JP3323423B2 - 液晶表示パネル - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、各画素毎にＴＦＴ
（薄膜トランジスタ）が設けられた液晶表示パネル及び
その製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置は、薄くて軽量であるとと
もに低電圧で駆動できて消費電力が少ないという長所が
あり、近年、パーソナルコンピュータのディスプレイや
テレビ等に広く使用されるようになった。一般的に、液
晶表示装置を構成する表示パネルは、２枚の透明ガラス
基板の間に液晶を封入した構造を有している。それらの
ガラス基板の相互に対向する２つの面（対向面）のう
ち、一方の面側にはブラックマトリクス、カラーフィル
タ、対向電極及び配向膜等が形成され、また他方の面側
にはＴＦＴ、画素電極及び配向膜等が形成されている。
更に各ガラス基板の対向面と反対側の面には、それぞれ
偏光板が貼り付けられている。これらの２枚の偏光板
は、例えば偏光板の偏光軸が互いに直交するように配置
され、これによれば、電界をかけない状態では光を透過
し、電界を印加した状態では遮光するモード、すなわち
ノーマリーホワイトモードとなる。また、２枚の偏光板
の偏光軸が平行な場合には、電界をかけない状態では光
を遮光し、電界を印加した状態では透過するモード、す
なわちノーマリーブラックモードとなる。

【０００３】なお、以下の説明において、液晶表示パネ
ルを構成する２枚の基板のうち、ＴＦＴ等が形成された
基板をＴＦＴ基板、カラーフィルタ等が形成された基板
をＣＦ基板という。図６は従来の液晶表示パネルのＴＦ
Ｔ基板を示す平面図である。ガラスからなる透明基板３
０の表面上には複数本のゲートバスライン３１及び複数
本のドレインバスライン３２が上から見て直角に交差す
るように形成されている。各ゲートバスライン３１の端
部には端子３５が接続されており、各ドレインバスライ
ン３２の端部には端子３６が接続されている。これらの
端子３５，３６の表面は、開口部４４ｂ内に形成された
ＩＴＯ（インジウム酸化スズ）からなる透明被覆膜３
７，３８に覆われている。

【０００４】ゲートバスライン３１及びドレインバスラ
イン３２により区画された基板３０上の各領域には、Ｔ
ＦＴ３３と、ＩＴＯからなる透明画素電極３４とが配置
されている。ＴＦＴ３３のゲート電極３３ａはゲートバ
スライン３１に接続され、ドレイン電極３３ｂはドレイ
ンバスライン３２に接続され、ソース電極３３ｃはコン
タクトホール４４ａを介して画素電極３４に接続されて
いる。これらの画素電極３４上には液晶の配向方向を決
める配向膜（図示せず）が形成されている。

【０００５】図７は図６のＣ−Ｃ線による断面図であ
る。ゲートバスライン３１、ゲート電極３３ａ及び端子
３５は、同一の導電体膜をパターニングして形成された
ものであり、基板３０上には、これらのゲートバスライ
ン３１、ゲート電極３３ａ及び端子３５を被覆するよう
にＳｉＮ膜４３が形成されている。このＳｉＮ膜４３上
には、ＴＦＴ３３のチャネル領域となるシリコン層（図
示せず）や、ドレインバスライン３２、ドレイン電極３
３ｂ、ソース電極３３ｃ及び端子３６が形成されてい
る。これらのドレインバスライン３２、ドレイン電極３
３ｂ、ソース電極３３ｃ及び端子３６は同一の導電体膜
をパターニングして形成されたものである。

【０００６】ＳｉＮ膜４３上には、これらのドレインバ
スライン３２、ドレイン電極３３ｂ、ソース電極３３ｃ
及び端子３６を覆うようにＳｉＮ膜４４が形成されてい
る。そして、ＳｉＮ膜４３，４４に選択的に設けられた
開口部４４ｂを介して端子３５，３６と被覆膜３７，３
８とが接続され、ＳｉＮ膜４４に選択的に形成されたコ
ンタクトホール４４ａを介してソース電極３３ｃと画素
電極３４とが接続される。

