JPH02198431A - 表示電極基板の製造方法 - Google Patents

表示電極基板の製造方法

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JPH02198431A
JPH02198431A JP1019331A JP1933189A JPH02198431A JP H02198431 A JPH02198431 A JP H02198431A JP 1019331 A JP1019331 A JP 1019331A JP 1933189 A JP1933189 A JP 1933189A JP H02198431 A JPH02198431 A JP H02198431A
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bus line
electrode
gate
thin film
semiconductor layer
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JP1019331A
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Koji Taniguchi
幸治 谷口
Hiroshi Morimoto
弘 森本
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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】 産業上の利用分野 本発明は、アクティブマトリクス表示装置に用いられる
表示電極基板の製造方法に関する。
従来の技術 ガラス板などの光透過性絶縁基板上に絵素電極と、この
絵素電極に選択的に駆動信号を供給する薄膜トランジス
タ(Tbin Fil+n Transistor ;
以下TFTと略称する)とがマトリクス状に配列される
とともに、信号線、走査線となるパスラインも併せて配
列された表示電極基板(以下、アクティブマトリクス基
板と称する)を用いるアクティブマトリクス駆動方式の
場合、液晶の応答速度が速く、また絶縁基板の面積に制
約がなく反射型、透過型のいずれにも適用できるなどの
利点を持つため、近年盛んに実用に供されている。
ところが、上記アクティブマトリクス基板は製造工程が
複雑で、製造歩留りが低く、したがって製造コストが高
くなるというのが実情である。
そこで、従来より工程の簡略化および製造時に必要なマ
スク枚数の低減化をはかったアクティブマトリクス基板
の製造方法が開発されている。
第7図は、そのような従来の製造方法によって得られる
アクティブマトリクス基板のほぼ1絵素に相当する部分
の概略的な構成を示す平面図である。第7図において、
絶縁基板1上には走査電極となるゲートバスライン2と
信ぢ電極となるソースバスライン3とが互いに直角に立
体交差するように配列されており、これらのゲートバス
ライン2とソースバスライン3とが交差する位置ごとに
絵素電極4とこの絵素電極4に駆動信号を選択的に供給
するためのTFT5とがマトリクス状に配置されている
。TFT5のゲート電極はゲートバスライン2に、ソー
ス電極はソースバスライン3に、ドレイン電極は絵素電
極4にそれぞれ接続されている。
第8図(a)〜(e)は、上記アクティブマトリクス基
板の製造工程を第7図の■−■矢視線側から見た断面図
を示し、第9図〜第11図はそれらの一部工程における
平面図を示す。
第8図(a)〜(e)、第9図〜第11図を参照して、
上記アクティブマトリクス基板の製造方法を以下に説明
する。
まず、透明な絶縁基板1の表面にTaなどの導電体層が
蒸着などの処理によって全面に形成され、この導電体層
をフォトリソグラフ法を用いてパターン化することによ
って上述したゲートバスライン2とTFT5のゲート電
極2aとが形成される(第8図(a)、第9図)。
次に、上記ゲートバスライン2およびゲート電極2aの
形成された絶縁基板lの表面全面に、第8図(b)に示
すように、プラズマ・化学気相成長法(以下、P−CV
D法と略称する)によって窒化シリコン膜からなる絶縁
層6、a−3i(i)半導体層7およびa−3i(n”
)半導体層8がこれらの順序に積層して形成され、さら
にその上にスパッタリングまたは蒸着処理によって導電
体層9が形成される。
