JPS63253332A - 液晶表示装置 - Google Patents
液晶表示装置Info
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- JPS63253332A JPS63253332A JP62086797A JP8679787A JPS63253332A JP S63253332 A JPS63253332 A JP S63253332A JP 62086797 A JP62086797 A JP 62086797A JP 8679787 A JP8679787 A JP 8679787A JP S63253332 A JPS63253332 A JP S63253332A
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Landscapes
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- 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。
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〕
本発明は液晶表示装置に関し特に非線型スイッチング素
子の改良に関するものである。
子の改良に関するものである。
液晶表示装置は当初のセグメント型の表示方式から発し
、次第に大容量化の途を辿ってきた。その第１段階とし
ては、近年所謂パッシブと呼ばれる様になった単純マト
リクス型マルチプレクス駆動での大容量化すなわち多画
素化が進んだ。この中に於いて、多重マトリクス型や位
相休止型等の工夫がなされたがその基本はあくまでもク
ロストークを含むパッシブ駆動に他ならないものであり
、走査線を増すとともに時分割に於けるデユーティ−の
低下、ひいてはコントラストの低下を引き起こさざるを
得なかった。
、次第に大容量化の途を辿ってきた。その第１段階とし
ては、近年所謂パッシブと呼ばれる様になった単純マト
リクス型マルチプレクス駆動での大容量化すなわち多画
素化が進んだ。この中に於いて、多重マトリクス型や位
相休止型等の工夫がなされたがその基本はあくまでもク
ロストークを含むパッシブ駆動に他ならないものであり
、走査線を増すとともに時分割に於けるデユーティ−の
低下、ひいてはコントラストの低下を引き起こさざるを
得なかった。
そこで、この点を改善すべく登場したのが所謂子を形成
したタイプの液晶パネルである。アクティブ方式として
はスイッチング素子としてＴＰＴ（Ｔｈ１ｎ ｐｉＪｍ
Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ ）を用いる方式が最も一般的
であるが、製造工程が複雑になる点等から歩留を含めて
コスト対応力に大きな難点がある。
したタイプの液晶パネルである。アクティブ方式として
はスイッチング素子としてＴＰＴ（Ｔｈ１ｎ ｐｉＪｍ
Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ ）を用いる方式が最も一般的
であるが、製造工程が複雑になる点等から歩留を含めて
コスト対応力に大きな難点がある。
そこで、より簡単なスイッチング素子として考えられた
のが、パックトウーバックダイオード、リングダイオー
ド、Ｍ Ｉ Ｍ （Ｍｅ ｔａｇ−Ｉｎｓｕｌａｔ□ｒ
−Ｍｅｔａ／）等の２端子型素子である。この中でも特
に工程的に簡単で有利とみられるのがＭＩＭ素子である
。
のが、パックトウーバックダイオード、リングダイオー
ド、Ｍ Ｉ Ｍ （Ｍｅ ｔａｇ−Ｉｎｓｕｌａｔ□ｒ
−Ｍｅｔａ／）等の２端子型素子である。この中でも特
に工程的に簡単で有利とみられるのがＭＩＭ素子である
。
第５図に従来のＭＩＭ素子の断面図を示す。ガラス基板
２１、金属配線電極２２、絶縁体層２６、金属電極２４
、透明電極２５とで液晶パネルの１画素が構成される。
２１、金属配線電極２２、絶縁体層２６、金属電極２４
、透明電極２５とで液晶パネルの１画素が構成される。
このうちＭＩＭ素子は２２．２３．２４の部分である。
本素子の具体的な形成方式は、ガラス基板２１上にタン
