JPH07209638A - 表示装置 - Google Patents
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- JPH07209638A JPH07209638A JP225194A JP225194A JPH07209638A JP H07209638 A JPH07209638 A JP H07209638A JP 225194 A JP225194 A JP 225194A JP 225194 A JP225194 A JP 225194A JP H07209638 A JPH07209638 A JP H07209638A
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- Japan
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- display pixel
- light
- substrate
- film
- pixel electrode
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 高い遮光性を有するとともに光照射下におい
ても良好な絶縁性を示す表示装置を提供する。 【構成】 表示画素電極アレイ基板21と対向電極基板22
を平行に対向して設け、液晶23を挟持する。表示画素電
極アレイ基板21には、ガラス基板24上に、マトリクス状
に表示画素電極33および薄膜トランジスタ34を配設す
る。表示画素電極33を形成していない薄膜トランジスタ
34および配線上に黒色の無機絶縁体膜35を形成する。無
機絶縁体膜35で、液晶23が作用されない部分の非変調光
を阻止し、コントラスト比を向上できる。無機物質のた
めにポリマー材料に染料や顔料を分散した場合より薄い
膜厚で、同等以上の光学濃度と絶縁性が得られる。無機
絶縁体膜35によって生じる配光欠陥による画質の欠陥も
なく、開口率の向上が図れ、光照射による光電流により
漏れ電流が生じないので、光照射下でも高い絶縁性を得
られる。
ても良好な絶縁性を示す表示装置を提供する。 【構成】 表示画素電極アレイ基板21と対向電極基板22
を平行に対向して設け、液晶23を挟持する。表示画素電
極アレイ基板21には、ガラス基板24上に、マトリクス状
に表示画素電極33および薄膜トランジスタ34を配設す
る。表示画素電極33を形成していない薄膜トランジスタ
34および配線上に黒色の無機絶縁体膜35を形成する。無
機絶縁体膜35で、液晶23が作用されない部分の非変調光
を阻止し、コントラスト比を向上できる。無機物質のた
めにポリマー材料に染料や顔料を分散した場合より薄い
膜厚で、同等以上の光学濃度と絶縁性が得られる。無機
絶縁体膜35によって生じる配光欠陥による画質の欠陥も
なく、開口率の向上が図れ、光照射による光電流により
漏れ電流が生じないので、光照射下でも高い絶縁性を得
られる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、薄膜トランジスタをマ
トリクス配線の交点に設けたいわゆるアクティブマトリ
クス型電極構造を持ち液晶を動作させる表示装置に関す
る。
トリクス配線の交点に設けたいわゆるアクティブマトリ
クス型電極構造を持ち液晶を動作させる表示装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】図2に示すように、複数の平行な信号線
1およびこれら信号線1に直交する複数の平行な走査線
2を有し、これら信号線1および走査線2のマトリクス
状の交点には、薄膜トランジスタ(TFT)3が配設さ
れ、この薄膜トランジスタ3のドレインが信号線1に接
続され、ゲートが走査線2に接続されている。また、こ
の薄膜トランジスタ3のソースには信号線1および走査
線2間にマトリクス状に配設された表示画素電極4が接
続されている。
1およびこれら信号線1に直交する複数の平行な走査線
2を有し、これら信号線1および走査線2のマトリクス
状の交点には、薄膜トランジスタ(TFT)3が配設さ
れ、この薄膜トランジスタ3のドレインが信号線1に接
続され、ゲートが走査線2に接続されている。また、こ
の薄膜トランジスタ3のソースには信号線1および走査
線2間にマトリクス状に配設された表示画素電極4が接
続されている。
【0003】また、この図2に示す電気的な接続を有す
る液晶表示装置は、図3に示すように構成されている。
すなわち、この図3に示す液晶表示装置は、マトリクス
アレイ基板6および対向基板7を平行に対向させ、これ
らマトリクスアレイ基板6および対向基板7間に電気、
光変調物質としての液晶8が挟持されている。
る液晶表示装置は、図3に示すように構成されている。
すなわち、この図3に示す液晶表示装置は、マトリクス
アレイ基板6および対向基板7を平行に対向させ、これ
らマトリクスアレイ基板6および対向基板7間に電気、
光変調物質としての液晶8が挟持されている。
【0004】そして、マトリクスアレイ基板6はガラス
基板11を有し、このガラス基板11の一主面側には複数の
平行な信号線1およびこれら信号線1に対して直交する
走査線2が配設され、これら信号線1および走査線2間
に表示画素電極4がマトリクス状に配設されている。ま
た、ガラス基板11の他主面側には偏光板12が設けられて
いる。
基板11を有し、このガラス基板11の一主面側には複数の
平行な信号線1およびこれら信号線1に対して直交する
走査線2が配設され、これら信号線1および走査線2間
に表示画素電極4がマトリクス状に配設されている。ま
