JPH09269497A - 液晶表示素子 - Google Patents

液晶表示素子

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JPH09269497A
JPH09269497A JP9038192A JP3819297A JPH09269497A JP H09269497 A JPH09269497 A JP H09269497A JP 9038192 A JP9038192 A JP 9038192A JP 3819297 A JP3819297 A JP 3819297A JP H09269497 A JPH09269497 A JP H09269497A
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JP
Japan
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electrode
liquid crystal
glass substrate
gate
tft
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JP9038192A
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Yasuhiro Ukai
育弘 鵜飼
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Hosiden Corp
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Hosiden Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 画素電極と共通電極の相対位置のずれによる
表示むらの防止。 【解決手段】 IPS(イン・プレイン・スイッチン
グ)モード・トップゲート型・TFTマトリクス型のL
CDにおいて、そのTFTアレイ基板1では、ガラス基
板6の内面に、ソース電極11a、ソースバス11、ド
レイン電極12a、画素電極12及び共通電極8が同じ
層として形成される。各種電極等の形成されたガラス基
板6にゲート絶縁膜9が各画素の表示領域を除いて形成
され、その上にゲートバス7、ゲート電極7aが形成さ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】横電界モード(IPS;イン
・プレイン・スイッチングモードとも言う)のTFT
(薄膜トランジスタ)マトリクス型の液晶表示素子に関
し、特に画素電極と共通電極との相対的位置ずれの防止
に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のTFTマトリクス型の液晶表示素
子(LCDと言う)は、ガラス基板の内面に画素電極及
びスイッチング素子としてのTFTの形成されたTFT
アレイ基板と、ガラス基板の内面にほぼ一面に共通電極
の形成された対向基板とを近接対向させ、それらの間に
TN(ツイスト・ネマチック)形液晶などを封入して、
画素電極と共通電極との間に信号電圧を印加し、これに
より液晶に基板とほぼ直角な電界を印加して液晶分子を
動かし、光の透過を制御するのが最も一般的であった。
【0003】これに対して、図5に示すようにTFTア
レイ基板1に画素電極12と共通電極8を噛み合うよう
に配置し、対向基板2には電極を形成しないで、両基板
間に液晶3を封入して、電極12と8の間に信号電圧を
印加し、基板にほぼ平行な電界により液晶分子を動か
し、光の透過を制御するIPS(in−plane−s
witching)モードが、視角特性に優れているこ
とから最近注目されている。
【0004】図5に示す従来のIPSモード・ボトムゲ
ート型・TFTマトリクス型のLCDでは、ガラス基板
6の内面に第1層として金属より成るゲートバス7と、
共通電極8とが形成され、それらの上及び間に第2層と
してゲート絶縁膜9がほぼ一面に形成される。なおゲー
トバス7、共通電極8はガラス基板6の周辺に延長さ
れ、外部接続用端子(図示せず)が形成されるが、それ
ら端子上のゲート絶縁膜9はエッチングにより除去され
る。ゲート絶縁膜9上にTFTの半導体層(a−Si)
10が形成された後、第3層としてソース電極11a、
ソースバス11、ドレイン電極12a、画素電極12が
形成される。それらソースバス11、画素電極12等の
形成されたガラス基板6の内面に第4層として絶縁膜1
3が一面に形成される。
【0005】対向基板2では、ガラス基板14の内面に