タルをスパッタ法で約４００ＯＡ成膜し、これをフォト
エツチングにより金属配線電極２２の形にパターニング
する。金属配線電極２２は液晶パネルのマトリクスを構
成する走査線、信号線の何れを選んでもよく、例えばこ
こで走査線側を選択した場合には液晶パネルのもう一方
の透明基板である対向型の基板に信号線のパターニング
を施すことになる。続いて、タンタル金属配線電極２２
０表面を酸性浴中で陽極酸化し約６０ＯＡの酸化メンタ
ル膜の絶縁体層２３を形成する。
タルをスパッタ法で約４００ＯＡ成膜し、これをフォト
エツチングにより金属配線電極２２の形にパターニング
する。金属配線電極２２は液晶パネルのマトリクスを構
成する走査線、信号線の何れを選んでもよく、例えばこ
こで走査線側を選択した場合には液晶パネルのもう一方
の透明基板である対向型の基板に信号線のパターニング
を施すことになる。続いて、タンタル金属配線電極２２
０表面を酸性浴中で陽極酸化し約６０ＯＡの酸化メンタ
ル膜の絶縁体層２３を形成する。
更にＩ Ｔ Ｏ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ ０ｘｉｄｅ
）の透明電導膜をやはリスバッタ法により５００Ａ形成
し、これをフォトエツチングによりパターニングして透
明電極２５を形成する。
）の透明電導膜をやはリスバッタ法により５００Ａ形成
し、これをフォトエツチングによりパターニングして透
明電極２５を形成する。
最後にクロムをスパッタ法で８０ＯＡ成膜し、これをフ
ォトエツチングにより金属電極２４とするが、該金属電
極２４は前記タンタルの金属配線電極２２と前記ＩＴＯ
透明電極２５とを前記酸化タンタルの絶縁体層２６を介
して電気的に接続する意味で設けられるものである。
ォトエツチングにより金属電極２４とするが、該金属電
極２４は前記タンタルの金属配線電極２２と前記ＩＴＯ
透明電極２５とを前記酸化タンタルの絶縁体層２６を介
して電気的に接続する意味で設けられるものである。
しかしながら、この様に形成されたＭＩＭ素子の場合、
その端子間、すなわち金属配線電極２２と金属電極２４
との間に印加する電圧に対し、この電極間に流れる電流
を測定すると既に第４図の曲線２で示した様な特性とな
り、そのスイッチング特性は必ずしも良好とは言えない
。
その端子間、すなわち金属配線電極２２と金属電極２４
との間に印加する電圧に対し、この電極間に流れる電流
を測定すると既に第４図の曲線２で示した様な特性とな
り、そのスイッチング特性は必ずしも良好とは言えない
。
ＭＩＭ素子は製造上のメリットは大なるものがあるが、
その一方で、スイッチング素子としての性能は必ずしも
十分とは言い難いものがある。これを表わしたのが第４
図であり横軸がスイッチング素子に印加した電圧、縦軸
がその時にスイッチング素子を流れた電流である。第４
図の曲線１は理想的なスイッチング特性を持つ素子の場
合で、しきい値■７を境に実質的に素子抵抗かのからＯ
に変化する。これに対して通常のＭＩＭ素子は第４図の
曲線２の如き非線型性を示すが、この様にしきい値の不
明瞭な特性のため、液晶パネルとして駆動した時に、画
素に書き込んだ情報である画素蓄積電荷が、次の書き込
み迄の間にＭＩＭ素子を通して一部リークしてしまい、
結果として画像品質の低下を招くことＫなる。
その一方で、スイッチング素子としての性能は必ずしも
十分とは言い難いものがある。これを表わしたのが第４
図であり横軸がスイッチング素子に印加した電圧、縦軸
がその時にスイッチング素子を流れた電流である。第４
図の曲線１は理想的なスイッチング特性を持つ素子の場
合で、しきい値■７を境に実質的に素子抵抗かのからＯ
に変化する。これに対して通常のＭＩＭ素子は第４図の
曲線２の如き非線型性を示すが、この様にしきい値の不
明瞭な特性のため、液晶パネルとして駆動した時に、画
素に書き込んだ情報である画素蓄積電荷が、次の書き込
み迄の間にＭＩＭ素子を通して一部リークしてしまい、
結果として画像品質の低下を招くことＫなる。
その原因は、この電圧対電流の非線型性を主として支配
しているのが、前記酸化タンタルの絶縁体層であり、物
理的にはＦｒｅｎｋｅＪ−Ｐｏｏｌｅ−Ｅｍｉ ５ｓｉ
ｏｎという絶縁体中の伝導機構に由来していて、これら
