JP3740513B2 - フリンジフィールド駆動液晶表示装置及びその製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置及びその製造方法に関し、より詳しくはフリンジフィールド駆動液晶表示装置及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、フリンジフィールド駆動液晶表示装置（以下、ＦＦＳ ＬＣＤ）は、ＩＰＳ（ｉｎｐｌａｎｅ ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）−ＬＣＤの低い開口率及び透過率を改善させるために提案されたもので、これに対する大韓民国特許出願第９８−９２４３号が出願されている。
【０００３】
こうしたＦＦＳ−ＬＣＤは、所定セルギャップをおいて離れた上部及び下部基板、上部及び下部基板間に介在された液晶層、並びに下部基板の内側面に形成されたカウンタ電極及び画素電極を含む。カウンタ電極及び画素電極は透明電導体で形成され、カウンタ電極と画素電極との間隔はセルギャップより狭い。これにより、電極間及び電極上にフリンジフィールドが形成される。
【０００４】
図１はＦＦＳ−ＬＣＤの下部基板構造を示す平面図である。
図１に示すように、ゲートバスライン３及びデータバスライン７は、下部基板１上に交差配列されて単位画素Ｐｉｘが限定される。薄膜トランジスタＴＦＴはゲートバスライン３とデータバスライン７の交点近傍に配置される。カウンタ電極２は透明導電体で形成され、単位画素ｐｉｘ別にそれぞれ形成される。このとき、カウンタ電極２は四角板状あるいは櫛形状で形成できる。共通信号線３０はカウンタ電極２に持続的に共通信号を供給する為に、カウンタ電極２とコンタクトされるように配置される。このとき、共通信号線３０は信号伝達特性が優秀な金属膜で形成され、一般にはゲートバスライン用金属膜で形成される。しかも、共通信号線３０は、ゲートバスライン３と平行でカウンタ電極２の所定部分とコンタクトされる第１部分３０ａと、第１部分３０ａからデータバスライン７と平行に延長されながらカウンタ電極２とデータバスライン７との間に各々配置される第２部分３０ｂとを含む。画素電極９はカウンタ電極２とオーバーラップされるように単位画素ｐｉｘに形成される。このとき、画素電極９とカウンタ電極２は電気的に絶縁される。画素電極９は櫛形状で形成され、データバスライン７と平行で等間隔に形成された多数個の櫛歯部９ａと、櫛歯部９ａの一端を連結しながら薄膜トランジスタＴＦＴの所定部分とコンタクトされるバー９ｂとを含む。一方、図には示さないが、下部基板１と対向する上部基板は画素電極９とカウンタ電極５との距離よりも大きく対向する。
【０００５】
このような構成を持つフリンジフィールド駆動液晶表示装置は、次の様な製造工程にて形成される。尚、図２（ａ）は図１のａ−ａ′線に沿う断面図で、図２（ｂ）は図１のｂ−ｂ′線に沿う断面図である。
【０００６】
図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、ＩＴＯ層が下部基板１上に蒸着された後、所定形態にパターニングされてカウンタ電極２が形成される。カウンタ電極２の形成された下部基板１上に、ゲートバスライン用金属膜例えばＭｏＷ金属膜が蒸着された後、所定部分パターニングされてゲートバスライン３と共通電極３０ａが形成される。その後、シリコン窒酸化膜からなる第１ゲート絶縁膜４ａと、シリコン窒化膜からなる第２ゲート絶縁膜４ｂと、非晶質シリコン層及びドープト非晶質シリコン層とが順次蒸着される。続いて、ドープト半導体層、非晶質シリコン層及び第２ゲート絶縁膜４ｂが活性領域（薄膜トランジスタ領域）の形態に所定部分パターニングされる。これにより、ドープト半導体層はオーミックコンタクト層６になり、非晶質シリコン層はチャンネル層５に限定される。その後、データバスライン用金属膜は活性領域の限定された下部基板１上に蒸着され、所定部分パターニングされてソース、ドレイン電極７ａ、７ｂ及びデータバスライン（不図示）が形成される。その後、オーミックコンタクト層６はソース、ドレイン電極７ａ、７ｂの形態にパターニングされて薄膜トランジスタが完成する。次に、保護膜８は、薄膜トランジスタの形成された下部基板１上に形成されてから、ドレイン電極７ｂの所定部分が露出するようにエッチングされる。次に、露出したドレイン電極７ｂとコンタクトされるように、保護膜８上に画素電極９が形成される。
【０００７】
こうしたフリンジフィールド駆動液晶表示装置は、次のように動作する。
カウンタ電極２と画素電極９との間に電界が形成されると、カウンタ電極２と画素電極９との間の距離が上部及び下部基板間の距離よりも小さいので、両電極間には垂直成分を含むフリンジフィールドが形成される。このフリンジフィールドはカウンタ電極２及び画素電極９上の全域に渡っているため、電極上にある液晶分子らを共に動作させる。これにより、高開口率及び高透過率を実現できる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のフリンジフィールド駆動液晶表示装置は、次の様な問題点を持つ。
