JP3636424B2 - 液晶表示装置及びその製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は液晶表示装置及びその製造方法に関し、特に水平電界を印加するための電極構造及び電界印加手段である薄膜トランジスタを有する液晶表示装置及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
水平電界による液晶駆動方式として従来の技術はＫｏｎｄｏなどの米国特許第５，５９８，２８５に開示されている。Ｋｏｎｄｏなどが提示した平面駆動方式の液晶表示装置は、互いに対向している二つの基板とその間に注入された液晶物質とからなり、水平電界を印加するための二つの電極、すなわち共通電極と画素電極とは二つの基板のうち、一つの基板にすべて形成されている。そして、その上に配向膜が印刷されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記特許においては、二つの電極が別の層で異なる厚さに形成されているため、配向膜の表面は平坦にならず、配向膜をラビングする工程でラビングが不均一になって段差部分から光が漏れる問題点が発生している。
また、データ線とこれに隣接した共通電極間の電位差によって画素の境界から光が漏洩し、これは側面クロストーク（cross talk）として現われる。これを防止するためにブラックマトリックスを広げたり、共通電極とデータ線と間の間隔を狭める方法が提示されているが、ブラックマトリックスを広げたり場合には開口率が減少し、共通電極とデータ線との間の間隔を狭める場合にはこれらの間の短絡が頻繁に発生する。
【０００４】
その他にも、Ｋｏｎｄｏなどが米国特許第５，５９８，２８５で提示した液晶表示装置においては、水平電界を形成するための二つの電極がすべて一つの基板に形成されているため、外部から流入する静電気に弱い構造を有しており、これによってスイッチング素子である薄膜トランジスタが静電気によって破壊される現象が発生する問題点がある。
【０００５】
前記問題点を解決するためには、ゲート配線とデータ配線とを工程中に電気的に短絡させて製品の完成段階で分離する方法が用いられているが、この場合には配線を互いに連結する工程が追加されて工程の数が増加する問題点がある。
【０００６】
本発明の目的は水平電界駆動方式の液晶表示装置における光漏れの現象を除去することにある。
【０００７】
また、本発明の他の目的は静電気による薄膜トランジスタの破壊を減らすことにある。 また、本発明の他の目的は水平電界駆動方式の液晶表示装置の工程を単純化することにある。
【０００８】
また、本発明の他の目的は配線の断線を減らすことにある。
【０００９】
さらに、本発明の他の目的は駆動ドライバの実装の際に接触力を強化して実装信頼性を向上させることにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本願発明１は、基板と、前記基板上に互いに平行に形成されている複数のゲート線及び前記ゲート線と連結されているゲート電極と、前記基板上に前記ゲート線と分離されて形成されている線形の共通電極と、前記ゲート線、ゲート電極及び共通電極を覆っているゲート絶縁膜と、前記ゲート電極上の前記ゲート絶縁膜上に形成されている半導体層と、
前記ゲート電極を中心とする前記半導体層上の両側に形成されているソース電極及びドレイン電極と、前記ゲート絶縁膜上に前記ソース電極と連結され、互いに平行に形成されている複数のデータ線と、前記ゲート線と前記データ線との交差により定義される画素領域の前記ゲート絶縁膜上に前記共通電極と交互に形成され、前記ドレイン電極と連結されている線形の画素電極と、前記ゲート線、データ線及び画素電極にゲート電極、ソース電極及びドレイン電極がそれぞれ連結されている薄膜トランジスタと、前記データ線と接触して形成され第１接触窓を有する絶縁膜と、前記絶縁膜を間において前記データ線に沿って形成され、前記第１接触窓を通じて前記データ線と電気的に連結されている冗長データ線とを含み、前記データ線は、前記冗長データ線と電気的に連結され、前記ゲート線と交差する第１部分と、前記共通電極と重畳している第２部分とに分離されており、かつ前記第２部分は前記絶縁膜を介して前記冗長データ線と重畳している液晶表示装置を提供する。
【００１１】
本願発明２は、前記ソース電極及びドレイン電極と前記半導体層との間に、前記ゲート電極を中心とする前記半導体上の両側に形成されている抵抗接触層をさらに含む、発明１に記載の液晶表示装置を提供する。
本願発明３は、前記共通電極と前記ゲート線とは同一の金属層からなる、発明１に記載の液晶表示装置を提供する。
本願発明４は、前記ゲート線及び前記共通電極線と重畳しているブラックマトリックスとをさらに含む、発明１に記載の液晶表示装置を提供する。
本願発明５は、前記データ線の端部に形成されているデータパッドと、前記冗長データ線と同一の層で形成されている冗長データパッドとをさらに含み、前記絶縁膜は第２接触窓を有し、前記第２接触窓を通じて前記データパッドと前記冗長データパッドとが電気的に連結されている、発明１に記載の液晶表示装置を提供する。
【００１２】
本願発明６は、前記データパッドと冗長データパッドとのうちの少なくともいずれかはＩＴＯからなる層を含んでいる、発明５に記載の液晶表示装置を提供する。
本願発明７は、前記データパッド及び冗長データパッドのうち、上部に形成されている層はクロム、モリブデン、モリブデン合金またはＩＴＯからなる、発明５に記載の液晶表示装置を提供する。
本願発明８は、前記データパッド及び冗長データパッドのうち、上部に形成されている層の上部にＩＴＯからなる層をさらに含む発明５に記載の液晶表示装置を提供する。
本願発明９は、前記ゲート線の端部に形成されているゲートパッドと、前記冗長データ線と同一の層で形成され、前記ゲートパッドと電気的に連結されている冗長ゲートパッドと、をさらに含む発明１に記載の液晶表示装置を提供する。
本願発明１０は、前記ゲートパッドと冗長ゲートパッドのうち、上部に形成されている層はＩＴＯからなる層を含んでいる発明９に記載の液晶表示装置を提供する。
【００１３】
本願発明１１は、前記冗長ゲートパッドはクロム、モリブデン、モリブデン合金またはＩＴＯからなる、発明９に記載の液晶表示装置を提供する。
本願発明１２は、前記複数のゲート線を互いに連結するゲート線連結部と、前記複数のデータ線を互いに連結するデータ線連結部と、前記冗長データ線と同一の層で形成されていて前記ゲート線連結部と電気的に連結されている冗長ゲート線連結部と、前記冗長データ線と同一の層で形成されていて前記データ線連結部と電気的に連結されている冗長データ線連結部とをさらに含み、前記冗長ゲート線連結部と前記冗長データ線連結部とが互いに連結されている、発明１に記載の液晶表示装置を提供する。
本願発明１３は、前記データ線または冗長データ線のうちの少なくとも一つは、前記画素電極と同一の層で形成されている発明１に記載の液晶表示装置を提供する。
本願発明１４は、前記画素電極の厚さは５００Åを超えない、発明１に記載の液晶表示装置を提供する。
【００１４】
本願発明１５は、前記データ線は１５μΩ cm を超えない比抵抗値を有する第１導電膜と、パッド用物質からなる第２導電膜との組合わせにより形成され、
前記画素電極及び／または前記ソース電極かつ前記ドレイン電極は前記第１導電膜で形成される、発明１に記載の液晶表示装置を提供する。
本願発明１６は、前記ソース電極及びドレイン電極は１０００Åを超えない厚さを有する、発明１に記載の液晶表示装置を提供する。
本願発明１７は、前記画素電極と共通電極の一部が重畳されて維持容量を構成する、発明１に記載の液晶表示装置を提供する。
【００１５】
本願発明１８は、基板と、前記基板上に互いに平行に形成されている複数のゲート線及び前記ゲート線と連結されているゲート電極と、前記基板上に前記ゲート線と分離されて形成されている線形の共通電極と、前記ゲート線、ゲート電極及び共通電極を覆っているゲート絶縁膜と、前記ゲート電極上の前記ゲート絶縁膜上に形成されている半導体層と、前記ゲート電極を中心とする前記半導体層上の両側に形成されているソース電極及びドレイン電極と、前記ゲート絶縁膜上に前記ソース電極と連結され、互いに平行に形成されている複数のデータ線と、前記ゲート線と前記データ線との交差により定義される画素領域の前記ゲート絶縁膜上に前記共通電極と交互に形成され、前記ドレイン電極と連結されている線形の画素電極と、前記ソース電極、ドレイン電極、データ線及び画素電極を覆い、前記データ線を露出する第１接触窓を有している保護膜と、前記保護膜上に形成されていて前記第１接触窓を通じて前記データ線と電気的に連結されている冗長データ線とを含み、前記データ線は、前記冗長データ線と電気的に連結され、前記ゲート線と交差する第１部分と、前記共通電極と重畳している第２部分とに分離されており、かつ前記第２部分は前記保護膜を介して前記冗長データ線と重畳している液晶表示装置を提供する。
【００１６】
本願発明１９は、前記ソース電極及びドレイン電極と前記半導体層との間に、前記ゲート電極を中心とする前記半導体上の両側に形成されている抵抗接触層をさらに含む、発明１８に記載の液晶表示装置を提供する。
本願発明２０は、前記共通電極と前記ゲート線とは同一の金属層からなる、発明１８に記載の液晶表示装置を提供する。
本願発明２１は、前記ゲート線及び前記共通電極線と重畳しているブラックマトリックスとをさらに含む、発明１８に記載の液晶表示装置を提供する。
本願発明２２は、前記データ線の端部に形成されているデータパッドと、前記冗長データ線と同一の層で形成されている冗長データパッドとをさらに含み、前記保護膜は第２接触窓を有し、前記第２接触窓を通じて前記データパッドと前記冗長データパッドとが電気的に連結されている、発明１８に記載の液晶表示装置を提供する。
【００１７】
本願発明２３は、前記冗長データパッドはＩＴＯからなる層を含んでいる、発明２２に記載の液晶表示装置を提供する。
本願発明２４は、前記データパッド及び冗長データパッドのうち、上部に形成されている層はクロム、モリブデン、モリブデン合金またはＩＴＯからなる、発明２２に記載の液晶表示装置を提供する。
本願発明２５は、前記データパッド及び冗長データパッドのうち、上部に形成されている層の上部にＩＴＯからなる層をさらに含む発明２２に記載の液晶表示装置を提供する。
本願発明２６は、前記ゲート線の端部に形成されているゲートパッドと、前記冗長データ線と同一の層で形成されている冗長ゲートパッドとをさらに含み、前記ゲート絶縁膜と前記保護膜とは前記ゲートパッドを露出する第３接触窓を有し、前記第３接触窓を通じて前記ゲートパッドと前記冗長ゲートパッドとが電気的に連結されている発明１８に記載の液晶表示装置を提供する。
【００１８】
本願発明２７は、前記冗長ゲートパッドはＩＴＯからなる層を含む、発明２６に記載の液晶表示装置を提供する。
本願発明２８は、前記冗長ゲートパッドはクロム、モリブデン、モリブデン合金またはＩＴＯからなる、発明２６に記載の液晶表示装置を提供する。
本願発明２９は、前記ゲート線の端部に形成されているゲートパッドと、前記ゲートパッドを互いに連結するゲート線連結部と、前記冗長データ線と同一の層で形成されている冗長ゲート線連結部とをさらに含み、前記ゲート絶縁膜と前記保護膜とは前記ゲート線連結部を露出する第４接触窓を有し、前記第４接触窓を通じて前記ゲート線連結部と前記冗長ゲート線連結部とが電気的に連結されている、発明１８に記載の液晶表示装置を提供する。
【００１９】
本願発明３０は、前記データ線の端部に形成されているデータパッドと、前記データパッドを互いに連結するデータ線連結部と、前記冗長データ線と同一の層で形成されている冗長データ線連結部とをさらに含み、前記保護膜は前記データ線連結部を露出する第５接触窓を有し、前記第５接触窓を通じて前記データ線連結部と前記冗長データ線連結部とが電気的に連結され、前記冗長データ線連結部は前記冗長ゲート線連結部と連結されている、発明１８に記載の液晶表示装置を提供する。
本願発明３１は、前記画素電極の厚さは５００Åを超えない、発明１８に記載の液晶表示装置を提供する。
本願発明３２は、前記データ線は１５μΩ cm を超えない比抵抗値を有する第１導電膜と、パッド用物質からなる第２導電膜との組合わせにより形成され、
前記画素電極及び／または前記ソース電極かつ前記ドレイン電極は前記第１導電膜で形成される、発明１８に記載の液晶表示装置を提供する。
本願発明３３は、前記ソース電極及びドレイン電極は１０００Åを超えない厚さを有する、発明１８に記載の液晶表示装置を提供する。
【００２０】
本願発明３４は、前記保護膜の厚さは２０００〜４０００Åである、発明１８に記載の液晶表示装置を提供する。
本願発明３５は、前記画素電極と共通電極の一部が重畳されて維持容量を構成する、発明１８に記載の液晶表示装置を提供する。
【００２１】
本願発明３６は、基板上にゲート線、ゲート電極、ゲートパッド及びゲート線連結部を含むゲート配線と、共通電極及び共通電極線を含む共通配線とを形成する段階と、前記ゲート配線と共通配線とを覆うゲート絶縁膜を形成する段階と、前記ゲート絶縁膜上に半導体層を形成する段階と、第１導電層としてソース電極、ドレイン電極、データ線、データパッド及びデータ線連結部を含むデータ配線と画素電極とを形成する段階と、前記データ配線及び画素電極が形成された前記基板上に保護膜を蒸着する段階と、前記保護膜に、前記データ線及び前記データパッドをそれぞれ露出するための第１及び第２接触窓を形成する段階と、前記保護膜上に第２導電層として冗長データ線、冗長データパッド及び冗長データ線連結部を含む冗長データ配線を形成する段階を含み、前記データ線は、前記冗長データ線と電気的に連結され、前記ゲート線と交差する第１部分と、前記共通電極と重畳している第２部分とに分離されており、かつ前記第２部分は前記保護膜を介して前記冗長データ線と重畳している、液晶表示装置用基板製造方法を提供する。
【００２２】
本願発明３７は、前記ゲート絶縁膜上に抵抗性接触層を形成する段階をさらに含む、発明３６に記載の液晶表示装置用基板製造方法を提供する。
本願発明３８は、前記保護膜に第１及び第２接触窓を形成する段階において、前記ゲート絶縁膜を前記保護膜と共にエッチングすることにより、前記ゲートパッド及び前記ゲート線連結部をそれぞれ露出するための第３及び第４接触窓を形成し、
