JPS62260187A

JPS62260187A - マトリクス型表示装置

Info

Publication number: JPS62260187A
Application number: JP61103344A
Authority: JP
Inventors: 菊池　伊佐子; 晋吾藤田; 山添　博司; 勲夫太田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1986-05-06
Filing date: 1986-05-06
Publication date: 1987-11-12

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映像機器や情報機器などに用いて有効な、高コ
ントラスト等の高表示品位を有する節易な構成の低コス
ト非直線二端子素子からなる７トリクス型表示装置に関
するものである。

従来の技術近年、特に液晶表示装置に代表されるマトリクス型表示
装置は、コンピュータを中心とする情報機器分野および
映像機器分野において、大容量表示、特に画像表示に向
けてのアプローチが活発であり、低価格デバイスが実現
出来るディスプレイとして注目されている。非直線二端
子素子とは、電流−電圧特性が非直線性を示し、比較的
大電圧領域において近似的に定電圧特性を示すような二
端子素子をいう。以下図面を参照しながら従来の提案さ
れた非直線二端子素子を用いた液晶表示装置の一例につ
いて説明する。

第３図（ａｌは非直線二端子素子（ＭＩＭ素子：Ｍｅｔ
ａ１４ｎｓｕｌａｔｏｒ−Ｍｅｔａｌ素子）を各絵素ご
とに具備した液晶表示パネルの片側の基板の絵素近辺の
断面図の一例であり、第３図（ｂｌはその配置図である
。

基板４１、タンタル層４２、陽極酸化タンタル層４３、
絵素電極層４４、クロム層４５、から非直線二端子素子
４６を形成しており、パス・バー４７、引出し端子４８
、絵素電極層４９をもって非直線二端子アレイとする。

　〔アイトリプルイー、トランザクション。

オン、エレクトロン、デバイシズ、イーディー２８巻−
６号−１９８１（ＩＥ［ＥＥ　ＴＲＡＮＳＡＣＴＩＯＮ
　ＯＮ　ＥＬＥＣＴ−ＯＲＯＮ　ＤＥＶＩＣＥＳ、　Ｖ
ＯＬ、ＥＤ−２８，ＮＯ，６，１９８１））情報表示学
会（Ｓ　Ｉ　Ｄ　；　５ｏｃｉｅｔｙ　Ｆｏｒ　Ｉｎｆ
ｏｒｍａｔｉ−ｏｎ　Ｄｉｓｐｌａｙ＞の１９８４年国
際シンポジウム技術論文集（ＳＩＤ　Ｉｎｔｅｒｎａｔ
ｉｏｎａｌ　Ｓｙｍｐｏｊｉｕｍ　Ｄｉｇｅｓｔ　０ｒ
Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｐａｐｅｒｓ）Ｐ２Ｏ３−３０５
）また第４図はＰＩＮダイオードをリング状に連結し非
直線二端子素子とした例であり、第４図（ａｌはＰＩＮ
ダイオードの構成断面図、第４図（ｂｌはこのＰＩＮダ
イオードを使った液晶表示パネルの片側の基板の配置図
である。第４図（ｂ）においてＰＩＮダイオードは通常
のＰＮダイオード記号で示されている。基板５１上には
第一電極層５２、Ｎ型非晶質硅素５３、Ｉ型非晶質硅素
５４、Ｎ型非晶質硅素５５、クロム層５６、絶縁体から
なる保護層５７、第二電極層５８が形成されており、リ
ング状に連結したＰＩＮダイオード５９、バス・バー６
０、絵素電極６１をもって非直線二端子プレイとする。

〔テレビジョン学会技術報告、昭和５９年５月２５日発
表〕通常の液晶表示パネルではデユーティ比がｌ／２０
０程度が限度であるが、これらの非直線抵抗素子を用い
ることにより、デユーティ比が１　／１０００の高品位
な液晶表示特性を得ることが可能となる。

