JPS61230186A - 平坦な電気光学デイスプレイスクリーン用の非線形制御素子の組立て法及び同方法による平坦なスクリーン - Google Patents

平坦な電気光学デイスプレイスクリーン用の非線形制御素子の組立て法及び同方法による平坦なスクリーン

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JPS61230186A
JPS61230186A JP61075401A JP7540186A JPS61230186A JP S61230186 A JPS61230186 A JP S61230186A JP 61075401 A JP61075401 A JP 61075401A JP 7540186 A JP7540186 A JP 7540186A JP S61230186 A JPS61230186 A JP S61230186A
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JP
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layer
control
metal
etching
control element
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JP61075401A
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ジヤン・ノエル・ペルベ
ブリユノ・ムレー
ミシエル・グラスイエ
ミシエル・ドウフランス
ニコラ・スジドロ
パトリツク・トリユフエ
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Thales SA
Original Assignee
Thomson CSF SA
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Publication date
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    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/136—Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
    • G02F1/1362—Active matrix addressed cells
    • G02F1/1365—Active matrix addressed cells in which the switching element is a two-electrode device

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  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)

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】 発明の分野 本発明は、平坦なディスプレイスクリーン特に液晶ディ
スプレイスクリーン用の非線形制御素子の組立て法、及
びこの方法で組立てられた平坦スクリーンに係わる。
本発明は、大面積薄膜エレクトロニクスの全分野への応
用を見出し、かつ特に液晶スクリーンの各素子点の集積
制御に適用し得る。
従来の技術 液晶スクリーンが通常極めて多数の画像点、即ち正方形
とか矩形の複数素子を含むことは周知である。これらの
画像素子は個別にアドレスされることが可能である。ス
クリーンの鮮明度は、情報の項目を受信する能力である
画像点の数の関数である。各点の制御は電場の印加によ
って実行される。ビデオ情報の具体化の目的には、マ）
　ＩＪラックスのディスプレイの設置が望まれ、各画像
素子は行及び列として設計された導線の２つの直角のア
レイの交差点によって規定される。
前記素子に関連する行と列へ印加される制御電圧による
画像素子のアドレスは、循環によるスクリーンのりフレ
ックの可能なタイム・マルチグレクシング（ｔｉｍｅ−
ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）の採用の場合では長く留ま
っている必要はない。この技術は生理学上またはスクリ
ーン素子で実現し得る永続性効果に基づいている。液晶
ディスプレイ装置の場合では、画像素子はコンデンサに
よって一様化され、そこでは時定数が、２つの連続的な
遷移アドレス操作の間で電荷を保持するに十分なもので
ある。
本発明においては、非線形抵抗体が画像素子と直列に配
置され、しきい電圧以下では実際上絶縁性であるが、該
しきい電圧以上では次第に導電性となる。
この型の非線形素子はバリスタ材料でなされ、１９８１
年８月２５日本出願人の名で提出のフランス特許Ｎ　　
８１　１６２１７号に記載されておシ、Ｎ　　２．５１
２，２４０号に公告されている。
