JPS6266664A - 駆動回路基板 - Google Patents

駆動回路基板

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JPS6266664A
JPS6266664A JP60205305A JP20530585A JPS6266664A JP S6266664 A JPS6266664 A JP S6266664A JP 60205305 A JP60205305 A JP 60205305A JP 20530585 A JP20530585 A JP 20530585A JP S6266664 A JPS6266664 A JP S6266664A
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JP
Japan
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conductor pattern
pattern
film
electrode
thin film
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JP60205305A
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English (en)
Inventor
Osamu Ichikawa
修 市川
Masayuki Dojiro
堂城 政幸
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
    • H01L27/12Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772Field effect transistors
    • H01L29/78Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
    • H01L29/786Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film
    • H01L29/78651Silicon transistors
    • H01L29/7866Non-monocrystalline silicon transistors
    • H01L29/78663Amorphous silicon transistors

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)

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】 〔発明の技術分野〕 本発明は薄膜スイッチング素子をマトリックス状に配列
してなる表示装置の駆動回路基板に関する。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
エレクトロルミネッセンス、発光ダイオード。
プラズマ、蛍光。表示管、液晶等の表示デバイスは。
表示部の薄型化が可能であり計測機器、事務機器やコン
ピュータ等の端末表示装置あるいは特殊な表示装置への
用途として要求が高まっている。これらの中で薄膜トラ
ンジスタのスイッチング素子マトリックスアレイを用い
たエレクトロルミネッセンスや液晶表示装置は、低消費
電力化や低コスト化が可能であるために表示デバイスと
して注目され、近年各所で開発されている(例えばII
JETransactIon on Electron
 Devces Vol BD−20,No−1No−
1ieNove 1973.PP995−1001参照
)、このようなスイッチングトランジスタの材料として
は結晶。
多拮晶、アモルファス状態の8i、CdSe、Te。
CdS  等が用いられる。この中でも多結晶半導体や
アモルファス半導体の薄膜技術は、低温プロセスが可能
な之めにガラス基板等の比較的低温で取扱うことの必要
な基板上にもスイッチングトランジスタのアクティブマ
トリックス素子を形成することができ、低価格で大面績
の表示装置を実用段階lこした。
第3図ra) (b) (C)は一般的な′4膜トラン
ジスタアレイを用いた表示装置の等価回路と表示素子の
構造を示す平面図およびその断面図である。アドレス配
置 (11) (11,、11! 、 ・lln )は
横方向に並ぶ薄膜トランジスタ(13)のゲート電極を
共通にドライブし、データ配線(12) (12t 、
 12t 、・=12n)は縦方向に並ぶ薄膜トランジ
スタ(13)のソース電極に両津信号を与える。薄膜ト
ランジスタ(I3)の各々はアドレス配/R(1υとデ
