JPH0239128A - アクティブマトリクス液晶表示装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、アクティブマトリクス基板をその一例として
含む、透明導電膜付透明絶縁基板の構造に関するもので
ある。

〔従来の技術〕

透明導電膜は、透明絶縁基板は、液晶を用いたフラット
パネルデイスプレィ用の基板として、特にこの基板上に
薄膜スイッチング素子を形成したアクティブマトリクス
基板として、近年研究開発が盛んである。

従来アクティブマトリクス基板においては、特開昭５８
−１３０５６１号に記載のように、その基板上において
、次の第２図に示す様な構造の部分がある。

第２図はアクティブマトリクス基板上の１部分である、
電荷保持用キャパシタの断面図を示す。１は透明絶縁性
基板、２は透明導電膜（酸化スズ。

酸化インジウムあるいはインジウムスズ酸化物）、３は
絶縁膜（Ｓ　ｉ　Ｏｘ等）、４は透明導電膜を表す、透
明導電膜２と、４と、それらの間の絶縁膜３とにより電
荷保持用キャパシタが形成されている。ここで、透明導
電膜４は薄膜トランジスタ等の薄膜スイッチング素子に
接続される画素電極であり、透明導電膜２は、一定電位
とする共通電極である。

本構造において導明導電膜２は、絶縁膜３に覆われてい
る。そのため、透明導電膜２に電位を与えるために、絶
縁膜３にコンタクトホールを形成し、この穴と絶縁膜３
の上に配線を形成し、この配線を外側に引き出して、電
源と接続する必要がある。第２図の５はコンタクトホー
ル、６は金属配線、７はコンタク１一部を表す。

従来、この電圧供給用の導電膜６はスパッタ法等により
アルミなどの金属を用いて形成していた。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術は、第２図の、透明導電膜２と、アルミ等
の金属配線６とのコンタクト部７において、オーミック
コンタク１−がとれず、十分な動作が実現出来ないとい
う問題があった。これを以下詳細に説明する。

第３図の実線は、第２図の、透明導電膜２と、金属配線
６との間の電圧−電流特性を表す。電圧を印可しても、
１ｖ以下では、電流はほとんど流れず高抵抗であり、印
加電圧が１■を超えると。

電流が流れる、すなわちダイオ−特性を示す。このため
、金属配線６に基板外部から印加された電圧が、このコ
ンタクト部７を介して透明導電膜２に十分に印加されず
、透明導電膜に所望の電圧を与えることが出来ない。ま
た、一般に、アクティブマトリクス基板においては、交
流駆動を行うが、この場合、第３図の高抵抗部分は、電
荷保持用キャパシタ等の容量と接続されているため、い
わゆるＲＣ回路を形成して、動作の遅延を引きおこす。

電圧−電流特性が第３図の様なダイオード特性を持つ理
由は、次のとおりである。

第２図の透明導電膜２は、酸化スズ、酸化インジウム、
またはインジウムスズ酸化物であるが、これらは、その
膜中に酸素を含んでいる。そのため、アルミ等の金属配
線６と透明導電膜２との間の、コンタクト部７において
は、このアルミ等の金属配線が酸化され、絶縁性の酸化
膜が形成される。そのため、高電界を印加しない限り、
このコンタクト部７は電流を通さない。

また、第２図の製造プロセスにおいて、たとえば、スイ
ッチング素子として多結晶シリコンを用いた薄膜トラン
ジスタを用いたアクティダマ１−リクス基板においては
、一般にプロセスの温度が５００℃〜１０００℃程度と
高い。この様な高温にコンタクト部７がさらされると、
アルミ等の金属配線６の酸化が促進され、電圧−電流特
性は第３図の点線に示す様に、高温にさらされない場合
に比べて一層悪くなる。

