JPH05127190A - 光弁基板用半導体装置およびその製造方法 - Google Patents
光弁基板用半導体装置およびその製造方法Info
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- JPH05127190A JPH05127190A JP656191A JP656191A JPH05127190A JP H05127190 A JPH05127190 A JP H05127190A JP 656191 A JP656191 A JP 656191A JP 656191 A JP656191 A JP 656191A JP H05127190 A JPH05127190 A JP H05127190A
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Abstract
のない高集積度の光弁基板用半導体装置、および、これ
の好適な製造方法を提供する。 【構成】スイッチ素子4、画素部3、Xドライバ21、
Yドライバ22を設けた絶縁性透明薄膜1の反対側に、
遮光層14と液晶層17に接する配向層16を形成した
光弁基板用半導体装置、および、遮光層14とパッド取
出し部と形成を同時に行なうことにより上記光弁基板用
半導体装置を簡易に製造する方法。
Description
型表示装置などに用いられる平板型光弁装置、特にスイ
ッチマトリクス型液晶パネルに関する。詳しくは、液晶
パネルとして、液晶層を挟んで対向基板に対向してこれ
と一体化して組み込まれる光弁基板用半導体装置および
その製造方法に関する。
は、これを構成する光弁基板上に画素群を形成し、各画
素にはそれぞれスイッチ素子を設けて各画素の選択をス
イッチ素子のオン・オフ動作により行なうものである。
このスイッチ素子は、ガラス基板上に堆積された非晶質
シリコン薄膜あるいは多結晶シリコン薄膜の表面に形成
された薄膜トランジスタ、通常絶縁ゲート電界効果型ト
ランジスタが用いられる。このスイッチ素子の制御は、
画素群の周辺に設置されたXドライバ、Yドライバを介
して制御される。
号は、パネルに設けられたパッド取出し部を介して外部
の入出力端子から供給される。また、画素電極はITO
などからなる透明導電膜からなっている。上記画素電極
群とスイッチ素子とは、液晶層側に設けられ、配向層を
介して液晶層に接する構造となっている。
来のスイッチマトリクス型液晶パネルは、基板に形成さ
れる画素電極とスイッチ素子が液晶側に設けられてい
る。しかし、スイッチ素子は、画素電極に比べて厚みが
あるので、これらが形成された面は凹凸が著しい。その
ため、この表面に配向層を設ける従来の液晶パネルで
は、配向むらが避けられず、表示むらの原因となる。
高めようとするとき、この傾向が助長されて表示むらが
無視できなくなり、集積度を制約する原因となる。本発
明は、上記の問題を解決して、表示むらがなく、しか
も、集積度の高い光弁基板用半導体装置とその好適な製
造方法を提供することを目的とする。
体装置が上記目的を達成するために採用した主たる手段
は、絶縁性透明薄膜基板と、上記絶縁性透明薄膜基板上
面に、マトリクス状に配置された複数の画素電極からな
る画素電極群と、上記画素電極を除いた部分に固着され
た単結晶薄膜半導体層とを有し、上記単結晶薄膜半導体
層には、上記画素電極に選択給電を行なう複数のスイッ
チ群、および、これらスイッチ群を制御するXドライ
バ、Yドライバが集積形成され、上記絶縁性透明薄膜基
板下面に、配向層が形成されている点、および、上記絶
縁性透明薄膜基板下面で、上記単結晶薄膜半導体層が位
置する箇所に対向して遮光膜が形成されている点、さら
に、上記絶縁性透明薄膜基板には、これを貫通して上面
より下面に表出するパッド取出し部が設けられており、
上記絶縁性透明薄膜基板上面において、上記パッド取出
し部がXドライバ、Yドライバと配線パターンを介して
接続されている点にある。
る手段は、上記遮光膜とパッド取出し部とを同時に形成
できるようにした点にある。
イッチ素子からなる画素群が形成された面とは反対の面
に設けられている。この面には、単結晶薄膜半導体層の
下に遮光膜が形成されており、また、これ以外の箇所に
は形成がなく、若干の凹凸があることは否めないが,ス
イッチ素子と画素電極との高さの違いからくる凹凸とは
比較にならないほどに小さい。
この面は、ほぼ平坦であり、配向操作が容易にできるの
で、むらのない配向膜を形成できる。また、この面に
は、パッド取出し部15が表出しているが、これは遮光
層と同時に形成できるという効率的な製造方法が採用で
きる。
て説明する。図1は、本発明の一実施例を示す平面図
で、1は絶縁性透明薄膜でその上面には、複数の画素電
極3がマトリクス状に配置形成されている。画素電極を
除いた部分には半導体単結晶薄膜層が形成され、そこの
各画素電極3に隣接した箇所にはスイッチ素子4が形成
されている。
21、Yドライバ22、および、パッド取出し部15、
これらを接続する配線パターン10が設けられている。
スイッチ素子4は、電界効果型トランジスタであり、そ
のドレーン電極はそれぞれ対応する画素電極3に、ゲー
ト電極は走査線19に、ソース電極は信号線20に接続
