JPS5821784A - マトリクス形液晶表示装置 - Google Patents

マトリクス形液晶表示装置

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JPS5821784A
JPS5821784A JP56120122A JP12012281A JPS5821784A JP S5821784 A JPS5821784 A JP S5821784A JP 56120122 A JP56120122 A JP 56120122A JP 12012281 A JP12012281 A JP 12012281A JP S5821784 A JPS5821784 A JP S5821784A
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liquid crystal
film
electrode substrate
capacitor
crystal display
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俊夫 柳澤
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Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、スイッチ/キャパシタアレイを用いたマ) 
!ラス形の液晶表示装置に関する。
液晶表示装置は、近年、ツィステッド・ネマチック形液
晶を用いたものを中心として、電車や時計、各種針側器
等に多く利用されている。
特に最近、新しいタイプのものとして、半導体集積回路
技術を利用して、スイッチ/キャパシタ・アレイからな
る駆動口I!を一体化したマトリクス形液晶表示装置が
注l18れている。第1図は、そのスイッチ/キャパシ
タ・アレイ部の等価回路で、液晶に印加する駆動電圧を
蓄積するMo8キヤパシタI、およびこのキャパシタl
への駆動電圧の供給を制御するスイッチ素子としてMO
8Pg’rjがシリコン等の半導体基板上にマトリクス
状に1111積形成されている。X i (Xl A4
 ++8++I、X(1)は、Mo8  FgT2のゲ
ートを制御するアドレスライン、Yj(Y、Y、・曲・
・+Ym)はキャパシタlに例えば並列−傷信号等の駆
動電圧を供給するためのデータラインであり、これらも
半導体基板ll上されている。このように、素子および
配線が形成された半導体基板上には、層間絶縁WAを介
して各−索毎に分#111された表示電極1が形成され
、キャパシタlに蓄積された駆動電圧が仁の表示電極3
に印加されるよう罠なっている。そして、このスイッチ
/キャパシタアレイと表示1[4が形成された半導体基
板(以下これを表示電極基板という)と、透明基板上に
全−素に共通の透明電極を形成した対向基板きの間に液
晶層を挾持してマ) IJクス形液晶表示装置が構成さ
れることになる。
第2図は、この液晶表示装置の断面図で。
11は表示電極基板であり、スイッチ/キャパシタアレ
イが集積形成された半導体基板ll上に層間絶縁膜12
を介して表示電極1が形成さ′□ れて詔6.1−は対向電極基板で透明基板J−に透明電
極15が形成されている。11は液晶層、IIはスペー
サである。
このような液晶表示装置は、いわゆる受光形であるため
情報の表示のためには第1図の上面側からの入射光を必
要とする。ところが入射光はスイッチ素子であるMo8
 PIT K作用してMo8キヤパシタに蓄えられてい
る電荷をリークさせ、その結果表示電極の電位を低下さ
せ、表示性能を低下させてしまう。これをさける方法と
して、従来、(1)反射形の表示電極でMo111’l
!IT の周辺をおおい、かつ表示電極間*iiの8i
  基板に高不純瞼濃変層を設けて基板での入射光によ
る電子−正孔対の発生の影響を仰える方法(41開昭5
3−7141s号公報) 、 +21 x層のAI 配
線層によってSt  基板の外部光へのJ(f 開口率を抑える方法(日経エレクトロニクス。
A21S8,2−16.1981.P、170)、等が
提案されている。
しかしながら、これらの方法によっても外部光の影響を
完全く除去することは困難であった。
例えば後者の方法は、シリコンゲート構造に対しては適
用し鳥く、開口率を2%程!l!にすることができるが
、五l ゲート構造では適用が難しく、また開口率2%
であっても外部光が3万lxを越えるとその影響は無視
できない。
また、この種のマトリクス形液晶表示装置では、表示電
極基板内でアドレスラインXt  とデータラインYj
  とが交差配線される。従って、この二方向の配線が
短絡しないように1例えばアドレスラインXl  は連
続的にムl 膜で形成し、データラインY1は交差部以
外を五l膜で形成し、交差sBについては8i  基板
に設けた拡散層を利用して接続するいわゆるクロスアン
ダ−構造とすることが多い(例えば特開昭53−774
95号会報)。その表示電極基板の構造を第3図(a)
〜(c) K示す。第3図(a)は平面図、(bl 、
 (C1はそれぞれ(a)のムーム/ 、 s−B/断
面図である。図において、11はn型81  基板であ
り、MM、、2M。
はそれぞれP十型ソース層、ドレイン層であって、これ
らソース、ドレイン層間にゲート酸化膜21.を介して
ムI膜からなるゲート電極241を設けてMo8 F!
