JP2989286B2 - 液晶表示装置における電極形成方法及び電極構造 - Google Patents
液晶表示装置における電極形成方法及び電極構造Info
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- JP2989286B2 JP2989286B2 JP3704391A JP3704391A JP2989286B2 JP 2989286 B2 JP2989286 B2 JP 2989286B2 JP 3704391 A JP3704391 A JP 3704391A JP 3704391 A JP3704391 A JP 3704391A JP 2989286 B2 JP2989286 B2 JP 2989286B2
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、アクティブマトリクス
液晶駆動用2端子非線形素子として、MSI(Meta
l Semi−Insulator Metal)方式
の素子を使用する液晶表示装置の電極形成方法及びその
電極構造に関するものである。
液晶駆動用2端子非線形素子として、MSI(Meta
l Semi−Insulator Metal)方式
の素子を使用する液晶表示装置の電極形成方法及びその
電極構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、小型、軽量、低消費電力の表示手
段として、液晶表示装置が実用化されており、液晶表示
装置における電極の各画素の構成として、単純マトリク
ス方式と、表示情報量の増大を計るアクティブマトリク
ス方式に大別される。
段として、液晶表示装置が実用化されており、液晶表示
装置における電極の各画素の構成として、単純マトリク
ス方式と、表示情報量の増大を計るアクティブマトリク
ス方式に大別される。
【0003】アクティブマトリクス方式としては、各画
素に非線形能動素子を配置することによって余分な信号
の干渉を排除し、高画質を実現することが可能である。
そして、このアクティブマトリクス方式には、3端子素
子からなる薄膜トランジスタを形成したTFT(Thi
nFilm Transistor)タイプ、或いは2
端子素子の金属−絶縁物−金属からなる非線形能動素子
を用いたMIM(Metal Insulator M
etal)タイプが知られている。
素に非線形能動素子を配置することによって余分な信号
の干渉を排除し、高画質を実現することが可能である。
そして、このアクティブマトリクス方式には、3端子素
子からなる薄膜トランジスタを形成したTFT(Thi
nFilm Transistor)タイプ、或いは2
端子素子の金属−絶縁物−金属からなる非線形能動素子
を用いたMIM(Metal Insulator M
etal)タイプが知られている。
【0004】このうち、TFTタイプは、表示信号の入
力端子と、アドレス信号の入力端子とを分離できるため
に、それぞれの信号の最適化を独立して行うことがで
き、高い表示品質が得やすい。反面、素子の構造上か
ら、製造工程においてフォトリソ工程を5乃至8回経な
ければならず、このため素子に欠陥を生じやすく、製造
歩留りが低下するという難点がある。
力端子と、アドレス信号の入力端子とを分離できるため
に、それぞれの信号の最適化を独立して行うことがで
き、高い表示品質が得やすい。反面、素子の構造上か
ら、製造工程においてフォトリソ工程を5乃至8回経な
ければならず、このため素子に欠陥を生じやすく、製造
歩留りが低下するという難点がある。
【0005】これに対して、MIMタイプは、比較的構
造が簡単であるので、大型化を要する液晶表示装置に適
するものであり、この中で、活性層である絶縁層に半導
電性絶縁層を用いたものをMSIタイプと呼んでおり、
一般にMIMタイプと区別している。このMSIタイプ
においては、半導電性絶縁層を構成する主元素の元素比
率を変えたり、種々の元素をドープしたりすることで、
抵抗率を変化させられる利点を有している。このこと
は、MIMタイプの素子と比べ、MSIタイプの素子の
設計の許容範囲が広く、液晶材料やカラーフィルタ材料
等まで含めた表示デバイス全体の設計の自由度が増やす
ことができる。
造が簡単であるので、大型化を要する液晶表示装置に適
するものであり、この中で、活性層である絶縁層に半導
電性絶縁層を用いたものをMSIタイプと呼んでおり、
一般にMIMタイプと区別している。このMSIタイプ
においては、半導電性絶縁層を構成する主元素の元素比
率を変えたり、種々の元素をドープしたりすることで、
抵抗率を変化させられる利点を有している。このこと
は、MIMタイプの素子と比べ、MSIタイプの素子の
設計の許容範囲が広く、液晶材料やカラーフィルタ材料