【０００７】液晶表示パネルは、このように構成された
ＴＦＴ基板と、カラーフィルタ等が形成されたＣＦ基板
とを対向配置し、両者の間に液晶を封入して構成され
る。この液晶表示パネルは、端子３５，３６を介して駆
動回路が設けられた基板（以下、駆動回路基板という）
と電気的に接続され、駆動回路基板から供給される信号
により駆動される。

【０００８】ところで、ゲートバスライン３１及びドレ
インバスライン３２の材料として、クロム（Ｃｒ）が使
用されている。この場合、クロムには吸湿性があるた
め、端子３５，３６が露出していると、表面が酸化して
駆動回路基板との接続不良が発生する。このような不具
合を防止するために、図７に示すように、端子３５，３
６の表面をＩＴＯからなる被覆膜３７で被覆している。
この被覆膜３７は、画素電極３４の形成と同時に形成さ
れる。

【０００９】しかし、端子３５，３６を形成してから被
覆膜３７を形成するまでの間に端子３５，３６の表面が
酸化され、不導体層が生じて端子３５，３６と被覆膜３
７との間に接触抵抗を生じ、端子３５，３６と被覆膜３
７との間の電気的特性が非オーミック特性になってしま
うことがある。これを回避するために、従来は、ＳｉＮ
膜４３，４４をエッチングして開口部４４ｂを形成した
後にアッシング処理を施して端子３５，３６の表面を清
浄化したり、被覆膜３７，３８となるＩＴＯ膜を形成し
た後、端子３５，３６とＩＴＯ膜との接触部にレーザー
光を照射して端子３５，３６の表面を改質するなどの処
理が行われている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
液晶表示パネルでは、前述の如くアッシング処理工程や
レーザー光照射処理が必要であり、液晶表示パネルの製
造工程の複雑化及び製造コストの上昇の原因となってい
る。本発明の目的は、アッシング処理やレーザー光照射
等の処理工程を削減できる液晶表示パネルを提供するこ
とである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上述した課題は、透明基
板と、前記透明基板上に相互に平行に配置された複数本
のゲートバスラインと、前記透明基板上に相互に平行に
配置され、前記ゲートバスラインと交差する複数本のド
レインバスラインと、ゲート電極が前記ゲートバスライ
ンに接続され、ドレイン電極が前記ドレインバスライン
に接続された薄膜トランジスタと、前記ゲートバスライ
ン及び前記ドレインバスラインの端部に設けられた端子
と、前記ゲートバスライン、前記ドレインバスライン及
び前記薄膜トランジスタを覆う絶縁膜と、前記ゲートバ
スライン及び前記ドレインバスラインにより区画された
各領域の前記絶縁膜上にそれぞれ配置され、前記薄膜ト
ランジスタのソース電極と電気的に接続したＩＴＯから
なる画素電極とを有する液晶表示パネルにおいて、前記
端子及び前記ソース電極の少なくとも一方が、クロムか
らなる第１の層と、前記第１の層上に形成された窒化ク
ロムからなる第２の層と、前記絶縁膜に設けられたコン
タクトホールを介して前記第２の層と接続する第３の層
とにより構成され、前記第３の層は、前記画素電極と同
一のＩＴＯ膜から形成されていることを特徴とする液晶
表示パネルにより解決する。

【００１２】

【００１３】以下、本発明の作用について説明する。本
発明においては、反応性スパッタリングにより透明基板
上にクロム膜を形成した後、チャンバ内に窒素を導入し
て反応性スパッタリングを継続し、前記クロム膜上に窒
化クロム膜を形成する。そして、これらのクロム膜及び
窒化クロム膜をパターニングして、バスライン（ゲート
バスライン及びドレインバスライン）、端子及びソース
電極等を形成する。従って、端子又はソース電極の表面
は吸湿性が低い窒化クロム膜で覆われており、端子又は
ソース電極に不導体層が形成されることを回避できるの
で、端子と透明導電体膜との間がオーミック接続され、
接続部の電気的特性を改善するために従来必要とされて
いたアッシング処理工程やレーザー光照射処理工程が不
要になり、製造工程が簡略化されるとともに製造コスト
が低減される。

