JPH11119240A - アクティブマトリクス基板とこれを用いた液晶表示装置 - Google Patents
アクティブマトリクス基板とこれを用いた液晶表示装置Info
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- JPH11119240A JPH11119240A JP10223999A JP22399998A JPH11119240A JP H11119240 A JPH11119240 A JP H11119240A JP 10223999 A JP10223999 A JP 10223999A JP 22399998 A JP22399998 A JP 22399998A JP H11119240 A JPH11119240 A JP H11119240A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】本発明の目的は、上記従来技術にみられた信号
線、酸化膜や走査線補助線の位置づれによって生じる走
査線−信号線交差部の絶縁不良の問題を解決し、歩留り
の高いアクティブマトリクス基板を提供することにあ
る。 【解決手段】上記目的は、走査線の構造を最上層として
陽極化成可能な金属膜、下層としてＡｌを主成分とした
金属膜の多層構造とし、ゲート電極を含めた走査線全面
を陽極化成により酸化膜を設けることにより達成され
る。
線、酸化膜や走査線補助線の位置づれによって生じる走
査線−信号線交差部の絶縁不良の問題を解決し、歩留り
の高いアクティブマトリクス基板を提供することにあ
る。 【解決手段】上記目的は、走査線の構造を最上層として
陽極化成可能な金属膜、下層としてＡｌを主成分とした
金属膜の多層構造とし、ゲート電極を含めた走査線全面
を陽極化成により酸化膜を設けることにより達成され
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はアクティブマトリク
ス基板に係り、特に走査線−信号線間短絡の防止に好適
なアクティブマトリクス基板並びにそれを用いた液晶表
示装置に関する。
ス基板に係り、特に走査線−信号線間短絡の防止に好適
なアクティブマトリクス基板並びにそれを用いた液晶表
示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】非晶質シリコン薄膜トランジスタ（amor
phous Silicon Thin Film Transistor以下a-ＳｉＴＦＴ
と略す）をスイッチング素子として用いたアクティブマ
トリクス基板は、（Active Matrix以下ＦＡＭＸ基板と
略す）は、クロストーク現象等の問題がないため各社で
研究・開発が活発に行れている。また、ＡＭＸ基板を用
いた液晶ディスプレイも各社で製品化されている。従
来、このアクティブマトリクス基板は、特開昭６２−６
５４６８号に記載のように図４（ａ）に示す構造を有し
ていた。即ち、タンタル（Ｔａ）から成る走査線主線２
とアルミ（Ａｌ）を主成分とした金属膜から成る走査線
補助線３と、下層からゲート電極１０、ゲート絶縁膜
４、半導体層５及びソース電極９、ドレイン電極８から
成る薄膜トランジスタ１２と、ＩＴＯ（Indium Tin Oxi
de）等透明導電膜から成る画素電極７と、アルミ（Ａ
ｌ）やクロム（Ｃｒ）から成る信号線６により構成され
ており、走査線−信号線交差部の走査線３上とゲート電
極１０上に陽極化成による酸化膜１１が形成されてい
る。また、走査線−信号線交差部の断面は図４（ｂ）に
示すように、ガラスや石英等表面が絶縁物から成る基板
１上にＴａから成る走査線主線２と、この上にＴａを陽
極化成することにより設けられた酸化膜１１と、この上
に設けられたゲート絶縁膜４と、この上に設けられた半
導体層５と、半導体層５上に設けられたＡｌやＣｒから
成る信号線６により構成されていた。
phous Silicon Thin Film Transistor以下a-ＳｉＴＦＴ
と略す）をスイッチング素子として用いたアクティブマ
トリクス基板は、（Active Matrix以下ＦＡＭＸ基板と
略す）は、クロストーク現象等の問題がないため各社で
研究・開発が活発に行れている。また、ＡＭＸ基板を用
いた液晶ディスプレイも各社で製品化されている。従
