JPH05249497A - 液晶表示用基板及びその製造方法 - Google Patents

液晶表示用基板及びその製造方法

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JPH05249497A
JPH05249497A JP8461092A JP8461092A JPH05249497A JP H05249497 A JPH05249497 A JP H05249497A JP 8461092 A JP8461092 A JP 8461092A JP 8461092 A JP8461092 A JP 8461092A JP H05249497 A JPH05249497 A JP H05249497A
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JP
Japan
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liquid crystal
substrate
film
single crystal
crystal display
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Application number
JP8461092A
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English (en)
Inventor
Mitsuo Matsunami
光雄 松浪
Tatsuo Morita
達夫 森田
Toshiaki Miyajima
利明 宮嶋
Shuhei Tsuchimoto
修平 土本
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 単結晶半導体薄膜を用いる構成でありなが
ら、TN方式等のコントラストの高い方式を採用するこ
とができるようにする。 【構成】 アクティブマトリクス方式の液晶表示ディス
プレイに使用される液晶表示用基板である。ガラス基板
30上には、透光穴18を有する単結晶シリコン膜10が形成
されている。単結晶シリコン膜10には、液晶駆動回路の
一構成部であるMOSトランジスタαが形成されてい
る。MOSトランジスタαとガラス基板30との間には、
不純物透過防止膜41、平坦化絶縁膜42が形成されてい
る。不純物透過防止膜41が設けられているのは、基板製
造時、不純物がMOSトランジスタαに混入することを
防止するためで、平坦化絶縁膜42が設けられているの
は、単結晶シリコン膜10の基となる半導体シリコンウエ
ハとガラス基板30との間を平滑にしてこの間に気泡等が
入り込むのを防止するためである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はアクティブマトリクス方
式の液晶表示ディスプレイに使用される液晶表示用基板
及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】高度情報化時代の到来を控え、映像情報
表示ディスプレイには平坦化が強く望まれている。各種
方式のフラットディスプレイの中でも液晶表示ディスプ
レイは軽量低消費電力という優れた面も併せて持つの
で、その有力候補である。特に、アクティブマトリクス
方式の液晶表示ディスプレイは、CRT(Cathodrd Ray
Tube)に匹敵する画質を有することから注目されてい
る。
【0003】図3は従来のアクティブマトリクス方式の
液晶表示ティスプレイの代表的に等価回路を示してい
る。図中60は走査信号配線電極、61はデータ信号配線電
極、63はMOSトランジスタである。64は透明電極端子
65と対向電極端子66との間に封じ込んだ液晶である。M
OSトランジスタ63のゲートには走査信号駆動回路68の
出力電圧が走査信号配線電極60を通じて与えられ、これ
によりMOSトランジスタ63の導通状態が制御される。
透明電極端子65にはデータ側駆動回路67の出力電圧がデ
ータ信号配線電極61、MOSトランジスタ63のチャネル
を通じて印加され、液晶64が分極配向して液晶セルが駆
動するようになっている。
【0004】アクティブマトリクス方式の中でも液晶セ
ルの一方の基板にガラス基板を、他方の基板に単結晶シ
リコンを用い、これにMOSトランジスタアレイを形成
したMOSトランジスタ型アクティブマトリクス方式の
