JP2008028417A - Active liquid crystal display panel - Google Patents
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Description
この発明はアクティブ型液晶表示パネルに関する。 The present invention relates to an active liquid crystal display panel.
図5は従来のアクティブ型液晶表示パネルの一例の一部(一画素領域分)の平面図を示し、図6はそのX−X線に沿う要部断面図(液晶および対向電極基板は省略)を示したものである。この液晶表示パネルを製造する場合には、まず、図7に示すように、ガラス基板1の上面の所定の箇所にAlまたはAl合金からなるゲート電極2、ゲートライン(走査線)3(図5参照)および補助容量電極4(図5参照)を形成し、その上面全体に窒化シリコンからなるゲート絶縁膜5を成膜する。次に、ゲート絶縁膜5の上面のデバイスエリアに真性アモルファスシリコンからなる半導体膜6を形成し、半導体膜6の上面の所定の箇所に窒化シリコンからなるチャネル保護膜7を形成し、チャネル保護膜7の上面両側およびその両側における半導体膜6の上面にN型アモルファスシリコンからなるN型半導体膜8D、8Sを形成する。次に、ゲート絶縁膜5およびN型半導体膜8Sの上面の所定の箇所にITO(インジウム−錫酸化物)からなる画素電極9を形成する。
FIG. 5 is a plan view of a part (one pixel region) of an example of a conventional active type liquid crystal display panel, and FIG. Is shown. When manufacturing this liquid crystal display panel, first, as shown in FIG. 7, a
次に、上面全体にCr膜11、AlまたはAl合金からなるAl系金属膜12および保護用Cr膜13を連続して成膜する。次に、保護用Cr膜13の上面の所定の箇所に、ドレイン電極、ドレインライン(信号線)およびソース電極を形成するためのレジスト膜14を形成する。この場合、保護用Cr膜13は、レジスト現像時に現像液の作用によってITOからなる画素電極9とAl系金属膜12とが電池反応により腐食しないようにするためのものである。次に、図8に示すように、レジスト膜14をマスクとしてウェットエッチングを行うことにより、保護用Cr膜13およびAl系金属膜12の不要な部分を除去する。次に、レジスト膜14を剥離する。次に、Al系金属膜12をマスクとしてウェットエッチングを行うことにより、Cr膜11の不要な部分を除去するとともに、保護用Cr膜13を剥離する。
Next, a Cr
すると、図5および図6に示すように、N型半導体膜8Dおよびゲート絶縁膜5の上面の所定の箇所にCr膜11DおよびAl系金属膜12Dからなるドレイン電極15およびドレインライン16が形成される。また、N型半導体膜8Sおよび画素電極9の上面の所定の箇所にCr膜11SおよびAl系金属膜12Sからなるソース電極17が形成される。そして、ゲート電極2、半導体膜6、N型半導体膜8D、8S、ドレイン電極15、ソース電極17により、スイッチング素子としての薄膜トランジスタ18が構成されている。
Then, as shown in FIGS. 5 and 6, the
ところで、上記従来の液晶表示パネルの製造方法では、Cr膜11の不要な部分を除去するとともに、保護用Cr膜13を剥離するとき、ITOからなる画素電極9とソース電極17形成用のCr膜11Sとが接続されているので、Crエッチャント中におけるITO−Cr系の電池反応により、図9に示すように、ソース電極17形成用のCr膜11Sのサイドエッチングが激しく進行してしまう。このような場合には、ソース側におけるコンタクト特性が劣化し、薄膜トランジスタ18のオン電流が低下してしまうという問題があった。また、最悪の場合には、ソース電極17形成用のAl系金属膜12Sが剥がれてしまい、歩留低下の一要因となってしまうという問題があった。この発明の課題は、ソース電極形成用のCr膜のサイドエッチング量を低減することである。
By the way, in the above conventional liquid crystal display panel manufacturing method, unnecessary portions of the
請求項1に記載の発明は、ITOからなる画素電極および該画素電極に接続された薄膜トランジスタを備えたアクティブ型液晶表示パネルにおいて、前記画素電極に接続されて形成されたAlより酸化還元電位が高い保護金属膜とその上に形成されたAl系金属膜とにより少なくとも前記薄膜トランジスタのソース電極を形成し、前記画素電極の平面の面積をS1とし、前記保護金属膜の周囲面の面積をS2としたとき、S1/S2の値が15000程度以下となるようにしたことを特徴とするものである。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記S1/S2の値が7000程度以下となるようにしたことを特徴とするものである。
請求項3に記載の発明は、ITOからなる画素電極および該画素電極に接続された薄膜トランジスタを備えたアクティブ型液晶表示パネルにおいて、前記薄膜トランジスタは半導体膜と該半導体膜に接続されたソース電極およびドレイン電極を有し、前記ソース電極は前記画素電極上に形成されたAlより酸化還元電位が高い保護金属膜とその上に形成されたAl系金属膜を有し且つ前記画素電極上に接続された部分が前記半導体膜に接続された部分よりも幅広く形成されていることを特徴とするものである。
請求項4に記載の発明は、請求項1〜3のいずれかに記載の発明において、前記ソース電極は前記画素電極の前記薄膜トランジスタ側の一辺に沿って延出されていることを特徴とするものである。
請求項5に記載の発明は、請求項1または2に記載の発明において、前記画素電極に接続されて形成されたAlより酸化還元電位が高い保護金属膜とその上に形成されたAl系金属膜とにより、前記薄膜トランジスタのソース電極と該ソース電極とは分離されたダミーソース電極とを形成したことを特徴とするものである。
請求項6に記載の発明は、ITOからなる画素電極および該画素電極に接続された薄膜トランジスタを備えたアクティブ型液晶表示パネルにおいて、前記画素電極に接続されて形成されたAlより酸化還元電位が高い保護金属膜とその上に形成されたAl系金属膜とからなる前記薄膜トランジスタのソース電極と、該ソース電極とは分離され、前記画素電極に接続されて形成されたAlより酸化還元電位が高い保護金属膜とその上に形成されたAl系金属膜とからなるダミーソース電極とを備えていることを特徴とするものである。
