JPS6017720A - 液晶装置 - Google Patents
液晶装置Info
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- JPS6017720A JPS6017720A JP58126742A JP12674283A JPS6017720A JP S6017720 A JPS6017720 A JP S6017720A JP 58126742 A JP58126742 A JP 58126742A JP 12674283 A JP12674283 A JP 12674283A JP S6017720 A JPS6017720 A JP S6017720A
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- Japan
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- insulating layer
- layer
- liquid crystal
- display device
- crystal display
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-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/133345—Insulating layers
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
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- G02F1/136—Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
- G02F1/1362—Active matrix addressed cells
- G02F1/1368—Active matrix addressed cells in which the switching element is a three-electrode device
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
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- G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
- G02F1/133509—Filters, e.g. light shielding masks
- G02F1/133512—Light shielding layers, e.g. black matrix
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[技術分野]
本発明は液晶表示装置、特に各画素毎にスイッチングを
行うための 薄膜トランジスタ(TPT)アレイを有す
る液晶表示装置に関する。
行うための 薄膜トランジスタ(TPT)アレイを有す
る液晶表示装置に関する。
[従来技術]
液晶表示装置は一般に2枚の基板により液晶をはさみ込
んだ構造を宥する。 この基板の液晶側には電極その他
の素子が形成されており、該素子により液晶の状態を制
御することにより表示が行なわれる。 2枚の基板のう
ちの一方にはその表面上に一様に電極が形成され、他方
にはその表面上に適宜の形状をもつ小ブロツクパターン
(画素)の電極が複数個形成される。 近年、画素電極
側の基板表面上に各画素毎のスイッチングのためのTF
Tアレイを付属せしめることが行なわれる。 第1図は
この様なTFTアレイを有する液晶表示装置の断面概略
図であり、ここでS及びS′はガラス等の透明基板であ
り、1及び1′はゲート電極であり、2及び2′は絶縁
層であり、3及び3′は半導体層であり、4及び4′は
ソース電極であり、5及び5′はドレイン電極であり、
6は絶縁及び配向層であり、7は液晶であり、8は透明
電極である。
んだ構造を宥する。 この基板の液晶側には電極その他
の素子が形成されており、該素子により液晶の状態を制
御することにより表示が行なわれる。 2枚の基板のう
ちの一方にはその表面上に一様に電極が形成され、他方
にはその表面上に適宜の形状をもつ小ブロツクパターン
(画素)の電極が複数個形成される。 近年、画素電極
側の基板表面上に各画素毎のスイッチングのためのTF
Tアレイを付属せしめることが行なわれる。 第1図は
この様なTFTアレイを有する液晶表示装置の断面概略
図であり、ここでS及びS′はガラス等の透明基板であ
り、1及び1′はゲート電極であり、2及び2′は絶縁
層であり、3及び3′は半導体層であり、4及び4′は