ディスプレイスクリーンの分野では、現在の技術的要求
は主としてよシ高画像鮮明度の実現に集中している。マ
トリックステ°イスプレイ型のスクリーンの場合は、従
って少なくとも５１２または１０２４を載せ得る極めて
多数のアドレス用の行または列から成る装置の設計が要
望される。このことはスイッチ素子及びそれでバリスタ
の数の上での対応する増加を伴なう。
大規模生産の目的のためには、特に良好な製造再現性と
これら構成成分の高安定性が必要である。
更にその成分の電気容量が協働するセルのそれとマツチ
しなければならず、また再現性ともマツチすべきである
。然しなから実際上で、これらの要求はビスマス酸化物
及びマンガン酸化物または同様の材料を含む亜鉛酸化物
の集合物のような通常使用される材料では十分には満足
されない。バリスタの製造再現性と安定性は、結晶粒度
とか組立て時に行なわれる結晶粒界の不活性化技術など
の他の条件に依存するものである。結晶粒界にも関連す
るバリスタの浮遊容量は容易には制御され得ない。
他のスイッチング素子も使用できる。しかも液晶ディス
プレイスクリーンは通常、周知の画像素子によるとコン
トラストの欠陥的均一性を現わす。
そのような欠陥はスイッチング素子の特性のばらつきに
よるもので、それは大面積では本質的なもので排除し難
い。またより小さい面積といえども、そのような欠陥は
液晶層の厚さとかその接着層などから起こってくる。
これらの欠点を克服すべく、非線形素子が薄膜トランジ
スタである装置が知られ、該トランジスタは主としてア
モルファスシリコンまたは多結晶シリコンのペースを有
している。然しこの種の技術においては幾つかの難点く
出会っており、従って高性能のアドレッシングを望むな
らばそれを克服しなければならぬ。見出される解決は従
って次の観点を考慮すべきであろう。
１．２つの層（シリコンと絶縁体）及びそれの界面の性
質に依存する特性のよ勺よい制御。
２、大面積での良好な再生産性を達成するために必要な
自己整列技術。
別の解決法はダイポール素子を含む非線形素子を使用す
ることで、該ダイポール素子は直列でかつ対向して載置
された２つのダイオードのベースを持つ構造をしたもの
である。
これらのダイオードは、電流−電圧特性において総て同
一の動作点を有する半導体ダイオードである。この型の
装置は本出願人により１９８３年９月１３日提出のフラ
ンス特許Ｎ　　８３　１４５４２号に記載されておシ、
特にショットキダイオードの形で設計されている。
然しなから本解決法の実際上の適用では、少なくとも４
つのマスキング過程の必要を伴なっている。
本発明は、マスヤング操作を２つまでに減らし、かつ精
度の高い標準を要求しない方法に係わる。
発明の要約 本発明は従って、第１と第２の板との間に配置された電
気光学材料を含む電気光学ディスプレイスクリーン用の
非直線形制御素子の組立て法に係わシ、前記方法はそれ
が第２の板（基板）上において次の連続した諸工程を実
行することくよって特徴づけられる。
（ａ）　　ｎ＋ドープト・アモルファス半導体材料層の
堆積を含む第１の工程。
（ｂ）　　アンドープト・アモルファス半導体材料層の
堆積を含む第２の工程。
（ｃ）　　金属層の堆積を含む第３の工程。
（ｄ）　　形成されるべき制御素子のマスキングを含む
第４の工程。
（ｅ）　　メサ構造を形成すべく上述の３つの非マスキ
ング層のエツチングを含む第５の工程。
（ｆ）　　絶縁材料層の堆積を含む第６の工程。
（ｇ）　　金属材料層の表面に位置する絶縁材料層のエ
ツチングを含む第７の工程。
（ｈ）　　導電材料層の堆積を含む第８の工程。
（１）エツチングを含む第９の工程であって、一方にお
いてはディスプレイスクリーン電極と制御導線を規定す
べく導電層をエッチし、こうして形成した制御素子を介
して電極が制御導線と結合するようにするものと、他方
では金属層をエッチし各制御素子の上に２つの金属制御
素子ダートを形成せしめるものとから成るエツチング処
理。
本発明は更に、第１と第２の平行な板と、前記板の間に
サンドイッチされている電気光学材料とを含む、平坦な
電気光学ディスプレイスクリーンに係わる。各々の板は
それが電気光学材料と接している面上で電極と制御導線
を有しており、前記電極と制御導線は非線形制御素子を
介して相互に結合されている。本発明の明らかな特徴は
制御素子が前記方法に従って形成されておること、及び
各素子が１１ドーゾト・アモルファス半導体材料層、ア
ンドープト・アモルファス半導体層及び金属層と順番に
構成されて直列かつ対向している２つのダイオードを含
む点にある。
本発明の他の特徴は、次に述べることと添付図面の参照
によってよシ明瞭になるだろう。
実施例 本発明による方法の実施例の一つを第１図から第９図を
参照して次に説明する。
方法の第１番目の工程は、透明な絶縁材料基板１の上に
Ａ＋ドープト・アモルファスシリコン層２を堆積させる
ものであり、温度約２５０℃で通常グロー放電法と呼ば
れるプラズマ印加堆積法とか、約６００℃で一般に気相
化学堆積法（ＣＶＤ）として知られる気相エピタキシ法
