JP3765203B2 - 液晶表示装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置に係り、特に、反射型液晶表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
ヤマグチ(Yamaguichi)らの報告 ア“シンプル レフレクティブ ティーエフティ エルシーディ ファブリケーション ユージング フォー フォトマスク プロセス”,エスアイディー98 ダイジェスト p.297(1998)
(“A Simple Reflective TFT−LCD Fabrication Using Four Photomask Processes”,SID98 DIGEST p.297(1998))によれば、従来の反射型液晶表示装置のアクティブマトリクス基板の形成には7ホトマスク工程が必要であった。
【0003】
また、上記Yamaguichiらの報告では正スタガ構造TFTを適用することにより4ホトマスク工程で形成できる構造を報告している。この場合、ドレインソース加工工程,ゲート配線ゲートSiN半導体a−Siマイクロバンプ加工工程,コンタクトホール加工工程,画素電極加工工程の4工程となっている。
【0004】
また、開口率を向上するためには、画素電極をできるだけ大面積にするためゲート配線電極、あるいはドレイン配線電極とオーバーラップさせることが望ましい。このため、比較的膜厚の厚い低誘電率の有機膜を画素電極と配線の間に形成してカップリング容量を減らす構造が提案されている。
【0005】
また、オガワ(Ogawa)らの報告 エクステンデッド アブストラクト オブ ザ ツウェンティーセカンド(1990 インターナショナル)コンファレンスオブ ソリッド ステート デバイセズ アンド マテリアルズ p.1039 (1990)(Extended Abstracts of the 22nd (1990 International) Conference of Solid State Devices and Materials p.1039(1990))によれば特に逆スタガ構造TFTでは、有機膜と半導体層が接触することによるTFT特性の不安定性を回避するために、半導体層と有機膜の間に無機の絶縁層を設ける構造が開示されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ヤマグチ(Yamaguichi)らの報告による構造では、ドレイン配線の端子部あるいはゲート配線電極の端子部が金属膜であり周辺回路を実装する際の信頼性にかけるという課題がある。具体的には金属膜の耐湿性や化学的安定が不十分であるため、実装時に電触が発生したり、コンタクト抵抗が上昇する現象が生じるる。このため、端子部の信頼性を向上する必要がある。
【0007】
通常、透過型の液晶表示装置では、画素電極に酸化物導電膜を用いている。酸化物導電膜は化学的安定性が高く電触が発生しない。また、実装時のコンタクト特性も良好である。このため、端子部をこの酸化物導電膜で形成することによって、工程数を増加せずに端子部の信頼性を確保することが可能になる。しかし、反射型液晶表示装置では画素電極として金属の反射電極を用いる。したがって、端子部において、酸化物導電膜を別工程で形成加工する必要が有り、ホトマスク工程数が増加してしまう。
【0008】
また、TFTのゲートソース間容量に起因する飛び込み電圧の影響を低減するためには画素電極に付加容量あるいは蓄積容量を形成する必要がある。ヤマグチ(Yamaguichi)らの報告記載の構造では、これらの容量を形成しようとすると以下に示す課題が生じる。すなわち、ヤマグチ(Yamaguichi)らの報告の構成ではゲート線の上に必ずマイクロバンプ用のレジストが形成されている。したがって、画素電極とゲート配線で容量を形成しようとすると、このマイクロバンプ用レジストを誘電体層として使用することになる。通常マイクロバンプの厚さは1
μm程度と厚いため容量が小さくなり十分な値がとれなくなるという課題が生じる。また、マイクロバンプはテーパ形状になっているため膜厚が一定ではなく、容量値の精度も悪くなる。また、ゲート配線の下に必ず半導体であるa−Si:Hが存在する。このため、ゲート配線層とソース電極層間で容量を形成する際には、金属−半導体−絶縁体積層(MIS;Metal−Insulator−Semiconductor)構造となる。この場合、電圧の極性により半導体層のキャリアの蓄積あるいは空乏化がおこり安定した容量特性を得ることができなくなる。
【0009】
また、上記オガワ(Ogawa)らの報告は、有機絶縁層の下に無機絶縁層を形成してTFT特性の安定化を図る構成を開示している。この場合、無機絶縁層を形成する成膜工程が増加することとなる。
【0010】
