JPS6148816A - 液晶表示装置 - Google Patents
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- JPS6148816A JPS6148816A JP59170920A JP17092084A JPS6148816A JP S6148816 A JPS6148816 A JP S6148816A JP 59170920 A JP59170920 A JP 59170920A JP 17092084 A JP17092084 A JP 17092084A JP S6148816 A JPS6148816 A JP S6148816A
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
〔技術分野〕
本発明は、各画素に非線形素子を設け、多重化を可能と
し、且つ製造工程を大幅に減少させた液晶表示装置に関
するものである。
し、且つ製造工程を大幅に減少させた液晶表示装置に関
するものである。
液晶表示装置は基本的な液晶効果に関して光学的応答と
電圧特性との間に非線形的関係が存在するため、多重化
次数が限定される。そのため多数の表示素子を含む大形
表示装置を実現するためには、各画素に非線形制御装置
を設ける方法が知られている。このような非線形素子と
して３端子素子では薄膜トランジスタ（ＴＰＴ）を用い
ることが提案されている。これらＴＦＴにはＣｄＳｅＴ
ＦＴ、非晶質シリコン（以下α−ｓ５と称する）ＴＰＴ
、多結晶シリコ；’（ｐｏｌｙ−ｓｊ） ＴＰＴ 。
電圧特性との間に非線形的関係が存在するため、多重化
次数が限定される。そのため多数の表示素子を含む大形
表示装置を実現するためには、各画素に非線形制御装置
を設ける方法が知られている。このような非線形素子と
して３端子素子では薄膜トランジスタ（ＴＰＴ）を用い
ることが提案されている。これらＴＦＴにはＣｄＳｅＴ
ＦＴ、非晶質シリコン（以下α−ｓ５と称する）ＴＰＴ
、多結晶シリコ；’（ｐｏｌｙ−ｓｊ） ＴＰＴ 。
などがあり活尭に研究されているが、未解決の問題点が
残されている。中でも最も大きな問題点は製造プロセス
が長く難しい事である。ＴＰＴを製作するためには６〜
８回のフォトリングラフィ工程を通すために、各層の制
御には細心の注意を必要とし歩留りを向上させ、製造コ
ストを下げるのは難しいのが現状である。またＴＦＴの
ような３端子型スイツチに対して、２端子形の非線形素
子を用いたアクティブマトリックス液晶表示パネルの研
究も進められている。これらの非線形素子としてはバリ
スタ、金属−絶縁体−金属（Ｍ工Ｍ）等がある。
残されている。中でも最も大きな問題点は製造プロセス
が長く難しい事である。ＴＰＴを製作するためには６〜
８回のフォトリングラフィ工程を通すために、各層の制
御には細心の注意を必要とし歩留りを向上させ、製造コ
ストを下げるのは難しいのが現状である。またＴＦＴの
ような３端子型スイツチに対して、２端子形の非線形素
子を用いたアクティブマトリックス液晶表示パネルの研
究も進められている。これらの非線形素子としてはバリ
スタ、金属−絶縁体−金属（Ｍ工Ｍ）等がある。
これら２端子形素子はＴＰＴに比べて製造工程が短くし
易いという長所があるが、非線形素子の容量が大きく、
これを通じてのクロストークが問題となり、付加容量の
設着や素子構造ＩＣ特別の工夫が必要であった。これに
対して、２つのダイオードを逆方向につないだバックト
ウパックダイオード（以下ＢＴＢＤと称する）が提案さ
れている。
易いという長所があるが、非線形素子の容量が大きく、
これを通じてのクロストークが問題となり、付加容量の
設着や素子構造ＩＣ特別の工夫が必要であった。これに
対して、２つのダイオードを逆方向につないだバックト
ウパックダイオード（以下ＢＴＢＤと称する）が提案さ
れている。
半導体層として非晶質シリコン（以下α−８ｉと称する
）を用いたＥＴＢＤけ、α−ｓ７がプラズマ放電分解に