【００１４】なお、第２の層のＣｒとＮとの組成比（原
子数の比）は約１：１とすることが好ましい。また、第
２の層の厚さは、第１及び第２の層の合計の層厚の約１
０％とすることが好ましい。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明について、添付の図
面を参照して説明する。図１は本発明の実施の形態の液
晶表示パネルのＴＦＴ基板を示す平面図である。ガラス
からなる透明基板１０の表面上には複数本のゲートバス
ライン１１及び複数本のドレインバスライン１２が上か
ら見て直角に交差するように形成されている。各ゲート
バスライン１１の端部には端子１５が接続されており、
各ドレインバスライン１２の端部には端子１６が接続さ
れている。これらの端子１５，１６の表面は、開口部２
４ｂ内に形成されたＩＴＯからなる被覆膜１７，１８に
被覆されている。

【００１６】ゲートバスライン１１及びドレインバスラ
イン１２により区画された各領域には、ＴＦＴ１３とＩ
ＴＯからなる透明の画素電極１４とが配置されている。
ＴＦＴ１３のゲート電極１３ａはゲートバスライン１１
に接続され、ドレイン電極１３ｂはドレインバスライン
１２に接続され、ソース電極１３ｃはコンタクトホール
２４ａを介して画素電極１４に接続されている。これら
の画素電極１４上には配向膜（図示せず）が形成されて
いる。

【００１７】図２は図１のＡ−Ａ線による断面図、図３
は図１のＢ−Ｂ線による断面図である。ゲートバスライ
ン１１、ゲート電極１３ａ及び端子１５は、いずれも基
板１０上に形成されたＣｒ層２１ａと、このＣｒ層２１
ａ上に形成されたＣｒＮ層２１ｂとの２層により構成さ
れている。基板１０上には、これらのゲートバスライン
１１、ゲート電極１３ａ及び端子１５を被覆するように
ＳｉＮ膜２３が形成されている。

【００１８】このＳｉＮ膜２３上にはＴＦＴ１３のチャ
ネル領域となるシリコン層１９が選択的に形成されてい
る。また、ドレインバスライン１２、ドレイン電極１３
ｂ、ソース電極１３ｃ及び端子１６はＳｉＮ膜２３上に
形成されており、ドレイン電極１３ｂ及びソース電極１
３ｃはシリコン層１９の両端部に接続されている。これ
らのドレインバスライン１２、ドレイン電極１３ｂ、ソ
ース電極１３ｃ及び端子１６は、いずれもＣｒ層２２ａ
と、このＣｒ層２２ａ上に形成されたＣｒＮ層２２ｂと
の２層により構成されている。ＳｉＮ膜２３上には、こ
れらのドレインバスライン１２、ドレイン電極１３ｂ、
ソース電極１３ｃ及び端子１６を覆うようにしてＳｉＮ
膜２４が形成されている。

【００１９】ＳｉＮ膜２４上には画素電極１４が形成さ
れており、この画素電極２４とソース電極１３ｃとは、
ＳｉＮ膜２４に選択的に形成されたコンタクトホール２
４ａを介して、電気的に接続されている。また、ＳｉＮ
膜２３，２４には端子１５，１６が露出するように開口
部２４ｂが形成されており、端子１５，１６はこの開口
部２４ｂ内に形成されたＩＴＯからなる透明被覆膜１
７，１８に被覆されている。

