JPH03114029A - 液晶表示装置 - Google Patents

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］ 本発明は薄膜トランジスタを備えた液晶表示装置に関す
るものである。

［従来の技術］ 従来アクティブマトリックスを用いたデイスプレィパネ
ルはダイナミック方式に比しそのマトリックスサイズを
非常に大きくでき、大型かつドツト数の大きなパネルを
実現可能な方式として注目を浴びている。

特に液晶のような受光型素子ではダイナミック方式での
駆動デユーティは限界がありテレビ表示等にはアクティ
ブマトリックスの応用が考えられている。

第１図は従来のアクティブマトリックスの１セルを示し
ている。

アドレス線Ｘがトランジスタ２のゲートに入力されてお
り、トランジスタをＯＮさせてデータ線Ｙの信号を保持
用コンデンサ３に電荷として蓄積させる。再びデータを
書き込むまで、このコンデンサ３により保持され、同時
に液晶４を駆動する。

ここでＶＣは共通電極信号である。液晶のリークは非常
に少ないので、短時間の電荷の保持には十分である。こ
このトランジスタとコンデンサの製法は通常のＩＣのプ
ロセスと全く同じである。

第２図は第１図のセルをシリコンゲートプロセスにより
作成した例である。

単結晶シリコンウェハ上にトランジスタ１０とコンデン
サ１１が構成される。アドレス線Ｘとコンデンサの上電
極１１は多結晶シリコン（ポリシリコン）で、又データ
線Ｙと液晶駆動電極１３はＡ１でできており、コンタク
トホール７、　８．　９により、基板とＡ１、ポリシリ
コンとＡ１が夫々接続される。

しかし、このような構造はプロセスが複雑であり、歩留
まりの制御が困難である等の問題があるため、透明基板
上に薄膜トランジスタを形成した表示体が考えられた。

このような薄膜トランジスタを使用する場合、半導体薄
膜としては、アモルファスシリコン、ポリシリコンなど
が用いられてきた。

［発明が解決しようとする問題点および目的］このよう
な薄膜トランジスタを、ガラス基板上に形成した場合に
、薄膜トランジスタの半導体層やゲート電極とガラス基
板との密着性が悪く、剥離しやすいという欠点があった
。また、薄膜トランジスタのチャンネル部にガラス基板
からの不純物が拡散し、トランジスタの特性が乱れてし
まうという欠点もあった。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、一対の基板間に液晶が封入され、該基板上に
マトリクス状に配列されてなる画素電極、該画素電極に
接続されてなる薄膜トランジスタを有する液晶表示装置
において、 該基板はガラス基板からなり、該基板上には絶縁膜が形
成され、該絶縁膜上には該薄膜トランジスタが形成され
てなるようにしたものである。

［実　施　例コ 第３図は本発明に用いるマトリックスセルを示すもので
ある。

第１図と異なるのは容量のＧＮＤ配線を新たに設けるこ
とのみであり、基本回路は同じである。

この場合のＧＮＤ電位は一定バイアスを意味し、バイア
スレベルは問わない。

第４図にセルの構造例を示す。

（Ａ）は平面図であってアドレス線２６はデータ線２５
、駆動電極及びコンデンサの電極２９をソース・ドレイ
ンとするトランジスタのチャネル２８のゲートになって
いる。又ＧＮＤライン２７はアドレス線２６と同時に構
成され電極２９との間に容量を構成している。第４図（
Ｂ）は（Ａ）のＡＥ線での断面を示すものである。

製造プロセスの一例をあげて説明すると、石英等の高融
点ガラス基板３１にシリコン薄膜としてポリシリコンを
約３０００人成長させ、その後全面にＰイオンを打込み
してＮ型とする。但し場合によっては密着性をよくする
ため、うすいＳｉＯ２をあらかじめ形成することもある
。

更にフォトエツチングによりゲート２６とコンデンサ電
極２７を形成した後に熱酸化により約１５００ＡのＳ　
ｉ　０２膜３０をゲート絶縁膜及びコンデンサの誘電体
膜として成長させる。その後２層目のポリシリコンをつ
けてフォトエッチによりパターンを形成後レジストマス
クによりチャネル部２８以外に再びＰイオンを打込んで
ソース・ドレイン電極及びデータ線の配線部、コンデン
サの電極を兼ねた液晶の駆動電極を形成する。

このチャンネル部２８に局部的、又は基板全体を均一に
、レーザーを照射しポリシリコンを短時間のうちに溶融
、凝固させてグレインを成長することによって、しきい
値、コンダクタンス等の性能の改良を行なうことができ
る。これはいわゆるレーザアニールと言われているもの
である。