ソース電極であり、5及び5′はドレイン電極であり、
6は絶縁及び配向層であり、7は液晶であり、8は透明
電極である。
半導体として光導電性を有するものが用いられる場合に
は、できるだけ光をあてない様にしてスイッチング特性
の安定化をはかるのが好ましい。
は、できるだけ光をあてない様にしてスイッチング特性
の安定化をはかるのが好ましい。
このため、第2図に断面概略図で示される様な液晶表示
装置が用いられる。 即ち、ここでは、第1図に示され
る装置においてTFTアレイを覆っている絶縁及び配向
層6の上に更に半導体層に対応する位置に遮光層9及び
9′が形成されている。 遮光層には一般に金属が用い
られる。
装置が用いられる。 即ち、ここでは、第1図に示され
る装置においてTFTアレイを覆っている絶縁及び配向
層6の上に更に半導体層に対応する位置に遮光層9及び
9′が形成されている。 遮光層には一般に金属が用い
られる。
以上の如き液晶表示装置において、絶縁層としては従来
無機材料たとえばアルミナ、酸化チタン等の金属酸化物
、窒化シリコン、二酸化シリコン等のシリコン化合物が
用いられていた。 しかしながら、TPTを覆うために
はある程度以上の膜厚が必要であり、これら無機材料の
薄膜は膜厚が厚くなると膜歪みが大きくなってクラック
等が入り易いという欠点があった。 この様なりラック
が生ずると、同時にTPTも破壊されてしまうためTP
Tの保護が行われず、特性の悪化をまねいてしまう。
そこで無機材料の代わりにクラックの生じない有機材料
たとえばシリコン樹脂、アクリル樹脂、環化ポリイソプ
レン等を絶縁層として用いることが提案されている。
ところが、これら有機材料の薄膜からなる絶縁層は保護
層とじての性能が十分ではなくTFT特性が不安定にな
るという欠点があった。
無機材料たとえばアルミナ、酸化チタン等の金属酸化物
、窒化シリコン、二酸化シリコン等のシリコン化合物が
用いられていた。 しかしながら、TPTを覆うために
はある程度以上の膜厚が必要であり、これら無機材料の
薄膜は膜厚が厚くなると膜歪みが大きくなってクラック
等が入り易いという欠点があった。 この様なりラック
が生ずると、同時にTPTも破壊されてしまうためTP
Tの保護が行われず、特性の悪化をまねいてしまう。
そこで無機材料の代わりにクラックの生じない有機材料
たとえばシリコン樹脂、アクリル樹脂、環化ポリイソプ
レン等を絶縁層として用いることが提案されている。
ところが、これら有機材料の薄膜からなる絶縁層は保護
層とじての性能が十分ではなくTFT特性が不安定にな
るという欠点があった。
更に、以上の如き液晶表示装置においては絶縁層に配向
が施されて配向層をも兼ねているが、遮光層を形成する
場合には配向処理はその後に行わざるを得す、この配向
処理においては遮光層部分はその材料によっては配向が
施されないか又は絶縁層上とは極めて異なる配向状態と
なるため遮光層部分の近辺において液晶の配向が乱れ、
表示に悪影響を及ぼすことがある。
が施されて配向層をも兼ねているが、遮光層を形成する
場合には配向処理はその後に行わざるを得す、この配向
処理においては遮光層部分はその材料によっては配向が
施されないか又は絶縁層上とは極めて異なる配向状態と
なるため遮光層部分の近辺において液晶の配向が乱れ、
表示に悪影響を及ぼすことがある。
[本発明の目的コ
本発明は、以上の如き従来技術に鑑み、TPTの絶縁層
が長期にわたって十分満足できる性能を発揮し得、且つ
遮光層部分の近辺においても液晶の配向が乱されること
のない、改良された液晶表示装置を提供することを目的
とする。
が長期にわたって十分満足できる性能を発揮し得、且つ
遮光層部分の近辺においても液晶の配向が乱されること
のない、改良された液晶表示装置を提供することを目的
とする。
[本発明の実施例コ
第3図は本発明液晶表示装置の好適な一実施例を示す断
面概略図である。
面概略図である。
TPTを構成する半導体層3及び3′としてはたとえば
Si、CdS、CdSe、CdTe、Te”Jが用いら
れ、特に非晶質、多結晶又は微品質のSiが好適に用い
られる。 非晶質StはH原子又はハロゲン原子(特に
F原子)を含むことができる。 H原子又はハロゲン原
子はそれぞれQi独で含まれてもよいし双方が含まれて
もよい。
Si、CdS、CdSe、CdTe、Te”Jが用いら
れ、特に非晶質、多結晶又は微品質のSiが好適に用い
られる。 非晶質StはH原子又はハロゲン原子(特に
F原子)を含むことができる。 H原子又はハロゲン原
子はそれぞれQi独で含まれてもよいし双方が含まれて
もよい。
その含有量は好ましくは全体で0601〜40原子%、
より好ましくは0.01〜30原子%である。
より好ましくは0.01〜30原子%である。
この実施例においては、TFTアレイを覆っている絶縁
