JPH0743744A - 液晶表示装置およびその製造方法 - Google Patents

液晶表示装置およびその製造方法

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JPH0743744A
JPH0743744A JP18988393A JP18988393A JPH0743744A JP H0743744 A JPH0743744 A JP H0743744A JP 18988393 A JP18988393 A JP 18988393A JP 18988393 A JP18988393 A JP 18988393A JP H0743744 A JPH0743744 A JP H0743744A
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JP
Japan
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liquid crystal
electrode
signal electrode
display device
film
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JP18988393A
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English (en)
Inventor
Genshirou Kawachi
玄士郎 河内
Katsumi Kondo
克巳 近藤
Tsutomu Sato
努 佐藤
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1343Electrodes
    • G02F1/134309Electrodes characterised by their geometrical arrangement
    • G02F1/134363Electrodes characterised by their geometrical arrangement for applying an electric field parallel to the substrate, i.e. in-plane switching [IPS]

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  • Liquid Crystal (AREA)
  • Thin Film Transistor (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】簡略な工程で製造出来、視野角が広い液晶表示
装置の構造を提供する。 【構成】半導体膜のパタ−ンを、薄膜トランジスタ部か
ら映像信号電極14及びソ−ス電極15を形成する領域
に延存させて形成し、映像信号電極14及びソ−ス電極
15を化学気相成長法により半導体膜上に金属膜を選択
成長させることにより形成した。また、同一基板上に形
成したソ−ス電極15とコモン電極16によって作られ
る基板面に平行な方向の電界により液晶層を駆動する様
にした。 【効果】ホトエッチング工程を経ることなしに映像信号
電極14及びソ−ス電極15のパタ−ンを形成できるの
で製造工程が簡略隣製造コストを削減出来る。また、液
晶層を基板面に平行な電界で駆動するようにしたので視
野角が大幅に向上する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はOA機器等の画像、文字
情報の表示機器として用いられる液晶表示装置の構造お
よび製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】ガラス等の絶縁基板上に薄膜トランジス
タ(以下TFTと記す)をマトリックス状に形成し、こ
れをスイッチング素子として用いるアクティブマトリッ
クス型の液晶表示装置(TFT−LCD)は高画質のフ
ラットパネルディスプレイとして期待が大きい。現在、
TFT−LCDにおいては、製造コストの低減が重要な
課題である。同時に、表示画像の多階調化、広視野角化
等の表示性能の向上も強く求められている。
【0003】コスト低減のためには、先ず第1に製造歩
留まりの向上が強く望まれる。また、製造に必要なホト
マスク数を削減することによる工程の簡略化や製造装置
のスル−プット向上もコスト低減に有効である。ホトマ
スク数削減による工程簡略化に関してはこれまで多くの
提案がなされている。一例として、特開昭62−299
885号公報においては背面露光法を用いて電極パタ−
ニング用のホトレジストパタ−ンを形成する方法による
マスク数削減が述べられている(第1の従来技術)。ま
た、製造歩留まりに関係しては、配線の断線を防止する
ため、例えば特開平4−309928号公報に記載され
ているように、映像信号電極を多結晶シリコンと選択的
化学気相成長法で形成したアルミニウム層の二層構造と
する方法がある(第2の従来技術)。
【0004】性能向上のうち視野角の拡大に関しては、
