JPH01265234A - アクティブマトリクス基板 - Google Patents
アクティブマトリクス基板Info
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- JPH01265234A JPH01265234A JP63094133A JP9413388A JPH01265234A JP H01265234 A JPH01265234 A JP H01265234A JP 63094133 A JP63094133 A JP 63094133A JP 9413388 A JP9413388 A JP 9413388A JP H01265234 A JPH01265234 A JP H01265234A
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Links
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は大面積、大容量表示が可能な液晶表示体などの
平面型デイスプレィに用いるアクティブマトリクス基板
の構造に閃する。
平面型デイスプレィに用いるアクティブマトリクス基板
の構造に閃する。
従来のアクティブマトリクス基板としては、例えば液晶
表示体の場合、テレビジョン学会誌、第４２巻、ＮＯ，
１，Ｐ２３、（１９８８）に紹介されているように、薄
膜トランジスタをスイッチング素子としたＴＰＴ基板や
、ＭＩＭダイオードをスイッチング素子としたＭ Ｉ
Ｍ基板などかあ。
表示体の場合、テレビジョン学会誌、第４２巻、ＮＯ，
１，Ｐ２３、（１９８８）に紹介されているように、薄
膜トランジスタをスイッチング素子としたＴＰＴ基板や
、ＭＩＭダイオードをスイッチング素子としたＭ Ｉ
Ｍ基板などかあ。
た。
しかし、前述の従来技術において、ＴＰＴは多結晶シリ
コンやアモルファスシリコンなどの材料より形成される
が、形成時の工程数が多く、画素数を多（しようとＴＦ
Ｔ数を増やした場合や大面積化した場合などには歩留り
の低下を招き、ＴＦＴ基板が高価になったり、大面積化
が困難であるなどの問題点がある。またＭＩＭ素子など
のダイオード特性を示す二端子素子は工程数が少なく、
大面積化や低価格化には有利であるが、一方、二端子素
子内に所望の電流を流す場合に端子間電圧が大きくなっ
たり、電流の０Ｎ１０ＦＦ比が大きくとれないなどの欠
点があり、ＭＩＭ基板を用いた液晶表示体ではクロスト
ークが発生したり、階調がとれないなどの問題点が発生
している。
コンやアモルファスシリコンなどの材料より形成される
が、形成時の工程数が多く、画素数を多（しようとＴＦ
Ｔ数を増やした場合や大面積化した場合などには歩留り
の低下を招き、ＴＦＴ基板が高価になったり、大面積化
が困難であるなどの問題点がある。またＭＩＭ素子など
のダイオード特性を示す二端子素子は工程数が少なく、
大面積化や低価格化には有利であるが、一方、二端子素
子内に所望の電流を流す場合に端子間電圧が大きくなっ
たり、電流の０Ｎ１０ＦＦ比が大きくとれないなどの欠
点があり、ＭＩＭ基板を用いた液晶表示体ではクロスト
ークが発生したり、階調がとれないなどの問題点が発生
している。
そこで本発明はこのような問題点を解決するためのもの
で、その目的とするところは、歩留り良く安価に大面積
化・大容量化が実現でき、しかもクロストークをおさえ
階調を太き（した高ｉＩ質の表示体を実現できるアクテ
ィブマトリクス基板を提供するところにある。
で、その目的とするところは、歩留り良く安価に大面積
化・大容量化が実現でき、しかもクロストークをおさえ
階調を太き（した高ｉＩ質の表示体を実現できるアクテ
ィブマトリクス基板を提供するところにある。
前述の問題点を解決するため、本発明のアクティブマト
リクス基板は、絶縁性基板あるいは半導体基板の表面に
