(57)【要約】　　　（修正有）【課題】水染みや横線不良のない優れた画質の液晶表示装置を提供する。【解決手段】絶縁基板上に形成されており、維持電極線１３１と維持電極１３３を含み、連結路のない突出枝（孤立線端）を２個以上含まない維持電極配線、絶縁基板上に形成されているゲート配線１２１、ゲート配線と維持電極配線の上に形成されているゲート絶縁膜１４０、ゲート絶縁膜上に形成されている半導体層１５１、半導体層上に形成されているデータ配線１７１、データ配線上に形成されている保護膜１８０、保護膜上に形成されている画素電極１９０を含む薄膜トランジスタ表示板を提供するこのようにすれば、水染みと横線不良を防止することができる。【選択図】図１
2004145266.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁基板と、
前記絶縁基板上に形成されており、維持電極線と維持電極を含み、孤立線端を２個以上含まない維持電極配線と、
前記絶縁基板上に形成されているゲート配線と、
前記ゲート配線及び前記維持電極配線の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いる半導体層と、
前記半導体層上に形成されているデータ配線と、
前記データ配線上に形成されている保護膜と、
前記保護膜上に形成されている画素電極と、
を含む薄膜トランジスタ表示板。
【請求項２】
前記維持電極配線は、隣接する画素の維持電極を互いに連結する維持電極線を２個以上含む、請求項１に記載の薄膜トランジスタ表示板。
【請求項３】
前記ゲート配線を越えて両側に位置する維持電極配線を連結する維持配線連結橋をさらに含む、請求項１に記載の薄膜トランジスタ表示板。
【請求項４】
前記維持電極配線の維持電極は２個の縦枝部と２個の斜め枝部を有し、一つの閉回路を形成する、請求項１に記載の薄膜トランジスタ表示板。
【請求項５】
前記維持電極配線の維持電極は２個の縦枝部と３個の斜め枝部を有し、２個の閉回路を形成する、請求項１に記載の薄膜トランジスタ表示板。
【請求項６】
前記維持電極配線の維持電極は２個の縦枝部と４個の斜め枝部を有し、３個の閉回路を形成する、請求項１に記載の薄膜トランジスタ表示板。
【請求項７】
前記画素電極は多数の切欠き部を有し、前記切欠き部は前記維持電極配線と少なくとも一部が重なる、請求項１に記載の薄膜トランジスタ表示板。
【請求項８】
データ配線は前記半導体層とチャンネル部を除いた領域で実質的に同一なパターンを有する、請求項１に記載の薄膜トランジスタ表示板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は薄膜トランジスタ表示板に係り、特に、維持電極配線を有する薄膜トランジスタ表示板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
薄膜トランジスタ表示板は、液晶表示装置や有機ＥＬ表示装置などで各画素を独立的に駆動するための回路を備えた基板である。薄膜トランジスタ表示板には、走査信号を伝達する走査信号配線またはゲート・オン信号を薄膜トランジスタに伝達するゲート配線と、画像信号を伝達する画像信号線（別名：データ配線）とが形成されており、この他、ゲート配線及びデータ配線に連結されている薄膜トランジスタ、薄膜トランジスタに連結されている画素電極、ゲート配線を覆って絶縁するゲート絶縁膜、更に薄膜トランジスタ及びデータ配線を覆って絶縁する保護膜などから構成されている。薄膜トランジスタは、ゲート配線の一部であるゲート電極とチャンネルを形成する半導体層、データ配線の一部であるソース電極及びドレーン電極、ゲート絶縁膜、保護膜などからなる。薄膜トランジスタは、ゲート配線を通じて伝達されるゲート・オン信号に応じて、データ配線を通じて伝達される画像信号を画素電極に伝達（オン）または遮断（オフ）するスイッチング素子である。
【０００３】
このような薄膜トランジスタ表示板には、これと対向するように色フィルター表示板が組み合わされてカラー表示パネルが構成され、色フィルターを除去すれば単色　表示パネルが構成される。両表示板に各々形成されている画素電極と基準電極の間に液晶を挿入すれば液晶表示パネルが構成され、ＥＬ板を挿入すればＥＬパネルになる。液晶の場合、両電極間に形成される静電容量が不十分なので、これを補充するために、補充容量の電極及び電極間接続線などである維持電極配線を形成する。維持電極配線は画素電極との間で静電容量を形成して、画素電極により多くの電荷が保存できるようにする。
【０００４】
ところが、維持電極配線が電荷を排出しにくい構造である場合には、静電気誘導などによる電荷が排出されずに蓄積される電荷トラッピング現象を発生する。このような電荷トラッピングは、水染みや横線として認められる不良現象を生じ、画質を悪化させる。水染みとは画面が汚されたように見えることであって、灰色表示状態で部分的にもう少し暗い部分が現れるなどの現象である。横線不良とは、元の画像情報には含まれていない横線が画面に現れることを意味し、ゲート線と同一の方向に伸びている維持電極配線に電荷トラッピングが発生して保持容量を減少させることにより、画素電極に十分な電荷が充電されることを妨害するために発生する不良である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が目的とする技術的課題は、水染みや横線不良のない優れた画質の液晶表示装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
このような技術的課題を解決するために本発明では、連結路のない突出枝（孤立線端）を２個以上含まない維持電極配線を形成する。
【０００７】
具体的には、絶縁基板と、前記絶縁基板上に形成されており、維持電極線と維持電極を含み、連結路のない突出枝（孤立線端）を２個以上含まない維持電極配線と、前記絶縁基板上に形成されているゲート配線と、前記ゲート配線と前記維持電極配線の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いる半導体層と、前記半導体層上に形成されているデータ配線と、前記データ配線上に形成されている保護膜と、前記保護膜上に形成されている画素電極とを含む薄膜トランジスタ表示板を用意する。
