JPH0627487A - 薄膜トランジスタマトリックス及びその製造方法 - Google Patents

薄膜トランジスタマトリックス及びその製造方法

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JPH0627487A
JPH0627487A JP18016992A JP18016992A JPH0627487A JP H0627487 A JPH0627487 A JP H0627487A JP 18016992 A JP18016992 A JP 18016992A JP 18016992 A JP18016992 A JP 18016992A JP H0627487 A JPH0627487 A JP H0627487A
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JP
Japan
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gate
gate electrode
electrode
film
electrodes
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Withdrawn
Application number
JP18016992A
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English (en)
Inventor
Osamu Morishige
理 森重
Takeshi Kamata
豪 鎌田
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 薄膜トランジスタマトリックス及びその製造
方法に関し,ゲート・ソース間の寄生容量を均一にして
ばらつきをなくす構造と方法を目的とする。 【構成】 ゲートバスライン2とドレインバスライン9
の交点付近に薄膜トランジスタが配置され,薄膜トラン
ジスタは透明絶縁性基板1上にゲート電極2a, 2b, ゲー
ト絶縁膜3,動作半導体膜4がこの順に積層され, 動作
半導体膜4上にソース電極6a, 6bとドレイン電極7a, 7b
が配置され,ゲート電極2a, 2bはゲートバスライン2に
接続し, ソース電極6a, 6bは画素電極8に接続する構造
を有する薄膜トランジスタマトリックスであって, ゲー
ト電極2a, 2bはゲートバスライン2から櫛の歯状に突き
出た主ゲート電極2aと補助用ゲート電極2bからなり, 画
素電極8は主ゲート電極2a上から補助用ゲート電極2b上
にまたがる連続膜からなる薄膜トランジスタマトリック
スにより構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は薄膜トランジスタ(以下
TFTという)マトリックス及びその製造方法に係り,
特に,液晶表示パネルに使用するTFTマトリックス及
びその製造方法に関する。
【0002】液晶表示パネルはその薄型,軽量,低消費
電力の特徴から,TV用,OA用等さまざまの分野で利
用されている。今後,さらに使用分野を拡大するために
は,さらに高品質化を図って行く必要があり,そのため
に,液晶を駆動するTFTマトリックスにおいてはTF
T特性にばらつきのない均一な品質が要請される。
【0003】
【従来の技術】図7は従来のTFTマトリックスの平面
図であり,2はゲートバスライン,2aはゲート電極, 8
は画素電極,8aは重なり部, 9はドレインバスラインを
表す。TFTのソースは画素電極8に接続し,ドレイン
はドレインバスライン9に接続している。画素電極8は
ゲート電極2aと絶縁膜及びソース電極を介して重なる部
分があり,その部分を重なり部8aとして示している。
【0004】ゲート電極2aのON信号によって,TFT
がON状態となり,ドレイン電極から画素電極8に画像
信号が印加される。次に,ゲート電圧を下げてOFFに
するが,画素電極8とゲート電極2aが絶縁膜を介して重
なる重なり部8aでは,寄生容量CGSが存在するため,ゲ
ート信号の立ち下がりに対応して,画素電極8に書き込
まれた画像信号電圧がΔVだけ降下する。
【0005】図8は画像信号電圧の降下を示す図であ
る。画像信号電圧の降下ΔVは,数1で表される。
【0006】
【数1】 ΔV=(CGS/(CGS+CLC))×(V
Gon −VGoff) ここで,CLCは液晶セル容量,VGon はゲートON電圧,
GoffはゲートOFF 電圧である。
【0007】ところが,ゲート電極パターン,画素電極
パターン,その他のパターンを形成する際,大型の液晶
