JPS61129682A - Liquid crystal display - Google Patents

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。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、半導体層にＴｅ　、ＣｄＳ　、ＣｄＳｅ等を
用いた薄膜トランジスタ（以下ＴＰＴと称する）を使用
したセグメント型液晶表示装置において、ＴＰＴを液晶
力為ら保護するために液晶表示セルをシール部により表
示領域とＴＰＴ領域に分割し表示領域のみ液晶を挾持さ
せ、ＴＰＴ領域には不活性ガスを充填してＴＦＴＨ域か
ら液晶を隔離した構造の液晶表示装置に関するものであ
る。Detailed Description of the Invention <Industrial Application Field> The present invention relates to a segment type liquid crystal display device using a thin film transistor (hereinafter referred to as TPT) using Te, CdS, CdSe, etc. as a semiconductor layer. In order to protect against force, the liquid crystal display cell is divided into a display area and a TPT area by a seal part, the liquid crystal is sandwiched only in the display area, and the TPT area is filled with inert gas to isolate the liquid crystal from the TFTH area. The present invention relates to a liquid crystal display device.

〈従来の技術〉 まずＴＰＴについて第１図とともに説明する。<Conventional technology> First, TPT will be explained with reference to FIG.

ＴＰＴはガラスなどの絶縁基板ｌの表面にゲート電極２
を設け、このゲート電極２を被覆するごとく絶縁層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を順次配設した構造が一般的である。ゲート電極２
の材料としてはアルミニウム（Ａ））、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（Ａ
）２０３）、二酸化ケイ素（Ｓ１０□）、−酸化ケィ素
（Ｓｉｏ）、フッ化カルシウム（ＣａＦ２）などの筐用
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（Ａｉ）’の場合には、このアルミ
ニウム（Ａ））を陽極酸化させることにより酸化アルミ
ニウム（Ａ）２０３）絶縁膜？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）、テル
ル（Ｔｅ）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
触する材料にすることが望ましいが、一般には金（Ａｕ
）、アルミニウム（Ａ））などが用いられる。TPT has a gate electrode 2 on the surface of an insulating substrate l such as glass.
A common structure is that an insulating layer 3 is provided to cover the gate electrode 2, and a semiconductor layer 4, a source electrode 5, and a drain electrode 6 are sequentially provided thereon. Gate electrode 2
Aluminum (A)), gold (Au), tantalum (Ta), indium (In), etc. are used as materials for
It is installed using mask vapor deposition or photoetching techniques. The material for the insulating film 3 is aluminum oxide (A
)203), silicon dioxide (S10□), -silicon oxide (SIO), calcium fluoride (CaF2), etc. can be used for the casing, and the gate electrode 2 can be covered by a method such as a vacuum evaporation method, a sputtering method, or a CVD method. Set it up like this. When the gate electrode 2 is made of aluminum (Ai), this aluminum (A) is anodized to form an aluminum oxide (A) 203) insulating film. It is also possible to form. Cadmium selenide (CdSe), cadmium sulfide (CdS), tellurium (Te), or the like is generally used as the material for the semiconductor layer 4, and is deposited by a method such as vacuum evaporation or sputtering. The material used for the source electrode 5 and the drain electrode 6 is preferably a material that makes ohmic contact with the semiconductor layer 4, but generally gold (Au
), aluminum (A)), etc. are used.

ＴＰＴの構造は第１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及び
ドレイン電極６との位置を上下逆転し之り、第８図に示
すように絶縁基板ｌの上にソース電極５及びドレイン電
極６を設け、さらに両電極の間に半導体層４を配し半導
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２を設けたりしてもよい。The structure of the TPT is not limited to that shown in FIG. 1, but as shown in FIG. 2, the positions of the semiconductor layer 4, source electrode 5, and drain electrode 6 are reversed upside down, and the structure is shown in FIG. As shown in FIG. 4 As shown in FIG. 4, a source electrode 5 is provided on the semiconductor layer 4.
The drain electrode 6 may be partially covered, and the insulating film 3 and the gate electrode 2 may be provided thereon.

