動する薄膜トランジスタと、この薄膜トランジスタを介
してドレイン信号線からの映像信号が供給される画素電
極と、対向電圧信号線に接続され前記画素電極との間に
電界を発生せしめる対向電極とを有し、前記対向電圧信
号線は絶縁膜の下層に形成されているとともに、前記対
向電極は前記絶縁膜の上層に形成され該絶縁膜に形成さ
れたスルーホールを通して前記対向電圧信号線に電気的
に接続され、前記対向電圧信号線は対向電極と接続され
る部分において凹陥部が形成されていることを特徴とす
るものである。
【００１９】手段１１．本発明による液晶表示装置は、
たとえば、液晶を介して対向配置される各基板のうち一
方の基板の液晶側の面に、並設された複数のゲート信号
線とこれら各ゲート信号線と交差して並設された複数の
ドレイン信号線とで囲まれた領域を画素領域とし、これ
ら画素領域に、ゲート信号線からの走査信号によって作
動する薄膜トランジスタと、この薄膜トランジスタを介
してドレイン信号線からの映像信号が供給される画素電
極と、対向電圧信号線に接続され前記画素電極との間に
電界を発生せしめる対向電極とを有し、前記対向電圧信
号線は絶縁膜の下層に形成されているとともに、前記対
向電極は前記絶縁膜の上層に形成され該絶縁膜に形成さ
れたスルーホールを通して前記対向電圧信号線に電気的
に接続され、前記対向電圧信号線は対向電極と接続され
る部分において凹陥部が形成され、前記ゲート信号線と
ドレイン信号線のうち少なくとも一方の信号線は、基板
面側から第１層、第２層、第３層からなる三層構造の導
電層からなり、その第３層の幅が第１層の幅よりも小さ
く構成され、第２層は第１層から第３層にかけて幅が順
次狭くなるテーパ状をなすとともに、前記第１層は、そ
の側壁面の基板面に対する角度が９０°より小さく設定
されていることを特徴とするものである。
【００２０】なお、本発明は以上の構成に限定されず、
本発明の技術思想を逸脱しない範囲で種々の変更が可能
である。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、本発明による液晶表示装置
の実施例を図面を用いて説明をする。 実施例１． 《全体の構成》 図２は本発明による液晶表示装置の一実施例を示す全体
構成図である。同図は等価回路で示しているが、実際の
幾何学的配置に対応づけて描いている。
【００２２】液晶を介して互いに対向配置される一対の
透明基板ＳＵＢ１、ＳＵＢ２があり、該液晶は一方の透
明基板ＳＵＢ１に対する他方の透明基板ＳＵＢ２の固定
を兼ねるシール材ＳＬによって封入されている。
【００２３】シール材ＳＬによって囲まれた前記一方の
透明基板ＳＵＢ１の液晶側の面には、そのｘ方向に延在
しｙ方向に並設されたゲート信号線ＧＬとｙ方向に延在
しｘ方向に並設されたドレイン信号線ＤＬとが形成され
ている。
【００２４】各ゲート信号線ＧＬと各ドレイン信号線Ｄ
Ｌとで囲まれた領域は画素領域を構成するとともに、こ
れら各画素領域のマトリクス状の集合体は液晶表示部Ａ
Ｒを構成するようになっている。
【００２５】また、ｘ方向に並設される各画素領域のそ
れぞれにはそれら各画素領域内に走行された共通の対向
電圧信号線ＣＬが形成されている。この対向電圧信号線
ＣＬは各画素領域の後述する対向電極ＣＴに映像信号に
対して基準となる電圧を供給するための信号線となるも
のである。
【００２６】各画素領域には、その片側のゲート信号線
ＧＬからの走査信号によって作動される薄膜トランジス
タＴＦＴと、この薄膜トランジスタＴＦＴを介して片側
のドレイン信号線ＤＬからの映像信号が供給される画素
電極ＰＸが形成されている。
【００２７】この画素電極ＰＸは、前記対向電圧信号線
と接続された対向電極ＣＴとの間に電界を発生させ、こ
の電界によって液晶の光透過率を制御させるようになっ
ている。
【００２８】前記ゲート信号線ＧＬのそれぞれの一端は
前記シール材ＳＬを超えて延在され、その延在端は垂直
走査駆動回路Ｖの出力端子が接続される端子を構成する
ようになっている。また、前記垂直走査駆動回路Ｖの入
力端子は液晶表示パネルの外部に配置されたプリント基
板からの信号が入力されるようになっている。
【００２９】垂直走査駆動回路Ｖは複数個の半導体装置
からなり、互いに隣接する複数のゲート信号線どおしが
グループ化され、これら各グループ毎に一個の半導体装
置があてがわれるようになっている。
【００３０】同様に、前記ドレイン信号線ＤＬのそれぞ
れの一端は前記シール材ＳＬを超えて延在され、その延
在端は映像信号駆動回路Ｈｅの出力端子が接続される端
子を構成するようになっている。また、前記映像信号駆
動回路Ｈｅの入力端子は液晶表示パネルの外部に配置さ
れたプリント基板からの信号が入力されるようになって
いる。
【００３１】この映像信号駆動回路Ｈｅも複数個の半導
体装置からなり、互いに隣接する複数のドレイン信号線
どおしがグループ化され、これら各グループ毎に一個の
半導体装置があてがわれるようになっている。
