JPH03114029A - Liquid crystal display device - Google Patents
Liquid crystal display deviceInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は薄膜トランジスタを備えた液晶表示装置に関す
るものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a liquid crystal display device equipped with a thin film transistor.
[従来の技術]
従来アクティブマトリックスを用いたデイスプレィパネ
ルはダイナミック方式に比しそのマトリックスサイズを
非常に大きくでき、大型かつドツト数の大きなパネルを
実現可能な方式として注目を浴びている。[Prior Art] A display panel using a conventional active matrix allows the matrix size to be much larger than that of a dynamic method, and is attracting attention as a method capable of realizing a large panel with a large number of dots.
特に液晶のような受光型素子ではダイナミック方式での
駆動デユーティは限界がありテレビ表示等にはアクティ
ブマトリックスの応用が考えられている。Particularly in light-receiving devices such as liquid crystals, there is a limit to the driving duty of the dynamic method, and active matrix applications are being considered for television displays and the like.
第1図は従来のアクティブマトリックスの1セルを示し
ている。FIG. 1 shows one cell of a conventional active matrix.
アドレス線Xがトランジスタ2のゲートに入力されてお
り、トランジスタをONさせてデータ線Yの信号を保持
用コンデンサ3に電荷として蓄積させる。再びデータを
書き込むまで、このコンデンサ3により保持され、同時
に液晶4を駆動する。The address line X is input to the gate of the transistor 2, and the transistor is turned on to cause the signal on the data line Y to be stored as a charge in the holding capacitor 3. This capacitor 3 holds the data until data is written again, and at the same time drives the liquid crystal 4.
ここでVCは共通電極信号である。液晶のリークは非常
に少ないので、短時間の電荷の保持には十分である。こ
このトランジスタとコンデンサの製法は通常のICのプ
ロセスと全く同じである。Here, VC is a common electrode signal. Since liquid crystal leakage is very low, it is sufficient to hold charge for a short period of time. The manufacturing method for transistors and capacitors here is exactly the same as the normal IC process.
第2図は第1図のセルをシリコンゲートプロセスにより
作成した例である。FIG. 2 is an example in which the cell shown in FIG. 1 is produced by a silicon gate process.
単結晶シリコンウェハ上にトランジスタ10とコンデン
サ11が構成される。アドレス線Xとコンデンサの上電
極11は多結晶シリコン(ポリシリコン)で、又データ
線Yと液晶駆動電極13はA1でできており、コンタク
トホール7、 8. 9により、基板とA1、ポリシリ
コンとA1が夫々接続される。A transistor 10 and a capacitor 11 are constructed on a single crystal silicon wafer. The address line X and the upper electrode 11 of the capacitor are made of polycrystalline silicon (polysilicon), the data line Y and the liquid crystal drive electrode 13 are made of A1, and the contact holes 7, 8. 9 connects the substrate and A1, and the polysilicon and A1, respectively.
しかし、このような構造はプロセスが複雑であり、歩留
まりの制御が困難である等の問題があるため、透明基板
上に薄膜トランジスタを形成した表示体が考えられた。However, since such a structure requires a complicated process and has problems such as difficulty in controlling yield, a display body in which thin film transistors are formed on a transparent substrate has been considered.
このような薄膜トランジスタを使用する場合、半導体薄
膜としては、アモルファスシリコン、ポリシリコンなど
が用いられてきた。When using such a thin film transistor, amorphous silicon, polysilicon, or the like has been used as the semiconductor thin film.
[発明が解決しようとする問題点および目的]このよう
な薄膜トランジスタを、ガラス基板上に形成した場合に
、薄膜トランジスタの半導体層やゲート電極とガラス基
板との密着性が悪く、剥離しやすいという欠点があった
。また、薄膜トランジスタのチャンネル部にガラス基板
からの不純物が拡散し、トランジスタの特性が乱れてし
まうという欠点もあった。[Problems and objects to be solved by the invention] When such a thin film transistor is formed on a glass substrate, there is a drawback that the semiconductor layer or gate electrode of the thin film transistor and the glass substrate have poor adhesion and are easily peeled off. there were. Another drawback is that impurities from the glass substrate diffuse into the channel portion of the thin film transistor, disrupting the characteristics of the transistor.
[問題点を解決するための手段]
本発明は、一対の基板間に液晶が封入され、該基板上に
マトリクス状に配列されてなる画素電極、該画素電極に
接続されてなる薄膜トランジスタを有する液晶表示装置
において、
該基板はガラス基板からなり、該基板上には絶縁膜が形
成され、該絶縁膜上には該薄膜トランジスタが形成され
てなるようにしたものである。[Means for Solving the Problems] The present invention provides a liquid crystal that includes a liquid crystal sealed between a pair of substrates, a pixel electrode arranged in a matrix on the substrate, and a thin film transistor connected to the pixel electrode. In the display device, the substrate is made of a glass substrate, an insulating film is formed on the substrate, and the thin film transistor is formed on the insulating film.