!:Tが構成されている。また、このMo8 FIT 
K隣接する領域にゲート酸化膜23、を介してムg 膜
からなる一ゲート電極141を形成してMo8キヤパシ
タが構成されている。
Mo8キヤパシタのゲート電極z 4.4M081’l
’rのソース層111にコンタクトさせている。Mo8
 FgTのゲート電極z4.と一体的に。
かつ横力向に連続的に形成されたムl配線24゜がアド
レスラインXt  となっている。データラインY1は
、アドレスラインx1との交差部で不連続に縦方向に形
成されたムI配線ff44m”6と、これらのAI配線
’h*146を接続するために基板表面にドレイン層2
28と一体的に拡散形成されたクロスアンダ−拡散層2
2.とから構成されている。A5はフィー験ド酸化膜j
lは眉間絶縁膜であり、21は表示電極である。
ところが、このようなりロスアンダー構造を用いること
は、いくつかの問題をもっている。
例えば、クロスアンダ−拡散層を設けるために。
PM接合容量が大きくなり、データラインYjの駆動回
路の負担が大きくなる。またクロスアンダ−拡散層の抵
抗がムl 配線に比べると大きいため、やはりデータラ
インYj  の駆動回路の負担が大きくなる。データラ
インY1  を連続とし、アドレスラインXl  側に
クロスアンダ−構造を適用した場合にも同様である。更
に、不純物拡散層の面積が大きく、かつこの不純物拡散
層とムl配線とのコンタクトも多いため、IC製造プロ
セスが複雑となり、配線と基板との短絡や断線等の不良
が発生し鳥く、歩留りが悪くなる。
本発明は上記の如き問題を解決したマトリクス形液晶表
示装置を提供するものである。
本発明は、前述のようなマトリクス形液晶表示装置にお
いて、表示電極基板の表示電極下の層間絶縁膜中に導電
体からなる光じゃへい膜を埋設すると共に、この光じゃ
へい膜の一部をアドレスラインとデータラインの交差部
のクロスオーバー配線として用いることを特徴としてい
る。本発明によれば、光じゃへい膜を埋設することによ
り外部光の影響を確実に除くことができる。また導電体
からなる光じゃへい膜の一部をクロスオーバー配線とし
て用いることにより、従来のクロスアンダ−構造に比べ
て駆動回路の負担が小さくなり、しかもICII造の歩
留りも向上する。
本発明の一実施例の表示電極基板の構造を第4 +l 
(a)〜(C)に示す。第4図(II)は模式的平面図
であり、(b) 、 (C)はそれぞれ(畠)の五−に
、B−ビ断面図である。ただし第4図(烏)は表示電極
を除いて覚しゃへい膜の部分での平面図を示し1表示電
極領域を一点鎖線で示しである。第3図(11〜(C)
の従来構造と対応する一分には第3図(a)〜(C)と
同じ符号を付して説明を省略し、異なる点を説明すると
、第1K、層間絶縁@26中にはソ全面にわたってCu
 膜からなる光じゃへい膜1m、を埋設している。第2
に、光じゃへい膜filsと同じCu lIの一部を切
り一部った形にパターニングして、データラインYjと
なるムI配線fin、、ffJ、間を接続するクロスオ
ーバー配線1#8を設けている。従って第3図に示した
従来構造のクロスアンダ−拡散層S1.は形成していな
い。
このような構造は、次のようにして形成される。五lW
4によるゲート電極24..14.および配線14.〜
24.を形成するまでは従来より周知のムIゲー) M
O8の製造プロセスである。この後、層間絶縁膜jII
となる第1ポリイミド樹脂膜xi、を塗布し、これにム
l配線24..1g、に対するスルーホーVをあけて全
面KCul!を蒸着する。そしてこのCu 膜を選択エ
ツチングして、光じゃへい@Za、とクロスオーバー配
置128、を形成する。またこのとき、光しやへい@1
#、のうち、後に表示電極2rをMO8キャパシタのゲ
ート電極148にコンタク)させる部分に窓あけを行う
。その後再び全面に第2ポリイミド樹脂膜zgjを塗布
し、これに必要なスルーホールをあけてpt  膜を蒸
着し、パターニングして各画素毎に分離された表示電極
21を形成する。
この実施例によれば、層間絶縁膜26中KCu膜からな
る光しやへい膜28.をはソ全面にわたって埋設し、こ
れが光じゃへい効果をもつ表示電極11の間11部を完
全くおおうため、81基板21の外部光に対する開口率
は0%となり、tAm先の影響をはソ完全に除くことが
できる。
Cu  膜の膜厚は5oot以上あれば十分な光じゃへ
い効果がある。実際にこの表示電極基板を用いて動的散
乱形(Da形)液晶表示装置を構成して実験を行った。
206 lx の明るさの室内で表示コントラストを測
定した結果、zo:1であった。またフォトリフレクタ
会ランプを用い4万1g の照明下で表示コントラスF
を測定した結果、やはり20:1であった。
またこの実施例によれば、データラインY1としてAI
  配線244,24.とCu1H+”らなるクロスオ
ーバー配線28.を用いているため、従来のクロスアン
ダ−拡散層による交差配線に比べて配線抵抗が極めて低
く、かつデータラインYj  K付随する容量も小さく
