JPH06308511A - 液晶表示基板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 信号バスラインの高抵抗化を防止し、表示品
質の向上を図る。 【構成】 液晶を介して互いに対向配置される透明基板
のうちの一方の透明基板の該液晶側の面に、信号バスラ
イン、走査バスライン、複数の画素電極、および各画素
電極に対応する薄膜半導体素子とを備え、該信号バスラ
インに印加された電圧が走査バスラインからの信号によ
ってオンする薄膜半導体素子を介して画素電極に印加さ
れるものであって、信号バスラインと画素電極はＩＴＯ
膜から構成される一層目構造をなし、薄膜半導体素子を
構成する半導体層およびこの半導体層に積層される絶縁
膜は少なくとも前記信号バスラインと画素電極のそれぞ
れの一部を跨ってそれらの間に形成される二層目構造を
なすとともに、走査バスラインは前記半導体素子を構成
する前記絶縁膜を被って形成される三層目構造をなす液
晶表示基板において、前記信号バスラインのＩＴＯ膜上
にはこのＩＴＯ膜よりも低抵抗の導電層が積層されて形
成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示基板に係り、
たとえば薄膜半導体素子を具備するアクティブマトリク
ス型の液晶表示基板に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の液晶表示基板は、液晶を介して
互いに対向配置される透明基板のうちの一方の透明基板
の該液晶側の面に、走査バスライン、信号バスライン、
複数の画素電極、およびこの画素電極に対応する薄膜半
導体素子とを備え、該信号バスラインに印加された電圧
が走査バスラインからの信号によってオンする薄膜半導
体素子を介して画素電極に印加されるように構成されて
いる。

【０００３】そして、このような液晶表示基板におい
て、その製造の際の工程を低減させる目的で、たとえ
ば、一層目は、ＩＴＯ膜から構成される信号バスライン
と画素電極が形成され、二層目は、少なくとも前記信号
バスラインと画素電極のそれぞれの一部を被って形成さ
れる半導体層およびこの半導体層に積層される絶縁膜か
らなる薄膜半導体素子が形成され、さらに、三層目は、
前記半導体素子を構成する前記絶縁膜を被って走査バス
ラインが形成されたものが知られている。

【０００４】なお、このような構成からなる液晶表示基
板は、たとえばＪａｐａｎ Ｄｉｓｐｌａｙ ８６ ｐ
３３２〜３３３に詳述されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに構成された液晶表示基板において、上述した各層を
同一パターンのフォトマスクを用いたフォトリソグラフ
ィ技術で形成できることから製造が極めて簡単になる
が、特に、信号バスラインにおいて問題点が指摘される
に到った。

【０００６】すなわち、信号バスラインは、画素電極と
同工程で形成されるため、その材料はＩＴＯ膜となり、
それ自体の電気的抵抗が比較的高いものとなってしまっ
ていた。このように、信号バスラインが高抵抗である
と、その電圧降下の度合いが画素電極によって異なり、
ひいては表示画面の各画素電極におけるいわゆる画素電
圧の書き込み率が変化し、表示品質が良好でなくなると
いう現象が見出されることが判明した。

【０００７】このような現象は、液晶表示素子の解像度
を大幅に向上させようとする場合には無視できないもの
となる。

【０００８】それ故、本発明は、このような事情に基づ
いてなされたものであり、その目的とするところのもの
は、信号バスラインの高抵抗化を防止し、表示品質の向
上を図った液晶表示基板を提供することにある。

【０００９】また、本発明の他の目的は、製造工程を増
大させることなく、信号バスラインの高抵抗化を防止で
きる液晶表示基板を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明による液晶表示基板は、基本的には、
液晶を介して互いに対向配置される透明基板のうちの一
方の透明基板の該液晶側の面に、信号バスライン、走査
バスライン、複数の画素電極、および各画素電極に対応
する薄膜半導体素子とを備え、該信号バスラインに印加
された電圧が走査バスラインからの信号によってオンす
る薄膜半導体素子を介して画素電極に印加されるもので
あって、信号バスラインと画素電極はＩＴＯ膜から構成
される一層目構造をなし、薄膜半導体素子を構成する半
導体層およびこの半導体層に積層される絶縁膜は少なく
とも前記信号バスラインと画素電極のそれぞれの一部を
跨ってそれらの間に形成される二層目構造をなすととも
に、走査バスラインは前記半導体素子を構成する前記絶
縁膜を被って形成される三層目構造をなす液晶表示基板
において、前記信号バスラインのＩＴＯ膜上にはこのＩ
ＴＯ膜よりも低抵抗の導電層が積層されて形成されてい
ることを特徴とするものである。

