JP2501412B2 - アクティブマトリクス型表示装置の製造方法 - Google Patents

アクティブマトリクス型表示装置の製造方法

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JP2501412B2 JP21925893A JP21925893A JP2501412B2 JP 2501412 B2 JP2501412 B2 JP 2501412B2 JP 21925893 A JP21925893 A JP 21925893A JP 21925893 A JP21925893 A JP 21925893A JP 2501412 B2 JP2501412 B2 JP 2501412B2
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元二 梶村
幸一 笠原
裕 岡田
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【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、薄膜トランジスタ(T
FT)をスイッチ素子として表示電極アレイを構成した
アクティブマトリクス形表示装置の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】最近、液晶やエレクトロルミネセンス
(EL)を用いた表示装置は、テレビ表示やグラフィッ
クディスプレイ等を指向した大容量,高密度のアクティ
ブマトリクス形表示装置の開発,実用化が盛んである。
このような表示装置では、クロストークのない高コント
ラストの表示が行えるように、各画素の駆動,制御を行
う手段として半導体スイッチが用いられている。その半
導体スイッチとしては、単結晶Si基板上に形成された
MOSFETや、最近では、透過型表示が可能であり大
面積化も容易である等の理由から、透明絶縁基板上に形
成されたTFTなどが用いられる。
【0003】図1は、TFTを備えた表示電極アレイを
用いた液晶表示装置の等価回路である。Xi(i=1,
2,…,m)は通常データ線として用いられる列選択
線,Yj(j=1,2,…,n)は通常アドレス線とし
て用いられる行選択線であり、これら列選択線Xiと行
選択線Yjの各交点位置にTFT−11が設けられてい
る。TFT−11のドレインが列毎に列選択線Xiに接
続され、ゲートは行毎に列選択線Yiに接続されてい
る。12は表示画素電極であってそれぞれTFT−11
のソースに接続され、この表示画素電極12と対向電極
14との間に液晶13が挟持される。
【0004】図2はこのような液晶表示装置の概略断面
構造を示す図である。透明絶縁基板21上にTFT(図
では省略した)と透明導電膜からなる表示画素電極12
を配列形成し、これと、透明導電膜からなる対向電極1
4を全面に形成した透明絶縁基板22との間に液晶13
を挟持する構造となる。23はスペーサおよび封着部で
ある。
【0005】図2の表示画素電極12を配列形成した側
の基板、いわゆる表示電極アレイのより具体的な構造例
を一画素部分について示すと図3(a)〜(c)のとお
りである。図3(a)は平面図であり、同図(b),
(c)はそれぞれ同図(a)のA−A,B−B’断面面
である。これを製造工程に従って説明すると、透明絶縁
基板21にITO等の透明導電膜を形成し、これをパタ
ーニングして列選択線Xi,これと一体のどれイン電極
31,表示画素電極12,およびこれと一体のソース電
極32を形成する。次にドレイン電極31およびソース
電極32上にまたがるようにアモルファスSi等の半導
体薄膜33を各画素毎に形成する。そしてゲート絶縁膜
としてSiO2 膜34を線面に堆積した後、Al膜等を
被着しパターニングして行選択線Yjおよびこれと一体
のゲート電極35を形成する。この後、保護膜としての
SiO2 膜36を前面に堆積し、表示画素電極12の表
面SiO2 の膜34,36をエッチングして表示電極ア
レイが完成する。
【0006】このようなアクティブマトリクス型液晶表
示装置の動作は、次のように行われる。行選択線Yjは
アドレス信号により順次走査駆動され、TFT−11は
行毎にTF /n期間ずつ順次導通状態にもたらされる。
一方この行選択線Yjの走査と同期して列選択線Xiに
は例えばm並列画像信号電圧を供給する。これによって
信号電圧は行毎に順次表示電極12に導かれ、対向電極
14との間に挟持された液晶13が励起されて画像表示
がなされる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ところで図3に示した
従来の表示電極アレイでは、その製作に際して導電膜,
半導体膜および絶縁膜をそれぞれ一層又は二層以上形成
し、かつそれぞれを所定形状にパターニングしなければ
ならないため、工程が複雑である。また各層のパターニ
ングに応じてその表面には段差を生じ、電極配線の段切
れ等により信頼性および歩留りが低下するという問題が
ある。例えば図3(c)から明かなように、ゲート電極
35は半導体膜33の膜厚担当分の段差がある部分を通
って行選択線Yjと一体的に連がる。したがってこの段