なる結果、データラインYj  の駆動回路の負担が非
常に小さくなる。
更に、光じゃへい膜とクロスオーバー配線に同じCU 
 膜を用いるため製造プロセスは簡単であり、拡散層面
積が小さく、かつ拡散層と金属配線とのコンタクトも少
なくなるため、高い製造歩留りが得られる。
なお本発明は上記実施・例に限献れるものではなく、以
下に列挙す・るように種々変形実施することが可能で−
ある。  ゛ (l  光じゃへい膜詔よびクロスオーバー配線を構成
する材料は、導電率が拡散層に比べて十分高く、かつ糞
じゃへい効果が大きいものであればよく、Cuの他にム
g e cr *テl a Mo *Ag e Pt 
s Au 、 Ni  等の金属膜もしくはその積層膜
、またはこれらの少くとも一種を主成分とする合金膜を
用い得る。
(2)表示電極下の眉間絶縁膜としては、ポリイミド樹
脂の他に、CVD法によるリンガラス膜、8−O3膜、
Bt、s、 IIIなど、比較的低温で形成できる絶縁
膜を用い得る。
(3)表示電極基板の基本構造としてはムI ゲートに
限うず、シリコンゲート構造、MOゲート構造であって
もよい。この場合、配線としても多結晶シリコン膜、 
Mo 膜が用いられ。
これにクロスオーバー配線を適用すればよし1゜(4)
  基板として単結晶シリコンを用いる構造の他、絶縁
性基板を用い、スイッチ素子としてアモルファスシリコ
ンやCd8e 等を用いた薄lIvm丁を利用すること
もできる。
(5)液晶表示方式としては、Dll形Kwkらず、ゲ
ストホスト形、ツィステッド拳ネマチック形、相転移形
などいかなるもので−もよいO田)実施例と逆に、デー
タラインY1  を連続配線とし、アドレスラ、イーン
Xi  にクロスオーバー配線、構造を用いてもよい。
以上詳細に説明したように本発明によれば、外部光の影
響が少なく、駆動回路の負担も少なく、かつ製造歩留り
の高いマトリクス形液晶表示装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図はマトリクス形液晶表示装置のスイッチ/キャパ
シタアレイの等価回路、第2図はその表示装置の基本構
造を示す断面図、第3図(a)〜(C)は従来の表示電
極基板を示す平面図詔よびそのムーA’@B−8’断面
図、第4図(a) −(C1は本発明の一実施例の表示
電極基板を示す平面図詔よびその人−A′、B−B′断
面図であるOl・・・MO8キャパシタ、2・・・MO
8PMlT(スイッチ素子)1・・・表示電極!I X
l(X、 、 X、 。 ・・−・・・・、 Xn )・・・アドレスライン、Y
j(Yl e Yl *・・・・・・・−・・e Ym
 )・・・データライン、  J、 l −・・半導体
基板。 12・・・層間絶縁膜、11・・・表示電極基板、lq
・・・透明基板、115・・・透明電極、16・・・対
向電極基板% IF液晶J着、z t−amllll基
板、11・・・ソース層、21會・・・ドレイン層、z
s、 、zx。 ・・・ゲート酸化膜、 xi、 、M4.・・・ムIゲ
ート電極、”s * M 44 @ M 4@ ・・・
ムI配線、16・・・層間絶縁膜。 g r−・・表示電極、j#、−・・光しやへいll(
Cu1l)。 2a、・・・クロスオーバー配線(Cu膜)。 出願人代理人 弁履士 鈴 江 武 彦第3図 B′ j13[ 27321

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)液晶の駆動電圧を蓄積するキャパシタ、このキャ
    パシタへの駆動電圧の供給を制御するスイッチ素子、こ
    のスイッチ素子を制御するアドレスラインおよびこのア
    ドレスラインと交差配線され前記スイッチ素子を介して
    駆動電圧を前記キャパシタに供給するデータラインがマ
    トリクス状に集積形成され、かつその表面に層間絶縁膜
    を介して前記キャパシタに接続される各画素毎に分離さ
    れた表示電極を有する表示電極基板と、この表示電極基
    板に対向して設けられた透明絶縁基板に全画素に共通の
    透明電極が形成された対向電極基板と、この対向電極基
    板と前記表示電極基板との間に挾持された液晶層とを備
    えたマ) Qラス形液晶表示装置において、前記表示電
    極基板の層間絶縁膜中に導電体からなる光しやへい膜を
    堀設すると共に、この光しやへい膜の一部を前記アドレ
    スラインとデータラインの交差部のクロスオーバー配線
    として用いたことを特徴とするマトリクス形液晶表示装
    置。
  2. (2)光しやへい膜は、Cu、ムl 、 Cr e ’
    ri +Mo 、ムg @ Pt * Au * Ni
      から選ばれた一種もしくは二種以上の積層膜または
    これらの少くとも一種を主成分とする合金膜である%W
    If−求の範囲第1項記載のマ) 13クス形液晶表示
    装置。
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