前記冗長データ線を形成する段階において、冗長ゲートパッドと冗長ゲート線連結部とをさらに形成する、発明３６に記載の液晶表示装置用基板製造方法を提供する。
本願発明３９は、前記画素電極を５００Åを超えない厚さに形成する、発明３６に記載の液晶表示装置用基板製造方法を提供する。
【００２３】
本願発明４０は、前記データ線は１５μΩ cm を超えない比抵抗値を有する第１導電膜と、パッド用物質からなる第２導電膜との組合わせにより形成され、
前記画素電極及び／または前記ソース電極かつ前記ドレイン電極は前記第１導電膜で形成される、発明３６に記載の液晶表示装置用基板製造方法を提供する。
本願発明４４は、前記ソース電極及びドレイン電極は１０００Åを超えない厚さを有する、発明３６に記載の液晶表示装置用基板製造方法を提供する。
本願発明４２は、前記保護膜の厚さは２０００〜４０００Åである、発明３６に記載の液晶表示装置用基板製造方法を提供する。
【００２４】
本願発明４３は、基板上にゲート線、ゲート電極、ゲートパッド及びゲート線連結部を含むゲート配線と、共通電極及び共通電極線を含む共通配線とを形成する段階と、前記ゲート配線と共通配線とを覆うゲート絶縁膜を形成する段階と、前記ゲート絶縁膜上に半導体層及び抵抗接触層を形成する段階と、第１導電層としてソース電極、ドレイン電極、データ線、データパッド及びデータ線連結部を含むデータ配線を形成する段階と、前記データ配線が形成された前記基板上に保護膜を蒸着する段階と、前記保護膜に前記データ線及び前記データパッドをそれぞれ露出するための第１及び第２接触窓を形成する段階と、前記保護膜上に第２導電層として冗長データ線と画素電極とを形成する段階と、前記データ線は、前記冗長データ線と電気的に連結され、前記ゲート線と交差する第１部分と、前記共通電極と重畳している第２部分とに分離されており、かつ前記第２部分は前記保護膜を介して前記冗長データ線と重畳している、液晶表示装置用基板製造方法を提供する。
【００２５】
本願発明４４は、前記保護膜に第１及び第２接触窓を形成する段階において、前記ゲート絶縁膜を前記保護膜と共にエッチングすることにより、前記ゲートパッド及び前記ゲート線連結部をそれぞれ露出するための第３及び第４接触窓を形成し、
前記冗長データ線を形成する段階において、冗長ゲートパッドと冗長ゲート線連結部とをさらに形成する、発明４３に記載の液晶表示装置用基板製造方法を提供する。
本願発明４５は、前記画素電極を、５００Åを超えない厚さに形成する、発明４３に記載の液晶表示装置用基板製造方法を提供する。
【００２６】
本願発明４６は、前記データ線は１５μΩ cm を超えない比抵抗値を有する第１導電膜と、パッド用物質からなる第２導電膜との組合わせにより形成され、前記画素電極及び／または前記ソース電極かつ前記ドレイン電極は前記第１導電膜で形成される、発明４３に記載の液晶表示装置用基板製造方法を提供する。
本願発明４７は、前記ソース電極及びドレイン電極は１０００Åを超えない厚さを有する、発明４３に記載の液晶表示装置用基板製造方法を提供する。
本願発明４８は、前記保護膜の厚さは２０００〜４０００Åである、発明４３に記載の液晶表示装置用基板製造方法を提供する。
このような構造においては、データ線または冗長データ線及びこの隣接した共通電極は、互いに重畳してゲート線とデータ線との交差により定義される画素の境界部分から漏洩する光を遮断するため、ブラックマトリックスの役割を果たす。また、互いに重畳するデータ線または冗長データ線と共通電極との間には保護膜とゲート絶縁膜が存在するため、これらの間の短絡が防止され、データ線は二重に形成されてこれらの断線が減少する。
【００７１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例について図面に基づいて詳細に説明する。
【００７２】
最初に、本発明の第１実施例による液晶表示装置の構造について説明する。図１は本発明の第１実施例による液晶表示装置の構造を示した配置図であり、図２は図１においてII−II′部分を示した断面図である。
【００７３】
基板１００上に横方向のゲート線２００とその分枝であるゲート電極２１０とからなるゲートパタンが形成されている。また、ゲート線２００と平行な共通電極線３００及び共通電極線３００からゲート線２００に向って互いに分離されていて平行に延びている多数の共通電極３１０からなる共通パターンが形成されている。
【００７４】
基板１００の上部にはゲート線２００、ゲート電極２１０、共通電極線３００及び共通電極３１０を覆うゲート絶縁膜４００が形成されている。
【００７５】
ゲート絶縁膜４００上部にはゲート電極２１０に対応する部分に薄膜トランジスタのチャンネル層８００が形成されており、縦方向にゲート絶縁膜４００を間においてゲート線２００と交差するデータ線５００とその分枝であるソース電極５１０とが形成されている。ソース電極５１０はチャンネル層８００上に両側に形成されている抵抗接触層９１０、９２０のうちの一側９１０上に形成されてゲート電極２１０と一部重畳している。ここで、データ線５００は厚さ５００Å程度のクロムからなる下部膜５０１と厚さ２００Å程度のアルミニウムからなる上部膜５０２とで形成されている。また、ゲート絶縁膜４００の上部にはゲート線２００と平行な画素電極線６００及びその分枝であると共に画素電極線６００から共通電極線３００の方向に延びた多数の画素電極６１０からなる画素パターンが形成されている。多数の画素電極６１０は共通電極３１０と平行に多数の共通電極３１０間にそれぞれ形成されている。ここで、画素電極線６００の分枝であって、残りの一側の抵抗接触層９２０上に形成されてゲート電極２１０と重畳している部分がドレイン電極６２０である。ここで、画素パターン６００、６１０とソース電極及びドレイン電極５１０、６２０は厚さ５００Å程度のクロムからなる単一膜で形成されている。
【００７６】
基板１００の上部には画素パターン６００、６１０とデータ線５００、ソース電極及びドレイン電極５１０、６２０とを覆う保護膜７００が形成されている。データ線５００が二重膜に形成されているため、図２に示したように画素パターン６００、６１０を５００Å程度に薄く形成してもデータ線５００が容易に断線されることはない。そして、画素パターン６００、６１０に比べて保護膜７００の厚さが相対的に厚いため、保護膜７００の表面は相対的に平坦に形成され得る。
【００７７】
従って、以後のラビング工程において、均一なラビングが可能となり、段差による光漏れが発生しない。これによる結果として、本発明の第１実施例による液晶表示装置においては対比比が従来の６０程度より著しく高い１２０程度以上と測定された。
【００７８】
ここで、画素パターン６００、６１０は１０００Å以下に形成することができ、保護膜７００は２０００〜４０００Å程度の範囲で画素パターン６００、６１０による段差を吸収することができるように厚く形成するのが好ましい。画素パターン６００、６１０の厚さは５０００Å以下に形成するのがさらに好ましい。画素パターン６００、６１０を薄く形成する場合、相対的に高い抵抗を有し得るが、信号を伝達する配線ではない画素パターン６００、６１０並びにソース電極５１０及びドレイン電極６２０においてはそれほど問題にならない。
【００７９】
また、データ線５００をなす下部膜５０１と上部膜５０２は、それぞれクロム膜とアルミニウム膜に限られず、１５μΩcm以下の低い比抵抗を有する導電膜と製造工程の際に容易に断線しないパッド用物質からなる導電膜との組合わせで形成することも可能である。
以下、本発明の第１実施例による液晶表示装置用基板の製造方法について説明する。図３乃至図５は図１と図２に示した液晶表示装置用基板の製造過程を示した断面図である。
【００８０】
最初に、図３に示したように、基板１００上部に金属膜を蒸着してパターニングすることでゲートパターン２００、２１０及び共通パターン３００、３１０を形成する。
次に、図４(a)に示したように、ゲート絶縁膜４００、非晶質シリコン層８００、ドーピングされた非晶質シリコン層９００を順に蒸着し、非晶質シリコン層８００とドーピングされた非晶質シリコン層９００とを共にパターニングする。
【００８１】
次に、クロム層とアルミニウム層をそれぞれ５００Å、２０００Å程度の厚さで順に蒸着する。ついで、図４(b)に示したように、アルミニウム膜５０２をパターニングした後、図５に示すようにクロム膜５０１をパターニングする。こうして、データ線５００、ソース電極５１０、ドレイン電極６２０及び画素パターン６００、６１０を形成する。そして、ソース電極５１０及びドレイン電極６２０で覆わないドーピングされた非晶質シリコン層９００をエッチングして抵抗接触層９１０、９２０を完成する。
【００８２】
最後に、図２に示したように、基板の全面に保護膜７００を蒸着する。
【００８３】
本発明の第２実施例においては、画素電極とデータ配線とを５００Å以下に薄く形成し、保護膜上に冗長データ配線を形成する。
【００８４】
まず、本発明の第２実施例による液晶表示装置基板の構造について説明する。図６は本発明の第２実施例による液晶表示装置の全体構成を簡略に示した概略図である。
【００８５】
図６に示すように、基板１００上に横方向に多数のゲート線２０が形成されており、ゲート線２０と平行に多数の共通電極線１０が形成されている。ゲート線２０の端部にはゲートドライバ（図示しない）と連結されるゲートパッド２２が形成されており、ゲートパッド２２はゲート線連結部２４によってすべて連結されている。縦方向には多数のデータ線６０がゲート線２０及び共通電極線１０と絶縁して交差するように形成されており、データ線６０の端部にはデータドライバ（図示しない）と連結されるデータパッド６３が形成されており、データパッド６３もデータ線連結部６４によって互いに連結されている。ゲート線連結部２４とデータ線連結部６４とは互いに抵抗を間において連結され、基板全体のゲート線２０とデータ線６０とが共に連結部２４、６４によって短絡するようになっている。このように配線をすべて連結することは液晶表示装置基板の製造過程で発生する静電気を効果的に分散させて薄膜トランジスタを保護するためであり、液晶表示装置基板が完成すると図面上に点線で示した切断線２００に沿ってパッド２２、６３の外側部を切断して配線を互いに分離する。
【００８６】
ゲート線２０とデータ線６０との交差によってそれぞれの画素が定義される。基板は多数の画素で分けられ、それぞれの画素領域には線形の画素電極と共通電極とが交互に形成されている。
【００８７】
以下、本発明の第２実施例による液晶表示装置の単位画素の構造について詳細に説明する。図７は本発明の第２実施例による液晶表示装置の配置図であり、図８乃至図１２はそれぞれ図７のVI−VI′、VII−VII′、VIII−VIII′、IX−IX′、X−X′線に沿って示した断面図である。
【００８８】
図７乃至図１２に示したように、透明な絶縁基板１００上に横方向にゲート線２０が形成されており、ゲート線２０の端部にはゲートパッド２２が形成されている。ゲート線２０の一部はゲート電極２１となる。ゲート線２０と平行に共通電極線１０が形成されており、画素領域内には共通電極線１０と連結されて共通電極線１０から共通信号が伝達される互いに平行な多数の共通電極１１が形成されている。一方、ゲートパッド２２を互いに連結するゲート線連結部２４がゲートパッド２２に連結されて形成されている。
【００８９】
ゲート配線２０、２１、２２、２４と共通配線１０、１１上を窒化シリコンなどからなるゲート絶縁膜３０が覆っている。
【００９０】
ゲート電極２１上のゲート絶縁膜３０上には非晶質シリコン層４０が形成されていてこの非晶質シリコン層４０は薄膜トランジスタのチャンネル層の役割を果し、非晶質シリコン層４０上にはリンなどで高濃度にドーピングされた非晶質シリコンからなる抵抗接触層５１、５２がゲート電極２１を中心として両側に形成されている。
【００９１】
抵抗接触層５１、５２上には金属からなるそれぞれのソース電極６１とドレイン電極６２とが形成されており、ソース電極６１はゲート絶縁膜３０上に縦方向に形成されているデータ線６０と連結されており、ドレイン電極６２は画素領域内に共通電極１１と交互に線形で形成されている画素電極６５と連結されている。データ線６０の端部には外部から画像信号が伝達されるデータパッド６３が形成されており、図３に示したように、データパッド６３はデータ線連結部６４によってすべて連結されている。
【００９２】
ここで、ゲート電極２１、ゲート絶縁膜３０、非晶質シリコン層４０、抵抗接触層５１、５２、ソース電極６１及びドレイン電極６２は薄膜トランジスタをなし、薄膜トランジスタと残りのデータ配線６０、６３、６４、６５とを覆う保護膜７０が窒化シリコンなどで形成されている。
【００９３】
保護膜７０にはデータ線６０、データパッド６３、データ線連結部６４の一部をそれぞれ露出する接触窓７１、７３、７５が形成されており、保護膜７０とゲート絶縁膜３０とにはゲートパッド２２及びゲート線連結部２４をそれぞれ露出させる接触窓７２、７４が形成されている。
【００９４】
保護膜７０上にはデータ配線６０、６３のような形態で金属パターン８０、８３が形成され、保護膜７０に形成されている接触窓７１、７３を通じてデータ配線６０、６３と連結されて冗長データ配線８０、８３をなしている。横方向と縦方向に長く形成された他の金属パターン８５、８４が保護膜７０上に形成されており、横方向の金属パターン８５は冗長データパッド部８３と連結されており、縦方向の金属パターン８４は接触窓７４を通じてゲート線連結部２４とそれぞれ連結されている。一方、ゲートパッド２２と重畳する金属パターン８２も保護膜７０上に形成されて接触窓７２を通じてゲートパッド２２とそれぞれ連結されている。
【００９５】
以下、本発明の第２実施例による液晶表示装置基板の製造方法について説明する。図１３乃至図３２は図６乃至図１２に示したような液晶表示装置用基板の製造過程を示した断面図である。本発明の実施例による製造方法は５枚のマスクを利用した製造方法であり、図面の番号に示された(Ａ)乃至(Ｅ)の英文アルファベットは、その図面がそれぞれ図８乃至図１２に対応することを表す。
【００９６】
最初に、図１３乃至図１７に示すように、ガラスのような透明な絶縁基板１００に３０００Å程度の厚さを有する金属層を蒸着し、一番目のマスクを利用してパターニングしてゲート線２０、ゲート電極２１、ゲートパッド２２、ゲート線連結部２４、共通電極１１、共通電極線１０を形成する。この時、ゲート配線用金属としては種々の導電物質が利用可能であり、クロム、アルミニウム、アルミニウム合金、モリブデンなどを利用したり、これらの金属を組合わせた二重層にゲート配線を形成することも可能である。