た、ガラス基板11の他主面側には偏光板12が設けられて
いる。
【0005】一方、対向基板7も同様にガラス基板14を
有し、このガラス基板14のマトリクスアレイ基板6に対
向する一主面には、カラー表示用の赤(R)、緑(G)
および青(B)のカラーフィルタ15が設けられている。
このカラーフィルタ15上には対向電極16が形成され、ガ
ラス基板14の他主面側には偏光板17が設けられている。
有し、このガラス基板14のマトリクスアレイ基板6に対
向する一主面には、カラー表示用の赤(R)、緑(G)
および青(B)のカラーフィルタ15が設けられている。
このカラーフィルタ15上には対向電極16が形成され、ガ
ラス基板14の他主面側には偏光板17が設けられている。
【0006】そして、透過型として動作させる場合は、
表示画素電極4は透明導電膜を用い、液晶8の動作は対
向電極16との電極差により行なわれるため、この表示画
素電極4と対向電極16の対向する領域のみに限られる。
すなわち、この液晶8のうち表示画素電極4の領域を除
いた部分は、全く動作しないことになる。また、信号線
1および走査線2のマトリクス状の配線を設けたマトリ
クスアレイ基板6上には、表示画素電極4の領域以外に
信号線1、走査線2および薄膜トランジスタ3などがあ
り、これらは多層構造配線もしくは配線の配置により相
互に電気的に絶縁されている。このため、たとえば電極
材料に金属薄膜などの不透明材料を用いたとしても、配
線間スペースなどが存在する場合が多く、この領域は液
晶8を動作しないため、いわゆる非変調光が透過するこ
とになる。
表示画素電極4は透明導電膜を用い、液晶8の動作は対
向電極16との電極差により行なわれるため、この表示画
素電極4と対向電極16の対向する領域のみに限られる。
すなわち、この液晶8のうち表示画素電極4の領域を除
いた部分は、全く動作しないことになる。また、信号線
1および走査線2のマトリクス状の配線を設けたマトリ
クスアレイ基板6上には、表示画素電極4の領域以外に
信号線1、走査線2および薄膜トランジスタ3などがあ
り、これらは多層構造配線もしくは配線の配置により相
互に電気的に絶縁されている。このため、たとえば電極
材料に金属薄膜などの不透明材料を用いたとしても、配
線間スペースなどが存在する場合が多く、この領域は液
晶8を動作しないため、いわゆる非変調光が透過するこ
とになる。
【0007】さらに、この非変調光は、表示装置にとっ
ては常に光が漏れていることを意味し、バックグランド
の増加、すなわち、コントラストを著しく低下させる。
そして、液晶8の偏光板を直角に配置したいわゆるノー
マリーホワイトの場合には、その角度ずれは単に透過率
の若干の低下を招くだけで、コントラストに与える影響
は少なく、量産性に適している。このとき、信号電圧が
印加された表示画素電極4の領域に対応する液晶8のみ
が光変調を与え、前述の非変調光がコントラストを低下
させる。
ては常に光が漏れていることを意味し、バックグランド
の増加、すなわち、コントラストを著しく低下させる。
そして、液晶8の偏光板を直角に配置したいわゆるノー
マリーホワイトの場合には、その角度ずれは単に透過率
の若干の低下を招くだけで、コントラストに与える影響
は少なく、量産性に適している。このとき、信号電圧が
印加された表示画素電極4の領域に対応する液晶8のみ
が光変調を与え、前述の非変調光がコントラストを低下
させる。
【0008】このコントラストの低下を防止する方法と
しては、たとえば特開昭63−64023号公報に記載
の構成が知られている。この特開昭63−64023号
公報に記載の構成は、たとえば図4および図5に示すよ
うに、マトリクスアレイ基板6上に形成された表示画素
電極4を除いた領域上を絶縁性遮光膜18にて被覆し、非
変調光の透過をなくすものである。また、絶縁性遮光膜
18は、母材となるポリマーに黒色染料または補色関係に
ある2種の色の染料を混合したものである。
しては、たとえば特開昭63−64023号公報に記載
の構成が知られている。この特開昭63−64023号
公報に記載の構成は、たとえば図4および図5に示すよ
うに、マトリクスアレイ基板6上に形成された表示画素
電極4を除いた領域上を絶縁性遮光膜18にて被覆し、非
変調光の透過をなくすものである。また、絶縁性遮光膜
18は、母材となるポリマーに黒色染料または補色関係に
ある2種の色の染料を混合したものである。
【0009】ところが、ポリマーを母材に染料などを使
用した絶縁性遮光膜18では、光学濃度で2ないし3程度
を得ようとするには数μmの膜厚が必要となり、このよ
うな厚い膜の絶縁性遮光膜18では表示画素電極4との段
差部分で配向欠陥と呼ばれる画素欠陥が現れる。このよ
うな欠陥を隠すために、たとえば金属などで形成されて
いる信号線1、あるいは、走査線2の幅を広くして表示
画素電極4の一部を遮光する方法も考えられているが、
開口率の低下につながる。
用した絶縁性遮光膜18では、光学濃度で2ないし3程度
を得ようとするには数μmの膜厚が必要となり、このよ
うな厚い膜の絶縁性遮光膜18では表示画素電極4との段
差部分で配向欠陥と呼ばれる画素欠陥が現れる。このよ
うな欠陥を隠すために、たとえば金属などで形成されて
いる信号線1、あるいは、走査線2の幅を広くして表示
画素電極4の一部を遮光する方法も考えられているが、
開口率の低下につながる。
【0010】また、絶縁性遮光膜18をレジストとして用
いる場合、染料、顔料を分散させたポリマー材料よりな
るレジストでは、可能な限り濃度を上げて遮光性能を向
上させようとすると、フォトリソグラフィでのパターン
精度が劣り、合わせ精度も低下する。
いる場合、染料、顔料を分散させたポリマー材料よりな