このように連続成膜して得られた4層6−っは、第10
図に斜線を施した部分Xつまりソースバスライン3およ
びT’F T 5の配置領域だけを残して各層が平面的
に見て同一形状となるように、フォトリソグラフ法によ
ってパターン化される。したがって、このときゲートバ
スライン2上では第8図(C)に示すように上述した4
層の積層膜は除去されている。このパターン化によって
残された導電体層9の一部はソースバスライン3を構成
する。また、このパターン化によって残された絶縁層6
のうち、ゲート電極2aと交差する部分はゲート絶縁膜
を構成する。
次に、第10図に示す絶縁基板1の表面全面に一部が絵
素電極4となる透明な導電体層10がスパッタリングま
たは蒸着処理によって形成される(第8図(d))。
上記導電体層10はさらに、絵素電極4、TFT5のソ
ース電極とドレイン電極およびソースバスライン3の各
配置領域(第11図に斜線を施した部分)だけが残るよ
うにパターン化され、これによって絵素電極4が形成さ
れる。したがって、このときゲートバスライン2上ては
第8図(e)に示すように上記導電体層10は除去され
ている。
次に、上述したようにパターン化された導電体層10を
マスクとして、先に残されていた4層4〜9の積層膜の
導電体層9の一部がフォトリングラフ法によって選択的
に除去され、これによってTFT5のソース電極および
ドレイン電極が形成される。さらに、同じ導電体層10
のパターンをマスクとして、4層の積層膜のa−3i(
n”)半導体層8の一部が同様にして選択的に除去され
、これによってTFT5のチャネル部が形成される。
この製造方法では、ゲートバスライン2およびTFT5
のゲート電極2aをパターン化する場合と、上述した4
層の積層膜をパターン化する場合と、一部が絵素電極4
となる導電体膜10をパターン化する場合の3種類のマ
スクだけで済ませることができるとともに、フォトリソ
グラフ工程の数も低減されるので、製造工程が簡略化さ
れることになる。
発明が解決しようとする課題 しかしながら、上述した従来の製造方法においては、絵
素電極4となる導電体膜10がパターン化されたあとの
工程ではゲートバスライン2が露出したままの状態に置
かれるため、上述した4層の積層膜の一部導電体層9を
エツチングしてTFT4のソース電極およびトレイン電
極を形成する工程や、さらに4層の積層膜の一部a  
S 1 (r++)半導体層8をエツチングしてTFT
4のチャネル部を形成する工程で使用されるエッチャン
ト(エツチングを起すガス、溶液など)などによってゲ
ートバスライン2が強度の損傷を受けるという問題があ
った。
また、TFT5のゲート電極2aはゲート絶縁層が被覆
されるが、ゲートバスライン2の渇きは上述したように
途中の工程て絶縁層を除去され露出状態のままで完成す
るので、これを液晶表示装置として組み立てた場合には
、ゲート信号が露出したゲートバスライン2から液晶層
へとリークするおそれが生じるという問題も存する。
そこで、上述した従来の製造方法の問題点を解決するた
めに、以下に挙げるような製造方法も提案されている。
第12図は、上記提案例の製造方法によって得られるア
クティブマトリクス基板のほぼ1絵素に相当する部分の
概略的な構成を示す平面図である。
このアクティブマトリクス基板の場合にも概略的構成は
先述した従来のアクティブマトリクス基板の場合と同じ
である。すなわち、第12図において、絶縁基板11上
には走査電極となるゲートバスライン12と信号電極と
なるソースバスライン13とが互いに直角に立体交差す
るように配列され、これらのゲートバスライン12とソ
ースバスライン13が交差する位置ごとに、絵素電極1
4およびTFT15がマトリクス状に配置され、TFT
15のゲート電極はゲートバスライン12に、ソース電
極はソースバスライン13に、ドレイン電極は絵素電極
14にそれぞれ接続されている。
第13図(a)〜(e)は、上記製造方法における各工
程を第12図のXi XI矢視線側から見た断面図を示
し、第14図はその一部工程における平面図を示す。
第13図(a)〜(e)、第14図を参照して、上記提
案例の製造方法を以下に説明する。
絶縁基板11上にゲートバスライン12およびTFT1
5のゲート電極12a(第13図(a)では図示せず)
を形成する工程は上述した従来例(第9図参照)の場合
と同様である(第13図(a))。
次に、上記ゲートバスライン12およびゲート電極12
