JP2921814B2 - アクティブマトリクス基板およびその製造方法 - Google Patents
アクティブマトリクス基板およびその製造方法Info
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- Formation Of Insulating Films (AREA)
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Description
ジスタを介して信号を印加することにより表示を実行す
るアクティブマトリクス駆動方式の液晶表示装置等に用
いられるアクティブマトリクス基板およびその製造方法
に関する。
表示装置などの表示装置においては、マトリクス状に配
された表示絵素を選択して光変調する事により、画面上
に表示パターンを形成している。この表示絵素の光変調
方法の1つとして、アクティブマトリクス駆動方式が知
られており、この方法は、高コントラストの表示が可能
であるので、液晶テレビジョン、ワードプロセッサ、コ
ンピュータの端末表示装置などに用いられている。この
アクティブマトリクス駆動方式の表示装置においては、
個々の表示絵素に独立した絵素電極が設けられており、
各々の絵素電極にはスイッチング素子が接続される。そ
して、これらのスイッチング素子により、アクティブマ
トリクス基板に設けられた絵素電極と、対向基板上に設
けられた対向電極との間に印加される電圧がスイッチン
グされて、両基板間に挟まれた液晶などの表示媒体の光
学的変調が表示パターンとして視認される。ここでスイ
ッチング素子としては、薄膜トランジスタ(TFT)素
子、ダイオード素子、FET(バルクトランジスタ)素
子、バリスタ素子等が一般に知られている。
FTを用いた従来のアクティブマトリクス基板の平面図
を示し、図3(b)に、図3(a)のB−B’線断面図
を示す。
基板1の上にベースコート絶縁膜2が形成され、その上
に各々一様な線幅を有する走査線31および信号線91
が、相互に交差して設けられている。走査線31と信号
線91とに囲まれた矩形状の各領域には、絵素電極11
が設けられてマトリクス状になっている。各領域内の隅
部には、スイッチング素子としてTFT25が形成さ
れ、各絵素電極11と、各絵素電極11に近接する1本
の走査線31および1本の信号線91とにそれぞれ電気
的に接続されている。この走査線31には走査信号が、
信号線91には画像信号が各々入力され、走査信号によ
りTFT25がON状態になった時に、信号線91から
各絵素電極11に画像信号電流が入力される。入力され
た画像信号は、液晶層に充電されて、液晶を駆動させ
る。
査線31から分岐されたゲート電極3を有しており、ゲ
ート電極3を覆うように第1のゲート絶縁膜4が設けら
れている。さらに、基板のほぼ全面を覆うようにして、
第2のゲート絶縁膜5が設けられている。第2のゲート
絶縁膜5の上には、ゲート電極3と重畳するように、チ
ャネル部となる真性半導体層6が、アモルファスシリコ
ン膜または微結晶シリコン膜から形成されている。真性
半導体層6の中央部には、チャネル部保護絶縁膜7が形
成され、その端部と真性半導体層6の一部とを覆って、
チャネル部保護膜7上で分断された状態で、コンタクト
部となるn型(またはp型)半導体層8、8がアモルフ
ァスシリコン膜または微結晶シリコン膜から形成されて
いる。さらに、一方のn型半導体層8上に信号線91か
ら分岐されたソース電極9が形成され、他方のn型半導
体層8上にドレイン電極10が形成されている。また、
絵素電極11はドレイン電極10の上に達するように形
成されている。さらに、絵素電極11の一部と薄膜トラ
ンジスタ25とを覆うように、保護絶縁膜12が形成さ
れている。
て、上記保護絶縁膜12の形成は、以下のようにして行
われる。まず、シリコン窒化膜またはシリコン酸化膜を
プラズマCVD(気相成長)法またはスパッタリング法
により堆積し、その上に所定のパターンを有するフォト
レジスト膜を形成する。そして、該シリコン窒化膜およ
びシリコン酸化膜をエッチング処理することにより、保
護絶縁膜12をパターン形成する。
マトリクス基板において、保護絶縁膜26として用いら
れるシリコン窒化膜(以下、SiNXと記す)およびシ
リコン酸化膜(以下、SiO2と記す)の形成は、成膜