るレジストでは、可能な限り濃度を上げて遮光性能を向
上させようとすると、フォトリソグラフィでのパターン
精度が劣り、合わせ精度も低下する。
【0011】一方、図6に示すように、遮光物質として
窒化シリコン(SiNx)膜の珪素の絶縁層18a および
この絶縁層18a 上に成膜した窒化アルミニウム(Al
N)などの低抵抗物質の光遮断層18b の2層以上からな
るものを用いた構成が考えられている。なお、絶縁層18
a の珪素の比抵抗は1011Ωcmと高抵抗であり、金属材
料とは異なり電気的な短絡や層間ショートなどの問題も
解決される。さらに、珪素(Si)を使用したために起
こる、光起電力によって発生する絶縁層18a の浮遊電位
は絶縁層18a の上に形成されている光遮断層18b から逃
がす。また、この光遮断層18b は0.1μmの厚さで可
視光の全領域で必要とされる光学濃度を達成できる。
窒化シリコン(SiNx)膜の珪素の絶縁層18a および
この絶縁層18a 上に成膜した窒化アルミニウム(Al
N)などの低抵抗物質の光遮断層18b の2層以上からな
るものを用いた構成が考えられている。なお、絶縁層18
a の珪素の比抵抗は1011Ωcmと高抵抗であり、金属材
料とは異なり電気的な短絡や層間ショートなどの問題も
解決される。さらに、珪素(Si)を使用したために起
こる、光起電力によって発生する絶縁層18a の浮遊電位
は絶縁層18a の上に形成されている光遮断層18b から逃
がす。また、この光遮断層18b は0.1μmの厚さで可
視光の全領域で必要とされる光学濃度を達成できる。
【0012】しかしながら、絶縁層18a と光遮断層18b
との2層以上からなる物質を絶縁性遮光膜18に使用する
方法では、たとえば光の遮断は上層の光遮断層18b で担
当し、絶縁は下層の絶縁層18a で行なうが、バックライ
トで励起された光電流による電流の漏れが生ずる。
との2層以上からなる物質を絶縁性遮光膜18に使用する
方法では、たとえば光の遮断は上層の光遮断層18b で担
当し、絶縁は下層の絶縁層18a で行なうが、バックライ
トで励起された光電流による電流の漏れが生ずる。
【0013】すなわち、たとえば図6に示すように、パ
ッシベーションに使われるSiNx膜の比抵抗は通常充
分は高くはなく、絶縁層18a の膜厚方向には容易に電流
が流れる。したがって、その絶縁層18a 上の光遮断層18
b は充分な絶縁性を持っている必要があり、その値は5
Vの信号電圧に対して、リーク電流は10-10 A以下で
ある必要がある。そして、信号線1と表示画素電極4と
の間の距離を5μmとすると必要な比抵抗は108 Ωcm
以上となる。また、裏側であるSi/AlNのSi側か
ら光が照射されるときには、キャリア濃度と移動度およ
び光量に依存するが、通常の条件においてはSiはこの
条件を満たすことはできない。すなわち、表示画素電極
4と信号線1との間の絶縁性を充分に保つことができ
ず、誤動作の原因となる問題を有している。
ッシベーションに使われるSiNx膜の比抵抗は通常充
分は高くはなく、絶縁層18a の膜厚方向には容易に電流
が流れる。したがって、その絶縁層18a 上の光遮断層18
b は充分な絶縁性を持っている必要があり、その値は5
Vの信号電圧に対して、リーク電流は10-10 A以下で
ある必要がある。そして、信号線1と表示画素電極4と
の間の距離を5μmとすると必要な比抵抗は108 Ωcm
以上となる。また、裏側であるSi/AlNのSi側か
ら光が照射されるときには、キャリア濃度と移動度およ
び光量に依存するが、通常の条件においてはSiはこの
条件を満たすことはできない。すなわち、表示画素電極
4と信号線1との間の絶縁性を充分に保つことができ
ず、誤動作の原因となる問題を有している。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、ポリマ
ーを母材に染料などを使用した絶縁性遮光膜18では、光
学濃度が2ないし3程度であり、充分に遮光を行なえな
い。
ーを母材に染料などを使用した絶縁性遮光膜18では、光
学濃度が2ないし3程度であり、充分に遮光を行なえな
い。
【0015】また、絶縁層18a と光遮断層18b とでは、
絶縁層18a にシリコン(Si)を用いた場合には、光を
照射した場合に、光電流により漏れ電流が生ずる問題を
有している。
絶縁層18a にシリコン(Si)を用いた場合には、光を
照射した場合に、光電流により漏れ電流が生ずる問題を
有している。
【0016】本発明は、上記問題点に鑑みなされたもの
で、高い遮光性を有するとともに光照射下においても良
好な絶縁性を示す表示装置を提供することを目的とす
る。
で、高い遮光性を有するとともに光照射下においても良
好な絶縁性を示す表示装置を提供することを目的とす
る。
【0017】
【課題を解決するための手段】本発明は、薄膜トランジ
スタ、この薄膜トランジスタに接続されマトリクス状に
配列形成された表示画素電極、前記薄膜トランジスタが
行毎に接続される複数の走査線および前記薄膜トランジ
スタが列毎に接続される複数の信号線が第1の絶縁性基
板の一主面上に形成された表示画素電極アレイ基板と、
対向電極が第2の絶縁性基板の一主面上に形成された対
向電極基板と、前記表示画素電極アレイ基板および前記
対向電極基板の前記一主面側を対向して組み合わせて得
られる間隙に挟持される液晶とを具備した表示装置にお
いて、前記表示画素電極アレイ基板の前記表示画素電極
を除いた領域を被覆する黒色の無機絶縁体膜とを具備し
たものである。
スタ、この薄膜トランジスタに接続されマトリクス状に
配列形成された表示画素電極、前記薄膜トランジスタが