来、このアクティブマトリクス基板は、特開昭６２−６
５４６８号に記載のように図４（ａ）に示す構造を有し
ていた。即ち、タンタル（Ｔａ）から成る走査線主線２
とアルミ（Ａｌ）を主成分とした金属膜から成る走査線
補助線３と、下層からゲート電極１０、ゲート絶縁膜
４、半導体層５及びソース電極９、ドレイン電極８から
成る薄膜トランジスタ１２と、ＩＴＯ（Indium Tin Oxi
de）等透明導電膜から成る画素電極７と、アルミ（Ａ
ｌ）やクロム（Ｃｒ）から成る信号線６により構成され
ており、走査線−信号線交差部の走査線３上とゲート電
極１０上に陽極化成による酸化膜１１が形成されてい
る。また、走査線−信号線交差部の断面は図４（ｂ）に
示すように、ガラスや石英等表面が絶縁物から成る基板
１上にＴａから成る走査線主線２と、この上にＴａを陽
極化成することにより設けられた酸化膜１１と、この上
に設けられたゲート絶縁膜４と、この上に設けられた半
導体層５と、半導体層５上に設けられたＡｌやＣｒから
成る信号線６により構成されていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、陽
極化成により部分的に酸化膜を形成しているため、信号
線や酸化膜の位置づれが生じた場合、走査線−信号線間
の絶縁がゲート絶縁膜一層のみとなる。また、走査線補
助線となるＡｌ膜が走査線主線の上部に形成されている
ので走査線補助線に位置づれが生じた場合、Ａｌ膜のヒ
ロックスが信号線と接触する可能性がある。以上の要因
のため、走査線−信号線間の短絡発生確率が高かった。
極化成により部分的に酸化膜を形成しているため、信号
線や酸化膜の位置づれが生じた場合、走査線−信号線間
の絶縁がゲート絶縁膜一層のみとなる。また、走査線補
助線となるＡｌ膜が走査線主線の上部に形成されている
ので走査線補助線に位置づれが生じた場合、Ａｌ膜のヒ
ロックスが信号線と接触する可能性がある。以上の要因
のため、走査線−信号線間の短絡発生確率が高かった。
【０００４】本発明の目的は、上記従来技術にみられた
信号線、酸化膜や走査線補助線の位置づれによって生じ
る走査線−信号線交差部の絶縁不良の問題を解決し、歩
留りの高いアクティブマトリクス基板を提供することに
ある。
信号線、酸化膜や走査線補助線の位置づれによって生じ
る走査線−信号線交差部の絶縁不良の問題を解決し、歩
留りの高いアクティブマトリクス基板を提供することに
ある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的は、走査線の構
造を最上層として陽極化成可能な金属膜、下層としてＡ
ｌを主成分とした金属膜の多層構造とし、ゲート電極を
含めた走査線全面を陽極化成により酸化膜を設けること
により達成される。
造を最上層として陽極化成可能な金属膜、下層としてＡ
ｌを主成分とした金属膜の多層構造とし、ゲート電極を
含めた走査線全面を陽極化成により酸化膜を設けること
により達成される。
【０００６】Ａｌ膜から成る走査線補助線を覆う構造に
て走査線主線を設け、走査線全面を陽極化成にて酸化膜
を形成する。これにより、信号線の位置づれやＡｌのヒ
ロックスによる走査線−信号線間の絶縁性低下がない。
て走査線主線を設け、走査線全面を陽極化成にて酸化膜
を形成する。これにより、信号線の位置づれやＡｌのヒ
ロックスによる走査線−信号線間の絶縁性低下がない。
【０００７】また、走査線と信号線との間の層間絶縁膜
として用いる酸化膜の膜厚を１〜１００nmとすること
で、走査線を２層以上で構成したとしても、信号線や走
査線の断線等を防止でき、走査線と信号線との間の層間
絶縁性を十分に確保することができる。これによって、
走査線と信号線との短絡等が防止でき、歩留まりの高い
アクテイブマトリクス回路基板を提供することが可能と
なる。
として用いる酸化膜の膜厚を１〜１００nmとすること
で、走査線を２層以上で構成したとしても、信号線や走
査線の断線等を防止でき、走査線と信号線との間の層間
絶縁性を十分に確保することができる。これによって、
走査線と信号線との短絡等が防止でき、歩留まりの高い
アクテイブマトリクス回路基板を提供することが可能と
なる。
【０００８】なお、酸化膜の膜厚を１〜１００nmとする
理由は以下の通りである。
