(57)【要約】【課題】　本発明が目的とする技術的課題は、ＳＩＰＳモードを越える優れた特性を示す液晶表示装置用薄膜トランジスタ表示板を提供することにある。【解決手段】　絶縁基板上に形成されているゲート線、ゲート線と絶縁されて交差しているデータ線、ゲート線とデータ線が交差して構成される画素領域内に形成されている複数の共通電極を含む共通電極配線、画素領域内に形成されて共通電極と平行な複数の枝部を含む画素電極、ゲート線、データ線及び画素電極に３端子がそれぞれ連結されている薄膜トランジスタを含み、共通電極とゲート線がなす角度の内で小さい角度が７度から２３度の間にあり、共通電極と画素電極枝部は交互に配置されている。【選択図】　　　図１
2004102282.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
　絶縁基板、
　前記絶縁基板上に形成されているゲート線と、
　前記ゲート線と絶縁されて交差しているデータ線と、
　前記ゲート線と前記データ線が交差して構成される画素領域内に形成されている複数の共通電極を含む共通電極配線と、
　前記画素領域内に形成されて前記共通電極と平行な複数の枝部を含む画素電極と、
　前記ゲート線、前記データ線及び前記画素電極に３端子がそれぞれ連結されている薄膜トランジスタとを含み、
　前記共通電極と前記ゲート線がなす角度の内で小さい角度が７度から２３度の間にあり、前記共通電極と前記画素電極枝部は交互に配置されている、薄膜トランジスタ表示板。
【請求項２】
　前記共通電極はそれが向かう方向によって第１共通電極と第２共通電極に区分され、前記第１共通電極と第２共通電極がなす角度は１５度から４５度の間にある請求項１に記載の薄膜トランジスタ表示板。
【請求項３】
　前記画素電極枝部は、前記第１共通電極と並ぶ第１枝部と前記第２共通電極と並ぶ第２枝部に区分される請求項２に記載の薄膜トランジスタ表示板。
【請求項４】
　前記共通電極配線は、前記ゲート線と平行な共通電極線、前記複数の共通電極と前記共通電極線を連結しているフレームを含む請求項１に記載の薄膜トランジスタ表示板。
【請求項５】
　前記画素電極は、前記複数の枝部を連結し、前記データ線と並んで形成されている幹部を含む請求項１に記載の薄膜トランジスタ表示板。
【請求項６】
　絶縁基板と、
　前記絶縁基板上に形成されて横方向に延びているゲート線、及び前記ゲート線に連結されているゲート電極を含むゲート配線と、
　前記絶縁基板上に形成されて横方向に延びている共通電極線、及び前記共通電極線に連結されている複数の共通電極を含む共通電極配線と、
　前記ゲート配線と前記共通電極配線上に形成されているゲート絶縁膜と、
　前記ゲート絶縁膜上に形成されて前記ゲート電極と重なるチャンネル部を含む非晶質シリコン層と、
　前記非晶質シリコン層上に形成されて前記ゲート電極を中心にソース部とドレーン部に分離されている抵抗性接触層と、
　前記抵抗性接触層上に形成されて縦方向に延びているデータ線、前記データ線に連結されて前記ソース部上に位置するソース電極、及び前記ドレーン部上に位置するドレーン電極を含むデータ配線と、
　前記ドレーン電極に連結されて前記共通電極と平行な複数の枝部を含む画素電極と、
前記データ配線と前記画素電極上に形成されている保護膜とを含み、
　前記共通電極と前記ゲート線がなす角度の内で小さい角度が７度から２３度の間にあり、前記共通電極と前記画素電極枝部は交互に配置されている薄膜トランジスタ表示板。
【請求項７】
　前記共通電極はそれが向かう方向によって第１共通電極と第２共通電極に区分され、前記第１共通電極と第２共通電極がなす角度は１５度から４５度の間にある請求項６に記載の薄膜トランジスタ表示板。
【請求項８】
　前記画素電極枝部は、前記第１共通電極と平行な第１枝部と前記第２共通電極と平行な第２枝部に区分される請求項７に記載の薄膜トランジスタ表示板。
【請求項９】
　前記保護膜上に前記データ線に沿って形成されており、前記保護膜に形成されている接触孔を通じて前記データ線と連結されている補助データ線をさらに含む請求項６に記載の薄膜トランジスタ表示板。
【請求項１０】
　前記保護膜上に形成されており、前記保護膜と前記ゲート絶縁膜に形成されている接触孔を通じて前記ゲート線の端部と連結されているゲート接触補助部材、及び前記保護膜に形成されている接触孔を通じて前記データ線の端部と連結されているデータ接触補助部材をさらに含む請求項６に記載の薄膜トランジスタ表示板。
【請求項１１】
　前記共通電極配線は前記ゲート線と平行な共通電極線、前記複数の共通電極と前記共通電極線を連結しているフレームを含む請求項６に記載の薄膜トランジスタ表示板。
【請求項１２】
　前記画素電極は前記複数の画素電極枝部を連結し、前記データ線と平行に形成されている幹部を更に含む請求項６に記載の薄膜トランジスタ表示板。
【請求項１３】
　前記データ配線と前記画素電極は非晶質シリコン層、抵抗性接触層及び金属層の３重層から構成される請求項６に記載の薄膜トランジスタ表示板。
【請求項１４】
　第１絶縁基板と、
　前記第１絶縁基板上に形成されているゲート線と、
　前記ゲート線と絶縁されて交差しているデータ線と、
　前記ゲート線と前記データ線が交差して構成される画素領域内に形成されている複数の共通電極を含む共通電極配線と、
　前記画素領域内に形成されて、前記共通電極と平行な複数の枝部を含む画素電極と、
　前記ゲート線、前記データ線及び前記画素電極に３端子がそれぞれ連結されている薄膜トランジスタと、
　前記第１絶縁基板と対向している第２絶縁基板と、
　前記第１絶縁基板と前記第２絶縁基板の間に挟持されている液晶物質とを含み、