まず、カウンタ電極２と画素電極９との間には第１ゲート絶縁膜４ａと保護膜８が介在されているため、電極間の距離が増加し、補助キャパシタンスが低下し、電界の強さが弱くなる。これにより、画面に残像の様な問題点が発生し、駆動電圧が上昇することになる。
【０００９】
また、共通信号線３０はストレージオンコモン（ｓｔｏｒａｇｅ ｏｎ ｃｏｍｍｏｎ）方式によりゲートバスライン３と同一の物質で形成される。このとき、ゲートバスライン物質としては殆どＭｏＷで形成され、ＭｏＷはＡｌ系列の金属膜に比べて抵抗が高い。これにより、共通信号線９は共通信号が円滑に伝達される様に、比較的広幅に形成される。しかし、共通信号線３０が広幅に形成されるにつれて、開口率が減少することになる。
【００１０】
従って、本発明の目的は、カウンタ電極と画素電極との間の距離を低減しながら、開口率を確保できるフリンジフィールド駆動液晶表示装置を提供することにある。
【００１１】
また、本発明の他の目的は、前記のフリンジフィールド駆動液晶表示装置の製造方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成する為に、本発明は、所定距離をおいて対向する上部及び下部基板；前記上部及び下部基板間に介在される多数の液晶分子を含む液晶層；下部基板の内側面に所定方向に延長されたゲートバスライン；前記ゲートバスラインと交差するように下部基板上に配置されて単位画素を限定するデータバスライン；前記ゲートバスライン及びデータバスライン間に介在されるゲート絶縁膜；前記ゲートバスラインとデータバスラインの交差部に各々配置された薄膜トランジスタ；前記下部基板の単位画素空間に各々配置されるカウンタ電極；前記カウンタ電極とコンタクトされてカウンタ電極に共通信号を印加する共通信号線；前記薄膜トランジスタと電気的に連結して、前記カウンタ電極とオーバーラップされるように形成され、前記カウンタ電極と共にフリンジフィールドを形成する画素電極；及び前記カウンタ電極と画素電極との間に介在される保護膜を含み、前記共通信号線は前記ゲート絶縁膜上に形成され、前記データバスラインと同一の物質で形成されることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明は、所定距離をおいて対向する上部及び下部基板；前記上部及び下部基板間に介在される多数の液晶分子を含む液晶層；下部基板の内側面に所定方向に延長されたゲートバスライン；前記ゲートバスラインと交差するように下部基板上に配置されて単位画素を限定するデータバスライン；前記ゲートバスライン及びデータバスライン間に介在されるゲート絶縁膜；前記ゲートバスラインとデータバスラインの交差部に各々配置された薄膜トランジスタ；前記下部基板の単位画素空間に各々配置されるカウンタ電極；前記カウンタ電極とコンタクトされてカウンタ電極に共通信号を印加する共通信号線；前記薄膜トランジスタと電気的に連結して、前記カウンタ電極とオーバーラップされるように形成され、前記カウンタ電極と共にフリンジフィールドを形成する画素電極；及び前記カウンタ電極と画素電極との間に介在される保護膜を含み、前記共通信号線は前記ゲート絶縁膜上に形成され、前記共通信号線は前記隣接する一対のデータバスライン間にデータバスラインと平行に延長され、前記共通信号線と前記データバスラインはアルミニウムを含む金属膜で形成されることを特徴とする。
【００１４】
さらにまた、本発明は、下部基板上にゲートバスラインを形成する段階；前記下部基板上に第１、第２ゲート絶縁膜、非晶質シリコン層及びドープト半導体層を順次積層する段階；前記ドープト半導体層、非晶質シリコン層及び第２ゲート絶縁膜を所定部分パターニングして、オーミックコンタクト層及びチャンネル層を含む活性領域を限定する段階；前記活性領域の一側の第１ゲート絶縁膜上に透明導電体でカウンタ電極を形成する段階；前記カウンタ電極の形成された第１ゲート絶縁膜上に金属膜を積着し、前記金属膜を所定部分パターニングしてデータバスライン、ソース、ドレイン電極及び共通信号線を形成する段階；前記下部基板の結果物上に保護膜を蒸着する段階；前記ドレイン電極が露出するように保護膜をエッチングする段階；及び前記露出したドレイン電極とコンタクトされるように、保護膜上に透明導電体で前記カウンタ電極とフリンジフィールドを形成する画素電極を形成する段階を含むことを特徴とする。
【００１５】
さらにまた、本発明は、下部基板上にゲートバスラインを形成する段階；前記下部基板上に第１、第２ゲート絶縁膜、非晶質シリコン層及びドープト半導体層を順次積層する段階；前記ドープト半導体層、非晶質シリコン層及び第２ゲート絶縁膜を所定部分パターニングして、オーミックコンタクト層及びチャンネル層を含む活性領域を限定する段階；前記活性領域の一側の第１ゲート絶縁膜上に透明導電体でカウンタ電極を形成する段階；前記カウンタ電極の形成された第１ゲート絶縁膜上に金属膜を積着し、前記金属膜を所定部分パターニングしてデータバスライン、ソース、ドレイン電極及び共通信号線を形成する段階；前記下部基板の結果物上に保護膜を蒸着する段階；前記ドレイン電極が露出するように保護膜をエッチングする段階；及び前記露出したドレイン電極とコンタクトされるように、保護膜上に透明導電体で前記カウンタ電極とフリンジフィールドを形成する画素電極を形成する段階を含み、前記データバスライン、ソース、ドレイン電極及び共通信号線はＭｏ／Ａｌ／ＭｏまたはＭｏ／ＡｌＮｄ／Ｍｏ膜で形成されることを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づき、本発明の好適実施例を詳細に説明する。