【００１１】さらに、このような構成において、信号バ
スライン上の低抵抗の導電層は走査バスラインを構成す
る材料と同材料となっていることを特徴とするものであ
る。

【００１２】

【作用】このように構成した液晶表示装置は、特に、Ｉ
ＴＯ膜から構成される信号バスラインにはそのＩＴＯ膜
よりも電気的抵抗の小さい導電膜が積層されて形成され
たものとなっている。

【００１３】このことから、信号バスラインそれ自体が
低抵抗となり、該信号バスラインの長手方向に沿った電
圧降下の量を少なくできるようになる。

【００１４】また、該導電膜を特に走査バスラインを構
成する材料と同材料とすることにより、走査バスライン
と同工程で形成することができ、製造工数の増大を防止
できるという効果を奏する。

【００１５】

【実施例】図４は、本発明による液晶表示基板の等価回
路とその周辺回路の一実施例を示す結線図である。

【００１６】同図は回路図ではあるが、実際の幾何学的
配置に対応して描かれている。ＡＲは複数の画素を二次
元的に配列したマトリックス・アレイで、液晶表示基板
の等価回路に相当している。

【００１７】図中、Ｘは映像信号線（信号バスライン）
ＤＬを意味し、添字Ｇ、ＢおよびＲがそれぞれ緑、青お
よび赤画素に対応して付加されている。Ｙは走査信号線
（ゲートバスライン）ＧＬを意味し、添字１，２，３，
……，ｅｎｄは走査タイミングの順序に従って付加され
ている。

【００１８】信号バスラインＸ（添字省略）は交互に上
側（または奇数）の映像信号駆動回路Ｈｅ、下側（また
は偶数）の映像信号駆動回路Ｈｏに接続されている。

【００１９】ゲートバスラインＹ（添字省略）は垂直走
査回路Ｖに接続されている。

【００２０】ＳＵＰは一つの電圧源から複数の分圧した
安定化された電圧源を得るための電源回路やホスト（上
位演算処理装置）からのＣＲＴ（陰極線管）用の情報を
ＴＦＴ液晶表示装置用の情報に交換する回路を含む回路
である。

【００２１】図１は、本発明による液晶表示基板の一実
施例を示す平面構成図である。

【００２２】同図は、液晶を介して互いに対向配置され
る各ガラス基板のうち一方のガラス基板の該液晶側の主
表面を示す構成図であり、一の画素電極とその周辺を示
した図である。

【００２３】同図において、まず、ｙ方向に延在する信
号バスライン２が形成され、この信号バスライン２は、
図示されていないが、ｘ方向に等間隔で平行に並設され
ている。この信号バスライン２はＩＴＯ膜から構成され
ている。

【００２４】これら各信号バスライン２は、後に詳述す
るゲートバスライン１０とで格子形状を形成し、これら
の各格子の間にそれぞれ画素電極４が位置づけられ、こ
れにより各画素電極４はガラス基板２０上にマットリッ
クス状に配置されている。この画素電極４はＩＴＯ膜に
よって形成されている。

【００２５】ここで、この画素電極４の信号バスライン
２およびゲートバスライン１０に近接する角部におい
て、該ゲートバスライン１０の形成領域にまで及んで延
在部４ａを備え、この延在部４ａは後に詳述する薄膜半
導体素子（ＴＦＴ）のソース電極を構成するようになっ
ている。

【００２６】また、前記延在部４ａが形成された辺と対
辺関係にある他の辺においても図示されていないゲート
バスライン１０の形成領域にまで及んで延在部４ｂが形
成され、この延在部４ｂは後に後述するコンデンサ（図
４に示すＣａｄｄに相当する）の一方の電極を構成する
ようになっている。