【００９７】
次に、図１８乃至図２２に示すように、基板の全面に窒化シリコンまたは有機絶縁膜など絶縁性ゲート絶縁膜３０を３０００〜５０００Åの厚さに形成し、約５００〜２０００Åの厚さの非晶質シリコン層４０と約５００Åの厚さの燐などの不純物で高濃度にドーピングされた非晶質シリコン層５０を順に蒸着する。二番目のマスクを利用してドーピングされた非晶質シリコン層５０と非晶質シリコン層４０とを共にパターニングしてゲート電極２１上に島状に形成する。
【００９８】
次いで図２３乃至図２７に示したように、クロムまたはアルミニウム合金またはモリブデンなどの金属層を約５００Åまたはそれ以下に蒸着し、三番目のマスクを利用してパターニングする。これによりゲート線２０と互いに交差するデータ線６０、ソース電極６１、ドレイン電極６２、データパッド６３、データ線連結部６４及び画素電極６５を形成する。次に、ソース電極６１とドレイン電極６２をマスクにしてドーピングされた非晶質シリコン層５０をエッチングして、非晶質シリコン層５０をゲート電極２１の両側に分離して抵抗接触層５１、５２を完成する。
【００９９】
図２８乃至図３２に示すように、基板の全面に窒化シリコンまたは有機絶縁膜で１５００〜２５００Åの厚さの保護膜７０を形成する。四番目のマスクを利用して保護膜７０をパターニングし、データ線６０とデータパッド６３とをそれぞれ露出する接触窓７１、７３を形成する。ゲートパッド２２及びゲート線連結部２４上のゲート絶縁膜３０と保護膜７０とを除去し、接触窓７２、７４を形成する。
【０１００】
最後に、図８乃至図１２に示したように、モリブデン、モリブデン合金またはアルミニウム合金の単一膜または複数膜を２０００〜２５００Åの厚さで蒸着し、五番目のマスクを利用して蒸着膜をパターニングし、データ線６０、データパッド６３、ゲートパッド２２、ゲート線連結部２４と類似した形態の冗長データ配線８０、８３、８５、８２、８４を形成する。
【０１０１】
その後、基板の表面に配向膜を形成して液晶物質の方向性を与えるためのラビングなどの工程を経て、最終的に前記ゲート線連結部とデータ線連結部は分離して除去する。
【０１０２】
本発明の第２実施例による液晶表示装置においては、画素電極６５は５００Å程度としてなるべく厚さを薄くすることにより、層間の段差を減らしてラビング工程で発生する不均一な配向を抑制し、光漏れの現象を防止する。冗長データ配線部は画素領域以外の部分として画素電極層に比べて厚さの制限が少ないので、２，０００〜２，５００Å程度でより厚く形成して配線の抵抗を低める。また、冗長データ配線部はパッド部を構成するようになるので、ドライバ集積回路の実装の際、接触信頼性の高い材料を用いるのが好ましい。
【０１０３】
冗長データ配線としてはＩＴＯ（indium tin oxide）を用いたり他の金属層を下に置いて上層をＩＴＯで形成する場合、ドライバとの接触信頼性をさらに高めることができる。 前記第２実施例において工程順序を入替えることも可能である。すなわち、まず、図３３乃至図４２に示すように、データ配線６０、６１、６２、６３をゲート絶縁膜３０上に先に形成した後、保護膜７０を形成する。次いで、図４３乃至図４７に示すように、保護膜７０に接触窓７１、７２、７３、７４、７５、７６を形成し、保護膜７０上に画素電極６５、画素電極線６６、冗長データ配線８０、８２、８３、８４を形成する。この場合、画素電極の厚さは約５００Å以下に形成するのが光漏れを防止する面において有利である。一方、このようにする場合は、画素電極を形成する金属がパッド部を形成するようになるため、パッド部として信頼性を有することができるクロム、モリブデン、モリブデン合金などで画素電極を形成するのが好ましい。
【０１０４】
また、データ線上の保護膜の一部を除去して冗長データ線と電気的に連結する本発明の第２実施例とは異なり、図４８乃至図５３に示すように、データ配線６０、６３、６４上に形成された保護膜７０をすべて除去してその上に冗長データ配線８０、８３、８５を形成することも可能である。その場合、データ配線６０、６３、６４と冗長データ配線８０、８３、８５間の接触抵抗を減らし、冗長データ配線８０、８３、８５が保護膜７０間の空間に入るようになり、段差が減少する効果を期待できる。
【０１０５】
本発明の第２実施例においてはゲート線連結部とデータ線連結部を共に二重に形成し、同一層に形成された冗長ゲート線連結部と冗長データ線連結部とを連結してゲート線とデータ線とを短絡させている。その他に、例えば冗長ゲート線連結部と冗長データ線連結部のうちの一つまたは二つ全部を形成せず、冗長データ配線を形成する時にデータ線連結部とゲート線連結部とを連結するパターンを形成して互いに連結することも可能である。
【０１０６】
本発明の第３乃至第５実施例においては、データ線または冗長データ線とこれに隣接した共通電極とが互いに重畳しており、画素電極及び画素電極と同一の層に形成されたデータ線または冗長データ線は５００Å以下に薄く形成されている。
【０１０７】
図５４は本発明の第３実施例による液晶表示装置を示した配置図である。図５５は図５４においてXXV−XXV線に沿って示した断面図、図５６は図５４において薄膜トランジスタ部であるXXVI−XXVI線に沿って示した断面図である。また、図５７及び図５８は、図５４においてゲートパッド部であるXXVII−XXVII及びデータパッド部であるXXVIII−XXVIII線に沿ってそれぞれ示した断面図である。
【０１０８】
図５４乃至図５８においては、下部の透明な絶縁基板１００上に横方向にゲート線２０が形成されており、ゲート線２０の端部にはゲートパッド２２が形成されている。ゲート線２０の一部はゲート電極２１となる。ゲート線２０と平行に共通電極線１０が形成されており、画素領域内には共通電極線１０と連結されて共通電極線１０から共通信号が伝達される互いに平行な多数の共通電極１１、１２が図中縦方向に形成されている。ここで、ゲート配線２０、２１、２２用及び共通配線１０、１１、１２用金属としては種々の導電物質が利用可能である。例えばクロム、アルミニウム、アルミニウム合金、モリブデン、モリブデン合金などを用いたり、これらの合金を組合わせた二重層に形成することも可能である。
【０１０９】
ゲート配線２０、２１、２２と共通配線１０、１１、１２とは、窒化シリコンなどからなるゲート絶縁膜３０で覆われている(図５６)。
【０１１０】
ゲート電極２１上のゲート絶縁膜３０上には非晶質シリコンからなる薄膜トランジスタの半導体層４０が島状に形成されている。半導体層４０上にはリンなどで高濃度にドーピングされた非晶質シリコンからなる抵抗接触層５１、５２がゲート電極２１を中心として両側に形成されている(図５６)。
【０１１１】
図５４及び図５６に示すように、抵抗接触層５１、５２上には、金属からなるそれぞれのソース電極６１とドレイン電極６２とが形成されている。ソース電極６１は、ゲート絶縁膜３０上に図５４中縦方向に形成されているデータ線６０と連結されている。ドレイン電極６２は画素領域内に共通電極１１と交互に線形に形成されている画素電極６５と連結されている。データ線６０の端部には、外部から画像信号が伝達されるデータパッド６３が形成されている。図５４及び図５５に示したように、第１データ線６０はデータパッド６３と隣接した共通電極１２の内側に形成されている。
【０１１２】
この時、データ線６０、６１、６２、６３、６５はクロム、アルミニウム合金、モリブデンまたはモリブデン合金などの金属層で形成し得、配向の不均一を抑制するために約５００Åまたはそれ以下の厚さに薄く形成するのが好ましい。
【０１１３】
ここで、ゲート電極２１、ゲート絶縁膜３０、非晶質シリコン層４０、抵抗接触層５１、５２、ソース電極及びドレイン電極６１、６２は薄膜トランジスタを形成する。薄膜トランジスタと残りのデータ線６０、６１、６２、６３、６５とを覆う保護膜７０は、窒化シリコンなどで形成されている。
【０１１４】
保護膜７０には、データ線６０及びデータパッド６３の一部をそれぞれ露出させる接触孔７１、７３が形成されている(図５６，５８)。また、保護膜７０には、ゲート絶縁膜３０と共にゲートパッド２２の一部を露出させる接触孔７２が形成されている(図５７)。
【０１１５】
保護膜７０上にはデータ線６０、６３のような形態で金属パターンが形成されており、保護膜７０に形成されている接触孔７１、７３を通じてデータ線６０、６３と連結されている冗長データ線８０、８３が形成されている。また、ゲートパッド２２上にも、接触孔７２を通じてゲートパッド２２と連結されている冗長ゲートパッド８２が形成されている。図５５に示すように、冗長データ線８０の両側端部はこれに隣接した二つの共通電極１２とそれぞれ重畳している。従って、冗長データ線８０及びこれに隣接した共通電極１２はこれらと隣接した部分から漏洩する光を遮断してブラックマトリックスの役割を果す。また、図５５からわかるように、冗長データ線８０とこれに隣接した共通電極１２との間には保護膜７０及びゲート絶縁膜３０が形成されているため、これらの間で発生する短絡は著しく減少する。この時、冗長データ線８０、８２、８３はクロム、モリブデン、モリブデン合金またはアルミニウム合金の単一膜またはこれらからなる複数膜で形成し得る。ここで、冗長データ配線８０、８２、８３もパッド部を構成するようになるため、パッド部として信頼性を有し得るクロム、モリブデン、モリブデン合金などで形成するのが好ましい。また、冗長データ配線８０、８２、８３は、画素領域以外の部分として画素電極６５層に比べて厚さの制限が少ないため、２０００〜２５００Å程度でより厚く形成して配線の抵抗を少なくする。
【０１１６】
ここで、画素領域はゲート線２０とデータ線６０、８０との交差により定義される領域である。
【０１１７】
一方、上部の透明な絶縁基板２００上には横方向にブラックマトリックス９０が形成されている(図５４)。ここで、ブラックマトリックス９０の両側端部は、下部基板１００の共通電極線１０と重畳するように形成されている。
【０１１８】
この時、本発明による液晶表示装置においては、縦方向のブラックマトリックスは形成しなくてもよいので、画素領域で横方向の開口部が増加するようになって開口率が向上する。
【０１１９】
本発明の第３実施例においては、冗長データ線８０を利用して、共通電極１２と共に漏洩する光を遮断し、ゲート線２０と交差する部分でデータ線６０が段差によって断線されることを防止するようにしたが、かかる機能はデータ線を冗長データ線より広く形成することでデータ線に付与することも可能である。
【０１２０】
この時、データ線及びこれに隣接した共通電極を通じてこれらの付近で漏洩する光を遮断する場合には、データ配線はＩＴＯで形成することができる。
【０１２１】
また、前記の実施例とは異なり、冗長データ線を形成する時に画素電極及びソース／ドレイン電極を形成することも可能である。この場合、画素電極の厚さは約５００Å以下に形成するのが光漏れを防止する面において有利である。一方、このようにする場合には画素電極を形成する金属がパッド部を形成するため、パッド部として信頼性を有するようにクロム、モリブデン、モリブデン合金またはＩＴＯなどで画素電極を形成するのが好ましい。
【０１２２】
一方、本発明の第３実施例とは異なり、冗長データ配線８０、８２、８３として金属層を下に置いて上層をＩＴＯで形成する場合、パッドとしての接触信頼性をさらに高めることができる。
【０１２３】
次に、第４実施例を通じ、データ線が共通電極と共に漏洩する光を遮断してデータ線の断線を防止する機能を有する場合について説明する。
【０１２４】
図５９は本発明の第４実施例による液晶表示装置用基板の構造を示した配置図であり、図６０は図５９においてXXX−XXX部分を示した断面図である。
本発明の第４実施例において、薄膜トランジスタ部、ゲートパッド部、データパッド部及び上部の透明な基板は第３実施例と同様の構成である、これについての詳細な図面は省略する。
【０１２５】
大部分の構造は第３実施例と同様であるが、図５９及び図６０に示すように、冗長データ線８０がデータ線６０より狭く形成されている。ここで、データ線６０は、接触孔７１を通じて冗長データ線８０と連結されていて冗長データ線８０の断線を防止する第１部分６６と、画素領域の境界から共通電極１２と共に漏洩する光を遮断する第２部分６４とからなっている。図６０からわかるように、第２部分６４はさらに二つの光遮断用配線６４に分離されている。二つの光遮断用配線６４の内側部分は保護膜７０を間に置いて冗長データ線８０と重畳している。二つの光遮断用配線の外側部分は、ゲート絶縁膜３０を間に置いて共通電極１２と重畳している。
【０１２６】
このような本発明の第４実施例による構造は冗長データ線８０と共通電極１２との間の両側に二つの光遮断用配線６４があるので、基板１００に対して斜めに入射する光も完全に遮断することができ、側面クロストークを効率的に減らす長所を有する。
【０１２７】
一方、画素領域の境界部分から漏洩する光を遮断するための方法としては、前述したように二つのデータ線のうちの一つを広い幅に形成して光遮断膜として利用する方法があるが、二つの共通電極を隣接するように形成する方法もある。これについては本発明の第５実施例を通じて説明する。
【０１２８】
図６１は本発明の第５実施例による液晶表示装置用基板の構造を示した配置図であり、図６２は図６１においてXXXII−XXXII部分を示した断面図である。
本発明の第５実施例において薄膜トランジスタ部、ゲートパッド部、データパッド部及び上部の透明な基板は第３実施例と同様であるため、これについての詳細な図面は省略する。
【０１２９】
大部分の構造は第４実施例と同様であるが図６１からわかるように、データ線６０は冗長データ線８０とゲート線２０とが重畳する部分にのみ形成されており、光遮断用配線は存在しない。また、図６１及び図６２に示すように、冗長データ線８０に隣接した二つの共通電極１２が、本発明の第３及び第４実施例より広い幅で、または互いに隣接して形成されて冗長データ線８０と重畳している。
【０１３０】
このような本発明の第５実施例による構造は、冗長データ線８０と共通電極１２との間に保護膜７０及びゲート絶縁膜３０が形成されているので、冗長データ線８０と共通電極１２が互いに短絡することを完全に遮断する長所を有する。
【０１３１】
【発明の効果】