まず、図３を参照して、ゲートバスライン２１は図のｘ方向に延長され、データバスライン２６はゲートバスライン２１と実質的に垂直なｙ方向に延長され、矩形の単位画素ｐｉｘが限定される。このとき、ゲートバスライン２１はＭｏＷの様な金属膜で形成され、データバスライン２６は電導性が優秀なアルミニウムを含む金属膜例えばＭｏ／Ａｌ／Ｍｏ、Ｍｏ／ＡｌＮｄ／Ｍｏ金属膜で形成される。ここで、ゲートバスライン２１はＬＣＤ形成工程中の初期に形成されるので、後工程で温度の影響をあまり受けない物質で形成されるべきである。従って、ゲートバスライン用金属膜では高温でも耐えられる物質が採択される。一方、データバスライン２６はＬＣＤ形成工程中の後期に形成されるので、温度の影響をあまり受けない。よって、データバスラインでは電導特性が優秀なＡｌを含む金属膜が採択される。ゲートバスライン２１とデータバスライン２６の交点近傍には薄膜トランジスタＴＦＴが各々配置される。ここで、ゲートバスライン１２とデータバスライン１４は、公知のように、ゲート絶縁膜（不図示）により絶縁される。カウンタ電極２５は単位画素ｐｉｘに各々透明導電体例えばＩＴＯ層で形成される。カウンタ電極２５は板形状あるいは櫛形状で形成され、本実施例では板形状で形成される。
【００１７】
共通信号線２６０はカウンタ電極２５とコンタクトされるようにカウンタ電極２５上に形成される。このとき、共通信号線２６０は、隣接する一対のデータバスライン２６間にデータバスライン２６と平行に形成され、データバスライン用金属膜と同一の物質で形成されるのが望ましい。これにより、本発明の共通信号線２６０は、データバスライン２６と同一の物質で形成されるので、ゲートバスラインと同一の物質で形成された従来の共通信号線よりも電導特性が大きく改善される。これにより、共通信号線２６０の線幅が低減できるので、共通信号線２６０が単位画素を占める面積が低減できる。従って、開口率が増大する。また、共通信号線２６０は、データバスライン２６と等間隔で平行に形成されるので、共通信号線２６０とデータバスライン２６との間のショットが防止される。
【００１８】
カウンタ電極２５とオーバーラップされるように、カウンタ電極２５上に画素電極２８が透明導電層例えばＩＴＯ物質で形成される。このような画素電極２８は櫛形状で形成され、より詳しくはデータバスライン２６と平行に延長された多数の櫛歯部２８ａと、櫛歯部２８ａの一端を連結させながら、薄膜トランジスタＴＦＴと接続されるバー２８ｂとを含む。このとき、画素電極２８は共通信号線２６０上に配置される。このとき、カウンタ電極２５及び共通信号線２６０と画素電極２８との間にゲート絶縁膜が介在され、カウンタ電極２５と画素電極２８との間及び共通信号線２６０と画素電極２８との間が絶縁される。本実施例におけるカウンタ電極２５と画素電極２８は、両電極間にフリンジフィールドが形成されるように、必ず透明な導電体で形成され、カウンタ電極２５と画素電極の櫛歯部２８ａとの間隔がセルギャップ（上部及び下部基板間の距離）より狭い。しかも、画素電極の櫛歯部２８ａ及び櫛歯部２８ａ間に露出するカウンタ電極２５の線幅は、フリンジフィールドによって画素電極の櫛歯部２８ａ及び露出したカウンタ電極２５上にある液晶が共に動作される程度である。
【００１９】
こうした構成を持つ本発明のフリンジフィールド駆動液晶表示装置の製造方法は、次の通りである。
図４及び図５を参照して、ゲートバスライン用金属膜例えばＭｏＷ膜が下部基板２０上に蒸着されてから所定部分パターニングされ、ゲートバスライン２１が形成される。その後、シリコン窒酸化膜（ＳｉＯＮ）からなる第１ゲート絶縁膜２２ａと、シリコン窒化膜（ＳｉＮ）からなる第２ゲート絶縁膜２２ｂと、非晶質シリコン層及びドープト非晶質シリコン層とが順次蒸着される。続いて、ドープト半導体層、非晶質シリコン層及び第２ゲート絶縁膜２２ｂは、活性領域（薄膜トランジスタ領域）の形態で所定部分パターニングされ、オーミックコンタクト層２４とチャンネル層２３が限定される。第１ＩＴＯ膜は活性領域及び第１ゲート絶縁膜４ａ上に形成された後、活性領域の一側に存在するように所定部分パターニングされ、カウンタ電極２５が形成される。このとき、カウンタ電極２５は、上述した様に板形状で形成される。次に、電導性の高いアルミニウムを含む金属膜、例えばＭｏ／Ａｌ／ＭｏまたはＭｏ／ＡｌＮｄ／Ｍｏ金属膜がカウンタ電極２５の形成された下部基板２０上に蒸着されてから所定部分パターニングされ、活性領域両側にソース、ドレイン電極２６ａ、２６ｂが形成されると同時に、ゲートバスライン２１と交差する様に、データバスライン２６が形成される。また、データバスライン２６の形成と同時に、カウンタ電極２５とコンタクトされるようにカウンタ電極２５上に共通信号線２６０が形成される。その後、下部基板２０の結果物上に保護膜２７が蒸着される。続いて、薄膜トランジスタのドレイン電極２６ｂが露出するように、保護膜２７の所定部分がエッチングされる。その後、保護膜２７上に露出したドレイン電極２６ｂとコンタクトされるように第２ＩＴＯ膜が蒸着される。その後、第２ＩＴＯ膜はカウンタ電極２５とオーバーラップされるように櫛形状でパターニングされ、画素電極２８が形成される。