[実 施 例コ
第3図は本発明に用いるマトリックスセルを示すもので
ある。[Embodiment] FIG. 3 shows a matrix cell used in the present invention.
第1図と異なるのは容量のGND配線を新たに設けるこ
とのみであり、基本回路は同じである。The only difference from FIG. 1 is that a capacitor GND wiring is newly provided, and the basic circuit is the same.
この場合のGND電位は一定バイアスを意味し、バイア
スレベルは問わない。The GND potential in this case means a constant bias, and the bias level does not matter.
第4図にセルの構造例を示す。FIG. 4 shows an example of cell structure.
(A)は平面図であってアドレス線26はデータ線25
、駆動電極及びコンデンサの電極29をソース・ドレイ
ンとするトランジスタのチャネル28のゲートになって
いる。又GNDライン27はアドレス線26と同時に構
成され電極29との間に容量を構成している。第4図(
B)は(A)のAE線での断面を示すものである。(A) is a plan view in which the address line 26 is the data line 25.
, and serves as the gate of a channel 28 of a transistor whose source and drain are the driving electrode and the electrode 29 of the capacitor. Further, the GND line 27 is constructed at the same time as the address line 26, and forms a capacitor between the GND line 27 and the electrode 29. Figure 4 (
B) shows a cross section taken along the AE line of (A).
製造プロセスの一例をあげて説明すると、石英等の高融
点ガラス基板31にシリコン薄膜としてポリシリコンを
約3000人成長させ、その後全面にPイオンを打込み
してN型とする。但し場合によっては密着性をよくする
ため、うすいSiO2をあらかじめ形成することもある
。To explain an example of the manufacturing process, approximately 3000 polysilicon films are grown as a silicon thin film on a high melting point glass substrate 31 such as quartz, and then P ions are implanted into the entire surface to make it N type. However, in some cases, a thin layer of SiO2 may be formed in advance to improve adhesion.
更にフォトエツチングによりゲート26とコンデンサ電
極27を形成した後に熱酸化により約1500AのS
i 02膜30をゲート絶縁膜及びコンデンサの誘電体
膜として成長させる。その後2層目のポリシリコンをつ
けてフォトエッチによりパターンを形成後レジストマス
クによりチャネル部28以外に再びPイオンを打込んで
ソース・ドレイン電極及びデータ線の配線部、コンデン
サの電極を兼ねた液晶の駆動電極を形成する。Furthermore, after forming the gate 26 and the capacitor electrode 27 by photo-etching, the S
An i02 film 30 is grown as a gate insulating film and a dielectric film for a capacitor. After that, a second layer of polysilicon is applied and a pattern is formed by photo-etching, and then P ions are implanted again in areas other than the channel area 28 using a resist mask to create a liquid crystal that also serves as source/drain electrodes, data line wiring areas, and capacitor electrodes. form a drive electrode.
このチャンネル部28に局部的、又は基板全体を均一に
、レーザーを照射しポリシリコンを短時間のうちに溶融
、凝固させてグレインを成長することによって、しきい
値、コンダクタンス等の性能の改良を行なうことができ
る。これはいわゆるレーザアニールと言われているもの
である。By irradiating the channel portion 28 with a laser locally or uniformly over the entire substrate to melt and solidify the polysilicon in a short time to grow grains, performance such as threshold value and conductance can be improved. can be done. This is what is called laser annealing.
第4図に示す構造においては、光を透過する電極を用い
ているが、更にこの上にA1電極をのせてもよい。In the structure shown in FIG. 4, an electrode that transmits light is used, but an A1 electrode may be further placed on this electrode.
第5図は本発明のマトリックス基板を用いた液晶デイス
プレィ装置の簡単な断面を示す。FIG. 5 shows a simple cross section of a liquid crystal display device using the matrix substrate of the present invention.
ポリシリコン電極37をのせた石英基板35とネサ膜よ
りなる共通電極39をのせたガラス36に液晶体38を
はさむ、更に偏光板32.33でサンドイッチした後下
側に反射板34をつける。A liquid crystal body 38 is sandwiched between a quartz substrate 35 on which a polysilicon electrode 37 is placed and a glass 36 on which a common electrode 39 made of a Nesa film is placed, and further sandwiched between polarizing plates 32 and 33, and then a reflecting plate 34 is attached to the lower side.