本発明の目的は、信頼性の高い液晶表示装置を提供することにある。より具体的には、信頼性の高い端子部を有し、安定した特性の付加容量あるいは蓄積容量を容易に形成できる反射型液晶表示装置を提供することにある。また、本発明の他の目的は、同装置を作成するためのホトマスク工程数あるいは成膜工程数を低減することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明の特徴は、少なくとも一方が透明な一対の基板と、その一対の基板に挟持された液晶層を有し、前記一対の基板の一方には、複数のゲート配線電極用の配線電極と、その複数のゲート配線電極用の配電電極とマトリクス状に形成された複数のドレイン配線電極用の配線電極と、それぞれの配線電極の交点に対応して形成された複数の薄膜トランジスタと、前記薄膜トランジスタに接続された画素電極とを有し、
前記複数のゲート電極用の配線電極の端子部が金属膜と酸化物導電膜の積層体からなることである。
【0012】
また、本発明の他の特徴は、ドレイン電極が金属膜と酸化物導電膜の積層体からなることである。
【0013】
また、本発明の他の特徴は、前記薄膜トランジスタのソース電極が金属膜と酸化物導電膜の積層体からなることである。
【0014】
また、本発明の他の特徴は、前記画素電極が金属膜と酸化物導電膜の積層体からなることである。
【0015】
また、本発明の他の特徴は、前記少なくとも一方が透明な一対の基板と、その一対の基板に挟持された液晶層を有し、前記一対の基板の一方には、複数のゲート配線電極と、その複数のゲート配線電極とマトリクス状に形成された複数のドレイン配線電極と、それぞれの配線電極の交点に対応して形成された複数の薄膜トランジスタと、前記薄膜トランジスタに接続された画素電極とを有し、
前記複数のゲート配線電極の端子部と前記ドレイン配線電極と前記薄膜トランジスタのソース電極とが、少なくとも一面が酸化物導電膜に被覆された同一組成とみなされる導電体であることである。
【0016】
また、本発明の他の特徴は、前記少なくとも一方が透明な一対の基板と、その一対の基板に挟持された液晶層を有し、前記一対の基板の一方には、複数のゲート配線電極と、その複数のゲート配線電極とマトリクス状に形成された複数のドレイン配線電極と、それぞれの配線電極の交点に対応して形成された複数の薄膜トランジスタと、前記薄膜トランジスタに接続された画素電極とを有し、
前記複数のゲート配線電極の端子部は、ゲート配線電極の引き出し部と、前記画素電極と同層の導電体により接続されることを特徴とした液晶表示装置。
【0017】
また、本発明の他の特徴は、前記少なくとも一方が透明な一対の基板と、その一対の基板に挟持された液晶層を有し、前記一対の基板の一方には、複数のゲート配線電極と、その複数のゲート配線電極とマトリクス状に形成された複数のドレイン配線電極と、それぞれの配線電極の交点に対応して形成された複数の薄膜トランジスタと、前記薄膜トランジスタに接続された画素電極とを有し、
前記薄膜トランジスタの半導体層と、前記画素電極とは、該半導体層側に無機膜が接するように無機膜及び有機膜からなる絶縁膜を介して隣接する部分を有することである。
【0018】
また、本発明の他の特徴は、前記画素電極が、少なくとも可視光を反射する電極からなる反射型液晶表示装置である。
【0019】
本発明の他の特徴は、抵抗率を低くできる金属膜と化学的安定性の高くできる酸化物導電膜の積層体を配線に用いることである。金属膜としては、Cr,Al,Mo,Ta,Nb,Nd,Cu,Co,Fe,Ni等やそれらの合金が用いられる。逆スタガTFTのドレイン線に用いた構成ではドレイン配線電極が酸化物導電膜で被覆できるため端子部の信頼性を確保できる。また、酸化物導電膜と金属膜を同一のホトマスク工程で加工できるため工程数の増加を防止できる。
【0020】
また、上記特徴により、ドレイン配線電極と同時にソース電極およびゲート配線電極端子部を作製できる。この場合、ソース電極を金属膜と酸化物導電膜の積層構造とすることが望ましい。反射型液晶表示装置として、ソース電極には、画素電極となる反射電極を接続することが望ましい。金属膜と酸化物導電膜との積層体を有するドレイン配線電極,ソース電極およびゲート配線電極端子部は一回のホトマスク工程で加工することが可能である。また、ゲート配線電極あるいはゲート配線電極と同層で形成したコモン配線上にソース電極をゲート絶縁層を介して重ねることにより、付加容量あるいは蓄積容量を形成することができる。金属膜としては、Cr,Al,Mo,Ta,Nb,Nd,Cu,Co,Fe,Ni等やそれらの合金が挙げられる。また、酸化物導電膜としてはインジウム錫酸化物(ITO;Indium Tin Oxide)やインジウム酸化物,錫酸化物,亜鉛酸化物などが挙げられる。
【0021】
また、ドレイン配線電極を形成する工程で、レジストを残すことにより画素電極の下にマイクロバンプを形成することも可能である。マイクロバンプを形成することにより、反射型液晶表示装置の表示視角特性を向上することができる。