されている。さらに、走査線19は、Yドライバ22
に、信号線20はXドライバ21に接続され、上記各ド
ライバはパッド取出し部15を介して図示しない外部回
路に接続される。上記パッド取出し部15は、図2に説
明するが、絶縁性透明薄膜の下面へと貫通しており、そ
こにパッド取出し部15の表面が露出している。
偏光板があるが、ここでは説明の都合上省略してある。
図2は、図1のA−A’断面を示し、Xドライバ21、
配線パターン10、遮光膜、およびパッド取出し部15
の関係を示している。上記パッド取出し部15は図2か
ら明らかなように、絶縁性透明薄膜1の上面から下面へ
と貫通して画素電極部分を避けて下部へ表出して設置さ
れている。これに図示しない外部信号線が接続されて、
これを通して信号が各ドライバ21、22へ転送され
る。
絶縁性保護膜9で囲まれ、その上に接着剤を介して透明
電気絶縁性基板13が固着され、さらに、偏光板23が
載置されている。絶縁性透明薄膜1の下面には、前述の
パッド取出し部15の表面が露出するとともに、Xドラ
イバ21に対向する位置に遮光膜14が設置されてい
る。
体装置を用いて光弁装置を構成した実施例の断面図であ
る。図1の絶縁性透明薄膜1の下面で、画素電極群に対
向する位置に、間隔をおいて対向基板が設けられてい
る。その間隔には、液晶17が充填されており、その側
面は、樹脂25により封止されている。また、上記対向
基板は、配向膜16、透明電極26、ガラス基板18か
ら構成されている。
線の位置に相当しているが、説明の都合上、画素電極3
は、スイッチ素子4に比べて縮小表示している。画素電
極の形成方法は、絶縁透明薄膜1の上面に単結晶薄膜半
導体層2を全面に熱圧着した基板を用意し、単結晶薄膜
半導体層2の一部を所定の形状にエッチング除去してそ
の下の絶縁性透明薄膜1の表面を露出させて、そこにマ
トリクス状に複数の電極3を形成する。この手段は、一
般に用いられている手段でよい。
に、ゲート電極5、1対の不純物拡散領域すなわちソー
ス電極6およびドレイン電極7とからなる絶縁ゲート電
界効果型トランジスタを形成している。ドレイン電極7
は対応する画素電極3に接続され、ゲート電極5は絶縁
膜8を介してスイッチ素子4のチャネル形成領域の上に
配置されている。
してアルミなどからなる配線パターン10が形成されて
いる。この配線パターン10は絶縁膜9に形成されたコ
ンタクトホールを介してスイッチ素子4のソース電極6
に電気的に接続され、さらに、図2に示すように、パッ
ド取出し部15に接続されている。配線パターン10の
表面には保護膜11が形成され、その上に接着剤層を挟
んで透明電気絶縁性基板13が載置され機械的ストレス
による損傷を防止している。その上に偏光板23が載置
されている点は図2で説明したことと同じである。
およびYドライバ22の下側には遮光膜14が設けられ
て光による不所望な動作を防止する。外部信号は図示し
ないパッド取出し部から入力し、よく知られる液晶パネ
ルの動作を行なう。すなわち、個々のスイッチ素子のゲ
ート電極5は走査線19に接続されている(図1参照)
ので、Yドライバ22によって走査線信号が印加され線
順次で個々のスイッチ素子の導通・遮断を制御する。
は、信号線20を介して導通状態の選択されたスイッチ
素子4を経由して画像電極3に印加される。この結果、
各画像電極3には画像信号の大きさに応じた電荷が供給
され蓄積される。この蓄積された電荷により液晶層17
は励起してその透過率を変化して光弁機能を果たす。
非選択時にはスイッチ素子4は非導通であり、画像電極
3には以前に書き込まれた画像信号を電荷として保持す
る。
遮光されているので、非導通時には光リーク電流が発生
せず画素電極3に保持された電荷はリークすることはな
い。従って、安定した光弁機能を発揮する。また、スイ
ッチ素子4は電荷移動度が極めて高いシリコン単結晶薄
膜2に形成されているので、高速な信号応答性を有する
光弁装置を構成できる。さらに、スイッチ素子4と同時
に、Xドライバ21、Yドライバ22を含む回路を同一
シリコン薄膜上に形成できるので、製造工程が簡単にな
る効果がある。
導体装置を製造する工程を略図により示した説明図であ
る。まず、図4Aに示す基板を用意する。これは、シリ
コン基板41上に絶縁性透明薄膜である二酸化シリコン
層1を介してシリコン単結晶薄膜2を張付けたものであ
る。シリコン基板41は、単結晶薄膜2の面を加工する
際の機械的強度を保つために用いられる。
単結晶薄膜2を公知の方法で除去する。そして、残した
単結晶薄膜にXドライバ21、Yドライバ22、スイッ
チ素子4などを公知の方法で形成し、また、単結晶薄膜
が除去されて二酸化シリコン層1が露出した部分には透
明導電層を被着して画素電極3を形成する(図4B参
照)。こうして、形成された画素電極3およびその駆動
素子21、22、4の上に図示しない保護膜、配線パタ
ーンなどを形成する。図4Bは、このようにして作成さ
れたものを力図として示している。
酸化シリコンなどで代表される接着層12を塗布して偏
光板付きのガラス基板13を載置する。つぎに、これを
上下反転させてシリコン基板41を上面に置き、これを