〈発明の背景〉 本発明に使用する半導体層がテルル（Ｔｅ）よりなるＴ
ＰＴ’ｚ使用したセグメント型液晶表示装置について、
第５図乃至第８図とともに説明する。<Background of the Invention> The semiconductor layer used in the present invention is made of tellurium (Te).
Regarding segment type liquid crystal display devices using PT'z,
This will be explained with reference to FIGS. 5 to 8.

第５図は１つのセグメントおよび１つのＴＦＴＫついて
の等価回路図である。FIG. 5 is an equivalent circuit diagram for one segment and one TFTK.

第６図で表わした液晶表示装置はｌディジットのみ示す
が、１個のゲート線７．複数個のソース線とドレイン線
８．および半導体層９よりなるＴＦＴアレイを形成した
基板ｌを有する。後述の第８図に示す如く、この基板Ｉ
と対向する位置に透明導電膜ＩＯを形成した対向基板１
１があり、両基板の間には液晶材料１２が挾持されてｂ
る。Although the liquid crystal display device shown in FIG. 6 shows only l digits, one gate line 7. Multiple source and drain lines8. and a substrate l on which a TFT array formed of a semiconductor layer 9 is formed. As shown in FIG. 8, which will be described later, this substrate I
A counter substrate 1 on which a transparent conductive film IO is formed at a position facing the
1, and a liquid crystal material 12 is sandwiched between the two substrates b
Ru.

ところで、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Ｔ
ＰＴにおいて、第７図の結果とともだ説明する。基板ｌ
には透明ガラス、ゲート電極２にはアルミニウム（Ａ）
）、絶縁膜３には前述のアルミニウムを陽極酸化した酸
化アルミニウム（Ａ１２２０３　）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）を用いてバる。またそれぞれの厚さは、ゲー
ト電極２が５００〜５０００　Ａ’、絶縁膜３が１００
〜１５００Ａ０、半導体層４のテルル（Ｔｅ）が５０〜
５００Ａ”、ソース電極５及びドレイン電極６の金（Ａ
ｕ）が２５０〜５０００Ａ”て、またソース電極５とド
レイン電極６の間隙は１−１００μｍ程度が適当である
。By the way, when the liquid crystal comes into direct contact with the TPT, the characteristics deteriorate compared to before the contact. A specific example is ``T of the structure shown in Figure 1.''
PT will be explained along with the results shown in FIG. board l
Transparent glass is used for gate electrode 2, and aluminum (A) is used for gate electrode 2.
), the insulating film 3 is an aluminum oxide (A12203) film obtained by anodizing aluminum, the semiconductor layer 4 is made of tellurium (Te), and the source electrode 5. The drain electrode 6 is made of gold (Au). The thickness of each gate electrode 2 is 500 to 5000 A', and the thickness of the insulating film 3 is 100 A' to 5000 A'.
~1500A0, tellurium (Te) of semiconductor layer 4 is 50~
500A'', gold (A
u) is 250 to 5000 A'', and the gap between the source electrode 5 and drain electrode 6 is suitably about 1 to 100 μm.

ソース・ドレイン電極間電圧ＶＳＤ　＝　−１０Ｖ。Voltage between source and drain electrodes VSD = -10V.

ゲート電圧ＶＧ＝−１４Ｖの時のソース・ドレイン間抵
抗ｔｔｉｋＲ□ｎ、ＶＳＤ　＝　−１０Ｖ、　ＶＧ　＝
　ＯＶのときのソース・ドレイン間抵抗値をＲｏｆｆ　
とすると、ＴＰＴが液晶と接触する前は Ｒｏｎ：３０にΩ、Ｒｏ（（’＝　６　ＭΩて液晶と接
触後はＲｏｎ舛１７にΩ、Ｒｏｆｆ’＝１７０にΩ（第
７図ｆｂｌ　）　　Ｒｏ　ｆｆ／Ｒｏｎ　岬１０となる
。液晶表示装置にＴＰＴ’に第６図のように応用する場
合はＲＯｆｆ／Ｒｏｎの値はかなり大きな値ＣＲＯｆｆ
Ａｏ。Source-drain resistance ttikR□n when gate voltage VG = -14V, VSD = -10V, VG =
Roff the source-drain resistance value when OV
Then, before the TPT comes into contact with the liquid crystal, Ron: 30 is Ω, Ro (('= 6 MΩ, and after contact with the liquid crystal, Ron is 17 Ω, Roff' = 170 Ω (Fig. 7 fbl) Roff /Ron is 10. When applying TPT' to a liquid crystal display device as shown in Figure 6, the value of ROff/Ron is a fairly large value CRoff.
Ao.

