JPS62109085A - アクテイブ・マトリクス - Google Patents

アクテイブ・マトリクス

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JPS62109085A
JPS62109085A JP60250149A JP25014985A JPS62109085A JP S62109085 A JPS62109085 A JP S62109085A JP 60250149 A JP60250149 A JP 60250149A JP 25014985 A JP25014985 A JP 25014985A JP S62109085 A JPS62109085 A JP S62109085A
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JP
Japan
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electrode
diode
pixel
substrate
transparent
Prior art date
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Pending
Application number
JP60250149A
Other languages
English (en)
Inventor
西浦 真治
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.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Fuji Electric Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
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Priority to US06/929,389 priority patent/US4820024A/en
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Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL 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
    • G02F1/00Devices 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
    • G02F1/01Devices 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 
    • G02F1/13Devices 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
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/136Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
    • G02F1/1362Active matrix addressed cells
    • G02F1/1365Active matrix addressed cells in which the switching element is a two-electrode device

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (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】 【発明の属する技術分野】
本発明は、透明絶縁基板上に走査電極あるいはデータ電
極と透明画素電極との間に形成され、走査電極あるいは
データ電極と画素電極の間に液晶素子、電気泳動素子、
エレクトロクロミック素子等の画素が配置されたディス
プレイ装置の、一方の基板上の走査電極あるいはデータ
電極と画素電極の間に逆並列接続の’alllKダイオ
ードが接続されるアクティブ・マトリクスに関する。
【従来技術とその問題点】
第2図は、アクティブ・マトリクスを用いた液晶表示パ
ネルの等価回路図を示す、200〜300本の走査電極
st、 st、 S3・・・を備えたガラス基板とデー
タ電極01,0□+Ds・・・を備えたガラス基板を6
〜10μの間隔で対向させ、その間にTN液晶等の液晶
を封入する。この走査電極Sl+ Sx、 Ss・・・
を−次選択することにより、データ電極DI+ Ot、
 Ds・・・に応じ各単位画素の液晶素子21のオン、
オフを行って像表示される。走査電極基板上に形成され
ている逆並列接続ダイオード22は液晶素子21と直列
接続され、液晶素子両端に書き込まれた電位は、その復
信の走査電極が選ばれているときにこのダイオードリン
グ22によって保持され、その結果画素のコントラスト
が向上する。このようなマトリクス駆動方式は、液晶素
子のように応答速度が10〜30m5程度と遅い場合に
画質向上に有効である。 第3図は、ダイオード22をアモルファスシリコン (
a−Si)で形成した走査電極基板の拡大図を示す、(
a)は平面図であり、(blは(δ)のB−I3線断面
構造図である。ガラス等の透明基板l上にSi0g薄膜
2を500〜2000人積層させる。このSiO□薄I
I槃はスパッタリングまたは電子ビーム蒸着またはSi
J微粉末のコーテイング後の加熱乾燥により形成される
。このSiOtim膜は、ガラス基板中に多量に含まれ
ているナトリウム原子がその上に形成するITO1II
中に侵入して表示装置の動作を不安定にさせるのを防ぐ
ために形成されている。 次にITO(インジウムすず酸化物)からなる導電膜を
電子ビーム蒸着またはスパッタリングにより数100人
〜1000人の厚さに被着後、フォトリソグラフィ法を
用いて透明電極パターン31.32゜33が形成される
。電極31.32が画素電極、33が走査電極となる。 この上に、厚さ 500〜2000人のCr1i41.
  p i n接合を有するa−3L層5.さらに厚さ
 500〜2000人のCr層42を形成する。a−5
L層5はグロー放電分解法で形成し、p層は100〜5
00人、1眉は0.3〜lpm、n1ilは100〜5
00人の厚さを有する。順序はpin、nipの順のい
ずれでもよい、このCr1i41.  a−5L層5.
