JPH04153624A - 液晶ディスプレイ - 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） この発明は液晶ディスプレイに間する。

（従来の技術） 従来より、液晶ディスプレイのクロストークをなくすた
めに画素電極の駆動制御ＩＩＩをスイッチング素子を介
し行なうようにしたアクティブマトリクス型のディスプ
レイが提案されている。以下、罵３図及び第４図％９照
し、アクティブマトリクス型の液晶ディスプレイの一例
につき説明する。

′Ｍ３図及びＭ４図は液晶ディスプレイの要部構成を概
略的に示す断面図及び平面図である。第４図は主として
、走査電極、信号電極、画素電極及び能動素子の配置関
係を示す。

図示例の従来の液晶ディスプレイは、第４図にも示すよ
うに藁−基板１ｏに信号電極］２、走査電極１４、画素
電極１６及び能動素子１８を設けると共に第３図１こも
示すように第二基板２０に対向電極２２を設け、これら
基板１０．２０を、電極形成面を向き合せてスペーサ２
４ｖ？介し貼り合せ、これら基板１０．２ｏ闇に液晶２
６を封し込めた構成を有する。そして第４図にも示すよ
うに信号電極１２及び走査電極１４を相交差させてこれ
ら電極１２．１４の交差部に画素電極１６を配置し、画
素電極１６を能動素子］８を介して信号電極］２及び走
査電極１４と接続した構成を有する。

図示例の能動素子１８は、例えば逆スタガー型のアモル
ファスシリコン薄膜トランジスタ（ａ　−５ｉＴＦＴ）
であり、第３図にも示すようにこの能動素子１８は第一
基板１０側から順次に設けた制御電極（ゲート電極）２
８、ゲート絶縁膜３０及びａ−３ｉ層３２と、ａ−３ｉ
層３２上に設けた第一主電極（例えばソース電極）３４
及び第二主電極（例えばトレイン電極）３６とから成る
。

能動素子１８をマトリクス状に配置し、同一列に属する
能動素子１８の第一主電極３４を信号電極１２を介し共
通接続すると共に同一行に属する能動素子１８の制御電
極２８１８：走査電極１４を介し共通接続する。

次に図示例の構造理解のため、製造工程につき簡単に説
明する。

まず藁−基板］０の基板面１０ａに制御電極２８及び走
査電極１４と、画素電極１６とをそれぞれ形成し、次い
で制御電極２８上に順次にゲートＳＩｌ！縁膜３０及び
ａ−５ｉ層３２を形成する。

次に第一主電極３４及び信号電極１２と、第二主電極３
６とをそれぞれ形成する０次に信号電極］２、走査電極
］４、能動素子１８及び画素電極１６を覆うように保護
層３８を形成し、次いて保護層３８上に配向処理１１４
０を形成する。

一方、第二基板２０の基板面２０ａ上に順次にブラ・ン
クマスク（逼光膜）４２、対向電極２２及び配向処理１
ＩＩ４４！形成する。尚、ブラックマスク４２は、各画
素電極１６に対応する位冒にそれぞれ１画素分の光取出
し窓４２ａ’！有する。

そしてスペーサ２４を第一基板１０の配向処理１１４０
上に離散させで散布し、ざらにシール部４６を第二基板
２０側の配向処理膜４４土に積層する６次いで第一基板
１０及び第二基板２０を電極形成面を向き合せシール部
４６を介して封１’ｆる。そして封普債の基板間の空間
を真空排気し、図示しない注入口より基板間の空間に液
晶２６ｖ！注入する０次いで注入口を封し、第一基板１
０の他方の基板面１０ｂ及び第二基板２０の他方の基板
面２０１）に偏光１１５０を貼り付は液晶ディスプレイ
を完成する。

（発明が解決しようとする課題） 第一基板及び第二基板の貼り合せ時には、これら基板を
互いに押し付けるように加圧した状態でシール層を硬化
させる。従ってシール層が硬化するまでの間スペーサと
当接する箇所に圧力が加わる０通常、対向電極はシート
状に形成されるが信号電極及び走査電極はストライブ状
に形成されるため、信号電極又は走査＠極がスペーサを
介し加えられる圧力により断線する可能性が高い、そし
てスペーサを介し信号電極又は走査電極に加えられる圧
力は液晶側に大きく突出した部分で大きくｔつ、従って
能動素子として逆スタガー型トランジスタを用いた場合
には信号電極に対してまた正スタガー型トランジスタを
用いた場合には走査電極に対して比較的に大きな力が加
わる。