二次元的に配列されたカルコゲン非晶質材料より成るス
イッチング素子を具備することを特徴としている。
リクス基板は、絶縁性基板あるいは半導体基板の表面に
二次元的に配列されたカルコゲン非晶質材料より成るス
イッチング素子を具備することを特徴としている。
本発明を実施例に基づき詳述する。
（実施例−１）
本発明の第一の実施例としてガラス基板を用いたアクテ
ィブマトリクス基板について説明する。
ィブマトリクス基板について説明する。
第１図はガラス基板上にカルコゲン非晶質材料より成る
スイッチング索子を形成したアクティブマトリクス基板
の一部分の概略斜視図である。７０５９（フーニング社
製）ガラス基Ｆ！、ｔｏｔの表面にデータ線１０２、ｉ
ｌ素電極１０３およびスイッチング素子１０４が二次元
的に配列している。
スイッチング索子を形成したアクティブマトリクス基板
の一部分の概略斜視図である。７０５９（フーニング社
製）ガラス基Ｆ！、ｔｏｔの表面にデータ線１０２、ｉ
ｌ素電極１０３およびスイッチング素子１０４が二次元
的に配列している。
スイッチング索子１０４は各画素電極１０３に対して１
素子ずつ設けられ、データｔｉ１１０２から画素電極１
０３へ信号伝送のスイッチングを行なうものである。第
２図（ａ）および（ｂ）はガラス基板上に形成したスイ
ッチング素子の表面概略図および断面概略図である。７
０５９ガラス基板２０１表面にストライプ状の金属モリ
ブデン層を形成しデータ！！！２０２とする。データａ
２０２の表面に一定間隔毎に厚さ８０００人のＡｓｅ、
ｓＴｅ＠ 、ｓ Ｇａ４ 、ｔ Ｓｉ９．を非晶＊ｆｆ
１２０３および金−モリブデン膜２０４を積層しスイッ
チング素子とする。金属モリブデン［２０４の表面およ
びガラス基板２０１０表面に！！沢的に透明導電体であ
るＩＴＯＩ！！を形成しＩＮ素電極２０５とする。金属
モリブデン層２０２、Ａｓｓ 、ｓ Ｔｅａ、６Ｇｅｅ
、＋Ｓｉ＊、＋非晶１９２０３、金屑モリブデン膜２０
４およびＩＴＯａはスパッタ法で形成している。金属モ
リブデンとＡｓ、 、 ｓ Ｔｅｓ 、＊ Ｇｅｔ −
ｌ５ｌｓ −＋非晶質層との間、および金属モリブデン
とＩ Ｔｏｔａｌとの間はオーミック接続となっている
。この構造のスイッチング素子において、ゲート腺とｉ
Ｌｌを電極の間で非線形で対称な電流−電圧特性を示す
、第３図はスイッチング素子の電流−電圧特性を示すグ
ラフである。スイッチング素子に加える電圧を保持電圧
Ｖ８以下から徐々に電圧を加えていくと電流はほとんど
流れないＯＦＦ状色が続くが、印加電圧がしきい値電圧
ｖ１１１に達した瞬間に大電流が流れ始め、スイッチン
グ素子はＯＮＮ皿回なる。ＯＮ状信ではスイッチング索
子の抵抗Ｒ６Ｎは非常に小さい。このＯＮｔ＆聾から印
加電圧を小さくしてい（と電流は急激に減少し保持電圧
ＶＨ以下まで小さくすると電流はほとんど流れないＯＦ
Ｆ状通に戻る。ＯＦＦ状態ではスイッチング素子の抵抗
Ｒｏｒｒは非常に大きく、ＯＦＦ時と０８時の抵抗比Ｒ
０Ｈ／Ｒｏｒｒは４桁以上の大きな値になる。したがっ
て、ＯＮ吠信で画素電極に信号を書き込み、ＯＦＦ伏歯
で保持する駆動方法によって液晶表示体などのスタティ
ックな駆動が可能である。このスイッチング素子は０Ｆ
ＦａａとＯＮ伏■がステップ関数的に急峻に遷移するた
め、ダイオード特性を示すＭＩＭ素子などと異なり、ｏ
Ｎ吠０あるいは０１７ Ｆ吠態の駆動電圧のマージンが
太き（とれる、その結果、同じデータ線につながる画素
電極相互のクロストークの発生を防止でき、またコント
ラストやＦｌ！１１が太き（とれるなど画質向上が計れ
ることになる。
素子ずつ設けられ、データｔｉ１１０２から画素電極１
０３へ信号伝送のスイッチングを行なうものである。第
２図（ａ）および（ｂ）はガラス基板上に形成したスイ
ッチング素子の表面概略図および断面概略図である。７
