JPS5845028B2 - マトリックス型液晶表示装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は半導体層にテルル（Ｔｅ）を用いた薄膜トラン
ジスタ（以下、ＴＰＴと称する）を使用したマｌ−ＩＪ
ラックス液晶表示装置において、ＴＰＴを液晶から保護
するためにＴＰＴの表面を酸化アルミニウム（Ａ１２０
３嘆）で被覆し、Ｔｅ半導体層に対して親密性のあるＡ
７１？２０３膜特性を利用することによりＴＰＴを保護
絶縁膜（Ａｌｐ３膜）で液晶から保護してＴＰＴの素子
特性を良好に維持することを企図する液晶表示装置に関
するものである。

まずＴＰＴについて第１図とともに簡単に説明する。

ＴＰＴはガラスなどの絶縁基板１の表面にゲート電極２
を設け、このゲート電極２を覆うごとく絶縁層３を設け
、その上に半導体層４、ソース電極５、ドレイン電極６
を順次設けた構造をしている。

ゲート電極２の材料としてはアルミニウム（Ａの、金（
Ａｕ）、タンタル（Ｔａ）、インジウム（Ｉｎ）などが
利用され、マスク蒸着あるいはホトエツチング技術など
を用いて設置する。

絶縁膜３の材料としては酸化アルミニウム（Ａ１２０３
）、二酸化ケイ素（Ｓ ｉ０２ ）、−酸化ケイ素（Ｓ
ｉｎ）、フッ化カルシウム（Ｃａ Ｆ ２ ）などの使
用が可能で真空蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ法な
どの方法でゲート電極２を覆うように設置する。

ゲート電極２がアルミニウム（Ａｌ ）の場合には、こ
のアルミニウム（１りを陽極酸化させることにより酸化
アルミニウム（Ａ１２０３）絶縁膜を形成させることも
可能である。

半導体層４の材料としては一般にはセレン化カドミウム
（ＣｄＳｅ）、硫化カドミウム（ＣｄＳ）などが用いら
れ、真空蒸着やスパッタリングなどの方法で付着させる
。

ソース電極５、およびドレイン電極６に使用される材料
としては半導体層４とオーム接触する材料に限定される
が一般には金（Ａｕ）、アルミニウム（ＡＯなどが用い
られる。

ＴＰＴの構造は第１１図に示したものに限られるもので
はなく第２図に示すように半導体層４とソース電極５、
ドレイン電極６との位置を上下逆転したり、第３図に示
すように絶縁基板１の上にソース電極５、ドレイン電極
６および両電極の間に半導体層４を設は半導体層４の上
に絶縁層３、ゲート電極２を設けたり、あるいはまた第
４図に示すように半導体層４にソース電極５およびドレ
イン電極６を一部かぶせ、これらの上に絶縁膜３、ゲー
ト電極を設けたりしてもよい。

これらのＴＰＴの半導体層４にテルル（Ｔｅ）を用いた
ものについては、本願と同一の発明者により発明され、
本願と同一の出願人により出願されている（昭和５２年
８月３０日出願、特願昭５２−１０５５５２）が、テル
ル（Ｔｅ：）を用いたＴＰＴをマトリックス型液晶表示
装置に応用すると次のような利点がある。

■ テルル（Ｔｅ）は光電特性がないため、光遮断膜を
設ける必要はない。

■ テルル（Ｔｅ）は単一元素を成分としているため安
定性、再現性に優れる。

■ テルル（Ｔｅ）は蒸着する時、基板を加熱する必要
がない。

本発明に使用する半導体層がテルル（Ｔｅ）よりなるＴ
ＰＴを使用したマｌ−ＩＪラックス液晶表示装置につい
て、第５図および第６図とともに説明する。

マトリックス型液晶表示装置は、複数個のゲート線７お
よびこれらのゲート線と直交する複数個のソース線８と
を備え、その各交点にＴＦＴアレイ９を形成した基板１
を有する。

この基板１と対向する位置に透明導電膜１０を形成した
対向基板１１があり、両基板の間には液晶材料１２が挾
持されている。

ところで、半導体層４にテルル（Ｔｅ）を用いたＴＰＴ
に液晶が直接接触すると、接触前に比べ特性が悪化する
。

具体例を第１図に示した構造のＴＰＴにおいて、第７図
に示すその結果とともに説明する。

基板１には透明ガラス、ゲート電極２にはアルミニウム
（Ａｌ）、絶縁膜３には前記のアルミニウムを陽極酸化
した酸化アルミニウム（Ａ１２０３）膜、半導体層４に
はテルル（Ｔｅ）を、ソース電極５、ドレイン電極６に
は金（Ａｕ）を用いている。

またそれぞれの厚さは、ゲート電極２は５００〜５００
０人、絶縁膜３はｉｏｏ〜１５００人、半導体層４のテ
ルル（Ｔｅ）は５０〜５００人、ソース電極５、ドレイ
ン電極６の金（Ａｕ）の厚さは２５０〜５０００人で、
またソース電極５とドレイン電極６の間隙は１〜１００
μｍ程度が適当である。