aの形成された絶縁基板11の表面全面に、第13図1
b)に示すように、P−CVD法によって窒化シリコン
膜からなる絶縁層16、aSt(i)半導体層17およ
びa−3i(n’)半導体層18がこれらの順序に積層
して形成され、さらにその上にスパッタリングまたは蒸
着処理によって導電体層19が形成される。
このように連続成膜して得られた4層16〜19は、第
14図に斜線を施した部分Y、つまりゲートバスライン
12、ソースバスライン13およびTFT15の配置(
このパターン化によって残された絶縁層16のうちゲー
ト電極12aと交差する部分はゲート絶縁膜を構成する
)だけを残して各層が平面的に見て同一形状となるよう
にフォトリソグラフ法によってパターン化される。した
がって、このときゲートバスライン12上の全域にわた
って、第13図(C)および第4図に示すように上述し
た4層の積層膜が残されている。このパターン化によっ
て残された導電体層19の一部はソースバスライン13
を構成する。
次に第14図に示す絶縁基板11の表面全面に、一部が
絵素電極14となる透明な導電体層20がスパッタリン
グまたは蒸着処理によって形成される(第13図(d)
)。
上記導電体層20はさらに、絵素電極14、TFT15
のソース電極とドレイン電極およびソースバスライン1
3の各配置領域だけが残るようにパターン化され、その
一部によって絵素電極14(第13図では図示せず)が
形成される。この工程は上述した従来例(第11図参照
)の場合と同様である。
次に、上述したようにパターン化された導電体層20を
マスクとして、先に残されていた4層の積層膜の導電体
層1つの一部がフォトリソグラフ法によって選択的に除
去され、これによってTFT5のソース電極およびトレ
イン電極が形成される。さらに同じ導電体層20のパタ
ーンをマスクとして、4層の積層膜のa−3i(n”)
半導体層18の一部が同様にして選択的に除去され、こ
れによってTFT15のチャネル部が形成される。
上記TFT5のソース電極、ドレイン電極およびチャネ
ル部の形成に伴って、ゲートバスライン12上の4層の
積層膜でも導電体層20およびaSi(rl”)半導体
層18が除去され、ゲートバスライン12上には第13
図(e)に示すように絶縁層16とa−8i(i)半導
体層17の2層が残される。
この製造方法では、絵素電極14となる導電体WA20
がパターン化されたあとの工程でも、ゲートバスライン
12は上記絶縁層16およびa−3i(i)半導体層1
7の2層によって被覆されているので、上述した4層の
積層膜の一部導電体層19をエツチングしてTFT15
のソース電極およびトレイン電極を形成する工程や、さ
らに4層の積層膜の一部a−3i(n”)半導体層18
をエツチングしてTFT15のチャネル部を形成する工
程で使用されるエッチャントなどによってゲートバスラ
イン12が損傷するのを防止することができる。
しかし、第13図(e)に示す断面図でも明らかなよう
に、この製造方法においては、ゲートバスライン12上
のa−3i(i)半導体層17がソースバスライン13
の配置領域にも形成されるため、このa−3i(i)半
導体層17を介して隣り合うソースバスライン1’3.
13間でソース信号(駆動信号)がリークしてしまうと
いう新たな問題が生じることになる。
したがって、本発明の目的は、製造工程の簡略化、使用
マスク枚数の低減、良品歩留まりの向上をはかることが
でき、かつ隣接するソースバスライン相互間で信号リー
クを発生させることのない表示電極基板の製造方法を提
供することである。
課題を解決するための手段 本発明は、絶縁基板上に絵素電極と、この絵素電極に駆
動信号を選択的に供給する薄膜トランジスタとがマトリ
クス状に配列されるとともに、薄膜トランジスタのゲー
ト電極に接続されたゲートバスラインと薄膜トランジス
タのソースバスラインに接続されたソースバスラインと
が互いに立体交差するように前記絶縁基板上に配列され
たアクティブマトリクス表示装置用表示電極基板の製造
方法において、 前記絶縁基板上に前記ゲートバスライ前記薄膜トランジ
スタのゲート電極とを形成する第1工程と、 前記ゲートバスラインおよびゲート電極の形成された絶
縁基板上の全面に、一部が前記ゲート電極を被覆するゲ
ート絶縁膜となる絶縁層と、一部が前記薄膜トランジス
タの半導体下層となる第1半導体層と、一部が前記薄膜