以上、本発明による液晶表示装置の通り、画素パターンを薄く形成すると、これによる段差が上部に形成される保護膜に吸収され、これによって以降のラビング工程で均一なラビングが可能となり、光漏れの現象が除去されて対比比が向上する。
【０１３２】
また、データ線を二重膜に形成するか冗長データ線を形成することによってデータ線が断線することを防止することができ、ソース電極及びドレイン電極の厚さを薄く形成することによって薄膜トランジスタを均一なパターンに形成することができる。
【０１３３】
また、５枚のマスクを用いて冗長データ配線を有する液晶表示装置を形成することによって工程の単純化が図れ、パッド部の上層または冗長パッド部にパッド用物質を用いることによって駆動ドライバの実装の際に接触力を強化して実装信頼性を向上することができる。
【０１３４】
さらに、データ線とこれに隣接した共通電極とを重畳するようにして光遮断用として使用することによって、光漏れの現象を除去することができるので、開口率を向上させると共にデータ線と共通電極との短絡を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例による液晶表示装置用基板の配置図である。
【図２】図１のII−II′に沿って示した断面図である。
【図３】図１と図２に示した液晶表示装置用基板の製造方法を示した断面図である。
【図４】図１と図２に示した液晶表示装置用基板の製造方法を示した断面図である。
【図５】図１と図２に示した液晶表示装置用基板の製造方法を示した断面図である。
【図６】本発明の第２実施例による液晶表示装置用基板の概略図である。
【図７】本発明の第２実施例による液晶表示装置用基板の配置図である。
【図８】図７のVI−VI′、VII−VII′、VIII−VIII′、IX−IX′、X−Ｘ′線に沿ってそれぞれ示した断面図である。
【図９】図７のVI−VI′、VII−VII′、VIII−VIII′、IX−IX′、X−Ｘ′線に沿ってそれぞれ示した断面図である。
【図１０】図７のVI−VI′、VII−VII′、VIII−VIII′、IX−IX′、X−Ｘ′線に沿ってそれぞれ示した断面図である。
【図１１】図７のVI−VI′、VII−VII′、VIII−VIII′、IX−IX′、X−Ｘ′線に沿ってそれぞれ示した断面図である。
【図１２】図７のVI−VI′、VII−VII′、VIII−VIII′、IX−IX′、X−Ｘ′線に沿ってそれぞれ示した断面図である。
【図１３】本発明の第２実施例による液晶表示装置の製造方法を示した断面図である。
【図１４】本発明の第２実施例による液晶表示装置の製造方法を示した断面図である。
【図１５】本発明の第２実施例による液晶表示装置の製造方法を示した断面図である。
【図１６】本発明の第２実施例による液晶表示装置の製造方法を示した断面図である。
【図１７】本発明の第２実施例による液晶表示装置の製造方法を示した断面図である。
【図１８】本発明の第２実施例による液晶表示装置の製造方法を示した断面図である。
【図１９】本発明の第２実施例による液晶表示装置の製造方法を示した断面図である。
【図２０】本発明の第２実施例による液晶表示装置の製造方法を示した断面図である。
【図２１】本発明の第２実施例による液晶表示装置の製造方法を示した断面図である。
【図２２】本発明の第２実施例による液晶表示装置の製造方法を示した断面図である。
【図２３】本発明の第２実施例による液晶表示装置の製造方法を示した断面図である。
【図２４】本発明の第２実施例による液晶表示装置の製造方法を示した断面図である。
【図２５】本発明の第２実施例による液晶表示装置の製造方法を示した断面図である。
【図２６】本発明の第２実施例による液晶表示装置の製造方法を示した断面図である。
【図２７】本発明の第２実施例による液晶表示装置の製造方法を示した断面図である。
【図２８】本発明の第２実施例による液晶表示装置の製造方法を示した断面図である。
【図２９】本発明の第２実施例による液晶表示装置の製造方法を示した断面図である。
【図３０】本発明の第２実施例による液晶表示装置の製造方法を示した断面図である。
【図３１】本発明の第２実施例による液晶表示装置の製造方法を示した断面図である。
【図３２】本発明の第２実施例による液晶表示装置の製造方法を示した断面図である。
【図３３】本発明の他の実施例による液晶表示装置の製造方法を示した断面図である。
【図３４】本発明の他の実施例による液晶表示装置の製造方法を示した断面図である。
【図３５】本発明の他の実施例による液晶表示装置の製造方法を示した断面図である。
【図３６】本発明の他の実施例による液晶表示装置の製造方法を示した断面図である。
【図３７】本発明の他の実施例による液晶表示装置の製造方法を示した断面図である。
【図３８】本発明の他の実施例による液晶表示装置の製造方法を示した断面図である。
【図３９】本発明の他の実施例による液晶表示装置の製造方法を示した断面図である。
【図４０】本発明の他の実施例による液晶表示装置の製造方法を示した断面図である。
【図４１】本発明の他の実施例による液晶表示装置の製造方法を示した断面図である。
【図４２】本発明の他の実施例による液晶表示装置の製造方法を示した断面図である。
【図４３】本発明の他の実施例による液晶表示装置の製造方法を示した断面図である。
【図４４】本発明の他の実施例による液晶表示装置の製造方法を示した断面図である。
【図４５】本発明の他の実施例による液晶表示装置の製造方法を示した断面図である。
【図４６】本発明の他の実施例による液晶表示装置の製造方法を示した断面図である。
【図４７】本発明の他の実施例による液晶表示装置の製造方法を示した断面図である。
【図４８】本発明の他の実施例による液晶表示装置用基板の配置図である。
【図４９】図４８のXIX−XIX′、XX−XX′、XXI−XXI′、XXII−XXII′、XXIII−XXIII′線に沿ってそれぞれ示した断面図である。
【図５０】図４８のXIX−XIX′、XX−XX′、XXI−XXI′、XXII−XXII′、XXIII−XXIII′線に沿ってそれぞれ示した断面図である。
【図５１】図４８のXIX−XIX′、XX−XX′、XXI−XXI′、XXII−XXII′、XXIII−XXIII′線に沿ってそれぞれ示した断面図である。
【図５２】図４８のXIX−XIX′、XX−XX′、XXI−XXI′、XXII−XXII′、XXIII−XXIII′線に沿ってそれぞれ示した断面図である。
【図５３】図４８のXIX−XIX′、XX−XX′、XXI−XXI′、XXII−XXII′、XXIII−XXIII′線に沿ってそれぞれ示した断面図である。
【図５４】本発明の第３実施例による平面駆動方式の液晶表示装置を示した配置図である。
【図５５】図５４においてXXV−XXV線に沿って示した断面図である。
【図５６】図５４において薄膜トランジスタ部であるXXVI−XXVI線に沿って示した断面図である。
【図５７】図５４においてゲートパッド部であるXXVII−XXVII及びデータパッド部であるXXVIII−XXVIII線に沿ってそれぞれ示した断面図である。
【図５８】図５４においてゲートパッド部であるXXVII−XXVII及びデータパッド部であるXXVIII−XXVIII線に沿ってそれぞれ示した断面図である。
【図５９】本発明の第４実施例による液晶表示装置用基板の構造を示した配置図である。
【図６０】図５９においてXXX−XXX部分を示した断面図である。
【図６１】本発明の第５実施例による液晶表示装置用基板の構造を示した配置図である。
【図６２】図６１においてXXXII−XXXII部分を示した断面図である。
【符号の説明】
１１；ゲート電極
３０；ゲート絶縁膜
６０、６３、６４、６５；データ配線
７０；保護膜
８０、８３；冗長データ配線
１００；基板
【発明の属する技術分野】
本発明は液晶表示装置及びその製造方法に関し、特に水平電界を印加するための電極構造及び電界印加手段である薄膜トランジスタを有する液晶表示装置及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
水平電界による液晶駆動方式として従来の技術はＫｏｎｄｏなどの米国特許第５，５９８，２８５に開示されている。Ｋｏｎｄｏなどが提示した平面駆動方式の液晶表示装置は、互いに対向している二つの基板とその間に注入された液晶物質とからなり、水平電界を印加するための二つの電極、すなわち共通電極と画素電極とは二つの基板のうち、一つの基板にすべて形成されている。そして、その上に配向膜が印刷されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記特許においては、二つの電極が別の層で異なる厚さに形成されているため、配向膜の表面は平坦にならず、配向膜をラビングする工程でラビングが不均一になって段差部分から光が漏れる問題点が発生している。
また、データ線とこれに隣接した共通電極間の電位差によって画素の境界から光が漏洩し、これは側面クロストーク（cross talk）として現われる。これを防止するためにブラックマトリックスを広げたり、共通電極とデータ線と間の間隔を狭める方法が提示されているが、ブラックマトリックスを広げたり場合には開口率が減少し、共通電極とデータ線との間の間隔を狭める場合にはこれらの間の短絡が頻繁に発生する。
【０００４】
その他にも、Ｋｏｎｄｏなどが米国特許第５，５９８，２８５で提示した液晶表示装置においては、水平電界を形成するための二つの電極がすべて一つの基板に形成されているため、外部から流入する静電気に弱い構造を有しており、これによってスイッチング素子である薄膜トランジスタが静電気によって破壊される現象が発生する問題点がある。
【０００５】
前記問題点を解決するためには、ゲート配線とデータ配線とを工程中に電気的に短絡させて製品の完成段階で分離する方法が用いられているが、この場合には配線を互いに連結する工程が追加されて工程の数が増加する問題点がある。
【０００６】
本発明の目的は水平電界駆動方式の液晶表示装置における光漏れの現象を除去することにある。
【０００７】
また、本発明の他の目的は静電気による薄膜トランジスタの破壊を減らすことにある。 また、本発明の他の目的は水平電界駆動方式の液晶表示装置の工程を単純化することにある。
【０００８】
また、本発明の他の目的は配線の断線を減らすことにある。
【０００９】
さらに、本発明の他の目的は駆動ドライバの実装の際に接触力を強化して実装信頼性を向上させることにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本願発明１は、基板と、前記基板上に互いに平行に形成されている複数のゲート線及び前記ゲート線と連結されているゲート電極と、前記基板上に前記ゲート線と分離されて形成されている線形の共通電極と、前記ゲート線、ゲート電極及び共通電極を覆っているゲート絶縁膜と、前記ゲート電極上の前記ゲート絶縁膜上に形成されている半導体層と、
前記ゲート電極を中心とする前記半導体層上の両側に形成されているソース電極及びドレイン電極と、前記ゲート絶縁膜上に前記ソース電極と連結され、互いに平行に形成されている複数のデータ線と、前記ゲート線と前記データ線との交差により定義される画素領域の前記ゲート絶縁膜上に前記共通電極と交互に形成され、前記ドレイン電極と連結されている線形の画素電極と、前記ゲート線、データ線及び画素電極にゲート電極、ソース電極及びドレイン電極がそれぞれ連結されている薄膜トランジスタと、前記データ線と接触して形成され第１接触窓を有する絶縁膜と、前記絶縁膜を間において前記データ線に沿って形成され、前記第１接触窓を通じて前記データ線と電気的に連結されている冗長データ線とを含み、前記データ線は、前記冗長データ線と電気的に連結され、前記ゲート線と交差する第１部分と、前記共通電極と重畳している第２部分とに分離されており、かつ前記第２部分は前記絶縁膜を介して前記冗長データ線と重畳している液晶表示装置を提供する。
【００１１】
本願発明２は、前記ソース電極及びドレイン電極と前記半導体層との間に、前記ゲート電極を中心とする前記半導体上の両側に形成されている抵抗接触層をさらに含む、発明１に記載の液晶表示装置を提供する。
本願発明３は、前記共通電極と前記ゲート線とは同一の金属層からなる、発明１に記載の液晶表示装置を提供する。
本願発明４は、前記ゲート線及び前記共通電極線と重畳しているブラックマトリックスとをさらに含む、発明１に記載の液晶表示装置を提供する。
本願発明５は、前記データ線の端部に形成されているデータパッドと、前記冗長データ線と同一の層で形成されている冗長データパッドとをさらに含み、前記絶縁膜は第２接触窓を有し、前記第２接触窓を通じて前記データパッドと前記冗長データパッドとが電気的に連結されている、発明１に記載の液晶表示装置を提供する。
【００１２】
本願発明６は、前記データパッドと冗長データパッドとのうちの少なくともいずれかはＩＴＯからなる層を含んでいる、発明５に記載の液晶表示装置を提供する。
本願発明７は、前記データパッド及び冗長データパッドのうち、上部に形成されている層はクロム、モリブデン、モリブデン合金またはＩＴＯからなる、発明５に記載の液晶表示装置を提供する。
本願発明８は、前記データパッド及び冗長データパッドのうち、上部に形成されている層の上部にＩＴＯからなる層をさらに含む発明５に記載の液晶表示装置を提供する。
本願発明９は、前記ゲート線の端部に形成されているゲートパッドと、前記冗長データ線と同一の層で形成され、前記ゲートパッドと電気的に連結されている冗長ゲートパッドと、をさらに含む発明１に記載の液晶表示装置を提供する。
本願発明１０は、前記ゲートパッドと冗長ゲートパッドのうち、上部に形成されている層はＩＴＯからなる層を含んでいる発明９に記載の液晶表示装置を提供する。
【００１３】
本願発明１１は、前記冗長ゲートパッドはクロム、モリブデン、モリブデン合金またはＩＴＯからなる、発明９に記載の液晶表示装置を提供する。
本願発明１２は、前記複数のゲート線を互いに連結するゲート線連結部と、前記複数のデータ線を互いに連結するデータ線連結部と、前記冗長データ線と同一の層で形成されていて前記ゲート線連結部と電気的に連結されている冗長ゲート線連結部と、前記冗長データ線と同一の層で形成されていて前記データ線連結部と電気的に連結されている冗長データ線連結部とをさらに含み、前記冗長ゲート線連結部と前記冗長データ線連結部とが互いに連結されている、発明１に記載の液晶表示装置を提供する。
