JPH10301150A

JPH10301150A - 液晶表示装置と製造方法．

Info

Publication number: JPH10301150A
Application number: JP15564797A
Authority: JP
Inventors: Naoto Hirota; 直人広田
Original assignee: OOBAYASHI SEIKO KK
Current assignee: OOBAYASHI SEIKO KK
Priority date: 1997-04-25
Filing date: 1997-04-25
Publication date: 1998-11-13
Anticipated expiration: 2017-04-25
Also published as: JP3774855B2; TW418339B

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】横電界方式のアクティブマトリックス型液晶
表示装置で、視野角特性が良好で、製造コストの安い、
高品質大画面画像を実現する。【解決手段】基板上に表示画素を走査信号線、映像信
号配線、画素電極及びアクティブ素子により構成し、液
晶の配向膜を直接又は、絶縁層を介して形成し、液晶の
配向膜を形成したもう一方のカラーフィルター基板と対
向して配置し、両基板により液晶層を挾持し、各電極と
アクティブ素子は、液晶層に対し基板と平行な電界を印
加できるようにし、表示パターンに応じ印加電界を任意
に制御できる外部の制御手段と接続し、液晶層の配向状
態により光学特性を変化させる偏光手段を備え、走査信
号線がアルミニウム系の合金９と銅３とからなり、アル
ミニウム系の合金が銅を完全に被覆した構造になってお
り、アルミニウムの表面はコンタクト部分以外をアルミ
ニウム酸化物１０で被覆する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、低コストで広視野角・
高画質の大画面アクティブマトリックス型液晶表示装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】４０インチ以上の大型液晶表示装置を作
る場合図４９や図５０にあるように小さな液晶パネルを
複数枚接合することで表示画面の拡大を実現していた。
走査線に銅合金を使用するプロセスに関しては、図１の
三層構造や、図２の二層構造が学会などで発表されてい
る。走査線にアルミニウム合金を使用するプロセスは、
すでに量産に用いられている。外部駆動ＩＣとの接合端
子部の陽極酸化防止膜としては、ホトレジスト膜が用い
られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】複数の液晶パネルを接
合した表示装置は、接合部の接着強度が弱く、耐振動性
の点で問題があり、製品の輸送時に破断の可能性が高
い。さらに複数の液晶パネルのはり合せの場合、個々の
液晶パネルの色調が異なるために、画面全体の色調をあ
わせこむことは非常にむずかしい。

【０００４】４０インチ以上の液晶パネルを１枚のガラ
ス基板で作る場合、走査線と映像信号配線の抵抗の問題
が生じます。走査線に銅を用いる場合ガラスと銅の接着
力を強くし、銅の表面の酸化を防止するために図１の構
造が提案されているが、大画面の場合ゴミや異物の付着
が多くなり走査線と映像信号配線のショートが多発す
る。図２の場合銅に数％のＣｒを混入させており４００
℃の熱酸化により銅の表面にＣｒの酸化物を形成するこ
とで走査線と映像信号配線のショートを防止している。
しかし４００℃の熱処理では、大型基板の場合熱変形が
生じやすく量産には適用しにくい。

【０００５】横電界方式の液晶モードでは視野角は広く
なるが、見る角度により色調が変化するカラーシフトの
問題があり、画像の品質はまだ良くない。さらに走査線
と共通電極を同時に形成したり、陽極酸化プロセスを適
用しないために走査線と共通電極のショートや走査線と
映像信号配線のショート、共通電極と映像信号配線のシ
ョート、共通電極と画素電極のショートが多発してい
る。

【０００６】陽極酸化処理も従来のホトレジストを用い
たプロセスでは、せいぜい８０Ｖ程度の陽極酸化電圧し
か印加できないのでアルミニウムの酸化膜厚は１０００
Å程度が限界であった。ゲート絶縁膜としてはこれだけ
では絶縁耐圧が小さいのでプラズマＣＶＤプロセスを用
いたＳｉＮｘ膜を３０００Å〜４０００Åさらに追加形
成していた。ＳｉＮｘ膜厚が厚いために装置の稼働効率
が悪るく生産性に問題があった。

【０００７】陽極酸化処理プロセスでは、電極が電気的
に連結されていない場合には、酸化反応がおこらず酸化
膜は形成されない。島状に分離された電極の構造を採用
できないという制限があり設計とプロセスの自由度が少
ないという問題があった。

【０００８】従来のカラーフィルターのブラックマスク
（ＢＭ）は、マトリックス状になっており、対向するＴ
ＦＴ基板との合着時のアライメント精度は、横方向と縦
方向の両方に要求される。基板が大きくなってきた時に
ブラックマスクのパターン幅を太くしなければ合着不良
が多発する問題があった。マトリックス状のブラックマ
スクの制作精度も横方向と縦方向の両方の精度が要求さ
れるために、高価なホトリソ法を用いなければならない
という問題があった。

【０００９】本発明は、これらの課題を解決する手段を
提供するもので、その目的とするところは、大型液晶表
示装置をはり合せることなく一枚の基板で実現しどこか
ら見ても色調変化のない高品質の画像を安価に製造でき
る方法を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決し、上記
目的を達成するために本発明では以下の手段を用いる。

【００１１】基板上に走査線と映像信号配線と、前記走
査線と映像信号配線との各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に接続された画素電
極と、少なくとも一部が前記画素電極と対向して形成さ
れた共通電極とを有するアクティブマトリックス基板
と、前記アクティブマトリックス基板に対向する対向基
板と、前記アクティブマトリックス基板と前記対向基板
に挾持された液晶層とからなる液晶表示装置において、〔手段１〕前記走査信号線がアルミニウム合金と銅とか
らなり、アルミニウム合金が銅を完全にひふくした構造
となっており、映像信号配線との交差部のアルミニウム
合金の表面には、アルミニウム酸化物層が形成されてい
る構造とした。映像信号配線と交差する共通電極も走査
信号線と同様な構造とした。