とか、または約５５０℃で低圧気相化学堆積法（ＬＰＧ
ＶＤ）で知られる低圧気相エピタ中シ法などによシ実施
される。こうして生成した層２の厚さは３００〜１００
０Ｘ（オンダストローム）の範囲である。第１図の構造
はこうして得られる。
第２番目の工程は、ドープしないアモルファスシリコン
層３を堆積させることである。その方法は上述の三つの
方法のうちの一つを採用できる。
エピタキシ（ｃｖｎまたはＬＰＣＶＤ　）による堆積法
では、事後の水素化処理（ｐｏｓｔ−ｈｙｄｒｏｇ＠ｎ
ａｔｉｏｎ）を行なうのが好ましく、それはダングリン
グーンド欠陥の不活性化、即ち破断しているすべてのが
ンドを充足させるためである。アンドープト・アモルフ
ァスシリコン層３の厚さは２０００〜６０００Ｘの範囲
であるべきである。こうして得られた構成体は第２図に
示す構造である。
第３番目の工程では、白金、モリブデン、またはパラジ
ウムのような金属層４の堆積が、真空蒸着またはカソー
ドスノぐクリング法によって実施される。この金属層の
厚さは数百Ｘであるべきである。
第４番目の工程では、先に堆積した３つの層２゜３、及
び４の中に、ホトリソグラフィ法（写真食刻法）によっ
てメサ構造（段丘状構造）を形成す　。
ることである。この目的のため第４図のごとく、形成き
るべきメサ構造に相当する範囲がマスクＭｌによって遮
蔽される。層２，３．及び４が次に１マスクされてない
領域での乾式エツチング処理（プラズマ腐食）ｔたは化
学エツチング処理によって腐食される。これによシ得ら
れた構造を第５図に示す。
第５番目の工程では、感光イリイミド層のようなネガテ
ィブ感光樹脂層５を堆積させるが、４リイミドは露光後
の現像において非露光範囲において溶解してしまう性質
を有する。
第６番目の工程では、第６図に示すように光源（図示せ
ず）から光が矢印のように、基板１を通して樹脂層５を
照射する目的で投光される。前に堆積していた樹脂層に
対して金属層４がスクリーンを形成し、光エッチングの
マスクの機能を果たす。従って該部分の樹脂は非露光で
あり、現像後に溶けてしまう。こうして得られた部分を
第７図に示す。
第７番目の工程では、絶縁層の固体化（ｓｏｌｉｄｉ−
”ｆｌｃａｔｉｏｎ）を得るために絶縁層の焼鈍が実施
される。焼鈍温度は絶縁体の特性によって決ＬＤ、それ
は当該分野では周知のことである。
第８番目の工程では（第８図参照）、透明な材料からな
る導電材料層７が堆積されるが、それは伝送モードにお
いて操作するディスプレイスクリーンに制御素子が採用
される場合である。従ってこの場合はインジウム−錫酸
化物（ＩＴＯ）、または等価材料（Ｉ町０ｓ　＊　８ｎ
０２　）等の混合酸化物層７の堆積が可能である。この
型の層は１００〜２０００Ｘの厚さを持っている。
第９図に示される第９番目の工程では、導電材料層７の
表面がＭ２．Ｍ３のマスクで遮蔽され、次にエツチング
処理にかけられる。マスクＭ２とＭ３の位置付けは、エ
ツチング処理によシ層７が２つの部分に分離するように
実行される。更に該エツチング処理は金属層４からも材
料を持出して２つの分離区分される金属領域４１と４２
とにし、この領域間の空間４０は従って自由なものとな
る。
更にマスクＭ１とＭ２の形は、第１θ図に示すごとく基
板１０表面に電極Ｅと制御導線Ｃを形成させるようなも
のである。この図からも明らかなように制御導線Ｃは電
極Ｅと前述のようにして形成した素子の手段を介して結
合するが、該素子は連続的に金属層４１、アンドープト
・アモルファスシリコン層３、？ドープト彎アモルファ
スシリコン層、再び別のアンドープト・アモルファスシ
リコン層３、および金属層４２から成っている。
ここに述べる制御素子は、直列でかつ対向して載置され
た２つのショットキダイオードを構成する。
上述のような本発明の組立て法によると、ウェーハ基板
の上に、電極Ｅ、制御導線Ｃ１各電極Ｅと制御導線Ｃの
相互結合用の制御素子等のアレイからなる集合的形成を
可能にする。
第１１図では制御導線Ｃが１つの制御素子を介して２つ
の電極Ｅ１とＥ２とを制御するもので、この構造は第１
０の構造に関係して既に述ぺたものである。電極Ｅｌは
導線Ｃとは、直列であシかつ金属層４１と４２との間で
対向して載置される２つのダイオードを介して結合して
いる。電極Ｅ２は導線Ｃと、前述のものとは対称な構造
を介して結合している。
第１２図には、２つの平行板ＬｌとＬ２との間でサンド
イッチされた液相ＬＣを含む液晶セルが示されている。
板Ｌｌは電極Ｅ３を担持する。板Ｌ２は２つの電極Ｅ１
．Ｅ２と結合した導線Ｃを担持しているが、該結合は金
属層４１と４４との間に直列でかつ対向して載置された
２つのダイオードから成る素子手段によって行なわれて
いる。
本発明の方法による他の実施例によれば、層２゜３．４
におけるメサ構造形成の第３．第４の工程は、別の方法
でなされ得る。それは次のような系列によって置換可能
であり、即ち樹脂堆積、マスキング、金属の堆積と樹脂
の除去による金属の除去である。この方法は直接的エツ
チングではそれ自体簡単には溶けない金属を使用するこ