≧１００程度）を必要とするがＲＯｆｆ／Ｒｏｎ＃ＩＯ
程度に落ち込んでは実用上使用できない。≧100) is required, but ROff/Ron#IO
If it deteriorates to a certain degree, it cannot be used practically.

本発明は上述の欠点に鑑み、ＴＰＴ区域とセグメント表
示区域とを分離して基板上に形成し、両区域の境界領域
に沿ってシール部を設けてセグメント区域で挾持されて
いる液晶をＴＰＴと非接触状態にするとともにＴＰＴ区
域には不活性ガスを充填することによりＴＰＴの劣化を
防止した液晶表示装置を提供することを目的とするもの
である。In view of the above-mentioned drawbacks, the present invention forms a TPT area and a segment display area separately on a substrate, provides a sealing part along the boundary area between the two areas, and connects the liquid crystal held in the segment area to the TPT area. It is an object of the present invention to provide a liquid crystal display device in which deterioration of the TPT is prevented by creating a non-contact state and filling the TPT area with an inert gas.

〈実施例〉 以下、本発明を実施例に従って図面全参照しながら詳説
する。<Example> Hereinafter, the present invention will be explained in detail according to an example, with reference to all the drawings.

第９図は本発明の一実施例を示す液晶表示装置の要部断
面図で、１９はＴＰＴを液晶から保護するためのシール
部である。第１Ｏ図はその平面図第９図に従って説明す
る。基板ｌ上に表示セグメント及び表示セグメントの容
ｉｔ補うキャパシタ（第５図におけるＣｓ）を形成する
ために透明導電膜１５、真空蒸着、スパッタリングある
いはＣｖＤなどで付け＆Ｓ　ｉｏ２．Ａｆｆｌ□Ｑ３な
どの高誘電体層１６、そして表示セグメントにもなるべ
き透明導電膜１７ｉ形成させる。次に第１図から＠４図
で説明し次ような工程と条件でＴＰＴを形成しセグメン
ト部の透明導電膜１７とＴＰＴのドレイン線６を電気的
に結ぶ。さらに液晶を配向し易くするための表面処理層
として、Ｓ　ｉ　Ｏ、Ｓ　ｒ　０２　＋Ａｊ１２０３　
、５　ｉ、３　Ｎ４などの絶縁膜１８を付着させる。そ
して一方の対向電極として透明導電膜１゜及び絶縁層１
４を付着させた基板１１とをスクリーン印刷によりシー
ル材１３及び本実施例の特徴となるシール部Ｉ９を介し
て貼り合わせ、シール材を硬化させる。このようにシー
ル材ヲ介在させることにより相対向する基板間の空間は
第１０図のように表示セグメントを含む区域がＴＰＴを
配列した区域力・ら隔離され、表示セグメント区域に液
晶を充填することによりＴＰＴとは非接触状態で液晶が
側基板間に封入保持されることになる。FIG. 9 is a sectional view of a main part of a liquid crystal display device showing an embodiment of the present invention, and 19 is a sealing portion for protecting the TPT from the liquid crystal. FIG. 1O will be explained according to its plan view, FIG. 9. In order to form a display segment and a capacitor (Cs in FIG. 5) for compensating the capacity of the display segment on the substrate l, a transparent conductive film 15 is attached by vacuum evaporation, sputtering, CvD, etc. &Sio2. A high dielectric layer 16 such as Affl□Q3 and a transparent conductive film 17i which will also become display segments are formed. Next, as explained in FIGS. 1 to 4, a TPT is formed using the following steps and conditions, and the transparent conductive film 17 of the segment portion and the drain line 6 of the TPT are electrically connected. Furthermore, as a surface treatment layer to make it easier to align the liquid crystal, S i O, S r 02 +Aj1203
, 5 i, 3 N4 or the like is deposited. A transparent conductive film 1° and an insulating layer 1 are used as one counter electrode.
The substrate 11 to which 4 has been attached is bonded to the substrate 11 by screen printing via the sealing material 13 and the sealing portion I9, which is a feature of this embodiment, and the sealing material is cured. By interposing the sealing material in this way, the space between the opposing substrates is isolated from the area containing the display segments as shown in FIG. As a result, the liquid crystal is sealed and held between the side substrates without contacting the TPT.