行毎に接続される複数の走査線および前記薄膜トランジ
スタが列毎に接続される複数の信号線が第1の絶縁性基
板の一主面上に形成された表示画素電極アレイ基板と、
対向電極が第2の絶縁性基板の一主面上に形成された対
向電極基板と、前記表示画素電極アレイ基板および前記
対向電極基板の前記一主面側を対向して組み合わせて得
られる間隙に挟持される液晶とを具備した表示装置にお
いて、前記表示画素電極アレイ基板の前記表示画素電極
を除いた領域を被覆する黒色の無機絶縁体膜とを具備し
たものである。
【0018】
【作用】本発明は、黒色の無機絶縁体膜で表示画素電極
アレイ基板の表示画素電極を除いた領域を被覆するた
め、液晶が作用されない部分のいわゆる非変調光を充分
阻止し得る機能があり、コントラスト比を向上でき、無
機絶縁体膜は無機物質からなるためにポリマー材料に染
料や顔料を分散した遮光膜の場合より薄く同等以上の光
学濃度と絶縁性が得られるため、無機絶縁体膜によって
生じる配光欠陥による画質の欠陥もなく、開口率の向上
が図れるとともに、光照射による光電流により漏れ電流
が生じないので、光照射下においても高い絶縁性が得ら
れる。
アレイ基板の表示画素電極を除いた領域を被覆するた
め、液晶が作用されない部分のいわゆる非変調光を充分
阻止し得る機能があり、コントラスト比を向上でき、無
機絶縁体膜は無機物質からなるためにポリマー材料に染
料や顔料を分散した遮光膜の場合より薄く同等以上の光
学濃度と絶縁性が得られるため、無機絶縁体膜によって
生じる配光欠陥による画質の欠陥もなく、開口率の向上
が図れるとともに、光照射による光電流により漏れ電流
が生じないので、光照射下においても高い絶縁性が得ら
れる。
【0019】
【実施例】以下、本発明の表示装置の一実施例を図面を
参照して説明する。
参照して説明する。
【0020】図1に示すように、表示画素電極アレイ基
板21と対向電極基板22とが平行に対向して設けられ、こ
れら表示画素電極アレイ基板21および対向電極基板22の
間には、液晶23が挟持されている。
板21と対向電極基板22とが平行に対向して設けられ、こ
れら表示画素電極アレイ基板21および対向電極基板22の
間には、液晶23が挟持されている。
【0021】そして、表示画素電極アレイ基板21は、第
1の絶縁性基板としての脱アルカリガラス(Hoya
製:NA−40)からなるガラス基板24の一主面上に、
図示しない走査線に接続されたアルミニウム(Al)な
どのゲート電極25および配線26を形成し、これらゲート
電極25および配線26を含めたガラス基板24上に、シリコ
ン酸化膜などのゲート絶縁層27を形成する。
1の絶縁性基板としての脱アルカリガラス(Hoya
製:NA−40)からなるガラス基板24の一主面上に、
図示しない走査線に接続されたアルミニウム(Al)な
どのゲート電極25および配線26を形成し、これらゲート
電極25および配線26を含めたガラス基板24上に、シリコ
ン酸化膜などのゲート絶縁層27を形成する。
【0022】また、このゲート絶縁層27を介したゲート
電極25上には、シリコン窒化膜などのエッチングストッ
パ層28を形成し、このエッチングストッパ層28の上面の
一端側および他端側にオーミックコンタクト層29,30を
形成する。そして、このオーミックコンタクト層29上に
はオーミックコンタクト層29に接続されるとともに図示
しない信号線に接続されたアルミニウム(Al)などの
ソース電極31を形成するとともに、オーミックコンタク
ト層30上にはオーミックコンタクト層30に接続された同
様にアルミニウムなどのドレイン電極32を形成する。
電極25上には、シリコン窒化膜などのエッチングストッ
パ層28を形成し、このエッチングストッパ層28の上面の
一端側および他端側にオーミックコンタクト層29,30を
形成する。そして、このオーミックコンタクト層29上に
はオーミックコンタクト層29に接続されるとともに図示
しない信号線に接続されたアルミニウム(Al)などの
ソース電極31を形成するとともに、オーミックコンタク
ト層30上にはオーミックコンタクト層30に接続された同
様にアルミニウムなどのドレイン電極32を形成する。
【0023】そして、このドレイン電極32に電気的に接
続して、ゲート絶縁層27上にITO(Indium Tin Oxid
e)などの透明導電膜によりマトリクス状に配設されて
表示画素電極33を形成する。
続して、ゲート絶縁層27上にITO(Indium Tin Oxid
e)などの透明導電膜によりマトリクス状に配設されて
表示画素電極33を形成する。
【0024】また、ゲート電極25、ソース電極31および
ドレイン電極32にて、薄膜トランジスタ(TFT)34が
構成され、この薄膜トランジスタ34はマトリクス状に配
設された表示画素電極33毎に設けられ、このゲート電極
25は行毎にそれぞれ図示しない走査線に接続され、ドレ
イン電極32は列毎にそれぞれ図示しない信号線に接続さ
れることになる。
ドレイン電極32にて、薄膜トランジスタ(TFT)34が
構成され、この薄膜トランジスタ34はマトリクス状に配
設された表示画素電極33毎に設けられ、このゲート電極
25は行毎にそれぞれ図示しない走査線に接続され、ドレ
イン電極32は列毎にそれぞれ図示しない信号線に接続さ
れることになる。
【0025】さらに、表示画素電極33を除いた薄膜トラ
ンジスタ34の上面には、黒色の無機絶縁体膜35を形成す
る。
ンジスタ34の上面には、黒色の無機絶縁体膜35を形成す
る。
【0026】そして、この無機絶縁体膜35を含めた一面
にポリイミド、ポリアミドまたはポリビニールアルコー
