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JP2800958B2 - アクティブマトリクス基板 - Google Patents

アクティブマトリクス基板

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JP2800958B2
JP2800958B2 JP9817192A JP9817192A JP2800958B2 JP 2800958 B2 JP2800958 B2 JP 2800958B2 JP 9817192 A JP9817192 A JP 9817192A JP 9817192 A JP9817192 A JP 9817192A JP 2800958 B2 JP2800958 B2 JP 2800958B2
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JP
Japan
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signal line
conductive film
active matrix
line
signal
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JP9817192A
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勝博 川合
幹雄 片山
昌也 岡本
厚志 伴
清 中沢
優 梶谷
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Sharp Corp
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Sharp Corp
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は表示用の絵素電極をマト
リクス状に配列して高密度表示を行う表示装置用のアク
ティブマトリクス基板の構造に関し、さらに詳しくは、
表示用絵素電極にスイッチング素子を介して駆動信号を
印加することにより表示を実行するアクティブマトリク
ス基板に関する。
【0002】
【従来の技術】液晶表示装置、EL表示装置、プラズマ
表示装置に於いては、マトリクス状に配列された表示絵
素を選択して光変調することにより、画面上に表示パタ
ーンを形成している。表示絵素を選択して光変調する場
合の方式としては、各絵素が独立した絵素電極によって
それぞれ光変調されるように配列して、各絵素電極のそ
れぞれにスイッチング素子を接続したアクティブマトリ
クス駆動方式が、高コントラストの表示が可能であるた
めに、液晶テレビジョン、ワードプロセッサやコンピュ
ータの端末表示等に実用化されている。絵素電極を選択
駆動するスイッチング素子としては、TFT(Thin Fi
lm Transistor)素子、MIM(金属−絶縁膜−金属)
素子、MOSトランジスタ素子、ダイオード、バリスタ
等が一般に用いられている。アクティブマトリクス基板
における各絵素電極は、液晶、EL発光層あるいはプラ
ズマ発光体等の表示媒体を挟んで対向電極が対向配置さ
れており、各絵素電極に印加される電圧をスイッチング
することにより、その間に介在する表示媒体が光学的に
変調されて、その光学的変調が表示パターンとして視認
される。
【0003】図7は、従来のアクティブマトリクス基板
の一例を示す。また、図8は図7のE−E線に於ける矢
視断面図を示す。図に示すように、この従来例のアクテ
ィブマトリクス基板50は、絶縁性基板であるガラス基
板52上に、複数の走査線(ゲートバスライン)60と
複数の信号線(ソースバスライン)70とがゲート絶縁
膜62(図8参照)を介して格子状になるように相互に
直交して設けられている。各走査線60及び各信号線7
0によって囲まれた矩形状のそれぞれの領域内には、絵
素電極90が配置されている。各領域内の隅部には、ス
イッチング素子としてのTFT80がそれぞれ設けられ
ている。そして、TFT80は、該TFT80が配設さ
れた領域内の各絵素電極90と、各絵素電極90に近接
する1本の走査線60及び1本の信号線70とにそれぞ
れ電気的に接続されている。走査線60からは、絵素電
極90に向けて枝線61が分岐しており、この枝線61
の先端部寄りの位置がスイッチング素子としてのTFT
80におけるゲート電極とされる。
【0004】信号線70は、下層71と該下層71とは
異なる材料であって絵素電極90と同様の導電膜によっ
て形成された上層73との2層構造になっている。
【0005】このようなアクティブマトリクス基板50
では、信号線70における下層71をパターニングした
