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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】5703208
(24)【登録日】2015年2月27日
(45)【発行日】2015年4月15日
(54)【発明の名称】薄膜トランジスタ表示板及びその製造方法
(51)【国際特許分類】
G02F 1/1368 20060101AFI20150326BHJP
G02F 1/1343 20060101ALI20150326BHJP
H01L 21/336 20060101ALI20150326BHJP
H01L 29/786 20060101ALI20150326BHJP
【ＦＩ】
G02F1/1368
G02F1/1343
H01L29/78 612D
H01L29/78 619A
H01L29/78 627C
【請求項の数】1
【全頁数】31
(21)【出願番号】特願2011-285112(P2011-285112)
(22)【出願日】2011年12月27日
(62)【分割の表示】特願2006-47707(P2006-47707)の分割
【原出願日】2006年2月24日
(65)【公開番号】特開2012-73647(P2012-73647A)
(43)【公開日】2012年4月12日
【審査請求日】2011年12月27日
(31)【優先権主張番号】10-2005-0015914
(32)【優先日】2005年2月25日
(33)【優先権主張国】KR
(31)【優先権主張番号】10-2005-0034964
(32)【優先日】2005年4月27日
(33)【優先権主張国】KR
(73)【特許権者】
【識別番号】512187343
【氏名又は名称】三星ディスプレイ株式會社
【氏名又は名称原語表記】Ｓａｍｓｕｎｇ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．
(74)【代理人】
【識別番号】110000408
【氏名又は名称】特許業務法人高橋・林アンドパートナーズ
(72)【発明者】
【氏名】柳 慧 英
(72)【発明者】
【氏名】金 彰 洙
(72)【発明者】
【氏名】金 湘 甲
(72)【発明者】
【氏名】秦 洪 基
(72)【発明者】
【氏名】呉 ▲ミン▼ 錫
(72)【発明者】
【氏名】崔 熙 煥
(72)【発明者】
【氏名】金 時 烈
【審査官】
廣田 かおり
(56)【参考文献】
【文献】
特開平１０−０１０５８１（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開平１１−３２６９４４（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２００３−１６７２４６（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２００２−２８７１６３（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２００３−０５７６７５（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ｇ０２Ｆ １／１３６８
Ｇ０２Ｆ １／１３４３
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
ゲート線と、
前記ゲート線と交差するデータ線と、
前記データ線の下部に位置する半導体と、
前記ゲート線及び前記データ線に接続されており、ドレイン電極を含む薄膜トランジスタと、前記データ線上に位置して有機物質を含む第１絶縁層と、
前記第１絶縁層上に位置して前記ドレイン電極と接続されている画素電極と、
前記画素電極と同一の層に位置して共通電圧を伝達し、前記データ線に沿って延長されて前記データ線の幅よりも大きく前記データ線を完全に覆う第１部分及び前記ゲート線に沿って延長され前記ゲート線の幅よりも小さく前記ゲート線と一部分重なる第２部分を含む遮蔽電極とを含む第１の基板と、
前記第１の基板と対向して配置され、共通電極を含む第２の基板と、
前記第１の基板と前記第２基板との間に配置される前記液晶層と、
を含む液晶表示装置。
前記ゲート線と交差するデータ線と、
前記データ線の下部に位置する半導体と、
前記ゲート線及び前記データ線に接続されており、ドレイン電極を含む薄膜トランジスタと、前記データ線上に位置して有機物質を含む第１絶縁層と、
前記第１絶縁層上に位置して前記ドレイン電極と接続されている画素電極と、
前記画素電極と同一の層に位置して共通電圧を伝達し、前記データ線に沿って延長されて前記データ線の幅よりも大きく前記データ線を完全に覆う第１部分及び前記ゲート線に沿って延長され前記ゲート線の幅よりも小さく前記ゲート線と一部分重なる第２部分を含む遮蔽電極とを含む第１の基板と、
前記第１の基板と対向して配置され、共通電極を含む第２の基板と、
前記第１の基板と前記第２基板との間に配置される前記液晶層と、
を含む液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、薄膜トランジスタ表示板及びその製造方法に関し、液晶表示装置の一基板として用いる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、現在最も広く使用されている平板表示装置の一つであって、画素電極と共通電極などの電界生成電極が形成されている二枚の表示板と、その間に介在される液晶
層とからなり、電界生成電極に電圧を印加して液晶層に電界を生成し、これによって液晶
層の液晶分子の配向を決定し、入射光の偏光を制御することで画像を表示する。
【0003】
現在、主に使用されている液晶表示装置は、電界生成電極が二つの表示板に各々備えられているものである。特に、一つの表示板には複数の画素電極が行列状に配列され、もう一
つの表示板には一つの共通電極が表示板全面を覆う構造を有する液晶表示装置が主流であ
る。この液晶表示装置における画像表示は、各画素電極に別途の電圧を印加することによ
って行われる。そのために、画素電極に印加される電圧をスイッチングするための三端子
素子である薄膜トランジスタを各画素電極に接続し、この薄膜トランジスタを制御するた
めの信号を伝達するゲート線と、画素電極に印加される電圧を伝達するデータ線を表示板
に設ける。さらに、表示板は、画素電極と重なって蓄積容量を形成する蓄積電極を備えて
いる。
【0004】
このような表示板は、マスクを用いたフォトエッチング工程で製造し、生産コストを削減するためにマスクの数を減らすことが望まれ、そのために中間の厚さを有する感光膜パタ
ーンを形成し、これをエッチングマスクとして用いてデータ線と半導体を共にパターニン
グする技術が開発されている。
【0005】
しかし、このような製造方法は、蓄積電極と重なって蓄積容量を形成するところの画素電極に接続されている導電体の下部にも半導体が残留し、その結果、フリッカー（ｆｌｉｃ
ｋｅｒ）現象または残像を起こして画質低下をもたらし、画素の開口率を低下させる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明は、前記のような従来の問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、製造工程を単純化すると同時に、良好な画質を確保できる薄膜トランジスタ表示板を
提供することである。また、本発明の他の目的は、画素の開口率を向上することができる
薄膜トランジスタ表示板を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
前述した目的を達成するために、本発明に係る実施形態では、エッチングマスクとして用いる感光膜のうち、他の部分より薄い部分をソース電極とドレイン電極との間及び蓄積電
極上部に形成することにより、必要に応じて、或る膜をエッチングするときは下部膜がエ
ッチングされないようにし、他の膜をエッチングするときは共にエッチングする。このと
き、蓄積容量が形成される部分でドレイン電極の占める面積を最少化し、無機絶縁膜のみ
を残し有機絶縁膜を除去する。
【0008】
本発明の実施形態による薄膜トランジスタ表示板は、ゲート線、ゲート線と交差するデータ線、ゲート線及びデータ線と分離されている蓄積電極、それぞれのゲート線及びデータ
線に接続され、ドレイン電極を備える薄膜トランジスタ、ドレイン電極に接続されている
画素電極、薄膜トランジスタを覆い、画素電極下部に配置されている第１絶縁膜、下部絶
縁膜上部に形成され、蓄積電極に対応する部分で下部絶縁膜を露出させる開口部を有する
第２絶縁膜を備える。
【0009】