ルなどからなる液晶配向制御膜36がラビング処理により
形成されるとともに、ガラス基板24の他主面側に偏光板
37が形成され、表示画素電極アレイ基板21を完成する。
にポリイミド、ポリアミドまたはポリビニールアルコー
ルなどからなる液晶配向制御膜36がラビング処理により
形成されるとともに、ガラス基板24の他主面側に偏光板
37が形成され、表示画素電極アレイ基板21を完成する。
【0027】次に、無機絶縁体膜35の形成方法について
説明する。
説明する。
【0028】まず、水素化非晶質窒化シリコン(a−S
iNx:H)を高周波プラズマCVD法により蒸着する
とともに、ビスマス(Bi)からなるサーメットを通電
加熱法により蒸着する。
iNx:H)を高周波プラズマCVD法により蒸着する
とともに、ビスマス(Bi)からなるサーメットを通電
加熱法により蒸着する。
【0029】また、非晶質窒化シリコンを高周波プラズ
マCVD法により蒸着するに際しては、原料ガスがSi
H4 とNH3 とで、ガス流量比を1:2とする。そし
て、ガラス基板24上に通常の技術によってゲート絶縁層
27を堆積したものをアノード基板として270℃に加熱
保持し、13.56MHzの高周波出力を0.02W/cm
2 としトータル出力を20Wとする。また、トータルガ
スによる圧力を0.5Torrとし、成膜速度は10オ
ングストローム/秒とする。
マCVD法により蒸着するに際しては、原料ガスがSi
H4 とNH3 とで、ガス流量比を1:2とする。そし
て、ガラス基板24上に通常の技術によってゲート絶縁層
27を堆積したものをアノード基板として270℃に加熱
保持し、13.56MHzの高周波出力を0.02W/cm
2 としトータル出力を20Wとする。また、トータルガ
スによる圧力を0.5Torrとし、成膜速度は10オ
ングストローム/秒とする。
【0030】一方、ビスマスは純度99.99%のペレ
ットをタングステン(W)製のボードに載せ、通電加熱
し温度400℃で同時蒸着し、堆積速度は3オングスト
ローム/秒とする。また、膜厚は水晶振動子タイプの膜
厚モニタの指示膜厚と成膜終了後のタリステップ法によ
って求めた値との校正曲線をもとに制御し、3000オ
ングストロームとする。窒化シリコン中の窒素含有量は
オージェ電子分光器によって調べ、x=0.3〜0.4
の範囲とし、作成した膜の光学透過スペクトルを測定し
た結果、波長380〜780nmの可視光領域では99
%以上で、比抵抗は108 Ωcm以上の高抵抗である。な
お、堆積した膜を湿式のエッチング技術によってパター
ニングし表示画素電極33を除く領域を遮光する。
ットをタングステン(W)製のボードに載せ、通電加熱
し温度400℃で同時蒸着し、堆積速度は3オングスト
ローム/秒とする。また、膜厚は水晶振動子タイプの膜
厚モニタの指示膜厚と成膜終了後のタリステップ法によ
って求めた値との校正曲線をもとに制御し、3000オ
ングストロームとする。窒化シリコン中の窒素含有量は
オージェ電子分光器によって調べ、x=0.3〜0.4
の範囲とし、作成した膜の光学透過スペクトルを測定し
た結果、波長380〜780nmの可視光領域では99
%以上で、比抵抗は108 Ωcm以上の高抵抗である。な
お、堆積した膜を湿式のエッチング技術によってパター
ニングし表示画素電極33を除く領域を遮光する。
【0031】また、対向電極基板22は、同様に第2の絶
縁性基板としての脱アルカリガラス(Hoya製:NA
−40)からなるガラス基板41の一主面上に、ITOか
らなる対向電極42をストライプ状に形成し、この対向電
極42の表面に赤(R)、緑(G)および青(B)のカラ
ーフィルタ43を積層し、このカラーフィルタ43上に同様
にポリイミド、ポリアミドまたはポリビニールアルコー
ルなどからなる液晶配向制御膜44がラビング処理により
形成されるとともに、ガラス基板41の他主面側には偏光
板45が形成され、対向電極基板22を完成する。
縁性基板としての脱アルカリガラス(Hoya製:NA
−40)からなるガラス基板41の一主面上に、ITOか
らなる対向電極42をストライプ状に形成し、この対向電
極42の表面に赤(R)、緑(G)および青(B)のカラ
ーフィルタ43を積層し、このカラーフィルタ43上に同様
にポリイミド、ポリアミドまたはポリビニールアルコー
ルなどからなる液晶配向制御膜44がラビング処理により
形成されるとともに、ガラス基板41の他主面側には偏光
板45が形成され、対向電極基板22を完成する。
【0032】そして、表示画素電極アレイ基板21および
対向電極基板22間に、液晶23を挟持して表示装置を完成
する。
対向電極基板22間に、液晶23を挟持して表示装置を完成
する。
【0033】なお、無機絶縁体膜35中の金属あるいは半
金属の含有原子濃度は60%以下であることが望まし
く、金属あるいは半金属の濃度は膜厚方向に濃度勾配を
持ち、ガラス基板24側に向かって濃度が増加しているこ
とが望ましい。
金属の含有原子濃度は60%以下であることが望まし
く、金属あるいは半金属の濃度は膜厚方向に濃度勾配を
持ち、ガラス基板24側に向かって濃度が増加しているこ
とが望ましい。
【0034】また、無機絶縁体膜35は、周期率表におい
てIA属、IIA属、III A属、IVA属の物質のうちの少
なくとも1つと、VIB属、VII B属、VIIIB属のうちの
少なくとも1つの物資との組み合わせからなる化合物の
うち、光学的バンドギャップが3.8eV以上であるこ
とが望ましい。
てIA属、IIA属、III A属、IVA属の物質のうちの少
なくとも1つと、VIB属、VII B属、VIIIB属のうちの
少なくとも1つの物資との組み合わせからなる化合物の