本発明の目的は、絶縁膜に覆われた透明導電「と、これ
に電気を印加するための配線との安定かつ、すぐれたコ
ンタクト特性を示す構造を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、絶縁膜に覆われた透明導電膜に対してコン
タクトホールを介してコンタク１−をとる配線を、その
透明導電膜と同じ暎によって形成することにより、達成
される。

〔作用〕

絶縁膜によって覆われた透明導電膜と、それに対してコ
ンタクトホールを介してコンタクトをとる配線が同じ膜
であるため、これら２つのコンタクト面には、コンタク
ト不良の原因となる絶縁膜が形成されることはない。よ
って、良好なオーミックコンタクトが得られる。

また、多結晶シリコンを用いたＴＰＴにより構成された
アクティブマトリクス基板においても、プロセス温度が
高いことによりコンタク１〜特性の低下がおこらない。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を第１図、第４図、第５図、第６
図を用いて説明する。

第４図は、アクティブマトリクス基板の説明図であり、
等価回路を表す９８は薄膜トランジスタ、９は電荷保持
用キャパシタ、１０は、液晶層の容量、１１は、走査線
、１２は信号線、１３は、走査線と信号線のクロス部、
１４は、電荷保持用キャパシタの、共通電極に電位を与
えるための配線、１５は、配線１４に電気を印加するた
めの、外部電源とのコンタクト部分を表す。１６の点線
で囲まれた領域は表示部を表す。表示部１６はこの様に
薄膜トランジスタとキャパシタがマトリクス状に形成さ
れている。

走査線１°１は走査回路にコンタクト部分１７によって
接続され、また、信号ＮｆＡ１２は、コンタクト部分１
８によって信号回路に接続される。これら走査回路と信
号回路は、アクティブマトリクス基板とは別にＬＳＩ等
で構成され、基板に接続する場合や、表示部１６と同一
基板上に形成される場合がある。また、電荷保持用キャ
パシタ９は、液晶層の容量１０のみでは１Ｍｌ荷の保持
が十分でない場合にこの容量１０と並列して設ける電荷
の保持特性を改善するものであり、表示部１Ｇの設計に
よって必要である場合とそうでない場合がある。

第１図に、第４図のコンタクト部１７に対して本発明を
実施した例を示す。第１図（、）は、コンタクト部１８
、第１図（ｂ）は表示部の１画素の薄膜トランジスタの
断面図を示す。

ガラス基板１９の上に多結晶シリコン、アモルファスシ
リコン等の半導体膜２０をＣＶＤ法等によって形成し、
その上に、ゲート絶縁膜２１を形成し、ゲート電極２２
を自己整合的に形成する。

イオン打込み法などによりソース領域２３．ドレイン領
域２４を形成し、この様にしてコプレナー型の薄膜トラ
ンジスタを形成する。次に、インジウムスズ酸化物等の
透明導電膜を全面に形成し、パターニングして第４図の
信号線１２に相当する信号線２５、及び画素電極２６を
形成する。ここで信号線２５は、ソース領域２３に、ま
た画素電極２６はドレイン領域２４に接続されている。

この上に、Ｓ　ｉ　０２などの絶縁膜をＣＶＤ法等によ
って形成し１層間絶縁膜２７とする。層間Ｍ縁股２７に
対し、コンタクトホール２８．．２９を開け、次にこの
上に透明導電膜２５と同じ膜を形成し、この膜をパター
ニングして配線３０．及び第４図の走査線１１に対応す
る走査線３１を形成する。

配線２９は、信号線と信号回路との接続に用いるための
配線であり、また第４図の２層配線部１３は、第７図に
おいて層間絶縁膜２７によって信号線、走査線を絶縁分
離する構造となっている。