【００１２】〔手段２〕前記走査信号線や共通電極を陽
極酸化する時に、陽極酸化しない部分の保護膜として、
無機絶縁膜やアモルファスカーボン膜を用いる。

【００１３】〔手段３〕前記走査信号線や共通電極の表
面にアルミニウムの酸化膜を形成する方法として高温水
蒸気酸化法を用い、水蒸気酸化しない部分の保護膜とし
て、無機絶縁膜やアモルファスカーボン膜を用いる。

【００１４】〔手段４〕正の誘電率異方性液晶（Ｐ型Ｌ
Ｃ）を用いる場合、走査信号線と映像信号配線は、直線
状に形成し、画素電極と画素電極に対向する共通電極
は、液晶配向方向に対し、０度をのぞく±１度〜±４５
度の角度の範囲で屈曲している構造とした。

【００１５】〔手段５〕負の誘電率異方性液晶（Ｎ型Ｌ
Ｃ）を用いる場合、走査信号線と映像信号配線は、直線
状に形成し、画素電極と画素電極に対向する共通電極
は、液晶配向方向に対し、９０度をのぞく４５度〜１３
５度の範囲で屈曲している構造とした。

【００１６】〔手段６〕正の誘電率異方性液晶（Ｐ型Ｌ
Ｃ）を用いる場合、一画素内では、画素電極と共通電極
とは、平行に直線状になっているが、隣接する二画素の
領域では、画素電極と共通電極が液晶配向方向に対し
て、０度をのぞく±１度〜±４５度の範囲で屈曲してい
る構造とした。

【００１７】〔手段７〕負の誘電率異方性液晶（Ｎ型Ｌ
Ｃ）を用いる場合、一画素内では、画素電極と共通電極
とは、平行に直線状になっているが、隣接する二画素の
領域では、画素電極と共通電極が液晶配向方向に対し
て、９０度をのぞく４５度〜１３５度の範囲で屈曲して
いる構造とした。

【００１８】〔手段８〕薄膜半導体層が走査信号線の上
側と下側の２つの画素領域にはみ出すように形成され、
上側と下側の２つの画素領域の共通電極と絶縁膜をかい
して、かさなりあっている構造とした。

【００１９】〔手段９〕共通電極と画素電極と映像信号
配線が、それぞれ絶縁膜をかいして、各層に分離形成さ
れており形成順番が、共通電極、画素電極、映像信号配
線の順番で形成されている構造とした。

【００２０】〔手段１０〕アルミニウム合金の表面にタ
ングステン膜を選択成長させてから酸化物透明導電膜を
形成する接合構造とした。

【００２１】〔手段１１〕走査信号線を形成した時に同
時に形成された共通電極と画素内の共通電極とが、ゲー
ト絶縁膜とパッシベーション絶縁膜の２層の絶縁膜にあ
けられたコンタクトホールをとうして接続されている構
造とした。

【００２２】〔手段１２〕走査信号配線を形成した時に
同時に形成された画素電極と、映像信号配線を形成した
時に同時に形成された画素電極とが、ゲート絶縁膜にあ
けられたコンタクトホールをとうして接続されており共
通電極は、映像信号配線と有効画面内で交差することな
く平行に配置された構造とした。

【００２３】〔手段１３〕カラーフィルター基板のブラ
ックマスクが対向する基板の映像信号配線と同様に直線
状または屈曲した線状に形成され、画面の有効領域内で
は、互いに連結されることなく分離独立した平行線とし
て配置された構造とした。

【００２４】

【作用】従来の図１の構造の場合、走査信号線形成後大
気放置した場合に、走査信号線の側壁の銅が露出してい
るために水分吸着により銅の酸化が生じやすい。そのた
めに、窒素雰囲気での保管が必要となる。手段１を用い
ることでガラス基板に接着力のあるアルミニウム合金が
銅をくるんでいるために、銅はがれは生じない。アルミ
ニウム合金の表面には、酸化膜が形成されているため
に、銅の酸化は生じない。図１の構造では、走査信号線
の上にゴミが付着すると、映像信号配線と走査信号線の
ショートが多発するので歩留りをあげることがむずかし
いが、手段１を用いることで、ゴミの付着があっても、
アルミニウム酸化膜が存在するためにショートすること
は完全になくなり、歩留りを大幅に向上することが可能
となる。

【００２５】従来の図２の場合には銅合金の保護膜を形
成するのに、４００℃以上の高温熱処理が必要である。
大型基板の場合、熱処理による基板変形が生じやすく、
装置のコストも高く昇温降温に時間が、かかるので生産
性に問題があった。手段２を用いることで室温状態でピ
ンホールのないアルミニウムの酸化膜を保護膜として作
れる。プラズマＣＶＤで形成されるＳｉＮｘなどの無機
絶縁膜やアモルファスカーボン膜を用いることで陽極酸
化電圧１５０Ｖ以上を印加可能となるので約２０００Å
以上のアルミニウム陽極酸化膜を形成できる。このため
ゲート絶縁膜の膜厚は１０００Å〜２０００Åもあれ
ば十分なので、Ｐ−ＣＶＤ装置の生産性効率が大幅に向
上する。

【００２６】手段３を用いることで、島のように分離独
立したゲート電極や、共通電極、画素電極のアルミニウ
ム合金表面にアルミニウム酸化膜を形成することができ
る。ＳｉＮｘなどの無機絶縁膜やアモルファスカーボン
膜は３００℃付近でも十分に耐熱性があるので、膜はが
れが生じない。バッチ処理が可能で、減圧状態で酸化反
応速度をコントロールすることができるので、大型基板
でも均一な膜厚を形成できる。