例えば プロシ−ディング オブ12ス インタ−ナシ
ョナル ディスプレイ リサ−チ コンファレンス
(1992年)第591頁から第594頁(Proce
eding of 12thInternationa
l Display Research Confer
ence(1992),PP591−594)において
は同一画素内でラビング方向が異なる配向膜を形成する
ことにより視野角拡大を図る方法が開示されている(第
3の従来技術)。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記第1の従来技術で
は、下層の電極等のパタ−ンをマスクとして背面露光法
によりホトレジストパタ−ンを形成するが、この方法に
より不要となるのは露光時のホトマスクとタ−ゲット基
板とのアライメント作業のみであり、ホトレジストの塗
布、現像、剥離等の工程は依然として必要である。従っ
て、工程の簡略の程度は全く不十分であった。
【0006】第2の従来技術においては、TFTのソ−
ス,ドレイン領域と映像信号電極,画素電極とを接続す
るためのコンタクトホ−ルを形成する工程が必要であっ
たり、ソ−ス,ドレイン領域を映像信号電極と別の工程
で形成するなど、工程の簡略化に関しては十分考慮され
ているとは言えない。
【0007】また、第3の従来技術においては、配向膜
の一部をマスキングして一部のみをラビングする工程を
2回繰り返すことになり、やはり工程が複雑になり工程
簡略化の課題を達成出来ない。
【0008】以上のように、従来の技術では性能の向上
と工程の簡略化を同時に達成することは困難であった。
【0009】本発明の第1の目的は、上記第2の従来技
術のように、配線部を半導体膜または導電膜上に化学気
相成長法によって形成した金属膜により構成する構成に
おいて、工程の大幅な簡略化を図ることにある。
【0010】本発明の第2の目的は、ホトマスク数や工
程ステップの増大を伴わず、むしろより簡単な工程で製
造出来、かつ広い視野角を有する液晶表示装置の構造及
び製造方法を与えることにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明では、上記の課題
を解決するために以下のような手段を採用する。
【0012】[手段1]基板上に形成された走査信号電
極と、前記走査信号電極に交差するように形成された映
像信号電極と、前記走査信号電極と映像信号電極との交
差部に形成された薄膜トランジスタと、前記薄膜トラン
ジスタのソ−ス電極に接続された画素電極とからなり、
前記画素電極によって液晶を駆動する機能を有する液晶
表示装置において、前記薄膜トランジスタの能動領域を
構成する半導体膜が前記映像信号電極およびソ−ス電極
まで延在し、前記能動領域を除く半導体膜上に化学気相
成長法によって形成した金属膜を設けた。
【0013】[手段2]手段1において、前記画素電極
表面の大部分を絶縁膜で覆った。
【0014】[手段3]基板上に形成された走査信号電
極と、前記走査信号電極に交差するように形成された映
像信号電極と、前記走査信号電極と映像信号電極との交
差部に形成された薄膜トランジスタと、前記薄膜トラン
ジスタのソ−ス電極に接続された画素電極とからなり、
前記画素電極によって液晶を駆動する機能を有する液晶
表示装置において、前記映像信号電極または走査信号電
極を、透明導電膜とその上に化学気相成長法によって形
成した金属膜とを有する構造とした。
【0015】[手段4]基板上に形成された走査信号電
極と、前記走査信号電極に交差するように形成された映
像信号電極と、前記走査信号電極と映像信号電極との交
差部に形成された薄膜トランジスタと、前記基板上に前
記薄膜トランジスタのソ−ス電極に対向するように形成
されたコモン電極とからなり、前記ソ−ス電極とコモン
電極との間に電圧を印加して液晶を駆動する機能を有す
る液晶表示装置において、前記薄膜トランジスタの能動
領域を構成する半導体膜が前記映像信号電極およびソ−
ス電極まで延在し、前記能動領域を除く半導体膜上に化
学気相成長法によって形成した金属膜を設けた。
【0016】[手段5]基板上に形成された走査信号電
極と、前記走査信号電極に交差するように形成された映
像信号電極と、前記走査信号電極と映像信号電極との交
差部に形成された薄膜トランジスタと、前記薄膜トラン
ジスタのソ−ス電極に接続された画素電極とからなり、
前記画素電極によって液晶を駆動する機能を有する液晶
表示装置の製造方法において、前記薄膜トランジスタの
能動領域を構成する半導体膜を前記映像信号電極および
ソ−ス電極まで延在して形成した後、前記能動領域を除
く半導体膜上に化学気相成長法によって金属膜を形成し
た。
【0017】[手段6]基板上に形成された走査信号電
極と、前記走査信号電極に交差するように形成された映
像信号電極と、前記走査信号電極と映像信号電極との交
差部に形成された薄膜トランジスタと、前記薄膜トラン
ジスタのソ−ス電極に接続された画素電極とからなり、
前記画素電極によって液晶を駆動する機能を有する液晶
表示装置の製造方法において、前記映像信号電極または