ものは、従来のLSI製造技術をそのまま利用でき、高
性能な素子を簡単に作製できるというメリットがある。
更に、周辺駆動回路をMOSトランジスタアレイの同一
基板上に集積一体化することが容易であり、駆動回路部
と表示部とのリード接続の簡易化、装置の小型化、高信
頼性というメリットもある。即ち、MOSトランジスタ
型アクティブマトリクス方式は、液晶表示ディスプレイ
の周辺回路部等の小型化、高信頼性、低価格化を図る上
では最適である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、単結晶
シリコンを用いる限り、これが可視光領域で不透明であ
るために、コントラストが良好なTN方式等を用いるこ
とができず、液晶表示ディスプレイの画質が悪いという
本質的な欠点がある。また反射タイプの方式を用いざる
を得ない結果、暗所での使用が困難で、利用分野が制限
される欠点がある。特に、家庭用テレビジョン等への応
用には大きな問題となる。
【0006】本発明は上記した背景のもとに創作された
ものであって、単結晶シリコンを用いる構成でありなが
ら、コントラストが良好なTN方式等を採用できる液晶
表示用基板及びその製造方法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の液晶表示用基板
は、アクティブマトリクス方式の液晶表示ディスプレイ
に使用される液晶表示用基板であって、液晶セルの一方
の基板である透明基板と、透明基板の面上に形成され且
つ複数の透光穴を有する単結晶半導体薄膜と、少なくと
も液晶駆動回路の一構成部であり単結晶半導体薄膜の透
明基板側面上に形成された複数の素子と、単結晶半導体
薄膜の面上又は透明基板と単結晶半導体薄膜との間に設
けてあり前記複数の素子に光が当たらないようにする光
遮蔽層と、透明基板と複数の素子との間に設けてある平
坦化絶縁膜と、平坦化絶縁膜と複数の素子との界面に設
けてある不純物透過防止膜とを具備することを特徴とし
ている。
【0008】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図1はアクティブマトリクス方式の液晶表示用基
板の一部断面図、図2は液晶表示用基板の製造プロセス
を示す図である。
【0009】ここに例をあげて説明する液晶表示用基板
は、MOSトランジスタ型アクティブマトリクス方式の
液晶表示ディスプレイに使用されるものである。図1に
示す断面図は液晶表示ディスプレイの一画素に相当する
部分を示している。
【0010】図中30は透明基板としてのガラス基板であ
り、液晶セルの一方の基板に相当する。なお、液晶セル
の他方のガラス基板は図示省略されている。
【0011】ガラス基板30の面上(図中では下面)には
透光穴18を有する単結晶半導体薄膜としての単結晶シリ
コン膜10が形成されている。透光穴18の部分には液晶セ
ルの透明電極22が形成される。なお、液晶セルにおける
もう一方の透明電極及び液晶等は図示省略されている。
【0012】単結晶シリコン膜10にはMOSトランジス
タαが形成されている。MOSトランジスタαは液晶駆
動回路の一構成部であって、液晶セルを駆動するように
なっており、SIO2 膜11、15、17、配線電極12、13、
14等から構成されている。なお、透明電極22と配線電極
12とは電気的に接続されている。
【0013】単結晶シリコン膜10の裏面側には金属膜50
が設けられている。金属膜50は液晶駆動時のMOSトラ
ンジスタαの光遮蔽層の役目を果たす。即ち、液晶セル
の他方のガラス基板から入り込む光がMOSトランジス
タαに当たることを防ぐようになっている。なお、金属
膜の代わりに、不透明樹脂等を用いても良く、ガラス基
板30から入り込む光を問題とする場合には、金属膜50を
ガラス基板30と単結晶シリコン膜10との間に設けるよう
にする。
【0014】MOSトランジスタαとガラス基板30との
間には、不純物透過防止膜41、平坦化絶縁膜42、SiO
2 膜43がこの順番に設けられている。
【0015】不純物透過防止膜41はSiN等の絶縁膜で
ある。これは平坦化絶縁膜42とMOSトランジスタαと
の界面に設けられていることから、基板製造時、ガラス
等の不純物がMOSトランジスタαの各部に混入するこ
とを防ぐ。
【0016】平坦化絶縁膜42はSiO2 等の絶縁膜であ
る。これはMOSトランジスタαを構成する層が平坦で