０５９ガラス基板２０１表面にストライプ状の金属モリ
ブデン層を形成しデータ！！！２０２とする。データａ
２０２の表面に一定間隔毎に厚さ８０００人のＡｓｅ、
ｓＴｅ＠ 、ｓ Ｇａ４ 、ｔ Ｓｉ９．を非晶＊ｆｆ
１２０３および金−モリブデン膜２０４を積層しスイッ
チング素子とする。金属モリブデン［２０４の表面およ
びガラス基板２０１０表面に！！沢的に透明導電体であ
るＩＴＯＩ！！を形成しＩＮ素電極２０５とする。金属
モリブデン層２０２、Ａｓｓ 、ｓ Ｔｅａ、６Ｇｅｅ
、＋Ｓｉ＊、＋非晶１９２０３、金屑モリブデン膜２０
４およびＩＴＯａはスパッタ法で形成している。金属モ
リブデンとＡｓ、 、 ｓ Ｔｅｓ 、＊ Ｇｅｔ −
ｌ５ｌｓ −＋非晶質層との間、および金属モリブデン
とＩ Ｔｏｔａｌとの間はオーミック接続となっている
。この構造のスイッチング素子において、ゲート腺とｉ
Ｌｌを電極の間で非線形で対称な電流−電圧特性を示す
、第３図はスイッチング素子の電流−電圧特性を示すグ
ラフである。スイッチング素子に加える電圧を保持電圧
Ｖ８以下から徐々に電圧を加えていくと電流はほとんど
流れないＯＦＦ状色が続くが、印加電圧がしきい値電圧
ｖ１１１に達した瞬間に大電流が流れ始め、スイッチン
グ素子はＯＮＮ皿回なる。ＯＮ状信ではスイッチング索
子の抵抗Ｒ６Ｎは非常に小さい。このＯＮｔ＆聾から印
加電圧を小さくしてい（と電流は急激に減少し保持電圧
ＶＨ以下まで小さくすると電流はほとんど流れないＯＦ
Ｆ状通に戻る。ＯＦＦ状態ではスイッチング素子の抵抗
Ｒｏｒｒは非常に大きく、ＯＦＦ時と０８時の抵抗比Ｒ
０Ｈ／Ｒｏｒｒは４桁以上の大きな値になる。したがっ
て、ＯＮ吠信で画素電極に信号を書き込み、ＯＦＦ伏歯
で保持する駆動方法によって液晶表示体などのスタティ
ックな駆動が可能である。このスイッチング素子は０Ｆ
ＦａａとＯＮ伏■がステップ関数的に急峻に遷移するた
め、ダイオード特性を示すＭＩＭ素子などと異なり、ｏ
Ｎ吠０あるいは０１７ Ｆ吠態の駆動電圧のマージンが
太き（とれる、その結果、同じデータ線につながる画素
電極相互のクロストークの発生を防止でき、またコント
ラストやＦｌ！１１が太き（とれるなど画質向上が計れ
ることになる。
（実施例−２）
本発明の第二の実施例として表面に絶縁層を持つ半導体
基板を用いてアクティブマトリクス基板について説明す
る。第４図（ａ）および（ｂ）はシリコン基板上に形成
したスイッチング素子の表面概略図および断面概略図で
ある。このスイッチング素子のシリコン基板表面での配
列は第一図に示したものとほぼ同様である。第４図にお
いて、■）型のシリコン基板４０１の表面層にストライ
プ吠のｎ型シリコン層より成るデータｔ！１ｔ４０２を
形成し１．シリコン基板４０１表面をＳ ｉＯ＊絶縁膜
４０３で覆う。ゲート線４０２表面に一定間隔毎にコン
タクトホール４０４を開けたのち、Ｔｅａ、ｚｉＧ（ｉ
ｓ、＋ａ Ｓｏ、＋非晶質層４０５をスパッタ法により
形成する。このカルコゲン非晶質層のコンタクトホール
４０４表面での膜厚は５０００人である。画素電極４０
６は金属モリブデン薄膜をパターニングして、Ｔｅ、、
、、Ｇ６．。
基板を用いてアクティブマトリクス基板について説明す
る。第４図（ａ）および（ｂ）はシリコン基板上に形成
したスイッチング素子の表面概略図および断面概略図で
ある。このスイッチング素子のシリコン基板表面での配
列は第一図に示したものとほぼ同様である。第４図にお
いて、■）型のシリコン基板４０１の表面層にストライ
プ吠のｎ型シリコン層より成るデータｔ！１ｔ４０２を
形成し１．シリコン基板４０１表面をＳ ｉＯ＊絶縁膜
４０３で覆う。ゲート線４０２表面に一定間隔毎にコン
タクトホール４０４を開けたのち、Ｔｅａ、ｚｉＧ（ｉ
ｓ、＋ａ Ｓｏ、＋非晶質層４０５をスパッタ法により