請求項7に記載の発明は、請求項5または6に記載の発明において、前記ダミーソース電極は前記画素電極の前記薄膜トランジスタ側の一辺に沿って設けられていることを特徴とするものである。
請求項8に記載の発明は、請求項5または6に記載の発明において、前記ダミーソース電極は前記画素電極の前記薄膜トランジスタ側とは反対側の一辺に沿って設けられていることを特徴とするものである。
請求項9に記載の発明は、請求項8に記載の発明において、前記画素電極の前記薄膜トランジスタ側とは反対側の一辺下に補助容量電極が設けられていることを特徴とするものである。
そして、この発明によれば、画素電極の平面の面積をS1とし、保護金属膜の周囲面の面積をS2としたとき、S1/S2の値が15000程度以下または7000程度以下となるようにすると、ソース電極形成用の保護金属膜のエッレートの早さが抑えられ、ひいてはソース電極形成用の保護金属膜のサイドエッチング量を低減することができる。
In an active liquid crystal display panel including a pixel electrode made of ITO and a thin film transistor connected to the pixel electrode, the redox potential is higher than that of Al formed connected to the pixel electrode. At least a source electrode of the thin film transistor is formed by a protective metal film and an Al-based metal film formed on the protective metal film, and the area of the plane of the pixel electrode is S 1 and the area of the peripheral surface of the protective metal film is S 2. In this case, the value of S 1 / S 2 is about 15000 or less.
The invention according to
According to a third aspect of the present invention, in the active liquid crystal display panel including a pixel electrode made of ITO and a thin film transistor connected to the pixel electrode, the thin film transistor includes a semiconductor film and a source electrode and a drain connected to the semiconductor film. The source electrode has a protective metal film having a higher oxidation-reduction potential than Al formed on the pixel electrode and an Al-based metal film formed thereon, and is connected to the pixel electrode The portion is formed wider than the portion connected to the semiconductor film.
According to a fourth aspect of the invention, in the invention according to any one of the first to third aspects, the source electrode extends along one side of the pixel electrode on the thin film transistor side. It is.
According to a fifth aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, a protective metal film having a higher oxidation-reduction potential than Al formed by being connected to the pixel electrode, and an Al-based metal formed thereon The film is characterized in that a source electrode of the thin film transistor and a dummy source electrode separated from the source electrode are formed by the film.
In an active liquid crystal display panel including a pixel electrode made of ITO and a thin film transistor connected to the pixel electrode, an oxidation-reduction potential is higher than that of Al formed connected to the pixel electrode. A source electrode of the thin film transistor comprising a protective metal film and an Al-based metal film formed thereon, and a protection having a higher redox potential than Al formed by being separated from the source electrode and connected to the pixel electrode A dummy source electrode comprising a metal film and an Al-based metal film formed thereon is provided.
According to a seventh aspect of the invention, in the invention of the fifth or sixth aspect, the dummy source electrode is provided along one side of the pixel electrode on the thin film transistor side.
