JPS6161196A - 固体表示装置 - Google Patents

固体表示装置

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JPS6161196A
JPS6161196A JP59183348A JP18334884A JPS6161196A JP S6161196 A JPS6161196 A JP S6161196A JP 59183348 A JP59183348 A JP 59183348A JP 18334884 A JP18334884 A JP 18334884A JP S6161196 A JPS6161196 A JP S6161196A
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JP
Japan
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electrode
semiconductor
diode
liquid crystal
composite
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Pending
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JP59183348A
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English (en)
Inventor
舜平 山崎
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Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Original Assignee
Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
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Publication date
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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】 「従来の利用分野」 この発明は、表示素子好ましくは液晶表示ii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装置
に関するものである。
「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kTh Itゲイト型電界効果
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・ノクス構成よりなるものである。
[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
重合わせを伴う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くなってし
まうことが予想される。
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
のアモルファス半導体とゲイ日色縁物との界面物性が十
分解明されていない。
このためIGFのスレッシュホールト電圧にバラツキが
発4g1=−してしまう、等の根本的な問題があった。
1問題を解決するための手段」 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IGI?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晶半導体よりなる非線形素子を用い
たことを主としている。
かかる本発明に用いる非線形素子は、1つのPill接
合とその」−下にコンタクトを有する電極より構成され
るダイオードを用いるのではなく、一対の電極はオーム
接触を有するが、逆向整流特性を構成する複合ダイオー
ドを有する素子よりなるもので、その代表例はN型半導
体−I型(以下真性または実質的に真性という)半導体
−N型半導体を積層して設けたNTN構造、即ちNl接
合とIN接合とが電気的に逆向きに連結され、かつ半導
体として一体化したNIN接合を有する半導体をはじめ
、その変形であるNN−N、NP−N、PIP、PP−
PまたはPN−P構造を有せしめた複合ダイオードであ
る。
かかる複合ダイオードは、ダイオード特性を互いに逆向
きに相対せしめ、そのビルドイン(立り上がり)電圧(
しきい値)はNl接合のN型半導体と■型半導体または
I型半導体に添加するPまたはN型の微量の不純物の濃
度で決めることができる。このため、製造プロセスを制
御することにより、所望の素子のしきい値電圧に制御し
得る。さらに絶縁膜−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)処理に対し
不安定性がないという特長を有する。
さらに本発明は、かかる複合ダイオードとマトリックス
を構成するX配線またはY配線とが概略同一形状を有す
る1つのマスク合わせで行うのみ・ で完成させ得るた
め、一方の基板側に設けられる液晶表示の一方の電極(
第1の電極)と連結した複合ダイオードおよびXまたは
Y配線の形成に必要なマスクの数は2枚のめでプロセス
させることができる。この構造の代表例を第1図及び第
2図に示しである。
このため、固体表示素子である例えば液晶に対し、交流
ハイ了スを液晶の他方の電極(第4の電極)、リードの
レベル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。
「作用」 さらに、液晶の他方の電極を3分割し、それぞれの電極
またはそれぞれのアクティブ素子に対応して赤(Rとい
う)、緑(Gという)、青(Bという)のフィルタを通
ずことにより、そのレベルに対し独立に電圧をY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。