走査信号電極部、および画素電極部に透明導電膜のパタ
−ンを形成した後、前記透明導電膜パタ−ンの上に化学
気相成長法によって金属膜を形成した。
【0018】[手段7]基板上に形成された走査信号電
極と、前記走査信号電極に交差するように形成された映
像信号電極と、前記走査信号電極と映像信号電極との交
差部に形成された薄膜トランジスタと、前記基板上に前
記薄膜トランジスタのソ−ス電極に対向するように形成
されたコモン電極とからなり、前記ソ−ス電極とコモン
電極との間に電圧を印加して液晶を駆動する機能を有す
る液晶表示装置の製造方法において、前記薄膜トランジ
スタの能動領域を構成する半導体膜を前記映像信号電極
およびソ−ス電極まで延在して形成した後、前記能動領
域を除く半導体膜上に化学気相成長法によって金属膜を
形成した。
【0019】
【作用】上記手段1,3,4の如く、映像信号電極、ソ
−ス電極または走査信号電極を化学気相成長法によって
形成した金属膜を含む構成することにより、これらの電
極をホトマスクなしで所望の形状に選択的に形成出来
る。従来TFT−LCDにおいては電極膜はスパッタリ
ング法により形成していたが、このような物理的蒸着法
では下地の違いにより成膜速度に差を持たせることは不
可能である。従って、所定のパタ−ンに加工するために
はレジストマスクを用いて膜をエッチングする必要があ
った。これに対して、化学的蒸着法である化学気相成長
法(以下CVDと記す)では一定の物質表面にのみ選択
成長が可能であるのでレジスト工程なしにパタ−ン形成
が可能となる。具体的には、、TFTを構成する半導体
膜または画素電極を構成する導電膜を配線とすべきパタ
−ン形状にあらかじめ加工し、その後CVDにより金属
膜を堆積すれば良い。CVDによる金属膜の堆積は半導
体や金属等の導電性を有する面にのみ成長し、SiO2
等の絶縁膜上には成長しないため、金属膜は予め形成し
た半導体膜のパタ−ンの上にのみ形成されるので、従来
必要であったソ−ス電極および映像信号電極加工のため
のホトレジストパタ−ン形成は不要となる。
【0020】また、この時TFTのソ−ス電極とドレイ
ン電極を分離するため、TFTチャネル部分(能動領
域)には金属膜は形成してはならない。そこで、上記手
段1のように、半導体膜上のうち映像信号電極とソ−ス
電極の間の能動領域以外の部分に選択的に化学気相成長
法によって金属膜を形成した。具体的には、能動領域の
上に絶縁膜を設けた後金属膜を形成すると、絶縁膜上に
は金属膜は成長しないのでソ−ス電極とドレイン電極は
自動的に分離される。
【0021】ところで、CVDによる金属膜の形成は強
い還元性雰囲気で行われる場合が多い。例えばタングス
テン(W)を形成するときには六フッ化タングステン
(WF6)と水素(H2)またはモノシラン(SiH4
の混合ガスを用いるが、H2およびSiH4は強い還元性
ガスである。LCDの画素電極として通常用いられてい
るインジウム−スズ−酸化膜(ITO)がこのような還
元性雰囲気に晒されると還元反応によりインジウムが析
出し、透明性が失われる。これを防止するために前記手
段2のように、画素電極表面の大部分を絶縁膜で覆うこ
とにより大部分の画素電極はこれによって保護されるた
め還元性の雰囲気に直接ITO表面が晒されることがな
いので透明性が損なわれない。
【0022】上記手段4の如く、同一基板上にソ−ス電
極とこれと対向するコモン電極を設けることにより、ソ
−ス電極とコモン電極との間に電圧を印加すると液晶層
には基板面にほぼ平行な方向の電界が加わり、視野角が
大幅に拡大される。これは次の理由による。
【0023】透明画素電極を用いて基板に垂直な方向の
電界により液晶分子を駆動する従来の方式では、電圧印
加により液晶分子の長軸を基板界面から立ち上がらせ
て、複屈折位相差を0にすることで黒表示状態を得てい
るが、複屈折位相差が0となる視角方向は、正面即ち基
板界面に垂直な方向のみであり、僅かでも傾くと複屈折
位相差が現れ、ノ−マリ−オ−プンの表示では光がもれ
てコントラストの低下や階調レベルの反転を引き起こ
す。ところが、上記の方法では、基板に水平な方向の電
界により液晶を駆動するため、液晶分子の長軸方向は基
板とほぼ平行であり、電圧を印加しても立ち上がること
がない。従って、視角方向を変えたときの明るさの変化
が少なく、視角特性は大幅に改善される。
【0024】さらに、従来画素電極として必要であった
透明電極の形成工程が一切不要となるので製造工程を大
幅に短縮出来る。また、還元性雰囲気での透明電極の劣
化を心配する必要がなくプロセスマ−ジンを大きくでき
歩留まりが向上する。
【0025】本発明のその他の特長は以下の記載から明
らかとなるであろう。
【0026】
【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。
【0027】[実施例1]図1は本発明の第1の実施例
の単位画素の平面図である。図2、図3、図4はそれぞ
れ図1中にA−A’、B−B’、C−C’で示した切断
面における断面図を示す。研磨したガラス基板1上にC