【００３２】また、ｘ方向に併設された各画素領域に共
通な前記対向電圧信号線ＣＬは図中右側の端部で共通に
接続され、その接続線はシール材ＳＬを超えて延在さ
れ、その延在端において端子ＣＬＴを構成している。こ
の端子ＣＬＴからは映像信号に対して基準となる電圧が
供給されるようになっている。
【００３３】前記各ゲート信号線ＧＬは、垂直走査回路
Ｖからの走査信号によって、その一つが順次選択される
ようになっている。また、前記各ドレイン信号線ＤＬの
それぞれには、映像信号駆動回路Ｈｅによって、前記ゲ
ート信号線ＧＬの選択のタイミングに合わせて映像信号
が供給されるようになっている。
【００３４】なお、上述した実施例では、垂直走査駆動
回路Ｖおよび映像信号駆動回路Ｈｅは透明基板ＳＵＢ１
に搭載された半導体装置を示したものであるが、たとえ
ば透明基板ＳＵＢ１とプリント基板との間を跨って接続
されるいわゆるテープキャリア方式の半導体装置であっ
てもよく、さらに、前記薄膜トランジスタＴＦＴの半導
体層が多結晶シリコン（ｐ−Ｓｉ）から構成される場
合、透明基板ＳＵＢ１面に前記多結晶シリコンからなる
半導体素子を配線層とともに形成されたものであっても
よい。
【００３５】《画素の構成》図３は、前記画素領域の一
実施例を示す平面図である。また、図１は図３のI−I線
における断面図である。各図において、透明基板ＳＵＢ
１の液晶側の面に、まず、ｘ方向に延在しｙ方向に並設
される一対のゲート信号線ＧＬが形成されている。
【００３６】これらゲート信号線ＧＬは後述の一対のド
レイン信号線ＤＬとともに矩形状の領域を囲むようにな
っており、この領域を画素領域として構成するようにな
っている。
【００３７】また、画素領域のほぼ中央をゲート信号線
ＧＬと平行に走行するようにして対向電圧信号線ＣＬが
形成されている。この対向電圧信号線ＣＬはたとえばゲ
ート信号線ＧＬの形成の際に、同時に形成されるように
なっている。
【００３８】このようにゲート信号線ＧＬおよび対向電
圧信号線ＣＬが形成された透明基板ＳＵＢ１の表面には
たとえばＳｉＮからなる絶縁膜ＧＩが該ゲート信号線Ｇ
Ｌ等をも被って形成されている。
【００３９】この絶縁膜ＧＩは、後述のドレイン信号線
ＤＬの形成領域においては前記ゲート信号線ＧＬに対す
る層間絶縁膜としての機能を、後述の薄膜トランジスタ
ＴＦＴの形成領域においてはそのゲート絶縁膜としての
機能を有するようになっている。
【００４０】そして、この絶縁膜ＧＩの表面であって、
前記ゲート信号線ＧＬの一部に重畳するようにしてたと
えばアモルファスＳｉからなる半導体層ＡＳが形成され
ている。
【００４１】この半導体層ＡＳは、薄膜トランジスタＴ
ＦＴのそれであって、その上面にドレイン電極ＳＤ１お
よびソース電極ＳＤ２を形成することにより、ゲート信
号線の一部をゲート電極とする逆スタガ構造のMIS型ト
ランジスタを構成することができる。
【００４２】ここで、前記ドイレン電極ＳＤ１およびソ
ース電極ＳＤ２はドレイン信号線ＤＬの形成の際に同時
に形成されるようになっている。
【００４３】すなわち、ｙ方向に延在されｘ方向に並設
されるドレイン信号線ＤＬが形成され、その一部が前記
半導体層ＡＳの上面にまで延在されてドレイン電極ＳＤ
１が形成され、また、このドレイン電極ＳＤ１と薄膜ト
ランジスタＴＦＴのチャネル長分だけ離間されてソース
電極ＳＤ２が形成されている。
【００４４】また、このソース電極ＳＤ２は画素領域内
に形成される画素電極ＰＸと一体に形成されている。
【００４５】すなわち、画素電極ＰＸは画素領域内をそ
のｙ方向に延在しｘ方向に並設された複数（図では２
本）の電極群から構成されている。このうちの一つの画
素電極ＰＸの一方の端部は前記ソース電極ＳＤ２を兼
ね、他方の端部では他の画素電極ＰＸの対応する個所に
て互いに電気的接続が図れるようになっている。
【００４６】なお図示していないが、半導体層ＡＳとド
レイン電極ＳＤ１およびソース電極ＳＤ２との界面には
高濃度の不純物がドープされた薄い層が形成され、この
層はコンタクト層として機能するようになっている。
【００４７】このコンタクト層は、たとえば半導体層Ｓ
Ｄの形成時に、その表面にすでに高濃度の不純物層が形
成されており、その上面に形成したドレイン電極ＳＤ１
およびソース電極ＳＤ２のパターンをマスクとしてそれ
から露出された前記不純物層をエッチングすることによ
って形成することができる。
【００４８】このように薄膜トランジスタＴＦＴ、ドイ
レン信号線ＤＬ、ドレイン電極ＳＤ１、ソース電極ＳＤ
２、および画素電極ＰＸが形成された透明基板ＳＵＢ１
の表面には保護膜ＰＳＶが形成されている。この保護膜
ＰＳＶは前記薄膜トランジスタＴＦＴの液晶との直接の
接触を回避する膜で、該薄膜トランジスタＴＦＴの特性
劣化を防止せんとするようになっている。
【００４９】なお、この保護膜ＰＳＶは樹脂等の有機材
料層、あるいはＳｉＮのような無機材料層と樹脂等の有
機材料層の順次積層体から構成されている。この実施例
