JPH04140725A - 薄膜トランジスタアレイ基板およびその製造方法 - Google Patents

薄膜トランジスタアレイ基板およびその製造方法

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JPH04140725A
JPH04140725A JP2263996A JP26399690A JPH04140725A JP H04140725 A JPH04140725 A JP H04140725A JP 2263996 A JP2263996 A JP 2263996A JP 26399690 A JP26399690 A JP 26399690A JP H04140725 A JPH04140725 A JP H04140725A
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JP
Japan
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electrode
bus line
gate
film
source
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Pending
Application number
JP2263996A
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English (en)
Inventor
Yutaka Minamino
裕 南野
Yoshiya Takeda
悦矢 武田
Tatsuo Imada
今田 龍夫
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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  • Design And Manufacture Of Integrated Circuits (AREA)
  • Thin Film Transistor (AREA)

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、薄膜トランジスタを用いたアクティブマトリ
・ンクス型表示装置を構成するための薄膜トランジスタ
アレイ基板およびその製造方法に関する。
従来の技術 i[)ランジスタ(以下TPTと称する)アレイを用い
たアクティブマトリックス型表示装置は単純マトリック
ス型表示装置に比べて高い画質が得られるため盛んに研
究されている。
以下に代表的なアクティブマI・リノクス型液晶表示装
置について説明する。
第4図fa)はアクティブマトリックス型の液晶表示装
置を模式的に示した透視図、第4図(b)は同液晶表示
装置の部分断面図である。第4図(a)に示すように、
液晶表示装置はTPT21および画素電極22が形成さ
れた第一の透明基板23と対句電極24が形成された第
二の透明基板25とで液晶材料26を挟み、画素を極2
2と対向電極24の間に印加する電圧を制御して画像を
表示するものである。TPT21に画像信号を印加する
ためにソースバスライン27が、またTPTを切り換え
るためのゲート信号を印加するためにゲートバスライン
28が第一の透明基板23の表面に形成されている。
また第4図(b)に示すように第二の透明基板25の内
側表面には対向電極24とTPT21を遮光するための
遮光膜29が形成されている。また図では省略したが、
カラー化する場合には、第二の透明基板25の表面にモ
ザイク状のカラーフィルターを形成した後で対向電極2
4を形成する。第一の透明基板23の上のTPT21は
、不透明な金属で形成されたゲート電極30、ゲート絶
縁膜3I、アモルファスンリコン膜(以下a−5ipと
称する)島領域32、ソース電極33およびドレイン電
極34から構成されている。35は画素電極22とドレ
イン電極34を接続するためのコンタクト窓である。画
素電極22はTPT21のドレイン電極34に接続され
ており、TPT2 ]を通して供給された電圧を保持し
て画像を表示する。
以上のように構成されたアクティブマトリックス型液晶
表示装置について、以下その動作を第5図に示す等価回
路図を参照しながら説明する。
画像信号はソースバスラインA1.A2・・・・・・A
nに加えられる。このラインにはゲートパスラインB1
〜Bmとの交点にあるTFTQII〜QIm、Q21〜
Q2m、Qn 1〜Qnmのソースミ極が接続されてい
る。さらにゲートバスラインBl−BmにはTPTのゲ
ート電極が接続されている。TPTのドレイン電極は液
晶材料を介して対向電極Tに接続されている。ゲートパ
スライン31〜Bmに駆動パルスφ1〜φmが順次印加
されるとTPTがオン状態となり、ソース電極を通じて