ないために設けられているもので、MOSトランジスタ
αが形成された単結晶シリコン膜10側とガラス基板30側
とを密接に接合させるためのものである。
【0017】但し、図1は一画素に相当する部分のみを
示している関係上、他の透光穴18、MOSトランジスタ
α、金属膜50は図示省略されているが、液晶表示ディス
プレイの画素数の個数だけ存在する。
【0018】次に、上記した構造を有する液晶表示用基
板の製造方法について図2を参照して説明する。
【0019】まず、単結晶半導体ウエハとしてのP型の
単結晶シリコンウエハ1の表面に熱酸化によりSIO2
膜を作成する。そして、ホトエッチング、反応性イオン
エッチング等の選択エッチング技術により、MOSトラ
ンジスタαのドレイン、ソースとなる部分のSIO2
を除去して、所定パターンのSIO2 膜11を形成する(
図2(a) ) 。
【0020】その後、熱拡散方式又はイオン注入方式に
より、ドレイン、ソースとなる部分に、所定のn型拡散
層を形成する。そしてゲートとなる部分のSIO2 膜11
を選択エッチング技術により除去し、1000度程度の熱酸
化により、所定パターンのSIO2 膜17を作成する。引
き続き、基板表面にスパッタ又は電子ビーム蒸着等によ
りAL、MO等の金属膜を作成し、ホトエッチング技術、選
択エッチング技術により所定パターンの配線電極13(ゲ
ート線)を形成する。その後、CVD又はプラズマCV
D法により所定パターンのSIO2 膜15を作成する( 図
2(b) ) 。
【0021】次に、ホトエッチング記述、選択エッチン
グ技術により、ドレイン部、ソース部の電極窓開けを行
った後、再びスパッタ又は電子ビーム蒸着等によりAL、
MO等の金属膜を作成し、ホトエッチング技術、選択エッ
チング技術により所定パターンの配線電極12、14(ソー
ス線、ドレイン線)を形成する。これでMOSトランジ
スタαが作成される。更に、CVD法やプラズマCVD
法により、SiN 等よりなる不純物透過防止膜41、リン等
の所定の不純物を含んだSiO2 等よりなる絶縁膜42'
を順次作成する(図2(c))。その後、所定のポリイミド
等よりなる平坦化剤を塗布し、前記絶縁膜の上を平坦に
し、RIE等を利用したエッチバック方による平坦化エ
ッチングにより平坦化絶縁膜42を作成する(図2(d))。
【0022】そして表面が平滑なガラス基板30上に、C
VD法やプラズマCVD法により、SiO2 膜43を作成
した後、SiO2 膜43の表面と平坦化絶縁膜42の表面と
を圧接して所定の温度に上げて接合し、MOSトランジ
スタαが形成された単結晶シリコンウエハ1とガラス基
板30とを接合する。このときSiO2 膜43の表面と平坦
化絶縁膜42の表面とは平坦であるので、気泡等が入り込
まず、強固に接着されることになる。( 図2(e))。
【0023】なお、接合する方法として、所定の温度の
基板ヒータ上で所定の電圧の交流パルスを印加して接合
するようにしても良い。また、SiO2 膜43を形成せ
ず、ガラス基板30の表面と平坦化絶縁膜42の表面とを接
合するようにしても良い。
【0024】その後、単結晶シリコンウエハ1の裏面側
からグランディング、ラッピング、ポリッシング等によ
り単結晶シリコンウエハ1を平滑に薄くして所定の厚さ
にする。これにより単結晶シリコン膜10が形成される。
そしてスパッタ又は電子ビーム蒸着等によりAL、W 、M
O、TiAu等の金属膜50を単結晶シリコン膜10の面上に作
成する( 図2(f))。
【0025】次に、ホトエッチング技術、選択エッチン
グ技術により、金属膜50、単結晶シリコン膜10のうちで
もMOSトランジスタα等以外の不要な部分及びSiO
2 膜11、15を除去する。このとき単結晶シリコン膜10に
透光穴18が形成される。引き続き、スパッタ又は電子ビ
ーム蒸着等によりITO(Indium Tin Oxide) 膜等を作成
し、ホトエッチング技術、選択エッチング技術により、
透光穴18の部分に透明電極22を作成する。このとき配線
電極12と透明電極22とが電気的に接続される。上記した
一連のプロセスを経て、図1に示す液晶表示用基板が製
造される。
【0026】なお、上記実施例に限定されず、透明基板
については石英の基板等の使用が可能で、単結晶半導体
薄膜についてもGaAs等の他の単結晶半導体の使用が可能
である。また、単結晶半導体薄膜上にMOSトランジス
タ及び電荷蓄積のキャパシタ素子を形成する或いはCM
