JPH06208132A - 液晶表示装置 - Google Patents

液晶表示装置

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JPH06208132A
JPH06208132A JP2550191A JP2550191A JPH06208132A JP H06208132 A JPH06208132 A JP H06208132A JP 2550191 A JP2550191 A JP 2550191A JP 2550191 A JP2550191 A JP 2550191A JP H06208132 A JPH06208132 A JP H06208132A
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film
pixel electrode
transparent pixel
liquid crystal
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Hisao Hayashi
久雄 林
Akeshi Kawamura
明士 河村
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Sony Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 液晶表示装置におけるスイッチングトランジ
スタと透明画素電極との接続の信頼性を高める。 【構成】 スイッチング用の薄膜トランジスタ2のドレ
イン5Dに対応する絶縁膜26に2個のコンタクトホー
ル21及び22を形成すると共に、両コンタクトホール
21及び22間の壁部の高さt1 が周囲の絶縁膜26の
高さt2 より低くなるように形成し、このコンタクトホ
ール21及び22を介して透明画素電極1をドレイン5
Dにカバレージ良く接続する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、夫々スイッチングトラ
ンジスタを有する複数の画素がマトリックス配列してな
るアクティブマトリックス型の液晶表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のアクティブマトリックス型液晶表
示装置の1画素の構成の一例を図12及び図13に示
す。図12中、1は画素(液晶セルLC)を構成する透
明の画素電極、2は画素を駆動するためのスイッチング
用の薄膜トランジスタを示す。画素電極1の各行間に各
画素LCの行を選択する選択線3が配され、画素電極1
の各列間に画像信号を供給するための信号線4が配され
る。そして、薄膜トランジスタ2のドレイン5Dが画素
電極1に接続され、ソース5Sが信号線4に接続され、
ゲート5Gが選択線3に接続される(図ではゲート5G
と選択線3が共用される)。具体的構造は、図13に示
すように、ガラス等からなる絶縁基板7上の所要箇所に
薄膜トランジスタ2を構成する多結晶シリコン膜8が被
着形成され、この多結晶シリコン膜8上にゲート絶縁膜
9を介して例えば不純物ドープの多結晶シリコンからな
るゲート電極5G(即ち選択線3)が形成される。ゲー
ト電極5Gを覆うように全面に例えばPSG(リンシリ
ゲートガラス)膜からなる第1の絶縁膜10が形成さ
れ、第1の絶縁膜10のコンタクトホール12を介して
例えばAlによる信号線4がソース5Sに接続される。
さらに全面に例えばPSG膜による第2の絶縁膜11が
被着形成され、第1及び第2の絶縁膜10及び11のド
レイン5Dに対応する位置に共通のコンタクトホール1
3が形成され、コンタクトホール13を含んで全面に例
えばITO(酸化インジウム錫)膜による透明導電膜が
形成され、パターニングしてコンタクトホール13を介
してドレイン5Dに接続する透明画素電極1が形成され
る。そして、内面にその配線部分(選択線3、信号線4
等が存在する部分)及び薄膜トランジスタ2に対応する
箇所に光遮蔽層15が形成られ、光遮蔽層15を含む全
面に対向電極16が形成されたガラス等からなるもう一
方の絶縁基板14が絶縁基板7に対向して配され、両基
板7及び14間に液晶層17が封入されて液晶表示装置
18が構成される。
【0003】図14は従来の他の例を示す。この例で
は、絶縁基板7上に多結晶シリコン膜8、ゲート絶縁膜
9及びゲート電極5G(即ち選択線3)からなる薄膜ト
ランジスタ2を形成し、絶縁膜10を形成した後、絶縁
膜10のコンタクトホール13を通して薄膜トランジス
タ2のドレイン5Dに接続するITO膜による透明画素
電極1を形成し、次いで絶縁膜10のコンタクトホール
12を介して例えばAlによる信号線4をソース5Sに
接続して構成される。その他の構成は図13と同様であ
る。