【0022】
また、ドレイン配線電極の上に絶縁層を形成することが望ましい。絶縁層としてはプラズマCVD法で作製したSiO2 ,SiN,SiONや塗布法などにより作製されたSOG膜や有機膜などが挙げられる。この絶縁層にスルーホールをホトマスク工程を用いて形成することが望ましい。絶縁層のスルーホール加工するホトマスク工程で酸化物導電層をエッチングすることもできる。また、マイクロバンプをレジストを用いて形成することが望ましい。この工程でドレイン配線電極上のレジストの一部をエッチングすることができる。
【0023】
上記絶縁層として有機膜を用いることもできるが、半導体層に有機膜が接触するとTFT特性の不安定性を招く恐れがある。そこで、半導体層上の有機膜をホトマスク工程で除去することが望ましい。
【0024】
ドレイン配線を形成する工程でマイクロバンプを形成しなかった場合、絶縁層の形成の前あるいは後に有機樹脂などをホトマスク工程で加工してマイクロバンプを形成することもできる。
【0025】
以上の工程の後、画素電極を形成することもできる。画素電極としては反射特性の良好な金属を用いるのが好ましい。また、酸化物導電膜とのコンタクト特性の良好な金属と反射特性の良好な金属を積層することもできる。絶縁層のスルーホール形成のホトマスク工程で酸化物導電膜をエッチングした場合、ソース電極の金属層とのコンタクト特性の良好な金属膜を適用することができる。この場合、反射特性が優れかつソース電極の金属膜とのコンタクト特性の良好な金属膜を反射電極として使用することが可能であるし、また2層以上の金属膜を積層することが可能である。反射特性の優れた金属膜としてはAl,Ag,Sn,Zn等やそれらの合金が挙げられる。また酸化物導電膜とのコンタクト特性の優れた金属としては、Cr,Al,Mo,Ta,Nb,Nd,Cu,Co,Fe,Ni等やそれらの合金が挙げられる。
【0026】
半導体層上の絶縁層を除去した構成のTFTでは、ソース電極,ドレイン配線電極の金属材料と反射電極材料のエッチング選択比が大きいことが重要となる。すなわち、半導体層上の反射電極をエッチング除去してもソース電極あるいはドレイン配線電極の金属がエッチングされないことが必要となる。
【0027】
反射電極エッチング後、酸素プラズマなどで半導体層表面を酸化するか、または半導体表面をエッチングして、TFT特性の安定化を図ることも可能である。
ゲート配線電極の端子部には、以下の構成が望ましい。ゲート配線電極の端子部にドレイン配線電極と同層の金属膜と酸化物導電膜の積層膜を配置する。ゲート配線をその近傍まで引き出し、反射電極と同層の金属膜で両者を接続する。この構成により、ゲート配線端子部を酸化物導電膜で被覆することができ、周辺回路チップ実装時のコンタント信頼性を向上することができる。同層とは、例えば、同じ製造工程で作成された層という意味である。
【0028】
この場合、ゲート配線電極端子部と反射電極と同層の金属膜との接続部は、ソース電極と画素電極との接続と類似又は同一とみなされる構成になる。したがって、絶縁層のスルーホール加工時に酸化物導電膜を除去する工程にすることも可能となる。
【0029】
さらに、反射電極上に保護性絶縁膜を形成することにより、反射電極の耐食性を向上することができる。この保護性絶縁膜をゲート配線端子部とゲート配線との接続に用いた画素電極と同層の金属膜の上にも形成することが、この部分の耐食性を向上するために望ましい。また、半導体層上の有機膜にスルーホールを形成した構成は、この保護性絶縁膜が半導体層の保護膜となり、TFTの安定性を向上する効果がある。
【0030】
ホトマスク工程、あるいは印刷法などにより保護性絶縁膜を加工することにより、ゲート配線電極及びドレイン配線電極端子部にコンタクトホールを開けて周辺回路チップとの接続を確保するのが望ましい。保護性絶縁膜としてはSiN,SiO2 ,SiON,有機膜,SOG(Spin On Glass)膜、またこれらの膜を積層した構成を用いることができる。
【0031】
本発明の特徴については、以下の説明により、更に明瞭にされる。
【0032】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態の一例について、図面(図1,図2,図3,図5,図6,図7,図10,図13,図14,図15)を参照して説明する。なお、図1,図5,図13では、画素電極下の構造を表示するため、画素電極を1画素分しか表示していないが、実際にはすべての画素に画素電極は形成される。
【0033】
本発明の実施の形態は、以下のアクティブマトリクス基板を用いた液晶表示装置によって実現される。絶縁基板1上にゲート配線電極2を形成する。ゲート配線電極2としては、2層以上の金属膜を積層してもよい。蒸着やスパッタリング法などで金属膜を形成したあとホト工程,エッチング工程でゲート配線形状に加工する。