等まで含めた表示デバイス全体の設計の自由度が増やす
ことができる。
【0006】MSIタイプの素子である半導電性絶縁層
としては、現時点で、窒化シリコン膜(SiNx,0<
x<4/3)に関して公知であり、また、少なくとも、
Al,Nを使用するAlNx(0<x<1)が、最近、
本件出願人より提案されている。
としては、現時点で、窒化シリコン膜(SiNx,0<
x<4/3)に関して公知であり、また、少なくとも、
Al,Nを使用するAlNx(0<x<1)が、最近、
本件出願人より提案されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】MSIタイプの素子の
製造工程は、基本的にはMIMタイプの素子の製造工程
と同様に、所定回数のフォトリソ工程を必要としている
が、本発明では、そのMSIタイプの素子を用いる液晶
表示素子において、更にその製造工程の数を減らし、製
造歩留りを向上させることができる手段を提供すること
を目的とするものである。
製造工程は、基本的にはMIMタイプの素子の製造工程
と同様に、所定回数のフォトリソ工程を必要としている
が、本発明では、そのMSIタイプの素子を用いる液晶
表示素子において、更にその製造工程の数を減らし、製
造歩留りを向上させることができる手段を提供すること
を目的とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的を達
成するために、液晶を挟持して対向する一対の透明基板
と、該透明基板の対向する面に設けられた行電極または
列電極からなる液晶駆動用画素透明電極と、該透明電極
に信号電圧を印加するAl層の下部電極と、前記透明電
極の各画素に接続する上部電極と、該下部電極と上部電
極との間に設けられた、AlNx(0<x<1)の半導
電性絶縁層とを備えた液晶表示装置において、透明基板
上に下部電極としてのAlと、半導電性絶縁層としての
AlNx(0<x<1)とを、連続していずれも真空中
で蒸着形成し、次いで、前記形成されたAlとAlNx
の各層を同時にエッチング加工でパターニングを行い、
下部電極及び半導電性絶縁層を形成し、更に、Alから
なる下部電極のエッチング端面を陽極酸化法によって、
Al2 O3 絶縁層とし、しかる後上部電極,画素透明電
極を形成したことを特徴とするものである。
成するために、液晶を挟持して対向する一対の透明基板
と、該透明基板の対向する面に設けられた行電極または
列電極からなる液晶駆動用画素透明電極と、該透明電極
に信号電圧を印加するAl層の下部電極と、前記透明電
極の各画素に接続する上部電極と、該下部電極と上部電
極との間に設けられた、AlNx(0<x<1)の半導
電性絶縁層とを備えた液晶表示装置において、透明基板
上に下部電極としてのAlと、半導電性絶縁層としての
AlNx(0<x<1)とを、連続していずれも真空中
で蒸着形成し、次いで、前記形成されたAlとAlNx
の各層を同時にエッチング加工でパターニングを行い、
下部電極及び半導電性絶縁層を形成し、更に、Alから
なる下部電極のエッチング端面を陽極酸化法によって、
Al2 O3 絶縁層とし、しかる後上部電極,画素透明電
極を形成したことを特徴とするものである。
【0009】本発明は、半導電性絶縁層としてのAlN
xを真空中で形成するに際して、反応性蒸着法を使用す
ることを特徴とするものである。
xを真空中で形成するに際して、反応性蒸着法を使用す
ることを特徴とするものである。
【0010】更に、本発明は、液晶を挟持して対向する
一対の透明基板と、該透明基板の対向する面に設けられ
た行電極または列電極からなる液晶駆動用透明電極と、
該透明電極に信号電圧を印加するAl層の下部電極と、
前記透明電極の各画素に接続する上部電極と、該下部電
極と上部電極との間に設けられた、AlNx(0<x<
1)の半導電性絶縁層とを備えた液晶表示装置におい
て、透明基板上にエッチング加工でパターニングされ、
その端面にAl2 O3絶縁層を形成したAl層の下部電
極と、この上面にエッチング加工でパターニングされた
AlNxの半導電性絶縁層と、該半導電性絶縁層と前記
透明基板とを接続する上部電極及び画素透明電極を備え
たことを特徴とするものである。
一対の透明基板と、該透明基板の対向する面に設けられ
た行電極または列電極からなる液晶駆動用透明電極と、
該透明電極に信号電圧を印加するAl層の下部電極と、
前記透明電極の各画素に接続する上部電極と、該下部電
極と上部電極との間に設けられた、AlNx(0<x<
1)の半導電性絶縁層とを備えた液晶表示装置におい
て、透明基板上にエッチング加工でパターニングされ、
その端面にAl2 O3絶縁層を形成したAl層の下部電
極と、この上面にエッチング加工でパターニングされた