The invention according to claim 8 is the invention according to
The invention according to
Then, according to the present invention, the area of the plane of the pixel electrodes and S 1, when the area of the peripheral surface of the protective metal film has a S 2, and S 1 / S value of 2 or less or less or about 7000 about 15000 In this case, the speed of the etching of the protective metal film for forming the source electrode can be suppressed, and the side etching amount of the protective metal film for forming the source electrode can be reduced.
以上説明したように、この発明によれば、画素電極の平面の面積をS1とし、保護金属膜の周囲面の面積をS2としたとき、S1/S2の値が15000程度以下または7000程度以下となるようにすることにより、ソース電極形成用の保護金属膜のサイドエッチング量を低減することができるので、薄膜トランジスタのオン電流が低下しにくいようにすることができ、またソース電極形成用のAl系金属膜が剥がれにくいようにすることができ、歩留を向上させることができる。 As described above, according to the present invention, the area of the plane of the pixel electrodes and S 1, when the area of the peripheral surface of the protective metal film has a S 2, S 1 / value of S 2 is 15000 about or less or By setting the thickness to about 7000 or less, the amount of side etching of the protective metal film for forming the source electrode can be reduced, so that the on-current of the thin film transistor can be made difficult to decrease, and the source electrode is formed. Therefore, it is possible to prevent the Al-based metal film from being peeled off and to improve the yield.
図1はこの発明の一実施形態におけるアクティブ型液晶表示パネルの一部の平面図を示したものである。この図において、図5と同一名称部分には同一の符号を付し、その説明を適宜省略する。この液晶表示パネルにおいて、図5に示す従来の場合と異なる点は、Cr膜11SおよびAl系金属膜12Sからなるソース電極17を、少なくとも、画素電極9の図1の下辺部のほぼ全体の上面およびその近傍におけるゲート絶縁膜5の上面に形成した点である。
FIG. 1 is a plan view of a part of an active liquid crystal display panel according to an embodiment of the present invention. In this figure, parts having the same names as those in FIG. In this liquid crystal display panel, the difference from the conventional case shown in FIG. 5 is that the
すなわち、ソース電極17は、図6に示すように、半導体膜6上にN型半導体膜8Sを介して形成された第1ソース電極部と、図1に示すように、画素電極9上に形成された第2ソース電極部と、画素電極9の図1の下辺部(薄膜トランジスタ18側の一辺)に沿ってほぼL字状に形成された第3ソース電極部とからなっている。この場合、第2ソース電極部の図1の左右方向の幅は第1ソース電極部の同方向の幅よりも広くなっている。
That is, the
このように、この液晶表示パネルでは、Cr膜11SおよびAl系金属膜12Sからなるソース電極17を、少なくとも、画素電極9の図1の下辺部のほぼ全体の上面およびその近傍におけるゲート絶縁膜5の上面に形成しているので、Cr膜11Sの平面の面積が大きくなり、ひいてはCr膜11Sの周囲面の面積(周囲長×膜厚)も大きくなる。そして、このCr膜11Sの周囲面の面積の増大により、次に説明するように、Cr膜11Sのサイドエッチング量を低減することができる。
As described above, in this liquid crystal display panel, the
次に、Cr膜11Sのサイドエッチング量を低減することができる理由について説明する。まず、図8を参照して説明すると、Cr膜11の不要な部分を除去するとともに、保護用Cr膜13を剥離するとき、ITOからなる画素電極9とソース電極17形成用のCr膜11Sとが接続されているので、Cr膜11S側で酸化反応、画素電極9側で還元反応が生じ、Cr膜11S側に負の電位、画素電極9側に正の電位が生じる。そして、この電位により、Cr膜11Sのエッチレートが非常に早くなる。このCr膜11Sのエッチレートの早さは、Cr膜11S側での酸化反応による単位面積当たりの電荷量に依存する。
Next, the reason why the side etching amount of the
そこで、Cr膜11Sのエッチレートの早さを抑えるには、Cr膜11S側の反応面積を大きくして単位面積当たりの電荷量を減らすことが考えられる。そして、画素電極9の平面の面積をS1とし、Cr膜11Sの周囲面の面積をS2とし、S1/S2の値を変えて、Cr膜11Sのサイドエッチング量を調べたところ、図2に示す結果が得られた。ここで、一例として、画素電極9の平面の面積S1を200μm×100μm=20000μm2とし、Cr膜11Sの周囲面の面積S2を周囲長×膜厚=40μm×0.025μm(250Å)=1μm2とした場合、S1/S2の値は20000となる。そして、図2から明らかなように、Cr膜11Sのサイドエッチング量(μm)はS1/S2の値が小さくなるほど低減している。
