JPH03126921A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野］ 本発明は、液晶表示装置、特にアクティブマトリックス
型液晶表示装置に関する。

〔発明の概要］ 本発明は、アクティブマトリックス型液晶表示装置にお
いて、透明表示電極の薄膜トランジスタとのコンタクト
部を２層構造とし、透明表示電極の他の部分を一層で形
成することにより、実質的な透明表示電極の透過率を良
くすると共に、透明表示電極と薄膜トランジスタとのコ
ンタクトを確実にするようにしたものである。

〔従来の技術〕

従来のアクティブマトリックス型液晶表示装置の構成を
第３図及び第４図に示す。同図中、（１）はマトリック
ス配列された絵素（液晶セル（ＬＣ）　）を構成する透
明表示電極、（２）は絵素を駆動するためのスイッチン
グ用の薄膜トランジスタを示す。マトリックス配列され
た透明表示電極（１）の各行間に各絵素の行を選択する
選択線（３）が配され、透明表示電極（１）の各列間に
画像信号を供給するための信号線（４）が配される。薄
膜トランジスタ（２）のドレインが透明表示電極（１）
に接続され、ソースが信号線（４）に接続され、ゲート
が選択線（３）に接続される。

第３図は１絵素に相当する部分の断面構造図であり、一
方の透明ガラス基板（５）の内面上に透明表示電極（１
）、薄膜トランジスタ（２）１選択線（３）及び信号線
（４）が形成される。即ち、薄膜トランジスタ（２）は
、半導体薄Ｉｆ！　（例えばシリコン薄膜）にソース領
域（６Ｓ）及びドレイン領域（６Ｄ）を形成し両頭域（
６Ｓ）及び（６Ｄ）向上にゲート絶縁膜（７）を介して
例えば多結晶シリコンよりなるゲート電極（８）を形成
してなる。選択線（３）はゲート電極（８）と一体に形
成される。この薄膜トランジスタ（２）を覆うように第
（層　Ｓｉｎ、膜（９）が被着形成され、第１層５ｉｎ
２膜（９）のコンタクト窓孔を介してソース領域（６Ｓ
）に接続するＭ信号線（４）が形成される。さらにＭ信
号線（４）を覆うように第２ＮＳｉＯ□膜（１０）が被
着形成され、第２層１第１層の５ｉＯｚ膜（１０）及び
（９）を通して形成したコンタクト窓孔を含んで透明導
電膜（例えばＩＴ○（Ｉｎｄｉｕｍ　Ｔｉｎ　０ｘｉｄ
ｅ）膜）を被着形成し、次いでバターニングして表示電
極（１）が形成される。他方の透明ガラス基板（１１）
の内面上には各表示電極（１）に対向する透明の共通電
極（１２）が形成される。

（１３）は遮光層である。そして、両ガラス基板（５）
及び（１１）間に配向Ｊｉ　（１５）　（１６）を介し
て液晶層（１４）を封入してアクティブマトリックス型
液晶表示装置が構成される。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述の液晶表示装置においては、ＴＴＯ膜からなる透明
表示電極（１）と″ａ膜トランジスタ（２）のドレイン
領域（６Ｄ）とのコンタクトが問題となる。ドレイン領
域（６Ｄ）との電気的コンタクトをとるためには層間絶
縁膜である第１層及び第２層の５ｉＯｚ膜（９）及び（
１０）にコンタクト窓孔を形成する必要があるが、この
コンタクト窓孔の深さは、第１層５ｉ０２膜（９）の膜
厚が０．６　ｐ　ｍ程度、第２！Ｎ５ｉＯｚ膜（１０）
の膜厚が０．３μｍ程度であり、合計０．９μｍ程度に
もなる。一方、透明表示電極（１）となるＩＴＯ膜の膜
厚は、透過率の点から０．１μｍ前後が最適である。

従って０．１μｍのｌｌｕ厚の透明表示電極（ＩＴＯＩ
ＩＵ）（１）で深さ０．９μｍ程度のコンタクト窓孔を
カバーするのは非常に難しく断線不良を起す擢れがあっ
た。

この対策としては、層間絶縁膜の５ｉＯｚ膜を覗くする
方法、或いは透明表示電極（ｒＴｏ膜）（１）を厚くす
る方法が考えられる。しかし、前後の方法は、ＳｉＯ□
膜を薄くすると選択線（３）とＭ信号線（４）との配線
交差部での短絡が生じ易くなる等の問題があって採用で
きない。また後者の方法は、透明表示電極（ＩＴＯ膜）
（１）を厚くすると透過率が悪くなるので、これも採用
できない。

