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JPS59208877A - 薄膜装置 - Google Patents

薄膜装置

Info

Publication number
JPS59208877A
JPS59208877A JP58082695A JP8269583A JPS59208877A JP S59208877 A JPS59208877 A JP S59208877A JP 58082695 A JP58082695 A JP 58082695A JP 8269583 A JP8269583 A JP 8269583A JP S59208877 A JPS59208877 A JP S59208877A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electrode
electrode wiring
wiring
thin film
semiconductor layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP58082695A
Other languages
English (en)
Inventor
Masumitsu Ino
益充 猪野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ricoh Co Ltd filed Critical Ricoh Co Ltd
Priority to JP58082695A priority Critical patent/JPS59208877A/ja
Publication of JPS59208877A publication Critical patent/JPS59208877A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D89/00Aspects of integrated devices not covered by groups H10D84/00 - H10D88/00
    • H10D89/60Integrated devices comprising arrangements for electrical or thermal protection, e.g. protection circuits against electrostatic discharge [ESD]
    • H10D89/601Integrated devices comprising arrangements for electrical or thermal protection, e.g. protection circuits against electrostatic discharge [ESD] for devices having insulated gate electrodes, e.g. for IGFETs or IGBTs

Landscapes

  • Liquid Crystal Display Device Control (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)

