JPS6150185A - Solid display unit and manufacture thereof - Google Patents

Solid display unit and manufacture thereof

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Publication number
JPS6150185A
JPS6150185A JP17266884A JP17266884A JPS6150185A JP S6150185 A JPS6150185 A JP S6150185A JP 17266884 A JP17266884 A JP 17266884A JP 17266884 A JP17266884 A JP 17266884A JP S6150185 A JPS6150185 A JP S6150185A
Authority
JP
Japan
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diode
wiring
liquid crystal
forming
diodes
Prior art date
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Pending
Application number
JP17266884A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
舜平 山崎
晃 間瀬
利光 小沼
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Original Assignee
Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd filed Critical Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority to JP17266884A priority Critical patent/JPS6150185A/en
Publication of JPS6150185A publication Critical patent/JPS6150185A/en
Pending legal-status Critical Current

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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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 「従来の利用分野」 この発明は、液晶表示パネルを設けることにより、マイ
クロコンピュータ、ワードプロセッサまたはテレビ等の
表示部の固体化を図る半導体glに関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Conventional Field of Application] The present invention relates to a semiconductor GL that is provided with a liquid crystal display panel to solidify the display section of a microcomputer, word processor, television, or the like.

「従来の技術」 固体表示パネルは各絵素を独立に制御する方式が大面積
用として有効である。このようなアクティブ素子を用い
たパネルとして、1つの絶縁ディト型電界効果半導体装
置 (IGFという)とそれに直列に連結した液晶素子
とよりなる1絵素を構成せしめ、これをX、Y配線に連
結したマトリックス構成よりなるものである。
``Prior Art'' For solid-state display panels, a system in which each picture element is controlled independently is effective for large-area displays. In a panel using such active elements, one pixel consists of one insulated field effect semiconductor device (IGF) and a liquid crystal element connected in series with it, and this is connected to X and Y wiring. It consists of a matrix structure.

「発明が解決しようとする問題点」 しかし、このIGFを用いた表示パネルにおいて、その
製造プロセスに必要なフォトマスク数は6〜8枚をも有
し、そのため製造歩留りが低いことが予想される。
``Problems to be solved by the invention'' However, in the display panel using this IGF, the number of photomasks required for the manufacturing process is 6 to 8, so it is expected that the manufacturing yield will be low. .

またこのIGF用の半導体は薄膜構造であるため、アモ
ルファス半導体で作製することを主としているが、この
アモルファス半薄体とゲイト絶縁物との界面物性が十分
解明されていない。
Furthermore, since the semiconductor for this IGF has a thin film structure, it is mainly manufactured using an amorphous semiconductor, but the physical properties of the interface between this amorphous semi-thin body and the gate insulator have not been fully elucidated.

このためIGFのスレッシュホールド電圧にバラツキが
発生してしまう、等の根本的な問題があった。
This has caused fundamental problems such as variations in the threshold voltage of the IGF.

「問題を解決するだめの手段」 本発明はかかる問題を解決するため、アクティブ素子を
制御する系としてIGFを用いず、ダイオード特にアモ
ルファス半導体の1つの有効な分野である太陽電池で十
分な技術の蓄積がされている水素またはハロゲン元素が
添加された非単結高卒4体よりなるPIN型ダイオード
を用いたことを主としている。
"An Unsuccessful Means to Solve the Problem" In order to solve this problem, the present invention does not use IGF as a system for controlling active elements, but instead uses sufficient technology to use diodes, especially solar cells, which is an effective field of amorphous semiconductors. It mainly uses a PIN type diode made of four non-single high school graduates to which accumulated hydrogen or halogen elements are added.

かかるダイオードは順方向電荷を用いる場合、そのビル
ドイン(立ち上がり)電圧は約0.7Vとほぼ一定であ
り、製造バラツキがない。絶縁膜−半導体の界面物性を
用いないため、温度処理、B−T処理(バイアス一温度
)処理に不安定性がないという特長を有する。
When such a diode uses forward charge, its build-in (rise) voltage is approximately constant at about 0.7V, and there is no manufacturing variation. Since the physical properties of the insulating film-semiconductor interface are not used, there is no instability in temperature treatment and B-T treatment (bias-temperature) treatment.