【００２７】手段４，手段５，手段６，手段７を用いる
ことで、従来のブラックマスクのパターンを利用するこ
とができ、カラーフィルターのパターンは直線状になる
ので、コストの安い印刷法によって製造ができる。ブラ
ックマスクやカラーフィルターが直線状でも画素内部の
画素電極は液晶配向方向にジグザグに屈曲しているの
で、図１６，図１７にあるように液晶分子の回転運動方
向は、左回転と右回転に分かれるために、色調の変化は
生じない。階調反転領域も液晶分子の回転運動方向が左
回転、右回転に分かれるために液晶プレチルト角依存性
がなくなるので、大幅に改善できる。そのために白と黒
の反転した異常な画像がなくなるので自然な美しい映像
が得られる。

【００２８】手段８と手段１３を用いることでブラック
マスクが直線状または直線状に近い形状になるのでコス
トの安い印刷法でブラックマスクを形成することができ
る。さらにカラーフィルター基板とＴＦＴ基板の合着ア
ライメント精度は、映像信号配線方向の精度をゆるくす
ることができるようになるので、合着アライメント作業
がやりやすくなる。作業速度が向上し、アライメント不
良も減少するので生産効率が大幅に向上する。

【００２９】手段９を用いることで映像信号配線と共通
電極と画素電極がショートすることがなくなり、点欠陥
が激減する。歩留りが大幅に向上する。映像信号配線に
アルミニウム合金を用いることができるので、画面サイ
ズが、４０インチ以上になっても信号波形の遅延の問題
は生じない。共通電極と画素電極には、抵抗値の大きい
クロムＣｒ金属や高融点金属のシリサイド、ＭｏＴａ合
金、ＭｏＷ合金、ＭｏＴｉ合金、透明導電体膜（ＩＴ
Ｏ）などが利用できるので材料の選択の自由度が広くな
る。

【００３０】手段１０を用いることで、接続端子部のア
ルミニウム合金表面の酸化を防止することができる。ア
ルミニウム合金と透明導電体膜（ＩＴＯ）の接合の中間
層にタングステンを低温選択成長させることで透明導電
体膜からＡルミニウム合金への酸素原子の移動が防止で
きるのでアルミニウム合金の表面に酸化アルミニウム層
が形成されなくなる。コンタクト不良が発生しなくなる
のでＴＡＢ実装の歩留りが向上する。

【００３１】手段１１，手段１２を用いることで、共通
電極と画素電極は、絶縁膜層をかいして分離形成されて
いるので、それぞれの電極のパターン不良が生じてもシ
ョートは発生しない。画素の点欠陥が激減する。共通電
極が映像信号配線と交差することなく平行配置すること
ができるので映像信号配線の信号極性と逆極性の信号波
形電圧を対応する共通電極に印加することができる。こ
のために、映像信号電圧を小さくすることができコスト
の安い低電圧駆動ＩＣを使用することが可能となる。ド
ット反転駆動方式で画像を表示できるのでフリッカーや
ストロークの少ない良好な画像を表示できる。

【００３２】手段４，５，６，７を用いることで、偏光
板の偏光軸を液晶パネルの長軸方向と短軸方向に、平行
か垂直に配置するようになるので、偏光板の切断の角度
出しが簡単になり、むだのない偏光板切断が可能とな
る。偏光板のコスト低下が可能となる。

【００３３】

【実施例】

〔実施例１〕図３，図２２，図３３は、本発明の第１の
実施例であり、薄膜トランジスタを構成する走査信号配
線部分の断面図と平面図である。配線抵抗を下げるため
に図３，図２２にあるように銅や銅合金をアルミニウ
ム合金が被覆した構造になっている。アルミニウム合
金の表面には、陽極酸化処理や高温水蒸気酸化処理によ
り、アルミニウム酸化膜▲１０▼が形成されている。図
２２，図２３にあるように薄膜トランジスタ部分のゲー
ト電極部分に、銅や銅合金が存在しない構造も可能であ
る。本発明は、銅や銅合金の被覆金属としてアルミニウ
ム合金を例としてあげたが、タンタルやニオブ、チタン
などの陽極酸化処理可能な金属を用いることも可能であ
る。

【００３４】〔実施例２〕図３，図５は本発明の第２の
実施例であり、製造プロセスを説明する図である。駆動
ＩＣを接続するための接続端子部の製造プロセス断面図
と平面図である。図４の場合、ガラス基板全面にアルミ
ニウム合金をスパッタリング蒸着後、プラズマＣＶＤ
法を用いてＳｉＮｘ膜やアモルファスカーボン膜▲１２
▼を形成する。次にホトレジストをコートして接続端子
部の形状を露光、現像して形成する。その後ドライエッ
チングによりＳｉＮｘ膜やアモルファスカーボン膜を接
続端子部の形状に加工してから、アルミニウム合金をエ
ッチングしてアルミニウム合金を接続端子部の形状に加
工する。次に再度ホトレジストをコートして接続端子部
のコンタクトホール部分のみに陽極酸化防止保護膜とし
てのＳｉＮｘ膜やアモルファスカーボン膜▲１２▼を残
す。ホトレジストを剥離した後、陽極酸化処理をほどこ
しアルミニウム合金表面が露出している部分のみに、ア
ルミニウム酸化膜を形成する。図４のプロセスの場合に
は、アルミニウム合金のエッチングにホトレジストが用
いられない高温アルカリウェットエッチング法を用いる
ことが可能となる。これにより、走査信号配線の超テー
パーエッチング加工が簡単にできる。

【００３５】図５の場合には、アルミニウム合金を接続
端子部の形状に加工した後、ガラス基板全面にＳｉＮｘ
膜やアモルファスカーボン膜▲１２▼を形成する。次に
ホトレジスト工程を用いて接続端子部のコンタクトホー
ル部分のみに、陽極酸化防止保護膜としてＳｉＮｘ膜や
アモルファスカーボン膜▲１２▼を加工して残す。ホト
レジストを剥離した後陽極酸化処理をほどこしアルミニ
ウム合金が露出している部分のみにアルミニウム酸化膜
を形成する。図５１のように走査線の局部だけ酸化して
も良い。

