JPS62135814A - 液晶マトリクス表示装置 - Google Patents

液晶マトリクス表示装置

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JPS62135814A
JPS62135814A JP60277459A JP27745985A JPS62135814A JP S62135814 A JPS62135814 A JP S62135814A JP 60277459 A JP60277459 A JP 60277459A JP 27745985 A JP27745985 A JP 27745985A JP S62135814 A JPS62135814 A JP S62135814A
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JP
Japan
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electrode
thickness
diode
row
diodes
Prior art date
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Pending
Application number
JP60277459A
Other languages
English (en)
Inventor
Masakazu Ueno
正和 上野
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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Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Electric Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
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Priority to US06/939,616 priority patent/US4709992A/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

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】
本発明は非晶質シリコン等の薄膜ダイオードを能動素子
として用いたアクティブ・マトリクス方式の液晶マトリ
クス表示装置に関する。
【従来技術とその問題点】
液晶を用いた平面表示装置はすでに実用化が進み、高密
度、大面積化に向かいつつある。高密度化のためには、
能動素子として、例えば薄膜トランジスタ+fl膜ダイ
オード等を用いたアクティブ・マトリクス方式が存効で
あり種々の提案がなされている。この中で薄膜ダイオー
ドの順方向特性を用いこれを逆並列にリング状に接続さ
れたものを能動素子として使用したものが、最も簡単な
工程で製作でき、しかもMIM構造やバリスタ等が絶縁
膜の膜質、膜厚に影響を受は易いのに比較して、このダ
イオードリングは非常に安定な動作をすることが知られ
ている。 第2図にダイオードリングを用いた従来のアクティブ・
マトリクスの等価回路を示す、この図では、しきい値電
圧を高くするために打電i31.32・・・と列電極4
1.42・・・の間に、ダイオードを二段直列にし、こ
れらを逆並列に接続したダイオードリング22を液晶2
1と直列接続して挿入する場合を示している。第3図は
従来用いられている液晶マトリクス表示装置を示し、第
3図+alは平面透視図、第3図(blはそのA−A線
断面図である。ガラス板1上に形成された透明導電膜を
所望のパターンに切り出し、画素電極2と行1ii3を
形成する。この行電極3は第2図の31.32・・・と
等価である0次に非晶質シリコンより成るp−1−nダ
イオード5をクロム層61.62.63でサンドインチ
した形心こ形成し、二段ダイオード50とする。このク
ロム層はダイオードに光が入射し、光電流が発生するの
を防ぐ目的で形成される。従って確実な遮光効果を得る
ためにはその膜厚を500Å以上にする必要がある。一
方非晶質シリコンダイオード4は厚さ5000人程度7
あるので、二段ダイオードの全膜厚はIXm以上になる
。 さらに窒化シリコン膜を形成した後コンタクトホールを
抜いて絶i1!17とし、その上にアルミニウム等の配
線導体8を形成し、画素電極2とダイオードを接続する
。この二段ダイオードと同形状のもう一つの二段ダイオ
ード40は画素電極2の上に形成され、配線導体8で行
電極3と接続されることにより第2図の22と等価のダ
イオードリングができ上がる。 列電極は、別のガラス板上に条状の透明電極により形成
する0行電極、ダイオード等を形成した基板と列電極を
形成した基板とを向かい合わせて配置し、間に液晶を注
入することにより、表示装置ができ上がる。 ところで、二段ダイオードは前述したように1−以上の
高さになり、絶a膜7あるいは配線導体8を形成する際
、その段差のために断線、短絡等の故障が生じ易い、ま
たこのような故障を防ぐために4個のダイオードを平面
的に配置する方法もあるが、この場合にはダイオードの
占有面積が倍増するので、画素電極の占める面積の割合
(いわゆる開口率)が大幅に下がってしまい、明るくコ
ントラストの高い画面が得られないという欠点を生じて
いた。
【発明の目的】
本発明は、上述の欠点を除去し、配線導体の断線、短絡
を開口率の低下なしに防止した製造歩留りの高い液晶マ
トリクス表示装置を提供することを目的とする。
【発明の要点】
本発明によれば、一面上に画素電極と行電極あるいは列
電極を形成した絶縁基板を対向させ、画素電極間に液晶
表示画素を備える液晶マトリクスの各基板上の画素電極
と行電極あるいは列電極上のほぼ対向する位置にそれぞ
れm膜ダイオードが形成され、両ダイオードは逆並列接
続されてその基板上の画素電極と行電極あるいは列電極
の間に接続されていることにより、ダイオードが一段と
なるので実質的な高さが半減して断線事故が防止され、
両基板のダイオードが重なり合うことにより開口率も低
下しないので上記の目的が達成される。
【発明の実施例】
以下図を用いて本発明の実施例について説明する。各図
において前出の図と共通の部分には同一の符号が付され