では有機材料層からなる保護膜ＰＳＶ１と無機材料層か
らなる保護膜ＰＳＶ２の順次積層体から構成されてい
る。
【００５０】このように保護膜ＰＳＶとして少なくとも
有機材料層を用いているのは保護膜自体の誘電率を低減
させることにある。
【００５１】保護膜ＰＳＶの上面には対向電極ＣＴが形
成されている。この対向電極ＣＴは前述の画素電極ＰＸ
と同様にｙ方向に延在されｘ方向に並設された複数（図
では３本）の電極群から構成され、かつ、それら各電極
は、平面的に観た場合、前記画素電極ＰＸの間に位置付け
られるようになっている。
【００５２】すなわち、対向電極ＣＴと画素電極ＰＸ
は、一方の側のドレイン信号線から他方の側のドレイン
信号線にかけて、対向電極、画素電極、対向電極、画素
電極、……、対向電極の順にそれぞれ等間隔に配置され
ている。
【００５３】ここで、画素領域の両側に位置づけられる
対向電極ＣＴは、その一部がドレイン信号線ＤＬに重畳
されて形成されているとともに、隣接する画素領域の対
応する対向電極ＣＴと共通に形成されている。
【００５４】換言すれは、ドレイン信号線ＤＬ上には対
向電極ＣＴがその中心軸をほぼ一致づけて重畳され、該
対向電極ＣＴの幅はドレイン信号線ＤＬのそれよりも大
きく形成されている。ドレイン信号線ＤＬに対して左側
の対向電極ＣＴは左側の画素領域の各対向電極ＣＴの一
つを構成し、右側の対向電極ＣＴは右側の画素領域の各
対向電極ＣＴの一つを構成するようになっている。
【００５５】このようにドレイン信号線ＤＬの上方にて
該ドレイン信号線ＤＬよりも幅の広い対向電極ＣＴを形
成することにより、該ドレイン信号線ＤＬからの電気力
線が該対向電極ＣＴに終端し画素電極ＰＸに終端するこ
とを回避できるという効果を奏する。ドレイン信号線Ｄ
Ｌからの電気力線が画素電極ＰＸに終端した場合、それ
がノイズとなってしまうからである。
【００５６】この場合、ドレイン信号線ＤＬとその上方
の対向電極ＣＴは有機材料層からなる保護膜ＰＳＶ２を
介在させた構成としていることから、それらの間に生じ
る寄生容量を小さくできるようになる。
【００５７】電極群からなる各対向電極ＣＴは、ゲート
信号線ＧＬを充分に被って形成される同一の材料からな
ると導電膜と一体的に形成されされている。
【００５８】そして、各対向電極ＣＴのうちの一つの対
向電極ＣＴは、保護膜ＰＳＶ２、保護膜ＰＳＶ１、およ
び絶縁膜ＧＩに貫通して形成されたスルーホールＴＨを
通して前記対向電圧信号線ＣＬに接続されている。
【００５９】なお、このスルーホールＴＨを通した対向
電圧信号線ＣＬと対向電極ＣＴとの接続構成については
後に詳述する。
【００６０】このように、対向電圧信号線ＣＬを形成し
ているのは、たとえば対向電極ＣＴの材料として、ITO
(Indium Tin Oxide)、ITZO(Indium Tin Zinc Oxide)、
IZO(Indium Zinc Oxide)等のような透光性の材料を用い
た場合、その電気的抵抗が大きいため、該対向電極ＣＴ
とは別個に電気的抵抗の小さな配線を形成する必要があ
るからである。
【００６１】なお、前記画素電極ＰＸのうち対向電圧信
号線ＣＬと重畳する部分は比較的面積の大きな部分を有
し、これにより、画素電極ＰＸと対向電圧信号線ＣＬと
の間に保護膜ＰＳＶ２、ＰＳＶ１を誘電体膜とする容量
素子Ｃｓｔｇが形成されている。
【００６２】この容量素子Ｃｓｔｇは、たとえば画素電
極ＰＸに供給された映像信号を比較的長く蓄積させる等
の機能をもたせるようになっている。
【００６３】そして、このように対向電極ＣＴが形成さ
れた透明基板ＳＵＢ１の上面には該対向電極ＣＴをも被
って配向膜（図示せず）が形成されている。この配向膜
は液晶と直接に当接する膜で、その表面に形成されたラ
ビングによって該液晶の分子の初期配向方向を決定づけ
るようになっている。
【００６４】なお、上述した画素電極ＰＸと対向電極Ｃ
Ｔは、それぞれその走行方向に複数の屈曲部が形成され
ジグザグ形状となって、いわゆるマルチドメイン方式が
採用されている。
【００６５】液晶はその分子配列が同じ状態でも、液晶
表示パネルに入射する光の入射方向によって透過光の偏
光状態が変化するので、入射方向に対応して光の透過率
が異なってしまう。
【００６６】このような液晶表示パネルの視角依存性は
視角方向に対し視点を斜めに傾けると、輝度の逆転現象
を引き起こすことになり、カラー表示の場合に画像が色
づくという表示特性を有する。
【００６７】このため、画素電極をその延在方向に少な
くとも一つの屈曲部を形成したパターンとし、さらにこ
のパターンを平行にシフトした形状で対向電極を形成
し、これら各電極の屈曲点を結んだ仮想の線を境にし一
方の領域と他方の領域とで各電極間に作用する電界の方
向を異ならしめ、これにより、視野角に依存する画像の色
づきを補償するようにしている。
【００６８】《コンタクト部の構成》図４は、図１にお
いてスルーホールＴＨを通した対向電圧信号線ＣＬと対