物性値で特性が決まるからである。
しているのが、前記酸化タンタルの絶縁体層であり、物
理的にはＦｒｅｎｋｅＪ−Ｐｏｏｌｅ−Ｅｍｉ ５ｓｉ
ｏｎという絶縁体中の伝導機構に由来していて、これら
物性値で特性が決まるからである。
従って、ＭＩＭ素子のスイッチング特性は、前記絶縁体
層の材質として酸化タンタルを選ぶ限りに於いては、大
幅な改善は望めないものである。
層の材質として酸化タンタルを選ぶ限りに於いては、大
幅な改善は望めないものである。
一方、液晶パネルとして１例えばテレビ用画像を考える
と１０万画素程度以上の多くの画素数が画像品質上必要
であり、しかも画素欠陥は殆んど許されないことから、
実質的に１パネル当り１０万個程度のＭＩＭ素子を無欠
陥で作成する必要がある。素子欠陥としては絶縁体層２
６に発生するピンホールが最も問題となるが、このピン
ホール発生を殆んど零に出来るという点で前記陽極酸化
法が優れ、かつ特性の良い陽極酸化膜を形成できるとい
う点で金属としてタンタルが最も好ましいという制限が
存在している。
と１０万画素程度以上の多くの画素数が画像品質上必要
であり、しかも画素欠陥は殆んど許されないことから、
実質的に１パネル当り１０万個程度のＭＩＭ素子を無欠
陥で作成する必要がある。素子欠陥としては絶縁体層２
６に発生するピンホールが最も問題となるが、このピン
ホール発生を殆んど零に出来るという点で前記陽極酸化
法が優れ、かつ特性の良い陽極酸化膜を形成できるとい
う点で金属としてタンタルが最も好ましいという制限が
存在している。
本発明は、かかる素子作成上の制約と画像特性上との制
約の中で、より特性の良い液晶ノくネルを作成しうるＭ
ＩＭ素子構造を提供するものである。
約の中で、より特性の良い液晶ノくネルを作成しうるＭ
ＩＭ素子構造を提供するものである。
上記問題を解決するため本発明は、絶縁体層を挾んで形
成された導電体層よりなるスイッチング素子であるＭＩ
Ｍ素子を前記絶縁体層が第１の絶縁体層と第２の絶縁体
層の２層より構成するものである。
成された導電体層よりなるスイッチング素子であるＭＩ
Ｍ素子を前記絶縁体層が第１の絶縁体層と第２の絶縁体
層の２層より構成するものである。
第１図に於ける第１、第２の絶縁体層３１、６２はそれ
ぞれが主として、ピンホールによるリーク発生の防止と
、電圧−電流特性の非線型性の向上による素子スイッチ
ング特性の改善の機能を別々に受は持つものである。
ぞれが主として、ピンホールによるリーク発生の防止と
、電圧−電流特性の非線型性の向上による素子スイッチ
ング特性の改善の機能を別々に受は持つものである。
この場合、各機能の分担は第１の絶縁体層６１と第２の
絶縁体層６２０間で互換性があるものとして何ら問題は
ない。
絶縁体層６２０間で互換性があるものとして何ら問題は
ない。
仮りに第１の絶縁体層６１がリーク防止、第２の絶縁体
層３２が非線型性を受は持つとして、この時に第１の絶
縁体層６１の電流貫通能力は第２の絶縁体層６２のそれ
よりも十分に太き（て、ＭＩＭ素子としての非線型抵抗
性は第２の絶縁体層６２によって支配される様に素子パ
ラメータの設定をする必要がある。この様にすることで
、第２の絶縁体層６２に若しピンホールが存在したとし
ても、そのピンホール部分を貫通する電流は第１の絶縁
体層３１によって規制されるのでＭＩＭ素子としては正
常に機能する訳である。
層３２が非線型性を受は持つとして、この時に第１の絶
縁体層６１の電流貫通能力は第２の絶縁体層６２のそれ
よりも十分に太き（て、ＭＩＭ素子としての非線型抵抗
性は第２の絶縁体層６２によって支配される様に素子パ
ラメータの設定をする必要がある。この様にすることで
、第２の絶縁体層６２に若しピンホールが存在したとし
ても、そのピンホール部分を貫通する電流は第１の絶縁
体層３１によって規制されるのでＭＩＭ素子としては正
常に機能する訳である。
この結果、従来非線型抵抗性は秀れているがピンホール
の発生を防止できなかった絶縁材料の特性を生かすこと
ができる。
の発生を防止できなかった絶縁材料の特性を生かすこと
ができる。
そしてこの様な材料の代表として窒化シリコンが挙げら
れる。この窒化シリコンは従来からＦｒｅｎｋｅｌ−Ｐ