よって形成できる為に、低温で大面積にわたって薄膜形
成可能なため、安価なガラスを基板とした大形ディスプ
レイ用のスイッチング素子として好的である。第１図は
従来のＢＴＢＤを含む画素部の断面図である。絶縁基体
１０１上に共通電極となるｎ型α−Ｓ＜層１０２．ｉ型
α−ｓ６層１０８を積層し、α−ｓ７層の上面にショッ
トキー接合をするプラチナ、金等の金属電極１０４を設
置し、非線形素子を形成する。しかしこの従来技術では
フォトリングラフィの工程が４回必要であり、大幅な製
造コストの減少には限界がある。
）を用いたＥＴＢＤけ、α−ｓ７がプラズマ放電分解に
よって形成できる為に、低温で大面積にわたって薄膜形
成可能なため、安価なガラスを基板とした大形ディスプ
レイ用のスイッチング素子として好的である。第１図は
従来のＢＴＢＤを含む画素部の断面図である。絶縁基体
１０１上に共通電極となるｎ型α−Ｓ＜層１０２．ｉ型
α−ｓ６層１０８を積層し、α−ｓ７層の上面にショッ
トキー接合をするプラチナ、金等の金属電極１０４を設
置し、非線形素子を形成する。しかしこの従来技術では
フォトリングラフィの工程が４回必要であり、大幅な製
造コストの減少には限界がある。
本発明はかかる状況を鑑みて成されたもので、安価なガ
ラス基板を用い、製造工程を大幅に減少させ、その結果
製造コストの極めて低い液晶表示装置を提供することを
目的としている。
ラス基板を用い、製造工程を大幅に減少させ、その結果
製造コストの極めて低い液晶表示装置を提供することを
目的としている。
本発明の液晶表示装置は、液晶表示素子に直列にＢＴＢ
Ｄを接続する構造において、ＢＴＢＤが、α−ｓ７薄膜
を（ｎ層）、（ｉ層）、（ｐ層）。
Ｄを接続する構造において、ＢＴＢＤが、α−ｓ７薄膜
を（ｎ層）、（ｉ層）、（ｐ層）。
（ｉ層）、（ｎ層）を順次積層して形成され、非晶質シ
リコン−ゲルマニウム薄膜を電極及び光速光層として使
用したものである。
リコン−ゲルマニウム薄膜を電極及び光速光層として使
用したものである。
以下本発明について図面に基づき詳細に説明する。第２
図に本発明による液晶表示装置の１画素の断面図を示す
、２０１はガラス等の絶斤性基体、２０２は酸化インジ
ウムスズ（以下工Ｔｏ！：称ｆる）の如き実質透明な導
電性材料からなるセル電極、２０３ｊ２０９はモノシラ
ンガス（５ｚＨ４） 。
図に本発明による液晶表示装置の１画素の断面図を示す
、２０１はガラス等の絶斤性基体、２０２は酸化インジ
ウムスズ（以下工Ｔｏ！：称ｆる）の如き実質透明な導
電性材料からなるセル電極、２０３ｊ２０９はモノシラ
ンガス（５ｚＨ４） 。
ゲルマンガス（ＧｅＨ４）を混合してプラズマＣＶＤ法
等により形成される非晶質Ｓｚ −Ｇｇ層、２０４．２
０８はリン等の周期律表、ＷＪＶ−ｂ族元素を混入した
ａ−ＢｉＢ（ｎ層）、２０５，２０７は混入を行なわな
いα−ｓ７層、２０６は臭素等の周期律表ｇｍ−ｂ族元
素を混入したα−Ｓ１層（ｐ層）でちる。非晶質Ｓ Ｚ
−ａ 、層は、半金属的性質を持ち且つ可視域光をほと
んど吸収するので電極及び遮光層としての役割を担う、
第３図にこの非線形素子の電流−電圧特性を示す。該非
線形素子は限界電圧ｖｔｈを有し、該限界電圧を超える
電圧が該素子に印加されると該素子は導通状態となる。
等により形成される非晶質Ｓｚ −Ｇｇ層、２０４．２
０８はリン等の周期律表、ＷＪＶ−ｂ族元素を混入した
ａ−ＢｉＢ（ｎ層）、２０５，２０７は混入を行なわな
いα−ｓ７層、２０６は臭素等の周期律表ｇｍ−ｂ族元
素を混入したα−Ｓ１層（ｐ層）でちる。非晶質Ｓ Ｚ
−ａ 、層は、半金属的性質を持ち且つ可視域光をほと
んど吸収するので電極及び遮光層としての役割を担う、
第３図にこの非線形素子の電流−電圧特性を示す。該非
線形素子は限界電圧ｖｔｈを有し、該限界電圧を超える
電圧が該素子に印加されると該素子は導通状態となる。
また第８図に示すように正負電圧に対して対、称的なス
イッチング特性を有する。
イッチング特性を有する。
第４図に該ＤＴＢＤによるマトリックス液晶ディスプレ