【０００８】
この時、前記維持電極配線は隣接する画素間の維持電極を連結する維持電極線を２個以上含むことができ、前記ゲート配線を越えて両側に位置する維持電極配線を連結する維持配線連結橋をさらに含むことができ、前記維持電極配線の維持電極は２個の縦枝部と２個の斜め枝部を有し、一つの閉回路を形成することができる。また、前記維持電極配線の維持電極は２個の縦枝部と３個の斜め枝部を有し、２個の閉回路を形成することができ、前記維持電極配線の維持電極は２個の縦枝部と４個の斜め枝部を有し、３個の閉回路を形成することもできる。一方、前記画素電極は多数の切欠き部を有し、前記切欠き部は前記維持電極配線と少なくとも一部が重なることができ、データ配線は前記半導体層とチャンネル部を除いた領域で実質的に同一なパターンを有することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
添付した図面を参考として、本発明の実施例について本発明の属する技術分野にて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、本発明は多様な相違した形態に具現することができ、ここで説明する実施例に限られるわけではない。なお、本発明においては、予め誤解を避けるための説明が必要であって、それは図１を例にすると、維持電極１３３ｂと維持電極１３３ｄの接続部、　維持電極１３３ｃと維持電極１３３ｄの接続部、接触孔１８５の右下部などは、連結路のない突出枝（孤立線端）とはみなさないということである。定量的には線幅を一辺とする正方形より小さい突起は、本発明の連結路のない突出枝（孤立線端）ではない、と考えている。
【００１０】
図面において、多数の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た。明細書全体において類似した部分については同一な図面符号を付けた。層、膜、領域、板などの部分が他の部分“上に”あるとする場合、これは他の部分の“直上に”ある場合だけでなく、その中間に他の部分がある場合も含む。反対に、ある部分が他の部分の“直上に”あるとする場合には、その中間に他の部分がないことを意味する。
【００１１】
次に、本発明の実施例による液晶表示装置及び液晶表示装置用照射装置について図面を参考として詳細に説明する。
【００１２】
以下、添付した図面を参考として本発明の実施例による液晶表示装置用表示板について本発明の属する技術分野にて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。
【００１３】
図１は本発明の第１実施例による薄膜トランジスタ表示板の配置図であり、図２及び図３は各々図１のＩＩ−ＩＩ’線及びＩＩＩ−ＩＩＩ’線による断面図である。
【００１４】
絶縁基板１１０上に横方向にゲート線１２１が形成されている。ゲート線１２１にはゲート電極１２３が突起の形態に形成されている。ゲート線１２１の一端１２５は外部回路との連結のために幅が拡張されている。絶縁基板１１０上にはゲート線１２１と並んで維持電極線１３１が形成されている。維持電極線１３１は縦方向に形成されている２個の縦方向維持電極１３３ａ、１３３ｄと連結されており、これら２つの縦方向維持電極１３３ａ、１３３ｄは２個の斜め方向維持電極１３３ｂ、１３３ｃによって互いに連結されている。また、隣接する画素領域に位置する２つの縦方向維持電極１３３ａ、１３３ｄ間を連結する横方向維持電極１３３ｅが形成されている。この時、横方向維持電極１３３ｅは隣接の画素領域の維持電極を互いに連結しているので、維持電極線としての機能をしている。維持電極配線１３１、１３３ａ、１３３ｂ、１３３ｃ、１３３ｄ、１３３ｅは、一つの部分を除いては連結路のない突出枝（孤立線端）を有しない。つまり、縦方向維持電極１３３ａの端部を除いては突き当たる部分を有しない。また、縦方向維持電極１３３ａも維持配線連結橋９１によって隣接の画素行の維持電極線１３１と連結されるので、電荷の出口は形成されている。
【００１５】
ゲート線１２１、ゲート電極１２３、維持電極線１３１及び維持電極１３３ａ、１３３ｂ、１３３ｃ、１３３ｄ、１３３ｅはアルミニウムまたはクロムなどの金属で形成する。この時、これらは単一層に形成することもでき、クロム層とアルミニウム層を連続積層してなる二重層に形成することもできる。その以外にも多様な金属を使用してゲート配線と維持電極配線を形成することができる。
【００１６】
ゲート配線１２１、１２３、１２５と維持電極線１３１及び維持電極１３３ａ、１３３ｂ、１３３ｃ、１３３ｄ、１３３ｅの上には、窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）などからなるゲート絶縁膜１４０が形成されている。
【００１７】
ゲート絶縁膜１４０の上には縦方向にデータ線１７１が形成されている。データ線１７１には分枝としてソース電極１７３が形成されており、ソース電極１７３に隣接してドレーン電極１７５が形成されている。データ線１７１の上側端部１７９は外部回路との連結のために幅が拡張されている。データ線１７１、ソース電極１７３及びドレーン電極１７５もゲート配線１２１、１２３、１２５と同様にクロムとアルミニウムなどの物質で形成する。また、単一層または多重層に形成することができる。
【００１８】
ソース電極１７３とドレーン電極１７５の下部には薄膜トランジスタのチャンネル部として用いられる半導体層１５１が形成されており、データ線１７１の下には、チャンネル部半導体層１５１を縦に長く連結しているデータ線部半導体層１５３が形成されており、データ線の上側端部１７９の下にも半導体層１５９が形成されている。半導体層１５１、１５３、１５９の上にはソース及びドレーン電極１７３、１７５とチャンネル部半導体層１５１との間の接触抵抗を減少させるための接触層１６１、１６３、１６５、１６２が形成されている。半導体層１５１、１５３、１５９は非晶質シリコンで形成するのが通常であり、接触層１６１、１６３、１６５、１６２はｎ形不純物が高濃度にドーピングされた非晶質シリコンを使用して形成する。
【００１９】
