DE3889036T2

DE3889036T2 - Flüssigkristall-Anzeigeelement.

Info

Publication number: DE3889036T2
Application number: DE3889036T
Authority: DE
Inventors: Motokazu Inui; Hiroaki Kato; Ikuo Sakono
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1987-08-26
Filing date: 1988-06-10
Publication date: 1994-08-04
Anticipated expiration: 2008-06-11
Also published as: EP0305030A1; EP0305030B1; JPS6455536A; US4997262A; JPH0690372B2; DE3889036D1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Flüssigkristall-Matrixanzeigevorrichtung, bei der Dünnschicht-Transistoren (im weiteren mit "TFTs" abgekürzt) als Adressenelemente verwendet werden.
Fig. 3(a) und 3(b) verdeutlichen den Aufbau einer beispielhaften Flüssigkristall-Matrixanzeigevorrichtung mit gegeneinander versetzten TFTs als Adressenelementen. Diese Flüssigkristall-Anzeige umfaßt eine Gate-Elektrode 3, eine Gate-Isolationsschicht 4, eine Schicht 5 aus amorphem Silizium (im weiteren als "a-Si" bezeichnet), eine isolierende Schicht 6, eine n&spplus;-dotierte a-Si-Schicht 7, Source- und Drain-Elektroden 8, eine Bildelement-Elektrode 9 für die Anzeige sowie eine Schutzschicht 10, wobei die Schichten übereinander auf einem isolierenden Substrat 1 ausgebildet sind. Das isolierende Substrat 1 ist eine Glasplatte, und die Gate-Elektroden 3 bestehen aus Tantal (Ta). Werden die Gate-Elektroden 3 durch einen Naßätzprozeß unter Verwendung einer Tantal-Ätzlösung hergestellt, so wird das isolierende Glassubstrat 1 durch die Ätzlösung erodiert, und die Oberfläche des isolierenden Glassubstrats 1 wird dadurch trüb und rauh. Auch wenn das Aufbringen einer isolierenden Schicht auf das Substrat bekannt ist, wie in Fig. 4 gezeigt, ist dennoch kein Aufbau bekannt, der ein derartiges Problem vollständig lösen würde.
In GB-A-2.050.031 werden Flüssigkristall-Anzeigevorrichtungen und Verfahren für ihre Herstellung beschrieben. Die offenbarten Vorrichtungen beinhalten eine Ätz- Schutzschicht zwischen einem Substrat, Zeilenleitern und auf dem Substrat geführten transparenten Anzeigeelektroden. Die Spaltenleiter befinden sich auf dem gegenüberliegenden Substrat.
EP-A-0.209.113 beschreibt Flüssigkristall-Anzeigevorrichtungen mit in Mehrschichttechnik hergestellten Datenleitungen, so daß der obere Leiter die Gate-Leitungen ohne Stufensprünge kreuzen kann und andernorts Redundanz bei der Datenleitung besteht. Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es dementsprechend, einen Aufbau zur Verfügung zu stellen, bei dessen Herstellung die Oberfläche des isolierenden Glassubstrats einer Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung nicht direkt mit der Ätzflüssigkeit in Kontakt kommt.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Flüssigkristall-Matrixanzeigevorrichtung zur Verfügung zu stellen, bei der gegeneinander versetzte TFTs als Adressenelemente dienen und bei der Verbindungsleitungen weniger leicht brechen können. Entsprechend der vorliegenden Erfindung ist eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung mit einem isolierenden Substrat vorgesehen, auf welchem ausgebildet sind:
Eine Mehrzahl von Zeilen- und Spaltenelektroden, eine Mehrzahl von an Kreuzungen der Zeilen- und Spaltenelektroden angeordneten Dünnschicht-Transistoren, deren jeder an diejenige Zeilenelektrode und Spaltenelektrode angeschlossen ist, die sich bei der entsprechenden Kreuzung kreuzen,
eine Mehrzahl von Bildelement-Elektroden, deren jede an einen entsprechenden Dünnschicht-Transistor angeschlossen und durch diesen adressierbar ist, sowie dünne Metallschichtabschnitte, die sich in derselben Ebene wie die Zeilenelektroden befinden und sich entlang und unter den Spaltenelektroden zwischen den Zeilenelektroden erstrecken,
dadurch gekennzeichnet,
daß auf dem isolierenden Substrat eine isolierende Schicht ausgebildet ist, wobei die Zeilen- und Spaltenelektroden, die Dünnschicht-Transistoren, die Bildelement-Elektroden und die dünnen Metallschichtabschnitte auf der isolierenden Schicht ausgebildet sind, und daß die dünnen Metallschichtabschnitte breiter als die Spaltenelektroden sind.