液晶の注入が完了すると注入孔分封上する。次にＴＰＴ
を含む空間にはＡｒやＮ２など不活性ガスを供給してＴ
ＦＴＣｇ域を不活性ガスで置換させる。When the injection of liquid crystal is completed, the injection hole is sealed. Next, TPT
Inert gas such as Ar or N2 is supplied to the space containing T.
The FTCg area is replaced with inert gas.

不活性ガス雰囲気とすることにより空気中の水分の影響
によるＴＰＴの特性劣化を防ぐことができる。これによ
りＴＰＴの表面には液晶及び水分が接触しない為、ＲＯ
ｆｆ／ＲＯｎ比が低下することはない。By creating an inert gas atmosphere, it is possible to prevent the characteristics of TPT from deteriorating due to the influence of moisture in the air. This prevents liquid crystal and moisture from coming into contact with the TPT surface, so RO
The ff/ROn ratio does not decrease.

ところで、ＴＰＴを液晶から保護する方法としてすでに
特願昭５３−３５６３５号（５３，３゜２７出願）で記
されているようにＴＦＴｉ面にＡノコ０３を保護膜とし
て覆う方法があるのがこの場合、第８図のようなセル構
造をとり絶縁膜１８がＡ１２０３膜となるがＴＰＴにと
っては有効な保護膜となっても表示セグメント上での絶
縁膜Ａノ２０３が配向処理法や使用液晶との相性、セル
の１頼性として必ずしも効果的であるとは限らない。そ
の場合、さらにＡノ、０３上に他の種類の絶縁膜を付着
させることが必要となり、製作工程数が増える。本発明
のようにＴＰＴ区域と表示セグメント区域をシール部で
隔離すると上述のような問題も解消され、絶縁膜１８は
専ら表示セグメント上の絶縁膜として最も有効な物質を
選定することができる。By the way, as a method of protecting TPT from liquid crystal, there is a method of covering the TFTi surface with A-saw 03 as a protective film, as already described in Japanese Patent Application No. 53-35635 (filed on 53,3゜27). In this case, the cell structure as shown in Fig. 8 is adopted and the insulating film 18 is an A1203 film, but even though it is an effective protective film for TPT, the insulating film A1203 on the display segment may be affected by the alignment treatment method or the liquid crystal used. It is not necessarily effective in terms of compatibility and cell reliability. In that case, it is necessary to further deposit another type of insulating film on A, 03, which increases the number of manufacturing steps. If the TPT area and the display segment area are separated by a seal portion as in the present invention, the above-mentioned problems are solved, and the most effective material can be selected for the insulating film 18 exclusively as an insulating film on the display segment.