データ線１７１などの上には窒化ケイ素などの無機絶縁物や樹脂などの有機絶縁物からなる保護膜１８０が形成されている。保護膜１８０にはドレーン電極１７５を露出させる接触孔１８１と、データ線の上側端部１７９を露出する接触孔１８３が形成されている。また、保護膜１８０とゲート絶縁膜１４０にかけて維持電極線１３１、維持電極１３３ａ及びゲート線の左側端部１２５を各々露出する接触孔１８４、１８５、１８２が形成されている。
【００２０】
保護膜１８０上には切欠き部１９１、１９２、１９３を有する画素電極１９０が形成され、接触孔１８１を通じてドレーン電極１７５に連結されている。画素電極１９０はＩＴＯやＩＺＯなどのような透明導電体やアルミニウム（Ａｌ）のような光反射特性に優れた不透明導電体を使用して形成する。
【００２１】
画素電極１９０に形成されている切欠き部１９１、１９２、１９３は、画素電極１９０を上下に半分する位置に横方向に形成されている横切欠き部１９２と、半分された画素電極１９０の上下部分に各々斜め方向に形成されている斜め切欠き部１９１、１９３とを含む。この時、上下の斜め切欠き部１９１、１９３は互いに垂直をなしている。これはフリンジフィールドの方向を４方向に均一に分散させるためである。
【００２２】
また、保護膜１８０の上にはゲート線１２１を越えて縦方向維持電極１３３ａと維持電極線１３１とを連結する維持配線連結橋９１が形成されている。維持配線連結橋９１は保護膜１８０とゲート絶縁膜１４０にかけて形成されている接触孔１８４、１８５を通じて、縦方向維持電極１３３ａ及び維持電極線１３１に接触している。維持配線連結橋９１は下部基板１１０上の維持配線全体を電気的に連結する役割を果たしている。
【００２３】
このような維持配線１３１、１３３ａ、１３３ｂ、１３３ｃ、１３３ｄ、１３３ｅは、必要である場合にはゲート線１２１やデータ線１７１の欠陥を修理するために用いることができる。
【００２４】
このような修理のためにレーザーを照射する際、ゲート線１２１と維持配線連結橋９１との電気的連結を補助するために、橋部金属片（図示せず）をゲート絶縁膜１４０上に形成しておくこともできる。
【００２５】
保護膜１８０上には、画素電極１９０と同一物質からなる接触補助部材９５、９７が形成されている。接触補助部材９５、９７は各々接触孔１８２、１８３を通じてゲート線の左側端部１２５とデータ線の上側端部１７９に連結されている。
【００２６】
このような薄膜トランジスタ表示板は液晶表示装置の構成部分となる。以下では、このような薄膜トランジスタ表示板を含む液晶表示装置について簡単に見てみる。
【００２７】
液晶表示装置は、薄膜トランジスタ表示板１１０とこれと対向している色フィルター表示板（図示せず）、及びこれら２つの表示板間に注入され、これら表示板に対して垂直に配向されている液晶分子を含む液晶層からなる。
【００２８】
色フィルター表示板についてもう少し詳細に説明する。
【００２９】
ガラスなどの透明な絶縁物質からなる上部基板の下面に、光漏れを防止するためのブラックマトリックスと赤、緑、青の色フィルター、及びＩＴＯまたはＩＺＯなどの透明な導電物質からなる基準電極が形成されている。ここで、基準電極には切欠き部が形成されている。ブラックマトリックスは画素領域の周囲だけでなく、基準電極の切欠き部と重なる部分にも形成することができる。これは切欠き部によって発生する光漏れを防止するためである。
【００３０】
以上のような構造の薄膜トランジスタ表示板と色フィルター表示板を位置合わせして結合し、その間に液晶物質を注入して垂直配向させれば本発明による液晶表示装置の基本構造が形成される。薄膜トランジスタ表示板と色フィルター表示板を位置合わせした時の画素電極の切欠き部と基準電極の切欠き部は、画素領域を多数の小ドメインに分割する。これら小ドメインはその内部に位置する液晶分子の平均長軸方向によって４個の種類に分類される。
【００３１】
以上のような構造に薄膜トランジスタ表示板の維持電極配線１３１、１３３ａ、１３３ｂ、１３３ｃ、１３３ｄ、１３３ｅを形成すれば、水染みと横線不良を除去することができる。
【００３２】
次に、維持電極配線の構造についてもう少し詳細に見てみる。
【００３３】
図４は、図１における維持電極配線のみを示した配置図である。
【００３４】
維持電極線１３１が横方向に伸びており、縦方向に形成されている２個の縦方向維持電極１３３ａ、１３３ｄが維持電極線１３１に連結されている。これら２つの縦方向維持電極１３３ａ、１３３ｄは２個の斜め方向維持電極１３３ｂ、１３３ｃによって互いに連結されている。また、隣接する画素領域に位置する２つの縦方向維持電極１３３ａ、１３３ｄの間を連結する横方向維持電極１３３ｅが形成されている。この時、横方向維持電極１３３ｅは隣接する画素領域の維持電極を互いに連結しているので、維持電極線としての機能をしている。維持電極配線１３１、１３３ａ、１３３ｂ、１３３ｃ、１３３ｄ、１３３ｅは、縦方向維持電極１３３ａの端部を除いては連結路のない突出枝（孤立線端）を有しない。つまり、縦方向維持電極１３３ａの端部（Ｃ部分）を除いては突き当たる部分を有しない。Ａ部分やＢ部分は横方向維持電極１３３ｄと斜め方向維持電極１３３ｂ、１３３ｃの終端が正確に噛み合うことによって閉回路を形成し、突出する部分が形成されない。また、縦方向維持電極１３３ａも維持配線連結橋９１によって隣接する画素行の維持電極線１３１と連結されるので、電荷の出口は形成されている。
【００３５】
図５乃至図１２は、各々本発明の第２乃至第９実施例による薄膜トランジスタ表示板の維持電極配線を示した配置図である。
【００３６】
まず、図５の第２実施例は、第１実施例での縦方向維持電極１３３ｄがさらに長く伸びて維持電極線１３１に連結されている。したがって、各画素領域ごとに維持電極線１３１と維持電極１３３ａ、１３３ｂ、１３３ｃ、１３３ｄによって２個の閉回路が形成される。
【００３７】
図６の第３実施例は、第１実施例での横方向維持電極１３３ｅが省略された構造である。各画素領域ごとに維持電極線１３１と維持電極１３３ａ、１３３ｂ、１３３ｃ、１３３ｄによって一つの閉回路が形成される。隣接する画素領域間を連結する横方向維持電極１３３ｅが省略されたために電荷の通路は減少しているが、維持配線連結橋が形成されているので電荷の通路は十分確保されている。したがって、電荷トラッピングによる水染みや横線不良を発生しない。
【００３８】
