JPH035725B2 - - Google Patents

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JPH035725B2
JPH035725B2 JP57207184A JP20718482A JPH035725B2 JP H035725 B2 JPH035725 B2 JP H035725B2 JP 57207184 A JP57207184 A JP 57207184A JP 20718482 A JP20718482 A JP 20718482A JP H035725 B2 JPH035725 B2 JP H035725B2
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JP
Japan
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electrode
gate
liquid crystal
electrodes
crystal display
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JP57207184A
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JPS5995514A (ja
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Hirosaku Nonomura
Hiroaki Kato
Masataka Matsura
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Sharp Corp
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Sharp Corp
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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
    • G02F1/1368Active matrix addressed cells in which the switching element is a three-electrode device

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  • Physics & Mathematics (AREA)
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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 <技術分野> 本発明は、液晶表示装置に関するもので、特に
マトリツクス型液晶表示に於ける各表示絵素に薄
膜トランジスタ(以下TFTと略す)を付加した
液晶表示装置の電極形成法に関するものである。
<従来技術> TFTを用いたマトリツクス型液晶表示装置は、
1973年に米国ウエスチングハウス
(Westinghouse)社から発表されている。これ
は、液晶表示パネル内に薄膜で構成したトランジ
スタ及びコンデンサを組み込むことにより、デユ
ーテイー比の小さい即ち多ラインのマルチプレツ
クス駆動を行なつても高コントラスト表示を可能
にする方法である。詳細な内容については
「IEEE on Electron Devices.ED−20.P955.
(1973);T.P.B rody et al;“A6″×6″ 20lines/in Liquid Crystal
Display Pennel”に報告されている。以下、こ
の液晶表示パネルについて等価回路図(第1図)
及び模式構成図(第2図)を用いて簡単に説明す
る。
第1図に示すように、上記マトリツクス型液晶
表示装置の各絵素10には、薄膜トランジスタ1
1と薄膜コンデンサ12が夫々1個づつ付加され
ており、薄膜コンデンサ12と液晶の静電容量1
3とは並列に接続され、また、薄膜トランジスタ
11と薄膜コンデンサ12とは直列に接続されて
いる。上記各絵素10の表示は、薄膜トランジス
タ11のゲート電極と接続した行電極14に走査
信号を与え、上記薄膜トランジスタ11のソース
電極と接続した列電極15にデータ信号を与える
ことにより、薄膜コンデンサ12の充放電を制御
即ち液晶に印加される電圧を制御して行なわれ
る。
上記の如き動作原理を有するマトリツクス型液
晶表示装置としては、従来より第2図に示すよう
なもの一般に知られている。第2図において、2
1は薄膜トランジスタ、22は薄膜コンデンサ1
2の一方の電極であつて薄膜トランジスタ21の
ドレイン電極および表示電極を兼ねている。27
は薄膜コンデンサ12の他方の電極、24は薄膜
トランジスタ21のゲート電極と接続した行電
極、25は上記薄膜トランジスタのソース電極と
接続した列電極、26は上記行電極24と行電極
25を絶縁するための絶縁膜である。これら行電
極24と列電極25は、各絵素10間に形成され
ている。
上記報告では、TFTの半導体材料としては、
CdSeを用いているが、これ以外の材料例えば
CdS.Te.PbTe.アモルフアスシリコン(a−Si).