　前記共通電極と前記ゲート線がなす角度の内で小さい角度が７度から２３度の間にあり、前記共通電極と前記画素電極枝部は交互に配置されており、前記液晶物質に含まれている液晶分子はその長軸がゲート線と平行な方向に配向されている液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
　本発明は、液晶表示装置用薄膜トランジスタ表示板及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
　液晶表示装置は、上部表示板と下部表示板間に液晶物質を注入し液晶に電界を印加して液晶の配向を変更させることによって、これを通過する光の偏光状態に変化を誘導し、偏光状態によって偏光板を通過する光の量が変わることによって画像を表示する装置である。
【０００３】
　液晶に電界を印加するためには、二つの電極が必要であるが、このうち一つは各画素ごとに別個形成する画素電極であり、もう一つは全ての画素に共通に形成され、基準となる電位が印加される共通電極である。
【０００４】
　液晶表示装置には、画素電極と共通電極が各々別の基板に形成されて、基板に対し垂直方向の電界を形成する垂直電界型と、二つの電極が全て同じ基板上に形成されて、基板に対し平行方向の電界を形成する平行電界型液晶表示装置がある。このうち後者をＩＰＳ（Ｉｎ　Ｐｌａｎｅ　Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード液晶表示装置ともいい、ＩＰＳモードは広視野角を実現するに有効であることが知られている。
【０００５】
　しかし、ＩＰＳモードは左右の色シフトが激しく、特定方向で階調反転が発生する問題点がある。これを解決するために図１０ａ及び図１０ｂに示したようなＳＩＰＳ（Ｓｕｐｅｒ　ＩｎＰｌａｎｅ　Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モードが開発された。ＳＩＰＳ構造は、既存ＩＰＳモードの左右の色シフトや特定方向での階調反転問題を解決した優れた構造ではあるが、これも問題点を抱えている。つまり、図１０ａのような構造では、データ線が屈折しているためデータ線の抵抗及び寄生容量が増加する等の問題がある。また、図１０ｂのような構造では、共通電極が占める面積が広くて開口率が減少する等の問題がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
　本発明が解決しようとする技術的課題は、ＳＩＰＳモードを越える優れた特性を示す液晶表示装置用薄膜トランジスタ表示板を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
　このような課題を解決するために本発明では、手指状又は梯子状或いは簾状と呼べる電極形状を用い、共通電極と画素電極の線状部が大略交互に配置され、ゲート線に対して７度から２３度の間の角度をなすように形成する。
【０００８】
　具体的には、絶縁基板、前記絶縁基板上に形成されているゲート線、前記ゲート線と絶縁され交差しているデータ線、前記ゲート線と前記データ線が交差して構成する画素領域内に形成されている複数の共通電極を含む共通電極配線、前記画素領域内に形成されており前記共通電極と平行な複数の枝部を含む画素電極、前記ゲート線、前記データ線及び前記画素電極に３端子がそれぞれ連結されている薄膜トランジスタを含み、前記共通電極と前記ゲート線がなす各角度の内で小さい角度が７度から２３度の間にあり、前記共通電極と前記画素電極の枝部は交互に配置されている薄膜トランジスタ表示板を提供する。
【０００９】
　この際、前記共通電極は、それが向かう方向によって第１共通電極と第２共通電極に区分されて、前記第１共通電極と第２共通電極がなす角度は１５度から４５度の間にあり、前記画素電極の枝部は前記第１共通電極と並ぶ（平行な）第１枝部と、前記第２共通電極と並ぶ（平行な）第２枝部に区分されるのが好ましい。なお、前記共通電極配線は前記ゲート線と平行な共通電極線、前記複数の共通電極と前記共通電極線を連結しているフレームを含み、前記画素電極は前記複数の枝部を連結して前記データ線と並んで形成されている幹部を含む。
【００１０】
　また、絶縁基板、前記絶縁基板上に形成されて横方向に延びているゲート線、前記ゲート線に連結されているゲート電極を含むゲート配線、前記絶縁基板上に形成されて横方向に延びている共通電極線と前記共通電極線に連結されている複数の共通電極を含む共通電極配線、前記ゲート配線と前記共通電極配線上に形成されているゲート絶縁膜、前記ゲート絶縁膜上に形成されて前記ゲート電極と重なるチャンネル部を含む非晶質シリコン層、前記非晶質シリコン層上に形成されており、前記ゲート電極を中心にソース部とドレーン部に分離されている抵抗性接触層、前記抵抗性接触層上に形成されて縦方向に延びているデータ線、前記データ線に連結されて前記ソース部上に位置するソース電極、前記ドレーン部上に位置するドレーン電極を含むデータ配線、前記ドレーン電極に連結されて前記共通電極と平行な複数の枝部を含む画素電極、前記データ配線と前記画素電極上に形成されている保護膜を含んでおり、前記共通電極と前記ゲート線がなす各角度の内で小さい角度が７度から２３度の間にあり、前記共通電極と前記画素電極の枝部は交互に配置されている薄膜トランジスタ表示板を提供する。
【００１１】
