JPH0359540A - 液晶表示装置の製造方法 - Google Patents
液晶表示装置の製造方法Info
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- JPH0359540A JPH0359540A JP1194133A JP19413389A JPH0359540A JP H0359540 A JPH0359540 A JP H0359540A JP 1194133 A JP1194133 A JP 1194133A JP 19413389 A JP19413389 A JP 19413389A JP H0359540 A JPH0359540 A JP H0359540A
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- conductive film
- liquid crystal
- pixel
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【産業上の利用分野1
この発明は液晶表示装置、特に薄膜トランジスタ等を使
用したアクティブ・マトリクス方式の液晶表示装置の製
造方法に関する。 【従来の技術】 アクティブ・マトリクス方式の液晶表示装置は、マトリ
クス状に配列された複数の画素1!極の各々に対応して
非線形素子(スイッチング素子)を設けたものである。 各画素における液晶は理論的には常時開動(デユーティ
比1.0)されているので、時分割駆動方式を採用して
いる、いわゆる単純マトリクス方式と比べてアクティブ
方式はコントラストが良く特にカラーでは欠かせない技
術となりつつある。スイッチング素子として代表的なも
のとしては薄膜トランジスタ(TPT)がある。 従来のアクティブ・マトリクス方式の液晶表示装置の製
造方法においては、特開昭63−5379号公報に示さ
れるように、ソース電極、ドレイン電極と画素電極とを
独立してパターン形成している。
用したアクティブ・マトリクス方式の液晶表示装置の製
造方法に関する。 【従来の技術】 アクティブ・マトリクス方式の液晶表示装置は、マトリ
クス状に配列された複数の画素1!極の各々に対応して
非線形素子(スイッチング素子)を設けたものである。 各画素における液晶は理論的には常時開動(デユーティ
比1.0)されているので、時分割駆動方式を採用して
いる、いわゆる単純マトリクス方式と比べてアクティブ
方式はコントラストが良く特にカラーでは欠かせない技
術となりつつある。スイッチング素子として代表的なも
のとしては薄膜トランジスタ(TPT)がある。 従来のアクティブ・マトリクス方式の液晶表示装置の製
造方法においては、特開昭63−5379号公報に示さ
れるように、ソース電極、ドレイン電極と画素電極とを
独立してパターン形成している。
【発明が解決しようとする課題J
しかし、このような液晶表示装置の製造方法においては
、レジストにパターンを形成する回数が多くなるので、
歩留、スループットの上で問題であり、また製造コスト
が高くなるという問題や。 ソース電極表面の酸化やソース電極を被覆する工T○画
素電極の被覆不良によってソース電極と画素電極との接
続不良となり、液晶パネルを点灯した際に、接続不良箇
所が暗く見え、表示品質を損なうという問題や、映像信
号線第1層目の金属膜表面が酸化することで2層目の金
属膜との接触抵抗が大きくなり、液晶パネルを点灯させ
た際に、映像信号線に沿って線状に暗く見えるという問
題や、保護膜に注入された電子が抜は切らないためにお
こる残留直流電圧成分によって初期の画像がしばらくの
間消えないという焼きつけ不良の問題があった。 この発明は上述の課題を解決するためになされたもので
、歩留、スループットが向上するとともに、表示品質が
良好で、製造コストが安価となる液晶表示装置の製造方
法を提供することを目的とする。 【課題を解決するための手段】 この目的を達成するため、この発明においては、薄膜ト
ランジスタと画素電極とを画素の一構成要素とするアク
ティブ・マトリクス方式の液晶表示装置を製造する方法
において、上記画素電極を構成すべき透明導電膜を設け
、上記透明導電膜上に金属膜を設け、上記金属膜上にレ
ジストを塗布し、上記レジストに上記画素電極、映像信
号線、ソース電極およびドレイン電極のパターンを形威
し。 上記金属膜を選択的にエツチングし、上記透明導電膜を
選択的にエツチングし、上記レジストを除去し、保護膜
を構成する絶縁膜を設け、上記画素電極部の上記絶縁膜
を除去したのち、上記画素電極部の上記金属膜を除去す
る。
、レジストにパターンを形成する回数が多くなるので、
歩留、スループットの上で問題であり、また製造コスト
が高くなるという問題や。 ソース電極表面の酸化やソース電極を被覆する工T○画
素電極の被覆不良によってソース電極と画素電極との接
続不良となり、液晶パネルを点灯した際に、接続不良箇
所が暗く見え、表示品質を損なうという問題や、映像信
号線第1層目の金属膜表面が酸化することで2層目の金
属膜との接触抵抗が大きくなり、液晶パネルを点灯させ
た際に、映像信号線に沿って線状に暗く見えるという問
題や、保護膜に注入された電子が抜は切らないためにお
こる残留直流電圧成分によって初期の画像がしばらくの
間消えないという焼きつけ不良の問題があった。 この発明は上述の課題を解決するためになされたもので
、歩留、スループットが向上するとともに、表示品質が
良好で、製造コストが安価となる液晶表示装置の製造方
法を提供することを目的とする。 【課題を解決するための手段】 この目的を達成するため、この発明においては、薄膜ト
ランジスタと画素電極とを画素の一構成要素とするアク
ティブ・マトリクス方式の液晶表示装置を製造する方法
において、上記画素電極を構成すべき透明導電膜を設け
、上記透明導電膜上に金属膜を設け、上記金属膜上にレ
ジストを塗布し、上記レジストに上記画素電極、映像信
号線、ソース電極およびドレイン電極のパターンを形威
し。 上記金属膜を選択的にエツチングし、上記透明導電膜を
選択的にエツチングし、上記レジストを除去し、保護膜
を構成する絶縁膜を設け、上記画素電極部の上記絶縁膜
を除去したのち、上記画素電極部の上記金属膜を除去す
る。
【作用1
この液晶表示装置の製造方法においては、1度レジスト
にパターンを形成するだけで、画素電極、映像信号線、
ソース電極およびドレイン電極を形成することができる
から、レジストにパターンを形成する回数を少なくする
ことができる。透明画素電極膜(IT○や5nO2)上
に映像信号線を形成する多層金属膜(Cr、A1等)を
成膜するので、接触抵抗が低減し、酸化膜や被覆不良に
よる電気的な接続不良がなくなる。画素電極上には電子
をトラップする保護膜がないから、アンバランスな残留
直流成分が発生しないので、液晶パネルを点灯させた際
焼きつけ不良になることもない。 【実施例】 以下、この発明を適用すべきアクティブ・マトリクス方
式のカラー液晶表示装置を説明する。 なお、液晶表示装置を説明するための全回において、同
一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの
説明は省略する。 第2A図はこの発明が適用されるアクティブ・マトリク
ス方式カラー液晶表示装置の一画素とその周辺を示す平
面図、第2B図は第2A図のIIB−IIB切断線にお
ける断面と表示パネルのシール部付近の断面を示す図、
第2C図は第2A図のnc−nc切断線における断面図
である。また、第3図(要部平面図)には第2A図に示
す画素を複数配置したときの平面図を示す。 (画素配置) 第2A図に示すように、各画素は隣接する2本の走査信
号線(ゲート信号線または水平信号線)GLと、隣接す
る2本の映像信号線(ドレイン信号線または垂直信号I
DLとの交差領域内(4本の信号線で囲まれた領域内)
に配置されている。 各画素は薄膜トランジスタTPT、透明画素電極ITO
Iおよび保持容量素子Caddを含む。走査信号線GL
は列方向に延在し、行方向に複数本配置されている。映
像信号線DLは行方向に延在し、列方向に複数本配置さ
れている。 (表示部断面全体構造) 第2B図に示すように、液晶LCを基準に下部透明ガラ
ス基板5UBI側には薄膜トランジスタTPTおよび透
明画素電極ITO1が形成され、上部透明ガラス基板5
UBZ側にはカラーフィルタFIL、遮光用ブラックマ
トリクスパターンを形成する遮光膜BMが形成されてい
る。下部透明ガラス基板5UBIはたとえば1.1[m
ml程度の厚さで構成されている。 第2B図の中央部は一画素部分の断面を示しているが、
左側は透明ガラス基板5UBI、5UB2の左側縁部分
で外部引出配線の存在する部分の断面を示しており、右
側は透明ガラス基板5UB1.5UB2の右側縁部分で
外部引出配線の存在しない部分の断面を示している。 第2B図の左側、右側のそれぞれに示すシール材SLは
液晶LCを封止するように構成されており、液晶封入口
(図示していない)を除く透明ガラス基板5UBI、5
UB2の総周囲全体に沿って形成されている。シール材
SLはたとえばエポキシ樹脂で形成されている。 上部透明ガラス基板5UBZ側の共通透明画素電極IT
○2は、少なくとも一個所において、銀ペースト材SI
Lによって下部透明ガラス基板5UBI側に形成された
外部引出配線に接続されている。この外部引出配線はゲ
ート電極GT、ソース電極SDI、ドレイン電極SD2
のそれぞれと同一製造工程で形成される。 配向膜○RII、0RI2、透明画素電極ITOl、共
通透明画素電極IT○2、保護膜psv1、PSV2、
絶縁膜GIのそれぞれの層は、シール材SLの内側に形
成される。偏光板POLI。 POL2はそれぞれ下部透明ガラス基板5UBI、上部
透明ガラス基板5UB2の外側の表面に形成されている
。 液晶LCは液晶分子の向きを設定する下部配向膜0RI
Iと上部配向膜○RI2との間に封入され、シール部S
Lよってシールされている。 下部配向膜0RIIは下部透明ガラス基板5UBl側の
保護膜PSVIの上部に形成される。 上部透明ガラス基板5UB2の内側(液晶LC側)の表
面には、遮光膜BM、カラーフィルタFIL、保護膜P
SV2、共通透明画素電極ITO2(COM)および上
部配向膜0RI2が順次積層して設けられている。 この液晶表示装置は下部透明ガラス基板5UBl側、上
部透明ガラス基板5UB2側のそれぞれの層を別々に形
成し、その後上下透明ガラス基板5UBI、5UB2を
重ね合わせ、両者間に液晶LCを封入することによって
組み立てられる。 (薄膜トランジスタTPT> 薄膜トランジスタTPTは、ゲート電極GTに正のバイ
アスを印加すると、ソース−ドレイン間のチャネル抵抗
が小さくなり、バイアスを零にすると、チャネル抵抗は
大きくなるように動作する。 各画素の薄膜トランジスタTPTは、画素内において3
つ(複数)に分割され、薄膜トランジスタ(分割薄膜ト
ランジスタ)TFTI、TFT2およびTFT3で構成
されている。薄膜トランジスタTPTI〜TFT3のそ
れぞれは実質的に同一サイズ(チャンネル長と幅が同じ
)で構成されている。この分割された薄膜トランジスタ
TPTI〜TFT3のそれぞれは、主にゲート電極GT