〈発明の効果〉 以上のようにＴＰＴをシール材で液晶力・ら隔離すると
ともに不活性ガス雰囲気下に配置することに：すＴＦＴ
の特性は液晶表示装置として組み込まれる前の特性と比
較して変化することなく、液晶表示装置に用いてもＴＰ
Ｔの良好な特性を有効に利用することができる。<Effects of the Invention> As described above, by isolating the TPT from the liquid crystal force with a sealing material and placing it in an inert gas atmosphere:
The characteristics of the TP do not change compared to the characteristics before being incorporated into a liquid crystal display device, and even when used in a liquid crystal display device, the TP
The good properties of T can be effectively utilized.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図は本発明の一実施例に使用するＴＰＴの断面図、
第２図、第３図及び第４図はＴＦＴの別の実施例？示す
断面図、第５図はＴＦＴｅ液晶表示装置に用いたときの
回路図、第６図は液晶表示装置の要部平面図、第７図は
ＴＰＴの劣化を示す説明図て′第７図（ａｔは液晶に接
触前第７図（ｂｌは液晶と接触後、に対応している。第
８図はＴＦＴｉ保護膜で被覆した場合の実施例（部分断
面図）、第９図は本発明の実施例を示す液晶表示装置の
要部断面図、第１０図は本発明の実施例を示す液晶表示
セルの斜視図である。 １・・・基板、２・・・ゲート電極、３・・・絶縁膜、
４・・・半導体層、５・・・ソース電極、６・・・ドレ
イン電極、７・・・ゲート線、８・・・ソース線、９・
・・半導体、１０・・・透明導電膜、１１・・・対向型
　、１２・・・液晶、１３・・シール材、】４・・・絶
縁層、１５・・・透明導電膜、１６・・・強誘電体層、
１７・・・透明導電膜、１８・・・絶縁膜、１９・・・
シール材、２ｏ・・・液晶表示部、２１・・・ＴＦＴア
レイ部、２２・・・シール部、２３・・・液晶注入孔、
２４・・・表示電極端子引出し部、２５・・・対向電極
端子引出し部。 代理人　弁理士　福　士　愛　彦（（ｍ　２名）第１１
ｍ 第２１に１ 第３１で 第４図 第５図FIG. 1 is a sectional view of TPT used in an embodiment of the present invention,
Are Figures 2, 3, and 4 another example of TFT? 5 is a circuit diagram when used in a TFTe liquid crystal display device, FIG. 6 is a plan view of main parts of the liquid crystal display device, and FIG. 7 is an explanatory diagram showing deterioration of TPT. at corresponds to FIG. 7 before contact with the liquid crystal (bl corresponds to after contact with the liquid crystal). FIG. 10 is a sectional view of a main part of a liquid crystal display device showing an embodiment, and a perspective view of a liquid crystal display cell showing an embodiment of the present invention. 1...Substrate, 2...Gate electrode, 3... insulating film,
4... Semiconductor layer, 5... Source electrode, 6... Drain electrode, 7... Gate line, 8... Source line, 9...
...Semiconductor, 10...Transparent conductive film, 11...Opposed type, 12...Liquid crystal, 13...Seal material, ]4...Insulating layer, 15...Transparent conductive film, 16...・Ferroelectric layer,
17... Transparent conductive film, 18... Insulating film, 19...
Seal material, 2o...Liquid crystal display section, 21...TFT array section, 22...Sealing section, 23...Liquid crystal injection hole,
24...Display electrode terminal lead-out part, 25...Counter electrode terminal lead-out part. Agent Patent Attorney Aihiko Fukushi ((m 2 people) No. 11
m On the 21st 1 on the 31st Fig. 4 Fig. 5

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] １、表示パターンを形成する複数のパターン電極と該パ
ターン電極の各々に対応して接続されるスイッチング用
薄膜トランジスタとを形成した表示基板と、該表示基板
と微小間隙を隔てて対面する対向基板と、該両基板間に
挿入される液晶層と、を具備して成る液晶表示装置にお
いて、前記表示基板面上で前記パターン電極が集合配置
された領域と前記薄膜トランジスタが集合配置された領
域を隔離する境界領域に即してシール材を介在させ、前
記パターン電極が集合配置された領域には液晶層を、前
記薄膜トランジスタが集合配置された領域には不活性ガ
スを、それぞれ封入したことを特徴とする液晶表示装置
。1. A display substrate on which a plurality of pattern electrodes forming a display pattern and switching thin film transistors connected to each of the pattern electrodes are formed, and a counter substrate facing the display substrate across a small gap; a liquid crystal display device comprising: a liquid crystal layer inserted between the two substrates; a boundary separating, on the surface of the display substrate, a region where the pattern electrodes are arranged in clusters and a region where the thin film transistors are arranged in clusters; A liquid crystal characterized in that a sealing material is interposed in the region, and a liquid crystal layer is filled in the region where the pattern electrodes are arranged in clusters, and an inert gas is filled in the region where the thin film transistors are arranged in clusters. Display device.