　前記共通電極は、それが向かう方向によって第１共通電極と第２共通電極に区分され、前記第１共通電極と第２共通電極がなす角度は１５度から４５度の間にあるのが好ましく、前記画素電極の枝部は、前記第１共通電極と平行な第１枝部と前記第２共通電極と平行な第２枝部に区分されるのが好ましい。前記保護膜上に前記データ線に沿って形成されており、前記保護膜に形成されている接触孔を通じて前記データ線と連結されている補助データ線、前記保護膜と前記ゲート絶縁膜に形成されている接触孔を通じて前記ゲート線の端部と連結されているゲート接触補助部材及び前記保護膜に形成されている接触孔を通じて前記データ線の端部と連結されているデータ接触補助部材をさらに含む。さらに、前記共通電極配線は、前記ゲート線と平行な共通電極線、前記複数の共通電極と前記共通電極線を連結しているフレームを含み、前記画素電極は前記複数の枝部を連結し、前記データ線と並んで形成されている幹部を含むことができ、前記データ配線と前記画素電極は非晶質シリコン層、抵抗性接触層及び金属層の３重層から構成される。
【００１２】
　第１絶縁基板、前記第１絶縁基板上に形成されているゲート線、前記ゲート線と絶縁され交差しているデータ線、前記ゲート線と前記データ線が交差して構成される画素領域内に形成されている複数の共通電極を含む共通電極配線、前記画素領域内に形成されて前記共通電極と平行な複数の枝部を含む画素電極、前記ゲート線、前記データ線及び前記画素電極に３端子がそれぞれ連結されている薄膜トランジスタ、前記第１絶縁基板と対向している第２絶縁基板、前記第１絶縁基板と前記第２絶縁基板の間に挟持されている液晶物質を含み、前記共通電極と前記ゲート線がなす各角度の内で小さい角度が７度から２３度の間にあり、前記共通電極と前記画素電極の枝部は交互に配置されており、前記液晶物質に含まれている液晶分子はその長軸がゲート線と平行な方向に配向されている液晶表示装置を提供する。
【発明の効果】
【００１３】
　本発明による薄膜トランジスタ表示板は、既存のＩＰＳ構造やＳＩＰＳ構造の薄膜トランジスタ表示板に比べて、側面クロストーク、データ線信号遅延、輝度、開口率等において向上した特性を示す薄膜トランジスタ表示板を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
　添付した図面を参照して本発明の実施例に対して本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳細に説明する。しかし、本発明は多様な形態で実現することができ、ここで説明する実施例に限定されない。
【００１５】
　図面は、層及び領域を明確に表現するために厚さを拡大して示している。明細書全体を通じて類似した部分については同一な図面符号を付けている。層、膜、領域、板などの部分が他の部分の“上に”あるとする時、これは他の部分の“すぐ上に”ある場合に限らず、その中間に更に他の部分がある場合も含む。逆に、ある部分が他の部分の“すぐ上に”あるとする時は、中間に他の部分がないことを意味する。
【００１６】
　次に、図面を参照して本発明の実施例による液晶表示装置用薄膜トランジスタ表示板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用薄膜トランジスタ表示板の配置図であり、図２は図１のII-II’線、II’-II’’線及びII''-II''’線による断面図である。
【００１７】
　絶縁基板１１０上に横方向にゲート線１２１が延びており、ゲート線１２１にはゲート電極１２３が連結されている。この際、ゲート線１２１の一方の端部分１２５は外部回路と連結のために幅が拡張されている。
【００１８】
　また、絶縁基板１１０上には、ゲート線１２１平行に横方向に共通電極線１３１が形成されており、共通電極線１３１には共通電極フレーム１３２が連結されており、共通電極フレーム１３２には斜方向に延びている共通電極１３３ａ，１３３ｂが連結されている。共通電極１３３ａ，１３３ｂは右上方向共通電極１３３ａと右下方向共通電極１３３ｂから構成される。右上方向共通電極１３３ａは、図中右上方向に延在し、右下方向共通電極１３３ｂは、図中右下方向に延在している。右上方向共通電極１３３ａと右下方向共通電極１３３ｂは互いに３０度±１５度の角度をなしている。
【００１９】
　ゲート配線１２１，１２３，１２５と共通電極配線１３１，１３２，１３３ａ，１３３ｂ上にはゲート絶縁膜１４０が形成されている。ゲート絶縁膜１４０上には水素で終端処理した真性半導体の非晶質シリコン層１５１，１５４が形成されている。非晶質シリコン層１５１は、ゲート電極１２３上に位置する薄膜トランジスタのチャンネル対応部１５４（本来はチャンネル自身であるが、説明の都合により、チャンネル周辺を含むこともある）から縦方向に長く伸びており、上下のチャンネル対応部１５４を連結しながらデータ線１７１に沿って形成されている。非晶質シリコン層１５１，１５４の上には抵抗性接触層１６１，１６３，１６５が形成されている。抵抗性接触層１６１，１６３，１６５はチャンネル対応部１５４上で両側に分離されてソース部接触層１６３とドレーン部接触層１６５を構成する点を除けば非晶質シリコン層１５１，１５４と大体同じ平面的模様を有する。この際、抵抗性接触層１６１，１６３，１６５はＮ型不純物で高濃度にドーピングされた非晶質シリコンを用いて構成される。
【００２０】
　抵抗性接触層１６１，１６３，１６５上にはデータ線１７１が縦方向に延びており、データ線１７１には分枝としてソース電極１７３が形成されている。ソース電極１７３はソース部接触層１６３上に形成されている。ドレーン部接触層１６５上にはドレーン電極１７５が形成されており、ドレーン電極１７５は画素電極幹部１７２と連結されている。データ線１７１の一方の端部分１７９は外部回路と連結するために幅が拡張されている。