。 ゲート絶縁膜GI、i型(真性、1ntrinsic、
導電型決定不純物がドープされていない)非晶質シリコ
ン(Si)からなるi型半導体層AS、一対のソース電
極SDIおよびドレイン電極SD2で構成されている。 なお、ソース・ドレインは本来その間のバイアス極性に
よって決まり、この液晶表示装置の回路ではその極性は
動作中反転するので、ソース・ドレインは動作中入れ替
わると理解されたい。しかし、以下の説明でも1便宜上
一方をソース、他方をドレインと固定して表現する。 (ゲート電極GT) ゲート電極GTは第4図(第2A図の第I導電膜gl、
第2導電膜g2およびi型半導体層ASのみを描いた平
面図)に詳細に示すように、走査信号線GLから垂直方
向(第2A図および第4図において上方向)に突出する
形状で構成されている(丁字形状に分岐されている)。 ゲートfiiGTは薄膜トランジスタTFTI−TFT
3のそれぞれの形成領域まで突出するように構成されて
いる。薄膜トランジスタTPT1〜TFT3のそれぞれ
のゲート電極GTは、一体に(共通ゲート電極として)
構成されており、走査信号線GLに連続して形成されて
いる。ゲート電[xGTは、薄膜トランジスタTPTの
形成領域において大きい段差を作らないように、単層の
第1導電膜g1で構威する。第王導電膜g1はたとえば
スパッタで形成されたクロム(Cr)膜を用い、100
0[人]程度の膜厚で形成する。 このゲート電極GTは第2A図、第2B図および第4図
に示されているように、i型半導体層ASを完全に覆う
よう(下方からみて)それより太き目に形成される。し
たがって、下部透明ガラス基板5UB1の下方に蛍光灯
等のバックライトBLを取り付けた場合、この不透明な
りロムからなるゲート電極GTが影となって、i型半導
体層ASにはバックライト光が当たらず、光照射による
導電現象すなわち薄膜トランジスタTPTのオフ特性劣
化は起きにくくなる。なお、ゲート電極GTの本来の大
きさは、ソース電極SDIとドレイン電極SD2との間
をまたがるに最低限必要な(ゲート電極GTとソース電
極SDI、ドレイン電極SD2との位置合わせ余裕分も
含めて)@を持ち、チャンネル幅Wを決めるその奥行き
長さはソース電極SDIとドレイン電極SD2との間の
距離(チャンネル長)Lとの比、すなわち相互コンダク
タンスgII+を決定するファクタW/Lをいくつにす
るかによって決められる。 この液晶表示装置におけるゲート電極GTの大きさはも
ちろん、上述した本来の大きさよりも大きくされる。 なお、ゲート電極GTのゲートおよび遮光の機能面から
だけで考えれば、ゲート電極GTおよび走査信号線GL
は単一の層で一体に形成してもよく、この場合不透明導
電材料としてシリコンを含有させたアルミニウム(Al
)、純アルミニウム、パラジウム(Pd)を含有させた
アルミニウム等を選ぶことができる。 (走査信号線OL> 走査信号線GLは第1導電膜g1およびその上部に設け
られた第2導電膜g2からなる複合膜で構成されている
。この走査信号線GLの第I導電膜g1はゲート電極G
Tの第1導電膜g1と同一製造工程で形成され、かつ一
体に構成されている。 第2導電膜g2はたとえばスパッタで形成されたアルミ
ニウム膜を用い、1000〜5500[λ]程度の膜厚
で形成する。第2導電膜g2は走査信号、WGLの抵抗
値を低減し、信号伝達速度の高速化(画素の情報の書込
特性向上)を図ることができるように構成されている。 また、走査信号線GLは第1導電膜g1の幅寸法に比べ
て第2導電膜g2の幅寸法を小さく構成している。すな
わち、走査信号線GLはその側壁の段差形状がゆるやか
になっている。 (絶縁膜GI) 絶縁膜GIは薄膜トランジスタTPT1〜TFT3のそ
れぞれのゲート絶縁膜として使用される。 絶縁膜GIはゲート電極GTおよび走査信号線GLの上
層に形成されている。絶縁膜GIはたとえばプラズマC
VDで形成された窒化シリコン膜を用い、 3000[
人コ程度の膜厚で形成する。 (i型半導体層As> i型半導体層ASは、第4図に示すように、複数に分割
された薄膜トランジスタTFTI−TFT3のそれぞれ
のチャネル形成領域として使用される。i型半導体IA
sは非晶質シリコン膜または多結晶シリコン膜で形成し
、約1800[入]程度の膜厚で形成する。 このi型半導体JIASは、供給ガスの成分を変えてS
i、N、からなるゲート絶縁膜として使用される絶縁
膜GIの形成に連続して、同じプラズマCVD装置で、
しかもそのプラズマCVD装置から外部に露出すること
なく形成される。また、オーミックコンタクト用のPを
ドープしたN+型半導体層do(第2B図)も同様に連
続して約400[人]の厚さに形成される。しかる後、
下部透明ガラス基板5UBIはCVD装置から外に取り
出され、写真処理技術によりN+型半導体MdOおよび
i型半導体層Asは第2A図、第2B図および第4図に
示すように独立した島状にパターニングされる。 i型半導体層ASは、第2A図および第4図に詳細に示
すように、走査信号線GLと映像信号線D Lとの交差
部(クロスオーバ部)の両者間にも設けられている。こ
の交差部のi型半導体H!jAsは交差部における走査
信号線GLと映像信号線DLとの短絡を低減するように
構成されている。 (ソース電極SDI、ドレイン電極5D2)>複数に分
割された薄膜トランジスタTPTI〜TFT3のそれぞ
れのソース電極SDIとドレイン電極SD2とは、第2
A図、第2B図および第5図(第2A図の第工〜第3導
電膜d1〜d3のみを描いた平面図)で詳細に示すよう
に、i型半導体層AS上にそれぞれ離隔して設けられて
いる。 ソース電極SDI、ドレイン電極SD2のそれぞれは、
N+型半導体層doに接触する下層側から、第1導電膜
d1、第2導電膜d2、第3導電膜d3を順次重ね合わ
せて構成されている。ソース電極SDIの第1導電膜d
1、第2導電膜d2および第3導電膜d3は、ドレイン
電極SD2の第1導電膜d1、第2導電膜d2および第
3導電膜d3と同一製造工程で形成される。 第1導電膜d1はスパッタで形成したクロム膜を用い、
500〜1000[A]の膜厚(この液晶表示装置では
、600[A]程度の膜厚)で形成する。クロム膜は膜
厚を厚く形成するとストレスが太きくなるので、200
0[人コ程度の膜厚を越えない範囲で形成する。クロム
膜はN+型半導体層doとの接触が良好である。クロム
膜は後述する第2導電膜d2のアルミニウムがN+型半
導体層dOに拡散することを防止するいわゆるバリア層
を構成する。 第1導電膜d1としては、クロム膜の他に高融点金属(
Mo、Ti、Ta、W)膜、高融点金属シリサイド(M
oSi2.Ti5iz、TaSi2、WSi、)膜で形
成してもよい。 第1導電膜d1を写真処理でパターニングした後、同じ
写真処理用マスクを用いて、あるいは第1導電膜d1を
マスクとして、N+型半導体層dOが除去される。つま
り、i型半導体IAs上に残っていたN+型半導体層d
oは第1導電膜d1以外の部分がセルファラインで除去
される。このとき、N+型半導体層doはその厚さ分は
全て除去されるようエッチされるので、i型半導体層A
Sも若干その表面部分でエッチされるが、その程度はエ
ッチ時間で制御すればよい。 バッタリングで3000〜5500[A ]の膜厚(こ
の液晶表示装置では、3500[A ]程度の膜厚)に
形成される。アルミニウム膜はクロム膜に比べてストレ
スが小さく、厚い膜厚に形成することが可能で、ソース
電極SD1、ドレイン電極SD2および映像信号線DL
の抵抗値を低減するように構成されている。第2導電膜
d2としてはアルミニウム膜の他にシリコンや銅(Cu
)を添加物として含有させたアルミニウム膜で形成して
もよい。 第2導電膜d2の写真処理技術によるパターニング後、
第3導電膜d3が形成される。この第3導電膜d3はス
パッタリングで形成された透明導電膜(Induim−
Tin−Oxide I T○ニネサ膜)からなり、
1000〜2000[人]の膜厚(この液晶表示装置で
は、1200[λ〕程度の膜厚)で形成される。この第
3導電膜d3はソース電極SDI、ドレイン電極SD2
および映像信号線DLを構成するとともに、透明画素電
極ITOIを構成するようになっている。 電極SD2の第1導電膜d1のそれぞれは、上層の第2
導電膜d2および第3導電膜d3に比べて内側に(チャ
ンネル領域内に)大きく入り込んでいる。つまり、これ
らの部分における第1導電膜d1は第2導電膜d2、第
3導電膜d3とは無関係に薄膜トランジスタTPTのゲ
ート長りを規定できるように構成されている。 ソース電極SDIは透明画素電極IT○1に接続されて
いる。ソース電極SD1は、i型半導体層ASの段差形
状(第1導電膜glの膜厚、N+型半導体MdOの膜厚
およびi型半導体層ASの膜厚を加算した膜厚に相当す
る段差)に沿って構成されている。具体的には、ソース
電極SDIは、i型半導体層ASの段差形状に沿って形
成された第1導電膜d1と、この第1導電膜d1の上部
にそれに比べて透明画素電極IT○1と接続される側を
小さいサイズで形成した第2導電膜d2と、この第2導
電膜d2から露出する第1導電膜d1に接続された第3
導電膜d3とで構成されている。 ソース電極SDIの第2導電膜d2は第1導電膜dlの
クロム膜がストレスの増大から厚く形成できず、i型半
導体層ASの段差形状を乗り越えられないので、このi
型半導体層ASを乗り越えるために構成されている。つ
まり、第2導電膜d2は厚く形成することでステップカ
バレッジを向上している。第2導電膜d2は厚く形成で
きるので、ソース電極SDIの抵抗値(ドレイン電極S
D2や映像信号線DLについても同様)の低減に大きく
寄与している。第3導電膜d3は第2導電膜d2のi型
半導体層ASに起因する段差形状を乗り越えることがで
きないので、第2導電膜d2のサイズを小さくすること
で、露出する第1導電膜d工に接続するように構成され
ている。第1導電膜diと第3導電膜d3とは接着性が
良好であるばかりか、両者間の接続部の段差形状が小さ
いので、ソース電極SDIと透明画素電極ITOIとを
確実に接続することができる。 (透明画素電極I To 1> 透明画素電極ITOIは各画素毎に設けられており、液
晶表示部の画素電極の一方を構成する。 透明画素電極ITOIは画素の複数に分割された薄膜ト
ランジスタTPTI〜TFT3のそれぞれに対応して3
つの分割透明画素電極E1、E2、E3に分割されてい
る。分割透明画素電極El〜E3は各々薄膜トランジス
タTPTのソース電極SD1に接続されている。 分割透明画素電極E1〜E3のそれぞれは実質的に同一
面積となるようにパターニングされている。 このように、■画素の薄膜トランジスタTPTを複数の
薄膜トランジスタTFTI−TFT3に分割し、この複
数に分割された薄膜トランジスタTPTI〜TFT3の
それぞれに分割透明画素電極E1〜E3のそれぞれを接
続することにより、分割された一部分(たとえば、薄膜
トランジスタTFTI)が点欠陥になっても、画素全体
でみれば点欠陥でなくなる(薄膜トランジスタTPT2
および薄膜トランジスタTFT3が欠陥でない)ので、
点欠陥の確率を低減することができ、また欠陥を見にく
くすることができる。 また、分割透明画素電極E1〜E3のそれぞれを実質的
