JPS62153890A - アクテイブマトリクス用素子 - Google Patents

アクテイブマトリクス用素子

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JPS62153890A
JPS62153890A JP60293076A JP29307685A JPS62153890A JP S62153890 A JPS62153890 A JP S62153890A JP 60293076 A JP60293076 A JP 60293076A JP 29307685 A JP29307685 A JP 29307685A JP S62153890 A JPS62153890 A JP S62153890A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
active matrix
diodes
display element
diode
dielectric layer
Prior art date
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Pending
Application number
JP60293076A
Other languages
English (en)
Inventor
佐藤 拓生
浩志 小林
眞一 西
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.)
Konica Minolta Inc
Original Assignee
Konica Minolta Inc
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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】 (産業上の利用分野〕 本発明は、液晶、エレクトロルミネセンス(Eし)、エ
レクトロクロミズム(EC)などの表示素子からなるマ
トリクス型表示’AHにおいて、表示素子を駆動するた
めに用いられるアクティブマトリクス用素子に関するも
のである。
〔技術の背景〕
液晶、EL、ECなどの表示素子からなるマトリクス型
表示装置においては、解像度が高く精細な画像を得るた
めには、高密度のマトリクス構成が必要とされる。この
ような要請に答える技術として、近年においては、各表
示素子をスイッチング素子によって直接的に駆動する、
いわゆるアクティブマトリクス駆動方式が注目されてい
る。
このようなアクティブマトリクス駆動方式に用いられる
スイッチング素子としては、通常、FJ111’Jトラ
ンジスタなどの3Q子素子あるいは薄膜ダイオード、バ
リスタ、MIMなどの2端子素子より構成されるアクテ
ィブ素子が用いられている。中でも、薄膜ダイオードは
、素子の構成が簡易で、微細なマトリクス構造を有する
表示装置を高い歩留まりで製造することができること、
表示品質が良好なこと、などから有望視されている。
かかる)W l1ffダイオードをアクティブマトリク
ス駆動方式に用いた例としては、たとえば文献N、5z
−ydloe tal、、Japan Display
 ’83.Proc、IDRC,,P416〜418 
(1983)において開示された、ショットキダイオー
ドを直列かつ逆方向に接続したものを挙げることができ
る。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、このように一対のダイオードを直列かつ
逆方向に接続してなるアクティブマトリクス用素子を用
いる場合には、スイッチングにおいてダイオードの逆方
向特性を利用することとなる結果、当該アクティブマト
リクス用素子の闇値電圧、すなわち画素電極に電荷供給
を行うために必要とされる最小の印加電圧が高くなる。
従ってアクティブマトリクス用素子をスイッチング素子
として動作させるためには当8亥アクティフ゛マトリク
ス用素子の駆動電圧を高くせざるを得す、その結果当該
アクティブマトリクス用素子として耐電圧の大きなもの
が必要となり、またアクティブマトリクス用素子の駆動
回路としても耐電圧の大きなものが必要とされ、結局ア
クティブマトリクス用素子の構成が複雑となって製造コ
ストの上昇を招くうえ、駆動電圧が高くなるため動作が
不安定となりやすい問題点がある。
〔発明の目的〕
本発明は以上の如き事情に基いてなされたものであって
、その目的は、簡単O構成でありながら低い駆動電圧で
スイッチング素子として確実に動作させることができ、
その結果安定にしかも経済的に駆動することができるア
クティブマトリクス用素子を提供することにある。
[問題点を解決するための手段] 本発明のアクティブマトリクス用素子は、アドレス用列