rよりなる走査信号電極10を形成し、走査信号電極1
0を覆うようにゲ−ト窒化Si(ゲ−トSiN)膜21
と非晶質Si(a−Si)膜30を形成し、a−Si膜
30上に第1の保護絶縁膜22としてSiN膜を形成し
た。第1の保護絶縁膜22をマスクとしてn型不純物層
31をイオン注入法によって形成した。ソ−ス電極15
および映像信号電極14としてはWを還元CVDにより
形成した。前記ソ−ス電極15に接続するように透明電
極であるインジウム−スズ−酸化物(ITO)膜を形成
し画素電極13となしている。
【0028】ここで、a−Si膜30の平面形状を、図
3、図4に示すようにソ−ス電極15および映像信号電
極14とすべき形状に加工し、ソ−ス電極15および映
像信号電極14はCVD法によりa−Si膜30上のみ
に選択的に形成した点に特徴がある。この時TFTのチ
ャネル上部は第1の保護絶縁膜22で保護したのでW膜
は形成されずソ−ス電極15と映像信号電極14は自動
的に分離される。このようにすることにより、ソ−ス電
極15および映像信号電極14を加工するためのホトマ
スクが不要となるので製造工程数を大幅に低減出来る。
【0029】[実施例2]図5は本発明の第2の実施例
の単位画素の平面図である。図6は図5中にD−D’で
示した切断面における断面図を示す。研磨したガラス基
板1上にAlよりなる走査信号電極10を形成し、陽極
酸化法によりその表面にアルミナ膜20を形成した。I
TOからなる画素電極13はガラス基板1上に直接形成
され、画素電極13および走査信号電極10を覆うよう
にゲ−ト窒化Si(ゲ−トSiN)膜21と非晶質Si
(a−Si)膜30を形成し、a−Si膜30上に第1
の保護絶縁膜22としてSiN膜を形成した。画素電極
13とTFTはスル−ホ−ルTHを介して接続した。第
1の保護絶縁膜22をマスクとしてn型不純物層31を
イオン注入法によって形成した。ソ−ス電極15および
映像信号電極14としてはWを還元CVDにより形成
し、これら全体を第2の保護絶縁膜23であるSiN膜
で被覆した。
【0030】第1の実施例と同様にa−Si膜30の平
面形状を、ソ−ス電極15および映像信号電極14とす
べき形状に加工し、ソ−ス電極15および映像信号電極
14はCVD法によりa−Si膜30上のみに選択的に
形成したが、本実施例ではITOよりなる画素電極13
をゲ−トSiN膜21の下層に形成し、TFTと画素電
極13はスル−ホ−ルTHを介して接続した点に特徴が
ある。このことにより、ソ−ス電極15および映像信号
電極14形成時の強い還元性雰囲気に画素電極13であ
るITOの表面は晒されることがないので透明性が失わ
れることがない。ここで、スル−ホ−ルTH部のみは還
元性雰囲気に晒されるがスル−ホ−ルの面積を十分小さ
くすることにより基板の透過率には影響しないようにで
きる。また、ITOは導電膜であるので、ITO上にも
W膜は成長し、TFTとの接続性は良好であった。 ま
た、本実施例では画素電極13と映像信号電極14はゲ
−トSiN膜21により絶縁分離され、画素電極13と
走査信号電極10はアルミナ膜20により絶縁分離され
るのでこれらの電極間の短絡不良は原理的に発生しな
い。従って、画素電極13と映像信号電極14および走
査信号電極10との間の距離をホトリソグラフィの解像
度限界近くまで縮小出来る。これにより、画素開口率が
大幅に向上し液晶パネルの透過率を大きく出来る。
【0031】図7〜図13は上記第2の実施例の液晶表
示装置の製造工程を示す断面図である。ガラス基板1上
にスパッタ法によりAl膜を250nmを順次堆積し、
通常のホトエッチング工程を経て走査信号電極10とす
る(図7)。次に陽極酸化法により前記走査信号電極の
表面および側面にアルミナ膜20を形成する。次にスパ
ッタ法によりITO膜を120nm堆積に通常のホトエ
ッチング工程を経て画素電極13とする(図8)。次に
プラズマCVDによりゲ−トSiN膜21を200n
m、a−Si膜30を50nm、第1の保護絶縁膜22
を350nm順次堆積する(図9)。続いて、通常のホ
トエッチング工程を経て第1の保護絶縁膜22をTFT
のチャネル上部にのみに残して除去する。続いて、イオ
ン注入法によりa−Si膜30表面にn型不純物層31
を形成する(図10)。不純物導入方法としては通常の
イオン注入法以外に、質量分離をしない大口径イオンビ
−ムを用いたイオンド−ピング法を用いることが出来
る。この方法によれば大面積基板を極めて高速に処理出
来るのでスル−プット向上の点でより望ましい。次に、
通常のホトエッチング工程を経てa−Si膜30を所定
の形状に加工する。この時a−Si膜30はTFT部分
だけでなく、映像信号電極14およびソ−ス電極15を
形成すべき部分にも残るようなパタ−ン形状とする。更
に通常のホトエッチング工程を経てゲ−トSiN膜21
にスル−ホ−ルTHを開口する(図11)。次に、CV
D法により、a−Si膜50およびスル−ホ−ルTH部
のITO膜上にのみにW膜を300nm形成し映像信号
電極14およびソ−ス電極15とする(図12)。反応
ガスとしてはWF6とSiH4を用い、形成圧力0.3T