Die dünnen Metallschichtabschnitte glätten die Spaltenelektroden und tragen so dazu bei, ein Brechen der Spaltenelektroden zu verhindern. Außerdem schützen die dünnen Metallschichtabschnitte das isolierende Substrat vor der Erosionswirkung der Ätzlösung, was die Wahrscheinlichkeit des Brechens der Spaltenelektroden weiter verringert.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nun beispielhaft unter Bezugnahme auf Fig. 1 und 2(a) bis 2(c) der begleitenden Zeichnungen beschrieben, hierbei ist Fig. 1 die Aufsicht einer erfindungsgemäßen Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel,
Fig. 2(a) eine Schnittansicht entlang der Linie IIA-IIA aus Fig. 1,
Fig. 2(b) eine Schnittansicht entlang der Linie IIB-IIB aus Fig. 1,
Fig. 2(c) eine Schnittansicht entlang der Linie IIC-IIC aus Fig. 1,
Fig. 3(a) die Aufsicht eines beispielhaften herkömmlichen Flüssigikristall-Anzeigeelements,
Fig. 3(b) eine Schnittansicht des herkömmlichen Flüssigkristall-Anzeigeelements aus Fig. 3(a), und
Fig. 4 eine Schnittansicht eines anderen herkömmlichen Flüssigkristall-Anzeigeelements.
Bei der Herstellung der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung aus Fig. 1, 2(a), 2(b) und 2(c) wird zunächst in einem Sputterprozeß Tantalpentoxid (Ta&sub2;O&sub5;) auf die Oberfläche eines aus Glas bestehenden isolierenden Substrats 1 abgeschieden, so daß auf der Oberfläche des isolierenden Substrats 1 eine isolierende Schicht 2 von etwa 3000Å Dicke entsteht. Auf der isolierenden Schicht 2 wird dann durch Sputtern eine etwa 3000Å dicke Tantalschicht ausgebildet. Durch Photoätzen der Tantalschicht entstehen in derselben Ebene Gate-Elektroden 3 und eine dünne Metallschicht 11. Mit Hilfe chemischer Dampfabscheidung im Plasma (im weiteren als "Plasma-CVD" bezeichnet) wird dann über den Gate-Elektroden 3 und der dünnen Metallschicht 11 eine etwa 4000Å dicke isolierende Schicht 4 aus SiNx erzeugt. Anschließend werden nacheinander eine etwa 300Å dicke Halbleiterschicht, z.B. aus a-Si, und eine etwa 2000Å dicke isolierende Schicht, z.B. aus SiNx, ausgebildet. Durch Photoätzung der Halbleiterschicht und der isolierenden Schicht entstehen eine strukturierte Halbleiterschicht 5 und eine strukturierte isolierende Schicht 6. Durch einen Plasma-CVD-Prozeß wird nun eine etwa 400Å dicke Halbleiterschicht, z.B. aus n&spplus;-dotiertem a-Si, erzeugt, und durch Photoätzung dieser Halbleiterschicht entsteht eine strukturierte Halbleiterschicht 7. Durch Sputtern oder Elektronenstrahlverdampfen wird nun eine etwa 3000Å dicke Schicht aus Ti, Mo oder W abgeschieden, und durch Photoätzung dieser Schicht entstehen die Source- und Drain-Elektroden 8. Durch Sputtern oder Elektronenstrahlverdampfen wird als nächstes eine durchsichtige, leitende Schicht von etwa 1000Å Dicke erzeugt, die als Hauptbestandteil Indiumoxid enthält, und durch Photoätzung dieser durchsichtigen, leitenden Schicht entstehen dann Bildelement- Elektroden 9. Nun wird durch einen Plasma-CVD-Prozeß eine etwa 5000Å dicke Schutzschicht 10, z.B. aus SiNx, erzeugt. So erhält man eine Flüssigkristall-Matrixanzeigevorrichtung mit den Gate-Elektroden 3 und einer dünnen Metallschicht 11, die aus demselben Material wie die Gate-Elektroden 3 besteht und sich in derselben Ebene wie diese unter den Source-Leitungen befindet.
Die dünne Metallschicht 11 schützt das isolierende Substrat 1 vor der Erosionswirkung der Ätzlösungen, was die Wahrscheinlichkeit des Brechens der Source-Leitungen verringert.
Wie aus der obigen Beschreibung hervorgeht, besteht die dünne Metallschicht des Flüssigkristall-Matrixanzeigeelements aus demselben Material wie die Gate-Elektroden und befindet sich unter den Source-Leitungen in einer Ebene mit den Gate-Elektroden. Dementsprechend wird das isolierende Substrat 1 durch die dünne Metallschicht vor der Erosionswirkung der Ätzlösungen geschützt, so daß sich die Wahrscheinlichkeit des Brechens von Leitungen verringert.
Zwar wurde die vorliegende Erfindung in ihrer bevorzugten Form mit einem bestimmten Maß an Spezifität beschrieben, doch ist es für Fachleute offensichtlich, daß sich daran verschiedene Änderungen und Modifikationen durchführen lassen, ohne den in den Ansprüchen dargelegten Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Claims

1. Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung mit einem isolierenden Substrat (1), auf welchem ausgebildet sind:

Eine Mehrzahl von Zeilen- und Spaltenelektroden (3, 8),

eine Mehrzahl von an Kreuzungen der Zeilen- und Spaltenelektroden angeordneten Dünnschicht-Transistoren, deren jeder an diejenige Zeilenelektrode und Spaltenelektrode angeschlossen ist, die sich bei der entsprechenden Kreuzung kreuzen,

eine Mehrzahl von Bildelement-Elektroden (9), deren jede an einen entsprechenden Dünnschicht-Transistor angeschlossen und durch diesen adressierbar ist, sowie dünne Metallschichtabschnitte (11) die sich in derselben Ebene wie die Zeilenelektroden (3) befinden und sich entlang und unter den Spaltenelektroden (8) zwischen den Zeilenelektroden (3) erstrecken,

dadurch gekennzeichnet,

daß auf dem isolierenden Substrat (1) eine isolierende Schicht (2) ausgebildet ist, wobei die Zeilen- und Spaltenelektroden, die Dünnschicht-Transistoren, die Bildelement- Elektroden und die dünnen Metallschichtabschnitte auf der isolierenden Schicht (2) ausgebildet sind,

und daß die dünnen Metallschichtabschnitte (11) breiter als die Spaltenelektroden (8) sind.

2. Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Zeilenelektroden (3) und die dünnen Metallschichtabschnitte (11) aus demselben Material bestehen und dieselbe Dicke haben.

3. Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Zeilenelektroden (3) und die dünnen Metallschichtabschnitte (11) aus Tantal bestehen.

4. Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, wobei die isolierende Schicht (2) aus Tantalpentaoxyd besteht.

5. Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, zusätzlich mit einer die Zeilenelektroden (3) und die dünnen Metallschichtabschnitte (11) vollständig bedeckenden isolierenden Schicht (4), auf der die Spaltenelektroden (8) ausgebildet sind.