こうすると上から入射した光はポリシリコン電極37を
ほとんど経過し、反射板34で反射し、人体の目に感知
される。この方式は通常のFEタイプの液晶が使えるの
で、コントラストが高く、同時に視角も広い。In this case, most of the light incident from above passes through the polysilicon electrode 37, is reflected by the reflection plate 34, and is sensed by the human eye. This method uses a regular FE type liquid crystal, so it has high contrast and a wide viewing angle.
第6図は本発明の他の例として通常のガラス基板上にセ
ルを構成した断面を示す、ガラス基板40上にスパッタ
又はプラズマCVD法等の低温での膜生成法によりポリ
シリコン膜を作成し、全面にPイオン又はBイオンを打
込む0次にフォトエツチングによりゲート43とコンデ
ンサ電極42を形成する。更に絶縁膜44を形成する。FIG. 6 shows a cross section of a cell formed on an ordinary glass substrate as another example of the present invention. A polysilicon film is formed on a glass substrate 40 by a low-temperature film formation method such as sputtering or plasma CVD. Then, a gate 43 and a capacitor electrode 42 are formed by zero-order photoetching in which P ions or B ions are implanted into the entire surface. Furthermore, an insulating film 44 is formed.
これもやはり低温成長による5i02等を用いる。This also uses 5i02 or the like grown at low temperature.
更にトランジスタのソース・ドレイン、コンデンサと駆
動電極を兼ねるための2層目のポリシリコンをやはり低
温で形成する。Furthermore, a second layer of polysilicon, which also serves as the source/drain of the transistor, the capacitor, and the drive electrode, is formed at a low temperature.
このポリシリコンは全くドープしないか、又はシキイ値
をエンハンスメントにするだけの十分な量のBイオンを
打込む。The polysilicon is either completely undoped or implanted with B ions in sufficient quantities to provide an enhancement of the threshold value.
その後レーザビームを局部的又は全体に照射しアニール
をする。レーザビームは一部は1層目のポリシリコンに
吸収されるが、ガラス基板40は透過する。従って1層
目のポリシリコン中のイオン打込みされた不純物の活性
化、2層目のポリシリコンのグレインの成長(特にチャ
ネル部48)が行なわれるべく適当なビームのエネルギ
ーで適当な時間(パルスレーザであればパルス間隔、C
Wレーザでは走査スピードに依存)処理すると、ガラス
基板には影響が殆どない範囲でアニールが可能である。Thereafter, a laser beam is applied locally or to the entire surface to anneal it. A portion of the laser beam is absorbed by the first layer of polysilicon, but is transmitted through the glass substrate 40. Therefore, in order to activate the ion-implanted impurities in the first layer of polysilicon and to grow the grains of the second layer of polysilicon (particularly in the channel region 48), the energy of the beam is appropriate and the period of time (pulsed laser If the pulse interval, C
When processed with a W laser (depending on the scanning speed), annealing is possible within a range that has almost no effect on the glass substrate.
この方式の特徴はレーザアニールにより、従来の熱アニ
ールに対しガラス基板に与える影響を非常に少なくでき
るのでコストの安いガラスを用いることができること、
レーザのアニールは不純物の活性化と共に、チャネル部
のポリシリコンのグレインを成長させて、トランジスタ
の特性(特に移動度)を改良することが同時にできるこ
とにある。The feature of this method is that laser annealing has much less effect on the glass substrate than conventional thermal annealing, so it is possible to use low-cost glass.
Laser annealing is capable of simultaneously activating impurities and growing polysilicon grains in the channel region, thereby improving transistor characteristics (particularly mobility).
その後A1をつけてフォトエツチングしてソース・ドレ
イン電極46.47を形成する。Alとポリシリコンは
このままではコンタクトがとれにくいのでこの後多少熱
処理をするか、弱いレーザビームを照射すればよい。Thereafter, A1 is attached and photoetched to form source/drain electrodes 46 and 47. Since it is difficult to make contact between Al and polysilicon as they are, it may be necessary to perform some heat treatment or irradiate them with a weak laser beam.
[効 果]
本発明は、一対の基板間に液晶が封入され、該基板上に
マトリクス状に配列されてなる画素電極、該画素電極に
接続されてなる薄膜トランジスタを有する液晶表示装置
において、該基板はガラス基板からなり、該基板上には
絶縁膜が形成され、該絶縁膜上には該薄膜トランジスタ
が形成されてなるようにしたので、ガラス基板上に薄膜
トランジスタを形成するに際し、ガラス基板と薄膜トラ
ンジスタとの密着性が非常に向上するという効果を有す
る。[Effects] The present invention provides a liquid crystal display device having a liquid crystal sealed between a pair of substrates, a pixel electrode arranged in a matrix on the substrate, and a thin film transistor connected to the pixel electrode. is made of a glass substrate, an insulating film is formed on the substrate, and the thin film transistor is formed on the insulating film. Therefore, when forming the thin film transistor on the glass substrate, the glass substrate and the thin film transistor are This has the effect of greatly improving adhesion.