第１絶縁膜は無機絶縁物質からなり、第２絶縁膜は有機絶縁物質からなることが好ましく、第２絶縁膜はカラーフィルタを有することができる。
蓄積電極はゲート線と同一層からなることが好ましい。
画素電極とドレイン電極を接続するコンタクトホール（接触孔）は、開口部内に位置する
ことが好ましい。
【0010】
本実施形態による薄膜トランジスタ表示板は、画素電極と同一層からなる遮蔽電極をさらに備えることができ、遮蔽電極と画素電極は、第１及び第２絶縁膜上部に位置することが
好ましい。
【0011】
蓄積電極は遮蔽電極と同一層であり、遮蔽電極から突出することができ、このとき、蓄積電極はドレイン電極と重なることが好ましい。
【0012】
遮蔽電極はデータ線に沿って延びることが好ましく、データ線の境界線を完全に覆ってもよい。
【0013】
遮蔽電極はゲート線と少なくとも一部分重なることが好ましく、遮蔽電極はゲート線とデータ線に沿って延び、ゲート線よりも狭く、データ線よりも広いことが好ましい。
【0014】
画素電極は切開部を有することが好ましく、第１画素電極及び第１画素電極と容量性結合する第２画素電極を有してもよい。また、ドレイン電極に接続され、第２画素電極と重な
る容量性結合電極をさらに備え、第２画素電極と容量性結合電極は、第１絶縁膜のみを介
在して重なることが好ましい。
【0015】
本発明の実施形態による他の薄膜トランジスタ表示板は、基板上に形成されているゲート線、ゲート線上に形成されているゲート絶縁膜、ゲート絶縁膜上に形成されている第１半
導体、第１半導体上に少なくとも一部分形成されているデータ線及びドレイン電極、ゲー
ト絶縁膜上に形成されている蓄積導電体、データ線、ドレイン電極及び蓄積導電体上に形
成されている第１保護膜、第１保護膜上に形成され、蓄積導電体上に位置した開口部を有
する第２保護膜、並びに第２保護膜上に形成され、ドレイン電極に接続され、開口部で蓄
積導電体と重なる画素電極を備える。
【0016】
第１保護膜は第２保護膜よりも薄いのが好ましく、第１保護膜は無機絶縁物質を含み、前記第２保護膜は有機絶縁物質を含んでもよい。
【0017】
また、蓄積導電体下に位置した第２半導体をさらに有してもよい。
【0018】
第１半導体は、データ線とドレイン電極との間に位置した部分を除く、データ線、ドレイン電極及び蓄積導電体と実質的に同一の平面形状を有してもよい。
【0019】
また、半導体は非晶質シリコンであってもよい。
【0020】
第２保護膜上に形成され、データ線及びゲート線のうちの少なくとも一つと重なる遮蔽電極をさらに備えることが好ましい。
【0021】
第１及び第２保護膜は、蓄積導電体を露出させるコンタクトホールを有することができ、蓄積導電体はコンタクトホールを介して遮蔽電極に接続されることが好ましい。
【0022】
本発明の実施形態による薄膜トランジスタ表示板の製造方法は、基板上にゲート線を形成する段階、ゲート線上にゲート絶縁膜を形成する段階、ゲート絶縁膜上に半導体層を形成
する段階、半導体上にオーミック接触部材を形成する段階、オーミック接触部材上に少な
くとも一部分位置し互いに分離されているデータ線、ドレイン電極及び蓄積導電体を形成
する段階、データ線、ドレイン電極及び蓄積導電体上に第１及び第２保護膜を積層する段
階、第２及び第１保護膜をパターニングしてドレイン電極の一部を露出させるコンタクト
ホールと蓄積導電体上に位置し、第１保護膜表面を露出させる開口部を形成する段階、コ
ンタクトホールを介してドレイン電極に接続され、開口部で蓄積導電体と重なる画素電極
を形成する段階を含む。
【0023】
半導体とデータ線、ドレイン電極、蓄積導電体、オーミック接触部材は、一つの光マスクを用いてフォト工程で形成することが好ましい。
【発明の効果】
【0024】
このように、本発明によれば、中間の厚さを有する感光膜パターンで互いに異なる薄膜を一つのフォトエッチング工程でパターニングすることで、製造工程を単純化し、製造コス
トを最少化することができる。
【0025】
また、ストレージキャパシタをなす画素電極と蓄積電極線との間に半導体が残留することを最少化し、無機絶縁物質の絶縁膜のみで誘電体を配置することによってストレージキャ
パシタの蓄積容量を安定的に充分確保でき、その結果、表示特性を安定的に確保でき、画
素の開口率を極大化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0026】
添付した図面を参照して、本発明の実施形態を本発明が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することが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形態に限定されない。
【0027】
図面は、各種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参照符号を付けている。層、膜、領域、板など
の部分が、他の部分の「上に」あるというとき、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、これは中間に他の部分がない場合を意味する。
【0028】
以下、本発明の実施形態による薄膜トランジスタ表示板の構造について図１〜３を参照して詳細に説明する。
【0029】
本発明の実施形態による薄膜トランジスタ表示板は、絶縁基板１１０上にゲート信号を伝達する複数のゲート線１２１及び蓄積電極線１３１が形成されている。
【0030】
ゲート線１２１は、主に横方向に延びて互いに分離され、各ゲート線１２１の一部は複数のゲート電極１２４をなし、他の層または外部装置と接続するために広い面積の端部１２
９を有する。
【0031】
それぞれの蓄積電極線１３１は、主に横方向に延びてゲート線１２１と電気的に分離されている。蓄積電極線１３１は、蓄積電極をなす突出部を有することができ、蓄積電極線１
３１には他の表示板の共通電極に印加される共通電圧など所定の電圧が印加される。
【0032】
ゲート線１２１及び蓄積電極線１３１は、Ａｌ、Ａｌ合金、Ａｇ、Ａｇ合金、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｃｕなどの金属、またはこれらを含む合金などで形成される。図２に示す
ように、本実施形態において、ゲート線１２１は物理的性質が異なる二つの膜、つまり、
下部膜１２１ｐとその上の上部膜１２１ｑを有する。下部膜１２１ｐは、ゲート信号の遅
延や電圧降下を減らすために、低い比抵抗の金属、例えば、アルミニウム（Ａｌ）やアル
ミニウム合金などのアルミニウム系金属からなり、１０００〜３００ｎｍ範囲の厚さを有
する。これに対し、上部膜１２１ｑは、他の物質、特にＩＺＯ（ｉｎｄｉｕｍｚｉｎｃ
ｏｘｉｄｅ）またはＩＴＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ）との物理的、化学的、
電気的接触特性が優れた物質、例えば、モリブデン（Ｍｏ）、モリブデン合金（例：モリ
ブデン-タングステン（ＭｏＷ）合金）、クロム（Ｃｒ）などからなり、１００〜１００
ｎｍ範囲の厚さを有する。下部膜１２１ｐと上部膜１２１ｑの組み合わせの例としては、
純アルミニウムまたはアルミニウム-ネオジム（Ｎｄ）合金/モリブデンがあり、位置が互
いに入れ替わることも可能である。図２で、ゲート電極１２４の下部膜と上部膜には各々
図面符号１２４ｐ、１２４ｑ、ゲート線１２１端部１２９の下部膜と上部膜には各々図面
符号１２９ｐ、１２９ｑ、蓄積電極線１３１の下部膜と上部膜には各々図面符号１３１ｐ
、１３１ｑを付けた。ゲート線１２１端部１２９の上部膜１２９ｑの一部は除去され、そ
の下の下部膜１２９ｐの一部を露出させてもよい。
【0033】
下部膜１２１ｐ、１２４ｐ、１２９ｐ、１３１ｐと上部膜１２１ｑ、１２４ｑ、１２９ｑ、１３１ｑの側面はそれぞれ傾斜しており、その側壁の傾斜角は基板１１０表面に対して
約３０〜８０°である。
【0034】
ゲート線１２１と蓄積電極線１３１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。
【0035】
ゲート絶縁膜１４０上部には、水素化非晶質シリコン（非晶質シリコンはアモルファスシリコンとも呼ばれ、ａ-Ｓｉと略称する。）または多結晶シリコンなどからなる複数の線
状半導体１５１が形成されている。各々の線状半導体１５１は、主に縦方向に延び、各々
はゲート電極１２４に向けて延びた複数の突出部１５４を有する。
【0036】
線状半導体１５１上部には、シリサイドまたはｎ型不純物が高濃度にドーピングされているｎ＋水素化非晶質シリコンなどの物質で形成された複数の線状及び島状オーミック接触
部材１６１、１６５が形成されている。線状オーミック接触部材１６１それぞれは複数の