【0034】
ついで、ゲート絶縁層3,半導体層4,コンタント層5を形成する。ゲート絶縁層3としてはプラズマCVD法で作製したSiO2 ,SiN,SiONや塗布法などにより作製されたSOG膜や有機膜などが挙げられる。また、それらの膜を積層した構成としても良い。半導体層としては非晶質Si(a−Si),微結晶Si(μc−Si),多結晶Si(poly−Si)が挙げられる。ホトマスク工程,エッチング工程で、コンタクト層5,半導体層4を島状に加工する。
【0035】
ついで、ドレイン配線電極6,ソース電極7,ゲート配線電極端子部8として金属膜9と酸化物導電膜10の積層を形成加工する。蒸着やスパッタリング法などで金属膜と酸化物導電膜を形成したあとホトマスク工程,エッチング工程でドレイン配線電極6,ソース電極7,ゲート配線電極端子部8の形状に加工する。この際、ソース電極7とゲート配線電極2をゲート絶縁層3を介して重ねて付加容量11を形成する(図1,図2)。また、ソース電極7とコモン配線12を重ねることにより蓄積容量13を形成することもできる(図7)。
【0036】
ついで絶縁層14を形成する。絶縁層14としてはプラズマCVD法で作製したSiO2 ,SiN,SiONや塗布法などにより作製されたSOG膜や有機膜などが用いられる。SOG膜や有機膜としては感光性のものを用いても良い。また、それらの膜を積層した構成としても良い。ついで、ホトマスク工程,エッチング工程により絶縁層にコンタクトホール15を形成する。感光性の膜を使用した場合、ホトマスク工程中の現像により膜がエッチングされる。この際、ソース電極7,ゲート配線電極端子部8およびゲート配線電極端子部近傍のゲート配線電極にコンタクトホール15を形成する。形成にあたっては、端子部も絶縁層もエッチングする。ゲート配線電極のコンタクトホール15は、この工程でゲート絶縁層もエッチングする。また、このホトマスク工程を利用してドレイン配線電極,ソース電極,ゲート配線電極端子部のコンタントホールの酸化物導電膜を加工することもできる。ただし、この場合、端子部のエッチングは後の工程でする必要がある。また、絶縁層に有機膜を適用した際には、半導体層との接触をさけるため、この部分にスルーホール32を形成することもできる。
【0037】
ついで、画素電極16を形成する。画素電極として酸化物導電膜とのコンタクトが優れた金属と反射特性の優れた金属の積層にすることもできる。絶縁層のスルーホールを加工するホトマスク工程で酸化物導電層を除去した構成(図8)では、画素電極としてソース電極の金属層とのコンタクト特性の良好な金属膜を適用することができる。この場合、反射特性が優れかつソース電極の金属膜とのコンタクト特性の良好な金属膜を反射電極として使用することが可能であるし、また2層以上の金属膜を積層することが可能である。成膜した画素電極層をホトマスク工程,エッチング工程で加工して、画素電極16およびゲート配線電極端子部とゲート配線との接続部17を加工する。
【0038】
この実施の形態では、ホトマスク工程は、ゲート配線電極加工工程,半導体島加工工程,ドレインソースゲート端子部加工工程,スルーホール加工工程,画素電極ゲート配線電極端子接続部加工工程の5工程となる。また、マイクロバンプをドレインソースゲート端子部加工工程で同時に形成することも可能である。また、1ホトマスク工程増加してマイクロバンプを形成することも可能である。
【0039】
ついで、保護性絶縁層18を形成する。ゲート配線電極,ドレイン配線電極の端子部を露出するため、印刷法やホトマスク工程,エッチング工程で、保護性絶縁膜にコンタクトホール19を形成する。また、保護性絶縁層に感光性の有機絶縁膜やSOGを用いる方法がある。また、有機樹脂やSOGの印刷などにより保護性絶縁膜を形成することも可能である。また、絶縁層14のエッチング工程で酸化物導電膜をエッチング除去した場合には、この工程を利用して絶縁層14の端子部にコンタクトホール19を形成する。
【0040】
以上の工程により本発明のアクティブマトリックス基板を作製することができる。さらに、液晶ディスプレイを作製するためには、図3に示すようにこの上に配向膜20を形成し配向処理をした後、スペーサ21を介して対向基板22と張合せ液晶23を封入する。
【0041】
以下、本発明による実施例について図面を参照してさらに説明する。
【0042】
「実施例1」
図1に本発明による一実施例のTFTの平面図、図2に要部断面図(図1のA−A′断面)、図3に液晶表示装置の断面を示す。これらの図面を用いて実施例1について説明する。
【0043】