層が2層(即ち6a及び6b)からなる。
層が2層(即ち6a及び6b)からなる。
6aは無機絶縁層であり、金属醇化物たとえば酸化チタ
ン、アルミナ、又はシリコン化合物たとえば二酸化シリ
コン、窒化シリコン等の無機材料を用いて層着法、スパ
ッタ法、CVD法等により形成することができる。 無
機絶縁層の層厚はすくなくともTPTのチャネル部分を
保護する程度であるのが良く、好ましくは500〜30
00A程庶である。
ン、アルミナ、又はシリコン化合物たとえば二酸化シリ
コン、窒化シリコン等の無機材料を用いて層着法、スパ
ッタ法、CVD法等により形成することができる。 無
機絶縁層の層厚はすくなくともTPTのチャネル部分を
保護する程度であるのが良く、好ましくは500〜30
00A程庶である。
6bは有機絶縁層である。 有機絶縁層を形成する材料
としては熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂あるいは合成ヨム
系樹脂が好′適に用いられるが、実質的に完全硬化させ
ることが可能であり、その状態において実質的に可視光
に対して透明な材料で且つ配向処理が可能である材料で
あればよい。
としては熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂あるいは合成ヨム
系樹脂が好′適に用いられるが、実質的に完全硬化させ
ることが可能であり、その状態において実質的に可視光
に対して透明な材料で且つ配向処理が可能である材料で
あればよい。
熱硬化性樹脂としてはたとえばフェノール樹脂、ポリエ
ステル樹脂、シリコン樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹
脂等をあげることができる。 これらの熱硬化性樹脂中
には必要に応じて架橋剤、重合剤、増感剤等を添加して
もよい。 熱可塑性樹脂としてはたとえばポリカーボネ
ート、ポリエチレン、ポリスチレン等をあげることがで
きる。
ステル樹脂、シリコン樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹
脂等をあげることができる。 これらの熱硬化性樹脂中
には必要に応じて架橋剤、重合剤、増感剤等を添加して
もよい。 熱可塑性樹脂としてはたとえばポリカーボネ
ート、ポリエチレン、ポリスチレン等をあげることがで
きる。
この場合も必要に応じて安定剤等を添加してもよい。
合成ゴム系樹脂としてはたとえば環化ポリイソプレン、
環化ポリブタジェン等をあげることができる。 この場
合も必要に応じて架橋剤、増感剤等を添加してもよい。
合成ゴム系樹脂としてはたとえば環化ポリイソプレン、
環化ポリブタジェン等をあげることができる。 この場
合も必要に応じて架橋剤、増感剤等を添加してもよい。
有機絶縁層はたとえば熱硬化性樹脂あるいは合成ヨム系
樹脂を溶剤に溶解した後に前記の無機絶縁層トに塗布し
、加熱や紫外線、放射線等の電磁波の照射を単独で又は
これらを併用して樹脂を架橋、組合、硬化させることに
より形成される。
樹脂を溶剤に溶解した後に前記の無機絶縁層トに塗布し
、加熱や紫外線、放射線等の電磁波の照射を単独で又は
これらを併用して樹脂を架橋、組合、硬化させることに
より形成される。
熱可塑性樹脂を用いた場合には、たとえば該樹脂に熱を
加えて溶融して前記無機絶縁層」二に塗布した後に冷却
、硬化させることにより有機絶縁層が形成される。 有
機絶縁層の層厚は、無機絶縁層の層厚とも関係するが、
好ましくは500〜3000Aとされる。 尚、無機絶
縁層と有機絶縁層の層厚の和はあまり大きな値であると
表示に悪影響を及ぼすこともあるので適当な層厚に決定
される。 加熱温度はTPTを゛構成する半導体層に非
晶質S+を用いた場合には300℃以下の温度とするこ
とが好ましい。 これは、300℃以−にの温度になる
と非晶質Si層が熱的な影響を受けてTPTの特性が変
化したり悪化したりする場合もあり得るからである。
加えて溶融して前記無機絶縁層」二に塗布した後に冷却
、硬化させることにより有機絶縁層が形成される。 有
機絶縁層の層厚は、無機絶縁層の層厚とも関係するが、
好ましくは500〜3000Aとされる。 尚、無機絶
縁層と有機絶縁層の層厚の和はあまり大きな値であると
表示に悪影響を及ぼすこともあるので適当な層厚に決定
される。 加熱温度はTPTを゛構成する半導体層に非
晶質S+を用いた場合には300℃以下の温度とするこ
とが好ましい。 これは、300℃以−にの温度になる
と非晶質Si層が熱的な影響を受けてTPTの特性が変
化したり悪化したりする場合もあり得るからである。
遮光層9及び9′はAt等の金属を蒸着法等によって有
機絶縁層上に形成した後に、その金属層をフォトリソエ
ツチング等により所望の形状及び大きさに残すことによ
り形成される。