また、薄膜トランジスタのチャンネル部にガラス基板か
らの不純物が拡散することを防止できるので、トランジ
スタの特性が安定するという効果を有する。Further, since it is possible to prevent impurities from the glass substrate from diffusing into the channel portion of the thin film transistor, it has the effect of stabilizing the characteristics of the transistor.
第1図は従来のアクティブマトリックスに用いたセルの
回路図である。
第2図はバルクシリコンを用いたセルの平面図である。
第3図は本発明のセル図である。
第4図(A)、 (B)はその実現例の平面図と断面図
である。
第5図は本発明の基板をパネルに実装した際の断面図で
ある。
第6図は本発明の他の実施例を示す図である。
7、 8. 9・・・コンタクトホール10・・・ポリ
シリコンゲート
11・・・コンデンサ3のポリシリコンの上部電極
13・・・A1による駆動電極
26.27・・・1層目のポリシリコン25.29・・
・2層目のポリシリコン28・・・チャネル
31・・・石英基板
32.33・・・偏光板
34・・・反射板
35.36・・・透明基板
39・・・ネサ膜
37・・・ポリシリコン駆動電極
38・・・液晶体
40・・・ガラス基板
42.43・・・1層目ポリシリコン
45・・・2層目ポリシリコン
46.47・・・Al
48・・・チャネルFIG. 1 is a circuit diagram of a cell used in a conventional active matrix. FIG. 2 is a plan view of a cell using bulk silicon. FIG. 3 is a cell diagram of the present invention. FIGS. 4(A) and 4(B) are a plan view and a sectional view of an example of its implementation. FIG. 5 is a sectional view when the substrate of the present invention is mounted on a panel. FIG. 6 is a diagram showing another embodiment of the present invention. 7, 8. 9...Contact hole 10...Polysilicon gate 11...Polysilicon upper electrode 13 of capacitor 3...Drive electrode by A1 26.27...First layer polysilicon 25.29...
・Second layer polysilicon 28...Channel 31...Quartz substrate 32, 33...Polarizing plate 34...Reflector 35, 36...Transparent substrate 39...Nesa film 37... Polysilicon drive electrode 38...Liquid crystal body 40...Glass substrate 42, 43...First layer polysilicon 45...Second layer polysilicon 46, 47...Al 48... Channel
Claims (1)
状に配列されてなる画素電極、該画素電極に接続されて
なる薄膜トランジスタを有する液晶表示装置において、 該基板はガラス基板からなり、該基板上には絶縁膜が形
成され、該絶縁膜上には該薄膜トランジスタが形成され
てなることを特徴とする液晶表示装置。[Scope of Claims] A liquid crystal display device having a liquid crystal sealed between a pair of substrates, pixel electrodes arranged in a matrix on the substrates, and thin film transistors connected to the pixel electrodes, the substrates being made of glass. 1. A liquid crystal display device comprising a substrate, an insulating film formed on the substrate, and a thin film transistor formed on the insulating film.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP16610190A JPH0772777B2 (en) | 1990-06-25 | 1990-06-25 | Liquid crystal display |
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Related Parent Applications (1)
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JP10530880A Division JPS5730882A (en) | 1980-07-31 | 1980-07-31 | Active matrix substrate |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH03114029A true JPH03114029A (en) | 1991-05-15 |
JPH0772777B2 JPH0772777B2 (en) | 1995-08-02 |
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ID=15825033
Family Applications (1)
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JP16610190A Expired - Lifetime JPH0772777B2 (en) | 1990-06-25 | 1990-06-25 | Liquid crystal display |
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Country | Link |
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JP (1) | JPH0772777B2 (en) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPS5437697A (en) * | 1977-08-30 | 1979-03-20 | Sharp Corp | Liquid crystal display unit of matrix type |
JPS558026A (en) * | 1978-06-30 | 1980-01-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Semi-conductor device manufacturing method |
-
1990
- 1990-06-25 JP JP16610190A patent/JPH0772777B2/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPS5437697A (en) * | 1977-08-30 | 1979-03-20 | Sharp Corp | Liquid crystal display unit of matrix type |
JPS558026A (en) * | 1978-06-30 | 1980-01-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Semi-conductor device manufacturing method |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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JPH0772777B2 (en) | 1995-08-02 |
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