本願発明１３は、前記データ線または冗長データ線のうちの少なくとも一つは、前記画素電極と同一の層で形成されている発明１に記載の液晶表示装置を提供する。
本願発明１４は、前記画素電極の厚さは５００Åを超えない、発明１に記載の液晶表示装置を提供する。
【００１４】
本願発明１５は、前記データ線は１５μΩ cm を超えない比抵抗値を有する第１導電膜と、パッド用物質からなる第２導電膜との組合わせにより形成され、
前記画素電極及び／または前記ソース電極かつ前記ドレイン電極は前記第１導電膜で形成される、発明１に記載の液晶表示装置を提供する。
本願発明１６は、前記ソース電極及びドレイン電極は１０００Åを超えない厚さを有する、発明１に記載の液晶表示装置を提供する。
本願発明１７は、前記画素電極と共通電極の一部が重畳されて維持容量を構成する、発明１に記載の液晶表示装置を提供する。
【００１５】
本願発明１８は、基板と、前記基板上に互いに平行に形成されている複数のゲート線及び前記ゲート線と連結されているゲート電極と、前記基板上に前記ゲート線と分離されて形成されている線形の共通電極と、前記ゲート線、ゲート電極及び共通電極を覆っているゲート絶縁膜と、前記ゲート電極上の前記ゲート絶縁膜上に形成されている半導体層と、前記ゲート電極を中心とする前記半導体層上の両側に形成されているソース電極及びドレイン電極と、前記ゲート絶縁膜上に前記ソース電極と連結され、互いに平行に形成されている複数のデータ線と、前記ゲート線と前記データ線との交差により定義される画素領域の前記ゲート絶縁膜上に前記共通電極と交互に形成され、前記ドレイン電極と連結されている線形の画素電極と、前記ソース電極、ドレイン電極、データ線及び画素電極を覆い、前記データ線を露出する第１接触窓を有している保護膜と、前記保護膜上に形成されていて前記第１接触窓を通じて前記データ線と電気的に連結されている冗長データ線とを含み、前記データ線は、前記冗長データ線と電気的に連結され、前記ゲート線と交差する第１部分と、前記共通電極と重畳している第２部分とに分離されており、かつ前記第２部分は前記保護膜を介して前記冗長データ線と重畳している液晶表示装置を提供する。
【００１６】
本願発明１９は、前記ソース電極及びドレイン電極と前記半導体層との間に、前記ゲート電極を中心とする前記半導体上の両側に形成されている抵抗接触層をさらに含む、発明１８に記載の液晶表示装置を提供する。
本願発明２０は、前記共通電極と前記ゲート線とは同一の金属層からなる、発明１８に記載の液晶表示装置を提供する。
本願発明２１は、前記ゲート線及び前記共通電極線と重畳しているブラックマトリックスとをさらに含む、発明１８に記載の液晶表示装置を提供する。
本願発明２２は、前記データ線の端部に形成されているデータパッドと、前記冗長データ線と同一の層で形成されている冗長データパッドとをさらに含み、前記保護膜は第２接触窓を有し、前記第２接触窓を通じて前記データパッドと前記冗長データパッドとが電気的に連結されている、発明１８に記載の液晶表示装置を提供する。
【００１７】
本願発明２３は、前記冗長データパッドはＩＴＯからなる層を含んでいる、発明２２に記載の液晶表示装置を提供する。
本願発明２４は、前記データパッド及び冗長データパッドのうち、上部に形成されている層はクロム、モリブデン、モリブデン合金またはＩＴＯからなる、発明２２に記載の液晶表示装置を提供する。
本願発明２５は、前記データパッド及び冗長データパッドのうち、上部に形成されている層の上部にＩＴＯからなる層をさらに含む発明２２に記載の液晶表示装置を提供する。
本願発明２６は、前記ゲート線の端部に形成されているゲートパッドと、前記冗長データ線と同一の層で形成されている冗長ゲートパッドとをさらに含み、前記ゲート絶縁膜と前記保護膜とは前記ゲートパッドを露出する第３接触窓を有し、前記第３接触窓を通じて前記ゲートパッドと前記冗長ゲートパッドとが電気的に連結されている発明１８に記載の液晶表示装置を提供する。
【００１８】
本願発明２７は、前記冗長ゲートパッドはＩＴＯからなる層を含む、発明２６に記載の液晶表示装置を提供する。
本願発明２８は、前記冗長ゲートパッドはクロム、モリブデン、モリブデン合金またはＩＴＯからなる、発明２６に記載の液晶表示装置を提供する。
本願発明２９は、前記ゲート線の端部に形成されているゲートパッドと、前記ゲートパッドを互いに連結するゲート線連結部と、前記冗長データ線と同一の層で形成されている冗長ゲート線連結部とをさらに含み、前記ゲート絶縁膜と前記保護膜とは前記ゲート線連結部を露出する第４接触窓を有し、前記第４接触窓を通じて前記ゲート線連結部と前記冗長ゲート線連結部とが電気的に連結されている、発明１８に記載の液晶表示装置を提供する。
【００１９】
本願発明３０は、前記データ線の端部に形成されているデータパッドと、前記データパッドを互いに連結するデータ線連結部と、前記冗長データ線と同一の層で形成されている冗長データ線連結部とをさらに含み、前記保護膜は前記データ線連結部を露出する第５接触窓を有し、前記第５接触窓を通じて前記データ線連結部と前記冗長データ線連結部とが電気的に連結され、前記冗長データ線連結部は前記冗長ゲート線連結部と連結されている、発明１８に記載の液晶表示装置を提供する。
本願発明３１は、前記画素電極の厚さは５００Åを超えない、発明１８に記載の液晶表示装置を提供する。
本願発明３２は、前記データ線は１５μΩ cm を超えない比抵抗値を有する第１導電膜と、パッド用物質からなる第２導電膜との組合わせにより形成され、
前記画素電極及び／または前記ソース電極かつ前記ドレイン電極は前記第１導電膜で形成される、発明１８に記載の液晶表示装置を提供する。
本願発明３３は、前記ソース電極及びドレイン電極は１０００Åを超えない厚さを有する、発明１８に記載の液晶表示装置を提供する。
【００２０】
本願発明３４は、前記保護膜の厚さは２０００〜４０００Åである、発明１８に記載の液晶表示装置を提供する。
本願発明３５は、前記画素電極と共通電極の一部が重畳されて維持容量を構成する、発明１８に記載の液晶表示装置を提供する。
【００２１】
本願発明３６は、基板上にゲート線、ゲート電極、ゲートパッド及びゲート線連結部を含むゲート配線と、共通電極及び共通電極線を含む共通配線とを形成する段階と、前記ゲート配線と共通配線とを覆うゲート絶縁膜を形成する段階と、前記ゲート絶縁膜上に半導体層を形成する段階と、第１導電層としてソース電極、ドレイン電極、データ線、データパッド及びデータ線連結部を含むデータ配線と画素電極とを形成する段階と、前記データ配線及び画素電極が形成された前記基板上に保護膜を蒸着する段階と、前記保護膜に、前記データ線及び前記データパッドをそれぞれ露出するための第１及び第２接触窓を形成する段階と、前記保護膜上に第２導電層として冗長データ線、冗長データパッド及び冗長データ線連結部を含む冗長データ配線を形成する段階を含み、前記データ線は、前記冗長データ線と電気的に連結され、前記ゲート線と交差する第１部分と、前記共通電極と重畳している第２部分とに分離されており、かつ前記第２部分は前記保護膜を介して前記冗長データ線と重畳している、液晶表示装置用基板製造方法を提供する。
【００２２】
本願発明３７は、前記ゲート絶縁膜上に抵抗性接触層を形成する段階をさらに含む、発明３６に記載の液晶表示装置用基板製造方法を提供する。
本願発明３８は、前記保護膜に第１及び第２接触窓を形成する段階において、前記ゲート絶縁膜を前記保護膜と共にエッチングすることにより、前記ゲートパッド及び前記ゲート線連結部をそれぞれ露出するための第３及び第４接触窓を形成し、
前記冗長データ線を形成する段階において、冗長ゲートパッドと冗長ゲート線連結部とをさらに形成する、発明３６に記載の液晶表示装置用基板製造方法を提供する。
本願発明３９は、前記画素電極を５００Åを超えない厚さに形成する、発明３６に記載の液晶表示装置用基板製造方法を提供する。
【００２３】
本願発明４０は、前記データ線は１５μΩ cm を超えない比抵抗値を有する第１導電膜と、パッド用物質からなる第２導電膜との組合わせにより形成され、
前記画素電極及び／または前記ソース電極かつ前記ドレイン電極は前記第１導電膜で形成される、発明３６に記載の液晶表示装置用基板製造方法を提供する。
本願発明４４は、前記ソース電極及びドレイン電極は１０００Åを超えない厚さを有する、発明３６に記載の液晶表示装置用基板製造方法を提供する。
本願発明４２は、前記保護膜の厚さは２０００〜４０００Åである、発明３６に記載の液晶表示装置用基板製造方法を提供する。
【００２４】
本願発明４３は、基板上にゲート線、ゲート電極、ゲートパッド及びゲート線連結部を含むゲート配線と、共通電極及び共通電極線を含む共通配線とを形成する段階と、前記ゲート配線と共通配線とを覆うゲート絶縁膜を形成する段階と、前記ゲート絶縁膜上に半導体層及び抵抗接触層を形成する段階と、第１導電層としてソース電極、ドレイン電極、データ線、データパッド及びデータ線連結部を含むデータ配線を形成する段階と、前記データ配線が形成された前記基板上に保護膜を蒸着する段階と、前記保護膜に前記データ線及び前記データパッドをそれぞれ露出するための第１及び第２接触窓を形成する段階と、前記保護膜上に第２導電層として冗長データ線と画素電極とを形成する段階と、前記データ線は、前記冗長データ線と電気的に連結され、前記ゲート線と交差する第１部分と、前記共通電極と重畳している第２部分とに分離されており、かつ前記第２部分は前記保護膜を介して前記冗長データ線と重畳している、液晶表示装置用基板製造方法を提供する。
【００２５】
本願発明４４は、前記保護膜に第１及び第２接触窓を形成する段階において、前記ゲート絶縁膜を前記保護膜と共にエッチングすることにより、前記ゲートパッド及び前記ゲート線連結部をそれぞれ露出するための第３及び第４接触窓を形成し、
前記冗長データ線を形成する段階において、冗長ゲートパッドと冗長ゲート線連結部とをさらに形成する、発明４３に記載の液晶表示装置用基板製造方法を提供する。
本願発明４５は、前記画素電極を、５００Åを超えない厚さに形成する、発明４３に記載の液晶表示装置用基板製造方法を提供する。
【００２６】
本願発明４６は、前記データ線は１５μΩ cm を超えない比抵抗値を有する第１導電膜と、パッド用物質からなる第２導電膜との組合わせにより形成され、前記画素電極及び／または前記ソース電極かつ前記ドレイン電極は前記第１導電膜で形成される、発明４３に記載の液晶表示装置用基板製造方法を提供する。
本願発明４７は、前記ソース電極及びドレイン電極は１０００Åを超えない厚さを有する、発明４３に記載の液晶表示装置用基板製造方法を提供する。
本願発明４８は、前記保護膜の厚さは２０００〜４０００Åである、発明４３に記載の液晶表示装置用基板製造方法を提供する。
このような構造においては、データ線または冗長データ線及びこの隣接した共通電極は、互いに重畳してゲート線とデータ線との交差により定義される画素の境界部分から漏洩する光を遮断するため、ブラックマトリックスの役割を果たす。また、互いに重畳するデータ線または冗長データ線と共通電極との間には保護膜とゲート絶縁膜が存在するため、これらの間の短絡が防止され、データ線は二重に形成されてこれらの断線が減少する。
【００７１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例について図面に基づいて詳細に説明する。
【００７２】
最初に、本発明の第１実施例による液晶表示装置の構造について説明する。図１は本発明の第１実施例による液晶表示装置の構造を示した配置図であり、図２は図１においてII−II′部分を示した断面図である。
【００７３】
基板１００上に横方向のゲート線２００とその分枝であるゲート電極２１０とからなるゲートパタンが形成されている。また、ゲート線２００と平行な共通電極線３００及び共通電極線３００からゲート線２００に向って互いに分離されていて平行に延びている多数の共通電極３１０からなる共通パターンが形成されている。
【００７４】
基板１００の上部にはゲート線２００、ゲート電極２１０、共通電極線３００及び共通電極３１０を覆うゲート絶縁膜４００が形成されている。
【００７５】
ゲート絶縁膜４００上部にはゲート電極２１０に対応する部分に薄膜トランジスタのチャンネル層８００が形成されており、縦方向にゲート絶縁膜４００を間においてゲート線２００と交差するデータ線５００とその分枝であるソース電極５１０とが形成されている。ソース電極５１０はチャンネル層８００上に両側に形成されている抵抗接触層９１０、９２０のうちの一側９１０上に形成されてゲート電極２１０と一部重畳している。ここで、データ線５００は厚さ５００Å程度のクロムからなる下部膜５０１と厚さ２００Å程度のアルミニウムからなる上部膜５０２とで形成されている。また、ゲート絶縁膜４００の上部にはゲート線２００と平行な画素電極線６００及びその分枝であると共に画素電極線６００から共通電極線３００の方向に延びた多数の画素電極６１０からなる画素パターンが形成されている。多数の画素電極６１０は共通電極３１０と平行に多数の共通電極３１０間にそれぞれ形成されている。ここで、画素電極線６００の分枝であって、残りの一側の抵抗接触層９２０上に形成されてゲート電極２１０と重畳している部分がドレイン電極６２０である。ここで、画素パターン６００、６１０とソース電極及びドレイン電極５１０、６２０は厚さ５００Å程度のクロムからなる単一膜で形成されている。
【００７６】
基板１００の上部には画素パターン６００、６１０とデータ線５００、ソース電極及びドレイン電極５１０、６２０とを覆う保護膜７００が形成されている。データ線５００が二重膜に形成されているため、図２に示したように画素パターン６００、６１０を５００Å程度に薄く形成してもデータ線５００が容易に断線されることはない。そして、画素パターン６００、６１０に比べて保護膜７００の厚さが相対的に厚いため、保護膜７００の表面は相対的に平坦に形成され得る。
【００７７】
従って、以後のラビング工程において、均一なラビングが可能となり、段差による光漏れが発生しない。これによる結果として、本発明の第１実施例による液晶表示装置においては対比比が従来の６０程度より著しく高い１２０程度以上と測定された。
【００７８】