ｏｏＪｅ−Ｅｍｉ ｓｓ ｉｏｎ による伝導機構を
示す絶縁材料として知られており、この性質を利用した
Ｍ Ｎ ＯＳ （ＭｅｔａＪ−Ｎｉ ｔｖｉｄｅ−Ｏｘ
ｉｄｅ−３ｅｍｉｃｍｎｄｕｃｔｏｒ）型不揮発性半導
体メモリは既に実用化されている。
れる。この窒化シリコンは従来からＦｒｅｎｋｅｌ−Ｐ
ｏｏＪｅ−Ｅｍｉ ｓｓ ｉｏｎ による伝導機構を
示す絶縁材料として知られており、この性質を利用した
Ｍ Ｎ ＯＳ （ＭｅｔａＪ−Ｎｉ ｔｖｉｄｅ−Ｏｘ
ｉｄｅ−３ｅｍｉｃｍｎｄｕｃｔｏｒ）型不揮発性半導
体メモリは既に実用化されている。
ただし、この窒化シリコンは通常ｃＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃ
ａｌ−Ｖａｐｏｕｒ−Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法又はス
パッタ法による成膜工程を使わざるを得す、大面積に亘
ってピンホールフリーとすることは困難であった。
ａｌ−Ｖａｐｏｕｒ−Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法又はス
パッタ法による成膜工程を使わざるを得す、大面積に亘
ってピンホールフリーとすることは困難であった。
また、窒化シリコン以外にも、酸化アルミニウム、酸化
チタン、窒化タンタル等も使用できる。
チタン、窒化タンタル等も使用できる。
第１図に示す構成のＭＩＭ素子を以下の工程にて作成し
た。まず、無アルカリガラス基板２１の上に、スパッタ
法でタンタルを４００ＯＡの厚さに形成し、これをフォ
トエツチングによって走査電極のパターンになる様に金
属配線電極２２とし−た。
た。まず、無アルカリガラス基板２１の上に、スパッタ
法でタンタルを４００ＯＡの厚さに形成し、これをフォ
トエツチングによって走査電極のパターンになる様に金
属配線電極２２とし−た。
次いで、クエン酸０．１％の酸性浴中で陽極酸化して２
５０Ａの厚さの酸化タンタル膜で第１の絶縁体層６１を
形成した。続いて、プラズマＣＶＤ法により窒化シリコ
ンを３０ＯＡの厚さに成膜し、第２の絶縁体層３２とし
た。
５０Ａの厚さの酸化タンタル膜で第１の絶縁体層６１を
形成した。続いて、プラズマＣＶＤ法により窒化シリコ
ンを３０ＯＡの厚さに成膜し、第２の絶縁体層３２とし
た。
更に、スパッタ法で５０ＯＡの厚さのＩＴＯ膜を形成し
て、これをフォトエツチングによるパターニングで透明
電極２５とし、最後にクロムをやはリスバッタ法で８０
ＯＡ形成した後バターテングして金属電極２４とした。
て、これをフォトエツチングによるパターニングで透明
電極２５とし、最後にクロムをやはリスバッタ法で８０
ＯＡ形成した後バターテングして金属電極２４とした。
この様にして作成したＭＩＭ素子の特性４１を先に記述
した工程で作成した従来のＭ Ｉ Ｍ素子２と比較した
結果（内容は第４図の説明で述べた）を第２図に示した
。第２図から明らかな様に、ＭＩＭ素子の非線型性の顕
著な改善が見られ、また、ピンホールによるとみもれる
ショートモードの素子欠陥は殆んど発生しなかった。
した工程で作成した従来のＭ Ｉ Ｍ素子２と比較した
結果（内容は第４図の説明で述べた）を第２図に示した
。第２図から明らかな様に、ＭＩＭ素子の非線型性の顕
著な改善が見られ、また、ピンホールによるとみもれる
ショートモードの素子欠陥は殆んど発生しなかった。
第３図は、第１図での金属電極２４を省略した別の実施
例で、透明電極５１が延びて、金属電極２４の機能をも
代行しているが、本素子に於いても十分な特性の改善が
みられた。
例で、透明電極５１が延びて、金属電極２４の機能をも
代行しているが、本素子に於いても十分な特性の改善が
みられた。
本発明によれば、従来のＭＩＭ素子と比べて、僅かな工
程変更を加えるだけで顕著な素子特性の向上が得られる
。
程変更を加えるだけで顕著な素子特性の向上が得られる
。
この結果、安価で高品質の液晶パネルを作成することが
可能となる。
可能となる。
第１図及び第２図は本発明によるＭＩＭ素子の断面構造
図及び電気的特性図で、第３図は本発明によるＭＩＭ素
子の別の実施例の断面構造図、第４図及び第５図は従来