【００２１】
　ゲート電極１２３、チャンネル対応部１５４、ソース部及びドレーン部接触層１６３，１６５、ソース電極１７３及びドレーン電極１７５などからなる薄膜トランジスタは、ゲート線１２１を通じて伝達される走査信号によってデータ線１７１に沿って伝達される画像信号を画素電極１７２，１７４ａ，１７４ｂ，１７４ｃに伝達または遮断するスイッチング素子である。スイッチング素子は多結晶シリコンを利用して形成することもできる。
【００２２】
　画素電極１７２，１７４ａ，１７４ｂ，１７４ｃは、データ線１７１と平行で、ドレーン電極１７５と連結されている縦方向の幹部１７２と、幹部１７２に連結されており斜方向または横方向に延びている枝部１７４ａ，１７４ｂ，１７４ｃとからなる。枝部１７４ａ，１７４ｂ，１７４ｃは右上方向枝部１７４ｂ、右下方向枝部１７４ａ及び右側に延びて端部で分かれる中央枝部１７４ｃから構成される。右下方向枝部１７４ａは図中右下方向に延在し、右上方向仮支部１７４ｂは図中右上方向に延在し、中央枝部１７４ｃは、図中右側に延在し枝分かれしている。右下方向枝部１７４ａと右上方向仮支部１７４ｂは、互いに３０度±１５度の間の角度をなす。中央枝部１７４ｃの分かれた部分も３０度±１５度の間の角度で分かれている。
【００２３】
　この際、画素電極の右下方向枝部１７４ａは右下方向共通電極１３３ａと平行に並び、右上方向枝部１７４ｂは右上方向共通電極１３３ｂと平行に並んでいる。中央枝部１７４ｃの分かれた二つの部分も、各々右下方向共通電極１３３ａまたは右上方向共通電極１３３ｂと平行に並んでいる。
【００２４】
　従って、共通電極１３３ａ，１３３ｂはゲート線１２１に対して約１５度±８度の角度をなす。つまり、約７度から２３度の間の角度をなす。共通電極１３３ａ，１３３ｂのゲート線１２１に対する角度は鈍角でも表示できるが、ここでは鋭角を基準に表現する。
【００２５】
　画素電極１７２，１７４ａ，１７４ｂ，１７４ｃ及びデータ配線１７１，１７３，１７５，１７９上には保護膜１８０が形成されている。保護膜１８０はソース電極１７３とドレーン電極１７５の間に露出されている非晶質シリコン層のチャンネル対応部１５４を保護する役割をする。保護膜１８０にはゲート線の幅が拡張された端部１２５、データ線の幅が拡張された端部１７９及びデータ線１７１をそれぞれ露出する接触孔１８１，１８２，１８３が形成されている。
【００２６】
　保護膜１８０上には、ＩＴＯ、ＩＺＯまたはクロム（Ｃｒ）などの導電物質からなる補助データ線１９１、ゲート接触補助部材９５及びデータ接触補助部材９７が形成されている。補助データ線１９１は接触孔１８３を通じてデータ線１７１と連結され、データ線１７１が断線したときも画像信号の伝達が行われるようにしており、ゲート接触補助部材９５とデータ接触補助部材９７はそれぞれ接触孔１８１，１８２を通じてゲート線の端部１２５とデータ線の端部１７９に連結されている。
【００２７】
　この際、補助データ線１９１は形成しないこともある。
補助データ線１９１と接触補助部材９５，９７上には配向膜１１が形成されている。
【００２８】
　このような構造の薄膜トランジスタ表示板は、色フィルターとブラックマトリックスなどが形成されている上部表示板（図示せず）と結合し、これら薄膜トランジスタ表示板と上部表示板間には液晶物質が注入密封される。液晶物質は液晶の長軸が表示板と平行になるように配向される。配向は補助データ線１９１と接触補助部材９５，９７上に形成される配向膜１１及び上部表示板の薄膜トランジスタ表示板と対向する面に形成されている配向膜（図示せず）をラビングして行われる。ラビング方向は図１に横向き矢印で示すように横方向（ゲート線と平行な方向）である。
【００２９】
　次は、このような構造の液晶表示装置の駆動原理について検討する。
図１に示すように、画素電極枝部１７４ａ，１７４ｂ，１７４ｃと共通電極１３３ａ，１３３ｂの間に電界が形成されれば、横方向に配向されていた液晶分子群は電気力線と平行な方向に再配列される。この際、電気力線は画素電極枝部１７４ａ，１７４ｂ，１７４ｃと共通電極１３３ａ，１３３ｂに対して垂直をなす。
【００３０】
　このような構造の薄膜トランジスタ表示板の特徴を既存のＳＩＰＳ構造と比較すると次表のような特性がある。
【００３１】
【表１】
2004102282.tif 000003
　上記表に示された本願発明の利点について詳細に説明する。
まず、ラビングがゲート線方向に行われれば、液晶がゲート線方向に配向される。つまり、電界が印加されない状態で液晶分子の長軸がデータ線１７１と画素電極幹部１７２に対して垂直をなすように配列されている。従って、データ線１７１と画素電極幹部１７２の間に形成される電界によって液晶分子が再配列されて光漏れが発生する現象である側面クロストーク現象は発生しない。液晶分子の最初の配向が既にデータ線１７１と画素電極幹部１７２の間で形成される電界と平行な方向なので、そのような電界によって液晶分子の配列が変わることはないためである。
【００３２】
　画素の模様が長方形であるためデータ線は直線として形成される。従って、図１０ａのようにデータ線が屈折した場合に比べて抵抗と寄生静電容量が減少して信号遅延の低減に有利である。
【００３３】
　ディスクリネーションラインは液晶の配列が変わる境界部において液晶の配列が乱れる際に発生するが、本願発明の場合、液晶の配列が画素電極の中央枝部１７４ｃの上部でのみ変化するのでディスクリネーションラインは一つだけ発生する。しかし、図１０ａや図１０ｂの構造では、画素電極が折れる３ケ所でディスクリネーションラインが発生する。
【００３４】
