JPS5842448B2

JPS5842448B2 - 液晶表示パネル

Info

Publication number: JPS5842448B2
Application number: JP53104210A
Authority: JP
Inventors: 幸一小口; 稔細川; 悟矢澤; 光夫永田
Original assignee: Suwa Seikosha KK
Current assignee: Suwa Seikosha KK
Priority date: 1978-08-25
Filing date: 1978-08-25
Publication date: 1983-09-20
Also published as: JPS5532026A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は液晶表示パネルに関するものである。

さらに本発明は、表示セルを構成する一方の基板に用い
た半導体基板の表面形状及び表面処理に関するものであ
る。

最近、表示装置の進歩には目を見はるものがある。

中でも液晶を用いた表示装置は、低電圧駆動低電力、薄
型及び長寿命と非常に多くの利点があり、今日、腕時計
、電卓を始め各種装置の表示装置に用いられている。

一方液晶表示装置の上述したメリットを生かしてキャラ
クタ−ディスプレイあるいはテレビ等へのアプリケーシ
ョンも行なわれている。

この様にマトリックス表示の行数及び列数が多くなった
場合、表示セルを構成する一方の基板に判導体基板を用
い該基板上に配置された能動素子により液晶をスタティ
ック駆動する方式が有効である。

本発明は、このスタティック駆動型液晶表示体装置に関
するものである。

従来の液晶表示パネルを第１図に示す。

第１図は従来の液晶表示パネルの構造図を示すものであ
り、図中の１は能動素子もしくは受動素子を含む半導体
基板である。

半導体基板表面には、液晶駆動電極２がマトリックス状
に配置されている。

５はスペーサーであり、上側ガラス板３上には透明導電
膜４が形成されている。

６は液晶である。第２図は、半導体基板の断面図である
。

第２図の二点鎖線で囲まれた領域が一画素に相当する。

一画素中には、トランジスタとコンデンサーがそれぞれ
１個づつ含まれている。

図中の７は、たとえばｎ型のシリコン基板、８はｐ型の
拡散層、９はｎ生型の拡散層である。

１０はフィールド酸化膜、１１はＳｉＯ２膜、１２はド
ープドポリシリコン膜である。

１３はＣｖＤＳｉＯ２膜、１４はアルミニウム膜で電
極と配線を威す。

１５は保護膜であり通常はＣｖＤＳｉＯ２膜である。

第２図のＡ部がトランジスタ一部、Ｂ部がコンデンサ一
部である。

第２図から明らかな如く、通常の工程にて半導体基板を
製造した場合、半導体基板表面は１〜３μ程度の段差が
生じる。

これは、半導体基板に組み込まれる素子の形状及び製造
プロセスによっても若干異なるが一般に、その表面の凹
凸は大きい。

したがって、第２図にて示した様子凹凸の激しい半導体
基板を用いて、その表面に、ＳｉＯ等の傾め蒸着により
配向処理を施した場合、第３図に示す如（、ＳｉＯ膜が
形成される表面と、ＳｉＯ膜が形成されない表面が生ず
る。

第３図中１６は表面に凹凸がある半導体基板、１７は、
角度θ＝７０〜８９°にて傾め蒸着されるＳｉ０粒子の
蒸着方向、１８は、半導体基板上に形成されたＳｉＯ膜
である。

図からも明らかな如（、半導体基板１６の表面の凹凸が
激しければ激しい程、ＳｉＯ膜が形成される表面の占め
る割合は少なくなる。

第３図のように配向用のＳｉＯ膜が形成されない表面が
占める割合が大きいと、この部分は実際の表示に寄与し
ないため、コントラストが著しく低下し、表示装置とし
ての機能は低下する。

本発明はかかる従来の液晶表示パネルの欠点を取り除い
たものであり、その目的は、以下具体的な実施例を挙げ
て説明する。

一般に液晶表示パネルを構成する２板の基板表面は、液
晶の表示方式、種類により水平配向あるいは垂直配向処
理が必要である。

配向処理にはいろいろな方法がある。

たとえばラビング法、傾め蒸着法、シランカップリング
剤等のディッピング法がそれである。

しかし、特性、品質の均一性などの点から、傾め蒸着法
が最もよい。

傾め蒸着法はＳｉＯあるいはテフロン等を真空中で基板
に対して、７０°〜８９°の角度で蒸着させ、基板表面
に数百〜数千穴（オングストローム）の間隔で、細長い
線を無数に形成し、液晶の配向を行なうものである。

ガラス基板への傾め蒸着の場合は、第４図に示す如く、
ガラス板１９０表面は平坦であるため傾め蒸着膜２０は
、全面に付着する。

−古手導体板基板を用いる場合、半導体基板は、前述し
た如く、表面の段差は１．０μ以上にもなり、仮りに１
．０μの段差があった場合、その表面８０゜の角度から
傾め蒸着すると、段差部の片側５．８μの領域には傾の
蒸着膜が形成されないことになる。

本発明は、この点を解決するために発明されたものであ
りコントラストが高くかつ見やすい表示パネルを実現し
たものである。

具体的には半導体基板表面が表示に帰与する領域の表面
を平坦化し、傾め蒸着を行なう際、段差によって、傾め
蒸着膜が付着しない領域の占める割合を低減したところ
に特徴がある。