に同一面積で構成することにより、分割透明画素電極E
1〜E3のそれぞれと共通透明画素電極ITO2とで構
成されるそれぞれの液晶容量Cpixを均一にすること
ができる。 (保護膜PSVI> 薄膜トランジスタTPTおよび透明画素電極工T○1上
には保護膜PSVIが設けられている。 保護膜PSVIは主に薄膜トランジスタTPT”を湿気
等から保護するために形成されており、透明性が高くし
かも耐湿性の良いものを使用する。保護膜PSVIはた
とえばプラズマCVD装置で形成した酸化シリコン膜や
窒化シリコン膜で形成されており、8000[λ]程度
の膜厚で形成する。 (遮光膜BM> 上部透明ガラス基板5UBZ側には、外部光(第2B図
では上方からの光)がチャネル形成領域として使用され
るi型半導体層ASに入射されないように、遮蔽膜BM
が設けられ、遮蔽膜BMは第6図のハツチングに示すよ
うなパターンとされている。なお、第6図は第2A図に
おけるITO膜からなる第3導電膜d3、カラーフィル
タFILおよび遮光膜BMのみを描いた平面図である。 遮光膜BMは光に対する遮蔽性が高いたとえばアルミニ
ウム膜やクロム膜等で形成されており、この液晶表示装
置ではクロム膜がスパッタリングで1300[人]程度
の膜厚に形成される。 したがって、薄膜トランジスタTFTI〜TFT3のi
型半導体層ASは上下にある遮光膜BMおよび太き目の
ゲート電極GTによってサンドイッチにされ、その部分
は外部の自然光やバックライト光が当たらなくなる。遮
光膜BMは第6図のハツチング部分で示すように、画素
の周囲に形成され、つまり遮光膜BMは格子状に形成さ
れ(ブラックマトリクス)、この格子で1画素の有効表
示領域が仕切られている。したがって、各画素の輪郭が
遮光膜BMによってはっきりとし、コントラストが向上
する。つまり、遮光膜BMはi型半導体層Asに対する
遮光とブラックマトリクスとなお、バックライトを上部
透明ガラス基板5UB2側に取り付け、下部透明ガラス
基板5UBIを観察側(外部露出側)とすることもでき
る。 (共通透明画素電極I To 2> 共通透明画素電極IT○2は、下部透明ガラス基板5U
BI側に画素毎に設けられた透明画素電極ITOIに対
向し、液晶LCの光学的な状態は各画素電極IT○1と
共通透明画素電極ITO2との間の電位差(電界)に応
答して変化する。この共通透明画素電極ITO2にはコ
モン電圧V cowが印加されるように構成されている
。コモン電圧Vcomは映像信号線DLに印加されるロ
ウレベルの能動電圧V d minとハイレベルの駆動
電圧V d maxとの中間電位である。 (カラーフィルタF I L> カラーフィルタFILはアクリル樹脂等の樹脂材料で形
成される染色基材に染料を着色して構成されている。カ
ラーフィルタFILは画素に対向する位置に各画素毎に
ドツト状に形成され(第73導電膜層d3とカラーフィ
ルタFILのみを描いたもので、R,G、Bの各カラー
フィルターFILはそれぞれ、45°、135°、クロ
スのハツチを施しである)。カラーフィルタFILは第
6図に示すように透明画素電極IT○1(E1〜E3)
の全てを覆うように太き目に形成され、遮光膜BMはカ
ラーフィルタFILおよび透明画素電極工T○1のエツ
ジ部分と重なるよう透明画素電極工T○1の周縁部より
内側に形成されている。 カラーフィルタFILは次のように形成することができ
る。まず、上部透明ガラス基板5UB2の表面に染色基
材を形成し、フカl−リングラフィ技術で赤色フィルタ
形成領域以外の染色基材を除去する。この後、染色基材
を赤色染料で染め、固着処理を施し、赤色フィルタRを
形成する。つぎに、同様な工程を施すことによって、緑
色フィルタG、青色フィルタBを順次形成する。 (保護膜PSV2> 保護膜PSV2はカラーフィルタFILを異な防止する
ために設けられている。保護膜PSV2はたとえばアク
リル樹脂、エポキシ樹脂等の透明樹脂材料で形成されて
いる。 (画素配列) 液晶表示部の各画素は、第3図および第7図に示すよう
に、走査信号線GLが延在する方向と同一列方向に複数
配置され、画素列Xi、X2゜X3.X4.・・・のそ
れぞれを構成している。各画素列Xi、X2.X3.X
4.・・・のそれぞれの画素は、薄膜トランジスタTF
TI〜TFT3および分割透明画素電極El−E3の配
置位置を同一に構成している。つまり、奇数画素列Xi
、X3゜・・・のそれぞれの画素は、薄膜トランジスタ
TFT1−TFT3の配置位置を左側、分割透明画素電
極El−E3の配置位置を右側に構成している。 奇数画素列Xi、X3.・・・のそれぞれの行方向の隣
りの偶数画素列X2.X4.・・・のそれぞれの画素は
、奇数画素列XI、X3.・・・のそれぞれの画素を映
像信号線DLの延在方向を基準にして線対わち、画素列
X2.X4.・・・のそれぞれの画素は、薄膜トランジ
スタTPT1〜TFT3の配置位置を右側、透明画素電
極E1〜E3の配置位置を左側に構成している。そして
、画素列X2.X4゜・・・のそれぞれの画素は、画素
列XI、X3.・・・のそれぞれの画素に対し、列方向
に半画素間隔移動させて(ずらして)配置されている。 つまり、画素列Xの各画素間隔を1.0 (1,0ピツ
チ)とすると、次段の画素列又は、各画素間隔を1.0
とし、前段の画素列Xに対して列方向に0.5画素間隔
(0,5ピツチ)ずれている。各画素間を行方向に延在
する映像信号線DLは、各画素列X間において、半画素
間隔分(0,5ピツチ分)列方向に延在するように構成
されている。 その結果、第7図に示すように、前段の画素列Xの所定
色フィルタが形成された画素(たとえば、画素列X3の
赤色フィルタRが形成された画素)と次段の画素列Xの
同一色フィルタが形成された画素(たとえば1画素列X
4の赤色フィルタRが鷺繁された画素)とが1.5画素
間隔(1,5ピツチ)離隔され、またRGBのカラーフ
ィルタFILは三角形配置となる。カラーフィルタFI
LのRGBの三角形配置構造は、各色の混色を良くする
ことができるので、カラー画像の解像度を向上すること
ができる。 また、映像信号線DLは、各画素列X間において、半画
素間隔分しか列方向に延在しないので、隣接する映像信
号線DLと交差しなくなる。したがって、映像信号線D
Lの引き回しをなくしその占有面積を低減することがで
き、また映像信号線DLの迂回をなくし、多層配線構造
を廃止することができる。 (表示装置全体等価回路) この液晶表示装置の等価回路を第8図に示す。 XiG、Xi+IG、・・・は、緑色フィルタGが形成
される画素に接続された映像信号線DLである。 XiB、Xi+IB、・・・は、青色フィルタBが形成
される画素に接続された映像信号線D Lである。 Xi+IR,Xi+2R,・・・は、赤色フィルタRあ
る。これらの映像信号線DLは、映像信号腿動回路で選
択される。Yiは第3図および第7図に示す画素列Xi
を選択する走査信号IGLである。 同様に、Yi+1.Yi+2.・・・のそれぞれは、画
素列X2.X3.・・・のそれぞれを選択する走査信号
線OLである。これらの走査信号線GLは垂直走査回路
に接続されている。 (保持容量素子Caddの構造) 分割透明画素電極E1〜E3のそれぞれは、薄膜トラン
ジスタTPTと接続される端部と反対側の端部において
、隣りの走査信号線OLと重なるよう、L字状に屈折し
て形成されている。この重ね合わせは、第2C図からも
明らかなように、分割透明画素電極E1〜E3のそれぞ
れを一方の電極PL2とし、隣りの走査信号McGLを
他方の電極PLIとする保持容量素子(静電容量素子)
Caddを構成する。この保持容量素子Caddの誘電
体膜は、薄膜トランジスタTPTのゲート絶縁膜として
使用される純縁膜GIと同一層で構成されている。 保持容量素子Caddは、第4図からも明らかなように
、ゲート線GLの第1導電膜g1の幅を広げた部分に形
成されている。なお、映像信号線DLと交差する部分の
第2導電膜d2は映像信号線DLとの短絡の確率を小さ
くするため細くされている。 保持容量素子Caddを構成するために重ね合わされる
分割透明画素電極E1〜E3のそれぞれと電極PLIと
の間の一部には、ソース電極S D 1と同様に、段差
形状を乗り越える際に透明画素電極’fTO1が断線し
ないように、第2導電膜d2および第2導電膜d2で構
成された島領域が設けられている。この島領域は、透明
画素@横丁TO1の面積(開口率)を低下しないように
、できる限り小さく構成する。 (保持容量素子Caddの等価回路とその動作)第2A
図に示される画素の等価回路を第9図に示す。第9図に
おいて、Cgsは薄膜トランジスタTPTのゲート電極
GTとソース電極SDIとの間に形成される寄生容量で
ある。寄生容icgsの誘電体膜は絶縁膜GIである。 Cpixは透明画素電極IT○1(PIX)と共通透明
画素電極IT○2 (COM)との間に形成される液晶
容量である。液晶容量Cpixの誘電体膜は液晶LC1
保護膜PSVIおよび配向膜0RII、0RI2である
。Vlcは中点電位である。 保持容量素子Caddは、薄膜トランジスタTPTがス
イッチングするとき、中点電位(画素電極電位)Vlc
に対するゲート電位変化ΔVgの影響を低減するように
働く。この様子を式で表すと。 次式のようになる。 ΔVlc= (Cgs/(Cgs+Cadd+Cpix
)) xΔVgここで、Δv1cはΔVgによる中点電
位の変化分を表わす。この変化分ΔVlcは液晶LCに
加わる直流成分の原因となるが、保持容量Caddを大
きくすればする程、その値を小さくすることができる。 また、保持容量素子Caddは放電時間を長くする作用
もあり、薄膜トランジスタTPTがオフした後の映像情
報を長く蓄積する。液晶LCに印加される直流成分の低
減は、液晶LCの寿命を向上し、液晶表示画面の切り替
え時に前の画像が残るいわゆる焼き付きを低減すること
ができる。 前述したように、ゲート電極GTはi型半導体層ASを
完全に覆うよう大きくされている分、ソース電極SDI
、ドレイン電極SD2とのオーバラップ面積が増え、し
たがって寄生、容量Cgsが大きくなり、中点電位Vl
cはゲート(走査)信号Vgの影響を受は易くなるとい
う逆効果が生じる。 しかし、保持容量素子Caddを設けることによりこの
デメリットも解消することができる。 保持容量素子Caddの保持容量は、画素の書込特性か
ら、液晶容量Cpixに対して4〜8倍(4・Cpix
< Cadd< 8 ・Cpix) 、重ね合わせ容i
cgsに対して8〜32倍(8・Cgs< Cadd<
32・Cgs)程度の値に設定する。 (保持容量素子Cadd電極線の結線方法)容量電極線
としてのみ使用される最終段の走査信号線GL(または
初段の走査信号線GL)は、第8図に示すように、共通
透明画素電極ITO2(Vcom )に接続する。共通
透明画素電極iT○2は、第2B図に示すように、液晶
表示装置の周縁部において銀ペースト材SLによって外
部引出配線に接続されている。しかも、この外部引出配
線の一部の導電層(glおよびg2)は走査信号線GL
と同一製造工程で構成されている。この結果、最終段の
走査信号線(容量電極線)GLは、共通透明画素電極I
T○2に簡単に接続することができる。 または、第8図の点線で示すように、最終段(初段)の