図７乃至図１２を見れば、維持電極配線の様々な配置が提示されており、どの構造であっても連結路のない突き当たる突出部は存在せず、一つ乃至３個の閉回路が形成されている。
【００３９】
続いて、このような構造と効果を有する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を製造する方法について説明する。
【００４０】
まず、図１３乃至図１７を参考として５枚の光マスクを使用する方法について説明する。この時、ゲート配線１２１、１２３、１２５とデータ配線１７１、１７３、１７５、１７９は二重層に形成することを例に上げて説明する。
【００４１】
まず、図１３に示したように、基板１１０上に物理化学的特性に優れたＣｒまたはＭｏ合金などを蒸着して第１ゲート配線層２１１、２３１、２５１を積層し、抵抗の小さいＡｌまたはＡｇ合金などを蒸着して第２ゲート配線層２１２、２３２、２５２を積層した後、パターニングして、ゲート線１２１及びゲート電極１２３を含む横方向に伸びているゲート配線を形成する。この時、示してはいないが、維持電極配線も形成する（第１マスク）。
【００４２】
この時、第１ゲート配線層２１１、２３１、２５１をＭｏ合金で形成し、第２ゲート配線層２１２、２３２、２５２をＡｇ合金で形成した場合には、これら２つの層が全て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。したがって、一回のエッチング工程で二重層のゲート配線１２１、１２３、１２５を形成することができる。また、リン酸、硝酸、酢酸及び超純水混合物によるＡｇ合金とＭｏ合金に対するエッチング速度はＡｇ合金に対するエッチング速度の方が大きいので、下側Ｍｏ層をエッチングする間に上側Ａｇ層が痩せ細り、ゲート配線に必要な３０゜程度のテーパ角を得ることができる。
【００４３】
次に、図１４に示したように、窒化ケイ素からなるゲート絶縁膜１４０、非晶質シリコン層１５０、ドーピングされた非晶質シリコン層１６０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、ゲート電極１２３上部のゲート絶縁膜１４０上に半導体層パターン１５１と抵抗性接触層の各パターン１６３、１６５を形成する（第２マスク）。
【００４４】
次に、図１５に示したように、ＣｒまたはＭｏ合金などを蒸着して、データ配線（データ線１７１、ソース電極１７３、ドレーン電極１７５及びデータ線上側端部１７９）の第１層である７１１、７３１、７５１、７９１を形成するため、第１データ配線層を積層し、次いで、ＡｌまたはＡｇ合金などを蒸着してデータ配線の第２層である７１２、７３２、７５２、７９２を形成するために、第２データ配線層を積層してから、写真エッチングにより第２データ配線層をエッチングし、続いて第２データ配線層をマスクとして用い第１データ配線層をエッチングする。これにより、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上部まで伸びているソース電極１７３、及びソース電極１７３と分離されており、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を含むデータ配線が形成される（第３マスク）。
【００４５】
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１６０をエッチングして、ゲート電極１２３を中心に両側に分離させる一方、両側のドーピングされた非晶質シリコン層パターン１６３、１６５の間の半導体層パターン１５１を露出させる。その後、露出された半導体層パターン１５１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。
【００４６】
次に、図１６に示したように保護膜１８０を形成する。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を形成できる。この時、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またはＨｅなどを混合した気体を流しながら蒸着する。また、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。この時、フッ素の補助ソースとしてＣＦ４を添加することもできる。
【００４７】
次に、写真エッチング工程でゲート絶縁膜１４０と共に保護膜１８０をパターニングして、ゲート線の左側端部（パッド）１２５、ドレーン電極パッド１７５及びデータ線の上側端部（パッド）１７９を露出する接触孔１８１、１８２、１８３、並びに維持電極線１３１と維持電極１３３ａを各々露出する接触孔１８４、１８５を形成する。ここで、接触孔１８１、１８２、１８３、１８４、１８５は角を有する模様または円形の模様に形成することができ、ゲート線の端部（パッド）１２５とデータ線の端部（パッド）１７９を露出する接触孔１８２、１８３の面積は２ｍｍ×６０μｍを超えず、０．５ｍｍ×１５μｍ以上であるのが好ましい。一方、示してはいないが、維持配線連結橋９１が維持電極線１３１及び維持電極１３３ａ下端と接触するための接触孔１８４、１８５もこの段階で形成する（第４マスク）。
【００４８】
最後に、図１７に示すようにＩＴＯまたはＩＺＯ膜をスパッタ法で形成し写真エッチングして、第１接触孔１８１を通じてドレーン電極１７５と連結される画素電極１９０と、第２及び第３接触孔１８２、１８３を通じてゲート線の左側端部（パッド）１２５とデータ線の上側端部（パッド）１７９と各々連結される接触補助部材９５、９７を形成する。ＩＴＯやＩＺＯを積層する前の予熱工程で使用する気体は窒素を用いるのが好ましい。これは接触孔１８１、１８２、１８３を通じて露出されている金属膜上部に金属酸化膜が形成されるのを防止するためである。一方、示してはいないが、維持配線連結橋もこの段階で共に形成する（第５マスク）。
【００４９】
４枚の光マスクを使用して本発明の実施例による薄膜トランジスタ表示板を製造する方法について説明する。
【００５０】
図１８ａ、１８ｂ乃至図２６ａ、２６ｂは、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を４枚マスク工程で製造する工程を順次に示した断面図である。