【００３６】図４，図５のプロセスで接続端子部のコン
タクトホール部に陽極酸化防止保護膜を残すのに、ホト
レジスト工程を用いる必要はない。アルミニウム合金が
接続端子部の形状に加工された後は、ホトレジスト工程
のかわりに、印刷法や、ディスペンサーによる直接描画
方法を用いることで、接続端子部のコンタクトホール部
に陽極酸化防止保護膜を残すことも可能である。ここで
は、アルミニウム合金を例としてあげたが、陽極酸化可
能な金属であるタンタルやニオブなどでも適用可能であ
る。陽極酸化防止保護膜として塗布法を用いた無機絶縁
膜も適用可能である。

【００３７】〔実施例３〕実施例２と同様に、図４，図
５が、本発明の第３の実施例を説明する図である。実施
例２で用いた陽極酸化処理法でかわりに高温水蒸気酸化
処理法を用いて、アルミニウム合金の表面にアルミニウ
ム酸化膜を形成している。陽極酸化法では酸化膜を形成
したい部分は陽極に電気的に連結していなければならな
いが、高温水蒸気酸化法では、島状に分離独立していて
も、アルミニウム合金の表面にアルミニウム酸化膜を形
成することが可能である。図７の共通電極▲１４▼や、
図１１の共通電極▲１４▼，図２６，図２７の画素電極
▲３５▼は、図５３，図５４にあるように島状に分離独
立している。陽極酸化法ではこれらの分離独立した電極
の表面に酸化膜を形成することはできないが、高温水蒸
気酸化法ならば酸化膜形成が可能である。減圧高温水蒸
気酸化法ではバッチ処理による多数枚基板同時処理が可
能である。大気圧以下の減圧高温水蒸気酸化法では酸化
膜の形成速度が遅いが、正確に膜厚をコントロールする
ことができる。大気圧での常圧高温水蒸気酸化法では、
基板の連続枚葉式処理が可能であり、基板の大型化に対
応可能である。陽極酸化処理は室温付近の低温処理が可
能であるが、高温水蒸気酸化処理は、反応速度を高める
ために１００℃〜３５０℃あたりで処理される。高温水
蒸気酸化には、超純水を用いるので生産コストは非常に
安く、安全性が高い。

【００３８】〔実施例４〕図６，図７，図８，図９，図
１０は、本発明の第４の実施例の断面図と平面図であ
る。走査信号配線▲１３▼と映像信号配線▲１７▼は、
直線状に配置されているが、画素内部の画素電極▲１８
▼と共通電極▼２１▼は１画素内部で屈曲している。図
１６にあるように正の誘電率異方性液晶を用いる場合、
画素内部の画素電極▲１８▼と共通電極▲２１▼は、液
晶配向方向に対して０度をのぞく±１度〜±４５度の角
度の範囲で屈曲している。図７，図８，図１０では１画
素内部で屈曲数は１つだけであるが、屈曲数が２以上で
も良い。このような構造の場合図１６にあるように正の
誘電率異方性液晶は、１画素内部で左回転と右回転の２
つの回転運動をすることができる。これにより中間調領
域での階調反転が発生しなくなり、色調変化も発生しな
くなる。

【００３９】〔実施例５〕図６，図７，図８，図９，図
１０は、本発明の第５の実施例の断面図と平面図であ
る。実施例４とまったく同様に走査信号配線▲１３▼と
映像信号配線▲１７▼は、直線状に配置されており、画
素内部の画素電極▲１８▼と共通電極▼２１▼は１画素
内部で屈曲している。図１７にあるように負の誘電率異
方性液晶を用いる場合、画素内部の画素電極▼１８▼と
共通電極▼２１▼は、液晶配向方向に対して９０度をの
ぞく４５度から１３５度の範囲で屈曲している。図７，
図８，図１０では１画素内部で屈曲数は１つだけである
が、屈曲数が２以上でも良い。このような構造の場合図
１７にあるように負の誘電率異方性液晶は、１画素内部
で左回転と右回転の２つの回転運動をすることができ
る。これにより中間調領域での階調反転が発生しなくな
り、色調変化も発生しなくなる。

【００４０】〔実施例６〕図９，図１１，図１２，図１
３，図１４，図１５，図３８，図３９は、本発明の第６
の実施例の断面図と平面図と配置図である。画素内部の
画素電極▲１８▼と共通電極▲２１▼は、直線状に配置
され、屈曲していないが、隣接する二画素の領域内で
は、画素電極▲１８▼と共通電極▲２１▼は屈曲した構
造となるように配置されている。正の誘電率異方性液晶
を用いる場合、液晶配向方向に対して０度をのぞく±１
度から±４５度の角度で屈曲している配置になってい
る。

【００４１】〔実施例７〕図９，図１１，図１２，図１
３，図１４，図１５，図３８，図３９は、本発明の第７
の実施例の断面図と平面図と配置図である。画素内部の
画素電極▲１８▼と共通電極▲２１▼は直線状に配置さ
れ、屈曲していないが、隣接する二画素の領域内では、
画素電極▲１８▼と共通電極▲２１▼は、屈曲した構造
となるように配置されている。負の誘電率異方性液晶を
用いる場合、液晶配向方向に対して９０度をのぞく４５
度から１３５度の範囲で屈曲している配置になってい
る。実施例６，実施例７ともに、液晶分子は１画素内で
は、１方向の回転運動しかしないが、隣接する二画素以
上の領域では、液晶分子は、左回転と右回転の２つの方
向の回転運動が可能となる。これにより実施例４，実施
例５と同じように、中間調領域での階調反転が発生しな
くなり、色調変化も発生しなくなる。