ここで、画素パターン６００、６１０は１０００Å以下に形成することができ、保護膜７００は２０００〜４０００Å程度の範囲で画素パターン６００、６１０による段差を吸収することができるように厚く形成するのが好ましい。画素パターン６００、６１０の厚さは５０００Å以下に形成するのがさらに好ましい。画素パターン６００、６１０を薄く形成する場合、相対的に高い抵抗を有し得るが、信号を伝達する配線ではない画素パターン６００、６１０並びにソース電極５１０及びドレイン電極６２０においてはそれほど問題にならない。
【００７９】
また、データ線５００をなす下部膜５０１と上部膜５０２は、それぞれクロム膜とアルミニウム膜に限られず、１５μΩcm以下の低い比抵抗を有する導電膜と製造工程の際に容易に断線しないパッド用物質からなる導電膜との組合わせで形成することも可能である。
以下、本発明の第１実施例による液晶表示装置用基板の製造方法について説明する。図３乃至図５は図１と図２に示した液晶表示装置用基板の製造過程を示した断面図である。
【００８０】
最初に、図３に示したように、基板１００上部に金属膜を蒸着してパターニングすることでゲートパターン２００、２１０及び共通パターン３００、３１０を形成する。
次に、図４(a)に示したように、ゲート絶縁膜４００、非晶質シリコン層８００、ドーピングされた非晶質シリコン層９００を順に蒸着し、非晶質シリコン層８００とドーピングされた非晶質シリコン層９００とを共にパターニングする。
【００８１】
次に、クロム層とアルミニウム層をそれぞれ５００Å、２０００Å程度の厚さで順に蒸着する。ついで、図４(b)に示したように、アルミニウム膜５０２をパターニングした後、図５に示すようにクロム膜５０１をパターニングする。こうして、データ線５００、ソース電極５１０、ドレイン電極６２０及び画素パターン６００、６１０を形成する。そして、ソース電極５１０及びドレイン電極６２０で覆わないドーピングされた非晶質シリコン層９００をエッチングして抵抗接触層９１０、９２０を完成する。
【００８２】
最後に、図２に示したように、基板の全面に保護膜７００を蒸着する。
【００８３】
本発明の第２実施例においては、画素電極とデータ配線とを５００Å以下に薄く形成し、保護膜上に冗長データ配線を形成する。
【００８４】
まず、本発明の第２実施例による液晶表示装置基板の構造について説明する。図６は本発明の第２実施例による液晶表示装置の全体構成を簡略に示した概略図である。
【００８５】
図６に示すように、基板１００上に横方向に多数のゲート線２０が形成されており、ゲート線２０と平行に多数の共通電極線１０が形成されている。ゲート線２０の端部にはゲートドライバ（図示しない）と連結されるゲートパッド２２が形成されており、ゲートパッド２２はゲート線連結部２４によってすべて連結されている。縦方向には多数のデータ線６０がゲート線２０及び共通電極線１０と絶縁して交差するように形成されており、データ線６０の端部にはデータドライバ（図示しない）と連結されるデータパッド６３が形成されており、データパッド６３もデータ線連結部６４によって互いに連結されている。ゲート線連結部２４とデータ線連結部６４とは互いに抵抗を間において連結され、基板全体のゲート線２０とデータ線６０とが共に連結部２４、６４によって短絡するようになっている。このように配線をすべて連結することは液晶表示装置基板の製造過程で発生する静電気を効果的に分散させて薄膜トランジスタを保護するためであり、液晶表示装置基板が完成すると図面上に点線で示した切断線２００に沿ってパッド２２、６３の外側部を切断して配線を互いに分離する。
【００８６】
ゲート線２０とデータ線６０との交差によってそれぞれの画素が定義される。基板は多数の画素で分けられ、それぞれの画素領域には線形の画素電極と共通電極とが交互に形成されている。
【００８７】
以下、本発明の第２実施例による液晶表示装置の単位画素の構造について詳細に説明する。図７は本発明の第２実施例による液晶表示装置の配置図であり、図８乃至図１２はそれぞれ図７のVI−VI′、VII−VII′、VIII−VIII′、IX−IX′、X−X′線に沿って示した断面図である。
【００８８】
図７乃至図１２に示したように、透明な絶縁基板１００上に横方向にゲート線２０が形成されており、ゲート線２０の端部にはゲートパッド２２が形成されている。ゲート線２０の一部はゲート電極２１となる。ゲート線２０と平行に共通電極線１０が形成されており、画素領域内には共通電極線１０と連結されて共通電極線１０から共通信号が伝達される互いに平行な多数の共通電極１１が形成されている。一方、ゲートパッド２２を互いに連結するゲート線連結部２４がゲートパッド２２に連結されて形成されている。
【００８９】
ゲート配線２０、２１、２２、２４と共通配線１０、１１上を窒化シリコンなどからなるゲート絶縁膜３０が覆っている。
【００９０】
ゲート電極２１上のゲート絶縁膜３０上には非晶質シリコン層４０が形成されていてこの非晶質シリコン層４０は薄膜トランジスタのチャンネル層の役割を果し、非晶質シリコン層４０上にはリンなどで高濃度にドーピングされた非晶質シリコンからなる抵抗接触層５１、５２がゲート電極２１を中心として両側に形成されている。
【００９１】
抵抗接触層５１、５２上には金属からなるそれぞれのソース電極６１とドレイン電極６２とが形成されており、ソース電極６１はゲート絶縁膜３０上に縦方向に形成されているデータ線６０と連結されており、ドレイン電極６２は画素領域内に共通電極１１と交互に線形で形成されている画素電極６５と連結されている。データ線６０の端部には外部から画像信号が伝達されるデータパッド６３が形成されており、図３に示したように、データパッド６３はデータ線連結部６４によってすべて連結されている。
【００９２】
ここで、ゲート電極２１、ゲート絶縁膜３０、非晶質シリコン層４０、抵抗接触層５１、５２、ソース電極６１及びドレイン電極６２は薄膜トランジスタをなし、薄膜トランジスタと残りのデータ配線６０、６３、６４、６５とを覆う保護膜７０が窒化シリコンなどで形成されている。
【００９３】
保護膜７０にはデータ線６０、データパッド６３、データ線連結部６４の一部をそれぞれ露出する接触窓７１、７３、７５が形成されており、保護膜７０とゲート絶縁膜３０とにはゲートパッド２２及びゲート線連結部２４をそれぞれ露出させる接触窓７２、７４が形成されている。
【００９４】
保護膜７０上にはデータ配線６０、６３のような形態で金属パターン８０、８３が形成され、保護膜７０に形成されている接触窓７１、７３を通じてデータ配線６０、６３と連結されて冗長データ配線８０、８３をなしている。横方向と縦方向に長く形成された他の金属パターン８５、８４が保護膜７０上に形成されており、横方向の金属パターン８５は冗長データパッド部８３と連結されており、縦方向の金属パターン８４は接触窓７４を通じてゲート線連結部２４とそれぞれ連結されている。一方、ゲートパッド２２と重畳する金属パターン８２も保護膜７０上に形成されて接触窓７２を通じてゲートパッド２２とそれぞれ連結されている。
【００９５】
以下、本発明の第２実施例による液晶表示装置基板の製造方法について説明する。図１３乃至図３２は図６乃至図１２に示したような液晶表示装置用基板の製造過程を示した断面図である。本発明の実施例による製造方法は５枚のマスクを利用した製造方法であり、図面の番号に示された(Ａ)乃至(Ｅ)の英文アルファベットは、その図面がそれぞれ図８乃至図１２に対応することを表す。
【００９６】
最初に、図１３乃至図１７に示すように、ガラスのような透明な絶縁基板１００に３０００Å程度の厚さを有する金属層を蒸着し、一番目のマスクを利用してパターニングしてゲート線２０、ゲート電極２１、ゲートパッド２２、ゲート線連結部２４、共通電極１１、共通電極線１０を形成する。この時、ゲート配線用金属としては種々の導電物質が利用可能であり、クロム、アルミニウム、アルミニウム合金、モリブデンなどを利用したり、これらの金属を組合わせた二重層にゲート配線を形成することも可能である。
【００９７】
次に、図１８乃至図２２に示すように、基板の全面に窒化シリコンまたは有機絶縁膜など絶縁性ゲート絶縁膜３０を３０００〜５０００Åの厚さに形成し、約５００〜２０００Åの厚さの非晶質シリコン層４０と約５００Åの厚さの燐などの不純物で高濃度にドーピングされた非晶質シリコン層５０を順に蒸着する。二番目のマスクを利用してドーピングされた非晶質シリコン層５０と非晶質シリコン層４０とを共にパターニングしてゲート電極２１上に島状に形成する。
【００９８】
次いで図２３乃至図２７に示したように、クロムまたはアルミニウム合金またはモリブデンなどの金属層を約５００Åまたはそれ以下に蒸着し、三番目のマスクを利用してパターニングする。これによりゲート線２０と互いに交差するデータ線６０、ソース電極６１、ドレイン電極６２、データパッド６３、データ線連結部６４及び画素電極６５を形成する。次に、ソース電極６１とドレイン電極６２をマスクにしてドーピングされた非晶質シリコン層５０をエッチングして、非晶質シリコン層５０をゲート電極２１の両側に分離して抵抗接触層５１、５２を完成する。
【００９９】
図２８乃至図３２に示すように、基板の全面に窒化シリコンまたは有機絶縁膜で１５００〜２５００Åの厚さの保護膜７０を形成する。四番目のマスクを利用して保護膜７０をパターニングし、データ線６０とデータパッド６３とをそれぞれ露出する接触窓７１、７３を形成する。ゲートパッド２２及びゲート線連結部２４上のゲート絶縁膜３０と保護膜７０とを除去し、接触窓７２、７４を形成する。
【０１００】
最後に、図８乃至図１２に示したように、モリブデン、モリブデン合金またはアルミニウム合金の単一膜または複数膜を２０００〜２５００Åの厚さで蒸着し、五番目のマスクを利用して蒸着膜をパターニングし、データ線６０、データパッド６３、ゲートパッド２２、ゲート線連結部２４と類似した形態の冗長データ配線８０、８３、８５、８２、８４を形成する。
【０１０１】
その後、基板の表面に配向膜を形成して液晶物質の方向性を与えるためのラビングなどの工程を経て、最終的に前記ゲート線連結部とデータ線連結部は分離して除去する。
【０１０２】
本発明の第２実施例による液晶表示装置においては、画素電極６５は５００Å程度としてなるべく厚さを薄くすることにより、層間の段差を減らしてラビング工程で発生する不均一な配向を抑制し、光漏れの現象を防止する。冗長データ配線部は画素領域以外の部分として画素電極層に比べて厚さの制限が少ないので、２，０００〜２，５００Å程度でより厚く形成して配線の抵抗を低める。また、冗長データ配線部はパッド部を構成するようになるので、ドライバ集積回路の実装の際、接触信頼性の高い材料を用いるのが好ましい。
【０１０３】
冗長データ配線としてはＩＴＯ（indium tin oxide）を用いたり他の金属層を下に置いて上層をＩＴＯで形成する場合、ドライバとの接触信頼性をさらに高めることができる。 前記第２実施例において工程順序を入替えることも可能である。すなわち、まず、図３３乃至図４２に示すように、データ配線６０、６１、６２、６３をゲート絶縁膜３０上に先に形成した後、保護膜７０を形成する。次いで、図４３乃至図４７に示すように、保護膜７０に接触窓７１、７２、７３、７４、７５、７６を形成し、保護膜７０上に画素電極６５、画素電極線６６、冗長データ配線８０、８２、８３、８４を形成する。この場合、画素電極の厚さは約５００Å以下に形成するのが光漏れを防止する面において有利である。一方、このようにする場合は、画素電極を形成する金属がパッド部を形成するようになるため、パッド部として信頼性を有することができるクロム、モリブデン、モリブデン合金などで画素電極を形成するのが好ましい。
【０１０４】
また、データ線上の保護膜の一部を除去して冗長データ線と電気的に連結する本発明の第２実施例とは異なり、図４８乃至図５３に示すように、データ配線６０、６３、６４上に形成された保護膜７０をすべて除去してその上に冗長データ配線８０、８３、８５を形成することも可能である。その場合、データ配線６０、６３、６４と冗長データ配線８０、８３、８５間の接触抵抗を減らし、冗長データ配線８０、８３、８５が保護膜７０間の空間に入るようになり、段差が減少する効果を期待できる。
【０１０５】
本発明の第２実施例においてはゲート線連結部とデータ線連結部を共に二重に形成し、同一層に形成された冗長ゲート線連結部と冗長データ線連結部とを連結してゲート線とデータ線とを短絡させている。その他に、例えば冗長ゲート線連結部と冗長データ線連結部のうちの一つまたは二つ全部を形成せず、冗長データ配線を形成する時にデータ線連結部とゲート線連結部とを連結するパターンを形成して互いに連結することも可能である。
【０１０６】
本発明の第３乃至第５実施例においては、データ線または冗長データ線とこれに隣接した共通電極とが互いに重畳しており、画素電極及び画素電極と同一の層に形成されたデータ線または冗長データ線は５００Å以下に薄く形成されている。
【０１０７】
図５４は本発明の第３実施例による液晶表示装置を示した配置図である。図５５は図５４においてXXV−XXV線に沿って示した断面図、図５６は図５４において薄膜トランジスタ部であるXXVI−XXVI線に沿って示した断面図である。また、図５７及び図５８は、図５４においてゲートパッド部であるXXVII−XXVII及びデータパッド部であるXXVIII−XXVIII線に沿ってそれぞれ示した断面図である。
【０１０８】
図５４乃至図５８においては、下部の透明な絶縁基板１００上に横方向にゲート線２０が形成されており、ゲート線２０の端部にはゲートパッド２２が形成されている。ゲート線２０の一部はゲート電極２１となる。ゲート線２０と平行に共通電極線１０が形成されており、画素領域内には共通電極線１０と連結されて共通電極線１０から共通信号が伝達される互いに平行な多数の共通電極１１、１２が図中縦方向に形成されている。ここで、ゲート配線２０、２１、２２用及び共通配線１０、１１、１２用金属としては種々の導電物質が利用可能である。例えばクロム、アルミニウム、アルミニウム合金、モリブデン、モリブデン合金などを用いたり、これらの合金を組合わせた二重層に形成することも可能である。
【０１０９】
ゲート配線２０、２１、２２と共通配線１０、１１、１２とは、窒化シリコンなどからなるゲート絶縁膜３０で覆われている(図５６)。
【０１１０】
ゲート電極２１上のゲート絶縁膜３０上には非晶質シリコンからなる薄膜トランジスタの半導体層４０が島状に形成されている。半導体層４０上にはリンなどで高濃度にドーピングされた非晶質シリコンからなる抵抗接触層５１、５２がゲート電極２１を中心として両側に形成されている(図５６)。
【０１１１】