のＭＩＭ素子の電気的特性図及び断面構造図である。 ２１・・・・・・ガラス基板、 ２２・・・・・・金属配線電極、 ２６．３１．６２・・・・・・絶縁体層、２４・・・・
・・金属電極、 ２５・・・・・・透明電極。 第２図 第３図 第４図
図及び電気的特性図で、第３図は本発明によるＭＩＭ素
子の別の実施例の断面構造図、第４図及び第５図は従来
のＭＩＭ素子の電気的特性図及び断面構造図である。 ２１・・・・・・ガラス基板、 ２２・・・・・・金属配線電極、 ２６．３１．６２・・・・・・絶縁体層、２４・・・・
・・金属電極、 ２５・・・・・・透明電極。 第２図 第３図 第４図
Claims (2)
- （１）絶縁体層を挾んで形成された導電体層より成るス
イッチング素子を各画素毎に形成した基板を構成要素と
する能動素子型液晶パネルに於いて、前記絶縁体層が、
第１の絶縁体層と第２の絶縁体層の２層より成ることを
特徴とする液晶表示装置。 - （２）第１の絶縁体層あるいは第２の絶縁体層の何れか
一方が窒化シリコンであることを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載の液晶表示装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62086797A JP2695635B2 (ja) | 1987-04-10 | 1987-04-10 | 液晶表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62086797A JP2695635B2 (ja) | 1987-04-10 | 1987-04-10 | 液晶表示装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63253332A true JPS63253332A (ja) | 1988-10-20 |
| JP2695635B2 JP2695635B2 (ja) | 1998-01-14 |
Family
ID=13896780
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62086797A Expired - Fee Related JP2695635B2 (ja) | 1987-04-10 | 1987-04-10 | 液晶表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2695635B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0395161A2 (en) * | 1989-04-28 | 1990-10-31 | Philips Electronics Uk Limited | Mim devices, their method of fabrication and display devices incorporating such devices |
| US5086009A (en) * | 1988-12-27 | 1992-02-04 | Chambre De Commerce Et D'industrie De Paris | Method for embodying an active matrix flat screen and a ram memory using mim components |
| JPH0588203A (ja) * | 1990-06-04 | 1993-04-09 | Philips Gloeilampenfab:Nv | 金属−絶縁物−金属型装置配列を組み立てる方法とそのような配列を組み込んだ表示装置 |
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1987
- 1987-04-10 JP JP62086797A patent/JP2695635B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2695635B2 (ja) | 1998-01-14 |
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