【００２０】一方、ＣＦ基板は、ガラスからなる透明基
板と、このＴＦＴ基板の表面上に形成されたカラーフィ
ルタと、画素電極間を遮光するブラックマトリクスと、
これらのカラーフィルタ及びブラックマトリクスを覆う
透明絶縁膜と、該透明絶縁膜上に形成された対向電極
と、該対向電極を覆う配向膜とにより構成されている。
本実施の形態の液晶パネルは、図１〜図３に示す構造の
ＴＦＴ基板と、上述のＣＦ基板とを一定の間隔で対向さ
せて配置し、両者の間に液晶を封入して構成されてい
る。

【００２１】以下、本実施の形態の液晶表示パネルの製
造方法について、図１〜図３を参照して説明する。ま
ず、ガラス製透明基板１０をスパッタリング装置のチャ
ンバ内に載置し、Ｃｒをターゲットに用いてスパッタリ
ングを施して、基板１０上にＣｒ層２１ａを約１３５０
Åの厚さに形成する。その後、チャンバ内に窒素ガスを
導入してＣｒのスパッタリングを継続して、Ｃｒ層２１
ａ上にＣｒＮ層２１ｂを約１５０Åの厚さに形成する。

【００２２】次に、フォトリソグラフィ法を用いてＣｒ
層２１ａ及びＣｒＮ層２１ｂをパターニングし、ゲート
バスライン１１、ゲート電極１３ａ及び端子１５を形成
する。その後、基板１０上の全面にＳｉＮ２３膜を形成
し、ゲート電極１３ａの上方にシリコン層１９を選択的
に形成する。そして、このシリコン層１９に不純物を選
択的に導入して、ソース・ドレイン領域を形成する。

【００２３】次に、基板１０をスパッタリング装置のチ
ャンバ内に載置し、Ｃｒをターゲットに用いてスパッタ
リングを施してＣｒ層２２ａを形成する。その後、チャ
ンバ内に窒素ガスを導入してＣｒのスパッタリングを継
続し、Ｃｒ層２２ａ上にＣｒＮ層２２ｂを形成する。こ
の場合も、Ｃｒ層２２ａの厚さは約１３５０Å、ＣｒＮ
層２２ｂの厚さは約１５０Åとする。

【００２４】その後、フォトリソグラフィ法を用いてＣ
ｒ層２２ａ及びＣｒＮ層２２ｂをパターニングして、ド
レインバスライン１２、ドレイン電極１３ｂ、ソース電
極１３ｃ及び端子１６を形成する。次に、基板１０上の
全面にＳｉＮ膜２４を形成した後、このＳｉＮ膜２４に
ソース電極１３ｃに接続するコンタクトホール２４ａ及
び端子１５，１６に接続する開口部２４ｂを形成する。

【００２５】次いで、全面にＩＴＯ膜を形成し、このＩ
ＴＯ膜をパターニングして、画素電極１４及び被覆膜１
７，１８を形成する。その後、全面に配向膜を形成した
後、その配向膜の表面をラビング処理する。これによ
り、ＴＦＴ基板が完成する。本実施の形態においては端
子１５，１６及びソース電極１３ｃの表面がＣｒＮ層２
１ｂ，２２ｂに覆われているので、最表面の酸化を防止
することができて、端子１５，１６及びソース電極１３
ｃとＩＴＯ膜（画素電極１４又は被覆膜１７，１８）と
のオーミック接続が得られる。このため、接続部の電気
的特性を改善するために従来必要とされていたアッシン
グ処理工程やレーザー光照射処理工程が不要になり、製
造工程が簡略化されるとともに、製造コストが低減され
るという効果が得られる。

