JPH06148616A

JPH06148616A - 液晶表示パネル

Info

Publication number: JPH06148616A
Application number: JP29536892A
Authority: JP
Inventors: Akihiro Yamamoto; 明弘山本; Tsuguyoshi Hirata; 貢祥平田; Hiroshi Aida; 洋合田; Takayoshi Nagayasu; 孝好永安; Mikio Katayama; 幹雄片山; Shigemitsu Mizushima; 繁光水嶋
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1992-11-04
Filing date: 1992-11-04
Publication date: 1994-05-27

Abstract

(57)【要約】【目的】高誘電率および高絶縁性の両方を満足できる
保護膜を実現でき、結果的に表示品位を格段に向上で
き、かつ歩留りの向上が図れる液晶表示パネルを液晶表
示パネルを実現する。【構成】ＴＦＴ２１のゲート電極７、ソース電極１０
およびドレイン電極１１や絵素電極１２等が表面に形成
された透明ガラス製の絶縁性基板１と、対向面側に対向
電極１７等が形成されたガラス基板１５とを貼り合わ
せ、両基板１、１５間に液晶分子１９が注入された液晶
表示パネルにおいて、絶縁性基板１上に形成された前記
の要素を覆うようにして、絶縁性基板１の全面にわたっ
て、高誘電率で、かつ絶縁性の高い材料特性を有する五
酸化タンタル等を用いて、ＣＶＤ法、スパッタリング法
等により比誘電率１０以上の保護膜１３ａを形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、対向面側に電極配線が
それぞれ形成され、少なくとも一方が透光性を有し、相
互に貼り合わされる一対の基板間に液晶層を封入した液
晶表示パネルに関し、特に表示品位および歩留りの向上
が図れる液晶表示パネルに関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示パネルの一例として、マトリク
ス状に配列された表示絵素をスイッチング素子により選
択駆動して表示パターンを形成するアクティブマトリク
ス駆動方式をとるものがある。このスイッチング素子と
しては、薄膜トランジスタ（Thin-Film-Transistor、以
下ＴＦＴと称する）素子、ＭＩＭ（金属−絶縁膜−金
属）素子、ＭＯＳトランジスタ素子、ダイオード、バリ
スター等が一般に用いられている。このようなスイッチ
ング素子で、絵素電極とこれに対向する対向電極との間
に印加される電圧信号をスイッチングすることにより、
その間に介在する表示媒体としての液晶の光学的変調が
表示パターンとして視認される。

【０００３】図３はこのような液晶表示パネルの構成要
素であるアクティブマトリクス基板を示す。このアクテ
ィブマトリクス基板は、例えば透明ガラス製の絶縁性基
板１の上（表面）に、複数本の走査線２、２…と、複数
本の信号線３、３…とを互いに直交して配設してある。
隣接する各走査線２、２…と各信号線３、３…とで囲ま
れるそれぞれの領域には、液晶を駆動する絵素電極１２
と、この絵素電極１２を選択駆動するスイッチング素子
２１とが設けられている。スイッチング素子２１は、走
査線２、信号線３および絵素電極１２にそれぞれ接続さ
れている。

【０００４】なお、２２は走査線２を駆動する走査線駆
動回路であり、２３は信号線を駆動する信号線駆動回路
である。

【０００５】次に、スイッチング素子２１としてＴＦＴ
を用いたアクティブマトリクス駆動方式の液晶表示パネ
ルの断面構造を図４に従って説明する。

【０００６】絶縁性基板１の上には、ゲート電極７を有
する走査線２が形成され、これを覆うようにして酸化絶
縁膜４が設けられている。走査線２の材料としては、そ
の上に設けられる酸化絶縁膜４が良好に形成されるよう
に、タンタル、アルミニウム等の金属が用いられる。

【０００７】酸化絶縁膜４の上には、これを覆うように
して絶縁性基板１の全面にわたってゲート絶縁膜５が設
けられている。ゲート絶縁膜５の上には、シリコン薄膜
からなる半導体層６がゲート電極７を覆うようにして形
成されている。半導体層６上の中央部には、エッチング
ストッパー層８が設けられている。エッチングストッパ
ー層８の両端部上には、半導体層６の両端部に接して一
対のコンタクト層９ａ、９ｂがそれぞれ形成されてい
る。