【0004】また、液晶表示装置では、その画素を向上
させるために各画素LC毎に付加容量即ち蓄積容量Cs
を付加する必要がある。蓄積容量Csの値はフリッカー
防止のためにも大きい方が望ましい。このため、従来
は、たとえば図15に示すようにソース5Dより延長す
る多結晶シリコン膜を形成し、この多結晶シリコン膜8
の延長部8Aと絶縁膜(図示せず)を介して配したCs
専用の電極配線19との間で蓄積容量Csを構成してい
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上述の液晶表示装置に
おける問題点の1つに薄膜トランジスタ2のドレイン5
Dと透明画素電極1との接続がある。製造プロセスの都
合上、薄膜トランジスタ2の多結晶シリコン膜8が下部
に形成され、ITO膜による透明画素電極1が最上層に
形成されるため、両者はコンタクトホール13を介して
接続される。しかし、このコンタクトホール13の高さ
hは1μm近くもあり、0.1μm〜0.15μm厚程
度(透明であるための膜厚)のITO膜1がカバレージ
良く接続することは難しい。そこで、コンタクトホール
13にテーパーをつけてカバーし易くしたりするが10
0%良くなるとはいえない状況であった。
【0006】また、画素の開口率を高めるためにコンタ
クトホールを小さくしていくと(例えば0.5μm〜
1.0μm)、さらにITO膜1をカバレージ良く接続
することが難かしく、且つコンタクトホールが小さくな
った分、ドレイン5DとITO膜1自体の接触抵抗も大
きくなる。特に、ITO膜には酸素が含まれるため、薄
膜トランジスタとのコンタクト部のシリコン表面が自然
酸化され、オーミック接触が損なわれる。コンタクトホ
ールが小さくなると、コンタクト信頼性のバラツキも大
きくなり、表示画素の濃度のバラツキ原因ともなる。
【0007】一方、図15の蓄積容量Csを設けた液晶
表示装置においても、Cs専用の電極配線19をゲート
電極5G即ち選択線3と同じ導電材料で同時に形成する
場合、電極配線19の設置により画素の開口が犠牲にな
る。したがって、なるべくコンタクトホールを小さくし
なければならないが、コンタクトホールを小さくすると
透明画素電極のITO膜とのコンタクトの信頼性が低下
し、上述と同様の問題が生ずる。透明画素電極1と薄膜
トランジスタ2とのコンタクト不良は液晶表示装置での
点欠陥として表われ、画質の劣化を招くものであった。
【0008】本発明は、上述の点に鑑み、薄膜トランジ
スタに対して高信頼性をもって透明画素電極が接続され
た高品質の液晶表示装置を提供するものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、図1に示すよ
うに、夫々スイッチングトランジスタ2を有する複数の
画素LCがマトリックス配列してなる液晶表示装置にお
いて、各画素LCの透明画素電極1をスイッチングトラ
ンジスタ2に複数個のコンタクトホール21及び22を
介して接続する。コンタクトホールとしては複数個有す
ると共に、そのコンタクトホール21及び22間の壁部
即ち絶縁膜26aの高さt1 が周囲の絶縁膜26の高さ
t2 より低くなるように形成するを可とする。
【0010】また、本発明は、図7に示すように、夫々
スイッチングトランジスタ2を有する複数の画素LCが
マトリックス配列してなる液晶表示装置において、スイ
ッチングトランジスタ2と各画素LCの透明画素電極1
をコンタクトし、且つ、スイッチングトランジスタ2
と、信号線4と同一の材料31とのコンタクト、及び透
明画素電極1と、信号線4と同一の材料31とのコンタ
クトをなして構成する。
【0011】また、本発明は、図9及び図10に示すよ
うに、夫々スイッチングトランジスタ2を有する複数の
画素LCがマトリックス配列してなる液晶表示装置にお
いて、各画素LCの透明画素電極1をスイッチングトラ
ンジスタ2に信号線4と同一の材料31(又は36)を
介して接続して構成する。
【0012】
【作用】第1の発明によれば、透明画素電極1を複数個
のコンタクトホール21及び22を介してスイッチング
トランジスタ2に接続することにより、1個のコンタク
トホールで接続する場合に比べてコンタクト不良の発生
確率は低減される。さらに、複数個のコンタクトホール
21及び22間の壁部26aの高さt1 を周囲の絶縁膜
26の高さt2 より低くすることにより、見かけ上段差
が緩和され、カバレージの良い接続が可能になる。従っ
てコンタクトの信頼性のバラツキも低減される。
【0013】第2の発明によれば、コンタクトホール1
3において、透明画素電極1をスイッチングトランジス
タ2に直接コンタクトすると共に、信号線4と同一の材
料31を介して透明画素電極1とスイッチングトランジ
スタ2をコンタクトすることにより、透明画素電極1と