　また、図１０ｂの構造では、画素模様を長方形に作るために画素の左右側に広い共通電極を配置するので開口率が著しく減少する。ところが本願発明では、画素模様を長方形にするために共通電極を広く形成する必要がないので、共通電極による開口率の減少が少ない。
【００３５】
　図１０ａや図１０ｂの構造では、画素の狭い幅を分割して電極間隔を設定するために電極の数を調整するのが容易ではない。これに対し、本願発明では、画素の広い幅を分割して電極間隔を設定するために電極の数を調整するのが容易である。つまり、図１０ａや図１０ｂでは左右方向に分割しているが、本願では上下方向に分割している。
【００３６】
　このような構造の薄膜トランジスタ表示板は、５回の写真エッチング工程によって製造するが、その過程は次のとおりである。
【００３７】
　まず、基板１１０上にゲート金属層を蒸着し写真エッチングして、ゲート配線１２１，１２３，１２５と共通電極配線１３１，１３２，１３３ａ，１３３ｂを形成する（第１マスク）。この際、ゲート金属層は物理化学的特性に優れたＣｒやＭｏ合金などから構成される下部層と、抵抗の小さいＡｌやＡｇの合金などから構成される上部層の二重層によって形成することができる。
【００３８】
　下部層をＭｏ合金によって形成し、上部層をＡｇ合金によって形成した場合には、二つの層は共にＡｇ合金エッチング剤であるリン酸、硝酸、酢酸及び超純水を混合した物質によってエッチングされる。従って、一度のエッチング工程により二重層からなるゲート配線を形成することができる。また、リン酸、硝酸、酢酸及び超純水の混合物によるエッチング比はＭｏ合金に比べてＡｇ合金が大きいため、ゲート配線１２１，１２３，１２５に必要な３０゜程のテーパー（傾斜）角を得ることができる。
【００３９】
　次に、窒化ケイ素からなるゲート絶縁膜１４０、非晶質シリコン層、ドーピングされた非晶質シリコン層の３層膜を連続して積層し、非晶質シリコン層とドーピングされた非晶質シリコン層を共に写真エッチングして、ゲート絶縁膜１４０上に非晶質シリコン層１５１，１５４と抵抗性接触層１６１，１６３，１６５を形成する（第２マスク）。
【００４０】
　次に、データ金属層を蒸着し写真エッチングしてゲート線１２１と交差するデータ線１７１、データ線１７１と連結されてゲート電極１２１上部まで延びているソース電極１７３、データ線１７１及びソース電極１７３から分離されて、ゲート電極１２１を中心にソース電極１７３と対向するドレーン電極１７５を含むデータ配線を形成する（第３マスク）。ここで、画素電極１７２，１７４ａ，１７４ｂ，１７４ｃも同時に形成する。
【００４１】
　この時、データ金属層はＣｒやＭｏ合金などから構成される下部層とＡｌやＡｇの合金などから構成される上部層の二重層で形成することができ、必要に応じて３重層以上に形成することもできる。
【００４２】
　次に、データ配線１７１，１７３，１７５，１７９で遮らないドーピングされた非晶質シリコン層（つまり抵抗性接触層）をエッチングして、ゲート電極１２３を中心に両側に分離して抵抗性接触層１６１，１６３，１６５を完成する。次いで、ソース電極１７３とドレイン電極１７５の間の露出された非晶質シリコン層チャンネル部１５４の表面を安定化させるために酸素プラズマ処理を実施するのが好ましい。
【００４３】
　次に、ａ-Ｓｉ:Ｃ:Ｏ膜またはａ-Ｓｉ:Ｏ:Ｆ膜を化学気相蒸着（ＣＶＤ）法によって成長させたり、窒化ケイ素などの無機絶縁膜を蒸着したり、アクリル系物質などの有機絶縁膜を塗布して保護膜１８０を形成する。ａ-Ｓｉ:Ｃ:Ｏ膜の場合は、気体状のＳｉＨ（ＣＨ3）3、ＳｉＯ2（ＣＨ3）4、（ＳｉＨ）4Ｏ4（ＣＨ3）4、Ｓｉ（Ｃ2Ｈ5Ｏ）4などを基本ソースとして使用し、Ｎ2ＯまたはＯ2などの酸化剤とＡｒやＨｅなどを混合した気体を流しながら蒸着する。そして、ａ-Ｓｉ:Ｏ:Ｆ膜の場合には、ＳｉＨ4、ＳｉＦ4などにＯ2を添加した気体を流しながら蒸着する。ここで、フッ素の補助ソースとしてＣＦ4を添加してもよい。
【００４４】
　次いで、写真エッチング工程によりゲート絶縁膜１４０と共に保護膜１８０をパターニングして、ゲート線の端部１２５、データ線の端部１７９及びデータ線１７１を露出する接触孔１８１，１８２，１８３を形成する。ここで、接触孔１８１，１８２，１８３は角のある模様や円形模様に形成することもでき、ゲート線とデータ線の端部１２５，１７９を露出する接触孔１２５，１７９の形状寸法は２ｍｍ×６０μｍを越えず、０．５ｍｍ×１５μｍ以上であることが好ましい（第４マスク）。
【００４５】
　次に、ＩＴＯ、ＩＺＯ（商品名：出光興産（株）のＩｎｄｉｕｍＺｉｎｃＯｘｉｄｅ）またはＣｒなどの安定した導電層を蒸着して写真エッチングして、第１及び第２接触孔１８１，１８２を通じてゲート線の端部１２５及びデータ線の端部１７９とそれぞれ連結される接触補助部材９５，９７を形成し、第３接触孔１８３を通じてデータ線１７１と連結される補助データ線１９１を形成する。ＩＴＯ、ＩＺＯまたはＣｒを積層する前の予熱工程で使用する気体は窒素を利用するのが好ましい。これは接触孔１８１，１８２，１８３を通じて露出されている金属膜の上部に金属酸化膜が形成されることを防止するためである（第５マスク）。
この際、補助データ線１９１は形成しなくてもよい。
【００４６】
　本発明による液晶表示装置用薄膜トランジスタ表示板は、４回の写真エッチング工程によって製造出来る。これを第２実施例として説明する。
【００４７】
　図３は本発明の第２実施例による液晶表示装置用薄膜トランジスタ表示板の配置図であり、図４は図３のIV-IV' 線、IV’-IV''線及びIV’'-IV''’線による断面図である。
【００４８】