第５図は非直線二端子素子を用いた液晶表示パネルの等
価回路図である。このパネルが正常に動作する為には、
電流が主に非直線抵抗７０、液晶層の容量７３という経
路を流れる必要がある。非直線二端子素子が正常に機能
するためには、非直線抵抗並列容量７１を小さくしなけ
ればならない。尚７２は液晶層の抵抗、７４は非直線抵
抗素子、７５は液晶層を示す。

第６図は非直線二端子素子を用いたマトリクス表示パネ
ルの構成を示す図である。帯状電極を有する基板８０と
、非直線二端子素子アレイ基板８１のそれぞれ表示媒体
８２と接する面に配向膜８３を形成し、ガラスファイバ
ー或いは樹脂微粒子を散布しスペーサー８４をぬけた後
シール材８５にて貼り合せ、スペーサー８４により形成
された間隙に表示媒体８２を充填しマトリクス型表示装
置とする。

発明が解決しようとする問題点非直線二端子素子を用いた例えば液晶表示装置を駆動す
るためには、非直線素子に充分な電圧を印加する必要が
ある。それには非直線素子の電気容量を液晶層の電気容
量の１／１０程度以下に設計しなければならない。従来
の技術による第１のものについては、酸化タンタルの厚
みを約５００人にすると闇値電圧は７〜１）■で非直線
特性も著しく好適であるが、酸化タンタルの比誘電率が
２０以上あり非直線素子の電気容量が大きくなる。従っ
てデユーティが１　／　５００〜１　／１０００の高品
位な液晶表示特性を得るためにはやや不利となり、その
ため非直線素子の形状を微細にしているが、このことは
アレイの歩留りを著しく悪化させる原因となっており、
さらに複雑で時間を要するフォトリングラフイ一工程が
少なくとも３回以上含まれるため作業効率が悪化するだ
けでな（大幅なコストアンプの原因ともなっている。ま
た第２のものについては、フォトリングラフイ一工程が
少なくとも５回〜６回含まれることになり、このことは
作業効率の悪化、歩留りの悪化、さらにはコストアンプ
の原因となっている。

問題点を解決するための手段前記問題点を解決するために本発明のマトリクス型表示
装置は、基板上に順次間隙を存する第一導体層、ポリイ
ミド被膜層、砒素（Ａｓ）と硫黄（Ｓ）とセレン（Ｓｅ
）との化合物からなる半導体層、さらに第二導体層を積
層するという構成を備えたものである。

作用本発明は前記した構成によって、基板上にパターン化さ
れた第一導体層の上にポリイミド被膜層を形成した後、
連続蒸着により半導体層、第二導体層を積層させること
が出来、フォトリングラフイ一工程、リフト・オフ・プ
ロセスの排除が可能となる。そのため製造工程数の削減
が出来、作業効率の向上だけでなく、歩留りの大幅な向
上、及びコストの低減が望める。また前記半導体層や前
記第二導体層を数μｍ程度の厚みに積んでも剥離等の不
良を生起せず、歩留りの低下をきたさない上に、第一導
体層と半導体層の間にポリイミ被膜を形成することによ
り、より安定な非直線二端子素子を得られ、表示品位の
高い液晶表示装置の実現が可能となる。

実施例以下、本発明のマトリクス型表示装置の代表的な一実施
例について、図面を参照しながら説明する。

第１図は構成断面図、第２図は基板上の配置図を示す。

第１図において１は基板であり、基板ｌ上に形成された
第一導体層２をバタンニングし、引出し端子部を除く基
板の全面にポリイミド被膜３を形成した後、厚さ約３０
μｍの磁性ステンレス鋼板製の所定の穴が開けられたマ
スクとアライナ−を用いて位置合せを行ない、基板裏面
よりサマリウム・コバルト磁石を置いて密着させ、その
後これを蒸着用真空槽内に設置し、砥抗加熱法によって
基板上に半導体層４、第二導体層５を形成する。基板１
は石英ガラス、ソーダガラス等、第一導体層２は錫を含
んだ酸化インジウム（ＩＴＯ）、アンチモンを含んだ酸
化錫、クロム、アルミニウム、チタン等、半導体層４は
砒素と硫黄とセレンとの合金からそれぞれ形成されてい
る。また第二導体層５はテルル、クロム、アルミニウム
等から形成されている。以上のようにして得られた非直
線二端子素子アレイと透明を有する帯状電極付基板のそ
れぞれの表面に配向処理を施した後、前記２枚の基板を
貼り合せてパネルとし表示媒体を注入し液晶表示パネル
とした。また第２図（ａｌは非直線二端子素子が一段の
場合、第２図（１）ｌは非直線二端子素子が二段の場合
である。第２図において１０は引出し端子部、１）はバ
ス・バー、１２は第一導体層、１３はポリイミド被膜層
、１４は半導体層と第二導体層の積層、１５は絵素電極
を示している。