形成する。このカルコゲン非晶質層のコンタクトホール
４０４表面での膜厚は５０００人である。画素電極４０
６は金属モリブデン薄膜をパターニングして、Ｔｅ、、
、、Ｇ６．。
１ａＳ＠、ｌ非晶質層４０５表面に形成する。ｎ型シリ
コン層とカルコゲン非晶質層およびカルコゲン非晶ａＪ
ｉ！と画素電極の間でオーミツクコンタクトがとれてお
り、ｎ型シリコン層と画素電極の間でスイッチング素子
を形成している。このスイッチング素子の電流−電圧特
性あるいは駆動方法は実施例−１に述べたものとほぼ同
様である。したがって同様に画質の向上が期待できる。
コン層とカルコゲン非晶質層およびカルコゲン非晶ａＪ
ｉ！と画素電極の間でオーミツクコンタクトがとれてお
り、ｎ型シリコン層と画素電極の間でスイッチング素子
を形成している。このスイッチング素子の電流−電圧特
性あるいは駆動方法は実施例−１に述べたものとほぼ同
様である。したがって同様に画質の向上が期待できる。
前述の実施例においては、カルコゲン非晶質材料として
Ａｓ−Ｔｃ−Ｇｅ−３ｉ系およびＴｅ −Ｇｅ−Ｓ系を
とり上げたが、本発明の適用範囲はこの領域にとどまら
ずＩＶ−Ｖｌ族カルコゲン化合物およびこれにｖ族が混
入した材料系に適用できる。電極材料としてはモリブデ
ンのみならず、タングステン、金、白金、ニッケル等の
拡散定数の小さな金属あるいは導電性物質が使用できる
。本発明のアクティブマトリクス基板の用途は液晶表示
体の他に、プラズマ表示体、ＥＬ表示体、ＥＣ表示体、
ＬＥＯ表示体等の平面型デイスプレィに応用できる。
Ａｓ−Ｔｃ−Ｇｅ−３ｉ系およびＴｅ −Ｇｅ−Ｓ系を
とり上げたが、本発明の適用範囲はこの領域にとどまら
ずＩＶ−Ｖｌ族カルコゲン化合物およびこれにｖ族が混
入した材料系に適用できる。電極材料としてはモリブデ
ンのみならず、タングステン、金、白金、ニッケル等の
拡散定数の小さな金属あるいは導電性物質が使用できる
。本発明のアクティブマトリクス基板の用途は液晶表示
体の他に、プラズマ表示体、ＥＬ表示体、ＥＣ表示体、
ＬＥＯ表示体等の平面型デイスプレィに応用できる。
本発明は、次に列記するような格別なる発明の効果を有
する。
する。
（１） カルコゲン非晶質材料はスパッタ法などによ
り形成できるため、アクティブマトリクス基板が大面積
にしかも安価に製造できる。
り形成できるため、アクティブマトリクス基板が大面積
にしかも安価に製造できる。
（２） 二端子素子の特長を生かして、フォト工程が少
なくでき、製造上の歩留が向上する。
なくでき、製造上の歩留が向上する。
（３） スイッチング素子の特性が非線形でしかもステ
ップ関数的であり、０Ｎ１０ＦＦ比が大きくとれること
、ＯＮＮ回通るいはＯＦＦ吠態０駆動電圧のマージンが
大きいことなど優れたものであり、二端子素子でありな
がら、ＴＰＴ等の三端子素子以上の高画質化が可能であ
る。
ップ関数的であり、０Ｎ１０ＦＦ比が大きくとれること
、ＯＮＮ回通るいはＯＦＦ吠態０駆動電圧のマージンが
大きいことなど優れたものであり、二端子素子でありな
がら、ＴＰＴ等の三端子素子以上の高画質化が可能であ
る。
（４） スイッチング素子は保持機能を有しており、駆
動電圧も小さくできるため、駆動用ＩＣがＴｍ略化でき
コスト低減できる。
動電圧も小さくできるため、駆動用ＩＣがＴｍ略化でき
コスト低減できる。
ｔＪ１図から第４図は本発明の詳細な説明するためのも
のである。 第１図はガラス基板上にスイッチング素子を形成したア
クティブマトリクス基板の一部分の概略斜視図である。 第２図（ａ）および（ｂ）はガラス基板上に形成したス
イッチング素子の表面概略図および断面概略図である。 第３図はスイッチング素子の電流−電圧特性を示すグラ
フである。 第４図（ａ）および（ｂ）はシリコン基板上に形成した
スイッチング素子の表面概略図および断面概略図である