機絶縁層上に形成した後に、その金属層をフォトリソエ
ツチング等により所望の形状及び大きさに残すことによ
り形成される。
ioは配向層であり、有機絶縁層6b及び遮光層9を覆
う如くに形成される。 配向層10の材料は通常この種
の装置において使用されるものであれば全て使用するこ
とができる。 たとえば、ポリパラキシリレンをCVD
法により成膜させたり又はポリビニルアルコールをスピ
ンナー塗布したりして、しかる後に一定方向へ直接表面
研摩して配向せしめることにより有機配向層が形成され
る。 また、無機材料を斜方蒸着せしめることにより無
機配向層が形成される。
う如くに形成される。 配向層10の材料は通常この種
の装置において使用されるものであれば全て使用するこ
とができる。 たとえば、ポリパラキシリレンをCVD
法により成膜させたり又はポリビニルアルコールをスピ
ンナー塗布したりして、しかる後に一定方向へ直接表面
研摩して配向せしめることにより有機配向層が形成され
る。 また、無機材料を斜方蒸着せしめることにより無
機配向層が形成される。
以下に本発明の実施例を示す。
実施例1:
TFTアレイを形成した基板表面上に更にプラズマCV
D法を用いて窒化シリコン層(2000人厚)金形成し
た。 次に、この窒化シリコン層上にキシレンに溶解し
た環化ポリイソプレン系レジスト (東京応化社製 0
DUR−110WR:i、acp)を300Orpmで
スピンナー塗布し高圧水銀灯で2秒間硬化させ更に15
0℃で20分間ベーキングを行った。 その結果、約1
gm厚の無色透明な有機絶縁層が形成された。 更にそ
の上に金属アルミニウムを蒸着し所要部分以外をエンチ
ングにより除去して遮光層を形成した。
D法を用いて窒化シリコン層(2000人厚)金形成し
た。 次に、この窒化シリコン層上にキシレンに溶解し
た環化ポリイソプレン系レジスト (東京応化社製 0
DUR−110WR:i、acp)を300Orpmで
スピンナー塗布し高圧水銀灯で2秒間硬化させ更に15
0℃で20分間ベーキングを行った。 その結果、約1
gm厚の無色透明な有機絶縁層が形成された。 更にそ
の上に金属アルミニウムを蒸着し所要部分以外をエンチ
ングにより除去して遮光層を形成した。
その上に減圧CVD法によりポリパラキシリレンを約2
00OA厚に堆積させてその表面に配向処理を行った。
00OA厚に堆積させてその表面に配向処理を行った。
かくして得られた表示基板を用いて、通常の−[程を
経て液晶表示装置を作製した。
経て液晶表示装置を作製した。
かくして?4)られた液晶表示装置を高温多湿雰囲気(
90’C190%RH)中で1ooo時間連続動作させ
たところ、動作中良好な表示特性を示した。
90’C190%RH)中で1ooo時間連続動作させ
たところ、動作中良好な表示特性を示した。
実施例2:
TFTアレイを形成した基板表面上に更にプラズマCV
D法を用いて窒化シリコン層(2000人厚)金形成し
た。 次に、この窒化シリコン層トにキシレンに溶解し
た環化ポリイソプレン系レジスト(東京応化社製 0D
UR−110WR:18 c p)を300Orpmで
スピンナー塗布し高圧水銀灯で2秒間硬化させ更に15
0’Cで20分間ベーキングを行った。 その結果、約
1pm厚の無色透明な有機絶縁層が形成された。 更に
その上に金属アルミニウムを蒸着し所要部分以外をエツ
チングにより除去して遮光層を形成した。
D法を用いて窒化シリコン層(2000人厚)金形成し
た。 次に、この窒化シリコン層トにキシレンに溶解し
た環化ポリイソプレン系レジスト(東京応化社製 0D
UR−110WR:18 c p)を300Orpmで
スピンナー塗布し高圧水銀灯で2秒間硬化させ更に15
0’Cで20分間ベーキングを行った。 その結果、約
1pm厚の無色透明な有機絶縁層が形成された。 更に
その上に金属アルミニウムを蒸着し所要部分以外をエツ
チングにより除去して遮光層を形成した。
その上にポリビニルアルコールの5%水溶液を3000
rpmでスピンナー塗布し乾燥させてその表面に配向処
理を行い、約2000’A厚の配向層を形成した。 か
くして得られた表示基板を用いて、通常の工程を経て液
晶表示装置を作製した。 かくして得られた液晶表示装
置を高温多湿雰囲気(90℃、90%RH)中で1oo
o時間岨続動作させたところ、動作中良好な表示特性を
称した。
rpmでスピンナー塗布し乾燥させてその表面に配向処
理を行い、約2000’A厚の配向層を形成した。 か
くして得られた表示基板を用いて、通常の工程を経て液
晶表示装置を作製した。 かくして得られた液晶表示装
置を高温多湿雰囲気(90℃、90%RH)中で1oo
o時間岨続動作させたところ、動作中良好な表示特性を
称した。
[本発明の効果]
以上の如き本発明によれば、無機絶縁層上に更に有機絶
縁層を形成することによって、無機絶縁層によりTPT