絶縁性基板1上に厚さ150nmのCr膜をスパッタリング法により形成した。ついで、ホトマスク工程,エッチング工程によりゲート配線電極2に加工した。その上にプラズマCVD法で、SiH4,N2,NH3 を原料ガスとして用いて厚さ300nmのSiN膜をゲート絶縁層3として成膜し、続けてSiH4,N2を原料ガスとして用いて厚さ200nmのa−Si:H膜を半導体層4として成膜し、SiH4,N2,PH3 を原料ガスとしてn型a−Si:Hをコンタクト層5として成膜した。ついで、ホトマスク工程,エッチング工程によりn型a−
Si:H膜,a−Si:H膜を島状に加工した。
【0044】
その上に厚さ120nmのCr膜と厚さ70nmのITO膜をそれぞれ金属膜9,酸化物導電膜10としてスパッタリング法により成膜し、ホトマスク工程,エッチング工程によりドレイン配線電極6,ソース電極7およびゲート配線電極端子部8に加工した。この後、これらをホトマスクとしてコンタント層5をエッチングした。この上に絶縁層14としてポリイミド膜をスピンコート法で厚さ
2000nmに形成し、ホトマスク工程,エッチング工程によりコンタクトホール15を形成した。
【0045】
ついで、120nmのAl膜をこの上にスパッタリング法により成膜し、ホトマスク工程,エッチング工程により画素電極16,ゲート配線電極端子接続部
17に加工した。以上の工程により反射型表示装置用のアクティブマトリックス基板を作製することができる。この実施例ではホトマスク工程数は5であり、短いプロセスで完成することができる。また、端子部はITOで被覆されており実装時のコンタクト信頼性が向上する。
【0046】
さらに、この上にプラズマCVD法で、SiH4,N2,NH3 を原料ガスとして用いて厚さ300nmのSiN膜を保護性絶縁層18として成膜し、ホトマスク工程,エッチング工程により端子部にコンタクトホールを加工した。画素電極16は保護性絶縁膜18でカバーされており、腐食などによる反射率の劣化を防止することができる。前記したようにソース電極7とゲート配線電極2とゲート絶縁膜3とを含む付加容量11が形成されている。
【0047】
図3に示すように、以上の工程を経たアクティブマトリックス基板24上に配向膜20を形成し、対向基板22,スペーサ21を介して張り合わせ、液晶23を封入し周辺回路チップ25であるドライバーチップを実装することにより反射型液晶表示装置を作製した。得られた反射型液晶表示装置は周辺回路チップ25であるドライバーチップと内部回路とのコンタクト信頼性が高く、安定した表示特性が得られた。
【0048】
図3の液晶表示装置は、パーソナルコンピュータや携帯型情報端末やカーナビゲーション用の表示部として用いることができる。
【0049】
「実施例2」
図4に他の実施例のアクティブマトリックス基板の断面図を示す。この図面を用いて実施例2について説明する。
【0050】
実施例1と同様の方法で絶縁基板1上にゲート配線電極2,ゲート絶縁層3,半導体層4,コンタクト層5を形成した。その上に厚さ120nmのCrMo膜と厚さ70nmの非晶質ITO膜をそれぞれ金属膜9,酸化物導電膜10としてスパッタリング法により成膜し、ホトマスク工程,エッチング工程によりドレイン配線電極6,ソース電極7およびゲート配線電極端子部8に加工した。
【0051】
ついで、実施例1と同様の方法で絶縁層としてプラズマCVD法でSiH4 ,N2,NH3を原料ガスとして用いて厚さ300nmのSiN膜26を形成し、さらに有機膜である有機樹脂27としてポリイミド膜をスピンコート法で厚さ2000nmに形成し、ホトマスク工程,エッチング工程によりコンタクトホール15を形成した。
【0052】
ついで、実施例1と同様の方法で画素電極16及びゲート配線電極端子接続部17,保護性絶縁層18,コンタクトホール19を形成した。
【0053】
以上の工程により、コンタクト信頼性が高いアクティブマトリックス基板を作製することができた。さらに実施例1と同様の方法で図3に示す液晶表示装置を作製し、安定した表示特性が得られた。
【0054】
本実施例では、SiN膜26上に有機膜である有機樹脂27を重ねることが特徴の一つとなっている。
【0055】
「実施例3」
図5に他の実施例のアクティブマトリックス基板の平面図、図6に要部断面図(図5のB−B′断面)、を示す。この図面を用いて実施例3について説明する。
【0056】
絶縁基板1上に厚さ150nmのCr膜をスパッタリング法により形成した。ついで、ホトマスク工程,エッチング工程によりゲート配線電極2,コモン配線12に加工した。さらに、実施例1と同様の方法でゲート絶縁層3,半導体層4,コンタクト層5を形成した。コンタクト層5,半導体層4を島加工した後、ドレイン配線電極6,ソース電極7,ゲート配線電極端子部8を形成した。この後、このホトマスクでコンタクト層をエッチングした。
【0057】
ついで、絶縁層14,コンタクトホール15,画素電極16,ゲート配線電極端子接続部17,保護性絶縁層18,コンタクトホール19を実施例1と同様の方法で形成した。ついで、この上に70nmのCr膜28,120nmのAl膜29をこの上にスパッタリング法により成膜し、ホトマスク工程,エッチング工程により画素電極16及びゲート配線電極端子接続部17に加工した。