画像信号が画素電極に書き込まれる。この状態はテレビ
画面の次のフィールドで駆動パルスがTPTのゲート電
極に印加されるまで保持される。
さらにTPTアクティブマトリックス基板には画質向上
、信顛性向上のために画素電極と並列に蓄積容量を設け
る場合が多い。蓄積容量の接続に関して、第6図(a)
、 (b)に示す蓄積容量の等価回路図を参照しながら
説明する。第6図(a)は蓄積容量Csのもう一方の電
極を独立に形成した場合であり、第6図(b)は蓄積容
量Csの一方の電極を前段のゲートバスライン28に接
続した場合である。
いずれの場合も効果は同しである。なおCLC’は液晶
材料の容量を等価的に示したものである。
次に従来のTFTアレイ基板の製造方法について説明す
る。
第7図(a)〜(41は従来のTPTアレイ基板の製造
工程断面図である。まず同図(a)に示すようにガラス
基板23の上にスパッタ法でクロム(Cr)!l30a
を形成し、同図(b)に示すようにフォトエツチングに
よりゲート電極30を形成する0次に同図fc)に示す
ようにスパッタ法によりITO膜22aを形成し、同図
(d)に示すように画素電極22を形成する0次に同図
(e)に示すようにプラズマCVD法により窒化シリコ
ン膜(SjN膜)31aを4000人、半導体層として
a−5i膜32aを1000人堆積する0次に同図(f
)に示すようにa−3t膜32aをエツチングし、チャ
ネル領域となるa−3i膜島領域32を形成する。
この時SiN膜31aの一部はゲート電極30の上を覆
ってゲート絶縁膜31となる0次に同図(匂に示すよう
に画素電極22とコンタクトを取るためのコンタクト窓
35を形成する0次に同図(5)に示すようにスパッタ
法によりアルミ膜33aを7000人堆積する。次に同
図(i)に示すようにソース電極33およびドレイン電
極34を形成する。
次に従来のTFTアレイパネルに形成された蓄積容量に
ついて第8図を参照しながら説明する。
第8図(a)はTPTアレイパネルの要部平面図、第8
図(b)は第8図(a)をA−A線で切断した断面図で
ある。これらの図に示すようにソースバスライン27と
ゲートパスライン28の交点近傍にTPT21が形成さ
れており、ソースバスライン27にはソース1iFi3
3が、ゲートパスライン2日の一部はゲート111掻3
0を兼ねており、さらに画素電極22がコンタクト窓3
5を介してドレイン電極34に接続されている。蓄積容
量は第7図(匂〜第7図(i)の工程でTPT21を形
成するのと同時に形成される。すなわちコンタクト窓3
5を形成する時、同時に画素電極22の端部でSiN膜
31aにコンタクト窓36を形成し、アルミ33aを形
成し、ソース電極33およびドレイン電極34を形成す
るとき、同時に電極37を形成する。SiN膜31aを
ゲートパスライン2日の一部と電極37で挟んだ領域3
Bが蓄積容量である。
発明が解決しようとする課題 しかしながら上記従来の構成では、蓄積容量を画素電極
から延長された電極と前段のゲートバスラインとで形成
する場合には工程が簡略化できるものの開口率が低下し
、蓄積容量を画素′@掻から延長された電極と独立した
電極との間で形成する場合も同様に開口率が低下すると
いう課題を有していた。
本発明は上記従来の!!題を解決するもので、開口率を
低下させることなく蓄積容量を設け、しかもパスライン
に冗長性を持たせた薄膜トランジスタアレイ基板および
その製造方法を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段 この目的を達成するために本発明のTFTアレイ基板は
、ゲートパスラインと第一の電極配線とを第一の透明導
電膜で形成し、ゲートパスラインの上のTPT形成領域
には不透明金属膜でゲート電極を形成し、絶縁膜を介し
て画素電極とソースバスラインとを第二の透明導RM!
、で形成し、ソースバスラインの上にはソース電極、ド
レイン電極を形成するアルミ膜を残した構成を有してい
る。
作用 この構成によって、すべて透明な材料で大容量の蓄積容
量を形成することができる。またゲートパスラインおよ
びソースバスラインを透明導電膜と金属膜の2層構造と
したため断線による不良を低減することができる。
実施例 以下本発明の一実施例について図面を参照しながら説明
する。
第1図(a)は本発明の第一の実施例におけるTFTア
レイ基板の要部平面図、第1図(b)は同図(a)をA
−A線で切断した断面図である。図に示すように、TF
Tアレイ基板は透明基板1の上にTFT2、画素3およ
び蓄積容量4が形成されたものである。以下にその構造
について説明する。
透明基板1の上に第一の透明導電膜(例えばITOなど
)からなるゲートバスライン5と第一の電極配vA6が
形成されている。ゲートバスライン5の上にはCrなと