イの回路構成図である。４０１はマトリックス配置され
たデータ線、４０２は走査線である。４０３は液晶表示
素子、４０４はＢＴＢＤを示す。該液晶表示素子と該Ｂ
ＴＢＤは直列に接続されて単位画素が形成されている。
イの回路構成図である。４０１はマトリックス配置され
たデータ線、４０２は走査線である。４０３は液晶表示
素子、４０４はＢＴＢＤを示す。該液晶表示素子と該Ｂ
ＴＢＤは直列に接続されて単位画素が形成されている。
データ線にかかる電圧パルスの振幅Ｖｄと走査線にかか
る電圧パルスの振幅ｖ８の差（Ｖｄ ＶＳ）が液晶に加
わる正味電圧となり、これが非線形素子の限界電圧ｖｔ
んより低ければ液晶表示素子には電圧が印加されず、正
味電圧が非線形素子の限界電圧と液晶の閥値電圧より高
ければ液晶表示素子に電圧が印加され、画素の液晶の光
学状態を変更することができる。更に該ＢＴＢＤは正負
電圧に対して対称的なスイッチング特性を有するために
、正負電圧を交互に印加して動作させることが可能で、
液晶の寿命を延ばすことが可能である。
る電圧パルスの振幅ｖ８の差（Ｖｄ ＶＳ）が液晶に加
わる正味電圧となり、これが非線形素子の限界電圧ｖｔ
んより低ければ液晶表示素子には電圧が印加されず、正
味電圧が非線形素子の限界電圧と液晶の閥値電圧より高
ければ液晶表示素子に電圧が印加され、画素の液晶の光
学状態を変更することができる。更に該ＢＴＢＤは正負
電圧に対して対称的なスイッチング特性を有するために
、正負電圧を交互に印加して動作させることが可能で、
液晶の寿命を延ばすことが可能である。
第５図に本発明による液晶表示装置の製造方法を説明す
る。ガラス等の絶縁基体５０１上に工Ｔ○等の透ＥＡ４
電性Ｈ−膜をスパッタリングなどの方法により薄膜形成
を行なう（第５τδ図）、画素電極のパターンをフォト
エツチングの工程により形成する（第５− ｅ図）。し
かる後に、該基板を真空容器中の基板支持台の上に設置
し、電極層及びダイオード層をプラズマＣＶＤ法により
形成する。
る。ガラス等の絶縁基体５０１上に工Ｔ○等の透ＥＡ４
電性Ｈ−膜をスパッタリングなどの方法により薄膜形成
を行なう（第５τδ図）、画素電極のパターンをフォト
エツチングの工程により形成する（第５− ｅ図）。し
かる後に、該基板を真空容器中の基板支持台の上に設置
し、電極層及びダイオード層をプラズマＣＶＤ法により
形成する。
電極及び遮光膜は真空に引かれた真空容器中に５７Ｈ４
ガス、 ＧｅＨ，ガスを導入し、電極間に高周波電圧を
印加して基板上に非晶質ｓＩＨ−ａ６合金を形成する。
ガス、 ＧｅＨ，ガスを導入し、電極間に高周波電圧を
印加して基板上に非晶質ｓＩＨ−ａ６合金を形成する。
その後同−答器内に８７Ｈ４ガス、ホスフィンガス（Ｐ
Ｈ３） 等を水素窒素、アルゴン等のガスをキャリア
ガスとして導入し、ｎ型α−ｓ７層。
Ｈ３） 等を水素窒素、アルゴン等のガスをキャリア
ガスとして導入し、ｎ型α−ｓ７層。
ＳＢ：Ｈ，ガスにジボランガス（Ｂ２Ｈ６）等を導入し
てｐ型α−８ｉ層、 ＳｉＨ４ガスに不純物を添加しな
いでｉ型ａ −Ｓ ｉ層を形成する。この場合絶、碌基
体上から工Ｔｏ、８５ Ｇ、合金、ｎ型ａ−８’ｊ、
ｊ型ａ−Ｆ３ｉ、ｐ型ａ−Ｅｉ、ｉ型ａ−３ｊ、ｎ型ａ
ｓｚ、ｓ５ Ｇ６合金の順番に順次積層して膜厚方向
に実質的にＢＴＢＤを形成し、遮光効果のある電極では
さんだ構造が得られる。（第５−ｄ図）１次に７オトリ
ングラフイの工程により、α−８４Ｇｇ、α−Ｅｉ膜が
一度にパターン形成され、セル電極が得られる。（第５
− ｅ図）本実施例によって得られた非線形素子は第８
図に示す如く十分なスイッチング特性を有し、多重化の
可能な大面積の液晶表示装置を前記駆動方法により均一
でコントラスト比の高い画像表示が可能であった。更に
遮光層の影響くより光による特性の変化がなく安定な画
像表示が可能であった。
てｐ型α−８ｉ層、 ＳｉＨ４ガスに不純物を添加しな
いでｉ型ａ −Ｓ ｉ層を形成する。この場合絶、碌基
体上から工Ｔｏ、８５ Ｇ、合金、ｎ型ａ−８’ｊ、