温度が低い等の利点を有していることからプラズマCV
D法やスパッタリング法により行われる。
電極11として用いられる酸化インジウムを主成分とす
る透明導電膜と、保護絶縁膜26との界面に、プラズマ
ダメージにより障壁(バリア)層が形成される。
晶表示装置において、液晶材料中に含まれる不純物イオ
ンの悪影響を押さえるために、薄膜トランジスタ25は
交流駆動される。しかし、液晶層が高抵抗体であるの
で、上記障壁層が交流駆動に対して整流特性を示し、液
晶層に印加される電圧に直流成分が付加される。このた
め、シミ、ムラ等の表示品位の低下が生じる。これを防
ぐために、絵素電極11の上に形成された障壁層を取り
除く必要があるが、障壁層を取り除く際に、液晶層中に
導電性パーティクルが取り込まれるおそれがある。この
導電性パーティクルが、絵素に付着して、対向電極とも
接触すると、液晶層に電圧が保持されずに、点欠陥の原
因となる。
ング法のいずれを用いた場合にも、非常に多くのダスト
が発生するので、保護絶縁膜26にピンホール等の悪影
響が生じて、歩留りが大幅に低下するという問題があ
る。
査線91などの配線、薄膜トランジスタ、絵素電極等が
形成されているので、表面が平坦になっていない。よっ
て、表示部の液晶分子を均一に配向させることができず
に、局部的な配向不良による表示不良が生じるおそれが
ある。
れたものであり、ピンホールの無い良好な保護絶縁膜を
絵素電極上にも形成し得、さらに、液晶分子の局部的な
配向不良による表示不良を防ぐことができるアクティブ
マトリクス基板およびその製造方法を提供することを目
的とする。
リクス基板は、マトリクス状に配設された絵素電極と、
該絵素電極の近傍を通って相互に交差して設けられた走
査線および信号線と、該絵素電極、走査線および信号線
にそれぞれ電気的に接続された薄膜トランジスタとを有
し、該薄膜トランジスタのドレイン電極と該絵素電極と
が一部重なっているアクティブマトリクス基板におい
て、液相成長法により、SiO2からなる保護絶縁膜が
前記絵素電極、前記走査線、前記信号線および前記薄膜
トランジスタが形成された基板のほぼ全面に渡って、該
基板の凹凸を埋め込んで形成されており、そのことによ
り上記目的が達成される。
方法は、マトリクス状に配設された絵素電極と、該絵素
電極の近傍を通って相互に交差して設けられた走査線お
よび信号線と、該絵素電極、走査線および信号線にそれ
ぞれ電気的に接続された薄膜トランジスタとを有するア
クティブマトリクス基板の製造方法であって、液相成長
法により、SiO 2 からなる保護絶縁膜を前記絵素電
極、前記走査線、前記信号線および前記薄膜トランジス
タが形成された基板全面に形成し、前記保護絶縁膜を形
成する際に、該保護絶縁膜により該基板の凹凸を埋め込
んでおり、そのことにより上記目的が達成される。
膜を液相成長法(LPD法)により形成している。LP
D法は、常温での成膜が可能であり、かつ、ダストの生
成が少ないので、ピンホール等の無い良好な保護絶縁膜
が得られる。また、酸化インジウムを主成分とする透明
導電膜の上に保護絶縁膜を形成しても、透明導電膜と保
護絶縁膜との界面に障壁層が形成されない。よって、絵
素電極上に形成された保護絶縁膜を除去する必要性が無
くなる。
査線、信号線および薄膜トランジスタが形成された基板
上に、凹凸を埋め込んで表面を平坦化した保護絶縁膜を
形成できるので、表示部の液晶分子の配向状態を均一に
することができる。
しながら説明する。
ティブマトリクス基板の平面図を示し、図1(b)に図
1(a)のA−A’線断面図を示す。尚、この図におい
て、同じ機能を有する部分は、従来例と同じ番号を用い
て示している。
基板1の上にベースコート絶縁膜2が形成され、その上
に各々一様な線幅を有する走査線31および信号線91
が、相互に交差して設けられている。走査線31と信号
線91とに囲まれた矩形状の各領域には、絵素電極11
が設けられてマトリクス状になっている。各領域内の隅
部には、スイッチング素子としてTFT25が形成さ
れ、各絵素電極11と、各絵素電極11に近接する1本
の走査線31および1本の信号線91とにそれぞれ電気
的に接続されている。この走査線31には走査信号が、
信号線91には画像信号が各々入力され、走査信号によ
りTFT25がON状態になった時に、信号線91から