パネルでは全体を一括露光することはできず,分割露光
で形成することになるが,各分割領域ごとに若干パター
ンのずれが生じ,画素電極8とゲート電極2aの重なり部
8aの面積が変わり,寄生容量CGSが変化する。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】したがって,ゲート信
号の立ち下がりに対する,画像信号電圧の降下ΔVが,
各分割領域ごとに異なり,表示画像が不均一になるとい
う問題が生じていた。
【0009】本発明は上記の問題に鑑み,分割露光時の
パターンずれによる寄生容量CGSの変化を防止する構造
と方法を目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】図1(a), (b)は本発明の
TFTマトリックスを示す平面図と断面図,図3は本発
明のゲート電極を示す斜視図,図4(a) 〜(e) は実施例
を示す工程順断面図である。
【0011】上記課題は, ゲートバスライン2とドレイ
ンバスライン9が絶縁膜3を介してマトリックス状に配
列され,該ゲートバスライン2と該ドレインバスライン
9の交点付近に薄膜トランジスタが配置され,該薄膜ト
ランジスタは透明絶縁性基板1上にゲート電極2a, 2b,
ゲート絶縁膜3,動作半導体膜4がこの順に積層され,
該動作半導体膜4上にソース電極6a, 6bとドレイン電極
7a, 7bが配置され,該ゲート電極2a, 2bは前記ゲートバ
スライン2に接続し, 該ソース電極6a, 6bは画素電極8
に接続する構造を有する薄膜トランジスタマトリックス
であって, 該ゲート電極2a, 2bは該ゲートバスライン2
から櫛の歯状に突き出た主ゲート電極2aと補助用ゲート
電極2bからなり, 該画素電極8は該主ゲート電極2a上か
ら該補助用ゲート電極2b上にまたがる連続膜からなる薄
膜トランジスタマトリックスによって解決される。
【0012】また,透明絶縁性基板1上に金属膜を堆積
した後パターニングして,ゲートバスライン2及び該ゲ
ートバスライン2から櫛の歯状に突き出た主ゲート電極
2a及び補助用ゲート電極2bを形成する工程と,全面にゲ
ート絶縁膜3,動作半導体膜4,チャネル保護用絶縁膜
をこの順に堆積した後, 該チャネル保護用絶縁膜をパタ
ーニングして該主ゲート電極2a及び補助用ゲート電極2b
上にチャネル保護膜5a, 5bを形成する工程と, 該チャネ
ル保護膜5a, 5bをマスクにして動作半導体膜4上にソー
ス電極6a, 6b及びドレイン電極7a, 7bを形成する工程
と, 全面に透明導電膜を堆積した後パターニングして,
該主ゲート電極2a上のソース電極6aから該補助用ゲート
電極2b上のソース電極6bにまたがる画素電極8を形成す
る工程とを有する薄膜トランジスタマトリックスの製造
方法によって解決される。
【0013】
【作用】図2(a), (b)は補助用ゲート電極の作用を説明
する図である。画素電極8が絶縁膜を介して主ゲート電
極2a及び補助用ゲート電極2bと重なる重なり部8a, 8bの
面積の合計は,画素電極8のパターンずれに対して変化
しない。図2(a) では画素電極8は主ゲート電極2aと補
助用ゲート電極2bの丁度中間に形成されているが,もし
図2(b) のように画素電極8が左にずれてパターニング
されたとすると,主ゲート電極2aとの重なり部8aの面積
が増加し, 補助用ゲート電極2bとの重なり部8bの面積が
減少するので, ゲート電極全体と画素電極8との重なり
部の面積の合計は変化しない。
【0014】その結果,全体の寄生容量CGSも不変とな
る。もし図2(b) とは逆に,画素電極8が左にずれてパ
ターニングされたとしても,同様にゲート電極全体と画
素電極8との重なり部の面積の合計は変化しない。
【0015】したがって,画像信号電圧の,ゲート電圧
の立ち下がりによる,降下電圧ΔVは,分割露光を行っ
ても一定となる。このようなTFTマトリックスによる
駆動を行えば,液晶表示パネルの画像品質は均一にな
る。
【0016】
【実施例】図1は本発明のTFTマトリックスを示す平
面図と断面図であり,(a) は平面図, (b)はA−A断面
図である。さらに,図3は本発明のゲート電極を示す斜
視図である。図中,1はガラス基板,2はゲートバスラ
イン,2aは主ゲート電極,2bは補助用ゲート電極, 3は
ゲート絶縁膜,4は動作半導体膜,5a, 5bはチャネル保
護膜,6a, 6bはソース電極, 7a, 7bはドレイン電極, 8
は画素電極,9はドレインバスラインを表す。
【0017】特徴的なことは,ゲートバスライン2から
櫛の歯状に主ゲート電極2aと補助用ゲート電極2bの対が
突き出ており,主ゲート電極2a上のソース電極6aから補