突出部１６３を有し、この突出部１６３と島状オーミック接触部材１６５は対をなして半
導体１５１の突出部１５４上に配置されている。
【0037】
線状半導体１５１とオーミック接触部材１６１、１６５の側面も基板１１０表面に対して傾斜しており、その傾斜角は３０〜８０°であることが好ましい。
【0038】
抵抗接触部材１６１、１６５上には、各々複数のデータ線１７１と複数のドレイン電極１７５が形成されている。
【0039】
データ線１７１は、主に縦方向に延びてゲート線１２１及び蓄積電極線１３１と交差し、データ電圧を伝達し、他の層または外部装置と接続するために広い面積の端部１７９を有
する。
【0040】
それぞれのドレイン電極１７５は、蓄積電極線１３１上部まで延び蓄積電極線１３１の一部と重なる。
【0041】
また、各データ線１７１は、各ドレイン電極１７５に向けて複数の分枝を形成し、データ線１７１から拡張されたソース電極１７３を有する。一つのゲート電極１２４、一つのソ
ース電極１７３、及び一つのドレイン電極１７５は、半導体１５１の突出部１５４と共に
一つの薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）をなし、薄膜トランジスタのチャネル（ｃｈａｎｎｅ
ｌ）は、ソース電極１７３とドレイン電極１７５との間の突出部１５４に形成される。
【0042】
データ線１７１、ドレイン電極１７５もゲート線１２１と同様に、Ａｌ、Ａｌ合金、Ａｇ、Ａｇ合金、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｃｕなどの金属、またはこれらを含む合金などで
形成され、単一膜または多層膜からなり、多層膜の例として、ゲート線１２１の上部膜と
下部膜の組み合わせからなる２層膜、またはＭｏまたはＭｏ合金/ＡｌまたはＡｌ合金/Ｍ
ｏまたはＭｏ合金からなる３層膜がある。
【0043】
このとき、半導体１５１は、薄膜トランジスタが位置するチャネル部１５４を除く、データ線１７１、ドレイン電極１７５及びその下部のオーミック接触部材１６１、１６５と実
質的に同一の平面形状を有する。具体的には、線状半導体１５１は、データ線１７１及び
ドレイン電極１７５とその下部のオーミック接触部材１６１、１６５下に存在する部分以
外にも、ソース電極１７３とドレイン電極１７５との間にこれらで覆われず露出する部分
を有する。
【0044】
データ線１７１及びドレイン電極１７５と、これらで覆われず露出する半導体１５１部分上には、平坦化特性が優れ、かつ感光性を有する有機物質、プラズマ化学気相蒸着（ＰＥ
ＣＶＤ）で形成されるａ-Ｓｉ:Ｃ:Ｏ、ａ-Ｓｉ:Ｏ:Ｆなどの低誘電率絶縁物質、または無
機物質である窒化ケイ素や酸化ケイ素などからなる保護膜１８０が形成されている。本実
施形態において、保護膜１８０は、下部に位置し半導体１５１のチャネル部が有機物と直
接接触しないように保護し、窒化ケイ素または酸化ケイ素からなる下部絶縁膜１８０ｐと
、平坦化特性を有し有機絶縁物質からなる上部絶縁膜１８０ｑの二重膜構造を有する。こ
のとき、上部絶縁膜１８０ｑは、赤色、緑色及び青色などの原色のうちの一つを表示する
ことができるカラーフィルタであってもよい。
【0045】
保護膜１８０には、ドレイン電極１７５の少なくとも一部とデータ線１７１の端部１７９をそれぞれ露出させる複数のコンタクトホール１８５ｑ、１８２が備えられ、ゲート絶縁
膜１４０と共にゲート線１２１の端部１２９を露出させる複数のコンタクトホール１８１
が形成されている。ここで、ドレイン電極１７５の端部を露出させるコンタクトホール１
８５ｐは、下部絶縁膜１８０ｐのみが有し、上部絶縁膜１８０ｑは、蓄積電極線１３１上
部の大部分の下部絶縁膜１８０ｐを露出させる開口部１８５ｑを有する。開口部１８５ｑ
内には、ドレイン電極１７５の端部を露出させるコンタクトホール１８５ｐが位置し、ド
レイン電極１７５の縦境界線は開口部１８５ｑ内に位置する。このとき、ドレイン電極１
７５下部に残留する非晶質シリコン層を最少化するために、ドレイン電極１７５が占める
面積を最少化することが好ましく、特に、蓄積電極線１３１上部に位置するドレイン電極
１７５端部の面積を最少化することが好ましい。
【0046】
保護膜１８０上には、ＩＺＯまたはＩＴＯなどの透明な導電物質からなる複数の画素電極１９０及び複数の接触補助部材８１、８２が形成されている。
【0047】
画素電極１９０は、コンタクトホール１８５ｐを介してドレイン電極１７５と物理的・電気的に接続されドレイン電極１７５からデータ電圧の印加を受ける。データ電圧が印加さ
れた画素電極１９０は、共通電圧の印加を受ける他の表示板（図示せず）の共通電極（図
示せず）と共に電場を生成することによって液晶層の液晶分子を再配列する。
【0048】
また、前述したように、画素電極１９０と共通電極は、キャパシタ（以下、“液晶キャパシタ”と言う。）をなして薄膜トランジスタがターンオフされた後にも印加された電圧を
保持しており、電圧保持能力を強化するために、液晶キャパシタと並列に接続された他の
キャパシタを設ける。これをストレージキャパシタと言う。ストレージキャパシタは、画
素電極１９０とこれと隣接するゲート線１２１（これを前段ゲート線と言う。）または蓄
積電極線１３１の重なりなどで形成される。
【0049】
本発明において、画素電極１９０と蓄積電極線１３１は、上部絶縁膜１８０ｑの開口部１８５ｑによってゲート絶縁膜１４０及び下部絶縁膜１８０ｑのみを介在し重なってストレ
ージキャパシタをなしているので、蓄積容量を安定的に確保でき、狭い面積でも十分な蓄
積容量を形成することができる。その結果、蓄積容量による画面のフリッカー現象または
残像を防止することができ、良好な表示特性を確保でき、高い開口率を得ることができる
。
【0050】
本実施形態と異なって、別途の蓄積電極線１３１を配置せず、画素電極１９０と前段ゲート線１２１の重なりでストレージキャパシタを形成するときは、ゲート絶縁膜１４０を露
出させる上部絶縁膜１８０ｑの開口部１８５ｑを前段ゲート線１２１上部に配置すること
もでき、その場合、画素電極１９０と重なる前段ゲート線１２１の一部を拡張することが
好ましい。
【0051】
また、上部絶縁膜１８０ｑがカラーフィルタを有する実施形態では、ゲート線１２１及びデータ線１７１の端部１２９、１７９が位置するパッド領域にカラーフィルタが残留しな
い。
【0052】
また、画素電極１９０は、隣接するゲート線１２１及びデータ線１７１と重なって開口率を高めているが、重ならなくてもよい。
【0053】
接触補助部材８１、８２は、コンタクトホール１８１、１８２を介してゲート線及びデータ線の端部１２９、１７９にそれぞれ接続される。接触補助部材８１、８２は、ゲート線
１２１及びデータ線１７１の各終端部１２９、１７９と駆動集積回路のような外部装置と
の接着性を補完し、これらを保護する役割を果たすものであって、これらの適用は選択的
である。
【0054】
本発明の他の実施形態によれば、画素電極１９０の材料として透明な導電性ポリマーなどを使用し、反射型液晶表示装置の場合、不透明な反射性金属を使用しても良い。このとき
、接触補助部材８１、８２は、画素電極１９０と異なる物質、特にＩＺＯまたはＩＴＯで
形成することができる。
【0055】
以下、図１乃至図３に示す構造を有する液晶表示装置用薄膜トランジスタ表示板を本発明の一実施形態に従って製造する方法について、図４乃至図１１Ｂ及び図１乃至図３を参照
して詳細に説明する。
【0056】
図４は、本発明の一実施形態に従って製造する第１工程の薄膜トランジスタ表示板の配置図であり、図５Ａ及び図５Ｂは、各々図４のＶａ-Ｖａ線及びＶｂ-Ｖｂ線に沿った断面図
であり、図６Ａ及び図６Ｂは、各々図４のＶａ-Ｖａ線及びＶｂ-Ｖｂ線に沿った断面図で
あり、図５Ａ及び図５Ｂに続く工程における断面図であり、図７Ａ及び図７Ｂは、各々図
４のＶａ-Ｖａ線及びＶｂ-Ｖｂ線に沿った断面図であり、図６Ａ及び図６Ｂに続く工程に
おける断面図であり、図８は、図７Ａ及び図７Ｂに続く工程における薄膜トランジスタ表
示板の配置図であり、図９Ａ及び図９Ｂは、各々図８のＩＸａ-ＩＸａ線及びＩＸｂ-ＩＸ
ｂ線に沿った断面図であり、図１０は、図９Ａ及び図９Ｂに続く工程における薄膜トラン
ジスタ表示板の配置図であり、図１１Ａ及び図１１Ｂは、各々図１０のＸＩａ-ＸＩａ線
及びＸＩｂ-ＸＩｂ線に沿った断面図である。
【0057】
まず、透明なガラスなどからなる絶縁基板１１０上に二層の金属膜、つまり、純アルミニウムまたはアルミニウム合金（Ａｌ-Ｎｄ ａｌｌｏｙ）の下部金属膜と、モリブデンまた
はモリブデン合金の上部金属膜をスパッタリングなどで順次に積層する。ここで、下部金