【００５１】
まず、図１８ａ乃至１８ｂに示したように、第１実施例と同様な物理化学的特性に優れたＣｒまたはＭｏ合金などを蒸着して第１ゲート配線層２１１、２３１、２５１、３１１を積層し、抵抗の小さいＡｌまたはＡｇ合金などを蒸着して第２ゲート配線層２１２、２３２、２５２、３１２を積層した後、写真エッチングして、ゲート線１２１及びゲート電極１２３を含むゲート配線と維持電極配線１３１、１３３ａ、１３３ｂ、１３３ｃ、１３３ｄ、１３３ｅ　を形成する。（第１マスク）
【００５２】
次に、図１９ａ及び１９ｂに示したように、窒化ケイ素からなるゲート絶縁膜１４０、半導体層１５０、接触層１６０を化学気相蒸着法を利用して各々１５００Å乃至５０００Å、５００Å乃至２０００Å、３００Å乃至６００Åの厚さに連続蒸着し、続いてＣｒまたはＭｏ合金などからなる第１導電膜７０１とＡｌまたはＡｇ合金からなる第２導電膜７０２をスパッタリングなどの方法で蒸着して導電体層１７０を形成した後、その上に感光膜（ＰＲ）を１μｍ乃至２μｍの厚さに塗布する。
【００５３】
その後、マスクを通して感光膜（ＰＲ）に光照射してから現像し、図２０ａ乃至２１ｂに示したような感光膜パターンＰＲ１、ＰＲ２を形成する。この時、感光膜パターン（ＰＲ１）（ＰＲ２）のうちの薄膜トランジスタのチャンネル部（Ｃ領域）、つまり、ソース電極１７３とドレーン電極１７５の間に位置した　感光膜第２部分（ＰＲ２）は、データ配線部（Ａ領域）、つまりデータ配線が形成される部分に位置した感光膜第１部分（ＰＲ１）より薄くなるようにし、その他部分（Ｂ領域）の感光膜は全て除去する。この時、チャンネル部（Ｃ領域）に残っている感光膜第２部分（ＰＲ２）の厚さとデータ配線部（Ａ領域）に残っている感光膜第１部分（ＰＲ１）との厚さの比は後述するエッチング工程での工程条件に応じて異なるようにすべきであるが、　感光膜第２部分（ＰＲ２）の厚さを感光膜第１部分（ＰＲ１）の厚さの１／２以下にするのが好ましく、例えば、４０００Å以下であるのが良い。
【００５４】
このように位置によって感光膜の厚さを異ならせる方法には多様なものがあり、Ｃ領域の光透過量を調節するためには、主に微細スリットや微細格子形態のパターンを形成したり半透明膜を使用する。
【００５５】
この時、スリット間に位置した遮光パターンの線幅やパターン間の間隙、つまりスリットの幅は、露光時に使用する露光器の分解能より小さく、遮光状態と透光が混合されて、Ｃ領域内各部が平均的照度となることが好ましい。また、半透明膜を利用する場合にはマスクを製作する際に透過率を調節するために、異なる透過率を有する薄膜を用いたり厚さが異なる薄膜を用いることができる。
【００５６】
このようなマスクを通して感光膜に光を照射すれば、光に直接露出される部分では高分子が完全に分解され、微細スリットパターンや半透明膜が形成されている部分では光の照射量が少ないために高分子の全量が分解されないで、一部が残っている状態であり、遮光膜で遮った部分では高分子はほとんど分解されない。続いて感光膜を現像すれば、高分子量の分子が分解されない部分だけが残り、照射光量が少ない中央部分には、　全く露光されない部分より厚さの薄い感光膜を残すことができる。この時、露光時間を長くすると全ての分子が分解されてしまうので、注意しなければならない。
【００５７】
このような中間的厚さの感光膜第２部分（ＰＲ２）を作るため、リフロー可能な感光膜を利用し、光が完全に透過できる部分と光が絶対に透過できない部分と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、感光膜が完全除去された部分に隣接感光膜の一部を流し込むことによって形成することもできる。
【００５８】
次に、感光膜第２部分（ＰＲ２）及びその下部の膜、つまり、導電体層１７０、接触層１６０及び半導体層１５０に対するエッチングを行う。この結果としては、データ配線部（Ａ領域）ではデータ配線及びその下部の膜がそのまま残っており、チャンネル部（Ｃ領域）には半導体層だけが残っていなければならず、残りの部分（Ｂ領域）では前記３個の層１５０、１６０、１７０が全て除去されてゲート絶縁膜１４０が露出されなければならない。
【００５９】
まず、図２０ａ及び図２０ｂに示すその他部分（Ｂ領域）の露出されている導電体層１７０のみを除去して、図２１ａ及び図２１ｂのように、その下部の接触層１６０を露出させる。この過程では乾式エッチングまたは湿式エッチング方法を使用できるが、この時、導電体層１７０のエッチングは、感光膜パターン（第１部分：ＰＲ１）（第２部分：ＰＲ２）がほとんどエッチングされない条件下で行うのが良い。しかし、乾式エッチングの場合、導電体層１７０だけをエッチングし感光膜パターン（ＰＲ１）（ＰＲ２）をエッチングしない条件を探すことが難しく、感光膜パターン（ＰＲ１）（ＰＲ２）も同時にエッチングされる条件下でもよければ行うことができる。この場合は湿式エッチングの場合より感光膜第２部分（ＰＲ２）の厚さを十分に厚くして、この過程で感光膜第２部分（ＰＲ２）が全部除去されることがないようにする。
【００６０】
このようにすれば、図２０ａ乃至図２１ｂに示したようにチャンネル部（Ｃ領域）及びデータ配線部（Ａ領域）の導電体層１７１、１７３、１７５、１７９と保持容量用電極１７７のみが残り、その他部分（Ｂ領域）は導電体層のみを全て除去するので、その下部の接触層１６０が露出される。この時、残った導電体パターン１７１、１７３、１７５、１７９は、ソースとドレーンの電極１７３、１７５が未だ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の形態と同一である。また、乾式エッチングを使用した場合、感光膜パターン（ＰＲ１）（ＰＲ２）もある程度の厚さにエッチングされる。
【００６１】