本発明は、上述の点に鑑み、表示電極の透過率を良くす
ると同時に表示電極と薄膜トランジスタとのコンタクト
を確実にできる液晶表示装置を提供するものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、絵素に対応してマトリックス配列された複数
の透明表示電極（３４）の夫々にスイッチング用の薄膜
トランジスタ（２６）が接続されてなる液晶表示装置に
おいて、透明表示電極（３４）の薄膜トランジスタとの
コンタクト部を２層構造即ち２層の透明導電膜（３１）
及び（３２）で形成し、透明表示電極（３４）の他の部
分を一層の透明導電膜（３１）で形成して構成する。

〔作用〕

本発明の構成においては、透明表示電極（３４）の薄膜
トランジスタ（２６）とのコンタクト部（コンタクト部
周辺を含む）以外の部分を薄いＩＮの透明導電膜（３１
）で形成するので、実質的に透明表示電極（３４）の光
透過率は向上する。一方、透明表示電極（３４）の薄膜
トランジスタ（２６）とのコンタク１〜部は２層の透明
電極膜（３１）　（３２）で形成するので、仮りに１層
の目の薄い透明導電膜（３１）において段切れが生じた
としても２層目の厚い透明電極膜（３２）で段差部は十
分カバーされることになり、段切れが生ぜず、確実に透
明表示電極（３４）と薄膜トランジスタ（２６）のコン
タクトが行える。従ってこの種の液晶表示装置の信頼性
が向上する。

〔実施例］ 以下、第１図を参照して本発明に係るアクティブマトリ
ンクス型の液晶表示装置の一例をその製法と共に説明す
る。

本例においては、先ず第１図Ａに示すように、一方の透
明ガラス基板（２１）の内面に前述と同様に所定領域の
半導体薄膜（例えばシリコン薄膜）　（２２）を形成し
、この半導体薄膜（２２）上にゲート絶縁膜（２３）を
介して例えば多結晶シリコンからなるゲート電極（２４
）を形成し半導体薄膜のゲート電極を挾む両側に不純物
を導入してソース領域（２５Ｓ）及び［・レイン領域（
２５Ｄ）を形成してスイッチング用の薄膜トランジスタ
（２６）を形成する。ゲート電極（２４）は第４図の選
択線（３）と一体に形成する。そして薄膜トランジスタ
（２６）を覆うように第１層Ｓｉｎ。

膜（２７）を被着形成した後、このＳｉＯ□膜（２７）
に形成したコンタクト窓孔を介してソース領域（６Ｓ）
に接続するＭ信号線（２８）　（第４図の信号線（４）
に相当する）を形成する。次いで、第２ＮＳｉｏ□膜（
２９）を被着形成した後、ドレイン領域（２５０）に対
応する部分の第２層Ｓｉｎｇ膜（２９）及び第１層５ｉ
０２膜（２７）にコンタクト窓孔（３０）を形成する。

次に、第１図Ｂに示すように、透明表示電極となる非常
に薄い第１層透明導電膜（３１）例えば膜厚５００人程
度のＳｎＯ，膜を蒸着する。この５ｎＯｚｌｌ’Ｊ（３
１）を用いる理由は耐薬品性があるためであり、後述の
第２層透明電極膜（例えばＩＴ○膜）を選択的にエツチ
ングするとき、この膜（３１）が工・ンチソグされない
ことが大事である。

次に、第１図Ｃに示すように、ＳｎＯ□膜（３１）上に
第２層透明電極膜（３２）例えばＩＴ○膜を無加熱草着
て被着形成する。このＩＴＯ膜（３２）はコンタクト窓
孔（３０）を埋める必要があるので厚く例えば膜厚０．
４μｍ程度に蒸着する。

次に、第１図りに示すようにフォトレジスト膜（３３）
を介してコンタクト部及びその周辺部を残すようにＩ　
Ｔ　Ｏ１ｊＪ　（３２）を選択的にエツチング除去する
。このとき、５ｎＯｚ膜（３１）の面でエツチングは終
了する。