AlNxの半導電性絶縁層と、該半導電性絶縁層と前記
透明基板とを接続する上部電極及び画素透明電極を備え
たことを特徴とするものである。
【0011】
【作用】上述した構成により、本発明に係わる液晶表示
装置では、AlとAlNx(0<x<1)とを同時にエ
ッチングしており、フォトリソ工程を減らすことがで
き、製造の歩留りを向上することになる。
装置では、AlとAlNx(0<x<1)とを同時にエ
ッチングしており、フォトリソ工程を減らすことがで
き、製造の歩留りを向上することになる。
【0012】
【実施例】本発明の実施例を説明する前に、本発明の理
解を容易にするため、本発明時点の直前におけるAlN
x(0<x<1)を用いたMISタイプの素子の製造工
程について、図3により説明する。ここでは、実施例と
してその一画素について示している。
解を容易にするため、本発明時点の直前におけるAlN
x(0<x<1)を用いたMISタイプの素子の製造工
程について、図3により説明する。ここでは、実施例と
してその一画素について示している。
【0013】先ず、透明絶縁基板20上に、Al(アル
ミニュウム),Ta,Au,Ni等の金属を蒸着法また
はスパッタリング法で、金属薄膜を形成し、この金属薄
膜を通常のレジストワークによりパターニングして、図
3(a)に示すような、下部電極21が形成される。こ
の場合、使用金属は不透明金属であってもかまわない。
ミニュウム),Ta,Au,Ni等の金属を蒸着法また
はスパッタリング法で、金属薄膜を形成し、この金属薄
膜を通常のレジストワークによりパターニングして、図
3(a)に示すような、下部電極21が形成される。こ
の場合、使用金属は不透明金属であってもかまわない。
【0014】次に、この下部電極21の上に半導電性絶
縁層22を形成するため、AlNx(0<x<1)の薄
膜をマグネトロンスパッタリング法,反応性蒸着法、或
いは窒素イオンビームアシストイオンビーム蒸着法等に
より形成する。そして、これをレジストワークによりパ
ターニングして、図3(b)に示すように、半導電性絶
縁層22が形成される。この場合、エッチング液として
は、AlNx(0<x<1)のxが1に近ければ、熱濃
リン酸を使用し、通常は抵抗率が小さくなるAlのリッ
チな膜を活性層として用いるので、NaOH水溶液が使
用される。
縁層22を形成するため、AlNx(0<x<1)の薄
膜をマグネトロンスパッタリング法,反応性蒸着法、或
いは窒素イオンビームアシストイオンビーム蒸着法等に
より形成する。そして、これをレジストワークによりパ
ターニングして、図3(b)に示すように、半導電性絶
縁層22が形成される。この場合、エッチング液として
は、AlNx(0<x<1)のxが1に近ければ、熱濃
リン酸を使用し、通常は抵抗率が小さくなるAlのリッ
チな膜を活性層として用いるので、NaOH水溶液が使
用される。
【0015】更に、レジストワークにより、Al,T
a,Au,Ni等の金属で上部電極23及びITO(I
n2 −SnO2 )等の画素透明電極24を形成する。こ
のようにしてできたMSIタイプの素子の一画素の断面
が図3(c)に示されている。
a,Au,Ni等の金属で上部電極23及びITO(I
n2 −SnO2 )等の画素透明電極24を形成する。こ
のようにしてできたMSIタイプの素子の一画素の断面
が図3(c)に示されている。
【0016】前述した製造工程では、4回のレジストワ
ークからなるフォトリソ工程によって、MSIタイプの
素子の形成が完了する。なお、図3では液晶表示装置の
下側の透明絶縁基板についてのみ示し、これに対向する
上側の透明絶縁基板や液晶層及びカラーフィルタ等の構
成要素については省略している。
ークからなるフォトリソ工程によって、MSIタイプの
素子の形成が完了する。なお、図3では液晶表示装置の
下側の透明絶縁基板についてのみ示し、これに対向する
上側の透明絶縁基板や液晶層及びカラーフィルタ等の構
成要素については省略している。
【0017】そこで、本発明の実施例については図1を
参照ながら、図3の場合と同様に、MSIタイプの素子
の製造工程を説明する。
参照ながら、図3の場合と同様に、MSIタイプの素子
の製造工程を説明する。
【0018】先ず、透明絶縁基板10上に、Alを蒸着
法またはスパッタリング法で蒸着し、Alからなる金属
薄膜11aを形成し、次いで、AlNx(0<x<1)
の薄膜12aを窒素プラズマの反応性蒸着法により、前
記金属薄膜11aの上に蒸着形成する(図1(a)の状
態)。いずれも、真空チャンバー内において行い、この
間、真空チャンバーは大気開放する必要はない。
法またはスパッタリング法で蒸着し、Alからなる金属
薄膜11aを形成し、次いで、AlNx(0<x<1)
の薄膜12aを窒素プラズマの反応性蒸着法により、前