後に、絵素電極90を形成する導電体膜を走査線60、
信号線70の下層71上にも残してパターニングするこ
とにより上層73が形成される。
【0006】信号線70における下層71は、アクティ
ブマトリクス基板の製造過程において、何等かの原因に
よって断線するおそれがある。しかし、このように、信
号線70を2層構造とすることによって、下層71が断
線した場合にも、その上に導電体膜の上層73が形成さ
れているために、信号線70としては電気的に分断する
おそれがなく、信号線として機能し得る。信号線が一層
構造の場合には、絵素電極に信号を供給する信号線が製
造過程において何等かの原因によって断線した場合、そ
の断線部分より先には、本来与えられるべき信号が入力
されず、結果として表示装置上において線欠陥として認
識される。このような線欠陥は、表示装置としての品位
を著しく損ない、製品歩止まりの観点からみて大きな問
題となる。しかし、上述のように、信号線70を2層構
造とすることにより、信号線70の断線が防止される。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】このようなアクティブ
マトリクス基板では、信号線70の上層73として、絵
素電極90を構成する透明導電材料(ITOやSnO2
等)が使用されている。このような透明導電材料は、通
常、極端に低抵抗ではないために、走査線60および信
号線70の断線対策としては有用である。しかし、表示
装置を大型化するために、絶縁性基板52が大型化する
と、走査線60および信号線70も長くなるために、信
号の遅延が問題になる。信号の遅延は、走査線60およ
び信号線70の抵抗と容量に依存するため、走査線60
および信号線70の材料としては、より低抵抗なものが
望まれる。
【0008】本発明は、上記従来技術の問題点を解決す
るものであり、その目的は、信号線の断線による欠陥を
防止する効果を更に高めるとともに、走査線、信号線の
抵抗を下げることにより、より高品位のアクティブマト
リクス基板を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明のアクティブマト
リクス基板は、絶縁性基板と、該絶縁性基板上に格子状
になるように相互に直交して設けられた複数の走査線及
び複数の信号線と、各走査線及び各信号線によって囲ま
れた領域内にそれぞれ配置された絵素電極と、各絵素電
並びに各絵素電極に近接する1本の走査線及び1本の
信号線にそれぞれ電気的に接続されたスイッチング素子
を具備するアクティブマトリクス基板であって、少な
くとも一層の絶縁膜を介して、該走査線との交差部分を
除いて該信号線の下方に該信号線より幅広に形成されて
おり、該絶縁膜に形成されたスルーホールを通して該信
号線と電気的に接続された導電膜を有し、該導電膜が少
なくとも一層の絶縁膜を介して該絵素電極とは異なる層
に配置されており、そのことにより上記目的は達成され
る。
【0010】
【0011】
【0012】
【作用】本発明のアクティブマトリクス基板では、信号
線の下方に形成され、信号線とスルーホールにより電気
的に接続される導電膜を、絶縁膜を介して絵素電極とは
異なる層に配置している。このため、導電膜と絵素電極
とが短絡することがないので、導電膜の形成領域を絵素
電極の形成領域に近接させることができ、開口率に影響
を与えることなく、導電膜を可能な限り大きく形成する
ことが可能となる。 従って、信号線の形成領域が制限さ
れる場合にあっても、信号線より幅広に形成した導電膜
をスルーホールにより信号線と電気的に接続して低抵抗
の配線とすることが可能となる。 また、本発明のアクテ
ィブマトリクス基板では、信号線が何等かの原因で断線
した場合にも、その信号線によって伝達される信号は、
該信号線の下方に絶縁膜を介して積層された導電膜に、
絶縁膜に形成されたスルーホールを通して、伝達される
ために、信号線の断線による線欠陥が発生するおそれが
ない。導電膜として低抵抗な材料を選択することによ
り、信号線の抵抗を下げることが可能になる。
【0013】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。本
発明アクティブマトリクス基板は図1に示すように、絶
縁性基板であるガラス基板2上に、複数の走査線(ゲー
トバスライン)10及び複数の信号線(ソースバスライ
ン)20が格子状になるように相互に直交して設けられ
ている。各走査線10及び各信号線20によって囲まれ
た矩形状のそれぞれの領域内には、絵素電極40が配置
されている。各絵素電極40が配置された領域内の隅部
には、走査線10から絵素電極40に向けて延出する枝
線11が分岐されており、該枝線11の先端部寄りの部