またこのパターンを作製するに対し、非線形素子が設け
られる側の基板上のプロセスに必要なマスク数は2枚(
即ち1回の重合わせ)、他の基板側のマスクは1枚計3
枚でよい。このため従来より知られたIGFを用いた固
体表示装置で6〜8枚のマスクを漸次重合わせて作製し
てゆく方式に比べ、製造歩留りがきわめて大きいという
特徴をもつ。
以下に実施例に従って本発明を説明する。
「実施例1」 第1図は本発明の固体表示装置を用いた回路図を示す。
図面において絵素(1)は複合ダイオード(2)の電極
(21)(第2の電極)より液晶(3)の一方の電極(
31) (第1の電極)に連結している。複合ダイオー
ドはX配線のアドレス線(4) 、 (5)に第3の電
極(22)により連結している。他方、液晶(3)の第
4の電極(32)はY配線のデータ線(6) 、 (7
)に連結している。このX配線は同一絶縁基板代表的に
はガラス基板(第5図(B) 、 (C) 、 (D)
における(19))上に設けられ、液晶(10)の他方
の第4の電極(第5図(B)における(32))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5図
(B) 、 (D)における(18))側に設けられて
いる。
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 X 525)としても同一技術思想である
かくの如き複合ダイオードを用いた非線形素子およびそ
の特性の例を第2図、第4図に示している。
この第2図を以下に略記する。
第2図(^)は実際の素子構造の縦断面図を示している
。即ら第2図(八)においてガラス基板(19)」−の
透光性導電膜(17L遮光用クロムマスク(11)ヨO
ナル第2 (7)?J!(22)、 N(II)+(1
2)N(13)半導体積層体よりなるNTN接合型複合
ダイオ−)”(2)。
遮光用りn 、Aマスク(15)と、アルミニューム導
体(16)よりなる第3の電極(21)よりなっている
。このNIN構造の場合は第2図(B)にその記号が記
され、またエネルギハンド図は半導体に水素またはハロ
ゲン元素が添加された珪素を主成分とする非単結晶半導
体を用いて第2図(Il)に示されている。
さらにこの1層に対しN型用不純物を少し添加したN−
、P型用不純物を少し添加したP−とじて、NN−N、
 NP−Nとしてしきい値を制御することは有効である
。またこの逆にN型半導体(12) 、 (14)をP
型半導体としてPTP、 PP−P、 PN−P接合と
した複合ダイオード(2゛)としてもよい。かかる場合
の記号およびエネルギバンド図をそれぞれ第2図(C)
 、 (E)に記している。
第2図(A)〜(C)においてのダイオード特性は第4
図における(42) 、 (43)の原点に対し対称型
のV−1特性を得ることができた。
この値は、従来より公知の第3図に示す特性と異なる。
即ち第3図(C)に示す順方向のダイオードリングで得
られる特性(41)(Lきい値電圧0.6V)よりしき
い値電圧を0.5〜3vも大きくできる。これは液晶が
1.9v以下においてrONJ  r不透明」、2.7
μ以上において rOFF J  r透明」の一般的な
特性において、それに適したしきい値例えば1.5〜3
.Ov例えば2.Ovに1層中の不純物濃度を制御して
得ることができるという特長を有する。
第3図の公知例において、いわゆるNIP接合をPTN
接合に直列に連結したBACK−TO−BACK方式第
3図(A) 、 (B)をも得ることができる。この場
合のり一■特性は第3図(44)を得ることができる。
しかし、表示素子が液晶であった場合、この特性(44
)はそのしきい値が高すぎ、ひいては高い電圧印加によ
る接合破壊が起きやすく、信頼性の面においても、実用
性においても、さらにまたプロセス上の作りやすさにお
いても、第2図に示されるNIN、NN−N。
NP−P、 PIP、 PP−P、 PN−Pの構造が
より好ましいものであった。
「実施例2」 この実施例は第5図にその平面図(八)及び縦断面図(
B) 、 (C) 、 (D)が示されている。
この図面は、第1図の回路における(1.1)番地の絵
素(1)をパターニングした本発明の実施例である。
さらに第5図(B) 、 (C)は(八)におけるそれ
ぞれB−B’ 、 A−A’での縦断面図を記す。加え
て、第4図(D)は(A)におけるc−c’の縦断面図
を示している。
図面において、透光性絶縁基板として無アルカリガラス
(19)を用いた。この上面にスパッタ法または電子ビ
ーム蒸着法により導電膜であるITOまたは酸化スズ膜
を0.1〜0.5μの厚さに、さらにこの上面に遮光用
クロムを300〜2500人の厚さに同様に積層形成し
た。この後、この導電膜にパターニングをし、電極とす
る。即ち液晶用の第1の電極(31)、 これより延在
した複合ダイオード(2)用の下側電極(21) (第
2の電極)(17)即ち透光性導電膜および遮光電極(
11)よりなる第2の電極(21)を第1のマスクのに
より不要部を除去して形成した。
この後、これらの全面に公知のプラズマ気相反応法また
は元気相法によりNTN構造を有する水素またはハロゲ
ン元素が添加された非単結晶半導体よりなる複合ダイオ
ードを形成した。即ちN型半導体(12)をシランを水
素にて3〜5倍に希釈し、13.56Ml1zの高周波
グロー放電を行うことにより、200〜250℃に保持
された基板上の被形成面上に微結晶構造を有する非単結
晶半導体を作る。その電気伝導度は10−’ 〜10”
(Ωcm)−’を有し、300〜1000人の厚さとし
た。さらにシランのみまたは水素と弗化珪素(SiC4
,Sing)をプラズマ反応炉内に導入し、プラズマ反
応をさせ、■型の水素またはハロゲン元素が添加された
非単結晶半導体(13)を0.3〜17!の厚さにN型
半導体上に積層して形成した。さらに再び、同様のN型
半導体(14)を1故結晶構造として300〜1000
人の厚さに積層してNIN接合とした。この■型半導体
中に、ホウ素またtオリンをr+2116/sil+4
