JPS59205738A - アクテイブマトリツクス基板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、石英ガラスあるいはソーダガラス等の透明絶
縁基板上に形成した薄膜トランジスタをマトリックス状
に配置したアクティブマトリックス基板に関する。

本発明は半導体として多結晶シリコンを用いて説明する
が、他の半導体材料にも同様に適用される。

薄膜トランジスタは、高価なシリコン基板上に形成する
半導体素子に比べ、安価なガラス基板上に形成できると
共に、プロセスコストも安価にできる利点をもっている
。

特に透明絶縁基板上に薄膜トランジスタアレイを形成し
、液晶ディスプレイを構成したフラットパネル等では、
裏面に螢光表示管等の光源を設置することにより、透過
型の液晶マトリックス表示装置ができる。

一般に液晶表示装置にはダイナミック駆動方式とスタテ
ィック駆動方式とがあるが、後者の方が駆動電圧、消費
電力の点で優れている。スタティック駆動方式の液晶表
示装置は一般に、上側のガラス基板と下側の薄膜トラン
ジスタ回路基板とその間に封入された液晶とから構成さ
れており、前記薄膜トランジスタ回路基板上にマトリッ
クス状に配置された液晶駆動用素子を外部選択回路によ
り選択し前記液晶駆動用素子に接続された液晶駆動用電
極に電圧を印加することにより、任意の文字図形、ある
いは画像表示を行なうものである。

前記薄膜トランジスタ回路図を第１図に示す。

第１図（ａ）はスタティック駆動方式の透過型液晶マト
リックス表示装置に用いる薄膜トランジスタ回路基板上
の液晶駆動素子のマ）　ｌ）ックス状配置図である。図
中１で囲まれた領域が表示領域であり、その中に液晶駆
動用素子２がマトリックス状に配置されている。６は液
晶駆動用素子２へのビデオ信号ライン（データ配線）で
あり、４は液晶駆動素子２へのタイミング信号ライン（
ゲート配線）である。

液晶駆動素子２の回路図を第１図Ｃｂ）に示す。５はス
イッチングトランジスタであり、通常ＭＯ８型トランジ
スタが用いられる。６はコンデンサであり、データ信号
の保持用として用いられる。７は液晶パネルであり、７
−１は薄膜トランジスタ回路基板上の各液晶駆動素子に
対応して形成された液晶駆動電極（ドレイン電極）であ
す、７−２は上側ガラスパネルである。

一般に画像表示用（テレビジョン用）として本透過型液
晶マトリックス表示装置を用いる場合は、線順次走査に
より、各走査線毎にタイミングをかけ、各画素に対応し
たコンデンサに信号電圧をホールドさせる。この様に液
晶表示装置をテレビとして用いた場合には、液晶の応答
も良く、＼比較的良好な画像力ｆ得られる。

簿膜トランジスタは一般には第２図（α）、Ｃｈ）　　
　’の様に、ガラス基板１１上に多結晶シリコン膜の　
　　゛島１２を形成したのちに、表面を酸化し、ゲート
膜１３を形成後ゲート配線となる多結晶シリコン膜１４
を形成する。次にイオン打込み法により、ソース・ドレ
イン拡散層１５を形成する。

次に層間絶縁膜１６を形成したのちに、コンタクトホー
ルを開口し、酸化スズ膜と酸化インジウム膜の合金（工
ＴＯ膜）配線１７を形成すると同根に透明電極１８を形
成する。

この様に透明基板上に薄膜トランジスタを形成したアク
ティブマトリックス基板を用いた透過型液晶マ）　リッ
クス表示装置は薄型化・低電圧駆動化・低消費電力化の
実現が可能であり、ポータプル型のテレビジョン用とし
て有用視されている。

しかしながら、この種のアクティブマトリックス基板に
より、動画像表示を行なう場合には、像のシャープ族が
低下する。これは各画素を結ぶデータ線のライン抵抗が
原因であり、工ＴＯ膜で構成したデータ線のライン抵抗
は２インチパネル相当で５ＯＫΩ前後と高い為である。

この問題を回避する為には、ドレイン電極は工Ｔｏ膜で
形成したのちに、データ線を金属にて構成すれば良いが
、工程数が増えコスト高になるだけでなく、後工程にお
ける、液晶の配向処理時に配線材の金属がけづられ、各
画素及び、対向電極間でのショートが発生する等の問題
もある。

本発明はこの様な従来の欠点を減少させたものでありそ
の目的とするところは、データ線を材質の異なる２層構
造にすることにより、大幅なデータ線のライン抵抗の減
少できるアクティブマトリックス基板を提供することで
ある。