理由は以下の通りである。
【０００９】アクテイブマトリクス基板の製造歩留まり
を向上させるには、走査線と信号線間の短絡を防止する
ことと、走査線と信号線の断線を防止することが必要と
なる。
を向上させるには、走査線と信号線間の短絡を防止する
ことと、走査線と信号線の断線を防止することが必要と
なる。
【００１０】このうち走査線と信号線の短絡防止のため
には、走査線と信号線との間に形成される層間絶縁膜の
欠陥（ピンホール等）を無くすことが重要であり、走査
線と信号線との間を陽極酸化膜と絶縁膜の２層膜として
構成したい。
には、走査線と信号線との間に形成される層間絶縁膜の
欠陥（ピンホール等）を無くすことが重要であり、走査
線と信号線との間を陽極酸化膜と絶縁膜の２層膜として
構成したい。
【００１１】この絶縁膜の欠陥（ピンホール等）を救済
するには、陽極酸化膜の絶縁性を高める必要があるが、
この場合、陽極酸化膜は少なくとも連続膜であることが
望まれる。これは、絶縁膜の欠陥（ピンホール等）を陽
極酸化膜によりカバーするためである。従って、酸化膜
の膜厚が連続膜となり始める1nm以上が必要となる。
するには、陽極酸化膜の絶縁性を高める必要があるが、
この場合、陽極酸化膜は少なくとも連続膜であることが
望まれる。これは、絶縁膜の欠陥（ピンホール等）を陽
極酸化膜によりカバーするためである。従って、酸化膜
の膜厚が連続膜となり始める1nm以上が必要となる。
【００１２】次に、信号線と走査線の間の絶縁性を高め
るためには、陽極酸化膜の膜厚を大きくすることが有効
となる。
るためには、陽極酸化膜の膜厚を大きくすることが有効
となる。
【００１３】しかし、陽極酸化膜の膜厚を厚くするに
は、その母材である金属材料（走査線の上層金属層）の
膜厚を厚くしなければならないが、金属材料（走査線の
上層金属層）の膜厚を厚くすると、参考図のように基板
面に対する走査線の段差が急峻になってしまう。
は、その母材である金属材料（走査線の上層金属層）の
膜厚を厚くしなければならないが、金属材料（走査線の
上層金属層）の膜厚を厚くすると、参考図のように基板
面に対する走査線の段差が急峻になってしまう。
【００１４】この急峻な走査線上を信号線が交差する
と、信号線による段差被覆が悪くなり、信号線の断線が
発生したり、信号線の抵抗値が増加すると言った問題が
生じる。
と、信号線による段差被覆が悪くなり、信号線の断線が
発生したり、信号線の抵抗値が増加すると言った問題が
生じる。
【００１５】従って、段差による信号線の断線や抵抗増
加等を防止するには、前述の段差を、信号線の膜厚と同
等以下にすることが望ましい。
加等を防止するには、前述の段差を、信号線の膜厚と同
等以下にすることが望ましい。
【００１６】ここで、信号線の膜厚は２００〜５００nm
であることが一般的であるため、前述の走査線による段
差は５００nm以下にすることが望ましい。
であることが一般的であるため、前述の走査線による段
差は５００nm以下にすることが望ましい。
【００１７】また、走査線においては、必要な配線抵抗
値からして下層金属層の膜厚を１００〜２００nmとする
ことが望ましいことや、下層金属層の断線を防止するた
めに上層の陽極酸化可能な金属層の膜厚を下層金属層と
同等以上（１００〜２００nm以上）とすることが望まし
いことを考慮すると、陽極酸化膜の膜厚は１００nm以下
でなければならない。なお、陽極酸化膜の膜厚を１００
nmよりも大きくすることは、陽極酸化時の異常放電の発
生などのため製造歩留まりは低下してしまう。
値からして下層金属層の膜厚を１００〜２００nmとする
ことが望ましいことや、下層金属層の断線を防止するた
めに上層の陽極酸化可能な金属層の膜厚を下層金属層と
同等以上（１００〜２００nm以上）とすることが望まし
いことを考慮すると、陽極酸化膜の膜厚は１００nm以下
でなければならない。なお、陽極酸化膜の膜厚を１００
nmよりも大きくすることは、陽極酸化時の異常放電の発
生などのため製造歩留まりは低下してしまう。
【００１８】以上の観点から、陽極酸化膜の膜厚を１〜
１００nmとすることが好ましい。
１００nmとすることが好ましい。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を図を用
いて説明する。