走査信号線(容量電極線)GLを初段(最終段)の走査
信号線GLに接続してもよい。 なお、この接続は液晶表示部内の内部配線あるいは外部
引出配線によって行なうことができる。 (保持容量素子Caddの走査信号による直流分相殺) この液晶表示装置は、先に本願出願人によって出願され
た特願昭62−95125号に記載される直流相殺方式
(DCキャンセル方式)に基づき、第10図(タイムチ
ャート)に示すように、走査信号線GLの開動電圧を制
御することによってさらに液晶LCに加わる直流成分を
低減することができる。第1O図において、Viは任意
の走査信号線GLの駆動電圧、V i + 1はその次
段の走査信号線GLの開動電圧である。Veeは映像信
号線DLに印加されるロウレベルの開動電圧V d 1
IIin、Vddは映像信号線DLに印加されるハイレ
ベルの開動電圧Vdmaxである。各時刻t=t 1〜
t4における中点電位Vie(第9図参照)の電圧変化
分Δ■1〜Δv4は、画素の合計の容量C=Cgs+C
pix + Caddとすると、次式で表される。 ΔV□= (Cgs/C)V2 ΔV2=+(Cgs/C)(V1+V2)−(Cadd
/ C)・V 2 ΔV、=−(Cgs/C)・Vi +(Cadd/C)・(V1+V2) ΔV4= −(Cadd/C)・Vl ここで、走査信号線GLに印加される開動電圧が充分で
あれば(下記【注]参照)、液晶LCに加わる直流電圧
は、次式で表される。 したがって、Cadd・V 2 = Cgs−V 1と
すると、液晶LCに加わる直流電圧はOになる。 【注1時刻t1、t2で開動電圧Viの変化分が中点電
位Vlcに影響を及ぼすが、し2〜t3の期間に中点電
位Vlcは信号線Xiを通じて映像信号電位と同じ電位
にされる(映像信号の十分な書き込み)、液晶LCにか
かる電位は薄膜トランジスタTPTがオフした直後の電
位でほぼ決定される(薄膜トランジスタTPTのオフ期
間がオン期間より圧倒的に長い)。したがって、液晶L
Cにかかる直流分の計算は、期間tl−t3はほぼ無視
でき、薄膜トランジスタTPTがオフ直後の電位、すな
わち時刻t3、t4における過渡時の影響を考えればよ
い。なお、映像信号はフレーム毎、あるいはライン毎に
極性が反転し、映像信号そのものによる直流分は零とさ
れている。 つまり、直流相殺方式は、寄生容EtCgsによる中点
電位Vlcの引き込みによる低下分を、保持容量素子C
addおよび次段の走査信号線(容量電極1s)GLに
印加される開動電圧によって押し上げ、液晶LCに加わ
る直流成分を極めて小さくすることができる。この結果
、液晶表示装置は液晶LCの寿命を向上することができ
る。もちろん、遮光効果を上げるためにゲート電極GT
を大きくした場合、それに伴って保持容量素子Cadd
の保持容量を大きくすればよい。 つぎに、第1図によりこの発明に係る液晶表示装置の製
造方法について説明する。まず、第1図(a)に示すよ
うに、厚さが1.1[mo+]の7059ガラス(商品
名)からなる下部透明ガラス基板5UB1の両面に膜厚
が800[AコのSin、膜DPIをデイツプ処理によ
り設けたのち、500℃、60分間のベークを行なう。 つぎに、Si○2膜DPI上に膜厚が1.100[人]
のクロムからなる第1導電膜glをスパッタリングによ
り設ける。つぎに、エツチング液として硝酸第2セリウ
ムアンモニウム溶液と過塩素酸との混合液を使用した写
真蝕刻技術で第1導電膜g1を選択的にエツチングする
ことによって、走査信号、IGLの第1M、ゲート電を
形成する。つぎに、レジストを剥離液5502(商品名
)で除去したのち、0□アッシャ−を1分間行なう。つ
ぎに、膜厚が1000[A ]のアルミニウムーパラジ
ウム、アルミニウムーシリコン、アルミニウムーシリコ
ン−チタン、アルミニウムーシリコン−銅等からなる第
2導電膜g2をスパッタリングにより設ける。つぎに、
エツチング液としてリン酸と硝酸と酢酸との混酸を使用
した写真蝕刻技術で第2導電膜g2を選択的にエツチン
グすることにより、走査信号[GLの第2層を形成する
。つぎに、ドライエツチング装置にSF、ガスを導入し
て、シリコン等の残渣を除去したのち、レジストを除去
する。つぎに、プラズマCVD装置にアンモニアガス、
シランガス、窒素ガスを導入して、膜厚が3500[入
コの窒化シリコン膜を設け、プラズマCVD装置にシラ
ンガス、水素ガスを導入して、膜厚が1800[A ]
のi型非晶質シリコン膜を設けたのち、プラズマCVD
装置に水素ガス、ホスフィンガスを導入して、膜厚が4
00[入]のチングガスとしてSF、、C(14を使用
した写真蝕刻技術でN+型シリコン膜、i型非晶質シリ
コン膜を選択的にエツチングすることにより、i型半導
体層ASを形成する。つぎに、レジストを除去したのち
、ドライエツチングガスとしてSF6を使用した写真蝕
刻技術で、窒化シリコン膜を選択的にエツチングするこ
とによって、絶縁膜Glを形成する。つぎに、レジスト
を除去し、02アッシャ−を1分間行ない、塩酸と硝酸
との混酸に1分浸し、水洗し、乾燥したのち、N2雰囲
気でベークする。つぎに、膜厚が1200[人]の非晶
質IT○膜からなる第1導電膜dllをスパッタリング
により設ける。つぎに、膜厚が600[:Alのクロム
からなる第2導電膜d12をスパッタリングにより設け
る。つぎに、膜厚が3500[A ]のアルミニウムー
パラジウム、アルミニウムーシリコン、アルミニウムー
シリコン−チタン、アルミニウムーシリコン−銅等から
なる第3導電膜d13をスパッタリングにより設ける。 つぎに、第1図(b)に示すように、レジストを塗布し
、そのレジストに透明画素電極ITOI、映像信号線D
L、ソース電極SDI、ドレイン電極SD2のパターン
を形成し、エツチング液としてリン酸と硝酸と酢酸との
混酸を使用して第3導電膜d13選択的にエツチングし
、エツチング液として硝酸第2セリウムアンモニウム溶
液と過塩素酸との混合液を使用して第2導電膜d12を
選択的にエツチングしたのち、エツチング液として塩酸
と硝酸との混酸を使用して第1導電膜dllを選択的に
エツチングすることにより、透明画素電極ITOI、映
像信号線DL、ソース電極SDI、ドレイン電極SD2
を形成する。つぎに、レジストを除去する前に、ドライ
エツチング装置にC(1,、SF6を導入して、N+型
シリコン膜を選択的にエツチングすることにより、N+
型半導体IWdOを形成する。つぎに、 120℃、N
2雰囲気で20分ベークを行なったのち、リン酸と硝酸
と#酸との混酸により処理する。つぎに、レジストを除
去したのち、230℃、N2雰囲気で60分ベークを行
なうことにより、非晶質IT○膜からなる第1導電膜d
llを結晶化させる。つぎに、第1図(c)に示すよう
に、プラズマCVD装置にアンモニアガス、シランガス
、窒素ガスを導入して、膜厚が1[xlの窒化シリコン
膜を設ける。つぎに、第1図(d)に示すように、ドラ
イエツチングガスとしてSF、を使用した写真蝕刻技術
で窒化シリコン膜を選択的にエツチングすることによっ
て、保護膜PSVIを形成するとともに、透明画素電極
IrO2部の絶縁膜を除去する。なお、保護膜PSVI
はフェノール硬化形エポキシ樹脂で構成してもよい。こ
の際のエツチングは02アッシャ−で行なう。つぎに、
エツチング液としてリン酸と硝酸と酢酸との混酸を使用
して透明画素電極IrO2部の第3導電膜d13をエツ
チングしたのち、エツチング液として硝酸第2セリウム
アンモニウム溶液と過塩素酸との混合液を使用して透明
画素電極IrO2部の第2導電膜d12をエツチングす
る。つぎに、レジストを除去したのち、配向膜0RII
を設ける。 この液晶表示装置の製造方法においては、1度レジスト
にパターンを形成するだけで、透明画素電極ITOI、
映像信号線DL、ソース電極SDIおよびドレイン電極
SD2を形成することができるから、レジストにパター
ンを形成する回数を少なくすることができるので、歩留
、スループットが向上するとともに、製造コストが安価
となる。 また、IT○膜からなる第1導電膜dllとアルミニウ
ムーパラジウム等からなる第3導電膜d13との間にク
ロムからなる第2導電膜d12を設けているから、第3
導電膜d13が第1導電膜dllと反応しないので、第
3導電膜d13が高抵抗膜になることがない。さらに、
保護膜PSV1の下方の第1導電膜dllは第2導電膜
d12、第3導電膜d13で被覆されているから、保護
膜PSVIを設ける際に第1導電膜dllが還元される
ことがないので、保護膜PSVIの周縁と映像信号線D
Lとの接着が良好になるため、信頼性が良好である。ま
た、透明画素電極IT○1、映像信号線DL、ソース電
極SDIおよびドレイン(アルカリ液)に第1導電膜d
llがさらされることがないから、ITO膜とアルミニ
ウム膜とアルカリ液とが共存して発生する電池反応によ
る第1導電膜dllの溶解が生ずることがない。さらに
、N+型半導体層doを形威し、120℃、N2雰囲気
で20分ベークを行なったのち、リン酸と硝酸と酢酸と
の混酸により処理するから、第3導電膜d13が廂状に
なるのを防止することができる。 保護膜PSVIを有機膜で構成しておけば、02アッシ
ャ−によって絶縁膜GIがエツチングされないので、画
素電極とゲート電極間の層間ショートがおこらないから
、画素電極を分割することができるので、パネルを点灯
させた際の点欠陥不良箇所を目立たなくさせることがで
きるので、表示品質の歩留が向上する。 以上、本発明者によってなされた発明を、前記実施例に
基づき具体的に説明したが、この発明は、前記実施例に
限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲に
おいて種々変更可能であることは勿論である。 たとえば、上述実施例においては、ゲート電極形成→ゲ
ート絶縁膜形成→半導体層形成→ソース・ドレイン電極
形成の逆スタガ構造を示したが、上下関係または作る順
番がそれと逆のスタガ構造でもこの発明は有効である。 また、上述実施例においては、金属膜としてクロムから
なる第2導電膜d12とアルミニウムーパラジウム等か
らなる第3導電膜d13とを設けたが、これに限定され
ない。 【発明の効果1 以上説明したように、この発明に係る液晶表示装置の製
造方法においては、1度レジストにパターンを形成する
だけで、透明画素電極、映像信号線、ソース電極および
ドレイン電極を形成することができるから、レジストに
パターンを形成する回数を少なくすることができるので
、歩留、スループットが向上するとともに、製造コスト
が安価となる。また、画素電極、ソース電極を形成する
金属膜を連続成膜するので、画素電極とソース電極との
接触抵抗が低減し、液晶パネルを全点灯させた際に、局
部的に暗く見えるという不良がなくなるし、画素電極上
に保護膜がないから、残留直流電圧成分の影響が低減さ
れるので、初期の画像が残像のようにしばらくの間消え
ないという焼きつけ不良の問題もなくなる。映像信号線
を形成する金属膜を連続成膜するので、接触抵抗が低減
し、映像信号線の配線抵抗を小さくすることもできる。 このように、この発明の効果は顕著である。
にパターンを形成するだけで、画素電極、映像信号線、