In order to suppress the rapid etching rate of the
一方、薄膜トランジスタ18のチャネル幅が5μmでCr膜11Sのサイドエッチング量が1.0μmであると、オン電流が10%程度低下し、サイドエッチング量が1.5μmであると30%程度以上低下する。したがって、Cr膜11Sのサイドエッチング量は1.0μm程度以下に抑えることが好ましい。そこで、S1/S2の値を15000程度とすると、Cr膜11Sのサイドエッチング量を1.0μm程度に抑えることができる。また、S1/S2の値を7000程度以下とすると、Cr膜11Sのサイドエッチング量を0.6μm程度以下に抑えることができる。
On the other hand, when the channel width of the
したがって、上述したように、Cr膜11SおよびAl系金属膜12Sからなるソース電極17を画素電極9の図1の下辺部のほぼ全体の上面およびその近傍におけるゲート絶縁膜5の上面に形成すると、Cr膜11Sの周囲面の面積が大きくなるので、Cr膜11Sのサイドエッチング量を低減することができる。この結果、ソース側におけるコンタクト特性が劣化しにくいようにすることができ、ひいては薄膜トランジスタ18のオン電流が低下しにくいようにすることができる。また、ソース電極17形成用のAl系金属膜12Sが剥がれにくいようにすることができ、歩留を向上させることができる。
Therefore, as described above, when the
なお、Cr膜11Sの平面の面積を大きくして周囲面の面積を大きくすればよいので、平面の面積を大きくするためのCr膜11Sの形成位置は特に限定されないが、上記実施形態のように、画素電極9の図1の下辺部のほぼ全体の上面およびその近傍におけるゲート絶縁膜5の上面に形成すると、開口率が低下しないようにすることができる。
Since the area of the peripheral surface may be increased by increasing the area of the plane of the
また、上記実施形態では、ソース電極17を1つの連続したものとして形成した場合について説明したが、これに限らず、ソース電極とダミーソース電極とに分離して形成するようにしてもよい。例えば、図3に示すこの発明の他の実施形態のように、画素電極9の図3における下辺部の左側の上面およびその近傍にCr膜11SおよびAl系金属膜12SからなるほぼT字状のソース電極17Aを形成し、画素電極9の図3における下辺部の右側の上面にCr膜11SおよびAl系金属膜12Sからなる直線状のダミーソース電極17Bを形成するようにしてもよい。
In the above embodiment, the case where the
また、図4に示すこの発明のさらに他の実施形態のように、画素電極9の図4における下辺部の左側の上面およびその近傍にCr膜11SおよびAl系金属膜12Sからなるソース電極17Aを形成し、画素電極9の図4における上辺部の所定の箇所の上面にCr膜11SおよびAl系金属膜12Sからなるダミーソース電極17Bを形成するようにしてもよい。この場合、ダミーソース電極17Bは、画素電極9の図4における上辺部下に設けられた補助容量電極4上に設けられている。このため、開口率が低下しないようにすることができる。
Further, as in still another embodiment of the present invention shown in FIG. 4, a
なお、限定する訳ではないが、Cr膜とAl系金属膜とにより形成されたソース電極および該ソース電極とは分離されたダミーソース電極は、各画素電極の周辺部を覆って形成される遮光膜下に設けることにより開口部の低減を抑えることができる。また、上記実施形態では、ソース電極およびダミーソース電極をCr膜とAl膜の2層積層構造の場合で説明したが、この発明はCr膜上のAl膜の上にさらにCr膜を形成した3層積層の場合は勿論、4層以上の場合にも適用可能である。また、Cr膜に限らず、Mo、W等のAl膜よりも酸化還元電位が高い金属膜に対してすべて適用することができるものである。 Although not limited, the source electrode formed by the Cr film and the Al-based metal film and the dummy source electrode separated from the source electrode are shielded from light so as to cover the periphery of each pixel electrode. By providing it under the film, the reduction of the opening can be suppressed. In the above embodiment, the source electrode and the dummy source electrode have been described in the case of a two-layer laminated structure of a Cr film and an Al film. However, in the present invention, a Cr film is further formed on the Al film on the Cr film. Of course, the invention can be applied to the case of four or more layers. Further, the present invention is not limited to the Cr film, and can be applied to all metal films having a higher redox potential than Al films such as Mo and W.
9 画素電極
11D、11S Cr膜
12D、12S Al系金属膜
15 ドレイン電極
17、17A ソース電極
17B ダミーソース電極
18 薄膜トランジスタ
9
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