さらに本発明はかかるダイオードをX配線とY配線との
間に少なくとも2つ同−向きに直列に連結し、その中点
より液晶表示の一方の電極と連結したものである。かか
る構造の代表例を第1図及び第2図に示しである。
Further, in the present invention, at least two such diodes are connected in series in the same direction between the X wiring and the Y wiring, and the midpoint thereof is connected to one electrode of the liquid crystal display. Representative examples of such structures are shown in FIGS. 1 and 2.

この中点より液晶の電極とするため、液晶に対し交流バ
イアスを液晶の他方の電極のレベル(11)(12)を
制御することにより制御しやすく、階調制御も可能であ
るという特徴を有する。
Since the electrode of the liquid crystal is made from this midpoint, it is easy to control the AC bias to the liquid crystal by controlling the levels (11) and (12) of the other electrode of the liquid crystal, and it has the characteristics that gradation control is also possible. .

「作用」 さらに、第3図に例が示されているが、液晶の他方の電
極を3分割し、それぞれを赤(Rという)。
"Function" Furthermore, as shown in FIG. 3, the other electrode of the liquid crystal is divided into three parts, each of which is called red (referred to as R).

緑(Gという)、青(Bという)のフィルタを通すこと
により、そのレベルに対し独立に電圧をZ軸として加え
ることができる。そのためR,G、 Bに対する階調を
行うことができるという特徴を有する。
By passing the green (referred to as G) and blue (referred to as B) filters, a voltage can be applied independently to the level on the Z axis. Therefore, it has the feature of being able to perform gradations for R, G, and B.

またこのパターンを作製するに対し、プロセス上必要な
マスク数は4枚でよい。このためTGFの6〜8枚の方
式に比べて製造歩留りが大きいという特徴をもつ。
Furthermore, the number of masks required in the process to produce this pattern may be four. For this reason, it is characterized by a higher manufacturing yield than the 6 to 8 TGF method.

以下に実施例に従って本発明を説明する。The present invention will be explained below according to examples.

「実施例1」 第1図は本発明の回路を示す。"Example 1" FIG. 1 shows the circuit of the invention.

図面において絵素(1)は第1のダイオード(2)。In the drawing, the picture element (1) is the first diode (2).

第2のダイオード(3)が互いに連結し、中点(25)
より液晶(4)の一方の電極に連結している。また第1
のダイオードはX配線のアドレス’1tfA (5) 
、 (6)に連結し、他方の第2のダイオードはY配線
のデータ線(7) 、 (8)に連結している。このX
配線及びY配線はともに同一透光性絶縁基板代表的には
ガラス基板(第2図(B) 、 (C)における(32
)上)に設けられ、液晶(4)の他方の電極(第2図(
B)における(27) ’)は対抗した他の透光性絶縁
基板代表的にはガラス基板(第2図(B)における(3
1))側に設けられ、2座標を対応させている。このZ
他用配線は面全体であっても、またX配線に平行に線状
にパターニングされても、またY配線に平行に設けても
よく、それぞれ使途により決められる。
The second diodes (3) are connected to each other and the midpoint (25)
It is connected to one electrode of the liquid crystal (4). Also the first
The diode is at the address '1tfA of the X wiring (5)
, (6), and the other second diode is connected to the data lines (7), (8) of the Y wiring. This X
Both the wiring and the Y wiring are connected to the same light-transmitting insulating substrate, typically a glass substrate ((32
) on the other electrode of the liquid crystal (4) (Fig.
(27) ') in Fig. 2(B) is a glass substrate ((3) in Fig. 2(B)).
1)), and the two coordinates are made to correspond to each other. This Z
The wiring for other uses may be formed on the entire surface, or may be patterned linearly parallel to the X wiring, or may be provided parallel to the Y wiring, each of which is determined depending on the usage.

かかる絵素をマトリックス構成せしめ、図面では2×2
とした。これはスケール・アップした表示装置例えば(
画素640 x525)としても同−技(・トi思想で
ある。
Such picture elements are arranged in a matrix, 2×2 in the drawing.
And so. This is useful for scaled-up display devices such as (
640 x 525 pixels) is also based on the same technique.

第1図において、信号の書き込み(W)、保存(S)。In FIG. 1, writing (W) and saving (S) signals.

書き消しまたは再書き込み(IE)の信号が、例えば(
1,1)をのみ選択的に行わんとした時、以下の表の如
(とすればよい。
If the erase or rewrite (IE) signal is e.g.
If you want to selectively perform only 1, 1), you can do it as shown in the table below.