【００４２】〔実施例８〕図２０，図２１は、本発明の
第８の実施例の平面図と断面図である。薄膜半導体層▲
３２▼が走査信号配線▲１３▼の上側と下側の２つの画
素領域にはみ出し、上下の２つの画素領域の共通電極▲
２１▼と、絶縁膜層をかいしてかさなりあった構造と
なっている。この構造により薄膜半導体を形成したガラ
ス基板の下側に配置されたバックライトの照明光は、走
査信号配線方向にブラックマスクがなくても光がもれる
ことがない。これによりカラーフィルター側のブラック
マスクは図１８，図１９のような直線状の構造でも良好
なコントラストが得られるのである。画素電極▲１８▼
と薄膜半導体層が保護絶縁膜▲２３▼をかいしてかさな
りあうような構造も同じ効果をもつが、画素電極▲１８
▼と薄膜半導体層▲３２▼がショートした場合には、中
間調領域での表示が異常になりやすい。本発明の構造の
場合には、共通電極▲２１▼と薄膜半導体層▲３２▼が
ショートしても共通電極の電位変動は少なく、中間調領
域での表示不良は生じない。

【００４３】〔実施例９〕図２８，図２９，図３０，図
４０，は本発明の第９の実施例の断面図と平面図であ
る。走査信号配線と共通電極▲１４▼を同時に形成し
た後、陽極酸化処理をしてから、画素内共通電極▲２１
▼を形成する。次にゲート絶縁膜と薄膜半導体層と
リンをドープしたｎ^＋半導体層を形成する。薄膜半導
体素子をドライエッチングにより島状に分離した後コン
タクトバリアー金属▲１６▼を用いて画素電極▲１８▼
を形成する。トランジスタ部のチャネル部のｎ^＋半導体
層をドライエッチングにより取りのぞいた後保護絶縁膜
▲２３▼を形成する。映像信号配線コンタクトホール▲
３７▼をあけてから映像信号配線▲１７▼を形成する。
この工程により画素内共通電極▲２１▼と画素電極▲１
８▼と映像信号配線▲１７▼は、それぞれ絶縁膜層をか
いして各層に分離形成されるのでパターン不良が発生し
てもショートすることがないので画像の点欠陥がいちじ
るしく減少する。本発明の実施例ではチャネルエッチン
グ型の薄膜トランジスタの構造を例としてあげたが、エ
ッチングストッパー型の薄膜トランジスタにも適用可能
である。

【００４４】本発明の応用例として、図４１，図４２，
図４３，図５５，図５６にあるように従来の縦電界液晶
駆動モードであるＴＮモードやＶＡ（垂直配向）モード
の液晶表示装置にも適用可能である。付加容量形成共通
電極▲４７▼を形成後画素電極▲３８▼を作り、最後に
映像信号配線▲１７▼を形成する。それぞれ上記３つの
電極は、絶縁膜層をかいして各層に分離形成されるので
パターン不良が発生してもショートすることがないので
画像の点欠陥がいちじるしく減少する。

【００４５】〔実施例１０〕図３２，図３３，図３４
は、本発明の第１０の実施例の断面図である。アルミニ
ウム合金と酸化物透明導電膜の直接接合では、アルミニ
ウム合金と酸化物透明導電膜の酸素が反応して抵抗の高
いアルミニウム酸化膜が接合面に形成され、コンタクト
不良となる。モノシランＳｉＨ_４ガスと六フッ化タング
ステンガスの反応を利用すると、Ｓｉや金属表面だけへ
のタングステン金属の選択成長が１００℃〜２００℃の
低温で可能となる。反応式は、下記のとうりである。２ＷＦ_６＋３ＳｉＨ_４→２Ｗ＋３ＳｉＦ_４＋６Ｈ_２画素電極コンタクトホール▲２４▼や画素内共通電極コ
ンタクトホール▲１９▼をあけてアルミニウム合金の表
面が出た後、アルミニウム合金の表面にタングステンの
選択成長をおこなう。タングステン膜が３００Å〜５０
０Å程度成長しコンタクトホールの全面をおおうように
なるまで選択成長をおこなう。その後酸化物透明導電膜
を形成し画素電極▲３８▼や画素内共通電極▲４２▼を
作る。タングステン膜が酸素原子の移動を防止するバリ
アーメタルとして作用するのでコンタクト不良の発生が
おさえられる。図３１，図３５，図３６，図３７にある
ように接続端子部のアルミニウム合金の表面に、タング
ステンの選択成長をおこなうことで接続端子部のコンタ
クト不良を防止することも可能となる。

【００４６】〔実施例１１〕図６，図７，図８，図４
４，図４７は、本発明の第１１の実施例の断面図と平面
図である。図７，図８の平面図の中で走査信号配線▲１
３▼と同時に形成された共通電極▲１４▼だけをわかり
よく書いたものが図５３と図５２である。画素内共通電
極▲２１▼と下地共通電極▲１４▼は、陽極酸化処理さ
れていない酸化防止保護膜のある部分▲１２▼にあけら
れたコンタクトホール▲１９▼をとうして接合されてい
る。コンタクトホール▲１９▼は、ゲート絶縁膜とパ
ッシベーション絶縁膜▲２３▼の２層の絶縁膜を通して
あけられている。画素電極▲１８▼は、これらの２層の
絶縁膜をかいして下地共通電極▲１４▼とかさなりあう
ことで、付加容量を形成している。共通電極が陽極酸化
処理されている場合には、陽極酸化膜▲１０▼と、ゲー
ト絶縁膜とパッシベーション絶縁膜▲２３▼の３層の
絶縁膜をかいして画素電極▲１８▼と下地共通電極▲１
４▼がかさなりあっている。これら２重、３重の絶縁膜
により画素電極▲１８▼と下地共通電極▲１４▼のショ
ートはほとんど発生しなくなり点欠陥が激減することで
歩留りが大幅に向上する。