の金属からなるゲー)を極7が形成されている。このC
rなとの金属は蓄積容量4を形成する領域を除いてゲー
トバスライン5の上に積層されたものである。その上に
は絶縁膜8が形成されており、この絶縁膜8の一部はゲ
ート絶縁M9であり、また蓄積容量4の誘電体10であ
る。TPT2はこのゲート絶縁膜8の上にa−3i膜島
領域11、ソース電極12、ドレイン電極13を形成し
たものである。また画素3は絶縁膜8の上に第二の透明
導電膜14を形成し、画素電極14(便宜上第二の透明
導電膜と同一符号を付した)としたもので、この画素電
極14の一方はTPT2のドレイン電極13に接続され
ており、またその一部は第一の電極配線6との重なり部
分で蓄積容量4を形成している。またTPT2のソース
電極12に画像信号を供給するためのソースバスライン
15は絶縁膜8の上に形成された第二の透明導電膜14
とソース電極12から延長した金属膜12aの2層で構
成されている。
次に本発明の第二の実施例におけるTFTアレイ基板に
ついて図面を参照しながら説明する。
第2図(a)は本発明の第二の実施例におけるTFTア
レイ基板の要部平面図、第2図(blは同図(a)をA
−A線で切断した断面図である。第1図(a)ら)に示
す第一の実施例と異なるところのみ説明する。第二の実
施例では、第一の透明導tMでゲートパスライン5のみ
を形成し、画素電極14を前段のゲートパスライン5の
上にまで延長し、この部分で蓄積容量4を構成している
次に本発明の一実施例におけるTFTアレイ基板の製造
方法について図面を参照しながら説明する。
第3図(a)〜(e)は本発明の第一の実施例における
TFTアレイ基板(第1図に示す構造を有するTFTア
レイ基板)の製造工程断面図である。まず同図(a)に
示すように透明基板1の上にスパッタ法により第一の透
明導電膜としてITO膜を1000人堆積し、フォトエ
ツチングによりゲートバスライン5と第一の電極配線6
を形成する。
次に同図(b)に示すようにスパッタ法によりCr膜を
堆積し、フォトエンチングによりゲート電極7を形成す
る。次に同図(C)に示すようにプラズマCVD法によ
りSiN膜とa−3i膜を堆積した後、a−3illの
みフォトエツチングし、a−5i膜島碩域IIをSiN
膜8を介してゲート電極7の上に形成する。次に同図(
d)に示すようにスパッタ法により第二の透明導電膜と
してITO膜を1000人堆積し、フォトエツチングに
より画素電極14を形成する。この画素電極14の一部
は第一の電極配線6と重なっており、その部分が蓄積容
量を構成する。次に同図(e)に示すようにスパッタ法
によりアルミ膜を7000人堆積し、フォトエツチング
によりソース1iii12およびドレイン電極13を形
成する。
第2図に示した第二の実施例のようにゲートパスライン
5が第一の電極配線6と兼用になっている場合には、第
3図(a)の工程ではゲートバスライン、5のみ形成し
、画素電極14を前段のゲートパスライン5εご重なる
ように形成する。
なお第一、第二の透明導電膜として用いたITOの代わ
りに酸化錫(Sn02)、酸化カドミウム(Cd、O)
、酸化亜鉛(ZnO)等を用いることも可能である。ゲ
ート電極としてはCr以外にアルミ(A、/)  モリ
ブデン(Mo)、  ンリサイドや、AIとモリブデン
シリサイド(MoSi。)AAとチタン(T1)など2
種類以上の層からなっていてもよい。また絶縁層として
はSiN以外に酸化タンタル(TaOx)、酸化シリコ
ン(S i 02 ) 、アルミナ(AN20.)など
が使用でき、さらにはTaOx/SiN、Si○2/S
iNの2層構造でもよい。また半導体層としてa−3i
W以外にセレン化カドミウム(CdSe)テルル(Te
)、多結晶シリコン(Pole’Si)などでもよい。
発明の効果 以上のように本発明は蓄積容量を透明な材料で構成し、
ゲートパスラインおよびソースバスラインを透明i8i
と金属膜の2層構造とすることにより、開口率の減少を
招くことなく、大容量の蓄積容量を備えた優れた薄膜ト
ランジスタアレイ基板およびその製造方法を実現できる
ものである。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)は本発明の第一の実施例におけるTFTア
レイ基板の要部平面図、第1図(b)は同図(a)をA
−A線で切断した断面図、第2図(a)は本発明の第二
の実施例におけるTFTアレイ蟇板の要部平面図、第2
図(blは同図(a)をA−A線で切断した断面図、第
3図(a)〜fe)は本発明の第一の実施例におけるT
FTアレイ基板の製造工程断面図、第4図(alはアク
ティブマトリックス型の液晶表示装置を模式的に示した
透視図、第4図(b)は同液晶表示装置の部分断面図、
第5図は同液晶表示装置の等価回路図、第6図(a)、
 (b)は蓄積容量の等価回路図、第7図fa)〜(1