うち、光学的バンドギャップが3.8eV以上であるこ
とが望ましい。
【0035】さらに、無機絶縁体膜35は酸化シリコン
(SiO2 )、酸化カルシウム(CaO)、酸化ストロ
ンチウム(SrO)、酸化バリウム(BaO)、酸化ア
ルミニウム(Al2 O3 )、硫化金(Au2 S3 )、酸
化ガリウム(Ga2 O3 )、ふっ化リチウム(Li
F)、ふっ化ナトリウム(NaF)、塩化リチウム(L
iCl)、臭化リチウム(LiBr)、塩化ナトリウム
(NaCl)、臭化ナトリウム(NaBr)、臭化カリ
ウム(KF)、塩化カリウム(KCl)、臭化カリウム
(KBr)、よう化カリウム(KI)、ふっ化ルビジウ
ム(RbF)、塩化ルビジウム(RbCl)、臭化ルビ
ジウム(RbBr)、よう化ルビジウム(RbI)、ふ
っ化セシウム(CsF)、塩化セシウム(CsCl)、
臭化セシウム(CsBr)、よう化セシウム(Cs
I)、ふっ化マグネシウム(MgF2 )、酸化マグネシ
ウム(MgO)、窒化アルミニウム(AlN)、窒化シ
リコン(Si3 N4 )、ふっ化カルシウム(Ca
F2 )、ふっ化バリウム(BaF2 )、塩化バリウム
(BaCl)、ふっ化カドミウム(CdF2 )またはチ
タン酸バリウム(BaTiO3 )のうち少なくとも1つ
を有していればよい。
(SiO2 )、酸化カルシウム(CaO)、酸化ストロ
ンチウム(SrO)、酸化バリウム(BaO)、酸化ア
ルミニウム(Al2 O3 )、硫化金(Au2 S3 )、酸
化ガリウム(Ga2 O3 )、ふっ化リチウム(Li
F)、ふっ化ナトリウム(NaF)、塩化リチウム(L
iCl)、臭化リチウム(LiBr)、塩化ナトリウム
(NaCl)、臭化ナトリウム(NaBr)、臭化カリ
ウム(KF)、塩化カリウム(KCl)、臭化カリウム
(KBr)、よう化カリウム(KI)、ふっ化ルビジウ
ム(RbF)、塩化ルビジウム(RbCl)、臭化ルビ
ジウム(RbBr)、よう化ルビジウム(RbI)、ふ
っ化セシウム(CsF)、塩化セシウム(CsCl)、
臭化セシウム(CsBr)、よう化セシウム(Cs
I)、ふっ化マグネシウム(MgF2 )、酸化マグネシ
ウム(MgO)、窒化アルミニウム(AlN)、窒化シ
リコン(Si3 N4 )、ふっ化カルシウム(Ca
F2 )、ふっ化バリウム(BaF2 )、塩化バリウム
(BaCl)、ふっ化カドミウム(CdF2 )またはチ
タン酸バリウム(BaTiO3 )のうち少なくとも1つ
を有していればよい。
【0036】またさらに、無機絶縁体膜35の構成金属あ
るいは構成半金属の粒子径は330nm以下であること
が好ましい。
るいは構成半金属の粒子径は330nm以下であること
が好ましい。
【0037】そして、無機絶縁体膜35の金属粒子の形状
の分布、大きさの統計的な分布、粒子の分散状態などを
適切に設計することによって、微粒子の共鳴吸収により
可視域の波長全般にわたって光吸収率を高めることがで
きる。また、金属粒子のサイズは、光の電場により現れ
る表面電界が静電界である必要があり、これを満すには
金属粒子のサイズは光の波長よりも小さい必要がある。
の分布、大きさの統計的な分布、粒子の分散状態などを
適切に設計することによって、微粒子の共鳴吸収により
可視域の波長全般にわたって光吸収率を高めることがで
きる。また、金属粒子のサイズは、光の電場により現れ
る表面電界が静電界である必要があり、これを満すには
金属粒子のサイズは光の波長よりも小さい必要がある。
【0038】さらに、具体的には金属粒子の単位体積あ
たりの微粒子の個数をN、粒子半径をr、微粒子の複素
誘電率ε=ε1 +iε2 、媒体の屈折率をn0 とし、式
1を基にこれらを適切に設定することで、吸収係数γを
高めることができる。
たりの微粒子の個数をN、粒子半径をr、微粒子の複素
誘電率ε=ε1 +iε2 、媒体の屈折率をn0 とし、式
1を基にこれらを適切に設定することで、吸収係数γを
高めることができる。
【0039】
【式1】 たとえば、金(Au)、銅(Cu)あるいは銀(Ag)
などの貴金属の場合の粒子サイズと吸収の波長の関係を
例にあげると、表1のようになる。
などの貴金属の場合の粒子サイズと吸収の波長の関係を
例にあげると、表1のようになる。
【0040】
【表1】 また、無機絶縁体膜35を黒色とするには、式1の各パラ
メータを適切に制御することで可能であるが、これらの
値1つ1つを制御せずに、実験的に黒色化することも容
易に可能である。すなわち、周期率表においてIA属、
IIA属、III A属、IVA属の物質のうちの少なくとも1
つと、VIB属、VII B属、VIIIB属のうちの少なくとも
1つの物質との組み合わせからなる化合物と金属あるい
は半金属とは結合エネルギーの差が大きく、これらを同
時に蒸着する場合には金属は凝集する。そして、凝集す
る金属粒子のサイズは蒸着した際の粒子の運動エネルギ
ーがもっとも強く関連し、成膜手段や成膜時の基板温度
あるいは膜堆積後の熱処理によって制御することができ
る。いずれの場合でも粒子の温度がその物質の融点の絶
対温度の1/3以上であれば容易に凝集させることがで
きる。また、粒子サイズは温度が高いほど大きくなる。
さらに、無機絶縁体膜35の構成カチオンはイオン半径が
小さいものほど金属との濡れ性が悪くなるので金属が凝
集し易くなる方向となるカチオンのイオン範囲の小さい
絶縁体を選ぶとよい。
メータを適切に制御することで可能であるが、これらの
値1つ1つを制御せずに、実験的に黒色化することも容
易に可能である。すなわち、周期率表においてIA属、
IIA属、III A属、IVA属の物質のうちの少なくとも1
つと、VIB属、VII B属、VIIIB属のうちの少なくとも