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。

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は薄膜装置に関し、より詳細には、液晶ディスプ
レイパネル、Elディスプレイパネル。
等倍光センサ等のスイッチング素子に使用される薄膜ト
ランジスタのマトリクス・アレイの過電圧保護回路に関
するものである。
従来技術 従来、N膜トランジスタをマトリクス・ア1ノイに構成
する場合は、特開昭54154289号の如く、相互接
続用の第1電極配線と第2電極配線の交叉部分には、配
線間に絶縁層を形成することによって配線が互いに電気
的に接続しないようにしている。この交叉部分に於ける
絶縁層は、第1電極配線と第2電極配線間に高電圧が印
加されると絶縁破壊を引き起こし、復帰不可能となる。
絶縁破壊電圧は絶R層の厚さが大になるとともに高くな
る。
例えば5tOzの膜厚と絶縁破壊電圧の測定値を表1に
示す。測定法は第1図に示す如く、表1゜ ^圧発生装置21の電荷をコンデンサ22に充電し、抵
抗23を介して放電棒24から従来の薄膜トランジスタ
の71へりクス・アレイ25に放電覆るものであり、薄
膜1ヘランジスタの?トリクス・アレイ25の第1電極
配線25aと第2N極配線25b間の、不図示の絶縁層
3’!02の膜厚を変化させて絶縁破壊が起こるときの
印加電圧を測定したものである。薄膜トランジスタのマ
トリクス・アレイ25に於ける絶縁層5IO2の厚さは
通常i、ooo〜4,000八であるが、表1によると
この場合の絶縁破壊電圧は80〜34.0 V程度であ
り、実際に予想されるサージ電圧に比べてかなり低いも
のである。そのため、従来の薄膜トランジスタのマトリ
クス・アレイは取扱いが容易ではなく、例えば、液晶デ
ィスプレイパネルのスイッチング素子どして使用した場
合、液晶封入、配向膜のラビング時、梱包の際に静電気
が発生しない様にづる等の注意が必要であった。又、絶
縁層の破壊により、第1電極配線と@2N極配繰の電気
的短絡。
断線が誘発され、信頼性の低下や故障率増大の原因とな
るという問題があった。
目  的 本発明は以上の欠点を解消するためになされたものであ
って、薄膜トランジスタのマトリクス・アレイに於いて
第1電極配線と第2電極配線間の絶縁層が過電圧により
破壊されることを防止することを目的とする。
構  成 本発明の構成について、以下、具体的な実施例に基づい
て説明する。第2図は液晶ディスプレイパネル1のスイ
ッチング素子として使用される薄膜トランジスタのマト
リクス・アレイの概略斜視図、第3図は第2図の1画素
分の拡大平面図である。ガラス等からなる絶縁性基板2
の上にITO等の透明電極膜3からなる画素が2次元マ
トリクス状に配列されており、各画素に夫々1個の薄膜
トランジスタ4がスイッチング素子として設【ブられて
いる。第3図に示した如く、各列の薄膜トランジスタ4
のゲート電極4aは第1電極配線5によって接続され、
一方、各行の薄膜トランジスタ4のソース電it 4.
 l)は第2電極配線6によって接続されている。Mo
、Ni、Cr、Aβ等からなる第1電極配線5及び第2
電極配線6は、夫々基板2の端まで延びて端子を形成し
てd′3つ、外部からの駆動信号線に接続されるように
なっている。
薄膜1〜ランジスタ4のゲート電極4aの上に5102
やSt 3 Na等の絶縁層7(第4図参照)が形成さ
れ、その上に多結晶3iや非晶質$1等の半導体層8が
形成され、更にその上にソース電極4bとドレイン電極
4Cが所定の間隙を有する形状に形成されている。ドレ
イン電極4Cは透明電極膜3に接続されており、外部か
らの駆動信号線によりゲート電極4aとソース電極4b
を選択的に駆動して所望の画素に対するスイッチング制
御を行なう。尚、本実施例ではゲート電極4a、第1電
極配線5と、ソース電tii4b 、 ドレインN極4
c、第2電極配線6は夫々同一材PI層から形成されて
いる。
第4図は第2図に於ける基板2の端の部分を拡大した部
分拡大斜視図、第5図は第4図のI−I#(矢視方向)
に沿った断面図である。第1電極配線5と第2電極配線
6の交叉する部分には、配線間の電気的絶縁の為に絶縁
層7が設けられているが、基板2の周辺部に於いては絶
縁層7は設けられておらず、基板2と第1電極配線5は
むき出しになっている。第1電極配線5と第2電極配線
6との間に介在する絶縁層7の部分は第1電極配線5ど
第2電極配線6の間に過電圧が印加されたときに、最も
絶縁破壊が起こりやすいところである。第1電極配線5
は、基板2の横方向の端に於いて端子を形成する手前の
箇所で半導体層9によって全て接続され、第2電極配線
6は、基板2の縦方向の端に於いて端子を形成する手前
の箇所で半導体層9によって全て接続されている。更に
、第1電極配線5と第2電極配線6も半導体層9によっ
て接続されている。第5図に示すように、半導体H9は
第1電極配線5の上に形成され、第2電極配$6に対し
てはFに形成されている。本実施例では、半導体層8と
半導体層9は同一材料層から形成されている。尚、対向
電極及び液晶の封入等に関しては公知であり、本発明と
関係のない部分であるので説明を省18する。
次に、本発明の薄膜トランジスタマトリクス・アレイに
於ける過電圧保護の動作について説明する。第6図は、
液晶ディスプレイパネル1に於ける薄膜トランジスタ4
と第1電極配置5と第2電極配線6と半導体層9の電気
的関係を示す回路図である。即ち、第1電極配線5と半
導体層9、及び第2電極配線6と半導体層9は夫々ショ
ットキーダイオードを形成している。隣接する各1対の
第1電極配線5の間は極性が互いに反対である様に直列
接続されている2つのショッ1へキーダイオード12を
介して接続されており、同様に、隣接する各1対の第2
電極配線6の間も、極性が反対である様に直列接続され
ている2つのショットキーダイオード12を介して接続
されている。更に、基板2に於いて最も外側にあって隣
接する第1N極配線5と第2電極配線6の間も、極性が
反対の2つのショットキーダイオード12により接続さ
れている。第1N#A配線5とM2電極配線6の間に過
電圧が印加された場合、逆バイアスを掛けられたショッ
1−キーダイオードは印加電圧が降服電圧に達すると急
激に降服電流を流すから、第1電極配線5と第2電極配
線6間の電圧は、降服電圧を超えて上昇することは無い
。即ち、過電圧による電流は半導体層9を流れ、第1電
極配線5と第2電極配線6の交叉部分に於(プる絶縁層