スイッチングトランジスタ2との接続が確実になり、コ
ンタクト不良の発生確率が低減される。従って、コンタ
クトの信頼性のバラツキも低減される。また、一部信号
線4と同一の材料31を介して透明画素電極1とスイッ
チングトランジスタ2が接続されるので、コンタクトホ
ール13が小さくなってもスイッチングトランジスタ2
と透明画素電極1間における接触抵抗は増大しない。ま
た、信号線4と同一の材料31を用いるので、この材料
31は信号線4の形成と同時に形成することができ、工
程を増加することはない。
【0014】第3の発明によれば、透明画素電極1をス
イッチングトランジスタ2に信号線4と同一の材料31
(又は36)を介して接続することにより、透明画素電
極1のコンタクトホール13でのカバレージの問題が解
消され、透明画素電極1とスイッチングトランジスタ2
との接続が確実になり、両者の接続の信頼性が向上す
る。
【0015】
【実施例】以下、図面を参照して本発明による液晶表示
装置の実施例を説明する。
【0016】図1は本発明に係るアクティブマトリック
ス型の液晶表示装置の一実施例を示す。同図は一画素の
構成を示すもので、前述の図13と対応する部分には同
一符号を付して示す。即ち、1は例えばITO膜による
透明画素電極、2はスイッチング用の薄膜トランジスタ
である。薄膜トランジスタ2はガラスからなる絶縁基板
7上の所要箇所に多結晶シリコン膜8を形成し、その多
結晶シリコン膜8上にゲート絶縁膜9を介して例えば不
純物ドープの多結晶シリコン膜によるゲート電極5G即
ち選択線3を形成して構成される。薄膜トランジスタ2
のソース5Sには第1の絶縁膜10のコンタクトホール
12を介して例えばAlの信号線4が接続される。透明
画素電極1は第2の絶縁膜11上に所定パターンをもっ
て形成され、その一端が薄膜トランジスタ2のドレイン
5Dに接続される。この絶縁基板7に対向して内面に光
遮蔽層15及び対向電極16を形成してなるガラスから
なる絶縁基板14が配され、両基板7及び14間に液晶
層17が封入される。
【0017】しかして、本例では、薄膜トランジスタ2
のドレイン5Dと透明画素電極1との接続において、ド
レイン5Dに対応する位置の2層の絶縁膜10、11に
複数個、本例では2個のコンタクトホール21及び22
を形成する。2個のコンタクトホール21及び22は夫
々平面的にみて四角形状をなし、互いに近接すると共
に、両コンタクトホール21及び22間の壁部即ち絶縁
膜26aの高さt1 が第1及び第2の絶縁膜10及び1
1からなる周囲の絶縁膜26の高さt2 より低くなるよ
うに形成する。例えば2層の第1及び第2の絶縁膜1
0、11による周囲の高さt2 を1μm(第1の絶縁膜
10の膜厚0.6μm、第2の絶縁膜11の膜厚0.4
μm)としたとき、コンタクトホール21及び22間の
壁部の高さt1 は5000Å程度とする。またコンタク
トホール21及び22間の間隔l1 は10μm以下本例
で2μm、コンタクトホール21及び22の夫々は本例
では5μmとしている。そして、この2個のコンタクト
ホール21及び22を介して透明画素電極1を薄膜トラ
ンジスタ2のドレイン5Dに接続するようになす。
【0018】かかるコンタクトホール21及び22はサ
イドエッチングを利用して形成することが可能である。
即ち、図2に示すように、上層の第2の絶縁膜11を下
層の第1の絶縁膜10よりエッチング速度の大きい膜で
形成し、互に近接する2つの開口23及び24を有する
レジストマスク25を介してエッチングするとサイドエ
ッチングによって両開口23及び24間の絶縁膜が除去
され、その結果1回のエッチング工程で両コンタクトホ
ール21及び22が形成される共に両コンタクトホール
21及び22間の絶縁膜26aの高さt1 が第1及び第
2の絶縁膜10及び11からなる周囲の絶縁膜26の高
さt2 より低く形成される。また、サイドエッチングに
よってコンタクトホール21及び22は薄膜トランジス
タとのコンタクト部に向けて狭くなるテーパ状に形成さ
れる。具体的には、例えば第1の絶縁膜10を800℃
以上の熱処理を施したPSG膜とし、第2の絶縁膜11
を熱処理を施さないPSG膜としてレジストマスク25
を介して希弗酸溶液でエッチングすれば800℃以上の
熱処理を施したPSG膜は、熱処理を施さないPSG膜
に比してエッチング速度が早いので、第2図のようなコ
ンタクトホール21及び22が形成される。或は、第1
の絶縁膜10をPSG膜とし、第2の絶縁膜11をプラ
ズマSiN膜としてレジストマスク25を介してプラズ
マエッチング法でエッチングすれば、プラズマSiN膜
はPSG膜の10倍程度の早さでサイドエッチングが進
み、図2のコンタクトホール21及び22が形成され
る。