トランジスタの半導体上層となる第2半導体層と、一部
が前記ソースバスラインおよび前記薄膜トランジスタの
ソース電極とドレイン電極となる第1導電体層とを含む
複数層をこれらの順序で積層形成する第2工程と、前記
ソースバスライン、薄膜トランジスタの配置領域と、ゲ
ートバスラインの配置領域のうちその一部領域によって
ソースバスラインの配置領域と分離される残余領域とを
除き、前記多層積層膜を除去してソースバスラインを形
成する第3工程と、 前記第3工程を経た絶縁基板上の全面に、一部が前記絵
素電極となる第2導電体層を積層形成する第4工程と、 前記絵素電極、薄膜トランジスタのソース電極とドレイ
ン電極、ソースバスラインの各配置領域を除き、前記第
2導電体層を除去し絵素電極を形成する第5工程と、 前記第5工程によって形成された第2導電体層のパター
ンをマスクとして前記第1導電体層を選択的に除去し薄
膜トランジスタのソース電極およびドレイン電極を形成
する第6工程と、前記第2導電体層のパターンをマスク
として前記第2半導体層を選択的に除去し薄膜トランジ
スタのチャンネル部を形成する第7の工程とを含むこと
を特徴とする表示電極基板の製造方法である。
作  用 本発明に従えば、第2工程によって形成される4層積層
膜を選択的に除去してソースバスラインを形成する第3
工程において、ゲートバスラインの配置領域のうちソー
スバスラインの配置領域との交差部に近い一部領域の多
重積層膜は除去され、残余領域には多重積層膜が残され
るので、多重積層膜の第1導電層および第2半導体層を
選択的に除去して薄膜トランジスタのソース電極とドレ
イン電極およびチャネル部を形成する第6および第7の
工程において、上記ゲートバスラインの残余領域は絶縁
層と第1半導体層とを含む複数層で被覆されるのに対し
、ゲートバスラインの一部領域はその複数層によって被
覆されず、エッチャントなどによるゲートバスラインの
損傷が防止されるとともに、第1半導体層を介して隣接
するソースバスライン間で信号リークが発生することも
ない。
実施例 第3図は、本発明の一実施例である表示電極基板の製造
方法によって得られるアクティブマトリクス基板のほぼ
1絵素に相当する部分の概略的な構成を示す平面図であ
る。第3図において、絶縁基板21上には走査電極とな
るゲートバスライン22と信号電極となるソースバスラ
イン23とが互いに直角に立体交差するように配列され
ており、これらのゲートバスライン22とソースバスラ
イン23とが交差する位置ごとに、つまりマトリクス状
に絵素電極24とこの絵素電極24に駆動信号を選択的
に供給するためのTPT25とが配置される。TPT2
5のゲート電極はゲートバスライン22に、ソース電極
はソースバスライン23に、ドレイン電極は絵素電極2
4にそれぞれ接続されている。
第1図(a)〜(e)は、上記アクティブマトリクス基
板の製造工程を第3図のI−1矢視線側から見た断面図
を示し、第2図(a)〜(e)は同じく上記アクティブ
マトリクス基板の製造工程を第3図の■−■矢視線側か
ら見た断面図を示し、第4図〜第6図はそれらの一部工
程における平面図を示す。
第1図(a)〜(e)、第2図(a)〜(e)、第4図
〜第6図を参照して、上記アクティブマトリクス基板の
製造方法を以下に説明する。
まず、透明な絶縁基板21の表面にTaなどの導電体層
が全面に亘って3000〜5000人の厚さに蒸着され
、この導電体層をフォトリソグラフ法を用いパターン化
することによって上述したゲートバスライン22とTP
T25のゲート電極22aとが形成される(第1図(a
)、第2図(a)、第4図)。
次に、上記ゲートバスライン22およびゲート電[!2
2 aの形成された絶縁基板21の表面全面に、P−C
VD法によって窒化シリコン膜からなる厚さ100〜1
000人の絶縁層26、厚さ100〜1000人のa−
3i (i)半導体層27および厚さ100〜1000
人のa−3i(n”)半導体層28がこれらの原字に積
層して形成され、さらにその上にスパッタリングまたは
蒸着処理によってTiからなる厚さ2000〜4000
人の導電体層29が形成される(第1図(b)、第2図
(b))。
このように連続成膜して得られた4層16〜19の積層
膜は、第5図に斜線を施した部分Zl。
22つまりゲートバスライン22の配置領域の大部分Z
1とソースバスライン23、TFT25の配置領域Z2
だけを残して各層が平面的に見て同一形状となるように