多結晶シリコン(p−Si)等の材料を用いた
TFTの研究開発が現在堆進しめられている。と
ころでこれらの中のa−Siを半導体膜として用い
たTFTは10以上のON−OFF比と1010Ω以上(但
しチヤネル寸法:幅(W)−1000μm,長さ(L)
−40μm)のROFF値を有している。このROFFの値
は他の材料と比べ2〜3桁高抵抗である。このこ
とはROFF・(Cs+CLC)で決定されるメモリー時間
(Tmemory)を得るのに(Cs+CLC)の値を1/10
0〜1/1000としても良いことになり、ウエスチン
グハウス社等で報告された液晶セルと並列に接続
されているメモリー用コンデンサCsを省略する
ことができる。このことはパネル製作工程の軽減
化ひいては低コスト化が可能であることを意味す
る。又、上記報告では、行電極24,列電極25
の電極材料としてAl,Au等の金属材料を用いて
いる。これらの金属電極は光を透過しないため明
るい表示を行なうには、電極幅を狭くすることが
必要となるが、エドツチング精度、歩留まり等の
制約を受けるため一定の限界が生じる。この問題
の解決策としては、行電極24,列電極25の電
極材料にAu,Al等の金属材料ではな透明導電膜
(ITO)を用いることが有効であり、特願昭57−
9189号に出願されている。この特許出願のTFT
は、ゲート絶縁膜に蒸着法により形成した1000Å
程度のSiO又はSiO2膜を用いている。しかしな
ら、TFTの動作原理を考慮するとゲート絶縁膜
としては極力薄い方が低電圧駆動の観点より望ま
しい。ところがこのような絶縁膜を蒸着法や
CVD法によりピンホールフリーで薄く形成する
ことは極めて困難である。一方、陽極酸化法を利
用すれば、その形成原理から考えてピンホールフ
リーの絶縁膜を形成することが可能であり、この
絶縁膜をTFTのゲート絶縁膜に適用すれば極め
て有効となる。その詳細については特開昭54−
99576号公報に説明されている。特願昭57−9189
号には陽極酸化法により、ゲート絶縁膜を形成し
たTFTを表示の各絵素に付加し且つ、行・列電
極を透明導電膜で形成したXYマトリツクス型液
晶表示パネルの構造について記載されているが、
透明導電膜よりなる行電極を用いて表面を陽極酸
化処理したゲート電極を連結した電極構造を有す
るゲート・行電極をいかなる方法によつて形成す
るかについては明らかにされていない。陽極酸化
処理するには第3図A,Bに示すように、陽極酸
化処理する金属薄膜31を形成した蒸着基板32
を4%程度の濃度を持つ酒石酸アンモニウム電解
液33中に浸漬し定電流化成・定電圧化成の順序
で直流電圧を印加することにより金属表面が酸化
され陽極酸化膜36が形成される。これをゲート
絶縁膜として利用する。しかし陽極酸化処理する
金属の表面に陽極酸化不可能な導電膜例えば、
Ni,Au,In2O3等が付着され且つその導電膜が
直接電解液に接すると陽極酸化を行なつても陽極
酸化処理は進行されず、陽極酸化不可能な導電膜
は電解液中に溶解・腐食されて断線を起こすた
め、目的とする金属表面上に陽極酸化膜を形成す
ることはできなくなる。従つて、従来は陽極酸化
処理する金属を除いて、他の導電膜上にレジス
ト,SiO2といつた絶縁膜を被覆した後、陽極酸
化処理を行なつていた。しかしながら、このレジ
スト又はSiO2でピンホールフリーの膜を形成す
ることは極めて困難であり、陽極酸化処理をした
ゲート電極を透明導電膜で連結した電極構造を有
するゲート・行電極を形成することは、製作歩留
り上の弊害があつた。従つて、前述の特徴を併せ
備えたXYマトリツクス型液晶表示装置を歩留り
良く完成させることはできなかつた。
<発明の目的> 本発明は、以上述べたような陽極酸化膜をゲー
ト絶縁膜に用いたTFTを液晶表示の各絵素に付
加し、且つ行及び列方向電極を透明導電膜で形成
した液晶表示装置に於いて、特にそのゲート電
極・ゲート絶縁膜及び行・列電極を歩留り良く形
成する方法を提供することを目的とするものであ
る。
<実施例> 第4図は本発明の1実施例を適用したXYマト
リツクス型液晶表示装置の構造図である。第5図
は第4図に示すXYマトリツクス型液晶表示装置
を製作する各工程で形成する各電極等のパターン
図を示す。以下、このパターン図を参照しながら
本発明の1実施例について説明する。
工程1:ゲート電極形成 ガラス,石英又はセラミツク等から成る基板主
面に、ゲート電極となりしかも陽極酸化が可能で
ある材料として、例えばTaを蒸着し、その後Ta
のエツチング液(HF・HNO3)で第5図Aに示
すパターンにエツチングを行ない、島状のゲート
電極41を形成する。
工程2:ゲート連結電極の形成 全面にゲート電極連結用の電極材料を蒸着し、
その後第5図Bに示すパターンでエツチングを行
ない、ゲート電極41を連結する。また同時に陽