分が各TFT30のゲート電極になるように、各領域の
隅部にスイッチング素子としてのTFT30が形成され
ている。そして、各TFT30は、該TFT30が形成
された領域内の各絵素電極40、および各絵素電極40
に近接する信号線20にもそれぞれ電気的に接続されて
いる。
【0014】信号線20の下には、図に示すように走査
線10と交差する部分を除いて、導電膜21が、ゲート
絶縁膜12を挟んで該信号線20と積層状態となるよう
に設けられている。そして、該導電膜21は、絵素電極
40が配置された矩形状の領域におけるTFT30配設
位置の近傍部と、その領域におけるTFT30が配設さ
れた隅部とは異なる信号線20に沿った隅部近傍部とに
おいて、該導電膜21上のゲート絶縁膜12の一部がエ
ッチングによって除去されて、2つのスルーホール22
が形成されており、導電膜21上に積層される信号線2
0とは各スルーホール22を通して電気的に接続されて
いる。このような構成のアクティブマトリクス基板で
は、信号線20の断線を救うことが可能になると共に、
信号線20の全体の抵抗を下げることが可能になる。
【0015】このような構成のアクティブマトリクス基
板の製作手順について説明する。まず、絶縁性基板であ
るガラス基板2上に走査線10を形成する。ガラス基板
2の表面には、ベースコート膜としてTa2O5等の絶縁
膜を形成してもよい。次いで、ガラス基板2上に、比較
的低抵抗な導電材料であるAlをスパッタリング法を用
いて帯状に積層し、これをパターニングして導電膜21
を形成した。導電膜21としては、Alに替えて、M
o、Ta等の低抵抗導電材料を使用してもよい。その後
に、Taを同様にスパッタリング法を用いて積層して、
パターニングすることによって走査線10を形成する。
さらに、プラズマCVD法を用いてSiNx膜を300
nm程積層し、ゲート絶縁膜12を形成する。なお、走
査線10を陽極酸化することによって、絶縁性をより高
めるようにしてもよい。
【0016】続いて、図3に示すように、半導体層4
1、エッチングストッパー層42をゲート絶縁膜12上
に連続して、プラズマCVD法を用いて積層する。半導
体層41は真性半導体アモルファスシリコン(以下では
a−Siと称する)、エッチングストッパ層42はゲー
ト絶縁膜12と同じSiNxである。膜厚はそれぞれ半
導体層41は60nm、エッチングストッパ層42は2
00nmとした。SiNxであるエッチングストッパ層
42は、パターニングによって所定形状とされている。
【0017】次に、図2に示すように、導電膜21上に
積層されたゲート絶縁膜12に、信号線20と導電膜2
1とを電気的に接続するためのスルホール22を、パタ
ーニング工程、およびエッチング工程を経て形成する。
続いて、図3に示すように、リンを添加したn+型アモ
ルファスシリコン層(以下、a−Sin+と称する)を
80nmの厚みでプラズマCVD法で積層して、パター
ニングすることにより、コンタクト層43および44を
形成する。次に、このガラス基板2上の全面にソース導
電体としてTiをスパッタリング法によって形成して、
パターニングすることによって信号線20、ソース電極
31、およびドレイン電極32を形成した。信号線20
は、スルーホール22を介して導電膜21と電気的に接
続されている。ソース電極31またはドレイン電極32
は、半導体層41とは、コンタクト層43および44に
よって、オーミックコンタクトが良好になっている。な
お、Tiに替えて、Al、Cr、Mo等の金属層を使用
してもよい。
【0018】次に、絵素電極40及び付加容量電極とな
るITOをスパッタリング法により積層し、これをパタ
ーニングすることにより絵素電極40を形成する。この
とき、従来のアクティブマトリクス基板のように、信号
線20上にも、ITOを積層状態で形成してもよい。そ
して、ガラス基板2の前面に、保護膜層45および配向
膜層46がそれぞれ積層される。これにより、本発明の
アクティブマトリクス基板が形成される。
【0019】なお、上記実施例では、導電膜21を走査
線10と、異なる材料によって形成したが、図4および
図5に示すように、ガラス基板2上に走査線10と同様
の材料によって導電膜21を形成するようにしてもよ
い。この場合には、走査線10の形成時に、同時に導電
膜21を形成されるために、前記実施例のように、前記
実施例のように、導電膜21を形成するために、導電膜
21の材料を積層するための工程が不要になる。
【0020】さらに、導電膜21を走査線10と同様の
材料によって形成するとともに、信号線20として、絵
素電極40と同様の材料によって形成してもよい。この
場合には、信号線20の形成も容易になる。
【0021】また、図4に示すように、各絵素電極40
の側方に位置する各導電膜21上のゲート絶縁膜12