【００２６】以下、Ｃｒ単層で形成した端子と、Ｃｒ層
及びＣｒＮ層の２層構造の端子とを実際に形成し、これ
らの端子の上にＩＴＯ膜を形成して接続部の電気的特性
を調べた結果について説明する。図４は横軸に印加電圧
をとり、縦軸に電流値をとって、端子とＩＴＯ膜との接
続部の電圧−電流特性を調べた結果を示す図であり、図
５は図４の印加電圧が０Ｖ近傍の部分を拡大して示す図
である。この図４，図５に示すように、Ｃｒ単層の場合
は電圧−電流特性が非直線であるのに対し、Ｃｒ層とＣ
ｒＮ層との２層構造の場合は電圧−電流特性が直線であ
り、オーミック接続が得られていることが明らかであ
る。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
透明導体膜と接続される端子又はソース電極の少なくと
も一方が、クロム等の金属からなる第１の層と、窒化ク
ロム等の窒化金属からなる第２の層とにより形成されて
いるので、端子又はソース電極と透明導電体膜との界面
に不導体層が形成されることがなく、良好なオーミック
接続が得られる。

【００２８】また、本発明の液晶表示パネルを製造する
際に、透明基板上にスパッタリングによりクロム膜を形
成した後、チャンバ内に窒素を導入しクロムをスパッタ
リングして前記クロム膜上に窒化クロム膜を形成し、そ
の後前記クロム膜及び前記窒化クロム膜をパターニング
してバスライン及び端子を形成すると、端子表面に形成
された窒化クロム膜により表面に不導体層が形成される
ことが防止される。これにより、端子とＩＴＯ膜との接
触不良を回避するために従来必要とされていたアッシン
グ処理やレーザー光照射処理が不要になり、製造工程が
簡略化されるとともに、製造コストが低減されるという
効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の液晶表示パネルのＴＦＴ
基板を示す平面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線による断面図である。

【図３】図１のＢ−Ｂ線による断面図である。

【図４】端子と透明導電膜との接続部の電気的特性を調
べた結果を示す図である。

【図５】図４の印加電圧が０Ｖ近傍の部分を拡大して示
す図である。

【図６】従来の液晶表示パネルのＴＦＴ基板を示す平面
図である。

【図７】図６のＣ−Ｃ線による断面図である。

【符号の説明】

１０，３０ 基板 １１，３１ ゲートバスライン １２，３２ ドレインバスライン １３，３３ ＴＦＴ １４，３４ 画素電極 １５，１６，３５，３６ 端子 １７，１８，３７，３８ 被覆膜 ２１ａ，２２ａ Ｃｒ層 ２１ｂ，，２２ｂ ＣｒＮ層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−160877（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−120789（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−161140（ＪＰ，Ａ)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 透明基板と、 前記透明基板上に相互に平行に配置された複数本のゲー
   トバスラインと、 前記透明基板上に相互に平行に配置され、前記ゲートバ
   スラインと交差する複数本のドレインバスラインと、 ゲート電極が前記ゲートバスラインに接続され、ドレイ
   ン電極が前記ドレインバスラインに接続された薄膜トラ
   ンジスタと、 前記ゲートバスライン及び前記ドレインバスラインの端
   部に設けられた端子と、 前記ゲートバスライン、前記ドレインバスライン及び前
   記薄膜トランジスタを覆う絶縁膜と、 前記ゲートバスライン及び前記ドレインバスラインによ
   り区画された各領域の前記絶縁膜上にそれぞれ配置さ
   れ、前記薄膜トランジスタのソース電極と電気的に接続
   したＩＴＯからなる画素電極とを有する液晶表示パネル
   において、 前記端子及び前記ソース電極の少なくとも一方が、クロ
   ムからなる第１の層と、前記第１の層上に形成された窒
   化クロムからなる第２の層と、前記絶縁膜に設けられた
   コンタクトホールを介して前記第２の層と接続する第３
   の層とにより構成され、前記第３の層は、前記画素電極
   と同一のＩＴＯ膜から形成されていることを特徴とする
   液晶表示パネル。
2. 【請求項２】 前記第２の層のクロムと窒素との組成比
   （原子数の比）が１対１であることを特徴とする請求項
   １に記載の液晶表示パネル。
3. 【請求項３】 前記第２の層の厚さが、前記第１の層と
   前記第２の層との合計の厚さの１０分の１であることを
   特徴とする請求項１又は２に記載の液晶表示パネル。