ラインとアドレス用行ラインとの間に配置された表示素
子を駆動するアクティブマトリクス用素子において、一
対のダイオードが直列かつ逆方向に接続されてなり、前
記一対のダイオード相互間、前記一対のダイオードと前
記アドレス用列ラインまたは前記アドレス用行ラインと
の間、前記一対のダイオードと前記表示素子に設けられ
る画素電極との間、の少なくとも一個所に誘電体層を設
けることを特徴とする。
かかる構成によれば、一対のダイオードを直列かつ逆方
向に接続したうえ、これらのダイオード相互間、これら
のダイオードとアドレス用列ラインまたはアドレス用行
ラインとの間、これらのダイオードと表示素子に設けら
れる画素電極との間、の少なくとも一個所に誘電体層を
設けるので、当該誘電体層に基く容flc、が表示素子
に基(容量C2に対して直列に接続されることとなり、
そのため低い駆動電圧で表示素子へ十分な電荷が供給さ
れるようになり、結局簡単な構成でありながら低い駆動
電圧でアクティブマトリクス用素子をスイッチング素子
として確実に動作させることができる。
このような優れた効果が得られる理由は必ずしも明確で
はないが、誘電体層を一対のダイオード間に設けるとき
に最も闇値電圧が低くなること、誘電体層に基(容量C
0の表示素子に基く容量C,に対する比の値が大きいほ
ど表示素子へ供給される電荷は大きくなるがその充電と
放電の速度も大きくなること、などの点を考慮すると、
誘電体層に基(容fic、が表示素子に基(容量CPに
対して直列に接続されるので、表示素子に電圧が印加さ
れるときには当該電圧がこれらの容量C0およびC2に
対してそれぞれ分割されることとなり、この電圧の分割
時にダイオードの順方向特性が有効に発揮され、その結
果アクティブマトリクス用素子の闇値電圧が低下するも
のと推察される。
これに対して、誘電体層をダイオードと並列もしくは表
示素子と並列に設ける場合には、低い駆動電圧では表示
素子への電荷供給が十分なされず、アクティブマトリク
ス用素子の闇値電圧は依然として高いものであった。こ
のような事実を考慮すると、従来においては、2端子素
子をスイッチング素子として用いる場合、通常、リーク
電流の低減のために素子部の容量を小さくする努力がな
されたり、あるいは表示素子の電荷の放電抑制のため電
荷蓄積用容量が表示素子と並列に設けられたりするが、
本発明では従来の技術とは逆に誘電体層を表示素子に対
して直列に接続されるよう設けることにより上記の如き
効果が得られることを見出したのであり、誠に驚くべき
ことである。
以下本発明を具体的に説明する。
本発明においては、一対すなわち2個のダイオードを直
列でしかも逆方向に接続すると共に、これらのダイオー
ド相互間、これらのダイオードと対応するアドレス用列
ラインまたはアドレス用行ラインとの間、これらのダイ
オードと画素電極との間、の少なくとも一個所に誘電体
層を設けてアクティブマトリクス用素子を構成する。こ
こで、一対のダイオードを逆方向に接続するとは、それ
ぞれのダイオードのアノード同志またはカソード同志を
電気的に接続することをいう。
等価回路により具体的に説明すると、例えば第1図に示
すように、直列でしかも逆方向に接続された一対のダイ
オード11とダイオード12との間に誘電体1!113
を設けてアクティブマトリクス用素子10を構成し、第
1のダイオード11のアノード側を対応するアドレス用
行ライン21に接続すると共に、第2のダイオード12
のアノード側を表示素子31の一方の画素電極に接続し
、この表示素子31の他方の画素電極を対応するアドレ
ス用列ライン22に接続する構成、あるいは第2図に示
すように、一対のダイオード11とダイオード12とを
直列でしかも逆方向に接続したうえ、第1のダイオード
11のアノード側に誘電体1113を設けてアクティブ
マトリクス用素子lOを構成し、誘電体層13をアドレ
ス用行ライン21に接続すると共に、第2のダイオード
12のアノード側を表示素子31の一方の画素電極に接
続し、この表示素子31の他方の画素電極をアドレス用
列ライン22に接続する構成、またあるいは第3図に示
すように、一対のダイオード11とダイオード12とを
直列でしかも逆方向に接続したうえ、第2のダイオード
12のアノード側に誘電体層13を設けてアクティブマ
トリクス用素子10を構成し、第1のダイオード11の
アノード側をアドレス用行うイン21に接続すると共に
、誘電体R13を表示素子31の一方の画素電極に接続
し、この表示素子31の他方の画素電極をアドレス用列
ライン22に接続する構成、などの構成を例示すること
ができる。
これらのうち第1図に示された構成がより好ましい。
誘電体層13の容量C0は、表示素子31の容量C2に
対して、10−”XCP≦C0≦10 ’ C,の範囲
内が好ましい。
第4図はアクティブマトリクス用素子lOの具体的構成