かくして(1,1)に対し選択的に所定の電圧をX。Thus, a predetermined voltage is selectively applied to (1,1).

Yのそれぞれの配線に加えることにより、液晶を透明「
1」とし、また他の絵素を不透明rOJとすることがで
きた。
By adding it to each Y wiring, you can make the liquid crystal transparent.
1'', and other picture elements could be made into opaque rOJ.

かかる選択を繰り返すことにより、他の絵素に対しても
、書き込み、保持、吉き消しを行うことが出来得る。こ
の電圧■は、液晶駆動が一般的に2.7v以上において
rONJ  r透明J 、1.9V以下においてrOF
F J  r不透明」をその物性として有しているため
、例えばV=3.OVとした。さらにこの電圧を交流と
して、マトリックス系において同期して印可させること
により交流駆動をさせることができる。また、Z軸の電
圧をV/2±ΔVとし、この電圧を変動させ、階調をさ
せることは有効である。
By repeating this selection, it is possible to write, hold, and successfully erase other picture elements. This voltage (■) is generally rONJ rtransparent J when the liquid crystal drive is 2.7V or more, and rOF when it is 1.9V or less.
For example, V=3. It was set as OV. Further, by applying this voltage as an alternating current in synchronization in a matrix system, alternating current driving can be achieved. Furthermore, it is effective to set the Z-axis voltage to V/2±ΔV and vary this voltage to create gradations.

「実施例2」 この実施例は第2図にその平面図(A)及び縦断面図(
[1) (C)が示されている。第2図(C)は下側の
アクティブ素子のある側の基板の断面図のみを簡略化の
ため示している。
"Example 2" This example is shown in Fig. 2, its plan view (A) and longitudinal sectional view (
[1] (C) is shown. FIG. 2(C) shows only a cross-sectional view of the substrate on the side where the lower active element is located for the sake of simplification.

この図面は、第1図の回路における(1.1)番地の絵
素をパターニングした本発明の実施例である。
This drawing shows an embodiment of the present invention in which the picture element at address (1.1) in the circuit of FIG. 1 is patterned.

図面において、透光性絶縁基板として無アルカリカラス
(32)を用いて、この上面にスパッタ法によりITO
または酸化スズ膜を0.1〜0.4 μの厚さに形成し
た。この後、この透光性導電膜にパターニングをし、画
素とする。液晶の電極(26) 、 X方向の配線(5
)及びダイオード(2) 、 (3)用の下側のパッド
(37) 、 (38)を第1のフォトマスクにより不
要部を除去して形成した。
In the drawing, a non-alkali glass (32) is used as a light-transmitting insulating substrate, and ITO is applied to the top surface by sputtering.
Alternatively, a tin oxide film was formed to a thickness of 0.1 to 0.4 μm. Thereafter, this transparent conductive film is patterned to form pixels. Liquid crystal electrode (26), X direction wiring (5
) and lower pads (37) and (38) for diodes (2) and (3) were formed by removing unnecessary portions using a first photomask.

この後、これらの全面に下側の金属膜をクロム500〜
1500人の厚さに形成し、さらにプラズマ気相反応法
によりPIN構造を有する水素またはハロゲン元素が添
加されたダイオードを形成した。即ちP型半導体(46
)を微結晶の電気伝導度1o−1〜1゜1(Ωcm)−
’として300〜tooo人の厚さとした。さらにI型
半導体(35)を0.5〜1μの厚さにシランのプラズ
マ気相法により形成した。さらに、N型半導体(34)
を微結晶構造とし、その電気伝導度を10′〜102(
Ωcm)−’とシテ3oo〜1ooo人の厚さに形成し
た。
After this, the lower metal film is coated with chromium 500~ on all these surfaces.
The film was formed to a thickness of 1,500 mm, and a diode having a PIN structure doped with hydrogen or a halogen element was formed by a plasma vapor phase reaction method. That is, P-type semiconductor (46
) is the electrical conductivity of the microcrystal 1o-1~1゜1 (Ωcm)-
'The thickness was 300 to 300 people. Further, an I-type semiconductor (35) was formed to a thickness of 0.5 to 1 .mu. by a silane plasma vapor phase method. Furthermore, N-type semiconductor (34)
has a microcrystalline structure, and its electrical conductivity is 10' to 102 (
Ωcm)-' and a thickness of 30 to 100 mm.