。 １０１．２０１・・・ガラス基板 １０２．２０２・・・データ線 １０３．２０５・・・画素電極 １０４・・・スイッチング素子 ２０３−Ａｓｈ 、ｓ Ｔｅａ 、ａ Ｇｅｍ 、＋
Ｓｉ１．、非晶質層 ２０４・・・金属モリブデン膜 ４０１・・・シリコン基板 ４０２・・・データ線 ４０３・・・Ｓｉｎ、絶縁膜 ４０４・・・コンタクトホール ４０５−Ｔｅａ 、 ｔ ｓ Ｇｅ＠ 、
ｌ ａ Ｓｔ 、 ｌ非晶質層 以 上 出願人 セイコーエプソン株式会社 代理人 弁理士 上 柳 ａ 誉 他１名笛１１幻
のである。 第１図はガラス基板上にスイッチング素子を形成したア
クティブマトリクス基板の一部分の概略斜視図である。 第２図（ａ）および（ｂ）はガラス基板上に形成したス
イッチング素子の表面概略図および断面概略図である。 第３図はスイッチング素子の電流−電圧特性を示すグラ
フである。 第４図（ａ）および（ｂ）はシリコン基板上に形成した
スイッチング素子の表面概略図および断面概略図である
。 １０１．２０１・・・ガラス基板 １０２．２０２・・・データ線 １０３．２０５・・・画素電極 １０４・・・スイッチング素子 ２０３−Ａｓｈ 、ｓ Ｔｅａ 、ａ Ｇｅｍ 、＋
Ｓｉ１．、非晶質層 ２０４・・・金属モリブデン膜 ４０１・・・シリコン基板 ４０２・・・データ線 ４０３・・・Ｓｉｎ、絶縁膜 ４０４・・・コンタクトホール ４０５−Ｔｅａ 、 ｔ ｓ Ｇｅ＠ 、
ｌ ａ Ｓｔ 、 ｌ非晶質層 以 上 出願人 セイコーエプソン株式会社 代理人 弁理士 上 柳 ａ 誉 他１名笛１１幻
Claims (4)
- （１）絶縁性基板あるいは半導体基板の表面に二次元的
に配列されたカルコゲン非晶質材料より成るスイッチン
グ素子を具備することを特徴とするアクティブマトリク
ス基板。 - （２）前記カルコゲン非晶質材料の構成成分にテルル（
Ｔｅ）を含むことを特徴とする請求項１に記載のアクテ
ィブマトリクス基板。 - （３）前記カルコゲン非晶質材料の構成成分にシリコン
（Ｓｉ）を含むことを特徴とする請求項１に記載のアク
ティブマトリクス基板。 - （４）前記カルコゲン非晶質材料の構成成分にひ素（Ａ
ｓ）、Ｔｅ、ゲルマニウム（Ｇｅ）、Ｓｉを含むことを
特徴とする請求項１に記載のアクティブマトリクス基板
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63094133A JPH01265234A (ja) | 1988-04-15 | 1988-04-15 | アクティブマトリクス基板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63094133A JPH01265234A (ja) | 1988-04-15 | 1988-04-15 | アクティブマトリクス基板 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01265234A true JPH01265234A (ja) | 1989-10-23 |
Family
ID=14101901
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63094133A Pending JPH01265234A (ja) | 1988-04-15 | 1988-04-15 | アクティブマトリクス基板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01265234A (ja) |
-
1988
- 1988-04-15 JP JP63094133A patent/JPH01265234A/ja active Pending
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