1つの物質との組み合わせからなる化合物と金属あるい
は半金属とは結合エネルギーの差が大きく、これらを同
時に蒸着する場合には金属は凝集する。そして、凝集す
る金属粒子のサイズは蒸着した際の粒子の運動エネルギ
ーがもっとも強く関連し、成膜手段や成膜時の基板温度
あるいは膜堆積後の熱処理によって制御することができ
る。いずれの場合でも粒子の温度がその物質の融点の絶
対温度の1/3以上であれば容易に凝集させることがで
きる。また、粒子サイズは温度が高いほど大きくなる。
さらに、無機絶縁体膜35の構成カチオンはイオン半径が
小さいものほど金属との濡れ性が悪くなるので金属が凝
集し易くなる方向となるカチオンのイオン範囲の小さい
絶縁体を選ぶとよい。
【0041】さらに、無機絶縁体膜35の光反射率は低い
方が望ましく、これを満たすためには屈折率が1.0に
近いものを選ぶ方が望ましい。
方が望ましく、これを満たすためには屈折率が1.0に
近いものを選ぶ方が望ましい。
【0042】また、金属の充填率を膜の深さ方向に一定
とはせずに、表面に近い側に濃度を下げることにより、
光の反射を低下させることができるので好ましい。具体
的な手段としては、たとえば、作成した膜を軽く酸化さ
せて表面の金属濃度を下げるなどの方法がある。
とはせずに、表面に近い側に濃度を下げることにより、
光の反射を低下させることができるので好ましい。具体
的な手段としては、たとえば、作成した膜を軽く酸化さ
せて表面の金属濃度を下げるなどの方法がある。
【0043】さらに、電気抵抗は無機絶縁体膜35のバン
ドギャップが3.8eV以上であれば、バンド間遷移に
よる光電導は基本的にはなく、金属の充填率を60%以
下に抑えれば、金属粒子間のトンネル現象による電導が
かなり抑えられる。そして、抵抗値は一旦金属粒子内に
蓄積された電荷の熱励起によるトンネルの容易さに関連
し、金属粒子の充填率、誘電率が低いほど、また、金属
の有効質量、絶縁体と金属界面がつくる障壁が大きいほ
ど抵抗値は大きくなる。なお、抵抗値は金属の基本的に
は粒子のサイドには依存せず、無機絶縁体膜35とゲート
電極25、ソース電極31またはドレイン電極32などとの金
属の界面電位障壁は、たとえば水素を多量に含有される
ことによって高めることができる。
ドギャップが3.8eV以上であれば、バンド間遷移に
よる光電導は基本的にはなく、金属の充填率を60%以
下に抑えれば、金属粒子間のトンネル現象による電導が
かなり抑えられる。そして、抵抗値は一旦金属粒子内に
蓄積された電荷の熱励起によるトンネルの容易さに関連
し、金属粒子の充填率、誘電率が低いほど、また、金属
の有効質量、絶縁体と金属界面がつくる障壁が大きいほ
ど抵抗値は大きくなる。なお、抵抗値は金属の基本的に
は粒子のサイドには依存せず、無機絶縁体膜35とゲート
電極25、ソース電極31またはドレイン電極32などとの金
属の界面電位障壁は、たとえば水素を多量に含有される
ことによって高めることができる。
【0044】また、無機絶縁体膜35を構成する絶縁体化
合物のうち、n型半導体となり易い酸化シリコン(Si
O2 )、酸化アルミニウム(Al2 O3 )または酸化マ
グネシウム(MgO)や、p型半導体となり易い窒化ア
ルミニウム(AlN)においては、これらと組み合わせ
る金属に注意する必要がある。すなわち、前者の場合に
は化合物を構成するカチオンの価数よりも小さな価数の
金属を選択し、後者においてはカチオンの価数よりも大
きな価数の金属を選択した方が抵抗を高く保つことがで
きる。
合物のうち、n型半導体となり易い酸化シリコン(Si
O2 )、酸化アルミニウム(Al2 O3 )または酸化マ
グネシウム(MgO)や、p型半導体となり易い窒化ア
ルミニウム(AlN)においては、これらと組み合わせ
る金属に注意する必要がある。すなわち、前者の場合に
は化合物を構成するカチオンの価数よりも小さな価数の
金属を選択し、後者においてはカチオンの価数よりも大
きな価数の金属を選択した方が抵抗を高く保つことがで
きる。
【0045】上述のように、通常の手法により液晶表示
装置(LCD)に加工し、画質を評価すると、配向欠陥
が現れなかったばかりでなく、無機絶縁体膜35の遮光効
果により画面が明るくなり、コントラストも向上する。
装置(LCD)に加工し、画質を評価すると、配向欠陥
が現れなかったばかりでなく、無機絶縁体膜35の遮光効
果により画面が明るくなり、コントラストも向上する。
【0046】さらに、無機絶縁体膜35はバンドギャップ
の大きな絶縁体を基にしていることから、バックライト
などの光照射下でも充分に高い絶縁性を保つことができ
る。
の大きな絶縁体を基にしていることから、バックライト
などの光照射下でも充分に高い絶縁性を保つことができ
る。
【0047】またさらに、無機絶縁体膜35により表示画
素電極33を除いた領域からのいわゆる非変調光を充分阻
止し得る機能があり、表示性能の1つであるコントラス
ト比の向上に大きく寄与できる。
素電極33を除いた領域からのいわゆる非変調光を充分阻
止し得る機能があり、表示性能の1つであるコントラス
ト比の向上に大きく寄与できる。
【0048】また、無機絶縁体膜35は無機物質からなる
ために、ポリマー材料に染料や顔料を分散した遮光膜の
場合の1/5から1/10の厚さで同等以上の光学濃度
と絶縁性が得られるため、無機絶縁体膜35によって生じ
る配光欠陥による画質の欠陥もなく、開口率の向上が図
れる。
ために、ポリマー材料に染料や顔料を分散した遮光膜の
場合の1/5から1/10の厚さで同等以上の光学濃度
と絶縁性が得られるため、無機絶縁体膜35によって生じ
る配光欠陥による画質の欠陥もなく、開口率の向上が図
れる。