ータ配a (12)の各交点に対応した画素毎に用いら
れ、各ドレインIEfflは表示素子(15)と共にキ
ャパシタ(14) lこも接続されている。
表示素子(15)は、列えば液晶やエレクトロルミネッ
センス素子である。具体的に液晶表示装置を例にとると
、アドレス配@(lυ、データ配線(12)。
トランジスタ(L3)およびキャパシタ(14)を集積
形成した駆動回路基板とこれに対向する透明電極を全面
に形成した基板との間に液晶層を挟持することにより増
成される。また最近ではここで使われている薄膜トラン
ジスタの0N−OFF特性等が改善され補助容量となる
キャパシタ(14)がなくしても実質的には表示素子(
15)となる液晶自体のもつ容量だけで1込んだ画像情
報の保持タイムを充分長くとれるようになった。
このようlこアクティブマトリックス型の表示装置はア
ドレス配線の走査毎に−ライン分の画像データを竹込む
線順次走査方式で採用することにより表示素子(15)
をデユーティ比はぼ100%で駆動ることができるため
に見易い画像が得られる。
第3図+b)及び第3図(c)は第3図(a)に示す薄
膜トランジスタアレイを用い九表示装置用駆動回路基板
の部分平面図及びA−A’断面図である。
先ず例えばガラス板のような透明絶縁性基板(2の上に
MOやCrのような金属溝1体でアドレス配@(tit
、・・・$1411)とゲート電極(2υのパターン形
成し、久いてこれらの導電体パターン上を例えば5in
2等の絶縁膜(22)で債う、そうしてゲート電極(2
1)上に位置するところにa−8i等の半導体薄纜パタ
ーン(23)を形成し次いでこの半導体薄膜パターン(
23)上の一部に重なるソース環ffl (25)とド
レイン′1極(26)を形成する。このソース電極(2
5)はアドレス配@(llt・・・11o)と絶縁@ 
(22)を介して直交するデータ配@(12t・・・1
2m)に接続されており、またドレイン電極(26)は
ITO等の透明導電嗅からなる表示用の1面素電極(2
4月こ接続するようにして表示装置用駆動回路基板を構
成してい念。
このような従来のTPT(薄膜トランジスタンの1造を
用いた場合には、一般的に非晶質のa−81等はキャリ
ヤ移動度が小さいので高速な電気信号lこ対処する為に
ソース電極(25)とドレイン′1極(26)とのチャ
ンネル長jをできるだけ短かくなるよ5Jこしてきた。
しかしながら、従来のリソグラフィー技術によって作れ
るチャンネル長jの値には限界があり、最小値は約5μ
mとなっていた。この値は〜1゜C「 以下の比較的小
面構の表示装置用駆動回路基板を得るような場合であり
、基板面積が30cm0を越えるような場合にはチャン
ネル長lを小さくすることが更に困難となっていた。
1〔発明の目的〕 本発明は上記したよりな問題点に対処したもので、TP
Tのチーヤンネル長を短かくする構造とすることによっ
て大面積で且つ高速な信号処理lこ対しても正しい画凶
情報を作り得る駆動回路基板を提供するものである。
〔発明の概要〕
本発明はf8縁性基板上にアドレス配@およびこのアド
レス配線の所定箇所より配設されるゲート電極とにより
構成される複数本の第1の導電体パターンが設けられる
この第1の導181苓パターン上は絶縁膜で覆われてお
り、この絶縁膜上に第2の導電体パターンが設けられて
いる。この第2の導電体パターンは、その一部が第1の
導電体パターンのデートIt極上へ延びるソース′1!
極と絶縁膜を介して1g1の導電体パターンのアドレス
配線と直交する所望のデータ配線を構成している。ゲー
ト電極上へ延びるソースT!1極上と、このゲート心極
上の領域に絶縁膜を介して具備した半導体薄膜の島状パ
ターンが形成されて詔?)、この半導体薄膜パターン上
にはその一方で第2の導1体パターンと直なる領域をも
ち他方では画素′Tt極へ接続をなす領域をもつドレイ
ン電極が設けられている。
実質的にはソース電極とドレイン電極のチャンネル長を
半導体薄膜パターンの厚さとする薄膜トランジスタで構
成した駆動回路基板としている。
〔発明の効果〕
すなわち本発明によれば大面積の基板上fこ非晶質等の
キャリヤ移動度の小さい半導体薄膜を用いいたアクティ
ブ、マドIJックス型で高速動作可能な駆動回路基板を
既存のリソグラフィー技術tこより容易に作ることがで
きる。
また、従来のようなゲート峨極丁はのTFTq造lこお
いではチャンネル部で露出する@ −Si等の半導体薄
膜が光によって導電率変化が起る。この念めチャンネル
領域上に絶縁(IJを介して金^4パターンを形成する
などの光遮蔽が必要であったが本発明の1造ではチャン
ネル部がソースが他とドレイン電極とにより1われでお
り特に光遮蔽パターンを必要としない。