エッチングにより完全に除去して二酸化シリコン層1を
露出させる。これを図4Dに示す。この状態で、図4E
に示すように、所定の位置にエッチングにより孔明け加
工してパッド取出し部15の貫通孔(複数)を形成す
る。さらに、貫通孔を明けた状態のまま、この上にアル
ミなどの金属を遮光できる厚みに全面に堆積させる。こ
の状態を図4Fに示す。
より画素電極に対応する箇所など不所望な部分を除去し
て、パッド取出し部15および遮光膜14を同時に形成
する。その後、画素部に対応する箇所に配向層を設け
る。この完成図が図4Gである。図5は、パッド取出し
部15と配線パターン10との接続関係を説明する詳細
図で、パッド取出し部15は二酸化シリコン層1を下面
から上面に貫通してドライバ21(22)を構成するト
ランジスタの配線パターン10に接続されている。
イッチ素子からなり、必然的に凹凸が避けられない画素
部のある面を避けて、これらのない反対側の平坦面を配
向面としたので、配向膜の形成が容易、確実になるため
配向むらがなくなる効果がある。そのために、光弁装置
を構成したときに表示むらがなくなり、より集積度の高
い光弁装置を実現できる。
膜の配向膜形成側に表出して設けたので、パッド取出し
部15のために新たなスペースを設置する必要が無く、
小型化できる上に、遮光層とパッド取出し部15とを同
時に形成できる製造上の利点がある。また、スイッチ素
子4は電荷移動度の極めて高いシリコン単結晶薄膜2に
形成されるので、高速な信号応答性を有する光弁装置を
構成できる効果がある。
Claims (4)
- 【請求項1】絶縁性透明薄膜基板と、上記絶縁性透明薄
膜基板上面に、マトリクス状に配置された複数の画素電
極からなる画素電極群と、上記画素電極を除いた部分に
固着された単結晶薄膜半導体層とを有し、上記単結晶薄
膜半導体層には、上記画素電極に選択給電を行なう複数
のスイッチ群、および、これらスイッチ群を制御するX
ドライバ、Yドライバが集積形成され、上記絶縁性透明
薄膜基板下面に、配向層が形成されていることを特徴と
する光弁基板用半導体装置。 - 【請求項2】上記絶縁性透明薄膜基板下面で、上記単結
晶薄膜半導体層が位置する箇所に対向して遮光膜が形成
されていることを特徴とする光弁基板用半導体装置。 - 【請求項3】上記絶縁性透明薄膜基板には、これを貫通
して上面より下面に表出するパッド取出し部が設けられ
ており、上記絶縁性透明薄膜基板上面において、上記パ
ッド取出し部がXドライバ、Yドライバと配線パターン
を介して接続されていることを特徴とする光弁基板用半
導体装置。 - 【請求項4】半導体基板、絶縁性透明薄膜基板、およ
び、単結晶薄膜半導体層の3層からなる基板を準備する
工程と、上記基板において、画素部分に対応する単結晶
薄膜半導体層を除去してそこに画素電極を形成し、残さ
れた上記単結晶薄膜半導体層にXドライバ、Yドライ
バ、スイッチ素子を集積形成して、画素電極およびその
駆動回路を形成する回路形成工程と、これに続き、上記
画素電極およびその駆動回路上に接着剤層を介して偏光
板付きガラスを載置する工程と、上記半導体基板を除去
し、絶縁性透明薄膜基板の下面を露出する工程と、上記
工程により露出された絶縁性透明薄膜基板の所定位置に
貫通孔を明け、続いて上記絶縁性透明薄膜基板の下面全
面にわたって金属膜を被着する工程と、 上記被着された金属膜をパターニングして、残された単
結晶薄膜半導体層に対向する位置に遮光層を、また、貫
通孔部分にパッド取出し部を同時に形成する工程と、上
記工程に続いて、スイッチ素子、および、画素電極に対
向する位置に配向膜を形成する工程と、からなることを
特徴とする光弁基板用半導体装置の製造方法。
Priority Applications (13)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP656191A JP3008032B2 (ja) | 1991-01-23 | 1991-01-23 | 光弁基板用半導体装置およびその製造方法 |
| US07/791,912 US5347154A (en) | 1990-11-15 | 1991-11-13 | Light valve device using semiconductive composite substrate |
| EP91310565A EP0486318B1 (en) | 1990-11-15 | 1991-11-15 | Semiconductor device for use in a light valve device, and process for manufacturing the same |
| DE69133483T DE69133483T2 (de) | 1990-11-15 | 1991-11-15 | Halbleitervorrichtung zur Verwendung in einem Lichtventil und deren Herstellungsmethode |
| EP00200828A EP1026733B1 (en) | 1990-11-15 | 1991-11-15 | Semiconductor device for use in a light valve device, and process for manufacturing the same |
