JP4309811B2 - インプレーンスイッチング方式液晶表示装置及びその製造方法 - Google Patents
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Description
図示したように、アレイ基板10は、前記基板10上に縦横に配列されて画素領域を定義するゲートライン16及びデータライン17と、それらゲートライン16とデータライン17との交差領域に形成されたスイッチング素子である薄膜トランジスタ20と、から構成される。
capacitor)を構成する。
このように構成される液晶表示装置は、前記薄膜トランジスタ20のチャンネル層として主に非晶質シリコン(amorphous silicon)薄膜を使用した。
然し、前記非晶質シリコン薄膜トランジスタは、キャリア(carrier)である電子の電界効果移動度(field effect mobility)が1cm2/Vsecより小さいため、1MHz以上の高速動作を要求するCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)などの周辺回路に利用するのには限界がある。
このような集積化により、従来の駆動集積回路(driver Integrated Circuit; driver IC)と画素アレイとを連結する追加工程が不要になり、生産性及び信頼性が大きく向上し、前述したように、前記多結晶シリコン薄膜の優秀な特性により、一層小さくて優れた性能の薄膜トランジスタを製作できるという長所がある。
また、データラインの形成時に光遮断膜を共に形成することで、費用が減少し且つ画像品質が向上するインプレーンスイッチング方式液晶表示装置及びその製造方法を提供することを目的とする。
また、データラインの形成時に光遮断膜を共に形成することで、製造工程を一層単純化することができる。
前記アクティブ領域を形成する段階は、多結晶シリコン薄膜をパターニングしてアクティブパターンを形成する段階と、前記アクティブパターンの所定領域に不純物を注入してソース/ドレイン領域を形成する段階と、を含んで構成される。
前記共通電極または画素電極は、ジグザグ状に構成することができる。
また、前記共通電極または画素電極は、不透明金属または透明導電性物質により形成される。
また、データラインの形成時に光遮断膜を共に形成することで、費用が減少し且つ画像品質が向上できるという効果がある。
図1Aは本発明の第1実施形態に係るインプレーンスイッチング方式液晶表示装置のアレイ基板の一部を示した平面図で、実際の液晶表示装置では、N個のゲートラインとM個のデータラインとが交差してN×M個の画素が存在するが、説明を簡単にするために、図面には一つの画素のみを示した。
図示したように、アレイ基板110は、前記基板110上に縦横に配列されて画素領域を定義するゲートライン116及びデータライン117と、それらゲートライン116とデータライン117との交差領域に形成されたスイッチング素子である薄膜トランジスタ120と、から構成される。
前記共通電極108は、ゲートライン116と平行に配置された共通電極ライン108aと少なくとも一つの第2コンタクトホール171を通して電気的に接続されており、前記画素電極118は、ドレイン領域123aと連結されて、前記共通電極ライン108aと重畳する画素電極ライン118aと少なくとも一つの第3コンタクトホール172を通して電気的に接続されている。また、前記共通電極ライン108aはゲートライン116と同一平面上に形成され、画素電極ライン118aはデータ領域123aと同一平面上に形成され、これらの間に第1絶縁膜が介在されることで、ストレージキャパシタを構成する。
このとき、前記薄膜トランジスタ120のチャンネル層に下部バックライトの光が入射されることを防止するための光遮断膜160は、前記チャンネル層の下部に形成されている。
図示したように、アレイ基板110上には、データライン117及び光遮断膜160が形成されており、それらデータライン117及び光遮断膜160が形成された基板110上には、バッファ膜114、多結晶シリコン薄膜140b及び第1絶縁膜115aが順次形成されている。
まず、図2Aに示したように、ガラスのような透明な絶縁物質からなる基板110上に、データライン117と共に光遮断膜160をフォトリソグラフィ工程により形成する。前記光遮断膜160は、コプレーナ構造で液晶表示パネルの下部のバックライトから出た光がチャンネル層に入射されることを遮断するためのもので、不透明な金属物質により形成される。
前記光遮断膜160及びデータライン117は、二重の導電膜により形成することができ、このとき、第1導電膜は、液晶表示装置の迅速な信号伝達のために低抵抗金属物質により形成し、第2導電膜は、通常の金属導電物質により形成することができる。