更には*模トランジスタの基−収12となるゲート電極
と、デートW!!、縁℃と、ソース1甑及びドレイン電
極を構成する為の最小の工程でアクティブ、マトリック
スnの駆動回路基板を作り上げることができる。このよ
うにツ漬工卑を短棒し安価な表示装置を提供するばかり
でなく表示pl萱としての性能向上も計ることができる
C発明の実施例〕 以下本発明の実施列について第1図fa) 、 (b)
 、第2図(a) 、 (b)を参照して貌明する。
第11角(a) 、 (b)は本発明の一実施例を示す
平面図及びA−A’断面図である。先ず1例えばガラス
基板からなる厚さ約1mmの透明絶縁性基板(101)
上にスパッタリング法や電子ビーム(h−Gun)MW
法により厚さ約100 OAのMo等の金属膜を付着し
、ホトレジスト1パターンを用いてアドレス配線(10
2)とこのアドレス配4I(i02)の所定箇所より延
設されるゲート電極(103)を形成する。
次lこ、ガ兄ばプラズマ、光、マイクロ波、熱等を利用
したCVD法もしくはスパッタリング法により約200
OAのシリコン酸化@ (S i O,)(10りを付
着しアドレス配[(102)及びゲート電極(103)
上を慢う、このあと図示しないが基板周辺のアドレス配
置 (102)から電極を取り出す為にホトレジスト・
パターンを用いてこの絶[1に開孔を施こしておく。
次に、例えばスパッタ11ング法やE−Gun蒸着法に
より厚さ約100OAのITO(インジウム。
チン・オキサイド)等の透明導罵嘆を堆積させ、同様な
ホトレジスト・ノドターンを形成してソース電極(10
5)と画素電極(106)を作る。
次にプラズマ等のCVD法により厚さ約3oo。
Aのアモルファス・シリコン(a−8i)を堆積させ。
ホトレジストを用いてデート′を極(103)上に位置
するように半導体薄膜の島状パターン(10υを形成す
る。
このあと真空蒸着法やスパッタリング法によシ厚さ約5
00AC) M oと厚さ約1μmのアルミニウムを連
続的に付着させ、ホトレジストを用いてソース電極(1
05)を接続しかつアドレス配線(102)と直交する
データ配置 (109)と、半導体薄膜パター ン(1
07) ic ”X−すりかつ画素を極(106)に接
続するドレイン電極(110)を作る。またこのとき、
上記した基板周辺のアドレス配置電極取出し部にもこの
金属膜パターンを形成することlこよって表示装置用駆
動回路基板を完成することができる。
第2図1a) 、 (b)は本発明の他の実施例を示す
平面図及びA−A’断面図である。先ず、絶縁性基板(
101)上にスパッタリング法等により厚さ約2000
AのTa@を付着しホトレジストによりアドレス配置 
(102)とこのアドレス配線(102Jの所定箇所よ
り延設されるゲート′ilL極パターン(103)を形
成する。次いでcvD、1により厚さ約250OAのS
in、模からなる絶縁膜(104)を付着させる1次に
厚さ約100OAのcr膜をスパッタリング法やB−G
un蒸・P!!法により付着し、ホトレジストを用いて
データ配置 (109)及びこのデータ配線(109)
より絶縁膜(104)を介してゲート電極(103)上
の一部に延設されるソース′成極(105)を形成する
この場合、Crn”a−34と連続付着させてパターニ
ングしても良い0次にプラズマ・CVD法により厚さ約
500OAの2−8iとフォスフイン等をドープした約
50OAのn”a−8iを付着する。
そしてこのあと連続的に2000A程度のMo嗅を付W
E、ホ)Lzシスト(CよりMo、n”a−8I、a−
8iを連続的にエツチングし半導体薄膜パターン(10
7)及びオーミック性’Kffl@(108)を形成す
る。
次に、厚さ約150OAのITO@を付着させ、ホトレ
ジストによりドレイン′電極およびこのドレイン電極の
延設部となる画素電極(106)を形成して表示装置用
駆動回路基板を完成する。
尚、第2図(a) 、 rb)の実施列で述べた隻板同
辺の電極取出し部を除くアドレス配線およびゲートを也
の表面に陽極酸化膜を施こしておけばゲート絶縁膜だけ
で起るシ薔−ト等の欠陥を防ぐことができる。また、透
明導1i!嗅であるITOのエツチング加工したあと露
出した半導体薄膜パターン上のMoを除去すれは光遮蔽
と半導体薄膜とのオーミック性を兼ねる金属膜がソース
電極と重なる部分での短絡欠陥を防ぐことができる。更
lこはデータ配線やアドレス配線の電極取出し部を強化
するために再びアルミニウムやMoとアルミニウムを付
着しCr寝からなるデータ配線上やTa上に重ねるパタ
ーンを形成しても良い。
またアドレス配線とデータ配線とが直交する各交点には
8i0.等のゲート絶縁膜を兼ねる絶縁膜に限らず他の
絶縁膜やポリイミド樹脂@などの絶縁膜を併用して構成