【0019】上述の構成の液晶表示装置27によれば、
2個のコンタクトホール21及び22を介して透明画素
電極1を薄膜トランジスタ2のドレイン5Dに接続する
ことにより、従来の1個のコンタクトホールを介して接
続する場合に比してコンタクト不良の発生確率を低減す
ることができる。しかも、2つのコンタクトホール21
及び22間の絶縁膜26aの高さt1 を第1及び第2の
絶縁膜10及び11からなる周囲の絶縁膜26の高さt
2 よりも低くするので、透明画素電極1は低くなった絶
縁膜26aの上を通って高い絶縁膜26上に延在するよ
うになり、即ちコンタクトホール21、22での段差が
見かけ上緩和され、透明画素電極1のカバレージが良く
なり、コンタクト不良がなくなる。これにより液晶表示
装置における点欠陥の発生がなくなり、品質の良い液晶
表示装置が得られる。
【0020】また、2個のコンタクトホール21及び2
2を形成するためにコンタクト面積は多少大きくなる
も、薄膜トランジスタ2を構成する多結晶シリコン膜8
は5000Å程度と薄いので、光は透過し、光の損失は
少ない。
【0021】一方、前述の図12及び図13で示すよう
に、透明画素電極1のコンタクト部分では多結晶シリコ
ン膜8があるためにここでの光透過が他部の透明画素電
極1に比べて劣り、実質的な液晶セルの開口率が低下す
る懼れがある。コンタクト部分の面積を小さくするとコ
ンタクト抵抗の増加、コンタクトホール13での透明画
素電極1のカバレージが悪くなる等の不都合があるため
に、むやみにコンタクト部分の面積を小さくできない。
【0022】この点を改善する実施例を図4に示す。本
例においては、薄膜トランジスタ2を構成する多結晶シ
リコン膜8とガラスによる絶縁基板7との間に多結晶シ
リコンの屈折率n1 (≒3.8)とガラス基板(SiO
2 )の屈折率n2 (=1.45)との中間の屈折率n3
を有する膜、例えばSi3 N4 膜30(屈折率n3 =
1.9)を形成し、その多結晶シリコン膜8のドレイン
5Dにコンタクトホール13を介して透明画素電極1を
接続するようになす。このSi3 N4 膜30は所謂反射
防止膜となる。その他の構成は図13と同様である。製
法の一例を図5に示す。ガラスからなる絶縁基板7上に
例えば膜厚700Å程度のSi3 N4 膜30を被着形成
し(同図A)、そのSi3 N4 膜30の表面を若干酸化
してSiO2 膜31とする(同図B)。例えば酸化性雰
囲気中に1000℃、20分の熱処理を行って10〜2
0Å程度のSiO2 膜31を形成する。この表面酸化は
次の多結晶シリコン膜8の被着形成をスムーズにする。
次いで、SiO2 膜31上に例えば膜厚400Å程度の
多結晶シリコン膜8を形成した後(同図C)、レジスト
マスク32を介して多結晶シリコン膜8、SiO2 膜3
1及びSi3 N4 膜30を例えばCF4 プラズマエッチ
ングによりパターニングする(同図D)。以後は、図1
3と同じ通常の工程を経て薄膜トランジスタ2及び透明
画素電極1等を形成する。
【0023】Si3 N4 膜30の最適膜厚は多結晶シリ
コン膜8の膜厚により若干異なるが、Si3 N4 膜30
の膜厚を700Åとし、多結晶シリコン膜8の膜厚を4
00Åとした場合の基板7側から光を入射したときの光
反射率を図6の曲線Iに示す。但し、曲線IIはSi3
N4 膜30を有しない場合の反射率である。この図6か
ら明らかなように、多結晶シリコン膜8の下にSi3 N
4 膜30を有する場合には多結晶シリコン膜8による反
射が約30%低下する。この様に、アクティブマトリッ
クス型の液晶表示装置において、その薄膜トランジスタ
2を構成する多結晶シリコン膜8の下にSi3 N4 膜3
0を形成することにより、透明画素電極1とのコンタク
ト部分における透光性が上がり、液晶セルの実質的開口
率を上げることができる。本技術は、図3に示すように
前述した複数個のコンタクトホール21及び22を介し
て透明画素電極1を接続する本発明に係る液晶表示装置
27にも適用できること勿論である。
【0024】図7及び図8(コンタクト部の拡大図)は
本発明に係るアクティブマトリックス型の液晶表示装置
の他の実施例を示す。なお、同図は薄膜トランジスタ及
び透明画素電極を有する絶縁基板側を示すもので、前述
の図14と対応する部分には同一符号を付して示す。そ
の他の構成は図1と同様である。本例においては、薄膜
トランジスタ2のドレイン5DとITO膜による透明画
素電極1との接続において、コンタクトホール13を介
して透明画素電極1をドレイン5Dに接触するように形
成すると共に、コンタクトホール13内の透明画素電極
即ちITO膜1のドレイン接触部の一部を除去してコン
タクトホール13に信号線4の導電材料(例えばAl
Cr、Ta、Cu、Mo、Au、Ni又は合金等)と同