本発明の一実施例は、第１図に示した基板１には、ソー
ダガラス上に二酸化硅素（ＳｉＯ□）を被覆したものを
、第一導体層２には約２０００人の厚みのＩＴＯ，また
はチタン（Ｔｉ）の２種類を形成した。その各々につい
て半導体層４は砒素と硫黄とセレンの化合物で、硫黄と
セレンは同等の成分比、砒素は１原子％、５原子％、１
０原子％、２５原子％、４０原子％、５０原子％、６０
原子％、８０原子％、８５原子％の針９種類のものをそ
れぞれ蒸着し、第二導体層５は厚さ約５００人のテルル
被膜を形成した。非直線二端子素子の電流−電圧特性の
非直線性は著しく大きく、またその容量も液晶層の容量
と比べて充分に小さいものであった。これらの基板を用
いて液晶表示パネルを製作したところ、デユーティ−比
１　／１０００、バイアス比１／７のマトリクス駆動時
において、１０：１以上のコントラストでの表示が確認
出来た。

ところでパネルの製作工程において、配向膜の形成や、
液晶材料の注入時には基板の温度を少なくとも９０℃以
上に加熱する必要があるが、半導体層４を構成する砒素
と硫黄とセレンの化合物について砒素の成分比が１０原
子％未溝のものは、そのガラス化温度がかなり低くなる
ことにより熱処理時に素子が破壊された。また砒素の成
分比が８５原子％の素子では砒素の析出が見られ実用的
で１よなかった。以上のことから砒素と硫黄とセレンの
化合物において砒素が１０原子％以上８０原子％以下で
あれば、液晶表示用の非直線二端子素子として満足し得
る特性を備えていることが確認出来た。

本発明の他の実施例は、第１図に示した基板１には、ソ
ーダガラス上に二酸化硅素（ＳｉＯ□）を被覆したもの
を、第一導体層２には約１５００人の厚みのＩＴＯｌま
たはチタン（Ｔｉ）の２種類を形成した。その各々につ
いて第二導体層５にテルル被膜を膜厚２００人、３００
人、５００人、１０００人、２０００人、３０００人、
４０００人、５０００人、８０００人としたものを計９
種類それぞれ蒸着した。半４体Ｎ４は、２硫黄ｌセレン
１砒素（Ａｓｓｅｎｔ）を約１００人蒸着した。以上の
ようにして得られた非直線二端子素子の電流−電圧特性
の非直線性は著しく太き（、またその容量も液晶層の容
量と比べて充分に小さいものであった。これらの基板を
用いて液晶表示パネルを製作したところ、デユーティ−
比１／１０００、バイアス比１／７のマトリクス駆動時
において、１０：１以上のコントラストでの表示が確認
出来た。