すればこの交差部に於けるアドレス配線とデータ配線の
相互干渉を少なくして狭示装置としての画数品質を向上
させることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による表示装置用駆動回路基板の一実施
例を示す図、第2図は本発明の他の実施例を示す図、第
3図は従来の表示装置用駆動回路基板を示す因である。 101・・・絶縁性i仮、102・・・アドレス配線、
103・・・ゲート電極、104・・・絶縁1iJ% 
105・・・ソース電橋。 106・・・画素α億、107・・・半導体薄膜パター
ン。 108・・・オーミック性電極、109・・・データ配
線、110・・・ドレイン電極。 代理人 弁理士   則 近 憲 右 同     竹 花 喜久男 第  1 図 第  2 図 第  3 図

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)絶縁性基板の一主面上に設けられた第1の導電体
    パターンと、この第1の導電体パターンを覆う絶縁膜と
    、絶縁膜上にその一部が前記第1の導電体パターン上に
    位置するように設けられた第2の導電体パターンと、絶
    縁膜もしくは前記絶縁性基板上にあってその一部が前記
    第1の導電体パターン上に位置するかもしくは接近する
    ように設けられた第3の導電体パターンと、この第2お
    よび第3の導電体パターン上にあってかつ前記第1の導
    電体パターン上に前記絶縁膜を介して設けられた半導体
    薄膜パターンと、 この半導体薄膜パターン表面上を覆いその一部が前記第
    3の導電体パターンに接続され、あるいはこの半導体薄
    膜パターン表面上の一部であってかつ一方で前記第2の
    導電体パターン上にこの半導体薄膜パターンを介して重
    なる部位を持ち他方で第3の導電体パターンに接続され
    るように設けられた第4の導電体パターンとにより構成
    されたことを特徴とする駆動回路基板。
  2. (2)前記第2及び第3の導電体が透明導電膜より構成
    されたことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の駆
    動回路基板。
  3. (3)前記第2の導電体パターンはその延設部に前記第
    1の導電体パターンと前記絶縁膜を介して直交する配線
    体を具備していることを特徴とする特許請求の範囲第1
    項記載の駆動回路基板。
  4. (4)前記絶縁膜は前記半導体薄膜パターンが位置する
    前記第1の導電体パターン上にあっては薄く前記第2の
    導電体パターンの延設配線体と前記第1の導電体パター
    ンとが交差する部位にあってはこれより厚い膜を有して
    いることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の駆動
    回路基板。
  5. (5)絶縁性基板の一主面上に設けた第1の導電体パタ
    ーンと、この第1の導電体パターンを覆う絶縁膜と、 この絶縁膜上にその一部が前記第1の導電体パターン上
    に位置するように設けた第2の導電体パターンと、 この第2の導電体パターン上の一部および前記第1の導
    電体パターン上に前記絶縁膜を介して設けた半導体薄膜
    パターンと、この半導体薄膜パターン表面上を覆う、あ
    るいはこの半導体薄膜パターン表面上の一部にあってか
    つ一方前記第2の導電体パターン上にこの半導体薄膜パ
    ターンを介して重なる部位を持ち他方で前記絶縁膜もし
    くは前記絶縁性基板上に延設される第3の導電体パター
    ンとにより構成されたことを特徴とする駆動回路基板。
  6. (6)前記第3の導電体パターンが透明導電膜より構成
    されたことを特徴とする特許請求の範囲第5項記載の駆
    動回路基板。
  7. (7)前記第2の導電体パターンはその延設部に前記第
    1の導電体パターンと前記絶縁膜を介して直交する配線
    体を具備していることを特徴とする特許請求の範囲第5
    項記載の駆動回路基板。
  8. (8)前記絶縁膜は前記半導体薄膜パターンが位置する
    前記第1の導電体パターン上にあっては薄く前記第2の
    導電体パターンの延設配線体と前記第1の導電体パター
    ンとが交差する部位にあってはこれより厚い膜を有して
    いることを特徴とする特許請求の範囲第5項記載の駆動
    回路基板。
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