一の導電材料例えばAlの信号線4であればAl層31
を埋込み、Al層31とITO膜1、及びAl層31と
ドレイン5Dとを接触させて薄膜トランジスタ2のドレ
イン5Dと透明電極1とを電気的に接続する。
【0025】製法としては、コンタクトホール13を含
む全面にITO膜を被着形成し、之をパターニングして
透明画素電極1を形成するときに、同時にコンタクトホ
ール13内のITO膜のドレイン接触部との一部を選択
時に除去する。次に、Alによる信号線4の形成工程
で、同時にコンタクトホール13内にAl層31を形成
する。また、図8の鎖線31aで示すように、Al層3
1をコンタクトホール13の上まで形成するようにパタ
ーニングすれば、ITO膜1の段切れについてもAl層
31でカバーすることができる。
【0026】かかる構成の液晶表示装置32によれば、
コンタクトホール13を介して透明画素電極1を薄膜ト
ランジスタ2のドレイン5Dに直接接触すると共に、コ
ンタクトホール13内に透明画素電極1のITO膜とド
レイン5Dとに夫々接触するAl層31を設けることに
より、2重のコンタクトが行われ、透明画素電極1と薄
膜トランジスタ2のドレイン5Dとを確実に接続するこ
とができる。即ち、透明画素電極1と薄膜トランジスタ
2との接続の信頼性が向上する。従って、透明画素電極
1への信号の書き込みが確実になり、コンタクト不良に
原因する点欠陥の発生がなくなり、品質の良い液晶表示
装置が得られる。
【0027】また、一部でAl層31を介して透明画素
電極1と薄膜トランジスタ2が接続されるので、両者間
の接触抵抗も低減し、コンタクトホールが小さくなって
も接触抵抗の増大化は抑制される。さらに、透明画素電
極1を形成するときのITO膜のパターニング時にコン
タクトホール13内のITO膜の一部除去を同時に行
い、信号線4を形成するときのAl層のパターニング時
にコンタクトホール13内のAl層31の形成を同時に
行うので、マスクパターンを変更するのみで、製造工程
は従来例と何ら変わらない。
【0028】図9は、本発明に係るアクティブマトリッ
クス型の液晶表示装置の更に他の実施例である。本例に
おいては、薄膜トランジスタ2のドレイン5DとITO
膜による透明画素電極1との接続を前述と同様の信号線
4と同じ導電材料、本例ではAl層31を介して行う。
即ち、コンタクトホール13内にドレイン5Dと接触す
るAl層31を埋込み、このAl層31と接触するよう
に透明画素電極1を形成してドレイン5Dと透明画素電
極1とを接続する。製法としては、Alによる信号線4
の形成時にコンタクトホール13内にAl層31を埋込
み、しかる後、このAl層31の上面で接続する透明画
素電極1を形成する。
【0029】かかる構成の液晶表示装置33によれば、
コンタクトホール13内にAl層31を埋込み、このA
l層31を介して透明画素電極1と薄膜トランジスタ2
のドレイン5Dとを接続しているので、コンタクトホー
ル13での段差が緩和され、透明画素電極1のカバレー
ジが良くなり、コンタクト不良がなくなる。これにより
液晶表示装置における点欠陥の発生がなくなり、品質の
良い液晶表示装置が得られる。
【0030】図10及び11は、本発明に係るアクティ
ブマトリックス型の液晶表示装置の更に他の実施例であ
る。同図は、一画素の構成を示すもので、前述の図15
と対応する部分には同一符号を付して示す。即ち、1は
例えばITO膜による透明画素電極、2はスイッチング
用の薄膜トランジスタ、3は薄膜トランジスタのゲート
電極5Gと一体に形成された選択線、4は薄膜トランジ
スタ2のソース5Sに接続された信号線である。また、
Csは蓄積容量を示し、之は薄膜トランジスタ2を構成
する多結晶シリコン8の延長部8Aと、例えば薄膜トラ
ンジスタ2のゲート絶縁膜9と同時に形成した絶縁膜
(即ち誘電体膜)35と、ゲート電極5D即ち選択線4
と同時に之と同じ導電材例えば不純物ドープの多結晶シ
リコンで形成したCs専用の電極配線19とによって構
成されている。ゲート電極5G及び蓄積容量Cs上には
絶縁膜10が被覆されている。
【0031】本例においては、絶縁膜10に薄膜トラン
ジスタ2のソース5S及びドレイン5Dが臨むコンタク
トホール12及び13を形成したのち、コンタクトホー
ル12を通してソース5Sと接続する信号線4を形成
し、この信号線4の形成と同時に、蓄積容量Csに対応
する部分の絶縁膜10上に信号線4と同じ導電材料、例
えば前述と同様にAl信号線4であれば同材料のAl層
36を形成する。そして、このAl層36の面上に接触
するようにITO膜による透明画素電極1を形成する。
即ち本例は、蓄積容量形成領域上においてAl層36を
介して透明画素電極1と薄膜トランジスタ2のドレイン
5Dとを接続するようになす。尚、図11ではAl層3