【００２０】
【発明の効果】
以上から説明した様に、本発明によれば、カウンタ電極と画素電極との間に保護膜が介在され、カウンタ電極と画素電極との間の距離が第１ゲート絶縁膜の厚さだけ減少される。かつ、カウンタ電極と画素電極との間の電界経路及び画素電極とカウンタ電極との間の電界経路が同一になり、残像の問題点が発生しない。また、補助容量キャパシタンスが増大し、電界の強さも大きくなり、消費電力が減少される。
【００２１】
また、共通信号線をゲートバスラインよりも電導性が優秀なデータバスラインと同一の物質で形成することで、従来の共通信号線よりも線幅を低減できる。これにより、開口率を向上できる。
【００２２】
尚、本発明は、本実施例に限られるものではない。本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で多様に変更実施することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】一般のＦＦＳ−ＬＣＤの下部基板平面図である。
【図２】（ａ）は、図１のａ−ａ′線に沿う断面図である。
（ｂ）は、図１のｂ−ｂ′線に沿う断面図である。
【図３】本発明による高開口率及び高透過率液晶表示装置の平面図である。
【図４】図３のＩＶ―ＩＶ′線に沿う断面図である。
【図５】図３のＶ―Ｖ′線に沿う断面図である。
【符号の説明】
２０ 下部基板
２１ ゲートバスライン
２２ ゲート絶縁膜
２３ チャンネル層
２５ カウンタ電極
２６ データバスライン
２６ａ ソース電極
２６ｂ ドレイン電極
２７ 保護膜
２８ 画素電極
２６０ 共通信号線
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置及びその製造方法に関し、より詳しくはフリンジフィールド駆動液晶表示装置及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、フリンジフィールド駆動液晶表示装置（以下、ＦＦＳ ＬＣＤ）は、ＩＰＳ（ｉｎｐｌａｎｅ ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）−ＬＣＤの低い開口率及び透過率を改善させるために提案されたもので、これに対する大韓民国特許出願第９８−９２４３号が出願されている。
【０００３】
こうしたＦＦＳ−ＬＣＤは、所定セルギャップをおいて離れた上部及び下部基板、上部及び下部基板間に介在された液晶層、並びに下部基板の内側面に形成されたカウンタ電極及び画素電極を含む。カウンタ電極及び画素電極は透明電導体で形成され、カウンタ電極と画素電極との間隔はセルギャップより狭い。これにより、電極間及び電極上にフリンジフィールドが形成される。
【０００４】
図１はＦＦＳ−ＬＣＤの下部基板構造を示す平面図である。
図１に示すように、ゲートバスライン３及びデータバスライン７は、下部基板１上に交差配列されて単位画素Ｐｉｘが限定される。薄膜トランジスタＴＦＴはゲートバスライン３とデータバスライン７の交点近傍に配置される。カウンタ電極２は透明導電体で形成され、単位画素ｐｉｘ別にそれぞれ形成される。このとき、カウンタ電極２は四角板状あるいは櫛形状で形成できる。共通信号線３０はカウンタ電極２に持続的に共通信号を供給する為に、カウンタ電極２とコンタクトされるように配置される。このとき、共通信号線３０は信号伝達特性が優秀な金属膜で形成され、一般にはゲートバスライン用金属膜で形成される。しかも、共通信号線３０は、ゲートバスライン３と平行でカウンタ電極２の所定部分とコンタクトされる第１部分３０ａと、第１部分３０ａからデータバスライン７と平行に延長されながらカウンタ電極２とデータバスライン７との間に各々配置される第２部分３０ｂとを含む。画素電極９はカウンタ電極２とオーバーラップされるように単位画素ｐｉｘに形成される。このとき、画素電極９とカウンタ電極２は電気的に絶縁される。画素電極９は櫛形状で形成され、データバスライン７と平行で等間隔に形成された多数個の櫛歯部９ａと、櫛歯部９ａの一端を連結しながら薄膜トランジスタＴＦＴの所定部分とコンタクトされるバー９ｂとを含む。一方、図には示さないが、下部基板１と対向する上部基板は画素電極９とカウンタ電極５との距離よりも大きく対向する。
【０００５】
このような構成を持つフリンジフィールド駆動液晶表示装置は、次の様な製造工程にて形成される。尚、図２（ａ）は図１のａ−ａ′線に沿う断面図で、図２（ｂ）は図１のｂ−ｂ′線に沿う断面図である。
【０００６】