Cr層42の3層を、例えばりアクティブイオンエツチ
ング装置を用いたフォトリソグラフィ法でパターニング
する0次に5iHaとNH3の混合ガスをグロー放電分
解することによりSiN膜6を500〜2000人の厚
さに形成する。その後フォトリソグラフィ法を用いて図
のようなパターンになるようにバターニングする。この
場合SiNのエツチング剤はa−5Lもエツチングする
ので、Cr層42はそれを防止する働きをする。 その上に数千人の厚さのM層7をスパッタリングで堆積
し、フォトリソグラフィ法を用いてノイターニングする
。このM層7はSiN膜6の開口部でCr層42に接触
する。こうして第3図に示すアクティブ・マトリクス用
走査電極基板ができ上がる。 なお、同様にして走査電極基板の代わりにデータ電8i
基板にa−5lダイオードリングを搭載することができ
る。 各画素のピンチはたて、よこ共に約200−に構成され
る。しかし、電橋間の間隔は短絡のため15〜20nを
必要とし、第3図で幅15〜20−の走査電極33をは
さんで隣接する画素電極31.32の間隔は45〜60
paとなるから、有効画素面積の全体の占める割合、す
なわち開口率は71〜63%程度となって、単純マトリ
クスの場合の86〜81%に比較して小さくなるという
問題があり、コントラストは向上するが画面のきめが粗
くなるという欠点がある。また積層する層の数が7層で
あり、フォトリソグラフィ行程が4回必要で、製造原価
が高くなるという問題がある。
【発明の目的】
本発明は上述の問題を解決して少ない工程で製造でき、
また開口率を向上させ得るアクティブ・マトリクスを提
供することを目的とする。
【発明の要点】
本発明は、それぞれ走査電極あるいはデータ電極として
の線状電極と面状の透明画素電極とを備えた2枚の透明
絶縁1&板間に画素が配置され、一方の基板の線状電極
と画素電極の間に逆並列接続の二つの薄膜ダイオードが
接続されるアクティブ・マトリクスにおいで、第一のダ
イオードの半導体薄膜は金属からなる線状電極上に、第
二のダイオードの半導体yI膜は基板上に形成された金
属層上にそれぞれ接触し、画素電極の延長部が金属層の
延長部および第一のダイオードを被覆する絶縁膜の開口
部において第一のダイオードの上部電極に接触し、透明
配線が線状電極および第二のダイオードを被覆する絶&
&膜の開口部において第二のダイオードの上部電極に接
触することにより、画素型iが配線導体を兼ねているた
め工程数が減る。 また画素電極を絶縁膜の延長部を介して基板上に形成さ
せれば、画素電極と線状電極との間隔をとる必要がなく
なるため開口率が向上して上述の目的が達成される。さ
らにその場合、絶縁膜がガラス基板と透明導電膜の接触
を阻止するので、Naの侵入を防ぐSiO□薄膜を基板
に被覆する必要もなくなる。
【発明の実施例】
第1図は本発明の一実施例を示し、[a)は平面図。 fblは(alのA−A線断面構造図で、第3図と共通
の部分には同一の符号が付されている。ガラス基板1は
第3図の場合と同様SiO!薄膜2によって被覆されて
いる。この上にCr、 Tt等の金属薄膜をスパッタリ
ングまたは電子ビーム蒸着で500〜2000人の厚さ
に形成し、フォトリソグラフィ法によりパターニングし
て金ffEII!81.82を形成する。金属層81は
走査電極、82はダイオードを逆並列接続するための下
部電極である。この上にpin接合を存するa−31層
5.C「電極層42を順次積層し、フォトリソグラフィ
法を用いて走査電極81の幅より小さくパターニングす
る。次に5IH4とNH,の混合ガスのプラズマ分解よ
り5iNtl16を堆積し、図のようにパターニングし
、この上にITOIIlをスパッタリングにより100
0〜3000人の厚さで+i*し、フォトリソグラフィ
法により点で縁取りした領域31゜32)34が生ずる
ようにパターニングする。パターン領域31.32は画
素電極として役立ち、その延長部は走査電極81の上に
形成されたダイオード11の下部電極42に接触すると
共に他のダイオード12の下部電極82の延長部の上に
重なる。さらに下部電極82の上に形成されたダイオー
ドI2の上部電極の上に接触する透明電極34は走査電
極81にも重なっているので二つのダイオード11.1
2は走査電極81と画素電極31の間に逆並列接続され
て挿入される。 透明配線電橋34が金属走査電極81の上に重ねて形成
されているので走査電極の断線確率は減少し、歩留りが