【００４７】〔実施例１２〕図２５，図２６，図２７，
図４８は、本発明の第１２の実施例の断面図と平面図で
ある。図２６，図２７の平面図の中で走査信号配線▲１
３▼と同時に形成された画素中央部の下地画素電極▲３
５▼だけをわかりよく書いたものが図５４である。画素
電極▲１８▼と下地画素電極▲３５▼は、高温水蒸気酸
化処理されていない酸化防止保護膜のある部分▲１２▼
にあけられたコンタクトホール▲３６▼をとうして接合
されている。下地画素電極▲３５▼は、ゲート絶縁膜
とパッシベーション絶縁膜▲２３▼をかいして共通電極
▲２１▼とかさなりあうことで、付加容量を形成してい
る。下地画素電極▲３５▼が高温水蒸気酸化処理されて
いる場合には、高温水蒸気酸化膜▲１０▼とゲート絶縁
膜とパッシベーション絶縁膜▲２３▼の３層の絶縁膜
をかいして下地画素電極▲３５▼と共通電極▲２１▼が
かさなりあうことになる。実施例１１と同様に下地画素
電極▲３５▼と共通電極▲２１▼のショートは、ほとん
ど発生しなくなり歩留りが大幅に向上する。

【００４８】〔実施例１３〕図１８，図１９，図２４，
図４５，図４６は、本発明の第１３の実施例の平面図と
断面図である。カラーフィルターのブラックマスク（Ｂ
Ｍ）は、走査線方向で連結されておらず映像信号配線と
同じように直線状または、屈曲した線状に形成されてい
る。このような線状パターンのＢＭや色フィルターは、
生産コストの安い印刷法を用いて生産することができ
る。薄膜トランジスタ基板とカラーフィルター基板の合
着精度は、走査線方向のみ注意をすれば良いので作りや
すい。ブラックマスクの材料はＣｒＯｘ＼ＣｒやＭｏＯ
ｘ＼Ｍｏなどの金属でも良いが黒色樹脂ブラックマスク
の方がコストが安く大型化に適している。

【００４９】

【発明の効果】本発明によれば、走査信号線の抵抗をさ
げることができ、走査信号波形の遅延の問題が解消し、
液晶表示装置の大画面化が実現できる。さらに陽極酸化
処理電圧を従来の倍以上にあげることができるのでピン
ホールのない陽極酸化膜厚を倍以上厚くすることができ
る。このことにより走査信号線と映像信号配線のショー
ト発生は激減し、基板の大型化による歩留り低下を防止
できる。カラーフィルターの製造法として安価な印刷法
を用いることができるので大型化してもコストダウンが
可能である。横電界方式で問題となっていた色調変化に
関しても本発明によれば完全に解決できるので、どの方
向からみても自然な色調の画像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の銅をゲート金属材料として用いた薄膜ト
ランジスタの断面図

