JPH06308528A - 液晶表示基板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 バスラインの形成においてその形成表面の段
差部において段切れが発生するのを防止できる。 【構成】 液晶を介して互いに対向して配置される透明
基板のうちの一方の透明基板の液晶側の面に形成された
ゲートバスライン、このゲートバスラインと絶縁膜を介
して形成された信号バスライン、複数の薄膜半導体素
子、これら薄膜半導体素子に対応した画素電極を備え、
前記信号バスラインに印加された電圧がゲートバスライ
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液晶表示基板において、前記絶縁
膜および前記薄膜半導体素子を構成する半導体層は同一
パターンの積層体からなり、これら積層体はゲートバス
ラインおよび信号バスラインに沿って形成されている。

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、
特に、薄膜半導体素子を備えたいわゆるアクティブマト
リッ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、ゲートバスライン、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
電圧がゲート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（ＴＦＴ）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、このような構成において、その製
造工数を低減させるために、たとえば、透明基板面に形
成されたゲートバスラインに沿い該ゲートバスラインを
被うようにして同一パターンの絶縁膜と半導体層の積層
体を形成し、この積層体を交差するようにして信号バス
ラインを形成するものが知られている。

【０００４】なお、薄膜半導体素子（ＴＦＴ）は信号バ
スラインに近接するゲートバスライン上の半導体層を利
用して形成するようになっている。

【０００５】なお、上述の構造の液晶表示基板に関する
文献は「ＪＡＰＡＮ ＤＩＳＰＬＡＹ’８６ ｐ３３２
〜ｐ３３３ Ｍ．Ｂｏｎｎｅｌ他６名 ｐ２，９ Ａ
６”Ｄｉａｇｏｎａｌ Ａｃｔｉｖｅ Ｍａｔｒｉｘ
Ａｄｄｒｅｓｓｅｄ ＬＣＤｆｏｒ ”ＭＩＮＩＴＥ
ｌ”Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ」があるが、本発明とは構
造が異なる。

【０００６】

【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は、その信号バスライン
が、ゲートバスライン上に積層して形成された絶縁膜と
半導体層とを股いで形成されているため、この股いで形
成されている部分とそうでない部分との間で大きな段差
ができることは免れ得なかった。

【０００７】通常、信号バスラインはＡｌ等によるスパ
ッタリング層で形成することから、該段差部において一
部段切れが生じやすく、このため、信号バスラインそれ
自体の高抵抗化をもたらす原因となっていた。

【０００８】また、最悪の場合、該段差部において完全
な段切れが生じるということが確認されている。

【０００９】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、バスラインの段差部における段切れを防止した液晶
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して配置される透明基板のうち
の一方の透明基板の液晶側の面に形成されたゲートバス
ライン、このゲートバスラインと絶縁膜を介して形成さ
れた信号バスライン、薄膜半導体素子、画素電極を備
え、前記信号バスラインに印加された電圧がゲートバス
ラインからの信号によってオンする薄膜トランジスタを
介して画素電極に印加される液晶表示基板において、前
記絶縁膜および前記薄膜半導体素子を構成する半導体層
は同一パターンの積層体からなり、これら積層体はゲー
トバスラインおよび信号バスラインに沿って形成されて
いることを特徴とするものである。

【００１１】

【作用】このように構成された液晶表示基板は、特に、
絶縁膜および前記薄膜半導体素子を構成する半導体層は
同一パターンの積層体からなり、これら積層体はゲート
バスラインおよび信号バスラインに沿って形成されてい
るようになっている。

【００１２】このため、絶縁膜を介してゲートバスライ
ンと交差させて形成する信号バスラインは、ゲートバス
ラインの段差のみがその形成表面に表れていることにな
り、従来のように絶縁膜および半導体層の段差をも重畳
して表れるようなことはなくなる。

【００１３】したがって、バスラインの形成において、
その形成表面の段差部において段切れが発生することを
防止できるようになる。

【００１４】

【実施例】図３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。

【００１５】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。

【００１６】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。

【００１７】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。

【００１８】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。

【００１９】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。

【００２０】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。

【００２１】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。

【００２２】同図において、まず、ｘ方向に延在するゲ
ートバスライン１０が形成され、このゲートバスライン
１０は、Ｙ方向に等間隔で平行に並設されている。この
ゲートバスライン１０はたとえばＩＴＯ膜、Ｃｒ膜、Ａ
ｌ膜の順次積層体から構成されている。

【００２３】これら各ゲートバスライン１０は、後に詳
述する信号バスライン２０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３０が位置づけら
れ、これにより各画素電極３０はガラス基板上にマット
リックス状に配置されている。この画素電極３０はＩＴ
Ｏ膜によって形成されている。

【００２４】ここで、前記ゲートバスライン１０には、
そのｘ方向の一方側に位置づけられる画素電極３０側
に、しかも該画素電極３０と物理的および電気的に分離
された状態で延在する延在部１０ａを備え、この延在部
１０ａは後述するコンデンサ（図３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。