orr、基板温度275℃とすることにより。a−Si
膜50およびITO膜上にのみ選択的にW膜を形成でき
た。最後にCVD法により第2の保護絶縁膜23として
SiN膜を700nm堆積し、通常のホトエッチング工
程を経て外部接続端子部(図示せず)上の保護絶縁膜2
3を除去してアクティブマトリックス基板は完成する
(図13)。この後、配向膜塗布、ラビング、液晶封入
等の工程を経て液晶表示装置が完成するが、本発明の骨
子には関係しないので省略する。本実施例では映像信号
電極14およびソ−ス電極15のパタ−ンをホトエッチ
ング工程なしに形成したので製造工程を大幅に短縮出来
た。これにより製造コストを大幅に低減出来る。
【0032】また、上記実施例では選択形成する金属と
してW膜を用いたが、本発明はこれに限られず、その他
の金属でも同様に実施出来、同様な効果が得られる。
【0033】例えば、Mo、Al、Cu等の金属や、T
iSi、TaSi、MoSi等の高融点金属シリサイド
も用いることが出来る。
【0034】[実施例3]図14は本発明の第3の実施
例の単位画素の平面図である。図15は図14中E−
E’で示した切断面における断面図である。本実施例
は、透明電極よりなる画素電極を廃し、代わりにストラ
イプ状のコモン電極16が形成され、ソ−ス電極15と
コモン電極16の間に形成される基板面にほぼ平行な方
向の電界により液晶を駆動するようにした点が第2の実
施例と異なる。また、本実施例の製造工程はa−Si膜
30とゲ−トSiN膜21を同一の平面形状とし一回の
ホトエッチング工程で加工できるようにした点を除いて
は第2の実施例と同一である。
【0035】以下図16〜19により本実施例の動作原
理を説明する。図16はTFTのソ−ス電極15に電圧
が印加されていない状態での平面図、図17はこの時の
液晶セルの断面図を示す。また図18はTFTのソ−ス
電極15に電圧を印加した状態での平面図、図19はこ
の時の液晶セルの断面図を示す。表面にTFTマトリッ
クスを形成したガラス基板1に対向して対向基板508
を配置し、TFT基板1及び対向基板508の内表面に
は配向制御膜ORI1、ORI2が塗布され配向処理さ
れている。これらの基板の間には棒状の液晶分子513
を含む液晶層が挟持されている。液晶分子512は電界
無印加時にはストライプ状のソ−ス、およびコモン電極
の長手方向に対して若干の角度、即ち液晶分子の長軸
(光学軸)と電界の方向(ストライプ状のソ−ス、およ
びコモン電極の長手方向と垂直な方向)のなす角度にし
て45°以上90°未満、を持つように配向されてい
る。上下基板との界面での液晶分子の配向は平行とし
た。また、液晶の誘電異方性は正である。ここで、TF
Tをオンとしてソ−ス電極14に電圧を印加し、ソ−ス
電極14とコモン電極間15に電界E1を誘起させると
図18、図19に示すように電界方向に液晶分子が向き
を変える。上下基板の外側表面に配置した2枚偏光板の
偏光透過軸を所定角度AGL1に配置することで電界印
加によって光透過率を変えることが可能となる。このよ
うに本実施例では、透明画素電極がなくてもコントラス
トを与える表示が可能となる。このため、透明電極を形
成する工程が省略出来るので製造工程を大幅に簡略化出
来る。また、CVDによりソ−ス電極15、映像信号電
極14およびコモン電極16を形成する際に透明電極の
還元による劣化を心配しなくても良い。また、a−Si
膜30とゲ−トSiN膜21を一回のホトエッチング工
程で加工したので製造工程を簡略化出来る。
【0036】さらに、本実施例の表示方式では液晶分子
の長軸は基板とほぼ平行であり、電圧を印加しても立ち
上がることがない。従って、視角方向を変えたときの明
るさの変化が小さいので視角特性が大幅に改善される。
【0037】また、本実施例ではコモン電極16をTF
Tと同じ基板上に形成したので対向基板側のコモン電極
が不要となるので対向基板の製造コストを低減出来る。
また、上下基板を電気的接続が不要であるのでLCDの
組立て工程が簡略化され製造コストを低減出来る。コモ
ン電極16は対向基板側に設けていもよいが、この場合
上下基板のあわせずれによりコモン電極16とソ−ス電
極15の間の距離がバラツクのでTFT基板側に形成す
ることがより望ましい。
【0038】[実施例4]図20〜25は本発明の第4
の実施例の製造工程をしめす断面図である。
【0039】ガラス基板1上にスパッタ法によりAlを
250nm形成し、通常のホトエッチング工程によりパ
タ−ニングし走査配線電極10とする。次に陽極化成法
によりAl電極の表面及び側面にアルミナ膜20を20
0nm形成する(図20)。
【0040】続いて、プラズマCVD法によりゲ−トS
iN膜21を200nm、a−Si膜30を100n
m、n型a−Si膜31を40nm連続して形成し、通
常のホトエッチング工程によりゲ−トSiN膜21、a
−Si膜30、n型a−Si膜31をパタ−ニングする
(図21)。次に、ITO膜を140nmをスパッタ法
により形成し、通常のホトエッチング工程によりパタ−
ニングする。このITOのパタ−ンにより画素電極13