助用ゲート電極2b上のソース電極6bにまたがって画素電
極8が形成されていることである。
【0018】図4(a) 〜(e) は実施例を示す工程順断面
図で, 図1に示した構造のTFTマトリックスを製造す
る工程順断面図である。以下,これらの図を参照しなが
ら,工程順に説明する。
【0019】図4(a) 参照 ガラス基板にAlをスパッタリングしてAl膜を形成
し,それをパターニングして図3に示すようなゲートバ
スライン2,主ゲート電極2a, 補助用ゲート電極2bを形
成する。主ゲート電極2a, 補助用ゲート電極2bは同形,
同面積とする。
【0020】CVD法によりゲート絶縁膜として厚さが
例えば 300nmのSiN膜3,動作半導体膜として厚さが
例えば25nmのa−Si膜4,チャネル保護絶縁膜とな
る厚さが例えば 140nmのSiO2 膜5を連続成膜する。
SiO2 膜5の上に,ゲートバスライン2,主ゲート電
極2a, 補助用ゲート電極2bを覆うレジストマクスク10を
形成する。
【0021】図4(b) 参照 レジストマクスク10をマスクにしてSiO2 膜5をエッ
チングし,a−Si膜4を露出する。主ゲート電極2a,
補助用ゲート電極2b上にSiO2 膜5が残り,これがチ
ャネル保護膜5a, 5bとなる。
【0022】図4(c) 参照 レジストマクスク10を残したまま,厚さが例えば50nm
のn+ 型a−Si膜を堆積し,つづいて厚さが例えば 1
00nmのTi膜を形成する。その後,レジストマクスク10
を溶解することにより,レジストマクスク10上のn+
a−Si膜とTi膜をリフトオフする。n+ 型a−Si
膜とTi膜は導体膜でソース電極及びドレイン電極とな
るものである。
【0023】図4(d) 参照 レジストマクスクを用いてn+ 型a−Si膜とTi膜と
a−Si膜4をエッチングして素子分離を行い,主ゲー
ト電極2a上にソース電極6a, ドレイン電極7a,補助用ゲ
ート電極2b上にソース電極6b, ドレイン電極7bを形成す
る。主ゲート電極2a上のソース電極6a,ドレイン電極7a
と, 補助用ゲート電極2b上のソース電極6b,ドレイン電
極7bの配置は,ゲートバスライン2の垂線に対して対称
となるようにする。
【0024】全面にAl膜を形成し,それをパターニン
グして主ゲート電極2a上のドレイン電極7aに接続するド
レインバスライン9 を形成する。全面に厚さが例えば 3
00nmのITO膜を形成し,それをパターニングして主ゲ
ート電極2a上のソース電極6a上から補助用ゲート電極2b
上のソース電極6b上にまたがる画素電極8を形成する。
パターニングはステッパによる分割露光により行う。ガ
ラス基板は例えば 200mm× 240mmで,6領域(a〜f)
に分割して露光した。
【0025】この後,パネル化し駆動表示を行った。比
較のため,補助用ゲート電極を有しない従来構造のパネ
ルの駆動表示も行った。図5は駆動波形を示す図であ
る。画像信号(ドレイン信号)は周波数30Hz,振幅
3V,オフセット電圧0Vの方形波で,ゲート電極には
画像信号より1ms遅れて立ち上がり,ON電圧15
V,OFF電圧−15V,ON時間 100μsのパルスを
印加している。
【0026】図6(a) 〜(c) は光透過率の比較を示す図
である。図6(a) は液晶表示パネル内分割位置を示す。
図6(b), (c)は分割露光した6箇所a〜fの光透過率を
本発明を適用したパネルと従来のパネルについて測定し
た結果を示す。光透過率は電圧を印加しない状態の値を
100%としている。
【0027】本発明を適用したパネル(図6(b))では光
透過率がほぼ30%で,分割露光による差はほとんど見
られなかった。一方,は従来のパネル(図6(b))では,
平均値はほぼ30%であるが,分割露光による差があ
り,30%の平均値に対してその±7%程度のばらつき
を示した。このことから,補助用ゲート電極を設けるこ
とにより,寄生容量CGSが場所により変化しないことが
確認できた。
【0028】
【発明の効果】以上説明したように,本発明によれば,
分割露光のパターンずれによる寄生容量CGSの変化を防
止し,均一な表示品質の得られるTFTマトリックスを
提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のTFTマトリックスを示す平面図と断
面図で,(a) は平面図, (b) はA−A断面図である。
【図2】(a), (b)は補助用ゲート電極の作用を説明する
図である。
【図3】本発明のゲート電極を示す斜視図である。
【図4】(a) 〜(e) は実施例を示す工程順断面図であ
る。
【図5】駆動波形を示す図である。