図５４及び図５６に示すように、抵抗接触層５１、５２上には、金属からなるそれぞれのソース電極６１とドレイン電極６２とが形成されている。ソース電極６１は、ゲート絶縁膜３０上に図５４中縦方向に形成されているデータ線６０と連結されている。ドレイン電極６２は画素領域内に共通電極１１と交互に線形に形成されている画素電極６５と連結されている。データ線６０の端部には、外部から画像信号が伝達されるデータパッド６３が形成されている。図５４及び図５５に示したように、第１データ線６０はデータパッド６３と隣接した共通電極１２の内側に形成されている。
【０１１２】
この時、データ線６０、６１、６２、６３、６５はクロム、アルミニウム合金、モリブデンまたはモリブデン合金などの金属層で形成し得、配向の不均一を抑制するために約５００Åまたはそれ以下の厚さに薄く形成するのが好ましい。
【０１１３】
ここで、ゲート電極２１、ゲート絶縁膜３０、非晶質シリコン層４０、抵抗接触層５１、５２、ソース電極及びドレイン電極６１、６２は薄膜トランジスタを形成する。薄膜トランジスタと残りのデータ線６０、６１、６２、６３、６５とを覆う保護膜７０は、窒化シリコンなどで形成されている。
【０１１４】
保護膜７０には、データ線６０及びデータパッド６３の一部をそれぞれ露出させる接触孔７１、７３が形成されている(図５６，５８)。また、保護膜７０には、ゲート絶縁膜３０と共にゲートパッド２２の一部を露出させる接触孔７２が形成されている(図５７)。
【０１１５】
保護膜７０上にはデータ線６０、６３のような形態で金属パターンが形成されており、保護膜７０に形成されている接触孔７１、７３を通じてデータ線６０、６３と連結されている冗長データ線８０、８３が形成されている。また、ゲートパッド２２上にも、接触孔７２を通じてゲートパッド２２と連結されている冗長ゲートパッド８２が形成されている。図５５に示すように、冗長データ線８０の両側端部はこれに隣接した二つの共通電極１２とそれぞれ重畳している。従って、冗長データ線８０及びこれに隣接した共通電極１２はこれらと隣接した部分から漏洩する光を遮断してブラックマトリックスの役割を果す。また、図５５からわかるように、冗長データ線８０とこれに隣接した共通電極１２との間には保護膜７０及びゲート絶縁膜３０が形成されているため、これらの間で発生する短絡は著しく減少する。この時、冗長データ線８０、８２、８３はクロム、モリブデン、モリブデン合金またはアルミニウム合金の単一膜またはこれらからなる複数膜で形成し得る。ここで、冗長データ配線８０、８２、８３もパッド部を構成するようになるため、パッド部として信頼性を有し得るクロム、モリブデン、モリブデン合金などで形成するのが好ましい。また、冗長データ配線８０、８２、８３は、画素領域以外の部分として画素電極６５層に比べて厚さの制限が少ないため、２０００〜２５００Å程度でより厚く形成して配線の抵抗を少なくする。
【０１１６】
ここで、画素領域はゲート線２０とデータ線６０、８０との交差により定義される領域である。
【０１１７】
一方、上部の透明な絶縁基板２００上には横方向にブラックマトリックス９０が形成されている(図５４)。ここで、ブラックマトリックス９０の両側端部は、下部基板１００の共通電極線１０と重畳するように形成されている。
【０１１８】
この時、本発明による液晶表示装置においては、縦方向のブラックマトリックスは形成しなくてもよいので、画素領域で横方向の開口部が増加するようになって開口率が向上する。
【０１１９】
本発明の第３実施例においては、冗長データ線８０を利用して、共通電極１２と共に漏洩する光を遮断し、ゲート線２０と交差する部分でデータ線６０が段差によって断線されることを防止するようにしたが、かかる機能はデータ線を冗長データ線より広く形成することでデータ線に付与することも可能である。
【０１２０】
この時、データ線及びこれに隣接した共通電極を通じてこれらの付近で漏洩する光を遮断する場合には、データ配線はＩＴＯで形成することができる。
【０１２１】
また、前記の実施例とは異なり、冗長データ線を形成する時に画素電極及びソース／ドレイン電極を形成することも可能である。この場合、画素電極の厚さは約５００Å以下に形成するのが光漏れを防止する面において有利である。一方、このようにする場合には画素電極を形成する金属がパッド部を形成するため、パッド部として信頼性を有するようにクロム、モリブデン、モリブデン合金またはＩＴＯなどで画素電極を形成するのが好ましい。
【０１２２】
一方、本発明の第３実施例とは異なり、冗長データ配線８０、８２、８３として金属層を下に置いて上層をＩＴＯで形成する場合、パッドとしての接触信頼性をさらに高めることができる。
【０１２３】
次に、第４実施例を通じ、データ線が共通電極と共に漏洩する光を遮断してデータ線の断線を防止する機能を有する場合について説明する。
【０１２４】
図５９は本発明の第４実施例による液晶表示装置用基板の構造を示した配置図であり、図６０は図５９においてXXX−XXX部分を示した断面図である。
本発明の第４実施例において、薄膜トランジスタ部、ゲートパッド部、データパッド部及び上部の透明な基板は第３実施例と同様の構成である、これについての詳細な図面は省略する。
【０１２５】
大部分の構造は第３実施例と同様であるが、図５９及び図６０に示すように、冗長データ線８０がデータ線６０より狭く形成されている。ここで、データ線６０は、接触孔７１を通じて冗長データ線８０と連結されていて冗長データ線８０の断線を防止する第１部分６６と、画素領域の境界から共通電極１２と共に漏洩する光を遮断する第２部分６４とからなっている。図６０からわかるように、第２部分６４はさらに二つの光遮断用配線６４に分離されている。二つの光遮断用配線６４の内側部分は保護膜７０を間に置いて冗長データ線８０と重畳している。二つの光遮断用配線の外側部分は、ゲート絶縁膜３０を間に置いて共通電極１２と重畳している。
【０１２６】
このような本発明の第４実施例による構造は冗長データ線８０と共通電極１２との間の両側に二つの光遮断用配線６４があるので、基板１００に対して斜めに入射する光も完全に遮断することができ、側面クロストークを効率的に減らす長所を有する。
【０１２７】
一方、画素領域の境界部分から漏洩する光を遮断するための方法としては、前述したように二つのデータ線のうちの一つを広い幅に形成して光遮断膜として利用する方法があるが、二つの共通電極を隣接するように形成する方法もある。これについては本発明の第５実施例を通じて説明する。
【０１２８】
図６１は本発明の第５実施例による液晶表示装置用基板の構造を示した配置図であり、図６２は図６１においてXXXII−XXXII部分を示した断面図である。
本発明の第５実施例において薄膜トランジスタ部、ゲートパッド部、データパッド部及び上部の透明な基板は第３実施例と同様であるため、これについての詳細な図面は省略する。
【０１２９】
大部分の構造は第４実施例と同様であるが図６１からわかるように、データ線６０は冗長データ線８０とゲート線２０とが重畳する部分にのみ形成されており、光遮断用配線は存在しない。また、図６１及び図６２に示すように、冗長データ線８０に隣接した二つの共通電極１２が、本発明の第３及び第４実施例より広い幅で、または互いに隣接して形成されて冗長データ線８０と重畳している。
【０１３０】
このような本発明の第５実施例による構造は、冗長データ線８０と共通電極１２との間に保護膜７０及びゲート絶縁膜３０が形成されているので、冗長データ線８０と共通電極１２が互いに短絡することを完全に遮断する長所を有する。
【０１３１】
【発明の効果】
以上、本発明による液晶表示装置の通り、画素パターンを薄く形成すると、これによる段差が上部に形成される保護膜に吸収され、これによって以降のラビング工程で均一なラビングが可能となり、光漏れの現象が除去されて対比比が向上する。
【０１３２】
また、データ線を二重膜に形成するか冗長データ線を形成することによってデータ線が断線することを防止することができ、ソース電極及びドレイン電極の厚さを薄く形成することによって薄膜トランジスタを均一なパターンに形成することができる。
【０１３３】
また、５枚のマスクを用いて冗長データ配線を有する液晶表示装置を形成することによって工程の単純化が図れ、パッド部の上層または冗長パッド部にパッド用物質を用いることによって駆動ドライバの実装の際に接触力を強化して実装信頼性を向上することができる。
【０１３４】
さらに、データ線とこれに隣接した共通電極とを重畳するようにして光遮断用として使用することによって、光漏れの現象を除去することができるので、開口率を向上させると共にデータ線と共通電極との短絡を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例による液晶表示装置用基板の配置図である。
【図２】図１のII−II′に沿って示した断面図である。
【図３】図１と図２に示した液晶表示装置用基板の製造方法を示した断面図である。
【図４】図１と図２に示した液晶表示装置用基板の製造方法を示した断面図である。
【図５】図１と図２に示した液晶表示装置用基板の製造方法を示した断面図である。
【図６】本発明の第２実施例による液晶表示装置用基板の概略図である。
【図７】本発明の第２実施例による液晶表示装置用基板の配置図である。
【図８】図７のVI−VI′、VII−VII′、VIII−VIII′、IX−IX′、X−Ｘ′線に沿ってそれぞれ示した断面図である。
【図９】図７のVI−VI′、VII−VII′、VIII−VIII′、IX−IX′、X−Ｘ′線に沿ってそれぞれ示した断面図である。
【図１０】図７のVI−VI′、VII−VII′、VIII−VIII′、IX−IX′、X−Ｘ′線に沿ってそれぞれ示した断面図である。
【図１１】図７のVI−VI′、VII−VII′、VIII−VIII′、IX−IX′、X−Ｘ′線に沿ってそれぞれ示した断面図である。
【図１２】図７のVI−VI′、VII−VII′、VIII−VIII′、IX−IX′、X−Ｘ′線に沿ってそれぞれ示した断面図である。
【図１３】本発明の第２実施例による液晶表示装置の製造方法を示した断面図である。
【図１４】本発明の第２実施例による液晶表示装置の製造方法を示した断面図である。
【図１５】本発明の第２実施例による液晶表示装置の製造方法を示した断面図である。
【図１６】本発明の第２実施例による液晶表示装置の製造方法を示した断面図である。
【図１７】本発明の第２実施例による液晶表示装置の製造方法を示した断面図である。
【図１８】本発明の第２実施例による液晶表示装置の製造方法を示した断面図である。
【図１９】本発明の第２実施例による液晶表示装置の製造方法を示した断面図である。
【図２０】本発明の第２実施例による液晶表示装置の製造方法を示した断面図である。
【図２１】本発明の第２実施例による液晶表示装置の製造方法を示した断面図である。
【図２２】本発明の第２実施例による液晶表示装置の製造方法を示した断面図である。
【図２３】本発明の第２実施例による液晶表示装置の製造方法を示した断面図である。
【図２４】本発明の第２実施例による液晶表示装置の製造方法を示した断面図である。
【図２５】本発明の第２実施例による液晶表示装置の製造方法を示した断面図である。
【図２６】本発明の第２実施例による液晶表示装置の製造方法を示した断面図である。
【図２７】本発明の第２実施例による液晶表示装置の製造方法を示した断面図である。
【図２８】本発明の第２実施例による液晶表示装置の製造方法を示した断面図である。
【図２９】本発明の第２実施例による液晶表示装置の製造方法を示した断面図である。
【図３０】本発明の第２実施例による液晶表示装置の製造方法を示した断面図である。
【図３１】本発明の第２実施例による液晶表示装置の製造方法を示した断面図である。
【図３２】本発明の第２実施例による液晶表示装置の製造方法を示した断面図である。
【図３３】本発明の他の実施例による液晶表示装置の製造方法を示した断面図である。
【図３４】本発明の他の実施例による液晶表示装置の製造方法を示した断面図である。
【図３５】本発明の他の実施例による液晶表示装置の製造方法を示した断面図である。
【図３６】本発明の他の実施例による液晶表示装置の製造方法を示した断面図である。
【図３７】本発明の他の実施例による液晶表示装置の製造方法を示した断面図である。
【図３８】本発明の他の実施例による液晶表示装置の製造方法を示した断面図である。
【図３９】本発明の他の実施例による液晶表示装置の製造方法を示した断面図である。
【図４０】本発明の他の実施例による液晶表示装置の製造方法を示した断面図である。
【図４１】本発明の他の実施例による液晶表示装置の製造方法を示した断面図である。
【図４２】本発明の他の実施例による液晶表示装置の製造方法を示した断面図である。
【図４３】本発明の他の実施例による液晶表示装置の製造方法を示した断面図である。
【図４４】本発明の他の実施例による液晶表示装置の製造方法を示した断面図である。
【図４５】本発明の他の実施例による液晶表示装置の製造方法を示した断面図である。
【図４６】本発明の他の実施例による液晶表示装置の製造方法を示した断面図である。
【図４７】本発明の他の実施例による液晶表示装置の製造方法を示した断面図である。
【図４８】本発明の他の実施例による液晶表示装置用基板の配置図である。
【図４９】図４８のXIX−XIX′、XX−XX′、XXI−XXI′、XXII−XXII′、XXIII−XXIII′線に沿ってそれぞれ示した断面図である。
【図５０】図４８のXIX−XIX′、XX−XX′、XXI−XXI′、XXII−XXII′、XXIII−XXIII′線に沿ってそれぞれ示した断面図である。
【図５１】図４８のXIX−XIX′、XX−XX′、XXI−XXI′、XXII−XXII′、XXIII−XXIII′線に沿ってそれぞれ示した断面図である。
【図５２】図４８のXIX−XIX′、XX−XX′、XXI−XXI′、XXII−XXII′、XXIII−XXIII′線に沿ってそれぞれ示した断面図である。
【図５３】図４８のXIX−XIX′、XX−XX′、XXI−XXI′、XXII−XXII′、XXIII−XXIII′線に沿ってそれぞれ示した断面図である。
【図５４】本発明の第３実施例による平面駆動方式の液晶表示装置を示した配置図である。
【図５５】図５４においてXXV−XXV線に沿って示した断面図である。
【図５６】図５４において薄膜トランジスタ部であるXXVI−XXVI線に沿って示した断面図である。