【0058】
本実施例では、画素電極16とゲート配線電極端子接続部17において、Cr膜28にAl膜29を積層する点が特徴の一つである。またソース電極7とコモン配線12を含む蓄積容量13が形成されている。
【0059】
以上の工程により、コンタクト信頼性が高いアクティブマトリックス基板を作製することができた。さらに実施例1と同様の方法で図3に示す液晶表示装置を作製し、安定した表示特性が得られた。
【0060】
「実施例4」
図6に他の実施例のアクティブマトリックス基板の断面図を示す。この図面を用いて実施例4について説明する。
【0061】
実施例1と同様の方法で絶縁基板1上にゲート配線電極2,ゲート絶縁層3,半導体層4,コンタクト層5,ドレイン配線電極6,ソース電極7,ゲート配線電極端子部8,絶縁層14,コンタントホール15を形成した。この際、ソース電極7はゲート絶縁層3を介してコモン配線12と重ね蓄積容量13を形成した。この上にAl膜により、画素電極16とゲート配線電極端子接続部17を作成した。ついで、保護性絶縁層18,コンタクトホール19を実施例1と同様の方法で形成した。
【0062】
以上の工程により、コンタクト信頼性が高いアクティブマトリックス基板を作製することができた。さらに実施例1と同様の方法で図3に示す液晶表示装置を作製し、安定した表示特性が得られた。
【0063】
「実施例5」
図8に他の実施例のアクティブマトリックス基板の断面図を示す。この図面を用いて実施例5について説明する。
【0064】
実施例1と同様の方法で絶縁基板1上にゲート配線電極2,ゲート絶縁層3,半導体層4,コンタント層5,ドレイン配線電極6,ソース電極7,ゲート配線電極端子部8,絶縁層14,コンタクトホール15を形成した。コンタクトホール15形成のホトマスク工程を利用して酸化物導電膜10をエッチングした。ついで、実施例1と同様の方法で画素電極16及びゲート配線電極端子接続部17,保護性絶縁層18,コンタントホール19を実施例1と同様の方法で形成した。さらに、コンタクトホール19形成の工程を利用して、このコンタクトホール部分の絶縁層14をエッチングした。
【0065】
以上の工程により、コンタクト信頼性が高いアクティブマトリックス基板を作製することができた。さらに実施例1と同様の方法で図3に示す液晶表示装置を作製し、安定した表示特性が得られた。
【0066】
「実施例6」
図9に他の実施例のアクティブマトリックス基板の平面図、図10に図9の要部断面図(図9のC−C′断面)、を示す。この図面を用いて実施例6について説明する。なお、図9では、画素電極下の構造を表示するため、画素電極を1画素分しか表示していないが、実際にはすべての画素に画素電極は形成される。
【0067】
実施例1と同様の方法で絶縁基板1上にゲート配線電極2,ゲート絶縁層3,半導体層4,コンタクト層5を形成した。ついで、ドレイン配線電極6,ソース電極7,ゲート配線電極端子部8を実施例1と同様の方法で形成した。この際、レジスト30を除去せずに、マイクロバンプ31を同時に形成した。
【0068】
ついで、絶縁層14,コンタクトホール15を実施例1と同様の方法で形成した。コンタクトホール15形成のホトマスク工程を利用してこの部分のレジストをエッチングした。ついで、実施例1と同様の方法で画素電極16及びゲート配線電極端子接続部17,保護性絶縁層18,コンタントホール19を実施例1と同様の方法で形成した。
【0069】
以上の工程により、コンタクト信頼性が高いアクティブマトリックス基板を作製することができた。さらに実施例1と同様の方法で図3に示す液晶表示装置を作製し、視角の広い安定した表示特性が得られた。
【0070】
本実施例では、蓄積容量13は、コモン配線12とゲート絶縁層3と金属膜9及びITO膜である酸化物導電膜10により形成されている。マイクロバンプ
31は、画素電極16の下に分布している。
【0071】
「実施例7」
図11に他の実施例のアクティブマトリックス基板の平面図、図12に図11の要部断面図(図11のD−D′断面)、を示す。この図面を用いて実施例7について説明する。なお、図11では、画素電極下の構造を表示するため、画素電極を1画素分しか表示していないが、実際にはすべての画素に画素電極は形成される。
【0072】
実施例1と同様の方法で絶縁基板1上にゲート配線電極であるゲート配線電極2,ゲート絶縁層3,半導体層4,コンタクト層5を形成した。ついで、ドレイン配線電極6,ソース電極7,ゲート配線電極端子部8を実施例1と同様の方法で形成した。
【0073】
ついで、絶縁層14を実施例1と同様の方法で形成した後、有機樹脂を塗布しホトマスク工程,エッチング工程によりマイクロバンプ31を形成した。
【0074】