記金属薄膜11aの上に蒸着形成する(図1(a)の状
態)。いずれも、真空チャンバー内において行い、この
間、真空チャンバーは大気開放する必要はない。
【0019】次に、図1(a)に示されたAlからなる
金属薄膜11aと半導電性絶縁のAlNx薄膜12aを
形成した透明絶縁基板10に対して、所望のパターンを
得るため、レジストワークによりパターニングして、図
1(b)に示すように、Alからなる下部電極11とA
lNx(0<x<1)からなる半導電性絶縁層12が同
時に形成される。この場合、Alからなる金属薄膜11
aと半導電性絶縁のAlNx薄膜12aに対するエッチ
ング液としては、NaOH水溶液が使用され、両方の薄
膜11a,12aのエッチングを一緒に行った。
金属薄膜11aと半導電性絶縁のAlNx薄膜12aを
形成した透明絶縁基板10に対して、所望のパターンを
得るため、レジストワークによりパターニングして、図
1(b)に示すように、Alからなる下部電極11とA
lNx(0<x<1)からなる半導電性絶縁層12が同
時に形成される。この場合、Alからなる金属薄膜11
aと半導電性絶縁のAlNx薄膜12aに対するエッチ
ング液としては、NaOH水溶液が使用され、両方の薄
膜11a,12aのエッチングを一緒に行った。
【0020】更に、図1(b)に示される下部電極11
と半導電性絶縁層12が形成された状態の透明絶縁基板
10の下部電極11を、硼酸アンモニウム溶液中で陽極
酸化法で酸化すると、Alからなる下部電極11の側面
には、Al2O3 の絶縁層15が形成される。
と半導電性絶縁層12が形成された状態の透明絶縁基板
10の下部電極11を、硼酸アンモニウム溶液中で陽極
酸化法で酸化すると、Alからなる下部電極11の側面
には、Al2O3 の絶縁層15が形成される。
【0021】この後、従前と同様に、Al,Ta,A
u,Ni等の金属で上部電極13及びITO(In2 −
SnO2 )等の画素透明電極14を形成し、図1(c)
に示すMSIタイプの素子を作製することができる。こ
のようにして作製された液晶表示素子の下側透明絶縁基
板の一画素部分の上面図を図2に示している。
u,Ni等の金属で上部電極13及びITO(In2 −
SnO2 )等の画素透明電極14を形成し、図1(c)
に示すMSIタイプの素子を作製することができる。こ
のようにして作製された液晶表示素子の下側透明絶縁基
板の一画素部分の上面図を図2に示している。
【0022】Alからなる下部電極11の陽極酸化処理
は、下部電極11と上部電極13の短絡を防ぐことがで
き、LSIに用いられるAl配線のエレクトロマイグレ
ーションを防止するための処理として広く普及し、信頼
性の高い技術である。
は、下部電極11と上部電極13の短絡を防ぐことがで
き、LSIに用いられるAl配線のエレクトロマイグレ
ーションを防止するための処理として広く普及し、信頼
性の高い技術である。
【0023】前述した本発明の実施例において、AlN
x(0<x<1)の薄膜の形成に、窒素プラズマの反応
性蒸着法を使用したが、この他、従前と同様にマグネト
ロンスパッタリング法や窒素イオンビームアシストイオ
ンビーム蒸着法等の成膜方法を使用できることは当然で
ある。
x(0<x<1)の薄膜の形成に、窒素プラズマの反応
性蒸着法を使用したが、この他、従前と同様にマグネト
ロンスパッタリング法や窒素イオンビームアシストイオ
ンビーム蒸着法等の成膜方法を使用できることは当然で
ある。
【0024】
【発明の効果】本発明の構成により、従前のMSIタイ
プの素子を用いる液晶表示素子の製造工程に比べて、フ
ォトリソ工程の数を減らすことができ、製造歩留りを向
上させる効果を有し、下部電極となるAlからなる金属
薄膜と半導電性絶縁層となるAlNx薄膜とを真空中で
連続して形成できるため、タクト時間の短縮を達成で
き、界面の清浄度を維持できるので、歩留りと併せて素
子の信頼性を改善できた。
プの素子を用いる液晶表示素子の製造工程に比べて、フ
ォトリソ工程の数を減らすことができ、製造歩留りを向
上させる効果を有し、下部電極となるAlからなる金属
薄膜と半導電性絶縁層となるAlNx薄膜とを真空中で
連続して形成できるため、タクト時間の短縮を達成で
き、界面の清浄度を維持できるので、歩留りと併せて素
子の信頼性を改善できた。
【図1】本発明の製造工程を説明する説明図であり、
(a)は透明絶縁基板表面にAlからなる金属薄膜とA
lNx薄膜とを形成した段階、(b)は所望のパターン
の下部電極と半導電性絶縁層を同時に形成した段階、
(c)は下部電極の側面にAl2 O3 絶縁層を形成し、
上部電極及び画素透明電極を形成した段階を示し、図2
のA−A断面に相当する部分である。
(a)は透明絶縁基板表面にAlからなる金属薄膜とA
lNx薄膜とを形成した段階、(b)は所望のパターン