)は従来のTFTアレイ基板の製造工程断面図、第8図
(a)はTFTアレイパネルの要部平面図、第8図(b
lは第8図fa)をA−A線で切断した断面図である。 1・・・・・・透明基板、4・・・・・・蓄積容量、5
・・・・・ゲトハスライン、6・・・・・第一の電極配
線、7・・・・ゲト電極、8・・・・・・絶縁膜、11
・・・・・・a−3i膜島領域(半導体層)、12・・
・・・・ソース電極、13・・・・・ドレイン電極。 代理人の氏名 弁理士小鍜治明 ほか2名菓 図 俸) (b) 第 図 (α) 第 図 第 図 第7図 (の 3θ化 \ 第 図 (e)

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)絶縁性の透明基板の上に第一の透明導電膜で交互
    に形成したゲートバスラインおよび第一の電極配線と、
    前記ゲートバスラインの一部に第一の金属膜で形成した
    ゲート電極と、前記ゲートバスライン、ゲート電極およ
    び第一の電極配線を覆って形成した絶縁膜と、前記ゲー
    ト電極の上に前記絶縁膜を介して形成した半導体層と、
    第二の透明導電膜で形成した前記第一の電極配線の上を
    覆う画素電極および前記ゲートバスラインと交差するソ
    ースバスラインと、第二の金属膜で前記ソースバスライ
    ンの上を覆うとともに前記半導体層の上に形成したソー
    ス電極およびドレイン電極とを備え、前記ソース電極は
    前記ソースバスラインに接続され、前記ドレイン電極は
    前記画素電極に接続され、かつ前記第一の電極配線と前
    記絶縁膜と前記画素電極とで蓄積容量を構成した薄膜ト
    ランジスタアレイ基板。
  2. (2)絶縁性の透明基板の上に第一の透明導電膜で形成
    したゲートバスラインと、前記ゲートバスラインの上に
    蓄積容量を形成する領域を除いて第一の金属膜で形成し
    たゲート電極と、前記ゲートバスラインおよびゲート電
    極を覆って形成した絶縁膜と、前記ゲート電極の上に前
    記絶縁膜を介して形成した半導体層と、第二の透明導電
    膜で形成した、前段のゲートバスラインと一部重なりあ
    う画素電極および前記絶縁膜を介して前記ゲートバスラ
    インと交差するソースバスラインと、第二の金属膜で前
    記ソースバスラインの上を覆うとともに前記半導体層の
    上に形成したソース電極およびドレイン電極とを備え、
    前記ソース電極は前記ソースバスラインに接続され、前
    記ドレイン電極は前記画素電極に接続され、かつ前記前
    段のゲートバスラインと前記絶縁膜と前記画素電極の一
    部とで蓄積容量を構成した薄膜トランジスタアレイ基板
  3. (3)絶縁性の透明基板の上に第一の透明導電膜からな
    るゲートバスラインおよび第一の電極配線を形成する工
    程と、前記ゲートバスラインの一部に不透明の第一の金
    属膜からなるゲート電極を形成する工程と、少なくとも
    前記ゲートバスライン、ゲート電極および第一の電極配
    線を覆って絶縁膜を形成する工程と、前記ゲート電極上
    に絶縁膜を介して半導体層を形成する工程と、前記第一
    の電極配線の上を覆う画素電極およびソースバスライン
    を第二の透明導電膜で形成する工程と、第二の金属膜で
    前記ソースバスラインを覆うとともに前記半導体層の上
    にゲート電極を挟んで前記画素電極に接続されたドレイ
    ン電極および前記ソースバスラインに接続されたソース
    電極を形成する工程とを有する薄膜トランジスタアレイ
    基板の製造方法。
  4. (4)絶縁性の透明基板上に第一の透明導電膜からなる
    ゲートバスラインを形成する工程と、前記ゲートバスラ
    インの一部に不透明の第一の金属膜からなるゲート電極
    を形成する工程と、少なくとも前記ゲートバスラインお
    よびゲート電極を覆って絶縁膜を形成する工程と、前記
    ゲート電極上に絶縁膜を介して半導体層を形成する工程
    と、一部が前段のゲートバスラインの上を覆う画素電極
    およびソースバスラインを第二の透明導電膜で形成する
    工程と、第二の金属膜で前記ソースバスラインを覆うと
    ともに前記半導体層の上にゲート電極を挟んで前記画素
    電極に接続されたドレイン電極およびソースバスライン
    に接続されたソース電極を形成する工程とを有する薄膜
    トランジスタアレイ基板の製造方法。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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