次に、図２２ａ及び２２ｂに示した結果が得られるように、図２１ａ乃至図２１ｂに示す露出された接触層１６０及びその下部の半導体層１５０を感光膜の第２部分（ＰＲ２）と共に乾式エッチング方法で同時に除去する。この時のエッチングは、感光膜パターン（ＰＲ１）（ＰＲ２）と接触層１６０及び半導体層１５０（半導体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、かつゲート絶縁膜１４０はエッチングされない条件下で行わなければならず、特に、感光膜パターン（ＰＲ１）（ＰＲ２）と半導体層１５０に対するエッチング速度をほとんど同じ条件にして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の混合気体を用いれば、ほとんど同じ厚さだけ、２つの膜を同時にエッチングできる。感光膜パターン（ＰＲ１）（ＰＲ２）の好ましい厚さについて考察すると、Ｂ領域で接触層１６０と半導体層１５０が除去されゲート絶縁膜１４０のエッチングが若干進行した時に特定イオン、例えば窒化珪素の窒素イオン、の検出によりエッチストップできて、この時にＣ領域では半導体層１５０がエッチング過程にあり、またＡ領域ではＰＲ１層がエッチング過程にあるという状態が望ましい。このために、各層に対するエッチ速度が同じと仮定すれば、感光膜第２部分（ＰＲ２）の厚さは、半導体層１５０から導電体層１７０を差し引いた値と同じかまたはそれより若干小さくなければならず（Ｃ領域エッチ条件）、第１部分（ＰＲ１）の厚さは半導体層１５０と接触層１６０の厚さより大きくなければならない（ＰＲ１残留条件）。
【００６２】
このようにすれば、まず図２２ａ及び２２ｂに示したように、チャンネル部（Ｃ領域）の感光膜第２部分（ＰＲ２）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、次いで図２３ａ及び２３ｂに示したように、その他部分（Ｂ領域）の接触層１６０及び半導体層１５０が除去されてその下部のゲート絶縁膜１４０が露出される。一方、データ配線部（Ａ）の感光膜第１部分（ＰＲ１）もエッチングされるので厚さが薄くなる。また、この段階で半導体パターン１５１、１５３、１５７が完成される。半導体パターン１５１、１５３、１５７の上には接触層１６１、１６３、１６５、１６９が形成されている。
【００６３】
その後、アッシングを行ってチャンネル部（Ｃ領域）のソース／ドレーン用導電体パターン１７３、１７５表面に残っている感光膜を除去する。
【００６４】
チャンネル部（Ｃ領域）形成について、考察を続ける。図２３ａ及び２３ｂに示したように、チャンネル部（Ｃ領域）のソース／ドレーン用導電体パターン１７３、１７５及びその下部のソース／ドレーン用接触層パターン１６３、１６５をエッチング形成するようにチャンネル上部の導電層と接触層を除去する。この時、エッチングはソース／ドレーン用導電体パターン１７３、１７５と接触層パターン１６３、１６５の全てに対して乾式エッチングだけで行うことができ、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、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できる。前者の場合はソース／ドレーン用導電体パターン１７３、１７５と接触層パターン１６３、１６５のエッチング選択比が大きな条件下でエッチングを行うことが好ましいが、これはエッチング選択比が大きくない場合にエッチング終点を探すのが難しくて、チャンネル部（Ｃ）に残る半導体パターン１５１の厚さを調節するのが容易でないからである。湿式エッチングと乾式エッチングとを交互に行う後者の場合は、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、階段模様に形成される。接触層１６３、１６５及び半導体パターン１５１をエッチングする際に使用するエッチング気体の例にはＣＦ４とＨＣｌの混合気体やＣＦ４とＯ２の混合気体があり、ＣＦ４とＯ２を用いれば均一な厚さの半導体パターン１５１を残すことができる。この時、図２３ｂに示したように、半導体パターン１５１の一部が除去されて厚さが薄くなることもあり、感光膜パターンの第１部分（ＰＲ１）もこの時にある程度の厚さにエッチングされる。この時のエッチングは、ゲート絶縁膜１４０がエッチングされない条件で行わなければならず、感光膜第１部分（ＰＲ１）がエッチングされてその下部のデータ配線１７１、１７３、１７５、１７９及び保持容量用電極１７７が露出されることがないように、感光膜パターンが厚いのが好ましいのはもちろんである。
【００６５】
このようにすれば、ソース電極１７３とドレーン電極１７５とが分離されながらデータ配線１７１、１７３、１７５、１７９とその下部の接触層パターン１６１、１６３、１６５が完成される。
【００６６】
最後に、データ配線部（Ａ領域）に残っている感光膜第１部分（ＰＲ１）を除去する。しかし感光膜第１部分（ＰＲ１）の除去は、チャンネル部（Ｃ領域）のソース／ドレーン用導電体パターン１７３、１７５の中間部分（つまりチャンネルの上部）を除去した後、その下の接触層パターン１６３、１６５をエッチングする前に行われることもある。
【００６７】
前述したように、湿式エッチングと乾式エッチングとを交互に行うかまたは乾式エッチングのみを行うことができる。後者の場合は一種類のエッチングのみを使用するので工程が比較的簡便であるが、適当なエッチング条件を探すのが難しい。反面、前者の場合はエッチング条件を探すのは比較的に容易であるが、後者に比べて工程が複雑である。
【００６８】
次に、図２４ａ及び図２４ｂに示したように、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。この時、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またはＨｅなどを混合した気体を流しながら蒸着する。また、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。この時、フッ素の補助ソースとしてＣＦ４を添加することもできる（第２マスク）。
【００６９】
次に、図２５ａ及び図２５ｂに示したように保護膜１８０をゲート絶縁膜１４０と共に写真エッチングして、ドレーン電極１７５、ゲート線の端部１２５、データ線の端部１７９及び保持容量用電極１７７を各々露出する接触孔１８１、１８２、１８３、１８４を形成する。この時、接触孔１８２、１８３の面積は２ｍｍ×６０μｍを超えず、０．５ｍｍ×１５μｍ以上であるのが好ましい。一方、示してはいないが、維持配線連結橋が維持電極線及び維持電極と接触するための接触孔もこの段階で形成する（第３マスク）。
【００７０】