ｊ型ａ−Ｆ３ｉ、ｐ型ａ−Ｅｉ、ｉ型ａ−３ｊ、ｎ型ａ
ｓｚ、ｓ５ Ｇ６合金の順番に順次積層して膜厚方向
に実質的にＢＴＢＤを形成し、遮光効果のある電極では
さんだ構造が得られる。（第５−ｄ図）１次に７オトリ
ングラフイの工程により、α−８４Ｇｇ、α−Ｅｉ膜が
一度にパターン形成され、セル電極が得られる。（第５
− ｅ図）本実施例によって得られた非線形素子は第８
図に示す如く十分なスイッチング特性を有し、多重化の
可能な大面積の液晶表示装置を前記駆動方法により均一
でコントラスト比の高い画像表示が可能であった。更に
遮光層の影響くより光による特性の変化がなく安定な画
像表示が可能であった。
本実施例においては、スイッチング素子のバター／形成
までにフォトＩＪングラフイの工程が２回必要とするだ
けであり、従来の液晶表示装置に比較して工程数が３−
４回減少するために大幅な歩留りの向上を期待できる。
までにフォトＩＪングラフイの工程が２回必要とするだ
けであり、従来の液晶表示装置に比較して工程数が３−
４回減少するために大幅な歩留りの向上を期待できる。
また工ＴＯの形成以後、最終の電極層の形成までが同一
真空容器内で形成可能な為、従来のＴＰＴのよう力精密
な界面制御を必要としなＡので、仁の点でも歩留りの向
上を期待できる。更にこの形成方法は、α−ＳＺ、α−
３ｉ −Ｇ ｅ層は全て２００℃〜３００℃の低温で形
成できるので、安価なガラス等を使用可能で、液晶表示
装置を低価格で製造するのに好適である。
真空容器内で形成可能な為、従来のＴＰＴのよう力精密
な界面制御を必要としなＡので、仁の点でも歩留りの向
上を期待できる。更にこの形成方法は、α−ＳＺ、α−
３ｉ −Ｇ ｅ層は全て２００℃〜３００℃の低温で形
成できるので、安価なガラス等を使用可能で、液晶表示
装置を低価格で製造するのに好適である。
本発明の効果は、膜厚方向にＢ Ｔ Ｂ Ｄ ｆ、（形
成することにより、従来の液晶表示装置の製造方法と比
較して、工程を減少させることができ、その結果大幅に
歩留りが向上し、信頼性が高く且つ安価な液晶表示装置
の製造が可能となることである。
成することにより、従来の液晶表示装置の製造方法と比
較して、工程を減少させることができ、その結果大幅に
歩留りが向上し、信頼性が高く且つ安価な液晶表示装置
の製造が可能となることである。
第１図は従来のＢＴＢＤ非線形素子を用いた１例の画素
部の断面図である。 第２図は本発明による液晶表示装置の画素部の断面図で
ある。 第３図は本発明によるＢＴＢＤ非線形素子の電流−電圧
特性の１例でちる。 第４図は本発明によるＢＴＢＤを用層たマ） ＩＪラッ
クス晶ディスプレイの回路構成図である。 第５図（α）〜（ｇ）は本発明による画素部の製造工程
を示す図である。 １０１．１０７・・絶縁性基体 １０２ｓｓｎ型ａ−３ｊ １０ａ・ｓｊ型ａ−ｂ６１
０４・・ショットキー接合金属 １０５．１０６ ・ ・ ｉ層６”素ｉ イづト（１
０８・・液晶 ２０１，２１１・・絶縁性基体２０８．
２０９・＊ｃ−８ｚ：Ｇｇ合金２０４．２０８１１１１
ｎ型ａ−Ｅｉ ２０５．２０７・・ｉ型α−５７ ２０６・・ｐ型α−５６ ２０２、２１，０・・画素電極 ２１２・拳液晶４０１
＃参データ線 ４０２・・走査線４０３−・液晶
４０４・・ＢＴＢＤ５０１・・絶縁性基体 ５０２・・透明導電膜 ５０３．５０９＊＊ａ−ｓｉ：Ｇｇ合金５０４，５０８
−−７４型ａ−８ｉ ５０５ｊ５０７・・ｉ型α−８ｉ ５０６−＠ｐ型Ｇ ｓｚ 以 上
部の断面図である。 第２図は本発明による液晶表示装置の画素部の断面図で
ある。 第３図は本発明によるＢＴＢＤ非線形素子の電流−電圧
特性の１例でちる。 第４図は本発明によるＢＴＢＤを用層たマ） ＩＪラッ
クス晶ディスプレイの回路構成図である。 第５図（α）〜（ｇ）は本発明による画素部の製造工程
を示す図である。 １０１．１０７・・絶縁性基体 １０２ｓｓｎ型ａ−３ｊ １０ａ・ｓｊ型ａ−ｂ６１
０４・・ショットキー接合金属 １０５．１０６ ・ ・ ｉ層６”素ｉ イづト（１