【００２７】そして、ゲートバスライン１０が形成され
る領域に沿って、半導体層と絶縁膜との積層体６が形成
されている。この場合、この積層体６は物理的に分離さ
れた状態で形成され、その一方は信号バスライン２およ
び画素電極４の延在部４ａを跨ってそれらの間に形成さ
れ、また他方は画素電極４の延在部４ｂ上に形成されて
いる。

【００２８】さらに、このように形成された半導体層と
絶縁膜との積層体６をおおって、ゲートバスライン１０
の形成領域には、たとえばＡｌ膜からなるゲートバスラ
イン１０が形成されている。

【００２９】なお、このゲートバスライン１０は、その
Ａｌ層の下層に形成されるＣｒ層との積層体で構成さ
れ、該Ｃｒ層はＩＴＯ膜との接触を良好にするために設
けられたバッファメタルとなっている。

【００３０】ここで、信号バスライン２と画素電極４の
延在部４ａを跨ってそれらの間に位置づけられる積層体
６ａのうちの下層の半導体層には、この半導体層の上層
の絶縁膜を介して配置されるゲートバスライン１０に印
加される電圧によってチャネル層が形成され、これによ
り信号バスライン２と画素電極４との間が電気的にオン
し、該信号バスライン２に印加された電圧が画素電極４
に印加されることになる。

【００３１】したがって、積層体４ａは、信号バスライ
ンであるドレイン電極、画素電極４の延在部４ａである
ソース電極、ゲートバスライン１０であるゲート電極と
ともに薄膜半導体素子（ＴＦＴ）が形成されていること
になる。

【００３２】また、画素電極４の延在部４ｂ上に形成さ
れている積層体４ｂは、その下層の画素電極４の延在部
と上層のゲートバスライン１０とともにコンデンサ（Ｃ
ａｄｄ）が形成されていることになる。

【００３３】また、本実施例では、特に、隣接する前記
ゲートバスライン１０の間における信号バスライン２の
上面に、すなわち、信号バスライン２を構成するＩＴＯ
膜の上面にＡｌ膜１１が形成されている。この場合、こ
のＡｌ膜１１はゲートバスライン１０と物理的および電
気的に分離されて形成されたものとなっている。

【００３４】なお、図２は図１のII−II線における断面
図、図３は図１のIII-III線における断面図である。図
２において、積層体６ａは半導体層６および絶縁膜７の
順次積層体からなっているとともに、ゲートバスライン
１０の下層にはＣｒ層８が形成されている。また、図３
において、信号バスライン２の上面にはＣｒ膜８を介し
てＡｌ層１１が形成されている。

【００３５】このような実施例によれば、ＩＴＯ膜から
構成される信号バスライン２にはそのＩＴＯ膜よりも電
気的抵抗の小さいＡｌ層１１が積層されて形成されたも
のとなっている。

【００３６】このことから、信号バスライン２それ自体
が低抵抗となり、該信号バスライン２の長手方向に沿っ
た電圧降下の量を少なくできるようになる。

【００３７】また、半導体層６と絶縁膜７との積層体６
を、ＴＦＴの形成領域とコンデンサの形成領域において
分離するように形成することにより、該積層体６を介し
て隣接する信号バスライン２との間に電流が流れてしま
うという弊害を除去することができるようになる。

【００３８】次に、このように構成される液晶表示基板
の製造方法の一実施例を以下の工程によって説明する。

【００３９】工程１．（図５） まず、ガラス基板２０の主表面に信号バスライン２と画
素電極４を形成する。ここで、このガラス基板２０は液
晶を介して互いに対向して配置されるガラス基板のうち
の一方のガラス基板となっている。

【００４０】該ガラス基板２０の主表面の全域にＩＴＯ
膜を順次形成し、周知のフォトエッチング方法を用い
て、図示のパターンのように、選択エッチングを行い該
パターン以外の領域においては該ガラス基板２０の主表
面を露呈させる。

【００４１】工程２．（図６） 信号バスライン２および画素電極４が形成されたガラス
基板２０の主表面の全域に、半導体層、および絶縁膜を
順次形成し、周知のフォトエッチング方法を用いて、図
示のパターンのように、選択エッチングを行う。