各絵素電極11に画像信号電流が入力される。入力され
た画像信号は、液晶層に充電されて、液晶を駆動させ
る。
透明絶縁性基板1上に、走査線31から分岐されたゲー
ト電極3を有しており、ゲート電極3を覆うように第1
のゲート絶縁膜4が設けられている。さらに、基板のほ
ぼ全面を覆うようにして、第2のゲート絶縁膜5が設け
られている。第2のゲート絶縁膜5の上には、ゲート電
極3と重畳するように、チャネル部となる真性半導体層
6が、アモルファスシリコン膜または微結晶シリコン膜
から形成されている。真性半導体層6の中央部には、チ
ャネル部保護絶縁膜7が形成され、その端部と真性半導
体層6の一部とを覆って、チャネル部保護膜7上で分断
された状態で、コンタクト部となるn型(またはp型)
半導体層8、8がアモルファスシリコン膜または微結晶
シリコン膜から形成されている。さらに、一方のコンタ
クト層8上に信号線91から分岐されたソース電極9が
形成され、他方のコンタクト層8上にドレイン電極10
が形成されている。また、絵素電極11はドレイン電極
10の上に達するように形成されている。さらに、その
状態の基板1のほぼ全面に、各層の凹凸を埋め込んで保
護絶縁膜13が形成されて、表面が平坦化されている。
ば、以下のようにして作製することができる。
リング法により、厚み5000オングストロームの五酸
化タンタルからなるベースコート絶縁膜2を堆積する。
その上に、スパッタリング法によりタンタル膜を厚み5
000オングストロームに積層し、これをフォトエッチ
ングによりパターン化して、走査線31およびゲート電
極3を形成する。
面に、陽極酸化法により、五酸化タンタルからなる第1
のゲート絶縁膜4を厚み3000オングストロームに形
成する。
3000オングストロームの窒化ケイ素(SiNX)か
らなる第2のゲート絶縁膜5を堆積し、連続してチャネ
ル部6となる真性アモルファスシリコン(a−Si)膜
を積層する。
00オングストロームの窒化ケイ素(SiNX)膜を堆
積し、これをフォトエッチング法によりパターニングし
てチャネル部保護絶縁膜7とする。
ンタクト部8となるn+アモルファスシリコン膜を積層
した後、アモルファスシリコン膜とn+アモルファスシ
リコン膜とをフォトエッチング法によりパターニングし
て、チャネル部真性半導体層6とコンタクト部n型半導
体層8とを形成する。
ッタリング法または電子ビーム蒸着法により、厚み30
00オングストロームに堆積し、これをフォトエッチン
グ法によりパターニングして、信号線91、ソース電極
9およびドレイン電極10を形成する。
明導電膜をスパッタリング法または電子ビーム蒸着法に
より厚み1000オングストロームに堆積し、これをフ
ォトエッチング法によりパターニングして、絵素電極1
1を形成する。
PD法によりSiO2膜を堆積して、保護絶縁膜13を
形成し、各層の凹凸を埋め込む。
いて、以下に説明する。
基本構造を示す。この成膜装置は、ホウ酸水溶液滴下装
置18、攪拌子19、水溶液を満たすための容器20、
基板カセット1、カセット吊り下げアーム22およびコ
ントロールボックス23からなる。
SiO2を溶解し、飽和水溶液とし、容器20に満た
す。この水溶液に、ホウ酸水溶液滴下装置からホウ酸
(H3BO3)水溶液を添加することにより、過飽和状態
にして、基板17上にSiO2を析出させる。
示す: H2SiF6+2H2O=6HF+SiO2 ・・・ H3BO3+4HF=BF4 -+H3O++2H2O ・・・ 即ち、ホウ酸水溶液を添加することにより、上記式の
化学反応が右方向に進行し、フッ化水素酸(HF)が消
費される。これにより、上記式の化学反応が右方向に
進行し、SiO2が析出して、基板17に堆積される。
この反応は、いずれも常温で進行する。
なる保護絶縁膜13は、ピンホール等が無く、また、絵
素電極11との界面に障壁層の形成は見られなかった。
さらに、SiO2膜の厚みを厚くすることにより、基板
の凹凸を埋め込んで表面を平坦化することができた。
によれば、SiO2膜をLPD法により形成しているの
で、プラズマCVD法やスパッタリング法に比べてダス
トが少なく、ピンホール等の無い良好な保護絶縁膜とす
ることができる。また、プラズマCVD法で形成した保
護絶縁膜のように、絵素電極との界面に障壁層が形成さ
