JPH02179615A

JPH02179615A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JPH02179615A
Application number: JP63334716A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Nomoto; 野本　勉; Mamoru Yoshida; 守吉田; Tamahiko Nishiki; 玲彦西木; Hiromi Takahashi; 高橋　博実
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 1988-12-29
Filing date: 1988-12-29
Publication date: 1990-07-12

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。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、液晶駆動制御用のスイッチング素子が内蔵さ
れたアクティブマトリックス方式の液晶表示装置（以下
、ＬＣＤという）に関するものである。

（従来の技術）従来、この種のＬＣＤとしては、例えば第２図に示すよ
うなものがあった。以下、その構成を図を用いて説明す
る。

第２図は従来のＬＣＤの概略の断面図である。

このＬＣＤは、対峙する第１の基材１０及び第２の基材
２０を備えている。第１の基材１０は、第１の基板とし
てガラス基板１１を有し、そのガラス基板１１上には、
酸化インジウム錫（Ｉｎ２０３　＋　Ｓ　ｎ　Ｏ２、以
下、ＩＴＯという）からなる第１の透明電極１２と、液
晶駆動用のスイッチング素子、例えば半導体として非晶
買シリコン（ａ−３ｉ）を用いた薄膜型トランジスタ（
以下、ａ−３ｉＴＰＴという）１３とが形成され、さら
にそれらの上に保護膜１４が被着されている。ａ−Ｓｉ
ＴＦＴｌＢは第１の透明電極１２と共に、各ドツト毎に
２次元的に配列され、アクティブマトリックス方式にな
っている。

第２の基材２０は、第２の基板としてガラス基板２１を
有し、そのガラス基板２１上には、ＩＴＯからなる第２
の透明電極２２が形成されている。

第１の基材１０の上面には、液晶分子の配向を制御する
配向処理膜３１が形成されると共に、第２の基材２０の
下面には配向処理膜３２が形成され、その配向処理膜３
１．３２間には、液晶３３がシール３４を介して封入さ
れている。

第３図は、第２図における第１の基材１０の拡大図であ
る。ａ−８ｉＴＰＴ１３は、第１の透明電極１２に隣接
して形成されており、ゲート電極４０、ゲート絶縁層４
１、半導体層４２、ソース電極４３及びドレイン電極４
４により構成されている。ゲート絶縁層４１は、シリコ
ン窒化膜（Ｓ　ｉ　Ｎｘ、但し、Ｘは組成）からなるも
ので、例えばアンモニア（ＮＨ３）及びモノシラン（Ｓ
ｉＨ４）を主成分ガスとしたグロー放電を用いたプラズ
マ気相成長法（以下、グロー放電ｐ−ＣＶＤ法という）
によって形成されている。半導体層４２は、非晶質シリ
コンからなるもので、ＳｉＨ４ガスを用いたグロー放電
Ｐ−ＣＶＤ法によって形成されている。このａ−８ｉＴ
ＦＴ１３及び第１の透明電極１２上に被着された保護膜
１４は、ａ−８ｉＴＰＴ１３のオフ時のリーク電流等を
防止するためのものであり、高誘電率で、かつ形成の容
易なＳｉＮｘ膜により、例えばグロー放電Ｐ−ＣＶＤ法
で形成されている。

以上のように構成されたＬＣＤの動作について説明する
。

先ず、ａ−８ｉＴＦＴ１３をオン状態にすることにより
、第１と第２の透明電極１２．２２間にに所定電圧が印
加される。これにより、第１と第２の透明電極１２．２
２間に電界が発生し、液晶分子の配列状態が変化するた
め、液晶３３を通過する光の通過率が変化する。そして
、このような動作を各ドツト毎に行わせることにより、
文字パターン等の表示が可能となる。

この種のＬＣＤでは、Ｓ−３ｉＴＦＴ１３を内蔵したこ
とにより、ＬＣＤを一段と小型、薄型化することができ
るようになり、液晶テレビ、ワードプロセッサ、パーソ
ナルコンピュータ、自動車用ダツシュボード等、広汎な
分野へと用途の拡大が図れる。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、上記構成のＬＣＤでは次のような課題が
あった。

第１の基材１０側の保護膜１４は、ａ−８ｉＴＦ７１３
のオフ時のリーク電流等を防止するためのものであり、
誘電率が大きく、かつ形成の容易な材料で構成すること
が望ましい。そこで従来は、この保護膜１４をＳｉＮｘ
膜で形成している。ところが、保護膜１４をＳｉＮｘ膜
で形成すると、そのＳｉＮｘ膜と、ＩＴＯからなる第１
の透明電極１２とが反応し、Ｓ　ｉ　Ｎｘ／　Ｉ　ＴＯ
Ｊｌｉ界面が白濁化するおそれがあった。このような白
濁化が生じると、第１の透明電極１２の透過率が低下し
て表示コントラストが劣化し、ＬＣＤの表示品質が悪化
するという問題があった。