なお、Ｍ信号線（２８）におけるＭヒロックで第２層Ｓ
ｉｎｇ膜（２９）の被着が不完全で第２層５ｉＯｚ膜（
２９）にクラック、ピンホール等が生していても、Ｓｎ
Ｏ□膜（３１）が下地にあるために、ＩＴＯ膜（３２）
の選択エツチング時、クランク、ビンボール等を通して
Ｍ信号線（２８）がエツチングされるのが防止される。

次ニ、ＳｎＯ２膜（３１）をパターニングして絵素に対
応する透明表示電極（３４）を形成する。

このＳｎＯ□膜（３１）を絵素毎に分割するには次のい
ずれかの方法を用いることができる。第１の方法はＳｎ
Ｑ□膜（３１）が非常に薄いので、信号線及び選択線に
対応する領域との段差部をカバーする事が出来ず、従っ
てパターニングを行う必要がない。自動的に分割されて
しまう。第２の方法はフォトリソグラフィ技術を用いて
例えばスパッタエツチングしてパターニングする。第３
の方法はＳｎＯ□膜（３１）の蒸着前に、ＳｎＯ２膜を
除去する部分にレジストを残しておき、ＳｎＯ□膜（３
１）の蒸着後にリフトオフで不要部のＳｎＯ□膜を剥離
する。

そして、この一方の透明ガラス基板（２１）に対向して
内面に遮光層（３６）及び各表示電極（３４）に対向す
る透明の共通電極（例えばＩＴＯ膜）　（３７）を形成
した他方の透明ガラス基板（３８）を配置し、この両ガ
ラス基板（２１）及び（３８）間に配向ｌｉｔ　（４１
）　（４２）を介して液晶層（３９）を封入して、第１
図已に示すアクティブマトリックス型液晶表示装置（４
０）を得る。

尚、上側では第１層透明導電膜（３１）としてＳｎＯ□
膜を用い、第２Ｎ透明導電膜（３２）として無加熱蒸着
のＩＴＯＭを用いたが、その他、第１層透明導電膜（３
１）に高ｍ　（２００°Ｃ以上）蒸着のＩＴ］ｊｌを用
い、第１層透明導電ＩＩＩ（３２）に低温（１５０°Ｃ
以下）蒸着のＴＴＯ膜を用いることができる。この両Ｉ
ＴＯ膜においてはエツチング特性の差が得られる。

上述の液晶表示装置（４０）によれば、透明表示電極（
３４）は薄い第１層透明導電膜（例えばＳｎＯ□膜、高
温蒸着ＩＴＯ膜）　（３１）により形成されるので、光
透過率のよい透明表示電極となり、明るい画像が得られ
る。そして透明表示電極（３４）の薄膜トランジスタ（
２６）とのコンタクト部及びその周辺部では第１層透明
導電膜（３１）と厚い第２Ｎ透明導電膜（例えば無加熱
蒸着のＩＴＯ膜、低温蒸着のＩＴＯＪＩｉ）　（３２）
の２層構造で形成されるので、ドレイン領域（２５０）
　　とのコンタクトは確実となる。従って、信頼性の高
いアクティブマトリックス型液晶表示装置を提供できる
。

一方、前述した第３図で示す従来のアクティブマトリッ
クス型液晶表示装置では、透明表示電極（１）としてＩ
Ｔ○膜を蒸着し、フォトリソグラフィ技術を用いて絵素
毎にバターニングして形成される。しかし、このＩＴＯ
膜のエツチング時に、層間絶縁膜である第２層５ｉＯｚ
膜（１０）のピンホール。

或いはクランク部からエツチング液が侵入し、Ｍ信号線
（４）が腐食し断線する惺れがある。エツチング液は通
常、塩酸（ＩＩ（ｉ）水溶液か、塩酸・硝酸水溶液を用
いるのでＭも溶解する。層間絶縁膜である第２層Ｓｉｎ
ｇ膜（１０）は前述のようにＭ膜のヒロックのためクラ
ンクが入ったり、ピンホール等があるために、エツチン
グ液の侵入に対して完全に防ぐことができない。

ＴＴＯ膜の選択エツチングを７容ン夜でなく、プラズマ
エツチングやスパッタエツチングで行う方法もあるが、
薄膜トランジスタへのダメージがあり、トランジスタの
特性劣化を引き起す慴れがあるので使いにくい。この改
善方法を第２図に示す。第２図Ａに示すように、Ｍ信号
線（４）を形成する際に、ＡＩ蒸着膜　（５１）を形成
した後、このＭ蒸着膜（５１）上に耐薬品性がある導電
性物質膜（５２）例えば５ｎＯｚ膜を蒸着する。次いで
第２図Ｂに示すようにフォトリソグラフィ技術を用いて
５ｎ０２膜（５２）と／Ｊ蒸着膜（５１）を共に同一パ
ターン通りにエツチングして信号線（４）を形成する。