ている。第4図は本発明による一実施例のダイオード部
分の断面図である。ガラス坂1上に電子ビーム蒸着法に
よりITO(インジウムと錫の酸化物)を約700人の
厚さに形成した後、フォトリソグラフィ法を用いてパタ
ーニングし画素電極2と行電極3 (あるいは列i掻)
を形成する。クロム1161.63は電子ビーム蒸着法
により約1000人の厚さに形成している。その間の非
晶質シリコン層5はp−1−n構造をしており、公知で
あるプラズマCVD法を用いて全膜厚5000人に形成
する1次にフォトリソグラフィ法によりこのクロム層6
1.63と非晶質シリコン層5をパターニングする。ク
ロムはCCl4+O,混合ガス中のプラズマエツチング
により、また非晶質シリコン層はCF4+Q、を用いて
エツチングする。 このようにして一段のダイオード51を形成した後、窒
素とシランの混合ガス中のプラズマCVD法により、絶
縁111J7として窒化シリコン膜を約200人の厚さ
に形成し、ダイオード上にコンタクトホールを形成する
。さらに配線導体8として、アルミニウムを蒸着法によ
り約2000人の厚さに形成する。 本実施例の平面図は従来構造におけるのと全く同じで第
3図fa+に示した通りである。ただし列電極側の基板
も全く同様に製作したものを、裏がえして90℃回転さ
せダイオードが向かい合う様に配置し、液晶を注入する
のである。第5図はこのようにして配置した基板の重な
り具合を示し、煩雑さをさけるために、画素電極2と行
電極3及び他の基板上の列を橿4それにダイオード51
のみを示している。実線は行電極が形成しである基板を
、点線は列電極が形成しである基板をそれぞれ示してい
る0両方の画f:電極11は大部分が完全に重なり合い
、またダイオード51はほとんど重なっている様子が判
る。つまり開口率は従来法と比較してほとんど変化しな
いのである。 第1図は本実施例の等価回路を示している0行電極基板
上のダイオードリング23は行電極31.32・・・に
、列電極基板上のダイオードリング24は列電極41.
42・・・に接続されている0両ダイオードリングの間
に液晶表示画素21が接続されている0行電極1列is
間の二端子回路は、第2図に示した従来構造のものと全
く等価であり、機能は変わりないということを示してい
る。 本実施例によれば断線あるいは短絡による不良発生は大
幅に低減した0例えば500行、500列で25万個の
ダイオードリング、つまり50万個のダイオードの場合
、従来の二段ダイオードでは不良ダイオードの数は50
個ないし3000個生じていた。500個までの不良を
許容すれば歩留りは30%程度であった。一方、本実施
例の場合、不良ダイオードの全く無いものが60%以上
にも達し、500個までの不良を許容した場合95%の
歩留りが得られた。ただ本発明ではダイオードを搭載し
た基板を二枚用いるので、総合的な歩留りは90%程度
である。 この不良率低減の原因は、ダイオードの段差が約半分に
なったので肩の部分での絶縁M1.配線導体8の切断事
故による短絡及び断線が大幅に減少したことに他ならな
い。 以上の実施例の説明では、特定の材料を例に取って説明
したが、本発明の意図に反しない限りこれらに限定され
るものではない0例えば画素電極。 行電極および列電極の材料はITOに限られたものでは
な(、透明で導電性の高いものであれば良い、またダイ
オードも非晶質シリコンのp−t−n接合によるものに
限らず、シッントキー接合ダイオード、あるいは他の材
料を用いたダイオードでも良い、さらに、光電流が発生
し難い接合材料であれば遮光のためのクロム層を省略出
来ることはいうまでもない。 また本実施例では行電極を設けた基板と列電極を設けた
基板は同一のものを使用していたが、画素が正方形でな
い場合、あるいは異なる数の行と列が必要な場合には各
々のパターンを設計すれば良い、またダイオードの直列
数は二段に限定されずそれ以上の多段の場合にも適用出
来る。 【発明の効果] 本発明は、アクティブ・マトリクス方式の液晶表示画素
に直列に接続される能動素子として、薄膜ダイオードリ
ングを複数段直列接続して行電極と列電極の間に挿入す
る液晶マトリクス表示装置におけるダイオードを、従来
のように一方の基板上でなく行電極の基板と列電極の基
板上に分割配置するものである。これにより多段積層ダ
イオードを用いる場合に比してダイオードの実効的高さ
が半分あるいはそれ以下となり、段差が小さくなるため
、断線、短絡等の不良発生が大幅に減少し、しかも開口
率の低下も抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の等価回路図、第2図は従来
の液晶マトリクス表示装置の等価回路図、第3図は従来
の液晶マトリクス装置を示し、(、+1は行電極基板の
平面透視図、 (blは+alのA−A線斜視図、第4
図は本発明の一実施例のダイオード部断面図、i5図は
本発明の一実施例の平面透視図である。 1ニガラス板、2:ihi素電橿、3.31.32:行
電極、4.41.42:列電極、5 : a−5i層、
51:ダイオード、61.63 : CrJffl、7
:絶縁膜、8:配線導体、21:液晶表示画素、23.
24:ダイオードリング。 石i 第1図 第2図 第3図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1)一面上に画素電極と行電極あるいは列電極を形成し
    た絶縁基板が対向し、画素電極間に液晶表示画素を備え
    、各基板上の画素電極と行電極あるいは列電極上のほぼ
    対向する位置にそれぞれ薄膜ダイオードが形成され、両
    ダイオードは逆並列接続されて該基板上の画素電極と行
    電極あるいは列電極の間に接続されたことを特徴とする
    液晶マトリクス表示装置。
JP60277459A 1985-12-10 1985-12-10 液晶マトリクス表示装置 Pending JPS62135814A (ja)

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US06/939,616 US4709992A (en) 1985-12-10 1986-12-09 Liquid crystal matrix display device having opposed diode rings on substrates

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