最後に、図２６ａ及び図２６ｂに示したように、４００Å乃至５００Å厚さのＩＴＯ層またはＩＺＯ層をスパッタ蒸着し写真エッチングして、ドレーン電極１７５及び保持容量用電極１７７と連結された画素電極１９０と接触補助部材９５、９７を形成する。一方、示してはいないが、維持配線連結橋もこの段階で共に形成し、画素電極１９０の開口部がデータ線１７１を中心に互いに鏡像対称をなすように光マスクをデザインする（第４マスク）。
【００７１】
この時、画素電極１９０、接触補助部材９５、９７をＩＺＯに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用いることができるので、これらを形成するための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することができる。このようなクロムエッチング液には（ＨＮＯ３／（ＮＨ４）２Ｃｅ（ＮＯ３）６／Ｈ２Ｏ）などがある。また、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原料ターゲットはＩｎ２Ｏ３及びＺｎＯを含むのが好ましく、ＺｎＯの含有量は１５〜２０ａｔ％の範囲であるのが好ましい。
【００７２】
一方、ＩＴＯやＩＺＯを積層する前の予熱工程で使用する気体としては窒素を用いるのが好ましく、これは接触孔１８１、１８２、１８３、１８４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のものである。
【００７３】
４枚のマスクを利用して薄膜トランジスタ表示板を製造する工程では保持容量用電極１７７を形成することを例に挙げたが、保持容量用電極１７７は省略することができる。また、４枚のマスクを利用して製造した薄膜トランジスタ表示板は、５枚のマスクを利用して製造した薄膜トランジスタ表示板とは異なる構造的特徴がある。つまり、データ配線と接触層のパターンが同一であり、その下部の非晶質シリコン層のパターンもチャンネル部を除いた領域では同一に形成される。これはこれら３個層が同一な感光材パターンを利用してエッチングされるからである。
【００７４】
以上では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られるわけではなく、前記請求の範囲で定義し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。
【００７５】
【発明の効果】
以上述べたように、薄膜トランジスタ表示板の維持電極配線に含まれる孤立線端の個数を少なくすれば、水染みと横線不良を軽減することができる。
【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’線による断面図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ’線、ＩＩＩ’−ＩＩＩ”線及びＩＩＩ”−ＩＩＩ’’’線による断面図である。
【図４】図１で維持電極配線のみを示した配置図である。
【図５】本発明の第２実施例による薄膜トランジスタ表示板の維持電極配線を示した配置図である。
【図６】本発明の第３実施例による薄膜トランジスタ表示板の維持電極配線を示した配置図である。
【図７】本発明の第４実施例による薄膜トランジスタ表示板の維持電極配線を示した配置図である。
【図８】本発明の第５実施例による薄膜トランジスタ表示板の維持電極配線を示した配置図である。
【図９】本発明の第６実施例による薄膜トランジスタ表示板の維持電極配線を示した配置図である。
【図１０】本発明の第７実施例による薄膜トランジスタ表示板の維持電極配線を示した配置図である。
【図１１】本発明の第８実施例による薄膜トランジスタ表示板の維持電極配線を示した配置図である。
【図１２】本発明の第９実施例による薄膜トランジスタ表示板の維持電極配線を示した配置図である。
【図１３】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を５枚マスク工程で製造する工程を順次に示した断面図である。
【図１４】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を５枚マスク工程で製造する工程を順次に示した断面図である。
【図１５】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を５枚マスク工程で製造する工程を順次に示した断面図である。
【図１６】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を５枚マスク工程で製造する工程を順次に示した断面図である。
【図１７】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を５枚マスク工程で製造する工程を順次に示した断面図である。
【図１８ａ】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を４枚マスク工程で製造する工程を順次に示した断面図である。
【図１８ｂ】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を４枚マスク工程で製造する工程を順次に示した断面図である。
【図１９ａ】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を４枚マスク工程で製造する工程を順次に示した断面図である。
【図１９ｂ】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を４枚マスク工程で製造する工程を順次に示した断面図である。
【図２０ａ】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を４枚マスク工程で製造する工程を順次に示した断面図である。
【図２０ｂ】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を４枚マスク工程で製造する工程を順次に示した断面図である。
【図２１ａ】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を４枚マスク工程で製造する工程を順次に示した断面図である。