ソース・ドレイン電極間電圧Ｖ １０ ｖ、ゲＳ
Ｄ−””’− ト電圧■６二−１４ｖの時のソース・ドレイン間抵抗値
をＲ８，、Ｖ８Ｄ−−１０Ｖ 、Ｖ６＝ＯＶのときのソ
ース・ドレイン間抵抗値をＲ６ｆｆとすると、ＴＥＴが
液晶と接触する前ばＲ８，”−，３０にΩ。

Ｒｏ（（’Ｆ ６ Ｍ ＱでＲ６ｆｆ／ＲｏｎＥ２００
となっているが（第Ｔ図ａ）、ｉ晶と接触後ばＲ６ｎＬ
、１７にＡ２ 、 ＲｏＨ″、１７０に、Ｑで（第７図
ｂ）Ｒｏｆｆ／Ｒｏｏ気１０となる。

マトリックス型液晶表示装置にＴＰＴを第６図のように
応用する場合はＲ６ｆｆ／Ｒｏｎの値はかなり大きな値
（Ｒｏｆ ｆ ／ Ｒｏｎ≧１００程度）を必要とする
が、Ｒｏｆ ｆ ／ Ｒｏｎ ”１０程度に落ち込んで
は実用上使用できない。

本発明は上記の欠点に鑑み、ＴＰＴの表面に絶縁膜を設
けることにより、ＴＦＴの液晶による劣下を防止するも
のである。

第８図は本発明の実施例を示す断面図で、１３はＴＰＴ
を液晶から保護する絶縁膜である。

透明導電膜が形成された対向基板１１とＴＰＴを形成し
た基板１間に液晶材料１２を封入することにより液晶表
示装置が横取され、基板１のＴＰＴは絶縁膜１３で液晶
材料１２から隔離されている。

絶縁膜１３の被覆によってＴＰＴは液晶材料からの劣化
作用を受けることがなく良好な素子特性が維持されるも
のと期待される。

しかしながら前記絶縁膜１３は適当な材料を適当な条件
で付着させなければならない。

不適当な材料を用いた場合、あるいは適当な材料でも不
適当な条件で付着させた場合は、ＴＰＴの特性は絶縁膜
を付着させる前に比べて非常に悪くなる。

表１にＴＰＴ保護膜の実１験結果を示す。

この表よりも明らかな様に二酸化ケイ素（Ｓ ｒ ０２
）を用いてＴＰＴを覆った場合、ＴＰＴの性能は低下し
、チツ化シリコン（Ｓ１３Ｎ４）、−酸化ケイ素（Ｓｉ
ｎ）を用いた場合も付着方法によってはＴＰＴの性能を
悪化させる。

ところが、特に半導体層にテルル（Ｔｅ）を用いたＴＰ
Ｔの場合には、酸化アルミニウム（Ａ１２０３）膜で蒸
着あるいはスパッタリングによりＴＥＴの表面を覆って
もＴＰＴの特性に変化はない。

蒸着の条件は、１Ｏ−４ｔｏｒｒ以上の真空度で蒸着時
の基板温度は室温〜１５０℃程摩である。

本発明はこのような実験結果に立脚してＴｅを半導体層
とするＴＰＴの保護構造を確立したものであり、ＴＦＴ
を酸化アルミニウム（Ａ１２０３）膜で覆い、液晶と隔
離すれば、ＴＰＴの特性は液晶を挾持する前の特性と比
較して変化はない。

本発明はＴｅを半導体層とするＴＰＴをマトリックス型
液晶表示装置に利用することにより得られる前述した利
点を活用し、同時に従来では困難であった液晶材料１２
から受けるＴＰＴの劣化作用を有効に防止したものであ
り、この防止手段としてＴｅを用いたＴＰＴに対して実
質的に有効なＡｌ２Ｏ３膜を見い出し、これを級晶材料
１２に対する隔離用保護膜として利用したところに特徴
を有する。

以上のように本発明によれば半導体層にテルル（Ｔｅ）
を用いたＴＰＴをマトリックス型液晶表示装置に有効に
利用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に使用するＴＰＴの断面図、第２図〜第
４図はＴＰＴの別の実施例を示す断面図、第５図はマｌ
−ＩＪツクス型絞晶表示装置の要部平面図、第６図はそ
の要部断面図、第７図はＴＰＴの劣下を示す図でａは液
晶に接触前、ｂは液晶と接触後、第８図は本発明の実施
例を示す部分断面図である。 １・・・・・・基板、２・・・・・・半導体層、９・・
・・・・ＴＦＴアレイ、１０・・・・・・透明導電膜、
１１・・・・・・対向基板、１２・・・・・・液晶材料
、１３・・・・・・酸化アルミニウム膜。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 複数本のゲート線および該ゲート線と直交する複数
   本のソース線を備え、その各交点に半導体層としてテル
   ルを用いた薄膜トランジスタから成るトランジスタアレ
   イを形成した基板と、透明導電体を形成した対向基板と
   を有し、前記トランジスタアレイと前記透明導電体間に
   液晶材料を挾持した構造のマトリックス型液晶表示装置
   において、前記薄膜トランジスタの表面をＡｌ２Ｏ３膜
   で被覆したことを特徴とするマトリックス型液晶表示装
   置。