いて説明する。
【００２０】実施例１ 本発明によるアクティブマトリクス基板は、図１（ａ）
に示すように、Ａｌを主成分とした金属膜から成る走査
線補助線２と、この走査線補助線２全体をカバーするよ
うに形成したＴａ，Ｗ，Ｎｂ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆの中か
ら選ばれた金属膜から成る走査線主線３と、ＣｒやＡｌ
から成る信号線６と、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等の
透明導電膜から成る画素電極７と、下層からゲート電極
１０、ゲート絶縁膜４、半導体層５及びソース電極９、
ドレイン電極８から成る薄膜トランジスタ１２により構
成されている。走査線−信号線交差部の構造は図１
（ｂ）に示すように、ガラスや石英等表面が絶縁物から
成る基板１上に設けられた走査線補助線２と、走査線補
助線上に設けられた走査線主線３と、主走査線全面を陽
極化成することによって形成される酸化膜１１と、この
上に設けられたゲート絶縁膜４、半導体層５と信号線に
よりなっている。従って、走査線全面が陽極化成による
酸化膜で覆われているので走査線−信号線交差部は酸化
膜とゲート絶縁膜の２層で絶縁されており、この間の短
絡を防げる。また、走査線補助線２としてＡｌを主成分
とした金属膜を用い、これをカバーする形状で走査線主
線３を形成しているのでＡｌのヒロックス発生によって
生じる走査線−信号線間ショートや走査線の高抵抗化が
防げる。
に示すように、Ａｌを主成分とした金属膜から成る走査
線補助線２と、この走査線補助線２全体をカバーするよ
うに形成したＴａ，Ｗ，Ｎｂ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆの中か
ら選ばれた金属膜から成る走査線主線３と、ＣｒやＡｌ
から成る信号線６と、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等の
透明導電膜から成る画素電極７と、下層からゲート電極
１０、ゲート絶縁膜４、半導体層５及びソース電極９、
ドレイン電極８から成る薄膜トランジスタ１２により構
成されている。走査線−信号線交差部の構造は図１
（ｂ）に示すように、ガラスや石英等表面が絶縁物から
成る基板１上に設けられた走査線補助線２と、走査線補
助線上に設けられた走査線主線３と、主走査線全面を陽
極化成することによって形成される酸化膜１１と、この
上に設けられたゲート絶縁膜４、半導体層５と信号線に
よりなっている。従って、走査線全面が陽極化成による
酸化膜で覆われているので走査線−信号線交差部は酸化
膜とゲート絶縁膜の２層で絶縁されており、この間の短
絡を防げる。また、走査線補助線２としてＡｌを主成分
とした金属膜を用い、これをカバーする形状で走査線主
線３を形成しているのでＡｌのヒロックス発生によって
生じる走査線−信号線間ショートや走査線の高抵抗化が
防げる。
【００２１】図２に本発明によるアクティブマトリクス
基板を搭載した液晶表示装置の構造を示す。（ａ）は平
面図、（ｂ）は断面図である。液晶表示装置は、アクテ
ィブマトリクス基板の下部に偏向板１４を、上部に保護
膜２０と、この上に設けられた配向膜１８から成る基板
を下板とし、基板の下部に偏光板１４を上部にカラフィ
ルタ１５を設け、この上に保護膜１６と、保護膜１６上
に設けられたＩＴＯ等の透明導電膜による対向電極１７
と、この上に設けられた配向膜１８から成る基板を上板
とし、この上板と下板の間に液晶１９をはさんだ構造を
有している。従って、アクティブマトリクス基板の製造
歩留りが向上すると、液晶表示装置のコストを低減でき
る。
基板を搭載した液晶表示装置の構造を示す。（ａ）は平
面図、（ｂ）は断面図である。液晶表示装置は、アクテ
ィブマトリクス基板の下部に偏向板１４を、上部に保護
膜２０と、この上に設けられた配向膜１８から成る基板
を下板とし、基板の下部に偏光板１４を上部にカラフィ
ルタ１５を設け、この上に保護膜１６と、保護膜１６上
に設けられたＩＴＯ等の透明導電膜による対向電極１７
と、この上に設けられた配向膜１８から成る基板を上板
とし、この上板と下板の間に液晶１９をはさんだ構造を
有している。従って、アクティブマトリクス基板の製造