と映像信号電極14を形成する。更にTFTチャネル部
分のn型a−Si膜31をエッチング除去する。ここ
で、基板を酸素プラズマ中に保持してチャネル部のa−
Si膜30の表面に酸化層24を形成する。
【0041】酸化層の膜厚は10nm程度以上あれば良
い(図22)。次にWF6とSiH4ガスを用いたCVD
法によりW膜350nmをITO膜上のみに選択的に形
成する(図23)。この時の反応温度はITO膜の還元
反応を防止するために250℃程度とすることが望まし
い。次に、プラズマCVD法により保護SiN膜23を
700nm形成し、通常のホトエッチング工程により画
素電極13上と外部接続端子部上(図示せず)の保護S
iN膜23を除去する。(図24)最後に、保護SiN
膜23を加工するために用いたレジストパタ−ンにより
画素電極1上のW膜をエッチング除去してアクティブマ
トリックス基板が完成する(図25)。
【0042】本実施例では映像信号電極14およびソ−
ス電極15のパタ−ンをホトエッチング工程なしにIT
O膜上に選択的に形成し、またゲ−トSiN膜21、a
−Si膜30、n型a−Si膜31を一回のホトエッチ
ング工程でパタ−ニングしたので製造工程を大幅に短縮
出来る。
【0043】[実施例5]図26〜31は本発明の第5
の実施例の製造工程をしめす断面図である。
【0044】ガラス基板1上にスパッタ法によりITO
膜を140nm堆積し、通常のホトエッチング工程によ
りパタ−ニングし走査信号電極10と画素電極13のパ
タ−ンを得る(図26)。次にWF6とSiH4ガスを用
いたCVD法によりW膜200nmをITO膜上のみに
選択的に形成する(図27)。この時の反応温度はIT
O膜の還元反応を防止するために250℃程度とするこ
とが望ましい。Wの抵抗率はITOのそれよりも1桁以
上低いため、低抵抗の走査配線を得ることが出来る。続
いて、プラズマCVD法によりゲ−トSiN膜21を2
00nm、a−Si膜30を100nm、第1の保護S
iN膜22を350nm連続して形成する。次に通常の
ホトエッチング工程により第1の保護SiN膜22をパ
タ−ニングし、イオン注入法によりPをa−Si膜30
にド−ピングしn型不純物層31を形成する(図2
9)。次にWF6とSiH4ガスを用いたCVD法により
W膜400nmをa−Si膜30および先に形成したW
膜上のみに選択的に形成する(図30)。次に、プラズ
マCVD法により保護SiN膜23を700nm形成
し、通常のホトエッチング工程により画素電極13上と
外部接続端子部上(図示せず)の保護SiN膜23を除
去する。最後に、保護SiN膜23を加工するために用
いたレジストパタ−ンにより画素電極1上のW膜をエッ
チング除去してアクティブマトリックス基板が完成する
(図31)。
【0045】本実施例ではCVD法により映像信号電極
14およびソ−ス電極15のパタ−ンをホトエッチング
工程なしに選択的に形成しまたゲ−トSiN膜21、a
−Si膜30、を一回のホトエッチング工程でパタ−ニ
ングしたので製造工程を大幅に短縮出来る。
【0046】また、CVD法を用いて走査信号電極10
のITO膜上に選択的に金属膜を形成出来るので新たな
ホトエッチング工程を経ずに走査信号電極の低抵抗化を
実現出来る。これにより、走査信号の伝搬遅延を抑制出
来るので表示装置の大型化、高精細化に適している。
【0047】図32は本発明に係る液晶セルの断面模式
図である。下側のガラス基板1上に走査信号電極10と
映像信号電極14がマトリックス状に形成され、その交
点付近に形成されたTFTを介してソ−ス電極15を駆
動する。棒状の液晶分子513を含む液晶層506を挾
んで対向する対向基板508上にはカラ−フィルタ−5
07、対向電極510、カラ−フィルタ−保護膜51
1、遮光用ブラックマトリックス512が形成されてい
る。図32の中央部は単位画素の断面図を、左側は外部
接続端子の存在する部分の断面図を、右側は外部接続端
子の存在しない部分の断面図を示している。図32の右
側、左側に示すシ−ル材SLは液晶層506を封止する
ように構成されており、液晶封入口(図示せず)を除く
ガラス基板1,508の縁全体に沿って形成されてい
る。シ−ル材は例えばエポキシ樹脂で形成されている。
配向制御膜ORI1,ORI2,保護膜23カラ−フィ
ルタ保護膜511の各層はシ−ル材SLの内側に形成さ
れる。偏光板505は一対のガラス基板1,508の外
側表面に形成されている。液晶層内の液晶分子513は
配向制御膜ORI1,ORI2によって所定の方向に配
向されており、バックライトBLからの光をソ−ス電極
15とコモン電極16の間の部分の液晶層で調節するこ
とによりカラ−画像の表示が可能となる。
【0048】本発明の液晶表示装置は簡単な製造工程で
製造出来るのでコストを大幅に低減出来、安価な液晶表
示装置を提供することが可能となる。
【0049】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば映
像信号電極とソ−ス電極のパタ−ンをホトエッチング工
程なしに形成出来るので製造工程を大幅に削減出来る。