【００２５】そして、前記ゲートバスライン１０および
後に説明する信号バスライン２０の形成領域に沿って、
かつ前記ゲートバスライン１０を被って絶縁膜と半導体
層との積層体４０が形成されている。なお、絶縁膜はＳ
ｉＮから構成され、半導体層はａ−Ｓｉ（アモルファス
シリコン）から構成されている。このため、該積層体４
０は格子状の形状となっており、この積層体４０の各格
子の間からは前記画素電極３０が露呈されるようになっ
ている。

【００２６】また、この格子状の積層体４０と物理的に
分離されて形成される同一の積層体４５が前記ゲートバ
スライン１０の前記延在部１０ａを、すなわちコンデン
サの一方電極の大部分を被うようにして形成され、この
積層体４５は該コンデンサの誘電体を構成するようにな
っている。

【００２７】さらに、上述した格子状の積層体４０のう
ち、ｙ方向に延在する部分に沿って信号バスライン２０
が形成されている。この信号バスライン２０は、たとえ
ばＡｌで構成されている。

【００２８】なお、この信号バスライン２０はその下層
においてこの信号バスライン２０と同一パターンのＣｒ
層が形成されている。このＣＲ層は、Ａｌで構成される
信号バスライン２０と画素電極３０を構成するＩＴＯと
の接着を良好にするためのバッファメタルとなるもので
ある。

【００２９】そして、この信号バスライン２０は、前記
ゲートバスライン１０上に積層された前記積層体４０の
表面においてｙ方向の一方の側に延在されこの延在部は
後述する薄膜半導体素子（ＴＦＴ）のドレイン電極２０
ａを構成するようになっている。

【００３０】また、前記薄膜半導体素子（ＴＦＴ）のソ
ース電極２２が該ドレイン電極２０ａと若干の離間をも
って形成され、このソース電極２２はそのまま延在され
て前記画素電極３０と電気的に接続されている。なお、
このソース電極２２は信号バスライン２０と同材料で構
成されたものとなっている。

【００３１】ドレイン電極２０ａとソース電極２２との
間に位置づけられる半導体層には、この半導体層の下層
に絶縁層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
りドレイン電極２０ａとソース電極２２との間が電気的
にオンするようになる。したがって、ここの部分におい
てゲートバスライン１０の電圧印加によって制御される
薄膜半導体素子（ＴＦＴ）が形成されていることにな
る。

【００３２】さらに、前記コンデンサの誘電体を構成す
る積層体４５の上面には、該コンデンサのもう一方の電
極１０ｂが形成され、この電極１０ｂは画素電極３０に
電気的に接続されている。なお、この電極１０ｂは信号
バスライン２０と同材料で構成されている。

【００３３】図２は、図１のII−II線における断面を示
した説明図である。同図において、ガラス基板１の主表
面にまずゲートバスライン１０が形成されている。この
ゲートバスライン１０は、ガラス基板１側から順次形成
されるＩＴＯ膜１１、Ｃｒ膜１２、Ａｌ膜１３からなる
積層体からなっている。

【００３４】一方、このゲートバスライン１０に近接し
て配置され、前記積層体からＡｌ層およびＣｒ層を除去
されＩＴＯ膜が露呈された画素電極３０が配置されてい
る。

【００３５】そして、ゲートバスライン１０および画素
電極３０の一部であるＣｒ膜およびＡｌ膜の積層部を被
って絶縁膜４１と半導体層４２とからなる積層体４０が
形成されている。

【００３６】ゲートバスライン１０との重畳領域である
前記積層体４０の半導体層４２の表面に互いに離間され
たドレイン電極２０ａおよびソース電極２２が形成さ
れ、このうちソース電極２２は前記画素電極３０のＩＴ
Ｏ膜にまで延在しこのＩＴＯ膜に接続されている。

【００３７】なお、Ａｌで構成された各電極の下層には
Ｃｒ層２３が形成されており、半導体層４２との間で良
好なコンタクトを図っている。

【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４） まず、ガラス基板の主表面にゲートバスライン１０と画
素電極３０を形成する。ここで、このガラス基板は液晶
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】該ガラス基板の主表面の全域にＩＴＯ膜、
Ｃｒ膜、Ａｌ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４に示すパターンのように、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
基板の主表面を露呈させる。

【００４１】ここで、画素電極３０はＩＴＯ膜のみと
し、そのＩＴＯ膜の上層であるＣｒ膜、Ａｌ膜を取り除
く必要があるが、この工程ではそれを行わず、次の工程
で行うようにしている。

【００４２】なお、同図において、信号バスライン２０
の形成領域にゲートバスライン１０と画素電極３０の形
成と同工程で形成するパターン５０を形成してもよい。
このパターン５０は後の工程（工程３．）で形成される
信号バスライン２０と積層されて形成されるもので、該
信号バスラインの抵抗値に電気的に接続することにより
下げる効果を図らんとするものである。

【００４３】工程２．（図５） 前記工程（工程１．）でゲートバスライン１０および画
素電極３０が形成されたガラス基板の主表面の全域に、
絶縁膜、および半導体層を順次形成し、周知のフォトエ
ッチング方法を用いて、図５に示す４０、４５のパター
ンのように、選択エッチングを行う。