図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、ＩＴＯ層が下部基板１上に蒸着された後、所定形態にパターニングされてカウンタ電極２が形成される。カウンタ電極２の形成された下部基板１上に、ゲートバスライン用金属膜例えばＭｏＷ金属膜が蒸着された後、所定部分パターニングされてゲートバスライン３と共通電極３０ａが形成される。その後、シリコン窒酸化膜からなる第１ゲート絶縁膜４ａと、シリコン窒化膜からなる第２ゲート絶縁膜４ｂと、非晶質シリコン層及びドープト非晶質シリコン層とが順次蒸着される。続いて、ドープト半導体層、非晶質シリコン層及び第２ゲート絶縁膜４ｂが活性領域（薄膜トランジスタ領域）の形態に所定部分パターニングされる。これにより、ドープト半導体層はオーミックコンタクト層６になり、非晶質シリコン層はチャンネル層５に限定される。その後、データバスライン用金属膜は活性領域の限定された下部基板１上に蒸着され、所定部分パターニングされてソース、ドレイン電極７ａ、７ｂ及びデータバスライン（不図示）が形成される。その後、オーミックコンタクト層６はソース、ドレイン電極７ａ、７ｂの形態にパターニングされて薄膜トランジスタが完成する。次に、保護膜８は、薄膜トランジスタの形成された下部基板１上に形成されてから、ドレイン電極７ｂの所定部分が露出するようにエッチングされる。次に、露出したドレイン電極７ｂとコンタクトされるように、保護膜８上に画素電極９が形成される。
【０００７】
こうしたフリンジフィールド駆動液晶表示装置は、次のように動作する。
カウンタ電極２と画素電極９との間に電界が形成されると、カウンタ電極２と画素電極９との間の距離が上部及び下部基板間の距離よりも小さいので、両電極間には垂直成分を含むフリンジフィールドが形成される。このフリンジフィールドはカウンタ電極２及び画素電極９上の全域に渡っているため、電極上にある液晶分子らを共に動作させる。これにより、高開口率及び高透過率を実現できる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のフリンジフィールド駆動液晶表示装置は、次の様な問題点を持つ。
まず、カウンタ電極２と画素電極９との間には第１ゲート絶縁膜４ａと保護膜８が介在されているため、電極間の距離が増加し、補助キャパシタンスが低下し、電界の強さが弱くなる。これにより、画面に残像の様な問題点が発生し、駆動電圧が上昇することになる。
【０００９】
また、共通信号線３０はストレージオンコモン（ｓｔｏｒａｇｅ ｏｎ ｃｏｍｍｏｎ）方式によりゲートバスライン３と同一の物質で形成される。このとき、ゲートバスライン物質としては殆どＭｏＷで形成され、ＭｏＷはＡｌ系列の金属膜に比べて抵抗が高い。これにより、共通信号線９は共通信号が円滑に伝達される様に、比較的広幅に形成される。しかし、共通信号線３０が広幅に形成されるにつれて、開口率が減少することになる。
【００１０】
従って、本発明の目的は、カウンタ電極と画素電極との間の距離を低減しながら、開口率を確保できるフリンジフィールド駆動液晶表示装置を提供することにある。
【００１１】
また、本発明の他の目的は、前記のフリンジフィールド駆動液晶表示装置の製造方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成する為に、本発明は、所定距離をおいて対向する上部及び下部基板；前記上部及び下部基板間に介在される多数の液晶分子を含む液晶層；下部基板の内側面に所定方向に延長されたゲートバスライン；前記ゲートバスラインと交差するように下部基板上に配置されて単位画素を限定するデータバスライン；前記ゲートバスライン及びデータバスライン間に介在されるゲート絶縁膜；前記ゲートバスラインとデータバスラインの交差部に各々配置された薄膜トランジスタ；前記下部基板の単位画素空間に各々配置されるカウンタ電極；前記カウンタ電極とコンタクトされてカウンタ電極に共通信号を印加する共通信号線；前記薄膜トランジスタと電気的に連結して、前記カウンタ電極とオーバーラップされるように形成され、前記カウンタ電極と共にフリンジフィールドを形成する画素電極；及び前記カウンタ電極と画素電極との間に介在される保護膜を含み、前記共通信号線は前記ゲート絶縁膜上に形成され、前記データバスラインと同一の物質で形成されることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明は、所定距離をおいて対向する上部及び下部基板；前記上部及び下部基板間に介在される多数の液晶分子を含む液晶層；下部基板の内側面に所定方向に延長されたゲートバスライン；前記ゲートバスラインと交差するように下部基板上に配置されて単位画素を限定するデータバスライン；前記ゲートバスライン及びデータバスライン間に介在されるゲート絶縁膜；前記ゲートバスラインとデータバスラインの交差部に各々配置された薄膜トランジスタ；前記下部基板の単位画素空間に各々配置されるカウンタ電極；前記カウンタ電極とコンタクトされてカウンタ電極に共通信号を印加する共通信号線；前記薄膜トランジスタと電気的に連結して、前記カウンタ電極とオーバーラップされるように形成され、前記カウンタ電極と共にフリンジフィールドを形成する画素電極；及び前記カウンタ電極と画素電極との間に介在される保護膜を含み、前記共通信号線は前記ゲート絶縁膜上に形成され、前記共通信号線は前記隣接する一対のデータバスライン間にデータバスラインと平行に延長され、前記共通信号線と前記データバスラインはアルミニウムを含む金属膜で形成されることを特徴とする。