その後、前記非晶質シリコン薄膜140a内に存在する水素原子を除去するための脱水素化(dehydrogenation)工程を430℃で2時間の間施した後、結晶化を行う。第1実施形態では、結晶化方法としてレーザアニーリング方法を利用したが、結晶化特性に優れた他の結晶化方法を利用することもできる。
次いで、図2Dに示したように、ストレージ電極として使用する領域を除いた部分をフォトレジスト150により覆った後、不純物を注入してストレージキャパシタ部を形成する。第1実施形態では、5族の不純物を使用してPタイプの薄膜トランジスタを形成したが、3族の不純物を使用してNタイプの薄膜トランジスタを形成することもできる。
また、第1実施形態のように、ソース/ドレイン配線を基板の最下層に形成するとき、光遮断膜を共に形成することで製造工程を単純化し、よって、費用を節減して画像品質を向上することができる。
前記第2実施形態は、図1に示した第1実施形態のインプレーンスイッチング方式液晶表示装置とは、画素電極の形成方法のみを除いては同じ構成となっている。
このとき、前記薄膜トランジスタ220のチャンネル層(図示せず)に下部バックライトの光が入射されることを防止するための光遮断膜260は、前記チャンネル層の下部に形成されている。
前記第3実施形態は、図1に示した第1実施形態の液晶表示装置とは、画素電極及び共通電極の形成方法のみを除いては同じ構成となっている。
特に、画素電極を多結晶シリコン薄膜により形成し、共通電極を共通電極ラインの形成時に共に形成して、第1実施形態のような第2コンタクトホール及び第3コンタクトホールが不要になった構造である。
このとき、前記薄膜トランジスタ320のチャンネル層(図示せず)に下部バックライトの光が入射されることを防止するための光遮断膜360は、前記チャンネル層の下部に形成されている。
110:アレイ基板
116:ゲートライン
117:データライン
118:画素電極
120:薄膜トランジスタ
121:ゲート電極
122a:ソース領域
123a:ドレイン領域
128:連結電極
160:光遮断膜
170a、170b:第1コンタクトホール
171:第2コンタクトホール
172:第3コンタクトホール
Claims (6)
- 基板を提供する段階と、
前記基板上にデータライン及び光遮断膜を形成する段階と、
前記基板上に多結晶シリコン薄膜を形成する段階と、
前記多結晶シリコン薄膜をパターニングして画素電極ライン及びアクティブ領域を形成する段階であって、前記多結晶シリコン薄膜をパターニングしてアクティブパターンを形成する段階と前記アクティブパターンの所定領域に不純物を注入してソース/ドレイン領域を形成する段階とを含む画素電極ライン及びアクティブ領域を形成する段階と、
前記基板上に第1絶縁膜を形成する段階と、
前記基板上にゲート電極及び共通電極ラインを形成する段階と、
前記基板上に第2絶縁膜を形成する段階と、
前記データライン及びアクティブ領域の一部をそれぞれ露出させる2つの第1コンタクトホールを形成する段階と、
前記2つの第1コンタクトホールの形成時に、共通電極ラインを露出させる第2コンタクトホール、及び画素電極ラインを露出させる第3コンタクトホールを形成する段階と、
前記2つの第1コンタクトホールを通して前記露出されたデータラインと前記ソース領域とを連結する、インジウム−スズ−酸化物で形成された透明導電性物質で連結電極を形成する段階と、
前記第2コンタクトホールを通して共通電極ラインと連結される少なくとも一つの共通電極を形成する段階と、
前記第3コンタクトホールを通して画素電極ラインと連結される少なくとも一つの画素電極を形成する段階とを含むことを特徴とするインプレーンスイッチング方式液晶表示装置の製造方法。 - 前記共通電極ライン及び画素電極ラインは、一部が重畳してストレージキャパシタを形成することを特徴とする請求項1記載のインプレーンスイッチング方式液晶表示装置の製造方法。
- 前記共通電極ラインの形成時に前記共通電極ラインを延長して前記少なくとも一つの共通電極を形成する段階と、前記画素電極ラインの形成時に前記画素電極ラインを延長して前記少なくとも一つの画素電極を形成する段階とを更に含むことを特徴とする請求項1記載のインプレーンスイッチング方式液晶表示装置の製造方法。
- 前記共通電極または画素電極は、ジグザグ状であることを特徴とする請求項3記載のインプレーンスイッチング方式液晶表示装置の製造方法。
- 前記共通電極または画素電極は、不透明金属からなることを特徴とする請求項1記載のインプレーンスイッチング方式液晶表示装置の製造方法。
- 前記共通電極または画素電極は、透明導電性物質からなることを特徴とする請求項1記載のインプレーンスイッチング方式液晶表示装置の製造方法。
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