【００４４】図中、格子状に形成される絶縁膜と半導体
層との積層体４０は、既に形成されたゲートバスライン
１０および後の工程（工程３．）で形成する信号バスラ
イン２０に沿って形成されたものであり、これ以外の領
域に形成された前記積層体４５はコンデンサＣａｄｄの
誘電体となるものである。

【００４５】その後、この積層体４０および４５をマス
クとして、このマスクから露呈されたＡｌ膜、およびＣ
ｒ膜を順次エッチングしてＩＴＯ膜を露呈させ、このＩ
ＴＯ膜によって画素電極３０を形成する。この場合のエ
ッチングとしては、たとえばＢｃ１３ガスおよびＣ１２
ガスを用いたドライエッチングが好適となる。

【００４６】また、本実施例では、絶縁膜の上に半導体
層を積層しているので、積層体４０のエッチング時に、
絶縁膜と半導体層のエッチング速度の差を利用し、図２
に示すようなテーパを積層体４０に付けることができ
る。この積層体４０のテーパはその上に形成されたソー
ス電極２２の段切れを防止する効果がある。また、コン
デンサ４の積層体４５も同様にテーパが形成されるの
で、その上に形成された電極１０ｂも段切れを起こすこ
とがなくなる。

【００４７】工程３．（図６） 信号バスライン２０等を形成する。すなわち、前記工程
（工程２．）で積層体４０、４５が形成されたガラス基
板の主表面の全域に、Ｃｒ膜、Ａｌ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６に示すパター
ンのように、選択エッチングを行う。

【００４８】図中、信号バスライン２０には、この信号
バスライン２０と一体にドレイン電極２０ａ、ソース電
極２２が形成される。また、コンデンサＣａｄｄのもう
一方の電極１０ｂをも形成される。

【００４９】その後は、画素電極３０の領域を露呈させ
た保護膜（パッシベーション膜；ＰＡＳ膜）を形成する
（図５参照）。この場合の保護膜の材料としては黒色有
機材料を用いることによって、半導体層４２に対する光
投入を防止できる効果を奏する。

【００５０】以上に示した工程図を図７に示す。

【００５１】以上説明したように、このような実施例に
よる液晶表示基板によれば、特に、絶縁膜４１および薄
膜半導体素子ＴＦＴを構成する半導体層４２は同一パタ
ーンの積層体４０からなり、これら積層体４０はゲート
バスライン１０および信号バスライン２０に沿って形成
されているようになっている。

【００５２】このため、絶縁膜４１を介してゲートバス
ライン１０と交差させて形成する信号バスライン２０
は、ゲートバスライン１０の段差のみがその形成表面に
表れていることになり、従来のように絶縁膜および半導
体層の段差をも重畳して表れるようなことはなくなる。

【００５３】したがって、バスラインの形成において、
その形成表面の段差部において段切れが発生することを
防止できるようになる。

【００５４】上述した実施例では、信号バスライン２０
の材料としてＡｌを用いたものであるが、これに限定さ
れることははない。たとえばＮｉ、Ｃｕ、Ａｕ等であっ
てもよいことはいうまでもない。

【００５５】また、バッファメタルとしてのＣｒは必ず
しもこのＣｒに限定されることはない。たとえば、Ｔ
ｉ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ、Ｎｂ、ＴｉＮ等であってもよいこ
とはいうまでもない。

【００５６】また、本発明のの液晶表示基板の製造方法
は上記実施例に限定されるものでなく、たとえば、工程
２の画素電極３０上のＡｌ膜、Ｃｒ膜を状虚する工程を
工程３のフォトエッチングで兼用するようにしてもよ
い。

【００５７】

【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、バスラインの形成
において、その形成表面の段差部において段切れが発生
することを防止できるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による液晶表示装置の一実施例を示す平
面構成図である。

【図２】図１のII−II線における断面図である。

【図３】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４】本発明による液晶表示基板の製造方法の一実施
例である第１工程を示す平面図である。

【図５】本発明による液晶表示基板の製造方法の一実施
例である第２工程を示す平面図である。

【図６】本発明による液晶表示基板の製造方法の一実施
例である第３工程を示す平面図である。

【図７】本発明による液晶表示基板の製造方法の一実施
例を示す工程図である。

【符号の説明】

１０ ゲートバスライン ２０ 信号バスライン ３０ 画素電極 ４０ 積層体（絶縁膜４１と半導体層４２と
の） ＰＳＡ 保護膜

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 英明 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 (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液晶を介して互いに対向して配置される
   透明基板のうちの一方の透明基板の液晶側の面に形成さ
   れたゲートバスライン、このゲートバスラインと絶縁膜
   を介して形成された信号バスライン、複数の薄膜半導体
   素子、これら薄膜半導体素子に対応した画素電極を備
   え、前記信号バスラインに印加された電圧がゲートバス
   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液晶表示基板において、 前記絶縁膜および前記薄膜半導体素子を構成する半導体
   層は同一パターンの積層体からなり、これら積層体はゲ
   ートバスラインおよび信号バスラインに沿って形成され
   ていることを特徴とする液晶表示基板。