ソース電極およびドレイン電極を形成することができる
から、レジストにパターンを形成する回数を少なくする
ことができる。透明画素電極膜(IT○や5nO2)上
に映像信号線を形成する多層金属膜(Cr、A1等)を
成膜するので、接触抵抗が低減し、酸化膜や被覆不良に
よる電気的な接続不良がなくなる。画素電極上には電子
をトラップする保護膜がないから、アンバランスな残留
直流成分が発生しないので、液晶パネルを点灯させた際
焼きつけ不良になることもない。 【実施例】 以下、この発明を適用すべきアクティブ・マトリクス方
式のカラー液晶表示装置を説明する。 なお、液晶表示装置を説明するための全回において、同
一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの
説明は省略する。 第2A図はこの発明が適用されるアクティブ・マトリク
ス方式カラー液晶表示装置の一画素とその周辺を示す平
面図、第2B図は第2A図のIIB−IIB切断線にお
ける断面と表示パネルのシール部付近の断面を示す図、
第2C図は第2A図のnc−nc切断線における断面図
である。また、第3図(要部平面図)には第2A図に示
す画素を複数配置したときの平面図を示す。 (画素配置) 第2A図に示すように、各画素は隣接する2本の走査信
号線(ゲート信号線または水平信号線)GLと、隣接す
る2本の映像信号線(ドレイン信号線または垂直信号I
DLとの交差領域内(4本の信号線で囲まれた領域内)
に配置されている。 各画素は薄膜トランジスタTPT、透明画素電極ITO
Iおよび保持容量素子Caddを含む。走査信号線GL
は列方向に延在し、行方向に複数本配置されている。映
像信号線DLは行方向に延在し、列方向に複数本配置さ
れている。 (表示部断面全体構造) 第2B図に示すように、液晶LCを基準に下部透明ガラ
ス基板5UBI側には薄膜トランジスタTPTおよび透
明画素電極ITO1が形成され、上部透明ガラス基板5
UBZ側にはカラーフィルタFIL、遮光用ブラックマ
トリクスパターンを形成する遮光膜BMが形成されてい
る。下部透明ガラス基板5UBIはたとえば1.1[m
ml程度の厚さで構成されている。 第2B図の中央部は一画素部分の断面を示しているが、
左側は透明ガラス基板5UBI、5UB2の左側縁部分
で外部引出配線の存在する部分の断面を示しており、右
側は透明ガラス基板5UB1.5UB2の右側縁部分で
外部引出配線の存在しない部分の断面を示している。 第2B図の左側、右側のそれぞれに示すシール材SLは
液晶LCを封止するように構成されており、液晶封入口
(図示していない)を除く透明ガラス基板5UBI、5
UB2の総周囲全体に沿って形成されている。シール材
SLはたとえばエポキシ樹脂で形成されている。 上部透明ガラス基板5UBZ側の共通透明画素電極IT
○2は、少なくとも一個所において、銀ペースト材SI
Lによって下部透明ガラス基板5UBI側に形成された
外部引出配線に接続されている。この外部引出配線はゲ
ート電極GT、ソース電極SDI、ドレイン電極SD2
のそれぞれと同一製造工程で形成される。 配向膜○RII、0RI2、透明画素電極ITOl、共
通透明画素電極IT○2、保護膜psv1、PSV2、
絶縁膜GIのそれぞれの層は、シール材SLの内側に形
成される。偏光板POLI。 POL2はそれぞれ下部透明ガラス基板5UBI、上部
透明ガラス基板5UB2の外側の表面に形成されている
。 液晶LCは液晶分子の向きを設定する下部配向膜0RI
Iと上部配向膜○RI2との間に封入され、シール部S
Lよってシールされている。 下部配向膜0RIIは下部透明ガラス基板5UBl側の
保護膜PSVIの上部に形成される。 上部透明ガラス基板5UB2の内側(液晶LC側)の表
面には、遮光膜BM、カラーフィルタFIL、保護膜P
SV2、共通透明画素電極ITO2(COM)および上
部配向膜0RI2が順次積層して設けられている。 この液晶表示装置は下部透明ガラス基板5UBl側、上
部透明ガラス基板5UB2側のそれぞれの層を別々に形
成し、その後上下透明ガラス基板5UBI、5UB2を
重ね合わせ、両者間に液晶LCを封入することによって
組み立てられる。 (薄膜トランジスタTPT> 薄膜トランジスタTPTは、ゲート電極GTに正のバイ
アスを印加すると、ソース−ドレイン間のチャネル抵抗
が小さくなり、バイアスを零にすると、チャネル抵抗は
大きくなるように動作する。 各画素の薄膜トランジスタTPTは、画素内において3
つ(複数)に分割され、薄膜トランジスタ(分割薄膜ト
ランジスタ)TFTI、TFT2およびTFT3で構成
されている。薄膜トランジスタTPTI〜TFT3のそ
れぞれは実質的に同一サイズ(チャンネル長と幅が同じ
)で構成されている。この分割された薄膜トランジスタ
TPTI〜TFT3のそれぞれは、主にゲート電極GT
。 ゲート絶縁膜GI、i型(真性、1ntrinsic、
導電型決定不純物がドープされていない)非晶質シリコ
ン(Si)からなるi型半導体層AS、一対のソース電
極SDIおよびドレイン電極SD2で構成されている。 なお、ソース・ドレインは本来その間のバイアス極性に
よって決まり、この液晶表示装置の回路ではその極性は
動作中反転するので、ソース・ドレインは動作中入れ替
わると理解されたい。しかし、以下の説明でも1便宜上
一方をソース、他方をドレインと固定して表現する。 (ゲート電極GT) ゲート電極GTは第4図(第2A図の第I導電膜gl、
第2導電膜g2およびi型半導体層ASのみを描いた平
面図)に詳細に示すように、走査信号線GLから垂直方
向(第2A図および第4図において上方向)に突出する
形状で構成されている(丁字形状に分岐されている)。 ゲートfiiGTは薄膜トランジスタTFTI−TFT
3のそれぞれの形成領域まで突出するように構成されて
いる。薄膜トランジスタTPT1〜TFT3のそれぞれ
のゲート電極GTは、一体に(共通ゲート電極として)
構成されており、走査信号線GLに連続して形成されて
いる。ゲート電[xGTは、薄膜トランジスタTPTの
形成領域において大きい段差を作らないように、単層の
第1導電膜g1で構威する。第王導電膜g1はたとえば
スパッタで形成されたクロム(Cr)膜を用い、100
0[人]程度の膜厚で形成する。 このゲート電極GTは第2A図、第2B図および第4図
に示されているように、i型半導体層ASを完全に覆う
よう(下方からみて)それより太き目に形成される。し
たがって、下部透明ガラス基板5UB1の下方に蛍光灯
等のバックライトBLを取り付けた場合、この不透明な
りロムからなるゲート電極GTが影となって、i型半導
体層ASにはバックライト光が当たらず、光照射による
導電現象すなわち薄膜トランジスタTPTのオフ特性劣
化は起きにくくなる。なお、ゲート電極GTの本来の大
きさは、ソース電極SDIとドレイン電極SD2との間
をまたがるに最低限必要な(ゲート電極GTとソース電
極SDI、ドレイン電極SD2との位置合わせ余裕分も
含めて)@を持ち、チャンネル幅Wを決めるその奥行き
長さはソース電極SDIとドレイン電極SD2との間の
距離(チャンネル長)Lとの比、すなわち相互コンダク
タンスgII+を決定するファクタW/Lをいくつにす
るかによって決められる。 この液晶表示装置におけるゲート電極GTの大きさはも
ちろん、上述した本来の大きさよりも大きくされる。 なお、ゲート電極GTのゲートおよび遮光の機能面から
だけで考えれば、ゲート電極GTおよび走査信号線GL
は単一の層で一体に形成してもよく、この場合不透明導
電材料としてシリコンを含有させたアルミニウム(Al
)、純アルミニウム、パラジウム(Pd)を含有させた
アルミニウム等を選ぶことができる。 (走査信号線OL> 走査信号線GLは第1導電膜g1およびその上部に設け
られた第2導電膜g2からなる複合膜で構成されている
。この走査信号線GLの第I導電膜g1はゲート電極G
Tの第1導電膜g1と同一製造工程で形成され、かつ一
体に構成されている。 第2導電膜g2はたとえばスパッタで形成されたアルミ
ニウム膜を用い、1000〜5500[λ]程度の膜厚
で形成する。第2導電膜g2は走査信号、WGLの抵抗
値を低減し、信号伝達速度の高速化(画素の情報の書込
特性向上)を図ることができるように構成されている。 また、走査信号線GLは第1導電膜g1の幅寸法に比べ
て第2導電膜g2の幅寸法を小さく構成している。すな
わち、走査信号線GLはその側壁の段差形状がゆるやか
になっている。 (絶縁膜GI) 絶縁膜GIは薄膜トランジスタTPT1〜TFT3のそ
れぞれのゲート絶縁膜として使用される。 絶縁膜GIはゲート電極GTおよび走査信号線GLの上
層に形成されている。絶縁膜GIはたとえばプラズマC
VDで形成された窒化シリコン膜を用い、 3000[
人コ程度の膜厚で形成する。 (i型半導体層As> i型半導体層ASは、第4図に示すように、複数に分割
された薄膜トランジスタTFTI−TFT3のそれぞれ
のチャネル形成領域として使用される。i型半導体IA
sは非晶質シリコン膜または多結晶シリコン膜で形成し
、約1800[入]程度の膜厚で形成する。 このi型半導体JIASは、供給ガスの成分を変えてS
i、N、からなるゲート絶縁膜として使用される絶縁
膜GIの形成に連続して、同じプラズマCVD装置で、
しかもそのプラズマCVD装置から外部に露出すること
なく形成される。また、オーミックコンタクト用のPを
ドープしたN+型半導体層do(第2B図)も同様に連
続して約400[人]の厚さに形成される。しかる後、
下部透明ガラス基板5UBIはCVD装置から外に取り
出され、写真処理技術によりN+型半導体MdOおよび
i型半導体層Asは第2A図、第2B図および第4図に
示すように独立した島状にパターニングされる。 i型半導体層ASは、第2A図および第4図に詳細に示
すように、走査信号線GLと映像信号線D Lとの交差
部(クロスオーバ部)の両者間にも設けられている。こ
の交差部のi型半導体H!jAsは交差部における走査
信号線GLと映像信号線DLとの短絡を低減するように
構成されている。 (ソース電極SDI、ドレイン電極5D2)>複数に分
割された薄膜トランジスタTPTI〜TFT3のそれぞ
れのソース電極SDIとドレイン電極SD2とは、第2
A図、第2B図および第5図(第2A図の第工〜第3導
電膜d1〜d3のみを描いた平面図)で詳細に示すよう
に、i型半導体層AS上にそれぞれ離隔して設けられて
いる。 ソース電極SDI、ドレイン電極SD2のそれぞれは、
N+型半導体層doに接触する下層側から、第1導電膜
d1、第2導電膜d2、第3導電膜d3を順次重ね合わ
せて構成されている。ソース電極SDIの第1導電膜d
1、第2導電膜d2および第3導電膜d3は、ドレイン
電極SD2の第1導電膜d1、第2導電膜d2および第
3導電膜d3と同一製造工程で形成される。 第1導電膜d1はスパッタで形成したクロム膜を用い、
500〜1000[A]の膜厚(この液晶表示装置では
、600[A]程度の膜厚)で形成する。クロム膜は膜
厚を厚く形成するとストレスが太きくなるので、200
0[人コ程度の膜厚を越えない範囲で形成する。クロム
膜はN+型半導体層doとの接触が良好である。クロム
膜は後述する第2導電膜d2のアルミニウムがN+型半