を、各導電膜21のほぼ全長にわたってエッチングする
ことにより、各導電膜21のほぼ全長にわたりスルーホ
ール22を形成して、該スルーホール22を通して導電
膜21と信号線20とを接続してもよい。
【0022】さらに、図5および図6に示すように、ガ
ラス基板2上の導電膜21をその上方に積層される信号
線20よりも大きな幅寸法を有するように形成してもよ
い。
【0023】
【発明の効果】本発明のアクティブマトリクス基板によ
れば、信号線の下方に形成され、信号線とスルーホール
により電気的に接続される導電膜を、絶縁膜を介して絵
素電極とは異なる層に配置しているため、導電膜と絵素
電極とが短絡することがないので、導電膜の形成領域を
絵素電極の形成領域に近接させることができ、開口率に
影響を与えることなく、導電膜を可能な限り大きく形成
することができる。 従って、信号線の形成領域が制限さ
れる場合にあっても、信号線より幅広に形成した導電膜
をスルーホールにより信号線と電気的に接続して低抵抗
の配線とすることができる。 また、信号線に絶縁膜を介
して積層された導電膜が、絶縁膜に形成されたスルーホ
ールを介して信号線と電気的に接続されているめに、
信号線が何等かの原因で断線した場合にも、信号線の信
号が導電膜を通って断線部以降にも伝わる。その結果、
信号線の断線が救われる。この導電膜に低抵抗な材料を
採用することにより、信号線の電気抵抗を下げることが
可能になる。これにより、高品位なアクティブマトリク
ス基板を高歩止まりで得ることができる。また、この導
電膜を走査線と同じ材料で同時に形成することによっ
て、成膜プロセスを増やすことなく上記の目的が達成さ
れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明アクティブマトリクス基板の一実施例を
示す平面図。
【図2】図1のA−A線に於ける矢視断面図。
【図3】図1のF−F線に於ける矢視断面図。
【図4】本発明アクティブマトリクス基板の実施例2を
示す平面図。
【図5】本発明アクティブマトリクス基板の実施例3を
示す平面図。
【図6】図5のD−D線に於ける矢視断面図。
【図7】従来のアクティブマトリクス基板の一例を示す
平面図。
【図8】図7のE−E線に於ける矢視断面図。
【符号の説明】
1 アクティブマトリクス基板 2 ガラス基板 10 走査線 11 ゲート電極 12 ゲート絶縁膜 20 信号線 21 導電膜 22 スルーホール 30 TFT 31 ソース電極 32 ドレイン電極 40 絵素電極 41 半導体層 42 エッチングストッパ層 43、44 コンタクト層 45 保護膜層 46 配向膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伴 厚志 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャープ株式会社内 (72)発明者 中沢 清 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャープ株式会社内 (72)発明者 梶谷 優 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャープ株式会社内 (56)参考文献 特開 平1−134342(JP,A) 特開 平3−122620(JP,A) 特開 昭60−66288(JP,A) 特開 昭63−136571(JP,A) 特開 昭63−253391(JP,A) 特開 平1−266513(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G02F 1/136 500

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 絶縁性基板と、該絶縁性基板上に格子状
    になるように相互に直交して設けられた複数の走査線及
    び複数の信号線と、各走査線及び各信号線によって囲ま
    れた領域内にそれぞれ配置された絵素電極と、各絵素電
    並びに各絵素電極に近接する1本の走査線及び1本の
    信号線にそれぞれ電気的に接続されたスイッチング素子
    を具備するアクティブマトリクス基板であって、 少なくとも一層の絶縁膜を介して、該走査線との交差部
    分を除いて該信号線の下方に該信号線より幅広に形成
    れており、該絶縁膜に形成されたスルーホールを通して
    該信号線と電気的に接続された導電膜を有し、該導電膜
    が少なくとも一層の絶縁膜を介して該絵素電極とは異な
    る層に配置されているアクティブマトリクス基板。
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