6上に透明画素電極1のITO膜を接触させたが、IT
O膜とAl層36とは上下逆にしてもよい。即ち先に透
明画素電極1のITO膜を被着し、その上にAl層36
を形成することもできる。さらに、このときにはITO
膜を鎖線38に示すようにコンタクトホール13内に一
部ドレイン5Dと接触するように延長形成してもよい。
【0032】かかる構成の液晶表示装置37によれば、
蓄積容量形成領域上において信号線4と同一導電材料の
例えばAl層36を介して薄膜トランジスタ2のドレイ
ン5Dと透明画素電極1を接続することにより、画素の
開口率を下げることなしに透明画素電極1に薄膜トラン
ジスタ2の接続の信頼性を向上することができる。即ち
ドレイン接続は、ソース接続と同じ信号線4の材料例え
ばAl層36で行われるのでドレイン接続の信頼性が向
上する。また、このAl層36と透明画素電極1のIT
O膜との接続も、面積の広い蓄積容量形成領域で行うの
で、信頼性が良い。同時に、この蓄積容量形成領域は遮
光領域であるため、透明画素電極1の面積に影響を与え
ることはなく、画素の開口率を下げることがない。この
様に、本例の液晶表示装置37も、透明画素電極と薄膜
トランジスタとの接続の信頼性が向上するので、点欠陥
の発生がなく、表示特性の画素間のバラツキも小さくな
り、表示品質を向上することができる。
【0033】
【発明の効果】本発明の液晶表示装置によれば、透明画
素電極が薄膜トランジスタに対して複数のコンタクトホ
ールを介して接続することにより、コンタクト不良の発
生確率を低減することができる。さらに、複数のコンタ
クトホール間の絶縁膜の高さを周囲の絶縁膜の高さより
低くすることによりコンタクト部での透明画素電極のカ
バレージが良好となり、コンタクト不良がなくなる。
【0034】また、本発明の液晶表示装置によれば、透
明画素電極を薄膜トランジスタに直接接触させると共
に、薄膜トランジスタ及び透明画素電極を信号線と同じ
材料を介して接触させ、即ち、透明画素電極と薄膜トラ
ンジスタを2重に接触させることにより、両者を確実に
接続することができる。また、信号線と同一の材料を介
することによってコンタクト部での接触抵抗も小さくな
る。
【0035】さらに、本発明の液晶表示装置によれば、
透明画素電極を薄膜トランジスタに対して信号線と同一
の材料を介して接続することにより、両者を確実に接続
することができ、且つコンタクト部での接触抵抗を小さ
くすることができる。従って、液晶表示装置での点欠陥
がなくなり、表示品質の高い液晶表示装置を提供できる
ものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る液晶表示装置の一例を示す断面図
である。
【図2】コンタクトホールの形成方法を示す断面図であ
る。
【図3】本発明に係る液晶表示装置の他の例を示す要部
の断面図である。
【図4】液晶表示装置における透明画素電極のコンタク
ト部分の光透過を改善した実施例を示す要部の断面図で
ある。
【図5】図4の製法例を示す工程図である。
【図6】光透過性を示すグラフである。
【図7】本発明に係る液晶表示装置のさらに他の例を示
す断面図である。
【図8】図7の要部の拡大断面図である。
【図9】本発明に係る液晶表示装置のさらに他の例を示
す断面図である。
【図10】本発明に係る液晶表示装置のさらに他の例を
示す一画素の平面図である。
【図11】図10のIX−IX線上の断面図である。
【図12】従来のアクティブマトリックス型の液晶表示
装置の一画素の平面図である。
【図13】図12のXIII−XIII線上の断面図である。
【図14】従来のアクティブマトリックス型の液晶表示
装置の他の例を示す断面図である。
【図15】従来のアクティブマトリックス型の液晶表示
装置の他の例を示す一画素の平面図である。
【符号の説明】
1 透明画素電極 2 スイッチング用の薄膜トランジスタ 3 選択線 4 信号線 8 多結晶シリコン膜 5D ドレイン 5S ソース 5G ゲート電極 12、13 コンタクトホール 16 対向電極 17 液晶層 19 Cs専用の電極配線 7、14 絶縁基板 21、22 コンタクトホール 31、36 信号線と同一の導電材料(Al層) Cs 蓄積容量
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成3年3月8日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項3
【補正方法】変更
【補正内容】
【プルーフの要否】 要
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0002
【補正方法】変更
【補正内容】
【0002】
【従来の技術】従来のアクティブマトリックス型液晶表