ブラックマトリクス15とカラーフィルタ16が形成さ
れ、それらの上に一面に絶縁膜17が形成される。なお
図5では、ゲート電極7a、ゲートバス7がソース電極
11a、ドレイン電極12a、半導体層10の下側に配
されているので、ボトムゲート型のTFTまたはLCD
と呼ばれる。これに対してゲート電極7a、ゲートバス
7が上側に配されているタイプのものはトップゲート型
のTFTまたはLCDと呼ばれる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】図5の従来のIPSモ
ード・ボトムゲート型・TFTマトリクス型のLCDに
使用するTFTアレイ基板1では、第1層に共通電極8
が、第3層に画素電極12がそれぞれ形成されている。
即ち電極8と12は別々の層で形成されている。電極8
及び12の各製造工程で使用するマスクパターン間で相
対的な位置ずれが無ければ、図6Aに示すように両電極
間の距離a,bは相等しいようにされている(a=
b)。しかしながら、実際にはマスクパターン間の位置
ずれが存在し、例えば画素電極12が図において右側に
ずれるか、或いは共通電極8が左側にずれて形成される
と、上記電極間の距離がa′,b′に変化し、a′<
a,b′>bとなる。そうすると、a,bに対応する領
域で両電極間に印加される電界強度Ea=Ebは、E
a′>Eb′となり、この液晶パネルの輝度対印加電圧
特性は、図7に示すようにa′またはb′区間では、そ
れぞれ理想的な特性(a=b)を図において左側また
は右側にシフトしたようなまたはの特性となり、L
CDの光学特性が変化する。そのため画面全体に表示む
らが発生する。
【0007】この発明は、画素電極12と共通電極8と
の相対的な位置ずれのために生ずる表示むらを防止する
ことを目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、ガラ
ス基板の内面にトップゲート型TFT(薄膜トランジス
タ)、画素電極、共通電極の形成されたTFTアレイ基
板と、対向基板とが液晶層を挟んで近接対向され、それ
ら基板とほぼ平行な電界により液晶分子を動かして光の
透過を制御するIPS(イン・プレイン・スイッチン
グ)モード・トップゲート型・TFTマトリクス型の液
晶表示素子に関する。請求項1では、TFTのソース電
極及びドレイン電極と、それらソース電極及びドレイン
電極にそれぞれ接続されたソースバス及び画素電極と、
共通電極とが、ガラス基板の内面に同じ層として形成さ
れる。ソース電極とドレイン電極の間及びその近傍に半
導体層が形成され、各種の電極、バス及び半導体層の形
成されたガラス基板の内面に、ゲート絶縁膜が、各画素
の表示領域を除いて形成され、そのゲート絶縁膜上に、
ゲートバスが半導体層と重なるように形成される。
【0009】
【発明の実施の形態】
(実施例1)この発明のIPSモード・トップゲート型
・TFTマトリクス型のLCDに使用する図1のTFT
アレイ基板1の製造法を図2を参照して工程順に説明す
る。 (A)ガラス基板6上に例えばMoCr合金をスパッタ
リングし、ホトリソグラフィ技術を用いてエッチング処
理して、ライトシールド20をパターニングする。
【0010】(B)ガラス基板6上に絶縁膜(Si
2 )21を堆積し、その上にITO(Indium
Tin Oxide)膜22及び金属膜(MoCr)2
3より成る多層膜をスパッタリングする。 (C)金属膜23をエッチング処理して金属電極8−
2,11a−2,12a−2,12−2及びメタルバス
11−2をパターニングし、更にITO膜22をエッチ
ング処理して、ITO電極8−1,11a−1,12a
−1,12−1及びITOバス11−1をパターニング
する。これにより、共通電極8、ソース電極11a、ド
レイン電極12a、画素電極12及びソースバス11が
形成される。
【0011】ガラス基板6をホスフィン(PH3 )で処
理する。即ち、PCVD(プラズマ化学気相成長)装置
内で、ArとPH3 の混合ガスのプラズマにさらし、ソ
ースバス11、ソース電極11a及びドレイン電極12
a上にのみごく微量のPを堆積させる。 (D)同じPCVD装置内で、半導体層(a−Si層)
10を絶縁膜21上に一面に堆積させる。これによりP
がa−Si層10へ熱拡張して、a−Si層10のソー
スバス11、ソース電極11a及びドレイン電極12a
との界面近傍にn+ a−Siより成るオーミックコンタ
クト層10aが形成される。
【0012】次に、a−Si層10をエッチング処理し
て、ソース電極11aとドレイン電極12aとで挟まれ
た領域及びその近傍のソース電極11a上及びドレイン