透明画素電極を廃し基板面にほぼ平行な方向の電界によ
って液晶を駆動するようにしたので透明画素電極の形成
工程が不要となり製造工程を簡略化出来るとともに視角
特性を大幅に改善出来る。また、半導体膜とゲ−ト絶縁
膜の加工を一回のホトエッチング工程で加工できるの
で、簡略な製造工程により製造出来、製造コストを大幅
に低減出来る効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例の単位画素の平面図。
【図2】本発明の第1の実施例の単位画素の断面図。
【図3】本発明の第1の実施例の配線交差部の断面図。
【図4】本発明の第1の実施例の配線交差部の断面図。
【図5】本発明の第2の実施例の単位画素の平面図。
【図6】本発明の第2の実施例の単位画素の断面図。
【図7】本発明の第2の実施例の製造工程を示す断面
図。
【図8】本発明の第2の実施例の製造工程を示す断面
図。
【図9】本発明の第2の実施例の製造工程を示す断面
図。
【図10】本発明の第2の実施例の製造工程を示す断面
図。
【図11】本発明の第2の実施例の製造工程を示す断面
図。
【図12】本発明の第2の実施例の製造工程を示す断面
図。
【図13】本発明の第2の実施例の製造工程を示す断面
図。
【図14】本発明の第3の実施例の単位画素の平面図。
【図15】本発明の第3の実施例の単位画素の断面図。
【図16】本発明の第3の実施例の動作原理を示す平面
図(電界無印加状態)。
【図17】本発明の第3の実施例の動作原理を示す断面
図(電界無印加状態)。
【図18】本発明の第3の実施例の動作原理を示す平面
図(電界印加状態)。
【図19】本発明の第3の実施例の動作原理を示す断面
図(電界印加状態)。
【図20】本発明の第4の実施例の製造工程を示す断面
図。
【図21】本発明の第4の実施例の製造工程を示す断面
図。
【図22】本発明の第4の実施例の製造工程を示す断面
図。
【図23】本発明の第4の実施例の製造工程を示す断面
図。
【図24】本発明の第4の実施例の製造工程を示す断面
図。
【図25】本発明の第4の実施例の製造工程を示す断面
図。
【図26】本発明の第5の実施例の製造工程を示す断面
図。
【図27】本発明の第5の実施例の製造工程を示す断面
図。
【図28】本発明の第5の実施例の製造工程を示す断面
図。
【図29】本発明の第5の実施例の製造工程を示す断面
図。
【図30】本発明の第5の実施例の製造工程を示す断面
図。
【図31】本発明の第5の実施例の製造工程を示す断面
図。
【図32】本発明にかかる液晶セルの断面図。
【符号の説明】
1…ガラス基板,10…走査信号電極,13…画素電
極,14…映像信号電極,15…ソ−ス電極,16…コ
モン電極,20…アルミナ膜,21…ゲ−トSiN膜,
22…第1の保護SiN膜,23…第2の保護SiN
膜,30…a−Si膜,31…n型a−Si層,ORI
1,ORI2…配向制御膜,508…対向ガラス基板,
513…液晶分子,510…対向電極,505…偏光
板,507…カラ−フィルタ−,511…カラ−フィル
タ−保護膜,512…ブラックマトリックス,BL…バ
ックライト,SL…シ−ル材

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】基板上に形成された走査信号電極と、前記
    走査信号電極に交差するように形成された映像信号電極
    と、前記走査信号電極と映像信号電極との交差部に形成
    された薄膜トランジスタと、前記薄膜トランジスタのソ
    −ス電極に接続された画素電極とからなり、前記画素電
    極によって液晶を駆動する機能を有する液晶表示装置に
    おいて、 前記薄膜トランジスタの能動領域を構成する半導体膜が
    前記映像信号電極およびソ−ス電極まで延在し、前記能
    動領域を除く半導体膜上に化学気相成長法によって形成
    した金属膜を設けたことを特徴とする液晶表示装置。
  2. 【請求項2】特許請求の範囲第1項記載の液晶表示装置
    において、前記半導体膜のうち、前記能動領域の上に絶
    縁膜を設けたことを特徴とする液晶表示装置。
  3. 【請求項3】特許請求の範囲第1項記載の液晶表示装置
    において、前記画素電極表面の大部分は絶縁膜で覆われ
    ていることを特徴とする液晶表示装置。
  4. 【請求項4】特許請求の範囲第1項記載の液晶表示装置
    において、前記半導体膜の平面形状と、少なくとも前記
    薄膜トランジスタのゲ−ト電極上に設けたゲ−ト絶縁膜
    の平面形状がほぼ同一であることを特徴とする液晶表示
    装置。
  5. 【請求項5】基板上に形成された走査信号電極と、前記
    走査信号電極に交差するように形成された映像信号電極
    と、前記走査信号電極と映像信号電極との交差部に形成
    された薄膜トランジスタと、前記基板上に前記薄膜トラ
    ンジスタのソ−ス電極に対向するように形成されたコモ
    ン電極とからなり、前記ソ−ス電極とコモン電極との間
    に電圧を印加して液晶を駆動する機能を有する液晶表示