歩留りが向上すると、液晶表示装置のコストを低減でき
る。
【００２２】このように走査線全域を陽極化成して酸化
膜を形成すれば、信号線の位置づれが生じても走査線−
信号線間は絶えず酸化膜とゲート絶縁膜の２層で絶縁さ
れているので、この間での短絡はない。また、走査線補
助線としてＡｌを主成分とした金属膜を用い、走査線主
線でこれを覆えば、Ａｌのヒロックス発生による走査線
−信号線間短絡や走査線の高抵抗化がない。従って、ア
クティブマトリクス基板の製造歩留りを向上せしめる効
果がある。また、これを用いた液晶表示装置のコストを
低減させる効果がある。
膜を形成すれば、信号線の位置づれが生じても走査線−
信号線間は絶えず酸化膜とゲート絶縁膜の２層で絶縁さ
れているので、この間での短絡はない。また、走査線補
助線としてＡｌを主成分とした金属膜を用い、走査線主
線でこれを覆えば、Ａｌのヒロックス発生による走査線
−信号線間短絡や走査線の高抵抗化がない。従って、ア
クティブマトリクス基板の製造歩留りを向上せしめる効
果がある。また、これを用いた液晶表示装置のコストを
低減させる効果がある。
【００２３】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、酸化膜
や走査線補助線の位置づれによって生じる走査線−信号
線交差部の絶縁不良の問題を解決し、歩留りの高いアク
ティブマトリクス基板を提供することが可能となる。
や走査線補助線の位置づれによって生じる走査線−信号
線交差部の絶縁不良の問題を解決し、歩留りの高いアク
ティブマトリクス基板を提供することが可能となる。
【図１】本発明の一実施例であるアクティブマトリクス
基板の平面図および走査線−信号線間断面図。
基板の平面図および走査線−信号線間断面図。
【図２】本発明の一実施例である液晶表示装置の平面図
および断面構造図。
および断面構造図。
【図３】従来のアクティブマトリクス基板平面図及び断
面図。
面図。
１…基板、２…走査線補助線、３…走査線主線、４…ゲ
ート絶縁膜、５…半導体層、６…信号線、７…画素電
極、８…ドレイン電極、９…ソース電極、１０…ゲート
電極、１１…酸化膜、１２…薄膜トランジスタ、１３…
走査線、１４…偏光板、１５…カラーフィルタ、１６…
保護膜、１７…対向電極、１８…配光膜、１９…液晶、
２０…アクティブマトリクス基板。
ート絶縁膜、５…半導体層、６…信号線、７…画素電
極、８…ドレイン電極、９…ソース電極、１０…ゲート
電極、１１…酸化膜、１２…薄膜トランジスタ、１３…
走査線、１４…偏光板、１５…カラーフィルタ、１６…
保護膜、１７…対向電極、１８…配光膜、１９…液晶、
２０…アクティブマトリクス基板。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高野 隆男 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 中谷 光雄 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 釼持 秋広 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内
Claims (5)
- 【請求項１】走査線及び信号線を有するアクテイブマト
リクス基板において、該走査線を少なくとも下層導体層
と該下層導体層上に形成した上層導体層とで構成し、該
上層導体層を陽極酸化して該上層導体層の表面に膜厚が
１nm以上、１００nm以下の酸化膜を形成したことを特徴
とするアクテイブマトリクス基板。 - 【請求項２】上記上層導体層は、Ta,W,Nb,Ti,Zr,Hfの中
から選ばれたいずれかを用いることを特徴とする請求項
1記載のアクテイブマトリクス基板。 - 【請求項３】走査線及び信号線を有するアクテイブマト
リクス基板において、該走査線を少なくともＡｌを主成
分とした下層導体層と該下層導体層上に形成した上層導
体層とで構成し、該上層導体層を陽極酸化して該上層導
体層の表面に膜厚が１nm以上、１００nm以下の酸化膜を
形成したことを特徴とするアクテイブマトリクス基板。 - 【請求項４】上記Ａｌを主成分とした下層導体層の厚さ
を、５０nm以上、２μm以下としたことを特徴とする請