属膜は１０００〜３００ｎｍ程度の厚さを有することが好ましく、上部金属膜は５００〜
１００ｎｍ程度の厚さを有することが好ましい。
【0058】
次に、図４、図５Ａ及び図５Ｂに示すように、感光膜パターンを用いたフォトエッチング工程で上部金属膜と下部金属膜を順次にパターニングして、複数のゲート電極１２４を有
するゲート線１２１と蓄積電極線１３１を形成する。
【0059】
上部膜１２１ｑ、１３１ｑ及び下部膜１２１ｐ、１３１ｐのパターニングは、アルミニウム及びモリブデンに対し全て側面傾斜を与えながらエッチングできるアルミニウムエッチ
ング液であるＣＨ３ＣＯＯＨ（酢酸）/ＨＮＯ３（硝酸）/Ｈ３ＰＯ４（リン酸）/Ｈ２Ｏ
を用いたウエットエッチングで行なうことが好ましい。
【0060】
次に、図６Ａ及び図６Ｂに示すように、ゲート絶縁膜１４０、真性非晶質シリコン層１５０、不純物非晶質シリコン層１６０を化学気相蒸着法で各々約１５０ｎｍ乃至約５００ｎ
ｍ、約５０ｎｍ乃至約２００ｎｍ、約３０ｎｍ乃至約６０ｎｍの厚さに連続蒸着する。次
いで、スパッタリングなどの方法でデータ用導電物質を積層して導電体層１７０を形成し
た後、その上に感光膜を１μｍ乃至２μｍの厚さに塗布する。その後、光マスクによって
感光膜に光を照射した後、現像して感光膜パターン５２、５４を形成する。
【0061】
このように現象された感光膜の厚さは位置によって異なり、感光膜は厚さが次第に薄くなる第１乃至第３部分からなる。Ａ領域に位置した第１部分と、Ｃ領域に位置した第２部分
は、各々図面符号５２と５４を付け、Ｂ領域に位置した第３部分に対する図面符号は付け
ない。これは第３部分が０の厚さを有しており、下の導電体層１７０が露出しているため
である。第１部分５２と第２部分５４の厚さの比は後続工程の工程条件によって異なるよ
うにし、第２部分５４の厚さを第１部分５２の厚さの１／２以下とすることが好ましく、
例えば、４００ｎｍ以下であることが好適である。ここで、Ａ領域はデータ線１７１及び
ドレイン電極１７５に対応する配線領域に対応し、Ｃ領域はソース電極１７３とドレイン
電極１７５との間のチャネル領域に対応し、Ｂ領域はＡ領域とＣ領域を除くその他の領域
に対応する。
【0062】
このとき、一つのマスクを用いたフォト工程で位置によって感光膜の厚さを異なるようにする方法は様々であり、第２部分５４に対応する部分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、半透過膜を用いる。
【0063】
ここで、スリット間に位置したパターンの線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ことが好ましく、半透過膜を使用する場合
には、マスクの製作時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利用した
り、異なる厚さを有する薄膜を使用することができる。
【0064】
その後、感光膜パターン５２、５４をエッチングマスクとして用いた一連のエッチング工程により、図８、図９Ａ及び図９Ｂに示すように、複数のソース電極１７３をそれぞれ有
する複数のデータ線１７１及び複数のドレイン電極１７５を形成し、複数の突出部１６３
をそれぞれ有する複数の線状オーミック接触部材１６１及び複数の島状オーミック接触部
材１６５、並びに複数のチャネル部１５４を有する複数の線状半導体１５１を形成する。
【0065】
説明上、Ａ領域に位置した導電体層１７０、不純物非晶質シリコン層１６０、真性非晶質シリコン層１５０の部分を第１部分とし、Ｃ領域に位置した導電体層１７０、不純物非晶
質シリコン層１６０、真性非晶質シリコン層１５０の部分を第２部分とし、Ｂ領域に位置
した導電体層１７０、不純物非晶質シリコン層１６０、真性非晶質シリコン層１５０の部
分を第３部分とする。
【0066】
次に、このような構造を形成する順序の一例を示す。（１）Ｂ領域に位置した導電体層１７０、不純物非晶質シリコン層１６０及び非晶質シリ
コン層１５０の第３部分除去、
（２）Ｃ領域に位置した感光膜の第２部分５４除去、
（３）Ｃ領域に位置した導電体層１７０及び不純物非晶質シリコン層１６０の第２部分除
去、
（４）Ａ領域に位置した感光膜の第１部分５２除去。
次に、このような順序の他の例を示す。
（１）Ｂ領域に位置した導電体層１７０の第３部分除去、
（２）Ｃ領域に位置した感光膜の第２部分５４除去、
（３）Ｂ領域に位置した不純物非晶質シリコン層１６０及び非晶質シリコン層１５０の第
３部分除去、
（４）Ｃ領域に位置した導電体層１７０の第２部分除去、
（５）Ａ領域に位置した感光膜の第１部分５２除去、
（６）Ｃ領域に位置した不純物非晶質シリコン層１６０の第２部分除去。
【0067】
ここでは、前記第２例について説明する。
【0068】
まず、図７Ａ及び図７Ｂに示すように、Ｂ領域に露出している導電体層１７０をウエットまたは乾式エッチングで除去し、下部の不純物非晶質シリコン層１６０の第３部分を露出
させる。アルミニウム系導電膜は主にウエットエッチングを施し、モリブデン系導電膜は
ウエット及び乾式エッチングを選択的に施すことができ、多重膜の場合には、ウエット及
び乾式エッチングを選択的に施すことができる。また、二重膜がアルミニウムとモリブデ
ンを含む場合には、一つのウエットエッチング条件でパターニングしてもよい。乾式エッ
チングを行なう場合、感光膜５２、５４上の部分の厚さがある程度エッチングされること
ができる。
【0069】
次に、Ｂ領域に位置した不純物非晶質シリコン層１６０及びその下部の真性非晶質シリコン層１５０の第３部分を除去すると共に、Ｃ領域の感光膜第２部分５４を除去して下の導
電体１７４の第２部分を露出させる。感光膜の第２部分５４の除去は、不純物非晶質シリ
コン層１６０及び真性非晶質シリコン層１５０の第３部分の除去と同時にまたは個別に行
う。このとき、Ｃ領域に残っている第２部分５４の残渣をアッシング（ａｓｈｉｎｇ）処
理で除去する。
【0070】
この段階で線状真性半導体１５１が完成する。なお、図面符号１６４は線状オーミック接触部材１６１と島状オーミック接触部材１６５がまだ連結している状態の不純物非晶質シ
リコン層１６０を指し、以下、不純物半導体と言う。
【0071】
図面符号１７４は、データ線１７１とドレイン電極１７５がまだ連結している状態の導電体である。このとき、導電体１７４は、感光膜５２、５４の下部までエッチングされて導
電体１７４及び感光膜５２、５４はアンダーカット構造を有する。
【0072】
次に、図８、図９Ａ及び図９Ｂに示すように、Ｃ領域に位置した残りの導電体１７４及び不純物半導体１６４の第２部分をエッチングして除去する。また、残っている感光膜の第
１部分５２も除去する。
【0073】
このとき、図９Ｂに示すように、Ｃ領域に位置した線状真性半導体１５１のチャネル部１５４上の部分が除去されて厚さが薄くなることもあり、感光膜の第１部分５２もこのとき
ある程度の厚さがエッチングされる。
【0074】
このようにすれば、導電体１７４それぞれが一つのデータ線１７１及び複数のドレイン電極１７５に分離されて完成し、不純物半導体１６４それぞれが一つの線状オーミック接触
部材１６１と複数の島状オーミック接触部材１６５に分離されて完成する。
【0075】
次に、図１０、図１１Ａ及び図１１Ｂに示すように、基板１１０上部に窒化ケイ素と有機絶縁物質を順次に形成して下部絶縁膜１８０ｐと上部絶縁膜１８０ｑを有する保護膜１８
０を形成した後、マスクを用いたフォトエッチング工程でパターニングして複数のコンタ
クトホール１８５ｐ、１８２及び複数の開口部１８５ｑを形成する。このとき、ゲート線
１２１と同一層を露出させるコンタクトホールを形成するために、ゲート絶縁膜１４０も
同時にエッチングして、ゲート線１２１の端部１２９を露出させるコンタクトホール１８
１を共に形成する。この際にも、位置によって厚さを異なるようにする感光膜パターンを
エッチングマスクとして、互いに異なる形状を有する下部絶縁膜１８０ｐと上部絶縁膜１
８０ｑを一つのフォトエッチング工程でパターニングすることができ、上部絶縁膜１８０
ｑがカラーフィルタを有する実施形態ではカラーフィルタを別途のフォト工程で形成し、
このとき、蓄積電極線１３１上部の下部絶縁膜１８０ｐを露出させる開口部１８５ｑを共
に形成する。
【0076】
最後に、図１乃至図３に示すように、５０ｎｍ乃至１５０ｎｍ厚さのＩＺＯまたはＩＴＯ層をスパッタリング法で蒸着しフォトエッチングして、複数の画素電極１９０及び複数の
接触補助部材８１、８２を形成する。ＩＺＯ層を用いる場合のエッチングは、（ＨＮＯ３
/（ＮＨ４）２Ｃｅ（ＮＯ３）６/Ｈ２Ｏ）などのクロム用エッチング液を使用するウエッ
トエッチングであることが好ましく、このエッチング液はアルミニウムを腐蝕させないの