ついで、コンタクトホール15,画素電極16及びゲート配線電極端子接続部17,保護性絶縁層18,コンタクトホール19を実施例1と同様の方法で形成した。
【0075】
以上の工程により、コンタクト信頼性が高いアクティブマトリックス基板を作製することができた。さらに実施例1と同様の方法で図3に示す液晶表示装置を作製し、視角の広い安定した表示特性が得られた。
【0076】
本実施例では、蓄積容量13は、コモン配線12とゲート絶縁層3と金属膜9及びITO膜である酸化物導電膜10により形成されている。マイクロバンプ
31は、絶縁層14上で画素電極16の下に形成される。
【0077】
「実施例8」
図13に他の実施例のアクティブマトリックス基板の平面図、図14に図13の要部断面図(図13のE−E′断面)、を示す。この図面を用いて実施例8について説明する。
【0078】
実施例1と同様の方法で絶縁基板1上にゲート配線電極2,ゲート絶縁層3,半導体層4,コンタクト層5,ドレイン配線電極6,ソース電極7,ゲート配線電極端子部8を形成した。ついで、絶縁層14として有機樹脂膜27をスピンコート法で厚さ2000nmに形成し、ホトマスク工程,エッチング工程によりコンタクトホール15を形成した。
【0079】
ついで、実施例1と同様の方法で画素電極16及びゲート配線電極端子接続部17を形成した。ついでCVD法により保護性絶縁層18として無機材料であるSiNを形成し、ホトマスク工程,エッチング工程によりコンタクトホール19を形成した。
【0080】
以上の工程により、絶縁層14として有機樹脂膜27の1層を使用したアクティブマトリックス基板を作製することができた。半導体層には無機材料である
SiNが接触しており、TFTの特性安定性が改善できた。さらに実施例1と同様の方法で図3に示す液晶表示装置を作製し、安定した表示特性が得られた。
【0081】
「実施例9」
図15に他の実施例のアクティブマトリックス基板の断面図を示す。この図面を用いて実施例9について説明する。
【0082】
実施例8と同様の方法で絶縁基板1上にゲート配線電極2,ゲート絶縁層3,半導体層4,コンタクト層5,ドレイン配線電極6,ソース電極7,ゲート配線電極端子部8を形成した。ついで、絶縁層14として有機樹脂膜27をスピンコート法で厚さ2000nmに形成し、ホトマスク工程,エッチング工程によりコンタクトホール15を形成した。
【0083】
ついで、実施例8と同様の方法で画素電極16及びゲート配線電極端子接続部17を形成した。この際、ホトマスク工程,エッチング工程でのレジスト除去時の酸素プラズマ処理(O2 アッシャー)処理を強化し、スルーホール32での半導体層の酸化を進め酸化膜33を形成した。ついでCVD法により保護性絶縁層18として無機材料であるSiNを形成し、ホトマスク工程,エッチング工程によりコンタクトホール19を形成した。
【0084】
以上の工程により、絶縁層14として有機樹脂膜27の1層を使用したアクティブマトリックス基板を作製することができた。半導体層表面は酸化が進んでおり、さらに無機材料であるSiN(保護性絶縁層18)が接触しているため、
TFTの特性安定性が改善できた。さらに実施例1と同様の方法で図3に示す液晶表示装置を作製し、安定した表示特性が得られた。
【0085】
図16に、図3に示した液晶表示装置の基本的構成は、電気回路としては図
16に一例と示した構成となる。図16の(a)は、全体構成の概略を示し、図16の(b)は、その部分拡大図である。本例では、横電界表示方式に適用した例であるが、その他の従来の液晶表示方式に適用可能である。
【0086】
図16で、1501はi段目の走査電極線、1502は(i−1)段目の走査電極線、1503は(i+1)段目の走査電極線、1504はj段目の信号電極線、1510は(j+1)段目の信号電極線を示す。
【0087】
各TFT1511のゲート電極は、各走査電極線1501,1502,1503に接続され、各TFT1511のドレイン電極は各信号電極線1504,1510に接続されている。各TFT1511のソース電極は各表示電極線1505,1506,1507に接続され、各表示電極線は前段の走査電極線との間に各蓄積容量素子1512,1513,…を形成している。
【0088】
液晶層に対する電界の印加は、表示電極線1505,1506間、表示電極線1506,1507間等で行う。
【0089】
複数画素から構成されるパネルの部分の電気回路を図16の(b)に示す。コントローラ1515,垂直走査回路1516,映像信号駆動回路1517を有し、液晶表示パネル1518を構成している。コントローラ1515,垂直走査回路1516,映像信号駆動回路1517の各回路は、図3に示した周辺回路チップ25に対応するが、一つの周辺回路チップ25が、コントローラ1515,垂直走査回路1516,映像信号駆動回路1517の各回路の全機能を果たしても良いし、それぞれ1個の周辺回路がそれぞれの機能を果たしてもよい。また、2個以上の周辺回路チップ25が、コントローラ1515,垂直走査回路1516,映像信号駆動回路1517の各回路の全機能を果たしても良い。