【図２】従来の銅合金をゲート金属材料として用いた薄
膜トランジスタの断面図

【図３】本発明の銅をゲート金属材料として用いた薄膜
トランジスタの断面図（実施例１）

【図４】本発明の走査線酸化処理プロセスを示す平面図
と断面図（実施例２，３）

【図５】本発明の走査線酸化処理プロセスを示す平面図
と断面図（実施例２，実施例３）

【図６】本発明の横電界方式薄膜半導体基板の単位画素
の断面図（実施例４，実施例５，実施例１１）

【図７】本発明の横電界方式薄膜半導体基板の単位画素
の平面図（実施例４，実施例５，実施例１１）

【図８】本発明の横電界方式薄膜半導体基板の単位画素
の平面図（実施例４，実施例５，実施例１１）

【図９】本発明の横電界方式薄膜半導体基板の単位画素
の断面図（実施例４，実施例５，実施例６，実施例７）

【図１０】本発明の横電界方式薄膜半導体基板の単位画
素の平面図（実施例４，実施例５）

【図１１】本発明の横電界方式薄膜半導体基板の画素画
素の平面図（実施例６，実施例７）

【図１２】本発明の横電界方式薄膜半導体基板の画素配
列の平面図（実施例６，実施例７）

【図１３】本発明の横電界方式薄膜半導体基板の画素配
列の平面図（実施例６，実施例７）

【図１４】本発明の横電界方式薄膜半導体基板の画素配
列の平面図（実施例６，実施例７）

【図１５】本発明の横電界方式薄膜半導体基板の画素配
列の平面図（実施例６，実施例７）

【図１６】本発明の横電界方式画素電極内のＰ型液晶の
配向方向図（実施例４）

【図１７】本発明の横電界方式画素電極内のＮ型液晶の
配向方向図（実施例５）

【図１８】本発明のカラーフィルターのブラックマスク
平面図とラビング処理方向（実施例１３）

【図１９】本発明のカラーフィルターのブラックマスク
平面図とラビング処理方向（実施例１３）

【図２０】本発明の走査線上に形成された薄膜半導体層
の断面図（実施例８）

【図２１】本発明の走査線上に形成された薄膜半導体層
の断面図（実施例８）

【図２２】本発明の銅を走査線金属材料として用いた薄
膜トランジスタの平面図（実施例１）

【図２３】本発明の銅を走査線金属材料として用いた薄
膜トランジスタの▲Ｂ▼−▲Ｂ▼′切断・断面図（実施
例１）

【図２４】本発明のブラックマスクが直線状になってい
るカラーフィルター断面図（実施例１３）

【図２５】本発明の横電界方式薄膜半導体基板の単位画
素の断面図（実施例１２）

【図２６】本発明の横電界方式薄膜半導体基板の単位画
素の平面図（実施例１２）

【図２７】本発明の横電界方式薄膜半導体基板の単位画
素の平面図（実施例１２）

【図２８】本発明の横電界方式薄膜半導体基板の単位画
素の断面図（実施例９）

【図２９】本発明の横電界方式薄膜半導体基板の単位画
素の平面図（実施例９）

【図３０】本発明の横電界方式薄膜半導体基板の単位画
素の平面図（実施例９）

【図３１】本発明の横電界方式薄膜半導体基板の単位画
素の断面図（実施例１０）

【図３２】本発明の横電界方式薄膜半導体基板の単位画
素の断面図（実施例１０）

【図３３】本発明の横電界方式薄膜半導体基板の単位画
素の断面図（実施例１０）

【図３４】本発明の縦電界方式薄膜半導体基板の単位画
素の断面図（実施例１０）

【図３５】本発明の横電界方式薄膜半導体基板の単位画
素の断面図（実施例１０）

【図３６】本発明の横電界方式薄膜半導体基板の単位画
素の断面図（実施例１０）

【図３７】本発明の横電界方式薄膜半導体基板の単位画
素の断面図（実施例１，実施例１０）

【図３８】本発明の横電界方式薄膜半導体基板の画素配
列の平面図（実施例６，実施例７）

【図３９】本発明の横電界方式薄膜半導体基板の画素配
列の平面図（実施例６，実施例７）

【図４０】本発明の横電界方式薄膜半導体基板の単位画
素の断面図（実施例９）

【図４１】本発明の縦電界方式薄膜半導体基板の単位画
素の断面図（実施例９）

【図４２】本発明の縦電界方式薄膜半導体基板の単位画
素の断面図（実施例９）

【図４３】本発明の縦電界方式薄膜半導体基板の単位画
素の断面図（実施例９）

【図４４】本発明の横電界方式薄膜半導体基板の単位画
素の断面図（実施例１１）

【図４５】本発明のカラーフィルターのブラックマスク
平面図（実施例１３）

【図４６】本発明のカラーフィルターのブラックマスク
平面図（実施例１３）

【図４７】本発明の横電界方式薄膜半導体基板の単位画
素の断面図（実施例１１）

【図４８】本発明の横電界方式薄膜半導体基板の単位画
素の断面図（実施例１２）

【図４９】従来のはり合せ大型液晶表示装置（２画面は
り合せ）

【図５０】従来のはり合せ大型液晶表示装置（４画面は
り合せ）

【図５１】映像信号配線と交差する部分だけ酸化処理を
ほどこした走査信号線（実施例１，実施例２，実施例
３）

【図５２】走査線と同時に形成された共通電極（実施例
２，実施例１１）

【図５３】走査線と同時に形成された共通電極（実施例
３，実施例１１）

【図５４】走査線と同時に形成された画素電極（実施例
１２）

【図５５】本発明の縦電界方式薄膜半導体基板の単位画
素の平面図（実施例９）

【図５６】本発明の縦電界方式薄膜半導体基板の単位画
素の平面図（実施例９）

【符号の説明】

１……ガラス基板２…高融点金属（走査線）３…銅合金（走査線）４…ゲート絶縁膜５…薄膜半導体層６…リンをドープしたｎ^＋半導体層７…ドレイン金属８…透明導電体層（走査線）９……アルミニウム合金（走査線）１０……酸化アルミニウム層１１……ホトレジスト膜１２……酸化防止保護膜（ＲＳｉＮｘ膜またはアモルフ
ァスカーボン膜）１３……走査線１４……画素中央の下地共通電極１５……接続端子部下地金属１６……コンタクトバリアー金属（映像信号配線）１７……映像信号配線１８……画素電極１９……画素内共通電極コンタクトホール２０……接続端子部コンタクトホール２１……画素内共通電極２２……接続端子部金属２３……保護絶縁膜（パッシベーション絶縁膜）２４……画素電極コンタクトホール２５……接続端子部の中間金属２６……無電界時の正の誘電率異方性液晶分子（Ｐ型液
晶）２７……無電界時の負の誘電率異方性液晶分子（Ｎ型液
晶）２８……液晶分子の配向方向と偏光板の偏光軸方向２９……偏光板の偏光軸方向３０……液晶分子の配向軸と画素電極の交差する角度３１……カラーフィルターのブラックマスク３２……遮光層（薄膜半導体層）３３……平坦化オーバーコート膜３４…配向膜３５……画素中央の下地画素電極３６……画素内画素電極コンタクトホール３７……映像信号配線コンタクトホール３８……透明導電体膜（画素電極）３９……接続端子部選択成長タングステン膜４０……透明導電体膜（接続端子部）４１……画素電極コンタクト部選択成長タングステン膜４２……透明導電体膜（共通電極）４３…共通電極コンタクト部選択成長タングステン膜４４……接続端子部下地金属（銅合金）４５……画素中央の下地共通電極（銅合金）４６……画素中央部共通電極接合中間金属４７……付加容量形成共通電極４８……液晶パネル接合部４９……走査線駆動回路５０…映像信号線駆動回路 ▲Ａ▼−▲Ａ▼′ 図２０の走査信号線部分の切断位置 ▲Ｂ▼−▲Ｂ▼′ 図２２の薄膜半導体素子部分の切断