向電極ＣＴとの接続部を示した拡大図である。
【００６９】同図において特徴的な構成は、該対向電圧
信号線ＣＬの絶縁膜ＩＮ（保護膜ＰＳＶ２、保護膜ＰＳ
Ｖ１および絶縁膜ＧＩ）に貫通して形成されたスルーホ
ールＴＨから露出された部分に凹陥部が形成されている
ことにある。
【００７０】この凹陥部はたとえば該スルーホールＴＨ
が形成された絶縁膜ＩＮ（保護膜ＰＳＶ２、保護膜ＰＳ
Ｖ１および絶縁膜ＧＩ）を介してドライエッチング、あ
るいはウェットエッチングを行なうようにして形成され
たものである。
【００７１】そして、絶縁膜ＩＮの上面に形成された対
向電極ＣＴは、該スルーホールＴＨの側壁面、および該
スルーホールＴＨから露出された対向電圧信号線ＣＬの
面（前記凹陥部が形成された面）に被われて、該対向電
圧信号線ＣＬに電気的に接続されている。
【００７２】このように構成することによって、対向電
極ＣＴは対向電圧信号線ＣＬに対して信頼性の高い電気
的接続ができるようになる。
【００７３】すなわち、図５に示すように、対向電極Ｃ
Ｔは、スルーホールＴＨの側壁面からその底部の露出さ
れた対向電圧信号線ＣＬに至るまでの間において屈曲部
を有し、この屈曲部においていわゆる段切れが発生しや
すくなる。この段切れはスルーホールＴＨの径が小さく
なる程、あるいは絶縁膜ＩＮの厚さが大きくなる程発生
しやすくなる。
【００７４】しかし、この段切れは、図６に示すよう
に、対向電圧信号線ＣＬに形成された凹陥部の底面と側
壁面の境界の部分に集中するもので、たとえその段切れ
が生じても、該凹陥部の側壁面には確実に対向電極ＣＴ
が被着した状態で形成されることになる。このため、電
流はこの被着した部分において充分に流れるようにな
り、電気的な接続は確保されることになる。
【００７５】ちなみに、図７は、対向電極を形成する際
に、スルーホールの側壁面とその底部の露出された対向
電圧信号線ＣＬとの間の屈曲部において、該対向電極Ｃ
Ｔに段切れが生じる理由を示したものである。
【００７６】同図は、対向電極ＣＴの層を多数の粒子の
集合で示しており、たとえばスパッタリングによってス
ルーホールの側壁面に堆積された粒子と対向電圧信号線
ＣＬの表面に堆積された粒子は、その下地層の材料の相
異によって、それぞれ成長速度に差が生じ、図８に示す
ように、その差によって発生するクラックで段切れが生
じる。
【００７７】上述のように、スルーホールＴＨから露出
された対向電圧信号線ＣＬに形成される前記凹陥部はそ
の深さが１ｎｍあれば十分で、それ以上であればさらに
信頼性が向上することが確かめられた。たとえ、対向電
極ＣＴに段切れが発生しても、該対向電極ＣＴはスルー
ホールＴＨの底面の円周の長さ×１ｎｍの面積で対向電
圧信号線ＣＬと接続が図れるからである。
【００７８】また、上述したように、該段切れが発生す
る確率は対向電圧信号線ＣＬと対向電極ＣＴの間に介在
される絶縁膜の厚さによって影響することから、該対向
電圧信号線ＣＬに形成される凹陥部の深さは絶縁膜ＧＩ
の厚さのたとえば１／１０以上とすることで、さらに効
果の向上を奏することができる。
【００７９】実施例２．上述した実施例では、対向電圧
信号線ＣＬは二層構造のものを示しているに限らず、一
層構造に基づいて説明したものである。対向電圧信号線
ＣＬが多層であると否とにかかわらず、上述した効果が
同様に得られるからである。
【００８０】しかし、二層構造にした場合、対向電極Ｃ
Ｔとの接続が図れる上層の材料をコンタクトを行なうの
に良好な材料を選択し、また、下層の材料として電気的
抵抗の小さいものを選択することができる。
【００８１】なお、図９（ａ）ないし（ｉ）は上述した
接続部を形成するための製造方法の一実施例を示した工
程図である。以下、工程順に説明する。 工程１．（図９（ａ）） 透明基板ＳＵＢ１を用意する。 工程２．（図９（ｂ）） 該透明基板ＳＵＢ１の主表面に対向電圧信号線ＣＬのう
ち下層の金属層ＭＢを形成する。
【００８２】工程３．（図９（ｃ）） 該金属層ＭＢの表面に対向電圧信号線ＣＬのうち上層の
金属層ＭＡを形成する。そして、フォトリソグラフィ技
術による選択エッチング法によりパターン化して対向電
圧信号線ＣＬを形成する。 工程４．（図９（ｄ）） 前記対向電圧信号線ＣＬをも被って透明基板ＳＵＢ１面
に絶縁膜ＩＮを形成する。
【００８３】工程５．（図１０（ｅ）） 絶縁膜ＩＮの上面にフォトレジスト膜ＰＲを形成し、こ
のフォトレジスト膜ＰＲに選択露光した後現像を行なう
ことによって穴あけをする。この穴はスルーホールＴＨ
の形成部分に形成される。 工程６．（図１０（ｆ）） 穴あけされたフォトレジスト膜ＰＲをマスクとし、それ
から露出された絶縁膜ＩＮをドライエッチングする。
【００８４】工程７．（図１０（ｇ）） 絶縁膜ＩＮの下層の金属層ＭＡが露出することにより該
絶縁膜ＩＮにスルーホールＴＨが形成されるが、ドライ
エッチングをさらに続行することにより該金属層ＭＡに
凹陥部を形成する。この段階で前記フォトレジスト膜Ｐ