で、データ線１７１、ドレイン電極１７５、ゲート線１２１の導電膜が腐食することを防
ぐことができる。
【0077】
本実施形態において、データ線１７１及びドレイン電極１７５とその下部のオーミック接触部材１６１、１６５及び半導体１５１を一つの感光膜パターンをエッチングマスクとし
て用いるフォトエッチング工程で形成するので、製造工程を単純化することができる。
【0078】
また、本実施形態による薄膜トランジスタ表示板及びその製造方法において、蓄積電極線１３１上部に開口部１８５ｑを配置し、画素電極１９０と蓄積電極線１３１との間のゲー
ト絶縁膜１４０及び下部絶縁膜１８０ｐのみを誘電体とするストレージキャパシタを形成
する。従って、ドレイン電極１７５下部に残留する非晶質シリコンの面積を減少すること
によって、安定した蓄積容量を形成することができ、狭い面積でも十分な蓄積容量を形成
することができる。その結果、蓄積容量による画面のフリッカー（ｆｌｉｃｋｅｒ）現象
または残像を防止することができ、良好な表示特性が実現され、高い開口率を得ることが
できる。
【0079】
一方、広視野角を実現するための手段として、電界生成電極は切開部を有したり、電界生成電極上に突起を形成する方法などがある。切開部と突起で液晶分子が傾斜する方向を決
定できるので、液晶分子の傾斜方向を様々な方向に分散することによって広視野角を実現
することができる。
【0080】
図１２は、本発明の他の実施形態による液晶表示装置用薄膜トランジスタ表示板の構造を示した配置図であり、図１３は、本発明の一実施形態による液晶表示装置用共通電極表示
板の構造を示した配置図であり、図１４は、図１２の薄膜トランジスタ表示板と、図１３
の共通電極表示板からなる液晶表示装置の構造を示した配置図であり、図１５は、図１４
の液晶表示装置のＸＶ-ＸＶ´線に沿った断面図である。
【0081】
本発明の実施形態による液晶表示装置は、薄膜トランジスタ表示板１００、共通電極表示板２００、これら二つの表示板１００、２００の間に挿入されている液晶層３を備える。
【0082】
本実施形態による薄膜トランジスタ表示板１００の層状構造は、図１乃至図３と略同様である。
【0083】
まず、薄膜トランジスタ表示板１００は、ゲート電極１２４を有する複数のゲート線１２１及び複数の蓄積電極線１３１が基板１１０上に形成され、その上にゲート絶縁膜１４０
、突出部１５４を有する線状半導体１５１、及び突出部１６３を有する複数の線状オーミ
ック接触部材１６１及び複数の島状オーミック接触部材１６５が順次に形成されている。
ソース電極１７３を有する複数のデータ線１７１及び複数のドレイン電極１７５がオーミ
ック接触部材１６１、１６５及びゲート絶縁膜１４０上に形成され、下部絶縁膜１８０ｐ
がその上に形成され、下部絶縁膜１８０ｐ及びゲート絶縁膜１４０には、複数のコンタク
トホール１８１、１８２、１８５が形成されている。下部絶縁膜１８０ｐ上には、複数の
画素電極１９０及び複数の接触補助部材８１、８２が形成されている。
【0084】
図１乃至図３と異なって、複数のゲート電極１２４は、ゲート線１２１で複数の突出部をなし、それぞれの蓄積電極線１３１は蓄積電極１３５をなす複数の突出部をそれぞれ有す
る。
【0085】
それぞれのドレイン電極１７５は、それぞれの蓄積電極１３５と重なる拡張部を有し、ドレイン電極１７５の拡張部は、蓄積電極１３５よりも小さい面積を有する。
【0086】
ソース電極１７３は、半導体１５１の突出部１５４上部に位置するドレイン電極１７５の一端部を一部取り囲むように折れ曲がっている。
【0087】
また、下部絶縁膜１８０ｐ上部には赤色、緑色及び青色などの原色のうちの一つを表示できるカラーフィルタ２３０を有する上部絶縁膜が形成され保護膜をなす。このとき、カラ
ーフィルタ２３０は、蓄積電極１３５上部に位置する大部分の下部絶縁膜１８０ｐを露出
させる開口部２３５を有する。カラーフィルタ２３０は、画素電極１９０に沿って縦方向
に長く延び、データ線１７１を中心に互いに隣接する領域に位置するカラーフィルタ２３
０は互いに異なる色を表示し、赤色、緑色及び青色を順次に表示することが好ましい。
【0088】
この際にも、前記実施形態と同様に、コンタクトホール１８５を介してドレイン電極１７５に接続されている画素電極１９０は、カラーフィルタ２３０の開口部２３５によってゲ
ート絶縁膜１４０及び下部絶縁膜１８０ｐのみを介在して蓄積電極１３５と重なってスト
レージキャパシタをなす。
【0089】
画素電極１９０は、その外側境界の左角が面取りされた略四角形状で、中央切開部９１、下部切開部９２ａ及び上部切開部９２ｂを有し、画素電極１９０は、この切開部９１、９
２ａ、９２ｂによって複数の領域に分割される。切開部９１、９２ａ、９２ｂは、画素電
極１９０をゲート線１２１と平行に二等分する横中心線に対し略反転対称をなす。
【0090】
下部及び上部切開部９２ａ、９２ｂは、略画素電極１９０の右辺から左辺に斜めに延び、画素電極１９０の横中心線に対して下半面と上半面にそれぞれ位置している。下部及び上
部切開部９２ａ、９２ｂはゲート線１２１に対して約４５度をなし、互いに垂直に延びて
いる。
【0091】
中央切開部９１は、画素電極１９０の中央に配置され、右側に入口を有する。中央切開部９１の入口は、下部切開部９２ａと上部切開部９２ｂに各々略平行である一対の斜辺を有
する。
【0092】
これにより、画素電極１９０の下半面は下部切開部９２ａによって２領域に分割され、上半面も上部切開部９２ｂによって２領域に分割される。このとき、領域の数または切開部
の数は画素の大きさ、画素電極の横辺と縦辺の長さ比、液晶層３の種類や特性など設計要
素によって変化し、傾斜する方向も変化することができる。
【0093】
次に、図１３乃至図１５を参照して、共通電極表示板２００について説明する。
【0094】
透明なガラスなどからなる絶縁基板２１０上に遮光部材２２０が形成されている。遮光部材２２０は、画素電極１９０と対向し画素電極１９０と略同一の形状を有する複数の開口
部を有し、ゲート線１２１及びデータ線１７１に対応する部分と、薄膜トランジスタに対
応する部分とからなることが好ましい。
【0095】
遮光部材２２０上部にはカバー膜２５０が形成され、その上部にはＩＴＯ、ＩＺＯなどの透明な導電体などからなる共通電極２７０が形成されている。このとき、カバー膜２５０
は省略することができる。
【0096】
共通電極２７０は、複数組の切開部７１、７２ａ、７２ｂ群を有する。
【0097】
一組の切開部７１、７２ａ、７２ｂは、一つの画素電極１９０と対向し、中央切開部７１、下部切開部７２ａ及び上部切開部７２ｂを有する。切開部７１、７２ａ、７２ｂそれぞ
れは画素電極１９０の隣接切開部９１、９２ａ、９２ｂの間または切開部９２ａ、９２ｂ
と画素電極１９０の面取りされた斜辺の間に配置されている。また、各切開部７１、７２
ａ、７２ｂは、画素電極１９０の下部切開部９２ａまたは上部切開部９２ｂと平行に延び
た少なくとも一つの斜線部を有する。
【0098】
下部及び上部切開部７２ａ、７２ｂそれぞれは、略画素電極１９０の左辺から上辺または下辺に向けて延びた斜線部、並びに斜線部の各終端から画素電極１９０の辺に沿って辺と
重なって延び、斜線部と鈍角をなす横部及び縦部を有する。
【0099】
中央切開部７１は、略画素電極の左辺から横方向に延びた中央横部、この中央横部の終端から中央横部と斜角をなし、画素電極１９０の右辺に向けて延びた一対の斜線部、並びに
斜線部の各終端から画素電極の右辺に沿って右辺と重なって延び、斜線部と鈍角をなす縦
断縦部を有する。
【0100】
切開部７１、７２ａ、７２ｂの数及び方向も設計要素によって変化することが可能であり、遮光部材２２０が切開部７１、７２ａ、７２ｂと重なって切開部７１、７２ａ、７２ｂ
付近の光漏れを遮断することができる。
【0101】
表示板１００、２００の内側面には配向膜１１、２１が塗布され、垂直配向膜であることができる。外側面には偏光板１２、２２が備えられている。二つの偏光板の透過軸は直交
し、このうちの一つの透過軸はゲート線１２１に対して平行であることが好ましい。反射
型液晶表示装置の場合には、二つの偏光板１２、２２のうちの一つが省略可能である。
【0102】
表示板１００、２００と偏光子１２、２２との間にはそれぞれ液晶層３の遅延値を補償するための位相遅延フィルムが介在されることができる。位相遅延フィルムは複屈折性を有
し、液晶層３の複屈折性を逆に補償する役割を果たす。遅延フィルムとしては、一軸性ま
たは二軸性光学フィルムを使用し、特に、ネガティブの一軸性光学フィルムを使用するこ
とができる。
【0103】
また、液晶表示装置は、偏光子１２、２２、位相遅延フィルム、表示板１００、２００及び液晶層３に光を供給する照明部を備えることができる。