【図6】光透過率の比較を示す図であって(a) はパネル
内分割位置, (b) は実施例,(c) は従来例である。
【図7】従来のTFTマトリックスの平面図である。
【図8】画像信号電圧の降下を示す図である。
【符号の説明】
1は透明絶縁性基板であってガラス基板 2はゲートバスライン 2aはゲート電極であって主ゲート電極 2bはゲート電極であって補助用ゲート電極 3はゲート絶縁膜であってSiN膜 4は動作半導体膜であってa−Si膜 5,5a, 5bはチャネル保護膜 6a, 6bはソース電極 7a, 7bはドレイン電極 8は画素電極であってITO膜 8a, 8bは重なり部 9はドレインバスライン 10はレジストマスク

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ゲートバスライン(2) とドレインバスラ
    イン(9) が絶縁膜(3) を介してマトリックス状に配列さ
    れ,該ゲートバスライン(2) と該ドレインバスライン
    (9) の交点付近に薄膜トランジスタが配置され,該薄膜
    トランジスタは透明絶縁性基板(1) 上にゲート電極(2a,
    2b), ゲート絶縁膜(3), 動作半導体膜(4) がこの順に
    積層され, 該動作半導体膜(4) 上にソース電極(6a, 6b)
    とドレイン電極(7a, 7b)が配置され,該ゲート電極(2a,
    2b)は前記ゲートバスライン(2) に接続し, 該ソース電
    極(6a, 6b)は画素電極(8) に接続する構造を有する薄膜
    トランジスタマトリックスであって,該ゲート電極(2a,
    2b)は該ゲートバスライン(2) から櫛の歯状に突き出た
    主ゲート電極(2a)と補助用ゲート電極(2b)からなり, 該
    画素電極(8) は該主ゲート電極(2a)上から該補助用ゲー
    ト電極(2b)上にまたがる連続膜からなることを特徴とす
    る薄膜トランジスタマトリックス。
  2. 【請求項2】 透明絶縁性基板(1) 上に金属膜を堆積し
    た後パターニングして,ゲートバスライン(2) 及び該ゲ
    ートバスライン(2) から櫛の歯状に突き出た主ゲート電
    極(2a)及び補助用ゲート電極(2b)を形成する工程と,全
    面にゲート絶縁膜(3), 動作半導体膜(4), チャネル保
    護用絶縁膜をこの順に堆積した後, 該チャネル保護用絶
    縁膜をパターニングして該主ゲート電極(2a)及び補助用
    ゲート電極(2b)上にチャネル保護膜(5a, 5b)を形成する
    工程と,該チャネル保護膜(5a, 5b)をマスクにして動作
    半導体膜(4) 上にソース電極(6a, 6b)及びドレイン電極
    (7a, 7b)を形成する工程と,全面に透明導電膜を堆積し
    た後パターニングして, 該主ゲート電極(2a)上のソース
    電極(6a)から該補助用ゲート電極(2b)上のソース電極(6
    b)にまたがる画素電極(8) を形成する工程とを有するこ
    とを特徴とする薄膜トランジスタマトリックスの製造方
    法。
JP18016992A 1992-07-08 1992-07-08 薄膜トランジスタマトリックス及びその製造方法 Withdrawn JPH0627487A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010026873A (ko) * 1999-09-09 2001-04-06 박종섭 박막 트랜지스터 액정표시소자의 박막 트랜지스터 어레이 기판
JP2002203970A (ja) * 2000-12-28 2002-07-19 Matsushita Electric Ind Co Ltd 薄膜トランジスタ及びそれを用いた液晶表示装置
US7612839B2 (en) 2005-03-15 2009-11-03 Sharp Kabushiki Kaisha Active matrix substance and display device including the same
KR101330393B1 (ko) * 2007-04-02 2013-11-15 엘지디스플레이 주식회사 액정 표시장치
US9271399B2 (en) 2011-04-01 2016-02-23 Robert Bosch Gmbh Electronic module and method for the production thereof

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