Ｒを除去する。 工程８．（図１１（ｈ）） 絶縁膜ＩＮ面に前記スルーホール部をも被ってたとえば
ＩＴＯ膜を形成する。 工程９．（図１１（ｉ）） 前記ＩＴＯ膜をフォトリソグラフィ技術による選択エッ
チング法を用いてパターン化し、対向電極ＣＴを形成す
る。
【００８５】実施例３．この実施例では、前記対向電圧
信号線ＣＬをたとえば三層構造にしたものについて説明
をする。
【００８６】図１０は、対向電圧信号線ＣＬが三層構造
となっており、それをも被って被覆される絶縁膜ＩＮ
（たとえば絶縁膜ＧＩ、保護膜ＰＳＶ１、保護膜ＰＳＶ
２の順次積層体）に形成されたスルーホールＴＨを通し
て、対向電極ＣＴが該対向電圧信号線ＣＬに電気的に接
続されている断面図である。
【００８７】該対向電圧信号線ＣＬはその第２層の材料
を低抵抗の材料で構成し、下層の第１層および上層の第
３層の材料によって該第２層の材料を保護することによ
り、絶縁膜下の該対向電圧信号線ＣＬの信頼性向上を図
っている。
【００８８】この場合、第１層、第３層、および第２層
の順に膜厚が大きくなっていることが好ましい。第２層
は対向電圧信号線ＣＬの配線抵抗に支配的であり、その
膜厚を大きくすることにより、該対向電圧信号線ＣＬの
電気的抵抗を低減させることができるからである。
【００８９】また、第２層は、前記絶縁膜ＩＮのスルー
ホールＴＨから露出された対向電圧信号線ＣＬの部分に
凹陥部を形成し、この凹陥部の底面および側壁面におい
て対向電極ＣＴとのコンタクトを実現させるためであ
る。
【００９０】このため、前記凹陥部の深さを充分に形成
するような場合には、第２層の膜厚は第１層の膜厚の２
倍以上とすることが望ましい。これにより、該凹陥部の
側壁面にて対向電極ＣＴとの接続面積を大きく確保する
ことができるようになる。
【００９１】また、この場合、第１層と第３層を構成す
る材料は同じものであってもよい。このようにすれば、
量産性に優れたものとすることができる。
【００９２】実施例４．図１１は、本発明による液晶表
示装置の他の実施例を示す構成図で、図４に対応した図
となっている。
【００９３】図４の場合と比較して異なる構成は、二層
構造からなる対向電圧信号線ＣＬの対向電極ＣＴと接続
される部分の凹陥部は下層の表面が露出されるにまで及
んで形成されていることにある。
【００９４】このようにした場合であっても、下層の導
電層に比較的深さの大きな凹陥部が形成されることがな
いので、該導電層自体の電気的抵抗の低減を抑制するこ
とができる。
【００９５】なお、この実施例は対向電圧信号線ＣＬが
三層構造の場合であっても適用できることはいうまでも
ない。
【００９６】実施例５．図１２（ａ）は、本発明による
液晶表示装置の他の実施例を示す構成図で、図４に対応
した図となっている。
【００９７】図４の場合と比較して異なる構成は、対向
電圧信号線ＣＬの表面の対向電極ＣＴと接続される部分
に多数の凹凸が形成されていることにある。
【００９８】このように構成した場合、対向電圧信号線
ＣＬと対向電極ＣＴとの接触面積が増大され、コンタク
ト抵抗の改善が図れるようになる。また、図１２（ｂ）
に示すように、対向電極ＣＴの形成時に、その構成粒子
の成長方向の多方向化により段差部での段切れの低減が
図れるようになる。
【００９９】上記凹凸の形成として、該凹凸を形成する
金属層の加工中にドライエッチングガスを断続的にＯＮ
／ＯＦＦする方法、あるいは、該凹凸を形成する金属層
の加工中にドライエッチングの際のプラズマの強度を変
調とする方法等がある。さらに、該金属層形成の際のス
パッタターゲットの合金の組成を偏在させることによ
り、該金属層の合金の組成を個所ごとにバラツキを生じ
させ、ドライエッチレートを個所ごとに異ならしめるこ
とによっても形成することができる。
【０１００】実施例６．図１３は、本発明による液晶表
示装置の他の実施例を示す構成図で、図１１に対応した
図となっている。
【０１０１】図１１の場合と比較して異なる構成は、対
向電圧信号線ＣＬの対向電極ＣＴと接続される部分にお
いて、島状に形成される多数の散在された導電層が形成
されていることにある。
【０１０２】このように構成した場合でも、表面に凹凸
を形成した場合と同様の効果が得られる。
【０１０３】実施例７．この実施例は、前記ゲート信号
線ＧＬあるいはドレイン信号線ＤＬの他の実施例を示
す。
【０１０４】図１４（ａ）は、たとえば前記ドレイン信
号線ＤＬの断面形状を示す図である。前記ドレイン信号
線ＤＬは三層構造からなり、図１４（ｂ）に示すよう
に、その下層の導電層（第１層）の幅をＷ１、上層の導
電層（第３層）の幅をＷ２とした場合、Ｗ１＞Ｗ２の関
係を有し、それらの中間層の導電層（第２層）は下層の
導電層側から上層の導電層側へ幅Ｗ１からＷ２へかけて
幅が小さくなるテーパが形成されているようになってい
る。
【０１０５】また、図１４（ｃ）に示すように、前記下
層の導電層の側壁面の角度θ１および中間層の導電層の
側壁面の角度θ２はともに９０°以下となっている。