この問題を解決するために、第１の透明電極１２上の保
ＮＪＩｇ１４をエツチングにより除去することによって
ａ−３ｉＴＰＴ１３上にのみその保護膜１４を形成する
ことが考えられる。しかし、このような方法では、製造
工程が複雑化し、コスト高になるという欠点がある。

本発明は、前記従来技術が持っていた課題として、製造
工程を複雑化することなく、第１の透明電極と保護膜と
の界面に生じる白濁化を防止することが困難である点に
ついて解決したＬＣＤを提供するものである。

（課題を解決するための手段）本発明は、前記課題を解決するために、対向して配置さ
れた第１と第２の基材と、前記第１と第２の基材間に封
入された液晶とを備え、前記第１の基材は、透光性の第
１の基板と、前記第１の基板上に配列形成された複数の
第１の透明電極と、前記各第１の透明電極に隣接して前
記第１の基板上にそれぞれ形成され該第１の透明電極に
駆動電力を供給するための複数の薄膜型スイッチング素
子と、前記第１の透明電極及びスイッチング素子上に被
着された保護膜とを有し、前記第２の基材は、透光性の
第２の基板と、前記第２の基板上に形成された第２の透
明電極とを有する液晶表示装置において、前記保護膜を
次のように構成したものである。

即ち、前記保護膜は、減圧状態下で前記第１の透明電極
及びスイッチング素子上に所定の膜厚で被着されたＳｉ
Ｏｘ膜と、前記減圧状態下で連続的に前記５ｉＯｘＪＩ
上に被着された所定の膜厚５ｉＮｘＪｌｉとの、２層構
造で構成したものである。

（作用）本発明によれば、以上のようにＬＣＤｔ−構成したので
、減圧状態下で形成された保護膜中のＳｉＯｘ膜は、第
１の透明電極の界面に発生する反応を防止する反応防止
層として働く。また、前記減圧状態下で保護膜中のＳｉ
Ｎｘを連続的に形成することは、特性劣化原因となる膜
の形成を排除する働きがあり、そのように形成されたＳ
ｉＮｘ膜は、スイッチング素子を汚染、腐食等から保護
すると共に、スイッチング素子オフ時のリーク電流等を
防止する働きがある。従って、前記課題を解決できるの
である。

（実施例）第１図は本発明の一実施例を示すもので、ＬＣＤにおけ
る第１の基材５０の断面図である。

この第１の基材５０は、従来の第３図の第１の基材１０
に対応するもので、例えば従来の第２図のＬＣＤに設け
られる。

この第１の基材５０は、透光性絶縁物からなる第１の基
板、例えばガラス基板５１を有し、そのガラス基板５１
上には、Ｉ７ｒ’０等からなる第１の透明電極５２が形
成され、さらにその第１の透明電極５２に隣接してａ−
８ｉＴＦＴ５３が形成されている。

ａ−３ｉＴＦＴ５３は、各ドツト毎にマトリックス状に
配列されるもので、ゲート電極６０、ゲート絶縁層６１
、半導体層６２、ソース電極６３及びドレイン電極６４
により構成されている。ゲート電極６０は、クロム（Ｃ
ｒ）、ニクロム（ＮｉＣｒ）等の金属層からなるもので
、ガラス基板５１上の所定位置に形成されている。ゲー
ト電極６０を含むガラス基板５０上の所定位置には。

ＳｉＮｘ膜等からなる膜厚０．２〜０．５μｍ程度のゲ
ート絶縁層６１が形成され、さらにその上にａ−８ｉ等
からなる膜厚０．０２−０．２μｍ程度の半導体層６２
が被着されている。半導体層６２上には、アルミニウム
（Ａ、Ｉ）　）等の金属層からなるソース電極６３及び
ドレイン電極６４が選択的に形成され、そのソース電極
６３の一端部が第１の透明電極５２に接続されている。

第１の透明電極５２及びａ−３ｉＴＦＴ５３の全面には
、ＳｉＯｘ膜５４ａが形成され、さらにそのＳｉＯｘ膜
５４ａ上にＳｉＮｘ膜５４ｂが被着されている。これら
ＳｉＯｘ膜５４ａ及びＳｉＮｘ膜５４ｂにより、２層構
造の保護膜５４が構成されている。ここで、ＳｉＯｘ［
５４ａは、第１の透明電極５２ａと、第２図に示す第２
の透明電極２２との間に生じる電圧降下を少なくするた
めに、膜厚が薄いほどよいが、あまり薄いとピンホール
等の欠陥によって白濁化防止機能が低下するおそれがあ
るので、５０〜２００人程度の膜厚が望ましい。また、
ＳｉＮｘ膜５４ｂは、ａ−３ｉＴＦＴ５Ｂのオフ時のリ
ーク電流等を防止する見地から、その膜厚が厚いほどよ
いが、あまり厚くすると、製造時間が長くなるばかりか
、ＬＣＤの薄型化に反することになるので、例えば１０
００〜１０．０００人程度の膜厚が望ましい。