導体層dOに拡散することを防止するいわゆるバリア層
を構成する。 第1導電膜d1としては、クロム膜の他に高融点金属(
Mo、Ti、Ta、W)膜、高融点金属シリサイド(M
oSi2.Ti5iz、TaSi2、WSi、)膜で形
成してもよい。 第1導電膜d1を写真処理でパターニングした後、同じ
写真処理用マスクを用いて、あるいは第1導電膜d1を
マスクとして、N+型半導体層dOが除去される。つま
り、i型半導体IAs上に残っていたN+型半導体層d
oは第1導電膜d1以外の部分がセルファラインで除去
される。このとき、N+型半導体層doはその厚さ分は
全て除去されるようエッチされるので、i型半導体層A
Sも若干その表面部分でエッチされるが、その程度はエ
ッチ時間で制御すればよい。 バッタリングで3000〜5500[A ]の膜厚(こ
の液晶表示装置では、3500[A ]程度の膜厚)に
形成される。アルミニウム膜はクロム膜に比べてストレ
スが小さく、厚い膜厚に形成することが可能で、ソース
電極SD1、ドレイン電極SD2および映像信号線DL
の抵抗値を低減するように構成されている。第2導電膜
d2としてはアルミニウム膜の他にシリコンや銅(Cu
)を添加物として含有させたアルミニウム膜で形成して
もよい。 第2導電膜d2の写真処理技術によるパターニング後、
第3導電膜d3が形成される。この第3導電膜d3はス
パッタリングで形成された透明導電膜(Induim−
Tin−Oxide I T○ニネサ膜)からなり、
1000〜2000[人]の膜厚(この液晶表示装置で
は、1200[λ〕程度の膜厚)で形成される。この第
3導電膜d3はソース電極SDI、ドレイン電極SD2
および映像信号線DLを構成するとともに、透明画素電
極ITOIを構成するようになっている。 電極SD2の第1導電膜d1のそれぞれは、上層の第2
導電膜d2および第3導電膜d3に比べて内側に(チャ
ンネル領域内に)大きく入り込んでいる。つまり、これ
らの部分における第1導電膜d1は第2導電膜d2、第
3導電膜d3とは無関係に薄膜トランジスタTPTのゲ
ート長りを規定できるように構成されている。 ソース電極SDIは透明画素電極IT○1に接続されて
いる。ソース電極SD1は、i型半導体層ASの段差形
状(第1導電膜glの膜厚、N+型半導体MdOの膜厚
およびi型半導体層ASの膜厚を加算した膜厚に相当す
る段差)に沿って構成されている。具体的には、ソース
電極SDIは、i型半導体層ASの段差形状に沿って形
成された第1導電膜d1と、この第1導電膜d1の上部
にそれに比べて透明画素電極IT○1と接続される側を
小さいサイズで形成した第2導電膜d2と、この第2導
電膜d2から露出する第1導電膜d1に接続された第3
導電膜d3とで構成されている。 ソース電極SDIの第2導電膜d2は第1導電膜dlの
クロム膜がストレスの増大から厚く形成できず、i型半
導体層ASの段差形状を乗り越えられないので、このi
型半導体層ASを乗り越えるために構成されている。つ
まり、第2導電膜d2は厚く形成することでステップカ
バレッジを向上している。第2導電膜d2は厚く形成で
きるので、ソース電極SDIの抵抗値(ドレイン電極S
D2や映像信号線DLについても同様)の低減に大きく
寄与している。第3導電膜d3は第2導電膜d2のi型
半導体層ASに起因する段差形状を乗り越えることがで
きないので、第2導電膜d2のサイズを小さくすること
で、露出する第1導電膜d工に接続するように構成され
ている。第1導電膜diと第3導電膜d3とは接着性が
良好であるばかりか、両者間の接続部の段差形状が小さ
いので、ソース電極SDIと透明画素電極ITOIとを
確実に接続することができる。 (透明画素電極I To 1> 透明画素電極ITOIは各画素毎に設けられており、液
晶表示部の画素電極の一方を構成する。 透明画素電極ITOIは画素の複数に分割された薄膜ト
ランジスタTPTI〜TFT3のそれぞれに対応して3
つの分割透明画素電極E1、E2、E3に分割されてい
る。分割透明画素電極El〜E3は各々薄膜トランジス
タTPTのソース電極SD1に接続されている。 分割透明画素電極E1〜E3のそれぞれは実質的に同一
面積となるようにパターニングされている。 このように、■画素の薄膜トランジスタTPTを複数の
薄膜トランジスタTFTI−TFT3に分割し、この複
数に分割された薄膜トランジスタTPTI〜TFT3の
それぞれに分割透明画素電極E1〜E3のそれぞれを接
続することにより、分割された一部分(たとえば、薄膜
トランジスタTFTI)が点欠陥になっても、画素全体
でみれば点欠陥でなくなる(薄膜トランジスタTPT2
および薄膜トランジスタTFT3が欠陥でない)ので、
点欠陥の確率を低減することができ、また欠陥を見にく
くすることができる。 また、分割透明画素電極E1〜E3のそれぞれを実質的
に同一面積で構成することにより、分割透明画素電極E
1〜E3のそれぞれと共通透明画素電極ITO2とで構
成されるそれぞれの液晶容量Cpixを均一にすること
ができる。 (保護膜PSVI> 薄膜トランジスタTPTおよび透明画素電極工T○1上
には保護膜PSVIが設けられている。 保護膜PSVIは主に薄膜トランジスタTPT”を湿気
等から保護するために形成されており、透明性が高くし
かも耐湿性の良いものを使用する。保護膜PSVIはた
とえばプラズマCVD装置で形成した酸化シリコン膜や
窒化シリコン膜で形成されており、8000[λ]程度
の膜厚で形成する。 (遮光膜BM> 上部透明ガラス基板5UBZ側には、外部光(第2B図
では上方からの光)がチャネル形成領域として使用され
るi型半導体層ASに入射されないように、遮蔽膜BM
が設けられ、遮蔽膜BMは第6図のハツチングに示すよ
うなパターンとされている。なお、第6図は第2A図に
おけるITO膜からなる第3導電膜d3、カラーフィル
タFILおよび遮光膜BMのみを描いた平面図である。 遮光膜BMは光に対する遮蔽性が高いたとえばアルミニ
ウム膜やクロム膜等で形成されており、この液晶表示装
置ではクロム膜がスパッタリングで1300[人]程度
の膜厚に形成される。 したがって、薄膜トランジスタTFTI〜TFT3のi
型半導体層ASは上下にある遮光膜BMおよび太き目の
ゲート電極GTによってサンドイッチにされ、その部分
は外部の自然光やバックライト光が当たらなくなる。遮
光膜BMは第6図のハツチング部分で示すように、画素
の周囲に形成され、つまり遮光膜BMは格子状に形成さ
れ(ブラックマトリクス)、この格子で1画素の有効表
示領域が仕切られている。したがって、各画素の輪郭が
遮光膜BMによってはっきりとし、コントラストが向上
する。つまり、遮光膜BMはi型半導体層Asに対する
遮光とブラックマトリクスとなお、バックライトを上部
透明ガラス基板5UB2側に取り付け、下部透明ガラス
基板5UBIを観察側(外部露出側)とすることもでき
る。 (共通透明画素電極I To 2> 共通透明画素電極IT○2は、下部透明ガラス基板5U
BI側に画素毎に設けられた透明画素電極ITOIに対
向し、液晶LCの光学的な状態は各画素電極IT○1と
共通透明画素電極ITO2との間の電位差(電界)に応
答して変化する。この共通透明画素電極ITO2にはコ
モン電圧V cowが印加されるように構成されている
。コモン電圧Vcomは映像信号線DLに印加されるロ
ウレベルの能動電圧V d minとハイレベルの駆動
電圧V d maxとの中間電位である。 (カラーフィルタF I L> カラーフィルタFILはアクリル樹脂等の樹脂材料で形
成される染色基材に染料を着色して構成されている。カ
ラーフィルタFILは画素に対向する位置に各画素毎に
ドツト状に形成され(第73導電膜層d3とカラーフィ
ルタFILのみを描いたもので、R,G、Bの各カラー
フィルターFILはそれぞれ、45°、135°、クロ
スのハツチを施しである)。カラーフィルタFILは第
6図に示すように透明画素電極IT○1(E1〜E3)
の全てを覆うように太き目に形成され、遮光膜BMはカ
ラーフィルタFILおよび透明画素電極工T○1のエツ
ジ部分と重なるよう透明画素電極工T○1の周縁部より
内側に形成されている。 カラーフィルタFILは次のように形成することができ
る。まず、上部透明ガラス基板5UB2の表面に染色基
材を形成し、フカl−リングラフィ技術で赤色フィルタ
形成領域以外の染色基材を除去する。この後、染色基材
を赤色染料で染め、固着処理を施し、赤色フィルタRを
形成する。つぎに、同様な工程を施すことによって、緑
色フィルタG、青色フィルタBを順次形成する。 (保護膜PSV2> 保護膜PSV2はカラーフィルタFILを異な防止する
ために設けられている。保護膜PSV2はたとえばアク
リル樹脂、エポキシ樹脂等の透明樹脂材料で形成されて
いる。 (画素配列) 液晶表示部の各画素は、第3図および第7図に示すよう
に、走査信号線GLが延在する方向と同一列方向に複数
配置され、画素列Xi、X2゜X3.X4.・・・のそ
れぞれを構成している。各画素列Xi、X2.X3.X
4.・・・のそれぞれの画素は、薄膜トランジスタTF
TI〜TFT3および分割透明画素電極El−E3の配
置位置を同一に構成している。つまり、奇数画素列Xi
、X3゜・・・のそれぞれの画素は、薄膜トランジスタ
TFT1−TFT3の配置位置を左側、分割透明画素電
極El−E3の配置位置を右側に構成している。 奇数画素列Xi、X3.・・・のそれぞれの行方向の隣
りの偶数画素列X2.X4.・・・のそれぞれの画素は
、奇数画素列XI、X3.・・・のそれぞれの画素を映
像信号線DLの延在方向を基準にして線対わち、画素列
X2.X4.・・・のそれぞれの画素は、薄膜トランジ
スタTPT1〜TFT3の配置位置を右側、透明画素電
極E1〜E3の配置位置を左側に構成している。そして
、画素列X2.X4゜・・・のそれぞれの画素は、画素
列XI、X3.・・・のそれぞれの画素に対し、列方向
に半画素間隔移動させて(ずらして)配置されている。 つまり、画素列Xの各画素間隔を1.0 (1,0ピツ
チ)とすると、次段の画素列又は、各画素間隔を1.0
とし、前段の画素列Xに対して列方向に0.5画素間隔
(0,5ピツチ)ずれている。各画素間を行方向に延在
する映像信号線DLは、各画素列X間において、半画素
間隔分(0,5ピツチ分)列方向に延在するように構成
されている。 その結果、第7図に示すように、前段の画素列Xの所定
色フィルタが形成された画素(たとえば、画素列X3の
赤色フィルタRが形成された画素)と次段の画素列Xの
同一色フィルタが形成された画素(たとえば1画素列X
4の赤色フィルタRが鷺繁された画素)とが1.5画素
間隔(1,5ピツチ)離隔され、またRGBのカラーフ
ィルタFILは三角形配置となる。カラーフィルタFI
LのRGBの三角形配置構造は、各色の混色を良くする
ことができるので、カラー画像の解像度を向上すること
ができる。 また、映像信号線DLは、各画素列X間において、半画
素間隔分しか列方向に延在しないので、隣接する映像信
号線DLと交差しなくなる。したがって、映像信号線D
Lの引き回しをなくしその占有面積を低減することがで
き、また映像信号線DLの迂回をなくし、多層配線構造