求項3記載のアクテイブマトリクス基板。 - 【請求項５】請求項１乃至４のいずれかのアクテイブマ
トリクス基板を用いたことを特徴とする液晶表示装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10223999A JPH11119240A (ja) | 1989-03-15 | 1998-08-07 | アクティブマトリクス基板とこれを用いた液晶表示装置 |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1060945A JPH02240636A (ja) | 1989-03-15 | 1989-03-15 | アクティブマトリクス基板とこれを用いた液晶表示素子 |
| JP10223999A JPH11119240A (ja) | 1989-03-15 | 1998-08-07 | アクティブマトリクス基板とこれを用いた液晶表示装置 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1060945A Division JPH02240636A (ja) | 1989-03-15 | 1989-03-15 | アクティブマトリクス基板とこれを用いた液晶表示素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11119240A true JPH11119240A (ja) | 1999-04-30 |
Family
ID=13157034
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1060945A Pending JPH02240636A (ja) | 1989-03-15 | 1989-03-15 | アクティブマトリクス基板とこれを用いた液晶表示素子 |
| JP10223999A Pending JPH11119240A (ja) | 1989-03-15 | 1998-08-07 | アクティブマトリクス基板とこれを用いた液晶表示装置 |
Family Applications Before (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1060945A Pending JPH02240636A (ja) | 1989-03-15 | 1989-03-15 | アクティブマトリクス基板とこれを用いた液晶表示素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (2) | JPH02240636A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6590553B1 (en) | 1999-07-23 | 2003-07-08 | Nec Corporation | Liquid crystal display device and method for driving the same |
| KR100686232B1 (ko) * | 2000-04-11 | 2007-02-22 | 삼성전자주식회사 | 액정 표시 장치 및 그 제조 방법 |
| US9966009B2 (en) | 2015-09-11 | 2018-05-08 | Japan Display Inc. | Display device |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3245959B2 (ja) * | 1992-06-05 | 2002-01-15 | 松下電器産業株式会社 | 液晶画像表示装置の製造方法 |
| JPH0643489A (ja) * | 1992-07-24 | 1994-02-18 | Hitachi Ltd | アクティブマトリックス液晶表示装置 |
| KR100318539B1 (ko) * | 1999-03-24 | 2001-12-22 | 윤종용 | 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판 |
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