耐薬品性を有する導電性物質膜（５２）としては５ｎ０
２膜の化Ａｕ膜、　ｐｔ膜、Ｗ膜ＷＳｉ等のシリサイド
膜１等を用い得る。

／Ｖ蒸着膜（５１）を主配線材料とするのは安価で低抵
抗でありバターニング性が良いからである。

それ以後は、前述の第３図と同様に、第２層５ｉＯｚ膜
（１０）を被着形威し、コンタクト窓孔を形成し、ＩＴ
Ｏ膜を蒸着した後、ＩＴＯ膜をバターニングして透明表
示電極（１１）を形成する。

このようにＭ膜（５１）上に耐薬品性の導電性物質膜（
５２）を被着形成することにより、Ｉ　ＴＯ膜の選択エ
ツチング時にエツチング液から層間絶縁膜であるＳｉＯ
□膜（１０）のクランク、或はピンホールを通して浸透
しても導電性物質膜（５２）によって下層のＳｉＯ□膜
（５１）は保護される。従ってＩＴＯ膜の選択エツチン
グ時のＭ主体の信号線（４）の断線を防止することがで
きる。また導電性物質膜（５２）はＭのヒロック防止に
もなる。このため５４０ｇ膜（１０）のクランク、ピン
ホールの発生が少なくなり、耐腐食性が大となる。さら
に、導電性物質膜（５２）が被着されていることにより
、Ｍ膜（５１）のパターニング時にＭ配線が断線しても
、上部の導電性物質膜（５２）で導通し、実質的には断
線がなくなる。

〔発明の効果〕

本発明の液晶表示装置によれば、透明表示電極の薄膜ト
ランジスタとのコンタクト部を２Ｎ構造とし、それ以外
の他の部分を一層で形成するので、実質的な透明表示電
極の透過率が向上すると共に、薄膜トランジスタと透明
表示電極とのコン、タクトを良好にすることができる。

従っで、信頼性の高いアクテイフマトリックス型液晶表
示装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａ−Ｅは本発明に係る液晶表示装置の一例を示す
工程順の断面図、第２図Ａ−Ｂは本発明に係る液晶表示
装置の他の例を示す工程順の断面図、第３図は従来の液
晶表示装置の断面図、第４図は液晶表示装置の等価回路
である。 （２１）　（３Ｂ）は透明ガラス基板、（２６）は薄膜
トランジスタ、（２７）　（２９）はＳｉＯ□膜、（２
８）は信号線、（３０）はコンタクト窓孔、（３１）は
第１層透明導電膜、（３２）は第２層透明導電膜、（３
４）は透明表示電極である。 代 理 人 松 隈 秀 盛 ２１ 第１ 図 （その１） ２　・・１膜トランジスタ ４１、イＳ１５浮有１ ５・・・遁明枦ラス幕板 ９・、・５ｉＯｚ膜 ＃−Ａｌｓ泰腺 ５２　・　酊ト歎晶・ｔＬ／ｌｉｔ物噴月東第 図 □□−兵 二二子 □□々ｒ 二ｉ □□＝Ｅ １″ ４２ Ｃ：： ２１．３８・・−邊日月η゛ラス某λ反２３−−−・−
デート犀己林用１ ２４−・−一一ゲート電Ｍし ２５Ｓ−・・　ソー人鳩し或 ２５Ｄ・・−−ドレイン傾を或 ２６−　−・％膠トランジスタ ２７２ｆ　−５ｒＯｔＡ臭 ３０・−・・・コンタクト危Ｊし 、３１−、−　　　ＩＩ層！８１４６９８％３２−　・
−・＃Ｉ２４＆明４を膿 ＪＪ−−・−−フ１トレジスト 、３４−−−−＆日月表示を本鈷 Ｊ９−−・・・液晶層

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 絵素に対応してマトリックス配列された複数の透明表示
   電極の夫々にスイッチング用の薄膜トランジスタが接続
   されてなる液晶表示装置において、前記透明表示電極の
   前記薄膜トランジスタとのコンタクト部が２層構造とさ
   れ、 前記透明表示電極の他の部分が一層で形成されて成る液
   晶表示装置。