の保護及び特性の安定化が実現されるとともに、従来の
無機絶縁層が有していた欠点であるクラックの発生が生
じても、有機絶縁層があるために、装置に与えられる悪
影響が防止されピンホールの発生はほぼ完全に防止でき
、長期にわたって安定した性能を有する液晶表示装置が
提供される。 また、本発明によれば配向層は遮光層を
も覆って全面均一に形成され配向処理も遮光層上をも含
め全面均一に施されるので、遮光層部分の近辺において
も液晶配向の乱れを生ずることなく全面均一な良好な表
示特性が得られる。
縁層を形成することによって、無機絶縁層によりTPT
の保護及び特性の安定化が実現されるとともに、従来の
無機絶縁層が有していた欠点であるクラックの発生が生
じても、有機絶縁層があるために、装置に与えられる悪
影響が防止されピンホールの発生はほぼ完全に防止でき
、長期にわたって安定した性能を有する液晶表示装置が
提供される。 また、本発明によれば配向層は遮光層を
も覆って全面均一に形成され配向処理も遮光層上をも含
め全面均一に施されるので、遮光層部分の近辺において
も液晶配向の乱れを生ずることなく全面均一な良好な表
示特性が得られる。
更に、本発明によれば配向層は遮光層をも覆って表面が
平滑に形成されるので均一な配向処理が容易に達成でき
る。 また凹凸の多いTPT形成基板に全面に配向層を
形成するこ艷により基板の平滑化が促進され、凹凸によ
り液晶厚が変動して配向が乱れる現象を緩和する効果も
ある。
平滑に形成されるので均一な配向処理が容易に達成でき
る。 また凹凸の多いTPT形成基板に全面に配向層を
形成するこ艷により基板の平滑化が促進され、凹凸によ
り液晶厚が変動して配向が乱れる現象を緩和する効果も
ある。
第1図及び第2図は従来の液晶表示装置の断面図であり
、第3図は本発明による液晶表示装置の断面図である。 l:ゲート電極 2:絶縁層 3:半導体層 4:ソース電極 5ニドレイン電極 6:絶縁層 6a:無機絶縁層 6b:有機絶縁層 7:液晶 8:透明電極 9:遮光層 10:配向層 S二基板
、第3図は本発明による液晶表示装置の断面図である。 l:ゲート電極 2:絶縁層 3:半導体層 4:ソース電極 5ニドレイン電極 6:絶縁層 6a:無機絶縁層 6b:有機絶縁層 7:液晶 8:透明電極 9:遮光層 10:配向層 S二基板
Claims (1)
- (1)基板表面上に薄膜トランジスタアレイをイー1す
る液晶表示装置において、薄膜トランジスタアレイが無
機絶縁層に覆われており、該無機絶縁層が有機絶縁層に
覆われており、該有機絶縁層上には薄膜トランジスタに
対応する位置に遮光層が形成されており、更に該有機絶
縁層と遮光層とを覆う如くに配向層が形成されているこ
とを特徴とする。液晶表示装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58126742A JPS6017720A (ja) | 1983-07-12 | 1983-07-12 | 液晶装置 |
| US06/628,276 US4636038A (en) | 1983-07-09 | 1984-07-06 | Electric circuit member and liquid crystal display device using said member |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58126742A JPS6017720A (ja) | 1983-07-12 | 1983-07-12 | 液晶装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6017720A true JPS6017720A (ja) | 1985-01-29 |
| JPH0513287B2 JPH0513287B2 (ja) | 1993-02-22 |
Family
ID=14942778
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58126742A Granted JPS6017720A (ja) | 1983-07-09 | 1983-07-12 | 液晶装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6017720A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03103830A (ja) * | 1989-09-19 | 1991-04-30 | Toppan Printing Co Ltd | アクティブマトリクス型液晶表示装置 |
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