、フォトリソグラフ法によってパターン化される。この
パターン化によって残された絶縁層26のうちゲート電
極22aと交差する部分はゲート絶縁膜を構成する。ゲ
ートバスライン22上のソースバスライン23との交差
部に近い一部領域については上記4層26〜29の積層
膜は除去される(第1図(C)、第2図(C))。
このパターン化によって残された導電体層2つの一部は
ソースバスライン23を構成する。
次に、第5図に示す絶縁基板21の表面全面に、ITO
(インジウム錫酸化物)FPAからなりその一部が絵素
電極24とされる厚み500〜3000人の透明な導電
体層30がスパッタリングまたは蒸着処理によって形成
される(第1図(d)、第2図(d))。
上記導電体層30はさらに、第6図に斜線を施して示す
絵素電極24、TFT25のソース電極およびソースバ
スライン23の各配置領域だけが残るようにフォトリソ
グラフ法によってパターン化され、その一部によって絵
素電極24が形成される。
次に、上述したようにパターン化された導電体層30を
マスクとして、先に残されていた4M26〜29の積層
膜の導電体層2つの一部がフォトリソグラフ法によって
選択的に除去され、残る導電体層29によってTPT2
5のソース電極およびドレイン電極が構成される。さら
に同じ導電体層30のパターンをマスクとして、4層2
6〜29の積層膜のa−8L(n’)半導体層28の一
部が同様にして選択的に除去され、これによってTPT
25のチャネル部が形成される。
また、上記TPT25のソース電極、ドレイン電極およ
びチャネル部の形成に伴って、ゲートバスライン22上
の大部分の領域を被覆している4層26〜2つの積層膜
についても導電体層30およびa−8t(n”)半導体
層28が除去され、ゲートバスライン22上の大部分の
領域には第1図(e)、第2図(e)に示すように絶縁
層26とa−Si(i)半導体層27の2層が残される
ゲートバスライン22上のソースバスライン23との交
差部に隣接した一部では、先述したように4層26〜2
9の積層膜が除去されているので、この除去部分によっ
てゲートバスライン22上のa−3i(i)半導体層2
7とソースバスライン23におけるa−Si(i)半導
体層27とは切り離されている。
このように、上記製造方法では、ゲートバスライン22
上のa−8t(i)半導体層27とソースバスライン2
3におけるa  5i(i)半導体層27とが切り離さ
れているため、a−3i(i>半導体層27を介して隣
接するソースバスライン相互間でソース信号つまり絵素
電極24を駆動する駆動信号がリークしてしまうことは
ない。また、ゲートバスライン22上の大部分の領域は
、絶縁層26およびa−3i(i)半導体層27の2層
で被覆されているので、上述した4層26〜2つの積層
膜の一部導電体層29をエツチングしてTPT25のソ
ース電極およびドレイン電極を形成する工程や、さらに
4層26〜29の積層膜の一部a−8i(n”)半導体
層28をエツチングしてTPT25のチャネル部を形成
する工程で使用されるエッチャントなどによってゲート
バスライン22が損傷され難くなる。また、ゲートバス
ライン22が上述したように被覆されていることから、
このアクティブマトリクス基板を液晶表示装置に組み込
んだ場合に、ゲートバスライン22から液晶層へゲート
信号がリークするのも防止される。
なお、上記実施例では、ゲートバスライン22上の絶縁
層26およびa−3i(i)半導体層27の2層をゲー
トバスライン22と同一形状、つまりゲートバスライン
22の直上に同一幅で重なるように形成する例について
示したが、必ずしもゲートバスライン22と同一形成に
形成する必要はなく、ゲートバスライン22を覆いうる
形状であればよく、例えばゲートバスライン22よりも
幅広く形成してもよい。
また、上記実施例では、ゲートバスライン22上のa−
3i(i)半導体層27とソースバスライン23におけ
るa−3i (i)半導体層27とを切り離す部分を、
ゲートバスライン22とソースバスライン23との交差
部に隣接した位置に設定しているが、ゲートバスライン
22上の他の一部を選んでもよく、またその切り離し部
分を複数個所に設定してもよい。
さらに、絶縁層26上に形成される半導体層については
、上記実施例の場合のように1層の半導体層27だけの
場合に限らず、2層以上の半導体層が形成されてもよい