極酸化処理するゲート電極41上のゲート連結電
極材料を取り除く。このゲート連結電極材料とし
ては、陽極酸化が可能であること、ゲート電
極材料との選択エツチング性があり、ゲート電極
41及びゲート電極41を陽極酸化した膜を侵す
ことなくゲート連結電極を除去できること、とい
つた条件に合致する材料であれば良く、ゲート電
極としてTaを用いた場合にはゲート連結電極と
して、例えばAlが適用される。そのエツチング
液としてはNaOH水溶液がある。
工程3:陽極酸化処理 本工程で、陽極酸化に際しては、ゲート電極4
1上のみならずゲート連結電極上にも化成処理を
行なう。この時、従来のように陽極酸化不可能な
金属が存在しないためにレジストでカバーする必
要がなく、従つてレジストに発生するピンホール
等に起因する問題点も解消される。
工程4:ゲート連結電極除去 工程2で述べた方法でゲート連結電極を除去す
る。この処理により陽極酸化処理を行なつたゲー
ト電極パターンのみが残存する。ゲート連結電極
が重なつていたゲート電極部は陽極酸化されずに
金属面が露出しており、この部分に後から蒸着す
る透明導電膜で形成した行電極42を重ね合せ相
互に連結することによりゲート・行電極46が形
成される。
工程5:行電極、列電極及び絵素電極形成 透明導電膜(ITO)を全面に蒸着した後、第5
図Cに示すパターンにエツチング加工し、行電極
42,列電極43及び絵素電極10を形成する。
工程6:半導体膜形成 第5図Dに示すパターンでTFTの半導体膜4
4を形成する。半導体膜44としてはCdSe,
CdS,Te,PbTe,アモルフアス又は多結晶シリ
コン等種々の材料が用いられるが、本実施例では
アモルフアスシリコンを採用している。半導体膜
44はゲート電極41の一端上で絵素電極10の
切欠隅部に堆積させる。
工程7:ソース・ドレイン電極形成 第5図Eに示すパターンで列電極43と半導体
膜44を連結するソース電極及び半導体膜44と
絵素電極10を連結するドレイン電極を形成す
る。このソース・ドレイン電極45とゲート電極
41及び半導体膜44でTFTが構成される。
以上の各工程で陽極酸化膜をゲート絶縁膜に用
いたTFTを各絵素に対応して配置しかつ行・列
電極を透明導電膜で形成したTFT基板が作製さ
れる。このTFT基板と絵素電極に対向する対向
電極の形成された対向基板とで液晶セルを構成
し、液晶セル内に液晶層を封入することにより絵
素電極10を単位絵素とする表示を行なうマトリ
ツクス型液晶表示装置が作製される。行列電極を
介してTFTを駆動することにより、ドツトマト
リツクス型の表示パターンを任意に形成すること
ができる。
<発明の効果> 以上説明した如くTFT基板を製作することに
より、陽極酸化時の問題を解消することができ、
行・列電極に透明導電膜を用いているために明る
い表示が得られ、又TFTのゲート絶縁膜に陽極
酸化膜を用いていることより低電圧駆動で特性の
良いTFTが得られる等の効果を奏するXYマトリ
ツクス型等の液晶表示装置を歩留まり良く製作す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のXYマトリツクス型液晶表示装
置の等価回路図である。第2図は第1図のTFT
パターン図である。第3図A,Bは陽極酸化処理
する方法を説明するための説明図である。第4図
は本発明の1実施例により得られる液晶表示装置
のTFTパターン図である。第5図A乃至Eは本
発明の1実施例を説明するための各製造工程で用
いるパターン電極図である。 41…ゲート電極、42…行電極、43…列電
極、44…半導体膜、45…ソース・ドレイン電
極。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 基板上に薄膜トランジスタのゲート電極を形
    成し、該ゲート電極と異なる陽極酸化可能な金属
    で該ゲート電極相互間を連結した後、陽極酸化処
    理を介して前記ゲート電極にゲート絶縁膜を形成
    する工程と、前記金属を除去し、透明導電膜で前
    記ゲート電極相互間を再度連結する工程と、前記
    ゲート電極の各々に薄膜トランジスタを形成し、
    前記基板をセル基板として液晶を封入する工程
    と、を具備して成る液晶表示装置の製造方法。
JP57207184A 1982-11-25 1982-11-25 液晶表示装置の製造方法 Granted JPS5995514A (ja)

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JP3245959B2 (ja) * 1992-06-05 2002-01-15 松下電器産業株式会社 液晶画像表示装置の製造方法

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