本発明の他の実施例は、第１図に示した基板１には、ソ
ーダガラス上に二酸化硅素（Ｓ　ｉ　Ｏｚ　）を被覆し
たものを、第一導体層２には約２５００人の厚みのＩＴ
Ｏｌまたはチタン（Ｔｉ）の２種類を形成した。その各
々について第二導体層５にクロム（Ｃｒ）チタン（Ｔｉ
）及びアルミニウム（Ａｌ）被膜を膜３ｙ　ｓｏｏ人、
１０００人、２０００人としたものを計９種類それぞれ
蒸着し半導体層４は、ｌ硫黄２セレン１砒素（ＡｓＳｅ
２Ｓ）を約１５００人蒸着した０以上のようにして得ら
れた非直線二端子素子の電流−電圧特性の非直線性は著
しく大きく、またその容量も液晶層の容量と比べて充分
に小さいものであった。これらの基板を用いて液晶表示
パネルを製作したところ、デユーティ−比１　／１００
０、バイアス比１／７のマトリクス駆動時において、１
０：１以上のコントラストでの表示が確認出来た。

本発明の他の実施例は、第１図に示した基板ｌには、ソ
ーダガラス上に二酸化硅素（ＳｉＯ□）を被覆したもの
を、第一導体層２には約２０００人の厚みのクロム（Ｃ
ｒ）、アルミニウム（Ａｌ）、またはアンチモン（Ｓ　
ｂ）を含んだ酸化ＩＲ（ｓｎＯ□）を形成しポリイミド
被覆形成後、半導体層４（２硫黄１セレン２砒素（Ａｓ
ｚＳｅＳｚ））を２０００人蒸着し第二導体層５　（テ
ルル）を５００人順に抵抗加熱法により蒸着した。以上
のようにして得られた非直線二端子素子の電流−電圧特
性の非直線性は著しく大きく、またその容■も液晶層の
容量と比べて充分に小さいものであった。これらの基板
を用いて液晶表示パネルを製作したところ、デユーティ
−比１　／１０００、バイアス比１／７のマトリクス駆
動時において、１０：１以上のコントラストでの表示が
確認出来た。

本発明の他の実施例は、第１図に示した基板ｌには、ソ
ーダガラス上に二酸化硅素（ＳｉＯ□）を被覆したもの
を、第一導体層２には約２０００人の厚みのＩＴＯｌま
たはチタン（Ｔｉ）の２種類を形成し、その各々につい
て半導体層４は、ｌ硫黄２セレン２砒素（Ａｓ２３ｅｚ
　ｓ）を膜厚３００人、５００人、１０００人、２００
０人、３０００人、４０００人、５０００人、６０００
人としたものを計８種類それぞれ蒸着した。第二導体層
５には４００人のテルル被膜を形成した。以上のように
して得られた非直線二端子素子の電流−電圧特性の非直
線性は著しく大きく、またその容量も液晶層の容量と比
べて充分に小さいものであった。これらの基板を用いて
液晶表示パネルを製作したところ、デユーティ−比ｌ／
１０００、バイアス比１／７のマトリクス駆動時におい
て、ｌＯ：１以上のコントラストでの表示が確認出来た
。

本発明の他の実施例は、第１図に示した基板１には、ソ
ーダガラス上に二酸化硅素（Ｓ　ｉ　Ｏｚ　）を被覆し
たものを、第一導体層２には約２０００人の厚みのＩＴ
Ｏ，またはチタン（Ｔｉ）の２種類を形成し、その各々
について半導体層４は、砒素、硫黄、セレンの化合物で
、砒素の成分比を３０原子％及び５０原子％とし、残り
の組成比を硫黄：セレン＝ｓ：ｔ、３：１．ｔｉｔ、１
：３，１：５とした計ｌＯ種類のものを蒸着した。尚、
その膜厚は約２２００人とした。第二導体層５には２０
０人のテルル被膜を形成した。以上のようにして得られ
た非直線二端子素子の電流−電圧特性の非直線性は著し
く大きく、またその容量も液晶層の容量と比べて充分に
小さいものであった。これらの基板を用いて液晶表示パ
ネルを製作したところ、デユーティ−比１　／１０００
、バイアス比１／７のマトリクス駆動時において、１０
：１以上のコントラストでの表示が確認出来た。

本発明実施例は半導体層及び第二導体層をバタンニング
する方法としてメタルマスクを用いる方法で実施したが
、フォトレジストを用いたリフト・オフ法を用いても、
また表示媒体として液晶組成物以外の例えば電気泳動表
示素子（ＥＰＩＤ）、電場発光表示素子（ＥＬ）、エレ
クトロクロミ・ツク表示素子（Ｅ　ＣＤ）等を用いた場
合にも同様のものが得られることはいうまでもない。