【０１０６】この場合、このように形成されたドレイン
信号線ＤＬをも被って絶縁膜を形成した場合に、該信号
線の走行方向辺の近傍においてクラックが発生し難くな
り、該クラックによる弊害を防止することができるよう
になる。
【０１０７】この実施例の効果をより明確にするため、
図１５（ａ）において、三層構造からなる信号線の下層
の導電層において、その側壁面がエッチングの際のサイ
ドエッチにより、角度が９０°より小さくなっている場
合を考える。
【０１０８】図１５（ｂ）に示すように、該信号線をも
被うようにして絶縁膜ＩＮが形成された場合、該信号線
の下層の導電層の側壁部に絶縁膜が充分に被われなくな
り、ここの部分から絶縁膜表面にかけてクラックが発生
し易くなる。絶縁膜が被われない部分に空気が残留し、
周囲を真空にした場合にその圧力差によって該絶縁膜に
大きな力が加わるからである。
【０１０９】この場合、図１５（ｃ）に示すように、一
層の絶縁膜を介して信号線の上部に導電膜が形成されて
いる場合、それらの短絡が生じ易いという不都合をもた
らすようになる。また、図１５（ｄ）に示すように、二
層の絶縁膜を介して信号線の上部に導電膜が形成されて
いる場合、絶縁耐圧劣化という不都合をもたらすように
なる。
【０１１０】図３に示した画素の構成の場合、ゲート信
号線ＧＬとその上方に形成された対向電極ＣＴとの間
に、また、ドレイン信号線ＤＬとその上方に形成された
対向電極ＣＴとの間に、上述した不都合をもたらすよう
になる。
【０１１１】断面が図１５（ａ）に示すような信号線を
形成するには、下層の金属層のエッチングレートが上層
の金属層のエッチングレートよりも小さくなるような各
材料を選択することによって達成することができる。特
に、ウェットエッチングレートが該関係を満たすことが
好ましい。
【０１１２】この場合、信号線を被う絶縁膜に該信号線
の一部を露出させるスルーホールをドライエッチングに
よって形成する場合、上層の金属層はいわゆるドライエ
ッチング耐性のものを選択することが好ましい。
【０１１３】たとえば、第１層の金属をＭｏＣｒ、第２
層の金属をＡｌ系、第３層の金属をＭｏＺｒとすること
によって好適となる。この場合、第２層のＡｌ系の金属
としてたとえばＡｌＮｄを用いることができる。
【０１１４】実施例８．図１６は、本発明による液晶表
示装置の他の実施例を示す構成図で、たとえば図２のXV
I−XVI線における断面図に相当する。
【０１１５】上述したように対向電圧信号線ＣＬをたと
えば二層構造にし、その下層に低抵抗のＡｌあるいはそ
の合金を用いた場合に、該下層の形成と同時に、たとえ
ばシール材ＳＬの外側の透明基板ＳＵＢ１面にアライメ
ントマークＡＭを形成していることにある。
【０１１６】Ａｌは光反射率が高く、該アライメントマ
ークＡＭからの反射光によって該アライメントマークＡ
Ｍを認識する場合において、その読み取りにエラーが発
生しにくいからである。
【０１１７】この場合、前記対向電圧信号線ＣＬの対向
電極ＣＴとの接続を図るため、絶縁膜にスルーホール形
成のためにドライエッチングを行ないそのまま上層の金
属層に凹陥部を形成する場合、該スルーホールの径が極
めて小さいことから該凹陥部のエッチングの速度は遅く
なる。
【０１１８】一方、アライメントマークＡＭを対向電圧
信号線ＣＬと同様に二層構造で形成した場合でも、前記
ドライエッチング時に上層の金属層が除去され、下層の
Ａｌあるいはその合金の表面が露出されることになる。
画素領域ほどの面積を有するアライメントマークＡＭは
ドライエッチングガスにさらされ易く相対的にエッチン
グの速度が速くなるからである。
【０１１９】実施例９．上述した実施例では、いわゆる
横電界方式と称される液晶表示装置について説明したも
のであるが、縦電界方式と称される液晶表示装置につい
ても適用できることはいうまでもない。
【０１２０】図１７（ａ）は、該縦電界方式と称される
液晶表示装置の画素の一実施例を示す平面図で、図３に
対応した図となっている。図３に付した符号と同符号の
ものは同一の材料および機能を有するようになってい
る。また、図１７（ａ）のｂ−ｂ線における断面図を図
１７（ｂ）に示している。
【０１２１】図３の場合と比較して異なる構成は、ま
ず、画素電極ＰＸにある。この画素電極ＰＸは保護膜Ｐ
ＳＶ２上において画素領域の大部分を被うようにして形
成され、たとえば、ITO (Indium Tin Oxide)、ITZO(Ind
ium Tin Zinc Oxide)、IZO (Indium Zinc Oxide)等か
らなる透光性の材料で形成されている。
【０１２２】この画素電極ＰＸは保護膜ＰＳＶ２、ＰＳ
Ｖ１に貫通して形成されたスルーホールＴＨを通して薄
膜トランジスタＴＦＴのソース電極ＳＤ２に接続されて
いる。
【０１２３】この場合のソース電極ＳＤ２の画素電極Ｐ
Ｘと接続される部分に凹陥部が形成されており、また、
ソース電極ＳＤ２はたとえば三層構造として形成されて
いる。