【００１４】
さらにまた、本発明は、下部基板上にゲートバスラインを形成する段階；前記下部基板上に第１、第２ゲート絶縁膜、非晶質シリコン層及びドープト半導体層を順次積層する段階；前記ドープト半導体層、非晶質シリコン層及び第２ゲート絶縁膜を所定部分パターニングして、オーミックコンタクト層及びチャンネル層を含む活性領域を限定する段階；前記活性領域の一側の第１ゲート絶縁膜上に透明導電体でカウンタ電極を形成する段階；前記カウンタ電極の形成された第１ゲート絶縁膜上に金属膜を積着し、前記金属膜を所定部分パターニングしてデータバスライン、ソース、ドレイン電極及び共通信号線を形成する段階；前記下部基板の結果物上に保護膜を蒸着する段階；前記ドレイン電極が露出するように保護膜をエッチングする段階；及び前記露出したドレイン電極とコンタクトされるように、保護膜上に透明導電体で前記カウンタ電極とフリンジフィールドを形成する画素電極を形成する段階を含むことを特徴とする。
【００１５】
さらにまた、本発明は、下部基板上にゲートバスラインを形成する段階；前記下部基板上に第１、第２ゲート絶縁膜、非晶質シリコン層及びドープト半導体層を順次積層する段階；前記ドープト半導体層、非晶質シリコン層及び第２ゲート絶縁膜を所定部分パターニングして、オーミックコンタクト層及びチャンネル層を含む活性領域を限定する段階；前記活性領域の一側の第１ゲート絶縁膜上に透明導電体でカウンタ電極を形成する段階；前記カウンタ電極の形成された第１ゲート絶縁膜上に金属膜を積着し、前記金属膜を所定部分パターニングしてデータバスライン、ソース、ドレイン電極及び共通信号線を形成する段階；前記下部基板の結果物上に保護膜を蒸着する段階；前記ドレイン電極が露出するように保護膜をエッチングする段階；及び前記露出したドレイン電極とコンタクトされるように、保護膜上に透明導電体で前記カウンタ電極とフリンジフィールドを形成する画素電極を形成する段階を含み、前記データバスライン、ソース、ドレイン電極及び共通信号線はＭｏ／Ａｌ／ＭｏまたはＭｏ／ＡｌＮｄ／Ｍｏ膜で形成されることを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づき、本発明の好適実施例を詳細に説明する。
まず、図３を参照して、ゲートバスライン２１は図のｘ方向に延長され、データバスライン２６はゲートバスライン２１と実質的に垂直なｙ方向に延長され、矩形の単位画素ｐｉｘが限定される。このとき、ゲートバスライン２１はＭｏＷの様な金属膜で形成され、データバスライン２６は電導性が優秀なアルミニウムを含む金属膜例えばＭｏ／Ａｌ／Ｍｏ、Ｍｏ／ＡｌＮｄ／Ｍｏ金属膜で形成される。ここで、ゲートバスライン２１はＬＣＤ形成工程中の初期に形成されるので、後工程で温度の影響をあまり受けない物質で形成されるべきである。従って、ゲートバスライン用金属膜では高温でも耐えられる物質が採択される。一方、データバスライン２６はＬＣＤ形成工程中の後期に形成されるので、温度の影響をあまり受けない。よって、データバスラインでは電導特性が優秀なＡｌを含む金属膜が採択される。ゲートバスライン２１とデータバスライン２６の交点近傍には薄膜トランジスタＴＦＴが各々配置される。ここで、ゲートバスライン１２とデータバスライン１４は、公知のように、ゲート絶縁膜（不図示）により絶縁される。カウンタ電極２５は単位画素ｐｉｘに各々透明導電体例えばＩＴＯ層で形成される。カウンタ電極２５は板形状あるいは櫛形状で形成され、本実施例では板形状で形成される。
【００１７】
共通信号線２６０はカウンタ電極２５とコンタクトされるようにカウンタ電極２５上に形成される。このとき、共通信号線２６０は、隣接する一対のデータバスライン２６間にデータバスライン２６と平行に形成され、データバスライン用金属膜と同一の物質で形成されるのが望ましい。これにより、本発明の共通信号線２６０は、データバスライン２６と同一の物質で形成されるので、ゲートバスラインと同一の物質で形成された従来の共通信号線よりも電導特性が大きく改善される。これにより、共通信号線２６０の線幅が低減できるので、共通信号線２６０が単位画素を占める面積が低減できる。従って、開口率が増大する。また、共通信号線２６０は、データバスライン２６と等間隔で平行に形成されるので、共通信号線２６０とデータバスライン２６との間のショットが防止される。
【００１８】