発明の効果 以上のように、本発明の表示電極基板の製造方法によれ
ば、製造工程の簡略化、使用マスク枚数の低減がはから
れるのでコストを低減できるだけでなく、ゲートバスラ
インが製造工程途中においてエッチャントなどで損傷さ
れたり、ゲートバスラインから信号がリークしたり、隣
接するソースバスライン相互間で駆動信号のが−クした
り、隣接するソースバスライン相互間で駆動信号のリー
クが生じることなく、画像品位の向上をはがることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
第1図< a >〜(e)および第2図(a)〜(e)
はそれぞれ本発明の一実施例である表示電極基板の製造
方法の製造工程を示す断面図、第3図はその製造方法に
よって得られる表示電極基板1の絵素当りの概略的な構
成を示す平面図、第4図はそのゲートバスライン形成工
程を示す平面図、第5図はその4層積層膜パターン化工
程を示す平面図、第6図はその絵素電極などのパターン
化工程を示す平面図、第7図は従来の製造方法によって
得られる表示電極基板の1絵素当りの概略的な構成を示
す平面図、第8図(a)〜(e)はその製造工程を示す
断面図、第9図はそのゲートバスライン形成工程を示す
平面図、第10図はその4層積層膜パターン化工程を示
す平面図、第11図はその絵素電極などのパターン化工
程を示す平面図、第12図は従来の製造方法を改善した
製造方法によって得られる表示電極基板の1絵素当りの
概略的な構成を示す平面図、第13図(a)〜(e)は
その製造工程を示す断面図、第14図はその4層積層膜
パターン化工程を示す平面図である。 21・・・絶縁基板、22・・・ゲートバスライン、2
2a・・・ゲート電極、23・・・ソースバスライン、
24・・・絵素電極、25・・・薄膜トランジスタ、2
6・・・絶縁層、27・・・a−3i (i)半導体層
、28・・・Si(r+”″)半導体層、29.30−
・・導電体層

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 絶縁基板上に絵素電極と、この絵素電極に駆動信号を選
    択的に供給する薄膜トランジスタとがマトリクス状に配
    列されるとともに、薄膜トランジスタのゲート電極に接
    続されたゲートバスラインと薄膜トランジスタのソース
    バスラインに接続されたソースバスラインとが互いに立
    体交差するように前記絶縁基板上に配列されたアクティ
    ブマトリクス表示装置用表示電極基板の製造方法におい
    て、 前記絶縁基板上に前記ゲートバスライ前記薄膜トランジ
    スタのゲート電極とを形成する第1工程と、 前記ゲートバスラインおよびゲート電極の形成された絶
    縁基板上の全面に、一部が前記ゲート電極を被覆するゲ
    ート絶縁膜となる絶縁層と、一部が前記薄膜トランジス
    タの半導体下層となる第1半導体層と、一部が前記薄膜
    トランジスタの半導体上層となる第2半導体層と、一部
    が前記ソースバスラインおよび前記薄膜トランジスタの
    ソース電極とドレイン電極となる第1導電体層とを含む
    複数層をこれらの順序で積層形成する第2工程と、前記
    ソースバスライン、薄膜トランジスタの配置領域と、ゲ
    ートバスラインの配置領域のうちその一部領域によって
    ソースバスラインの配置領域と分離される残余領域とを
    除き、前記多層積層膜を除去してソースバスラインを形
    成する第3工程と、 前記第3工程を経た絶縁基板上の全面に、一部が前記絵
    素電極となる第2導電体層を積層形成する第4工程と、 前記絵素電極、薄膜トランジスタのソース電極とドレイ
    ン電極、ソースバスラインの各配置領域を除き、前記第
    2導電体層を除去し絵素電極を形成する第5工程と、 前記第5工程によって形成された第2導電体層のパター
    ンをマスクとして前記第1導電体層を選択的に除去し薄
    膜トランジスタのソース電極およびドレイン電極を形成
    する第6工程と、 前記第2導電体層のパターンをマスクとして前記第2半
    導体層を選択的に除去し薄膜トランジスタのチャンネル
    部を形成する第7の工程とを含むことを特徴とする表示
    電極基板の製造方法。
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