第１図において１層間絶縁膜２７によって信号線２５が
覆われているため、これに信号電圧を印可するためにコ
ンタクトホール２８によって基板の表面に配線２８を設
け、信号回路と接続してこのコンタクトホール２８は、
第４図のコンタクト部１８に相当する。ここで、配線３
ｏは、信号線２５と同じ膜を用いているため、コンタク
トホール２８においてオーミックに信号線２５と接続さ
れる。従来、配線３０は、アルミなどの金属を用いてい
タカ、これに比べ１木刀式では十分にコンタクト抵抗の
小さい、良好なオーミックコンタクトが得られる。その
ため動作の遅延などを引き起こすことがない。

また、本構造では、走査線、信号線ともに、透明導電膜
を用いている。従来、これらはアルミなどの金属を用い
ていたが、この場合は、透過光が光によって乱反射さり
、表示特性を低下させるという問題が生じるが本構造で
は、これらが透明膜で形成されているため、その様な問
題はおこらない。

また、本実施例において、薄膜トランジスタの形成法及
び構造は第１図（ｂ）に示した例に限るものではなく、
たとえば、逆スタが構造等の薄膜トランジスタにおいて
も、第１図（ａ）に示したコンタクト構造を持つ場合に
おいて、同様に適用可能なものである。

また、本実施例は、信号線が絶縁膜に覆われている場合
の実施例であるが、逆に、走査線が層間絶縁膜２７によ
って覆われている場合においても、本発明は走査線と走
査回路との第４図におけるコンタクト部１７を第１図（
ａ）と同様の構造とすることによって適用できる。

第５図に、第１図のクロス部１３に対して、本発明を実
施した例を示す。第５図（ａ）はクロス部１３．第５図
（ｂ）は１画素の薄膜トランジスタのそれぞれ断面を示
す。

薄膜トランジスタを第１図と同様に形成後、インジウム
スズ酸化物等の透明導電膜の配線３２を形成する。この
上に、５ｉＯｚなどの絶縁膜を用いて層間絶縁膜３３を
形成する。次にこの層間絶縁膜に対してコンタクトホー
ル３４，３５を開口し、次にこの上に透明導電膜３２と
同じ透明導電膜を形成後、パターニングを行って、信号
線３６゜走査線３７．及び画素部Ｖｉ４３８を形成する
。

第５図（ｂ）においては、信号線３６と、走査線３７が
同一平面内にある。そのため、第４図における走査線と
信号線とのクロス部１３において、これらがショートし
ない様に第５図（ａ）に示した２層配線を行う必要があ
る。本図の配線３１は、信号線３７と同じ膜によって形
成されているため、コンタクトホール３４における、配
線３１と、信号線３７とのコンタクトはオーミックとな
り、動作の遅延を引きおこすことがない。

本実施例は、第４図のクロス部１３における実施例であ
るが、表示部１６と同一基板上に非線形素子として画素
部と同じ薄膜トランジスタによって走査回路、及び信号
回路を形成する場合において、その回路の配線クロス部
分にも用いることができる。

第６図は、第１図のコンタクト部１５に対して、本発明
を実施した例を示す。第６図（ａ）は、コンタクト部、
第６図（ｂ）は、１画素における薄膜トランジスタ、及
び電荷保持用キャパシタの断面図を示す。

ガラス基板１９の上に、第１図（ｂ）と同様にし薄膜ト
ランジスタを形成後、インジウムスズ酸化物等の透明導
電膜３９を形成する。この」二に、容量用絶縁膜４０を
形成後、コンタクトホール４１．４３を形成して、その
」二に、透明導電膜３９と同じ透明導電膜を形成後、パ
ターニングして配線４２、及び画素電極３８を形成する
。

本図において、透明導電膜３９のうち、４４の部分と画
素電極３８によって、電荷保持用キャパシタが形成され
ている。４４は、このキャパシタの片方の電極であり、
一定電位とする共通電極となる。また、この透明導電膜
３９のうち、４５の部分は、第１図の共通電極の配線１
４に対応している。また配線４２は、共通電極４４に電
圧を供給するための配線であり、この基板の外部に設け
られた電源と接続される。