【0104】
液晶層３は、マイナスの誘電率異方性を有し、液晶層３の液晶分子３１０は電界がない状態でその長軸が二つの表示板の表面に対して垂直をなすように配向されている。従って、
入射光は、直交偏光子１２、２２を通過できず遮断される。
【0105】
共通電極２７０に共通電圧を印加し、画素電極１９０にデータ電圧を印加すると、表示板表面に略垂直である電界が生成される。液晶分子３１０は、電界に応答してその長軸が電
界の方向に垂直をなすように方向を変えようとする。
【0106】
一方、共通電極２７０及び画素電極１９０の切開部７１、７２ａ、７２ｂ、９１、９２ａ、９２ｂと、これらと平行である画素電極１９０の斜辺は、電界を歪曲して液晶分子の傾
斜方向を決定する水平成分を形成する。電界の水平成分は、切開部７１、７２ａ、７２ｂ
、９１、９２ａ、９２ｂの辺と画素電極１９０の斜辺に垂直である。一つの切開部群７１
、７２ａ、７２ｂ、９１、９２ａ、９２ｂは、画素電極１９０をそれぞれ二つの主辺を有
する複数の副領域（ｓｕｂ-ａｒｅａ）に分離し、各副領域の液晶分子の傾斜方向は、電
界の水平成分によって定められる方向となり、傾斜方向は略４つの方向である。このよう
に、液晶分子が様々な方向に傾斜するようにすると、液晶表示装置の基準視野角が大きく
なる。
【0107】
少なくとも一つの切開部９１、９２ａ、９２ｂ、７１、７２ａ、７２ｂは、突起（図示せず）や陥没部（図示せず）に代えることができる。突起は、有機物または無機物で形成さ
れ、電界生成電極１９０、２７０の上または下に配置することができる。
【0108】
一方、液晶分子３１０の傾斜方向と偏光子１２、２２の透過軸が４５度をなすとき最高の輝度を得られるが、本実施形態では、全ドメインにおいて液晶分子３１０の傾斜方向がゲ
ート線１２１と４５°をなし、ゲート線１２１は、表示板１００、２００の周縁と垂直ま
たは水平である。その結果、本実施形態において、偏光子１２、２２の透過軸を表示板１
００、２００の周縁に対して垂直または平行に付着すると最高の輝度を得られると同時に
、偏光子１２、２２を安価に製造することができる。
【0109】
切開部９１、９２ａ、９２ｂ、７１、７２ａ、７２ｂの形状及び配置は変更することができる。
【0110】
前記実施形態で説明した薄膜トランジスタ表示板の多くの特徴は、図１２乃至図１５に示した薄膜トランジスタ表示板にも適用できる。
【0111】
図１６は、本発明の他の実施形態による薄膜トランジスタ表示板の配置図であり、図１７は、本発明の他の実施形態による共通電極表示板の配置図であり、図１８は、図１６及び
図１７の二つの表示板を備える液晶表示装置の配置図であり、図１９及び図２０は、図１
８の液晶表示装置のＸＩＸａ-ＸＩＸａ線及びＸＸ-ＸＸｂ線に沿った断面図である。
【0112】
本発明の他の実施形態による液晶表示装置も薄膜トランジスタ表示板１００と、共通電極表示板２００と、これら二つの表示板１００、２００の間に介在される液晶層３とを備え
る。
【0113】
本実施形態による薄膜トランジスタ表示板１００の層状構造は、図１２乃至図１５と略同様である。
【0114】
薄膜トランジスタ表示板１００は、ゲート電極１２４を有する複数のゲート線１２１が基板１１０上に形成され、その上にゲート絶縁膜１４０、突出部１５４を有する線状半導体
１５１、及び突出部１６３を有する複数の線状オーミック接触部材１６１及び複数の島状
オーミック接触部材１６５が順次に形成されている。ソース電極１７３を有する複数のデ
ータ線１７１及び複数のドレイン電極１７５がオーミック接触部材１６１、１６５及びゲ
ート絶縁膜１４０上に形成され、保護膜１８０がその上に形成され、保護膜１８０及びゲ
ート絶縁膜１４０には複数のコンタクトホール１８１、１８２、１８５が形成されている
。保護膜１８０上には、複数の画素電極１９０及び複数の接触補助部材８１、８２が形成
されている。
【0115】
前記実施形態と異なって別途の蓄積電極線を有しない。
【0116】
線状半導体１５１と同一層からなり、隣接した二つのゲート線１２１の略中間部に位置する複数の島状半導体１５７が形成され、その上に島状オーミック接触部材１６７が形成さ
れている。
【0117】
ソース電極１７３は、Ｕ字状で、一字状のドレイン電極１７５の一端を一部取り囲み、オーミック接触部材１６７上には、蓄積導電体１７７がデータ線１７１として形成されてい
る。
【0118】
保護膜１８０には、蓄積導電体１７７の一部を露出させる複数のコンタクトホール１８９が形成され、上部保護膜１８０ｑには、下部保護膜１８０ｐを露出させ、蓄積導電体１７
７上部に位置する開口部１８７が形成されている。コンタクトホール１８１、１８２、１
８５、１８９と開口部１８７は、緩慢な角度の側壁を有し、特に、上部保護膜１８０ｑか
らなるコンタクトホール１８１、１８２、１８５、１８９と開口部１８７側壁の上部は、
基板１１０表面と約３０〜８５°をなしている。
【0119】
画素電極１９０は、開口部１８７で蓄積導電体１７７と重なり、４つの角が面取りされて斜辺をなす。
【0120】
画素電極１９０は、中央切開部９１、９２、下部切開部９３ａ、９４ａ、９５ａ及び上部切開部９３ｂ、９４ｂ、９５ｂを有し、画素電極１９０は、この切開部によって複数の領
域に分割される。切開部９１〜９５ｂは、画素電極１９０を２等分する横中心線に対して
略反転対称をなしている。
【0121】
下部及び上部切開部９３ａ〜９５ｂは、略画素電極１９０の左辺、左角、下辺または上辺から右辺に斜めに延び、画素電極１９０横中心線に対して下半部と上半部にそれぞれ位置
している。下部及び上部切開部９３ａ〜９５ｂは、ゲート線１２１に対して約４５°をな
し、互いに垂直に延びている。
【0122】
中央切開部９１は、画素電極１９０の中央に配置され、左辺に位置した入口を有する。中央切開部９１の入口は、下部切開部９３ａ、９４ａ、９５ａと上部切開部９３ｂ、９４ｂ
、９５ｂにそれぞれ略平行である一対の斜辺を有し、入口付近にコンタクトホール１８９
が位置する。中央切開部９２は、画素電極１９０の横中心線に沿って短く延びた横部と、
横部から画素電極１９０の左側に向けて斜めに延びた一対の斜線部を有する。斜線部は、
ゲート線１２１と略４５°をなす。
【0123】
切開部９１〜９５ｂによって分割される領域の数または切開部の数は、画素の大きさ、画素電極１９０の横辺と縦辺の長さ比、液晶層３の種類や特性などの設計要素によって変化
し、傾斜方向も変化することが可能である。
【0124】
遮蔽電極８８は、データ線１７１に沿って延びている縦部と、ゲート線１２１に沿って延びている横部を有し、縦部はデータ線１７１を完全に覆い、横部はゲート線１２１の境界
線の内側に位置する。遮蔽電極８８の縦部は、コンタクトホール１８９を介して蓄積導電
体１７７に接続される突出部８９を有する。
【0125】
遮蔽電極８８は、共通電圧の印加を受け、データ線１７１と画素電極１９０との間及びデータ線１７１と共通電極２７０との間で形成される電界を遮断し、画素電極１９０の電圧
歪曲及びデータ線１７１が伝達するデータ電圧の信号遅延が減少する。
【0126】
また、画素電極１９０と遮蔽電極８８の短絡を防止するために、これらの間に距離を設ける必要があるので、画素電極１９０がデータ線１７１から一層離れた所に配置され、これ
らの間の寄生容量が減少する。さらに、液晶層３の誘電率が保護膜１８０の誘電率よりも
高いので、データ線１７１と遮蔽電極８８との間の寄生容量は、遮蔽電極８８がないとき
データ線１７１と共通電極２７０との間の寄生容量よりも小さい。
【0127】
遮蔽電極８８から共通電圧の供給を受ける蓄積導電体１７７は、主に開口部１８７で下部保護膜１８０ｐのみを介在して画素電極１９０と重なることで、液晶キャパシタと並列に
接続されて電圧保持能力を強化するストレージキャパシタをなす。
【0128】
このように、無機絶縁物からなる下部保護膜１８０ｐのみを介在して画素電極１９０と蓄積導電体１７７が重なるので、ゲート線１２１と同一層に蓄積電極を別に設けなくても蓄
積容量を確保できる。これにより、中間に介在される非晶質シリコンがないため、ストレ
ージキャパシタが安定的に動作することができる。その結果、画面のフリッカー現象また
は残像を防止でき、良好な表示特性を実現できる。
【0129】
次に、共通電極表示板２００について図１７乃至図１９を参照して説明する。
【0130】
共通電極表示板２００は、前記実施形態と同様に、遮光部材２２０、カバー膜２５０、共通電極２７０及び配向膜２１が絶縁基板２１０上に形成されている。
【0131】
遮光部材２２０は、データ線１７１に対応する線状部分２２１と薄膜トランジスタに対応する辺状部分２２３を有する。
【0132】