しかも従来においで、信号電極や走査電極の形成に通常
用いられる材料は、アルミニウム、又はクロム、又はニ
ッケルクロムといった比較的に硬度の低い材料であるの
で、信号電極又は走査電極の断線が非常に生しやすくな
る。その結果、液晶ディスプレイの表示欠陥を生し製造
歩留りが低下するという問題点があった。

この発明の目的は上述した従来の問題点を解決するため
、スペーサを介し大きな圧力を受けるおそれのある電極
の硬１１１を高くした液晶ディスプレイを提供すること
にある。

（課題を解決するための手段） この目的の達成を図るため、この発明の液晶ディスプレ
イは、 第一基板に信号電極、走査電極、画素電極及び能動素子
を設けると共に第二基板に対向電極を設け、 信号電極及び走査電極を相交差させてこれら電極の交差
部に画素電極を配置し、 画素電極を能動素子を介して信号電極及び走査電極と接
続し、 第一基板及び第二基板を電極形成面を向き合せスペーサ
を介して貼り合せ、これら基板の間に液晶を封し込めて
成るアクティブマトリクス型の液晶ディスプレイにおい
て、 アルミニウムを主成分とし、タンタル、タングステン、
二・ンケル、クロム及びモリブデンのなかから選んだ一
又は複数の材料を副゛成分とし、液晶側へ大きく突出し
た位置に配設する電極を、主成分及び副成分を含んで成
る合金電極としたことを特徴とする。

（作用） このような構成の液晶ディスプレイによれば、液晶側へ
大きく突出する位置に配設する電極を、合金電極とする
。

電極の液晶側への突出が大きくなるほど、基板貼り合せ
時にスペーサを介してこの大きく突出する電極に加わる
力は大きくなり断線を生じやすくなる。

合金電極は、アルミニウムを主成分とし、タンタル、タ
ングステン、ニッケル、クロム及びモリブデンのなかか
ら選んだ一又は複数の材料を副成分とし、これら主成分
及び副成分を含んで成るので、合金電極の硬度を高くす
ることができる。

従って液晶側への突出が大きくなる電極をこの合金電極
とすることによって、スペーサを介し加えられる圧力に
よる断線を生じにくくすることができる。

（実施例） 以下、図面を参照し、この発明の実施例につき説明する
。尚、図面はこの発明が理解できる程度に概略的に示し
であるにすぎない。

第１図及び第２図はこの発明の一実施例の要部構成を概
略的に示す断面図及び平面図である。第２図は主としで
、走査電極、信号電極、画素電極及び能動素子の配Ｉｔ
間係を示す、これら図において従来の構成成分と同様の
構成成分については同一の符号を付しで示す。

この実施例の液晶ディスプレイは、信号電極、第−及び
第二圧電極の形成材料が異なるほかは上述した従来の液
晶ディスプレイと同様である。

この実施例の液晶ディスプレイは藁２図にも示すように
寛−基板１０に信号電極５２、走査電極１４、画素電極
１６及び能動素子５４を設けると共に篤１図にも示すよ
うに第二基板２０に対向電極２２を設け、これら基板１
０．２０を、電極形成面を向き合せてスペーサ２４を介
し貼り合せ、これら基板１０．２ｏ間に液晶２６ｖｉ−
封し込めた構成を有する。そして第２図にも示すように
信号電極５２及び走査電極］４を相交差させてこれら電
極５２、］４の交差部に画素電極１６を配置し、画素電
極１６を能動素子５４を介して信号電極５２及び走査電
極１４と接続した構成を有する。

能動素子５４は例えば逆スタガー型のａ−３ｉＴＦＴで
あり、第１図にも示すようにこの能動素子５４は藁−基
板１０側から順次に設けた制御電極（ゲート電極）２８
、ゲート絶縁ｌｌｌ３０及びａ−３ｉ層３２と、ａ−５
ｉ層３２上に設けた第−土竜！ｊ（例えばソース電極）
５６及び第二主電極（例えばトレイン電極）５８とから
成る。尚、第一主電極５６をトレイン電極及び第二主電
極５８をソース電極としでもよい。

この実施例では、能動素子５４をマトリクス状に配冒し
、同一列に属する能動素子５４の藁−主電極５６を信号
電極５２を介し共通接続すると共に同一行に属する能動
素子５４の制御電極２８を走査電極１４を介し共通接続
する。