差による断線が生じると、画素欠陥となる。
【0008】本発明は上記の点に鑑み、TFTを備えた
表示電極アレイの製造工程の簡略化が可能であり、しか
も電極配線の断切れを防止して信頼性向上および歩留り
向上を図ったアクティブマトリクス型表示装置の製造方
法を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載される発
明は、複数の薄膜トランジスタとこれにより選択駆動さ
れる複数の表示画素電極をマトリクス状に配列形成した
表示電極アレイを用いて表示媒体を駆動するアクティブ
マトリクス型表示装置の製造方法において、絶縁基板上
に複数本の列選択線,前記列選択線に電気的に接続され
るドレイン電極,表示画素電極および前記表示画素電極
に電気的に接続されるソース電極を形成する工程と、前
記列選択線,前記ドレイン電極および前記ソース電極上
に半導体薄膜,ゲート絶縁膜および導電膜を積層する工
程と、前記半導体薄膜,前記ゲート絶縁膜および前記導
電膜をパターニングして行選択線,前記行選択線と一体
で前記行選択線から導出されたゲート電極,前記行選択
線および前記ゲート電極と同一形状に前記半導体薄膜お
よび前記ゲート絶縁膜をパターニングする工程とを備え
たことを特徴としている。
【0010】請求項2に記載される発明は、請求項1記
載の列選択線,ドレイン電極,表示画素電極およびソー
ス電極はそれぞれ同一の透明導電膜からなることを特徴
とするアクティブマトリクス型表示装置の製造方法。
【0011】
【作用】本発明の製造方法によれば、半導体薄膜,ゲー
ト絶縁膜およびこれらの上の導電膜を連続的に積層し、
これらの積層膜を同一パターンにエッチングするという
工程を彩るということにより、従来のように各層毎にパ
ターニングを行う場合に比べて工程の簡略化が図られ
る。また、本発明の製造方法によれば、導電膜による行
選択線とゲート電極が段差なく形成されるため、半導体
薄膜が比較的厚い場合であっても断切れはなく、信頼性
および歩留りの向上が図られる。
【0012】なお、本発明においては、半導体薄膜が各
画素毎に独立ではなく、行選択線の下で各行毎に共通接
続されることになるが、ゲート電極は行選択線と一体で
行選択線から導出されて形成されているため、素子分離
は十分に行われ、各画素毎に独立した表示が可能とな
る。
【0013】
【実施例】以下の本発明の実施例を説明する。図4
(a)〜(c)は液晶表示装置に適用した実施例の表示
電極アレイを図3(a)〜(c)に対応させて示したも
のである。
【0014】これを製造工程に従って説明すると、ガラ
ス基板等の透明絶縁基板41上に、まず第1層導電膜と
してITO等の透明導電膜をスパッタ法により形成し、
これをパターニングして、列選択線Xi、これと一体の
ドレイン電極42,表示画素電極43およびこれと一体
のソース電極44を形成する。この後前面にアモルファ
スSi等の半導体薄膜45,次いでゲート絶縁膜となる
SiO2 膜46,引き続きAl等の第2層導電膜を順次
CVD法やスパッタ法により形成する。そして第2層導
電膜をパターニングして行選択線Yjおよびこれと一体
で行選択線Yjから導出されたゲート電極47を形成
し、次いでこれら行選択線Yjおよびゲート電極47と
同一形状にその下のSiO2 膜46および半導体薄膜4
5をパターニングする。最後に保護膜としてのSiO2
膜48をスパッタ法などにより全面に形成し、これを選
択エッチングして表示画素電極42の表面を露出させ
る。
【0015】このように、半導体薄膜とゲート絶縁膜お
よびこの上の第2層導電膜の三層の積層膜が同一形状に
パターニングされるが、ボンディング・パッド部では例
外的である。行選択線Yjのボンディング・パッドはそ
の形成材料であるAl等の第2層導電膜により行選択線
Yjと一体に形成できるが、列選択線XiはITO等の
透明導電膜を用いるため、これだけではボンディング接
続が良好に行われず、従ってそのボンディング・パッド
部Al等の第2層導電膜を重ねる必要がある。このた
め、列選択線Xiのボンディング・パッド部について
は、半導体薄膜45とSiO2 膜46を積層形成した
後、この上に第2層導電膜を積層する前に、これら半導
体薄膜45とSiO2 膜46の積層膜にスルーホールを
あけるという工程を入れる。こうして、列選択線Xiの
ボンディング・パッド部の構造は図5(a),(b)に
示すようになる。即ち、列選択線Xiと一体に第1層導
電膜によるボンディング・パット部の下地電極51を形
成しておき、半導体薄膜45とSiO2 膜46を積層し
た後にこの部分にスルーホール52を形成し、その後A
l等の第2層導電膜により行選択線Yj、ゲート電極3
5と同時にこのボンディング・パッド部の上部電極53
を形成する。保護膜としてのSiO2 膜48にあける開
口は、表示画素電極42上の他、行,列選択線Xi,Y
iのボンディング・パッド部にも設けることは勿論であ
る。
【0016】この実施例によれば、列選択線Xiのボン
ディング・パッド部について半導体薄膜とSiO2 膜の
積層膜にスルーホールを形成する工程を含めて、各層の
パターニングに使用するフォトマスクは4枚で済み、従
来のものに比べて製造工程が簡単になる。またゲート電
極およびこれと一体の行選択線は、図3(c)と図4