カウンタ電極２５とオーバーラップされるように、カウンタ電極２５上に画素電極２８が透明導電層例えばＩＴＯ物質で形成される。このような画素電極２８は櫛形状で形成され、より詳しくはデータバスライン２６と平行に延長された多数の櫛歯部２８ａと、櫛歯部２８ａの一端を連結させながら、薄膜トランジスタＴＦＴと接続されるバー２８ｂとを含む。このとき、画素電極２８は共通信号線２６０上に配置される。このとき、カウンタ電極２５及び共通信号線２６０と画素電極２８との間にゲート絶縁膜が介在され、カウンタ電極２５と画素電極２８との間及び共通信号線２６０と画素電極２８との間が絶縁される。本実施例におけるカウンタ電極２５と画素電極２８は、両電極間にフリンジフィールドが形成されるように、必ず透明な導電体で形成され、カウンタ電極２５と画素電極の櫛歯部２８ａとの間隔がセルギャップ（上部及び下部基板間の距離）より狭い。しかも、画素電極の櫛歯部２８ａ及び櫛歯部２８ａ間に露出するカウンタ電極２５の線幅は、フリンジフィールドによって画素電極の櫛歯部２８ａ及び露出したカウンタ電極２５上にある液晶が共に動作される程度である。
【００１９】
こうした構成を持つ本発明のフリンジフィールド駆動液晶表示装置の製造方法は、次の通りである。
図４及び図５を参照して、ゲートバスライン用金属膜例えばＭｏＷ膜が下部基板２０上に蒸着されてから所定部分パターニングされ、ゲートバスライン２１が形成される。その後、シリコン窒酸化膜（ＳｉＯＮ）からなる第１ゲート絶縁膜２２ａと、シリコン窒化膜（ＳｉＮ）からなる第２ゲート絶縁膜２２ｂと、非晶質シリコン層及びドープト非晶質シリコン層とが順次蒸着される。続いて、ドープト半導体層、非晶質シリコン層及び第２ゲート絶縁膜２２ｂは、活性領域（薄膜トランジスタ領域）の形態で所定部分パターニングされ、オーミックコンタクト層２４とチャンネル層２３が限定される。第１ＩＴＯ膜は活性領域及び第１ゲート絶縁膜４ａ上に形成された後、活性領域の一側に存在するように所定部分パターニングされ、カウンタ電極２５が形成される。このとき、カウンタ電極２５は、上述した様に板形状で形成される。次に、電導性の高いアルミニウムを含む金属膜、例えばＭｏ／Ａｌ／ＭｏまたはＭｏ／ＡｌＮｄ／Ｍｏ金属膜がカウンタ電極２５の形成された下部基板２０上に蒸着されてから所定部分パターニングされ、活性領域両側にソース、ドレイン電極２６ａ、２６ｂが形成されると同時に、ゲートバスライン２１と交差する様に、データバスライン２６が形成される。また、データバスライン２６の形成と同時に、カウンタ電極２５とコンタクトされるようにカウンタ電極２５上に共通信号線２６０が形成される。その後、下部基板２０の結果物上に保護膜２７が蒸着される。続いて、薄膜トランジスタのドレイン電極２６ｂが露出するように、保護膜２７の所定部分がエッチングされる。その後、保護膜２７上に露出したドレイン電極２６ｂとコンタクトされるように第２ＩＴＯ膜が蒸着される。その後、第２ＩＴＯ膜はカウンタ電極２５とオーバーラップされるように櫛形状でパターニングされ、画素電極２８が形成される。
【００２０】
【発明の効果】
以上から説明した様に、本発明によれば、カウンタ電極と画素電極との間に保護膜が介在され、カウンタ電極と画素電極との間の距離が第１ゲート絶縁膜の厚さだけ減少される。かつ、カウンタ電極と画素電極との間の電界経路及び画素電極とカウンタ電極との間の電界経路が同一になり、残像の問題点が発生しない。また、補助容量キャパシタンスが増大し、電界の強さも大きくなり、消費電力が減少される。
【００２１】
また、共通信号線をゲートバスラインよりも電導性が優秀なデータバスラインと同一の物質で形成することで、従来の共通信号線よりも線幅を低減できる。これにより、開口率を向上できる。
【００２２】
尚、本発明は、本実施例に限られるものではない。本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で多様に変更実施することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】一般のＦＦＳ−ＬＣＤの下部基板平面図である。
【図２】（ａ）は、図１のａ−ａ′線に沿う断面図である。
（ｂ）は、図１のｂ−ｂ′線に沿う断面図である。
【図３】本発明による高開口率及び高透過率液晶表示装置の平面図である。
【図４】図３のＩＶ―ＩＶ′線に沿う断面図である。
【図５】図３のＶ―Ｖ′線に沿う断面図である。
【符号の説明】
２０ 下部基板
２１ ゲートバスライン
２２ ゲート絶縁膜
２３ チャンネル層
２５ カウンタ電極
２６ データバスライン
２６ａ ソース電極
２６ｂ ドレイン電極
２７ 保護膜
２８ 画素電極
２６０ 共通信号線
Claims (12)
- 所定距離をおいて対向する上部及び下部基板；
前記上部及び下部基板間に介在される多数の液晶分子を含む液晶層；
下部基板の内側面に所定方向に延長されたゲートバスライン；
前記ゲートバスラインと交差するように下部基板上に配置されて単位画素を限定するデータバスライン；
前記ゲートバスライン及びデータバスライン間に介在されるゲート絶縁膜；
前記ゲートバスラインとデータバスラインの交差部に各々配置された薄膜トランジスタ；
前記下部基板の単位画素空間に各々配置されるカウンタ電極；
前記カウンタ電極とコンタクトされてカウンタ電極に共通信号を印加する共通信号線；
前記薄膜トランジスタと電気的に連結して、前記カウンタ電極とオーバーラップされるように形成され、前記カウンタ電極と共にフリンジフィールドを形成する画素電極；及び、
前記カウンタ電極と画素電極との間に介在される保護膜を含み、