次に製造工程の説明と共にこの実施例の構成につき説明
する。

まず第一基板１０としで透光性絶縁基板例えばガラス板
を用意し、この第一基板１０の基板面１０ａ上に制御電
極２８及び走査電極１４を形成するための第−層を積層
する。第−層は導電性材料例えばクロム（Ｃｒ）、タン
クル（Ｔａ）又はモリブデン（Ｍｏ）から成る層であり
、スパッタ法又は蒸着法によって層厚０．１〜０．３μ
ｍ程度の第−層を積層する。

そして藁−層をホトリソ及びエツチングにより所定形状
に加工し、第−層から成る制御電極２８及び走査電極１
４を形成する。この実施例では、複数のストライプ状の
走査電極１４を並列配置すると共に、制御電極２８を各
、走査電極１４の能動素子５４に対応する位置に突設す
る。

次に画素電極１６を形成するための第二層を基板面１０
ａ上に積層する。第二層は透明導電性材料例えばＩＴＯ
ｌｉ（酸化インジウム（Ｉｒ１２）０３及び酸化スズ（
ＳｎＯ２）の合金膜）から成る層であり、スパッタ法又
は蒸着法により層厚０．１ｕｍ程度の第二層を積層する
。

そしてホトリソ及びエツチングにより第二層を所定形状
に加工し、第二層から成る画素電極１６を形成する。こ
の実施例では、概略矩形状の画素電極］６を走査電極１
４及び信号電極３２の交差部に配置する。

次にゲート絶縁膜３０を形成するための第三層及びａ−
３ｉ層３２を形成するための第四層を制御電極２８上に
順次に積層する。

第三層は絶縁性材料例えばシリコン窒化膜（ＳｉＮｘ）
から成る層であり、Ｎ　Ｈ３ガス及びＳ　Ｉ　Ｈａガス
を主成分とする原料ガスを用いプラズマＣＶＤ法によつ
層厚０．１〜０．４ｕｍ程度の第三層を積層する。また
第四層はａ−３ｉから成る層であり、Ｓ　Ｉ　Ｈａガス
を主成分とする原料ガスを用いプラズマＣＶＤ法によつ
層厚０．０５〜０．２ｕｍ程度の第四層を積層する。

そして第三層及び第四層をホトリソ及び工・ンチングに
より所定形状に加工し、加工した第三層及び第四層から
成るゲート絶縁膜２８及びａＳｉ層（ａ−５ｉ半導体層
）３２を形成する。この実施例では、ゲート絶縁膜２８
及びａ−３ｉ層３２を各能動素子５４毎に分離すると共
にこれら２８及び３２をほぼ第一主電極５６の形成位置
がら画素電極１６の形成位置まで延在させて形成する。

次に信号電極５２、笥−主電極５６及び第二主電極５８
を形成するための第五層を積層する。

第五層は、アルミニウム（Ａβ）を主成分とし、クンタ
ル（丁ａ）、タングステン（Ｗ）、ニッケル（Ｎｉ）、
クロム（Ｃｒ）及びモリブデン（Ｍｏ）のなががら選ん
だ一又は複数の材料を副成分とし、これら主成分及び副
成分を含んで成る合金の層である。好ましくは第五層を
、副成分を１〜５０重置％含む合金の層とするのがよい
。

例えば電子ビーム蒸着法（ＥＢ蒸着法）又はスパッタ法
により層厚０．３〜１．０ｕｍ程度の第五層を積層する
。この場合、主成分ｌＦｒ５０〜９９重鳳％及び副成カ
ミＦ！：１〜５０重量％含む蒸着ソースやスパッタター
ゲットを用いればよい、主成分及び副成分の各材料の混
合比を任意好適に調整することによって、第五層の比抵
抗値及び硬度を変化させることができる。従ってこれら
各材料の混合比を調ｇすることによって、液晶ディスプ
レイにおいて電極に望まれる比抵抗例えば１〜１０ｕΩ
・ｃｍ程度を有し、がっ、高い硬度例えばアルミニウム
のみから成る層の硬度の１０〜１００倍程度の硬程度を
有する第五層を形成することができる。

またこの実施例では能動素子５４を逆スタガー型のａ−
５ｉＴＦ丁とするので、完成した液晶ディスプレイにお
いて液晶２６側へ大きく突出するのは信号電極５２、第
一主電極５６及び第二主電極５８であることが多い、し
力＼し藁−主電極５６及び第二主電極５８の面積は非零
に小さいため散布したスペーサ２４がこれら電極５６．
５８上にのることは極めて稀である。従って逆スタガー
型のＴＰＴでは信号電極５２での断線が最も起き易くな
り、少なくとも信号電極５２を第五層の合金から形成す
るのが好ましい。