０８・・液晶 ２０１，２１１・・絶縁性基体２０８．
２０９・＊ｃ−８ｚ：Ｇｇ合金２０４．２０８１１１１
ｎ型ａ−Ｅｉ ２０５．２０７・・ｉ型α−５７ ２０６・・ｐ型α−５６ ２０２、２１，０・・画素電極 ２１２・拳液晶４０１
＃参データ線 ４０２・・走査線４０３−・液晶
４０４・・ＢＴＢＤ５０１・・絶縁性基体 ５０２・・透明導電膜 ５０３．５０９＊＊ａ−ｓｉ：Ｇｇ合金５０４，５０８
−−７４型ａ−８ｉ ５０５ｊ５０７・・ｉ型α−８ｉ ５０６−＠ｐ型Ｇ ｓｚ 以 上
Claims (3)
- （１）マトリックス状に配列されたセル電極間に液晶層
を設け、対向する前記セル電極の一方には行電極とセル
電極の間に電気的非線形手段を有し、各対向セル電極間
に前記非線形手段の持つ限界電圧と前記液晶の持つ閾値
電圧の和より大きな電圧を印加することによつて液晶の
光学状態を変更させ駆動し得る液晶表示装置に於いて、
前記非線形手段が、前記セル電極側から第Ｖ−ｂ族元素
を含む非晶質硅素層（ｎ層）と不純を含まない非晶質硅
素層（ｉ層）と第III−ｂ族元素を含む非晶質硅素層（
ｐ層）と前記（ｉ層）と同膜厚の（ｉ層）と前記（ｎ層
）と同膜厚及び同膜質の（ｎ層）を順次積層して成るこ
とを特徴とする液晶表示装置。 - （２）前記非線形手段の上下に不透明且つ導電性の電極
が形成されていることを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の液晶表示装置。 - （３）前記不透明且つ導電性の電極が硅素及びゲルマニ
ウム元素を主成分とする非晶質材料であることを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載の液晶表示装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59170920A JPS6148816A (ja) | 1984-08-16 | 1984-08-16 | 液晶表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59170920A JPS6148816A (ja) | 1984-08-16 | 1984-08-16 | 液晶表示装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6148816A true JPS6148816A (ja) | 1986-03-10 |
Family
ID=15913800
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59170920A Pending JPS6148816A (ja) | 1984-08-16 | 1984-08-16 | 液晶表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6148816A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57130081A (en) * | 1981-02-06 | 1982-08-12 | Matsushita Electric Industrial Co Ltd | Liquid crystal picture display device |
-
1984
- 1984-08-16 JP JP59170920A patent/JPS6148816A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57130081A (en) * | 1981-02-06 | 1982-08-12 | Matsushita Electric Industrial Co Ltd | Liquid crystal picture display device |
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