【図５７】図５４においてゲートパッド部であるXXVII−XXVII及びデータパッド部であるXXVIII−XXVIII線に沿ってそれぞれ示した断面図である。
【図５８】図５４においてゲートパッド部であるXXVII−XXVII及びデータパッド部であるXXVIII−XXVIII線に沿ってそれぞれ示した断面図である。
【図５９】本発明の第４実施例による液晶表示装置用基板の構造を示した配置図である。
【図６０】図５９においてXXX−XXX部分を示した断面図である。
【図６１】本発明の第５実施例による液晶表示装置用基板の構造を示した配置図である。
【図６２】図６１においてXXXII−XXXII部分を示した断面図である。
【符号の説明】
１１；ゲート電極
３０；ゲート絶縁膜
６０、６３、６４、６５；データ配線
７０；保護膜
８０、８３；冗長データ配線
１００；基板
Claims (48)
- 基板と、
前記基板上に互いに平行に形成されている複数のゲート線及び前記ゲート線と連結されているゲート電極と、
前記基板上に前記ゲート線と分離されて形成されている線形の共通電極と、
前記ゲート線、ゲート電極及び共通電極を覆っているゲート絶縁膜と、
前記ゲート電極上の前記ゲート絶縁膜上に形成されている半導体層と、
前記ゲート電極を中心とする前記半導体層上の両側に形成されているソース電極及びドレイン電極と、
前記ゲート絶縁膜上に前記ソース電極と連結され、互いに平行に形成されている複数のデータ線と、
前記ゲート線と前記データ線との交差により定義される画素領域の前記ゲート絶縁膜上に前記共通電極と交互に形成され、前記ドレイン電極と連結されている線形の画素電極と、
前記ゲート線、データ線及び画素電極にゲート電極、ソース電極及びドレイン電極がそれぞれ連結されている薄膜トランジスタと、
前記データ線と接触して形成され第１接触窓を有する絶縁膜と、
前記絶縁膜を間において前記データ線に沿って形成され、前記第１接触窓を通じて前記データ線と電気的に連結されている冗長データ線とを含み、
前記データ線は、前記冗長データ線と電気的に連結され、前記ゲート線と交差する第１部分と、前記共通電極と重畳している第２部分とに分離されており、かつ前記第２部分は前記絶縁膜を介して前記冗長データ線と重畳している、液晶表示装置。 - 前記ソース電極及びドレイン電極と前記半導体層との間に、前記ゲート電極を中心とする前記半導体上の両側に形成されている抵抗接触層をさらに含む、請求項１に記載の液晶表示装置。
- 前記共通電極と前記ゲート線とは同一の金属層からなる、請求項１に記載の液晶表示装置。
- 前記ゲート線及び前記共通電極線と重畳しているブラックマトリックスとをさらに含む、請求項１に記載の液晶表示装置。
- 前記データ線の端部に形成されているデータパッドと、
前記冗長データ線と同一の層で形成されている冗長データパッドとをさらに含み、
前記絶縁膜は第２接触窓を有し、前記第２接触窓を通じて前記データパッドと前記冗長データパッドとが電気的に連結されている、請求項１に記載の液晶表示装置。 - 前記データパッドと冗長データパッドとのうちの少なくともいずれかはＩＴＯからなる層を含んでいる、請求項５に記載の液晶表示装置。
- 前記データパッド及び冗長データパッドのうち、上部に形成されている層はクロム、モリブデン、モリブデン合金またはＩＴＯからなる、請求項５に記載の液晶表示装置。
- 前記データパッド及び冗長データパッドのうち、上部に形成されている層の上部にＩＴＯからなる層をさらに含む請求項５に記載の液晶表示装置。
- 前記ゲート線の端部に形成されているゲートパッドと、
前記冗長データ線と同一の層で形成され、前記ゲートパッドと電気的に連結されている冗長ゲートパッドと、
をさらに含む請求項１に記載の液晶表示装置。 - 前記ゲートパッドと冗長ゲートパッドのうち、上部に形成されている層はＩＴＯからなる層を含んでいる請求項９に記載の液晶表示装置。
- 前記冗長ゲートパッドはクロム、モリブデン、モリブデン合金またはＩＴＯからなる、請求項９に記載の液晶表示装置。
- 前記複数のゲート線を互いに連結するゲート線連結部と、
前記複数のデータ線を互いに連結するデータ線連結部と、
前記冗長データ線と同一の層で形成されていて前記ゲート線連結部と電気的に連結されている冗長ゲート線連結部と、
前記冗長データ線と同一の層で形成されていて前記データ線連結部と電気的に連結されている冗長データ線連結部とをさらに含み、
前記冗長ゲート線連結部と前記冗長データ線連結部とが互いに連結されている、請求項１に記載の液晶表示装置。 - 前記データ線または冗長データ線のうちの少なくとも一つは、前記画素電極と同一の層で形成されている請求項１に記載の液晶表示装置。
- 前記画素電極の厚さは５００Åを超えない、請求項１に記載の液晶表示装置。
- 前記データ線は１５μΩ cm を超えない比抵抗値を有する第１導電膜と、パッド用物質からなる第２導電膜との組合わせにより形成され、
前記画素電極及び／または前記ソース電極かつ前記ドレイン電極は前記第１導電膜で形成される、請求項１に記載の液晶表示装置。 - 前記ソース電極及びドレイン電極は１０００Åを超えない厚さを有する、請求項１に記載の液晶表示装置。
- 前記画素電極と共通電極の一部が重畳されて維持容量を構成する、請求項１に記載の液晶表示装置。
- 基板と、
前記基板上に互いに平行に形成されている複数のゲート線及び前記ゲート線と連結されているゲート電極と、
前記基板上に前記ゲート線と分離されて形成されている線形の共通電極と、
前記ゲート線、ゲート電極及び共通電極を覆っているゲート絶縁膜と、
前記ゲート電極上の前記ゲート絶縁膜上に形成されている半導体層と、
前記ゲート電極を中心とする前記半導体層上の両側に形成されているソース電極及びドレイン電極と、
前記ゲート絶縁膜上に前記ソース電極と連結され、互いに平行に形成されている複数のデータ線と、
前記ゲート線と前記データ線との交差により定義される画素領域の前記ゲート絶縁膜上に前記共通電極と交互に形成され、前記ドレイン電極と連結されている線形の画素電極と、
前記ソース電極、ドレイン電極、データ線及び画素電極を覆い、前記データ線を露出する第１接触窓を有している保護膜と、
前記保護膜上に形成されていて前記第１接触窓を通じて前記データ線と電気的に連結さ れている冗長データ線とを含み、
前記データ線は、前記冗長データ線と電気的に連結され、前記ゲート線と交差する第１部分と、前記共通電極と重畳している第２部分とに分離されており、かつ前記第２部分は前記保護膜を介して前記冗長データ線と重畳している、液晶表示装置。 - 前記ソース電極及びドレイン電極と前記半導体層との間に、前記ゲート電極を中心とする前記半導体上の両側に形成されている抵抗接触層をさらに含む、請求項１８に記載の液晶表示装置。
- 前記共通電極と前記ゲート線とは同一の金属層からなる、請求項１８に記載の液晶表示装置。
- 前記ゲート線及び前記共通電極線と重畳しているブラックマトリックスとをさらに含む、請求項１８に記載の液晶表示装置。
- 前記データ線の端部に形成されているデータパッドと、
前記冗長データ線と同一の層で形成されている冗長データパッドとをさらに含み、
前記保護膜は第２接触窓を有し、前記第２接触窓を通じて前記データパッドと前記冗長データパッドとが電気的に連結されている、請求項１８に記載の液晶表示装置。 - 前記冗長データパッドはＩＴＯからなる層を含んでいる、請求項２２に記載の液晶表示装置。
- 前記データパッド及び冗長データパッドのうち、上部に形成されている層はクロム、モリブデン、モリブデン合金またはＩＴＯからなる、請求項２２に記載の液晶表示装置。
- 前記データパッド及び冗長データパッドのうち、上部に形成されている層の上部にＩＴＯからなる層をさらに含む請求項２２に記載の液晶表示装置。
- 前記ゲート線の端部に形成されているゲートパッドと、
前記冗長データ線と同一の層で形成されている冗長ゲートパッドとをさらに含み、
前記ゲート絶縁膜と前記保護膜とは前記ゲートパッドを露出する第３接触窓を有し、前記第３接触窓を通じて前記ゲートパッドと前記冗長ゲートパッドとが電気的に連結されている請求項１８に記載の液晶表示装置。 - 前記冗長ゲートパッドはＩＴＯからなる層を含む、請求項２６に記載の液晶表示装置。
- 前記冗長ゲートパッドはクロム、モリブデン、モリブデン合金またはＩＴＯからなる、請求項２６に記載の液晶表示装置。
- 前記ゲート線の端部に形成されているゲートパッドと、
前記ゲートパッドを互いに連結するゲート線連結部と、
前記冗長データ線と同一の層で形成されている冗長ゲート線連結部とをさらに含み、
前記ゲート絶縁膜と前記保護膜とは前記ゲート線連結部を露出する第４接触窓を有し、前記第４接触窓を通じて前記ゲート線連結部と前記冗長ゲート線連結部とが電気的に連結されている、請求項１８に記載の液晶表示装置。 - 前記データ線の端部に形成されているデータパッドと、
前記データパッドを互いに連結するデータ線連結部と、
前記冗長データ線と同一の層で形成されている冗長データ線連結部とをさらに含み、
前記保護膜は前記データ線連結部を露出する第５接触窓を有し、前記第５接触窓を通じて前記データ線連結部と前記冗長データ線連結部とが電気的に連結され、前記冗長データ線連結部は前記冗長ゲート線連結部と連結されている、請求項１８に記載の液晶表示装置。 - 前記画素電極の厚さは５００Åを超えない、請求項１８に記載の液晶表示装置。
- 前記データ線は１５μΩ cm を超えない比抵抗値を有する第１導電膜と、パッド用物質からなる第２導電膜との組合わせにより形成され、
前記画素電極及び／または前記ソース電極かつ前記ドレイン電極は前記第１導電膜で形成される、請求項１８に記載の液晶表示装置。 - 前記ソース電極及びドレイン電極は１０００Åを超えない厚さを有する、請求項１８に記載の液晶表示装置。
- 前記保護膜の厚さは２０００〜４０００Åである、請求項１８に記載の液晶表示装置。
- 前記画素電極と共通電極の一部が重畳されて維持容量を構成する、請求項１８に記載の液晶表示装置。
- 基板上にゲート線、ゲート電極、ゲートパッド及びゲート線連結部を含むゲート配線と、共通電極及び共通電極線を含む共通配線とを形成する段階と、
前記ゲート配線と共通配線とを覆うゲート絶縁膜を形成する段階と、
前記ゲート絶縁膜上に半導体層を形成する段階と、
第１導電層としてソース電極、ドレイン電極、データ線、データパッド及びデータ線連結部を含むデータ配線と画素電極とを形成する段階と、
前記データ配線及び画素電極が形成された前記基板上に保護膜を蒸着する段階と、
前記保護膜に、前記データ線及び前記データパッドをそれぞれ露出するための第１及び第２接触窓を形成する段階と、
前記保護膜上に第２導電層として冗長データ線、冗長データパッド及び冗長データ線連結部を含む冗長データ配線を形成する段階を含み、
前記データ線は、前記冗長データ線と電気的に連結され、前記ゲート線と交差する第１部分と、前記共通電極と重畳している第２部分とに分離されており、かつ前記第２部分は前記保護膜を介して前記冗長データ線と重畳している、液晶表示装置用基板製造方法。 - 前記ゲート絶縁膜上に抵抗性接触層を形成する段階をさらに含む、請求項３６に記載の液晶表示装置用基板製造方法。
- 前記保護膜に第１及び第２接触窓を形成する段階において、前記ゲート絶縁膜を前記保護膜と共にエッチングすることにより、前記ゲートパッド及び前記ゲート線連結部をそれぞれ露出するための第３及び第４接触窓を形成し、
前記冗長データ線を形成する段階において、冗長ゲートパッドと冗長ゲート線連結部とをさらに形成する、請求項３６に記載の液晶表示装置用基板製造方法。 - 前記画素電極を５００Åを超えない厚さに形成する、請求項３６に記載の液晶表示装置用基板製造方法。
- 前記データ線は１５μΩ cm を超えない比抵抗値を有する第１導電膜と、パッド用物質からなる第２導電膜との組合わせにより形成され、
前記画素電極及び／または前記ソース電極かつ前記ドレイン電極は前記第１導電膜で形 成される、請求項３６に記載の液晶表示装置用基板製造方法。 - 前記ソース電極及びドレイン電極は１０００Åを超えない厚さを有する、請求項３６に記載の液晶表示装置用基板製造方法。
- 前記保護膜の厚さは２０００〜４０００Åである、請求項３６に記載の液晶表示装置用基板製造方法。
- 基板上にゲート線、ゲート電極、ゲートパッド及びゲート線連結部を含むゲート配線と、共通電極及び共通電極線を含む共通配線とを形成する段階と、
前記ゲート配線と共通配線とを覆うゲート絶縁膜を形成する段階と、
前記ゲート絶縁膜上に半導体層及び抵抗接触層を形成する段階と、
第１導電層としてソース電極、ドレイン電極、データ線、データパッド及びデータ線連結部を含むデータ配線を形成する段階と、
前記データ配線が形成された前記基板上に保護膜を蒸着する段階と、
前記保護膜に前記データ線及び前記データパッドをそれぞれ露出するための第１及び第２接触窓を形成する段階と、
前記保護膜上に第２導電層として冗長データ線と画素電極とを形成する段階と、
前記データ線は、前記冗長データ線と電気的に連結され、前記ゲート線と交差する第１部分と、前記共通電極と重畳している第２部分とに分離されており、かつ前記第２部分は前記保護膜を介して前記冗長データ線と重畳している、液晶表示装置用基板製造方法。 - 前記保護膜に第１及び第２接触窓を形成する段階において、前記ゲート絶縁膜を前記保護膜と共にエッチングすることにより、前記ゲートパッド及び前記ゲート線連結部をそれぞれ露出するための第３及び第４接触窓を形成し、
前記冗長データ線を形成する段階において、冗長ゲートパッドと冗長ゲート線連結部とをさらに形成する、請求項４３に記載の液晶表示装置用基板製造方法。 - 前記画素電極を、５００Åを超えない厚さに形成する、請求項４３に記載の液晶表示装置用基板製造方法。
- 前記データ線は１５μΩ cm を超えない比抵抗値を有する第１導電膜と、パッド用物質からなる第２導電膜との組合わせにより形成され、
前記画素電極及び／または前記ソース電極かつ前記ドレイン電極は前記第１導電膜で形成される、請求項４３に記載の液晶表示装置用基板製造方法。 - 前記ソース電極及びドレイン電極は１０００Åを超えない厚さを有する、請求項４３に記載の液晶表示装置用基板製造方法。
- 前記保護膜の厚さは２０００〜４０００Åである、請求項４３に記載の液晶表示装置用基板製造方法。
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