【図２１ｂ】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を４枚マスク工程で製造する工程を順次に示した断面図である。
【図２２ａ】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を４枚マスク工程で製造する工程を順次に示した断面図である。
【図２２ｂ】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を４枚マスク工程で製造する工程を順次に示した断面図である。
【図２３ａ】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を４枚マスク工程で製造する工程を順次に示した断面図である。
【図２３ｂ】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を４枚マスク工程で製造する工程を順次に示した断面図である。
【図２４ａ】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を４枚マスク工程で製造する工程を順次に示した断面図である。
【図２４ｂ】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を４枚マスク工程で製造する工程を順次に示した断面図である。
【図２５ａ】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を４枚マスク工程で製造する工程を順次に示した断面図である。
【図２５ｂ】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を４枚マスク工程で製造する工程を順次に示した断面図である。
【図２６ａ】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を４枚マスク工程で製造する工程を順次に示した断面図である。
【図２６ｂ】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を４枚マスク工程で製造する工程を順次に示した断面図である。
【符号の説明】
９１　維持配線連結橋
９５、９７　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（パッド）
１３１　維持電極線
１３３ａ、１３３ｂ、１３３ｃ、１３３ｄ、１３３ｅ　維持電極
１４０　ゲート絶縁膜
１５１、１５３，１５９　半導体層
１６０、１６１、１６３、１６５、１６２　接触層
１７０　導電体層
１７１　データ線
１７３　ソース電極
１７５　ドレーン電極パッド
１７９　データ線上側端部（パッド）
１８０　保護膜
１８１、１８２、１８３、１８４、１８５　接触孔
１９０　画素電極
１９１、１９２、１９３　切欠き部
２１１、２３１、２５１、３１１　第１ゲート配線層
２１２、２３２、２５２、３１２　第２ゲート配線層
７０１　第１導電膜
７０２　　第２導電膜
７１１、７３１、７５１、７９１　データ配線の第１層
７１２、７３２、７５２、７９２　データ配線の第２層
【図１】
2004145266.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2004145266.tif 000008
【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2004145266.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
2004145266.tif 000018
【図１７】
2004145266.tif 000019
【図１８ａ】
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【図１８ｂ】
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【図１９ａ】
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【図１９ｂ】
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【図２０ａ】
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【図２０ｂ】
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【図２１ａ】
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【図２１ｂ】
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【図２２ａ】
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【図２２ｂ】
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【図２３ａ】
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【図２３ｂ】
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【図２４ａ】
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【図２４ｂ】
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【図２５ａ】
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【図２５ｂ】
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【図２６ａ】
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【図２６ｂ】
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