例を示す断面図であり、この例は第1図に示した等価回
路に対応する構成である。
この第4図において、lは基板、2は基板1上に設けた
共通の電極層、3は第1のダイオード、4は第2のダイ
オード、5は誘電体層である。
第1のダイオード3は、共通の電極層2の一例上に順に
積層して設けた、下部電極層3a、半導体層3b、上部
電極層3Cとよりなり、前記誘電体層5は共通の電極層
2の他側上に積層して設けられ、第2のダイオード4は
、誘電体層5上に順に積層して設けた、下部電極層4a
、半導体層4b、上部電極N4cとよりなる。
誘電体N5を構成する材料としては、特に限定されるも
のではないが、例えばアモルファス窒化シリコン(a−
5iN:H)、5ift、SiOなどを用いることがで
き、誘電体層5はこれらの材料を用いて、例えばプラズ
マCVD (化学的気相成長)、スパッタリング、蒸着
などの手段により形成することができる。
共通の電極層2を構成する材料としては、特に限定され
るものではないが、例えばクロム(Cr)、アルミニウ
ム(AI)、マグネシウム(Mg)、ニッケル(Ni)
などを用いることができる。
第1のダイオード3の下部電極層3aおよび第2のダイ
オード4の下部電極[4aを構成する材料としては、特
に限定されるものではないが、それぞれ半導体層3bお
よび4bとオーミック接続が可能な材料、または当該半
4体層3bおよび4bとの界面において生ずる障壁がそ
れぞれ上部電極Ji3cおよび4cと半導体層3bおよ
び4bとの界面における障壁より小さいものを好ましく
用いることができ、具体的には、例えばクロム(Cr)
、アルミニウム(^1)、マグネシウム(Mg)、ニッ
ケル(Ni)などを用いることができる。
第1のダイオード3の上部電極層3Cおよび第2のダイ
オード4の上部電極層4cを構成する材料としては、特
に限定されるものではなく、2層以上の多層構成として
もよい、また半4体層3bおよび4bとそれぞれ接触す
る下部層は、当該半導体層3bおよび4bとの界面にお
いて障壁を形成する材料、例えば白金(Pi)、金(A
u)、パラジウム(Pd)、タングステン(W)、ロジ
ウム(Rh)、チタン(Ti)、モリブデン(Mo)、
イリジウム(Ir)などにより形成することが好ましい
第1のダイオード3の半導体Ji3bおよび第2のダイ
オード4の半導体層4bを構成する材料としては、特に
限定されるものではないが、例えばアモルファスシリコ
ン(a  Si:H) 、ポリクリスタルシリコン(p
oly −Si) 、マイクロクリスタルシリコン(メ
ーSi)、アモルファスシリコンカーバイド(a −5
iC:H)、アモルファス窒化シリコン(a−SiN:
H)、アモルファスシリコンゲルマニウム(a −5i
Ge:H)、テルル(Te)、セレン(Ss)などを用
いることができる。これらの半導体層3bおよび4bの
構成は特に限定されないが、例えばl型半導体からなる
単層構造としてもよいし、N型半導体もしくはP型半導
体とl型半導体とを組合わせた多層構造としてもよい。
以上の各層の膜厚は特に限定されんいが、例えば、共通
の電極層2の膜厚は200〜5000#1、誘電体層5
の膜厚は0.01〜2.0μ、下部電極層3aおよび4
aの膜厚は200〜5000人、半導体層3bおよび4
bの膜厚は0.1〜5.On、上部’rU’if@3c
および4cの膜厚は200〜5000人程度とされるこ
とが好ましい。
本発明に係るアクティブマトリクス用素子は、例えばホ
トリソグラフィなどの手段を用いて形成することができ
る。また各層は、通常のプラズマCVD (化学的気相
成長)、光CVD、常圧CVD、M圧CVD、イオンブ
レーティング、スパッタリング、真空蒸着などのrll
膜形成手段によって形成することができる。
本発明に係るアクティブマトリクス用素子により駆動さ
れる表示素子としては、液晶、エレクトロルミネセンス
(EL)、エレクトロクロミズム(EC)などからなる
ものを用いることができる。
例えば表示素子として液晶を用いる場合には、液晶の種
類は特に制限されず、例えば、ネマティック液晶、カイ
ラルネマティック液晶、コレステリンク液晶、スメクテ
インク液晶、カイラルスメクテインク液晶、その他公知
のものを用いることができ、またこれらを組合わせて用
いてもよい、また、表示モードとしても、ツイストネマ
ティック(TN)型モード、ゲスト・ホスト(GH)型
モード、電圧制御複屈折(ECB)型モード、コレステ
リッターネマティック型相転移モード、動的散乱(DS
)型モードなどのいずれのモードも用いることができる
〔実施例〕
以下、本発明の具体的な実施例について説明する。
実施例1 第4図に示した構成に基いて、本発明に係るアクティブ
マトリクス用素子を形成した。各層の具体的構成は次の
通りである。
0共通の電極層2 クロムを用いてスパッタリングにより形成した厚さ20