【０１２４】なお、この画素電極ＰＸは、対向する他の
透明基板ＳＵＢ２の液晶側の面に各画素領域に共通に形
成されたやはり透光性の材料の対向電極との間に基板と
垂直方向に発生する電界を生じせしめるようになってい
る。
【０１２５】また、本発明は、画素領域内のスルーホー
ルに限定されるものではなく、端子部のコンタクトに用
いても安定した導電接続を図ることができる。
【０１２６】
【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
本発明による液晶表示装置によれば、スルーホールを通
したコンタクトを信頼性あるものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による液晶表示装置の画素の一実施例を
示す構成図で、図３のI−I線における断面図である。
【図２】本発明による液晶表示装置の一実施例を示す全
体構成図である。
【図３】本発明による液晶表示装置の画素の一実施例を
示す平面図である。
【図４】本発明による液晶表示装置の画素のスルーホー
ル部の拡大図である。
【図５】本発明による効果を示す説明図である。
【図６】本発明による効果を示す説明図である。
【図７】本発明を適用しない場合の不都合を示す説明図
である。
【図８】本発明を適用しない場合の不都合を示す説明図
である。
【図９】本発明による液晶表示装置の製造方法の一実施
例を示す工程図である。
【図１０】本発明による液晶表示装置の画素の他の実施
例を示す断面図である。
【図１１】本発明による液晶表示装置の画素の他の実施
例を示す断面図である。
【図１２】本発明による液晶表示装置の画素の他の実施
例を示す断面図である。
【図１３】本発明による液晶表示装置の画素の他の実施
例を示す断面図である。
【図１４】本発明による液晶表示装置の画素の他の実施
例を示す構成図である。
【図１５】本発明を適用しない場合の不都合を示す説明
図である。
【図１６】本発明による液晶表示装置の他の実施例を示
す構成図である。
【図１７】本発明による液晶表示装置の他の実施例を示
す構成図である。
【符号の説明】
ＳＵＢ１、ＳＵＢ２…透明基板、ＧＬ…ゲート信号線、
ＤＬ…ドレイン信号線、ＣＬ…対向電圧信号線、ＴＦＴ
…薄膜トランジスタ、ＰＸ…画素電極、ＣＴ…対向電
極、Ｃｓｔｇ…容量素子、ＴＨ…スルーホール、ＧＩ…
絶縁膜（ゲート絶縁膜）、ＰＳＶ１…保護膜（無機材
料）、ＰＳＶ２…保護膜（有機材料）、ＩＮ…絶縁膜。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 21/768 Ｈ０１Ｌ 29/78 ６１２Ａ 29/786 21/90 Ｂ (72)発明者 仲吉 良彰 千葉県茂原市早野3300番地 株式会社日立 製作所ディスプレイグループ内 Ｆターム(参考） 2H090 HA03 HA04 LA01 2H092 GA17 GA29 GA34 HA06 JA24 JB33 MA17 NA13 5C094 AA31 AA32 BA03 BA43 CA19 DA15 DB10 EA04 EA07 FA04 5F033 HH38 JJ38 KK10 KK22 MM05 MM08 NN12 NN13 NN17 QQ08 QQ09 QQ11 QQ19 QQ37 XX09 5F110 AA26 BB01 CC07 HL03 HL06 HL12 HL14 HM03 NN03 NN24 NN27 NN72

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 液晶を介して対向配置される基板のうち
    少なくとも一方の基板の液晶側の面に、第１導電膜と、
    この第１導電膜をも被って形成される絶縁膜と、この絶
    縁膜の上面に形成された第２導電膜とが形成され、 前記第２導電膜の一部は前記絶縁膜に形成されたスルー
    ホールを通して前記第１導電膜に電気的に接続され、 前記第１導電膜は第２導電膜と接続される部分において
    凹陥部が形成されていることを特徴とする液晶表示装
    置。
  2. 【請求項２】 液晶を介して対向配置される基板のうち
    少なくとも一方の基板の液晶側の面に、第１導電膜と、
    この第１導電膜をも被って形成される絶縁膜と、この絶
    縁膜の上面に形成された第２導電膜とが形成され、 前記第２導電膜の一部は前記絶縁膜に形成されたスルー
    ホールを通して前記第１の導電膜に電気的に接続され、 前記第１導電膜は前記スルーホールが形成された絶縁膜
    をマスクとするエッチングによる凹陥部が形成され、こ
    の凹陥部の底面および側壁面で前記第２導電膜に接続さ
    れていることを特徴とする液晶表示装置。
  3. 【請求項３】 前記第１導電膜は二層構造からなり、そ
    の上層の導電膜にて凹陥部が形成されているとともに、
    下層の導電膜は上層の導電膜よりも電気的抵抗の小さい
    材料からなることを特徴とする請求項１および２のうち