【0049】
【発明の効果】本発明の表示装置によれば、黒色の無機
絶縁体膜で表示画素電極アレイ基板の表示画素電極を除
いた領域を被覆するため、液晶が作用されない部分のい
わゆる非変調光を充分阻止し得る機能があり、コントラ
スト比を向上でき、無機物質からなるためにポリマー材
料に染料や顔料を分散した遮光膜の場合より薄く同等以
上の光学濃度と絶縁性が得られるため、無機絶縁体膜に
よって生じる配光欠陥による画質の欠陥もなく、開口率
の向上が図れるとともに、光照射による光電流により漏
れ電流が生じないので、光照射下においても高い絶縁性
を得ることができる。
絶縁体膜で表示画素電極アレイ基板の表示画素電極を除
いた領域を被覆するため、液晶が作用されない部分のい
わゆる非変調光を充分阻止し得る機能があり、コントラ
スト比を向上でき、無機物質からなるためにポリマー材
料に染料や顔料を分散した遮光膜の場合より薄く同等以
上の光学濃度と絶縁性が得られるため、無機絶縁体膜に
よって生じる配光欠陥による画質の欠陥もなく、開口率
の向上が図れるとともに、光照射による光電流により漏
れ電流が生じないので、光照射下においても高い絶縁性
を得ることができる。
【図1】本発明の表示装置の一実施例を示す断面図であ
る。
る。
【図2】従来例の表示装置を示す配線図である。
【図3】同上断面図である。
【図4】他の従来例を示す断面図である。
【図5】同上平面図である。
【図6】従来例における電流リーク問題を示した模式図
である。
である。
21 表示画素電極アレイ基板 22 対向電極基板 23 液晶 24 第1の絶縁性基板としてのガラス基板 33 表示画素電極 34 薄膜トランジスタ 35 無機絶縁体膜 41 第2の絶縁性基板としてのガラス基板 42 対向電極
Claims (1)
- 【請求項1】 薄膜トランジスタ、この薄膜トランジス
タに接続されマトリクス状に配列形成された表示画素電
極、前記薄膜トランジスタが行毎に接続される複数の走
査線および前記薄膜トランジスタが列毎に接続される複
数の信号線が第1の絶縁性基板の一主面上に形成された
表示画素電極アレイ基板と、対向電極が第2の絶縁性基
板の一主面上に形成された対向電極基板と、前記表示画
素電極アレイ基板および前記対向電極基板の前記一主面
側を対向して組み合わせて得られる間隙に挟持される液
晶とを具備した表示装置において、 前記表示画素電極アレイ基板の前記表示画素電極を除い
た領域を被覆する黒色の無機絶縁体膜とを具備したこと
を特徴とする表示装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP225194A JPH07209638A (ja) | 1994-01-13 | 1994-01-13 | 表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP225194A JPH07209638A (ja) | 1994-01-13 | 1994-01-13 | 表示装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07209638A true JPH07209638A (ja) | 1995-08-11 |
Family
ID=11524151
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP225194A Pending JPH07209638A (ja) | 1994-01-13 | 1994-01-13 | 表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07209638A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20010032543A (ko) * | 1997-11-28 | 2001-04-25 | 모리시타 요이찌 | 반사형 표시소자 및 반사형 표시소자를 이용한 영상장치 |
| JP2005167265A (ja) * | 2004-12-20 | 2005-06-23 | Toshiba Corp | アレイ基板の製造方法、アレイ基板、および液晶表示装置 |
| KR100493969B1 (ko) * | 1996-04-16 | 2005-08-11 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 액티브매트릭스액정표시장치및그제조방법과,이장치를갖는전자장치와,표시장치 |
-
1994
- 1994-01-13 JP JP225194A patent/JPH07209638A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100493969B1 (ko) * | 1996-04-16 | 2005-08-11 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 액티브매트릭스액정표시장치및그제조방법과,이장치를갖는전자장치와,표시장치 |
| KR20010032543A (ko) * | 1997-11-28 | 2001-04-25 | 모리시타 요이찌 | 반사형 표시소자 및 반사형 표시소자를 이용한 영상장치 |
| JP2005167265A (ja) * | 2004-12-20 | 2005-06-23 | Toshiba Corp | アレイ基板の製造方法、アレイ基板、および液晶表示装置 |
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