電極12a上のものを残す。 (E)窒化シリコン(SiNx)を堆積し、エッチング
処理してゲート絶縁膜9をパターニングして、表示領域
のものを除去する。
【0013】(F)ゲート絶縁膜9上にAlをスパッタ
リングし、エッチング処理してゲートバス7及びゲート
電極7aをパターニングする。 (実施例2)実施例1において、ITO膜22と金属膜
23とより成る多層膜をスパッタリングしていたのを、
金属膜(MoCr)23のみとして、ソースバス11、
ソース電極11a、ドレイン電極12a、画素電極1
2、共通電極8を金属膜で形成するようにしたのが実施
例2である。ITOをスパッタリングする工程と、その
ITOをパターニングする工程が不要となり、それだけ
製造工数の縮減と製造歩留りの向上が図られる。
【0014】次に、この発明のLCDに使用する図3の
TFTアレイ基板1の製造法を図4を参照して工程順に
説明する。 (A)ガラス基板6上にライトシールド20を形成し、
そのライトシールド20の形成されたガラス基板6上に
一面に絶縁膜(SiO2 )21を堆積する。 (B)ターゲット材としてMoCr合金などの金属にP
或いはP化合物を混入した材料を用い、Arなどの不活
性ガス中でスパッタリングして、ガラス基板6上にPを
ドープした金属膜を形成し、エッチング処理して、共通
電極8、ソースバス11、ソース電極11a、ドレイン
電極12a、画素電極12をパターニングする。
【0015】(C)ガラス基板6上に一面にa−Si層
10とその上に窒化シリコン(SiNx)層9とをPC
VD法で堆積させる。これにより金属膜中のPがa−S
i層10へ熱拡散して、a−Si層10の共通電極8、
ソースバス11、ソース電極11a及びドレイン電極1
2a、画素電極12との界面近傍にn+ a−Siより成
るオーミックコンタクト層10aが形成される。
【0016】(D)a−Si層10とSiNx層9とを
パターニングして、ソース電極11aとドレイン電極1
2aで挟まれた領域及びその近傍のソース電極11a上
及びドレイン電極12a上のものを残す。 (E)SiNx膜(ゲート絶縁膜)9上に例えばAlで
ゲート電極7a、ゲートバス7を形成する。
【0017】
【発明の効果】この発明では、画素電極12と共通電極
8は同じ層として形成されるので、同一工程で、同じマ
スクを用いて同時に作製できる。よって、両者の間の相
対的な位置ずれは生じないので、従来のような位置ずれ
による表示むらは生じない。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の液晶表示素子(LCD)に使用する
TFTアレイ基板の実施例を示す図で、Aは平面図、B
はAのa−a′断面図。
【図2】図1のTFTアレイ基板1の製造工程を示す断
面図。
【図3】この発明のLCDに使用するTFTアレイ基板
の他の実施例を示す図で、Aは平面図、BはAのa−
a′断面図。
【図4】図3のTFTアレイ基板1の製造工程を示す断
面図。
【図5】従来のIPSモード・ボトムゲート型・TFT
マトリクス型のLCDを示す図で、AはBのa−a′断
面図、BはAの要部を示す平面図。
【図6】図5の画素電極12と共通電極8との相対位置
を示す原理的な平面図。
【図7】図6の各表示領域におけるLCDパネルの輝度
対印加電圧特性を示す図。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ガラス基板の内面にトップゲート型TF
    T(薄膜トランジスタ)、画素電極、共通電極の形成さ
    れたTFTアレイ基板と、対向基板とが液晶層を挟んで
    近接対向され、それら基板とほぼ平行な電界により液晶
    分子を動かして光の透過を制御するIPS(イン・プレ
    イン・スイッチング)モード・トップゲート型・TFT
    マトリクス型の液晶表示素子において、 前記TFTのソース電極及びドレイン電極と、それらソ
    ース電極及びドレイン電極にそれぞれ接続されたソース
    バス及び前記画素電極と、前記共通電極とが、前記ガラ
    ス基板の内面に同じ層として形成され、 前記ソース電極とドレイン電極の間及びその近傍に半導
    体層が形成され、 前記各種の電極、バス及び半導体層の形成された前記ガ
    ラス基板の内面に、ゲート絶縁膜が、各画素の表示領域
    を除いて形成され、 そのゲート絶縁膜上に、ゲートバスが前記半導体層と重
    なるように形成されていることを特徴とする液晶表示素
    子。
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