    いずれかに記載の液晶表示装置。
  4. 【請求項４】 液晶を介して対向配置される基板のうち
    少なくとも一方の基板の液晶側の面に、三層構造からな
    る第１導電膜と、この第１導電膜をも被って形成される
    絶縁膜と、この絶縁膜の上面に形成された第２導電膜と
    が形成され、前記第２導電膜の一部は前記絶縁膜に形成
    されたスルーホールを通して前記第１導電膜に電気的に
    接続され、 前記第１導電膜は第２導電膜と接続される最上層の部分
    において凹陥部が形成され、 該最上層と最下層の間にある中間層は該最上層および最
    下層よりも電気抵抗の小さい導電層で形成されているこ
    とを特徴とする液晶表示装置。
  5. 【請求項５】 第１導電膜はその最下層、最上層、およ
    び中間層の順に膜厚が大きく形成されていることを特徴
    とする請求項４に記載の液晶表示装置。
  6. 【請求項６】 第１導電膜はその最下層および最上層が
    同一の材料で形成されていることを特徴とする請求項５
    に記載の液晶表示装置。
  7. 【請求項７】 液晶を介して対向配置される基板のうち
    少なくとも一方の基板の液晶側の面に、前記基板面側か
    ら第１層、第２層、第３層からなる三層構造の導電層
    と、この導電層をも被って形成される絶縁膜とが形成さ
    れ、 前記導電層は、その第３層の幅が第１層の幅よりも小さ
    く構成され、第２層は第１層から第３層にかけて幅が順
    次狭くなるテーパ状をなすとともに、 前記第１層は、その側壁面の基板面に対する角度が９０
    °より小さく設定されていることを特徴とする液晶表示
    装置。
  8. 【請求項８】 液晶を介して対向配置される基板のうち
    少なくとも一方の基板の液晶側の面に、前記基板面側か
    ら第１層、第２層、第３層からなる三層構造の導電層
    と、この導電層をも被って形成される絶縁膜とが形成さ
    れ、 前記導電層は、その第３層が第１層と比較してドライエ
    ッチング耐性が大きく、第１層が第３層と比較してウェ
    ットエッチング耐性が大きいことを特徴とする液晶表示
    装置。
  9. 【請求項９】 第１層がＭｏＣｒ、第２層がＡｌまたは
    その合金、第３層がＭｏＺｒで形成されていることを特
    徴とする請求項８に記載の液晶表示装置。
  10. 【請求項１０】 液晶を介して対向配置される各基板の
    うち一方の基板の液晶側の面に、並設された複数のゲー
    ト信号線とこれら各ゲート信号線と交差して並設された
    複数のドレイン信号線とで囲まれた領域を画素領域と
    し、 これら画素領域に、ゲート信号線からの走査信号によっ
    て作動する薄膜トランジスタと、この薄膜トランジスタ
    を介してドレイン信号線からの映像信号が供給される画
    素電極と、対向電圧信号線に接続され前記画素電極との
    間に電界を発生せしめる対向電極とを有し、 前記対向電圧信号線は絶縁膜の下層に形成されていると
    ともに、前記対向電極は前記絶縁膜の上層に形成され該
    絶縁膜に形成されたスルーホールを通して前記対向電圧
    信号線に電気的に接続され、 前記対向電圧信号線は対向電極と接続される部分におい
    て凹陥部が形成されていることを特徴とする液晶表示装
    置。
  11. 【請求項１１】 液晶を介して対向配置される各基板の
    うち一方の基板の液晶側の面に、並設された複数のゲー
    ト信号線とこれら各ゲート信号線と交差して並設された
    複数のドレイン信号線とで囲まれた領域を画素領域と
    し、 これら画素領域に、ゲート信号線からの走査信号によっ
    て作動する薄膜トランジスタと、この薄膜トランジスタ
    を介してドレイン信号線からの映像信号が供給される画
    素電極と、対向電圧信号線に接続され前記画素電極との
    間に電界を発生せしめる対向電極とを有し、 前記対向電圧信号線は絶縁膜の下層に形成されていると
    ともに、前記対向電極は前記絶縁膜の上層に形成され該
    絶縁膜に形成されたスルーホールを通して前記対向電圧
    信号線に電気的に接続され、 前記対向電圧信号線は対向電極と接続される部分におい
    て凹陥部が形成され、前記ゲート信号線とドレイン信号
    線のうち少なくとも一方の信号線は、基板面側から第１
    層、第２層、第３層からなる三層構造の導電層からな
    り、その第３層の幅が第１層の幅よりも小さく構成さ
    れ、第２層は第１層から第３層にかけて幅が順次狭くな
    るテーパ状をなすとともに、 前記第１層は、その側壁面の基板面に対する角度が９０
    °より小さく設定されていることを特徴とする液晶表示
    装置。
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