【０００８】一方のコンタクト層９ａの上には、信号線
３から分岐されたソース電極１０が、また他方のコンタ
クト層９ｂの上には、ドレイン電極１１がそれぞれパタ
ーン形成されている。ドレイン電極１１の一端部には、
ＩＴＯ等の透明導電性膜からなる絵素電極１２が接続形
成されている。絵素電極１２の端部は、ドレイン電極１
１の一端部に乗り上げている。

【０００９】上記したゲート電極７、ソース電極１０、
ドレイン電極１１等でＴＦＴ２１が形成される。また、
絶縁性基板１上の全面には、ＴＦＴ２１や絵素電極１２
を覆うようにして保護膜１３ｂおよび配向膜１４がこの
順に積層されている。保護膜１３ｂの材料としては窒化
シリコンが用いられる。また、配向膜１４の材料として
はポリイミドが用いられる。なお、２０は必要に応じて
設けられるベースコート絶縁膜である。

【００１０】絵素電極１２等が形成された絶縁性基板１
に対向する他方のガラス基板１５の対向面側には、カラ
ーフィルタ１６、対向電極１７および配向膜１８がこの
順に積層形成されている。カラーフィルタ１６の周囲に
は、必要に応じて図示しないブラックマトリクスが形成
される。

【００１１】絶縁性基板１とガラス基板１５との間に
は、表示媒体として液晶分子１９が封入される。液晶分
子１９は、絵素電極１２と対向電極１７との間の印加電
圧に応答して配向変換され、この光学的変調が表示パタ
ーンとして視認される。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記構成の
液晶表示パネルを液晶表示装置に用いる場合には、保護
膜１３ｂの材料として誘電率が低い窒化シリコンを用い
ているため、絵素電極１２と対向電極１７との間に電圧
を印加して液晶分子１９を駆動する際に、液晶分子１９
に電圧が十分にかからず、表示品位が低下するという問
題がある。

【００１３】このような問題点を解決するための技術と
して、配向膜１４として用いられるポリイミド等を高誘
電率化して保護膜１３ｂとして用いることが考えられ
る。しかるに、この場合には、保護膜として必要な絶縁
性が十分に得られないことになり、電流リークを生じ易
く、歩留りが低下するという新たな問題がある。

【００１４】本発明はこのような従来技術の課題を解決
するものであり、高誘電率および高絶縁性の両方を満足
できる保護膜を実現でき、結果的に表示品位を格段に向
上でき、かつ歩留りの向上が図れる液晶表示パネルを提
供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明の液晶表示パネル
は、対向面側に電極配線がそれぞれ形成され、少なくと
も一方が透光性を有し、相互に貼り合わされる一対の基
板間に液晶層を封入した液晶表示パネルにおいて、少な
くとも該液晶層といずれか一方の該電極配線との間に、
比誘電率１０以上の高誘電性の材料を含む絶縁性保護膜
を形成しており、そのことにより上記目的が達成され
る。

【００１６】

【作用】上記のように比誘電率１０以上の高誘電性の材
料を含む絶縁性保護膜を液晶層といずれか一方の電極配
線との間に設けると、両電極配線間に電圧を印加して液
晶を駆動する場合に、液晶に電圧を十分にかけることが
できる。

【００１７】

【実施例】以下に本発明の実施例を説明する。

【００１８】（実施例１）図１は本発明液晶表示パネル
の実施例１を示す。この液晶表示パネルは、スイッチン
グ素子としてＴＦＴを用いている。以下にその構成を詳
述する。

【００１９】透明ガラスからなる絶縁性基板１の上に
は、ゲート電極７を有する走査線２が形成され、これを
覆うようにして酸化絶縁膜４が設けられている。走査線
２の材料としては、その上に設けられる酸化絶縁膜４が
良好に形成されるように、タンタル、アルミニウム等の
金属が用いられる。

【００２０】酸化絶縁膜４の上には、これを覆うように
して絶縁性基板１の全面にわたってゲート絶縁膜５が設
けられている。ゲート絶縁膜５の上には、シリコン薄膜
からなる半導体層６がゲート電極７を覆うようにして形
成されている。半導体層６上の中央部には、エッチング
ストッパー層８が設けられている。エッチングストッパ
ー層８の両端部上には、半導体層６の両端部に接して一
対のコンタクト層９ａ、９ｂがそれぞれ形成されてい
る。

【００２１】一方のコンタクト層９ａの上には、信号線
３から分岐されたソース電極１０が、また他方のコンタ
クト層９ｂの上には、ドレイン電極１１がそれぞれパタ
ーン形成されている。ドレイン電極１１の一端部には、
ＩＴＯ等の透明導電性膜からなる絵素電極１２が接続形
成されている。絵素電極１２の端部は、ドレイン電極１
１の一端部に乗り上げている。