以上の構成を有する第１の基材５０は、例えば次のよづ
にして製造される。

先ず、スパッタ及びホトリソグラフィを用いたエツチン
グ加工により、ガラス基板５１上に第１の透明電極５２
及びゲート電極６０を順次、形成する。ＮＨ３とＳ　ｉ
　Ｈ４を主成分ガスとしたグロー放電Ｐ−ＣＶＤ法によ
り全面にＳｉＮｘ膜を堆し、−さらにその上に、ＳｉＨ
４ガスを用いたグロ−放電法によってａ−８ｉを堆積し
た後、このａ−８ｉ及び５ｉＮｘｆｉを選択的に除去し
、ゲート絶縁層６１及び半導体層６２を形成する。真空
蒸着法等を用いて半導体層６２上にソース電極６３及び
ドレイン電極６４を選択的に形成する。

次に、０，５〜ＩＴｏｒｒ程度の減圧状態下で、Ｎ　Ｏ
とＳｉＨ４ガスを用いたグロー放電ｐ−ｃＶＤ法により
、第１の透明電極５２及びａ−８ｉＴＦＴ５３上にＳｉ
Ｏｘ膜５４ａを被着する。さらに、ＳｉＯｘ膜５４ａの
形成に続いてほぼ同一の減圧状態下で、連続的にそのＳ
ｉＯｘ膜５４ａ上に、ＮＨとＳ　ｉ　Ｈ４ガスを用いた
グロー放電ｐ−ＣＶＤ方法によってＳｉＮｘ膜５４ａを
被着する。

このようにして製造された第１の基材５０と、予め形成
しておいた前記第２図に示す第２の基材２０とを用いて
、その第１と第２の基材５０゜２０の各表面にそれぞれ
第２図に示す配向処理膜３１．３２を形成する。そして
第１と第２の基材５０．２０を重ね合せ、その周辺部を
シール３４で封着し、液晶３３を図示しない注入孔より
注入した後、その注入孔を封止する等の処理を施せば、
ａ−３ｉＴＦＴ５３の内蔵されたＬＣＤの製造が完了す
る。

不実施例では、次のような利点を有している。

保護膜５４を超薄のＳｉＯｘ膜５４ａと厚いＳｉＮｘ膜
５４ｂとの２層構造で構成したので、第１と第２の透明
電極５２．２２間の電圧降下を最小限に抑えつつ、その
ＳｉＯｘ膜５４ａによってＳｉＮｘ膜５４ｂと第１の透
明電極５２との界面の白濁化反応を防止できる。そのた
め、第１の透明電極５２の透過率低下を防止でき、高コ
ントラストで視野角の広い高表示品質のＬＣＤが得られ
る。また、ＳｉＯｘ膜５４ａとＳ　ｉ　ＮｘＪｌｉ５４
ｂとは、減圧下で連続して形成するので、その両者間に
、表面リーク等の特性劣化原因となる膜が形成されず、
それによって保護膜５４の特性が顕しく向上する。

尚、本発明は図示の実施例に限定されず、例えばａ−３
ｉＴＦＴ５３に代えてポリシリコンＴＦＴ、　Ｍ　Ｉ　
Ｍ　（Ｍｅｔａｌ　Ｉｎ５ｕ！ａｔｏｒ　）ｌｅｔａｌ
）、ＰＩＮダイオード等の他のスイッチング素子を使用
する等、種々の変形が可能である。

（発明の効果）以上詳細に説明したように、本発明によれば、保護膜を
５ｔｙｘ膜及び５ｉＮｘＪｌによる２層構造で構成した
ので、第１と第２の透明電極間における電圧効果を少な
くしつつ、５ｉＯｘＪｌｉにより、ＳｉＮｘＭと第１の
透明電極との界面における白濁化反応を防止できる。そ
のため、第１の電極における透過率の低下を阻止し、Ｌ
ＣＤの表示品質におけるコントラストの向上や視野角の
広大化が図れる。その上、ＳｉＯｘ膜とＳｉＮｘ膜とは
減圧下で連続的に形成されるので、その両者間に、特性
劣化の原因となる膜が形成されず、保護膜の特性を顕し
く向上できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係るＬＣＤにおける第１の基
材の断面図、第２図は従来のＬＣＤの概略の断面図、第
３図は第２図における第１の基材の拡大図である。

Claims

【特許請求の範囲】　対向して配置された第１と第２の基材と、前記第１と
第２の基材間に封入された液晶とを備え、前記第１の基
材は、透光性の第１の基板と、前記第１の基板上に配列
形成された複数の第１の透明電極と、前記各第１の透明
電極に隣接して前記第１の基板上にそれぞれ形成され該
第１の透明電極に駆動電力を供給するための複数の薄膜
型スイッチング素子と、前記第１の透明電極及びスイッ
チング素子上に被着された保護膜とを有し、前記第２の
基材は、透光性の第２の基板と、前記第２の基板上に形
成された第２の透明電極とを有する液晶表示装置におい
て、前記保護膜は、減圧状態下で前記第１の透明電極及びス
イッチング素子上に所定の膜厚で被着されたシリコン酸
化膜と、前記減圧状態下で連続的に前記シリコン酸化膜
上に被着された所定の膜厚のシリコン窒化膜との、２層
構造で構成したことを特徴とする液晶表示装置。