向上する。そしてこの構成をとることにより、ガラス板
11の上に形成する層は6層となり、従来の例よりIJ
I減少させることができる。またダイオード11.12
の光入射側に面積の大きい金属Ma1.82が存在する
ので光が遮蔽され、リーク電流が小さくなる。 第4図に本発明は第二の実施例を示し、(alは平面図
、(b)は(diのC−C線、(C)は(alのD−D
線での断面図で、7j41図と共通の部分には同一の符
号が74されている。この実施例ではガラス基板lは3
10!膜を塗布しないソーダガラス板を用いた。走査電
極81の上に形成したa−Si層5およびCr電極Ji
i42のパターニング後、SiN膜6をプラズマCVD
法で形成し、ダイオード11.12の上部′電極上の開
口部91.92)金属層82および走査電極1上の開口
部93および94をパターニングする0次にITOII
Iをスパッタリング等で形成し、領域31.32.34
が生ずるようにパターニングする。領域31.32は画
素電極として役立ち、延長部がa−5iダイオード11
の下部電極42をa−5iダイオード12の下部電極8
2に接続する配線を兼ねる。第4図fb)に示すように
この画素電8i31.32は走査電極81と絶縁膜6を
介して接するように形成されている。従って走査電極8
1と画素電極82とはダイオード12形成部分を除いて
基板面に平行には間隔がないため開口率は85〜80%
まで向上させることができる。また、(TO膜とナトリ
ウムガラス板との間に絶縁膜または金属層が存在するた
め基板表面のSi0g膜を必要としないので、ガラス板
の上の積層数は5層まで減少させることができる。なお
絶縁II!6は薄いため光の透過には支障がない。 【発明の効果] 本発明によれば、a −Siなどを用いた二つの薄膜ダ
イオードの下部電極を遮光用金属薄膜で形成し、これを
走査tPiあるいはデータ電極およびダイオードを逆並
列接続するための配線として利用し、透明電極である画
素電極の延長部を走査電極あるいはデータ電極上のダイ
オードの上部電極に接触させることにより、アクティブ
・マトリクスを構成する層の敗を減少させる効果が得ら
れた。 また画素電極を走査電極あるいはデータ電極とダイオー
ドを覆うw!A&!膜で絶縁することができ、両者の位
置を近接させ得るため、開口率を向上させる効果も得ら
れる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示し、Ta+は平面図。 fblは(alのA−A線断面図、第2図はアクティブ
・マトリクスの等価回路図、第3図は従来のアクティブ
・マトリクスを示し、+alは平面図、 Cblは(5
)のB−B線断面図、第4図は本発明の異なる実施例を
示し、fa+は平面図、(b)は+alのC−C線1(
C)はD−D線断面図である。 − lニガラス基板、2 : S40g膜、31,32:i
i!!7素電極、34:配線電極、42 : Cr電極
層、5 : a −5i[,6;絶縁膜、81.82二
金属層。 第1図 第3図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)それぞれ走査電極あるいはデータ電極としての線状
    電極と面状の透明画素電極とを備えた2枚の透明絶縁基
    板間に画素が配置され、一つの基板の線状電極と画素電
    極との間に逆並列接続の二つの薄膜ダイオードが接続さ
    れるものにおいて、第一のダイオードの半導体薄膜は線
    状電極上に、第二のダイオードの半導体薄膜は基板上に
    形成された金属層上にそれぞれ接触し、画素電極の延長
    部が前記金属層の延長部および第一のダイオードを被覆
    する絶縁膜の開口部において第一のダイオードの上部電
    極に接触し、透明配線が線状電極および第二のダイオー
    ドを被覆する絶縁膜の開口部において第二のダイオード
    の上部電極に接触することを特徴とするアクティブ・マ
    トリクス。 2)特許請求の範囲第1項記載のマトリクスにおいて、
    画素電極が基板上にダイオードを覆う絶縁膜の延長部を
    介して形成されたことを特徴とするアクティブ・マトリ
    クス。
JP60250149A 1985-11-08 1985-11-08 アクテイブ・マトリクス Pending JPS62109085A (ja)

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