とを許容し、用いられる金属はエツチング後にシリコン
層のメサ構造のエッチマスクの機能を果たす。
本発明の他の実施例では第５工程において、５ｉ０２ま
たは８１．Ｎ４のような無機絶縁体を堆積することであ
る。第６エ程では従って非等方性プラズマエッチまたは
通称反応性イオンエツチング（ＲＩｇ）を行なうもので
、それは絶縁体をメサ構造の側方部でのみ残留させるも
のである。
従って本発明によると、高い精度を要求しない僅か２回
のマスキング操作を用意すればよい。従ってこの方法は
冗長構造及び特に第１１図と第１２図に示した型の構造
に適している。
【図面の簡単な説明】
第１図から第９図は本発明の方法の一実施例図、第１Ｏ
図は本発明の方法によ多形成された制御素子の透視図、
第１１図は本発明の方法によ多形成された制御！トリッ
クスの全体図、第１２図は第１１図に示された制御マ）
　ＩＪラックス断面図である。 ｌ・・・絶縁材料基板、２・・・？ドープト・アモルフ
ァスシリコン、３・・・アンドープト・アモルファスシ
リコン、４・・・金属層、５・・・感光樹脂層、７・・
・混合酸化物層、Ｅ・・・電栢、ＬＣ−・一液晶。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）第１と第２の板の間に配置された電気光学材料を
    含む電気光学ディスプレイスクリーン用の非線形制御素
    子の組立て法であつて、第２の板上において実施される
    次の連続した諸工程から成る組立て法。 （ａ）￥ｎ￥＾＋ドープト・アモルファス半導体材料層
    の堆積を含む第１の工程。 （ｂ）アンドープト・アモルファス半導体材料層の堆積
    を含む第２の工程。 （ｃ）金属層の堆積を含む第３の工程。 （ｄ）形成されるべき制御素子のマスキングを含む第４
    の工程。 （ｅ）メサ構造を形成すべく上述の３つの非マスキング
    層のエッチングを含む第５の工程。 （ｆ）絶縁材料層の堆積を含む第６の工程。 （ｇ）金属材料層の表面に位置する絶縁材料層のエッチ
    ングを含む第７の工程。 （ｈ）導電材料層の堆積を含む第８の工程。 （ｉ）エッチングを含む第９の工程であつて、一方にお
    いてはディスプレイスクリーン電極と制御導線を規定す
    べく導電層をエッチし、こうして形成した制御素子を介
    して電極が制御導線と結合するようにするものと、他方
    では金属層をエッチし各制御素子の上に２つの金属制御
    素子ゲートを形成せしめるものとから成るエッチング処
    理。
  2. （２）少なくとも第２の板は透明であり、絶縁材料層は
    ネガテイブ樹脂であり、前記絶縁層の形成処理の第７の
    工程は主として金属層の表面に位置する絶縁層が露光し
    ないことを保証するような方法でもつて第２の板を通し
    て指向された光線による露光から成り、また絶縁層の洗
    浄によつて該材料のみが除去される、特許請求の範囲第
    １項に記載の方法。
  3. （３）第６の工程において堆積する材料が無機絶縁材料
    であり、また第７の工程に含まれる処理が、メサ構造の
    側方部を除いて反応性イオンエッチング法により該材料
    が除かれることを含む、特許請求の範囲第１項に記載の
    方法。
  4. （４）第１と第２の平行な板と、前記板の間にサンドイ
    ッチされている電気光学材料とを含み、各各の板はそれ
    が電気光学材料と接している面上で電極と制御導線を有
    しており、前記電極と制御導線は非線形制御素子を介し
    て相互に結合され、前記制御素子がクレーム１の方法に
    よつて形成され、かつ各々が￥ｎ￥＾＋ドープト・アモ
    ルファス半導体層、アンドープト・アモルファス半導体
    層及び金属層が順番に構成されて直列にかつ対向してい
    る２つのダイオードを含むものからなる、平坦な電気光
    学ディスプレイスクリーン。
  5. （５）各制御素子が制御導線を第１の電極と第２の電極
    に結合する働きをするもので、￥ｎ￥＾＋ドープト・ア
    モルファス半導体とアンドープト・アモルファス半導体
    との２つの重積した層と、その上で堆積している制御導
    線に接続する第１の金属素子と第１の電極に接続してい
    る第２の金属素子と第２の電極に接続している第３の金
    属素子とから成る手段を介して働くものである、特許請
    求の範囲第４項に記載の平坦な電気光学ディスプレイス
    クリーン。
JP61075401A 1985-04-02 1986-04-01 平坦な電気光学デイスプレイスクリーン用の非線形制御素子の組立て法及び同方法による平坦なスクリーン Pending JPS61230186A (ja)

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FR8505007 1985-04-02

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