【００４２】これにより、積層体６ａ、および６ｂが形
成されることになる。

【００４３】工程３．（図７） ゲートバスライン１０、およびＡｌ層１１を形成する。
すなわち、積層体６ａ、６ｂが形成されたガラス基板２
０の主表面の全域に、Ｃｒ層およびＡｌ層を順次形成
し、周知のフォトエッチング方法を用いて、図示のパタ
ーンのように、選択エッチングを行う。

【００４４】なお、この後は、少なくとも画素電極の部
分を露呈させたたとえばＳｉＯ₂等からなる保護膜を形
成する。

【００４５】このように、Ａｌ膜１１を特にゲートバス
ライン１０を構成する材料と同材料とすることにより、
ゲートバスラインと同工程で形成することができ、製造
工数の増大を防止できるという効果を奏する。

【００４６】上述した実施例では、ゲートバスライン１
０はＡｌ膜で構成したものであるが、これに限定される
ことはない。たとえばＮｉ、Ｃｒ、Ａｕ等であってもの
よいことはいうまでもない。

【００４７】これに応じて、信号バスライン２に積層さ
れる導電層も変わることになるが、それらはＩＴＯ膜よ
り低抵抗の金属層であることから同様の効果を奏するよ
うになる。

【００４８】また、上述した実施例では、ＩＴＯ膜とＡ
ｌ膜との介在層としてＣｒを用いたものであるが、これ
に限定されることはない。たとえば、Ｔｉ、Ｔａ、Ｍ
ｏ、Ｗ、Ｎｂ、ＴｉＮ等であってもよいことはいうまで
もない。

【００４９】

【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
本発明による液晶表示基板によれば、信号バスラインの
高抵抗化を防止し、表示品質の向上を図ることができ
る。

【００５０】また、製造工程の増大をもたらすことな
く、信号バスラインの高抵抗化を防止することができる
ようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による液晶表示基板の一実施例を示す要
部平面図である。

【図２】図１のII−II線における断面図である。

【図３】図１のIII-III線における断面図である。

【図４】本発明による液晶表示基板の等価回路とその周
辺回路の一実施例を示す結線図である。

【図５】本発明による液晶表示基板の製造方法の一実施
例を示す第１の工程図である。

【図６】本発明による液晶表示基板の製造方法の一実施
例を示す第２の工程図である。

【図７】本発明による液晶表示基板の製造方法の一実施
例を示す第３の工程図である。

【符号の説明】

２ 信号バスライン ４ 画素電極 ６ 積層体（半導体層および絶縁膜との） １０ 走査バスライン １１ Ａｌ膜

フロントページの続き (72)発明者 香西 甲矢夫 千葉県茂原市早野3300番地 株式会社日立 製作所電子デバイス事業部内 (72)発明者 堀井 寿一 千葉県茂原市早野3300番地 株式会社日立 製作所電子デバイス事業部内 (72)発明者 橋本 雄一 千葉県茂原市早野3300番地 株式会社日立 製作所電子デバイス事業部内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液晶を介して互いに対向配置される透明
   基板のうちの一方の透明基板の該液晶側の面に、信号バ
   スライン、走査バスライン、複数の画素電極、および各
   画素電極に対応する薄膜半導体素子とを備え、該信号バ
   スラインに印加された電圧が走査バスラインからの信号
   によってオンする薄膜半導体素子を介して画素電極に印
   加されるものであって、 信号バスラインと画素電極はＩＴＯ膜から構成される一
   層目構造をなし、薄膜半導体素子を構成する半導体層お
   よびこの半導体層に積層される絶縁膜は少なくとも前記
   信号バスラインと画素電極のそれぞれの一部を跨ってそ
   れらの間に形成される二層目構造をなすとともに、走査
   バスラインは前記半導体素子を構成する前記絶縁膜を被
   って形成される三層目構造をなす液晶表示基板におい
   て、 前記信号バスラインのＩＴＯ膜上にはこのＩＴＯ膜より
   も低抵抗の導電層が積層されて形成されていることを特
   徴とする液晶表示基板。
2. 【請求項２】 請求項１記載の液晶表示基板において、
   信号バスライン上の低抵抗の導電層は走査バスラインを
   構成する材料と同材料となっていることを特徴とする液
   晶表示基板。