発明の効果以上のように本発明のマトリクス型表示装置は、基板上
に順次間隙を有する第一導体層、ポリイミド被膜層、砒
素（Ａｓ）と硫黄（Ｓ）とセレン（Ｓ（りとの化合物か
らなる半導体層、さらに第二導体層を積層するという構
成を備えたことにより、フォトリングラフイ一工程、リ
フト・オフ・プロセスを用いない節易なプロセスで剥離
等の不良を生起しないより安定な特性を示すマトリクス
表示用非直線二端子アレイが得られ、作業効率及び歩留
りが大幅に向上しただけでなく、表示品位の高いマトリ
クス型表示装置を低コストで実現することが出来た。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａｌは本発明による液晶表示用非直線二端の配
置図、第３図（ａｌ及び第４図（ａ）は従来の非直線二
端子素子の構成断面図、第３図ｔｂ３及び第４図（ｂ）
は従来の非直線二端子素子の配置図、第５図は非直線二
端子素子付き液晶表示パネルの等価回路図、第６図は非
直線二端子素子を用いたマトリクス表示パネルの構成図
である。１・・・・・・基板、２・・・・・・第一導体層、３・
・・・・・ポリイミド層、４・・・・・・半導体層、５
・・・・・・第二導体層、ｌＯ・・・・・・引出し端子
部、１）・・・・・・バス・ノ＼−１）２・・・・・・
第一導体層、１３・・・・・・ポリイミド層、１４・・
・・・・半導体層、第二導体層の積層、１５・・・・・
・絵素電極。代理人の氏名　弁理士　中尾敏男　はか１名／−−一番
板２−−一第１轡１＋肩３−一一主°リイミ￥７鷺４−一一半４−シイ懺Ｖくノリシ □　１　　、　　　　　　　　　　　　　　　　　　．
５−−−％２　再イ・）・、】ビ）Ｉ第３図第４図樺王譬人の氏名第５図第６図、３．３　　　　　　　別

Claims

【特許請求の範囲】

（１）基板上に順次間隙を有する第一導体層、前記間隙
上及び前記導体層を覆うように設けられたポリイミド被
膜層、前記ポリイミド被膜層の上に前記第一導体層の間
隙と、前記第一導体層の一部を覆うように設けられた砒
素（Ａｓ）と硫黄（Ｓ）とセレン（Ｓｅ）との化合物か
らなる半導体層、さらに前記半導体層の上に第二導体層
を積層してなるような非直線二端子素子アレイと、帯状
電極を有する第二の基板との間に表示媒体を挟み込んだ
ことを特徴とするマトリクス型表示装置。
（２）半導体層を構成する砒素と硫黄とセレンの化合物
について、砒素の成分比が１０原子％以上８０原子％以
下であることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記
載のマトリクス型表示装置。
（３）第一導体層が錫（Ｓｎ）を含んだ酸化インジウム
（Ｉｎ＿２Ｏ＿３）、アンチモン（Ｓｂ）を含んだ酸化
錫（ＳｎＯ＿２）、クロム（Ｃｒ）、アルミニウム（Ａ
ｌ）、チタン（Ｔｉ）の何れかからなることを特徴とす
る特許請求の範囲第（１）項または第（２）項のいずれ
かに記載のマトリクス型表示装置。
（４）第二導体層がテルル（Ｔｅ）、アルミニウム（Ａ
ｌ）、クロム（Ｃｒ）、チタン（Ｔｉ）の何れかからな
ることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項、第（２
）項または第（３）項のいずれかに記載のマトリクス型
表示装置。
（５）表示媒体は液晶組成物、電気泳動表示素子、電場
発光表示素子、エレクトロクロミック表示素子の何れか
からなることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項、
第（２）項、第（３）項または第（４）項のいずれかに
記載のマトリクス型表示装置。