　第２実施例による薄膜トランジスタ表示板は、データ配線１７１，１７３，１７５，１７９及び画素電極１７２，１７４ａ，１７４ｂ，１７４ｃの下にそれと同一な模様の抵抗性接触層１６１，１６３，１６５，１６４ａ，１６９が形成されており、抵抗性接触層１６１，１６３，１６５，１６４ａ，１６９の下にチャンネル部１５４が連結されている点を除けば、抵抗性接触層１６１，１６３，１６５，１６４ａ，１６９と同一な模様の非晶質シリコン層１５１，１５４，１５４ａ，１５９が形成されている点が特徴である。これはこれら三つの層が同一写真エッチング工程において、一枚のレジスト膜のみを用いて、連続的にパターニングされるためである。第２実施例は、このような特徴を除けば第１実施例による薄膜トランジスタ表示板と同一な構造であり、第１実施例が持ついろいろな利点などもそのまま持つ。さらに、補助データ線１９１を形成しなくてもよい点も同じである。
【００４９】
　以下、本発明の第２実施例による薄膜トランジスタ表示板を製造する工程について説明する。
図５乃至図９は、本発明の第２実施例による液晶表示装置用薄膜トランジスタ表示板を製造する工程を順序に従って示した断面図である。
【００５０】
　まず、図５に示すように、ゲート金属層を蒸着し、写真エッチングしてゲート線１２１、ゲート電極１２３を含むゲート配線１２１，１２３と共通電極配線１３１，１３２，１３３ａ，１３３ｂを形成する（第１マスク）。この際、ゲート金属層は物理化学的特性に優れたＣｒやＭｏ合金などから構成される下部層と抵抗の小さいＡｌやＡｇの合金などから構成される上部層の二重層から形成されることもできる。なお、上に記した“ＡｌやＡｇの合金など”には、純アルミや純銀を含む。
【００５１】
　次に、図６に示すように、窒化ケイ素から構成されるゲート絶縁膜１４０、非晶質シリコン層１５０、抵抗性接触層１６０を化学気相蒸着法を利用して各々１,５００Å乃至５,０００Å、５００Å乃至２,０００Å、３００Å乃至６００Åの厚さに連続蒸着し、次いで導電体層１７０を蒸着した後その上に感光膜（フォトレジスト）ＰＲを１μｍ乃至２μｍの厚さに塗布する。
【００５２】
　その後、マスクを通じて感光膜ＰＲに光を照射した後現像して、図６に示すように感光膜パターンを形成する。この際、感光膜パターンの中で薄膜トランジスタのチャンネル部Ｃ、つまりソース電極１７３とドレーン電極１７５の間に位置した部分の厚さは、データ配線部Ａ、つまりデータ配線が形成される部分に位置した部分の厚さより薄くし、その他の部分Ｂの感光膜は全て除去する。この際、チャンネル部Ｃに残っている感光膜の厚さとデータ配線部Ａに残っている感光膜の厚さの比は、後述するエッチング工程の工程条件によって異なることが必要であり、チャンネル部Ｃの厚さをデータ配線部Ａの厚さの１/２以下にするのが好ましく、例えば、４，０００Å以下が好ましい。
【００５３】
　このように、位置によって感光膜の厚さを異ならせるには種々の方法があり得て、Ａ領域の光透過量を調節するために主にスリットや格子形態のパターンを形成したり半透明膜を使用する。図６では、スリット付き遮光パターン１１を有する光マスク１０を例示している。
【００５４】
　この際、スリット間に位置した線パターンの幅やパターン間の間隔、つまりスリットの幅は露光時使用する露光器の分解能より小さいのが好ましく、半透明膜を利用する場合には、マスク製作時に透過率を調節するために、透過率の異なる薄膜を利用したり厚さの異なる薄膜を利用することができる。
【００５５】
　このようなマスクを通じて感光膜に光を照射すれば、光に直接露出される部分は高分子が完全に分解され、スリットパターンや半透明膜が形成されている部分は光の照射量が少ないため高分子は不完全分解の状態となり、遮光膜で遮った部分は高分子がほとんど分解されない。次いで、感光膜を現像すれば、分子が分解されなかった高分子部分だけが残され、照射光が少ない中央部分には、全く光が照射されない部分より厚さの薄い感光膜が残るようになる。露光時間を長くすると全ての分子が分解されてしまうため、そうならないように注意が必要である。
【００５６】
　なお、リフローが可能な物質からなる感光膜を形成して、光が完全に透過できる部分と光が完全に透過できない部分に分けられた通常のマスクで露光した後、現像しリフローさせて感光膜が残留しない部分へ感光膜の一部が流れるようにして厚さが異なる感光膜パターンを形成することもできる。
【００５７】
　次に、感光膜パターン及びその下部の膜など、つまり導電体層１７０、抵抗性接触層１６０及び非晶質シリコン層１５０に対するエッチングを進める。この時、データ配線部Ａにはデータ配線及びその下部の膜などがそのまま残ることと、チャンネル部Ｃには非晶質シリコン層だけ残ることが必要であり、他の部分Ｂには、上記三つの層１５０，１６０，１７０が全て除去されてゲート絶縁膜１４０が露出されることが必要である。
【００５８】
　まず、図７に示すように、その他の部分Ｂの露出されている導電体層１７０を除去してその下の接触層１６０を露出させる。この過程には、乾式エッチングや湿式エッチングを両方用いることができ、この際、導電体層１７０はエッチングされ、感光膜パターンＰＲはほとんどエッチングされない条件下で行うことが良い。しかし、乾式エッチングの場合、導電体層１７０のみをエッチングし、感光膜パターンＰＲはエッチングされない条件を見つけ出すことが難しいため感光膜パターンＰＲ１も共にエッチングされる条件下で行ってもよい。その際には、湿式エッチングのときよりチャンネル部Ｃ感光膜を厚くして、その過程でチャンネル部Ｃ感光膜が除去されて下の導電体層１７０が露出されることがないように注意する。