また、基板２１０上には複数のカラーフィルタ２３０が形成され、画素電極１９０に沿って縦方向に長く延びている。カラーフィルタ２３０は、基本色、例えば、赤色、緑色及び
青色の三原色のうちの一つを表示することができる。
【0133】
カラーフィルタ２３０上には、カバー膜２５０が形成されている。カバー膜２５０は、カラーフィルタ２３に含まれた色素が出て液晶層３を汚染することを防止し、平坦面を提供
する。
【0134】
共通電極２７０は、複数の切開部７１、７２、７３ａ、７４ａ、７５ａ、７３ｂ、７４ｂ、７５ｂ群を有する。
【0135】
一つの切開部７１〜７５ｂ群は、一つの画素電極１９０と対向し、中央切開部７１、７２、下部切開部７３ａ、７４ａ、７５ａ及び上部切開部７３ｂ、７４ｂ、７５ｂを有する。
切開部７１〜７５ｂそれぞれは、画素電極１９０の隣接切開部９１〜９５ｂの間または切
開部９３ａ〜９５ｂと画素電極１９０の面取りされた斜辺の間に配置されている。また、
各切開部７１〜７５ｂは、画素電極１９０の下部切開部９３ａ、９４ａ、９５ａまたは上
部切開部９３ｂ、９４ｂ、９５ｂと平行に延びた少なくとも一つの斜線部を有する。
【0136】
下部及び上部切開部７４ａ、７５ａ、７４ｂ、７５ｂそれぞれは斜線部と横部及び縦部を有する。斜線部は、略画素電極１９０の上辺または下辺から右辺に延びている。横部及び
縦部は、斜線部の各終端から画素電極１９０の辺に沿って重なって延び、斜線部と鈍角を
なす。
【0137】
下部及び上部切開部７３ａ、７３ｂそれぞれは、斜線部と一対の縦部を有する。斜線部は、略画素電極１９０の左辺から右辺に延びている。縦部は、斜線部の各終端から画素電極
１９０の辺に沿って重なって延び、斜線部と鈍角をなす。
【0138】
中央切開部７１、７２は、中央横部、一対の斜線部及び一対の縦断縦部を有する。中央横部は、画素電極１９０の右辺または中央から画素電極１９０の横中心線に沿って左に延び
、斜線部は中央横部の終端から中央横部と斜角をなし、画素電極１９０の左辺に向けて延
びている。縦断縦部は、斜線部の各終端から画素電極１９０の辺に沿って重なって延び、
斜線部と鈍角をなす。
【0139】
図２１は、本発明の他の実施形態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２２は、本発明の他の実施形態による液晶表示装置用共通電極表示板の配置図
であり、図２３は、図２１に示す薄膜トランジスタ表示板と、図２２に示す共通電極表示
板を備える液晶表示装置の配置図であり、図２４は、図２３の液晶表示装置のＸＸＩＶ-
ＸＸＩＶ´線に沿った断面図である。
【0140】
図２１乃至図２４に示すように、本実施形態による液晶表示装置も薄膜トランジスタ表示板１００、共通電極表示板２００、これら二つの表示板１００、２００の間に介在される
液晶層３、及び二つの表示板１００、２００の外側面に付着されている一対の偏光子１２
、２２を備える。
【0141】
本実施形態による表示板１００、２００の層状構造は、図１２乃至図１５に示した表示板１００、２００の層状構造と略同様である。
【0142】
薄膜トランジスタ表示板１００は、ゲート電極１２４を有する複数のゲート線１２１が基板１１０上に形成され、その上にゲート絶縁膜１４０上に突出部１５４を有する複数の線
状半導体１５１及び突出部１６３を有する複数の線状オーミック接触部材１６１及び島状
オーミック接触部材１６５が順次に形成されている。ソース電極１７３を有する複数のデ
ータ線１７１と複数のドレイン電極１７５がオーミック接触部材１６１、１６５及びゲー
ト絶縁膜１４０上に形成され、下部絶縁膜１８０ｐ及びカラーフィルタ２３０が順次に形
成されて保護膜をなし、下部絶縁膜１８０ｐ及びゲート絶縁膜１４０には、複数のコンタ
クトホール１８１、１８２、１８５が形成されている。カラーフィルタ２３０は、下部絶
縁膜１８０ｐ及びコンタクトホール１８５を露出させる開口部２３５を有し、保護膜１８
０ｐ、２３０上には、複数の画素電極１９０及び複数の接触補助部材８１、８２が形成さ
れ、その上に配向膜１１が形成されている。
【0143】
共通電極表示板２００は、遮光部材２２０、カバー膜２５０、共通電極２７０及び配向膜２１が絶縁基板２１０上に形成されている。
【0144】
しかし、図１２乃至図１５と異なって、ドレイン電極１７５は、画素電極１９０の中央部まで延びて横方向に拡張された拡張部を有し、カラーフィルタ２３０の開口部２３５は、
ドレイン電極１７５の拡張部を露出させる。開口部２３５は、画素電極１９０とドレイン
電極１７５を接続するコンタクトホール１８５まで延びているが、そうでないことも可能
である。
【0145】
画素電極１９０の４つの角が面取りされて斜辺をなし、これらと同一層には遮蔽電極８８が形成されている。
【0146】
また、遮蔽電極８８は、横方向に延びて画素電極１９０の凹部に位置し、カラーフィルタ２３０の開口部２３５によってドレイン電極１７５と重なる蓄積電極部８５を有する。画
素電圧が伝達されるドレイン電極１７５と共通電圧が伝達される蓄積電極部８５は、互い
に重なってストレージキャパシタをなす。このように、遮蔽電極８８を拡張しドレイン電
極１７５と重ならせてストレージキャパシタを形成することで、本実施形態では、前記実
施形態のような別途の蓄積電極線が不要である。このとき、下部絶縁膜１８０ｐのみを介
在しドレイン電極１７５と蓄積電極部８５が重なることによって狭い面積で蓄積容量を十
分確保できるので、不透明なドレイン電極１７５の面積を最少化することができ、その結
果、画素の開口率を極大化することができる。このとき、遮蔽電極８８の蓄積電極部８５
、カラーフィルタ２３０の開口部、及びドレイン電極１７５の拡張部は、液晶表示装置の
表示特性を向上するために様々な形態に変形可能である。
【0147】
前記実施形態で説明した液晶表示装置の多くの特徴は、図２１乃至図２４に示した液晶表示装置にも適用できる。
【0148】
図２５は、本発明の他の実施形態による液晶表示装置用薄膜トランジスタ表示板の構造を示した配置図であり、図２６は、本発明の他の実施形態による液晶表示装置用共通電極表
示板の構造を示した配置図であり、図２７は、図２５の薄膜トランジスタ表示板と、図２
６の薄膜トランジスタ表示板からなる液晶表示装置の構造を示した配置図であり、図２８
及び図２９は、図２６に示す液晶表示装置のＸＸＶＩＩＩ-ＸＸＶＩＩＩ´線及びＸＸＩ
Ｘ-ＸＸＩＸ´線に沿った断面図であり、図３０は、本発明の実施形態による液晶表示装
置の一つの画素の構成を示した回路図である。
【0149】
本実施形態による液晶表示装置も、薄膜トランジスタ表示板１００、これと対向する共通電極表示板２００、これら二つの表示板１００、２００の間に介在される液晶層３を備え
る。
【0150】
本実施形態による表示板１００、２００の層状構造は、図２１乃至図２４と略同様である。
【0151】
薄膜トランジスタ表示板１００は、ゲート電極１２４を有する複数のゲート線１２１が基板１１０上に形成され、その上にゲート絶縁膜１４０、突出部１５４を有する複数の線状
半導体１５１及び突出部１６３を有する複数の線状オーミック接触部材１６１及び島状オ
ーミック接触部材１６５が順次に形成されている。ソース電極１７３を有する複数のデー
タ線１７１と複数のドレイン電極１７５がオーミック接触部材１６１、１６５及びゲート
絶縁膜１４０上に形成され、下部絶縁膜１８０ｐ及びカラーフィルタ２３０が順次に形成
され、下部絶縁膜１８０ｐ及びゲート絶縁膜１４０には、複数のコンタクトホール１８１
、１８２が形成されている。保護膜１８０ｐ、２３０上には、複数の第１、第２画素電極
１９０ａ、１９０ｂ、及び複数の接触補助部材８１、８２が形成され、その上には配向膜
１１が形成されている。
【0152】
共通電極表示板２００は、遮光部材２２０、カバー膜２５０、共通電極２７０及び配向膜２１が絶縁基板２１０上に形成されている。
【0153】
図２１乃至図２４の液晶表示装置と異なって、ゲート線１２１と同一層に複数の蓄積電極線１３１ａ、１３１ｂが形成されている。
【0154】
それぞれの蓄積電極線１３１ａ、１３１ｂは主に横方向に延び、互いに隣接するゲート線１２１の間にそれぞれ対をなして配置されている。それぞれの蓄積電極線１３１ａ、１３
１ｂは、互いに隣接するゲート線１２１付近に位置し、蓄積電極１３５ａ、１３５ｂをな
す複数の突出部をそれぞれ有する。二つの蓄積電極１３５ａ、１３５ｂは、他の部分より
も広い幅に拡張され、二つの蓄積電極線１３１ａ、１３１ｂは、ゲート線１２１と平行で
ある第１、第２画素電極１９０ａ、１９０ｂの中心線に対して対称構造を有する。
【0155】
それぞれのドレイン電極１７５は、それぞれの蓄積電極１３５ａ、１３５ｂとそれぞれ重なる長方形の拡張部１７５ａ、１７５ｂを有する。ドレイン電極１７５のそれぞれの拡張