示装置の1画素の構成の一例を図12及び図13に示
す。図12中、1は画素(液晶セルLC)を構成する透
明の画素電極、2は画素を駆動するためのスイッチング
用の薄膜トランジスタを示す。画素電極1の各行間に各
画素LCの行を選択する選択線3が配され、画素電極1
の各列間に画像信号を供給するための信号線4が配され
る。そして、薄膜トランジスタ2のドレイン5Dが画素
電極1に接続され、ソース5Sが信号線4に接続され、
ゲート5Gが選択線3に接続される(図ではゲート5G
と選択線3が共用される)。具体的構造は、図13に示
すように、ガラス等からなる絶縁基板7上の所要箇所に
薄膜トランジスタ2を構成する多結晶シリコン膜8が被
着形成され、この多結晶シリコン膜8上にゲート絶縁膜
9を介して例えば不純物ドープの多結晶シリコンからな
るゲート電極5G(即ち選択線3)が形成される。ゲー
ト電極5Gを覆うように全面に例えばPSG(リンシリ
ゲートガラス)膜からなる第1の絶縁膜10が形成さ
れ、第1の絶縁膜10のコンタクトホール12を介して
例えばAlによる信号線4がソース5Sに接続される。
さらに全面に例えばPSG膜による第2の絶縁膜11が
被着形成され、第1及び第2の絶縁膜10及び11のド
レイン5Dに対応する位置に共通のコンタクトホール1
3が形成され、コンタクトホール13を含んで全面に例
えばITO(酸化インジウム錫)膜による透明導電膜が
形成され、パターニングしてコンタクトホール13を介
してドレイン5Dに接続する透明画素電極1が形成され
る。そして、内面にその配線部分(選択線3、信号線4
等が存在する部分)及び薄膜トランジスタ2に対応する
箇所に光遮蔽層15が形成され、光遮蔽層15を含む全
面に対向電極16が形成されたガラス等からなるもう一
方の絶縁基板14が絶縁基板7に対向して配され、両基
板7及び14間に液晶層17が封入されて液晶表示装置
18が構成される。
【プルーフの要否】 要
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0017
【補正方法】変更
【補正内容】
【0017】しかして、本例では、薄膜トランジスタ2
のドレイン5Dと透明画素電極1との接続において、ド
レイン5Dに対応する位置の2層の絶縁膜10、11に
複数個、本例では2個のコンタクトホール21及び22
を形成する。2個のコンタクトホール21及び22は夫
々平面的にみて四角形状をなし、互いに近接すると共
に、両コンタクトホール21及び22間の壁部即ち絶縁
膜26aの高さt1 が第1及び第2の絶縁膜10及び1
1からなる周囲の絶縁膜26の高さt2 より低くなるよ
うに形成する。例えば2層の第1及び第2の絶縁膜1
0、11による周囲の高さt2 を1μm(第1の絶縁膜
10の膜厚0.6μm、第2の絶縁膜11の膜厚0.4
μm)としたとき、コンタクトホール21及び22間の
壁部の高さt 1 は0.5μm程度とする。またコンタク
トホール21及び22間の間隔l1 は10μm以下本例
で2μm、コンタクトホール21及び22の夫々は本例
では5μmとしている。そして、この2個のコンタクト
ホール21及び22を介して透明画素電極1を薄膜トラ
ンジスタ2のドレイン5Dに接続するようになす。
【プルーフの要否】 要
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0020
【補正方法】変更
【補正内容】
【0020】また、2個のコンタクトホール21及び2
2を形成するためにコンタクト面積は多少大きくなる
も、薄膜トランジスタ2を構成する多結晶シリコン膜8
は0.04μm程度と薄いので、光は透過し、光の損失
は少ない。
【プルーフの要否】 要
【手続補正5】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0022
【補正方法】変更
【補正内容】
【0022】この点を改善する実施例を図4に示す。本
例においては、薄膜トランジスタ2を構成する多結晶シ
リコン膜8とガラスによる絶縁基板7との間に多結晶シ
リコンの屈折率n1 (≒3.8)とガラス基板(SiO
2 )の屈折率n2 (=1.45)との中間の屈折率n3
を有する膜、例えばSi3 N4 膜30(屈折率n3 =
1.9)を形成し、その多結晶シリコン膜8のドレイン
5Dにコンタクトホール13を介して透明画素電極1を
接続するようになす。このSi3 N4 膜30は所謂反射
防止膜となる。その他の構成は図13と同様である。製
法の一例を図5に示す。ガラスからなる絶縁基板7上に
例えば膜厚0.07μm程度のSi3 N4膜30を被着
形成し(同図A)、そのSi3 N4 膜30の表面を若干
酸化してSiO2 膜31とする(同図B)。例えば酸化
性雰囲気中に1000℃、20分の熱処理を行って0.