この後、一対のダイオード(2) 、 (3)として設
けるパッド上を除き、他部を第2のフォトマスクを用い
てフォI−エツチング法により除去した。
Thereafter, except for the pads provided as a pair of diodes (2) and (3), the remaining portions were removed by photo-etching using a second photomask.

次に酸化珪素膜(33)を層間絶縁物としてプラズマ気
相法にらり0.3〜0.5μの厚さに形成し、第3のマ
スクにより■の部分を除き他部を除去した。
Next, a silicon oxide film (33) was formed as an interlayer insulator to a thickness of 0.3 to 0.5 .mu.m by plasma vapor deposition, and the third mask was used to remove the portion marked with ■ and the remaining portions.

さらにY方向の配線を形成した。加えて第1のダイオー
ドの上側電極と、液晶の電極(26)との連結(40)
、及び第2のダイオード(3)の上側電極とY軸配線(
7)との連結(41)とを第4のマスク■により形成し
た。
Furthermore, wiring in the Y direction was formed. In addition, connection (40) between the upper electrode of the first diode and the electrode (26) of the liquid crystal
, and the upper electrode of the second diode (3) and the Y-axis wiring (
7) and the connection (41) was formed by the fourth mask (3).

以上のことより、この面に1つのアクティブ絵素を形成
するのに4種類のフォトマスクを用いるのみですみ、さ
らにそれに必要なコンタクトはそれぞれのダイオードに
1つづつ計2ヶのみでよいという特長を有する。
From the above, it is possible to form one active picture element on this surface by using only four types of photomasks, and furthermore, only two contacts are required, one for each diode. has.

さらにダイオードは下側をクロムで遮光し、動作膜のダ
イオードIこ光照射がなされることを防いだ。
Furthermore, the lower side of the diode was shielded from light with chromium to prevent the active film diode I from being irradiated with light.

表示パネルとしては、この後配線処理をし、対抗する他
の基板(31)を約lOμの巾に離間させ、その隙間を
真空引きをした後、公知の液晶(4)を封入した。
As for the display panel, wiring was then processed, another opposing substrate (31) was separated by a width of about 10μ, the gap was evacuated, and then a known liquid crystal (4) was sealed.

かくして4枚のみのマスクでさらにコンタクト部は2ケ
/絵素としてパターニングをさせることが可能となった
In this way, it has become possible to further pattern the contact portion with two pieces/picture element using only four masks.

「実施例3j この実施例は第3図にその回路を示している。“Example 3j The circuit of this embodiment is shown in FIG.

図面において基本構造ば第1図、第2図と同様である。In the drawings, the basic structure is the same as in FIGS. 1 and 2.

しかし第3図においては、液晶の他方の電極側(第2図
における基板(31)とその下側の電極(27) )が
3本の配線によりXまたはY方向(図面ではX方向)に
連結され、それらは(11−1,11−2,1l−3)
または(12−1,12−2,12−3)のZ軸として
設けられている。
However, in Fig. 3, the other electrode side of the liquid crystal (the substrate (31) and the lower electrode (27) in Fig. 2) are connected in the X or Y direction (X direction in the drawing) by three wires. and they are (11-1, 11-2, 1l-3)
Alternatively, it is provided as the Z axis of (12-1, 12-2, 12-3).

加えて、この電極の上または下方向にR(13)、G(
14) 、 B (15) (7)カラーフィルタ(1
0)が設けられテいる。従来、フルカラ一方式をIGF
を用いて行わんとすると、このフィルタの各絵素に対応
して1つづつのIGFを必要としていた。しがし、本発
明ではR,G、Bの1個に対し1つの絵素(1)でよく
、またこのフィルタもドツト方式でよく、Z軸に対応し
た線状に設けることができ、実質的に173に必要なア
クティブ素子の数を減少させることができる。
In addition, R(13), G(
14), B (15) (7) Color filter (1
0) is provided. Traditionally, full color one-sided format was used as IGF.
If this were to be carried out using , one IGF would be required for each picture element of this filter. However, in the present invention, only one picture element (1) is required for each of R, G, and B, and this filter may also be of a dot type, and can be provided in a line corresponding to the Z axis, so that it is substantially In other words, the number of active elements required for 173 can be reduced.

加えて、Z軸のデコーダ(22)によりそれぞれの絵素
に対する階調をも制御できるという他の特徴を有する。
In addition, another feature is that the Z-axis decoder (22) can also control the gradation for each picture element.