具体的には、データ線の一層目にゲート配線材料を用い
、ゲート配線とデータ配線間の層間絶縁膜をコンタクト
ホール開口時に除去後、データ線の２Ｎ目となると共に
ドレイン電極となる工Ｔ。

膜を形成すれば本発明の目的が達成できる。この様にゲ
ート配線材料を用いた２層構造にすることによりデータ
線のライン抵抗は約４０〜４５″％減少することが可能
である。

また本発明は、データ線の一層目はゲート配線形成時に
同時に形成された配線材料を用いたことを特徴とするも
のである。すなわち、配線用として新たに導電膜を設け
るものではなく、ゲート配線形成時に同時に形成するこ
とができる。

第３図により本発明による実施例を説明する。

ガラス基板２１上に多結晶シリコン膜の島２２を形成し
たのちに、表面を酸化し、ゲート膜２３を形成後、ゲー
ト配線となる多結晶シリコン膜２４を形成すると同時に
、データ線の一層目となる多結晶シリコン換２２を形成
する。次にイオン打込み法により、ソース・ドレイン拡
散層２５を形成する。

次に層間絶縁膜２６を形成したのちに、コンタクトホー
ルを第３図（α）又はＣｈ）の様に開口すると同時にデ
ータ配線用多結晶シリコン膜上の層間絶縁膜を除去する
。その後工Ｔｏ膜配線２７を形成すると同時に透明電極
２８を形成する。

この構造によれば、データ配線はゲート配線との交点近
傍以外は、ゲート配線材料である多結晶シリコン膜とデ
ータ配線材料である工ＴＯ膜との２層構造となる。この
場合データ配線の一層目となる多結晶シリコン膜は、ゲ
ート配線がら５μ情から１０μｍはなす必要があるが、
通常のアクティブマトリックス基板のゲート配線ピッチ
からすると１割以下となり、２層構造部分はデータ配線
の長さの９割以上に達する。この様にデータ配線をゲー
ト配線材料との２層構造にすることにより、ライン抵抗
がほぼ従来方式の半分である２５にΩにすることができ
、この結果、動画像表示を行なった場合に、従来に比べ
像のシャープ度がはるかに向上した。

さらにはデータ配線を多結晶シリコン膜であるゲート配
線材料と工Ｔｏ膜との２層構造にしたことにより、配線
部分の透過光の透過率が低下し、画像表示を行なった場
合の黒レベルが向上した。

以上述べた如く、本発明によれば、ゲート配線時のパタ
ーン形成を変更し、コンタクトホール開口部分を工夫す
るのみでデータ配線の２層構＼造が構成でき、データ配
線のライン抵抗を下げることができる。この結果、動画
像表示の時のシャープ度の向上、データ配線に金属を使
用した時の種々の問題の解決、画像表示時の黒レベルの
向上等種々の効果を上げることができた。

【図面の簡単な説明】

第１図（α）は液晶駆動用素子のマトリックス状配置図
、第１図Ｃｈ）は液晶駆動用素子の回路図である。 第２図（α）（ｂ）は従来のアクティブマトリックス基
板の断面図及び平面図である。 図中１１はガラス基板、１２は多結晶シリコン膜、１３
は酸化シリコン膜、１４はゲート配線用多結晶シリコン
膜、１５はソース・ドレイン拡散層、１６は層間絶縁膜
、１７はデータ配線用工ＴＯ膜、２８はドレイン電極用
工ＴＯ膜、である。 る。 図中２１はガラス基板、２２は多結晶シリコン膜、２６
は酸化シリコン膜、２４はゲート配線用多結晶シリコン
膜、２５はソース・ドレイン拡散層、２６は層間絶縁膜
、２７はデータ配線用工ＴＯ膜、２８はドレイン電極用
工Ｔｏ膜、２９はデータ配線用多結晶シリコン膜である
。 （幻 （１７） 第１図 （ト２ 第２図 ＜ａ）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　透明絶縁基板上に薄膜トランジスタをマトリ
   ックス状に配置したアクティブマトリックス基板におい
   て、前記薄膜トランジスタは、複数本のデータ腺七該デ
   ータ線に直交する複数本のゲート配線に接続され、前記
   データ線の一部は材質の異なる２層で構成されている事
   を特徴とするアクティブマトリックス基板。
2. （２）　　データ線の一層目はゲート配線材料で構成し
   、二層目は、ドレイン電極材料で構成したことを特徴と
   する特許請求の範囲第一項目記載のアクティブマトリッ
   クス基板。
3. （３）　　ゲート配線材料には多結晶シリコン膜、ドレ
   イン電極材料には工ＴＯ膜を用いたことを特徴とする特
   許請求の範囲第一項目記載のアクティブマトリックス基
   板。