本実施例において配線４２と、透明導電膜３９は同じ膜
である。よってコンタクト部４１において、安定かつ良
好なオーミックコンタク１−が得られ、動作の遅延をお
こすことがない。

〔発明の効果〕

本発明によれば、アクティブマトリクス基板において、
絶縁膜によって覆われたインジウムスズ酸化物等の透明
導電膜に対して、安定かつ優れたオーミックコンタクト
をとることが出来るので、動作の遅延が抑えられ、この
アクティブマトリクス基板を用いた液晶表示装置の表示
特性を良好にすることが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図はコンタクト部の断面図、第２図は従来技術の断
面図、第３図は透明導電膜と金属配線との電圧電流特性
図、第４図はアクティブマトリクス基板の説明図、第５
図はクロス部を示す図、第６図はコンタクト部を示す図
である。 １９・・・ガラス基板、２５・・・信号線、２７・・・
層間絶縁膜、２８・・・コンタクトホール、３０・・・
配線。 ３２・・・配線、３３・・・層間絶縁膜、３４・・・コ
ンタクトホール、３７・・・走査線、３９・・・透明導
電膜、４０・・・容量用絶縁膜、４１：・コンタクトホ
ール、第 図 （α） 第３ ’：１’：　６図 （α）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、透明絶縁基板上に、酸化インジウム、酸化スズある
   いはインジウムスズ酸化物の第１の透明導電膜を形成し
   、その透明導電膜上にＳｉＯ＿２膜等の絶縁膜を形成し
   、その絶縁膜に第１の透明導電膜に対するコンタクトホ
   ールを形成し、絶縁膜上に第２の導電膜による配線を形
   成して、この第２の導電膜によって、第１の透明導電膜
   との電気的コンタクトをとる構造の透明導電膜と、絶縁
   膜、導電膜を具備する透明導電膜付透明絶縁基板におい
   て、第２の導電膜の配線を、第１の透明導電膜と同じ膜
   を用いることを特徴とした透明導電膜付透明絶縁基板。 ２、透明絶縁基板として、その基板上に薄膜スイッチン
   グ素子及び透明導電膜、駆動電極からなる画素回路をマ
   トリクス状に形成し、薄膜スイッチング素子間を結ぶ信
   号配線と走査配線の２層配線のうち、少なくともその２
   層配線の間の層間絶縁膜の下に形成された片方の配線を
   、透明導電膜によって形成した液晶表示装置におけるア
   クティブマトリクス基板を用いた場合において、その層
   間絶縁膜の下に形成された透明導電膜による配線に対す
   る層間絶縁膜を介したコンタクトを、この配線に用いた
   ものと同じ透明導電膜の配線によって行うことを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の透明導電膜付透明絶縁
   基板。 ３、透明絶縁性基板として、その基板上に薄膜スイッチ
   ング素子及び透明導電膜、駆動電極からなる画素回路を
   マトリクス状に形成し、加えて、各画素に対して、一定
   電位とする共通電極を透明導電膜によって形成し、その
   上に容量形成用の絶縁膜を形成し、その上に薄膜スイッ
   チング素子と接続された画素電極を透明導電膜で形成し
   、これら２枚の透明導電膜によって容量用絶縁膜をはさ
   んだ構造を持つ電荷保持用キャパシタを形成した電荷保
   持用キャパシタ付アクテイブマトリクス基板を用いた場
   合において、一定電位とする共通電極に、容量用絶縁膜
   を介してコンタクトをとるに際して、コンタクトホール
   の形成後、この共通電極を形成したものと同じ透明導電
   膜の配線を用いたコンタクトをとることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の透明導電膜付透明絶縁基板。 ４、薄膜スイッチング素子として、多結晶シリコンを用
   いた薄膜トランジスタを用いたことを特徴とする特許請
   求の範囲第２項または第３項記載のアクティブマトリク
   ス基板。