第５図は、半導体基板の表面段差を少なくした基板断面
構造図である。

第５図中の７〜１４までの番号は、第２図中の番号と対
応している。

第５図中の２１は、本発明のポイントである所の半導体
基板表面を平坦にするための層である。

また該層２１上には液晶駆動電極として、透明導電膜層
もしくは金属層２２が形成される。

この液晶駆動電極は、スルーホールにより下部配線１４
と接続されている。

半導体基板表面を平坦化する層２１は、ポリイミド樹脂
、低融点ガラスあるいはその他の絶縁材がよい。

ポリイミド樹脂の場合は、ポリイミドワニスとスピンナ
ー塗布により半導体基板の表面に約１〜５μの厚さにポ
リイミド膜を形成する。

この場合下地とポリイミド膜との密着性を高めるために
、シランカップリング剤をあらかじめ下地半導体基板に
塗布しておいてもよい。

その後３５０〜５５０℃の温度にてキュアする。

スルーホールは、ヒドラジン液かＮａＯＨ’＃にて
ホトエツチングすればよい。

その後、液晶駆動用電極を形成すればよい。

ポリイミドを、半導体基板の平坦化材料として用いるこ
とは、ポリイミドは、有機樹脂の中では最も耐熱性に優
れ、かつ膜厚が１０μ程度までクラックが生じることな
く形成出来、パッシベーション効果も優れている点で非
常に有用である。

しかし、本発明は、ポリイミド被膜に限るものではなく
、低融点ガラス例えば、ＰｂＯ２を主成分とした鉛ガラ
スでもよいし、Ｚｎ０２を主成分とした亜鉛ガラスで
もよい。

さらに、ｐ２ｏ、を主成分としたリンガラスでもよい。

いずれの材質にしろ、形成後の半導体基板の表面の段差
が０．５μ以下となれば、本発明を満足するものとなる
。

以上の方法により成る平坦化された半導体表面上へ傾め
蒸着により配向膜を形成すれば、第５図中の２０あるい
は、第６図中の２０に示す如く、表示領域のほとんどす
べての領域に配向処理が出来るため、液晶表示パネルの
コン１ラストはすばらしく向上し、かつ見やすい表示パ
ネルが可能となる。

第６図中の２３は、表面が平坦化された半導体基板であ
り、２４は液晶駆動電極である。

本発明による平坦化された半導体基板を用いることによ
り、液晶表示パネルのコントラストは従来のものと比べ
て数倍に向上した。

本発明では半導体基板として主にＭＯＳ型のトランジス
タを含む基板について説明して来たが本発明はこれに限
るものではなく、ＴＰＴ（薄膜トランジスタ）を含
む基板でもよいし、又、ＳＯ８基板にも適用されること
は言うに及ばない。

又、半導体基板中には、能率素子だけが含まれていても
よいし、又、受動素子だけが含まれていてもよいことも
、もちろんである。

本発明の液晶表示セルを液晶表示テレビへ応用した場合
、高いコントラストが与えられ、非常に有効である。

この場合の液晶は、駆動電圧が低い、ねじれネマチック
型液晶でもよいし、又、ネマチック液晶に２色性染料を
混合した液晶でもよい。

いずれにしろ、表面が平坦化された半導体基板を用いる
ことにより液晶の厚さが均一化出来ることもあり、コン
トラストの向上が期特出来る。

本発明は、上述した如く、液晶表示パネルのコントラス
トを高めるために、表示パネルの一方の基板に用いた半
導体基板の表面を平坦化処理したことを特徴とする液晶
表示パネルに関するものであり、コントラストの向上が
期特出来るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は液晶表示セルの断面構造を説明する図。第２図は従来の半導体基板の表面凹凸状態を示す断面構
造図。第３図は表面凹凸が激しい基板への配向処理を示す図。第４図は表面が平坦なガラス上への配向処理を示す図。第５図は本発明による表面が平坦化された半導体基板を
示す断面構造図３第６図は本発明による表面が平坦化さ
れた基板への配向処理を示す図。１・・・・・・半導体基板、２・・・・・・液晶駆動電
極、３・・・・・・上側ガラス板、４・・・・・・透明
導電膜、５・・・・・・スペーサ、６・・・・・・液晶
、γ・・・・・・ｎ型シリコン基板、８・・・・・・ｐ
生型拡散層、９・・・・・・ｎ生型拡散層、１０・・・
・・・フィールド酸化膜、１１・・・・・・ゲート酸化
膜、１２・・・・・・ドープドポリシリコン膜、１３・
・・・・・ＣＶＤＳｉＯ２膜、１４・・・・・・第２層
配線、１５・・・・・・ＣＶＤＳｉＯ２膜、１６・・・
・・・凹凸の激して半導体基板、１７・・・・・・傾め
蒸着方向、１８・・・・・・傾め蒸着膜、１９・・・・
・・ガラス板、２０・・・・・・傾め蒸着膜、２１・・
・・・・半導体表面を平坦化する層、２２・・・・・・
液晶駆動電極、２３・・・・・・表面が平坦化された半
導体基板、２４・・・・・・液晶駆動電極。

Claims

【特許請求の範囲】１表示セルを構成する一方の基板に、複数個の能動素
子及び受動素子をマトリックス状に配置した半導体基板
を用いた液晶表示パネルにおいて、該半導体基板は表面
平坦化処理が施された基板表面上に該能動素子及び受動
素子に対応してマトリックス状に電極膜が形成されてお
りかつ該半導体基板表面は配向処理膜にて覆われている
ことを特徴とする結晶パネル。２半導体基板表面の表面平坦化処理は、凹凸の激しい
半導体基板上に、１〜５μの膜厚にてワニス状の絶縁材
料を塗布形成して成ることを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載の液晶表示パネル。３半導体基板表面の配向処理膜はＳｉＯの傾め蒸着膜
であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の液
晶表示パネル。４液晶表示パネル内の液晶は、ねじれネマチック構造
を有することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
液晶表示パネル。５液晶表示パネル内の液晶は、多色性染料とネマチッ
ク液晶とから成ることを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の液晶表示パネル。