次に積層した第五層を、ホト１ノン及びエツチングによ
り所定の形状に加工し、加工した第五層からそれぞれ成
る信号電極５２、第一主電極５６及び第二主電極５８を
形成する。この実施例では第五層より成るストライブ状
の電極を複数並列１冨すると共に、これら各ストライブ
状電極をそれぞれ対応するａ−３ｉ層３２の一方の側部
と接するようにして走査電極１４とほぼ直交する方向に
延在させる。このストライブ状電極のａ−８ｉ層３２と
接する部分を第一主電極５６及び残りの部分を信号電極
５２とす、る。そして第二主電極５８を各能動素子５４
毎に分離しで、ａ−８ｉ層３２の他方の側部から画素電
極１６まで延在させて形成する。

また第五層のエツチングでは、主として合金主成分を除
去するための第一段階のエツチングと、主として合金副
成分を除去するための第二段階のエツチングとを行なう
。第一段階のエツチングではエッチャントに燐酸、硝酸
及び氷酢酸の混合水溶液（ｗＡ酸を主成分とする）を用
いたウェットエツチングを行ない、及び第二段階のエツ
チングではエツチングガスとしてＣＦ４ガス及び０２ガ
スの混合ガスを用いたドライエツチングを行なう。

信号電極５２、第一主電極５６及び第二主電極５８を形
成し終えたら、保護層３８を形成するための第六層を積
層する。第六層は透明絶縁柱材料例えばＳ　Ｉ　Ｎ　ｘ
から成る層であり、プラズマＣｖＤ法により第六層を積
層する。

そして第六層をホトリソ及びエツチングにより所定の形
状に加工し、加工した第六層から成る保護層３８を形成
する。この保護層３８により、能動素子５４、画素電極
］６、信号電極５２及び走査電極１４を覆う。

次に配向処理膜４０を形成するための第七層を保護層３
８上に積層する。第七層は例えばポリイミドそのほかの
有機材料から成る層であり、層厚０．１ｕｍ程度の第七
層を積層する。

そして第七層に対しラビング処理を行ない、この処理を
終えた第七層から成る配向処理１１４０を得る。

次いて配向処理膜４０上に基板間隔を一定に保持するた
めのスペーサ２４を離散させて散布する。スペーサ２４
は例えば直径３〜１０ｕｍ程度の球状体である。

方、第二基板２０として透光性ｗＡ縛基板例えばガラス
基板を用意し、この基板２０の基板面２０ａにブラック
マスク（遮光膜）４２を形成する。このブラックマスク
４２は画素電極］６と対向する位置に１画素分の光取出
し用窓４２ａを有する。

次にブラックマスク４２上に対向電極２２を形成するた
めの第八層を積ＮＩする。第八層は透光性を有する導電
性材料例えばＩＴ○から成る層であり、蒸着法又はスパ
ッタ法により第八層を積層する。

そして第八層をホトリソ及びエツチングにより所定の形
状に加工し、加工した第八層から対向電極２２を形成す
る。この実施例では、液晶ディスプレイの表示領域のほ
ぼ全面にわたり延在するシート状の対向電極２２を形成
する。

次に配向処理膜４４を形成するための第九層を対向電極
２２上に積層する。第九層は例えばポリイミドそのほか
の有機材料から成る層であつ、層厚０．１ｕｍ程度の第
九層を積層する。

そして第九層に対しラビング処理を行ない、この処理を
終えた第九層から成る配向処理＠４４を得る。

次に配向処理＄４４上にシール部４６を形成するための
第十層を積層する。第十層は例えば口・ンド状のスペー
サと、エポキシ系、アクリル系又はボ１ノエステル系の
樹脂とを混合して成る厚膜ペーストの層であり、このペ
ーストをスクリーン印刷することにより所定形状の藁十
層を層厚５〜２０ｕｎ程度に積層する。樹脂には熱硬化
型或は紫外線硬化型のものを用いればよい、シール部４
６を形成するための藁十層を、液晶封入領域の四方を囲
むように基板２０の周辺部に配置する。

次に第一基板１ｏ及び第二基板２０を電極形成面を向き
合せ、これら基板１０．２Ｑを互いに押しつけるように
押圧しながら、藁十層を硬化させる、硬化させた第十層
から成るシール部４６が得られ、シール部４６により基
板１０．２０が封着される。基板間隔はスペーサ２４及
びシール部４６によりほぼ一定に保持される。