を廃止することができる。 (表示装置全体等価回路) この液晶表示装置の等価回路を第8図に示す。 XiG、Xi+IG、・・・は、緑色フィルタGが形成
される画素に接続された映像信号線DLである。 XiB、Xi+IB、・・・は、青色フィルタBが形成
される画素に接続された映像信号線D Lである。 Xi+IR,Xi+2R,・・・は、赤色フィルタRあ
る。これらの映像信号線DLは、映像信号腿動回路で選
択される。Yiは第3図および第7図に示す画素列Xi
を選択する走査信号IGLである。 同様に、Yi+1.Yi+2.・・・のそれぞれは、画
素列X2.X3.・・・のそれぞれを選択する走査信号
線OLである。これらの走査信号線GLは垂直走査回路
に接続されている。 (保持容量素子Caddの構造) 分割透明画素電極E1〜E3のそれぞれは、薄膜トラン
ジスタTPTと接続される端部と反対側の端部において
、隣りの走査信号線OLと重なるよう、L字状に屈折し
て形成されている。この重ね合わせは、第2C図からも
明らかなように、分割透明画素電極E1〜E3のそれぞ
れを一方の電極PL2とし、隣りの走査信号McGLを
他方の電極PLIとする保持容量素子(静電容量素子)
Caddを構成する。この保持容量素子Caddの誘電
体膜は、薄膜トランジスタTPTのゲート絶縁膜として
使用される純縁膜GIと同一層で構成されている。 保持容量素子Caddは、第4図からも明らかなように
、ゲート線GLの第1導電膜g1の幅を広げた部分に形
成されている。なお、映像信号線DLと交差する部分の
第2導電膜d2は映像信号線DLとの短絡の確率を小さ
くするため細くされている。 保持容量素子Caddを構成するために重ね合わされる
分割透明画素電極E1〜E3のそれぞれと電極PLIと
の間の一部には、ソース電極S D 1と同様に、段差
形状を乗り越える際に透明画素電極’fTO1が断線し
ないように、第2導電膜d2および第2導電膜d2で構
成された島領域が設けられている。この島領域は、透明
画素@横丁TO1の面積(開口率)を低下しないように
、できる限り小さく構成する。 (保持容量素子Caddの等価回路とその動作)第2A
図に示される画素の等価回路を第9図に示す。第9図に
おいて、Cgsは薄膜トランジスタTPTのゲート電極
GTとソース電極SDIとの間に形成される寄生容量で
ある。寄生容icgsの誘電体膜は絶縁膜GIである。 Cpixは透明画素電極IT○1(PIX)と共通透明
画素電極IT○2 (COM)との間に形成される液晶
容量である。液晶容量Cpixの誘電体膜は液晶LC1
保護膜PSVIおよび配向膜0RII、0RI2である
。Vlcは中点電位である。 保持容量素子Caddは、薄膜トランジスタTPTがス
イッチングするとき、中点電位(画素電極電位)Vlc
に対するゲート電位変化ΔVgの影響を低減するように
働く。この様子を式で表すと。 次式のようになる。 ΔVlc= (Cgs/(Cgs+Cadd+Cpix
)) xΔVgここで、Δv1cはΔVgによる中点電
位の変化分を表わす。この変化分ΔVlcは液晶LCに
加わる直流成分の原因となるが、保持容量Caddを大
きくすればする程、その値を小さくすることができる。 また、保持容量素子Caddは放電時間を長くする作用
もあり、薄膜トランジスタTPTがオフした後の映像情
報を長く蓄積する。液晶LCに印加される直流成分の低
減は、液晶LCの寿命を向上し、液晶表示画面の切り替
え時に前の画像が残るいわゆる焼き付きを低減すること
ができる。 前述したように、ゲート電極GTはi型半導体層ASを
完全に覆うよう大きくされている分、ソース電極SDI
、ドレイン電極SD2とのオーバラップ面積が増え、し
たがって寄生、容量Cgsが大きくなり、中点電位Vl
cはゲート(走査)信号Vgの影響を受は易くなるとい
う逆効果が生じる。 しかし、保持容量素子Caddを設けることによりこの
デメリットも解消することができる。 保持容量素子Caddの保持容量は、画素の書込特性か
ら、液晶容量Cpixに対して4〜8倍(4・Cpix
< Cadd< 8 ・Cpix) 、重ね合わせ容i
cgsに対して8〜32倍(8・Cgs< Cadd<
32・Cgs)程度の値に設定する。 (保持容量素子Cadd電極線の結線方法)容量電極線
としてのみ使用される最終段の走査信号線GL(または
初段の走査信号線GL)は、第8図に示すように、共通
透明画素電極ITO2(Vcom )に接続する。共通
透明画素電極iT○2は、第2B図に示すように、液晶
表示装置の周縁部において銀ペースト材SLによって外
部引出配線に接続されている。しかも、この外部引出配
線の一部の導電層(glおよびg2)は走査信号線GL
と同一製造工程で構成されている。この結果、最終段の
走査信号線(容量電極線)GLは、共通透明画素電極I
T○2に簡単に接続することができる。 または、第8図の点線で示すように、最終段(初段)の
走査信号線(容量電極線)GLを初段(最終段)の走査
信号線GLに接続してもよい。 なお、この接続は液晶表示部内の内部配線あるいは外部
引出配線によって行なうことができる。 (保持容量素子Caddの走査信号による直流分相殺) この液晶表示装置は、先に本願出願人によって出願され
た特願昭62−95125号に記載される直流相殺方式
(DCキャンセル方式)に基づき、第10図(タイムチ
ャート)に示すように、走査信号線GLの開動電圧を制
御することによってさらに液晶LCに加わる直流成分を
低減することができる。第1O図において、Viは任意
の走査信号線GLの駆動電圧、V i + 1はその次
段の走査信号線GLの開動電圧である。Veeは映像信
号線DLに印加されるロウレベルの開動電圧V d 1
IIin、Vddは映像信号線DLに印加されるハイレ
ベルの開動電圧Vdmaxである。各時刻t=t 1〜
t4における中点電位Vie(第9図参照)の電圧変化
分Δ■1〜Δv4は、画素の合計の容量C=Cgs+C
pix + Caddとすると、次式で表される。 ΔV□= (Cgs/C)V2 ΔV2=+(Cgs/C)(V1+V2)−(Cadd
/ C)・V 2 ΔV、=−(Cgs/C)・Vi +(Cadd/C)・(V1+V2) ΔV4= −(Cadd/C)・Vl ここで、走査信号線GLに印加される開動電圧が充分で
あれば(下記【注]参照)、液晶LCに加わる直流電圧
は、次式で表される。 したがって、Cadd・V 2 = Cgs−V 1と
すると、液晶LCに加わる直流電圧はOになる。 【注1時刻t1、t2で開動電圧Viの変化分が中点電
位Vlcに影響を及ぼすが、し2〜t3の期間に中点電
位Vlcは信号線Xiを通じて映像信号電位と同じ電位
にされる(映像信号の十分な書き込み)、液晶LCにか
かる電位は薄膜トランジスタTPTがオフした直後の電
位でほぼ決定される(薄膜トランジスタTPTのオフ期
間がオン期間より圧倒的に長い)。したがって、液晶L
Cにかかる直流分の計算は、期間tl−t3はほぼ無視
でき、薄膜トランジスタTPTがオフ直後の電位、すな
わち時刻t3、t4における過渡時の影響を考えればよ
い。なお、映像信号はフレーム毎、あるいはライン毎に
極性が反転し、映像信号そのものによる直流分は零とさ
れている。 つまり、直流相殺方式は、寄生容EtCgsによる中点
電位Vlcの引き込みによる低下分を、保持容量素子C
addおよび次段の走査信号線(容量電極1s)GLに
印加される開動電圧によって押し上げ、液晶LCに加わ
る直流成分を極めて小さくすることができる。この結果
、液晶表示装置は液晶LCの寿命を向上することができ
る。もちろん、遮光効果を上げるためにゲート電極GT
を大きくした場合、それに伴って保持容量素子Cadd
の保持容量を大きくすればよい。 つぎに、第1図によりこの発明に係る液晶表示装置の製
造方法について説明する。まず、第1図(a)に示すよ
うに、厚さが1.1[mo+]の7059ガラス(商品
名)からなる下部透明ガラス基板5UB1の両面に膜厚
が800[AコのSin、膜DPIをデイツプ処理によ
り設けたのち、500℃、60分間のベークを行なう。 つぎに、Si○2膜DPI上に膜厚が1.100[人]
のクロムからなる第1導電膜glをスパッタリングによ
り設ける。つぎに、エツチング液として硝酸第2セリウ
ムアンモニウム溶液と過塩素酸との混合液を使用した写
真蝕刻技術で第1導電膜g1を選択的にエツチングする
ことによって、走査信号、IGLの第1M、ゲート電を
形成する。つぎに、レジストを剥離液5502(商品名
)で除去したのち、0□アッシャ−を1分間行なう。つ
ぎに、膜厚が1000[A ]のアルミニウムーパラジ
ウム、アルミニウムーシリコン、アルミニウムーシリコ
ン−チタン、アルミニウムーシリコン−銅等からなる第
2導電膜g2をスパッタリングにより設ける。つぎに、
エツチング液としてリン酸と硝酸と酢酸との混酸を使用
した写真蝕刻技術で第2導電膜g2を選択的にエツチン
グすることにより、走査信号[GLの第2層を形成する
。つぎに、ドライエツチング装置にSF、ガスを導入し
て、シリコン等の残渣を除去したのち、レジストを除去
する。つぎに、プラズマCVD装置にアンモニアガス、
シランガス、窒素ガスを導入して、膜厚が3500[入
コの窒化シリコン膜を設け、プラズマCVD装置にシラ
ンガス、水素ガスを導入して、膜厚が1800[A ]
のi型非晶質シリコン膜を設けたのち、プラズマCVD
装置に水素ガス、ホスフィンガスを導入して、膜厚が4
00[入]のチングガスとしてSF、、C(14を使用
した写真蝕刻技術でN+型シリコン膜、i型非晶質シリ
コン膜を選択的にエツチングすることにより、i型半導
体層ASを形成する。つぎに、レジストを除去したのち
、ドライエツチングガスとしてSF6を使用した写真蝕
刻技術で、窒化シリコン膜を選択的にエツチングするこ
とによって、絶縁膜Glを形成する。つぎに、レジスト
を除去し、02アッシャ−を1分間行ない、塩酸と硝酸
との混酸に1分浸し、水洗し、乾燥したのち、N2雰囲
気でベークする。つぎに、膜厚が1200[人]の非晶
質IT○膜からなる第1導電膜dllをスパッタリング
により設ける。つぎに、膜厚が600[:Alのクロム
からなる第2導電膜d12をスパッタリングにより設け
る。つぎに、膜厚が3500[A ]のアルミニウムー
パラジウム、アルミニウムーシリコン、アルミニウムー
シリコン−チタン、アルミニウムーシリコン−銅等から
なる第3導電膜d13をスパッタリングにより設ける。 つぎに、第1図(b)に示すように、レジストを塗布し
、そのレジストに透明画素電極ITOI、映像信号線D
L、ソース電極SDI、ドレイン電極SD2のパターン
を形成し、エツチング液としてリン酸と硝酸と酢酸との
混酸を使用して第3導電膜d13選択的にエツチングし
、エツチング液として硝酸第2セリウムアンモニウム溶
液と過塩素酸との混合液を使用して第2導電膜d12を
選択的にエツチングしたのち、エツチング液として塩酸
と硝酸との混酸を使用して第1導電膜dllを選択的に
エツチングすることにより、透明画素電極ITOI、映
像信号線DL、ソース電極SDI、ドレイン電極SD2
を形成する。つぎに、レジストを除去する前に、ドライ
エツチング装置にC(1,、SF6を導入して、N+型
シリコン膜を選択的にエツチングすることにより、N+