    装置において、 前記薄膜トランジスタの能動領域を構成する半導体膜が
    前記映像信号電極およびソ−ス電極まで延在し、前記能
    動領域を除く半導体膜上に化学気相成長法によって形成
    した金属膜を設けたことを特徴とする液晶表示装置。
  6. 【請求項6】特許請求の範囲第5項記載の液晶表示装置
    において、前記コモン電極は半導体膜と前記半導体膜上
    に化学気相成長法によって形成した金属膜とを有するこ
    とを特徴とする液晶表示装置。
  7. 【請求項7】基板上に形成された走査信号電極と、前記
    走査信号電極に交差するように形成された映像信号電極
    と、前記走査信号電極と映像信号電極との交差部に形成
    された薄膜トランジスタと、前記薄膜トランジスタのソ
    −ス電極に接続された画素電極とからなり、前記画素電
    極によって液晶を駆動する機能を有する液晶表示装置に
    おいて、 前記映像信号電極または走査信号電極は、透明導電膜と
    その上に化学気相成長法によって形成した金属膜とを有
    することを特徴とする液晶表示装置。
  8. 【請求項8】特許請求の範囲第7項記載の液晶表示装置
    において、前記透明導電膜は前記画素電極と同時に形成
    されたものであることを特徴とする液晶表示装置。
  9. 【請求項9】特許請求の範囲第1項,第5項または第7
    項記載の液晶表示装置において、前記化学気相成長法に
    よって形成された金属膜は、W、Mo、Ti、V、C
    r、Zr、Ta、Nb、Al、Cuの金属またはこれら
    の金属の珪素化物合金のうちの一つであることを特徴と
    する液晶表示装置。
  10. 【請求項10】基板上に形成された半導体膜または導電
    膜上の所定の領域に絶縁膜を形成した後、前記半導体膜
    または導電膜上の絶縁膜以外の部分に化学気相成長法に
    より選択的に金属膜を形成する工程を具備することを特
    徴とする薄膜半導体装置の製造方法。
  11. 【請求項11】基板上に形成された走査信号電極と、前
    記走査信号電極に交差するように形成された映像信号電
    極と、前記走査信号電極と映像信号電極との交差部に形
    成された薄膜トランジスタと、前記薄膜トランジスタの
    ソ−ス電極に接続された画素電極とからなり、前記画素
    電極によって液晶を駆動する機能を有する液晶表示装置
    の製造方法において、 前記薄膜トランジスタの能動領域を構成する半導体膜を
    前記映像信号電極およびソ−ス電極まで延在して形成し
    た後、前記能動領域を除く半導体膜上に化学気相成長法
    によって金属膜を形成することを特徴とする液晶表示装
    置の製造方法。
  12. 【請求項12】基板上に形成された走査信号電極と、前
    記走査信号電極に交差するように形成された映像信号電
    極と、前記走査信号電極と映像信号電極との交差部に形
    成された薄膜トランジスタと、前記基板上に前記薄膜ト
    ランジスタのソ−ス電極に対向するように形成されたコ
    モン電極とからなり、前記ソ−ス電極とコモン電極との
    間に電圧を印加して液晶を駆動する機能を有する液晶表
    示装置の製造方法において、 前記薄膜トランジスタの能動領域を構成する半導体膜を
    前記映像信号電極およびソ−ス電極まで延在して形成し
    た後、前記能動領域を除く半導体膜上に化学気相成長法
    によって金属膜を形成することを特徴とする液晶表示装
    置の製造方法。
  13. 【請求項13】特許請求の範囲第11項または第12項
    記載の液晶表示装置の製造方法において、化学気相成長
    法によって金属膜を形成する前に前記半導体膜上に所定
    の絶縁膜パタ−ンを形成することを特徴とする液晶表示
    装置の製造方法。
  14. 【請求項14】特許請求の範囲第11項記載の液晶表示
    装置の製造方法において、化学気相成長法によって金属
    膜を形成する前に前記画素電極表面の少なくとも一部を
    絶縁膜で覆うことを特徴とする液晶表示装置の製造方
    法。
  15. 【請求項15】基板上に形成された走査信号電極と、前
    記走査信号電極に交差するように形成された映像信号電
    極と、前記走査信号電極と映像信号電極との交差部に形
    成された薄膜トランジスタと、前記薄膜トランジスタの
    ソ−ス電極に接続された画素電極とからなり、前記画素
    電極によって液晶を駆動する機能を有する液晶表示装置
    の製造方法において、 前記映像信号電極または走査信号電極部、および画素電
    極部に透明導電膜のパタ−ンを形成した後、前記透明導
    電膜パタ−ンの上に化学気相成長法によって金属膜を形
    成することを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
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