 、 PI+3 /5illa = 10−6〜10−
4の割合で混入させ、p−またばN−の導電型としても
よい。
かくするとNP−N、NN−Nとすることができる。
この後、この上面に遮光用のクロム(500〜1500
人)、さらにアルミニューム(0,1〜2メりを電子ビ
ーム蒸着法またはスパッタ法により積層した。
さらにこの後、X方向のリード(4)、複合ダイオード
(2)として設ける領域を除き、他部を第2のフォ1〜
マスク■ヲ用いてフォトエツチング法により除去した。
即しレジストにより第5図に示す如く、アルミニューム
リード(4)、第3の電極(16)をCCl4を用いて
プラズマエツチングした。さらにクロム(15L半導体
(2)をエツチングして除去し、さらにこの下側のクロ
ムも第1の電極上の不要部を除去した。
かくして1回の重ね合わせプロセスを行う第2のマスク
■により、概略同一形状にX方向のリード(4)、第3
の電極(22)、半導体(2)、複合ダイオードの下側
電極(第2の電極) (22)を形成させることができ
た。加えてこの複合ダイオードはその上下面もともに遮
光用のクロムで余分のマスク工程を用いることなしに覆
うことができ、複合ダイオード特性を有せしめることが
できた。
さらに相対する液晶の他方の第4の電極(32Lリード
(6)は他の第1のマスク■によりY方向の配線として
形成させた。
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3種類のマスクを用いるのみですみ、特にその
場合、重合わせマスクは2枚(1回)のみでよいという
特長を有する。
表示パネルとしては、この後第1図に示す周辺回路(8
) 、 (9)をハイブリッド構成として基板上に歌結
晶ICをボンディングして作製した。さらに、対抗する
他の絶縁基板(18)を約6〜10pのl]に離間さゼ
、その隙間を真空引きをした後、公知の液晶(10)を
封入した。
かくして2枚のみのマスクでアクティブ素子型のパネル
をパターニングさせることが可能となった。
「効果」 本発明は以−1−に示ず如<、複合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
のため表示素子に適したしきい値を1層また+j:P−
、N−を用いることによりNT、NP−、NN−としき
い値のプロセス制御を行うことができる。さらにダイオ
ードと電極リードとが一体化しているため、きわめて少
ないマスク(3枚)(重合わ廿は1回)でパターニング
を行うことができ、製造歩留りを向」ニさせることがで
きる。
複合ダイオードのNTN接合またはPIF接合特性を用
いるため、プロセス」二のハ゛ラツキが少ない。
交流駆動方式であり、特にそのダイオードのしく13) きい値を気相反応法を用いた半導体層の積層時における
プロセス条件により制御し得るため、階調制御がしやす
いという特徴を有する。
本発明における表示素子は液晶表示(LCD)のみなら
ず、エレクトロクロミック表示(ECD)であってもよ
い。
本発明における複合ダイオードは形成後、そのダイオー
ド部を含んで1.06μの波長のパルス光YAGレーザ
等により強光アニールを行い、水素またはハロゲン元素
が添加された多結晶半導体としてもよい。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の液晶表示パネルの回路図を示す。 第2図は本発明の複合ダイオードの縦断面図(A)およ
びその記号(B) 、 (C) 、対応したエネルギバ
ンド図(D) 、 (E)を示す。 第3図は従来より公知のBACK−To−BACKダイ
オード(八)、(B)、及びダイオードリング(C)を
示す。 第4図は非線形素子の特性を示す。 第5図は本発明の表示パネルの1絵素の構造を示す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、表示素子と、該素子の一方の第1の電極より延在し
    た第2の電極と、該電極上の非線形素子と、該非線形素
    子上に第3の電極とが設けられた固体表示装置において
    、前記非線形素子は前記第2および第3の電極とオーム
    接触性を有する一対の逆向整流特性を有する半導体より
    なることを特徴とする固体表示装置。 2、特許請求の範囲第1項において、非線形素子を構成
    する半導体は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ことを特徴とする固体表示素子。 3、特許請求の範囲第1項において、非線形素子はNI
    N、NP^−N、NN^−N、PIP、PN^−Pまた
    はPP^−P構造を有することを特徴とする固体表示装
    置。
JP59183348A 1984-09-01 1984-09-01 固体表示装置 Pending JPS6161196A (ja)

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57130081A (en) * 1981-02-06 1982-08-12 Matsushita Electric Ind Co Ltd Liquid crystal picture display device
JPS60177321A (ja) * 1984-02-24 1985-09-11 Citizen Watch Co Ltd 表示装置用薄膜非線形抵抗素子の製造法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57130081A (en) * 1981-02-06 1982-08-12 Matsushita Electric Ind Co Ltd Liquid crystal picture display device
JPS60177321A (ja) * 1984-02-24 1985-09-11 Citizen Watch Co Ltd 表示装置用薄膜非線形抵抗素子の製造法

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