部１７５ａ、１７５ｂは、蓄積電極１３５ａ、１３５ｂよりも小さい面積を有していて、
拡張部１７５ａ、１７５ｂで覆われない蓄積電極１３５ａ、１３５ｂの面積を極大化する
ことが好ましく、ゲート線１２１と平行である第１、第２画素電極１９０ａ、１９０ｂの
中心線に対して対称構造を有することが好ましい。
【0156】
また、ドレイン電極１７５は、ゲート線１２１とデータ線１７１で取り囲まれた領域の中央に位置する容量性結合電極１７６を有する。
【0157】
また、ドレイン電極１７５は、二つの拡張部１７５ａ、１７５ｂと容量性結合電極１７６を互いにそれぞれ接続する連結部１７７ａ、１７７ｂを有する。
【0158】
下部絶縁膜１８０には、一対のドレイン電極１７５の拡張部１７５ａ、１７５ｂをそれぞれ露出させる複数のコンタクトホール１８５ａ、１８５ｂが形成されている。
【0159】
上部絶縁膜であるカラーフィルタ２３０には、対をなす蓄積電極１３５ａ、１３５ｂ及びコンタクトホール１８５ａ、１８５ｂが位置するドレイン電極の拡張部１７５ａ、１７５
ｂ上部の下部絶縁膜１８０ｐをそれぞれ露出させる対をなす開口部２３５ａ、２３５ｂと
容量性結合電極１７６上部の下部絶縁膜１８０ｐを露出させる開口部２３６が形成されて
いる。
【0160】
ここで、第１、第２画素電極１９０ａ、１９０ｂは、切開部９３ａ、９３ｂからなるギャップによって互いに分離されているが、第１画素電極１９０ａは、コンタクトホール１８
５ａ、１８５ｂを介してドレイン電極１７５の拡張部１７５ａ、１７５ｂと物理的・電気
的に接続されドレイン電極１７５からデータ電圧の印加を受ける。第２画素電極１９０ｂ
は、ドレイン電極１７５の容量性結合電極１７６と重なる。これにより、第２画素電極１
９０ｂは、第１画素電極１９０ａに電磁気的に結合（容量性）して間接的にデータ電圧の
印加を受ける。このとき、容量性結合電極１７６は、下部絶縁膜１８０ｐのみを介在しカ
ラーフィルタ２３０の開口部２３６によって第２画素電極１９０ｂと重なっているので、
狭い面積で充分な結合容量を確保でき、その結果、開口率を向上することができる。また
、ドレイン電極１７５よりも広いカラーフィルタ２３０の開口部２３５ａ、２３５ｂによ
って第１画素電極１９０ａと蓄積電極１３５ａ、１３５ｂが下部絶縁膜１８０ｐとゲート
絶縁膜１４０のみを介在して重なっているので、狭い面積で充分な蓄積容量を形成でき、
開口率の低下を防止することができる。
【0161】
一対の第１、第２画素電極１９０ａ、１９０ｂは、データ線１７１とゲート線１２１で取り囲まれた領域内に殆ど存在し、境界の大部分はゲート線１２１及びデータ線１７１と平
行で長方形をなす。
【0162】
このとき、第１画素電極１９０ａは、互いに分離され第２画素電極１９０ｂを中心に上部及び下部に位置する２部分からなる。第１画素電極１９０ａの２部分と第２画素電極１９
０ｂを分離するギャップ９３ａ、９３ｂは、ゲート線１２１に対して±４５°傾斜された
辺を有しており、第２画素電極１９０ｂが第１画素電極１９０ａの２部分の間に介在した
形態であり、第１、第２画素電極１９０ａ、１９０ｂは、ゲート線１２１と平行である第
１、第２画素電極１９０ａ、１９０ｂの中心線に対して対称構造を有する。
【0163】
このような本発明の実施形態による液晶表示装置は、前述したように、第２画素電極１９０ｂは、第１画素電極１９０ａに電磁気的に結合（容量性結合）している。図３０に示す
ように、第１画素電極１９０ａの二部分は、ドレイン電極１７５を介して薄膜トランジス
タＱに直接接続されて薄膜トランジスタＱを介してデータ線１７１によって伝達される画
像信号電圧の印加を受けるのに対し、第２画素電極１９０ｂの電圧は、第１画素電極１９
０ａとの容量性結合に変わる。本実施形態において、第２画素電極１９０ｂの電圧は、第
１画素電極１９０ａの電圧よりも絶対値が常に低い。以下、その理由を具体的に説明する
。
【0164】
図３０で、Ｃｌｃａは第１画素電極１９０ａと共通電極２７０との間で形成される液晶容量を示し、Ｃｓｔａは第１画素電極１９０ａと蓄積電極線１３１との間で形成される蓄積
容量を示す。Ｃｌｃｂは第２画素電極１９０ｂと共通電極２７０との間で形成される液晶
容量を示し、Ｃｓｔｂは第２画素電極１９０ｂと蓄積電極線１３１との間で形成される蓄
積容量を示し、Ｃｃｐは第２画素電極１９０ｂと第１画素電極１９０ａとの間で形成され
る結合容量を示す。
【0165】
共通電極２７０電圧に対する第１画素電極１９０ａの電圧をＶａとし、第２画素電極１９０ｂの電圧をＶｂとするとき、電圧法則に従って、
Ｖｂ＝Ｖａ×［Ｃｃｐ／（Ｃｃｐ＋Ｃｌｃｂ＋Ｃｓｔｂ）］であり、
Ｃｃｐ／（Ｃｃｐ＋Ｃｌｃｂ＋Ｃｓｔｂ）は、常に１より大きくなることができず、Ｖｂ
はＶａよりも常に小さい。このとき、Ｃｌｃａ及びＣｌｃｂに対する共通電極２７０電圧
と、Ｃｓｔａ及びＣｓｔｂに対する蓄積電極線１３１ａ、１３１ｂ電圧が異なることもあ
るが、その場合にも、ＣｌｃａとＣｌｃｂに印加される共通電極２７０電圧が同一である
ため、Ｃｌｃａに印加される画像信号電圧（Ｖａ）の絶対値は、Ｃｌｃｂに印加される画
像信号電圧（Ｖｂ）の絶対値よりも常に大きい値を有することになる。このように、一つ
の画素内に電圧が異なる二つの画素電極を配置すると、液晶分子は、互いに異なる電圧で
駆動されて互いに異なる傾斜角（ｔｉｌｔ ａｎｇｌｅ）で傾斜され、その結果、側面視
認性を向上することができる。
【0166】
Ｃｃｐを調節することでＶａに対するＶｂの比率を調整することができる。Ｃｃｐの調節は、容量性結合電極１７６と第２画素電極１９０ｂの重なり面積と距離を調整することに
よって可能である。重なり面積は、容量性結合電極１７６の幅を変化することで容易に調
整でき、距離は、容量性結合電極１７６の形成位置を変化することで調整できる。即ち、
本発明の実施形態では、容量性結合電極１７６をデータ線１７１と同一層に形成したが、
ゲート線１２１と同一層に形成することで、容量性結合電極１７６と第２画素電極１９０
ｂとの間の距離を増加することができる。このとき、ＶｂはＶａに対して０．６乃至０．
８倍であることが好ましい。
【0167】
一方、他の実施形態において、第２画素電極１９０ｂに第１画素電極１９０ａの電圧よりも絶対値が常に高い電圧を印加することができるが、これは、第２画素電極１９０ｂに共
通電圧などのように任意電圧を印加した状態で第１画素電極１９０ａと容量性結合するこ
とによって行われる。
【0168】
画像信号が直接伝達される第１画素電極１９０ａに対する、高いか、低い画素電圧が伝達される第２画素電極１９０ｂの面積比は１：０．８５〜１：１．１５範囲であることが好
ましく、第１画素電極１９０ａと容量性結合する第２画素電極１９０ｂは、二つ以上を配
置することができる。
【0169】
以上、本発明の好適な実施形態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
び改良形態も本発明の権利範囲に属するものである。
【産業上の利用可能性】
【0170】
本発明は、薄膜トランジスタ表示板の製造に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【0171】
【図1】本発明の一実施形態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】本発明の一実施形態に従って製造する第１工程の薄膜トランジスタ表示板の配置図である。
【図12】本発明の他の実施形態による薄膜トランジスタ表示板の構造を示した配置図である。
【図13】本発明の一実施形態による共通電極表示板の構造を示した配置図である。
【図16】本発明の他の実施形態による薄膜トランジスタ表示板の配置図である。
【図17】本発明の他の実施形態による共通電極表示板の配置図である。
【図21】本発明の他の実施形態による薄膜トランジスタ表示板の構造を示した配置図である。
【図22】本発明の他の実施形態による共通電極表示板の構造を示した配置図である。
【図25】本発明の他の実施形態による薄膜トランジスタ表示板の構造を示した配置図である。
【図26】本発明の他の実施形態による共通電極表示板の構造を示した配置図である。
【符号の説明】
【0172】
１１０ 基板１２１、１２９ ゲート線
１２４ ゲート電極
１４０ ゲート絶縁膜
１５１、１５４ 半導体
１６１、１６３、１６５ オーミック接触部材
１７１、１７９ データ線
１７３ ソース電極
１７５ ドレイン電極
１８０ 保護膜
１８１、１８２、１８５、１８５ａ、１８５ｂ コンタクトホール
１９０、１９０ａ、１９０ｂ 画素電極
８１、８２ 接触補助部材
８８ 遮蔽電極
８５ 蓄積電極部
２７０ 共通電極
２２０ 遮光部材
２３０ カラーフィルタ
２３５、２３６ 開口部