【００５９】
　このようにすれば、チャンネル部Ｃ及びデータ配線部Ｂの導電体層１７１，１７３，１７５，１７９と画素電極１７２，１７４ａ，１７４ｂ，１７４ｃのみが残り、その他部分Ｂの導電体層は全て除去されて、その下の抵抗性接触層１６０が露出される。残った導電体パターン１７１，１７３，１７５，１７９はソース及びドレーン電極１７３，１７５が分離されず連結されている点を除けばデータ配線１７１，１７３，１７５，１７９の形態と同じである。さらに、乾式エッチングを使用した場合は感光膜パターンＰＲもある程度の厚さがエッチングされる。
【００６０】
　次いで、その他の部分Ｂの露出された抵抗性接触層１６０及びその下部の非晶質シリコン層１５０を感光膜と共に乾式エッチング方法で同時に除去する。この際のエッチングは、感光膜パターンと抵抗性接触層１６０及び非晶質シリコン層１５０（非晶質シリコン層と接触層はエッチング選択性がほとんどない）が同時にエッチングされ、ゲート絶縁膜１４０はエッチングされない条件下で行う必要がある。特に感光膜パターンと非晶質シリコン層１５０に対するエッチング比がほぼ同じな条件下でエッチングするのが好ましい。例えば、ＳＦ6とＨＣｌの混合気体や、ＳＦ6とＯ2の混合気体を使用すれば、ほぼ同じ厚さに二つの膜をエッチングできる。感光膜パターンと非晶質シリコン層１５０に対するエッチング比が同一な場合、チャンネル部Ｃ感光膜の厚さは非晶質シリコン層１５０と中間層１６０の厚さを合せたものと同じか、それより小さいのが好ましい。
【００６１】
　このようにすれば、チャンネル部Ｃ感光膜が除去されてソース/ドレーン用導電体パターン１７３，１７５が露出され、その他の部分Ｂの抵抗性接触層１６０及び非晶質シリコン層１５０が除去されてその下のゲート絶縁膜１４０が露出される。なお、データ配線部Ａの感光膜もまたエッチングされて厚さが薄くなる。この段階で非晶質シリコン層１５１，１５４，１５４ａ，１５９が完成する。非晶質シリコン層１５１，１５４，１５４ａ，１５９の上には抵抗性接触層１６１，１６３，１６５，１６４ａ，１６９が形成されている。
次いで、アッシングによって感光膜の表面を削り、チャンネル部Ｃにある薄い感光膜を完全に除去する。
【００６２】
　更に、図８に示すように、チャンネル部Ｃの導電体層と抵抗性接触層をエッチングして除去し、ソースとドレーンに分離された導電体パターン１７３，１７５及びその下のソース/ドレーン用抵抗性接触層１６３，１６５を完成する。この際、エッチングはソース/ドレーン用導電体パターン１７３，１７５と抵抗性接触層パターン１６３，１６５の両方に対し乾式エッチングのみで行うことができ、ソース/ドレーン用導電体パターン１７３，１７５に対しては湿式エッチングで、抵抗性接触層パターン１６３，１６５に対しては乾式エッチングで行うことも出来る。前者の場合、ソース/ドレーン用導電体パターン１７３，１７５と抵抗性接触層パターン１６３，１６５のエッチング選択比の大きい条件下でエッチングを行うことが好ましく、その理由は、エッチング選択比が大きくない場合エッチング終了点を見つけることが難しくチャンネル部Ｃに残る半導体パターン１５４の厚さを調節するのが容易ではないためである。湿式エッチングと乾式エッチングを入れ替えて行う後者の場合には、湿式エッチングされるソース/ドレーン用導電体パターン１７３，１７５の側面はエッチングされるが、乾式エッチングされる抵抗性接触層パターン１６３，１６５はほとんどエッチングされないため階段状に形成される。抵抗性接触層１６３，１６５及び非晶質シリコン層のチャンネル部１５４をエッチングするとき使用するエッチング気体の例としては、ＣＦ4とＨＣｌの混合気体やＣＦ4とＯ2の混合気体があり、ＣＦ4とＯ2を用いれば非晶質シリコン層のチャンネル部１５４を均一な厚さに残すことができる。しかし、非晶質シリコン層のチャンネル部１５４の一部が除去されて薄くなることもあり、感光膜ＰＲもここである程度の厚さがエッチングされる。この際のエッチングはゲート絶縁膜１４０がエッチングされない条件で行う必要があり、感光膜ＰＲがエッチングされてその下のデータ配線１７１，１７３，１７５，１７９及び画素電極１７２，１７４ａ，１７４ｂ，１７４ｃが露出されないように感光膜パターンの厚いことが好ましい。
【００６３】
　こうすることで、ソース電極１７３とドレーン電極１７５が分離されながらデータ配線１７１，１７３，１７５，１７９とその下の抵抗性接触層パターン１６１，１６３，１６５が完成する。
【００６４】
　最後に、データ配線部Ａだけに残っていた感光膜ＰＲを除去する。しかし、この感光膜ＰＲの除去は、ソース/ドレーン用導電体パターン１７３，１７５を分離するためにチャンネル部Ｃの導電体を除去してから、その下の抵抗性接触層１６３，１６５をエッチング分離する前に行うこともできる。
【００６５】
　前述のように、湿式エッチングと乾式エッチングを交互に実施したり、乾式エッチングのみを用いることができる。後者の場合には、一種類のエッチングのみを使用するため工程が比較的に簡便だが、適当なエッチング条件を見つけだすことが難しい。前者の場合には、エッチング条件を見つけることは比較的に簡単だが工程が後者に比べて面倒な点がある（第２マスク）。
【００６６】
　図９に示すように、ａ-Ｓｉ:Ｃ:Ｏ膜またはａ-Ｓｉ:Ｏ:Ｆ膜を化学気相蒸着（ＣＶＤ）法によって成長させたり、窒化ケイ素などの無機絶縁物質を蒸着したり、またはアクリル系物質などの有機絶縁物質を塗布して保護膜１８０を形成する。ここで、ａ-Ｓｉ:Ｃ:Ｏ膜の場合には気体状態のＳｉＨ（ＣＨ3）3、ＳｉＯ2（ＣＨ3）4、（ＳｉＨ）4Ｏ4（ＣＨ3）4、Ｓｉ（Ｃ2Ｈ5Ｏ）4などを基本ソースとして使用し、Ｎ2ＯまたはＯ2などの酸化剤とＡｒやＨｅなどを混合した気体を流しながら蒸着する。なお、ａ-Ｓｉ:Ｏ:Ｆ膜の場合には、ＳｉＨ4、ＳｉＦ4などにＯ2を添加した気体を流しながら蒸着する。ここで、フッ素の補助ソースとしてＣＦ4を添加してもよい。