各絵素に対する液晶のrONJ  rOFF Jの電圧
が加えられる駆動機構は実施例1と同様である。
The driving mechanism for applying voltages rONJ rOFF J of the liquid crystal to each picture element is the same as in the first embodiment.

また、半導体装置としての製造プロセスは実施例2と同
様である。
Further, the manufacturing process as a semiconductor device is the same as in the second embodiment.

「効果」 本発明は以上に示す如く、ダイオードを用いてアクティ
ブマトリックスを構成せしめたものである。このためき
わめて少ないマスク(4枚)でバターニングを行うこと
ができ、製造歩留りを向上させることができる。
"Effects" As described above, the present invention uses diodes to construct an active matrix. Therefore, patterning can be performed with a very small number of masks (4 masks), and the manufacturing yield can be improved.

ダイオードの順方向特性を用いるため、プロセス上のバ
ラツキが少ない。
Since the forward characteristics of a diode are used, there is little variation in the process.

2つのダイオードの中点より液晶を連結しているため、
階調制御がしやすいという特徴を有する。
Since the liquid crystal is connected from the midpoint of the two diodes,
It is characterized by easy gradation control.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図、第2図は本発明の液晶表示パネルの回路図およ
び構造図である。 第3図は本発明の他の回路例を示す。 7t■
1 and 2 are a circuit diagram and a structural diagram of a liquid crystal display panel according to the present invention. FIG. 3 shows another example of the circuit of the present invention. 7t ■

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、X方向の配線と、Y方向の配線が同一基板上に複数
ケ設けられたマクリックス構成において、一方の配線に
連結した水素またはハロゲン元素が添加された非単結晶
半導体よりなる第1のダイオードと、該ダイオードと同
じ向きに連結された前記第1のダイオードと同一構造を
有する第2のダイオードとを有し、該ダイオードは他方
の配線に連結され、前記第1及び第2のダイオードが互
いに連結された中点に液晶表示用の一方の電極が連結し
て設けられたことを特徴とする固体表示装置。 2、透光性の絶縁基板上に設けられた透光性導電膜によ
り、X方向の配線と、液晶表示用の電極と、ダイオード
が設けられる一対のパッドを形成する工程と、該パッド
上にPIN接合を有する水素またはハロゲン元素が添加
されたダイオードを一対形成する工程と、層間絶縁物を
形成した後、前記一対のダイオード上にコンタクト用開
穴を形成する工程と、第2の導電膜を選択的にY方向の
配線と、前記第1のダイオードと前記液晶表示用電極と
に連結するとともに、前記第2のダイオードと前記Y方
向の配線とを連結して形成する工程とを有することを特
徴とする固体表示装置作製方法。 3、特許請求の範囲第1項において、ダイオードはその
下面に非透光性導電膜が設けられたPIN接合を有する
構成を有することを特徴とする固体表示装置。
[Claims] 1. In a macrox configuration in which a plurality of wirings in the X direction and wirings in the Y direction are provided on the same substrate, a non-single crystal to which hydrogen or a halogen element is added is connected to one wiring. A first diode made of a semiconductor, and a second diode connected in the same direction as the first diode and having the same structure, the diode is connected to the other wiring, and the second diode is connected in the same direction as the first diode. A solid-state display device, characterized in that one electrode for liquid crystal display is connected to the middle point where the second diode and the second diode are connected to each other. 2. Forming a pair of pads on which wiring in the X direction, electrodes for liquid crystal display, and diodes are provided using a transparent conductive film provided on a transparent insulating substrate; A step of forming a pair of diodes doped with hydrogen or a halogen element having a PIN junction, a step of forming contact openings on the pair of diodes after forming an interlayer insulator, and a step of forming a second conductive film. selectively forming a wiring in the Y direction, connecting the first diode to the liquid crystal display electrode, and connecting the second diode to the wiring in the Y direction; Characteristic solid-state display manufacturing method. 3. A solid-state display device according to claim 1, characterized in that the diode has a PIN junction with a non-transparent conductive film provided on the lower surface thereof.
JP17266884A 1984-08-20 1984-08-20 Solid display unit and manufacture thereof Pending JPS6150185A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63259202A (en) * 1987-04-17 1988-10-26 Hitachi Constr Mach Co Ltd Directional control valve

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