前記共通信号線は前記ゲート絶縁膜上に形成され、前記データバスラインと同一の物質で形成されることを特徴とする、フリンジフィールド駆動液晶表示装置。 - 前記共通信号線は前記隣接する一対のデータバスライン間にデータバスラインと平行に延長されることを特徴とする、請求項１記載のフリンジフィールド駆動液晶表示装置。
- 前記データバスラインはアルミニウム系列の金属膜を含むことを特徴とする、請求項１記載のフリンジフィールド駆動液晶表示装置。
- 前記データバスラインはＭｏ／Ａｌ／ＭｏまたはＭｏ／ＡｌＮｄ／Ｍｏ金属膜で形成されることを特徴とする、請求項３記載のフリンジフィールド駆動液晶表示装置。
- 所定距離をおいて対向する上部及び下部基板；
前記上部及び下部基板間に介在される多数の液晶分子を含む液晶層；
下部基板の内側面に所定方向に延長されたゲートバスライン；
前記ゲートバスラインと交差するように下部基板上に配置されて単位画素を限定するデータバスライン；
前記ゲートバスライン及びデータバスライン間に介在されるゲート絶縁膜；
前記ゲートバスラインとデータバスラインの交差部に各々配置された薄膜トランジスタ；
前記下部基板の単位画素空間に各々配置されるカウンタ電極；
前記カウンタ電極とコンタクトされてカウンタ電極に共通信号を印加する共通信号線；
前記薄膜トランジスタと電気的に連結して、前記カウンタ電極とオーバーラップされるように形成され、前記カウンタ電極と共にフリンジフィールドを形成する画素電極；及び、
前記カウンタ電極と画素電極との間に介在される保護膜を含み、
前記共通信号線は前記ゲート絶縁膜上に形成され、
前記共通信号線は前記隣接する一対のデータバスライン間にデータバスラインと平行に延長され、
前記共通信号線と前記データバスラインはアルミニウムを含む金属膜で形成されることを特徴とする、フリンジフィールド駆動液晶表示装置。 - 前記アルミニウムを含む金属膜はＭｏ／Ａｌ／ＭｏまたはＭｏ／ＡｌＮｄ／Ｍｏ金属膜であることを特徴とする、請求項５記載のフリンジフィールド駆動液晶表示装置。
- 下部基板上にゲートバスラインを形成する段階；
前記下部基板上に第１、第２ゲート絶縁膜、非晶質シリコン層及びドープト半導体層を順次積層する段階；
前記ドープト半導体層、非晶質シリコン層及び第２ゲート絶縁膜を所定部分パターニングして、オーミックコンタクト層及びチャンネル層を含む活性領域を限定する段階；
前記活性領域の一側の第１ゲート絶縁膜上に透明導電体でカウンタ電極を形成する段階；
前記カウンタ電極の形成された第１ゲート絶縁膜上に金属膜を積着し、前記金属膜を所定部分パターニングしてデータバスライン、ソース、ドレイン電極及び共通信号線を形成する段階；
前記下部基板の結果物上に保護膜を蒸着する段階；
前記ドレイン電極が露出するように保護膜をエッチングする段階；及び
前記露出したドレイン電極とコンタクトされるように、保護膜上に透明導電体で前記カウンタ電極とフリンジフィールドを形成する画素電極を形成する段階を含むことを特徴とする、フリンジフィールド駆動液晶表示装置の製造方法。 - 前記データバスライン、ソース、ドレイン電極及び共通信号線はアルミニウムを含む金属膜で形成されることを特徴とする、請求項７記載のフリンジフィールド駆動液晶表示装置の製造方法。
- 前記アルミニウムを含む金属膜はＭｏ／Ａｌ／ＭｏまたはＭｏ／ＡｌＮｄ／Ｍｏ膜であることを特徴とする、請求項８記載のフリンジフィールド駆動液晶表示装置の製造方法。
- 前記第１ゲート絶縁膜はシリコン窒酸化膜（ＳｉＯＮ）で形成され、第２ゲート絶縁膜はシリコン窒化膜（ＳｉＮ）で形成されることを特徴とする、請求項７記載のフリンジフィールド駆動液晶表示装置の製造方法。
- 下部基板上にゲートバスラインを形成する段階；
前記下部基板上に第１、第２ゲート絶縁膜、非晶質シリコン層及びドープト半導体層を順次積層する段階；
前記ドープト半導体層、非晶質シリコン層及び第２ゲート絶縁膜を所定部分パターニングして、オーミックコンタクト層及びチャンネル層を含む活性領域を限定する段階；
前記活性領域の一側の第１ゲート絶縁膜上に透明導電体でカウンタ電極を形成する段階；
前記カウンタ電極の形成された第１ゲート絶縁膜上に金属膜を積着し、前記金属膜を所定部分パターニングしてデータバスライン、ソース、ドレイン電極及び共通信号線を形成する段階；
前記下部基板の結果物上に保護膜を蒸着する段階；
前記ドレイン電極が露出するように保護膜をエッチングする段階；及び
前記露出したドレイン電極とコンタクトされるように、保護膜上に透明導電体で前記カウンタ電極とフリンジフィールドを形成する画素電極を形成する段階を含み、
前記データバスライン、ソース、ドレイン電極及び共通信号線はＭｏ／Ａｌ／ＭｏまたはＭｏ／ＡｌＮｄ／Ｍｏ膜で形成されることを特徴とする、フリンジフィールド駆動液晶表示装置の製造方法。 - 前記第１ゲート絶縁膜はシリコン窒酸化膜（ＳｉＯＮ）で形成され、第２ゲート絶縁膜はシリコン窒化膜（ＳｉＮ）で形成されることを特徴とする、請求項１１記載のフリンジフィールド駆動液晶表示装置の製造方法。
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