第４図に示す構造においては、光を透過する電極を用い
ているが、更にこの上にＡ１電極をのせてもよい。

第５図は本発明のマトリックス基板を用いた液晶デイス
プレィ装置の簡単な断面を示す。

ポリシリコン電極３７をのせた石英基板３５とネサ膜よ
りなる共通電極３９をのせたガラス３６に液晶体３８を
はさむ、更に偏光板３２．３３でサンドイッチした後下
側に反射板３４をつける。

こうすると上から入射した光はポリシリコン電極３７を
ほとんど経過し、反射板３４で反射し、人体の目に感知
される。この方式は通常のＦＥタイプの液晶が使えるの
で、コントラストが高く、同時に視角も広い。

第６図は本発明の他の例として通常のガラス基板上にセ
ルを構成した断面を示す、ガラス基板４０上にスパッタ
又はプラズマＣＶＤ法等の低温での膜生成法によりポリ
シリコン膜を作成し、全面にＰイオン又はＢイオンを打
込む０次にフォトエツチングによりゲート４３とコンデ
ンサ電極４２を形成する。更に絶縁膜４４を形成する。

これもやはり低温成長による５ｉ０２等を用いる。

更にトランジスタのソース・ドレイン、コンデンサと駆
動電極を兼ねるための２層目のポリシリコンをやはり低
温で形成する。

このポリシリコンは全くドープしないか、又はシキイ値
をエンハンスメントにするだけの十分な量のＢイオンを
打込む。

その後レーザビームを局部的又は全体に照射しアニール
をする。レーザビームは一部は１層目のポリシリコンに
吸収されるが、ガラス基板４０は透過する。従って１層
目のポリシリコン中のイオン打込みされた不純物の活性
化、２層目のポリシリコンのグレインの成長（特にチャ
ネル部４８）が行なわれるべく適当なビームのエネルギ
ーで適当な時間（パルスレーザであればパルス間隔、Ｃ
Ｗレーザでは走査スピードに依存）処理すると、ガラス
基板には影響が殆どない範囲でアニールが可能である。

この方式の特徴はレーザアニールにより、従来の熱アニ
ールに対しガラス基板に与える影響を非常に少なくでき
るのでコストの安いガラスを用いることができること、
レーザのアニールは不純物の活性化と共に、チャネル部
のポリシリコンのグレインを成長させて、トランジスタ
の特性（特に移動度）を改良することが同時にできるこ
とにある。

その後Ａ１をつけてフォトエツチングしてソース・ドレ
イン電極４６．４７を形成する。Ａｌとポリシリコンは
このままではコンタクトがとれにくいのでこの後多少熱
処理をするか、弱いレーザビームを照射すればよい。

［効　　果］ 本発明は、一対の基板間に液晶が封入され、該基板上に
マトリクス状に配列されてなる画素電極、該画素電極に
接続されてなる薄膜トランジスタを有する液晶表示装置
において、該基板はガラス基板からなり、該基板上には
絶縁膜が形成され、該絶縁膜上には該薄膜トランジスタ
が形成されてなるようにしたので、ガラス基板上に薄膜
トランジスタを形成するに際し、ガラス基板と薄膜トラ
ンジスタとの密着性が非常に向上するという効果を有す
る。

また、薄膜トランジスタのチャンネル部にガラス基板か
らの不純物が拡散することを防止できるので、トランジ
スタの特性が安定するという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のアクティブマトリックスに用いたセルの
回路図である。 第２図はバルクシリコンを用いたセルの平面図である。 第３図は本発明のセル図である。 第４図（Ａ）、　（Ｂ）はその実現例の平面図と断面図
である。 第５図は本発明の基板をパネルに実装した際の断面図で
ある。 第６図は本発明の他の実施例を示す図である。 ７、　８．　９・・・コンタクトホール１０・・・ポリ
シリコンゲート １１・・・コンデンサ３のポリシリコンの上部電極 １３・・・Ａ１による駆動電極 ２６．２７・・・１層目のポリシリコン２５．２９・・
・２層目のポリシリコン２８・・・チャネル ３１・・・石英基板 ３２．３３・・・偏光板 ３４・・・反射板 ３５．３６・・・透明基板 ３９・・・ネサ膜 ３７・・・ポリシリコン駆動電極 ３８・・・液晶体 ４０・・・ガラス基板 ４２．４３・・・１層目ポリシリコン ４５・・・２層目ポリシリコン ４６．４７・・・Ａｌ ４８・・・チャネル

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 一対の基板間に液晶が封入され、該基板上にマトリクス
   状に配列されてなる画素電極、該画素電極に接続されて
   なる薄膜トランジスタを有する液晶表示装置において、 該基板はガラス基板からなり、該基板上には絶縁膜が形
   成され、該絶縁膜上には該薄膜トランジスタが形成され
   てなることを特徴とする液晶表示装置。