型半導体IWdOを形成する。つぎに、 120℃、N
2雰囲気で20分ベークを行なったのち、リン酸と硝酸
と#酸との混酸により処理する。つぎに、レジストを除
去したのち、230℃、N2雰囲気で60分ベークを行
なうことにより、非晶質IT○膜からなる第1導電膜d
llを結晶化させる。つぎに、第1図(c)に示すよう
に、プラズマCVD装置にアンモニアガス、シランガス
、窒素ガスを導入して、膜厚が1[xlの窒化シリコン
膜を設ける。つぎに、第1図(d)に示すように、ドラ
イエツチングガスとしてSF、を使用した写真蝕刻技術
で窒化シリコン膜を選択的にエツチングすることによっ
て、保護膜PSVIを形成するとともに、透明画素電極
IrO2部の絶縁膜を除去する。なお、保護膜PSVI
はフェノール硬化形エポキシ樹脂で構成してもよい。こ
の際のエツチングは02アッシャ−で行なう。つぎに、
エツチング液としてリン酸と硝酸と酢酸との混酸を使用
して透明画素電極IrO2部の第3導電膜d13をエツ
チングしたのち、エツチング液として硝酸第2セリウム
アンモニウム溶液と過塩素酸との混合液を使用して透明
画素電極IrO2部の第2導電膜d12をエツチングす
る。つぎに、レジストを除去したのち、配向膜0RII
を設ける。 この液晶表示装置の製造方法においては、1度レジスト
にパターンを形成するだけで、透明画素電極ITOI、
映像信号線DL、ソース電極SDIおよびドレイン電極
SD2を形成することができるから、レジストにパター
ンを形成する回数を少なくすることができるので、歩留
、スループットが向上するとともに、製造コストが安価
となる。 また、IT○膜からなる第1導電膜dllとアルミニウ
ムーパラジウム等からなる第3導電膜d13との間にク
ロムからなる第2導電膜d12を設けているから、第3
導電膜d13が第1導電膜dllと反応しないので、第
3導電膜d13が高抵抗膜になることがない。さらに、
保護膜PSV1の下方の第1導電膜dllは第2導電膜
d12、第3導電膜d13で被覆されているから、保護
膜PSVIを設ける際に第1導電膜dllが還元される
ことがないので、保護膜PSVIの周縁と映像信号線D
Lとの接着が良好になるため、信頼性が良好である。ま
た、透明画素電極IT○1、映像信号線DL、ソース電
極SDIおよびドレイン(アルカリ液)に第1導電膜d
llがさらされることがないから、ITO膜とアルミニ
ウム膜とアルカリ液とが共存して発生する電池反応によ
る第1導電膜dllの溶解が生ずることがない。さらに
、N+型半導体層doを形威し、120℃、N2雰囲気
で20分ベークを行なったのち、リン酸と硝酸と酢酸と
の混酸により処理するから、第3導電膜d13が廂状に
なるのを防止することができる。 保護膜PSVIを有機膜で構成しておけば、02アッシ
ャ−によって絶縁膜GIがエツチングされないので、画
素電極とゲート電極間の層間ショートがおこらないから
、画素電極を分割することができるので、パネルを点灯
させた際の点欠陥不良箇所を目立たなくさせることがで
きるので、表示品質の歩留が向上する。 以上、本発明者によってなされた発明を、前記実施例に
基づき具体的に説明したが、この発明は、前記実施例に
限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲に
おいて種々変更可能であることは勿論である。 たとえば、上述実施例においては、ゲート電極形成→ゲ
ート絶縁膜形成→半導体層形成→ソース・ドレイン電極
形成の逆スタガ構造を示したが、上下関係または作る順
番がそれと逆のスタガ構造でもこの発明は有効である。 また、上述実施例においては、金属膜としてクロムから
なる第2導電膜d12とアルミニウムーパラジウム等か
らなる第3導電膜d13とを設けたが、これに限定され
ない。 【発明の効果1 以上説明したように、この発明に係る液晶表示装置の製
造方法においては、1度レジストにパターンを形成する
だけで、透明画素電極、映像信号線、ソース電極および
ドレイン電極を形成することができるから、レジストに
パターンを形成する回数を少なくすることができるので
、歩留、スループットが向上するとともに、製造コスト
が安価となる。また、画素電極、ソース電極を形成する
金属膜を連続成膜するので、画素電極とソース電極との
接触抵抗が低減し、液晶パネルを全点灯させた際に、局
部的に暗く見えるという不良がなくなるし、画素電極上
に保護膜がないから、残留直流電圧成分の影響が低減さ
れるので、初期の画像が残像のようにしばらくの間消え
ないという焼きつけ不良の問題もなくなる。映像信号線
を形成する金属膜を連続成膜するので、接触抵抗が低減
し、映像信号線の配線抵抗を小さくすることもできる。 このように、この発明の効果は顕著である。
第1図はこの発明に係る液晶表示装置の製造方法の説明
図、第2A図はこの発明が適用されるアクティブ・マト
リックス方式のカラー液晶表示装置の液晶表示部の一画
素を示す要部平面図、第2B図は第2A図のIIB−I
IB切断線で切った部分とシール部周辺部の断面図、第
2C図は第2A図のnc−nc切断線における断面図、
第3図は第2A図に示す画素を複数配置した液晶表示部
の要部平面図、第4図〜第6図は第2A図に示す画素の
所定の層のみを描いた平面図、第7図は第3図に示す画
素電極層とカラーフィルタ層のみを描いた要部平面図、
第8図はアクティブ・マトリックス方式のカラー液晶表
示装置の液晶表示部を示す等価回路図、第9図は第2A
図に記載される画素の等価回路図、第10図は直流相殺
方式による走査信号線の邪動電圧を示すタイムチャート
である。 SUB・・・透明ガラス基板 GL・・・走査信号線 DL・・・映像信号線 GI・・・絶縁膜 GT・・・ゲート電極 AS・・・i型半導体層 SD・・・ソース電極またはドレイン電極psv・・・
保護膜 BM・・・遮光膜 LC・・・液晶 TPT・・・薄膜トランジスタ IT○・・・透明画素電極 g、d・・・導電膜 Cadd・・・保持容量素子 Cgs・・・寄生容量 Cpix・・・液晶容量 第 ■ 図 TOI− 透明画f、を絡 第 ■ 図 ITOI−−一透明兎を電謳 (り
図、第2A図はこの発明が適用されるアクティブ・マト
リックス方式のカラー液晶表示装置の液晶表示部の一画
素を示す要部平面図、第2B図は第2A図のIIB−I
IB切断線で切った部分とシール部周辺部の断面図、第
2C図は第2A図のnc−nc切断線における断面図、
第3図は第2A図に示す画素を複数配置した液晶表示部
の要部平面図、第4図〜第6図は第2A図に示す画素の
所定の層のみを描いた平面図、第7図は第3図に示す画
素電極層とカラーフィルタ層のみを描いた要部平面図、
第8図はアクティブ・マトリックス方式のカラー液晶表
示装置の液晶表示部を示す等価回路図、第9図は第2A
図に記載される画素の等価回路図、第10図は直流相殺
方式による走査信号線の邪動電圧を示すタイムチャート
である。 SUB・・・透明ガラス基板 GL・・・走査信号線 DL・・・映像信号線 GI・・・絶縁膜 GT・・・ゲート電極 AS・・・i型半導体層 SD・・・ソース電極またはドレイン電極psv・・・
保護膜 BM・・・遮光膜 LC・・・液晶 TPT・・・薄膜トランジスタ IT○・・・透明画素電極 g、d・・・導電膜 Cadd・・・保持容量素子 Cgs・・・寄生容量 Cpix・・・液晶容量 第 ■ 図 TOI− 透明画f、を絡 第 ■ 図 ITOI−−一透明兎を電謳 (り
Claims (1)
- 1、薄膜トランジスタと画素電極とを画素の一構成要素
とするアクティブ・マトリクス方式の液晶表示装置を製
造する方法において、上記画素電極を構成すべき透明導
電膜を設け、上記透明導電膜上に金属膜を設け、上記金
属膜上にレジストを塗布し、上記レジストに上記画素電
極、映像信号線、ソース電極およびドレイン電極のパタ
ーンを形成し、上記金属膜を選択的にエッチングし、上
記透明導電膜を選択的にエッチングし、上記レジストを
除去し、保護膜を構成する絶縁膜を設け、上記画素電極
部の上記絶縁膜を除去したのち、上記画素電極部の上記
金属膜を除去することを特徴とする液晶表示装置の製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1194133A JPH0359540A (ja) | 1989-07-28 | 1989-07-28 | 液晶表示装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1194133A JPH0359540A (ja) | 1989-07-28 | 1989-07-28 | 液晶表示装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0359540A true JPH0359540A (ja) | 1991-03-14 |
Family
ID=16319459
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1194133A Pending JPH0359540A (ja) | 1989-07-28 | 1989-07-28 | 液晶表示装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0359540A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5565901A (en) * | 1994-11-08 | 1996-10-15 | Xerox Corporation | Self-aligned features for accurate etched silicon transducer placement |
| JP2000180898A (ja) * | 1998-12-12 | 2000-06-30 | Samsung Electronics Co Ltd | 液晶表示装置用薄膜トランジスタ基板及びその製造方法 |
| KR100356191B1 (ko) * | 1997-12-11 | 2003-08-19 | 주식회사 만도 | 유압식 완충기 |
-
1989
- 1989-07-28 JP JP1194133A patent/JPH0359540A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5565901A (en) * | 1994-11-08 | 1996-10-15 | Xerox Corporation | Self-aligned features for accurate etched silicon transducer placement |
| KR100356191B1 (ko) * | 1997-12-11 | 2003-08-19 | 주식회사 만도 | 유압식 완충기 |
| JP2000180898A (ja) * | 1998-12-12 | 2000-06-30 | Samsung Electronics Co Ltd | 液晶表示装置用薄膜トランジスタ基板及びその製造方法 |
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