の下部電極と半導電性絶縁層を同時に形成した段階、
(c)は下部電極の側面にAl2 O3 絶縁層を形成し、
上部電極及び画素透明電極を形成した段階を示し、図2
のA−A断面に相当する部分である。
【図2】本発明の製造工程で作製された液晶表示素子の
下側透明絶縁基板の一画素部分の上面図を示す。
下側透明絶縁基板の一画素部分の上面図を示す。
【図3】従前のの製造工程を説明する説明図であり、
(a)は下部電極の形成段階、(b)は下部電極の周り
に半導電性絶縁層を形成した段階、(c)は更に上部電
極及び画素透明電極を形成した段階を示す。
(a)は下部電極の形成段階、(b)は下部電極の周り
に半導電性絶縁層を形成した段階、(c)は更に上部電
極及び画素透明電極を形成した段階を示す。
10 透明絶縁基板 11a Alからなる金属薄膜 12a AlNxからなる半導電性絶縁薄膜 11 下部電極 12 半導電性絶縁層 13 上部電極 14 画素透明電極 15 Al2 O3 の絶縁層
Claims (3)
- 【請求項1】 液晶を挟持して対向する一対の透明基板
と、該透明基板の対向する面に設けられた行電極または
列電極からなる液晶駆動用画素透明電極と、該透明電極
に信号電圧を印加するAl層の下部電極と、前記透明電
極の各画素に接続する上部電極と、該下部電極と上部電
極との間に設けられた、AlNx(0<x<1)の半導
電性絶縁層とを備えた液晶表示装置において、透明基板
上に下部電極としてのAlと、半導電性絶縁層としての
AlNx(0<x<1)とを、連続していずれも真空中
で蒸着形成し、次いで、前記形成されたAlとAlNx
の各層を同時にエッチング加工でパターニングを行い、
下部電極及び半導電性絶縁層を形成し、更に、Alから
なる下部電極のエッチング端面を陽極酸化法によって、
Al2 O3 絶縁層とし、しかる後上部電極,画素透明電
極を形成したことを特徴とする液晶表示装置における電
極形成方法。 - 【請求項2】 半導電性絶縁層としてのAlNxを真空
中で形成するに際して、反応性蒸着法を使用することを
特徴とする請求項1記載の液晶表示装置における電極形
成方法。 - 【請求項3】 液晶を挟持して対向する一対の透明基板
と、該透明基板の対向する面に設けられた行電極または
列電極からなる液晶駆動用透明電極と、該透明電極に信
号電圧を印加するAl層の下部電極と、前記透明電極の
各画素に接続する上部電極と、該下部電極と上部電極と
の間に設けられた、AlNx(0<x<1)の半導電性
絶縁層とを備えた液晶表示装置において、透明基板上に
エッチング加工でパターニングされ、その端面にAl2
O3 絶縁層を形成したAl層の下部電極と、この上面に
エッチング加工でパターニングされたAlNxの半導電
性絶縁層と、該半導電性絶縁層と前記透明基板とを接続
する上部電極及び画素透明電極を備えたことを特徴とす
る液晶表示装置における電極構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3704391A JP2989286B2 (ja) | 1991-03-04 | 1991-03-04 | 液晶表示装置における電極形成方法及び電極構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3704391A JP2989286B2 (ja) | 1991-03-04 | 1991-03-04 | 液晶表示装置における電極形成方法及び電極構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04275528A JPH04275528A (ja) | 1992-10-01 |
| JP2989286B2 true JP2989286B2 (ja) | 1999-12-13 |
Family
ID=12486575
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3704391A Expired - Fee Related JP2989286B2 (ja) | 1991-03-04 | 1991-03-04 | 液晶表示装置における電極形成方法及び電極構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2989286B2 (ja) |
-
1991
- 1991-03-04 JP JP3704391A patent/JP2989286B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04275528A (ja) | 1992-10-01 |
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