【００２２】上記したゲート電極７、ソース電極１０、
ドレイン電極１１等でＴＦＴ２１が形成される。また、
絶縁性基板１上の全面には、ＴＦＴ２１や絵素電極１２
を覆うようにして保護膜１３ａおよび配向膜１４がこの
順に積層されている。配向膜１４の材料としてはポリイ
ミドが用いられる。また、保護膜１３ａは後述の材料に
よって形成される。なお、２０は必要に応じて設けられ
るベースコート絶縁膜である。

【００２３】絵素電極１２等が形成された絶縁性基板１
に対向する他方のガラス基板１５の対向面側には、カラ
ーフィルタ１６、対向電極１７および配向膜１８がこの
順に積層形成されている。カラーフィルタ１６の周囲に
は、必要に応じて図示しないブラックマトリクスが形成
される。

【００２４】絶縁性基板１とガラス基板１５との間に
は、表示媒体として液晶分子１９が封入される。液晶分
子１９は、絵素電極１２と対向電極１７との間の印加電
圧に応答して配向変換され、この光学的変調が表示パタ
ーンとして視認される。

【００２５】このような液晶表示パネルを構成するＴＦ
Ｔ側基板は以下のプロセスで作製される。まず、絶縁性
基板１の上にスパッタリング法によりタンタルを３００
ｎｍの厚みで成膜し、続いてフォトリソグラフィーの手
法により、ゲート電極７を有する走査線２をパターン形
成する。

【００２６】次に、走査線２と絶縁性基板１との間にス
パッタリング法、ＣＶＤ法等により、五酸化タンタルや
窒化ケイ素、或は酸化ケイ素等からなるベースコート絶
縁膜２０を積層形成する。このベースコート絶縁膜２０
は必要に応じて形成される。次に、陽極酸化法又は熱酸
化法により、３００ｎｍの厚みの酸化絶縁膜４をゲート
電極７を有する走査線２の上に成膜する。本実施例で
は、陽極酸化法を用いた。

【００２７】次に、プラズマＣＶＤ法により、走査線２
および酸化絶縁膜４を覆うようにして絶縁性基板１の全
面にわたって窒化ケイ素を積層し、厚さ３００ｎｍのゲ
ート絶縁膜５を形成する。このように、酸化絶縁膜４の
上にゲート絶縁膜５を重畳して絶縁膜を多層構造にする
と、絶縁性の向上が図れる利点がある。続いて、ゲート
絶縁膜５の上に、プラズマＣＶＤ法によりアモルファス
シリコンを３０ｎｍの厚みで積層し、半導体層６を形成
する。

【００２８】次に、半導体層６の上に窒化ケイ素を２０
０ｎｍの厚みで積層し、続いて、フォトリソグラフィー
の手法によりエッチングストッパー層８をパターン形成
する。続いて、リンを添加したｎ⁺型アモルファスシリ
コンからなり、後にコンタクト層９ａ、９ｂとなる層を
プラズマＣＶＤ法により５０ｎｍの厚みで積層する。続
いて、フォトリソグラフィーの手法により、先ほど積層
した半導体層６と共に、コンタクト層９ａ、９ｂをパタ
ーン形成する。

【００２９】次に、その上に、スパッタリング法でＴｉ
膜を形成し、続いてフォトリソグラフィーの手法でこの
Ｔｉ膜をパターニングして、信号線３、ＴＦＴ２１のソ
ース電極１０およびドレイン電極１１を形成する。信号
線３、ソース電極１０およびドレイン電極１１の材料と
しては、Ｔｉの他にＡｌ、Ｃｒ、Ｍｏ等の他の金属を用
いることも可能である。

【００３０】次に、パターニングされたＴｉ膜の上に酸
化インジウムを主成分とする透明導電膜を８０ｎｍの厚
みで成膜し、続いてフォトリソグラフィーの手法により
絵素電極１２と、この絵素電極１２から分岐された付加
容量（図示せず）とをパターン形成する。

【００３１】次に、上記の手順で形成された要素を覆う
ようにして、絶縁性基板１の全面にわたって、高誘電率
で、かつ絶縁性の高い材料特性を有する五酸化タンタル
等を用いて、ＣＶＤ法、スパッタリング法等により保護
膜１３ａを形成する。ここで、保護膜１３ａの比誘電率
としては、１０以上のものが好ましい。