【0090】
コントラストを向上するために、表示電極線間以外の間隙部に絶縁性のブラックマトリックスを形成した。画素数は640×3本の信号電極線と、480本の走査電極線とにより640×3×480個とし、R(赤),G(緑),B(青)の三色のカラーフィルタをTFT素子群を有する基板と対向する基板上に、縦ストライプ状に形成しカラー表示を可能とした。
【0091】
カラーフィルタの上には表面を平坦化する透明樹脂からなる平坦化層を形成してある。映像信号駆動回路1517から信号電極線1504への映像信号の入力は、通常のライン反転駆動方式またはドット反転駆動方式が利用できる。
【0092】
【発明の効果】
上記発明によれば、ソース電極と反射電極,配線電極端子部と周辺回路チップとのコンタクト特性の優れた液晶表示装置を提供できる。また反射電極の劣化の無い、耐久性に優れた反射型液晶表示装置を提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による実施例1のアクティブマトリックス基板の要部平面図である。
【図2】実施例1のアクティブマトリックス基板の要部断面図である。
【図3】本発明の実施例の液晶表示装置の要部断面図である。
【図4】実施例2のアクティブマトリックス基板の要部断面図である。
【図5】実施例3のアクティブマトリックス基板の要部平面図である。
【図6】実施例3のアクティブマトリックス基板の要部断面図である。
【図7】実施例4のアクティブマトリックス基板の要部断面図である。
【図8】実施例5のアクティブマトリックス基板の要部断面図である。
【図9】実施例6のアクティブマトリックス基板の要部平面図である。
【図10】実施例6のアクティブマトリックス基板の要部断面図である。
【図11】実施例7のアクティブマトリックス基板の要部平面図である。
【図12】実施例7のアクティブマトリックス基板の要部断面図である。
【図13】実施例8のアクティブマトリックス基板の要部平面図である。
【図14】実施例8のアクティブマトリックス基板の要部断面図である。
【図15】実施例9のアクティブマトリックス基板の要部断面図である。
【図16】図3の電気回路を示す概略図である。
【符号の説明】
1…絶縁基板、2…ゲート配線電極、3…ゲート絶縁層、4…半導体層、5…コンタクト層、6…ドレイン配線電極、7…ソース電極、8…ゲート配線端子部、9…金属膜、10…酸化物導電膜、11…付加容量、12…コモン配線、13…蓄積容量、14…絶縁層、15,19…コンタクトホール、16…画素電極、17…ゲート配線電極端子接続部、18…保護性絶縁層、20…配向膜、21…スペーサ、22…対向基板、23…液晶、24…アクティブマトリックス基板、25…周辺回路チップ、26…SiN、27…有機樹脂、28…Cr膜、29…Al膜、30…レジスト、31…マイクロバンプ、32…スルーホール、33…酸化膜。
Claims (7)
- 少なくとも一方が透明な一対の基板と、その一対の基板に挟持された液晶層を有し、前記一対の基板の一方には、複数のゲート配線電極と、その複数のゲート配線電極とマトリクス状に形成された複数のドレイン配線電極と、それぞれの配線電極の交点に対応して形成された複数の薄膜トランジスタと、前記薄膜トランジスタに接続された画素電極とを有し、
前記複数のゲート配線電極の端子部は、ドレイン配線電極と同層の金属膜上に酸化物導電膜が被覆された積層体からなり、前記画素電極と同層の導電体により前記ゲート電極配線の引き出し部と接続されたことを特徴とした液晶表示装置。 - 請求項1において、ドレイン電極が金属膜と酸化物導電膜の積層体からなることを特徴とした液晶表示装置。
- 請求項1において、前記薄膜トランジスタのソース電極が金属膜と酸化物導電膜の積層体からなることを特徴とした液晶表示装置。
- 請求項1において、前記画素電極が2層以上の金属膜あるいは酸化物導電膜の積層体からなることを特徴とした液晶表示装置。
- 請求項1において、前記複数のゲート配線電極の端子部と前記ドレイン配線電極と前記薄膜トランジスタのソース電極とが、少なくとも一面が酸化物導電膜に被覆された同一組成とみなされる導電体であることを特徴とした液晶表示装置。
- 請求項1において、前記薄膜トランジスタの半導体層と、前記画素電極とは、該半導体層側に無機膜が接するように無機膜及び有機膜からなる絶縁膜を介して隣接する部分を有することを特徴とした液晶表示装置。
- 請求項1乃至6のいずれかにおいて、
前記画素電極が、少なくとも可視光を反射する電極からなる反射型液晶表示装置。
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