【００６７】
　次いで、保護膜１８０をゲート絶縁膜１４０とともに写真エッチングしてゲート線の端部１２５、データ線の端部１７９及びデータ線１７１を各々露出する接触孔１８１，１８２，１８３を形成する。ゲート線とデータ線の端部１２５，１７９を露出する接触孔１８１，１８２の形状寸法は２ｍｍ×６０μｍを越えず、０．５ｍｍ×１５μｍ以上であることが好ましい（第３マスク）。
【００６８】
　最後に、図４に示すように、４００Å乃至５００Åの厚さにＩＴＯ、ＩZＯ及びＣｒなどの導電体を蒸着し写真エッチングしてゲート線の端部１２５と連結されたゲート接触補助部材９５及びデータ線の端部１７９と連結されたデータ接触補助部材９７を形成する。さらに、データ線１７１と連結される補助データ線１９１も形成する（第４マスク）。
補助データ線１９１及び接触補助部材９５，９７をＩＺＯやＣｒで形成する場合には、エッチング液としてクロムエッチング液を使用できるため、これらを形成する写真エッチング過程で接触孔を通じて露出されたデータ配線やゲート配線金属が腐食されることを防止できる。このようなクロムエッチング液としては、（ＨＮＯ3/（ＮＨ4）2Ｃｅ（ＮＯ3）6/Ｈ2Ｏ）などがある。なお、接触部の接触抵抗を最少化するためには、ＩＺＯを常温乃至２００℃以下の範囲で積層するのが好ましく、ＩＺＯ薄膜を形成するために使用する標的はＩｎ2Ｏ3及びＺｎＯを含むのが好ましく、ＺｎＯの含有量は１５〜２０at％範囲であるのが好ましい。
【００６９】
　ＩＴＯ、ＩＺＯまたはＣｒを積層する前の予熱工程で使用する気体としては、窒素が好ましく、これは接触孔１８１，１８２，１８３を通じて露出された金属膜の上部に金属酸化膜が形成されることを防止するためである。
【００７０】
　以上、本発明の好ましい実施例について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されず、請求の範囲に定義されている本発明の基本概念を利用した当業者の多様な変形及び改良形態もまた本発明の権利範囲に属するものである。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の第１実施例による液晶表示装置用薄膜トランジスタ表示板の配置図である。
【図２】図１のII-II'線、II'-II''線及びII''-II'''線による断面図である。
【図３】本発明の第２実施例による液晶表示装置用薄膜トランジスタ表示板の配置図である。
【図４】図３のIV-IV' 線、IV'-IV''線及びIV''-IV'''線による断面図である。
【図５】本発明の第２実施例による液晶表示装置用薄膜トランジスタ表示板を製造する工程を順序によって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薄膜トランジスタ表示板を製造する工程を順序によって示した断面図である。
【図７】本発明の第２実施例による液晶表示装置用薄膜トランジスタ表示板を製造する工程を順序によって示した断面図である。
【図８】本発明の第２実施例による液晶表示装置用薄膜トランジスタ表示板を製造する工程を順序によって示した断面図である。
【図９】本発明の第２実施例による液晶表示装置用薄膜トランジスタ表示板を製造する工程を順序によって示した断面図である。
【図１０ａ】ＳＩＰＳモードの液晶表示装置用薄膜トランジスタ表示板の配置図である。
【図１０ｂ】ＳＩＰＳモードの液晶表示装置用薄膜トランジスタ表示板の配置図である。
【符号の説明】
【００７２】
１０　　光マスク
１１　　配向膜
９５　　ゲート接触補助部材
９７　　データ接触補助部材
１１０　　絶縁基板
１２１　　ゲート線
１２３　　ゲート電極
１２５　　ゲート線の端部
１３１　　共通電極線
１３２　　共通電極フレーム
１３３ａ，１３３ｂ　　共通電極
１４０　　ゲート絶縁膜
１５１　　データ線部
１５０，１５１，１５４，１５４ａ，１５９　　非晶質シリコン層
１５４　　非晶質シリコン層のチャンネル対応部
１６０　　抵抗性接触層
１６３　　ソース部接触層
１６５　　ドレーン部接触層
１６１，１６３，１６５，１６４ａ，１６９　　抵抗性接触層パターン
１７０　　データ配線用導電体層
１７１　　データ線
１７２　　画素電極幹部
１７２    画素電極
１７３　　ソース電極
１７４ａ，１７４ｂ，１７４ｃ　　画素電極枝部
１７５　　ドレーン電極
１７９　　データ線の端部
１８０　　保護膜
１８１，１８２，１８３　　接触孔
１９１　　補助データ線
【図１】
2004102282.tif 000004
【図２】
2004102282.tif 000005
【図３】
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【図４】
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【図５】
2004102282.tif 000008
【図６】
2004102282.tif 000009
【図７】
2004102282.tif 000010
【図８】
2004102282.tif 000011
【図９】
2004102282.tif 000012
【図１０ａ】
2004102282.tif 000013
【図１０ｂ】
2004102282.tif 000014