7が破壊されるのを防止する。又、この装置は過電圧が
通常の駆動電圧に戻った時点で通常の動作に復帰する。
次に、本発明の薄膜トランジスタマトリクス・アレイの
製造法の1例について第7図の断面図を参考に説明する
。まず、ガラス基板2にITO膜を膜Jf 3,000
人に形成し、透明電極膜3の形状にバタン化する。次に
、Ni Cr膜を膜厚3,000人に形成し、グー1〜
電極4aと第1電極配線5の形状にバタン化する。その
後、SiO2膜を膜厚3゜000人に形成し、ドレイン
電極4Cと透明電極膜3のコンタクトホールの開口部分
、第1電極配線と第2電極配線の端子部分、半導体膜1
0形成部分についてエツチングを行なってSiO2を除
去し、絶縁層7を形成する。その上に非晶質Sinを膜
厚3.000人に形成し、半導体層8及び半導体層9を
同時にバタン形成する。次に、所定の形状にフォトレジ
ストを形成した後へg膜を膜厚10,000人に形成し
、リフトオフ法によりフォトレジストを除去してソース
電極4bと第2電極配線6及びドレイン1i4cを形成
する。その後全面的に5in2膜を膜1173,000
人に形成してパッシベーション膜10とする。更に、半
導体層8と半導体層9の上部に遮光膜11を形成する。
この遮光膜を形成する場合に、NiCr膜を膜厚2,0
00人に形成しバタン化はリフトオフ法を使用すると良
い。
遮光11111は、半導体層8及び半導体層9の材料で
ある非晶質S1が光導電効果を持っており、光から遮断
する必要があるために形成するものである。尚、上述の
工程は全て、公知の薄膜形成技術及び公知のフォトリソ
グラフィ技術により行なわれる。
液晶ディスブレスパネル1に於いて、第2図に示すよう
に半導体H9は薄膜トランジスタの71〜リクス・アレ
イを取囲む形状を有し、基板2の周辺部に設けられてい
るが、他の形状とすることも可能であり、又他の場所に
設けることも可能である。例えば、第8図に1画素分の
平面図で示すように、半導体層9を第1電極配線5と第
2電極配線6の交叉する部分に設けても良い。第8図に
於いて絶縁層7(不図示)には、点線で示した様な開口
部7a、7bが設けられている。開口部7aはM1電極
配線5と第2電極配線6の交叉部分に設けられており、
開口部7aに於いて第1電極配線5と第2電極配線6の
間に介在するように半導体層9が形成される。開口部7
bは前述した如く、ドレイン電[4Cと透明電極[13
の接続の為のものである。第8図の構成の場合の回路図
は第9図の様になり、第1電極配線5と第2電極配線6
の各交叉部分に互いに反対方向に直列接続された1対の
ショットキーダイオード12がそれぞれ形成される。
羞−」」 以上の如く、本発明により、薄膜トランジスタのマトリ
クス・アレイに於ける第1電極配線と第2電極配線間の
絶縁層が過電圧により破壊されることを防止できる。そ
れに伴って第11fii配線や第2電極配線の電気的短
絡や断線が防止されるため信頼性の向上に効果がある。
又、製造、梱包の際の取扱いが容易になるという効果が
ある。更に、従来の絶縁破壊は復帰不可能であったが、
本発明により過電圧を通常電圧にすると装置の復帰が可
能となる。尚、本発明は上述の具体例に限定されるべき
ものではなく、本発明の技術的範囲を逸脱することなし
に、種々の変形が可能であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
第1図は、従来の薄膜トランジスタのマトリクス・アレ
イに於ける絶縁破壊電圧の測定法を示す概略図である。 第2図は、本発明の薄膜トランジスタのマトリクス・ア
レイをスイッチング素子とする液晶ディスプレイパネル
1の概略斜視図、第3図は、第2図に於ける1画素分の
拡大平面図、第4図は第2図に於ける基板2の端の部分
の部分拡大斜視図、第5図は第4図の1−1線に沿った
断面図、第6図は液晶ディスプレイパネル1の電気回路
図、第7図は液晶ディスプレイパネル1の製造工程を説
明するための断面図、第8図はもう1つの実施態様を示
す1画素分の平面図、第9図は第8図の電気回路図であ
る。 (符号の説明) 1 : 液晶ディスプレイパネル 2  :  基  板 3 : 透明電極膜 4 : 薄膜トランジスタ 4a : ゲート電極 4b= ソース電極 4C: ドレイン電極 5 : 第1電極配線 6 : 第2電極配線 7 : 絶縁層 8 : 半導体層 9 : 半導体層 10 : パッシベーション膜 11 : 遮光膜 特許出願人   株式会社  リ  コ  −第1図 ”   第21   □ 第3図 第4図 9 第5図 第6図 11′−X、11、( コ(5)    3 第 8トン1 第9図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、基板上に形成され第1方向に延在する第1電極配線
    と、前記第1電極配線を被覆して前記基板上に形成され
    た絶縁層と、前記絶縁層上に形成され前記第1方向とは
    異なった第2方向に延在する第2電極配線と、前記第1
    電極配線と前記第2電極配線との交点又はその近傍に設
    けられ前記第1N極配線及び第2電極配線の夫々に接続
    された薄膜トランジスタと、前記第1電極配線と前記第
    2N極配線との間に接続された定電圧手段とを有してお
    り、前記定電圧手段の降服電圧が前記第1N極配線と第
    2電極配線との間に介在する前記絶縁層の部分の降服電
    圧よりも小さいことを特徴とする薄膜装置。 2、上記第1項に於いて、前記第1電極配線及び第2電
    極配線は金属で形成されており、前記定電圧手段は前記
    第1電極配線と第2電極配線とを半導体物質で接続して
    互いに逆方向に直列接続した1対のショットキーダイオ
    ードを構成することを特徴とする薄膜装置。 3、上記第1項に於いて、前記第1電極配線及び第2電
    極配線を夫々複数本設け、隣接する各1対の第1電極配
    線間及び第2電極配線間にも前記定電圧手段を接続して
    設けたことを特徴とする薄膜装置。 4、上記第3項に於いて、前記複数本の第1電極配線と
    複数本の第2電極配線とは互いに直交してマトリクスを
    形成していることを特徴とする薄膜装置。
JP58082695A 1983-05-13 1983-05-13 薄膜装置 Pending JPS59208877A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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