001〜0.002μm程度のSiO2 膜31を形成す
る。この表面酸化は次の多結晶シリコン膜8の被着形成
をスムーズにする。次いで、SiO2 膜31上に例えば
膜厚0.04μm程度の多結晶シリコン膜8を形成した
後(同図C)、レジストマスク32を介して多結晶シリ
コン膜8、SiO2 膜31及びSi3 N4 膜30を例え
ばCF4 プラズマエッチングによりパターニングする
(同図D)。以後は、図13と同じ通常の工程を経て薄
膜トランジスタ2及び透明画素電極1等を形成する。
【プルーフの要否】 要
【手続補正6】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0023
【補正方法】変更
【補正内容】
【0023】Si3 N4 膜30の最適膜厚は多結晶シリ
コン膜8の膜厚により若干異なるが、Si3 N4 膜30
の膜厚を0.07μmとし、多結晶シリコン膜8の膜厚
を0.04μmとした場合の基板7側から光を入射した
ときの光反射率を図6の曲線Iに示す。但し、曲線II
はSi3 N4 膜30を有しない場合の反射率である。こ
の図6から明らかなように、多結晶シリコン膜8の下に
Si3 N4 膜30を有する場合には多結晶シリコン膜8
による反射が約30%低下する。この様に、アクティブ
マトリックス型の液晶表示装置において、その薄膜トラ
ンジスタ2を構成する多結晶シリコン膜8の下にSi3
N4 膜30を形成することにより、透明画素電極1との
コンタクト部分における透光性が上がり、液晶セルの実
質的開口率を上げることができる。本技術は、図3に示
すように前述した複数個のコンタクトホール21及び2
2を介して透明画素電極1を接続する本発明に係る液晶
表示装置27にも適用できること勿論である。
【プルーフの要否】 要
【手続補正7】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図1
【補正方法】変更
【補正内容】
【図1】
【手続補正8】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図2
【補正方法】変更
【補正内容】
【図2】
【手続補正9】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図4
【補正方法】変更
【補正内容】
【図4】
【手続補正10】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図7
【補正方法】変更
【補正内容】
【図7】
【手続補正11】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図9
【補正方法】変更
【補正内容】
【図9】
【手続補正12】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図13
【補正方法】変更
【補正内容】
【図13】
【手続補正13】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図14
【補正方法】変更
【補正内容】
【図14】

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 夫々スイッチングトランジスタを有する
    複数の画素がマトリックス配列してなる液晶表示装置に
    おいて、 上記各画素の透明画素電極が上記スイッチングトランジ
    スタに複数個のコンタクトホールを介して接続されて成
    る液晶表示装置。
  2. 【請求項2】 夫々スイッチングトランジスタを有する
    複数の画素がマトリックス配列してなる液晶表示装置に
    おいて、 上記スイッチングトランジスタと各画素の透明画素電極
    がコンタクトされ、且つ、上記スイッチングトランジス
    タと、信号線と同一の材料とのコンタクト、及び上記透
    明画素電極と、上記信号線と同一の材料とのコンタクト
    がなされて成る液晶表示装置。
  3. 【請求項3】 夫々スイッチングトランジスタを有する
    複数の画素がマトリックス配列してなる液晶表示装置に
    おいて、 上記各画素の透明画素電極が上記スイッチングトランジ
    スタに信号線と同一の導電材料を介して接続されて成る
    液晶表示装置。
JP2550191A 1990-03-24 1991-01-25 液晶表示装置 Pending JPH06208132A (ja)

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