れることが無いので、絵素電極上の保護絶縁膜を除去す
る必要が無い。よって、表示不良を防ぐことができるア
クティブマトリクス基板を歩留りよく得ることができ
る。
厚みを厚くすることにより、表面を平坦化することがで
きる。よって、表示部分で液晶分子の配向状態を均一に
して、表示品位を向上させることができる。
マトリクス基板を示す平面図であり、(b)は(a)の
A−A’線断面図である。
す斜視図である。
示す平面図であり、(b)は(a)のB−B’線断面図
である。
Claims (2)
- 【請求項1】 マトリクス状に配設された絵素電極と、
該絵素電極の近傍を通って相互に交差して設けられた走
査線および信号線と、該絵素電極、走査線および信号線
にそれぞれ電気的に接続された薄膜トランジスタとを有
し、該薄膜トランジスタのドレイン電極と該絵素電極と
が一部重なっているアクティブマトリクス基板におい
て、 液相成長法により、SiO2からなる保護絶縁膜が前記
絵素電極、前記走査線、前記信号線および前記薄膜トラ
ンジスタが形成された基板のほぼ全面に渡って、該基板
の凹凸を埋め込んで形成されているアクティブマトリク
ス基板。 - 【請求項2】 マトリクス状に配設された絵素電極と、
該絵素電極の近傍を通って相互に交差して設けられた走
査線および信号線と、該絵素電極、走査線および信号線
にそれぞれ電気的に接続された薄膜トランジスタとを有
するアクティブマトリクス基板の製造方法であって、 液相成長法により、SiO 2 からなる保護絶縁膜を前記
絵素電極、前記走査線、前記信号線および前記薄膜トラ
ンジスタが形成された基板全面に形成し、前記保護絶縁
膜を形成する際に、該保護絶縁膜により該基板の凹凸を
埋め込むアクティブマトリクス基板の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11506593A JP2921814B2 (ja) | 1993-05-17 | 1993-05-17 | アクティブマトリクス基板およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11506593A JP2921814B2 (ja) | 1993-05-17 | 1993-05-17 | アクティブマトリクス基板およびその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06324352A JPH06324352A (ja) | 1994-11-25 |
JP2921814B2 true JP2921814B2 (ja) | 1999-07-19 |
Family
ID=14653312
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11506593A Expired - Fee Related JP2921814B2 (ja) | 1993-05-17 | 1993-05-17 | アクティブマトリクス基板およびその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2921814B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1450412A3 (en) | 1996-05-15 | 2005-03-09 | Seiko Epson Corporation | Thin film device and method for making |
JP4042327B2 (ja) | 1999-03-30 | 2008-02-06 | セイコーエプソン株式会社 | 薄膜トランジスタの製造方法 |
JP4089529B2 (ja) * | 2003-06-30 | 2008-05-28 | セイコーエプソン株式会社 | アクティブマトリックス型液晶表示装置 |
-
1993
- 1993-05-17 JP JP11506593A patent/JP2921814B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JPH06324352A (ja) | 1994-11-25 |
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