(c)を比較すれば明らかなように、半導体薄膜による
段差がなくなり、列選択線と交差する部分に段差ができ
るだけとなる。従って電極配線の断切れが少なくなり、
高信頼性化,高歩留り化が図られる。更に上記実施例の
ように、半導体薄膜を体積後、これをパターニングせず
続いてSiO2 膜を形成すれば、半導体薄膜−SiO2
膜界面の汚染が少なく、優れたTFT特性が得られる。
【0017】図6は本発明の別の実施例の表示電極アレ
イを図4(b)に対応させて示したものである。先の実
施例と対応する部分には同一符号を付してある。先の実
施例と異なる点は、絶縁性基板41上のTFT形成領域
に予めAl等の金属膜からなる遮光層61を形成し、そ
の表面をSi3 4 等の絶縁膜62でおおっていること
である。
【0018】このような構成とすれば、明るい環境下で
もTFTのリーク電流を十分小さい値に保持して、より
性能のよい表示装置を実現することができる。
【0019】また本発明の製造方法は、表示媒体として
液晶の他、ELを用いたアクティブマトリクス型表示装
置に適用しても同様の効果が得られる。
【0020】
【発明の効果】本発明の製造方法によれば、半導体薄
膜,ゲート絶縁膜およびこれらの上の導電膜を連続的に
積層し、これらの積層膜を同一パターンにエッチングす
るという工程を彩るということにより、従来のように各
層毎にパターニングを行う場合に比べて工程の簡略化が
図られる。
【0021】また、本発明の製造方法によれば、導電膜
による行選択線とゲート電極が段差なく形成されるた
め、半導体薄膜が比較的厚い場合であっても断切れはな
く、信頼性および歩留りの向上が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1はアクティブマトリクス型液晶表示装置の
等価回路図である。
【図2】図2は図1のアクティブマトリクス型液晶表示
装置のその概略断面構造図である。
【図3】図3(a)〜(c)はその表示電極アレイの一
画素部分の構造を示す平面図とA−A’およびB−B’
断面図である。
【図4】図4(a)〜(c)は本発明の一実施例におけ
る表示電極アレイの一画素部分の構造を示す平面図とA
−A’およびB−B’断面図である。
【図5】図5(a),(b)は同表示電極アレイの列選
択線,ボンディング・パッド部の構造を示す平面図とC
−C’断面図である。
【図6】図6は他の実施例の表示電極アレイの図4
(b)に対応する断面図である。
【符号の説明】
41…透明絶縁基板 42…ドレイン電極(第1層導電膜),Xi…列選択線
(第1層導電膜) 43…表示画素電極(第1層導電膜) 44…ソース電極(第1層導電膜) 45…半導体薄膜 46…SiO2 膜(ゲート絶縁膜) 47…ゲート電極(第2層導電膜),Yj…行選択線
(第2層導電膜) 48…SiO2 膜(保護膜) 51…ボンディング・パッド下地電極(第1層導電膜) 52…スルーホール 53…ボンディング・パッド上部電極(第2層導電膜) 61…遮光層 62…絶縁膜。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡田 裕 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株式会社東芝 総合研究所内 (72)発明者 堀 浩雄 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株式会社東芝 総合研究所内 (56)参考文献 特開 昭52−48475(JP,A) 特開 昭54−127699(JP,A) 特表 昭59−501562(JP,A)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の薄膜トランジスタとこれにより選
    択駆動される複数の表示画素電極をマトリクス状に配列
    形成した表示電極アレイを用いて表示媒体を駆動するア
    クティブマトリクス型表示装置の製造方法において、 絶縁基板上に複数本の列選択線,前記列選択線に電気的
    に接続されるドレイン電極,表示画素電極および前記表
    示画素電極に電気的に接続されるソース電極を形成する
    工程と、 前記列選択線,前記ドレイン電極および前記ソース電極
    上に半導体薄膜,ゲート絶縁膜および導電膜を積層する
    工程と、 前記半導体薄膜,前記ゲート絶縁膜および前記導電膜を
    パターニングして行選択線,前記行選択線と一体で前記
    行選択線から導出されたゲート電極,前記行選択線およ
    び前記ゲート電極と同一形状に前記半導体薄膜および前
    記ゲート絶縁膜をパターニングする工程とを備えたこと
    を特徴とするアクティブマトリクス型表示装置の製造方
    法。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の列選択線,ドレイン電
    極,表示画素電極およびソース電極はそれぞれ同一の透
    明導電膜からなることを特徴とするアクティブマトリク
    ス型表示装置の製造方法。
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