位置５１……接続端子部中間金属（モリブデンシリサイドま
たはタングステンシリサイドまたはチタンシリサイド）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも一方が透明な一対の基板と、前
記基板間に、はさまれた液晶組成物層と、前記基板のい
ずれか一方の基板の向き合った表面にマトリクス状に配
置された複数の走査線と映像信号配線、および共通電極
と対をなす画素電極と、前記画素電極、前記走査線およ
び前記映像信号配線に接続されたアクティブ素子を備え
た液晶表示装置において、前記走査信号線がアルミニウ
ム系合金と銅とからなり、アルミニウム系の合金が、銅
を完全にひふくした構造となっており、映像信号配線と
の交差部のアルミニウム系合金の表面には、アルミニウ
ム酸化物層が形成されているアクティブマトリクス型液
晶表示装置。
【請求項２】少なくとも一方が透明な一対の基板と、前
記基板間に、はさまれた液晶組成物層と、前記基板のい
ずれか一方の基板の向き合った表面にマトリクス状に配
置された複数の走査線と映像信号配線および共通電極と
対をなす画素電極と前記画素電極、前記走査線および前
記映像信号配線に接続されたアクティブ素子を備えた液
晶表示装置において、前記走査信号線を陽極酸化する時
に、陽極酸化しない部分の保護膜として、無機絶縁膜
や、アモルファスカーボン膜を用いる製造方法。
【請求項３】少なくとも一方が透明な一対の基板と、前
記基板間に、はさまれた液晶組成物層と、前記基板のい
ずれか一方の基板の向き合った表面にマトリックス状に
配置された複数の走査線と映像信号配線および共通電極
と対をなす画素電極と前記画素電極、前記走査線および
前記映像信号配線に接続されたアクティブ素子を備えた
液晶表示装置において、前記走査信号線を高温水蒸気酸
化する時に、水蒸気酸化しない部分の保護膜として、無
機絶縁膜やアモルファスカーボン膜を用いる製造方法。
【請求項４】少なくとも一方が透明な一対の基板と、前
記基板間に、はさまれた液晶組成物層と、前記基板のい
ずれか一方の基板の向き合った表面にマトリックス状に
配置された複数の走査線と映像信号配線および共通電極
と、対をなす画素電極と、前記画素電極、前記走査線お
よび前記映像信号配線に接続されたアクティブ素子を備
えた液晶表示装置において、走査線と、映像信号配線
は、直線状に形成されているが、一画素内での画素電極
と共通電極が、液晶配向方向に対して０度をのぞく±１
度から±４５度の角度の範囲で、屈曲している構造を特
徴とする横電界方式アクティブマトリックス型液晶表示
装置。
【請求項５】少なくとも一方が透明な一対の基板と、前
記基板間に、はさまれた液晶組成物層と、前記基板のい
ずれか一方の基板の向き合った表面に、マトリックス状
に配置された複数の走査線と映像信号配線および共通電
極と対をなす画素電極と、前記画素電極、前記走査線お
よび前記映像信号配線に接続されたアクティブ素子を備
えた液晶表示装置において、走査線と映像信号配線は、
直線状に形成されているが、一画素内での画素電極と共
通電極は、液晶配向方向に対して９０度をのぞく４５度
から１３５度の範囲で屈曲している構造を特徴とする横
電界方式アクティブマトリックス型液晶表示装置。
【請求項６】請求項４に記載のアクティブ素子を備えた
液晶表示装置において、一画素内では、画素電極と共通
電極は、屈曲していないが、隣接する二画素の領域内で
は、画素電極と共通電極が液晶配向方向に対して０度を
のぞく±１度から±４５度の角度の範囲で、屈曲してい
る構造を特徴とする横電界方式アクティブマトリックス
型液晶表示装置。
【請求項７】請求項５に記載のアクティブ素子を備えた
液晶表示装置において、一画素内では、画素電極と共通
電極は、屈曲していないが、隣接する二画素の領域内で
は、画素電極と共通電極が液晶配向方向に対して、９０
度をのぞく４５度から１３５度の範囲で屈曲している構
造を特徴とする横電界方式アクティブマトリックス型液
晶表示装置。
【請求項８】請求項４〜７に記載のアクティブ素子を備
えた液晶表示装置において、薄膜半導体層が走査線の上
側と下側の２つの画素領域にはみ出し、上側と下側の２
つの画素領域の共通電極と絶縁膜をかいしてかさなりあ
っている構造を特徴とする横電界方式アクティブマトリ
ックス型液晶表示装置。
【請求項９】少なくとも一方が透明な一対の基板と前記
基板間に、はさまれた液晶組成物層と、前記基板のいず
れか一方の基板の向き合った表面にマトリックス状に配
置された複数の走査線と映像信号配線および、共通電極
と対をなす画素電極と、前記画素電極、前記走査線およ
び前記映像信号配線に接続されたアクティブ素子を備え
た液晶表示装置において、共通電極と画素電極と映像信
号配線がそれぞれ絶縁膜をかいして各層に分離形成され
ており、形成順番が共通電極、画素電極、映像信号配線
の順に形成されている構造を特徴とする横電界方式アク
ティブマトリックス型液晶表示装置。
【請求項１０】請求項４〜９に記載のアクティブ素子を
備えた液晶表示装置において、アルミニウム合金の表面
にタングステン膜を選択成長させてから酸化物透明導電
膜を形成した接合構造を特徴とするアクティブマトリッ
クス型液晶表示装置。
【請求項１１】請求項４〜７に記載のアクティブ素子を
備えた液晶表示装置において、走査線を形成した時に同
時に形成された共通電極と画素内の共通電極とがゲート
絶縁膜とパッシベーション絶縁膜の２層の絶縁膜にあけ
られた穴をとうして接続されており、画素電極と共通電
極がこの２層の絶縁膜をかいしてかさなりあうことで付
加容量を形成している構造を特徴とする横電界方式アク
ティブマトリックス型液晶表示装置。
【請求項１２】請求項４〜７に記載のアクティブ素子を
備えた液晶表示装置において、走査線を形成した時に同
時に形成された画素電極と、映像信号配線を形成した時
に同時に形成された画素電極とが、ゲート絶縁膜にあけ
られた穴をとうして接続されており、共通電極は、映像
信号配線と有効画面内で交差することなく平行に配置さ
れている構造を特徴とする横電界方式アクティブマトリ
ックス型液晶表示装置。
【請求項１３】請求項４〜７に記載のアクティブ素子を
備えた液晶表示装置において、カラーフィルター基板の
ブラックマスクが対向する基板の映像信号配線と同様に
直線状、または、屈曲した線状に形成され、画面の有効
領域内では、互いに連結されることなく分離独立した平
行線として配置されていることを特徴とする横電界方式
アクティブマトリックス型液晶表示装置。