【００３２】次に、保護膜１３ａの上に配向膜１４を形
成し、これでＴＦＴ側基板が作製される。

【００３３】そして、このようにして作製されたＴＦＴ
側基板と、対向面側にカラーフィルタ１６、対向電極１
７および配向膜１８がこの順に積層形成されたガラス基
板１５、すなわち対向側基板とを貼り合わせ、両者間に
液晶分子１９を封入して本発明液晶表示パネルが作製さ
れる。なお、対向側基板の製造プロセスについては公知
のプロセスによって行われるので、具体的な説明につい
ては省略する。

【００３４】このような液晶表示パネルによれば、保護
膜１３ａが高誘電率で、かつ絶縁性の高い材料特性を有
する五酸化タンタル等の材料で形成されているので、絵
素電極１２と対向電極１７との間に電圧を印加して液晶
分子１９を駆動する際に、液晶分子１９に十分な電圧を
かけることが可能になる。従って、表示品位が低下する
ことがない。また、十分な絶縁性が確保されるので、電
流リークを生じず、歩留りの向上が図れる。

【００３５】（実施例２）図２は、本発明液晶表示パネ
ルの実施例２を示す。この実施例２では、実施例１とは
異なり上記の保護膜１３ａを対向側基板側に設ける構成
をとる。即ち、図示するように、ガラス基板１５の対向
面側であって、対向電極１７と配向膜１８との間に上記
同様の材料からなる保護膜１３ａが形成されている。

【００３６】本実施例２による場合も、実施例１同様に
表示品位および歩留りの向上が図れる。

【００３７】なお、上記のような保護膜１３ａは、ＴＦ
Ｔ側基板と対向側基板の双方に設けることにしても構わ
ない。

【００３８】また、上記各実施例では、ＴＦＴ側基板お
よび対向側基板として共に透明ガラスを用いたが、これ
以外の透明材料を用いることも可能である。このように
両基板の材料として透明材料を用いる場合は、透過型の
液晶表示パネルを実現できる。また、いずれか一方の基
板として非透明性の材料を用いる場合は、反射型の液晶
表示パネルを実現できる。

【００３９】また、上記各実施例ではスイッチング素子
としてＴＦＴを用いたアクティブマトリクス駆動方式の
液晶表示パネルに本発明を適用する場合について説明し
たが、ＭＩＭ素子、ＭＯＳトランジスタ素子、ダイオー
ド、バリスター等の他のスイッチング素子を用いた液晶
表示パネルについて同様に本発明を適用することができ
る。

【００４０】

【発明の効果】以上のように本発明液晶表示パネルは、
比誘電率１０以上の高誘電性の材料を含む絶縁性保護膜
を液晶層といずれか一方の電極配線との間に設ける構成
をとるので、両電極配線間に電圧を印加して液晶を駆動
する場合に、液晶に電圧を十分にかけることができる。
従って、表示品位を向上することができる。また、絶縁
性が十分に確保されるので、電流リークを生じず、これ
に起因する不良品を発生することがない。それ故、歩留
りを向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明液晶表示パネルの実施例１を示す部分断
面図。

【図２】本発明液晶表示パネルの実施例２を示す部分断
面図。

【図３】アクティブマトリクス基板を模式的に示す平面
図。

【図４】液晶表示パネルの従来例を示す部分断面図。

【符号の説明】

１絶縁性基板２走査線３信号線４酸化絶縁膜５ゲート絶縁膜６半導体層７ゲート電極８エッチングストッパー層９ａ、９ｂコンタクト層１０ソース電極１１ドレイン電極１２絵素電極１３ａ高誘電率の絶縁性保護膜１３ｂ絶縁性保護膜１４配向膜１５ガラス基板１６カラーフィルタ１７対向電極１８配向膜１９液晶分子２０ベースコート絶縁膜２１ＴＦＴ（スイッチング素子）２２走査線駆動回路２３信号線駆動回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者永安孝好大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内 (72)発明者片山幹雄大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内 (72)発明者水嶋繁光大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】対向面側に電極配線がそれぞれ形成さ
れ、少なくとも一方が透光性を有し、相互に貼り合わさ
れる一対の基板間に液晶層を封入した液晶表示パネルに
おいて、少なくとも該液晶層といずれか一方の該電極配線との間
に、比誘電率１０以上の高誘電性の材料を含む絶縁性保
護膜を形成した液晶表示パネル。