OS、ダイオード素子、バイポーラ素子等を形成するよ
うにしても良く、液晶駆動回路等を含む周辺回路を形成
するような形態を採っても良い。
【0027】
【発明の効果】以上、本発明の液晶表示用基板及びその
製造方法による場合には、次に述べるメリットが得られ
る。まず、単結晶半導体薄膜に透光穴を設けたので、透
過型の液晶表示ディスプレイとすることができ、コント
ラストが良好なTN方式等を用いることができる。それ
故、バックライトを利用する等して、液晶表示ディスプ
レイの画面を明るく画質を良好にすることが可能とな
る。特に、家庭用テレビジョン等への応用も容易とな
る。また、平坦化絶縁膜を有するので、透明基板と単結
晶半導体ウエハとを接合する際、この間に気泡等が混入
することが少なく、液晶表示ディスプレイの品位を落と
すこともない。しかも光遮蔽層を設けた構成となってい
るので、これにより複数の素子が光の影響を受けること
なく、安定して動作する。しかも不純物透過防止膜が形
成されているので、製造過程で、複数の素子に不純物が
入り込むことも少なく、複数の素子の信頼性も向上す
る。それ故、液晶表示ディスプレイの電気的特性が非常
に良好となる。更に、単結晶半導体薄膜に他の周辺回路
やテレビジョンにおけるコントロール回路等が容易に組
み込むことができるので、組立コストの低減化や小型化
を図る上でもメリットがある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を説明するための図であって、
液晶表示用基板の部分断面図である。
【図2】液晶表示用基板の製造方法を説明するための図
であって、製造プロセスを示す図である。
【図3】従来のアクティブマトリクス方式の液晶表示テ
ィスプレイの代表的に等価回路を示す図である。
【符号の説明】
1 単結晶シリコンウエハ 10 単結晶シリコン膜 18 透光穴 α MOSトランジスタ 30 ガラス基板 41 不純物透過防止膜 42 平滑化絶縁膜 50 金属膜
フロントページの続き (72)発明者 土本 修平 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アクティブマトリクス方式の液晶表示デ
    ィスプレイに使用される液晶表示用基板において、液晶
    セルの一方の基板である透明基板と、透明基板の面上に
    形成され且つ複数の透光穴を有する単結晶半導体薄膜
    と、少なくとも液晶駆動回路の一構成部であり単結晶半
    導体薄膜の透明基板側面上に形成された複数の素子と、
    単結晶半導体薄膜の面上又は透明基板と単結晶半導体薄
    膜との間に設けてあり前記複数の素子に光が当たらない
    ようにする光遮蔽層と、透明基板と複数の素子との間に
    設けてある平坦化絶縁膜と、平坦化絶縁膜と複数の素子
    との界面に設けてある不純物透過防止膜とを具備してい
    ることを特徴とすることを特徴とする液晶表示用基板。
  2. 【請求項2】 単結晶半導体ウエハ上に複数の素子を作
    成した後、不純物透過防止膜、平坦化絶縁膜を順次作成
    し、平坦化絶縁膜の表面と透明基板の表面とを接合させ
    た後、この状態で単結晶半導体ウエハの裏面を削って所
    定の厚さにして単結晶半導体薄膜を形成し、これらの過
    程で光遮蔽層を形成し、そして、単結晶半導体薄膜に複
    数の透光穴を形成するようにしたこと特徴とする請求項
    1記載の液晶表示用基板の製造方法。
JP8461092A 1992-03-05 1992-03-05 液晶表示用基板及びその製造方法 Pending JPH05249497A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6413838B2 (en) 2000-03-03 2002-07-02 Sharp Kabushiki Kaisha Manufacturing method of display device

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6413838B2 (en) 2000-03-03 2002-07-02 Sharp Kabushiki Kaisha Manufacturing method of display device

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