00人の層 0誘電体層5 アモルファス窒化シリコン(a−5iN:H)を用いて
プラズマCVDにより形成した11さ1ooo人の層 0下部電橿層3aおよび4a クロムを用いてスパッタリングにより形成した厚さ10
00人の層 0半導体層3bおよび4b アモルファスシリコン(a −Si :lI)を用いて
プラズマCVDにより形成した厚さ0.8nのl型半導
体層 0上部電極層3cおよび4C 白金を用いて蒸着により形成した厚さ500人で表面積
が40x X 160uの層 斯かるアクティブマトリクス用素子を用いて、第1図に
示した回路構成に基いて表示素子を接続し、この表示素
子を実際に駆動する試験を行った。
用いた表示素子の画素電極は大きさがsoo x so
oμlで、その容量CPは約5pFであり、アクティブ
マトリクス用素子における誘電体層5の容!11c、は
約4ppであった。アドレス用列ラインとアドレス用行
ラインとの間に、交流矩形パルス(周波数: 50Hz
、デユーティ比: l/200 、電圧:10V(パル
ス波高値))を加えたところ、表示素子においてピーク
値±2.5■で確実な充放電が認められ、良好な駆動特
性であった。
比較例1 実施例1において、誘電体層5を設けないほかは同様に
して比較用のアクティブマトリクス周索を形成し、これ
を用いて実施例1と同様の試験を行ったところ、表示素
子において充放電は認められず、わずかに±100mV
の矩形パルスが観測されたのみであった。
〔発明の効果〕
本発明のアクティブマトリクス用素子によれば、一対の
ダイオードを直列かつ逆方向に接続したうえ、これらの
ダイオード相互間、これらのダイオードと対応するアド
レス用列ラインまたはアドレス用行ラインとの間、これ
らのダイオードと表示素子に設けられる画素電極との間
、の少なくとも−・個所に誘電体層を設けるので、当該
誘電体層に基く容量C0が表示素子に基く容量C1に対
して直列に接続されることとなり、そのため実施例の説
明からも理解されるように低い駆動電圧で表示素子へ十
分な電荷が供給されるようになり、結局B、!4iな構
成でありながら低い駆動電圧でアクティブマトリクス用
素子をスイッチング素子として確実に動作させることが
できる。
【図面の簡単な説明】
第1図乃至第3図はそれぞれ本発明のアクティブマトリ
クス用素子の構成例を等価回路で示す説明図、第4図は
本発明のアクティブマトリクス用素子の具体的構成例を
示す説明用断面図である。 11・・・第1のダイオード 12・・・第2のダイオ
ード13・・・誘電体層     21・・・アドレス
用行ライン22・・・アドレス用列ライン 31・・・表示素子 lO・・・アクティブマトリクス用素子1・・・基板 
      2・・・共通の電極層3・・・第1のダイ
オード 4・・・第2のダイオード5・・・誘電体層 図面の浄書(内容に変更なし) 乍1扇 架3図 手続補正書(自発) 昭和61年2月18日 特許庁長官 宇 賀 道 部 殿 1、事件の表示 特願昭60−293076号 2、発明の名称 アクティブマトリクス用素子 3、補正をする者 事件との関係  特許出願人 住 所  東京都新宿区西新宿1丁目26番2刊名 称
  (127)小西六写真工業株式会社4、代理人 図面全図 6、補正の内容

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)対応するアドレス用列ラインとアドレス用行ライン
    との間に配置された表示素子を駆動するアクティブマト
    リクス用素子において、 一対のダイオードが直列かつ逆方向に接続されてなり、
    前記一対のダイオード相互間、前記一対のダイオードと
    前記アドレス用列ラインまたは前記アドレス用行ライン
    との間、前記一対のダイオードと前記表示素子に設けら
    れる画素電極との間、の少なくとも一個所に誘電体層を
    設けることを特徴とするアクティブマトリクス用素子。
JP60293076A 1985-12-27 1985-12-27 アクテイブマトリクス用素子 Pending JPS62153890A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6459327A (en) * 1987-08-31 1989-03-07 Seiko Epson Corp Active device

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JPS6459327A (en) * 1987-08-31 1989-03-07 Seiko Epson Corp Active device

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