そして封着復の基板間の空間（液晶封入領域）を真空排
気してから図示しない注入口より液晶封入領域に液晶２
６を注入する。液晶２６の注入を終了したら注入口を封
し、次いで第一基板１０の他方の基板面１ｏｂ及び第二
基板２０の他方の基板面２０ｂに偏光膜５０を貼り付は
液晶ディスプレイを完成する。

この発明は上述した実施例にのみ限定されるものではな
く、従って各構成成分の構成、形状、配設位置、形成材
料、形成方法、数匍的条件及びそのほかを任意好適に変
更することができる。

例えば上述した実施例では能動素子を逆スタガー型のａ
−５ｉＴＦＴとしたが、能動素子を正スタガー型のａ−
３ｉＴＦＴとするようにしてもよい、正スタガー型のａ
−３ｉＴＦＴは例えば、基板面上に第−及び第二主電極
を設けこれら主電極により挟持するようにこれら主電極
間にａ−３ｉ層を設け、ａ−５ｉ層上に順次にゲート絶
縁膜及び制御電極を設けた構成である。従ってこのよう
な正スタガー型の場合、完成した液晶ディスプレイ１こ
おいて液晶側へ大きく突出するのは走査電極及び制御電
極であることが多い、しかし制御電極の面積は非常に小
さいため散布したスペーサが制御電極上にのることは極
めて稀である。従って正スタガー型では走査電極での断
線が最も起き易くなつ、少なくとも走査電極を上述の実
施例と同様の合金から形成するのがよい。

（発明の効果） 上述した説明からも明らかなように、この発明の液晶デ
ィスプレイによれば、液晶側へ大きく突出する位置に配
設する電極を、合金電極とする。

電極の液晶側への突出が大きくなるほど、基板貼り合せ
時にスペーサを介してこの大きく突出する電極に加わる
力は大きくなり断線そ生しゃすくなる。ところか合金電
極は、アルミニウムを主成分とし、タンタル、タングス
テン、ニッケル、クロム及びモリブデンのなかから選ん
だ一又は複数の材料を副成分とし、これら主成分及び副
成分を含んで成るので、合金電極の硬度を高くすること
ができる。

従って液晶側への突出が大きくなる電極をこの合金電極
とすることによって、スペーサを介し加えられる圧力に
よる断線を生しにくくすることができる。

その結果、液晶ディスプレイの表示欠陥ヲ減じ製造歩留
りを向上することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の要部構成を概略的に示す
断面図、 藁２図はこの発明の一実施例の、主として電極の配置ｆ
ＷＩ係を示す要部平面図、 第３図及び第４図は従来の液晶ディスプレイの説明に供
する要部断面図及び要部平面図である。 Ｏ−・・第一基板、 ６・・・画素電極、 ２・・・対向電極、 ６・−・液晶、 Ｏ・・・ゲート絶縁膜、 ２・・・信号電極、 ６・−・第一１電極、 ４・・・走査電極 ０・・・第二基板 ４・−・スペーサ ８・・・制御電極 ２・・・ａ−３ｉ層 ４・・−能動素子 ８・・・第二主電極。 特 許 出 願 人 沖電気工業株式会社 英施例の断面図 第１図 従来の液晶ディスプレイ 第３図 従来の液晶ディスプレイ 第４図 手続補正書 平成３年４月１９日

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）第一基板に信号電極、走査電極、画素電極及び能
   動素子を設けると共に第二基板に対向電極を設け、 前記信号電極及び走査電極を相交差させてこれら電極の
   交差部に画素電極を配置し、 該画素電極を前記能動素子を介して信号電極及び走査電
   極と接続し、 前記第一基板及び第二基板を電極形成面を向き合せスペ
   ーサを介して貼り合せ、これら基板の間に液晶を封じ込
   めて成るアクティブマトリクス型の液晶ディスプレイに
   おいて、 アルミニウムを主成分とし、タンタル、タングステン、
   ニッケル、クロム及びモリブデンのなかから選んだ一又
   は複数の材料を副成分とし、液晶側へ大きく突出した位
   置に配設する電極を、前記主成分及び副成分を含んで成
   る合金電極としたことを特徴とする液晶ディスプレイ。
2. （２）前記能動素子を逆スタガー型トランジスタとし、
   少なくとも信号電極を前記合金電極としたことを特徴と
   する請求項１に記載の液晶ディスプレイ。
3. （３）前記合金電極は副成分を１〜５０重量％含んで成
   ることを特徴とする請求項１に記載の液晶ディスプレイ
   。