| DE69133628T DE69133628D1 (de) | 1990-11-15 | 1991-11-15 | Halbleitervorrichtung zur Verwendung in einem Lichtventil und deren Herstellungsmethode |
| DE69133440T DE69133440T2 (de) | 1990-11-15 | 1991-11-15 | Halbleitervorrichtung zur Verwendung in einem Lichtventil und deren Herstellungsmethode |
| EP98204180A EP0915503B1 (en) | 1990-11-15 | 1991-11-15 | Semiconductor device for use in a light valve device, and process for manufacturing the same |
| US08/264,635 US5486708A (en) | 1990-11-15 | 1994-06-23 | Light valve device using semiconductive composite substrate |
| US08/460,536 US5728591A (en) | 1990-11-15 | 1995-06-02 | Process for manufacturing light valve device using semiconductive composite substrate |
| US08/460,538 US5572045A (en) | 1990-11-15 | 1995-06-02 | Light valve device using semiconductive composite substrate |
| KR1019990044494A KR100311340B1 (ko) | 1990-11-15 | 1999-10-14 | 광밸브장치 및 그 제조방법과 이를 이용한 화상프로젝션 시스템 |
| HK99105064.2A HK1020801B (en) | 1990-11-15 | 1999-11-05 | Semiconductor device for use in a light valve device, and process for manufacturing the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP656191A JP3008032B2 (ja) | 1991-01-23 | 1991-01-23 | 光弁基板用半導体装置およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05127190A true JPH05127190A (ja) | 1993-05-25 |
| JP3008032B2 JP3008032B2 (ja) | 2000-02-14 |
Family
ID=11641745
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP656191A Expired - Lifetime JP3008032B2 (ja) | 1990-11-15 | 1991-01-23 | 光弁基板用半導体装置およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3008032B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020134611A (ja) * | 2019-02-15 | 2020-08-31 | セイコーエプソン株式会社 | 電気光学装置、電子機器、および電気光学装置の製造方法 |
| CN118393769A (zh) * | 2024-05-11 | 2024-07-26 | 北京京东方显示技术有限公司 | 一种液晶光阀、主动偏光式3d显示系统及其控制方法 |
-
1991
- 1991-01-23 JP JP656191A patent/JP3008032B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020134611A (ja) * | 2019-02-15 | 2020-08-31 | セイコーエプソン株式会社 | 電気光学装置、電子機器、および電気光学装置の製造方法 |
| CN118393769A (zh) * | 2024-05-11 | 2024-07-26 | 北京京东方显示技术有限公司 | 一种液晶光阀、主动偏光式3d显示系统及其控制方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3008032B2 (ja) | 2000-02-14 |
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